JP6672864B2 - Sending circuit and charge / discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、コネクタを介して所定信号を送受可能に接続された外部装置に対して、送出部から所定信号の信号電流を送出する送出回路、及び該送出回路を備える充放電装置に関する。 The present invention relates to a transmission circuit for transmitting a signal current of a predetermined signal from a transmission unit to an external device connected to a predetermined signal via a connector, and a charge / discharge device including the transmission circuit.
近年、環境に優しい低燃費の車両としてHV(Hybrid Vehicle ;ハイブリッド車)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle :プラグインハイブリッド車)、EV(Electric Vehicle ;電気自動車)、FCV(Fuel Cell Vehicle )等の蓄電池又は燃料電池を搭載した車両が急速に普及している。充電インタフェースを有するPHV及びEVでは、車外の充電装置から充電ケーブルを介して蓄電池が充電される。 In recent years, environmentally friendly fuel-efficient vehicles such as HV (Hybrid Vehicle; Hybrid Vehicle), PHV (Plug-in Hybrid Vehicle), EV (Electric Vehicle; Electric Vehicle), FCV (Fuel Cell Vehicle), etc. Vehicles equipped with storage batteries or fuel cells are rapidly spreading. In PHVs and EVs having a charging interface, a storage battery is charged from a charging device outside the vehicle via a charging cable.
車両に直流電圧で充電する急速充電装置の規格として、日本ではCHAdeMO協議会が策定したCHAdeMO規格がある。急速充電装置の中でも双方向の電圧変換部を有するものは、蓄電池からの直流電圧を交流電圧に変換して電力系統の負荷に送給できるように構成されており、日本ではいわゆるV2H(Vehicle to Home )のための指針として「電動自動車用充放電システムガイドライン」が策定されている。 In Japan, there is a CHAdeMO standard formulated by the CHAdeMO Council in Japan as a standard for a quick charging device that charges a vehicle with a DC voltage. Among the quick charging devices, those having a bidirectional voltage converter are configured to convert a DC voltage from a storage battery into an AC voltage and supply the AC voltage to a load of a power system. In Japan, a so-called V2H (Vehicle to Home) has been formulated as a guideline for electric vehicle charging and discharging systems.
V2Hが行われる場合、リレー及び/又は遮断器を用いて車両からの電圧が電力系統に逆潮流するのを防止する必要があり、これを確実に行う構成とするために、停電が発生してからV2Hによる電圧が供給されるまでの間、重要な負荷への電圧の供給に途切れが発生することがある。 When V2H is performed, it is necessary to use a relay and / or a circuit breaker to prevent the voltage from the vehicle from flowing back to the power system. In order to ensure this, a power failure occurs. Until the voltage from V1H to V2H is supplied, the supply of the voltage to the important load may be interrupted.
これに対し、特許文献1には、非常時無停電負荷電機機器群に対する交流電力の供給元を商用電力と車両からの電力との何れかに切り替えるリレー回路を備えており、停電検出素子が停電を検出したときに、上記リレー回路を車両側に切り替えることによって、逆潮流を確実に防止する停電時電力供給装置が記載されている。この装置は、また、上記リレー回路と非常時無停電負荷電機機器群との間にUPS(Uninterruptible Power Supply )が接続されており、停電が発生したときからV2Hによる電力の供給が開始されるまでの間、UPSから非常時無停電負荷電機機器群に電力が供給されるようになっている。 On the other hand, Patent Literature 1 includes a relay circuit that switches a source of AC power to a group of emergency uninterruptible load electric appliances to either commercial power or power from a vehicle. There is described a power failure power supply device that reliably prevents reverse power flow by switching the relay circuit to the vehicle side when the power failure is detected. In this apparatus, a UPS (Uninterruptible Power Supply) is connected between the relay circuit and the emergency uninterruptible load electrical equipment group, and from when a power failure occurs until power supply by V2H is started. During this period, power is supplied from the UPS to the emergency uninterruptible load electrical equipment group.
一方、充放電の制御が可能な急速充電装置を介してV2Hが行われる場合は、急速充電装置が備える充放電の制御部に対して、停電時に電力を供給する必要があり、急速充電装置にバッテリ等の補助電源が備わっていることがある。例えば特許文献2には、商用電力系統が停電した際に、バッテリユニットの電力を制御ユニットに供給し、制御ユニットが、供給された電力を用いて商用電力系統から家庭用電力系統を解列した後に、電気自動車のメインバッテリに蓄えられた直流電力を交流電力に変換して住宅の負荷に供給する電源切替装置が記載されている。
On the other hand, when V2H is performed via a rapid charging device capable of controlling charging / discharging, it is necessary to supply power to a charging / discharging control unit included in the rapid charging device at the time of a power failure, and the quick charging device An auxiliary power supply such as a battery may be provided. For example, in
一般的に、急速充電装置と車両とを充放電ケーブルで接続して車両の蓄電池の充放電を行ったり、車両の燃料電池を放電させたりする場合、充放電ケーブルを介して複数の電流信号が送受される。充放電ケーブルを接続するコネクタの接触不良等により、電流信号が伝送されないときは、充放電が開始されないだけで特に問題はない。一方、電流信号のリターン電流の経路に含まれるコネクタの端子を介して、急速充電装置と車両とで接地電位(FG)同士が正常に接続されないときは、電流信号同士、又は車両側の補機バッテリと電流信号との間で電流の回り込みが発生して、電流信号が誤ってオンと認識されることがある。 Generally, when connecting a rapid charging device and a vehicle with a charge / discharge cable to charge / discharge a storage battery of the vehicle or discharge a fuel cell of the vehicle, a plurality of current signals are transmitted via the charge / discharge cable. Sent and received. When a current signal is not transmitted due to a contact failure of a connector for connecting the charging / discharging cable or the like, there is no particular problem simply because charging / discharging is not started. On the other hand, when the ground potentials (FG) are not normally connected between the quick charging device and the vehicle via the terminal of the connector included in the return current path of the current signal, the current signals or the auxiliary equipment on the vehicle side are not connected. In some cases, current wraparound occurs between the battery and the current signal, and the current signal is erroneously recognized as ON.
しかしながら、特許文献1には、ハイブリッド車からのケーブルが切替スイッチのコンセントに接続された状態で、何らかの信号が授受されることは示されていない。また、特許文献2に記載された電源切替装置では、電流信号を送受する回路が開示されておらず、実際に充電ケーブルで車両に接続したときに信号線に電流の回り込みが発生して電流信号が誤って伝送される虞があった。
However, Patent Document 1 does not show that any signal is transmitted and received in a state where the cable from the hybrid vehicle is connected to the outlet of the changeover switch. Further, in the power supply switching device described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電流信号を送出する回路に電流の回り込みが発生するのを防止することが可能な送出回路及び該送出回路を備える充放電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a transmission circuit and a transmission circuit capable of preventing current from flowing around a circuit for transmitting a current signal. The present invention is to provide a charging / discharging device provided with the same.
