WO2024010070A1 - 電気自動車間充放電装置 - Google Patents

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篤史 齊藤
卓也 須藤
真英 橋本
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Definitions

  • the present disclosure relates to a device that performs charging and discharging between electric vehicles.
  • Patent Document 1 Devices that perform charging and discharging between electric vehicles are known (see, for example, Patent Document 1).
  • the charging device described in Patent Document 1 has a fixed power feeding side and a charging side, and if the power feeding side cable and the charging side cable are connected to a car by mistake, the vehicle that needs charging cannot be charged. .
  • the charging device described in Patent Document 1 requires the work of identifying the cable of the device and the vehicle (charging side and power supply side) when charging and discharging between electric vehicles, and the charging work The problem was that it became complicated.
  • the present invention provides an inter-electric vehicle charging/discharging device that does not require distinguishing between the cable of the device and the vehicle (charging side and power supply side) when charging and discharging between electric vehicles.
  • the purpose is to
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device is equipped with a bidirectional converter.
  • the electric vehicle charging/discharging device includes: A first operation of converting the DC power at one end to arbitrary DC power and outputting it to the other end, or a second operation of converting the DC power at the other end to arbitrary DC power and outputting it to the one end.
  • An isolated bidirectional converter that performs a first connection circuit that connects a first vehicle equipped with a driving battery and the one end of the bidirectional converter; a second connection circuit that connects a second vehicle equipped with a driving battery and the other end of the bidirectional converter; Compare information retrieved from both vehicles, and charge the battery of the other vehicle with DC power from the battery of one of the vehicles based on the comparison result of the information.
  • a main control circuit that operates the bidirectional converter, the first connection circuit, and the second connection circuit; Equipped with
  • a bidirectional converter can move DC power in either direction, from one direction to the other, and from the other to one direction. Therefore, after connecting two electric vehicles to this inter-electric vehicle charging/discharging device, the charging side and the power feeding side can be set based on instructions from the main control circuit.
  • the present invention can provide an inter-electric vehicle charging and discharging device that does not require distinguishing between the cable of the device and the vehicle (charging side and power supply side) when charging and discharging between electric vehicles.
  • the main control circuit may compare information retrieved from both vehicles and determine the charging direction between the vehicles based on the comparison result of the information.
  • the main control circuit acquires information such as the remaining charge of the driving battery from the two electric vehicles, determines that the charging direction is from the one with the highest remaining charge to the one with the lowest remaining charge, and drives the bidirectional converter.
  • This electric vehicle charging/discharging device automatically distinguishes between the charging side vehicle and the power feeding side vehicle, and automatically sets the charging direction, so the operator needs to identify the charging side vehicle and the power feeding side vehicle. disappears.
  • the present invention can provide an inter-electric vehicle charging/discharging device that does not require distinguishing between the cable of the device and the vehicle (charging side and power feeding side) when charging and discharging between electric vehicles.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an electric vehicle inter-charging/discharging device according to the present invention. It is a flowchart explaining the operation of the electric vehicle charging/discharging device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an electric vehicle inter-charging/discharging device according to the present invention. It is a flowchart explaining the operation of the electric vehicle charging/discharging device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an electric vehicle inter-charging/discharging device 301 of this embodiment.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 is a device that, when an electric vehicle cannot move due to a power shortage, temporarily charges the electric vehicle to the extent that it can be rushed to the nearest charging facility with another electric vehicle. Further, the inter-electric vehicle charging and discharging device 301 is a device that charges and discharges both electric vehicles when it is necessary to equalize the battery capacity between the electric vehicles.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 is A first operation of converting the DC power at one end to arbitrary DC power and outputting it to the other end, or a second operation of converting the DC power at the other end to arbitrary DC power and outputting it to the one end.
  • an isolated bidirectional converter 10 that performs a first connection circuit 11 that connects a first vehicle 21 equipped with a driving battery and the one end of the bidirectional converter 10; a second connection circuit 12 that connects a second automobile 22 equipped with a driving battery and the other end of the bidirectional converter 10;
  • the information retrieved from both cars (21 and 22) is compared, and based on the comparison result of the information, the DC power from the driving battery of either car (21 or 22) is used to power the other car (22). or 21) a main control circuit 13 that operates the bidirectional converter 10, the first connection circuit 11, and the second connection circuit 12 so as to charge the driving battery; Equipped with
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 realizes charging/discharging between electric vehicles (21 and 22) safely and inexpensively.
  • the reason is as follows.
  • the driving batteries of two electric vehicles (21 and 22) are connected via a bidirectional converter 10.
  • the bidirectional converter 10 is, for example, a high frequency isolated DC/DC converter including a transformer, as disclosed in Patent Document 2.
  • High frequency refers to the frequency of alternating current flowing through the transformer, and is approximately 20 kHz to 500 kHz.
  • the transformer can be made smaller and lighter, and the portability of the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 can be improved.
  • the bidirectional converter 10 is of high frequency insulation type, it is possible to electrically disconnect between the electric vehicles (21 and 22), and when an abnormality occurs in the bidirectional converter 10 itself or in one of the vehicles, the electrical It is possible to avoid having an adverse effect on the other vehicle (in the case of an abnormality in the bidirectional converter 10 itself, on both vehicles). In other words, the vehicle can be protected and is safe.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 also includes a main control circuit 13.
