JP7801682B2 - Charging and discharging system - Google Patents
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Description
本開示は、電動車用の充放電システムに関する。 This disclosure relates to a charging and discharging system for electric vehicles.
近年、電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド車(PHV)などの電動車が普及してきている。それに伴い、電動車と住宅との間で電力を授受するためのV2H(Vehicle to Home)機器が普及してきている。 In recent years, electric vehicles (EVs), plug-in hybrid vehicles (PHVs), and other electrically powered vehicles have become increasingly popular. Accordingly, V2H (Vehicle to Home) devices for transferring electricity between electric vehicles and homes have also become increasingly popular.
V2H機器を有する電力変換システムとして、図2(詳細な説明は後述する)に示されるマルチ入力の電力変換システムがある。複数の直流電源(車載蓄電池、太陽電池、定置蓄電池)は、各々のDC/DCコンバータを介して高圧の直流バスで結合され、系統連系の双方向インバータと接続される。連系運転時には、太陽電池からの発電電力は、例えばインバータの外側の負荷や、直流バスで接続された定置蓄電池などに供給される。また、電気料金が安価な夜間に商用電力系統(以下単に、系統と呼ぶ)から定置蓄電池に充電し、宅内負荷の消費が増加する昼間に放電するピークシフト運転を行うことも可能である。 One example of a power conversion system with V2H equipment is the multi-input power conversion system shown in Figure 2 (details will be described later). Multiple DC power sources (vehicle storage batteries, solar cells, stationary storage batteries) are connected to a high-voltage DC bus via their respective DC/DC converters, and then to a grid-connected bidirectional inverter. During grid-connected operation, power generated by the solar cells is supplied to, for example, loads outside the inverter or to stationary storage batteries connected via the DC bus. It is also possible to perform peak-shift operation, whereby the stationary storage batteries are charged from the commercial power grid (hereinafter simply referred to as the grid) at night when electricity rates are low, and discharged during the day when household load consumption increases.
各コンバータは、各直流電源(車載蓄電池、太陽電池、定置蓄電池)と直流バス間で電力の入出力を制御する。インバータは、系統と直流バス間の電力の入出力を制御する。これらの制御の協調制御もしくは分散制御により、所望の方向に電力が制御される。 Each converter controls the input and output of power between each DC power source (vehicle battery, solar cell, stationary battery) and the DC bus. The inverter controls the input and output of power between the grid and the DC bus. Power is controlled in the desired direction through coordinated or distributed control of these controls.
図2に示されるV2Hを有する電力変換システムは、CHAdeMO協議会で制定されたV2Hガイドライン(電動自動車用充放電システムガイドライン V2H DC版 EVPS-002)(以下、単にV2Hガイドラインと呼ぶ)に準拠している。電動車の駆動用蓄電池を、定置蓄電池のように用いることで、余剰電力を充電したり、宅内負荷の増大時に放電して、宅内負荷への電力供給をアシストすることができる。 The power conversion system with V2H shown in Figure 2 complies with the V2H Guidelines (Guidelines for Charging and Discharging Systems for Electric Vehicles, V2H DC Edition, EVPS-002) (hereafter simply referred to as the V2H Guidelines) established by the CHAdeMO Council. By using the drive battery of an electric vehicle as a stationary storage battery, it can assist in the supply of power to the household load by charging surplus electricity or discharging when the household load increases.
電動車とEV用の電力変換装置との間では、主回路のみならず、V2Hガイドラインで規定された信号線および通信線を共有する。EV用の電力変換装置内にもシーケンス回路を搭載し、シーケンス制御を行うことで、運転要求~充放電~運転停止を行う。 In addition to the main circuit, the electric vehicle and EV power conversion equipment share the signal and communication lines specified in the V2H guidelines. A sequence circuit is also installed in the EV power conversion equipment, and sequence control is performed to handle operation requests, charging and discharging, and operation shutdown.
ここで注意が必要なのは、定置蓄電池と異なり電動車の駆動用蓄電池の利用には、EV用の電力変換装置でシーケンス制御を経てからでしか、駆動用蓄電池とEV用の電力変換装置の主回路の電気的接続が行われないことである。つまり、シーケンス制御がある程度進んでからでないと、コンタクタ(リレー)を介して、電動車の駆動用蓄電池とEV用の電力変換装置の主回路が電気的な接続状態にならないことである。これは、定置蓄電池と異なり、電動車の駆動用蓄電池はEV用の電力変換装置との接続が非固定であり、可動ケーブルを使用したエンドユーザによる接続が必要であることから、電気的接続の確実性、短絡、地絡などの安全検証を行った後に接続を行うためである。つまり、定置蓄電池と異なり、電動車の駆動用蓄電池をEV用の電力変換装置の起動電力として用いることができない。EV用の電力変換装置は基本的に、V2Hを有する電力変換システム内の電力(系統から取り込んだ電力でもよい)を用いて起動する必要がある。 It's important to note that, unlike stationary batteries, when using a drive battery for an electric vehicle, the drive battery and the main circuit of the EV power conversion device are only electrically connected after sequence control has been completed by the EV power conversion device. In other words, the drive battery for an electric vehicle and the main circuit of the EV power conversion device are not electrically connected via a contactor (relay) until sequence control has progressed to a certain extent. This is because, unlike stationary batteries, the connection between the drive battery for an electric vehicle and the EV power conversion device is not fixed and must be connected by the end user using a movable cable. Therefore, the connection is made only after safety verification is performed to ensure the reliability of the electrical connection and to check for short circuits, ground faults, etc. In other words, unlike stationary batteries, the drive battery for an electric vehicle cannot be used to power the start-up power of the EV power conversion device. EV power conversion devices basically need to be started using power within a power conversion system with V2H (which can be power taken from the grid).
系統が健全な状態、または停電時であっても太陽電池や定置蓄電池から電力供給を受けることができる状態であれば、EV用の電力変換装置の起動に問題はない。これに対して、V2Hを有する電力変換システム全体で電源を喪失した場合(停電で、かつ太陽電池や定置蓄電池から電力供給を受けられない場合、以降、システムの全電源喪失状態と呼ぶ)では、電動車の駆動用蓄電池から起動電力を取得できない。したがって、EV用の電力変換装置の起動に問題が生じる。 When the grid is healthy, or when power can be received from solar cells or stationary storage batteries even during a power outage, there is no problem starting up the power conversion equipment for EVs. In contrast, if the entire power conversion system including V2H loses power (when there is a power outage and power cannot be received from solar cells or stationary storage batteries, hereafter referred to as a total power loss state for the system), startup power cannot be obtained from the drive batteries of the electric vehicles. Therefore, problems arise when starting up the power conversion equipment for EVs.
一般的にこのような全電源喪失状態は、台風や大雪などの災害発生後の長期停電時などに発生する。災害発生後の長期停電時には定置蓄電池が枯渇状態になりやすい。また、悪天候により太陽電池が発電不足になりやすい。このような環境下であっても、電力変換システムから電動車を切り離し、非災害地域まで自走し、駆動用蓄電池を充電し、その後、電力変換システムまで自走で戻り、電動車が電力変換システムに接続できるV2Hを有する電力変換システムは、レジリエンスの面で大きなアドバンテージを持つ。同様に非災害地域外からの電源救護の電動車を受け入れできることは言うまでもない。 This type of total power loss typically occurs during long-term power outages following disasters such as typhoons or heavy snowfall. During long-term power outages following disasters, stationary storage batteries are likely to become depleted. Furthermore, bad weather can easily cause solar panels to run out of power. Even in such environments, a V2H power conversion system that allows an electric vehicle to disconnect from the power conversion system, drive itself to a non-disaster area, charge its drive storage battery, then drive itself back to the power conversion system and connect to it offers a significant advantage in terms of resilience. It goes without saying that it can also accept electric vehicles from outside the non-disaster area as emergency power sources.
全電源喪失状態においてEV用の電力変換装置を起動するために、電力変換装置内に起動用の電池を備える方法や、電動車のアクセサリーソケットからアクセサリ電源を取り出す方法が考えられる。アクセサリ電源は、電動車に駆動用蓄電池と別に搭載されている補機バッテリ(例えば、12V出力の鉛蓄電池)から供給される。 In order to start up an EV power conversion device in a total power loss situation, possible methods include installing a start-up battery within the power conversion device or drawing accessory power from the accessory socket of the electric vehicle. Accessory power is supplied from an auxiliary battery (e.g., a 12V lead-acid battery) installed in the electric vehicle separately from the drive battery.
特許文献1には、車両の補機バッテリを、V2H機器を有する電力変換システムの起動電源として用いることで、停電で、かつ電力変換システム側に電源を有さない状態で起動する方法が開示されている。これは、V2Hガイドラインに策定された車両の補機バッテリの利用例に対応している。ただし特許文献1は、接続対象の駆動用蓄電池を搭載している電動車(以下本明細書では、対向車と呼ぶ)に搭載された補機バッテリから起動電源を取り出すことを前提としている。 Patent Document 1 discloses a method for starting a power conversion system with V2H equipment during a power outage when the power conversion system does not have a power source, by using the vehicle's auxiliary battery as the startup power source. This corresponds to the use example of a vehicle's auxiliary battery established in the V2H guidelines. However, Patent Document 1 assumes that startup power will be drawn from the auxiliary battery installed in the electric vehicle (hereinafter referred to as the oncoming vehicle) that is equipped with the drive storage battery to be connected.
V2Hガイドラインで推奨されている回路構成例として、電動車のアクセサリーソケットと、電力変換システム(以下適宜、充放電システムとも呼ぶ)の外部起動電源入力部(以下、外部電源入力部と呼ぶ)を、外部起動電源入力ケーブル(以下、外部電源ケーブルと呼ぶ)で接続する例が示されている(図3参照(詳細な説明は後述する))。外部電源ケーブルはマイナス線を有さず、車両のグランドと充放電システムのグランドは充放電ケーブルの接地線を介して導通する。 As an example of a circuit configuration recommended in the V2H guidelines, an external startup power supply input cable (hereinafter referred to as the external power supply cable) is shown to connect the accessory socket of an electric vehicle to the external startup power supply input unit (hereinafter referred to as the external power supply input unit) of the power conversion system (hereinafter referred to as the charge/discharge system, as appropriate) (see Figure 3 (details will be explained later)). The external power supply cable does not have a negative wire, and the vehicle ground and the charge/discharge system ground are connected via the ground wire of the charge/discharge cable.
対向車と充放電システムが充放電ケーブルで接続された状態で、第1リレーD1、第2リレーD2のターンオンを含むシーケンス制御が完了すると、主回路での充放電動作が可能となる。対向車の補機バッテリからシーケンス回路などを起動するための起動電源を取り出すために、対向車と外部電源ケーブルで接続されている状態において、車両側グランドと外部入力側を外部電源ケーブルを介してマイナス線で導通させていると、充放電ケーブルの損傷などで充放電ケーブルを通る接地線が断線した場合、外部電源ケーブルのマイナス線が迂回接地線として働いてしまう。その結果、V2Hガイドラインでの信号回路およびシーケンスに備わった安全停止機能が充放電システム側、車両側とも働かず、接地線の断線検知にもとづく停止要件を満たせない設計となってしまう。そのため、車両側グランドと外部入力側を外部電源ケーブルを介してマイナス線で導通させない仕様となっている。つまり、安全停止機能としての第1リレーD1、第2リレーD2のオフ、作動許可信号のオフは、接地線が単一であることを前提に成り立っている。 When an oncoming vehicle and the charging/discharging system are connected via a charging/discharging cable, completing sequence control, including turning on the first relay D1 and the second relay D2, enables charging/discharging operation in the main circuit. When an oncoming vehicle is connected via an external power cable to extract startup power from the oncoming vehicle's auxiliary battery to activate the sequence circuit, if the vehicle's ground and the external input are connected via the negative conductor of the external power cable, if the ground conductor running through the charging/discharging cable is disconnected due to damage to the charging/discharging cable, the negative conductor of the external power cable will act as a bypass ground conductor. As a result, the safety stop function provided in the signal circuit and sequence in the V2H guidelines will not function on either the charging/discharging system side or the vehicle side, resulting in a design that fails to meet the shutdown requirements based on the detection of a disconnected ground conductor. For this reason, the system is designed not to connect the vehicle's ground and the external input side via the negative conductor of the external power cable. In other words, the safety stop functions of turning off the first relay D1 and the second relay D2 and turning off the operation permission signal are based on the assumption that there is a single ground conductor.
対向車の補機バッテリから電源を取り出せない場合もありうる。例えば、対向車が12Vのアクセサリ電源を出力するアクセサリーソケットを標準で備えていない場合や、アクセサリーソケットを備えていても充放電コネクタを接続した状態(CHAdeMOでの充放電利用時)では使用できない場合などが挙げられる。また、全電源喪失状態を起こすような台風災害などが発生している悪天候の状態において、車内のアクセサリーソケットに外部電源ケーブルを接続し、窓やドアから外部電源ケーブルを取り出し、充放電システムに接続することは困難な作業になる。 There may be cases where it is not possible to draw power from the auxiliary battery of an oncoming vehicle. For example, this may occur if the oncoming vehicle does not come equipped with an accessory socket that outputs 12V accessory power as standard, or if the accessory socket is equipped but cannot be used with the charge/discharge connector connected (when using CHAdeMO for charging and discharging). Furthermore, in bad weather conditions such as a typhoon that causes a total power loss, it can be difficult to connect an external power cable to the accessory socket inside the vehicle, remove the external power cable from a window or door, and connect it to the charge/discharge system.
これらの課題に対して、対向車と別の車両のアクセサリーソケットから電源を取り出すことや、12V出力可能なポータブル電源から電源を取り出すことが考えられる。以下、本明細書では、対向車以外の車両、および車両以外のポータブル電源や発電機を含めて、対向車以外で、外部から充放電システムに電源を供給できる機器を総称して非対向車と呼ぶ。 To address these issues, one possible solution is to draw power from an accessory socket on a vehicle other than the oncoming vehicle, or from a portable power source capable of outputting 12V. Hereinafter, in this specification, devices other than the oncoming vehicle that can supply power to the charging/discharging system from an external source, including vehicles other than the oncoming vehicle, as well as portable power sources and generators other than those in the vehicle, will be collectively referred to as "non-oncoming vehicles."
前述の通り、車両側のアクセサリーソケットと充放電システム側の外部電源入力部をマイナス線で接続しない回路構成を前提とする場合、対向車以外の外部電源と外部電源ケーブルで接続してもマイナス極が導通しないため電流が流れず、電源を取り出すことはできない。 As mentioned above, assuming a circuit configuration in which the vehicle's accessory socket and the charging/discharging system's external power input are not connected with a negative wire, even if an external power cable is connected to an external power source other than that of an oncoming vehicle, the negative pole will not be conductive, so no current will flow and power cannot be extracted.
これに対して、外部電源ケーブルにマイナス線を追加すると、対向車の補機バッテリから電力を取り出す際、回り込み電流の発生や接地線の多重化により、充放電ケーブルを通る接地線の断線検知が正しく行えず、V2Hガイドラインに適合しない設計となってしまう。 However, if a negative wire is added to the external power cable, when power is drawn from the auxiliary battery of an oncoming vehicle, the generation of sneak current and the multiplexing of ground wires will prevent proper detection of breaks in the ground wire running through the charge/discharge cable, resulting in a design that does not comply with the V2H guidelines.
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、接続対象の駆動用蓄電池を搭載している車両に搭載された補機電池以外の外部電源から起動電力を取り出せ、かつシーケンス回路の安全停止機能が阻害されない充放電システムを提供することにある。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and its purpose is to provide a charging/discharging system that can extract startup power from an external power source other than an auxiliary battery installed in the vehicle that is equipped with the drive storage battery to be connected, and that does not impede the safety shutdown function of the sequence circuit.
