(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-16
(45)【発行日】2022-11-25
(54)【発明の名称】充放電システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/34 20060101AFI20221117BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20221117BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20221117BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20221117BHJP
【ＦＩ】
H02J7/34 B
H02J7/00 302C
H01M10/44 P
H01M10/48 P
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021089272
(22)【出願日】2021-05-27
【審査請求日】2021-05-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000195959
【氏名又は名称】西芝電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145816
【弁理士】
【氏名又は名称】鹿股 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100196003
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 太郎
(72)【発明者】
【氏名】甲月 甫明
(72)【発明者】
【氏名】黒田 弘人
【審査官】田中 慎太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－０３５１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４０８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０６０８７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／３４
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｈ０１Ｍ １０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
船に配置される交流電源と、前記交流電源を電源とする交流電源系統と、
前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、
バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、
前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、
前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、
前記電動機に接続される負荷機と、
前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、
前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、
前記直流電源系統と前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、
前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と、
前記交流電源系統または前記交流電源系統とは分離された第２交流電源系統と、前記第２直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統または前記第２交流電源系統と、前記第２直流電源系統との間で電力変換を行う第２コンバータと、
前記第２直流電源系統に接続される第３バッテリと
を具備し、
前記第２直流電源系統の電圧は、前記直流電源系統の電圧とは独立して変動可能である
充放電システム。
【請求項2】
前記第２直流電源系統から、前記直流電源系統に向かう電流の流れ方向を第１方向と定義し、前記直流電源系統から、前記第２直流電源系統に向かう電流の流れ方向を第２方向と定義するとき、前記ダイオードは、前記第１方向の電流の流れを阻止する第１ダイオード、および、前記第２方向の電流の流れを阻止する第２ダイオードのうちの少なくとも一方を含む請求項１に記載の充放電システム。
【請求項3】
切替器を更に具備し、前記ダイオードは、前記第１ダイオード、および、前記第２ダイオードの両方を含み、
前記切替器は、前記第２直流電源系統と前記第１ダイオードとが電気的に接続される第１状態と、前記第２直流電源系統と前記第２ダイオードとが電気的に接続される第２状態との間で接続状態を切り替え可能である
請求項２に記載の充放電システム。
【請求項4】
前記直流電源系統の直流電源電圧を検出する第１電圧検出器と、前記第２直流電源系統の第２直流電源電圧を検出する第２電圧検出器と、
前記第１電圧検出器が出力する第１電圧信号および前記第２電圧検出器が出力する第２電圧信号が入力され、前記開閉器に開閉信号を出力する開閉器制御部と
を更に具備し、
前記開閉器制御部は、前記第１電圧信号が示す第１電圧と前記第２電圧信号が示す第２電圧との差が予め設定された範囲内の値となることに応じて、前記開閉器を閉じて前記ダイオードをバイパスする
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の充放電システム。
【請求項5】
前記直流電源系統の直流電源電圧を検出する第１電圧検出器と、前記第２直流電源系統の第２直流電源電圧を検出する第２電圧検出器と、
前記第１電圧検出器が出力する第１電圧信号および前記第２電圧検出器が出力する第２電圧信号が入力され、前記切替器に切替信号を出力する切替器制御部と
を更に具備し、
前記切替器制御部は、前記第１電圧信号が示す第１電圧と前記第２電圧信号が示す第２電圧との間の高低関係に応じて前記切替器の前記接続状態を切り替える
請求項３に記載の充放電システム。
【請求項6】
前記第１電圧検出器が出力する前記第１電圧信号および前記第２電圧検出器が出力する前記第２電圧信号が入力され、前記開閉器に開閉信号を出力する開閉器制御部を更に具備し、前記開閉器制御部は、前記第１電圧信号が示す前記第１電圧と前記第２電圧信号が示す前記第２電圧との差が予め設定された範囲内の値となることに応じて、前記開閉器を閉じて前記ダイオードをバイパスする
請求項５に記載の充放電システム。
【請求項7】
船に配置される交流電源と、
前記交流電源を電源とする交流電源系統と、
前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、
バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、
前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、
前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、
前記電動機に接続される負荷機と、
前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、
前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２バッテリ、または、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、
前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、
前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と
を具備し、
前記開閉器を閉じて前記ダイオードをバイパスすべきタイミングを特定するために、前記ダイオードに直列的に接続される光発生器または音発生器を更に具備する
充放電システム。
【請求項8】
船に配置される交流電源と、
前記交流電源を電源とする交流電源系統と、
前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、
バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、
前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、
前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、
前記電動機に接続される負荷機と、
前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、
前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２バッテリ、または、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、
前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、
前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と
を具備し、
前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間を流れる電流を検出する電流検出器を更に具備し、
前記電流検出器が出力する電流信号が示す電流の値がゼロ、または、所定の電流値となったタイミングで前記開閉器が開状態にされる
充放電システム。
【請求項9】
前記直流電源系統と前記第２直流電源系統との間を流れる電流が所定量以下であるか、あるいは、ゼロであることを示す機器を更に具備する請求項１乃至６のいずれか一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】
本発明の実施形態は、船に配置される充放電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
複数のバッテリが並列に接続された蓄電システムにおいて、放電中のバッテリに加えて別のバッテリを放電させる場合に、放電中のバッテリの端子電圧と追加で放電させるバッテリの端子電圧との電圧差によってバッテリ間で生じる横流を抑制することが求められる。より具体的には、放電中のバッテリの端子電圧と追加で放電させるバッテリの端子電圧とを一致させてから、追加で放電させるバッテリの放電を開始させる技術が求められる。
そのような技術として、例えば、特許文献１に示されるような複数の二次電池パックを有する蓄電システムがある。
そのような技術として、例えば、特許文献１に示されるような複数の二次電池パックを有する蓄電システムがある。
【0003】
図４０には、特許文献１から把握される従来技術における蓄電システムの構成が示されている。図４０に示される蓄電システムは、放電中の二次電池パック８０、第４の電圧検出器８１、第２の電流検出器８２、上位制御部８３、第１の制御部８４、追加で放電される二次電池パック８５、第５の電圧検出器８６、第３の電流検出器８７、第２の制御部８８、放電スイッチボディダイオード８９、充電スイッチボディダイオード９０、第１の放電スイッチ９１、第１の充電スイッチ９２、第２の放電スイッチ９３、および、第２の充電スイッチ９４を有する。
図４０に示される蓄電システムにおいて、放電中の二次電池パック８０と追加の二次電池パック８５とは並列に接続され、放電中の二次電池パック８０のマイナス側には、第１の放電スイッチ９１と放電スイッチボディダイオード８９とが並列に配置された並列回路と、第１の充電スイッチ９２と充電スイッチボディダイオード９０とが並列に配置された並列回路とが直列に接続され、追加の二次電池パック８５のマイナス側には、第２の放電スイッチ９３と放電スイッチボディダイオード８９とが並列に配置された並列回路と、第２の充電スイッチ９４と充電スイッチボディダイオード９０とが並列に配置された並列回路とが直列に接続されている。
第１の制御部８４は、放電中の二次電池パック８０の端子電圧を検出する第４の電圧検出器８１による検出値と、放電中の二次電池パックの８０の放電電流または充電電流を検出する第２の電流検出器８２による検出値とを、上位制御部８３に通知する。第２の制御部８８は、追加の二次電池パック８５の端子電圧を検出する第５の電圧検出器８６による検出値と、追加の二次電池パック８５の放電電流または充電電流を検出する第３の電流検出器８７による検出値とを、上位制御部８３に通知する。上位制御部８３は、第１の制御部８４および第２の制御部８８に制御信号を送り、第１の放電スイッチ９１の開閉状態、第１の充電スイッチ９２の開閉状態、第２の放電スイッチ９３の開閉状態、および、第２の充電スイッチ９４の開閉状態を制御させる。
放電中の二次電池パック８０の放電または充電の状態は、第１の放電スイッチ９１および第１の充電スイッチ９２の開閉状態に応じて決まる。放電中の二次電池パック８０が放電中であるとき、第１の放電スイッチ９１は閉の状態、第１の充電スイッチ９２は開の状態となるように第１の制御部８４により制御される。放電中の二次電池パック８０が充電中であるとき、第１の放電スイッチ９１は開の状態、第１の充電スイッチ９２は閉の状態となるように第１の制御部８４により制御される。
同様に、追加の二次電池パック８５の放電または充電の状態は、第２の放電スイッチ９３および第２の充電スイッチ９４の開閉状態に応じて決まる。追加の二次電池パック８５が放電中であるとき、第２の放電スイッチ９３は閉の状態、第２の充電スイッチ９４は開の状態となるように第２の制御部８８により制御される。追加の二次電池パック８５が充電中であるとき、第２の放電スイッチ９３は開の状態、第２の充電スイッチ９４は閉の状態になるように第２の制御部８８により制御される。
上位制御部８３は、初めに、放電および充電を行っていない各二次電池パック（８０、８５）のインピーダンス、および、端子間電圧を測定する。次に、測定した端子間電圧が最も高い二次電池パックとその二次電池パックと端子間電圧が近い二次電池パックを選択し、端子間電圧が最も高い二次電池パックを先に放電させる。
上位制御部８３は、第４の電圧検出器８１による検出値と第２の電流検出器８２による検出値から放電中の二次電池パック８０のインピーダンスを測定する。放電中の二次電池パック８０の端子間電圧は概ね直線的に下降することから、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスを時間を変数とする一次関数によって近似することにより、インピーダンスの変化を予測する。また、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスの変化の予測値と、追加の二次電池パック８５のインピーダンスとが一致するタイミングを算出する。上位制御部８３は、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスの予測値と、追加の二次電池パック８５のインピーダンスとが一致するタイミングで、第２の制御部８８により、第２の放電スイッチ９３を閉、第２の充電スイッチ９４を開の状態にさせ、追加の二次電池パック８５の放電を開始させる。
以上の構成により、追加の二次電池パック８５の放電開始時に、放電中の二次電池パック８０の端子間電圧と追加の二次電池パック８５の端子間電圧との差を低減することができ、二次電池パック（８０、８５）間で発生する横流を抑制することができる。
図４０に示される蓄電システムにおいて、放電中の二次電池パック８０と追加の二次電池パック８５とは並列に接続され、放電中の二次電池パック８０のマイナス側には、第１の放電スイッチ９１と放電スイッチボディダイオード８９とが並列に配置された並列回路と、第１の充電スイッチ９２と充電スイッチボディダイオード９０とが並列に配置された並列回路とが直列に接続され、追加の二次電池パック８５のマイナス側には、第２の放電スイッチ９３と放電スイッチボディダイオード８９とが並列に配置された並列回路と、第２の充電スイッチ９４と充電スイッチボディダイオード９０とが並列に配置された並列回路とが直列に接続されている。
第１の制御部８４は、放電中の二次電池パック８０の端子電圧を検出する第４の電圧検出器８１による検出値と、放電中の二次電池パックの８０の放電電流または充電電流を検出する第２の電流検出器８２による検出値とを、上位制御部８３に通知する。第２の制御部８８は、追加の二次電池パック８５の端子電圧を検出する第５の電圧検出器８６による検出値と、追加の二次電池パック８５の放電電流または充電電流を検出する第３の電流検出器８７による検出値とを、上位制御部８３に通知する。上位制御部８３は、第１の制御部８４および第２の制御部８８に制御信号を送り、第１の放電スイッチ９１の開閉状態、第１の充電スイッチ９２の開閉状態、第２の放電スイッチ９３の開閉状態、および、第２の充電スイッチ９４の開閉状態を制御させる。
放電中の二次電池パック８０の放電または充電の状態は、第１の放電スイッチ９１および第１の充電スイッチ９２の開閉状態に応じて決まる。放電中の二次電池パック８０が放電中であるとき、第１の放電スイッチ９１は閉の状態、第１の充電スイッチ９２は開の状態となるように第１の制御部８４により制御される。放電中の二次電池パック８０が充電中であるとき、第１の放電スイッチ９１は開の状態、第１の充電スイッチ９２は閉の状態となるように第１の制御部８４により制御される。
同様に、追加の二次電池パック８５の放電または充電の状態は、第２の放電スイッチ９３および第２の充電スイッチ９４の開閉状態に応じて決まる。追加の二次電池パック８５が放電中であるとき、第２の放電スイッチ９３は閉の状態、第２の充電スイッチ９４は開の状態となるように第２の制御部８８により制御される。追加の二次電池パック８５が充電中であるとき、第２の放電スイッチ９３は開の状態、第２の充電スイッチ９４は閉の状態になるように第２の制御部８８により制御される。
上位制御部８３は、初めに、放電および充電を行っていない各二次電池パック（８０、８５）のインピーダンス、および、端子間電圧を測定する。次に、測定した端子間電圧が最も高い二次電池パックとその二次電池パックと端子間電圧が近い二次電池パックを選択し、端子間電圧が最も高い二次電池パックを先に放電させる。
