JP7638720B2

JP7638720B2 - Charging and discharging system

Info

Publication number: JP7638720B2
Application number: JP2021022515A
Authority: JP
Inventors: 泰輔森下; 祐輔南
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2021-02-16
Publication date: 2025-03-04
Anticipated expiration: 2041-02-16
Also published as: JP2022124721A

Description

本発明は、バッテリを充放電する充放電システムに関する。 The present invention relates to a charging and discharging system for charging and discharging a battery.

特許文献１には、独立して充電動作可能な複数台の充電器を備える充電装置が記載されている。 Patent document 1 describes a charging device equipped with multiple chargers that can perform charging operations independently.

特開２０１６－１４０１２０号公報JP 2016-140120 A

バッテリの充放電を適切に行うためには、バッテリに接続されるＤＣ－ＤＣコンバータがバッテリの電圧及び電流を正確に制御する必要がある。よって、従来、複数のバッテリを充放電するためには、複数のバッテリに複数のＤＣ－ＤＣコンバータを夫々接続する必要があった。従って、コスト上昇、サイズ拡大、電力変換効率の低下を招いていた。また、強化絶縁（ＪＩＳＣ６９５０－１：２０１６）の箇所を抑制することも望ましい。 In order to properly charge and discharge a battery, the DC-DC converter connected to the battery needs to accurately control the battery voltage and current. Therefore, in the past, in order to charge and discharge multiple batteries, it was necessary to connect multiple DC-DC converters to each of the multiple batteries. This resulted in increased costs, increased size, and reduced power conversion efficiency. It is also desirable to reduce the number of areas requiring reinforced insulation (JIS C 6950-1:2016).

本発明は、コスト抑制等が可能な充放電システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a charging and discharging system that can reduce costs, etc.

本発明の一態様の充放電システムは、
第１バッテリ及び少なくとも１つの第２バッテリを充放電する充放電システムであって、
入力交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を出力交流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータに接続され、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を蓄積するコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサに蓄積された直流電力を用いて前記第１バッテリを充電し、前記第１バッテリを放電させて直流電力を前記コンデンサに出力する、第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと並列に前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々充電し、前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々放電させて直流電力を前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに出力する、少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備える、
ことを特徴とする。 A charging/discharging system according to one embodiment of the present invention comprises:
A charging/discharging system for charging/discharging a first battery and at least one second battery,
an AC-DC converter that converts an input AC voltage into a DC voltage and converts the DC voltage into an output AC voltage;
a capacitor connected to the AC-DC converter for storing DC power output from the AC-DC converter;
a first DC-DC converter connected to the capacitor, charging the first battery using DC power stored in the capacitor, and discharging the first battery to output DC power to the capacitor;
at least one second DC-DC converter, each connected in parallel with the first battery to the first DC-DC converter, for charging the at least one second battery using DC power output from the first DC-DC converter, and for discharging the at least one second battery to output DC power to the first DC-DC converter;
Equipped with
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリが放電する電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるように、前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに指示する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to discharge the first battery and to discharge power to the at least one second battery for suppressing power discharged by the first battery;
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの定格電流以下で前記第１バッテリを放電させる、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
Discharging the first battery at a rated current or less of the first battery;
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
負荷の消費電力が急減し前記コンデンサの電圧が上昇した場合に、前記コンデンサの電圧の上昇分による直流電力を用いて、前記第１バッテリを充電する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
When the power consumption of the load suddenly decreases and the voltage of the capacitor increases, the first battery is charged using DC power generated by the increase in the voltage of the capacitor.
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータから前記コンデンサに出力される直流電力の一部を用いて前記第１バッテリを充電するとともに、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから前記コンデンサに供給される直流電力の残りを用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを充電するように、前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに指示する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to charge the first battery using a portion of the DC power output from the AC-DC converter to the capacitor, and to charge the at least one second battery using the remainder of the DC power supplied from the AC-DC converter to the capacitor;
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの定格電流以下で前記第１バッテリを充電する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
Charging the first battery at a current equal to or less than a rated current of the first battery;
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータと前記第１バッテリとの間に流れる電流を検出して検出信号を出力する電流センサを含み、
前記検出信号に基づいて、前記第１バッテリの充電電流及び放電電流を定電流制御する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
a current sensor that detects a current flowing between the first DC-DC converter and the first battery and outputs a detection signal;
a constant current control for a charging current and a discharging current of the first battery based on the detection signal;
It is characterized by:

前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリを充放電させる際に、前記少なくとも１つの第２バッテリに放電、充電又は充放電停止のいずれかをさせるように、前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに指示する、
ことを特徴とする。 In the charging/discharging system,
The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to discharge, charge, or stop charging/discharging the at least one second battery when charging/discharging the first battery;
It is characterized by:

本発明の一態様の充放電システムは、コスト抑制等が可能となるという効果を奏する。 The charging and discharging system of one aspect of the present invention has the effect of enabling cost reduction, etc.

図１は、第１比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge/discharge system of a first comparative example. 図２は、第２比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a charge/discharge system of a second comparative example. 図３は、実施の形態の充放電システムの概要構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the charge/discharge system according to the embodiment. 図４は、実施の形態の充放電システムの回路構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the charge/discharge system according to the embodiment.