上記課題を解決するために、本開示のある態様の充放電システムは、電動車の駆動用蓄電池を充放電ケーブルを介して充放電可能な充放電システムであって、前記駆動用蓄電池を充放電するためのDC/DCコンバータと、前記電動車との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路と、前記DC/DCコンバータと前記シーケンス回路を制御する制御部と、外部から電源供給を受けるための外部電源入力部と、前記DC/DCコンバータが接続された電力線または前記外部電源入力部から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路と前記制御部に供給する制御電源を生成する制御電源生成部と、を備える。前記外部電源入力部に外部電源ケーブルが接続された状態で、前記電動車との間の接地線が充放電時に2重化されないように設計されている。 In order to solve the above problems, one aspect of the charging/discharging system disclosed herein is a charging/discharging system capable of charging/discharging a drive battery of an electric vehicle via a charge/discharge cable, and includes a DC/DC converter for charging/discharging the drive battery, a sequence circuit for executing a charge/discharge sequence with the electric vehicle, a control unit for controlling the DC/DC converter and the sequence circuit, an external power input unit for receiving power from an external source, and a control power generation unit that generates control power to be supplied to the sequence circuit and the control unit based on power obtained from the power line to which the DC/DC converter is connected or from the external power input unit. The charging/discharging system is designed so that when an external power cable is connected to the external power input unit, the ground wire between the electric vehicle and the system is not duplicated during charging/discharging.
本開示によれば、接続対象の駆動用蓄電池を搭載している車両に搭載された補機電池以外の外部電源から起動電力を取り出せ、かつシーケンス回路の安全停止機能が阻害されない充放電システムを実現することができる。 This disclosure makes it possible to realize a charging/discharging system that can extract startup power from an external power source other than an auxiliary battery installed in a vehicle equipped with a drive storage battery to be connected, and that does not impede the safety shutdown function of the sequence circuit.
(構成例1)
図1は、実施の形態に係る充放電装置10の構成例1を説明するための図である。充放電装置10は、電動車20と、宅内の系統2の受電点または負荷4とを連携するためのV2H機器である。充放電装置10は、V2Hガイドラインに準拠した充放電インターフェイスおよびシーケンスを有する。
(Configuration Example 1)
1 is a diagram illustrating a first example configuration of a charging/discharging device 10 according to an embodiment. The charging/discharging device 10 is a V2H device for connecting an electric vehicle 20 with a power receiving point of a grid 2 within a home or a load 4. The charging/discharging device 10 has a charging/discharging interface and sequence that comply with the V2H guidelines.
充放電装置10は、DC/DCコンバータ11、インバータ12、シーケンス回路13および制御部14を備える。DC/DCコンバータ11とインバータ12は電力主回路を構成する。充放電装置10と電動車20は、直流の充放電ケーブル30で接続される。充放電ケーブル30は、シーケンス回路13および電力主回路と接続する充放電コネクタを有し、充放電装置10に固定接続されている。充放電ケーブル30の先端にはガンコネクタ30aが取り付けられており、ユーザがガンコネクタ30aを電動車20のインレットに差し込むことにより、充放電装置10と電動車20が接続される。 The charging/discharging device 10 includes a DC/DC converter 11, an inverter 12, a sequence circuit 13, and a control unit 14. The DC/DC converter 11 and the inverter 12 form the main power circuit. The charging/discharging device 10 and the electric vehicle 20 are connected by a DC charging/discharging cable 30. The charging/discharging cable 30 has a charging/discharging connector that connects to the sequence circuit 13 and the main power circuit, and is fixedly connected to the charging/discharging device 10. A gun connector 30a is attached to the end of the charging/discharging cable 30; the user connects the charging/discharging device 10 and the electric vehicle 20 by inserting the gun connector 30a into the inlet of the electric vehicle 20.
DC/DCコンバータ11の一端は充放電ケーブル30を介して電動車20に接続され、DC/DCコンバータ11の他端はインバータ12に接続される。DC/DCコンバータ11は、電動車20に搭載された駆動用蓄電池を充放電するための双方向DC/DCコンバータである。 One end of the DC/DC converter 11 is connected to the electric vehicle 20 via a charge/discharge cable 30, and the other end of the DC/DC converter 11 is connected to the inverter 12. The DC/DC converter 11 is a bidirectional DC/DC converter for charging and discharging the drive battery mounted on the electric vehicle 20.
インバータ12は、DC/DCコンバータ11と分電盤3との間に接続される双方向インバータである。インバータ12は、DC/DCコンバータ11から入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤3に出力することができる。分電盤3には系統2および負荷4が接続される。負荷4は宅内の負荷の総称である。インバータ12は、系統2から分電盤3を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をDC/DCコンバータ11に出力することもできる。 The inverter 12 is a bidirectional inverter connected between the DC/DC converter 11 and the distribution board 3. The inverter 12 converts the DC power input from the DC/DC converter 11 into AC power and outputs the converted AC power to the distribution board 3. The distribution board 3 is connected to the grid 2 and the load 4. The load 4 is a general term for the loads within the home. The inverter 12 can also convert the AC power supplied from the grid 2 via the distribution board 3 into DC power and output the converted DC power to the DC/DC converter 11.
シーケンス回路13は、電動車20との充放電シーケンスを実行するための回路であり、V2Hガイドラインに準拠した回路である。シーケンス回路13は、電動車20に搭載された駆動用蓄電池の充放電の開始/停止、電力量、電流方向などを、ハンドシェイクしながら動作させるための信号回路と通信回路を含む。制御部14は充放電装置10全体を統括的に制御する。シーケンス回路13と制御部14の詳細な構成は後述する。 The sequence circuit 13 is a circuit for executing a charge/discharge sequence with the electric vehicle 20, and is a circuit that complies with the V2H guidelines. The sequence circuit 13 includes signal circuits and communication circuits for operating the start/stop, power amount, current direction, etc. of the drive battery mounted on the electric vehicle 20 while handshaking. The control unit 14 controls the entire charging/discharging device 10 in an integrated manner. The detailed configurations of the sequence circuit 13 and control unit 14 will be described later.
(構成例2)
図2は、実施の形態に係る充放電装置10の構成例2を説明するための図である。構成例1は充放電装置10がインバータ12を含み、分電盤3に直接接続される構成であったが、構成例2は充放電装置10がインバータ12を含まず、ハイブリッド蓄電システム(創蓄連携システムとも呼ぶ)を介して分電盤3に接続される構成である。充放電装置10とハイブリッド蓄電システムは直流結合され、V2Hガイドラインに準拠した充放電インターフェイスおよびシーケンスを有する電力変換システムを構成する。
(Configuration Example 2)
2 is a diagram illustrating a second configuration example of the charging/discharging device 10 according to the embodiment. In the first configuration example, the charging/discharging device 10 includes the inverter 12 and is directly connected to the distribution board 3, but in the second configuration example, the charging/discharging device 10 does not include the inverter 12 and is connected to the distribution board 3 via a hybrid power storage system (also referred to as a generation/storage linked system). The charging/discharging device 10 and the hybrid power storage system are DC-coupled to form a power conversion system having a charge/discharge interface and sequence that comply with the V2H guidelines.
ハイブリッド蓄電システムは、太陽電池6、定置蓄電池7および電力変換装置40を備える。電力変換装置40は、太陽電池6と定置蓄電池7のパワーコンディショナであり、太陽電池6用のDC/DCコンバータ41、定置蓄電池7用のDC/DCコンバータ42、インバータ43および制御部44を備える。 The hybrid power storage system includes a solar cell 6, a stationary storage battery 7, and a power conversion device 40. The power conversion device 40 is a power conditioner for the solar cell 6 and the stationary storage battery 7, and includes a DC/DC converter 41 for the solar cell 6, a DC/DC converter 42 for the stationary storage battery 7, an inverter 43, and a control unit 44.
太陽電池6は、直列接続された複数の太陽電池モジュール(太陽光パネル)を含む。各太陽電池モジュールは、直列接続された複数の太陽電池セルを含む。太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換することができる。太陽電池セルとして、ヘテロ接合太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを使用することができる。 The solar cell 6 includes multiple solar cell modules (solar panels) connected in series. Each solar cell module includes multiple solar cell modules connected in series. The solar cell utilizes the photovoltaic effect to directly convert light energy into DC power. Solar cell types that can be used include heterojunction solar cells, polycrystalline silicon solar cells, single-crystalline silicon solar cells, thin-film silicon solar cells, and compound solar cells.
太陽電池6は、DC/DCコンバータ41と接続され、発電した電力をDC/DCコンバータ41に出力する。DC/DCコンバータ41は、太陽電池6と直流バスBdcとの間に接続され、太陽電池6から出力される直流電力の電圧を調整して直流バスBdcに出力するコンバータである。例えば、昇圧チョッパで構成される。 The solar cell 6 is connected to a DC/DC converter 41 and outputs the generated power to the DC/DC converter 41. The DC/DC converter 41 is connected between the solar cell 6 and the DC bus Bdc and adjusts the voltage of the DC power output from the solar cell 6 and outputs it to the DC bus Bdc. For example, it may be configured as a step-up chopper.
定置蓄電池7は直流電力の充放電が可能であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池などの蓄電池を備える。なお蓄電池の代わりに、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタを備えていてもよい。 The stationary storage battery 7 is capable of charging and discharging DC power and includes a storage battery such as a lithium-ion storage battery, a nickel-metal hydride storage battery, or a lead-acid battery. Instead of a storage battery, a capacitor such as an electric double-layer capacitor or a lithium-ion capacitor may also be included.
定置蓄電池7は、DC/DCコンバータ42と接続され、DC/DCコンバータ42により充放電制御される。DC/DCコンバータ42は、定置蓄電池7と直流バスBdcの間に接続される双方向DC/DCコンバータである。 The stationary storage battery 7 is connected to a DC/DC converter 42, and charging and discharging are controlled by the DC/DC converter 42. The DC/DC converter 42 is a bidirectional DC/DC converter connected between the stationary storage battery 7 and the DC bus Bdc.
インバータ43は、直流バスBdcと分電盤3との間に接続される双方向インバータである。インバータ43は、直流バスBdcから入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤3に出力することができる。インバータ43は、系統2から分電盤3を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バスBdcに出力することもできる。また停電時、インバータ43は、直流バスBdcから入力される直流電力を交流電力に変換し、ACコンセント5に自立出力することもできる。 The inverter 43 is a bidirectional inverter connected between the DC bus Bdc and the distribution board 3. The inverter 43 can convert DC power input from the DC bus Bdc into AC power and output the converted AC power to the distribution board 3. The inverter 43 can also convert AC power supplied from the system 2 via the distribution board 3 into DC power and output the converted DC power to the DC bus Bdc. In addition, during a power outage, the inverter 43 can convert DC power input from the DC bus Bdc into AC power and output it to the AC outlet 5 in an autonomous manner.
制御部44は電力変換装置40を統括的に制御する。制御部44は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ回路、ロジック回路、マイクロコントローラ、DSP、ROM、RAM、ASIC、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。 The control unit 44 provides overall control of the power conversion device 40. The control unit 44 can be realized by a combination of hardware and software resources, or by hardware resources alone. Hardware resources can include analog circuits, logic circuits, microcontrollers, DSPs, ROMs, RAMs, ASICs, FPGAs, and other LSIs. Software resources can include programs such as firmware.
制御部44は、太陽電池6の出力電力が最大になるようにDC/DCコンバータ41をMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御することができる。制御部44は、太陽電池6の出力電圧と出力電力の関係をもとに、太陽電池6の出力電力を最大にするための電圧指令値を生成する。 The control unit 44 can perform MPPT (Maximum Power Point Tracking) control of the DC/DC converter 41 so that the output power of the solar cell 6 is maximized. The control unit 44 generates a voltage command value to maximize the output power of the solar cell 6 based on the relationship between the output voltage and output power of the solar cell 6.
制御部44は例えば、山登り法にしたがい動作電圧を所定のステップ幅で変化させて最大出力動作点を探索する。具体的には制御部44は、太陽電池モジュールのP-V曲線の最大出力動作点の低圧側では、現在の動作電圧を高圧側にシフトさせるための電圧指令値を生成し、最大出力動作点の高圧側では、現在の動作電圧を低圧側にシフトさせるための電圧指令値を生成する。制御部44は、最大出力動作点を捉えると最大出力動作点を維持するように電圧指令値を生成する。DC/DCコンバータ41は、生成された電圧指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。 The control unit 44 searches for the maximum output operating point, for example, by changing the operating voltage in predetermined step widths using a hill-climbing method. Specifically, the control unit 44 generates a voltage command value to shift the current operating voltage toward the higher voltage side on the low-voltage side of the maximum output operating point of the solar cell module's P-V curve, and generates a voltage command value to shift the current operating voltage toward the lower voltage side on the high-voltage side of the maximum output operating point. Once the maximum output operating point is captured, the control unit 44 generates a voltage command value to maintain the maximum output operating point. The DC/DC converter 41 performs switching operation in response to a drive signal based on the generated voltage command value.
制御部44は、DC/DCコンバータ42を制御して、定置蓄電池7を充放電制御する。DC/DCコンバータ42は、制御部44から設定される電流指令値または電圧指令値に基づき、定置蓄電池7の定電流(CC)放電、定電圧(CV)放電、定電流充電または定電圧充電を行う。なお、定置蓄電池7を太陽電池6の発電量および負荷4の電力消費量の少なくとも一方に追従させて運転させる場合、制御部44は、直流バスBdの電圧に応じてDC/DCコンバータ42の電流指令値を生成する。 The control unit 44 controls the DC/DC converter 42 to charge and discharge the stationary storage battery 7. The DC/DC converter 42 performs constant current (CC) discharge, constant voltage (CV) discharge, constant current charging, or constant voltage charging of the stationary storage battery 7 based on the current command value or voltage command value set by the control unit 44. When operating the stationary storage battery 7 to track at least one of the power generation amount of the solar cell 6 and the power consumption amount of the load 4, the control unit 44 generates a current command value for the DC/DC converter 42 according to the voltage of the DC bus Bd.
制御部44はインバータ43の基本制御として、直流バスBdcの電圧が目標値を維持するようにインバータ43を制御する。具体的には制御部44は、直流バスBdcの電圧を検出し、検出したバス電圧を目標値に一致させるための電流指令値を生成する。直流バスBdcの電圧が目標値より高い場合はインバータ43の出力電力を上昇させるための電流指令値を生成し、直流バスBdcの電圧が目標値より低い場合はインバータ43の出力電力を低下させるための電流指令値を生成する。インバータ43は、生成された電流指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。 The control unit 44 controls the inverter 43 as its basic control so that the voltage of the DC bus Bdc maintains a target value. Specifically, the control unit 44 detects the voltage of the DC bus Bdc and generates a current command value to match the detected bus voltage to the target value. If the voltage of the DC bus Bdc is higher than the target value, the control unit 44 generates a current command value to increase the output power of the inverter 43, and if the voltage of the DC bus Bdc is lower than the target value, the control unit 44 generates a current command value to decrease the output power of the inverter 43. The inverter 43 performs switching operation in response to a drive signal based on the generated current command value.
直流バスBdcの電圧の目標値は、系統2の電圧より高く、かつ系統2の電圧に近い値に設定されることが望ましい。インバータ43の入力電圧と出力電圧の差が小さいほど、インバータ43の変換効率が高くなる。例えば、系統2の電圧がAC200Vの場合、直流バスBdcの電圧の目標値はDC330~360V程度に設定される。 It is desirable to set the target voltage of DC bus Bdc to a value higher than and close to the voltage of system 2. The smaller the difference between the input voltage and output voltage of inverter 43, the higher the conversion efficiency of inverter 43. For example, if the voltage of system 2 is AC 200V, the target voltage of DC bus Bdc is set to approximately DC 330-360V.