上位制御部８３は、第４の電圧検出器８１による検出値と第２の電流検出器８２による検出値から放電中の二次電池パック８０のインピーダンスを測定する。放電中の二次電池パック８０の端子間電圧は概ね直線的に下降することから、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスを時間を変数とする一次関数によって近似することにより、インピーダンスの変化を予測する。また、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスの変化の予測値と、追加の二次電池パック８５のインピーダンスとが一致するタイミングを算出する。上位制御部８３は、放電中の二次電池パック８０のインピーダンスの予測値と、追加の二次電池パック８５のインピーダンスとが一致するタイミングで、第２の制御部８８により、第２の放電スイッチ９３を閉、第２の充電スイッチ９４を開の状態にさせ、追加の二次電池パック８５の放電を開始させる。
以上の構成により、追加の二次電池パック８５の放電開始時に、放電中の二次電池パック８０の端子間電圧と追加の二次電池パック８５の端子間電圧との差を低減することができ、二次電池パック（８０、８５）間で発生する横流を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１２／１３２９８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載された技術では、放電中の二次電池パックに並列に接続された追加の二次電池パックを追加で放電させる際に横流を抑制するためには、放電中の二次電池パックのインピーダンスの値、追加の二次電池パックのインピーダンスの値を求める必要がある。また、放電中の二次電池パックのインピーダンスの変化を予測するために、放電中の二次電池パックの端子電圧と、放電電流とを算出する必要があり、全体として複雑な構成を必要とする。
そこで、本発明は、船に配置される充放電システムにおいて、第１バッテリが接続された直流電源系統に、第２バッテリあるいは第２直流電源系統を、船内システムを稼働させた状態で追加的に接続する場合でも、簡易な構成で横流を阻止または抑制可能な充放電システムを提供することを目的とする。
そこで、本発明は、船に配置される充放電システムにおいて、第１バッテリが接続された直流電源系統に、第２バッテリあるいは第２直流電源系統を、船内システムを稼働させた状態で追加的に接続する場合でも、簡易な構成で横流を阻止または抑制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】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態における充放電システムは、船に配置される交流電源と、前記交流電源を電源とする交流電源系統と、前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、前記電動機に接続される負荷機と、前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、前記直流電源系統と前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と、前記交流電源系統または前記交流電源系統とは分離された第２交流電源系統と、前記第２直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統または前記第２交流電源系統と、前記第２直流電源系統との間で電力変換を行う第２コンバータと、前記第２直流電源系統に接続される第３バッテリと、を具備し、前記第２直流電源系統の電圧は、前記直流電源系統の電圧とは独立して変動可能であることを特徴とする。代替的に、本発明の実施形態における充放電システムは、船に配置される交流電源と、前記交流電源を電源とする交流電源系統と、前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、前記電動機に接続される負荷機と、前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２バッテリ、または、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と、を具備し、前記開閉器を閉じて前記ダイオードをバイパスすべきタイミングを特定するために、前記ダイオードに直列的に接続される光発生器または音発生器を更に具備することを特徴とする。更に代替的に、本発明の実施形態における充放電システムは、船に配置される交流電源と、前記交流電源を電源とする交流電源系統と、前記交流電源系統から受け取る電力によって作動する船内負荷と、バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統と、前記交流電源系統と前記直流電源系統とを接続し、前記交流電源系統と前記直流電源系統との間で電力変換を行うコンバータと、前記直流電源系統からインバータを介して受け取る電力によって駆動される電動機と、前記電動機に接続される負荷機と、前記直流電源系統に接続される第１バッテリと、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２バッテリ、または、前記直流電源系統に追加的に接続可能な第２直流電源系統と、前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間に配置されるダイオードと、前記ダイオードをバイパスして、前記直流電源系統と前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統とを導通させる開閉器と、を具備し、前記直流電源系統と、前記第２バッテリまたは前記第２直流電源系統との間を流れる電流を検出する電流検出器を更に具備し、前記電流検出器が出力する電流信号が示す電流の値がゼロ、または、所定の電流値となったタイミングで前記開閉器が開状態にされることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明により、船内システムの稼働状態や停止状態に関わらず、簡易な構成で横流を阻止または抑制可能な充放電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態における充放電システム１００に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。
【0010】
（第１の実施形態）
図１乃至図４を参照して、第１の実施形態における充放電システム１００Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態における充放電システム１００Ａの構成の一例を示す図である。図２は、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１との関係に基づく、第１バッテリ９の充放電量Ｄ１を示す図である。図３は、バッテリの電圧特性の一例を示す図である。図４は、第１の実施形態において、直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧との関係に基づく、第１ダイオード１１ａの電流導通状態の時間変化を示す図である。
図１乃至図４を参照して、第１の実施形態における充放電システム１００Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態における充放電システム１００Ａの構成の一例を示す図である。図２は、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１との関係に基づく、第１バッテリ９の充放電量Ｄ１を示す図である。図３は、バッテリの電圧特性の一例を示す図である。図４は、第１の実施形態において、直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧との関係に基づく、第１ダイオード１１ａの電流導通状態の時間変化を示す図である。
【0011】
（構成・作用）
図１に記載の例では、充放電システム１００Ａは、交流電源１と、交流電源系統４と、船内負荷３と、直流電源系統５と、コンバータ２と、インバータ６と、電動機７と、負荷機８と、第１バッテリ９と、第２バッテリ１０と、ダイオード１１と、開閉器１２と、を具備する。
図１に記載の例では、充放電システム１００Ａは、交流電源１と、交流電源系統４と、船内負荷３と、直流電源系統５と、コンバータ２と、インバータ６と、電動機７と、負荷機８と、第１バッテリ９と、第２バッテリ１０と、ダイオード１１と、開閉器１２と、を具備する。
【0012】
交流電源１は、船に配置され、例えば、発電機（より具体的には、ディーゼルエンジン発電機）等によって構成される。交流電源系統４は、交流電源１から電力を受け取る電源系統である。図１に記載の例では、交流電源系統４は、第１主電線４１と、第１副電線４２と、第２副電線４３とを含む。図１に記載の例では、交流電源１とコンバータ２とが、第１主電線４１および第１副電線４２を介して接続されている。また、交流電源１と船内負荷３とが、第１主電線４１および第２副電線４３を介して接続されている。
【0013】
船内負荷３は、交流電源系統４から受け取る電力によって作動する。船内負荷３は、交流電源系統４から受け取る電力を運動エネルギに変換する機械的要素を含んでいてもよく、交流電源系統４から受け取る電力を熱または光に変換する電気的要素を含んでいてもよい。
【0014】
直流電源系統５は、バッテリを電源の少なくとも一部とする電源系統である。図１に記載の例では、直流電源系統５は、第２主電線５１と、第３副電線５３と、第４副電線５４と、第５副電線５５と、第６副電線５６とを含む。図１に記載の例では、コンバータ２は、第３副電線５３を介して直流電源系統５の第２主電線５１に接続されている。インバータ６は、第４副電線５４を介して第２主電線５１に接続されている。第１バッテリ９は、第５副電線５５を介して第２主電線５１に接続されている。また、第２バッテリ１０は、開閉器１２が接続される第６副電線５６を介して第２主電線５１に接続されている。
【0015】
コンバータ２は、交流電源系統４と直流電源系統５とを接続する。また、コンバータ２は、交流電源系統４と直流電源系統５との間で電力変換を行う。直流電源系統５が全体として発電装置として機能する場合には、コンバータ２は、直流電源系統５を流れる直流電流を交流電流に変換して、交流電源系統４に送電する。より具体的には、交流電源１から供給される電力が、船内負荷３で消費されるエネルギよりも小さいとき、コンバータ２は、直流電源系統５から受電し、受電した電力を交流電力に変換して交流電源系統４に供給する。コンバータ２は、交流電源１が作動していない状態で、単独で、船内負荷３に電力を供給してもよい。
【0016】
他方、直流電源系統５が全体として負荷装置として機能する場合には、コンバータ２は、交流電源系統４を流れる交流電流を直流電流に変換して、直流電源系統５に送電する。より具体的には、交流電源１から供給される所定の電力が、船内負荷３で消費されるエネルギよりも大きいとき、コンバータ２は、交流電源系統４から受電し、受電した電力を直流電力に変換して直流電源系統５に供給する。
【0017】
一般的には、交流電源１と交流電源系統４との間、コンバータ２と交流電源系統４との間、船内負荷３と交流電源系統４との間には、回路開閉及び各電気的要素の保護のための遮断器が接続されているが、実施形態における主たるアイデアには影響を及ぼさないため、記載が省略されている。
【0018】
インバータ６は、直流電源系統５に接続され、直流電源系統５を流れる直流電流を交流電流に変換する。また、インバータ６は、交流電流を電動機７に供給する。
【0019】
電動機７は、直流電源系統５からインバータ６を介して受け取る電力によって駆動される。電動機７は、電動機として機能するだけでなく、発電機として機能してもよい。より具体的には、電動機７は、外力によって回転されて電力回生することで発電機として機能してもよい。
【0020】
負荷機８は、電動機７に接続され、電動機７から供給される動力によって駆動される。負荷機８は、例えば、プロペラ等を含む。
【0021】
第１バッテリ９は、直流電源系統５に接続される。第１バッテリ９が放電することにより、第１バッテリ９から直流電源系統５に電力が供給される。他方、直流電源系統５から第１バッテリ９に電力が供給されることにより、第１バッテリ９が充電される。
【0022】
第２バッテリ１０は、直流電源系統５に追加的に接続可能なバッテリである。第２バッテリ１０が放電することにより、第２バッテリ１０から直流電源系統５に電力が供給される。他方、直流電源系統５から第２バッテリ１０に電力が供給されることにより、第２バッテリ１０が充電される。
【0023】
ダイオード１１は、直流電源系統５と第２バッテリ１０との間に配置される。ダイオード１１の機能については後述される。
【0024】
開閉器１２は、ダイオード１１をバイパスして、直流電源系統５と第２バッテリ１０とを導通させる。図１に記載の例では、ダイオード１１をバイパスするために、充放電システム１００Ａは、ダイオード１１が配置される電流路Ｌと並列に配置されるバイパス路ＬＢを有する。バイパス路ＬＢは、直流電源系統５と第２バッテリ１０とを接続する。開閉器１２が開状態であるとき、電流は、バイパス路ＬＢを流れない。他方、開閉器１２が閉状態であるとき、電流は、ダイオード１１をバイパスして、バイパス路ＬＢを流れることができる。なお、ダイオード１１が配置される電流路Ｌは、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。また、バイパス路ＬＢは、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。
【0025】
交流電源１、船内負荷３におけるエネルギ消費、および、電動機７の動作に起因して生じる直流電源系統５における電力収支に対し、バッテリがバッファとして機能する。つまり、交流電源１における発電量の変動、あるいは、負荷（船内負荷３あるいは負荷機８）が消費するエネルギの変動等に応じて、バッテリの充放電量が変化し、直流電源電圧が変化する。直流電源系統５には、主として直流電源を構成する第１バッテリ９が接続されている。第１バッテリ９は、交流電源１の発電量と、船内負荷３および負荷機８の負荷量とに応じて、放電または充電を行い、放電または充電によって第１バッテリ９の端子電圧は変動する。直流電源系統５の直流電源電圧と第１バッテリ９の端子電圧とは等しいため、第１バッテリ９の端子電圧が変動すると直流電源系統５の直流電源電圧も変動する。
【0026】
図２を参照して、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１との関係に基づく、第１バッテリ９の充放電量Ｄ１について説明する。図２には、交流電源１の発電量Ｇ１と、船内負荷３および負荷機８の負荷量Ｂ１（換言すれば、エネルギ消費量）と、第１バッテリ９の充放電量Ｄ１とが示されている。なお、充放電量Ｄ１が正の値である場合は、充放電量Ｄ１は放電量を表し、充放電量Ｄ１が負の値である場合は、充放電量Ｄ１の絶対値は、充電量を表す。
【0027】
図２において、Ａ点は発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１よりも少ない時点であり、Ｂ点は発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１とが一致している時点であり、Ｃ点は発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１よりも多い時点である。Ａ点では、第１バッテリ９は、負荷量Ｂ１から発電量Ｇ１を差し引いた量の放電を行う。Ｂ点では、第１バッテリ９は、放電および充電を行わない。換言すれば、第１バッテリ９の充放電量Ｄ１はゼロとなる。Ｃ点では、第１バッテリ９は、発電量Ｇ１から負荷量Ｂ１を差し引いた量の充電を行う。
【0028】
図３には、バッテリの電圧特性の一例が示されている。図３には、バッテリの端子電圧Ｅ１が示されている。バッテリが充放電を行うことにより、バッテリの充電率は変動する。また、バッテリの充電率が変動することにより、バッテリの端子電圧Ｅ１は変動する。
【0029】
船内システムを稼働させた状態で直流電源電圧が変動する直流電源系統５に、第２バッテリ１０を追加的に接続する場合を想定する。換言すれば、充放電システム１００Ａが、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を有する場合を想定する。直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧に電圧差がある場合、第２バッテリ１０を直流電源系統５に接続する際に、当該電圧差とインピーダンスに応じた電流が流れる。この電流を横流という。
【0030】
図１に記載の例では、充放電システム１００Ａは、直流電源系統５と第２バッテリ１０との間に配置されるダイオード１１を備える。当該ダイオード１１は、第２バッテリ１０から直流電源系統５に向かう電流の流れを阻止する第１ダイオード１１ａを含む。以下、第１の実施形態乃至第６の実施形態において、第２バッテリ１０から直流電源系統５に向かう電流の流れ方向を第１方向ＤＲ１と定義し、直流電源系統５から第２バッテリ１０に向かう電流の流れ方向を第２方向ＤＲ２と定義する。図１に示される第１ダイオード１１ａは、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する。
【0031】
図１に記載の例では、第２バッテリ１０の入出力部に、直流電源系統５から第２バッテリ１０へ向かう方向に順方向電流を流すように接続される第１ダイオード１１ａが配置されている。この場合、直流電源系統５の直流電源電圧より高い端子電圧の第２バッテリ１０が直流電源系統５に追加的に接続されるとき、第１ダイオード１１ａが逆方向（より具体的には、第１方向ＤＲ１）に電流を流さない特性により、電圧差に起因して第２バッテリ１０から直流電源系統５に横流が生じることが阻止される。なお、図１に記載の例では、第１ダイオード１１ａは第２バッテリ１０のプラス極に接続されているが、代替的に、第１ダイオード１１ａの方向を反転させ、第１ダイオード１１ａを第２バッテリ１０のマイナス極に接続するようにしてもよい。
【0032】
