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CN108966678A - 充放电装置 - Google Patents

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CN108966678A
CN108966678A CN201680082455.XA CN201680082455A CN108966678A CN 108966678 A CN108966678 A CN 108966678A CN 201680082455 A CN201680082455 A CN 201680082455A CN 108966678 A CN108966678 A CN 108966678A
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

充放电装置(200)具有将交流电力转换为直流电力而供给到电动汽车(100)内的电力供给源(101)的电力转换部(201)、以及对电力转换部(201)进行控制并且在与电动汽车(100)之间进行信息传送的控制部(202)，控制部(202)使用表示与基于电力供给源(101)的特性的充电方式对应的对应信息和表示不与充电方式对应的非对应信息，判定针对与充放电装置(200)连接的电动汽车(100)内的电力供给源(101)的充电可否。

Description

充放电装置
技术领域
本发明涉及与汽车中搭载的蓄电池连接的充放电装置。
背景技术
近年来，伴随着电动汽车的普及，从电动汽车供给的电力的活用受到关注。特别地，将电动汽车搭载的蓄电池中蓄积的电力供给到住宅内的家电设备的系统被称为V2H(Vehicle to Home)，从电动汽车供给的电力作为停电时的紧急用电源、电力使用量的削峰用电源或与太阳光发电协作的能量管理系统而被期待。如上所述，预想到充放电装置在家庭或公共设施中越来越普及。
在专利文献1中公开了能够进行电动汽车搭载的蓄电池的充放电的技术。专利文献1所示的充放电装置通过电动汽车与充放电装置之间的通信来判定充电可否，在用户从DC(Direct Current)插座拔出连接器时，防止被施加蓄电池的电压的DC插座的端子露出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-96018号公报
发明内容
发明要解决的课题
汽车中搭载的蓄电池存在各种种类，其中一例为镍氢蓄电池、锂离子蓄电池或锂离子聚合物蓄电池。并且，有时在汽车中搭载这些蓄电池中的不同种类的多个蓄电池。这样，汽车中搭载的蓄电池的种类各种各样，但是，充放电装置的规格根据蓄电池的种类而不同，因此，充放电装置必须判别是否与基于蓄电池的特性的充电方式对应。
假设在利用不与基于蓄电池的特性的充电方式对应的充放电装置对汽车中搭载的该蓄电池进行充电的情况下，与利用与蓄电池对应的充放电装置进行充电的情况相比，充放电装置或蓄电池的性能大幅快速地劣化，从蓄电池放电的电力量和对蓄电池充电的电力量低于期望电力量。
在专利文献1中没有公开基于蓄电池的特性的充电可否判定的方法，因此，期望开发在汽车许可充电的情况下也判定蓄电池是否能够充电的充放电装置。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到能够抑制汽车中搭载的蓄电池的性能劣化的充放电装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的充放电装置具有将交流电力转换为直流电力而供给到汽车内的二次电池的电力转换部、以及对电力转换部进行控制并且在与汽车之间进行信息传送的控制部，其特征在于，控制部使用表示与基于二次电池的特性的充电方式对应的对应信息和表示不与充电方式对应的非对应信息，判定可否对与充放电装置连接的汽车内的二次电池进行充电。
发明效果
根据本发明，发挥能够抑制汽车中搭载的蓄电池的性能劣化这样的效果。
附图说明
图1是使用本发明的实施方式的充放电装置的充放电系统的结构图。
图2是示出本发明的实施方式的充放电装置和电动汽车的动作的时序图。
图3是示出图1所示的电动汽车内的控制部中设定的电池确定表的一例的图。
图4是示出图1所示的充放电装置内的控制部中设定的充电方式对应表的一例的图。
图5是用于说明根据图3所示的电池确定表和图4所示的充电方式对应表判定充电可否的处理的图。
图6是图2所示的S105中的充电可否判定处理的流程图。