電力変換装置40の制御部44と充放電装置10の制御部14は通信線で接続される。電力変換装置40の制御部44は、充放電装置10の制御部14に、電動車20に搭載された駆動用蓄電池を充放電するための電流指令値または電圧指令値を送信することができる。 The control unit 44 of the power conversion device 40 and the control unit 14 of the charging/discharging device 10 are connected by a communication line. The control unit 44 of the power conversion device 40 can transmit a current command value or a voltage command value for charging/discharging the drive storage battery installed in the electric vehicle 20 to the control unit 14 of the charging/discharging device 10.
図2では、充放電装置10がハイブリッド蓄電システムを介して分電盤3に接続される構成を示したが、ハイブリッド蓄電システムではなく、太陽光発電システム(定置蓄電池7とDC/DCコンバータ42を含まず)を介して分電盤3に接続される構成でもよい。また、蓄電システム(太陽電池6とDC/DCコンバータ41を含まず)を介して分電盤3に接続される構成でもよい。 In Figure 2, the charging/discharging device 10 is shown connected to the distribution board 3 via a hybrid power storage system, but it may also be connected to the distribution board 3 via a solar power generation system (not including the stationary storage battery 7 and DC/DC converter 42) rather than a hybrid power storage system. It may also be connected to the distribution board 3 via a power storage system (not including the solar cell 6 and DC/DC converter 41).
図3は、実施例1に係る電動車20と充放電装置10の内部構成を示す図である。電動車20は、駆動用蓄電池21、制御部22、補機電池23、コンタクタRc、駆動リレーRd、インレット26、アクセサリーソケット27および車両側のシーケンス回路を備える。車両側のシーケンス回路は、第1フォトカプラPC1、第2フォトカプラPC2、トランジスタQ1、第1抵抗R1-第4抵抗R4、接続検出回路24およびCAN(Controller Area Network)通信部25を含む。図3には電動車20の構成要素として、駆動用蓄電池21の充放電に関連する構成要素のみを示している。 Figure 3 shows the internal configuration of an electric vehicle 20 and a charging/discharging device 10 according to the first embodiment. The electric vehicle 20 includes a drive battery 21, a control unit 22, an auxiliary battery 23, a contactor Rc, a drive relay Rd, an inlet 26, an accessory socket 27, and a vehicle-side sequence circuit. The vehicle-side sequence circuit includes a first photocoupler PC1, a second photocoupler PC2, a transistor Q1, a first resistor R1 to a fourth resistor R4, a connection detection circuit 24, and a CAN (Controller Area Network) communication unit 25. Figure 3 shows only the components of the electric vehicle 20 that are related to charging and discharging the drive battery 21.
充放電装置10は、DC/DCコンバータ11、シーケンス回路13および制御部14に加えて、制御電源生成部15、外部電源入力部16および操作部18をさらに含む。シーケンス回路13は、第1リレーD1、第2リレーD2、第3フォトカプラPC3、第5抵抗R5-第6抵抗R6、接続検出回路13aおよびCAN通信部13bを含む。制御部14は、接続制御部14aおよび充放電制御部14bを含む。 In addition to the DC/DC converter 11, sequence circuit 13, and control unit 14, the charging/discharging device 10 further includes a control power supply generation unit 15, an external power supply input unit 16, and an operation unit 18. The sequence circuit 13 includes a first relay D1, a second relay D2, a third photocoupler PC3, a fifth resistor R5, a sixth resistor R6, a connection detection circuit 13a, and a CAN communication unit 13b. The control unit 14 includes a connection control unit 14a and a charging/discharging control unit 14b.
電動車20の制御部22および充放電装置10の制御部14はそれぞれ、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ回路、ロジック回路、マイクロコントローラ、DSP、ROM、RAM、ASIC、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。 The control unit 22 of the electric vehicle 20 and the control unit 14 of the charging/discharging device 10 can each be realized by a combination of hardware and software resources, or by hardware resources alone. Hardware resources can include analog circuits, logic circuits, microcontrollers, DSPs, ROMs, RAMs, ASICs, FPGAs, and other LSIs. Software resources can include programs such as firmware.
接続制御部14aは、充放電ケーブル30を介した充放電装置10と電動車20間の充放電シーケンスを制御する。充放電制御部14bは、電動車20に搭載された駆動用蓄電池21と、宅内の電源または負荷4との間の充放電を制御する。例えば充放電制御部14bは、DC/DCコンバータ11に電流指令値を設定して、駆動用蓄電池21への充電電流または駆動用蓄電池21からの放電電流を制御することができる。 The connection control unit 14a controls the charge/discharge sequence between the charging/discharging device 10 and the electric vehicle 20 via the charge/discharge cable 30. The charge/discharge control unit 14b controls charging/discharging between the drive storage battery 21 mounted on the electric vehicle 20 and the in-home power source or load 4. For example, the charge/discharge control unit 14b can set a current command value in the DC/DC converter 11 to control the charging current to the drive storage battery 21 or the discharging current from the drive storage battery 21.
駆動用蓄電池21は、複数のセルを含む充放電可能な蓄電池であり、主に走行用モータを駆動するための電源として使用される。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セルなどを用いることができる。なお蓄電池の代わりに、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタを用いてもよい。また、燃料電池セルやスターリングエンジンなどのような放電のみ可能な電源およびこれらの電源と駆動用蓄電池21を併設したものを使用してもよい。電動車20と充放電装置10が充放電ケーブル30で接続されている状態では、駆動用蓄電池21はコンタクタRcを介して、充放電装置10のDC/DCコンバータ11に接続される。 The drive battery 21 is a rechargeable battery containing multiple cells, and is primarily used as a power source for driving the traction motor. The cells may be lithium-ion battery cells, nickel-metal hydride battery cells, or other types of cells. Capacitors such as electric double-layer capacitors and lithium-ion capacitors may also be used instead of batteries. It is also possible to use a power source that can only discharge, such as a fuel cell or Stirling engine, or a combination of these power sources and the drive battery 21. When the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 are connected by the charging/discharging cable 30, the drive battery 21 is connected to the DC/DC converter 11 of the charging/discharging device 10 via the contactor Rc.
補機電池23は、主に電動車20内の補機に電源を供給するための電源であり、一般的に12Vの鉛電池が使用される。一方、充放電装置10側のシーケンス回路13で使用される12Vの直流電圧は、制御電源生成部15で生成される。 The auxiliary battery 23 is a power source that primarily supplies power to the auxiliary equipment within the electric vehicle 20, and is typically a 12V lead battery. Meanwhile, the 12V DC voltage used by the sequence circuit 13 on the charging/discharging device 10 side is generated by the control power supply generation unit 15.
制御電源生成部15は、第1降圧コンバータ、昇圧コンバータおよび第2降圧コンバータを含む。充放電システムの構成例1の場合、第1降圧コンバータは、電力線L0から取得される電圧(具体的には、インバータ12とDC/DCコンバータ11間の高圧直流バス、電動車20とDC/DCコンバータ11間の高圧直流電路、またはインバータ12に備わる解列リレーより系統2側の交流電路から取得される電圧)を降圧して、制御電圧(例えば25Vの直流電圧)を生成する。充放電システムの構成例2の場合、第1降圧コンバータは、電力線L0から取得される電圧(具体的には、インバータ43とDC/DCコンバータ11間の高圧直流バスBdc、電動車20とDC/DCコンバータ11間の高圧直流電路、またはインバータ43に備わる解列リレーより系統2側の交流電路から取得される電圧)を降圧して、制御電圧(例えば25Vの直流電圧)を生成する。 The control power supply generation unit 15 includes a first buck converter, a boost converter, and a second buck converter. In the case of configuration example 1 of the charging/discharging system, the first buck converter steps down the voltage obtained from the power line L0 (specifically, the voltage obtained from the high-voltage DC bus between the inverter 12 and the DC/DC converter 11, the high-voltage DC circuit between the electric vehicle 20 and the DC/DC converter 11, or the AC circuit on the grid 2 side of the parallel-off relay provided in the inverter 12) to generate a control voltage (e.g., a DC voltage of 25 V). In the case of configuration example 2 of the charging/discharging system, the first buck converter steps down the voltage obtained from the power line L0 (specifically, the voltage obtained from the high-voltage DC bus Bdc between the inverter 43 and the DC/DC converter 11, the high-voltage DC circuit between the electric vehicle 20 and the DC/DC converter 11, or the AC circuit on the grid 2 side of the parallel-off relay provided in the inverter 43) to generate a control voltage (e.g., a DC voltage of 25 V).
昇圧コンバータは、電動車20のアクセサリーソケット27と充放電装置10の外部電源入力部16が外部電源ケーブル50で接続された状態で、補機電池23から供給される12Vの直流電圧を昇圧して、制御電圧(例えば23Vの直流電圧)生成する。第2降圧コンバータは、第1降圧コンバータまたは昇圧コンバータから供給される制御電圧を、12Vの直流電圧に降圧する。制御電源生成部15は、シーケンス回路13に12Vの直流電圧を供給する。 When the accessory socket 27 of the electric vehicle 20 and the external power input unit 16 of the charging/discharging device 10 are connected via an external power cable 50, the boost converter boosts the 12V DC voltage supplied from the auxiliary battery 23 to generate a control voltage (e.g., 23V DC voltage). The second buck converter steps down the control voltage supplied from the first buck converter or boost converter to 12V DC voltage. The control power generation unit 15 supplies the 12V DC voltage to the sequence circuit 13.
なお、制御電源生成部15には、12V以外の直流電圧に降圧する別の降圧コンバータも含まれている。例えば、制御部14の電源電圧に5Vが使用される場合、当該降圧コンバータは、5Vの直流電圧を生成して制御部14に供給する。 The control power supply generation unit 15 also includes another step-down converter that steps down the voltage to a DC voltage other than 12V. For example, if 5V is used as the power supply voltage for the control unit 14, the step-down converter generates a 5V DC voltage and supplies it to the control unit 14.
充放電システムの構成例1の場合、系統連系時はインバータ12の外側から起動電源を得て、ユーザの運転要求(操作部18のボタン操作など)に応じて、インバータ12が起動し、さらにDC/DCコンバータ11とシーケンス回路13が起動する。シーケンス回路13が電動車20のシーケンス回路とシーケンスを開始することで、シーケンス途中から電動車20のコンタクタRcが閉じて充放電装置10の主回路が導通する。この状態から、インバータ12とDC/DCコンバータ11間の直流バス、もしくは電動車20とDC/DCコンバータ11間の直流電路からも電源の取り込みが可能となる。 In the case of configuration example 1 of the charging/discharging system, when the system is connected to the grid, startup power is obtained from outside the inverter 12, and in response to a user's driving request (such as operating a button on the operation unit 18), the inverter 12 starts up, and then the DC/DC converter 11 and sequence circuit 13 start up. The sequence circuit 13 starts a sequence with the sequence circuit of the electric vehicle 20, and partway through the sequence, the contactor Rc of the electric vehicle 20 closes and the main circuit of the charging/discharging device 10 becomes conductive. From this state, power can be drawn from the DC bus between the inverter 12 and DC/DC converter 11, or from the DC circuit between the electric vehicle 20 and the DC/DC converter 11.
充放電システムの構成例2の場合、系統連系時はインバータ43の外側から起動電源を得て、ユーザの運転要求(操作部18のボタン操作など)に応じて、インバータ43が起動し、インバータ43が直流バスBdcを昇圧制御する。これにより、充放電装置10は直流バスBdcから電源を取り込み、DC/DCコンバータ11、シーケンス回路13および制御部14が起動する。シーケンス回路13が電動車20のシーケンス回路とシーケンスを開始することで、シーケンス途中から電動車20のコンタクタRcが閉じて充放電装置10の主回路が導通する。この状態から、電動車20とDC/DCコンバータ11間の直流電路からも電源の取り込みが可能となる。なお、電力変換装置40の筐体から制御電源線を充放電装置10の筐体へ接続し、制御電源線を介して供給される電力を用いて起動してもよい。 In the case of configuration example 2 of the charging/discharging system, when the system is connected to the grid, startup power is obtained from outside the inverter 43. In response to a user's driving request (such as a button operation on the operation unit 18), the inverter 43 starts up and controls the boost of the DC bus Bdc. As a result, the charging/discharging device 10 draws power from the DC bus Bdc, and the DC/DC converter 11, sequence circuit 13, and control unit 14 start up. The sequence circuit 13 starts a sequence with the sequence circuit of the electric vehicle 20, and the contactor Rc of the electric vehicle 20 closes midway through the sequence, bringing the main circuit of the charging/discharging device 10 into conduction. From this state, power can also be drawn from the DC circuit between the electric vehicle 20 and the DC/DC converter 11. Note that a control power line can be connected from the housing of the power conversion device 40 to the housing of the charging/discharging device 10, and the charging/discharging device 10 can be started up using power supplied via the control power line.
充放電システムの構成例1、2のいずれにおいても、高圧直流バスまたは直流電路から電源を取り込んでいれば、系統2で電圧低下または停電が発生しても、分散型直流電源(太陽電池6、定置蓄電池7、駆動用蓄電池21)からの電力で制御電源を維持できる。したがって、充放電装置10における電力変換機能および保護機能を安全に制御することができる。 In both charging/discharging system configuration examples 1 and 2, if power is taken in from a high-voltage DC bus or DC circuit, even if a voltage drop or power outage occurs in system 2, the control power supply can be maintained with power from the distributed DC power sources (solar cells 6, stationary storage battery 7, drive storage battery 21). Therefore, the power conversion and protection functions of charging/discharging device 10 can be safely controlled.
電動車20と充放電装置10を接続する充放電ケーブル30には、電力線L0、第1作動開始停止線L1、第2作動開始停止線L2、コネクタ接続確認線L3、作動許可禁止線L4、接地線L5およびCAN通信線L6が含まれている。なお、CAN通信線L6はツイストペア線で構成される。 The charge/discharge cable 30 connecting the electric vehicle 20 and the charge/discharge device 10 includes a power line L0, a first operation start/stop line L1, a second operation start/stop line L2, a connector connection confirmation line L3, an operation enable/disable line L4, a ground line L5, and a CAN communication line L6. The CAN communication line L6 is composed of a twisted pair wire.
シーケンス回路13の基本となる回路構成とシーケンスは、V2Hガイドラインに定義されている。 The basic circuit configuration and sequence of the sequence circuit 13 are defined in the V2H guidelines.
第1作動開始停止線L1は、充放電装置10から電動車20に運転開始要求を通知し、電動車20が当該通知を受けて、電動車20側の充放電シーケンスを開始することに使用される信号線である。具体的には第1作動開始停止線L1は、充放電装置10の制御電源生成部15で生成された制御電源(DC12V)と、電動車20のグランド間を、充放電装置10側で第1リレーD1、電動車20側で第1抵抗R1、第1フォトカプラPC1のダイオードを介して接続する。第1フォトカプラPC1のトランジスタは制御部22に接続され、制御部22は第1フォトカプラPC1のダイオード(即ち、第1作動開始停止線L1)が導通しているか否かを検出することができる。 The first operation start/stop line L1 is a signal line used by the charging/discharging device 10 to notify the electric vehicle 20 of a request to start operation, and by the electric vehicle 20 receiving the notification to start its own charge/discharge sequence. Specifically, the first operation start/stop line L1 connects the control power supply (12V DC) generated by the control power supply generation unit 15 of the charging/discharging device 10 to the ground of the electric vehicle 20 via the first relay D1 on the charging/discharging device 10 side, and the first resistor R1 and the diode of the first photocoupler PC1 on the electric vehicle 20 side. The transistor of the first photocoupler PC1 is connected to the control unit 22, which can detect whether the diode of the first photocoupler PC1 (i.e., the first operation start/stop line L1) is conductive.