図４を参照して、直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧の関係に基づく、第１ダイオード１１ａの電流導通状態の時間変化について説明する。図４には、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１（＝第１バッテリ９の端子電圧）と、第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２と、第１ダイオード１１ａの電流導通状態Ｑ１とが示されている。図４の上側の図は、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２との間の高低関係の変化を示す。図４の下側の図は、第１ダイオード１１ａの電流導通状態Ｑ１の変化を示す。
【0033】
時刻Ｔ０において直流電源電圧Ｖ１は端子電圧Ｖ２よりも低く、第１ダイオード１１ａは電流非導通状態である。直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とが一致するタイミングＴ１で、第１ダイオード１１ａは電流非導通状態から電流導通状態となる。タイミングＴ１以後は、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とは等しくなる。なお、厳密には、ダイオードには、当該ダイオードの順方向電圧を超える電圧が印加されるまでは電流は流れない。しかし、順方向電圧は大きくないため、本明細書では、ダイオード（例えば、第１ダイオード１１ａ）の順方向電圧の影響は無視するものとする。換言すれば、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とが一致するタイミングＴ１には多少の誤差が許容され、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とが一致するタイミングＴ１は、第１ダイオード１１ａが電流非導通状態から電流導通状態となるタイミングと同等とみなされる。同様に、本明細書では、第２ダイオード１１ｂの順方向電圧の影響、後述の第１ダイオード２３ａの順方向電圧の影響、および、後述の第２ダイオード２３ｂの順方向電圧の影響は無視するものとする。
【0034】
図１に記載の例において、第１ダイオード１１ａに並列に接続された開閉器１２は、第１ダイオード１１ａが電流導通状態になった後、第１ダイオード１１ａをバイパスするために閉状態にされる。第１ダイオード１１ａの電流導通後、第２バッテリ１０は、図２に示される発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より多い場合に充電可能である。しかし、発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より少ない場合、第１ダイオード１１ａが逆方向に電流を流さない特性に起因して、第２バッテリ１０は放電を行うことができない。第１ダイオード１１ａをバイパスするように開閉器１２を閉状態にし、バイパス路ＬＢに電流を流すことにより、第２バッテリ１０の放電が可能となる。なお、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２とは一致しているため、開閉器１２を閉状態にすることにより、第２バッテリ１０を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。なお、本明細書において、ショックレスには、ショックがゼロであることに加え、実質的なショックがないことが包含される。例えば、ダイオードの順方向電圧の影響により、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とが一致するタイミングＴ１と、第１ダイオード１１ａが電流非導通状態から電流導通状態となるタイミングとが完全には一致しないことは、ショックレスな追加的な接続に反しない。
【0035】
第１の実施形態、あるいは、後述の任意の実施形態において、開閉器１２は第１ダイオード１１ａをバイパスさせることが可能である限りにおいて、どのような要素によって構成されていてもよい。開閉器１２は、電磁接触器であってもよく、遮断器であってもよく、メカニカルなスイッチであってもよい。また、開閉器１２を開閉する方法は、自動であってもよいし、手動であってもよい。同様に、後述される開閉器２４、後述される切替器１４、あるいは、後述される切替器２６に関しても、これらの構成に含まれる開閉要素は、電磁接触器、遮断器、メカニカルスイッチのいずれであってもよい。また、当該開閉要素を開閉する手段は、自動であってもよいし、手動であってもよい。
【0036】
第１の実施形態、あるいは、後述の任意の実施形態において、第１バッテリ９としては、蓄電池、二次電池等の充放電可能な電池が想定され、第２バッテリ１０としては、蓄電池、二次電池等の充放電可能な電池が想定されている。ただし、第１の実施形態、あるいは、後述の任意の実施形態において、第１バッテリ９および第２バッテリ１０のうちの少なくとも１つは、乾電池などの一次電池であってもよい。また、第１バッテリ９および第２バッテリ１０のうちの少なくとも１つは、化学反応によって起電力を生み出す燃料電池等であってもよい。
【0037】
図１に記載の例では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１より高い端子電圧Ｖ２の第２バッテリ１０を、直流電源系統５に追加的に接続する場合、第１ダイオード１１ａによって横流を阻止しながら第２バッテリ１０を直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0038】
（効果）
第１の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも低い場合に、第１ダイオード１１ａによって横流を阻止できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
第１の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも低い場合に、第１ダイオード１１ａによって横流を阻止できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
【0039】
（第２の実施形態）
図５および図６を参照して、第２の実施形態における充放電システム１００Ｂについて説明する。図５は、第２の実施形態における充放電システム１００Ｂの構成の一例を示す図である。図６は、第２の実施形態において、直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧との関係に基づく、第２ダイオード１１ｂの電流導通状態の時間変化を示す図である。
図５および図６を参照して、第２の実施形態における充放電システム１００Ｂについて説明する。図５は、第２の実施形態における充放電システム１００Ｂの構成の一例を示す図である。図６は、第２の実施形態において、直流電源系統５の直流電源電圧と第２バッテリ１０の端子電圧との関係に基づく、第２ダイオード１１ｂの電流導通状態の時間変化を示す図である。
【0040】
（構成・作用）
第２の実施形態における充放電システム１００Ｂは、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード１１ａの代わりに、第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード１１ｂを有する点で、第１の実施形態における充放電システム１００Ａとは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
第２の実施形態における充放電システム１００Ｂは、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード１１ａの代わりに、第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード１１ｂを有する点で、第１の実施形態における充放電システム１００Ａとは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
【0041】
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第２の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第２の実施形態において、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。例えば、交流電源１、コンバータ２、船内負荷３、交流電源系統４、直流電源系統５、インバータ６、電動機７、負荷機８、第１バッテリ９、第２バッテリ１０、バイパス路ＬＢ、開閉器１２については、第１の実施形態において説明済みであるため、第２の実施形態において、これらの構成について、繰り返しとなる説明は省略する。
【0042】
第１の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２より低い場合に、横流を阻止しつつ、第２バッテリ１０を直流電源系統５に追加的に接続可能にする構成が採用される。当該構成では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２より高い場合には、横流を阻止することができない。そこで、第２の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２より高い場合に、横流を阻止しつつ、第２バッテリ１０を直流電源系統５に追加的に接続可能にする構成が提案される。
【0043】
図５に記載の例では、充放電システム１００Ｂは、直流電源系統５と第２バッテリ１０との間に配置されるダイオード１１を備える。当該ダイオード１１は、第２方向ＤＲ２の電流の流れ（換言すれば、直流電源系統５から第２バッテリ１０に向かう電流の流れ）を阻止する第２ダイオード１１ｂを含む。
【0044】
図５に記載の例では、第２バッテリ１０の入出力部に、第２バッテリ１０から直流電源系統５へ向かう方向に順方向電流を流すように接続される第２ダイオード１１ｂが配置されている。この場合、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１より低い端子電圧Ｖ２の第２バッテリ１０が直流電源系統５に追加的に接続されるとき、第２ダイオード１１ｂが逆方向（より具体的には、第２方向ＤＲ２）に電流を流さない特性により、電圧差に起因して直流電源系統５から第２バッテリ１０に横流が生じることが阻止される。
【0045】
図６を参照して、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１（＝第１バッテリ９の端子電圧）と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との関係に基づく、第２ダイオード１１ｂの電流導通状態Ｑ２の時間変化について説明する。図６の上側の図は、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２との間の高低関係の変化を示す。図６の下側の図は、第２ダイオード１１ｂの電流導通状態Ｑ２の変化を示す。
【0046】
時刻Ｔ０において直流電源電圧Ｖ１は端子電圧Ｖ２よりも高く、第２ダイオード１１ｂは電流非導通状態である。直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とが一致するタイミングＴ１で、第２ダイオード１１ｂは電流非導通状態から電流導通状態となる。タイミングＴ１以後は、直流電源電圧Ｖ１と端子電圧Ｖ２とは等しくなる。
【0047】
図５に記載の例において、第２ダイオード１１ｂに並列に接続された開閉器１２は、第２ダイオード１１ｂが電流導通状態になった後、第２ダイオード１１ｂをバイパスするために閉状態にされる。第２ダイオード１１ｂの電流導通後、第２バッテリ１０は、図２に示される発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より少ない場合に放電可能である。しかし、発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より多い場合、第２ダイオード１１ｂが逆方向に電流を流さない特性に起因して、第２バッテリ１０に充電することができない。第２ダイオード１１ｂをバイパスするように開閉器１２を閉状態にし、バイパス路ＬＢに電流を流すことにより、第２バッテリ１０の充電が可能となる。なお、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２とは一致しているため、開閉器１２を閉状態にすることにより、第２バッテリ１０を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0048】
（効果）
第２の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも高い場合に、第２ダイオード１１ｂによって横流を阻止できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
第２の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも高い場合に、第２ダイオード１１ｂによって横流を阻止できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
【0049】
【0050】
（構成・作用）
第３の実施形態における充放電システム１００Ｃは、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード１１ａに加えて、第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード１１ｂと、切替器１４とを有する点で、第１の実施形態における充放電システム１００Ａとは異なる。その他の点では、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
第３の実施形態における充放電システム１００Ｃは、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード１１ａに加えて、第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード１１ｂと、切替器１４とを有する点で、第１の実施形態における充放電システム１００Ａとは異なる。その他の点では、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
【0051】
第３の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第３の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第３の実施形態において、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0052】
第１の実施形態および第２の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて、特定の方向に電流が流れることを阻止するダイオード（１１ａ；１１ｂ）を採用して横流が阻止または抑制される。しかし、第１の実施形態および第２の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係が決まっていないシステムに対して柔軟に対応することができない。そこで、第３の実施形態では、切替器１４を用いて、第１ダイオード１１ａおよび第２ダイオード１１ｂのうちのいずれか一方を選択可能とすることにより、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に関わらず、横流を阻止または抑制可能にする構成が提案される。
【0053】
第３の実施形態における充放電システム１００Ｃは、第１の実施形態における充放電システム１００Ａが有する構成に加え、第２ダイオード１１ｂ、切替器１４を備える。切替器１４は、第２バッテリ１０と第１ダイオード１１ａとが電気的に接続される第１状態と、第２バッテリ１０と第２ダイオード１１ｂとが電気的に接続される第２状態との間で接続状態を切り替える。また、第３の実施形態では、ダイオード１１は、第１の実施形態において説明された第１ダイオード１１ａに加え、第２の実施形態において説明された第２ダイオード１１ｂを含む。第３の実施形態では、直流電源系統５と第２バッテリ１０とを接続する電流路Ｌは、第１ダイオード１１ａが配置される第１電流路Ｌ１と、第２ダイオード１１ｂが配置される第２電流路Ｌ２とを含む。第１電流路Ｌ１は、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。また、第２電流路Ｌ２は、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。
【0054】
第３の実施形態において、切替器１４は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて、第２バッテリ１０と、第１ダイオード１１ａが配置された第１電流路Ｌ１とを接続する第１状態と、第２バッテリ１０と、第２ダイオード１１ｂが配置された第２電流路Ｌ２とを接続する第２状態との間で、切替操作される。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも低い場合には、切替器１４は、第１ダイオード１１ａ側（換言すれば、第１電流路Ｌ１側）に切替操作され、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２よりも高い場合には、切替器１４は、第２ダイオード１１ｂ側（換言すれば、第２電流路Ｌ２側）に切替操作される。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２と一致している場合には、切替器１４は、第１ダイオード１１ａ側に切替操作されてもよいし、第２ダイオード１１ｂ側に切替操作されてもよい。切替器１４が第１ダイオード１１ａ側または第２ダイオード１１ｂ側に切替操作された後、図４または図６に示される例と同様に第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂに順方向電圧が印加されると、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂは電流導通状態になる。例えば、切替器１４が第１ダイオード１１ａと第２バッテリ１０とを接続し、且つ、システムの発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より多いと、第２バッテリ１０が充電される。他方、切替器１４が第２ダイオード１１ｂと第２バッテリ１０とを接続し、且つ、システムの発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より少ないと、第２バッテリ１０は放電を行う。