图7是示出代替图1所示的电动汽车而在搭载了二次电池、内燃机或燃料电池这样的动力源的汽车的控制部中设定的动力源确定表的一例的图。
图8是示出图1所示的充放电装置内的控制部中设定的充电方式对应表的变形例的图。
图9是用于说明根据图7所示的动力源确定表和图8所示的充电方式对应表判定充电可否的处理的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式的充放电装置进行详细说明。另外，本发明不由该实施方式进行限定。
实施方式
图1是使用本发明的实施方式的充放电装置的充放电系统的结构图。图1所示的充放电系统300具有电动汽车100和与电动汽车100连接的充放电装置200。另外，在本实施方式中，对使用电动汽车100的充放电系统300进行说明，但是，充放电系统300中能够应用的汽车不限于电动汽车100，只要是搭载能够由充放电装置200充电的种类的二次电池作为电力供给源101的汽车即可，也可以是搭载了内燃机的混合动力汽车、插电式混合动力汽车或增程式EV(Electric Vehicles)。
电动汽车100具有电力供给源101、控制部102、导体103和插座104。充放电装置200具有电力转换部201、控制部202、联接开闭器203和充放电连接器204。
通过在电动汽车100的插座104上连接充放电连接器204，充放电装置200内的电力线210与电动汽车100内的电力线113连接，充放电装置200内的信号线211与电动汽车100内的信号线111连接，充放电装置200内的通信线212与电动汽车100内的通信线112连接。
在充放电装置200的充放电连接器204上连接有电力线210、信号线211和通信线212的一端。电力线210的另一端与电力转换部201的直流端侧连接，信号线211和通信线212的另一端与控制部202连接。电力转换部201的交流端侧经由联接开闭器203而与配电盘20连接。在配电盘20上连接有负载30和电力系统10。作为负载30，能够例示以交流电力驱动的空调、冰箱或照明这样的家电设备。
在电动汽车100的插座104上连接有电力线113、信号线111和通信线112的一端。导体103配置在电力供给源101与插座104之间，在导体103的一端连接有电力线113的另一端，在导体103的另一端连接有电力线110的一端。电力线110的另一端与电力供给源101连接，信号线111和通信线112的另一端与控制部102连接。
通信线112在电动汽车100与充放电装置200之间进行与电力供给源101的充放电有关的信息的通信，作为通信的方式，能够例示使用CAN(Controller Area Network)的通信协议的方式。
导体103是在充放电装置200内的控制部202和电动汽车100内的控制部102双方存在充放电许可时使电力线110和电力线113导通的继电器。
具体而言，当电力线110设定为“H”、电力线113设定为“L”时，导体103内部的继电器进行动作。然后，在从外部供给了许可充放电装置200与电动汽车100连接的连接许可信号时，对信号线211和信号线111施加电压，导体103内的线圈被励磁，导体103内的活塞(plunger)被吸引。由此，电力线113和电力线110成为导通状态，能够进行充放电装置200中蓄积的电力的放电和针对电力供给源101的充电。
电力供给源101经由电力线110、导体103和电力线113而与插座104连接。在放电时，电力供给源101中蓄积的电力经由电力线110、导体103、电力线113、插座104、充放电连接器204和电力线210供给到充放电装置200内的电力转换部201。在充电时，从电力转换部201输出的直流电力经由电力线210、充放电连接器204、插座104、电力线113、导体103和电力线110供给到电力供给源101。
作为电力供给源101的种类，能够例示镍氢蓄电池、锂离子蓄电池或锂离子聚合物蓄电池。电力供给源101的种类不限于此，只要是能够通过充放电装置200进行充电的二次电池即可，可以是任意的。并且，电力供给源101用于以下这种用途。
(1)具有内燃机的汽车中搭载的电力供给源101蓄积利用由内燃机驱动的交流发电机发电的电力，在比较大容量的情况下，还能够用作针对负载30的暂时的电力供给源。
(2)插电式混合动力汽车或混合动力汽车中搭载的电力供给源101对行驶用马达供给电力、或蓄积由该马达再生的电力，还能够用作针对负载30的电力供给源。
(3)电动汽车100中搭载的电力供给源101对行驶用马达供给电力、或蓄积由该马达再生的电力，还能够用作针对负载30的电力供给源。