第2作動開始停止線L2は、充放電装置10から電動車20に充放電開始要求を通知し、電動車20が当該通知を受けて、コンタクタRcの閉判断を行うための信号線である。加えて、充放電装置10からの運転停止要求に対して、コンタクタRcを開放するために使用される。 The second operation start/stop line L2 is a signal line that notifies the electric vehicle 20 of a request to start charging/discharging from the charging/discharging device 10, and allows the electric vehicle 20 to receive the notification and determine whether to close the contactor Rc. In addition, it is used to open the contactor Rc in response to a request to stop operation from the charging/discharging device 10.
第2作動開始停止線L2は、第1作動開始停止線L1の第1リレーD1と第1抵抗R1との間の分岐点と、充放電装置10のグランド間を、電動車20側で第2フォトカプラPC2のダイオード、第2抵抗R2、充放電装置10側で第2リレーD2を介して接続する。第2フォトカプラPC2のトランジスタは制御部22に接続され、制御部22は第2フォトカプラPC2のダイオード(即ち、第2作動開始停止線L2)が導通しているか否かを検出することができる。 The second operation start/stop line L2 connects the branch point between the first relay D1 and first resistor R1 of the first operation start/stop line L1 to the ground of the charging/discharging device 10 via the diode of the second photocoupler PC2 and the second resistor R2 on the electric vehicle 20 side, and the second relay D2 on the charging/discharging device 10 side. The transistor of the second photocoupler PC2 is connected to the control unit 22, which can detect whether the diode of the second photocoupler PC2 (i.e., the second operation start/stop line L2) is conductive.
コンタクタRcの駆動コイルの両端は、第1作動開始停止線L1と第2作動開始停止線L2にそれぞれ接続される。当該駆動コイルと第2作動開始停止線L2間に駆動リレーRdが接続される。 Both ends of the drive coil of contactor Rc are connected to the first operation start/stop line L1 and the second operation start/stop line L2, respectively. A drive relay Rd is connected between the drive coil and the second operation start/stop line L2.
コネクタ接続確認線L3は、主に電動車20側で、充放電コネクタが接続されている状態で誤発進しないようにコネクタ接続の有無を検出するために使用される信号線である。なお、充放電装置10側でもコネクタ接続の有無が検出されてもよい。 The connector connection confirmation line L3 is a signal line used primarily on the electric vehicle 20 side to detect whether the connector is connected to prevent the vehicle from accidentally starting while the charging/discharging connector is connected. Note that the charging/discharging device 10 side may also detect whether the connector is connected.
コネクタ接続確認線L3は、電動車20の補機電池23と、充放電装置10のグランド間を、電動車20側で接続検出回路24、第3抵抗R3、充放電装置10側で第5抵抗R5、接続検出回路13aを介して接続する。電動車20側の接続検出回路24は例えば、フォトカプラで構成することができる。当該フォトカプラのトランジスタは制御部22に接続される。制御部22は当該フォトカプラのダイオード(即ち、コネクタ接続確認線L3)が導通しているか否かを検出することにより、電動車20と充放電装置10間の物理的・電気的な接続の有無を判定することができる。 The connector connection confirmation line L3 connects the auxiliary battery 23 of the electric vehicle 20 to the ground of the charging/discharging device 10 via a connection detection circuit 24 and a third resistor R3 on the electric vehicle 20 side, and a fifth resistor R5 and a connection detection circuit 13a on the charging/discharging device 10 side. The connection detection circuit 24 on the electric vehicle 20 side can be composed of a photocoupler, for example. The transistor of the photocoupler is connected to the control unit 22. The control unit 22 can determine whether or not there is a physical and electrical connection between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 by detecting whether or not the diode of the photocoupler (i.e., the connector connection confirmation line L3) is conductive.
充放電装置10側の接続検出回路13aは例えば、フォトカプラで構成することができる。当該フォトカプラのトランジスタは接続制御部14aに接続される。接続制御部14aは当該フォトカプラのダイオード(即ち、コネクタ接続確認線L3)が導通しているか否かを検出することにより、電動車20と充放電装置10間の物理的・電気的な接続の有無を判定することができる。なお、充放電装置10側の接続検出回路13aは省略可能である。 The connection detection circuit 13a on the charging/discharging device 10 side can be composed of, for example, a photocoupler. The transistor of the photocoupler is connected to the connection control unit 14a. The connection control unit 14a can determine whether or not there is a physical and electrical connection between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 by detecting whether or not the diode of the photocoupler (i.e., the connector connection confirmation line L3) is conductive. Note that the connection detection circuit 13a on the charging/discharging device 10 side can be omitted.
作動許可禁止線L4は、電動車20側が、第1フォトカプラPC1や車両の状態(シフトポジション、パワーオンモード、電池状態など)をもとに、充放電装置10に対して作動許可や運転中に作動禁止を通知するための信号線である。 The operation permission/prohibition line L4 is a signal line that is used by the electric vehicle 20 to notify the charging/discharging device 10 of operation permission or operation prohibition while driving based on the first photocoupler PC1 and the vehicle status (shift position, power-on mode, battery status, etc.).
作動許可禁止線L4は、充放電装置10の制御電源生成部15で生成された制御電源(DC12V)と、電動車20のグランド間を、充放電装置10側で第3フォトカプラPC3のダイオード、第6抵抗R6、電動車20側で第4抵抗R4、トランジスタQ1を介して接続する。制御部22はトランジスタQ1をオン/オフ制御して、作動許可禁止線L4の導通/非導通を制御することができる。 Operation permission/prohibition line L4 connects the control power supply (12V DC) generated by control power supply generation unit 15 of charging/discharging device 10 to the ground of electric vehicle 20 via the diode of third photocoupler PC3 and sixth resistor R6 on the charging/discharging device 10 side, and via fourth resistor R4 and transistor Q1 on the electric vehicle 20 side. Control unit 22 can control the conduction/non-conduction of operation permission/prohibition line L4 by controlling the on/off of transistor Q1.
CAN通信線L6は、電動車20側のCAN通信部25と充放電装置10側のCAN通信部13bを接続し、電動車20と充放電装置10間でそれぞれの仕様値、状態値などをやり取りするために使用される通信線である。 The CAN communication line L6 connects the CAN communication unit 25 on the electric vehicle 20 side to the CAN communication unit 13b on the charging/discharging device 10 side, and is a communication line used to exchange specification values, status values, etc. between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10.
接地線L5は、上記の各種信号線の共通接地線となる。電動車20側では補機電池23のマイナス電位(シャシグランドと同電位)およびシーケンス回路の制御電源グランドと接続される。充放電装置10ではシーケンス回路13の制御電源グランドおよび保護接地線と接続される。 The ground line L5 serves as a common ground line for the various signal lines mentioned above. On the electric vehicle 20 side, it is connected to the negative potential of the auxiliary battery 23 (the same potential as the chassis ground) and the control power ground of the sequence circuit. On the charging/discharging device 10, it is connected to the control power ground and protective ground line of the sequence circuit 13.
V2Hガイドラインでは、接地線L5が断線した場合は電動車20および充放電装置10のそれぞれが受動的に検知して、充放電動作を停止させることが要求されている。また、疑似接地線が形成されないことが要求されている。疑似接地線が形成されてしまうと、接地線L5が断線しても各種信号の迂回経路ができてしまい、誤作動に繋がる。 The V2H guidelines require that if the ground line L5 is broken, the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 each passively detect this and stop charging/discharging operations. They also require that a pseudo-ground line not be formed. If a pseudo-ground line is formed, a detour path for various signals will be created even if the ground line L5 is broken, leading to malfunctions.
例えば、第1リレーD1および第2リレーD2が閉状態の場合において、接地線L5が断線しても疑似接地線が形成されていると、第1作動開始停止線L1および第2作動開始停止線L2に電流が流れ、作動許可状態が継続される。また、トランジスタQ1がオン状態の場合において、接地線L5が断線しても疑似接地線が形成されていると、作動許可禁止線L4に電流が流れ、通電状態が継続される。つまり、電動車20では作動許可状態が続いていると判断し、充放電装置10では作動許可状態が続いていると判断されることで双方が停止判断されない状態になる。 For example, when the first relay D1 and the second relay D2 are closed, if the ground line L5 is disconnected but a pseudo-ground line is formed, current flows through the first operation start-stop line L1 and the second operation start-stop line L2, and the operation permitted state continues. Also, when the transistor Q1 is on, if the ground line L5 is disconnected but a pseudo-ground line is formed, current flows through the operation permit/prohibit line L4, and the current-carrying state continues. In other words, the electric vehicle 20 determines that the operation permitted state continues, and the charging/discharging device 10 also determines that the operation permitted state continues, resulting in neither of them determining to stop.
充放電装置10の外部電源入力部16は、電力変換システム内の非常用蓄電池を含むすべての分散型電源および系統2が喪失した状態において、電動車20の補機電池23やその他の外部電源から起動電力を得るための取込口である。電動車20のアクセサリーソケット(アクセサリ電源ソケット)27は、車両で一般的に用いられる12V供給のインターフェイスである。 The external power supply input unit 16 of the charging/discharging device 10 is an inlet for obtaining startup power from the auxiliary battery 23 of the electric vehicle 20 or other external power sources in the event that all distributed power sources, including the emergency storage battery in the power conversion system, and the grid 2 are lost. The accessory socket (accessory power socket) 27 of the electric vehicle 20 is a 12V supply interface commonly used in vehicles.
外部電源ケーブル50は、電動車20と充放電装置10の両方に脱着可能なケーブルであり、停電時などの非常時における充放電装置10の起動に使用される。外部電源入力部16と電動車20のアクセサリーソケット27とを外部電源ケーブル50で接続することで、非常時に、充放電装置10の起動電力を、電動車20の補機電池23から取り出すことができる。 The external power cable 50 is a detachable cable that can be attached to both the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10, and is used to start the charging/discharging device 10 in emergencies such as power outages. By connecting the external power input unit 16 and the accessory socket 27 of the electric vehicle 20 with the external power cable 50, startup power for the charging/discharging device 10 can be drawn from the auxiliary battery 23 of the electric vehicle 20 in emergencies.
外部電源入力部16はV2Hガイドラインでは必須要素ではなく、オプションである。V2Hガイドラインでは、アクセサリーソケット27と外部電源入力部16間をプラス線のみで接続することが前提となっている。これは、アクセサリーソケット27と外部電源入力部16間のマイナス線が疑似接地線となり、各種信号の迂回経路となることを防止する趣旨であると考えられる。実施例1では、外部電源ケーブル50に、後述する図9(b)に示すマイナス極が導通しない外部電源ケーブル50b、または後述する図10に示すマイナス極を非導通に切り替えることができる外部電源ケーブル50を使用することで、この要請を満たすことができる。 The external power input unit 16 is not a required element in the V2H guidelines, but is optional. The V2H guidelines assume that the accessory socket 27 and the external power input unit 16 will be connected using only the positive wire. This is thought to be intended to prevent the negative wire between the accessory socket 27 and the external power input unit 16 from becoming a pseudo-ground wire and providing a detour path for various signals. In Example 1, this requirement can be met by using an external power cable 50b with a non-conductive negative pole as shown in Figure 9(b) (described below), or an external power cable 50 with a switchable negative pole as shown in Figure 10 (described below).
接続制御部14aは、シーケンス回路13での信号の読み取り、信号の設定、CAN通信の送受信を、規定されたシーケンスに従って制御する。充放電制御部14bは、当該シーケンスの各ステップに応じて、DC/DCコンバータ11およびシーケンス回路13を制御して、駆動用蓄電池21の充放電制御を行う。図1に示した構成例1では、充放電制御部14bはインバータ12を制御することもできる。 The connection control unit 14a controls the signal reading, signal setting, and CAN communication transmission and reception in the sequence circuit 13 according to a specified sequence. The charge/discharge control unit 14b controls the DC/DC converter 11 and sequence circuit 13 according to each step of the sequence, and controls the charging and discharging of the drive storage battery 21. In configuration example 1 shown in Figure 1, the charge/discharge control unit 14b can also control the inverter 12.
図4は、実施例2に係る電動車20と充放電装置10の内部構成を示す図である。実施例2では、どの種類の外部電源ケーブル50を使用してもよい。外部電源入力部16のプラス極とマイナス極は、回り込み防止回路17を介して制御電源生成部15に結合される。このように回り込み防止回路17は、外部電源入力部16と回り込み防止回路17との間に接続され、電動車20と充放電装置10間の疑似接地線の形成を防止する。 Figure 4 is a diagram showing the internal configuration of an electric vehicle 20 and a charging/discharging device 10 according to a second embodiment. In the second embodiment, any type of external power cable 50 may be used. The positive and negative poles of the external power input unit 16 are coupled to the control power generation unit 15 via a sneak current prevention circuit 17. In this way, the sneak current prevention circuit 17 is connected between the external power input unit 16 and the sneak current prevention circuit 17, preventing the formation of a pseudo-ground line between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10.
回り込み防止回路17のマイナス極は整流回路またはスイッチ(開閉器(リレー)、半導体スイッチなど)の少なくとも一方を介してグランドに接続される。グランド電位は、接地線L5の電位と同電位であり、電動車20のシャシグランドとも同電位である。回り込み防止回路17のプラス極は整流回路またはスイッチの少なくとも一方を介して制御電源生成部15に接続される。 The negative pole of the sneak current prevention circuit 17 is connected to ground via at least one of a rectifier circuit or a switch (a switchgear (relay), semiconductor switch, etc.). The ground potential is the same as the potential of the ground line L5 and also the same potential as the chassis ground of the electric vehicle 20. The positive pole of the sneak current prevention circuit 17 is connected to the control power supply generation unit 15 via at least one of a rectifier circuit or a switch.
前記したように、制御電源生成部15は、電力線L0から電力を取得できる場合、電力線L0からの電力が、外部電源入力部16からの電力よりも優先されるように設計されている。制御電源生成部15は、電力線L0から電力を取得できない場合、外部電源入力部16からの電力を用いて充放電装置10の起動電源を生成する。 As described above, the control power generation unit 15 is designed so that, when power can be obtained from the power line L0, the power from the power line L0 takes priority over the power from the external power input unit 16. When power cannot be obtained from the power line L0, the control power generation unit 15 generates startup power for the charging/discharging device 10 using power from the external power input unit 16.
図5は、回り込み防止回路17の構成例1を示す図である。プラス線に第1整流回路が接続され、マイナス線に第2整流回路が接続される。第1整流回路と第2整流回路は電流の方向を制限する回路であり、図5に示す例では、第1整流回路として第1ダイオードDi1が使用され、第2整流回路として第2ダイオードDi2が使用されている。 Figure 5 shows a first configuration example of the sneak current prevention circuit 17. A first rectifier circuit is connected to the positive line, and a second rectifier circuit is connected to the negative line. The first and second rectifier circuits are circuits that restrict the direction of current. In the example shown in Figure 5, a first diode Di1 is used as the first rectifier circuit, and a second diode Di2 is used as the second rectifier circuit.
回り込み防止回路17のプラス線に挿入される第1ダイオードDi1は、アノードが外部電源入力部16のプラス極、カソードが制御電源生成部15のプラス極に接続され、回り込み防止回路17のプラス線に流れる電流が、駆動用蓄電池21などの外部電源から充放電装置10の方向に流れるように整流する。 The first diode Di1 inserted into the positive line of the sneak current prevention circuit 17 has its anode connected to the positive pole of the external power supply input unit 16 and its cathode connected to the positive pole of the control power supply generation unit 15, and rectifies the current flowing through the positive line of the sneak current prevention circuit 17 so that it flows from an external power supply such as the drive storage battery 21 toward the charge/discharge device 10.