【0055】
また、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂの電流導通後に開閉器１２が閉状態にされると、第２バッテリ１０と直流電源系統５とがバイパス路ＬＢを介して接続される。よって、第２バッテリ１０の充電と第２バッテリ１０の放電との両方が可能となる。また、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２とが一致しているため、開閉器１２を閉状態にすることにより、第２バッテリ１０を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0056】
図７に記載の例では、開閉器１２が配置されるバイパス路ＬＢは、第１ダイオード１１ａ、第２ダイオード１１ｂ、および、切替器１４の全てをバイパスするように配置されている。換言すれば、バイパス路ＬＢの第１端部ｅ１が、第２バッテリ１０と切替器１４との間の部分に接続され、バイパス路ＬＢの第２端部ｅ２が、直流電源系統５に接続されている。
【0057】
代替的に、バイパス路ＬＢと、第１電流路Ｌ１と、第２電流路Ｌ２とが並列的に配置されてもよい。より具体的には、バイパス路ＬＢの第１端部ｅ１が、切替器１４に接続され、バイパス路ＬＢの第２端部ｅ２が、直流電源系統５に接続されてもよい。この場合、切替器１４は、第２バッテリ１０と第１ダイオード１１ａとが電気的に接続される第１状態と、第２バッテリ１０と第２ダイオード１１ｂとが電気的に接続される第２状態と、第２バッテリ１０とバイパス路ＬＢとが電気的に接続される第３状態との間で接続状態を切り替え可能であってもよい。この場合、切替器１４は、開閉器１２としても機能する。より具体的には、切替器１４が第１状態または第２状態であるときが、開閉器１２の開状態に対応し、切替器１４が第３状態であるときが、開閉器１２の閉状態に対応する。
【0058】
上述のとおり、切替器１４を第１ダイオード１１ａ側あるいは第２ダイオード１１ｂ側に切り替えることにより、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に関わらず、横流を阻止または抑制することができる。
【0059】
（効果）
第３の実施形態では、切替器１４により、第１ダイオード１１ａと第２バッテリ１０とが接続された状態と、第２ダイオード１１ｂと第２バッテリ１０とが接続された状態とを切り替えることができる。この場合、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に関わらず、横流を阻止または抑制できる。また、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
第３の実施形態では、切替器１４により、第１ダイオード１１ａと第２バッテリ１０とが接続された状態と、第２ダイオード１１ｂと第２バッテリ１０とが接続された状態とを切り替えることができる。この場合、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に関わらず、横流を阻止または抑制できる。また、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
【0060】
（第４の実施形態）
図８乃至図１３を参照して、第４の実施形態における充放電システム１００Ｄについて説明する。図８は、第４の実施形態における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図９は、第４の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図１０は、第４の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図１１は、第４の実施形態における開閉器制御部１７の構成の一例を示す図である。図１２は、第４の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、開閉器制御部１７の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。図１３は、第４の実施形態の第１変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、開閉器制御部１７の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。
図８乃至図１３を参照して、第４の実施形態における充放電システム１００Ｄについて説明する。図８は、第４の実施形態における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図９は、第４の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図１０は、第４の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｄの構成の一例を示す図である。図１１は、第４の実施形態における開閉器制御部１７の構成の一例を示す図である。図１２は、第４の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、開閉器制御部１７の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。図１３は、第４の実施形態の第１変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、開閉器制御部１７の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。
【0061】
第４の実施形態では、第１の実施形態乃至第３の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第４の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第４の実施形態において、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0062】
（構成・作用）
第４の実施形態では、開閉器制御部１７を用いて開閉器１２を制御することにより、横流を抑制しつつ、直流電源系統５に第２バッテリ１０を追加的に接続することができるシステムが提案される。
第４の実施形態では、開閉器制御部１７を用いて開閉器１２を制御することにより、横流を抑制しつつ、直流電源系統５に第２バッテリ１０を追加的に接続することができるシステムが提案される。
【0063】
第４の実施形態における充放電システム１００Ｄは、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかにおける充放電システム（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）が有する構成に加え、第１電圧検出器１５、第２電圧検出器１６、および、開閉器制御部１７を備える。なお、図８に示される充放電システム１００Ｄは、第１の実施形態における充放電システム１００Ａに、第１電圧検出器１５、第２電圧検出器１６、および、開閉器制御部１７が付加されたものに対応し、図９に示される第１変形例における充放電システム１００Ｄは、第２の実施形態における充放電システム１００Ｂに、第１電圧検出器１５、第２電圧検出器１６、および、開閉器制御部１７が付加されたものに対応し、図１０に示される第２変形例における充放電システム１００Ｄは、第３の実施形態における充放電システム１００Ｃに、第１電圧検出器１５、第２電圧検出器１６、および、開閉器制御部１７が付加されたものに対応する。
【0064】
図８乃至図１０に記載の例において、第１電圧検出器１５は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１を検出し、第２電圧検出器１６は、第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２を検出する。また、開閉器制御部１７には、第１電圧検出器１５が出力する第１電圧信号Ｓ１および第２電圧検出器１６が出力する第２電圧信号Ｓ２が入力され、開閉器制御部１７は、開閉器１２に開閉器閉信号Ｓａを出力する。より具体的には、開閉器制御部１７は、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧（Ｖ１）と第２電圧信号Ｓ２が示す第２電圧（Ｖ２）との差が予め設定された範囲内の値となることに応じて、開閉器１２を閉じてダイオード１１をバイパスする。
【0065】
図１１を参照して、開閉器制御部１７の構成の一例について説明する。図１１に記載の例では、開閉器制御部１７は、加算部１７ａと、比較部１７ｃと、電圧レベル設定部１７ｂと、開閉器閉信号出力部１７ｄとを備える。なお、これらの要素（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）は、ハードウェア（換言すれば、物理的な構成要素）によって実現されてもよく、コンピュータ上で実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
【0066】
開閉器制御部１７には、第１電圧検出器１５により検出される直流電源系統５の直流電圧の検出信号（以下、「第１電圧信号Ｓ１」という。）、および、第２電圧検出器１６により検出される第２バッテリ１０の端子電圧の検出信号（以下、「第２電圧信号Ｓ２」という。）が入力される。加算部１７ａは、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧から第２電圧信号Ｓ２が示す第２電圧を減算して得られる出力値を比較部１７ｃに出力する。なお、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧（Ｖ１）は、第１電圧信号Ｓ１そのものであってもよいし、第１電圧信号Ｓ１を処理することにより得られる第１電圧に対応する値であってもよい。また、第２電圧信号Ｓ２が示す第２電圧（Ｖ２）は、第２電圧信号Ｓ２そのものであってもよいし、第２電圧信号Ｓ２を処理することにより得られる第２電圧に対応する値であってもよい。
【0067】
電圧レベル設定部１７ｂは、第１の設定下限値ＴＨ１および第１の設定上限値ＴＨ２を設定する。第１の設定下限値ＴＨ１は、開閉器１２を閉じることが許容される直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との電圧差の下限値に対応し、第１の設定上限値ＴＨ２は、開閉器１２を閉じることが許容される直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との電圧差の上限値に対応する。比較部１７ｃは加算部１７ａからの出力値が電圧レベル設定部１７ｂにより設定される電圧差範囲内であるかの判定（換言すれば、第１の設定下限値ＴＨ１以上、第１の設定上限値ＴＨ２以下の範囲内であるか否かの判定）を行う。開閉器閉信号出力部１７ｄは、加算部１７ａからの出力値が電圧レベル設定部１７ｂにより設定される電圧差範囲内の値になったタイミングで、開閉器１２を閉じるための信号である開閉器閉信号Ｓａを出力する。開閉器１２は、開閉器閉信号Ｓａを受信すると閉状態となり、バイパス路ＬＢが有効化される。
【0068】
図１２および図１３を参照して、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、開閉器制御部１７の動作について説明する。図１２（ａ）および図１３（ａ）には、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係の時間変化が示され、図１２（ｂ）および図１３（ｂ）には、加算部１７ａから出力される出力値Ｖｄの時間変化と、第１の設定下限値ＴＨ１および第１の設定上限値ＴＨ２との関係が示されている。なお、出力値Ｖｄは、例えば、第１電圧信号Ｓ１から第２電圧信号Ｓ２を減算して得られる電圧差信号である。出力値Ｖｄは、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ２よりも小さいときには負の値であり、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２が一致するときにはゼロであり、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ２よりも大きいときには正の値である。図１２（ｃ）および図１３（ｃ）には、開閉器閉信号Ｓａの出力状態の時間変化が示され、図１２（ｄ）および図１３（ｄ）には、開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化が示されている。
【0069】
図１２は、図８に示される開閉器制御部１７の動作、あるいは、図１０において切替器１４が第１ダイオード１１ａと第２バッテリ１０とを接続している状態における開閉器制御部１７の動作を示す。図１２において、時刻Ｔ０では、第１電圧信号Ｓ１は第２電圧信号Ｓ２よりも小さい。その後、発電量と負荷量との間の関係によって第１バッテリ９が放電または充電を行うことで第１電圧信号Ｓ１が変動する。加算部１７ａから出力される出力値Ｖｄが、第１の設定下限値ＴＨ１と一致したタイミングＴ２で、開閉器閉信号出力部１７ｄが開閉器閉信号Ｓａを出力し、開閉器１２の開閉状態Ｐ１が閉状態となる。その後は、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２とは等しくなり、加算部１７ａから出力される出力値Ｖｄはゼロとなる。
【0070】
図１３は、図９に示される開閉器制御部１７の動作、あるいは、図１０において切替器１４が第２ダイオード１１ｂと第２バッテリ１０とを接続している状態における開閉器制御部１７の動作を示す。図１３において、時刻Ｔ０では、第１電圧信号Ｓ１は第２電圧信号Ｓ２よりも大きい。その後、発電量と負荷量との間の関係によって第１バッテリ９が放電または充電を行うことで第１電圧信号Ｓ１が変動する。加算部１７ａから出力される出力値Ｖｄが、第１の設定上限値ＴＨ２と一致したタイミングＴ２で、開閉器閉信号出力部１７ｄが開閉器閉信号Ｓａを出力し、開閉器１２の開閉状態Ｐ１が閉状態となる。その後は、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２とは等しくなり、加算部１７ａから出力される出力値Ｖｄはゼロとなる。
【0071】
【0072】
上述のとおり、開閉器制御部１７は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の電圧差が、電圧レベル設定部１７ｂによって設定される電圧差範囲内になったタイミングで、開閉器閉信号Ｓａを出力し、開閉器１２の開閉状態Ｐ１が閉状態となる。こうして、開閉器１２を閉状態にすることにより、横流を抑制しつつ、第２バッテリ１０を、バイパス路ＬＢを介して、直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0073】
（効果）
第４の実施形態では、充放電システム１００Ｄが、電圧検出器（１５ａ、１６ａ）と、開閉器制御部１７とを備える。開閉器制御部１７は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の電圧差があらかじめ設定される電圧差範囲内になったタイミングで、開閉器１２を閉状態にする。こうして、横流を抑制できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
第４の実施形態では、充放電システム１００Ｄが、電圧検出器（１５ａ、１６ａ）と、開閉器制御部１７とを備える。開閉器制御部１７は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の電圧差があらかじめ設定される電圧差範囲内になったタイミングで、開閉器１２を閉状態にする。こうして、横流を抑制できるとともに、直流電源系統５に追加的に接続される第２バッテリ１０を充電可能かつ放電可能な状態にスムーズに移行することができる。
【0074】
（第５の実施形態）
図１４乃至図１７を参照して、第５の実施形態における充放電システム１００Ｅについて説明する。図１４は、第５の実施形態における充放電システム１００Ｅの構成の一例を示す図である。図１５は、第５の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｅの構成の一例を示す図である。図１６は、第５の実施形態における切替器制御部１８の構成の一例を示す図である。図１７は、第５の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、切替器制御部１８の動作の一例を示すフローチャートである。
図１４乃至図１７を参照して、第５の実施形態における充放電システム１００Ｅについて説明する。図１４は、第５の実施形態における充放電システム１００Ｅの構成の一例を示す図である。図１５は、第５の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｅの構成の一例を示す図である。図１６は、第５の実施形態における切替器制御部１８の構成の一例を示す図である。図１７は、第５の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づく、切替器制御部１８の動作の一例を示すフローチャートである。
【0075】
第５の実施形態では、第１の実施形態乃至第４の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、または、第４の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第５の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第５の実施形態において、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、または、第４の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0076】
