JP6994440B2 - 充放電装置および充放電システム - Google Patents

Description

本発明は、車載電池の充放電を行うための充放電装置および充放電システムに関する。

車載電池の充放電を行うための充放電装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の充放電装置は、太陽光発電装置で得られる発電電力と系統から供給される商用電力とを用いて、電気自動車等の電動車の車載電池を充電する。この充放電装置では、使用者が、発電電力のみを用いて車載電池を充電するモードか、発電電力および商用電力の両方を用いて車載電池を充電するモードかを選択することができる。

特開２０１５－２２８７１４号公報

図６に示すように、一般的な電動車は、車載電池のＳＯＣが所定の上限値（例えば、ＳＯＣ８０％）または所定の下限値（例えば、ＳＯＣ３０％）に達すると、正常停止に関する停止信号を充放電装置に送信するとともに、充放電装置からの指示に基づきコンタクタを開いて車載電池と充放電装置との接続を解除する。

太陽光発電装置の発電電力を利用して車載電池を充電する従来の充放電装置は、例えば車載電池のＳＯＣが上限値に近い状態だと、充電完了（停止）と放電動作を繰り返す可能性がある。この場合、電動車側では何回もコンタクタを開いたり閉じたりすることになるので、コンタクタの寿命を縮めてしまう。

また、充放電装置は、電動車から停止信号を受信するたびに、電動車との接続を一旦解除して再接続する。充放電装置は、再接続する際に電動車との絶縁診断等の所定の処理を行う。このため、充放電を再開させるまでに時間がかかり、この時間は太陽光発電装置の発電電力を有効利用できないという問題がある。

なお、車載電池のＳＯＣが上限値および下限値に達しないように、上限値および下限値の直前で充放電装置側から充放電動作を停止させることも考えられる。しかしながら、上限値および下限値は車種・メーカーによって異なり、なおかつ具体的な数値は充放電装置側に通知されない場合や、通知される場合でも通知された数値とは異なる数値で充放電動作を停止させることがある。

このため、充放電装置が、上限値および下限値を予想してその直前で充放電動作を停止させることは困難である。例えば、余裕を持って充放電動作を停止させると、多くの車両に対応すること（太陽光余剰電力を活用すること）ができる反面、使用できる車載電池のＳＯＣ帯域が狭くなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、車載電池のＳＯＣ帯域を過剰に狭めることなく、電動車からの停止信号の受信回数を減らすことが可能な充放電装置および充放電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る充放電装置は、
電動車の車載電池に対して充放電動作を行う電力変換部と、
前記電力変換部を制御する制御部と、
を備える充放電装置であって、
前記制御部は、
前記車載電池に対する充放電動作の停止を検知して前記電動車との接続を解除する解列操作と、前記解列操作後に前記電動車との接続を再開する再接続操作とを行う検知部と、
前記車載電池の充電制限値を、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣよりも小さい値に設定する一方、前記車載電池の放電制限値を、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣよりも大きい値に設定する制限値設定部と、
前記車載電池のＳＯＣが前記充電制限値または前記放電制限値に達すると、前記充放電動作を停止させる充放電制御部と、を備えることを特徴とする。

この構成では、制限値設定部が、充電制限値を車載電池に対する充電動作の停止検知後における車載電池のＳＯＣよりも小さい値に設定する一方、放電制限値を前記停止検知後における車載電池のＳＯＣよりも大きい値に設定し、充放電制御部が、車載電池のＳＯＣが充電制限値または放電制限値に達したときに充放電動作を停止させる。したがって、この構成によれば、車載電池のＳＯＣ帯域を過剰に狭めることなく、電動車からの停止信号の受信回数を減らすことができる。

上記充放電装置において、
前記制限値設定部は、
前記車載電池のＳＯＣが第１閾値以上で、かつ前記停止検知時の前記電力変換部の動作が充電動作であるという第１条件が充足された場合に、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣを充電上限値として記憶し、前記充電制限値を前記充電上限値よりも小さい値に設定する一方、
前記車載電池のＳＯＣが第２閾値以下で、かつ前記停止検知時の前記電力変換部の動作が放電動作であるという第２条件が充足された場合に、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣを放電下限値として記憶し、前記放電制限値を前記放電下限値よりも大きい値に設定するよう構成できる。

