(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022124722
(43)【公開日】2022-08-26
(54)【発明の名称】充放電システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20220819BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20220819BHJP
H02M 3/155 20060101ALI20220819BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220819BHJP
【ＦＩ】
H02J7/02 J
H02M3/28 H
H02M3/28 U
H02M3/155 U
H02M3/155 W
H02M3/155 H
H02J7/00 L
H02J7/00 302C
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021022516
(22)【出願日】2021-02-16
(71)【出願人】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森下 泰輔
(72)【発明者】
【氏名】南 祐輔
【テーマコード（参考）】
5G503
5H730
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503BA04
5G503BB01
5G503DA04
5G503GB03
5G503GB04
5G503GB06
5H730AA15
5H730AS04
5H730AS05
5H730AS08
5H730AS17
5H730BB13
5H730BB14
5H730BB27
5H730BB82
5H730BB86
5H730BB88
5H730CC01
5H730FD01
5H730FD11
5H730FD31
5H730FD41
5H730FG25
(57)【要約】
【課題】ハードウェア量を抑制することが可能な充放電システムを提供する。
【解決手段】第１バッテリを充放電する第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、第１バッテリと並列に第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、少なくとも１つの第２バッテリを夫々充放電する少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、を備える。第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、第１バッテリを放電させるとともに、電力を少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、第１バッテリの電圧を少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信する。少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、自機の出力電圧と第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて第２バッテリを放電させる。
【選択図】図３
【解決手段】第１バッテリを充放電する第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、第１バッテリと並列に第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、少なくとも１つの第２バッテリを夫々充放電する少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、を備える。第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、第１バッテリを放電させるとともに、電力を少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、第１バッテリの電圧を少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信する。少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、自機の出力電圧と第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて第２バッテリを放電させる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１バッテリ及び少なくとも１つの第２バッテリを充放電する充放電システムであって、
入力交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を出力交流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータに接続され、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を蓄積するコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサに蓄積された直流電力を用いて前記第１バッテリを充電し、前記第１バッテリを放電させて直流電力を前記コンデンサに出力する、第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと並列に前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々充電し、前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々放電させて直流電力を前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに出力する、少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備え、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧と前記第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて前記第２バッテリを放電させる、
充放電システム。
入力交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を出力交流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータに接続され、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を蓄積するコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサに蓄積された直流電力を用いて前記第１バッテリを充電し、前記第１バッテリを放電させて直流電力を前記コンデンサに出力する、第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと並列に前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々充電し、前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々放電させて直流電力を前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに出力する、少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備え、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧と前記第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて前記第２バッテリを放電させる、
充放電システム。
【請求項2】
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、目標電流設定値、目標電圧設定値、及び、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧から前記第１バッテリの電圧を減じることにより補正値を算出し、前記自機の出力電圧から前記補正値を減じることにより補正後の自機の出力電圧を算出し、前記補正後の自機の出力電圧、前記目標電圧設定値、及び、前記目標電流設定値に基づいて定電圧出力制御又は定電流出力制御を行う、