（構成・作用）
第３の実施形態および第４の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて、第２バッテリ１０と接続するダイオードを決定する仕組みが説明された。第３の実施形態および第４の実施形態では、第２バッテリ１０と接続するダイオードを決定するために、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係が事前に認識されている必要がある。
第３の実施形態および第４の実施形態では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて、第２バッテリ１０と接続するダイオードを決定する仕組みが説明された。第３の実施形態および第４の実施形態では、第２バッテリ１０と接続するダイオードを決定するために、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係が事前に認識されている必要がある。
【0077】
そこで、第５の実施形態では、充放電システム１００Ｅは、第１電圧検出器１５から第１電圧信号Ｓ１（換言すれば、直流電源系統５の直流電圧の検出信号）を受け取り、第２電圧検出器１６から第２電圧信号Ｓ２（換言すれば、第２バッテリ１０の端子電圧の検出信号）を受け取る切替器制御部１８を備える。そして、第５の実施形態では、切替器制御部１８が、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係を特定し、それにより、第２バッテリ１０に接続するダイオードが自動選択される構成が提案される。
【0078】
図１４において例示される第５の実施形態における充放電システム１００Ｅは、第３の実施形態における充放電システム１００Ｃが有する構成に加え、第１電圧検出器１５、第２電圧検出器１６、および、切替器制御部１８を備える。また、図１５において例示される第５の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｅは、第４の実施形態における充放電システム１００Ｄが有する構成に加え、切替器制御部１８を備える。
【0079】
図１４および図１５に記載の例において、第１電圧検出器１５は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１を検出し、第２電圧検出器１６は、第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２を検出する。また、切替器制御部１８には、第１電圧検出器１５が出力する第１電圧信号Ｓ１および第２電圧検出器１６が出力する第２電圧信号Ｓ２が入力され、切替器制御部１８は、切替器１４に切替信号Ｓｂを出力する。より具体的には、切替器制御部１８は、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧（Ｖ１）と第２電圧信号Ｓ２が示す第２電圧（Ｖ２）との間の高低関係に応じて、切替器１４の接続状態を切り替える。
【0080】
図１４および図１５に記載の例において、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１（換言すれば、第１電圧）が、第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２（換言すれば、第２電圧）よりも低いとき、切替器制御部１８は、第２バッテリ１０と第１ダイオード１１ａとが電気的に接続されるように、切替器１４に切替信号Ｓｂを送信する。こうして、第２バッテリ１０から直流電源系統５に流れる横流が阻止される。他方、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１（換言すれば、第１電圧）が、第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２（換言すれば、第２電圧）よりも高いとき、切替器制御部１８は、第２バッテリ１０と第２ダイオード１１ｂとが電気的に接続されるように、切替器１４に切替信号Ｓｂを送信する。こうして、直流電源系統５から第２バッテリ１０に流れる横流が阻止される。
【0081】
図１６を参照して、切替器制御部１８の構成の一例について説明する。図１６に記載の例では、切替器制御部１８は、比較部１８ａ（以下、切替器制御部１８が有する比較部１８ａのことを「第２比較部１８ａ」という。）と、回路切替信号出力部１８ｂとを有する。なお、これらの要素（１８ａ、１８ｂ）は、ハードウェア（換言すれば、物理的な構成要素）によって実現されてもよく、コンピュータ上で実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
【0082】
切替器制御部１８には、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２とが入力される。第２比較部１８ａは、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２とを比較する。第２比較部１８ａは、比較結果を回路切替信号出力部１８ｂに送り、回路切替信号出力部１８ｂは、比較結果に基づいて、切替器１４の回路切替を行うための信号である切替信号Ｓｂを出力する。切替器は、切替信号Ｓｂに基づいて、回路切替を行う。
【0083】
切替器制御部１８の動作の一例を、図１７に示されたフローチャートを用いて説明する。切替器制御部１８には、第１電圧信号Ｓ１が入力され、第２電圧信号Ｓ２が入力される。切替器制御部１８は、入力された第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２との間の大小関係に基づいて、回路切替信号出力部１８ｂから、第１ダイオード１１ａ側の回路（換言すれば、第１電流路Ｌ１）と第２バッテリ１０とを接続させる切替信号Ｓｂ、あるいは、第２ダイオード１１ｂ側の回路（換言すれば、第２電流路Ｌ２）と第２バッテリ１０とを接続させる切替信号Ｓｂを、切替器１４に出力する。より具体的には、切替器制御部１８は、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ２より小さい場合、切替器１４に、第１ダイオード１１ａ側の回路と第２バッテリ１０とを接続する切替信号Ｓｂを出力する。他方、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ２より大きい場合、切替器制御部１８は、切替器１４に、第２ダイオード１１ｂ側の回路と第２バッテリ１０とを接続する切替信号Ｓｂを出力する。第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ２とが一致している場合、切替器制御部１８は、切替器１４に、第１ダイオード１１ａ側の回路への切替信号Ｓｂを出力してもよいし、第２ダイオード１１ｂ側の回路への切替信号Ｓｂを出力してもよい。
【0084】
上述のとおり、切替器制御部１８は、第１電圧検出器１５により検出される直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２電圧検出器１６により検出される第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて、第１ダイオード１１ａ側の回路、または、第２ダイオード１１ｂ側の回路への回路切替を行う。こうして、充放電システム１００Ｅは、直流電源系統５と第２バッテリ１０の入出力部との間を接続するダイオード１１として、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂのうちの一方を自動選択することができる。
【0085】
（効果）
第５の実施形態では、充放電システム１００Ｅが切替器制御部１８を備えることにより、充放電システム１００Ｅは、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係を事前に認識しておく必要がない。切替器制御部１８が直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて切替器１４を制御することにより、直流電源系統５と第２バッテリ１０の入出力部との間を接続するダイオード１１として、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂのうちの一方を自動選択することができる。
第５の実施形態では、充放電システム１００Ｅが切替器制御部１８を備えることにより、充放電システム１００Ｅは、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係を事前に認識しておく必要がない。切替器制御部１８が直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２との間の高低関係に基づいて切替器１４を制御することにより、直流電源系統５と第２バッテリ１０の入出力部との間を接続するダイオード１１として、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂのうちの一方を自動選択することができる。
【0086】
（第６の実施形態）
図１８乃至図２０を参照して、第６の実施形態における充放電システム１００Ｆについて説明する。図１８は、第６の実施形態における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。図１９は、第６の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。図２０は、第６の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。
図１８乃至図２０を参照して、第６の実施形態における充放電システム１００Ｆについて説明する。図１８は、第６の実施形態における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。図１９は、第６の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。図２０は、第６の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｆの構成の一例を示す図である。
【0087】
第６の実施形態では、第１の実施形態乃至第３の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第６の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第６の実施形態において、第１の実施形態、第２の実施形態、または、第３の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。
【0088】
（構成・作用）
第６の実施形態では、充放電システム１００Ｆは、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかにおける構成に加え、ダイオード１１に直列的に接続される光発生器または音発生器を備える。ダイオード１１に直列的に接続される光発生器または音発生器は、開閉器１２を閉じてダイオード１１をバイパスすべきタイミングを特定するために使用される。
第６の実施形態では、充放電システム１００Ｆは、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかにおける構成に加え、ダイオード１１に直列的に接続される光発生器または音発生器を備える。ダイオード１１に直列的に接続される光発生器または音発生器は、開閉器１２を閉じてダイオード１１をバイパスすべきタイミングを特定するために使用される。
【0089】
より具体的には、第６の実施形態は、第１ダイオード１１ａおよび／または第２ダイオード１１ｂのアノード側にＬＥＤ１９が接続されている。なお、第６の実施形態において、ＬＥＤ１９は、第１ダイオード１１ａおよび／または第２ダイオード１１ｂのカソード側に接続されていてもよい。また、ＬＥＤ１９（発光ダイオード）の代わりに、白熱ランプや照明器具等の任意の光発生器（換言すれば、可視化できる機器）が用いられてもよいし、ブザー等の音発生器（換言すれば、可聴機器）が用いられてもよい。
【0090】
第４の実施形態では、電圧の高低関係を特定するために電圧検出器（１５、１６）が必要であった。第６の実施形態では、電圧検出を必須とせず、第１ダイオード１１ａおよび／または第２ダイオード１１ｂのアノード側あるいはカソード側に接続されるＬＥＤ１９の点灯状態等に基づいて、開閉器１２が閉じられ、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂをバイパスするバイパス路ＬＢが有効化される。第６の実施形態は、このようにして、横流を抑制することを提案するものである。
【0091】
第１の実施形態乃至第３の実施形態に、ＬＥＤ１９が付加された場合でも、回路動作は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の回路動作と同様である。図１８において（あるいは、図２０において、切替器１４によって第１ダイオード１１ａが選択されている状態において）、第１ダイオード１１ａの電流導通によりＬＥＤ１９が点灯し、第１ダイオード１１ａの電流導通により第２バッテリ１０が充電される。また、図１９において（あるいは、図２０において、切替器１４によって第２ダイオード１１ｂが選択されている状態において）、第２ダイオード１１ｂの電流導通によりＬＥＤ１９が点灯し、第２ダイオード１１ｂの電流導通により第２バッテリ１０が放電を行う。以上のとおり、第６の実施形態では、ＬＥＤ１９の点灯状態により第１ダイオード１１ａおよび／または第２ダイオード１１ｂの電流導通状態を把握でき、ＬＥＤ１９が点灯中のとき直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２バッテリ１０の端子電圧Ｖ２とは一致していると判断できる。よって、ＬＥＤ１９が点灯するタイミングで、開閉器１２が閉じられることにより、第２バッテリ１０を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0092】
上述のとおり、ＬＥＤ１９の点灯状態により第１ダイオード１１ａおよび／または第２ダイオード１１ｂの電流導通状態を把握できるとともに、開閉器１２を閉じるべきタイミングを判断することができる。なお、上述のとおり、ＬＥＤ１９は、任意の光発生器あるいは音発生器に置換されてもよい。なお、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生に基づいて、開閉器１２が手動で閉じられてもよい。代替的に、光センサあるいは音センサ等を介在させることにより、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生に基づいて、開閉器１２が自動で閉じられてもよい。
【0093】
（効果）
第６の実施形態では、開閉器１２を閉じるべきタイミングを特定するために、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生を用いることができる。換言すれば、電圧検出に依存することはなく、ＬＥＤ１９の点灯状態等に応じて開閉器１２の開閉制御を行うことが可能となる。なお、第６の実施形態において、切替器１４によって選択されるダイオード１１を、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂのいずれにするかの判断に、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生が用いられてもよい。
第６の実施形態では、開閉器１２を閉じるべきタイミングを特定するために、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生を用いることができる。換言すれば、電圧検出に依存することはなく、ＬＥＤ１９の点灯状態等に応じて開閉器１２の開閉制御を行うことが可能となる。なお、第６の実施形態において、切替器１４によって選択されるダイオード１１を、第１ダイオード１１ａまたは第２ダイオード１１ｂのいずれにするかの判断に、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生が用いられてもよい。
【0094】
（第７の実施形態）
図２１乃至図３６を参照して、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇについて説明する。図２１は、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２２は、第７の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２３は、第７の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２４は、第７の実施形態の第３変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２５は、第７の実施形態の第４変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２６は、第７の実施形態の第５変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２７は、第７の実施形態の第６変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２８は、第７の実施形態の第７変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２９は、第７の実施形態の第８変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３０は、第７の実施形態の第９変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３１は、第７の実施形態の第１０変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３２は、第７の実施形態における開閉器制御部２８の構成の一例を示す図である。図３３は、第７の実施形態の第３変形例または第５変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、開閉器制御部２８の動作と開閉器２４の開閉状態Ｐ２の時間変化の一例を示す図である。図３４は、第７の実施形態の第４変形例または第５変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、開閉器制御部２８の動作と開閉器２４の開閉状態Ｐ２の時間変化の一例を示す図である。図３５は、第７の実施形態における切替器制御部２９の構成の一例を示す図である。図３６は、第７の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、切替器制御部２９の動作の一例を示すフローチャートである。