本発明の一態様に係る送出回路は、外部装置と所定信号を送受可能に接続するためのコネクタと、前記外部装置に前記所定信号の信号電流を送出する送出部とを備える送出回路において、前記コネクタは、前記所定信号のリターン電流の経路に含まれる端子を有し、入出力間が直流的に絶縁されたDC/DCコンバータを備え、前記端子に一端が接続された外部の直流電源の他端から前記DC/DCコンバータに電圧を印加して該DC/DCコンバータの出力電圧を前記送出部に供給するようにしてあることを特徴とする。 A transmission circuit according to one embodiment of the present invention is a transmission circuit including: a connector for transmitting and receiving a predetermined signal to and from an external device; and a transmission unit that transmits a signal current of the predetermined signal to the external device. connector, said has a terminal included in the path of the return current of a predetermined signal, comprises between the input and output is galvanically isolated DC / DC converter, another external DC power supply having one end to the terminal is connected A voltage is applied to the DC / DC converter from an end, and an output voltage of the DC / DC converter is supplied to the transmission unit.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記直流電源に接続するための第2のコネクタを備えることを特徴とする。 A transmission circuit according to one embodiment of the present invention includes a second connector for connecting to the DC power supply.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記DC/DCコンバータを前記直流電源に接続するための電路に介装された常開型の第1スイッチと、該第1スイッチの両端間に接続された常開型且つモーメンタリ型の第2スイッチとを備え、前記第1スイッチは、前記DC/DCコンバータの出力電圧に関連する電圧によってオンするようにしてあることを特徴とする。 A transmission circuit according to an aspect of the present invention includes a normally open first switch interposed in an electric circuit for connecting the DC / DC converter to the DC power supply, and is connected between both ends of the first switch. And a second switch of a normally open type and a momentary type, wherein the first switch is turned on by a voltage related to an output voltage of the DC / DC converter.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記DC/DCコンバータを前記直流電源に接続するための電路に接続された第2の直流電源を備えることを特徴とする。 A transmission circuit according to one embodiment of the present invention includes a second DC power supply connected to an electric circuit for connecting the DC / DC converter to the DC power supply.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記電路における前記第2の直流電源との接続点よりも前記直流電源側の位置に、カソードを前記接続点に向けて介装された第1ダイオードを備えることを特徴とする。 The sending circuit according to one aspect of the present invention includes a first diode having a cathode disposed toward the connection point at a position closer to the DC power supply than a connection point with the second DC power supply in the electric circuit. It is characterized by having.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記接続点及び第2の直流電源間に介装された常閉型の第3スイッチを備え、該第3スイッチは、前記直流電源からの電圧によってオフするようにしてあることを特徴とする。 A transmission circuit according to one embodiment of the present invention includes a normally closed third switch provided between the connection point and a second DC power supply, and the third switch is turned off by a voltage from the DC power supply. It is characterized by doing so.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記第3スイッチは、オンオフを制御するための端子を有し、該端子と前記電路における前記第1ダイオードのアノード側の位置とを接続する常閉型の第4スイッチを備え、該第4スイッチは、電力系統からの電圧によってオフするようにしてあることを特徴とする。 In a transmission circuit according to one embodiment of the present invention, the third switch has a terminal for controlling on / off, and a normally-closed type connecting the terminal to an anode side position of the first diode in the electric circuit. Wherein the fourth switch is turned off by a voltage from the power system.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記第3スイッチの両端間に、カソードを前記第2の直流電源側に向けて接続された第2ダイオードを備えることを特徴とする。 A transmission circuit according to an aspect of the present invention includes a second diode connected between both ends of the third switch, with a cathode connected to the second DC power supply.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記電路における前記第2の直流電源との接続点にて前記直流電源の両端と前記第2の直流電源とを切り替えて前記DC/DCコンバータに接続する2回路2接点の第5スイッチを備えることを特徴とする。 A transmission circuit according to an aspect of the present invention switches between both ends of the DC power supply and the second DC power supply at a connection point of the electric circuit with the second DC power supply, and connects to the DC / DC converter. A fifth switch having two circuits and two contacts is provided.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記電路における前記第2の直流電源との接続点にて前記直流電源と前記第2の直流電源とを切り替えて前記DC/DCコンバータに接続する1回路2接点の第6スイッチを備えることを特徴とする。 A transmission circuit according to one embodiment of the present invention is a circuit that switches between the DC power supply and the second DC power supply at a connection point of the electric circuit with the second DC power supply and connects to the DC / DC converter. A sixth switch having two contacts is provided.
本発明の一態様に係る送出回路は、前記コネクタ及び所定信号は、CHAdeMO協議会が規格化したCHAdeMO規格又は電動車両用電力供給システム協議会が規格化した電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠していることを特徴とする。 In the transmission circuit according to one embodiment of the present invention, the connector and the predetermined signal are based on the CHAdeMO standard standardized by the CHAdeMO Council or the charging / discharging system guidelines for electric vehicles standardized by the Electric Vehicle Power Supply System Council. It is characterized by having.
本発明の一態様に係る充放電装置は、上述の送出回路と、該送出回路に前記信号電流を送出させる制御部と、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する変換部とを備え、該変換部を用いて前記外部装置が有する蓄電池を充放電(又は燃料電池を放電)するようにしてあることを特徴とする。 A charging / discharging device according to one embodiment of the present invention includes the above-described transmission circuit, a control unit that causes the transmission circuit to transmit the signal current, and a conversion unit that bidirectionally converts a DC voltage and an AC voltage. The storage device of the external device is charged and discharged (or the fuel cell is discharged) by using a conversion unit.
本態様にあっては、送出部がコネクタを介して外部装置に所定信号の信号電流を送出する際に、コネクタが有する特定の端子がリターン電流の経路に含まれており、同じ上記端子がリターン電流の経路に含まれる外部の直流電源から、入出力間が直流的に絶縁されたDC/DCコンバータに電圧を入力し、DC/DCコンバータの出力電圧を送出部に供給して送出部の電源電圧とする。
これにより、コネクタが有する上記端子を介して外部装置との間で接続されるべき基準電位同士が接続されない場合に、外部の直流電源からDC/DCコンバータ、送出部、及びコネクタの信号端子を介して外部の直流電源のリターン電流が回り込むことがないため、上記所定信号がオンとして伝送されることがない。
According to this aspect, when the sending unit sends the signal current of the predetermined signal to the external device via the connector, a specific terminal of the connector is included in the return current path, and the same terminal is used as the return terminal. A voltage is input from an external DC power supply included in the current path to a DC / DC converter in which input and output are insulated from each other in a DC manner, and an output voltage of the DC / DC converter is supplied to a transmission unit to supply power to the transmission unit. Voltage.
Accordingly, when the reference potentials to be connected to the external device are not connected to each other via the terminal of the connector, the DC / DC converter, the transmitting unit, and the signal terminal of the connector are connected from the external DC power supply. As a result, the return current of the external DC power supply does not flow around, so that the predetermined signal is not transmitted as being turned on.
本態様にあっては、第2のコネクタを介して外部の直流電源からの電圧を受電するため、コネクタと嵌合する外部装置側のコネクタが有する端子のうち、上記直流電源と接続された端子が存在しない場合であっても、上記直流電源からの電圧が送出部に供給される。 In this aspect, the terminal connected to the DC power supply among the terminals of the external device-side connector fitted with the connector to receive the voltage from the external DC power supply via the second connector. Is not supplied, the voltage from the DC power supply is supplied to the transmission unit.
本態様にあっては、DC/DCコンバータを外部の直流電源に接続するための電路に、常開型の第1スイッチと常開型でモーメンタリ型の第2スイッチとの並列回路が介装されており、外部の直流電源からの電圧で動作するDC/DCコンバータの出力電圧に関連する電圧によって第1スイッチがオンする。
これにより、DC/DCコンバータを動作させない場合、外部の直流電源が切り離される。また、例えば使用者が第2スイッチをプッシュした場合、外部の直流電源からの電圧がDC/DCコンバータに入力され、DC/DCコンバータが出力した電圧又は該電圧に基づいて発生する電圧が第1スイッチに印加されて第1スイッチがオンするため、第2スイッチが開放された後にも外部の直流電源からの電圧がDC/DCコンバータに入力され続ける。
In this embodiment, a parallel circuit of a normally open first switch and a normally open momentary second switch is interposed in an electric circuit for connecting the DC / DC converter to an external DC power supply. The first switch is turned on by a voltage related to an output voltage of a DC / DC converter that operates with a voltage from an external DC power supply.
Thereby, when the DC / DC converter is not operated, the external DC power supply is disconnected. Further, for example, when the user pushes the second switch, the voltage from the external DC power supply is input to the DC / DC converter, and the voltage output from the DC / DC converter or the voltage generated based on the voltage is the first voltage. Since the first switch is turned on by being applied to the switch, the voltage from the external DC power supply continues to be input to the DC / DC converter even after the second switch is opened.
本態様にあっては、外部の直流電源と送出回路が有する第2の直流電源とを並列的に接続してあり、少なくとも一方の電源からDC/DCコンバータに電圧が入力される。 In this aspect, an external DC power supply and a second DC power supply included in the transmission circuit are connected in parallel, and a voltage is input from at least one of the power supplies to the DC / DC converter.
本態様にあっては、外部の直流電源及び第2の直流電源が並列的に接続される接続点から外部の直流電源に流入する電流を阻止すべく第1ダイオードが介装されているため、例えばDC/DCコンバータを双方向にして、第2の直流電源としてのバッテリを充電する場合に、外部の直流電源としてのバッテリは充電が防止される In this aspect, since the first diode is interposed to prevent a current flowing into the external DC power supply from a connection point where the external DC power supply and the second DC power supply are connected in parallel, For example, when a DC / DC converter is bidirectionally charged to charge a battery as a second DC power supply, charging of the battery as an external DC power supply is prevented.
本態様にあっては、外部の直流電源及び第2の直流電源が並列的に接続される接続点と第2の直流電源との間に、外部の直流電源からの電圧によってオフする常閉型の第3スイッチを介装してある。
これにより、外部の直流電源が接続された場合、第3スイッチがオフして第2の直流電源がDC/DCコンバータから切り離されるため、例えば第2の直流電源としてのバッテリは充放電が防止される。
In this embodiment, a normally closed type that is turned off by a voltage from the external DC power supply between a connection point where the external DC power supply and the second DC power supply are connected in parallel and the second DC power supply The third switch is interposed.