上記充放電装置において、
前記制限値設定部は、前記再接続操作後に、前記充電上限値または前記放電下限値を記憶してもよい。

上記充放電装置において、
前記制限値設定部は、前記解列操作前に、前記充電上限値または前記放電下限値を記憶してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る充放電システムは、
パワーコンディショナ装置と、上記いずれかの充放電装置と、を含む充放電システムであって、
前記パワーコンディショナ装置は、
太陽光発電装置および前記充放電装置に接続され、前記太陽光発電装置の発電電力を前記充放電装置に供給する第１コンバータ部と、
前記第１コンバータ部および負荷に接続され、前記第１コンバータ部から出力された直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータ部と、
前記第１コンバータ部および前記インバータ部を制御するパワーコンディショナ制御部と、を備えることを特徴とする。

上記充放電システムは、蓄電池をさらに含み、
前記パワーコンディショナ装置は、
前記蓄電池、前記第１コンバータ部および前記インバータ部に接続され、前記パワーコンディショナ制御部の制御下で、前記第１コンバータ部から出力された前記直流電力を利用して前記蓄電池を充電する動作と、前記蓄電池の放電電力を前記インバータ部に供給する動作と、を行う第２コンバータ部を備えるよう構成できる。

本発明によれば、車載電池のＳＯＣ帯域を過剰に狭めることなく、電動車からの停止信号の受信回数を減らすことが可能な充放電装置および充放電システムを提供することができる。

本発明に係る充放電装置および充放電システムのブロック図である。 本発明に係る充放電装置の制御部のブロック図である。 本発明に係る充放電制御のフローチャートである。 本発明に係る充放電制御時における車載電池のＳＯＣの変動を示すグラフである。 本発明の変形例に係る充放電制御のフローチャートである。 従来の充放電制御時における車載電池のＳＯＣの変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る充放電装置および充放電システムの実施形態について説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る充放電システム１を示す。充放電システム１は、パワーコンディショナ装置１０と、本発明の一実施形態に係る充放電装置２０と、蓄電池３０とを含む。

パワーコンディショナ装置１０は、第１コンバータ部１１と、第２コンバータ部１２と、インバータ部１３と、パワーコンディショナ制御部１４とを備える。パワーコンディショナ装置１０は、蓄電池３０、太陽光発電装置４０、負荷（家庭負荷）５０および系統に接続されている。

第１コンバータ部１１は、例えば、昇圧チョッパ回路で構成されたＤＣ／ＤＣコンバータである。第１コンバータ部１１は、太陽光発電装置４０の発電電力を昇圧した直流電力を出力する。第１コンバータ部１１は、パワーコンディショナ制御部１４の制御下で、太陽光発電装置４０の発電電力に対してＭＰＰＴ動作（最大電力点追従動作）を行う。

第２コンバータ部１２は、例えば、双方向のチョッパ回路で構成された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。第２コンバータ部１２は、パワーコンディショナ制御部１４の制御下で、蓄電池３０の充放電を行う。

インバータ部１３は、例えば、双方向のＡＣ／ＤＣコンバータである。インバータ部１３は、交流端子側が負荷５０および系統（図示しない）に接続され、直流端子側が第１コンバータ部１１および第２コンバータ部１２に接続される。インバータ部１３は、系統電力を直流化して第２コンバータ部１２に供給したり、直流端子に入力された直流電力を交流化して負荷５０や系統に供給したりする。

パワーコンディショナ制御部１４は、マイコンおよび／または専用のＩＣで構成される。パワーコンディショナ制御部１４は、複数の動作モードを切り替えながら、第１コンバータ部１１、第２コンバータ部１２およびインバータ部１３を制御する。