回り込み防止回路17のマイナス線に挿入される第2ダイオードDi2は、アノードが制御電源生成部15のマイナス極、カソードが外部電源入力部16のマイナス極に接続され、回り込み防止回路17のマイナス線に流れる電流が、充放電装置10から駆動用蓄電池21などの外部電源の方向に流れるように整流する。 The second diode Di2 inserted in the negative line of the sneak current prevention circuit 17 has its anode connected to the negative pole of the control power supply generation unit 15 and its cathode connected to the negative pole of the external power supply input unit 16, and rectifies the current flowing in the negative line of the sneak current prevention circuit 17 so that it flows from the charge/discharge device 10 to an external power supply such as the drive storage battery 21.
これにより、電動車20と充放電装置10間の疑似接地線の形成(接地線における電動車20から充放電装置10に戻る電流)を防止することができる。また、制御電源生成部15から意図しない経路に電流が流れて、シーケンス回路13の誤作動を誘発する回り込み電流の発生を防止することができる。回り込み防止回路17の構成例1は、回路構成がシンプルであり、低コストで実現が可能である。 This prevents the formation of a pseudo-ground line between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 (current returning from the electric vehicle 20 to the charging/discharging device 10 in the ground line). It also prevents the generation of sneak current, which would cause current to flow from the control power supply generation unit 15 through an unintended path and cause the sequence circuit 13 to malfunction. Configuration example 1 of the sneak current prevention circuit 17 has a simple circuit configuration and can be implemented at low cost.
図6は、回り込み防止回路17の構成例2を示す図である。プラス線に第1スイッチRY1が接続され、マイナス線に第2スイッチRY2が接続される。制御部14は、疑似接地線または回り込み回路が発生し得る条件または状態において、第1スイッチRY1または第2スイッチRY2の少なくとも一方を開放制御する。電流経路を開放することで、疑似接地線または回り込み回路の経路を確実に遮断することができる。 Figure 6 shows a second configuration example of the sneak current prevention circuit 17. A first switch RY1 is connected to the positive line, and a second switch RY2 is connected to the negative line. The control unit 14 controls at least one of the first switch RY1 or the second switch RY2 to open under conditions or conditions in which a pseudo-ground line or sneak current circuit may occur. By opening the current path, the path of the pseudo-ground line or sneak current circuit can be reliably blocked.
制御部14は、第1スイッチRY1または第2スイッチRY2の少なくとも一方を、疑似接地線または回り込み回路が発生しうる複数の電源発生時、つまり充放電装置10の主回路の起動直後に開放してもよい。 The control unit 14 may open at least one of the first switch RY1 and the second switch RY2 when multiple power sources are present that may generate a pseudo-ground line or sneak circuit, i.e., immediately after the main circuit of the charging/discharging device 10 is started up.
第1スイッチRY1および第2スイッチRY2に、2連1駆動方式のリレーが採用されている場合、第1スイッチRY1および第2スイッチRY2はプラス極とマイナス極の同時制御のみとなる。一方、第1スイッチRY1および第2スイッチRY2に、1連1駆動方式のリレーが2つ使用されている場合、第1スイッチRY1および第2スイッチRY2を片極毎に個別制御することができる。 If a dual-drive relay is used for the first switch RY1 and the second switch RY2, the first switch RY1 and the second switch RY2 can only simultaneously control the positive and negative poles. On the other hand, if two single-drive relays are used for the first switch RY1 and the second switch RY2, the first switch RY1 and the second switch RY2 can be individually controlled for each pole.
非常時において、ユーザは、外部電源ケーブル50の一端を充放電装置10の外部電源入力部16に接続し、外部電源ケーブル50の他端を電動車20(対向車)のアクセサリーソケット27に接続する。ユーザは、電動車20のパワースイッチなどを操作して、アクセサリーソケット27から12Vの電源を取り出す。加えて、ユーザは、電動車20と充放電装置10との間で充放電動作できるように、充放電ケーブル30を電動車20のインレット26に接続する。 In an emergency, the user connects one end of the external power cable 50 to the external power input unit 16 of the charging/discharging device 10 and the other end of the external power cable 50 to the accessory socket 27 of the electric vehicle 20 (oncoming vehicle). The user operates the power switch or the like of the electric vehicle 20 to extract 12V power from the accessory socket 27. In addition, the user connects the charging/discharging cable 30 to the inlet 26 of the electric vehicle 20 to enable charging and discharging operations between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10.
充放電装置10の制御電源生成部15は、外部電源ケーブル50で接続された外部電源で起動する。外部電源から供給される12Vの電圧で制御電源生成部15が起動すると、制御部14に必要な電源が確保され、充放電装置10の起動操作に必要なマイコンや操作部18(ボタン、パイロットランプ、表示器などを含む)が使用できる状態になる。ここで、操作可能になったことを示すパイロットランプが点灯すると、操作可能な状態になったことが、ユーザにとって分かりやすい。このとき、充放電ケーブル30の接地線L5と外部電源ケーブル50のマイナス線はいずれも同電位であり、実質的に電動車20の接地線が2重化された状態になっている。 The control power generation unit 15 of the charging/discharging device 10 is powered by an external power supply connected via the external power cable 50. When the control power generation unit 15 is powered by the 12V voltage supplied from the external power supply, the necessary power supply is secured for the control unit 14, and the microcomputer and operation unit 18 (including buttons, pilot lamps, displays, etc.) required for starting up the charging/discharging device 10 become operational. When the pilot lamp lights up, indicating that the device is now operational, the user can easily tell that it is operational. At this time, the ground wire L5 of the charging/discharging cable 30 and the negative wire of the external power cable 50 are both at the same potential, essentially resulting in a dual-ground state for the electric vehicle 20.
充放電装置10の制御部14は、制御電源生成部15から電源電圧の供給を受けて、第1リレーD1を閉じて電動車20側に運転開始要求を通知する。電動車20側の制御部22は、運転開始要求を受けると作動許可禁止線L4を導通させて作動を許可する。充放電装置10の制御部14は、第1リレーD1を閉じて電動車20側に充放電動作要求を通知する。電動車20側の制御部22は、運転開始要求を受けるとコンタクタRcを閉路して、主回路に駆動用蓄電池21の電力を供給する。 The control unit 14 of the charging/discharging device 10 receives a power supply voltage from the control power generation unit 15 and closes the first relay D1 to notify the electric vehicle 20 of a request to start operation. Upon receiving the request to start operation, the control unit 22 on the electric vehicle 20 conducts the operation permission/prohibition line L4 to permit operation. The control unit 14 of the charging/discharging device 10 closes the first relay D1 to notify the electric vehicle 20 of a request to operate charging/discharging. Upon receiving the request to start operation, the control unit 22 on the electric vehicle 20 closes the contactor Rc to supply power from the drive battery 21 to the main circuit.
これにより、電力線L0から制御電源生成部15に電力が供給され、制御電源生成部15は、当該電力を降圧して12Vの制御電源を生成する。制御電源が電動車20側と充放電装置10側に現れ、かつ充放電を停止できなくなる回路が形成されるのは、この時点(電力線L0が導通する時点)である。よって、シーケンスにおいてコンタクタRcが閉路され、制御電源が確保できる状態になった時点で、制御部14は、第1スイッチRY1と第2スイッチRY2を開放し、疑似接地線または回り込み回路の形成を防止する。 As a result, power is supplied from power line L0 to control power generation unit 15, which then steps down this power to generate 12V control power. It is at this point (the point at which power line L0 becomes conductive) that control power appears on both the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10 sides, forming a circuit that makes it impossible to stop charging and discharging. Therefore, when contactor Rc is closed in the sequence and control power is secured, control unit 14 opens first switch RY1 and second switch RY2, preventing the formation of a pseudo-ground wire or sneak circuit.
なお、起動前の状態において第1スイッチRY1および第2スイッチRY2を閉路しておかないと、外部電源から充放電装置10を起動できない。したがって、第1スイッチRY1および第2スイッチRY2にはノーマルクローズ型のリレーを用いる。充放電装置10に外部電源が供給される前の段階では、制御部14内のマイコンが起動していないため、ノーマルクローズ型のリレーを用いる必要がある。ノーマルクローズ型のリレーは、駆動コイルに電流が流れていない待機状態で閉路している。 Note that the charging/discharging device 10 cannot be started from an external power source unless the first switch RY1 and the second switch RY2 are closed before startup. Therefore, normally closed relays are used for the first switch RY1 and the second switch RY2. Before external power is supplied to the charging/discharging device 10, the microcomputer in the control unit 14 is not started, so a normally closed relay must be used. A normally closed relay is closed in a standby state where no current flows through the drive coil.
また、コンタクタRcが閉路され、主回路から制御電源が確保できる状態になった時点で、外部電源が切り離され、充放電状態に入った後に補機電池23から電源が供給され続けることがないため、補機電池23の過放電(いわゆるバッテリ上がり)を防止することができる。非対向車に搭載された外部電源と接続されている場合も同様である。 In addition, once the contactor Rc is closed and control power can be secured from the main circuit, the external power source is disconnected, and power is not continuously supplied from the auxiliary battery 23 after the charge/discharge state is entered, preventing over-discharge of the auxiliary battery 23 (i.e., dead battery). The same applies when connected to an external power source installed in an oncoming vehicle.
このように、主回路から制御電源を確保できる状態になった時点で外部電源を切り離すことで、確実な疑似接地線または回り込み回路の経路遮断を、必要なタイミングで実施することができる。さらに、高圧な充放電状態での接地線断線の見逃しを防止することができる。また、不要なバッテリ上がりを防止することができる。 In this way, by disconnecting the external power supply as soon as control power can be secured from the main circuit, it is possible to reliably cut off the path of the pseudo-ground wire or sneak circuit at the required timing. Furthermore, it is possible to prevent overlooking a ground wire break during high-voltage charging/discharging. It is also possible to prevent unnecessary battery drain.
別の制御例では、制御部14は、第1スイッチRY1を、疑似接地線または回り込み回路が発生しうる複数の電源発生時、つまり充放電装置10の主回路の起動直後に開放する。制御部14は、接続先が対向車か非対向車であるかを、ユーザの起動操作により判別し、判別結果に応じて起動直後の時点で、第2スイッチRY2を閉継続するか、開放するかを切り分ける。 In another control example, the control unit 14 opens the first switch RY1 when multiple power sources that may generate a pseudo-ground wire or sneak circuit are present, i.e., immediately after starting up the main circuit of the charging/discharging device 10. The control unit 14 determines whether the connection is to an oncoming vehicle or a non-oncoming vehicle based on the user's startup operation, and, depending on the determination result, immediately after startup, decides whether to keep the second switch RY2 closed or open it.
接続先が非対向車の場合、非対向車と充放電装置10間には、両者のシーケンス回路の接続処理が発生しないため、複数の電源があっても誤作動につながる回り込み回路は形成されない。よって、マイナス極を起動直後に開放する必要性は低い。また、制御電源生成部15で12Vの制御電源が生成されるまでは、非対向車の外部電源と接続していないと、制御部14内のマイコンが停止し、シーケンスを継続できない。接続先が非対向車の場合、特に第2スイッチRY2を開放する必要もないため閉路のままにしておいてもよいし、プラス極と同様のタイミングで開路してもよい。 When the connection destination is a non-oncoming vehicle, there is no connection process between the non-oncoming vehicle and the charging/discharging device 10 in the sequence circuits of both, so even if there are multiple power sources, a bypass circuit that could lead to malfunction is not formed. Therefore, there is little need to open the negative pole immediately after startup. Furthermore, until the control power supply generation unit 15 generates 12V control power, if there is no connection to the external power supply of the non-oncoming vehicle, the microcomputer in the control unit 14 will stop and the sequence will not be able to continue. When the connection destination is a non-oncoming vehicle, there is no particular need to open the second switch RY2, so it may remain closed, or it may be opened at the same time as the positive pole.
一方、接続先が対向車の場合、ユーザの起動操作で即時開放する。例えば、操作部18に「対向車からの起動電源で運転開始」、「非対向車からの起動電源で運転開始」のような、識別ボタンやインターフェイスを設ける。外部から電源を取り込んでから運転開始までの間に、ユーザが「対向車からの起動電源で運転開始」を選択すると、制御部14は第2スイッチRY2を開放する。 On the other hand, if the connection is with an oncoming vehicle, the switch is immediately opened by the user's activation operation. For example, the operation unit 18 is provided with an identification button or interface such as "Start operation with startup power from oncoming vehicle" or "Start operation with startup power from non-oncoming vehicle." If the user selects "Start operation with startup power from oncoming vehicle" between the time external power is taken in and the start of operation, the control unit 14 opens the second switch RY2.
第2スイッチRY2が開放されると、充放電ケーブル30の接地線L5が、単一の接地線として使用されることとなる。つまり、充放電状態に至る前のシーケンス開始直後から単一の接地線L5の断線検知が可能となり、接地線L5の断線時には、より安全な停止が可能となる。2連1駆動方式のリレーが採用され、第1スイッチRY1と第2スイッチRY2が同時制御される場合より、早いタイミングから単一の接地線L5の断線検知が可能となる。 When the second switch RY2 is opened, the ground wire L5 of the charge/discharge cable 30 is used as the single ground wire. This means that a break in the single ground wire L5 can be detected immediately after the sequence starts, before the charge/discharge state is reached, allowing for a safer shutdown if the ground wire L5 is broken. This allows for earlier detection of a break in the single ground wire L5 than when a dual-drive relay is used and the first switch RY1 and second switch RY2 are controlled simultaneously.
また、マイナス極が常時閉路する使用環境においては、第1スイッチRY1を制御電源生成部15の起動時に開放することで、外部電源の不要な電力消費やバッテリ上がりを防ぐことができる。主回路の起動後は、電力線L0からの電力で制御電源を生成可能になるため、外部電源を切り離しても問題ない。また、後述する電流検出回路や電流センサが不要なため、コストを抑えることができる。また、自動判別処理にかかる時間が発生しない分、迅速に運転開始することができる。 Furthermore, in an operating environment where the negative pole is always closed, unnecessary power consumption from the external power supply and battery drain can be prevented by opening the first switch RY1 when the control power supply generation unit 15 is started. After the main circuit is started, the control power supply can be generated using power from the power line L0, so there is no problem even if the external power supply is disconnected. In addition, costs can be reduced because the current detection circuit and current sensor described below are not required. Furthermore, since there is no time required for automatic determination processing, operation can be started quickly.
さらに別の制御例では、制御部14は、第1スイッチRY1を、疑似接地線または回り込み回路が発生しうる複数の電源発生時、つまり充放電装置10の主回路の起動直後に開放する。制御部14は、接続先が対向車か非対向車であるかを自動判別し、判別結果に応じて起動直後の時点で、第2スイッチRY2を閉継続するか、開放するかを切り分ける。 In yet another control example, the control unit 14 opens the first switch RY1 when multiple power sources that may generate a pseudo-ground wire or sneak circuit are present, i.e., immediately after the main circuit of the charging/discharging device 10 is started. The control unit 14 automatically determines whether the connection is to an oncoming vehicle or a non-oncoming vehicle, and, depending on the determination result, immediately after start-up, decides whether to keep the second switch RY2 closed or open it.
制御部14は、外部電源から充放電装置10を起動する際の制御負荷の起動時(負荷変動時)における、外部電源ケーブル50のマイナス線および充放電ケーブル30の接地線L5に流れる2つの電流変化の同期性および大きさから、接地線が2重化されている状態か、単一の状態であるかを判別する。充放電装置10を起動する際の制御負荷として、制御部14内のマイコンや操作部18を使用することができる。2つの電流変化の同期性とは、接地線とマイナス線の経路に電流検出回路を設けて、それぞれの電流検出回路で検出される電流の同期性を指す。 The control unit 14 determines whether the ground line is duplicated or single based on the synchronicity and magnitude of the two current changes flowing through the negative wire of the external power cable 50 and the ground wire L5 of the charge/discharge cable 30 when the control load is started (load fluctuation) when the charge/discharge device 10 is started from an external power source. The microcomputer in the control unit 14 and the operation unit 18 can be used as the control load when the charge/discharge device 10 is started. The synchronicity of the two current changes refers to the synchronicity of the currents detected by current detection circuits installed in the paths of the ground wire and the negative wire.