ことを特徴とする、請求項１記載の充放電システム。
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、目標電流設定値、目標電圧設定値、及び、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧から前記第１バッテリの電圧を減じることにより補正値を算出し、前記自機の出力電圧から前記補正値を減じることにより補正後の自機の出力電圧を算出し、前記補正後の自機の出力電圧、前記目標電圧設定値、及び、前記目標電流設定値に基づいて定電圧出力制御又は定電流出力制御を行う、
ことを特徴とする、請求項１記載の充放電システム。
【請求項3】
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも低い場合は、定電流出力制御を定電圧出力制御よりも優先して行い、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも高い場合は、定電圧出力制御を定電流出力制御よりも優先して行う、
ことを特徴とする、請求項２に記載の充放電システム。
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも低い場合は、定電流出力制御を定電圧出力制御よりも優先して行い、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも高い場合は、定電圧出力制御を定電流出力制御よりも優先して行う、
ことを特徴とする、請求項２に記載の充放電システム。
【請求項4】
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記自機の出力電圧及び前記第１バッテリの電圧に、予め定められた時定数のフィルタ処理を実施する、
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の充放電システム。
前記自機の出力電圧及び前記第１バッテリの電圧に、予め定められた時定数のフィルタ処理を実施する、
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の充放電システム。
【請求項5】
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧が上昇している場合は、前記目標電圧設定値を、前記時定数よりも大きい遅れ時間で、前記第１バッテリの電圧に追従させる、
ことを特徴とする、請求項４に記載の充放電システム。
前記第１バッテリの電圧が上昇している場合は、前記目標電圧設定値を、前記時定数よりも大きい遅れ時間で、前記第１バッテリの電圧に追従させる、
ことを特徴とする、請求項４に記載の充放電システム。
【請求項6】
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧に予め定められたオフセットを加えることにより前記目標電圧設定値を算出する、
ことを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の充放電システム。
前記第１バッテリの電圧に予め定められたオフセットを加えることにより前記目標電圧設定値を算出する、
ことを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の充放電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリを充放電する充放電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、独立して充電動作可能な複数台の充電器を備える充電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１４０１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数のバッテリを充放電する充放電システムにおいて、１つのバッテリから他のバッテリのＤＣ－ＤＣコンバータまでの間の配線による電圧降下が大きい場合、他のバッテリのＤＣ－ＤＣコンバータでは、１つのバッテリの電圧を正確に検出することができない。これは、１つのバッテリと他のバッテリのＤＣ－ＤＣコンバータとの間に、電圧検出用の配線を設ければ解決できる。しかしながら、この手法では、１つのバッテリに接続される他のバッテリのＤＣ－ＤＣコンバータがｎ台増えると配線もｎセット増えることになり、ハードウェア量が増えてしまう。
【0005】
本発明は、ハードウェア量を抑制することが可能な充放電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様の充放電システムは、
第１バッテリ及び少なくとも１つの第２バッテリを充放電する充放電システムであって、
入力交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を出力交流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータに接続され、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を蓄積するコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサに蓄積された直流電力を用いて前記第１バッテリを充電し、前記第１バッテリを放電させて直流電力を前記コンデンサに出力する、第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと並列に前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々充電し、前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々放電させて直流電力を前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに出力する、少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備え、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧と前記第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて前記第２バッテリを放電させる、
ことを特徴とする。
第１バッテリ及び少なくとも１つの第２バッテリを充放電する充放電システムであって、
入力交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧を出力交流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ－ＤＣコンバータに接続され、前記ＡＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を蓄積するコンデンサと、
前記コンデンサに接続され、前記コンデンサに蓄積された直流電力を用いて前記第１バッテリを充電し、前記第１バッテリを放電させて直流電力を前記コンデンサに出力する、第１ＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと並列に前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに夫々接続され、前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータから出力される直流電力を用いて前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々充電し、前記少なくとも１つの第２バッテリを夫々放電させて直流電力を前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータに出力する、少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータと、
を備え、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧と前記第１バッテリの電圧とから自機の出力電圧を補正し、補正後の自機の出力電圧に基づいて前記第２バッテリを放電させる、