以下に、本発明の充放電システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Below, an embodiment of the charging/discharging system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.

以下、実施の形態について説明するが、実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。 The following describes the embodiment, but to make it easier to understand, a comparative example will be described first.

なお、比較例及び実施の形態では、バッテリの数を計４個とするが、本開示はこれに限定されない。バッテリの数は、計２個以上であれば良い。 Note that in the comparative example and the embodiment, the number of batteries is four in total, but the present disclosure is not limited to this. The number of batteries may be two or more in total.

＜第１比較例＞
図１は、第１比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。充放電システム１０１は、入力交流電圧の供給を交流電源７から受けて、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する。また、充放電システム１０１は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させて、出力交流電圧を負荷８に出力する。 <First Comparative Example>
1 is a diagram showing a schematic configuration of a charge/discharge system of a first comparative example. The charge/discharge system 101 receives an input AC voltage from an AC power source 7 and charges batteries BATT0 to BATT3. The charge/discharge system 101 also discharges batteries BATT0 to BATT3 and outputs an output AC voltage to a load 8.

充放電システム１０１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までと、を含む。 The charging/discharging system 101 includes an AC-DC converter 2, a DC-DC converter 3, and DC-DC converters 102 to 105.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの各々は、双方向コンバータである。 AC-DC converter 2, DC-DC converter 3, and DC-DC converters 102 to 105 are each bidirectional converters.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側（交流入出力側、図１中右側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、スイッチＳＷ１を介して、交流電源７に電気的に接続される。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、入力交流電圧を直流電圧に変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換を行う。 When charging batteries BATT0 to BATT3, one side of the AC-DC converter 2 (AC input/output side, right side in FIG. 1) is electrically connected to the AC power source 7 via switch SW1. In this case, the AC-DC converter 2 converts the input AC voltage into a DC voltage and outputs it to the DC-DC converter 3. That is, in this case, the AC-DC converter 2 performs AC-DC conversion.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、スイッチＳＷ２を介して、負荷８に電気的に接続される。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を出力交流電圧に変換して、負荷８に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、直流－交流変換を行う。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, one side of the AC-DC converter 2 is electrically connected to the load 8 via the switch SW2. In this case, the AC-DC converter 2 converts the DC voltage output from the DC-DC converter 3 into an output AC voltage and outputs it to the load 8. That is, in this case, the AC-DC converter 2 performs DC-AC conversion.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３の一方側（図１中右側）は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図１中左側）に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ３の他方側（図１中左側）は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までに電気的に接続されている。 One side of DC-DC converter 3 (right side in FIG. 1) is electrically connected to the other side (DC input/output side, left side in FIG. 1) of AC-DC converter 2. The other side of DC-DC converter 3 (left side in FIG. 1) is electrically connected from DC-DC converter 102 to DC-DC converter 105.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までに出力する。 When charging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converter 3 converts the DC voltage output from AC-DC converter 2 and outputs it from DC-DC converter 102 to DC-DC converter 105.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までから出力される直流電圧を変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converter 3 converts the DC voltages output from DC-DC converters 102 to 105 and outputs them to AC-DC converter 2.

なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、交流電源７とバッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までとの間のアイソレーションを確保するために、強化絶縁（ＪＩＳＣ６９５０－１：２０１６）が図られている。強化絶縁は、トランスによって実現されることが例示される。 The DC-DC converter 3 is provided with reinforced insulation (JIS C 6950-1:2016) to ensure isolation between the AC power source 7 and the batteries BATT0 to BATT3. Reinforced insulation is, for example, achieved by a transformer.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの一方側（図１中右側）は、並列接続され、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの他方側（図１中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。 One side (right side in FIG. 1) from DC-DC converter 102 to DC-DC converter 105 is connected in parallel and electrically connected to DC-DC converter 3. The other side (left side in FIG. 1) from DC-DC converter 102 to DC-DC converter 105 is electrically connected to batteries BATT0 to BATT3, respectively.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。 When charging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converters 102 to 105 convert the DC voltage output from DC-DC converter 3 and output it to batteries BATT0 to BATT3, respectively.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converters 102 to 105 convert the DC voltages output from batteries BATT0 to BATT3 and output them to DC-DC converter 3.

充放電システム１０１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの計６個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の計１個である。 The charging/discharging system 101 includes a total of six converters: AC-DC converter 2, DC-DC converter 3, and DC-DC converters 102 to 105. In addition, the only converter that has reinforced insulation is DC-DC converter 3.

＜第２比較例＞
図２は、第２比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１１１の構成要素のうち、充放電システム１０１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 <Second Comparative Example>
2 is a diagram showing a schematic configuration of a charge/discharge system of Comparative Example 2. Note that among the components of the charge/discharge system 111, the same components as those of the charge/discharge system 101 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

充放電システム１１１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までと、を含む。 The charging/discharging system 111 includes an AC-DC converter 2 and DC-DC converters 112 through 115.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの各々は、双方向コンバータである。 Each of DC-DC converters 112 to 115 is a bidirectional converter.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの一方側（図２中右側）は、並列接続され、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図２中左側）に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの他方側（図２中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。 One side (right side in FIG. 2) from DC-DC converter 112 to DC-DC converter 115 is connected in parallel and electrically connected to the other side (DC input/output side, left side in FIG. 2) of AC-DC converter 2. The other side (left side in FIG. 2) from DC-DC converter 112 to DC-DC converter 115 is electrically connected to batteries BATT0 to BATT3, respectively.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。 When charging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converters 112 to 115 convert the DC voltage output from AC-DC converter 2 and output it to batteries BATT0 to BATT3, respectively.

ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converters 112 to 115 convert the DC voltages output from batteries BATT0 to BATT3, respectively, and output them to AC-DC converter 2.

なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの各々は、交流電源７とバッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までとの間のアイソレーションを確保するために、強化絶縁が図られている。 In addition, each of DC-DC converters 112 to 115 has reinforced insulation to ensure isolation between the AC power source 7 and batteries BATT0 to BATT3.

充放電システム１１１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの計５個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの計４個である。 The charging/discharging system 111 includes a total of five converters, namely, AC-DC converter 2 and DC-DC converters 112 to 115. In addition, the four converters that have reinforced insulation are DC-DC converters 112 to 115.

＜実施の形態＞
（概要構成）
図３は、実施の形態の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１の構成要素のうち、充放電システム１０１又は１１１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 <Embodiment>
(Overview of the structure)
3 is a diagram showing a schematic configuration of the charge/discharge system according to the embodiment. Among the components of the charge/discharge system 1, the same components as those of the charge/discharge system 101 or 111 are denoted by the same reference numerals and will not be described.

充放電システム１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までと、を含む。 Charging and discharging system 1 includes AC-DC converter 2, DC-DC converter 3, and DC-DC converters 4 to 6.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３が、本開示の「第１ＤＣ－ＤＣコンバータ」の一例に相当する。 DC-DC converter 3 corresponds to an example of the "first DC-DC converter" of this disclosure.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの各々は、双方向コンバータである。 Each of DC-DC converters 4 to 6 is a bidirectional converter.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までが、本開示の「第２ＤＣ－ＤＣコンバータ」の一例に相当する。 DC-DC converter 4 to DC-DC converter 6 correspond to an example of the "second DC-DC converter" of this disclosure.

バッテリＢＡＴＴ０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の他方側（図３中左側）に電気的に接続されている。 Battery BATT0 is electrically connected to the other side of DC-DC converter 3 (left side in Figure 3).

バッテリＢＡＴＴ０が、本開示の「第１バッテリ」の一例に相当する。 Battery BATT0 corresponds to an example of the "first battery" of this disclosure.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの一方側（図３中右側）は、バッテリＢＡＴＴ０に並列接続され、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの他方側（図３中左側）は、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。 One side (right side in FIG. 3) from DC-DC converter 4 to DC-DC converter 6 is connected in parallel to battery BATT0 and is electrically connected to DC-DC converter 3. The other side (left side in FIG. 3) from DC-DC converter 4 to DC-DC converter 6 is electrically connected to batteries BATT1 to BATT3, respectively.

バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までが、本開示の「少なくとも１つの第２バッテリ」の一例に相当する。 Batteries BATT1 to BATT3 correspond to an example of "at least one second battery" in this disclosure.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を変換して、バッテリＢＡＴＴ０に出力するとともに、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までに出力する。 When charging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converter 3 converts the DC voltage output from AC-DC converter 2 and outputs it to battery BATT0, as well as from DC-DC converter 4 to DC-DC converter 6.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までから出力される直流電圧を変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, DC-DC converter 3 converts the DC voltages output from battery BATT0 and DC-DC converters 4 to 6, and outputs them to AC-DC converter 2.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。 When charging batteries BATT1 to BATT3, DC-DC converters 4 to 6 convert the DC voltage output from DC-DC converter 3 and output it to batteries BATT1 to BATT3, respectively.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。 When discharging batteries BATT1 to BATT3, DC-DC converters 4 to 6 convert the DC voltages output from batteries BATT1 to BATT3 and output them to DC-DC converter 3.

充放電システム１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの計５個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の計１個である。 The charging/discharging system 1 includes a total of five converters: AC-DC converter 2, DC-DC converter 3, and DC-DC converters 4 to 6. In addition, the only converter that has reinforced insulation is DC-DC converter 3.

充放電システム１は、充放電システム１０１と比較して、コンバータの数を６個から５個へと減らすことができる。従って、充放電システム１は、充放電システム１０１と比較して、コスト抑制、サイズ抑制、電力変換効率の向上が可能である。 Compared to the charge/discharge system 101, the charge/discharge system 1 can reduce the number of converters from six to five. Therefore, compared to the charge/discharge system 101, the charge/discharge system 1 can reduce costs, reduce size, and improve power conversion efficiency.

充放電システム１は、充放電システム１１１と比較して、強化絶縁されているコンバータの数を４個から１個へと減らすことができる。従って、充放電システム１は、充放電システム１１１と比較して、コスト抑制、サイズ抑制が可能である。 Compared to the charge/discharge system 111, the charge/discharge system 1 can reduce the number of converters with reinforced insulation from four to one. Therefore, compared to the charge/discharge system 111, the charge/discharge system 1 can reduce costs and size.