  • the main control circuit 13 constantly monitors the status of communication (for example, CHAdeMO protocol) with the electric vehicles (21 and 22).
  • This communication means is not limited to CAN (Controller Area Network), RS232, wired, wireless, etc.
  • the main control circuit 13 acquires information such as vehicle status (ground fault, temperature, voltage abnormality of running battery), vehicle connection status, vehicle connection circuit status, charging/discharging status, etc. can. Therefore, the main control circuit 13 can instantly detect an abnormality in the electric vehicle (21 and 22) (failure in the driving battery or charging/discharging control circuit), and can stop the electric vehicle (discharging or charging from the electric vehicle) after an abnormality occurs. (stopping).
  • the main control circuit 13 also monitors the state of the bidirectional converter 10. By monitoring the bidirectional converter 10, the main control circuit 13 can acquire, for example, the converter state and various internal states as information. Therefore, even when the bidirectional converter 10 is abnormal, the main control circuit 13 can similarly shorten the time from the occurrence of the abnormality to the stop (stopping discharging or charging from the electric vehicle). In other words, the vehicle can be protected and is safe.
  • the biggest feature of the electric vehicle inter-charging/discharging device 301 is that it is equipped with a bidirectional converter 10, which connects two electric vehicles (21, 22) without distinguishing between charging and discharging vehicles. The point is that you can.
  • the main control circuit 13 After connecting the two electric vehicles (21, 22) and the inter-electric vehicle charging/discharging device 301, the main control circuit 13 acquires remaining battery information of each vehicle through communication with the two vehicles, The direction of charging and discharging is determined by setting a vehicle with a small remaining battery level as a charging vehicle and a vehicle with a large remaining battery level as a discharging vehicle.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the specific operation of the inter-electric vehicle charging/discharging device 301.
  • the main control circuit 13 extracts vehicle information from each electric vehicle (21, 22) (step S02).
  • the vehicle information includes, for example, the type (performance) of the driving battery, the remaining amount of power stored, the allowable output current, the storage battery capacity, and the lower limit voltage.
  • the main control circuit 13 checks compatibility/chargability based on the vehicle information (step S04a).
  • “Compatibility/Chargeability” refers to the charging direction (charging from electric vehicle 21 to electric vehicle 22 or vice versa), charging voltage, charging current, charging time, etc. based on the remaining amount and performance of the battery.
  • the next step is to determine charging parameters.
  • the main control circuit 13 instructs the main connection and charging operation (step S05).
  • the main connection is to turn on the mechanical switch of the running battery system inside the electric vehicle (21, 22) and the mechanical switch inside the connection circuit (11, 12).
  • the charging operation is an instruction to start the switching operation of the bidirectional converter 10. Specifically, based on the vehicle information obtained in step S02, the main control circuit 13 determines in step S04a that each electric vehicle is in a state where it can be charged and discharged, and that the voltage of the running battery of the electric vehicle on the discharging side is , confirms that the voltage range is within which the bidirectional converter 10 can operate, and if there is no problem, instructs the main connection and charging operation. For example, the main control circuit 13 determines charging parameters for an electric vehicle on the charging side with a small remaining battery level based on the vehicle information of the electric vehicle on the discharging side with a large remaining battery level and the device characteristics of the bidirectional converter 10 .
  • the electric vehicle charging/discharging device 301 can confirm that there are no abnormalities in each vehicle and that it is compatible by performing two steps: "pre-confirmation” and "main connection” before the actual connection. Ensure safety.
  • Main control circuit 13 continues to monitor each electric vehicle and bidirectional converter 10 during charging operations. For example, in the following case, the main control circuit 13 stops the charging operation (step S06).
  • the main control circuit 13 controls the bidirectional converter 10 and the connection circuit. (11, 12) is stopped.
  • the main control circuit 13 controls the bidirectional converter 10 and Stop the connection circuits (11, 12).
  • the main control circuit 13 knows the states of the bidirectional converter 10 and the connection circuits (11, 12), and if the vehicle information includes an abnormality or the state is abnormal, both directional converter 10 and connection circuits (11, 12) are stopped.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 301 may include an instruction input unit 14 through which the main control circuit 13 receives instructions from the outside.
  • the drive batteries installed in electric vehicles vary in capacity and performance depending on the vehicle model. Therefore, as described above, the charging direction determined by the main control circuit 13 based on the acquired vehicle information may be opposite to the desired direction. In such a case, the operator inputs the correct charging direction into the instruction input section 14.
  • the main control circuit 13 receives an instruction from the instruction input unit 14 to charge the driving battery of the other vehicle with DC power from the driving battery of the desired vehicle
  • the main control circuit 13 outputs a comparison result of the information.
  • the bidirectional converter 10 and the connection circuits (11, 12) are operated according to the instructions.