ことを特徴とする。
【0007】
前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、目標電流設定値、目標電圧設定値、及び、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧から前記第１バッテリの電圧を減じることにより補正値を算出し、前記自機の出力電圧から前記補正値を減じることにより補正後の自機の出力電圧を算出し、前記補正後の自機の出力電圧、前記目標電圧設定値、及び、前記目標電流設定値に基づいて定電圧出力制御又は定電流出力制御を行う、
ことを特徴とする。
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
放電動作の場合に、前記第１バッテリを放電させるとともに、前記第１バッテリの放電電力を抑制するための電力を前記少なくとも１つの第２バッテリに放電させるための、目標電流設定値、目標電圧設定値、及び、前記第１バッテリの電圧を前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータに送信し、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
放電動作の場合に、自機の出力電圧から前記第１バッテリの電圧を減じることにより補正値を算出し、前記自機の出力電圧から前記補正値を減じることにより補正後の自機の出力電圧を算出し、前記補正後の自機の出力電圧、前記目標電圧設定値、及び、前記目標電流設定値に基づいて定電圧出力制御又は定電流出力制御を行う、
ことを特徴とする。
【0008】
前記充放電システムにおいて、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも低い場合は、定電流出力制御を定電圧出力制御よりも優先して行い、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも高い場合は、定電圧出力制御を定電流出力制御よりも優先して行う、
ことを特徴とする。
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも低い場合は、定電流出力制御を定電圧出力制御よりも優先して行い、
前記補正後の自機の出力電圧が前記目標電圧設定値よりも高い場合は、定電圧出力制御を定電流出力制御よりも優先して行う、
ことを特徴とする。
【0009】
前記充放電システムにおいて、
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記自機の出力電圧及び前記第１バッテリの電圧に、予め定められた時定数のフィルタ処理を実施する、
ことを特徴とする。
前記少なくとも１つの第２ＤＣ－ＤＣコンバータの各々は、
前記自機の出力電圧及び前記第１バッテリの電圧に、予め定められた時定数のフィルタ処理を実施する、
ことを特徴とする。
【0010】
前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧が上昇している場合は、前記目標電圧設定値を、前記時定数よりも大きい遅れ時間で、前記第１バッテリの電圧に追従させる、
ことを特徴とする。
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧が上昇している場合は、前記目標電圧設定値を、前記時定数よりも大きい遅れ時間で、前記第１バッテリの電圧に追従させる、
ことを特徴とする。
【0011】
前記充放電システムにおいて、
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧に予め定められたオフセットを加えることにより前記目標電圧設定値を算出する、
ことを特徴とする。
前記第１ＤＣ－ＤＣコンバータは、
前記第１バッテリの電圧に予め定められたオフセットを加えることにより前記目標電圧設定値を算出する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一態様の充放電システムは、ハードウェア量を抑制することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明の充放電システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【0015】
以下、実施の形態について説明するが、実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。
【0016】
なお、比較例及び実施の形態では、バッテリの数を計４個とするが、本開示はこれに限定されない。バッテリの数は、計２個以上であれば良い。
【0017】
＜第１比較例＞
図１は、第１比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。充放電システム１０１は、入力交流電圧の供給を交流電源７から受けて、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する。また、充放電システム１０１は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させて、出力交流電圧を負荷８に出力する。
図１は、第１比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。充放電システム１０１は、入力交流電圧の供給を交流電源７から受けて、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する。また、充放電システム１０１は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させて、出力交流電圧を負荷８に出力する。
【0018】
充放電システム１０１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までと、を含む。
【0019】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの各々は、双方向コンバータである。
【0020】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側（交流入出力側、図１中右側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、スイッチＳＷ１を介して、交流電源７に電気的に接続される。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、入力交流電圧を直流電圧に変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換を行う。
【0021】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、スイッチＳＷ２を介して、負荷８に電気的に接続される。この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を出力交流電圧に変換して、負荷８に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、直流－交流変換を行う。
【0022】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３の一方側（図１中右側）は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図１中左側）に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ３の他方側（図１中左側）は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までに電気的に接続されている。
【0023】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までに出力する。
【0024】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までから出力される直流電圧を変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。
【0025】
なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、交流電源７とバッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までとの間のアイソレーションを確保するために、強化絶縁（ＪＩＳ Ｃ ６９５０－１：２０１６）が図られている。強化絶縁は、トランスによって実現されることが例示される。
【0026】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの一方側（図１中右側）は、並列接続され、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの他方側（図１中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。
【0027】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。
【0028】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。
【0029】
充放電システム１０１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０２からＤＣ－ＤＣコンバータ１０５までの計６個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の計１個である。
【0030】
＜第２比較例＞
図２は、第２比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１１１の構成要素のうち、充放電システム１０１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
図２は、第２比較例の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１１１の構成要素のうち、充放電システム１０１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0031】
充放電システム１１１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までと、を含む。
【0032】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの各々は、双方向コンバータである。
【0033】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの一方側（図２中右側）は、並列接続され、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図２中左側）に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの他方側（図２中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。
【0034】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。
【0035】
ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までは、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。
【0036】
なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの各々は、交流電源７とバッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までとの間のアイソレーションを確保するために、強化絶縁が図られている。
【0037】
充放電システム１１１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの計５個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２からＤＣ－ＤＣコンバータ１１５までの計４個である。
【0038】
＜実施の形態＞
（概要構成）
図３は、実施の形態の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１の構成要素のうち、充放電システム１０１又は１１１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
（概要構成）
図３は、実施の形態の充放電システムの概要構成を示す図である。なお、充放電システム１の構成要素のうち、充放電システム１０１又は１１１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0039】
充放電システム１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ３と、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までと、を含む。
【0040】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３が、本開示の「第１ＤＣ－ＤＣコンバータ」の一例に相当する。
【0041】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの各々は、双方向コンバータである。
【0042】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までが、本開示の「第２ＤＣ－ＤＣコンバータ」の一例に相当する。
【0043】
バッテリＢＡＴＴ０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の他方側（図３中左側）に電気的に接続されている。
【0044】
バッテリＢＡＴＴ０が、本開示の「第１バッテリ」の一例に相当する。
【0045】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの一方側（図３中右側）は、バッテリＢＡＴＴ０に並列接続され、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に電気的に接続されている。ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの他方側（図３中左側）は、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに、夫々電気的に接続されている。
【0046】
バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までが、本開示の「少なくとも１つの第２バッテリ」の一例に相当する。
【0047】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２から出力される直流電圧を変換して、バッテリＢＡＴＴ０に出力するとともに、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までに出力する。
【0048】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ０、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までから出力される直流電圧を変換して、ＡＣ－ＤＣコンバータ２に出力する。
【0049】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧を夫々変換して、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに夫々出力する。
【0050】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までから出力される直流電圧を夫々変換して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３に出力する。
【0051】
充放電システム１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２、ＤＣ－ＤＣコンバータ３、及び、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの計５個のコンバータを含む。また、強化絶縁が図られているコンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３の計１個である。
【0052】