図２１乃至図３６を参照して、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇについて説明する。図２１は、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２２は、第７の実施形態の第１変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２３は、第７の実施形態の第２変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２４は、第７の実施形態の第３変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２５は、第７の実施形態の第４変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２６は、第７の実施形態の第５変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２７は、第７の実施形態の第６変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２８は、第７の実施形態の第７変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図２９は、第７の実施形態の第８変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３０は、第７の実施形態の第９変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３１は、第７の実施形態の第１０変形例における充放電システム１００Ｇの構成の一例を示す図である。図３２は、第７の実施形態における開閉器制御部２８の構成の一例を示す図である。図３３は、第７の実施形態の第３変形例または第５変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、開閉器制御部２８の動作と開閉器２４の開閉状態Ｐ２の時間変化の一例を示す図である。図３４は、第７の実施形態の第４変形例または第５変形例において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、開閉器制御部２８の動作と開閉器２４の開閉状態Ｐ２の時間変化の一例を示す図である。図３５は、第７の実施形態における切替器制御部２９の構成の一例を示す図である。図３６は、第７の実施形態において、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、切替器制御部２９の動作の一例を示すフローチャートである。
【0095】
（構成・作用）
図２１乃至図３１を参照して、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの構成の一例について説明する。第１の実施形態乃至第６の実施形態では、直流電源電圧Ｖ１が変動する直流電源系統５に第２バッテリ１０を追加的に接続するに際して、横流を抑制する技術が説明された。第７の実施形態では、直流電源電圧Ｖ１が変動する直流電源系統５に、直流電源電圧Ｖ３が変動する第２直流電源系統２１を追加的に接続するに際して、横流を抑制する技術を提案するものである。
図２１乃至図３１を参照して、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの構成の一例について説明する。第１の実施形態乃至第６の実施形態では、直流電源電圧Ｖ１が変動する直流電源系統５に第２バッテリ１０を追加的に接続するに際して、横流を抑制する技術が説明された。第７の実施形態では、直流電源電圧Ｖ１が変動する直流電源系統５に、直流電源電圧Ｖ３が変動する第２直流電源系統２１を追加的に接続するに際して、横流を抑制する技術を提案するものである。
【0096】
図２１乃至図３１において、交流電源１、コンバータ２、船内負荷３、交流電源系統４、直流電源系統５、インバータ６、電動機７、負荷機８、第１バッテリ９、第１電圧検出器１５については、第４の実施形態における構成要素と同様であるため、これらの構成要素についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0097】
図２１等において、充放電システム１００Ｇは、第２コンバータ２０、第２直流電源系統２１、第３バッテリ２２、開閉器２４を備える。また、図２１、図２３等において、充放電システム１００Ｇは、第１ダイオード２３ａを備え、図２２、図２３等において、充放電システム１００Ｇは、第２ダイオード２３ｂを備える。第２直流電源系統２１は、バッテリを電源の少なくとも一部とする電源系統である。図２１等に記載の例では、第２直流電源系統２１は、第３主電線２１１と、第７副電線２１３と、第８副電線２１６と、を含む。図２１等に記載の例では、第２コンバータ２０は、第７副電線２１３を介して第２直流電源系統２１の第３主電線２１１に接続されている。また、第２コンバータ２０は、第９副電線４４を介して、交流電源系統４の第１主電線４１（あるいは、交流電源系統４とは別の第２交流電源系統の主電線）に接続される。
【0098】
充放電システム１００Ｇは、切替器２６（図２３等を参照。）、第２電圧検出器２７（図２４等を参照。）、開閉器制御部２８（図２４等を参照。）、切替器制御部２９（図２７等を参照。）、ＬＥＤ３０（図２９等を参照。）等を備えていてもよい。図３２に例示されるように、開閉器制御部２８は、加算部２８ａ、電圧レベル設定部２８ｂ、比較部２８ｃ、および、開閉器閉信号出力部２８ｄを備えていてもよい。図３５に例示されるように、切替器制御部２９は、比較部２９ａ、および、回路切替信号出力部２９ｂを備えていてもよい。なお、これらの要素（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２９ａ、２９ｂ）は、ハードウェア（換言すれば、物理的な構成要素）によって実現されてもよく、コンピュータ上で実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
【0099】
第７の実施形態では、第１の実施形態乃至第６の実施形態と比較して、交流電源系統４に接続されるコンバータ２０が追加されている。以下、第７の実施形態で追加されるコンバータのことを「第２コンバータ２０」という。図２１乃至図３１に記載の例では、コンバータ２と第２コンバータ２０とが同一の交流電源系統４に接続されている。代替的に、第２コンバータ２０が接続される交流電源系統は、コンバータ２が接続される交流電源系統４とは分離された第２交流電源系統であってもよい。
【0100】
第７の実施形態では、第１の実施形態乃至第６の実施形態と比較して、直流電源系統５に追加的に接続可能な直流電源系統２１が追加されている。以下、第７の実施形態で追加される直流電源系統２１のことを「第２直流電源系統２１」という。
【0101】
第７の実施形態における充放電システム１００Ｇは、第１の実施形態乃至第６の実施形態における「直流電源系統５に追加的に接続可能な第２バッテリ１０」の代わりに、直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１を備える。よって、第１の実施形態乃至第６の実施形態の説明において、「第２バッテリ１０」を「第２直流電源系統２１」に読み替えることにより、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの説明とすることができる。なお、上述の読み替えに際して、「ダイオード１１」、「第１ダイオード１１ａ」、「第２ダイオード１１ｂ」、「開閉器１２」、「切替器１４」、「第２電圧検出器１６」、「開閉器制御部１７」、「切替器制御部１８」は、それぞれ、「ダイオード２３」、「第１ダイオード２３ａ」、「第２ダイオード２３ｂ」、「開閉器２４」、「切替器２６」、「第２電圧検出器２７」、「開閉器制御部２８」、「切替器制御部２９」に読み替えられる。
【0102】
第７の実施形態における充放電システム１００Ｇは、第１の実施形態乃至第６の実施形態における「直流電源系統５に追加的に接続可能な第２バッテリ１０」と、「直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１」との両方を含んでいてもよい。
【0103】
図２１乃至図３１に記載の充放電システム１００Ｇは、（１）船に配置される交流電源１と、（２）交流電源１を電源とする交流電源系統４と、（３）交流電源系統４から受け取る電力によって作動する船内負荷３と、（４）バッテリを電源の少なくとも一部とする直流電源系統５と、（５）交流電源系統４と直流電源系統５とを接続し、交流電源系統４と直流電源系統５との間で電力変換を行うコンバータ２と、（６）直流電源系統５からインバータ６を介して受け取る電力によって駆動される電動機７と、（７）電動機７に接続される負荷機８と、（８）直流電源系統５に接続される第１バッテリ９と、（９）直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１と、（１０）直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間に配置されるダイオード２３と、（１１）ダイオード２３をバイパスして、直流電源系統５と第２直流電源系統２１とを導通させる開閉器２４と、を具備する。
【0104】
第７の実施形態（あるいは、後述の第８の実施形態）において、第２直流電源系統２１から直流電源系統５に向かう電流の流れ方向を第１方向ＤＲ１と定義し、直流電源系統５から第２直流電源系統２１に向かう電流の流れ方向を第２方向ＤＲ２と定義する。
【0105】
図２１に記載の充放電システム１００Ｇでは、上述のダイオード２３は、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード２３ａを含み、図２２に記載の充放電システム１００Ｇでは、上述のダイオード２３は、第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード２３ｂを含む。
【0106】
また、図２１および図２２に記載の例では、開閉器２４は、ダイオード２３をバイパスして、直流電源系統５と第２直流電源系統２１とを導通させる。図２１および図２２に記載の例では、ダイオード２３をバイパスするために、充放電システム１００Ｇは、ダイオード２３が配置される電流路Ｌと並列に配置されるバイパス路ＬＢを有する。バイパス路ＬＢは、直流電源系統５と第２直流電源系統２１とを接続する。開閉器２４が開状態であるとき、電流は、バイパス路ＬＢを流れない。他方、開閉器２４が閉状態であるとき、電流は、ダイオード２３をバイパスして、バイパス路ＬＢを流れることができる。なお、ダイオード２３が配置される電流路Ｌは、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。また、バイパス路ＬＢは、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。
【0107】
図２３に記載の充放電システム１００Ｇでは、上述のダイオード２３は、第１方向ＤＲ１の電流の流れを阻止する第１ダイオード２３ａおよび第２方向ＤＲ２の電流の流れを阻止する第２ダイオード２３ｂの両方を含む。また、上述の電流路Ｌは、第１ダイオード２３ａが配置される第１電流路Ｌ３と、第２ダイオード２３ｂが配置される第２電流路Ｌ４とを含む。第１電流路Ｌ３は、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。また、第２電流路Ｌ４は、電線、半導体素子の一部、基板上の回路の一部、あるいは、これらの組み合わせ等によって構成される。
【0108】
図２３に記載の充放電システム１００Ｇは、切替器２６を備える。切替器２６は、第２直流電源系統２１と第１ダイオード２３ａとが電気的に接続される第１状態と、第２直流電源系統２１と第２ダイオード２３ｂとが電気的に接続される第２状態との間で接続状態を切り替える。
【0109】
図２３に記載の例では、切替器２６が直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間に配置されている。また、直流電源系統５と切替器２６との間には、第１ダイオード２３ａと第２ダイオード２３ｂとが並列に接続されている。更に、開閉器２４によって開閉されるバイパス路ＬＢは、直流電源系統５と第２直流電源系統２１とを接続する。
【0110】
図２４乃至図２６に記載の充放電システム１００Ｇは、図２１乃至図２３に示される構成に加え、（１）直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１を検出する第１電圧検出器１５と、（２）第２直流電源系統２１の第２直流電源電圧Ｖ３を検出する第２電圧検出器２７と、（３）第１電圧検出器１５が出力する第１電圧信号Ｓ１および第２電圧検出器２７が出力する第２電圧信号Ｓ３が入力され、開閉器２４に開閉器閉信号Ｓｃを出力する開閉器制御部２８と、を備える。開閉器制御部２８は、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧（Ｖ１）と第２電圧信号Ｓ３が示す第２電圧（Ｖ３）との差が予め設定された範囲内の値となることに応じて、開閉器２４を閉じてダイオード２３をバイパスする。
【0111】
図２７に記載の充放電システム１００Ｇは、図２３に示される構成に加え、（１）直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１を検出する第１電圧検出器１５と、（２）第２直流電源系統２１の第２直流電源電圧Ｖ３を検出する第２電圧検出器２７と、（３）第１電圧検出器１５が出力する第１電圧信号Ｓ１および第２電圧検出器２７が出力する第２電圧信号Ｓ３が入力され、切替器２６に切替信号Ｓｄを出力する切替器制御部２９と、を備える。また、図２８に記載の充放電システム１００Ｇは、図２６に示される構成に加え、（３）第１電圧検出器１５が出力する第１電圧信号Ｓ１および第２電圧検出器２７が出力する第２電圧信号Ｓ３が入力され、切替器２６に切替信号Ｓｄを出力する切替器制御部２９、を備える。
【0112】
切替器制御部２９は、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧（Ｖ１）と第２電圧信号が示す第２電圧（Ｖ３）との間の高低関係に応じて切替器２６の接続状態を切り替える。
【0113】
図２９乃至図３１に記載の充放電システム１００Ｇは、図２１乃至図２３に示される構成に加え、（１）開閉器２４を閉じてダイオード２３をバイパスすべきタイミングを特定するために、ダイオード２３に直列的に接続される光発生器（例えば、ＬＥＤ３０）または音発生器、を備える。ＬＥＤ３０は、第１ダイオード２３ａおよび／または第２ダイオード２３ｂのアノード側に接続されてもよいし、第１ダイオード２３ａおよび／または第２ダイオード２３ｂのカソード側に接続されてもよい。
【0114】
図２１乃至図３１に記載の例では、充放電システム１００Ｇは、（１）直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１と、（２）交流電源系統４（または、交流電源系統４とは分離された第２交流電源系統）と第２直流電源系統２１とを接続し、交流電源系統４（または第２交流電源系統）と第２直流電源系統２１との間で電力変換を行う第２コンバータ２０と、（３）第２直流電源系統２１に接続される第３バッテリ２２と、を備える。図２１乃至図３１に記載の例では、第１バッテリ９が放電または充電を行うことで、直流電源系統５の電圧は変動する。また、第３バッテリ２２が放電または充電を行うことで第２直流電源系統２１の電圧は変動する。よって、図２１乃至図３１に記載の例では、第２直流電源系統２１の電圧は、直流電源系統５の電圧とは独立して変動可能である。
【0115】
続いて、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇの動作について説明する。図２１乃至図３１において、第２コンバータ２０は、コンバータ２と同様の動作を行い、第２直流電源系統２１は直流電源系統５と同様の動作を行い、第３バッテリ２２は第１バッテリ９と同様の動作を行う。
【0116】
図２１に記載の例において、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より低い状態を想定する。第１ダイオード２３ａが逆方向に電流を流さない特性により、電圧の高低差によって第２直流電源系統２１から直流電源系統５へ流れる横流を阻止することができる。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より高くなると第１ダイオード２３ａは電流導通状態となる。第１ダイオード２３ａの電流導通後に開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0117】
図２２に記載の例において、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より高い状態を想定する。第２ダイオード２３ｂが逆方向に電流を流さない特性により、電圧の高低差によって直流電源系統５から第２直流電源系統２１へ流れる横流を阻止することができる。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より低くなると第２ダイオード２３ｂは電流導通状態となる。第２ダイオード２３ｂの電流導通後に開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0118】