  • the present invention can provide an inter-electric vehicle charging and discharging device 301 that does not require distinguishing between the cable of the device and the vehicle (charging side and power supply side) when charging and discharging between electric vehicles. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 of this embodiment.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 is a device that, when an electric vehicle cannot move due to a power shortage, temporarily charges the electric vehicle to the extent that it can be rushed to the nearest charging facility with another electric vehicle. Further, the inter-electric vehicle charging and discharging device 302 is a device that charges and discharges both electric vehicles when it is necessary to equalize the battery capacity between the electric vehicles.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 is A first operation of converting the DC power at one end to arbitrary DC power and outputting it to the other end, or a second operation of converting the DC power at the other end to arbitrary DC power and outputting it to the one end.
  • an isolated bidirectional converter 10 that performs a first connection circuit 11 that connects a first vehicle 21 equipped with a driving battery and the one end of the bidirectional converter 10; a second connection circuit 12 that connects a second automobile 22 equipped with a driving battery and the other end of the bidirectional converter 10; Bidirectional so that the driving battery of the other car (22 or 21) is charged with DC power from the driving battery of either one of the cars (21 or 22) according to the charging direction instructed from the outside.
  • a main control circuit 13 having a manual mode for operating the converter 10, the first connection circuit 11, and the second connection circuit 12; Equipped with
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 realizes charging/discharging between electric vehicles (21 and 22) safely and inexpensively.
  • the reason is as follows.
  • the driving batteries of two electric vehicles (21 and 22) are connected via a bidirectional converter 10.
  • the bidirectional converter 10 is, for example, a high frequency isolated DC/DC converter including a transformer, as disclosed in Patent Document 2.
  • High frequency refers to the frequency of alternating current flowing through the transformer, and is approximately 20 kHz to 500 kHz.
  • the transformer can be made smaller and lighter, and the portability of the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 can be improved.
  • the bidirectional converter 10 is of high frequency insulation type, it is possible to electrically disconnect between the electric vehicles (21 and 22), and when an abnormality occurs in the bidirectional converter 10 itself or in one of the vehicles, the electrical It is possible to avoid having an adverse effect on the other vehicle (in the case of an abnormality in the bidirectional converter 10 itself, on both vehicles). In other words, the vehicle can be protected and is safe.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 also includes a main control circuit 13 and a switch 15.
  • the main control circuit 13 constantly monitors the status of communication (for example, CHAdeMO protocol) with the electric vehicles (21 and 22).
  • This communication means is not limited to CAN (Controller Area Network), RS232, wired, wireless, etc.
  • the main control circuit 13 acquires information such as vehicle status (ground fault, temperature, voltage abnormality of running battery), vehicle connection status, vehicle connection circuit status, charging/discharging status, etc. can.
  • the main control circuit 13 can instantly detect an abnormality in the electric vehicle (21 and 22) (failure in the driving battery or charging/discharging control circuit), and can stop the electric vehicle (discharging or charging from the electric vehicle) after an abnormality occurs. (stopping).
  • the main control circuit 13 also monitors the state of the bidirectional converter 10. By monitoring the bidirectional converter 10, the main control circuit 13 can acquire, for example, the converter state and various internal states as information. Therefore, even when the bidirectional converter 10 is abnormal, the main control circuit 13 can similarly shorten the time from the occurrence of the abnormality to the stop (stopping discharging or charging from the electric vehicle). In other words, the vehicle can be protected and is safe.
  • the biggest feature of the electric vehicle inter-charging/discharging device 302 is that it is equipped with a bidirectional converter 10, which connects two electric vehicles (21, 22) without distinguishing between the charging and discharging vehicles. The point is that you can.
  • the switch 15 may be a physical toggle switch, a GUI (graphical user interface) such as a touch panel, or voice recognition.
  • GUI graphical user interface
  • the operator connects the two electric vehicles (21, 22) and the inter-electric vehicle charging/discharging device 302, and then operates the switch 15 to charge in any charging direction (from the vehicle 21 to the vehicle 22 or 22 to car 21).
  • the set charging direction is transmitted to the main control circuit 13, and the main control circuit 13 operates the bidirectional converter 10, the first connection circuit 11, and the second connection circuit 12 in accordance with the charging direction.
  • the operator may operate the switch 15 to set an arbitrary charging direction before connecting the two electric vehicles (21, 22) and the inter-electric vehicle charging/discharging device 302.
  • the main control circuit 13 compares the information taken out from both cars (21, 22), determines the charging direction between the cars (21, 22) based on the comparison result of the information, and converts the bidirectional converter. 10, the first connection circuit 11, and the second connection circuit 12.
  • the switch 15 can also be used to select automatic mode or manual mode.
  • the operator sets the switch 15 to automatic mode.
  • the main control circuit 13 communicates with the two vehicles to transmit the remaining battery level information of each vehicle.
  • the charging/discharging direction is determined by assuming that a vehicle with a low battery level is a charging vehicle and a vehicle with a high battery level is a discharging vehicle.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the specific operation of the inter-electric vehicle charging/discharging device 302.
  • the first connection circuit 11 and the electric vehicle 21, and the second connection circuit 12 and the electric vehicle 22 are connected (step S01).
  • the main control circuit 13 extracts vehicle information from each electric vehicle (21, 22) (step S02).
  • the vehicle information includes, for example, the type (performance) of the driving battery, the remaining amount of power stored, the allowable output current, the storage battery capacity, and the lower limit voltage.