充放電システム１は、充放電システム１０１と比較して、コンバータの数を６個から５個へと減らすことができる。従って、充放電システム１は、充放電システム１０１と比較して、コスト抑制、サイズ抑制、電力変換効率の向上が可能である。
【0053】
充放電システム１は、充放電システム１１１と比較して、強化絶縁されているコンバータの数を４個から１個へと減らすことができる。従って、充放電システム１は、充放電システム１１１と比較して、コスト抑制、サイズ抑制が可能である。
【0054】
但し、図３に示す充放電システム１の構成では、バッテリＢＡＴＴ０とＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までとが並列接続されているので、制御が重要となる。充放電システム１の制御については、後で説明する。
【0055】
（回路構成）
図４は、実施の形態の充放電システムの回路構成を示す図である。
図４は、実施の形態の充放電システムの回路構成を示す図である。
【0056】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２の一方側（交流入出力側、図４中右側）は、フィルタ１１を介して、交流電源７又は負荷８（図３参照）に電気的に接続される。ＡＣ－ＤＣコンバータ２の他方側（直流入出力側、図４中左側）は、コンデンサ１２に電気的に接続されている。
【0057】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、フルブリッジ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換及び直流－交流変換の双方向変換ができるものであれば良い。
【0058】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを充電する場合、入力交流電圧を直流電圧に変換して、コンデンサ１２に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、交流－直流変換を行う。
【0059】
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までを放電させる場合、コンデンサ１２の直流電圧を出力交流電圧に変換して、負荷８（図３参照）に出力する。つまり、この場合、ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、直流－交流変換を行う。
【0060】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、コンバータ部３ａと、制御部３ｂと、電圧センサ３ｃ及び３ｄと、電流センサ３ｅと、を含む。
【0061】
コンバータ部３ａは、ＤＡＢ（Dual Active Bridge）回路が例示される。コンバータ部３ａは、ＤＡＢ回路に限定されない。コンバータ部３ａは、強化絶縁機能を有し、直流－直流変換ができるものであれば良い。例えば、コンバータ部３ａは、昇降圧チョッパ回路などであっても良い。
【0062】
コンバータ部３ａの一方側（図４中右側）は、コンデンサ１２に電気的に接続されている。
【0063】
電圧センサ３ｃは、コンバータ部３ａの一方側の電圧、つまりコンデンサ１２の電圧Ｖｄｃを検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。
【0064】
コンバータ部３ａの他方側（図４中左側）は、バッテリＢＡＴＴ０に電気的に接続されている。
【0065】
電圧センサ３ｄは、コンバータ部３ａの他方側の電圧、つまりバッテリＢＡＴＴ０の電圧Ｖ０を検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。
【0066】
電流センサ３ｅは、コンバータ部３ａの他方側とバッテリＢＡＴＴ０との間に流れる電流Ａ０を検出して、検出信号を制御部３ｂに出力する。
【0067】
制御部３ｂは、電圧Ｖｄｃ、電圧Ｖ０及び電流Ａ０に基づいて、コンバータ部３ａを制御する。
【0068】
パワーバスＰＢＵＳは、高電位側の配線ＰＢＵＳａと、低電位側の配線ＰＢＵＳｂと、を含む。配線ＰＢＵＳａは、コンバータ部３ａの他方側の高電位側端に電気的に接続されている。配線ＰＢＵＳｂは、スイッチＳＷ３を介して、コンバータ部３ａの他方側の低電位側端に電気的に接続されている。
【0069】
制御バスＣＢＵＳは、制御部３ｂに電気的に接続されている。制御バスＣＢＵＳは、ＣＡＮ（Controller Area Network、ＩＳＯ １１８９８）が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0070】
ＤＣ－ＤＣコンバータ４は、コンバータ部４ａと、制御部４ｂと、電圧センサ４ｃと、電流センサ４ｄと、を含む。
【0071】
コンバータ部４ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部４ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部４ａは、強化絶縁が図られている必要はない。
【0072】
【0073】
電圧センサ４ｃは、コンバータ部４ａの一方側の電圧Ｖ１Ｂを検出して、検出信号を制御部４ｂに出力する。
【0074】
電流センサ４ｄは、コンバータ部４ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ１Ｂを検出して、検出信号を制御部４ｂに出力する。
【0075】
制御部４ｂは、電圧Ｖ１Ｂ及び電流Ａ１Ｂに基づいて、コンバータ部４ａを制御する。
【0076】
ＤＣ－ＤＣコンバータ５は、コンバータ部５ａと、制御部５ｂと、電圧センサ５ｃと、電流センサ５ｄと、を含む。
【0077】
コンバータ部５ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部５ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部５ａは、強化絶縁が図られている必要はない。
【0078】
【0079】
電圧センサ５ｃは、コンバータ部５ａの一方側の電圧Ｖ２Ｂを検出して、検出信号を制御部５ｂに出力する。
【0080】
電流センサ５ｄは、コンバータ部５ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ２Ｂを検出して、検出信号を制御部５ｂに出力する。
【0081】
制御部５ｂは、電圧Ｖ２Ｂ及び電流Ａ２Ｂに基づいて、コンバータ部５ａを制御する。
【0082】
ＤＣ－ＤＣコンバータ６は、コンバータ部６ａと、制御部６ｂと、電圧センサ６ｃと、電流センサ６ｄと、を含む。
【0083】
コンバータ部６ａは、双方向昇降圧チョッパ回路が例示されるが、本開示はこれに限定されない。コンバータ部６ａは、直流－直流変換ができるものであれば良い。コンバータ部６ａは、強化絶縁が図られている必要はない。
【0084】
【0085】
電圧センサ６ｃは、コンバータ部６ａの一方側の電圧Ｖ３Ｂを検出して、検出信号を制御部６ｂに出力する。
【0086】
電流センサ６ｄは、コンバータ部６ａの一方側とパワーバスＰＢＵＳとの間に流れる電流Ａ３Ｂを検出して、検出信号を制御部６ｂに出力する。
【0087】
制御部６ｂは、電圧Ｖ３Ｂ及び電流Ａ３Ｂに基づいて、コンバータ部６ａを制御する。
【0088】
（充電動作）
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、例えば定格（例えば、１５００Ｗ）で、交流電源７（図３参照）から電力を取り込んで、コンデンサ１２に出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２からコンデンサ１２に出力される直流電力の一部を用いて、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下及び定格電圧以下で、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ（定電流）／ＣＶ（定電圧）制御する。なお、制御部３ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の充電電流を適切に制御できる。