但し、図３に示す充放電システム１の構成では、バッテリＢＡＴＴ０とＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までとが並列接続されているので、制御が重要となる。充放電システム１の制御については、後で説明する。 However, in the configuration of the charging/discharging system 1 shown in FIG. 3, the battery BATT0 and the DC-DC converters 4 to 6 are connected in parallel, so control is important. The control of the charging/discharging system 1 will be explained later.

（回路構成）
図４は、実施の形態の充放電システムの回路構成を示す図である。 (Circuit configuration)
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the charge/discharge system according to the embodiment.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側（交流入出力側、図４中右側）は、フィルタ１１を介して、交流電源７又は負荷８（図３参照）に電気的に接続される。ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図４中左側）は、コンデンサ１２に電気的に接続されている。 One side of the AC-DC converter 2 (AC input/output side, right side in FIG. 4) is electrically connected to the AC power source 7 or the load 8 (see FIG. 3) via a filter 11. The other side of the AC-DC converter 2 (DC input/output side, left side in FIG. 4) is electrically connected to a capacitor 12.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、フルブリッジ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換及び直流－交流変換の双方向変換ができるものであれば良い。 The AC-DC converter 2 is exemplified by a full bridge circuit, but the present disclosure is not limited to this. The AC-DC converter 2 may be any converter capable of bidirectional AC-DC conversion and DC-AC conversion.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、入力交流電圧を直流電圧に変換して、コンデンサ１２に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換を行う。 When charging batteries BATT0 to BATT3, AC-DC converter 2 converts the input AC voltage into a DC voltage and outputs it to capacitor 12. In other words, in this case, AC-DC converter 2 performs AC-DC conversion.

ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、コンデンサ１２の直流電圧を出力交流電圧に変換して、負荷８（図３参照）に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、直流－交流変換を行う。 When discharging batteries BATT0 to BATT3, the AC-DC converter 2 converts the DC voltage of the capacitor 12 into an output AC voltage and outputs it to the load 8 (see Figure 3). In other words, in this case, the AC-DC converter 2 performs DC-AC conversion.

ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、コンバータ部３ａと、制御部３ｂと、電圧センサ３ｃ及び３ｄと、電流センサ３ｅと、を含む。 The DC-DC converter 3 includes a converter unit 3a, a control unit 3b, voltage sensors 3c and 3d, and a current sensor 3e.

コンバータ部３ａは、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）回路が例示される。コンバータ部３ａは、ＤＡＢ回路に限定されない。コンバータ部３ａは、強化絶縁機能を有し、直流－直流変換ができるものであれば良い。例えば、コンバータ部３ａは、昇降圧チョッパ回路などであっても良い。 The converter unit 3a is exemplified by a DAB (Dual Active Bridge) circuit. The converter unit 3a is not limited to a DAB circuit. The converter unit 3a may have a reinforced insulation function and may perform DC-DC conversion. For example, the converter unit 3a may be a step-up/step-down chopper circuit.

コンバータ部３ａの一方側（図４中右側）は、コンデンサ１２に電気的に接続されている。 One side of the converter section 3a (the right side in Figure 4) is electrically connected to the capacitor 12.

電圧センサ３ｃは、コンバータ部３ａの一方側の電圧、つまりコンデンサ１２の電圧Ｖ_ｄｃを検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。 The voltage sensor 3c detects the voltage on one side of the converter section 3a, that is, the voltage _Vdc of the capacitor 12, and outputs a detection signal to the control section 3b.

コンバータ部３ａの他方側（図４中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０に電気的に接続されている。 The other side of the converter unit 3a (left side in Figure 4) is electrically connected to the battery BATT0.

電圧センサ３ｄは、コンバータ部３ａの他方側の電圧、つまりバッテリＢＡＴＴ０の電圧Ｖ_０を検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。 The voltage sensor 3d detects the voltage on the other side of the converter unit 3a, that is, the voltage _V0 of the battery BATT0, and outputs a detection signal to the control unit 3b.

電流センサ３ｅは、コンバータ部３ａの他方側とバッテリＢＡＴＴ０との間に流れる電流Ａ_０を検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。 The current sensor 3e detects a current _A0 flowing between the other side of the converter unit 3a and the battery BATT0, and outputs a detection signal to the control unit 3b.

制御部３ｂは、電圧Ｖ_ｄｃ、電圧Ｖ_０及び電流Ａ_０に基づいて、コンバータ部３ａを制御する。 The control unit 3b controls the converter unit 3a based on the voltage _Vdc , the voltage _V0 , and the current _A0 .

パワーバスＰＢＵＳは、高電位側の配線ＰＢＵＳａと、低電位側の配線ＰＢＵＳｂと、を含む。配線ＰＢＵＳａは、コンバータ部３ａの他方側の高電位側端に電気的に接続されている。配線ＰＢＵＳｂは、スイッチＳＷ３を介して、コンバータ部３ａの他方側の低電位側端に電気的に接続されている。 The power bus PBUS includes a high-potential side wiring PBUSa and a low-potential side wiring PBUSb. The wiring PBUSa is electrically connected to the high-potential side end of the other side of the converter unit 3a. The wiring PBUSb is electrically connected to the low-potential side end of the other side of the converter unit 3a via the switch SW3.