控制部102具有经由通信线112在与充放电装置200内的控制部202之间发送接收各种信息的通信功能。
电力转换部201是具有DCAC(Direct Current to Alternating Current)转换功能和ACDC(Alternating Current to Direct Current)转换功能的双向电力转换单元。在利用电力供给源101中蓄积的电力使负载30进行动作的情况下，电力转换部201作为DCAC转换器进行动作，将从电力供给源101供给的直流电力转换为交流电力并进行输出。在利用从电力系统10供给的电力对电力供给源101进行充电的情况下，电力转换部201作为ACDC转换器进行动作，将从电力系统10供给的交流电力转换为直流电力并进行输出。
控制部202具有如下功能：对电力转换部201的动作进行控制，并且，使用未图示的计测器监视充放电路径的电流和电压，检测过电流和过电压这样的异常。并且，控制部202具有经由通信线112、212在与控制部102之间进行的各种通信功能。并且，控制部202在进行充放电时，进行接通导体103和联接开闭器203以连接配电盘20和电力供给源101的控制。
图2是示出本发明的实施方式的充放电装置和电动汽车的动作的时序图。
在S101中，充放电装置200的控制部202开始进行充放电开始序列。例如，从未图示的控制器输出的充放电开始指令被输入到充放电装置200，由此，开始进行充放电开始序列。
在S102中，控制部202输出充放电开始信号T10，以向电动汽车100通知充放电开始。由控制部102经由通信线112、212接收充放电开始信号T10。在S103中，输出了充放电开始信号T10的控制部202成为电动汽车100和充放电装置200中的通信待机状态。
在S201中，接收到充放电开始信号T10的控制部102检测充放电开始，在S202中，检测到充放电开始的控制部102成为电动汽车100和充放电装置200中的通信待机状态，输出通信准备完成信号T11。由控制部102经由通信线112、212接收通信准备完成信号T11。
在S104和S203中，成为通信待机状态的控制部102和接收到通信准备完成信号T11的控制部202经由通信线112、212进行充放电信息T12的交换处理。
关于充放电信息T12，例如在电动汽车100侧考虑作为与电力供给源101有关的信息的电力余量、充放电电流上限值和充放电电压上下限值。并且，关于充放电信息T12，在充放电装置200侧考虑作为与电力转换部201有关的信息的可输入输出电压值和可输入输出电流值。
在S105中，控制部202使用S104的充放电信息交换处理中得到的与电力供给源101有关的信息进行充电可否判定处理。充电可否判定处理的详细情况在后面叙述。
在S106中，S105中判定为能够充放电的控制部202对控制部102发送充放电准备完成信号T13。在S204中，接收到充放电准备完成信号T13的控制部102使导体103成为接通状态。
在S107中，控制部202确认导体103的接通后，在S108中，控制部202对电力转换部201进行控制，由此开始进行充放电动作。即，控制部202使电力转换部201进行ACDC转换动作或DCAC转换动作。
图3是示出图1所示的电动汽车内的控制部中设定的电池确定表的一例的图。
在图3所示的电池确定表1021中，将电动汽车100中搭载的1个或多个二次电池的种类与确定有无1个或多个二次电池的确定信息对应起来。在图3中，将3种二次电池A、B、C和分别表示有无3种二次电池A、B、C的信息对应起来。例如二次电池A是镍氢蓄电池，二次电池B是锂离子蓄电池，二次电池C是锂离子聚合物蓄电池。
“1”表示在具有电池确定表1021的电动汽车100中搭载了相应的二次电池。“0”表示在具有电池确定表1021的电动汽车100中未搭载相应的二次电池。
电池确定表1021存储在构成控制部102的未图示的存储部中。例如，在图2所示的S104中，经由通信线112、212向控制部202发送与控制部102所具有的电池确定表1021有关的信息。
在图3中，在电池确定表1021中记录与3个二次电池A、B、C有关的信息，但是，也可以在电池确定表1021中记录与这些二次电池以外的蓄电池有关的确定信息。并且，电池确定表1021也可以代替与多个二次电池A、B、C有关的确定信息而记录与一个二次电池有关的确定信息。
图4是示出图1所示的充放电装置内的控制部中设定的充电方式对应表的一例的图。在图4所示的充电方式对应表2021中，将电动汽车100中搭载的1个或多个二次电池的种类、表示与基于电动汽车100中搭载的1个或多个二次电池的特性的充电方式对应的对应信息“1”以及表示不与该充电方式对应的非对应信息“0”对应起来。