接地線が2重化されている状態とは、外部電源ケーブル50の接続先が対向車で、外部電源ケーブル50のマイナス線が疑似接地線を形成している状態を指す。接地線が単一の状態とは、外部電源ケーブル50の接続先が非対向車で、外部電源ケーブル50のマイナス線が疑似接地線を形成していない状態を指す。 A state in which the ground wire is doubled refers to a state in which the external power cable 50 is connected to an oncoming vehicle and the negative wire of the external power cable 50 forms a pseudo-ground wire. A state in which the ground wire is single refers to a state in which the external power cable 50 is connected to a non-oncoming vehicle and the negative wire of the external power cable 50 does not form a pseudo-ground wire.
図7は、シーケンス回路13に設けられる電流検出回路の設置場所の一例を示す図である。図7では、第1電流検出回路19aは、回り込み防止回路17と制御電源生成部15を繋ぐマイナス線に設置されている。なお、第1電流検出回路19aは、外部電源入力部16のマイナス極と制御電源生成部15のマイナス極(シーケンス回路13のグランド電位)の間のマイナス線であれば、どの位置に設置されてもよい。第2電流検出回路19bは、接地線L5に設置されている。 Figure 7 is a diagram showing an example of the installation location of the current detection circuit provided in the sequence circuit 13. In Figure 7, the first current detection circuit 19a is installed on the negative line connecting the sneak current prevention circuit 17 and the control power generation unit 15. Note that the first current detection circuit 19a may be installed anywhere on the negative line between the negative pole of the external power input unit 16 and the negative pole of the control power generation unit 15 (the ground potential of the sequence circuit 13). The second current detection circuit 19b is installed on the ground line L5.
電流検出回路は、通電レベルを検知できればよく、電流センサである必要はない。電流検出回路は例えば、シャント抵抗またはホール素子、電流-電圧変換回路、コンパレータで構成されてもよい。例えば、コンパレータは、マイナス線または接地線L5に流れる電流が、ある一定電流より大きければローレベルを、一定電流以下であればハイレベルを出力する。電流検出回路を使用する場合、電流センサを使用する場合に比べて、簡易な回路で構築でき、低コスト化できる。 The current detection circuit need only be able to detect the current level, and does not need to be a current sensor. The current detection circuit may be composed of, for example, a shunt resistor or Hall element, a current-to-voltage conversion circuit, and a comparator. For example, the comparator outputs a low level if the current flowing through the negative line or ground line L5 is greater than a certain current, and a high level if it is below that certain current. When using a current detection circuit, the circuit can be constructed with a simpler design and at lower costs than when using a current sensor.
ユーザの操作を許可するまでの間、制御部14は、比較的大きな負荷をON/OFFする。例えば、操作部18のパイロットランプを点滅させて操作部18の負荷の軽/重を定期的に切り替える。制御部14は、第1電流検出回路19aと第2電流検出回路19bのそれぞれの出力結果が、ハイレベルであるかローレベルであるかを時系列に監視する。パイロットランプの制御タイミングにおいて、第1電流検出回路19aおよび第2電流検出回路19bのいずれの出力結果も同じタイミングで、期待するハイレベルまたはローレベルに変化している場合、制御部14は、充放電ケーブル30の接地線L5と外部電源ケーブル50のマイナス線が2重化状態にあると判定する。第1電流検出回路19aおよび第2電流検出回路19bの出力結果の変化は、パイロットランプの負荷変動に対応している。 Until the user's operation is permitted, the control unit 14 turns a relatively large load on and off. For example, it flashes the pilot lamp on the operation unit 18 to periodically switch the load on the operation unit 18 between light and heavy. The control unit 14 chronologically monitors whether the output results of the first current detection circuit 19a and the second current detection circuit 19b are high or low. If the output results of both the first current detection circuit 19a and the second current detection circuit 19b change to the expected high or low level at the same timing when the pilot lamp is controlled, the control unit 14 determines that the ground wire L5 of the charging/discharging cable 30 and the negative wire of the external power cable 50 are in a duplicated state. Changes in the output results of the first current detection circuit 19a and the second current detection circuit 19b correspond to load fluctuations on the pilot lamp.
このように制御部14は、第1電流検出回路19aおよび第2電流検出回路19bの出力結果の変化タイミングの差異が、所定の範囲内であれば、2つの電流変化が同期していると判定する。2つの電流変化が同期している場合、制御部14は、充放電ケーブル30の接地線L5と外部電源ケーブル50のマイナス線が2重化状態にあると判定し、接続先が対向車であると判定する。 In this way, the control unit 14 determines that the two current changes are synchronized if the difference in the timing of the changes in the output results of the first current detection circuit 19a and the second current detection circuit 19b is within a predetermined range. If the two current changes are synchronized, the control unit 14 determines that the ground wire L5 of the charge/discharge cable 30 and the negative wire of the external power cable 50 are in a duplicated state, and determines that the connection is to an oncoming vehicle.
シーケンス回路13内に、第1電流検出回路19aまたは第2電流検出回路19bの一方のみが設置されてもよい。この場合、制御部14は、あらかじめ既知の負荷を作動させ、期待電流より低ければ、分流されていると判定し、接続先が対向車であると判定する。 Only one of the first current detection circuit 19a and the second current detection circuit 19b may be installed within the sequence circuit 13. In this case, the control unit 14 activates a known load in advance, and if the current is lower than the expected current, determines that the current is being shunted and that the connection is to an oncoming vehicle.
外部電源ケーブル50の接続先が対向車である場合、制御部14は第2スイッチRY2を開放する。これにより、充放電装置10の運転開始要求前の時点から接地線の2重化が解消され、接地線L5の断線時に、シーケンス制御を受動的に停止できる状態を確保できる。 If the external power cable 50 is connected to an oncoming vehicle, the control unit 14 opens the second switch RY2. This eliminates the need for redundant ground lines even before a request to start operation of the charging/discharging device 10 is made, ensuring that sequence control can be passively stopped if the ground line L5 is broken.
次にユーザは、充放電装置10の操作部18を操作して(例えば、「非常時放電運転ボタン」を押下して)、電動車20の駆動用蓄電池21から負荷4(例えば冷蔵庫、照明などの家電)へ給電するための放電運転を要求する。 Next, the user operates the operation unit 18 of the charging/discharging device 10 (for example, by pressing the "emergency discharge operation button") to request discharge operation to supply power from the drive storage battery 21 of the electric vehicle 20 to a load 4 (for example, a refrigerator, lighting, or other home appliance).
接続制御部14aは、ユーザの操作を受け付けると、シーケンス回路13の第1リレーD1をターンオンし、対向車に対して運転開始(つまり車両側のシーケンス開始)を要求する。電動車20の制御部22は、運転開始要求を受けるとCAN通信を開始し、電動車20と充放電装置10の双方で仕様値と状態を相互確認する。電動車20の制御部22は、確認に成功すると作動許可禁止線L4を導通させる。電動車20の接続制御部14aは、作動許可禁止線L4が導通すると、充放電装置10が駆動用蓄電池21を充放電できるように、第2リレーD2をターンオンして、コンタクタRcを閉可能な状態にする。 When the connection control unit 14a accepts a user operation, it turns on the first relay D1 of the sequence circuit 13 and requests the oncoming vehicle to start driving (i.e., start the vehicle-side sequence). When the control unit 22 of the electric vehicle 20 receives the request to start driving, it starts CAN communication and the specification values and status are mutually confirmed between the electric vehicle 20 and the charging/discharging device 10. If the confirmation is successful, the control unit 22 of the electric vehicle 20 makes the operation permission/prohibition line L4 conductive. When the operation permission/prohibition line L4 is conductive, the connection control unit 14a of the electric vehicle 20 turns on the second relay D2, putting the contactor Rc into a closable state, so that the charging/discharging device 10 can charge and discharge the drive storage battery 21.
第2リレーD2のターンオンにより第2作動開始停止線L2が導通すると、電動車20の制御部22は、コンタクタRcをターンオンする。これにより、駆動用蓄電池21と充放電装置10が直流電路で接続される。充放電システム側では、電力線L0が導通すると、DC/DCコンバータ11とインバータ12/43との間の直流バスの電圧が上昇し、インバータ12/43が動作できる状態になる。充放電制御部14bは、DC/DCコンバータ11、インバータ12/43を制御して充放電動作を行う。 When the second relay D2 is turned on, causing the second operation start/stop line L2 to become conductive, the control unit 22 of the electric vehicle 20 turns on the contactor Rc. This connects the drive storage battery 21 and the charging/discharging device 10 via a DC circuit. On the charging/discharging system side, when the power line L0 becomes conductive, the voltage of the DC bus between the DC/DC converter 11 and the inverter 12/43 rises, enabling the inverter 12/43 to operate. The charging/discharging control unit 14b controls the DC/DC converter 11 and the inverter 12/43 to perform charging and discharging operations.
直流バスの電圧が上昇し、電力線L0からの電力で制御電圧の生成が可能な状態になると、制御電源生成部15は、電力線L0からの電力で、制御部14およびシーケンス回路13に供給する制御電圧を生成する。前述したように電力線L0の電力から生成する制御電圧を、外部電源の電力から生成する制御電圧より高くしておくことで、外部電源ケーブル50が接続された状態でも、外部電源から制御電源生成部15に電流が流れることを防止できる。また、回り込み防止回路17のプラス線に第1ダイオードDi1が接続されているため、制御電源生成部15から補機電池23へも電流が流れない。 When the voltage of the DC bus rises and a control voltage can be generated using power from power line L0, the control power generation unit 15 generates a control voltage to be supplied to the control unit 14 and sequence circuit 13 using power from power line L0. As described above, by making the control voltage generated from power from power line L0 higher than the control voltage generated from power from the external power source, it is possible to prevent current from flowing from the external power source to the control power generation unit 15 even when the external power cable 50 is connected. In addition, because the first diode Di1 is connected to the positive line of the sneak current prevention circuit 17, current also does not flow from the control power generation unit 15 to the auxiliary battery 23.
さらに、シーケンス途中のステップにおいて、直流バスの電圧が上昇し、電力線L0からの電力で制御電源を生成することは既知である。シーケンス途中の特定のステップで回り込み防止回路17の第1スイッチRY1を開放することで、補機電池23との接続状態を継続することによるバッテリ上がりを防止することにもつながる。 Furthermore, it is known that during a step in the sequence, the DC bus voltage rises and power from the power line L0 is used to generate the control power supply. Opening the first switch RY1 of the sneak current prevention circuit 17 during a specific step in the sequence also helps prevent the battery from running out due to continued connection to the auxiliary battery 23.
上記の例では、系統2の外側または直流バスからの電力で制御電源を生成しているが、電動車20とDC/DCコンバータ11間の直流電路からの電力で制御電源を生成してもよい。この場合、直流バスの電圧が上昇する前に制御電源を得ることができる。このように制御電源の供給元として、電力線L0のいずれの位置から電力を取得してもよい。 In the above example, the control power supply is generated using power from outside system 2 or from the DC bus, but the control power supply may also be generated using power from the DC circuit between the electric vehicle 20 and the DC/DC converter 11. In this case, the control power supply can be obtained before the voltage on the DC bus rises. In this way, power may be obtained from any position on the power line L0 as the source of the control power supply.
以上の方法によれば、充放電動作時の接地線の2重化を、外部電源ケーブル50の接続先が対向車と自動判別し、運転開始要求をした時点で排除することができる。また、対向車の補機電池23のバッテリ上がりを防止することができる。 The above method automatically determines whether the external power cable 50 is connected to an oncoming vehicle, eliminating the need for redundant ground lines during charging and discharging operations, and eliminates this problem when a request to start driving is made. It also prevents the auxiliary battery 23 of the oncoming vehicle from running out of power.
外部電源ケーブル50の接続先が非対向車である場合、制御部14は第2スイッチRY2を閉路のまま維持し、ユーザの運転開始要求を受け付ける。これは、接地線の2重化が発生せず回り込み回路が形成されない、第1スイッチRY1を開放すると運転開始のための制御電力を喪失する、ためである。 If the external power cable 50 is connected to a non-oncoming vehicle, the control unit 14 keeps the second switch RY2 closed and accepts the user's request to start driving. This is because the ground line is not duplicated and a sneak circuit is not formed, and opening the first switch RY1 would result in a loss of control power for starting driving.
ユーザの運転開始要求を受け付けてシーケンスが開始されると、電動車20の駆動用蓄電池21と充放電装置10との直流電路が接続され、制御電源生成部15は、電力線L0からの電力で制御電源の生成が可能になる。この状態になると、制御部14は第1スイッチRY1と第2スイッチRY2の両方を開放する。非対向車と外部電源ケーブル50で接続されていても、対向車に回り込み電流は発生しないが、非対向車との接続状態を維持すると、非対向車のバッテリ上がりや無駄な電力消費につながるため、非対向車との接続を解消する。 When a sequence is initiated in response to a user's request to start driving, the DC circuit between the electric vehicle's 20 drive storage battery 21 and the charging/discharging device 10 is connected, and the control power supply generation unit 15 is able to generate control power using power from the power line L0. In this state, the control unit 14 opens both the first switch RY1 and the second switch RY2. Even if the vehicle is connected to a non-oncoming vehicle via the external power cable 50, no sneak current is generated in the oncoming vehicle. However, maintaining the connection with the non-oncoming vehicle could result in the battery of the non-oncoming vehicle running out and wasteful power consumption, so the connection with the non-oncoming vehicle is terminated.
以上の方法によれば、充放電状態に至る前のシーケンス開始直後から単一の接地線L5の断線検知が可能となり、接地線L5の断線時には、より安全な停止が可能となる。接続先が対向車であるか非対向車であるかを、ユーザ操作にもとづき判別する例と比較して、回路設計が複雑化するが、ユーザ操作が介在しないため、ヒューマンエラーが発生しない。 The above method makes it possible to detect a break in the single ground line L5 immediately after the sequence begins, before the charging/discharging state is reached, allowing for a safer shutdown if the ground line L5 breaks. Compared to examples where the connection is determined based on user operation to determine whether the vehicle is an oncoming or non-oncoming vehicle, the circuit design is more complex, but since no user operation is required, there is no risk of human error.
上記の例では、外部電源ケーブル50の接続先が対向車であるか非対向車であるかの自動判別を電流検出回路を用いて行ったが、電流センサを用いて行ってもよい。この場合、充放電ケーブル30の接地線L5または外部電源ケーブル50のマイナス線の少なくとも一方に電流センサを設ける。 In the above example, the automatic determination of whether the external power cable 50 is connected to an oncoming vehicle or a non-oncoming vehicle is performed using a current detection circuit, but this determination may also be performed using a current sensor. In this case, a current sensor is provided on at least one of the ground wire L5 of the charge/discharge cable 30 or the negative wire of the external power cable 50.
接地線L5に電流センサが設けられる場合、制御部14は、操作部18の負荷を動作させた際、電流が検出されれば接続先を非対向車と判定し、電流が検出されなければ接続先を対向車と判定する。外部電源ケーブル50のマイナス線に電流センサが設けられる場合、制御部14は、操作部18の負荷を動作させた際に検出される電流が既知電流より小さければ、接地線L5にも分流されているため、接続先を対向車と判定する。検出される電流が既知電流以上であれば、接地線L5に分流されていないため、接続先を非対向車と判定する。 If a current sensor is provided on the ground line L5, when the load of the operation unit 18 is operated, the control unit 14 determines that the connection is a non-oncoming vehicle if current is detected, and determines that the connection is an oncoming vehicle if no current is detected. If a current sensor is provided on the negative line of the external power cable 50, the control unit 14 determines that the connection is an oncoming vehicle if the current detected when the load of the operation unit 18 is operated is smaller than the known current, because the current is also shunted to the ground line L5. If the detected current is equal to or greater than the known current, the control unit 14 determines that the connection is a non-oncoming vehicle because the current is not shunted to the ground line L5.