制御バスＣＢＵＳは、制御部３ｂに電気的に接続されている。制御バスＣＢＵＳは、ＣＡＮ（Controller Area Network、ＩＳＯ１１８９８）が例示されるが、本開示はこれに限定されない。 The control bus CBUS is electrically connected to the control unit 3b. An example of the control bus CBUS is a Controller Area Network (CAN, ISO 11898), but the present disclosure is not limited thereto.

ＤＣ－ＤＣコンバータ４は、コンバータ部４ａと、制御部４ｂと、電圧センサ４ｃと、電流センサ４ｄと、を含む。 The DC-DC converter 4 includes a converter unit 4a, a control unit 4b, a voltage sensor 4c, and a current sensor 4d.

コンバータ部４ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部４ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部４ａは、強化絶縁が図られている必要はない。 The converter section 4a is exemplified by a bidirectional buck-boost chopper circuit, but the present disclosure is not limited thereto. The converter section 4a may be any circuit capable of DC-DC conversion. The converter section 4a does not need to have reinforced insulation.

コンバータ部４ａの一方側（図４中右側）は、パワーバスＰＢＵＳに電気的に接続されている。コンバータ部４ａの他方側（図４中左側）は、バッテリＢＡＴＴ１に電気的に接続されている。 One side of the converter unit 4a (the right side in FIG. 4) is electrically connected to the power bus PBUS. The other side of the converter unit 4a (the left side in FIG. 4) is electrically connected to the battery BATT1.

電圧センサ４ｃは、コンバータ部４ａの一方側の電圧Ｖ_１Ｂを検出して、検出信号を制御部４ｂに出力する。 The voltage sensor 4c detects the voltage _V1B on one side of the converter unit 4a, and outputs a detection signal to the control unit 4b.

電流センサ４ｄは、コンバータ部４ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ_１Ｂを検出して、検出信号を制御部４ｂに出力する。 The current sensor 4d detects a current _A1B flowing between one side of the converter unit 4a and the power bus PBUS, and outputs a detection signal to the control unit 4b.

制御部４ｂは、電圧Ｖ_１Ｂ及び電流Ａ_１Ｂに基づいて、コンバータ部４ａを制御する。 The control unit 4b controls the converter unit 4a based on the voltage V _1B and the current A _1B .

ＤＣ－ＤＣコンバータ５は、コンバータ部５ａと、制御部５ｂと、電圧センサ５ｃと、電流センサ５ｄと、を含む。 The DC-DC converter 5 includes a converter unit 5a, a control unit 5b, a voltage sensor 5c, and a current sensor 5d.

コンバータ部５ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部５ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部５ａは、強化絶縁が図られている必要はない。 The converter section 5a is exemplified by a bidirectional buck-boost chopper circuit, but the present disclosure is not limited thereto. The converter section 5a may be any circuit capable of DC-DC conversion. The converter section 5a does not need to have reinforced insulation.

コンバータ部５ａの一方側（図４中右側）は、パワーバスＰＢＵＳに電気的に接続されている。コンバータ部５ａの他方側（図４中左側）は、バッテリＢＡＴＴ２に電気的に接続されている。 One side of the converter unit 5a (the right side in FIG. 4) is electrically connected to the power bus PBUS. The other side of the converter unit 5a (the left side in FIG. 4) is electrically connected to the battery BATT2.

電圧センサ５ｃは、コンバータ部５ａの一方側の電圧Ｖ_２Ｂを検出して、検出信号を制御部５ｂに出力する。 The voltage sensor 5c detects the voltage _V2B on one side of the converter section 5a, and outputs a detection signal to the control section 5b.

電流センサ５ｄは、コンバータ部５ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ_２Ｂを検出して、検出信号を制御部５ｂに出力する。 The current sensor 5d detects a current _A2B flowing between one side of the converter unit 5a and the power bus PBUS, and outputs a detection signal to the control unit 5b.

制御部５ｂは、電圧Ｖ_２Ｂ及び電流Ａ_２Ｂに基づいて、コンバータ部５ａを制御する。 The control unit 5b controls the converter unit 5a based on the voltage V _2B and the current A _2B .

ＤＣ－ＤＣコンバータ６は、コンバータ部６ａと、制御部６ｂと、電圧センサ６ｃと、電流センサ６ｄと、を含む。 The DC-DC converter 6 includes a converter unit 6a, a control unit 6b, a voltage sensor 6c, and a current sensor 6d.

コンバータ部６ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部６ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部６ａは、強化絶縁が図られている必要はない。 The converter section 6a is exemplified by a bidirectional buck-boost chopper circuit, but the present disclosure is not limited thereto. The converter section 6a may be any circuit capable of DC-DC conversion. The converter section 6a does not need to have reinforced insulation.

コンバータ部６ａの一方側（図４中右側）は、パワーバスＰＢＵＳに電気的に接続されている。コンバータ部６ａの他方側（図４中左側）は、バッテリＢＡＴＴ３に電気的に接続されている。 One side of the converter unit 6a (the right side in FIG. 4) is electrically connected to the power bus PBUS. The other side of the converter unit 6a (the left side in FIG. 4) is electrically connected to the battery BATT3.

電圧センサ６ｃは、コンバータ部６ａの一方側の電圧Ｖ_３Ｂを検出して、検出信号を制御部６ｂに出力する。 The voltage sensor 6c detects the voltage _V3B on one side of the converter section 6a, and outputs a detection signal to the control section 6b.