図２３に記載の例では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の高低関係に基づいて、切替器２６が、第１ダイオード２３ａ側または第２ダイオード２３ｂ側に切替操作される。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より低い場合には、第１ダイオード２３ａと第２直流電源系統２１とが接続されるように、切替器２６が第１ダイオード２３ａ側に切替操作され、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３より高い場合には、第２ダイオード２３ｂと第２直流電源系統２１とが接続されるように、切替器２６が第２ダイオード２３ｂ側に切替操作される。直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３と一致している場合には、切替器２６は、第１ダイオード２３ａ側に切替操作されてもよいし、第２ダイオード２３ｂ側に切替操作されてもよい。切替器２６が、第１ダイオード２３ａ側または第２ダイオード２３ｂ側に切替操作された後、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂに順方向電圧が印加されると、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂが電流導通状態になる。第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂの電流導通後に、開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0119】
図２４乃至図２６に記載の例では、開閉器制御部２８は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の電圧差が予め設定された範囲内の値となったタイミングで、開閉器２４を閉じる。こうして、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0120】
図３２を参照して、開閉器制御部２８の構成の一例について説明する。図３２に記載の例では、開閉器制御部２８は、加算部２８ａと、比較部２８ｃと、電圧レベル設定部２８ｂと、開閉器閉信号出力部２８ｄとを備える。
【0121】
開閉器制御部２８には、第１電圧信号Ｓ１、および、第２電圧検出器２７により検出される第２直流電源系統２１の直流電源電圧検出信号（以下、「第２電圧信号Ｓ３」という。）が入力される。加算部２８ａは、第１電圧信号Ｓ１が示す第１電圧から第２電圧信号Ｓ３が示す第２電圧を減算して得られる出力値を比較部２８ｃに出力する。なお、第２電圧信号Ｓ３が示す第２電圧（Ｖ３）は、第２電圧信号Ｓ３そのものであってもよいし、第２電圧信号Ｓ３を処理することにより得られる第２電圧に対応する値であってもよい。
【0122】
電圧レベル設定部２８ｂは、第１の設定下限値ＴＨ３および第１の設定上限値ＴＨ４を設定する。第１の設定下限値ＴＨ３は、開閉器２４を閉じることが許容される直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との電圧差の下限値に対応し、第１の設定上限値ＴＨ４は、開閉器２４を閉じることが許容される直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との電圧差の上限値に対応する。比較部２８ｃは加算部２８ａからの出力値が電圧レベル設定部２８ｂにより設定される電圧差範囲内であるかの判定（換言すれば、第１の設定下限値ＴＨ３以上、第１の設定上限値ＴＨ４以下の範囲内であるか否かの判定）を行う。開閉器閉信号出力部２８ｄは、加算部２８ａからの出力値が電圧レベル設定部２８ｂにより設定される電圧差範囲内になったタイミングで、開閉器２４を閉じるための信号である開閉器閉信号Ｓｃを出力する。開閉器２４は、開閉器閉信号Ｓｃを受信すると閉状態となり、バイパス路ＬＢが有効化される。
【0123】
図３３および図３４を参照して、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づく、開閉器制御部２８の動作について説明する。図３３（ａ）および図３４（ａ）には、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係の時間変化が示され、図３３（ｂ）および図３４（ｂ）には、加算部２８ａから出力される出力値Ｖｅの時間変化と、第１の設定下限値ＴＨ３および第１の設定上限値ＴＨ４との関係が示されている。なお、出力値Ｖｅは、例えば、第１電圧信号Ｓ１から第２電圧信号Ｓ３を減算して得られる電圧差信号である。出力値Ｖｅは、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ３よりも小さいときには負の値であり、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３が一致するときにはゼロであり、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ３よりも大きいときには正の値である。図３３（ｃ）および図３４（ｃ）には、開閉器閉信号Ｓｃの出力状態の時間変化が示され、図３３（ｄ）および図３４（ｄ）には、開閉器２４の開閉状態Ｐ２の時間変化が示されている。
【0124】
図３３は、図２４に示される開閉器制御部２８の動作、あるいは、図２６において切替器２６が第１ダイオード２３ａと第２直流電源系統２１とを接続している状態における開閉器制御部２８の動作を示す。図３３において、時刻Ｔ０では、第１電圧信号Ｓ１は第２電圧信号Ｓ３よりも小さい。その後、発電量と負荷量との間の関係によって第１バッテリ９および第３バッテリ２２の各々が放電または充電を行うことで第１電圧信号Ｓ１および第２電圧信号Ｓ３が変動する。加算部２８ａから出力される出力値Ｖｅが、第１の設定下限値ＴＨ３と一致したタイミングＴ３で、開閉器閉信号出力部２８ｄが開閉器閉信号Ｓｃを出力し、開閉器２４の開閉状態Ｐ２が閉状態となる。その後は、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３とは等しくなり、加算部２８ａから出力される出力値Ｖｅはゼロとなる。
【0125】
図３４は、図２５に示される開閉器制御部２８の動作、あるいは、図２６において切替器１４が第２ダイオード２３ｂと第２直流電源系統２１とを接続している状態における開閉器制御部２８の動作を示す。図３４において、時刻Ｔ０では、第１電圧信号Ｓ１は第２電圧信号Ｓ３よりも大きい。その後、発電量と負荷量との間の関係によって第１バッテリ９および第３バッテリ２２の各々が放電または充電を行うことで第１電圧信号Ｓ１および第２電圧信号Ｓ３が変動する。加算部２８ａから出力される出力値Ｖｅが、第１の設定上限値ＴＨ４と一致したタイミングＴ３で、開閉器閉信号出力部２８ｄが開閉器閉信号Ｓｃを出力し、開閉器２４の開閉状態Ｐ２が閉状態となる。その後は、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３とは等しくなり、加算部２８ａから出力される出力値Ｖｅはゼロとなる。
【0126】
【0127】
図２７に記載の例では、切替器制御部２９は切替器２６を制御し、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の高低関係に基づいて、切替器２６の接続状態を、第１ダイオード２３ａと第２直流電源系統２１とを接続する状態と、第２ダイオード２３ｂと第２直流電源系統２１とを接続する状態との間で切り替える。切替器２６が第１ダイオード２３ａ側または第２ダイオード２３ｂ側に切り替えられた後、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂに順方向電圧が印加されると、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂは電流導通状態となる。第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂの電流導通後に開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0128】
図３５を参照して、切替器制御部２９の構成の一例について説明する。図３５に記載の例では、切替器制御部２９は、比較部２９ａ（以下、切替器制御部２９が有する比較部２９ａのことを「第２比較部２９ａ」という。）と、回路切替信号出力部２９ｂとを有する。
【0129】
切替器制御部２９には、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３とが入力される。第２比較部２９ａは、第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３とを比較する。第２比較部２９ａは、比較結果を回路切替信号出力部２９ｂに送り、回路切替信号出力部２９ｂは、比較結果に基づいて、切替器１４の回路切替を行うための信号である切替信号Ｓｄを出力する。切替器２６は、切替信号Ｓｄに基づいて、回路切替を行う。
【0130】
切替器制御部２９の動作の一例を、図３６に示されたフローチャートを用いて説明する。切替器制御部２９には、第１電圧信号Ｓ１が入力され、第２電圧信号Ｓ３が入力される。切替器制御部２９は、入力された第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３との間の大小関係に基づいて、回路切替信号出力部２９ｂから、第１ダイオード２３ａ側の回路（換言すれば、第１電流路Ｌ３）と第２直流電源系統２１とを接続させる切替信号Ｓｄ、あるいは、第２ダイオード２３ｂ側の回路（換言すれば、第２電流路Ｌ４）と第２直流電源系統２１とを接続させる切替信号Ｓｄを、切替器２６に出力する。より具体的には、切替器制御部２９は、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ３より小さい場合、切替器２６に、第１ダイオード２３ａ側の回路と第２直流電源系統２１とを接続する切替信号Ｓｄを出力する。他方、第１電圧信号Ｓ１が第２電圧信号Ｓ３より大きい場合、切替器制御部２９は、切替器２６に、第２ダイオード２３ｂ側の回路と第２直流電源系統２１とを接続する切替信号Ｓｄを出力する。第１電圧信号Ｓ１と第２電圧信号Ｓ３とが一致している場合、切替器制御部２９は、切替器２６に、第１ダイオード２３ａ側の回路に切り替える切替信号Ｓｄを出力してもよいし、第２ダイオード２３ｂ側の回路に切り替える切替信号Ｓｄを出力してもよい。
【0131】
図２８に記載の例では、切替器制御部２９からの切替信号Ｓｄに基づいて、切替器２６が第１ダイオード２３ａ側または第２ダイオード２３ｂ側に回路切替を行った後、開閉器制御部２８は、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３の電圧差が予め定めた範囲内の値になったタイミングで開閉器２４を閉じる。こうして、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。より具体的には、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３によりも低い場合には、切替器制御部２９からの切替信号Ｓｄに基づいて、切替器２６は、第１ダイオード２３ａ側への回路切替を行う。その後、図３３に示される例と同様に、それぞれが独立して変動する直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の電圧差が予め定めた範囲内の値になったタイミングＴ３で、開閉器制御部２８は開閉器２４を閉じる。他方、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１が第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３よりも高い場合には、切替器制御部２９からの切替信号Ｓｄに基づいて、切替器２６は、第２ダイオード２３ｂ側への回路切替を行う。その後、図３４に示される例と同様に、それぞれが独立して変動する直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の電圧差が予め定めた範囲内の値になったタイミングＴ３で、開閉器制御部２８は開閉器２４を閉じる。
【0132】
【0133】
図２９において（あるいは、図３１において、切替器２６によって、第１ダイオード２３ａが選択されている状態において）、第１ダイオード２３ａの電流導通によりＬＥＤ３０が点灯し、第１ダイオード２３ａの電流導通により直流電源系統５から第２直流電源系統２１に給電される。また、図３０において（あるいは、図３１において、切替器２６によって、第２ダイオード２３ｂが選択されている状態において）、第２ダイオード２３ｂの電流導通によりＬＥＤ３０が点灯し、第２ダイオード２３ｂの電流導通により直流電源系統５は第２直流電源系統２１から受電する。以上のとおり、ＬＥＤ３０の点灯状態により第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂの導通状態を把握でき、ＬＥＤ３０が点灯中のとき直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３とは一致していると判断できる。よって、ＬＥＤ３０が点灯するタイミングで、開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。
【0134】
なお、ＬＥＤ３０は、任意の光発生器あるいは音発生器に置換されてもよい。光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生に基づいて、開閉器２４が手動で閉じられてもよい。代替的に、光センサあるいは音センサ等を介在させることにより、光発生器による光発生、あるいは、音発生器による音発生に基づいて、開閉器２４が自動で閉じられてもよい。
【0135】
上述のとおり、図２１乃至図３１に記載の例では、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の高低関係に起因する横流が、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂにより阻止される。また、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂの電流導通後、あるいは、直流電源系統５の直流電源電圧Ｖ１と第２直流電源系統２１の直流電源電圧Ｖ３との間の電圧差が予め設定された範囲内の値となったタイミングで開閉器２４が閉じられることにより、第２直流電源系統２１を、バイパス路ＬＢを介して、ショックレスに直流電源系統５に追加的に接続することができる。また、図２９乃至図３１に記載の例では、第１ダイオード２３ａまたは第２ダイオード２３ｂの電流導通のタイミングを、ＬＥＤ３０の点灯状態に基づいて判断することができる。
【0136】
（効果）
第７の実施形態では、ダイオード２３、開閉器２４、切替器２６、および／または、ＬＥＤ３０を用いて、直流電源電圧が独立して変化する直流電源系統間の接続に際しての横流が抑制されるシステムを構築することができる。
第７の実施形態では、ダイオード２３、開閉器２４、切替器２６、および／または、ＬＥＤ３０を用いて、直流電源電圧が独立して変化する直流電源系統間の接続に際しての横流が抑制されるシステムを構築することができる。
【0137】
（第８の実施形態）
図３７乃至図３９を参照して、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈについて説明する。図３７は、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈの構成の一例を示す図である。図３８は、第８の実施形態における第２開閉器制御部３２の構成の一例を示す図である。図３９は、第８の実施形態において、発電量と負荷量との間の関係に基づく、第２開閉器制御部３２の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。
図３７乃至図３９を参照して、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈについて説明する。図３７は、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈの構成の一例を示す図である。図３８は、第８の実施形態における第２開閉器制御部３２の構成の一例を示す図である。図３９は、第８の実施形態において、発電量と負荷量との間の関係に基づく、第２開閉器制御部３２の動作と開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化の一例を示す図である。
【0138】
（構成・作用）
図３７を参照して、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈの構成の一例について説明する。図３７において、交流電源１、コンバータ２、船内負荷３、交流電源系統４、直流電源系統５、インバータ６、電動機７、負荷機８、第１バッテリ９、第２バッテリ１０、ダイオード１１、開閉器１２については、第１の実施形態における構成要素と同様であるため、これらの構成要素についての繰り返しとなる説明は省略する。
図３７を参照して、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈの構成の一例について説明する。図３７において、交流電源１、コンバータ２、船内負荷３、交流電源系統４、直流電源系統５、インバータ６、電動機７、負荷機８、第１バッテリ９、第２バッテリ１０、ダイオード１１、開閉器１２については、第１の実施形態における構成要素と同様であるため、これらの構成要素についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0139】
図３７に記載の例では、充放電システム１００Ｈは、電流検出器３１と、第２開閉器制御部３２とを備える。また、図３８に記載の例では、第２開閉器制御部３２は、電流レベル設定部３２ａと、比較部３２ｂと、開閉器開信号出力部３２ｃとを有する。なお、これらの要素（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）は、ハードウェア（換言すれば、物理的な構成要素）によって実現されてもよく、コンピュータ上で実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