  • the main control circuit 13 confirms whether the mode set by the operator using the switch 15 is automatic or manual (step S03). If the mode is automatic mode, the main control circuit 13 checks compatibility/chargability based on vehicle information (step S04a). "Compatibility/Chargeability" refers to the charging direction (charging from electric vehicle 21 to electric vehicle 22 or vice versa), charging voltage, charging current, charging time, etc. based on the remaining amount and performance of the battery. The next step is to determine charging parameters. For example, the main control circuit 13 determines charging parameters for an electric vehicle on the charging side with a small remaining battery level based on the vehicle information of the electric vehicle on the discharging side with a large remaining battery level and the device characteristics of the bidirectional converter 10 .
  • the main control circuit 13 confirms the charging direction set by the operator using the switch 15 (step S04b).
  • the main control circuit 13 may determine charging parameters such as charging voltage, charging current, and charging time based on the remaining amount and performance of the battery.
  • the main control circuit 13 instructs the main connection and charging operation (step S05).
  • the main connection is to turn on the mechanical switch of the running battery system inside the electric vehicle (21, 22) and the mechanical switch inside the connection circuit (11, 12).
  • the charging operation is an instruction to start the switching operation of the bidirectional converter 10. Specifically, based on the vehicle information obtained in step S02, the main control circuit 13 determines in step (S04a/S04b) that each electric vehicle is in a state where it can be charged and discharged, and that the electric vehicle on the discharging side is in a running state. It is confirmed that the voltage of the battery is within the voltage range in which the bidirectional converter 10 can operate, and if there is no problem, the main connection and charging operation are instructed.
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 can confirm that there is no abnormality in each vehicle and that it is compatible by performing two steps of "pre-confirmation” and "main connection” before the actual connection. Ensure safety.
  • Main control circuit 13 continues to monitor each electric vehicle and bidirectional converter 10 during charging operations. For example, in the following case, the main control circuit 13 stops the charging operation (step S06).
  • the main control circuit 13 controls the bidirectional converter 10 and the connection circuit. (11, 12) is stopped.
  • the main control circuit 13 controls the bidirectional converter 10 and Stop the connection circuits (11, 12).
  • the main control circuit 13 knows the states of the bidirectional converter 10 and the connection circuits (11, 12), and if the vehicle information includes an abnormality or the state is abnormal, both directional converter 10 and connection circuits (11, 12) are stopped.
  • the present invention can provide an inter-electric vehicle charging/discharging device 302 that does not require distinguishing between the cable of the device and the vehicle (charging side and power supply side) when charging and discharging between electric vehicles. .