Thus, when an external DC power supply is connected, the third switch is turned off and the second DC power supply is disconnected from the DC / DC converter, so that, for example, the battery as the second DC power supply is prevented from charging and discharging. You.
本態様にあっては、電力系統からの電圧が印加されたときにオフする常閉型の第4スイッチを介して、第3スイッチをオンオフに制御するための端子に外部の直流電源から電圧が印加される。
これにより、電力系統が停電していない場合は、第4スイッチがオフしており、第3スイッチをオンオフに制御するための端子に電流が流入しないため、例えば外部の直流電源としてのバッテリは放電が防止される。
In this embodiment, a voltage from an external DC power supply is applied to a terminal for controlling the third switch to be on / off via a normally closed fourth switch that is turned off when a voltage from the power system is applied. Applied.
As a result, when the power system is not interrupted, the fourth switch is turned off, and no current flows into the terminal for controlling the third switch to be turned on and off. For example, a battery serving as an external DC power supply is discharged. Is prevented.
本態様にあっては、第3スイッチがオフであるとき、即ち外部の直流電源が接続されたときに、第2の直流電源からDC/DCコンバータに電圧を入力すべく、第3スイッチの両端間に第2ダイオードが接続されている。
これにより、外部の直流電源からの電圧を受電している間は、外部の直流電源及び第2の直流電源の少なくとも一方の電源からDC/DCコンバータに電圧が入力される。
In this embodiment, when the third switch is off, that is, when an external DC power supply is connected, both ends of the third switch are connected to input a voltage from the second DC power supply to the DC / DC converter. The second diode is connected between them.
Thereby, while receiving the voltage from the external DC power supply, the voltage is input to the DC / DC converter from at least one of the external DC power supply and the second DC power supply.
本態様にあっては、2回路2接点の両切りスイッチにより外部の直流電源と第2の直流電源とを切り替えてDC/DCコンバータに接続するため、外部の直流電源及び第2の直流電源間で干渉が生じない。 In this embodiment, since the external DC power supply and the second DC power supply are switched by the two-circuit two-contact double-sided switch and connected to the DC / DC converter, the external DC power supply and the second DC power supply are connected. No interference occurs.
本態様にあっては、1回路2接点の片切りスイッチにより外部の直流電源と第2の直流電源とを切り替えてDC/DCコンバータに接続するため、外部の直流電源及び第2の直流電源間で干渉が生じない。 In this embodiment, since the external DC power supply and the second DC power supply are switched by the one-circuit two-contact one-piece switch and connected to the DC / DC converter, the external DC power supply and the second DC power supply are connected. No interference occurs.
本態様にあっては、外部装置と接続するためのコネクタ及び該コネクタを介して送出される所定信号が、CHAdeMO規格又は電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠している。
これにより、CHAdeMO規格又は電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠する電流信号が送出部から送出されて外部の蓄電池が充放電される場合に、送出部への電流の回り込みが防止されて安全性が確保される。
In this aspect, the connector for connecting to the external device and the predetermined signal transmitted through the connector are compliant with the CHAdeMO standard or the charging / discharging system guidelines for electric vehicles.
Thereby, when a current signal conforming to the CHAdeMO standard or the charging / discharging system guideline for an electric vehicle is transmitted from the transmission unit and the external storage battery is charged / discharged, the current is prevented from flowing to the transmission unit and safety is improved. Secured.
本態様にあっては、制御部が送出回路を制御して信号電流を送出させ、変換部が直流電圧及び交流電圧を双方向に変換して、外部装置の蓄電池を充放電したり、燃料電池を放電したりする。
これにより、電流信号を送出する回路に電流の回り込みが発生するのを防止することが可能な送出回路を充放電装置に適用して、安全に充放電を行うことができる。
In this aspect, the control unit controls the sending circuit to send out the signal current, and the conversion unit converts the DC voltage and the AC voltage in both directions to charge and discharge the storage battery of the external device, Or discharge.
This makes it possible to safely perform charging / discharging by applying a sending circuit capable of preventing current from flowing around the circuit that sends the current signal to the charging / discharging device.
上記によれば、コネクタが有する端子を介して外部装置との間で接続されるべき基準電位同士が接続されない場合に、外部の直流電源からDC/DCコンバータ、送出部、及びコネクタの信号端子を介して外部の直流電源のリターン電流が回り込むことがないため、上記所定信号がオンとして伝送されることがない。
従って、電流信号を送出する回路に電流の回り込みが発生するのを防止することが可能となる。
According to the above, when the reference potentials to be connected to the external device are not connected to each other via the terminal of the connector, the DC / DC converter, the transmitting unit, and the signal terminal of the connector are connected from the external DC power supply. Since the return current of the external DC power supply does not sneak through, the predetermined signal is not transmitted as being turned on.
Therefore, it is possible to prevent the current from flowing around the circuit that sends out the current signal.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る充放電装置の要部構成を示すブロック図である。図中1はCHAdeMO協議会によるCHAdeMO規格に準拠する充電、及び電動車両用電力供給システム協議会による電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠する充放電を行う充放電装置である。充放電装置1は、実線の枠で示される本体から延出する充放電ケーブル5の一端に取着された充放電コネクタ(コネクタに相当)50が、車両(外部装置に相当)9に配されたインレット60に着脱自在に嵌合する。充放電装置1は、また、本体から延出するシガーソケット接続ケーブル7の一端に取着されたシガープラグ(第2のコネクタに相当)70が、車両9に配されたシガーソケット80に着脱自在に嵌合する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the charge / discharge device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a charging / discharging device for performing charging in accordance with the CHAdeMO standard by the CHAdeMO Council and charging / discharging in accordance with the charging / discharging system guidelines for electric vehicles by the Electric Vehicle Power Supply System Council. In the charging / discharging device 1, a charging / discharging connector (corresponding to a connector) 50 attached to one end of a charging / discharging cable 5 extending from a main body indicated by a solid frame is disposed in a vehicle (corresponding to an external device) 9. Removably fitted to the