電流センサ６ｄは、コンバータ部６ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ_３Ｂを検出して、検出信号を制御部６ｂに出力する。 The current sensor 6d detects a current _A3B flowing between one side of the converter unit 6a and the power bus PBUS, and outputs a detection signal to the control unit 6b.

制御部６ｂは、電圧Ｖ_３Ｂ及び電流Ａ_３Ｂに基づいて、コンバータ部６ａを制御する。 The control unit 6b controls the converter unit 6a based on the voltage V _3B and the current A _3B .

（充電動作）
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、例えば定格（例えば、１５００Ｗ）で、交流電源７（図３参照）から電力を取り込んで、コンデンサ１２に出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２からコンデンサ１２に出力される直流電力の一部を用いて、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下及び定格電圧以下で、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ（定電流）／ＣＶ（定電圧）制御する。なお、制御部３ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の充電電流を適切に制御できる。 (Charging operation)
The AC-DC converter 2 takes in power from an AC power source 7 (see FIG. 3) at a rated power (e.g., 1500 W) and outputs it to the capacitor 12. The DC-DC converter 3 charges the battery BATT0 using a part of the DC power output from the AC-DC converter 2 to the capacitor 12. For example, the DC-DC converter 3 charges the battery BATT0 at a rated current or lower and a rated voltage or lower of the battery BATT0. That is, the control unit 3b controls the converter unit 3a with CC (constant current)/CV (constant voltage). The control unit 3b may prioritize CC control over CV control. The control unit 3b can appropriately control the charging current of the battery BATT0 because the DC-DC converter 3 includes a current sensor 3e.

制御部３ｂは、残りの電力、つまり、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の供給電力からバッテリＢＡＴＴ０の充電電力を減じた電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに分担させる。例えば、バッテリＢＡＴＴ０の定格電力が５００Ｗであるとすると、残りの電力は、１０００Ｗ（＝１５００Ｗ－５００Ｗ）となる。 The control unit 3b distributes the remaining power, that is, the power supplied by the AC-DC converter 2 minus the charging power of the battery BATT0, to the DC-DC converters 4 to 6. For example, if the rated power of the battery BATT0 is 500W, the remaining power is 1000W (=1500W-500W).

例えば、制御部３ｂは、残りの電力をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに均等に分担させる場合、残りの電力（１０００Ｗ）をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの台数（３台）で除した電力（１０００Ｗ÷３＝３３３Ｗ）を、目標充電電力設定値として、制御バスＣＢＵＳ経由で制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに送信する（ＣＰ（定電力）制御）。 For example, when the control unit 3b is to divide the remaining power equally among the DC-DC converters 4 to 6, it transmits the remaining power (1000 W) divided by the number of DC-DC converters 4 to 6 (3) (1000 W ÷ 3 = 333 W) as the target charging power setting value to the control units 4b, 5b, and 6b via the control bus CBUS (CP (constant power) control).

制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、目標充電電力設定値（３３３Ｗ）に基づいて、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを夫々充電する。つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、コンバータ部４ａ、５ａ及び６ａを夫々ＣＣ／ＣＶ制御する。なお、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。 The control units 4b, 5b, and 6b charge the batteries BATT1 to BATT3, respectively, based on the target charging power setting value (333 W). In other words, the control units 4b, 5b, and 6b perform CC/CV control of the converter units 4a, 5a, and 6a, respectively. Note that the control units 4b, 5b, and 6b may prioritize CC control over CV control.

なお、制御部３ｂは、残りの電力をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに均等に分担させなくても良い。つまり、制御部３ｂは、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂ毎に、異なる目標充電電力設定値を送信しても良い。 The control unit 3b does not have to distribute the remaining power equally among the DC-DC converters 4 to 6. In other words, the control unit 3b may transmit different target charging power setting values to each of the control units 4b, 5b, and 6b.

或いは、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに放電、充電、又は充放電停止のいずれかを夫々させるように、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに指示しても良い。 Alternatively, the control unit 3b may instruct the control units 4b, 5b, and 6b to discharge, charge, or stop charging/discharging batteries BATT1 to BATT3, respectively.

（放電動作）
［通常の場合］
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下で、バッテリＢＡＴＴ０を放電させる。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ制御する。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の放電電流を適切に制御できる。 (Discharge operation)
[Normal Case]
The DC-DC converter 3 discharges the battery BATT0 at a rated current or less of the battery BATT0. That is, the control unit 3b performs CC control on the converter unit 3a. The control unit 3b can appropriately control the discharge current of the battery BATT0 because the DC-DC converter 3 includes the current sensor 3e.

制御部３ｂは、負荷８の消費電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までにも分担させる。つまり、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０が放電する電力を抑制するための電力をバッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに放電させる。そのため、制御部３ｂは、目標Ａ_ＸＢ電流設定値及び目標Ｖ_ＸＢ電圧設定値を、制御バスＣＢＵＳ経由で制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに送信する。目標Ａ_ＸＢ電流設定値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの各々の出力電流の目標電流設定値である。目標Ｖ_ＸＢ電圧設定値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの各々の出力電圧の目標電圧設定値である。 The control unit 3b also allocates the power consumption of the load 8 to the DC-DC converters 4 to 6. In other words, the control unit 3b discharges power to suppress the power discharged from the battery BATT0 from the batteries BATT1 to BATT3. For this reason, the control unit 3b transmits the target A _XB current set value and the target V _XB voltage set value to the control units 4b, 5b, and 6b via the control bus CBUS. The target A _XB current set value is the target current set value of the output current of each of the DC-DC converters 4 to 6. The target V _XB voltage set value is the target voltage set value of the output voltage of each of the DC-DC converters 4 to 6.