パワーコンディショナ装置１０は、動作モードとして、経済モードとグリーンモードとを含む。経済モードは、太陽光発電装置４０の発電電力の余剰分をすべて系統側に出力して売電する、経済性を重視したモードである。一方、グリーンモードは、太陽光発電装置４０の発電電力の余剰分を、充放電装置２０に接続された電気自動車、プラグインハイブリッド車等の電動車６０の充電に利用したり、蓄電池３０の充電に利用したりするモードである。本実施形態では、電動車６０の充電が優先され、電動車６０の充電が行われていないときにのみ蓄電池３０の充電が行われる。

動作モードがグリーンモードで、太陽光発電装置４０の発電電力が負荷５０の消費電力よりも大きい場合、発電電力の余剰分は電動車６０に優先的に供給される。例えば、発電電力が４ｋＷで負荷５０の消費電力が３ｋＷの場合、余剰分の１ｋＷが電動車６０に供給される。一方、動作モードがグリーンモードで、太陽光発電装置４０の発電電力が負荷５０の消費電力よりも小さい場合、発電電力の不足分が電動車６０から補われる。例えば、発電電力が２ｋＷで負荷５０の消費電力が３ｋＷの場合、不足分の１ｋＷが電動車６０から供給される。

このように、動作モードがグリーンモードの場合、太陽光発電装置４０の発電電力と負荷５０の消費電力との状況次第で、電動車６０に対して充電動作と放電動作が頻繁に切り替わる。

本発明の一実施形態に係る充放電装置２０は、例えば、Ｖ２Ｈ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ）スタンドであり、電力変換部２１と、制御部２２とを備える。充放電装置２０は、充電ケーブルによって電動車６０に接続される。

電力変換部２１は、例えば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからなり、電動車６０の車載電池６１に対して充放電動作（充電動作および放電動作）を行う。充電ケーブルと車載電池６１とを接続する電力ラインにはコンタクタ６２が介装される。

制御部２２は、マイコンおよび／または専用のＩＣで構成され、パワーコンディショナ制御部１４および電動車６０の車両制御部６３と相互に通信（例えば、ＣＡＮ通信）を行う。

図２に示すように、制御部２２は、通信部２３と、充放電制御部２４と、制限値設定部２５とを備える。制限値設定部２５は、記憶部２６を含む。

通信部２３は、パワーコンディショナ制御部１４および車両制御部６３と相互に通信を行う。通信部２３が受信した情報（例えば、車載電池６１のＳＯＣや各種指令信号）は、充放電制御部２４および制限値設定部２５も共有することができる。通信部２３は、車両制御部６３から正常停止に関する停止信号を受信して電動車６０との接続を解除する「解列操作」と、解列操作後に電動車６０との接続を再開する「再接続操作」とを行う。このように、本実施形態では、通信部２３が本発明の「検知部」として機能する。

解列操作には、車両制御部６３による開放指令を通じてコンタクタ６２を開状態にする操作（車両制御部６３にコンタクタ６２の開放指令を送る操作）と、車両制御部６３との通信を切断する操作とが含まれる。再接続操作には、車両制御部６３との通信を再開する操作と、車両制御部６３による閉止指令を通じてコンタクタ６２を閉状態にする操作（車両制御部６３にコンタクタ６２の閉止指令を送る操作）が含まれる。

充放電制御部２４は、電力変換部２１の充放電動作を制御する。充放電制御部２４は、車両制御部６３から停止信号を受信すると充放電動作を停止させ、通信部２３の再接続操作後に充放電動作を再開させる。

また、充放電制御部２４は、車載電池６１のＳＯＣが下記の「充電制限値」に達すると電力変換部２１の充電動作を停止させ、車載電池６１のＳＯＣが下記の「放電制限値」に達すると電力変換部２１の放電動作を停止させる。

制限値設定部２５は、停止信号の受信後における車載電池６１のＳＯＣを、「充電上限値」または「放電下限値」として記憶部２６に記憶させる。具体的には、車載電池６１のＳＯＣが第１閾値（本実施形態では７０％）以上で、かつ停止信号受信時の電力変換部２１の動作が充電動作である場合、制限値設定部２５は、車載電池６１のＳＯＣを「充電上限値」として記憶部２６に記憶させる。一方、車載電池のＳＯＣが第２閾値（本実施形態では、３０％）以下で、かつ停止信号受信時の電力変換部２１の動作が放電動作である場合、制限値設定部２５は、車載電池６１のＳＯＣを「放電下限値」として記憶部２６に記憶させる。