充电方式对应表2021存储在构成控制部202的未图示的存储部中。例如，在图2所示的S104中，经由通信线112、212向控制部102发送与控制部202所具有的充电方式对应表2021有关的信息。
另外，在图4中，在充电方式对应表2021中记录了与3个二次电池A、B、C有关的对应信息和非对应信息，但是，也可以在充电方式对应表2021中记录与这些二次电池以外的蓄电池有关的对应信息和非对应信息。并且，充电方式对应表2021也可以代替与多个二次电池A、B、C有关的对应信息和非对应信息而记录与一个二次电池有关的对应信息或非对应信息。
图5是用于说明根据图3所示的电池确定表和图4所示的充电方式对应表判定充电可否的处理的图。在图5中，作为一例，示出27种电池确定表1021中分别记录的3个二次电池A、B、C的信息和充电方式对应表2021的信息。“-”意味着可以是可充电信息“1”也可以是不可充电信息“0”。
例如，与No.1的栏所示的二次电池A、B、C对应的信息是多个电动汽车100中的第1汽车所具有的电池确定表1021内的信息和与第1汽车连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021内的信息。
同样，与No.2的栏所示的二次电池A、B、C对应的信息是多个电动汽车100中的与第1汽车不同的第2汽车所具有的电池确定表1021内的信息和与第2汽车连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021内的信息。
关于充电可否的判定，在电池确定表1021所示的二次电池的信息和充电方式对应表2021所示的二次电池的信息中的、与相同种类的二次电池对应的信息的逻辑积为“1”的情况下判定为“能够充电”，在与相同种类的二次电池对应的信息的逻辑积为“0”的情况下判定为“不可充电”。
以No.3的栏所示的信息为例对充电可否的判定方法进行说明。在电池确定表1021内的二次电池A的信息为“1”、并且与具有该电池确定表1021的电动汽车100连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021内的二次电池A的信息为“1”的情况下，充放电装置200与基于该电动汽车100中搭载的电力供给源101的特性的充电方式对应，因此判定为能够充电。
作为另一例，以No.4的栏所示的信息为例对充电可否的判定方法进行说明。在电池确定表1021内的二次电池B的信息为“1”、并且与具有该电池确定表1021的电动汽车100连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021内的二次电池B的信息为“0”的情况下，充放电装置200不与基于该电动汽车100中搭载的电力供给源101的特性的充电方式对应，因此判定为不可充电。
图6是示出图2所示的S105中的充电可否判定处理的流程图。在图2的S105中开始进行充电可否判定处理后，在图6的S301中，控制部202根据图5所示的充电可否对应表判定充电可否。在判定为不可充电的情况下(S301：是)，在S302中，控制部202判定是否接收到从控制充放电装置200的未图示的控制器输出的表示充电开始的充电指令。在接收到充电指令的情况下(S302：是)，不能进行电力供给源101的充电，因此，在S303中，控制部202对控制部102通知充放电结束，结束电动汽车侧的充放电控制。
在S304中，控制部202向用户通知在与充放电装置200连接的电动汽车100中搭载了无法充电的电力供给源101，因此，例如生成“该充放电装置不与当前连接的电动汽车的充电对应”这样的消息信息。对控制充放电装置200的未图示的控制器发送该消息信息，接收到该消息信息的控制器在控制器中设置的显示画面上显示上述消息作为文字信息。
在S305中，S304中完成了针对用户的通知的控制部202结束充电可否判定处理。
在S301中判定为能够充电的情况下(S301：否)，在S306中，控制部202结束充电可否判定处理，进行图2的S106以后的处理。
并且，在S302中未接收到充电指令的情况下(S302：否)，在S306中，控制部202结束充电可否判定处理，进行图2的S106以后的处理。