第1スイッチRY1および第2スイッチRY2に、2連1駆動方式のリレーが採用されている場合、第1スイッチRY1および第2スイッチRY2の開放タイミングは同時になる。この場合、第1スイッチRY1と第2スイッチRY2が個別制御され、接続先が対向車と判別した直後に第2スイッチRY2が開放される場合と比較し、第2スイッチRY2の開放タイミングが遅くなる。すなわち、第2スイッチRY2の開放タイミングが運転開始要求前から、充放電開始直前の電力線L0からの電力で制御電源を生成開始する時点まで後退する。ただし、充放電開始後は、接地線の2重化が解消され、接地線断線により、充放電状態が停止困難となる状態は発生しない。このように、2連1駆動方式のリレーが採用される場合、部品コストを抑えつつ安全性を担保することができる。 When a dual-in-one-drive relay is used for the first switch RY1 and the second switch RY2, the first switch RY1 and the second switch RY2 open simultaneously. In this case, the opening timing of the second switch RY2 is delayed compared to when the first switch RY1 and the second switch RY2 are controlled individually and the second switch RY2 opens immediately after it is determined that the connected vehicle is an oncoming vehicle. In other words, the opening timing of the second switch RY2 is delayed from before the start of operation request to the point at which control power begins to be generated using power from the power line L0 just before charging and discharging begins. However, after charging and discharging begins, the redundancy of the ground line is eliminated, and a situation in which it becomes difficult to stop the charging and discharging state due to a ground line break does not occur. In this way, when a dual-in-one-drive relay is used, safety can be ensured while keeping component costs low.
図8は、回り込み防止回路17の構成例3を示す図である。回り込み防止回路17の構成例3は、図5の構成例1と図6の構成例2を組み合わせた構成であり、複数の電源間のより確実な回り込み防止を実現できる。 Figure 8 shows configuration example 3 of the sneak current prevention circuit 17. Configuration example 3 of the sneak current prevention circuit 17 is a combination of configuration example 1 of Figure 5 and configuration example 2 of Figure 6, and can more reliably prevent sneak current between multiple power sources.
図9(a)-(b)は、外部電源ケーブル50の構成例1を示す図である。図9(a)に示す非対向車用の外部電源ケーブル50aは、プラス線50pとマイナス線50nの2線が内装され、プラス極とマイナス極の両方がそれぞれ導通するようになっている。図9(b)に示す対向車用の対向車用の外部電源ケーブル50bは、プラス極のみが導通するようになっている。ユーザは、接続先が対向車か非対向車かに応じて、2つの外部電源ケーブル50a、50bを使い分ける。 Figures 9(a) and 9(b) show a first example configuration of an external power cable 50. The external power cable 50a for non-oncoming vehicles shown in Figure 9(a) has two internal wires, a positive wire 50p and a negative wire 50n, with both the positive and negative poles conducting. The external power cable 50b for oncoming vehicles shown in Figure 9(b) has only the positive pole conducting. The user can choose between the two external power cables 50a and 50b depending on whether the connection is to an oncoming vehicle or a non-oncoming vehicle.
対向車用の外部電源ケーブル50bで対向車と接続されると、対向車の補機電池23とマイナス極が物理的に接続されない。なお、ケーブル径を小さくすると破損の危険性が上がるため、ケーブル自体はプラス線50pの1線に限定されない。電気的に導通しないマイナス線があってもよい。いずれにしてもマイナス極が電気的に導通しない仕組みであればよい。コストと耐久性の観点から判断すればよい。 When connected to an oncoming vehicle using the oncoming vehicle external power cable 50b, there is no physical connection between the auxiliary battery 23 of the oncoming vehicle and the negative terminal. Note that, because making the cable diameter smaller increases the risk of damage, the cable itself is not limited to a single wire, the positive wire 50p. It is also acceptable to have a negative wire that is not electrically conductive. In any case, it is sufficient as long as the system does not electrically conduct the negative terminal. This can be determined from the standpoint of cost and durability.
非対向車用の外部電源ケーブル50aと対向車用の外部電源ケーブル50bをどのような仕様にするか、どのような販売形態にするかは、コストと耐久性の観点から判断される。例えば、ほとんどのユーザが対向車から非常時の起動電力を得ているとのマーケティングデータがある場合、商品に標準添付するケーブルを対向車用の外部電源ケーブル50bとし、非対向車用の外部電源ケーブル50aをオプションとして別売してもよい。すなわち、ユースケースの割合に応じて、どちらを標準品とし、どちらをオプション品とするかを判断すればよい。なお、両者を区別しやすいように、非対向車用の外部電源ケーブル50aと対向車用の外部電源ケーブル50bのケーブルやプラグを色分けしてもよい。 The specifications and sales format for the external power cable 50a for non-oncoming vehicles and the external power cable 50b for oncoming vehicles are determined from the perspective of cost and durability. For example, if marketing data indicates that most users obtain emergency startup power from oncoming vehicles, the external power cable 50b for oncoming vehicles may be the cable that comes standard with the product, with the external power cable 50a for non-oncoming vehicles being sold separately as an option. In other words, the decision as to which is the standard product and which is the optional product can be made based on the proportion of use cases. Note that the cables and plugs of the external power cable 50a for non-oncoming vehicles and the external power cable 50b for oncoming vehicles may be color-coded to make it easier to distinguish between the two.
非対向車用の外部電源ケーブル50aと対向車用の外部電源ケーブル50bを用意することは、最も簡単な回り込み防止の実現方法であり、ユーザの誤操作により接地線が2重化されることを簡単に防止できる。すなわち、対向車と接続する場合、ケーブル自体で物理的にマイナス極を接続させない外部電源ケーブル50bを使用することで、回り込みを防止できる。一方、非対向車と接続する場合、プラス極とマイナス極の両方が導通する外部電源ケーブル50aを使用することで、非対向車から起動電力を得ることができる。 Providing an external power cable 50a for non-oncoming vehicles and an external power cable 50b for oncoming vehicles is the simplest way to prevent sneaking, and it easily prevents the user from accidentally doubling up the ground wire. In other words, when connecting to an oncoming vehicle, sneaking can be prevented by using an external power cable 50b that does not physically connect the negative pole of the cable itself. On the other hand, when connecting to a non-oncoming vehicle, using an external power cable 50a that has conductivity at both the positive and negative poles allows startup power to be obtained from the non-oncoming vehicle.
非対向車用の外部電源ケーブル50aをオプションケーブルとして用意しておけば、ユーザが操作部18の操作で迷うことが必然的になくなる。充放電装置10内に講じた対向車と非対向車の自動判別機能やユーザの運転開始要求の受付機能を省略することもできる。 By providing an external power cable 50a for non-oncoming vehicles as an optional cable, the user will inevitably be able to avoid confusion when operating the operation unit 18. It is also possible to omit the automatic oncoming/non-oncoming vehicle discrimination function and the user start-driving request reception function that are implemented within the charging/discharging device 10.
図10は、外部電源ケーブル50の構成例2を示す図である。外部電源ケーブル50の構成例2では、プラス線50pとマイナス線50nの2線が内装される。プラス線50pは常時導通し、マイナス線50nは導通/非導通を手動スイッチSW1で切り替えることができる。手動スイッチSW1は、ケーブル上にあってもよいし、車両側のシガープラグ上にあってもよいし、充放電装置10側のプラグ上にあってもよい。ユーザが設定を忘れないように視認容易な位置であれば、手動スイッチSW1の設置位置は限定されない。 Figure 10 is a diagram showing a second configuration example of the external power cable 50. In this second configuration example of the external power cable 50, two wires, a positive wire 50p and a negative wire 50n, are installed inside. The positive wire 50p is always conductive, while the negative wire 50n can be switched between conductive and non-conductive using a manual switch SW1. The manual switch SW1 may be located on the cable, on the cigarette lighter plug on the vehicle side, or on the plug on the charging/discharging device 10 side. There are no restrictions on the location of the manual switch SW1, as long as it is in a location that is easily visible so that the user does not forget to set it.
外部電源ケーブル50の構成例2では、1種類の外部電源ケーブル50で対向車と非対向車にそれぞれ対応できる。特に、起動電力を得る接続先が対向車か非対向車かのマーケティングデータがない場合に有効である。 In configuration example 2 of the external power cable 50, one type of external power cable 50 can be used for both oncoming and non-oncoming vehicles. This is particularly effective when there is no marketing data indicating whether the connection destination for obtaining startup power is an oncoming vehicle or a non-oncoming vehicle.
以上説明したように本実施の形態によれば、対向車と非対向車の両方から起動電力を取り出すことができ、かつ疑似接地線または回り込み回路が形成されず、シーケンス回路13の安全停止機能が阻害されない充放電システムを実現することができる。 As described above, this embodiment makes it possible to realize a charging/discharging system that can extract starting power from both oncoming and non-oncoming vehicles, does not form a pseudo-ground wire or sneak circuit, and does not impede the safe shutdown function of the sequence circuit 13.
以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on embodiments. The embodiments are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications are possible in the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present disclosure.
非対向車用の外部電源ケーブル50aと対向車用の外部電源ケーブル50bの使い分け、または外部電源ケーブル50の手動スイッチSW1の切り替え操作を、ユーザが充分に理解するための環境が整備されている場合、実施例1の構成を採用可能である。当該環境が整備されている場合において、実施例2の構成を採用すれば、より確実に疑似接地線または回り込み回路の形成を防止することができる。 The configuration of Example 1 can be adopted when an environment is in place that allows the user to fully understand how to use the external power cable 50a for non-oncoming vehicles and the external power cable 50b for oncoming vehicles, or how to switch the manual switch SW1 on the external power cable 50. When this environment is in place, adopting the configuration of Example 2 can more reliably prevent the formation of a pseudo-ground wire or sneak circuit.
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 In addition, embodiments may be specified by the following items:
[項目1]
電動車(20)の駆動用蓄電池(21)を充放電ケーブル(30)を介して充放電可能な充放電システム(10)であって、
前記駆動用蓄電池(21)を充放電するためのDC/DCコンバータ(11)と、
前記電動車(20)との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路(13)と、
前記DC/DCコンバータ(11)と前記シーケンス回路(13)を制御する制御部(14)と、
外部から電源供給を受けるための外部電源入力部(16)と、
前記DC/DCコンバータ(11)が接続された電力線または前記外部電源入力部(16)から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路(13)と前記制御部(14)に供給する制御電源を生成する制御電源生成部(15)と、を備え、
前記外部電源入力部(16)に外部電源ケーブル(50)が接続された状態で、前記電動車(20)との間の接地線が充放電時に2重化されないように設計されていることを特徴とする充放電システム(10)。
これによれば、外部電源入力部(16)に、どのような起動電源が接続された場合でも、疑似接地線または回り込み回路の形成を防止することができる。
[項目2]
前記外部電源入力部(16)と前記制御電源生成部(15)との間に接続された回り込み防止回路(17)をさらに備え、
前記回り込み防止回路(17)は、
プラス線に、前記外部電源ケーブル(50)を介して接続された外部電源から前記充放電システム(10)の方向に電流が流れるように整流する第1整流回路(Di1)と、
マイナス線に、前記充放電システム(10)から前記外部電源の方向に電流が流れるように整流する第2整流回路(Di2)と、を有することを特徴とする項目1に記載の充放電システム(10)。
これによれば、疑似接地線または回り込み回路の形成を、簡単かつ低コストで防止することができる。
[項目3]
前記外部電源入力部(16)と前記制御電源生成部(15)との間に接続された回り込み防止回路(17)をさらに備え、
前記回り込み防止回路(17)は、
プラス線とマイナス線にそれぞれ接続されたスイッチ(RY1、RY2)を有することを特徴とする項目1に記載の充放電システム(10)。
これによれば、電流経路を開放可能とすることで、疑似接地線または回り込み回路の経路を確実に遮断することができる。
[項目4]
前記制御部(14)は、前記電力線で前記駆動用蓄電池(21)と導通した時点で、前記スイッチ(RY1、RY2)をターンオフすることを特徴とする項目3に記載の充放電システム(10)。
これによれば、疑似接地線または回り込み回路の経路を、必要なタイミングで遮断することができる。
[項目5]
前記制御部(14)は、
前記プラス線に接続されたスイッチ(RY1)を、前記電力線で前記駆動用蓄電池(21)と導通した時点で、ターンオフし、
前記マイナス線に接続されたスイッチ(RY2)を、
前記外部電源が前記電動車(20)に搭載された補機電池(23)である場合、前記電力線で前記駆動用蓄電池(21)と導通した時点で、ターンオフし、
前記外部電源が前記電動車(20)に搭載された補機電池(23)以外の外部電源である場合、オン状態を維持するか、前記プラス線に接続されたスイッチに同期してターンオフすることを特徴とする項目3に記載の充放電システム(10)。
これによれば、充放電シーケンス開始直後から、接地線(L5)の断線検知が可能となる。また、外部電源における不要なバッテリ上がりを防止することができる。
[項目6]
前記制御部(14)は、前記外部電源が前記電動車(20)に搭載された補機電池(23)であるか否かを、前記接地線(L5)または前記マイナス線の少なくとも一方に設けられた電流検出回路(19a、19b)の出力結果、またはユーザ操作にもとづき判別することを特徴とする項目5に記載の充放電システム(10)。
これによれば、電流経路を遮断するタイミングを適切に判定することができる。電流検出回路(19a、19b)の出力結果にもとづき接続先を判別する場合、ユーザによる誤操作が発生しない。
[項目7]
前記外部電源入力部(16)と前記制御電源生成部(15)との間に接続された回り込み防止回路(17)をさらに備え、
前記回り込み防止回路(17)は、
プラス線に、前記外部電源ケーブル(50)を介して接続された外部電源から前記充放電システム(10)の方向に電流が流れるように整流する第1整流回路(Di1)と、
マイナス線に、前記充放電システム(10)から前記外部電源の方向に電流が流れるように整流する第2整流回路(Di2)と、
前記プラス線と前記マイナス線にそれぞれ接続されたスイッチ(RY1、RY2)と、
を有することを特徴とする項目1に記載の充放電システム(10)。
これによれば、疑似接地線または回り込み回路の形成を、より確実に防止することができる。
[項目8]
前記外部電源ケーブル(50)として、
起動用の外部電源が前記電動車(20)に搭載された補機電池(23)である場合に使用すべき、マイナス極が絶縁されている外部電源ケーブル(50b)と、
前記外部電源が前記電動車(20)に搭載された補機電池(23)以外の外部電源である場合に使用すべき、マイナス極が導通している外部電源ケーブル(50a)の2種類が用意されていることを特徴とする項目1から7のいずれか1項に記載の充放電システム(10)。
これによれば、簡易な方法で疑似接地線または回り込み回路の形成を防止することができる。
[項目9]
前記外部電源ケーブル(50)は、マイナス極の導通/非導通を切り替え可能なスイッチ(SW1)を有することを特徴とする項目1から7のいずれか1項に記載の充放電システム(10)。
これによれば、1種類のケーブルで、どのような外部電源にも対応することができる。
[Item 1]
A charging/discharging system (10) capable of charging/discharging a drive storage battery (21) of an electric vehicle (20) via a charging/discharging cable (30),
a DC/DC converter (11) for charging and discharging the drive storage battery (21);
a sequence circuit (13) for executing a charge/discharge sequence with the electric vehicle (20);
a control unit (14) that controls the DC/DC converter (11) and the sequence circuit (13);
an external power supply input unit (16) for receiving power from an external source;
a control power generation unit (15) that generates a control power supply to be supplied to the sequence circuit (13) and the control unit (14) based on power obtained from a power line to which the DC/DC converter (11) is connected or from the external power supply input unit (16),
A charging/discharging system (10) characterized in that, when an external power cable (50) is connected to the external power input unit (16), the grounding wire between the external power input unit (16) and the electric vehicle (20) is not duplicated during charging/discharging.