そして、制限値設定部２５は、「充電制限値」を充電上限値よりも小さい値に設定し、「放電制限値」を放電下限値よりも大きい値に設定する。本実施形態では、充電制限値は充電上限値－５％の値に設定され、放電制限値は放電下限値＋５％の値に設定される。設定された「充電制限値」および「放電制限値」は、記憶部２６に記憶される。

再び図１を参照して、電動車６０の車両制御部６３は、車載電池６１のＳＯＣが所定の上限値（例えば、ＳＯＣ８０％）または所定の下限値（例えば、ＳＯＣ３０％）に達すると、停止信号を充放電装置２０の制御部２２に送信する。

充放電装置２０の制御部２２は停止信号を受信すると、充放電動作を停止させ、車両制御部６３に対しコンタクタ６２を開放するよう指示する。制御部２２からの開放指令を受けた車両制御部６３は、コンタクタ６２を開いて車載電池６１を充放電装置２０から電気的に遮断する。ここで、コンタクタ６２を１日に何回も開いたり閉じたりすると、コンタクタ６２の寿命を縮めてしまう。

本実施形態では、充放電制限値の設定後は、車載電池６１のＳＯＣが上限値または下限値に達することはなくなるので、車両制御部６３から停止信号が送信される回数（コンタクタ６２が開いたり閉じたりする回数）を抑制できる。

次に、図３を参照して、制御部２２が行う車載電池６１の充放電制御方法について説明する。ここでは、パワーコンディショナ装置１０の動作モードがグリーンモードであり、太陽光発電装置４０の発電電力の余剰分を車載電池６１の充電に利用できる時間帯であるものとする。

充放電動作を開始すると、制御部２２は、充放電制限値の帯域で充放電動作するように電力変換部２１を制御する（Ｓ１）。なお、本実施形態では、「充電制限値」のデフォルト値はＳＯＣ１００％であり、「放電制限値」のデフォルト値はＳＯＣ１０％であり、これらの値は記憶部２６に記憶されている。

制御部２２は、その後に車両制御部６３から停止信号を受信したか否かの判定を行い（Ｓ２）、停止信号を受信した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、電力変換部２１の充放電動作を停止させて解列操作を行う（Ｓ３）。制御部２２は、解列操作として、コンタクタ６２の開放指令を送る操作と、車両制御部６３との通信を切断する操作とを行う。

次いで、制御部２２は、充電上限値に関する第１条件が充足されているか否かの判定を行う（Ｓ４）。第１条件は、解列操作直前の車載電池６１のＳＯＣが第１閾値（本実施形態では７０％）以上で、かつ停止信号受信時の電力変換部２１の動作が充電動作であるという条件である。この判定により、制御部２２は、車載電池６１が満充電（または満充電に近い）状態であることを推測できる。

制御部２２は、第１条件が充足されていると判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、再接続操作を行う（Ｓ５）。具体的には、制御部２２は、電動車６０との絶縁診断等の所定の処理を行う操作と、車両制御部６３との通信を再開する操作と、コンタクタ６２の閉止指令を送る操作とを行う。

車両制御部６３との通信を再開した制御部２２は、車両制御部６３から車載電池６１のＳＯＣに関する情報を受信し、当該ＳＯＣを「充電上限値」として記憶部２６に記憶させる（Ｓ６）。これにより、制御部２２は、車両制御部６３から停止信号が送信される際の車載電池６１のＳＯＣの値、言い換えれば、車両制御部６３で設定されたＳＯＣの上限値を記憶することができる。

次いで、制御部２２は、「充電制限値」を「充電上限値」よりも小さい値（本実施形態では、充電上限値－５％）に設定する（Ｓ７）。設定された「充電制限値」は、記憶部２６に記憶される。「充電上限値」がＳＯＣ８０％の場合、「充電制限値」はＳＯＣ７５％になり、かつ「放電制限値」がデフォルト値から更新されていない場合、充放電制限値の帯域はＳＯＣ１０％～７５％となる。