充放電装置1は、電力系統200の分電盤201にブレーカ11及び解列リレー12のリレー接点を介して一の端子対が接続された絶縁トランス13と、絶縁トランス13の他の端子対に交流側の入出力端子対が接続された双方向インバータ(変換部に相当)14と、双方向インバータ14の直流側入出力端子対に一の端子対が接続された突入電流防止回路15と、双方向インバータ14による電圧変換を制御する充放電制御部(制御部に相当)10とを備える。双方向インバータ14は、直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する。充放電制御部10には、ユーザによる操作を受け付けるためのボタン、タッチパネル及びLCDを有する操作表示部101と、車両9全体の動作を制御する蓄電制御部90に接続されたCAN通信部902と通信するCAN通信部102とが接続されている。
The charging / discharging device 1 includes an insulating
充放電装置1は、また、分電盤201にブレーカ17を介して交流側の入力端子対が接続された絶縁型の制御電源(DC/DCコンバータに相当する直流電源を含む)2と、制御電源2の直流側の入力端子に出力端子が接続された結合回路3と、内蔵バッテリ(第2の直流電源に相当)21とを備える。本実施の形態1では内蔵バッテリ21を用いない。充放電装置1は、更に、制御電源2が出力する12Vの電源に常開型のリレー接点の一端が接続されたリレーd1と、常開型のリレー接点の一端がFGに接続されたリレーd2と、一端がFG(Frame Ground:接地電位)に接続された抵抗器R1と、フォトカプラjとを備える。制御電源2は、直流側の入力端子と少なくとも12Vの電源との間が直流的に絶縁されている。なお、図1に示す制御電源2は、後述する制御電源2a及び2bを代表するものとし、結合回路3は、後述する結合回路3a,3b,3c,・・3sを代表するものとして表示する。
The charge / discharge device 1 also includes an insulating control power supply (including a DC power supply corresponding to a DC / DC converter) 2 in which an AC-side input terminal pair is connected to the
なお、少なくともリレーd1のリレー接点及びフォトカプラjのフォトダイオードが送出部に相当し、該送出部、制御電源2、結合回路3、内蔵バッテリ21、充放電コネクタ50及びシガープラグ70が送出回路に相当する。送出部には、制御電源2が出力する12Vの電源が供給される。制御電源2が出力する例えば5Vの回路電源は、充放電制御部10、操作表示部101、CAN通信部102、双方向インバータ14等の各回路に供給される。
Note that at least the relay contact of the relay d1 and the photodiode of the photocoupler j correspond to a transmitting unit, and the transmitting unit, the
解列リレー12をオンにするリレーコイルと、リレーd1及びd2夫々をオンにするリレーコイルとは、充放電制御部10における不図示の駆動回路に接続されている。フォトカプラjに含まれるフォトダイオードのアノード及びカソード夫々は、12Vの電源及び抵抗器R2の一端に接続されている。フォトカプラjに含まれるトランジスタのエミッタ及びコレクタ夫々は、FG及び充放電制御部10における不図示の信号入力回路に接続されている。この構成により、フォトカプラjのオン信号が充放電制御部10に取り込まれる。
The relay coil for turning on the parallel-
充放電コネクタ50は、突入電流防止回路15の他の端子対に各別に接続された電圧端子51,52と、結合回路3の一の入力端子に接続された電圧端子53と、リレーd1及びd2夫々のリレー接点の他端に接続された信号端子54,55と、抵抗器R1及びR2夫々の他端に接続された信号端子56,57と、充放電ケーブル5に内包された接地線581を介してFGに接続されたFG端子58と、CAN通信部102に接続された通信端子59とを有する。通信端子59は、実際には2つの端子からなるが、ここでは説明上1つの端子として表示する。
The charge /
インレット60は、電圧端子51,52,53夫々に対応する電圧端子61,62,63と、信号端子54,55,56,57夫々に対応する信号端子64,65,66,67と、FG端子58に対応するFG端子68と、通信端子59に対応する通信端子69とを有する。充放電コネクタ50及びインレット60夫々が有する各端子は、充放電コネクタ50がインレット60に嵌合したときに、対応する端子同士が接続されるようになっている。
シガープラグ70は、シガーソケット接続ケーブル7に内包された電圧線を介して結合回路3の一の入力端子に接続された電圧端子71を有する。シガーソケット80は、電圧端子71に対応する電圧端子81を有する。シガープラグ70及びシガーソケット80夫々が有する電圧端子71及び81は、シガープラグ70がシガーソケット80に嵌合したときに接続される。
The cigar plug 70 has a voltage terminal 71 connected to one input terminal of the
電圧端子61及び62は、2回路のリレー(コンタクタ)91の常開型のリレー接点を介して、車両9が有するメインバッテリ(蓄電池又は燃料電池に相当)92の両端に各別に接続されている。電圧端子63及び81は、車両9が有する補機バッテリ(外部の直流電源に相当)94に接続されている。電圧端子63は補機バッテリ94に接続されていないことがあるため、この接続を破線で表す。信号端子64は、リレー91をオンにするリレーコイルを介してリレー93の常開型のリレー接点の一端に接続されている。信号端子65は、リレー93のリレー接点の他端に接続されている。リレー93をオンにするリレーコイルは、蓄電制御部90における不図示の駆動回路に接続されている。
The
信号端子64,65は、また、信号端子66と共に蓄電制御部90における不図示の信号入力回路に各別に接続されている。この信号入力回路は、信号端子64,65,66夫々からの信号を、フォトカプラjと同様のフォトカプラを用いて取り込むようになっている。信号端子67は、抵抗器R4を介してトランジスタkのコレクタに接続されている。トランジスタkのエミッタは、車両9側のFG及びFG端子68に接続されている。トランジスタkのベースは蓄電制御部90における不図示の信号出力回路に接続されている。通信端子69はCAN通信部902に接続されている。
The
上述の構成において、充放電コネクタ50が車両9のインレット60に嵌合した場合、電圧端子51,52夫々が電圧端子61,62に接続され、信号端子54,55,56,57、FG端子58及び通信端子59夫々が、信号端子64,65,66,67、FG端子68及び通信端子69に接続される。つまり、充放電装置1及び車両9が、充放電コネクタ50及びインレット60を介して接続される。電圧端子63が補機バッテリ94に接続されていない場合は、シガープラグ70をシガーソケット80に嵌合することにより、結合回路3の一の入力端子が補機バッテリ94に接続される。
In the above configuration, when the charge /
より詳細には、図1に示す接続状態とすべく、充放電ケーブル5の充放電コネクタ50がインレット60に装着された場合、抵抗器R1から信号端子56,66を介して出力されているロウアクティブの接続確認信号が、蓄電制御部90に入力される。そして、蓄電制御部90が、接続確認信号を取り込んで判定した結果により、インレット60への充放電ケーブル5の装着を検出する。
More specifically, when the charging / discharging
一方、充放電装置1の充放電制御部10が、操作表示部101により充電開始の操作を受け付けたときにリレーd1のリレーコイルを駆動することにより、リレーd1のリレー接点から充電開始信号_1の信号電流が送出される。そして、蓄電制御部90が、信号端子54,64を介して入力された充電開始信号_1を取り込んで判定した結果により、充電制御の開始を認識する。
On the other hand, the charging / discharging
その後、CAN通信部102,902間で行われるCAN通信により、充放電制御部10及び蓄電制御部90間で充電制御信号が授受される。これにより、蓄電制御部90から充放電制御部10にメインバッテリ92の最大電圧、電池容量等の情報が含まれる充電制御信号が送信され、充放電制御部10から蓄電制御部90に充電における最大電圧、最大電流等の情報が含まれた充電制御信号が送信される。
Thereafter, a charge control signal is transmitted and received between the charge /
充電の適合性は、蓄電制御部90で判定される。適合すると判定された場合、蓄電制御部90からの信号によってトランジスタkがオンとなり、トランジスタkのコレクタから出力された準備完了通知信号がフォトカプラjに入力されて、フォトカプラjのフォトダイオードから準備完了通知信号の信号電流が送出される。そして、充放電制御部10が、フォトカプラjに入力された準備完了通知信号を取り込んで判定した結果により、車両9側の充電許可を確認してリレーd2のリレーコイルを駆動する。これにより、リレーd2のリレー接点から充電開始信号_2の信号電流が送出される。
The suitability of charging is determined by the
なお、上述の接続確認信号、充電開始信号_1、準備完了通知信号、及び充電開始信号_2について、充放電コネクタ50が有するFG端子58が各信号のリターン電流の経路(所謂リターンパス)に含まれている。補機バッテリ94からの電流もFG端子58を介して補機バッテリ94にリターンする。少なくとも充電開始信号_1及び準備完了通知信号が所定信号に相当する。
The
次いで、蓄電制御部90が、信号端子55,65を介して入力された充電開始信号_2を取り込んで判定した結果により、充電の開始を認識してリレー93のリレーコイルを駆動する。これによりリレー93のリレー接点がオンしてリレー91のリレーコイルの両端に略12Vの充電開始信号_1と略0Vの充電開始信号_2とが印加されるため、リレー91のリレー接点がオンして電圧端子61,62にメインバッテリ92の両端が直結される。
Next, the power
その後、蓄電制御部90が、メインバッテリ92に充電可能な最大電流を判断し、決定した電流指令値をCAN通信によって一定の周期で充放電制御部10に送信する。これを受信した充放電制御部10は、受信した電流指令値に応じた充電電流が充放電ケーブル5を介して車両9に供給されるように双方向インバータ14を制御する。
After that, the power
以上は、充放電装置1が双方向インバータ14を用いて車両9のメインバッテリ92を充電するために、制御電源2が電力系統200からの交流電圧に基づいて12Vの電源及び回路電源を出力して前述の送出回路等に供給し、充放電制御部10が送出回路に信号を送出させるときの動作説明である。充放電装置1が双方向インバータ14を用いてメインバッテリ92を放電させるために、充放電制御部10が送出回路に信号を送出させる場合の動作については、少なくとも充放電制御部10が放電開始の操作を受け付けてからCAN通信が開始されるまでの動作が上記の場合と同様になるため。詳細な説明を省略する
As described above, the
メインバッテリ92が放電した直流電圧が充放電装置1で交流電圧に変換される場合は、変換された交流電圧が、分電盤201に収容された不図示の負荷に供給される。充放電装置1がメインバッテリ92を充放電する何れの場合であっても、フォトカプラjに入力される準備完了通知信号が車両9における充放電の準備完了を通知する重要な信号となる。
When the DC voltage discharged from the
さて、電力系統200が停電している場合、制御電源2は、停電を検知して電圧の供給源を交流側の入力端子から直流側の入力端子に切り替える。本実施の形態1では、車両9の補機バッテリ94から結合回路3を介して制御電源2の直流側の入力端子に直流電圧が入力される。