ＡＣ－ＤＣコンバータ２は、例えば定格（例えば、１５００Ｗ）で、交流電源７（図３参照）から電力を取り込んで、コンデンサ１２に出力する。ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、ＡＣ－ＤＣコンバータ２からコンデンサ１２に出力される直流電力の一部を用いて、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下及び定格電圧以下で、バッテリＢＡＴＴ０を充電する。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ（定電流）／ＣＶ（定電圧）制御する。なお、制御部３ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の充電電流を適切に制御できる。
【0089】
制御部３ｂは、残りの電力、つまり、ＡＣ－ＤＣコンバータ２の供給電力からバッテリＢＡＴＴ０の充電電力を減じた電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに分担させる。例えば、バッテリＢＡＴＴ０の定格電力が５００Ｗであるとすると、残りの電力は、１０００Ｗ（＝１５００Ｗ－５００Ｗ）となる。
【0090】
例えば、制御部３ｂは、残りの電力をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに均等に分担させる場合、残りの電力（１０００Ｗ）をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの台数（３台）で除した電力（１０００Ｗ÷３＝３３３Ｗ）を、目標充電電力設定値として、制御バスＣＢＵＳ経由で制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに送信する（ＣＰ（定電力）制御）。
【0091】
制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、目標充電電力設定値（３３３Ｗ）に基づいて、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までを夫々充電する。つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、コンバータ部４ａ、５ａ及び６ａを夫々ＣＣ／ＣＶ制御する。なお、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。
【0092】
なお、制御部３ｂは、残りの電力をＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までに均等に分担させなくても良い。つまり、制御部３ｂは、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂ毎に、異なる目標充電電力設定値を送信しても良い。
【0093】
或いは、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに放電、充電、又は充放電停止のいずれかを夫々させるように、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに指示しても良い。
【0094】
（放電動作）
［通常の場合］
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下で、バッテリＢＡＴＴ０を放電させる。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ制御する。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の放電電流を適切に制御できる。
［通常の場合］
ＤＣ－ＤＣコンバータ３は、バッテリＢＡＴＴ０の定格電流以下で、バッテリＢＡＴＴ０を放電させる。つまり、制御部３ｂは、コンバータ部３ａをＣＣ制御する。制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電流センサ３ｅを含むことにより、バッテリＢＡＴＴ０の放電電流を適切に制御できる。
【0095】
制御部３ｂは、負荷８の消費電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までにも分担させる。つまり、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０が放電する電力を抑制するための電力をバッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに放電させる。
【0096】
そのため、制御部３ｂは、目標ＡＸＢ電流設定値、目標ＶＸＢ電圧設定値及びマスター電圧Ｖ０検出値を、制御バスＣＢＵＳ経由で制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに送信する。目標ＡＸＢ電流設定値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの各々の出力電流の目標電流設定値である。目標ＶＸＢ電圧設定値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの各々の出力電圧の目標電圧設定値である。マスター電圧Ｖ０検出値は、電圧センサ３ｄの検出値、即ち電圧Ｖ０である。
【0097】
制御部４ｂは、電流Ａ１Ｂが目標ＡＸＢ電流設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＣ制御するとともに、電圧Ｖ１Ｂが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御し、バッテリＢＡＴＴ１を放電させる。なお、制御部４ｂは、ＣＣ制御をＣＶ制御よりも優先させても良い。制御部４ｂは、マスター電圧Ｖ０検出値を、後述する電圧補正動作で使用する。
【0098】
制御部５ｂ及び６ｂも、制御部４ｂと同様の制御を行う。
【0099】
なお、制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までを均等に放電させなくても良い。つまり、制御部３ｂは、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂ毎に、異なる目標ＡＸＢ電流設定値及び目標ＶＸＢ電圧設定値を送信しても良い。
【0100】
或いは、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ１からバッテリＢＡＴＴ３までに放電、充電、又は充放電停止のいずれかを夫々させるように、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂに指示しても良い。
【0101】
［負荷の消費電力が急減した場合］
負荷の消費電力が急減（以下、「負荷急減」と称する）した場合の放電制御の一例について、説明する。
負荷の消費電力が急減（以下、「負荷急減」と称する）した場合の放電制御の一例について、説明する。
【0102】
（Ａ）負荷急減すると、コンデンサ１２の電圧Ｖｄｃが上昇する。
（Ｂ）電圧Ｖｄｃが上昇すると、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０の放電を抑制するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｃ）しかし、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行して放電抑制するまでには、タイムラグがある。そのため、制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから供給される電力をコンデンサ１２に出力するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｄ）すると、電圧Ｖｄｃが過電圧となるので、制御部３ｂは、コンバータ部３ａを動作停止させる。従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから出力される電力が、意図せず、バッテリＢＡＴＴ０に流れ込んでしまうことになる。このとき、パワーバスＰＢＵＳの電圧（電圧Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂ及びＶ３Ｂ）が上昇するので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行することが、促進される。
（Ｅ）その後、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂのＣＶ制御への移行が完了し、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの出力が抑制される。