充電制限値を設定した制御部２２は、放電動作が開始されるまで待機する。放電動作が開始された後に充電動作が行われる場合には（「充放電動作開始」に戻る）、充電制限値以下で動作し（Ｓ１）、ＳＯＣが７５％に達すると待機する。「充電上限値」がＳＯＣ８０％なので、制御部２２は、車載電池６１のＳＯＣが「充電上限値」に達する前に、すなわち停止信号が送信される前に、電力変換部２１の充電動作を停止させることができる。なお、放電動作が開始された直後に充電動作が行われようとする場合（ＳＯＣが７５％を超えている場合）には、充電動作を行うことなく待機状態とする。

また、制御部２２は、「充電制限値」がＳＯＣ８０％→７５％に更新される前に、パワーコンディショナ制御部１４から待機指令に関する待機信号を受信した場合にも、電力変換部２１の充放電動作を停止させて待機状態にする。さらに、制御部２２は、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、かつ車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達している場合も、待機状態になる。

一方、ステップＳ４の判定で第１条件が充足されていないと判定した場合（Ｓ４でＮＯ）、放電下限値に関する第２条件が充足されているか否かの判定を行う（Ｓ８）。第２条件は、解列操作直前の車載電池のＳＯＣが第２閾値（本実施形態では、３０％）以下で、かつ停止信号受信時の電力変換部２１の動作が放電動作であるという条件である。これにより、制御部２２は、車載電池６１が空（または空に近い）状態であることを推測できる。

制御部２２は、第２条件が充足されていると判定した場合（Ｓ８でＹＥＳ）、再接続操作を行う（Ｓ９）。再接続操作により車両制御部６３との通信を再開した制御部２２は、車両制御部６３から車載電池６１のＳＯＣに関する情報を受信し、当該ＳＯＣを「放電下限値」として記憶部２６に記憶させる（Ｓ１０）。これにより、制御部２２は、車両制御部６３から停止信号が送信される際の車載電池６１のＳＯＣの値、言い換えれば、車両制御部６３で設定されたＳＯＣの下限値を記憶することができる。

次いで、制御部２２は、「放電制限値」を「放電下限値」よりも大きい値（本実施形態では、放電下限値＋５％）に設定する（Ｓ１１）。設定された「放電制限値」は、記憶部２６に記憶される。「放電下限値」がＳＯＣ３０％の場合、「放電制限値」はＳＯＣ３５％になり、かつ「充電制限値」がＳＯＣ７５％に更新されている場合、充放電制限値の帯域はＳＯＣ３５％～７５％となる。

放電制限値を設定した制御部２２は、充電動作が開始されるまで待機する。充電動作が開始された後に放電動作が行われる場合には（「充放電動作開始」に戻る）、放電制限値以下で動作し（Ｓ１）、ＳＯＣが３５％に達すると待機する。「放電下限値」がＳＯＣ３０％なので、制御部２２は、車載電池６１のＳＯＣが「放電下限値」に達する前に電力変換部２１の放電動作を停止させ、かつ車載電池６１のＳＯＣが「充電上限値」に達する前に電力変換部２１の充電動作を停止させることができる。なお、充電動作が開始された直後に放電動作が行われようとする場合（ＳＯＣが３５％未満の場合）には、放電動作を行うことなく待機状態とする。

また、制御部２２は、「放電制限値」がＳＯＣ３０％→３５％に更新される前に、パワーコンディショナ制御部１４から待機指令に関する待機信号を受信した場合にも、電力変換部２１の充放電動作を停止させて待機状態にする。さらに、制御部２２は、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、かつ車載電池６１のＳＯＣが「放電制限値」に達している場合も、待機状態になる。