  • the inter-electric vehicle charging/discharging device 302 may have only a manual mode or only an automatic mode.
  • step S03 in FIG. 4 is not present, and operations are performed as in steps S01, S02, S04b, S05, and S06.
  • step S03 is not provided in FIG. 4, and operations are performed as in steps S01, S02, S04a, S05, and S06.
  • the term “electric vehicle” includes battery electric vehicles (BEV), hybrid vehicles (HEV), plug-in hybrid vehicles (PHEV), and fuel cell vehicles (FCEV).
  • BEV battery electric vehicles
  • HEV hybrid vehicles
  • PHEV plug-in hybrid vehicles
  • FCEV fuel cell vehicles
  • automobile includes not only passenger cars but also buses, trucks, motorcycles, tricycles, and bicycles.
  • Bidirectional converter 11 First connection circuit 12: Second connection circuit 13: Main control circuit 14: Instruction input section 15: Switches 21, 22: Electric vehicles 301, 302: Electric vehicle inter-charging/discharging device

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Abstract

電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置を提供することを目的とする。　本発明に係る電気自動車間充放電装置３０２は、絶縁型の双方向コンバータ１０と、第１の電気自動車２１と双方向コンバータ１０の一端とを接続する第１の接続回路１１と、第２の電気自動車２２と双方向コンバータ１０の前記他端とを接続する第２の接続回路１２と、双方の自動車（２１及び２２）から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、いずれか一方の自動車（２１又は２２）の走行用バッテリーからの直流電力で他方の自動車（２２又は２１）の走行用バッテリーを充電するように、双方向コンバータ１０、第１の接続回路１１、及び第２の接続回路１２を動作させること、を行う主制御回路１３と、を備える。

Description

電気自動車間充放電装置
　本開示は、電気自動車間で充放電を行う装置に関する。
　電気自動車間で充放電を行う装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２０１４－１６５９４０号公報 特許５５５２１４９号
　特許文献１に記載される充電装置は、給電側と充電側が定まっており、給電側のケーブルと充電側のケーブルを間違えて自動車に接続すれば、充電が必要な車両に充電を行うことができない。このように、特許文献１に記載される充電装置には、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別するという作業が必要であり、充電作業が煩雑になるという課題があった。
　そこで、本発明は、前記課題を解決するために、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る電気自動車間充放電装置は、双方向コンバータを備えることとした。
　具体的には、本発明に係る電気自動車間充放電装置は、
　一端側の直流電力を任意の直流電力に変換して他端へ出力する第１の動作、又は前記他端側の直流電力を任意の直流電力に変換して前記一端へ出力する第２の動作を行う、絶縁型の双方向コンバータと、
　走行用バッテリーを搭載する第１の自動車と前記双方向コンバータの前記一端とを接続する第１の接続回路と、
　走行用バッテリーを搭載する第２の自動車と前記双方向コンバータの前記他端とを接続する第２の接続回路と、
　双方の前記自動車から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、いずれか一方の前記自動車の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の前記自動車の前記走行用バッテリーを充電するように、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を動作させること、を行う主制御回路と、
を備える。
　双方向コンバータは、一方から他方、及び他方から一方のいずれの方向にも直流電力を移動させることができる。このため、本電気自動車間充放電装置に２台の電気自動車を接続した後、主制御回路の指示に基づいて充電側と給電側を設定できる。
　従って、本発明は、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置を提供することができる。
　なお、前記主制御回路は、双方の前記自動車から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、前記自動車間の充電方向を決定してもよい。主制御回路は、２台の電気自動車から走行用バッテリーの残量などの情報を取得し、残量の多い方から少ない方を充電方向と判断して双方向コンバータを駆動する。本電気自動車間充放電装置が充電側の車両と給電側の車両を自動的に判別し、充電方向を自動的に設定するため、作業者は充電側の車両と給電側の車両を識別する必要が無くなる。
　本発明は、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置を提供することができる。
本発明に係る電気自動車間充放電装置を説明する機能ブロック図である。 本発明に係る電気自動車間充放電装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る電気自動車間充放電装置を説明する機能ブロック図である。 本発明に係る電気自動車間充放電装置の動作を説明するフローチャートである。
　添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
（実施形態１）
　図１は、本実施形態の電気自動車間充放電装置３０１を説明する図である。電気自動車間充放電装置３０１は、電気自動車が電欠で動けなくなった際、他の電気自動車で駆け付けて最寄りの充電設備まで走行できる程度まで応急的に充電する装置である。また、電気自動車間充放電装置３０１は、電気自動車間のバッテリー容量の平準化が必要な際に双方の電気自動車で充放電をさせる装置である。
　電気自動車間充放電装置３０１は、
　一端側の直流電力を任意の直流電力に変換して他端へ出力する第１の動作、又は前記他端側の直流電力を任意の直流電力に変換して前記一端へ出力する第２の動作を行う、絶縁型の双方向コンバータ１０と、