By the way, when the
図2は、本発明の実施の形態1に係る充放電装置1における結合回路3の構成を示す回路図である。ここでは、結合回路3aが、一の入力端子及び出力端子間を接続する1本の導線で構成されている。内蔵バッテリ21は結合回路3aに接続されていない。車両9側で補機バッテリ94が電圧端子63に接続されている場合、補機バッテリ94からの直流電圧が電圧端子63,53及び結合回路3aを介して制御電源2aに入力される。車両9側で補機バッテリ94が電圧端子63に接続されていない場合は、シガーソケット接続ケーブル7の一端に取着されたシガープラグ70を車両9のシガーソケット80に装着することにより、補機バッテリ94からの直流電圧が電圧端子81,71及び結合回路3aを介して制御電源2aに入力される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of
ここで、例えば充放電コネクタ50がインレット60に不完全に嵌合したり、充放電ケーブル5に内包された接地線581が断線したりして、充放電装置1及び車両9間でFGが相互に接続されておらず、且つ制御電源2aが絶縁型ではない場合を想定する。この場合、車両9の補機バッテリ94からの電流が、電圧端子63,53、結合回路3a、制御電源2a、12Vの電源、リレーd1のリレー接点、信号端子54,64、蓄電制御部90内の信号入力回路(の不図示のフォトダイオード)及びFGを経て補機バッテリ94にリターンすることがあり、蓄電制御部90では充電開始信号_1がオンであると誤認識される。また、補機バッテリ94からの電流が、電圧端子63,53、結合回路3a、制御電源2a、12Vの電源、フォトカプラjのフォトダイオード、抵抗器R2、信号端子57,67、抵抗器R4、トランジスタk及びFGを経て補機バッテリ94にリターンすることがあり、充放電制御部10では準備完了通知信号がオンであると誤認識される。
Here, for example, the charging / discharging
充放電制御部10にて準備完了通知信号がオンであると誤認識された場合は、実際には車両9にて充放電の準備が整っていないにもかかわらず、充放電装置1から車両9に高圧の充電電圧が印加される虞があり、安全上問題である。そこで、本実施の形態1に係る充放電装置1では制御電源2を絶縁型にしてあり、制御電源2における直流側の入力端子と12Vの電源との間が直流的に絶縁されているため、制御電源2にて直流側の入力端子から12Vの電源に直流電流が導通しないようになっている。
If the charge /
このため、準備完了通知信号の信号電流の経路は、制御電源2が出力する12Vの電源からフォトカプラjのフォトダイオード、抵抗器R2、信号端子57,67、抵抗器R4、トランジスタk、FG端子68,58、接地線581及びFGを介して制御電源2にリターンする経路が唯一となる。従って、充放電装置1及び車両9間でFG端子58,68を介してFG同士が正常に接続されていない場合は、準備完了通知信号がオンになることがなく、安全性が確保される。
For this reason, the signal current path of the preparation completion notification signal is from the 12 V power supply output from the
以上のように本実施の形態1によれば、リレーd1のリレー接点(又はフォトカプラjのフォトダイオードが)充放電コネクタ50を介して車両9に充電開始信号_1(又は準備完了通知信号)の信号電流を送出する際に、充放電コネクタ50が有するFG端子58がリターン電流の経路に含まれており、同じFG端子38がリターン電流の経路に含まれる車両9の補機バッテリ94から、入出力間が直流的に絶縁された制御電源2aに電圧を入力し、制御電源2aが出力する12Vの電源を送出部としてのリレーd1のリレー接点(又はフォトカプラjのフォトダイオード)に供給して送出部の電源電圧とする。
これにより、充放電コネクタ50が有するFG端子58を介して車両9との間で接続されるべきFG同士が接続されない場合に、補機バッテリ94から制御電源2a、リレーd1のリレー接点(又はフォトカプラjのフォトダイオード)、及び充放電コネクタ50の信号端子54(又は57)を介して補機バッテリ94のリターン電流が回り込むことがないため、意図しない充電開始信号_1(又は準備完了通知信号)がオンとして伝送されることがない。
従って、電流信号を送出する回路に電流の回り込みが発生するのを防止することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the charge contact signal_1 (or the preparation completion notification signal) is sent to the
Thereby, when the FGs to be connected to the
Therefore, it is possible to prevent the current from flowing around the circuit that sends out the current signal.
また、実施の形態1によれば、シガープラグ70を介して補機バッテリ94からの電圧を受電するため、充放電コネクタ50と嵌合するインレット60が有する端子のうち、補機バッテリ94と接続された端子が存在しない場合であっても、補機バッテリ94からの電圧をリレーd1のリレー接点及びフォトカプラjのフォトダイオードに供給することが可能となる。
Further, according to the first embodiment, in order to receive the voltage from
(実施の形態2)
実施の形態1が、結合回路3aにおける一の入力端子及び出力端子間が1本の導線で接続されている形態であるのに対し、実施の形態2は、結合回路3における一の入力端子及び出力端子間を接続する電路に常開型のスイッチが介装されている形態である。実施の形態2における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
The first embodiment is a mode in which one input terminal and one output terminal in the
図3A、3B及び3Cは、本発明の実施の形態2に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図3A、3B及び3C夫々における3b、3c及び3dは結合回路であり、結合回路3b、3c及び3d夫々は、一の入力端子及び出力端子間を接続する電路に、リレー(第1スイッチに相当)31の常開型のリレー接点が介装されている。
FIGS. 3A, 3B and 3C are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to
結合回路3bは、リレー31のリレー接点の両端間に、常開型且つモーメンタリ型のスイッチ(第2スイッチに相当)32が接続されている。結合回路3c及び3dは、リレー31のリレー接点の両端間に、2回路連動のスイッチ33に含まれる一のスイッチが接続されている。スイッチ33は常開型且つモーメンタリ型であり、スイッチ33に含まれる他のスイッチは制御電源2bに接続されている。
In the
結合回路3b及び3c夫々は、リレー31のリレー接点をオンにするリレーコイルが、制御電源2a及び2bが出力する12Vの電源に接続されている。結合回路3dは、リレー31のリレーコイルが、充放電制御部10における不図示の駆動回路に接続されている。制御電源2bは、交流側の入力端子対における停電を検出した場合、直流側の入力端子に直流電圧が入力され、且つ、スイッチ33に含まれる他のスイッチがオンしたときに、12Vの電源及び回路電源を出力すべく起動するようになっている。
In each of the
図3Aにおいて、制御電源2aは、交流側の入力端子対における停電を検出した場合、電圧の供給源を直流側の入力端子に切り替える。この場合、直流側の入力端子と電圧端子53及び71との間に常開型のリレー接点及び常開型のスイッチ32の並列回路が介装されているため、直流側の入力端子に補機バッテリ94からの電圧が印加されない。従って、制御電源2aは動作を停止しており、補機バッテリ94は制御電源2aから切り離されている。
In FIG. 3A, the
この状態で、例えば使用者がスイッチ32を操作してオンにした場合、制御電源2aの直流側の入力端子に補機バッテリ94からの電圧が印加されて制御電源2aが動作を開始する。その後、制御電源2aが出力する12Vの電源電圧がリレー31のリレーコイルに印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32の操作が停止された場合であっても、制御電源2aの直流側の入力端子と補機バッテリ94との接続が維持される。
In this state, for example, when the user operates the
次の図3Bにおいて、制御電源2bは、交流側の入力端子対における停電を検出した場合、制御電源2aと同様に電圧の供給源を直流側の入力端子に切り替えると共に、補機バッテリ94の放電を防止するために動作を停止する。補機バッテリ94は制御電源2bから切り離されている。
In FIG. 3B, when the
この状態で、例えば使用者が2回路連動のスイッチ33を操作してオンにした場合、スイッチ33に含まれる一のスイッチによって制御電源2bの直流側の入力端子に補機バッテリ94からの電圧が印加される。これと同時にスイッチ33に含まれる他のスイッチがオンするため、制御電源2bが動作を開始する。その後、制御電源2bが生成した12Vの電源からリレー31のリレーコイルに電圧が印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32の操作が停止された場合であっても、制御電源2bの直流側の入力端子と補機バッテリ94との接続が維持される。
In this state, for example, when the user operates the two-circuit-linked
次の図3Cにおいて、スイッチ33が操作される前から、スイッチ33が操作されて制御電源2bが動作を開始する直前までの制御電源2b及び結合回路3dの状態は、図3Bに示す制御電源2b及び結合回路3cの場合と同様である。スイッチ33が操作されて制御電源2bが動作を開始した場合、制御電源2bが生成した5Vの回路電源が充放電制御部10に供給されて充放電制御部10が動作を開始する。その後、充放電制御部10における不図示の駆動回路からリレー31のリレーコイルに駆動電圧(DC/DCコンバータの出力電圧に関連する電圧に相当)が印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ33の操作が停止された場合であっても、制御電源2bの直流側の入力端子と補機バッテリ94との接続が維持される。
In FIG. 3C, the states of the
ここで、メインバッテリ92の放電が開始されて双方向インバータ14で変換された交流電圧が制御電源2bの交流側の入力端子対に印加された場合、制御電源2bは、電圧の供給源を交流側の入力端子対に切り替える。この場合、制御電源2bからの12Vの電源は維持されるため、リレー31はオンし続けるが、補機バッテリ94から制御電源2bに電流が流入しなくなる。なお、充放電制御部10は、リレー31のリレーコイルへの駆動電圧をオフにしてリレー接点をオフにすることができる。この場合は、その後、メインバッテリ92の放電が停止されたときに、制御電源2bの交流側の入力端子対に交流電圧が入力されなくなり、スイッチ33が操作される前の状態に復帰する。
Here, when the discharge of the
以上のように本実施の形態2によれば、制御電源2a(又は2b)を補機バッテリ94に接続するための電路、即ち制御電源2a(又は2b)の直流側の入力端子と電圧端子53又は71との間の電路に、リレー31の常開型のリレー接点と常開型でモーメンタリ型のスイッチ32(又は33)との並列回路が介装されており、補機バッテリ94からの電圧で動作する制御電源2aが出力した12Vの電源電圧(又は制御電源2bが出力した12Vの電源電圧、若しくは充放電制御部10からの駆動電圧)によってリレー31のリレー接点がオンする。