ところで、車両制御部６３は、数百Ｗ以下の充放電が所定時間継続した場合、車載電池６１のＳＯＣが上限値または下限値に達していなくても、制御部２２に停止信号を送信する場合がある。この場合、制御部２２は、ステップＳ４の判定において第１条件が充足されていないと判定し（Ｓ４でＮＯ）、ステップＳ８の判定において第２条件が充足されていないと判定する（Ｓ８でＮＯ）。そして、制御部２２は、再接続操作を行うことなく、充電上限値および放電下限値を記憶することなく、充放電制限値を記憶することなく（Ｓ１２）、待機状態に移行する。

次に、図４を参照して、制御部２２の充放電制御時における車載電池６１のＳＯＣの変動について説明する。ここでもパワーコンディショナ装置１０の動作モードはグリーンモードとする。

時間帯（ａ）では、制御部２２がパワーコンディショナ制御部１４から待機信号を受信して待機状態であるため、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。

時間帯（ｂ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に放電動作をさせて、車載電池６１を放電させる。このため車載電池６１のＳＯＣは減少する。

時間帯（ｃ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に充電動作をさせ、発電電力の余剰分を利用して車載電池６１を充電する。このため車載電池６１のＳＯＣは増加する。車載電池６１のＳＯＣが所定の上限値に達すると、車両制御部６３から制御部２２に停止信号が送信される。

時間帯（ｄ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、制御部２２がパワーコンディショナ制御部１４から待機信号を受信して待機状態である。このため、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。制御部２２は、この時間帯に「充電上限値」を記憶させ、「充電制限値」を設定する。

時間帯（ｅ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に放電動作をさせて、車載電池６１を放電させる。このため車載電池６１のＳＯＣは減少する。

時間帯（ｆ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に充電動作をさせ、発電電力の余剰分を利用して車載電池６１を充電する。このため車載電池６１のＳＯＣは増加する。車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達すると、制御部２２は、電力変換部２１の充電動作を停止させる。この場合、車両制御部６３から制御部２２に停止信号は送信されず、コンタクタ６２は閉じたままである。

時間帯（ｇ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達している。このため、制御部２２は待機状態となり、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。

時間帯（ｈ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に放電動作をさせて、車載電池６１を放電させる。このため車載電池６１のＳＯＣは減少する。車載電池６１のＳＯＣが所定の下限値に達すると、車両制御部６３から制御部２２に停止信号が送信される。

時間帯（ｉ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、制御部２２がパワーコンディショナ制御部１４から待機信号を受信して待機状態である。このため、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。制御部２２は、この時間帯に「放電下限値」を記憶させ、「放電制限値」を設定する。

時間帯（ｊ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に充電動作をさせ、発電電力の余剰分を利用して車載電池６１を充電する。このため車載電池６１のＳＯＣは増加する。

時間帯（ｋ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に放電動作をさせて、車載電池６１を放電させる。このため車載電池６１のＳＯＣは減少する。車載電池６１のＳＯＣが「放電制限値」に達すると、制御部２２は、電力変換部２１の放電動作を停止させる。この場合、車両制御部６３から制御部２２に停止信号は送信されず、コンタクタ６２は閉じたままである。

時間帯（ｌ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＜負荷５０の消費電力であり、車載電池６１のＳＯＣが「放電制限値」に達している。このため、制御部２２は待機状態となり、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。

時間帯（ｍ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、制御部２２は、電力変換部２１に充電動作をさせ、発電電力の余剰分を利用して車載電池６１を充電する。このため車載電池６１のＳＯＣは増加する。車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達すると、制御部２２は、電力変換部２１の充電動作を停止させる。この場合、車両制御部６３から制御部２２に停止信号は送信されず、コンタクタ６２は閉じたままである。

時間帯（ｎ）では、太陽光発電装置４０の発電電力＞負荷５０の消費電力であり、車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達している。このため、制御部２２は待機状態となり、車載電池６１のＳＯＣは一定値のまま変化しない。

上記のとおり、制御部２２は、「充電上限値」を記憶させて「充電制限値」を設定した後は、車載電池６１のＳＯＣが「充電制限値」に達すると充電動作を停止させるので、車載電池６１のＳＯＣが上限値に達することはない。同様に、制御部２２は、「放電下限値」を記憶させて「放電制限値」を設定した後は、車載電池６１のＳＯＣが「放電制限値」に達すると放電動作を停止させるので、車載電池６１のＳＯＣが下限値に達することはない。