【0140】
第１乃至第６の実施形態では、直流電源系統５に第２バッテリ１０を接続する場合の例について説明された。これに対し、第８の実施形態では、直流電源系統５から第２バッテリ１０を切り離す場合の例について説明される。船内システムを稼働させた状態で、直流電源系統５から第２バッテリ１０を切り離すと、通電電流によって開閉器１２の電極間にアークが発生し、安全な切り離しが阻害されるおそれがある。そこで、第８の実施形態では、第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１を検出する電流検出器３１と、電流検出器３１の検出信号に基づいて開閉器１２を制御する第２開閉器制御部３２とを設けることにより、船内システムを稼働させた状態で、直流電源系統５から第２バッテリ１０を安全に切り離す方策を提案するものである。
【0141】
より具体的には、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈは、（１）直流電源系統５と、第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間を流れる電流を検出する電流検出器３１を備える。また、電流検出器３１が出力する電流信号が示す電流の値がゼロ、または、所定の電流値となったタイミングで開閉器１２が開状態にされる。
【0142】
続いて、第８の実施形態における充放電システム１００Ｈの動作について説明する。図３７に記載の例において、開閉器１２は閉状態であり、第２バッテリ１０の放電電流または充電電流が開閉器１２を通って流れている場合を想定する。第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１がほぼゼロになるタイミングで（換言すれば、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１とが一致するタイミングで）、第２開閉器制御部３２が開閉器１２を開放することにより、直流電源系統５から第２バッテリ１０を安全に切り離すことができる。
【0143】
図３８を参照して、第２開閉器制御部３２の構成の一例について説明する。図３８に記載の例において、第２開閉器制御部３２には電流検出器３１により検出された電流検出信号（以下、「電流信号Ｓ４」という。）が入力される。電流レベル設定部３２ａは、予め設定された電流値を保持する。当該電流値は、開閉器１２が開放されることが許容される閾値ＴＨ５に対応する。比較部３２ｂ（以下、第２開閉器制御部３２が有する比較部のことを「第３比較部３２ｂ」という。）は、電流信号Ｓ４と電流レベル設定部３２ａによって設定される電流値とを比較する。開閉器開信号出力部３２ｃは、電流信号Ｓ４が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になったタイミングで、開閉器１２を開放するための信号である開閉器開信号Ｓｆを出力する。開閉器１２は、開閉器開信号Ｓｆを受信すると開状態になる。
【0144】
図３９を参照して、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１に基づいた第２開閉器制御部３２の動作の一例について説明する。図３９（ａ）には、発電量Ｇ１および負荷量Ｂ１の時間変化が示されている。図３９（ｂ）には、第２バッテリ１０の充放電量Ｄ２（換言すれば、電流信号Ｓ４）の時間変化と、電流レベル設定部３２ａで設定される電流値（換言すれば、閾値ＴＨ５）との関係が示されている。発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１よりも少ないとき、第２バッテリ１０から直流電源系統５に電流が流れ、電流信号Ｓ４によって示される値は「正」となる。なお、電流信号Ｓ４によって示される値が「正」であることは、第２バッテリ１０が放電を行うことに対応する。他方、発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１よりも多いとき、直流電源系統５から第２バッテリ１０に電流が流れ、電流信号Ｓ４によって示される値は「負」となる。なお、電流信号Ｓ４によって示される値が「負」であることは、第２バッテリ１０が充電されることに対応する。図３９（ｂ）に記載の例では、電流レベル設定部３２ａで設定される電流値（換言すれば、閾値ＴＨ５）がゼロであるが、当該電流値（換言すれば、閾値ＴＨ５）はゼロ以外の値であってもよい。図３９（ｃ）には、開閉器開信号Ｓｆの出力状態の時間変化が示され、図３９（ｄ）には、開閉器１２の開閉状態Ｐ１の時間変化が示されている。
【0145】
図３９（ａ）において、時刻Ｔ０では、発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より少ない。発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１との差が小さくなると電流信号Ｓ４によって示される値はゼロに近づき、発電量Ｇ１が負荷量Ｂ１より多くなると電流信号Ｓ４によって示される値は負の値になる。第３比較部３２ｂは電流信号Ｓ４と電流レベル設定部３２ａで設定される電流値（例えば、ゼロの値）とを比較する。開閉器開信号出力部３２ｃは、発電量Ｇ１と負荷量Ｂ１が一致し電流信号Ｓ４がほぼゼロになるタイミングＴ４で（あるいは、電流信号Ｓ４が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングＴ４で）、開閉器開信号Ｓｆを出力する（図３９（ｃ）を参照。）。開閉器１２は、開閉器開信号Ｓｆを受信すると開状態になる（図３９（ｄ）を参照。）。なお、図３９（ｃ）において、開閉器開信号Ｓｆはパルス信号であるが、開閉器開信号Ｓｆは、連続信号であってもよい。
【0146】
図３７に記載の例は、第１の実施形態に対して、第２バッテリ１０の入出力部に第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１を検出する電流検出器３１が付加され、電流検出器３１の検出信号に基づいて開閉器１２を制御する第２開閉器制御部３２が付加された場合に対応する。第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１を検出する電流検出器３１および電流検出器３１の検出信号に基づいて開閉器１２を制御する第２開閉器制御部３２を付加することは、上述の第２の実施形態乃至第６の実施形態においても採用可能である。第２の実施形態乃至第６の実施形態において、第２バッテリ１０の入出力部に第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１を検出する電流検出器３１が付加され、電流検出器３１の検出信号に基づいて開閉器１２を制御する第２開閉器制御部３２が付加される場合、第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１がほぼゼロとなるタイミングＴ４で（あるいは、電流信号Ｓ４が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングＴ４で）、開閉器１２が開状態にされることにより、直流電源系統５から第２バッテリ１０を安全に切り離すことができる。なお、電流検出器３１を第２バッテリ１０の入出力部に接続する代わりに、電流検出器３１を、直流電源系統５とダイオード１１との間（または、直流電源系統５と開閉器１２との間）の部分に接続してもよい。
【0147】
電流検出器３１および電流検出器３１の検出信号に基づいて開閉器１２を制御する第２開閉器制御部３２は、第７の実施形態における充放電システム１００Ｇに付加されてもよい。この場合、電流検出器３１は、直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間を流れる電流を検出する。また、第２開閉器制御部３２は、直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間を流れる電流がほぼゼロとなるタイミングＴ４で（あるいは、直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間を流れる電流が、電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングＴ４で）、開閉器２４を開状態にする。こうして、直流電源系統５から第２直流電源系統２１を安全に切り離すことができる。
【0148】
なお、パワーマネージメントシステムなどによって、第１バッテリ９および第２バッテリ１０の電力分担量を操作し、第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１をほぼゼロにしてから、開閉器１２を開状態にする方法も採用可能である。また、第２バッテリ１０とは別に、直流電源系統５に第４バッテリを新たに接続し、直流電源系統５に新たに接続する第４バッテリの電圧を直流電源系統５の直流電源電圧に対して高くなるように（あるいは低くなるように）設定もしくは制御することで、第２バッテリ１０の端子電流Ｃ１をほぼゼロにしてから、開閉器１２を開状態にする方法も採用可能である。
【0149】
上述のとおり、第２開閉器制御部３２を用いて、電流信号Ｓ４がほぼゼロになったタイミングで（あるいは、電流信号Ｓ４が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングで）、開閉器１２が開状態にされることにより、直流電源系統５からの第２バッテリ１０の切り離し（あるいは、直流電源系統５からの第２直流電源系統２１の切り離し）を安全に行うことが可能となる。
【0150】
（効果）
第８の実施形態では、電流検出器３１が設けられることにより、電流検出器３１の検出信号がほぼゼロになるタイミングで（あるいは、検出信号が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングで）、開閉器１２が開状態にされる。こうして、直流電源系統５からの第２バッテリ１０の切り離し（あるいは、直流電源系統５からの第２直流電源系統２１の切り離し）を安全に行うことが可能となる。
第８の実施形態では、電流検出器３１が設けられることにより、電流検出器３１の検出信号がほぼゼロになるタイミングで（あるいは、検出信号が電流レベル設定部３２ａにて設定される電流値になるタイミングで）、開閉器１２が開状態にされる。こうして、直流電源系統５からの第２バッテリ１０の切り離し（あるいは、直流電源系統５からの第２直流電源系統２１の切り離し）を安全に行うことが可能となる。
【0151】
（第９の実施形態）
第９の実施形態では、第２バッテリ１０の端子電流がほぼゼロになったことを判断する方法として、第８の実施形態で説明された電流検出器３１の代わりに、別の機器を用いる方策を提案するものである。
第９の実施形態では、第２バッテリ１０の端子電流がほぼゼロになったことを判断する方法として、第８の実施形態で説明された電流検出器３１の代わりに、別の機器を用いる方策を提案するものである。
【0152】
第９の実施形態における充放電システム１００は、直流電源系統５と、第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間を流れる電流が所定量以下であるか、あるいは、当該電流の大きさがゼロであることを示す機器を更に具備する。当該機器としては、例えば、ＬＥＤが例示される。ＬＥＤが、第２バッテリ１０の入出力部に配置される場合、あるいは、直流電源系統５と第２直流電源系統２１との間に配置される場合、ＬＥＤの消灯時には、直流電源系統５と、第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間を流れる電流がゼロであるか、あるいは、ＬＥＤを点灯できないレベル（換言すれば、所定量以下のレベル）まで低下していると判断できる。なお、上述の機器として、ＬＥＤの代わりに任意の光発生器（例えば、白熱ランプ、照明器具等の可視化可能な機器）が配置されてもよい。この場合も、光発生器の消灯時には、直流電源系統５と、第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間を流れる電流がゼロであるか、あるいは、光発生器を点灯できないレベルまで低下していると判断できる。代替的に、上述の機器として、ブザーなどの音発生器が配置されてもよい。例えば、音発生器が鳴っていないときには、直流電源系統５と、第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間を流れる電流がゼロであるか、あるいは、音発生器を作動できないレベルまで低下していると判断できる。
【0153】
（効果）
第９の実施形態では、電流検出器を用いることなく、第２バッテリ１０の端子電流等が十分に低下されているか否かを判断することができる。
第９の実施形態では、電流検出器を用いることなく、第２バッテリ１０の端子電流等が十分に低下されているか否かを判断することができる。
【0154】
以上のとおり、本発明の実施形態によれば、ダイオード、開閉器、ＬＥＤ等の簡易な構成を用いて、船内システムを稼働させた状態で、横流の発生を阻止または抑制しつつ、直流電源系統に、バッテリあるいは第２直流電源系統を追加的に接続することができる。また、本発明の実施形態によれば、船内システムを稼働させた状態で、直流電源系統から、バッテリあるいは第２直流電源系統を安全に切り離すことができる。
【0155】
本発明は上記各実施形態または各変形例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態又は各変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は各変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は他の変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態又は各変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【0156】
１…交流電源、２…コンバータ、３…船内負荷、４…交流電源系統、５…直流電源系統、６…インバータ、７…電動機、８…負荷機、９…第１バッテリ、１０…第２バッテリ、１１…ダイオード、１１ａ…第１ダイオード、１１ｂ…第２ダイオード、１２…開閉器、１４…切替器、１５…第１電圧検出器、１６…第２電圧検出器、１７…開閉器制御部、１７ａ…加算部、１７ｂ…電圧レベル設定部、１７ｃ…比較部、１７ｄ…開閉器閉信号出力部、１８…切替器制御部、１８ａ…第２比較部、１８ｂ…回路切替信号出力部、１９…ＬＥＤ、２０…第２コンバータ、２１…第２直流電源系統、２２…第３バッテリ、２３…ダイオード、２３ａ…第１ダイオード、２３ｂ…第２ダイオード、２４…開閉器、２６…切替器、２７…第２電圧検出器、２８…開閉器制御部、２８ａ…加算部、２８ｂ…電圧レベル設定部、２８ｃ…比較部、２８ｄ…開閉器閉信号出力部、２９…切替器制御部、２９ａ…第２比較部、２９ｂ…回路切替信号出力部、３０…ＬＥＤ、３１…電流検出器、３２…第２開閉器制御部、３２ａ…電流レベル設定部、３２ｂ…第３比較部、３２ｃ…開閉器開信号出力部、４１…第１主電線、４２…第１副電線、４３…第２副電線、４４…第９副電線、５１…第２主電線、５３…第３副電線、５４…第４副電線、５５…第５副電線、５６…第６副電線、８０…二次電池パック、８１…第４の電圧検出器、８２…第２の電流検出器、８３…上位制御部、８４…第１の制御部、８５…二次電池パック、８６…第５の電圧検出器、８７…第３の電流検出器、８８…第２の制御部、８９…放電スイッチボディダイオード、９０…充電スイッチボディダイオード、９１…第１の放電スイッチ、９２…第１の充電スイッチ、９３…第２の放電スイッチ、９４…第２の充電スイッチ、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ…充放電システム、２１１…第３主電線、２１３…第７副電線、２１６…第８副電線、Ｌ…電流路、Ｌ１…第１電流路、Ｌ２…第２電流路、Ｌ３…第１電流路、Ｌ４…第２電流路、ＬＢ…バイパス路、ｅ１…第１端部、ｅ２…第２端部
【要約】
【課題】簡易な構成で横流を阻止または抑制可能な充放電システムを提供する。
【解決手段】充放電システム１００は、交流電源系統４と、交流電源系統４から受け取る電力によって作動する船内負荷３と、直流電源系統５と、交流電源系統４と直流電源系統５との間で電力変換を行うコンバータ２と、直流電源系統５から受け取る電力によって駆動される電動機７と、電動機７に接続される負荷機８と、直流電源系統５に接続される第１バッテリ９と、直流電源系統５に追加的に接続可能な第２バッテリ１０、または、直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１と、直流電源系統５と第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間に配置されるダイオード１１、２３と、ダイオードをバイパスして、直流電源系統５と第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１とを導通させる開閉器１２、２４と、を具備する。
【選択図】図１
【解決手段】充放電システム１００は、交流電源系統４と、交流電源系統４から受け取る電力によって作動する船内負荷３と、直流電源系統５と、交流電源系統４と直流電源系統５との間で電力変換を行うコンバータ２と、直流電源系統５から受け取る電力によって駆動される電動機７と、電動機７に接続される負荷機８と、直流電源系統５に接続される第１バッテリ９と、直流電源系統５に追加的に接続可能な第２バッテリ１０、または、直流電源系統５に追加的に接続可能な第２直流電源系統２１と、直流電源系統５と第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１との間に配置されるダイオード１１、２３と、ダイオードをバイパスして、直流電源系統５と第２バッテリ１０または第２直流電源系統２１とを導通させる開閉器１２、２４と、を具備する。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】