制御部４ｂは、電流Ａ_１Ｂが目標Ａ_ＸＢ電流設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＣ制御するとともに、電圧Ｖ_１Ｂが目標Ｖ_ＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御し、バッテリＢＡＴＴ１を放電させる。なお、制御部４ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。 The control unit 4b controls the converter unit 4a in CC mode so that the current _A1B becomes the target _{A_XB} current setting value, and controls the converter unit 4a in CV mode so that the voltage _V1B becomes the target _{V_XB} voltage setting value, thereby discharging the battery BATT1. Note that the control unit 4b may prioritize the CC control over the CV control.

制御部５ｂ及び６ｂも、制御部４ｂと同様の制御を行う。 Control units 5b and 6b also perform the same control as control unit 4b.

なお、制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までを均等に放電させなくても良い。つまり、制御部３ｂは、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂ毎に、異なる目標Ａ_ＸＢ電流設定値及び目標Ｖ_ＸＢ電圧設定値を送信しても良い。 The control unit 3b does not have to uniformly discharge the DC-DC converters 4 to 6. In other words, the control unit 3b may transmit different target A _XB current set values and target V _XB voltage set values to each of the control units 4b, 5b, and 6b.

［負荷の消費電力が急減した場合］
負荷の消費電力が急減（以下、「負荷急減」と称する）した場合の放電制御の一例について、説明する。 [When the load power consumption suddenly decreases]
An example of discharge control in the case where the power consumption of the load suddenly decreases (hereinafter, referred to as "sudden load decrease") will be described.

（Ａ）負荷急減すると、コンデンサ１２の電圧Ｖ_ｄｃが上昇する。
（Ｂ）電圧Ｖ_ｄｃが上昇すると、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０の放電を抑制するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｃ）しかし、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行して放電抑制するまでには、タイムラグがある。そのため、制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから供給される電力をコンデンサ１２に出力するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｄ）すると、電圧Ｖ_ｄｃが過電圧となるので、制御部３ｂは、コンバータ部３ａを動作停止させる。従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから出力される電力が、意図せず、バッテリＢＡＴＴ０に流れ込んでしまうことになる。このとき、パワーバスＰＢＵＳの電圧（電圧Ｖ_１Ｂ、Ｖ_２Ｂ及びＶ_３Ｂ）が上昇するので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行することが、促進される。
（Ｅ）その後、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂのＣＶ制御への移行が完了し、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの出力が抑制される。 (A) When the load suddenly decreases, the voltage _Vdc of capacitor 12 increases.
(B) When the voltage _Vdc rises, the control unit 3b controls the converter unit 3a so as to suppress the discharge of the battery BATT0.
(C) However, there is a time lag until the control units 4b, 5b, and 6b switch from CC control to CV control and suppress discharge. Therefore, the control unit 3b controls the converter unit 3a to output the power supplied from the DC-DC converters 4 to 6 to the capacitor 12.
(D) Then, the voltage _Vdc becomes an overvoltage, so the control unit 3b stops the operation of the converter unit 3a. As a result, the power output from the DC-DC converters 4 to 6 flows unintentionally into the battery BATT0. At this time, the voltage of the power bus PBUS (voltages _V1B , _V2B , and _V3B ) rises, which prompts the control units 4b, 5b, and 6b to transition from CC control to CV control.
(E) Thereafter, the transition to CV control by the control units 4b, 5b and 6b is completed, and the outputs of the DC-DC converters 4 to 6 are suppressed.

上記（Ｄ）に記載した通り、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから出力される電力が、意図せず、バッテリＢＡＴＴ０に流れ込んでしまうことが起こり得る。そこで、充放電システム１では、上記（Ｂ）に代えて、次の（Ｂ’）の制御を行う。 As described in (D) above, it is possible that the power output from DC-DC converters 4 to 6 may unintentionally flow into battery BATT0. Therefore, in the charging/discharging system 1, the following control (B') is performed instead of the above (B).

（Ｂ’）電圧Ｖ_ｄｃが上昇すると、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０の放電を抑制するに留まらず、電圧Ｖ_ｄｃの上昇分による電力を回生させて、バッテリＢＡＴＴ０を仕様範囲内（例えば定格）で充電するように、コンバータ部３ａを制御する。このとき、パワーバスＰＢＵＳの電圧（電圧Ｖ_１Ｂ、Ｖ_２Ｂ及びＶ_３Ｂ）が上昇するので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂのＣＣ制御からＣＶ制御への移行が上記（Ｄ）よりも更に促進される。 (B') When the voltage _Vdc rises, the control unit 3b not only suppresses the discharge of the battery BATT0, but also controls the converter unit 3a to regenerate power due to the increase in the voltage _Vdc and charge the battery BATT0 within the specification range (for example, the rated voltage). At this time, the voltages of the power bus PBUS (voltages _V1B , _V2B , and _V3B ) rise, so that the transition from CC control to CV control of the control units 4b, 5b, and 6b is further promoted than in the above (D).