また、本実施形態では、充電制限値は充電上限値－５％の値に設定され、放電制限値は放電下限値＋５％の値に設定される。充電上限値は車両制御部６３で設定された上限値とほぼ同じ値であり、放電下限値は車両制御部６３で設定された下限値とほぼ同じ値である。すなわち、本実施形態では、充電制限値は上限値－５％の値に設定され、放電制限値は下限値＋５％の値に設定されているのと、ほぼ同じ状態になる。

したがって、本実施形態に係る充放電装置２０および充放電システム１によれば、車載電池６１のＳＯＣ帯域を過剰に狭めることなく、電動車６０からの停止信号の受信回数を減らすことができる。

以上、本発明に係る充放電装置および充放電システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

制御部２２が行う充放電制御方法について、上記実施形態では、通信部２３の再接続操作後に、「充電上限値」または「放電下限値」を記憶しているが、通信部２３の解列操作前に、「充電上限値」または「放電下限値」を記憶してもよい。

例えば、制御部２２が行う充放電制御方法は、図５に示すように変更することができる。図５に示す充放電制御方法では、制御部２２は、ステップＳ６において、車両制御部６３から車載電池６１のＳＯＣに関する情報を受信し、当該ＳＯＣを「充電上限値」として記憶部２６に記憶させる（Ｓ６）。次いで、制御部２２は、「充電制限値」を充電上限値－５％に設定し（Ｓ７）、その後に解列操作（Ｓ３－１）および再接続操作（Ｓ５）を行う。

また、制御部２２は、ステップＳ１０において、車両制御部６３から車載電池６１のＳＯＣに関する情報を受信し、当該ＳＯＣを「放電下限値」として記憶部２６に記憶させる（Ｓ１０）。次いで、制御部２２は、「放電制限値」を放電下限値＋５％に設定し（Ｓ１１）、その後に解列操作（Ｓ３－２）および再接続操作（Ｓ９）を行う。

また、制御部２２は、ステップＳ４の判定において第１条件が充足されていないと判定し（Ｓ４でＮＯ）、ステップＳ８の判定において第２条件が充足されていないと判定した場合（Ｓ８でＮＯ）、解列操作（Ｓ３－３）を行う。次いで、制御部２２は、再接続操作を行うことなく、充電上限値および放電下限値を記憶することなく、充放電制限値を記憶することなく（Ｓ１２）、待機状態に移行する。

このように、通信部２３の解列操作前に「充電上限値」または「放電下限値」を記憶する場合、車載電池６１の充電を停止してから「充電上限値」が記憶部２６に記憶されるまでの時間が、上記実施形態よりも短くなる。車載電池６１は、充電停止後、時間が経つにつれてＳＯＣが低下するおそれがあるが、図５に示す充放電制御方法によれば、ＳＯＣが低下しても、その影響を上記実施形態よりも抑制することができる。その結果、充放電制限値の帯域を上記実施形態よりも広くすることができる。

本発明の「充電制限値」は、停止信号の受信後における車載電池６１のＳＯＣよりも小さい値に設定すればよく、本発明の「放電制限値」は、停止信号の受信後における車載電池６１のＳＯＣよりも大きい値に設定すればよい。

充電制限値をどの程度小さくするか、放電制限値をどの程度大きくするかは、車載電池６１の容量等に応じて設定することが好ましい。充放電制限値を停止信号の受信後における車載電池６１のＳＯＣに近づける程、充放電制限値の帯域を広くすることができるが、車両制御部６３が検出するＳＯＣの精度によっては、充放電制限値と上下限値とが重なってしまい、再度停止信号が送信されるおそれがある。