　走行用バッテリーを搭載する第１の自動車２１と双方向コンバータ１０の前記一端とを接続する第１の接続回路１１と、
　走行用バッテリーを搭載する第２の自動車２２と双方向コンバータ１０の前記他端とを接続する第２の接続回路１２と、
　双方の自動車（２１及び２２）から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、いずれか一方の自動車（２１又は２２）の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の自動車（２２又は２１）の前記走行用バッテリーを充電するように、双方向コンバータ１０、第１の接続回路１１、及び第２の接続回路１２を動作させること、を行う主制御回路１３と、
を備える。
　電気自動車間充放電装置３０１は、電気自動車（２１及び２２）間の充放電を安全かつ安価に実現する。その理由は次の通りである。
　２台の電気自動車（２１及び２２）の走行用バッテリーは双方向コンバータ１０を介して接続されている。双方向コンバータ１０は、例えば、特許文献２に開示されるような、トランスを備える高周波絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。高周波とは、トランスを流れる交流の周波数のことであり、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚ程度である。高周波型とすることで、トランスを小型且つ軽量にすることができ、電気自動車間充放電装置３０１の可搬性を向上させることができる。
　双方向コンバータ１０が高周波絶縁型であるため、電気自動車（２１及び２２）間を電気的に切り離すことができ、双方向コンバータ１０自身の異常や、一方の車両に異常が発生した際に、電気的な影響を他方の車両（双方向コンバータ１０自身の異常の場合、双方の車両）に与えてしまうことを回避できる。つまり、車両の保護ができ安全である。
　電気自動車間充放電装置３０１は、主制御回路１３も備える。
　主制御回路１３は、電気自動車（２１及び２２）との通信（例えばＣＨＡｄｅＭＯプロトコル）の状況を常に監視している。この通信手段は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＲＳ２３２、有線、無線などに限定されない。主制御回路１３は、通信を監視することで、例えば、車両状態（走行用バッテリーの地絡、温度、電圧異常）、車両接続ステータス、車両接続回路状態、及び充電／放電状態などを情報として取得できる。このため、主制御回路１３は、電気自動車（２１及び２２）の異常（走行用バッテリーや充電／放電の制御回路の故障）を瞬時に検知でき、異常発生から停止（電気自動車からの放電や充電を停止）までの時間を短縮することができる。
　さらに、主制御回路１３は、双方向コンバータ１０の状態も監視している。主制御回路１３は、双方向コンバータ１０を監視することで、例えば、コンバータ状態及び各種内部状態などを情報として取得することができる。このため、主制御回路１３は、双方向コンバータ１０の異常時も同様に異常発生から停止（電気自動車からの放電や充電を停止）までの時間を短縮することができる。つまり、車両の保護ができ安全である。
　電気自動車間充放電装置３０１の最大の特徴は、双方向コンバータ１０を備えていることで、充電側と放電側の車両を識別することなく、２台の電気自動車（２１、２２）を接続することができる点である。２台の電気自動車（２１、２２）と電気自動車間充放電装置３０１とを接続した後、主制御回路１３が２台の車両との通信により、各車両の電池残量情報を取得して、電池残量の少ない車両を充電車両、電池残量の多い車両を放電車両として充放電方向を決定する。
　図２は、電気自動車間充放電装置３０１の具体的な動作を説明するフローチャートである。まず、第１の接続回路１１と電気自動車２１、及び第２の接続回路１２と電気自動車２２を接続する（ステップＳ０１）。次に、主制御回路１３は、それぞれの電気自動車（２１、２２）から車両情報を取り出す（ステップＳ０２）。車両情報は、例えば、走行用バッテリーの種類（性能）、蓄電残量、許容出力電流、蓄電池容量、及び下限電圧などである。次に、主制御回路１３は、車両情報に基づき適合性／充電可否を確認する（ステップＳ０４ａ）。「適合性／充電可否」とは、バッテリーの残量や性能に基づいて充電方向（電気自動車２１から電気自動車２２へ充電するのか、その逆か）、充電電圧、充電電流、および充電時間などの充電パラメータを決定することである。
　そして、主制御回路１３は、本接続と充電動作を指示する（ステップＳ０５）。本接続とは、電気自動車（２１、２２）内部の走行用バッテリー系の機械的スイッチ、及び接続回路（１１、１２）内の機械的スイッチを投入させることである。充電動作とは、双方向コンバータ１０のスイッチング動作の開始指示である。具体的には、主制御回路１３は、ステップＳ０２で得た車両情報に基づき、ステップＳ０４ａで各電気自動車が充放電可能な状態にあること、及び放電側の電気自動車の走行用バッテリーの電圧が、双方向コンバータ１０が動作できる電圧範囲であること、を確認し、問題なければ本接続と充電動作を指示する。例えば、主制御回路１３は、電池残量が多い放電側の電気自動車の車両情報と双方向コンバータ１０の装置特性から、電池残量が少ない充電側の電気自動車に対する充電パラメータを決定する。
　このように、電気自動車間充放電装置３０１は、本接続前の「事前確認」と「本接続」の２段階作業を行うことで各々の車両に異常がない事および適合性を確認することで安全性を担保する。
　主制御回路１３は、充電動作中、各々の電気自動車及び双方向コンバータ１０を監視し続ける。例えば、次のような場合、主制御回路１３は、充電動作を停止させる（ステップＳ０６）。
（１）主制御回路１３は、充電される側の前記自動車からの前記情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を超えたことが含まれている場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
（２）主制御回路１３は、直流電力を供給する側の前記自動車からの前記情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を下回ったことが含まれている場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
（３）主制御回路１３は、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）の状態を把握しており、前記車両情報に異常が含まれる場合、又は前記状態が異常である場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
　なお、電気自動車間充放電装置３０１は、主制御回路１３が外部から指示を受ける指示入力部１４を有していてもよい。電気自動車に搭載される走行用バッテリーは、車種により容量も性能も異なる。従って、前述のように、取得した車両情報に基づいて主制御回路１３が判断した充電方向が所望の方向と逆である場合もある。このような場合、作業者は指示入力部１４に正しい充電方向を入力する。主制御回路１３は、指示入力部１４から、所望の前記自動車の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の前記自動車の前記走行用バッテリーを充電するように指示されたとき、前記情報の比較結果に関わらず、前記指示に従って、双方向コンバータ１０、及び前記接続回路（１１、１２）を動作させる。