（Ｂ）電圧Ｖｄｃが上昇すると、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０の放電を抑制するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｃ）しかし、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行して放電抑制するまでには、タイムラグがある。そのため、制御部３ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから供給される電力をコンデンサ１２に出力するように、コンバータ部３ａを制御する。
（Ｄ）すると、電圧Ｖｄｃが過電圧となるので、制御部３ｂは、コンバータ部３ａを動作停止させる。従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから出力される電力が、意図せず、バッテリＢＡＴＴ０に流れ込んでしまうことになる。このとき、パワーバスＰＢＵＳの電圧（電圧Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂ及びＶ３Ｂ）が上昇するので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行することが、促進される。
（Ｅ）その後、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂのＣＶ制御への移行が完了し、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までの出力が抑制される。
【0103】
上記（Ｄ）に記載した通り、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までから出力される電力が、意図せず、バッテリＢＡＴＴ０に流れ込んでしまうことが起こり得る。そこで、充放電システム１では、上記（Ｂ）に代えて、次の（Ｂ’）の制御を行う。
【0104】
（Ｂ’）電圧Ｖｄｃが上昇すると、制御部３ｂは、バッテリＢＡＴＴ０の放電を抑制するに留まらず、電圧Ｖｄｃの上昇分による電力を回生させて、バッテリＢＡＴＴ０を仕様範囲内（例えば定格）で充電するように、コンバータ部３ａを制御する。このとき、パワーバスＰＢＵＳの電圧（電圧Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂ及びＶ３Ｂ）が上昇するので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂのＣＣ制御からＣＶ制御への移行が上記（Ｄ）よりも更に促進される。
【0105】
なお、コンバータ部３ａをシームレス双方向型とすることで、バッテリＢＡＴＴ０の充電からコンデンサ１２の充電へ、又は、コンデンサ１２の充電からバッテリＢＡＴＴ０の充電へ、とシームレスに移行することも可能である。
【0106】
このように、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が電圧Ｖｄｃの上昇による電力を回生させてバッテリＢＡＴＴ０を充電することにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ３が制御可能な間（動作停止前）にパワーバスＰＢＵＳの電圧を上昇させることができる。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ４から６までがＣＣ制御からＣＶ制御へ移行することを、更に促進することができる。
【0107】
充放電システム１は、図３及び図４に示す構成で、バッテリＢＡＴＴ０からバッテリＢＡＴＴ３までの充放電を適切に行うことができ、負荷急減にも適切に対応できる。これにより、第１及び第２比較例と比較して、ＤＣ－ＤＣコンバータの数を削減でき、強化絶縁の数を削減できる。従って、コスト抑制、サイズ抑制、電力変換効率を改善することが可能である。
【0108】
［電圧補正動作］
上記したように、制御部４ｂは、電流Ａ１Ｂが目標ＡＸＢ電流設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＣ制御するとともに、電圧Ｖ１Ｂが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御し、バッテリＢＡＴＴ１を放電させる。但し、以下に説明するように、制御部４ｂは、電圧センサ４ｃで検出された電圧Ｖ１Ｂを補正し、補正後の電圧Ｖ１Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御することが好ましい。制御部５ｂ及び６ｂも同様である。
上記したように、制御部４ｂは、電流Ａ１Ｂが目標ＡＸＢ電流設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＣ制御するとともに、電圧Ｖ１Ｂが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御し、バッテリＢＡＴＴ１を放電させる。但し、以下に説明するように、制御部４ｂは、電圧センサ４ｃで検出された電圧Ｖ１Ｂを補正し、補正後の電圧Ｖ１Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御することが好ましい。制御部５ｂ及び６ｂも同様である。
【0109】
以下、充放電システム１の電圧補正動作について説明する。
【0110】
制御部３ｂは、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂにＣＶ制御よりもＣＣ制御を優先させるために、電圧センサ３ｄで検出された電圧Ｖ０に予め定められたオフセットαを加えることにより、目標ＶＸＢ電圧設定値を算出する。つまり、制御部３ｂは、目標ＶＸＢ電圧設定値を（Ｖ０＋α）に設定する。
【0111】
また、制御部３ｂは、目標ＶＸＢ電圧設定値を、電圧Ｖ０が降下している場合は電圧Ｖ０に相対的に高速に追従させ、電圧Ｖ０が上昇している場合は電圧Ｖ０に相対的に低速に追従させる。電圧Ｖ０が上昇している場合の目標ＶＸＢ電圧設定値の追従の遅れ時間は、後述するフィルタの時定数よりも大きいことが好ましい。これにより、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、負荷急減時に、電圧ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが目標ＶＸＢ電圧設定値よりも高くなるので、ＣＶ動作へ移行することが促進される。
【0112】
図５は、実施の形態のＤＣ－ＤＣコンバータの各々で検出される電圧の一例を示す図である。
【0113】
図４及び図５を参照すると、電圧センサ４ｃで検出されるパワーバスＰＢＵＳの電圧Ｖ１Ｂ（ＤＣ－ＤＣコンバータ４の出力電圧）は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３からＤＣ－ＤＣコンバータ４までの間の配線による電圧降下等に起因する電圧Ｖ１ｂｕｓだけ、電圧Ｖ０より高い。つまり、次の式（１）が成り立つ。
Ｖ１Ｂ＝Ｖ０＋Ｖ１ｂｕｓ ・・・（１）
Ｖ１Ｂ＝Ｖ０＋Ｖ１ｂｕｓ ・・・（１）
【0114】
同様に、電圧センサ５ｃで検出されるパワーバスＰＢＵＳの電圧Ｖ２Ｂ（ＤＣ－ＤＣコンバータ５の出力電圧）は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４からＤＣ－ＤＣコンバータ５までの間の配線による電圧降下等に起因する電圧Ｖ２ｂｕｓだけ、電圧Ｖ１Ｂより高い。つまり、次の式（２）が成り立つ。
Ｖ２Ｂ＝Ｖ１Ｂ＋Ｖ２ｂｕｓ ・・・（２）
Ｖ２Ｂ＝Ｖ１Ｂ＋Ｖ２ｂｕｓ ・・・（２）
【0115】
同様に、電圧センサ６ｃで検出されるパワーバスＰＢＵＳの電圧Ｖ３Ｂ（ＤＣ－ＤＣコンバータ６の出力電圧）は、ＤＣ－ＤＣコンバータ５からＤＣ－ＤＣコンバータ６までの間の配線による電圧降下等に起因する電圧Ｖ３ｂｕｓだけ、電圧Ｖ２Ｂより高い。つまり、次の式（３）が成り立つ。
Ｖ３Ｂ＝Ｖ２Ｂ＋Ｖ３ｂｕｓ ・・・（３）
Ｖ３Ｂ＝Ｖ２Ｂ＋Ｖ３ｂｕｓ ・・・（３）
【0116】