なお、コンバータ部３ａをシームレス双方向型とすることで、バッテリＢＡＴＴ０の充電からコンデンサ１２の充電へ、又は、コンデンサ１２の充電からバッテリＢＡＴＴ０の充電へ、とシームレスに移行することも可能である。 In addition, by making the converter unit 3a a seamless bidirectional type, it is possible to seamlessly transition from charging the battery BATT0 to charging the capacitor 12, or from charging the capacitor 12 to charging the battery BATT0.

このように、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電圧Ｖ_ｄｃの上昇による電力を回生させてバッテリＢＡＴＴ０を充電することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が制御可能な間（動作停止前）にパワーバスＰＢＵＳの電圧を上昇させることができる。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行することを、更に促進することができる。 In this way, the DC-DC converter 3 regenerates power due to the increase in voltage _Vdc to charge the battery BATT0, thereby making it possible to increase the voltage of the power bus PBUS while the DC-DC converter 3 is controllable (before the operation is stopped). This further facilitates the transition of the DC-DC converters 4 to 6 from CC control to CV control.

（効果）
以上説明したように、充放電システム１は、図３及び図４に示す構成で、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までの充放電を適切に行うことができ、負荷急減にも適切に対応できる。これにより、第１及び第２比較例と比較して、ＤＣ－ＤＣコンバータの数を削減でき、強化絶縁の数を削減できる。従って、コスト抑制、サイズ抑制、電力変換効率を改善することが可能である。 (effect)
As described above, the charging/discharging system 1, with the configuration shown in Figures 3 and 4, can appropriately charge and discharge the batteries BATT0 to BATT3, and can also appropriately handle a sudden drop in load. This allows the number of DC-DC converters and the number of reinforced insulators to be reduced compared to the first and second comparative examples. This makes it possible to reduce costs, reduce size, and improve power conversion efficiency.

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

１、１０１、１１１充放電システム
２ＡＣ－ＤＣコンバータ
３、４、５、６、１０２、・・・、１０５、１１２、・・・、１１５ＤＣ－ＤＣコンバータ
３ａ、４ａ、５ａ、６ａコンバータ部
３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ制御部
３ｃ、３ｄ、４ｃ、５ｃ、６ｃ電圧センサ
３ｅ、４ｄ、５ｄ、６ｄ電流センサ
７交流電源
８負荷
１１フィルタ
１２コンデンサ
ＢＡＴＴ０、ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２、ＢＡＴＴ３バッテリ
ＣＢＵＳ制御バス
ＰＢＵＳパワーバス
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３スイッチ 1, 101, 111 Charging and discharging system 2 AC-DC converter 3, 4, 5, 6, 102, ..., 105, 112, ..., 115 DC-DC converter 3a, 4a, 5a, 6a Converter section 3b, 4b, 5b, 6b Control section 3c, 3d, 4c, 5c, 6c Voltage sensor 3e, 4d, 5d, 6d Current sensor 7 AC power source 8 Load 11 Filter 12 Capacitor BATT0, BATT1, BATT2, BATT3 Battery CBUS Control bus PBUS Power bus SW1, SW2, SW3 Switch

Claims

A charging/discharging system for charging/discharging a first battery and at least one second battery,
an AC-DC converter that converts an input AC voltage into a DC voltage and converts the DC voltage into an output AC voltage;
a capacitor connected to the AC-DC converter for storing DC power output from the AC-DC converter;
a first DC-DC converter connected to the capacitor, charging the first battery using DC power stored in the capacitor, and discharging the first battery to output DC power to the capacitor;
at least one second DC-DC converter, each connected in parallel with the first battery to the first DC-DC converter, for charging the at least one second battery using DC power output from the first DC-DC converter, and for discharging the at least one second battery to output DC power to the first DC-DC converter;
Equipped with
Charging and discharging system.

The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to discharge the first battery and to discharge power to the at least one second battery for suppressing power discharged by the first battery;
The charging and discharging system according to claim 1 .

The first DC-DC converter is
Discharging the first battery at a rated current or less of the first battery;
The charging and discharging system according to claim 2 .

The first DC-DC converter is
When the voltage of the capacitor increases, the first battery is charged using DC power generated by the increase in the voltage of the capacitor.
The charge/discharge system according to claim 1 ,

The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to charge the first battery using a portion of the DC power output from the AC-DC converter to the capacitor, and to charge the at least one second battery using the remainder of the DC power supplied from the AC-DC converter to the capacitor;
The charge/discharge system according to claim 1 .

The first DC-DC converter is
Charging the first battery at a current equal to or less than a rated current of the first battery;
The charging and discharging system according to claim 5 .

The first DC-DC converter is
a current sensor that detects a current flowing between the first DC-DC converter and the first battery and outputs a detection signal;
a constant current control for a charging current and a discharging current of the first battery based on the detection signal;
The charge/discharge system according to claim 1 .

The first DC-DC converter is
instructing the at least one second DC-DC converter to discharge, charge, or stop charging/discharging the at least one second battery when charging/discharging the first battery;
The charging and discharging system according to claim 1 .