　以上のように、本発明は、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置３０１を提供することができる。
（実施形態２）
　図３は、本実施形態の電気自動車間充放電装置３０２を説明する図である。電気自動車間充放電装置３０２は、電気自動車が電欠で動けなくなった際、他の電気自動車で駆け付けて最寄りの充電設備まで走行できる程度まで応急的に充電する装置である。また、電気自動車間充放電装置３０２は、電気自動車間のバッテリー容量の平準化が必要な際に双方の電気自動車で充放電をさせる装置である。
　電気自動車間充放電装置３０２は、
　一端側の直流電力を任意の直流電力に変換して他端へ出力する第１の動作、又は前記他端側の直流電力を任意の直流電力に変換して前記一端へ出力する第２の動作を行う、絶縁型の双方向コンバータ１０と、
　走行用バッテリーを搭載する第１の自動車２１と双方向コンバータ１０の前記一端とを接続する第１の接続回路１１と、
　走行用バッテリーを搭載する第２の自動車２２と双方向コンバータ１０の前記他端とを接続する第２の接続回路１２と、
　外部から指示された充電方向に従い、いずれか一方の自動車（２１又は２２）の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の自動車（２２又は２１）の前記走行用バッテリーを充電するように、双方向コンバータ１０、第１の接続回路１１、及び第２の接続回路１２を動作させる手動モードを有する主制御回路１３と、
を備える。
　電気自動車間充放電装置３０２は、電気自動車（２１及び２２）間の充放電を安全かつ安価に実現する。その理由は次の通りである。
　２台の電気自動車（２１及び２２）の走行用バッテリーは双方向コンバータ１０を介して接続されている。双方向コンバータ１０は、例えば、特許文献２に開示されるような、トランスを備える高周波絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。高周波とは、トランスを流れる交流の周波数のことであり、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚ程度である。高周波型とすることで、トランスを小型且つ軽量にすることができ、電気自動車間充放電装置３０２の可搬性を向上させることができる。
　双方向コンバータ１０が高周波絶縁型であるため、電気自動車（２１及び２２）間を電気的に切り離すことができ、双方向コンバータ１０自身の異常や、一方の車両に異常が発生した際に、電気的な影響を他方の車両（双方向コンバータ１０自身の異常の場合、双方の車両）に与えてしまうことを回避できる。つまり、車両の保護ができ安全である。
　電気自動車間充放電装置３０２は、主制御回路１３とスイッチ１５も備える。
　主制御回路１３は、電気自動車（２１及び２２）との通信（例えばＣＨＡｄｅＭＯプロトコル）の状況を常に監視している。この通信手段は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＲＳ２３２、有線、無線などに限定されない。主制御回路１３は、通信を監視することで、例えば、車両状態（走行用バッテリーの地絡、温度、電圧異常）、車両接続ステータス、車両接続回路状態、及び充電／放電状態などを情報として取得できる。このため、主制御回路１３は、電気自動車（２１及び２２）の異常（走行用バッテリーや充電／放電の制御回路の故障）を瞬時に検知でき、異常発生から停止（電気自動車からの放電や充電を停止）までの時間を短縮することができる。
　さらに、主制御回路１３は、双方向コンバータ１０の状態も監視している。主制御回路１３は、双方向コンバータ１０を監視することで、例えば、コンバータ状態及び各種内部状態などを情報として取得することができる。このため、主制御回路１３は、双方向コンバータ１０の異常時も同様に異常発生から停止（電気自動車からの放電や充電を停止）までの時間を短縮することができる。つまり、車両の保護ができ安全である。
　電気自動車間充放電装置３０２の最大の特徴は、双方向コンバータ１０を備えていることで、充電側と放電側の車両を識別することなく、２台の電気自動車（２１、２２）を接続することができる点である。
　スイッチ１５は物理的なトグルスイッチでもよいし、タッチパネルのようなＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）、あるいは音声認識であってもよい。
　手動モードにおいて、作業者は、２台の電気自動車（２１、２２）と電気自動車間充放電装置３０２とを接続した後、スイッチ１５を操作して任意の充電方向（自動車２１から自動車２２又は自動車２２から自動車２１）を設定する。設定された充電方向は主制御回路１３に伝えられ、主制御回路１３はその充電方向に従うように双方向コンバータ１０、第１の接続回路１１、及び第２の接続回路１２を動作させる。なお、作業者は、２台の電気自動車（２１、２２）と電気自動車間充放電装置３０２とを接続する前にスイッチ１５を操作して任意の充電方向を設定してもよい。
　さらに、主制御回路１３は、双方の自動車（２１、２２）から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、自動車（２１、２２）間の充電方向を決定し、双方向コンバータ１０、第１の接続回路１１、及び第２の接続回路１２を動作させる自動モードをさらに有する。
　この場合、スイッチ１５において、自動モード又は手動モードの選択もできる。
　作業者は、スイッチ１５において自動モードに設定する。作業者が、２台の電気自動車（２１、２２）と電気自動車間充放電装置３０２とを接続した後、主制御回路１３が２台の車両との通信により、各車両の電池残量情報を取得して、例えば、電池残量の少ない車両を充電車両、電池残量の多い車両を放電車両として充放電方向を決定する。
　図４は、電気自動車間充放電装置３０２の具体的な動作を説明するフローチャートである。まず、第１の接続回路１１と電気自動車２１、及び第２の接続回路１２と電気自動車２２を接続する（ステップＳ０１）。次に、主制御回路１３は、それぞれの電気自動車（２１、２２）から車両情報を取り出す（ステップＳ０２）。車両情報は、例えば、走行用バッテリーの種類（性能）、蓄電残量、許容出力電流、蓄電池容量、及び下限電圧などである。
　次に、主制御回路１３は、作業者によってスイッチ１５で設定されたモードが自動であるか手動であるかを確認する（ステップＳ０３）。
　そして、自動モードであるならば、主制御回路１３は、車両情報に基づき適合性／充電可否を確認する（ステップＳ０４ａ）。「適合性／充電可否」とは、バッテリーの残量や性能に基づいて充電方向（電気自動車２１から電気自動車２２へ充電するのか、その逆か）、充電電圧、充電電流、および充電時間などの充電パラメータを決定することである。例えば、主制御回路１３は、電池残量が多い放電側の電気自動車の車両情報と双方向コンバータ１０の装置特性から、電池残量が少ない充電側の電気自動車に対する充電パラメータを決定する。
　一方、手動モードであるならば、主制御回路１３は、作業者によってスイッチ１５で設定された充電方向を確認する（ステップＳ０４ｂ）。主制御回路１３は、ステップＳ０４ｂにおいて、バッテリーの残量や性能に基づいて充電電圧、充電電流、および充電時間などの充電パラメータを決定してもよい。