図５を参照すると、電圧Ｖ２Ｂ及び電圧Ｖ３Ｂは、目標ＶＸＢ電圧設定値（Ｖ０＋α）よりも高い。従って、制御部５ｂ及び６ｂは、ＣＣ制御よりもＣＶ制御を優先することになるので、目標ＡＸＢ電流設定値に従ったＣＣ制御ができなくなってしまう。一方、制御部５ｂ及び６ｂにＣＶ制御よりもＣＣ制御を優先させるために、目標ＶＸＢ電圧設定値を更に高く設定する、即ちオフセットαを更に高く設定することとすると、負荷急減時に、ＣＶ制御の感度が下がることになる。つまり、制御部５ｂ及び６ｂは、負荷急減時に、ＣＣ制御からＣＶ制御への移行が遅れることになる。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ５及び６からバッテリＢＡＴＴ０へ流入する電流が生じてしまう。つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、電圧Ｖ０の変動を相対的且つ正確に取得する必要がある。
【0117】
そこで、実施の形態では、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、自機で検出されたパワーバスＰＢＵＳの電圧ＶＸＢから、マスター電圧Ｖ０検出値を減じることにより、補正値ＶＸＡを算出する。つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、次の式（４）により、補正値ＶＸＡを算出する。
ＶＸＡ＝ＶＸＢ－Ｖ０ ・・・（４）
ＶＸＡ＝ＶＸＢ－Ｖ０ ・・・（４）
【0118】
なお、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、電圧ＶＸＢ及びマスター電圧Ｖ０検出値に、１ｓｅｃ（秒）程度の時定数のフィルタ処理を実施することが好ましい。つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、次の式（４’）により、フィルタ後の補正値ＶＸＡ＿filteredを算出することが好ましい。
ＶＸＡ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ＝ＶＸＢ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｖ０＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ ・・・（４’）
ＶＸＡ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ＝ＶＸＢ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｖ０＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ ・・・（４’）
【0119】
これは、負荷急減が発生した際の電圧Ｖ０の変動が補正値ＶＸＡ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄに反映されることを遅らせるためである。
【0120】
つまり、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、次の式（５）により、補正後の自機の電圧ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄを算出する。
ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ
＝ＶＸＢ－ＶＸＡ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ
＝ＶＸＢ－（ＶＸＢ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｖ０＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ） ・・・（５）
ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ
＝ＶＸＢ－ＶＸＡ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ
＝ＶＸＢ－（ＶＸＢ＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｖ０＿ｆｉｌｔｅｒｅｄ） ・・・（５）
【0121】
補正後の自機の電圧ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄは、目標ＶＸＢ電圧設定値よりも、概ねオフセットα分だけ低い。
【0122】
以上を整理すると、制御部４ｂは、電流Ａ１Ｂが目標ＡＸＢ電流設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＣ制御するとともに、電圧Ｖ１Ｂ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが目標ＶＸＢ電圧設定値となるようにコンバータ部４ａをＣＶ制御し、バッテリＢＡＴＴ１を放電させる。
【0123】
制御部５ｂ及び６ｂも、制御部４ｂと同様の制御を行う。
【0124】
通常の放電時は、ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＜目標ＶＸＢ電圧設定値であるので、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、ＣＶ制御よりもＣＣ制御を優先して行う。また、負荷急減時は、ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄが上昇する一方、目標ＶＸＢ電圧設定値（Ｖ０＋α）が電圧Ｖ０に相対的に低速に追従するので、ＶＸＢ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＞目標ＶＸＢ電圧設定値となる。従って、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、ＣＣ制御からＣＶ制御へ速やかに移行するので、ＣＶ制御の感度の低下を抑制できる。
【0125】
（効果）
制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、通常の放電時は、ＣＣ制御を優先して行うとともに、負荷急減時は、ＣＶ制御の感度の低下を抑制できる。また、制御部３ｂと、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂと、の間に電圧検出用の配線を設ける必要がない。これにより、ハードウェア量を抑制することができる。
制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂの各々は、通常の放電時は、ＣＣ制御を優先して行うとともに、負荷急減時は、ＣＶ制御の感度の低下を抑制できる。また、制御部３ｂと、制御部４ｂ、５ｂ及び６ｂと、の間に電圧検出用の配線を設ける必要がない。これにより、ハードウェア量を抑制することができる。
【0126】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0127】
１、１０１、１１１ 充放電システム
２ ＡＣ－ＤＣコンバータ
３、４、５、６、１０２、・・・、１０５、１１２、・・・、１１５ ＤＣ－ＤＣコンバータ
３ａ、４ａ、５ａ、６ａ コンバータ部
３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ 制御部
３ｃ、３ｄ、４ｃ、５ｃ、６ｃ 電圧センサ
３ｅ、４ｄ、５ｄ、６ｄ 電流センサ
７ 交流電源
８ 負荷
１１ フィルタ
１２ コンデンサ
ＢＡＴＴ０、ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２、ＢＡＴＴ３ バッテリ
ＣＢＵＳ 制御バス
ＰＢＵＳ パワーバス
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ
２ ＡＣ－ＤＣコンバータ
３、４、５、６、１０２、・・・、１０５、１１２、・・・、１１５ ＤＣ－ＤＣコンバータ
３ａ、４ａ、５ａ、６ａ コンバータ部
３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ 制御部
３ｃ、３ｄ、４ｃ、５ｃ、６ｃ 電圧センサ
３ｅ、４ｄ、５ｄ、６ｄ 電流センサ
７ 交流電源
８ 負荷
１１ フィルタ
１２ コンデンサ
ＢＡＴＴ０、ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２、ＢＡＴＴ３ バッテリ
ＣＢＵＳ 制御バス
ＰＢＵＳ パワーバス
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】