従って、制御電源2a(又は2b)を動作させない場合、補機バッテリ94を切り離しておくことができる。また、例えば使用者がスイッチ32(又は33)をプッシュした場合、補機バッテリ94からの電圧が制御電源2a(又は2b)に入力され、制御電源2aが出力した電圧(又は制御電源2bが出力した電圧若しくは制御電源2bからの回路電源で動作する充放電制御部10からの電圧)がリレー31のリレーコイルに印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32(又は33)が開放された後にも補機バッテリ94からの電圧を制御電源2a(又は2b)に入力し続けることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the electric circuit for connecting the
Therefore, when the
(実施の形態3)
実施の形態1及び2が、内蔵バッテリ21を用いない形態であるのに対し、実施の形態3は、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21を並列的に接続する形態である。実施の形態3における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
Embodiments 1 and 2 do not use the built-in
図4A及び4Bは、本発明の実施の形態3に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図4A及び4B夫々における3e及び3fは結合回路であり、結合回路3e及び3fは、他の入力端子が内蔵バッテリ21に接続されている。
4A and 4B are circuit diagrams illustrating a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to
結合回路3e及び3fは、一の入力端子及び出力端子間を接続する電路上の点Pと他の入力端子とが直結されている。即ち点Pは、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が並列的に接続される接続点である。結合回路3fは、点Pと一の入力端子との間に、カソードを点Pに向けてダイオード(第1ダイオードに相当)34が接続されている。
In the
図4A及び4Bの両方において、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が点Pにて並列に又は並列的に接続されており、少なくとも一方のバッテリから制御電源2aに電圧が入力される。図4Bにおいて、制御電源2aは、電力系統200が停電していない場合に、内蔵バッテリ21を充電する充電器として機能する(後述する実施の形態5〜9についても同様)。この場合、ダイオード34が、補機バッテリ94への充電電流の流入を阻止する。
4A and 4B,
以上のように本実施の形態3によれば、車両9が有する補機バッテリ94と送出回路が有する内蔵バッテリ21とを並列的に接続してあるため、少なくとも一方のバッテリから制御電源2aに電圧を入力することができる。
As described above, according to the third embodiment, since
また、実施の形態3によれば、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が並列的に接続される点Pから補機バッテリ94に流入する電流を阻止すべくダイオード34が介装されているため、例えば制御電源2aにより内蔵バッテリ21を充電する場合に、補機バッテリ94の充電を防止することが可能となる。
According to the third embodiment, since
(実施の形態4)
実施の形態2が、内蔵バッテリ21を用いない形態であるのに対し、実施の形態4は、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21を並列的に接続する形態である。実施の形態4における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1及び2に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 4)
図5A及び5Bは、本発明の実施の形態4に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図5A及び5B夫々における3g及び3hは結合回路であり、結合回路3g及び3hは、他の入力端子が内蔵バッテリ21に接続されている。
5A and 5B are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to Embodiment 4 of the present invention. In FIGS. 5A and 5B,
結合回路3gは、実施の形態2の図3Aに示す結合回路3bに対して、リレー31のリレー接点とスイッチ32との並列回路の一端が、ダイオード34及び35夫々を介して一の入力端子及び他の入力端子に接続されている点が異なる。結合回路3hは、図3B(又は3C)に示す結合回路3c(又は3d)に対して、リレー31のリレー接点とスイッチ33に含まれる一のスイッチとの並列回路の一端が、ダイオード34を介して出力端子に接続されている点と、出力端子及び他の入力端子間にダイオード35が介装されている点とが異なる。ダイオード34及び35は、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が並列的に接続される点Pにカソードを向けて接続されている。なお、ダイオード34及び35夫々は、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21への電流の流入を阻止するものであり、何れか一方又は両方を導線に置き換えてもよい。
The
図5Aにおいて、制御電源2aは、交流側の入力端子対における停電を検出した場合、電圧の供給源を直流側の入力端子に切り替える。この場合、直流側の入力端子と点Pとの間に常開型のリレー接点及び常開型のスイッチ32の並列回路が介装されているため、直流側の入力端子に補機バッテリ94又は内蔵バッテリ21からの電圧が印加されない。従って、制御電源2aは動作を停止しており、補機バッテリ94は制御電源2aから切り離されている。
In FIG. 5A, the
この状態で、例えば使用者がスイッチ32を操作してオンにした場合、制御電源2aの直流側の入力端子に補機バッテリ94又は内蔵バッテリ21からの電圧が印加されて制御電源2aが動作を開始する。その後、制御電源2aが生成した12Vの電源電圧がリレー31のリレーコイルに印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32の操作が停止された場合であっても、制御電源2aの直流側の入力端子と補機バッテリ94又は内蔵バッテリ21との接続が維持される。
In this state, for example, when the user operates the
次の図5Bにおいて、制御電源2bは、交流側の入力端子対における停電を検出した場合、制御電源2aと同様に電圧の供給源を直流側の入力端子に切り替えると共に、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21の放電を防止するために動作を停止する。補機バッテリ94は制御電源2bから切り離されている。
In FIG. 5B, when the
この状態で、例えば使用者が2回路連動のスイッチ33を操作してオンにした場合、スイッチ33に含まれる一のスイッチによって制御電源2bの直流側の入力端子に補機バッテリ94からの電圧が印加される。これと同時にスイッチ33に含まれる他のスイッチがオンするため、制御電源2bが動作を開始する。その後、制御電源2bが生成した12Vの電源からリレー31のリレーコイルに電圧が印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32の操作が停止された場合であっても、制御電源2bの直流側の入力端子と補機バッテリ94との接続が維持される。
In this state, for example, when the user operates the two-circuit-linked
以上のように本実施の形態4によれば、実施の形態2と同様の効果を奏する。具体的には、制御電源2a(又は2b)を動作させない場合、補機バッテリ94を切り離しておくことができる。また、例えば使用者がスイッチ32(又は33)をプッシュした場合、補機バッテリ94からの電圧が制御電源2a(又は2b)に入力され、制御電源2aが出力した電圧(又は制御電源2bが出力した電圧若しくは制御電源2bからの回路電源で動作する充放電制御部10からの電圧)がリレー31のリレーコイルに印加されてリレー接点がオンするため、スイッチ32(又は33)が開放された後にも補機バッテリ94からの電圧を制御電源2a(又は2b)に入力し続けることが可能となる。
As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as in the second embodiment can be obtained. Specifically, when the
また、実施の形態4によれば、実施の形態3と同様の効果を奏する。具体的には、補機バッテリ94と内蔵バッテリ21とを並列的に接続してあるため、少なくとも一方のバッテリから制御電源2a又は2bに電圧を入力することができる。
According to the fourth embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained. Specifically, since the
(実施の形態5)
実施の形態3が、内蔵バッテリ21を制御電源2aから切り離さない形態であるのに対し、実施の形態5は、補機バッテリ94が接続されたときに内蔵バッテリ21を制御電源2aから切り離す形態である。実施の形態5における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1及び3に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 5)
図6A及び6Bは、本発明の実施の形態5に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図6A及び6B夫々における3i及び3jは結合回路であり、結合回路3i及び3jは、他の入力端子が内蔵バッテリ21に接続されている。
6A and 6B are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to Embodiment 5 of the present invention. 6A and 6B are coupling
結合回路3iは、実施の形態3の図4Bに示す結合回路3fに対して、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が並列的に接続される点P及び他の入力端子の間にリレー(第3スイッチに相当)36の常閉型のリレー接点が接続されている点と、ダイオード34のアノード及びFG間にリレー36のリレーコイルが接続されている点とが異なる。結合回路3jは、結合回路3iに対して、リレー36が常開型及び常閉型夫々のリレー接点を含むリレー36aに置き換わっている点と、点P及びダイオード34のカソードの間にリレー36aの常開型のリレー接点が介装されている点とが異なる。
Coupling circuit 3i is different from coupling circuit 3f shown in FIG. 4B of the third embodiment in that a relay (third connection) is provided between point P where
リレー36及び36aは、電磁継電器等のコイルを用いたものに限定されず、半導体リレーであってもよいし、例えば補機バッテリ94からの電圧をフォトカプラで検出して他のリレーを駆動することにより、リレー接点で内蔵バッテリ21を切り離すようにしてもよい。この場合、他のリレーのリレーコイルに印加する電圧は、電力系統200からの交流電圧に基づく電圧を利用することができる。
The
図6A及び6B夫々において、補機バッテリ94からの電圧が結合回路3i及び3jの一の入力端子に入力されていない場合、リレー36及び36aはリレーコイルに電圧が印加されておらず、常閉型のリレー接点がオンしている。このため、制御電源2aは内蔵バッテリ21からの電圧により動作する。ダイオード34は、内蔵バッテリ21からリレー36及び36aのリレーコイルに電圧が印加されるのを防止している。電力系統200が停電していない場合は、制御電源2aにより、内蔵バッテリ21を充電することができる。