また、上記実施形態では、電動車６０からの停止信号を受信した場合に解列操作を行っているが、これに限定されず、制御部２２が停止条件を満たすと判断した場合に解列操作を行ってもよい。具体的には、制御部２２が車載電池６１に関する情報をもとに正常停止に関する停止信号を発信するだけの判断を車両制御部６３に代えて行うことができる場合には、電動車６０からの停止信号の受信に代えて制御部２２が停止条件を満たすと判断した場合に解列操作を行ってもよい。または、電動車６０からの停止信号の受信とともに制御部２２が停止条件を満たすと判断した場合に解列操作を行ってもよい。すなわち、制御部２２は、電動車６０からの停止信号の受信によって、および／または停止条件を満たすとの自らの判断によって車載電池６１に対する充放電動作の停止を検知して解列操作を行えばよい。

本発明の「パワーコンディショナ装置」は、蓄電池３０を備えていなくてもよいし、太陽光発電装置４０に加えてさらに別の発電装置を備えていてもよいし、太陽光発電装置４０に替えて別の発電装置を備えてもよい。

１ 充放電システム
１０ パワーコンディショナ装置
１１ 第１コンバータ部
１２ 第２コンバータ部
１３ インバータ部
１４ パワーコンディショナ制御部
２０ 充放電装置
２１ 電力変換部
２２ 制御部
２３ 通信部（検知部）
２４ 充放電制御部
２５ 制限値設定部
２６ 記憶部
３０ 蓄電池
４０ 太陽光発電装置
５０ 負荷
６０ 電動車
６１ 車載電池
６２ コンタクタ
６３ 車両制御部

Claims (6)

1. 電動車の車載電池に対して充放電動作を行う電力変換部と、
   前記電力変換部を制御する制御部と、
   を備える充放電装置であって、
   前記制御部は、
   前記車載電池に対する充放電動作の停止を検知して前記電動車との接続を解除する解列操作と、前記解列操作後に前記電動車との接続を再開する再接続操作とを行う検知部と、
   前記車載電池の充電制限値を、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣよりも小さい値に設定する一方、前記車載電池の放電制限値を、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣよりも大きい値に設定する制限値設定部と、
   前記車載電池のＳＯＣが前記充電制限値または前記放電制限値に達すると、前記充放電動作を停止させる充放電制御部と、を備える
   ことを特徴とする充放電装置。
2. 前記制限値設定部は、
   前記車載電池のＳＯＣが第１閾値以上で、かつ前記停止検知時の前記電力変換部の動作が充電動作であるという第１条件が充足された場合に、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣを充電上限値として記憶し、前記充電制限値を前記充電上限値よりも小さい値に設定する一方、
   前記車載電池のＳＯＣが第２閾値以下で、かつ前記停止検知時の前記電力変換部の動作が放電動作であるという第２条件が充足された場合に、前記停止検知後における前記車載電池のＳＯＣを放電下限値として記憶し、前記放電制限値を前記放電下限値よりも大きい値に設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電装置。
3. 前記制限値設定部は、前記再接続操作後に、前記充電上限値または前記放電下限値を記憶する
   ことを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
4. 前記制限値設定部は、前記解列操作前に、前記充電上限値または前記放電下限値を記憶する
   ことを特徴とする請求項２に記載の充放電装置。
5. パワーコンディショナ装置と、請求項１～４のいずれかの充放電装置と、を含む充放電システムであって、
   前記パワーコンディショナ装置は、
   太陽光発電装置および前記充放電装置に接続され、前記太陽光発電装置の発電電力を前記充放電装置に供給する第１コンバータ部と、
   前記第１コンバータ部および負荷に接続され、前記第１コンバータ部から出力された直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータ部と、
   前記第１コンバータ部および前記インバータ部を制御するパワーコンディショナ制御部と、を備える
   ことを特徴とする充放電システム。
6. 蓄電池をさらに含み、
   前記パワーコンディショナ装置は、
   前記蓄電池、前記第１コンバータ部および前記インバータ部に接続され、前記パワーコンディショナ制御部の制御下で、前記第１コンバータ部から出力された前記直流電力を利用して前記蓄電池を充電する動作と、前記蓄電池の放電電力を前記インバータ部に供給する動作と、を行う第２コンバータ部を備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の充放電システム。

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