This makes it possible to prevent the formation of a pseudo-ground line or sneak circuit no matter what kind of startup power source is connected to the external power input section (16).
[Item 2]
The power supply device further includes a sneak current prevention circuit (17) connected between the external power supply input unit (16) and the control power supply generation unit (15),
The sneak current prevention circuit (17)
a first rectifier circuit (Di1) that rectifies current so that it flows from an external power source connected to the positive line via the external power cable (50) to the charge/discharge system (10);
The charging/discharging system (10) according to item 1, further comprising a second rectifier circuit (Di2) in the negative line that rectifies current so that it flows from the charging/discharging system (10) to the external power supply.
This makes it possible to prevent the formation of a pseudo-ground line or sneak circuit simply and at low cost.
[Item 3]
The power supply device further includes a sneak current prevention circuit (17) connected between the external power supply input unit (16) and the control power supply generation unit (15),
The sneak current prevention circuit (17)
2. The charging/discharging system (10) according to item 1, characterized in that it has switches (RY1, RY2) connected to the positive and negative wires, respectively.
According to this, by making it possible to open the current path, it is possible to reliably cut off the path of the pseudo-ground line or sneak circuit.
[Item 4]
Item 4. The charging/discharging system (10) according to item 3, wherein the control unit (14) turns off the switches (RY1, RY2) when the power line is electrically connected to the drive storage battery (21).
This allows the path of the pseudo-ground line or sneak circuit to be cut off at the required timing.
[Item 5]
The control unit (14)
The switch (RY1) connected to the positive line is turned off when the power line is electrically connected to the drive storage battery (21),
A switch (RY2) connected to the negative line,
When the external power source is an auxiliary battery (23) mounted on the electric vehicle (20), it is turned off when the power line is electrically connected to the drive storage battery (21),
Item 3. The charging/discharging system (10) according to item 3, characterized in that, when the external power source is an external power source other than an auxiliary battery (23) mounted on the electric vehicle (20), the charging/discharging system (10) maintains an ON state or turns OFF in synchronization with a switch connected to the positive line.
This makes it possible to detect a disconnection of the ground line (L5) immediately after the start of the charge/discharge sequence, and also prevents unnecessary battery drain in the external power supply.
[Item 6]
Item 6. The charging/discharging system (10) according to item 5, wherein the control unit (14) determines whether the external power source is an auxiliary battery (23) mounted on the electric vehicle (20) based on an output result of a current detection circuit (19 a, 19 b) provided on at least one of the ground line (L5) or the negative line, or based on a user operation.
This allows the timing to cut off the current path to be determined appropriately. When the connection destination is determined based on the output result of the current detection circuit (19a, 19b), an erroneous operation by the user does not occur.
[Item 7]
The power supply further includes a sneak current prevention circuit (17) connected between the external power supply input unit (16) and the control power supply generation unit (15),
The sneak current prevention circuit (17)
a first rectifier circuit (Di1) that rectifies current so that it flows from an external power source connected to the positive line via the external power cable (50) to the charge/discharge system (10);
a second rectifier circuit (Di2) that rectifies the current so that it flows from the charging/discharging system (10) to the negative line toward the external power supply;
Switches (RY1, RY2) connected to the positive line and the negative line, respectively;
2. The charging/discharging system (10) according to item 1, comprising:
This makes it possible to more reliably prevent the formation of a pseudo-ground line or sneak circuit.
[Item 8]
The external power cable (50)
an external power cable (50b) with an insulated negative pole to be used when the external power source for starting is an auxiliary battery (23) mounted on the electric vehicle (20);
8. The charging/discharging system (10) according to any one of items 1 to 7, characterized in that two types of external power cables (50 a) having conductive negative poles are provided to be used when the external power source is an external power source other than an auxiliary battery (23) mounted on the electric vehicle (20).
This makes it possible to prevent the formation of a pseudo-ground line or sneak circuit in a simple manner.
[Item 9]
The charging/discharging system (10) according to any one of items 1 to 7, wherein the external power cable (50) has a switch (SW1) capable of switching between conduction and non-conduction of the negative pole.
This allows one type of cable to be used with any external power source.
2 系統、 3 分電盤、 4 負荷、 5 ACコンセント、 6 太陽電池、 7 定置蓄電池、 10 充放電装置、 11 DC/DCコンバータ、 12 インバータ、 13 シーケンス回路、 13a 接続検出回路、 13b CAN通信部、 14 制御部、 14a 接続制御部、 Bdc 直流バス、 14b 充放電制御部、 15 制御電源生成部、 16 外部電源入力部、 17 回り込み防止回路、 18 操作部、 19a 第1電流検出回路、 19b 第2電流検出回路、 20 電動車、 21 駆動用蓄電池、 22 制御部、 23 補機電池、 24 接続検出回路、 25 CAN通信部、 26 インレット、 27 アクセサリーソケット、 30 充放電ケーブル、 40 電力変換装置、 41,42 DC/DCコンバータ、 43 インバータ、 44 制御部、 50 外部電源ケーブル、 50p プラス線、 50n マイナス線、 L0 電力線、 L1 第1作動開始停止線、 L2 第2作動開始停止線、 L3 コネクタ接続確認線、 L4 作動許可禁止線、 L5 接地線、 L6 CAN通信線、 D1 第1リレー、 D2 第2リレー、 Rc コンタクタ、 Rd 駆動リレー、 PC1 第1フォトカプラ、 PC2 第2フォトカプラ、 PC3 第3フォトカプラ、 Q1 トランジスタ、 R1 第1抵抗、 R2 第2抵抗、 R3 第3抵抗、 R4 第4抵抗、 R5 第5抵抗、 R6 第6抵抗、 Di1 第1ダイオード、 Di2 第2ダイオード、 RY1 第1スイッチ、 RY2 第2スイッチ、 SW1 手動スイッチ。 2 System, 3 Distribution board, 4 Load, 5 AC outlet, 6 Solar cell, 7 Stationary storage battery, 10 Charging/discharging device, 11 DC/DC converter, 12 Inverter, 13 Sequence circuit, 13a Connection detection circuit, 13b CAN communication unit, 14 Control unit, 14a Connection control unit, Bdc DC bus, 14b Charging/discharging control unit, 15 Control power generation unit, 16 External power supply input unit, 17 Sneak current prevention circuit, 18 Operation unit, 19a First current detection circuit, 19b Second current detection circuit, 20 Electric vehicle, 21 Drive storage battery, 22 Control unit, 23 Auxiliary battery, 24 Connection detection circuit, 25 CAN communication unit, 26 Inlet, 27 Accessory socket, 30 Charging/discharging cable, 40 Power conversion device, 41, 42 DC/DC converter, 43 Inverter, 44 Control unit, 50 External power cable, 50p Positive wire, 50n Negative wire, L0 Power line, L1 First operation start/stop wire, L2 Second operation start/stop wire, L3 Connector connection confirmation wire, L4 Operation enable/disable wire, L5 Ground wire, L6 CAN communication wire, D1 First relay, D2 Second relay, Rc Contactor, Rd Drive relay, PC1 First photocoupler, PC2 Second photocoupler, PC3 Third photocoupler, Q1 Transistor, R1 First resistor, R2 Second resistor, R3 Third resistor, R4 Fourth resistor, R5 Fifth resistor, R6 Sixth resistor, Di1 First diode, Di2 Second diode, RY1 First switch, RY2 Second switch, SW1 Manual switch.
Claims (8)
前記駆動用蓄電池を充放電するためのDC/DCコンバータと、
前記電動車との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路と、
前記DC/DCコンバータと前記シーケンス回路を制御する制御部と、
外部電源ケーブルの接続により、外部から電源供給を受けるための外部電源入力部と、
前記DC/DCコンバータが接続された電力線または前記外部電源入力部から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路と前記制御部に供給する制御電源を生成する制御電源生成部と、
前記外部電源入力部と前記制御電源生成部との間に接続された回り込み防止回路と、を備え、
前記回り込み防止回路は、
プラス線に、前記外部電源ケーブルを介して接続された外部電源から前記充放電システムの方向に電流が流れるように整流する第1整流回路と、
マイナス線に、前記充放電システムから前記外部電源の方向に電流が流れるように整流する第2整流回路と、を有することを特徴とする充放電システム。 A charging/discharging system capable of charging/discharging a drive storage battery of an electric vehicle via a charging/discharging cable,
a DC/DC converter for charging and discharging the drive storage battery;
a sequence circuit for executing a charge/discharge sequence for the electric vehicle;
a control unit that controls the DC/DC converter and the sequence circuit;
an external power input section for receiving power from an external source by connecting an external power cable ;
a control power generation unit that generates a control power supply to be supplied to the sequence circuit and the control unit based on power obtained from a power line to which the DC/DC converter is connected or from the external power supply input unit;
a sneak current prevention circuit connected between the external power supply input unit and the control power supply generation unit ,
The sneak current prevention circuit includes:
a first rectifier circuit that rectifies a current so that the current flows from an external power supply connected to the positive line via the external power supply cable toward the charging/discharging system;
a second rectifier circuit for rectifying a current in a negative line so that the current flows from the charging/discharging system to the external power supply .
前記駆動用蓄電池を充放電するためのDC/DCコンバータと、
前記電動車との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路と、
前記DC/DCコンバータと前記シーケンス回路を制御する制御部と、
外部電源ケーブルの接続により、外部から電源供給を受けるための外部電源入力部と、
前記DC/DCコンバータが接続された電力線または前記外部電源入力部から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路と前記制御部に供給する制御電源を生成する制御電源生成部と、
前記外部電源入力部と前記制御電源生成部との間に接続された回り込み防止回路と、を備え、
前記回り込み防止回路は、
プラス線とマイナス線にそれぞれ接続されたスイッチを有することを特徴とする充放電システム。 A charging/discharging system capable of charging/discharging a drive storage battery of an electric vehicle via a charging/discharging cable,
a DC/DC converter for charging and discharging the drive storage battery;
a sequence circuit for executing a charge/discharge sequence for the electric vehicle;
a control unit that controls the DC/DC converter and the sequence circuit;
an external power input section for receiving power from an external source by connecting an external power cable;
a control power generation unit that generates a control power supply to be supplied to the sequence circuit and the control unit based on power obtained from a power line to which the DC/DC converter is connected or from the external power supply input unit;
a sneak current prevention circuit connected between the external power supply input unit and the control power supply generation unit,
The sneak current prevention circuit includes:
A charging/ discharging system having switches connected to the positive and negative wires, respectively.
前記プラス線に接続されたスイッチを、前記電力線で前記駆動用蓄電池と導通した時点で、ターンオフし、
前記マイナス線に接続されたスイッチを、
前記外部電源が前記電動車に搭載された補機電池である場合、前記電力線で前記駆動用蓄電池と導通した時点で、ターンオフし、
前記外部電源が前記電動車に搭載された補機電池以外の外部電源である場合、オン状態を維持するか、前記プラス線に接続されたスイッチに同期してターンオフすることを特徴とする請求項2に記載の充放電システム。 The control unit
a switch connected to the positive line is turned off when the power line is electrically connected to the drive storage battery;
A switch connected to the negative line,
When the external power supply is an auxiliary battery mounted on the electric vehicle, the auxiliary battery is turned off when the power line is electrically connected to the drive storage battery,
3. The charging/discharging system according to claim 2, wherein when the external power source is an external power source other than an auxiliary battery mounted on the electric vehicle, the charging/discharging system maintains an on state or turns off in synchronization with a switch connected to the positive line .
前記駆動用蓄電池を充放電するためのDC/DCコンバータと、
前記電動車との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路と、
前記DC/DCコンバータと前記シーケンス回路を制御する制御部と、
外部電源ケーブルの接続により、外部から電源供給を受けるための外部電源入力部と、
前記DC/DCコンバータが接続された電力線または前記外部電源入力部から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路と前記制御部に供給する制御電源を生成する制御電源生成部と、
前記外部電源入力部と前記制御電源生成部との間に接続された回り込み防止回路と、をさらに備え、
前記回り込み防止回路は、
プラス線に、前記外部電源ケーブルを介して接続された外部電源から前記充放電システムの方向に電流が流れるように整流する第1整流回路と、
マイナス線に、前記充放電システムから前記外部電源の方向に電流が流れるように整流する第2整流回路と、
前記プラス線と前記マイナス線にそれぞれ接続されたスイッチと、
を有することを特徴とする充放電システム。 A charging/discharging system capable of charging/discharging a drive storage battery of an electric vehicle via a charging/discharging cable,
a DC/DC converter for charging and discharging the drive storage battery;
a sequence circuit for executing a charge/discharge sequence for the electric vehicle;
a control unit that controls the DC/DC converter and the sequence circuit;
an external power input section for receiving power from an external source by connecting an external power cable;
a control power generation unit that generates a control power supply to be supplied to the sequence circuit and the control unit based on power obtained from a power line to which the DC/DC converter is connected or from the external power supply input unit;
a sneak current prevention circuit connected between the external power supply input unit and the control power supply generation unit,
The sneak current prevention circuit includes:
a first rectifier circuit that rectifies a current so that the current flows from an external power supply connected to the positive line via the external power supply cable toward the charging/discharging system;
a second rectifier circuit that rectifies the current so that the current flows from the charging/discharging system to the negative line toward the external power supply;
switches connected to the positive and negative wires, respectively;
A charging and discharging system comprising:
起動用の外部電源が前記電動車に搭載された補機電池である場合に使用すべき、マイナス極が絶縁されている外部電源ケーブルと、
前記外部電源が前記電動車に搭載された補機電池以外の外部電源である場合に使用すべき、マイナス極が導通している外部電源ケーブルの2種類が用意されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の充放電システム。 The external power cable may include:
an external power cable with an insulated negative pole to be used when the external power source for startup is an auxiliary battery mounted on the electric vehicle; and
7. The charging/discharging system according to claim 1, wherein two types of external power cables, each having a conductive negative pole, are provided to be used when the external power source is an external power source other than an auxiliary battery mounted on the electric vehicle.
前記駆動用蓄電池を充放電するためのDC/DCコンバータと、
前記電動車との充放電シーケンスを実行するためのシーケンス回路と、
前記DC/DCコンバータと前記シーケンス回路を制御する制御部と、
外部電源ケーブルの接続により、外部から電源供給を受けるための外部電源入力部と、
前記DC/DCコンバータが接続された電力線または前記外部電源入力部から取得される電力をもとに、前記シーケンス回路と前記制御部に供給する制御電源を生成する制御電源生成部と、を備え、
前記外部電源ケーブルは、マイナス極の導通/非導通を切り替え可能なスイッチを有することを特徴とする充放電システム。 A charging/discharging system capable of charging/discharging a drive storage battery of an electric vehicle via a charging/discharging cable,
a DC/DC converter for charging and discharging the drive storage battery;
a sequence circuit for executing a charge/discharge sequence for the electric vehicle;
a control unit that controls the DC/DC converter and the sequence circuit;
an external power input section for receiving power from an external source by connecting an external power cable;
a control power supply generating unit that generates a control power supply to be supplied to the sequence circuit and the control unit based on power obtained from a power line to which the DC/DC converter is connected or from the external power supply input unit,
A charging/ discharging system characterized in that the external power cable has a switch that can switch between conductive and non-conductive states of the negative pole.
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