In each of FIGS. 6A and 6B, when the voltage from the
特に結合回路3jでは、ダイオード34と直列に常開型のリレー接点が介装されているため、リレー36aのリレーコイルに電圧が印加されてから常閉型のリレー接点がオフするまでの間に、ダイオード34、点P、及び常閉型のリレー接点を介して、補機バッテリ94から内蔵バッテリ21に充電電流が流入することがない。
Particularly, in the
次に、補機バッテリ94からの電圧が結合回路3i及び3j夫々の一の入力端子に入力された場合、リレー36及び36aのリレーコイルに電圧が印加されて常閉型のリレー接点がオフするため、内蔵バッテリ21は制御電源2aから切り離される。この場合、制御電源2aには、補機バッテリ94からダイオード34を介して電圧が入力される。上述したように、ダイオード34が、制御電源2aから補機バッテリ94への充電電流の流入を阻止する。
Next, when a voltage from the
以上のように本実施の形態5によれば、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21が並列的に接続される点Pと内蔵バッテリ21との間に、補機バッテリ94からの電圧によってオフする常閉型のリレー接点を介装してある。
従って、補機バッテリ94が接続された場合、リレー接点がオフして内蔵バッテリ21が制御電源2aから切り離されるため、内蔵バッテリ21について、制御電源2aへの放電を防止したり、補機バッテリ94からの充電を防止したりすることが可能となる。
As described above, according to the fifth embodiment, between the point at which
Therefore, when the
(実施の形態6)
実施の形態5が、接続された補機バッテリ94からリレー36のリレーコイルに電流が流れ続ける形態であるのに対し、実施の形態6は、制御電源2aにおける電圧の供給源が交流側の入力端子対である場合に、リレー36のリレーコイルへの電流の流入を防止する形態である。実施の形態6における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1及び5に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 6)
In the fifth embodiment, the current continues to flow from the connected
図7は、本発明の実施の形態6に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図7における3kは結合回路であり、結合回路3kは、他の入力端子が内蔵バッテリ21に接続されている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 7,
結合回路3kは、実施の形態5の図6Aに示す結合回路3iに対して、リレー36のリレーコイルの一の端子(第3スイッチのオンオフを制御するための端子に相当)が、リレー(第4スイッチに相当)37の常閉型のリレー接点を介してダイオード34のアノードに接続されている点と、リレー37のリレーコイルが、制御電源2aの交流側の入力端子対に接続されている点とが異なる。
The
図7において、制御電源2aの交流側の入力端子対に交流電圧が入力されていない場合(電力系統200が停電している場合を含む)、リレー37のリレー接点がオンしているため、結合回路3kは、実施の形態5の図6Aに示す結合回路3iと等価である。即ち、補機バッテリ94からの電圧が結合回路3kの一の入力端子に入力されていない場合、制御電源2aは内蔵バッテリ21からの電圧により動作し、補機バッテリ94からの電圧が一の入力端子に入力された場合、内蔵バッテリ21が制御電源2aから切り離される。
In FIG. 7, when an AC voltage is not input to the input terminal pair on the AC side of the
一方、制御電源2aの交流側の入力端子対に交流電圧が入力されている場合(電力系統200が停電していない場合を含む)、リレー37のリレーコイルに交流電圧が印加されてリレー接点がオフとなり、リレー36のリレーコイルに補機バッテリ94からの電圧が印加されなくなる。この場合は、リレー36のリレー接点がオンとなるため、制御電源2aにより、内蔵バッテリ21を充電することができる。
On the other hand, when an AC voltage is being input to the input terminal pair on the AC side of the
以上のように本実施の形態6によれば、電力系統200からの電圧が印加されたときにオフする常閉型のリレー接点を介して、リレー36のリレーコイルの一の端子に補機バッテリ94から駆動電圧が印加される。
従って、電力系統200が停電していない場合は、上記リレー接点がオフしており、リレー36のリレーコイルに電流が流入しないため、補機バッテリ94の放電を防止することが可能となる。
As described above, according to the sixth embodiment, the auxiliary battery is connected to one terminal of the relay coil of the
Therefore, when the
(実施の形態7)
実施の形態5及び6が、リレー36のリレー接点の両端に接続されるものがない形態であるのに対し、実施の形態7は、リレー36のリレー接点の両端にダイオードが接続されている形態である。実施の形態7における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1及び5,6に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 7)
While the fifth and sixth embodiments have no connection at both ends of the relay contact of the
図8A及び8Bは、本発明の実施の形態7に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図8A及び8B夫々における3m及び3nは結合回路であり、結合回路3m及び3nは、他の入力端子が内蔵バッテリ21に接続されている。
8A and 8B are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to Embodiment 7 of the present invention. 8A and 8B,
結合回路3mは、実施の形態5の図6Aに示す結合回路3iに対して、リレー36のリレー接点の両端に、カソードを点Pに向けてダイオード35(第2ダイオードに相当)が接続されている点が異なる。結合回路3nは、実施の形態6の図7に示す結合回路3kに対して、リレー36のリレー接点の両端に、カソードを点Pに向けてダイオード35が接続されている点が異なる。
The
図8A及び8Bにおいて、補機バッテリ94からの電圧が結合回路3m及び3nの一の入力端子に入力されていない場合、リレー36はリレーコイルに電圧が印加されておらず、リレー接点がオンしている。このため、実施の形態5及び6と同様に、制御電源2aは内蔵バッテリ21からの電圧により動作する。電力系統200が停電していない場合は、制御電源2aにより、内蔵バッテリ21を充電することができる。
8A and 8B, when the voltage from the
次に、補機バッテリ94からの電圧が結合回路3m及び3nの一の入力端子に入力された場合(結合回路3nでは、更にリレー37のリレー接点がオンしている場合)、リレー36のリレーコイルに電圧が印加されてリレー接点がオフするため、内蔵バッテリ21はダイオード35を介して制御電源2aに接続される。この場合、内蔵バッテリ21及び補機バッテリ94は、所謂ダイオード突き合わせの状態となる。
Next, when the voltage from the
以上のように本実施の形態7によれば、リレー36のリレー接点がオフであるとき、即ち補機バッテリ94が接続されたときに、内蔵バッテリ21から制御電源2aに電圧を入力すべく、リレー36のリレー接点の両端間にダイオード35が接続されている。
従って、補機バッテリ94からの電圧を受電している間は、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21の少なくとも一方のバッテリから制御電源2aに電圧を入力することが可能となる。
As described above, according to the seventh embodiment, when the relay contact of the
Therefore, while receiving the voltage from the
(実施の形態8)
実施の形態3が、点Pにて補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21を並列的に接続する形態であるのに対し、実施の形態8は、切替スイッチを介して補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21を、広義の意味で並列的に接続する形態である。実施の形態8における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 8)
In the third embodiment, the
図9A及び9Bは、本発明の実施の形態8に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図9A及び9B夫々における3p及び3qは結合回路であり、結合回路3p及び3q夫々は、2回路2接点(双極双投)のスイッチ(第5スイッチに相当)38及び3回路連動の1回路1接点(単極単投)のスイッチ39a,39b,39cを有する。
9A and 9B are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to Embodiment 8 of the present invention. 9A and 9B, 3p and 3q are coupling circuits, respectively. The
結合回路3pは、スイッチ38の第1回路について、共通接点が結合回路3pの出力端子に接続されており、常閉接点が結合回路3pの他の入力端子を介して内蔵バッテリ21のプラス端子に接続されており、常開接点がダイオード34を介して結合回路3pの一の入力端子に接続されている。結合回路3pは、スイッチ38の第2回路について、共通接点がFGに接続されており、常閉接点が結合回路3pの第3の入力端子を介して内蔵バッテリ21のマイナス端子に接続されている。
In the
結合回路3qは、結合回路3pにおけるスイッチ38について、第1回路の常閉接点及び常開接点夫々を、常閉接点のスイッチ39a及び常開接点のスイッチ39bに置き換えると共に、第2回路の常閉接点を常閉接点のスイッチ39cに置き換えたものである。よって、結合回路3p及び3qは電気的に等価である。結合回路3p及び3q夫々にてスイッチ38及び39a,39b,39cを切り替えることにより、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21の何れか一方が制御電源2aに接続される。
The
以上のように本実施の形態8によれば、2回路2接点のスイッチ38(又は1回路1接点のスイッチ39a,39b,39c)により補機バッテリ94と内蔵バッテリ21とを切り替えて制御電源2aに接続するため、2つのバッテリ間で干渉が生じないようにすることが可能となる。補機バッテリ94が制御電源2aに接続される場合は、内蔵バッテリ21を補機バッテリ94から完全に切り離すことが可能である。
As described above, according to the eighth embodiment, the
(実施の形態9)
実施の形態8が、補機バッテリ94と内蔵バッテリ21とを2回路2接点の両切りスイッチ38(又はスイッチ39a,39b,39c)で切り替える形態であるのに対し、実施の形態9は、2つのバッテリを1回路2接点の片切りスイッチで切り替える形態である。実施の形態9における充放電装置1の要部構成は、実施の形態1の図1に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 9)