　そして、主制御回路１３は、本接続と充電動作を指示する（ステップＳ０５）。本接続とは、電気自動車（２１、２２）内部の走行用バッテリー系の機械的スイッチ、及び接続回路（１１、１２）内の機械的スイッチを投入させることである。充電動作とは、双方向コンバータ１０のスイッチング動作の開始指示である。具体的には、主制御回路１３は、ステップＳ０２で得た車両情報に基づき、ステップ（Ｓ０４ａ／Ｓ０４ｂ）で各電気自動車が充放電可能な状態にあること、及び放電側の電気自動車の走行用バッテリーの電圧が、双方向コンバータ１０が動作できる電圧範囲であること、を確認し、問題なければ本接続と充電動作を指示する。
　このように、電気自動車間充放電装置３０２は、本接続前の「事前確認」と「本接続」の２段階作業を行うことで各々の車両に異常がない事および適合性を確認することで安全性を担保する。
　主制御回路１３は、充電動作中、各々の電気自動車及び双方向コンバータ１０を監視し続ける。例えば、次のような場合、主制御回路１３は、充電動作を停止させる（ステップＳ０６）。
（１）主制御回路１３は、充電される側の前記自動車からの前記情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を超えたことが含まれている場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
（２）主制御回路１３は、直流電力を供給する側の前記自動車からの前記情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を下回ったことが含まれている場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
（３）主制御回路１３は、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）の状態を把握しており、前記車両情報に異常が含まれる場合、又は前記状態が異常である場合、双方向コンバータ１０、及び接続回路（１１、１２）を停止させる。
　以上のように、本発明は、電気自動車間での充放電時に、装置のケーブルと車両（充電側と給電側）とを識別する必要がない電気自動車間充放電装置３０２を提供することができる。
　なお、本実施形態では電気自動車間充放電装置３０２が手動モードと自動モードの双方を有する場合の動作を説明した。しかし、電気自動車間充放電装置３０２は手動モードのみ、あるいは自動モードのみを有していてもよい。電気自動車間充放電装置３０２が手動モードのみ有する場合、図４においてステップＳ０３が無く、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０４ｂ、Ｓ０５、Ｓ０６のように動作する。一方、電気自動車間充放電装置３０２が自動モードのみ有する場合、図４においてステップＳ０３が無く、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０４ａ、Ｓ０５、Ｓ０６のように動作する。
（定義）
　本明細書にて「電気自動車」とは、バッテリ式電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＥＶ）を含む。また、「自動車」には、乗用車だけでなく、バス、トラック、二輪車、三輪車、自転車が含まれる。
１０：双方向コンバータ
１１：第１の接続回路
１２：第２の接続回路
１３：主制御回路
１４：指示入力部
１５：スイッチ
２１、２２：電気自動車
３０１、３０２：電気自動車間充放電装置

Claims (9)

  1. 　一端側の直流電力を任意の直流電力に変換して他端へ出力する第１の動作、又は前記他端側の直流電力を任意の直流電力に変換して前記一端へ出力する第２の動作を行う、絶縁型の双方向コンバータと、
    　走行用バッテリーを搭載する第１の自動車と前記双方向コンバータの前記一端とを接続する第１の接続回路と、
    　走行用バッテリーを搭載する第２の自動車と前記双方向コンバータの前記他端とを接続する第２の接続回路と、
    　いずれか一方の前記自動車の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の前記自動車の前記走行用バッテリーを充電するように、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を動作させること、を行う主制御回路と、
    を備える電気自動車間充放電装置。
  2. 　前記主制御回路は、双方の前記自動車から取り出した情報を比較し、前記情報の比較結果に基づいて、前記自動車間の充電方向を決定し、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を動作させる自動モードを有すること、を特徴とする請求項１に記載の電気自動車間充放電装置。
  3. 　前記主制御回路は、外部から、所望の前記自動車の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の前記自動車の前記走行用バッテリーを充電するように充電方向が指示されたとき、前記情報の比較結果に関わらず、前記充電方向に従って、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を動作させる手動モードも有すること、を特徴とする請求項２に記載の電気自動車間充放電装置。
  4. 　前記主制御回路に対して前記手動モード又は前記自動モードを切り替え、さらに前記手動モードにあっては前記充電方向を切り替えるスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車間充放電装置。
  5. 　前記主制御回路は、外部から、所望の前記自動車の前記走行用バッテリーからの直流電力で他方の前記自動車の前記走行用バッテリーを充電するように充電方向が指示されたとき、前記充電方向に従って、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を動作させる手動モードを有することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車間充放電装置。
  6. 　前記主制御回路に対して前記充電方向を切り替えるスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電気自動車間充放電装置。
  7. 　前記主制御回路は、直流電力で充電される側の前記自動車から取り出した情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を超えたことが含まれている場合、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を停止させること、を特徴とする請求項１に記載の電気自動車間充放電装置。
  8. 　前記主制御回路は、直流電力を供給する側の前記自動車から取り出した情報に、前記走行用バッテリーの蓄電量が閾値を下回ったことが含まれている場合、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を停止させること、を特徴とする請求項１に記載の電気自動車間充放電装置。
  9. 　前記主制御回路は、双方の前記自動車から取り出した情報、並びに前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路の状態を把握しており、前記情報に異常が含まれる場合、又は前記状態が異常である場合に、前記双方向コンバータ、前記第１の接続回路、及び前記第２の接続回路を停止させること、を特徴とする請求項１に記載の電気自動車間充放電装置。
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