Embodiment 8 is a mode in which the
図10A及び10Bは、本発明の実施の形態9に係る充放電装置1における結合回路の構成を示す回路図である。図10A及び10B夫々における3r及び3sは結合回路であり、結合回路3r及び3s夫々は、1回路2接点(単極双投)のスイッチ(第6スイッチに相当)40及び2回路連動の1回路1接点(単極単投)のスイッチ41a,41bを有する。
FIGS. 10A and 10B are circuit diagrams showing a configuration of a coupling circuit in charge / discharge device 1 according to
結合回路3rは、スイッチ40の共通接点が結合回路3rの出力端子に接続されており、常閉接点が結合回路3rの他の入力端子を介して内蔵バッテリ21のプラス端子に接続されており、常開接点がダイオード34を介して結合回路3rの一の入力端子に接続されている。
In the
結合回路3sは、結合回路3rにおけるスイッチ40の常閉接点及び常開接点夫々を、常閉接点のスイッチ41a及び常開接点のスイッチ41bに置き換えたものである。よって、結合回路3r及び3sは電気的に等価である。結合回路3r及び3s夫々にてスイッチ40及び41a,41bを切り替えることにより、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21の何れか一方が制御電源2aに接続される。
The coupling circuit 3s is obtained by replacing the normally closed contact and the normally open contact of the
以上のように本実施の形態9によれば、1回路2接点のスイッチ40(又は1回路1接点のスイッチ41a,41b)により補機バッテリ94と内蔵バッテリ21とを切り替えて制御電源2aに接続するため、2つのバッテリ間で干渉が生じないようにすることが可能となる。
As described above, according to the ninth embodiment, the
また、実施の形態1から9によれば、車両9と接続するための充放電コネクタ50及び該充放電コネクタ50を介して送出される充電開始信号_1(又は準備完了通知信号)が、CHAdeMO規格又は電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠している。
従って、CHAdeMO規格又は電動自動車用充放電システムガイドラインに準拠する電流信号が、送出部としてのリレーd1のリレー接点(又はフォトカプラjのフォトダイオード)から送出されてメインバッテリ92が充放電される場合に、送出部への電流の回り込みを防止して安全性を確保することが可能となる。
According to the first to ninth embodiments, the charging / discharging
Therefore, when a current signal conforming to the CHAdeMO standard or the electric vehicle charging / discharging system guideline is transmitted from the relay contact of the relay d1 (or the photodiode of the photocoupler j) as the transmitting unit, and the
更に、実施の形態1から9によれば、充放電制御部10が送出回路を制御して信号電流を送出させ、双方向インバータ14が直流電圧及び交流電圧を双方向に変換して、メインバッテリ92を充放電する。
従って、電流信号を送出する回路に電流の回り込みが発生するのを防止することが可能な送出回路を充放電装置1に適用して、安全に充放電を行うことが可能となる。
Further, according to the first to ninth embodiments, the charging / discharging
Therefore, it is possible to perform charging / discharging safely by applying to the charging / discharging device 1 a transmitting circuit capable of preventing a current from sneaking in a circuit for transmitting a current signal.
なお、リレー36と同様に、リレー31及び37は電磁継電器等のコイルを用いたものに限定されず、半導体リレー、スイッチング素子等の他のスイッチであってもよい。また、スイッチ32、33、38及び40はメカニカルなスイッチに限定されず、電磁継電器、半導体リレー、スイッチング素子等の他のスイッチであってもよい。車両9は自動車に限定されず、コネクタを介して所定信号を送受可能に接続される外部装置であればよい、補機バッテリ94及び内蔵バッテリ21は、電気二重層キャパシタ等に蓄電した電荷に基づく電源であってもよいし、燃料電池等の発電機能を有する電源であってもよい。
Note that, similarly to the
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。 The embodiment disclosed this time is an example in all respects, and should be considered as not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. Further, the technical features described in the embodiments can be combined with each other.
1 充放電装置
10 充放電制御部
14 双方向インバータ
2、2a、2b 制御電源
21 内蔵バッテリ
31、36、36a、37 リレー
32、33、38、40 スイッチ
34、35 ダイオード
5 充放電ケーブル
50 充放電コネクタ
58 FG端子
581 接地線
60 インレット
70 シガープラグ
80 シガーソケット
9 車両
90 蓄電制御部
92 メインバッテリ
94 補機バッテリ
200 電力系統
201 分電盤
d1、d2 リレー
j フォトカプラ
k トランジスタ
R1、R2、R4 抵抗器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charge /
Claims (12)
前記コネクタは、前記所定信号のリターン電流の経路に含まれる端子を有し、
入出力間が直流的に絶縁されたDC/DCコンバータを備え、
前記端子に一端が接続された外部の直流電源の他端から前記DC/DCコンバータに電圧を印加して該DC/DCコンバータの出力電圧を前記送出部に供給するようにしてある
ことを特徴とする送出回路。 A connector for transmitting and receiving a predetermined signal to and from an external device, and a transmission circuit including a transmission unit that transmits a signal current of the predetermined signal to the external device,
The connector has a terminal included in a return current path of the predetermined signal,
It has a DC / DC converter in which the input and output are DC-insulated,
A voltage is applied to the DC / DC converter from the other end of the external DC power supply having one end connected to the terminal, and an output voltage of the DC / DC converter is supplied to the transmission unit. Outgoing circuit.
該第1スイッチの両端間に接続された常開型且つモーメンタリ型の第2スイッチと
を備え、
前記第1スイッチは、前記DC/DCコンバータの出力電圧に関連する電圧によってオンするようにしてある
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の送出回路。 A normally-open first switch interposed in an electric circuit for connecting the DC / DC converter to the DC power supply;
A normally-open and momentary-type second switch connected between both ends of the first switch;
The transmission circuit according to claim 1, wherein the first switch is turned on by a voltage related to an output voltage of the DC / DC converter.
該第3スイッチは、前記直流電源からの電圧によってオフするようにしてある
ことを特徴とする請求項5に記載の送出回路。 A normally closed third switch interposed between the connection point and the second DC power supply;
The transmission circuit according to claim 5, wherein the third switch is turned off by a voltage from the DC power supply.
該端子と前記電路における前記第1ダイオードのアノード側の位置とを接続する常閉型の第4スイッチを備え、
該第4スイッチは、電力系統からの電圧によってオフするようにしてある
ことを特徴とする請求項6に記載の送出回路。 The third switch has a terminal for controlling on / off,
A normally-closed fourth switch for connecting the terminal to a position on the anode side of the first diode in the electric circuit,
The transmission circuit according to claim 6, wherein the fourth switch is turned off by a voltage from a power system.
該送出回路に前記信号電流を送出させる制御部と、
直流電圧及び交流電圧を双方向に変換する変換部とを備え、
該変換部を用いて前記外部装置が有する蓄電池を充放電(又は燃料電池を放電)するようにしてある
ことを特徴とする充放電装置。 A sending circuit according to any one of claims 1 to 11,
A control unit for causing the transmission circuit to transmit the signal current;
A conversion unit that converts a DC voltage and an AC voltage to bidirectional,
A charge / discharge device, wherein the conversion unit is used to charge / discharge a storage battery of the external device (or discharge a fuel cell).
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