如以上说明的那样，本实施方式的充放电装置200构成为，使用表示与基于二次电池即电力供给源101的特性的充电方式对应的对应信息和表示不与充电方式对应的非对应信息，判定针对与充放电装置200连接的汽车即电动汽车100内的二次电池的充电可否。由此，能够防止对不与基于电力供给源101的特性的充电方式对应的电力供给源101进行充电，能够抑制电力供给源101或充放电装置200的性能劣化。并且，通过在导体103的接通前进行充电可否判定处理，能够防止向外部输出电力供给源101中蓄积的电力。
在以上的说明中，说明了电动汽车100中搭载的电力供给源101是镍氢蓄电池、锂离子蓄电池或锂离子聚合物蓄电池这样的二次电池的例子，但是，在汽车中，除了二次电池以外，有时还搭载内燃机和燃料电池这样的动力源。本实施方式的充放电装置200在与搭载了这些动力源中的至少一方的汽车连接的情况下，也能够判定针对该汽车中搭载的动力源的充电可否。下面，对具体例进行说明。
图7是示出代替图1所示的电动汽车而在搭载了二次电池、内燃机或燃料电池这样的动力源的汽车的控制部中设定的动力源确定表的一例的图。
在图7所示的动力源确定表1021A中，将汽车中搭载的动力源的种类和确定有无动力源的确定信息对应起来。在图7中，将3种动力源和表示分别有无3种动力源的信息对应起来。例如，A1是二次电池，B1是内燃机，C1是燃料电池。但是，这里例示的动力源是一例，不限于此。“1”表示在具有动力源确定表1021A的汽车中搭载了相应的动力源。“0”表示在具有动力源确定表1021A的汽车中未搭载相应的动力源。动力源确定表1021A存储在构成控制部102的未图示的存储部中。例如，在图2所示的S104中，经由通信线112、212向控制部202发送与控制部102所具有的动力源确定表1021A有关的信息。
图8是示出图1所示的充放电装置内的控制部中设定的充电方式对应表的变形例的图。在图8所示的充电方式对应表2021A中，将汽车中搭载的动力源的种类、表示能够对汽车中搭载的动力源进行充电的可充电信息“1”、表示不能对该动力源进行充电的不可充电信息“0”对应起来。充电方式对应表2021A存储在构成控制部202的未图示的存储部中。例如，在图2所示的S104中，经由通信线112、212向控制部102发送与控制部202所具有的充电方式对应表2021A有关的信息。
图9是用于说明根据图7所示的动力源确定表和图8所示的充电方式对应表判定充电可否的处理的图。在图5中，作为一例，示出27种动力源确定表1021A中分别记录的3个动力源A1、B1、C1和充电方式对应表2021A的信息。“-”意味着可以是可充电信息“1”也可以是不可充电信息“0”。
关于充电可否的判定，在动力源确定表1021A所示的动力源的信息和充电方式对应表2021A所示的动力源的信息中的、与相同种类的动力源对应的信息的逻辑积为“1”的情况下判定为“能够充电”，在与相同种类的动力源对应的信息的逻辑积为“0”的情况下判定为“不可充电”。“-”意味着可以是可充电信息“1”也可以是不可充电信息“0”。
以No.3的栏所示的信息为例对充电可否的判定方法进行说明。这里，假设动力源A1是二次电池。在动力源确定表1021A内的动力源A1的信息为“1”、与具有该动力源确定表1021A的汽车连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021A内的动力源A1的信息为“1”的情况下，充放电装置200判定为能够对该汽车中搭载的二次电池进行充电。
作为另一例，以No.4的栏所示的信息为例对充电可否的判定方法进行说明。这里，假设动力源B1是燃料电池。在动力源确定表1021A内的动力源B1的信息为“1”、与具有该动力源确定表1021A的汽车连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021A内的动力源B1的信息为“0”的情况下，充放电装置200判定为不能对该汽车中搭载的燃料电池进行充电。
作为另一例，以No.12的栏所示的信息为例对充电可否的判定方法进行说明。这里，假设动力源A1是镍氢二次电池，动力源C1是锂离子二次电池。在动力源确定表1021A内的动力源A1、C1的信息为“1”、与具有该动力源确定表1021A的汽车连接的充放电装置200所具有的充电方式对应表2021A内的动力源A1、C1的信息为“1”的情况下，充放电装置200判断为在该汽车中搭载了镍氢二次电池和锂离子二次电池，判定为能够对该二次电池进行充电。
控制部202使用图7和图8所示的表进行图2和图6所示的处理，进行充电可否判定。例如，燃料电池车能够将通过氢的化学反应而发电的电力供给到家电，但是不能进行充电。在燃料电池车上连接了充放电装置200的状态下，在用户错误地进行充电操作而输出了充电指令的情况下，充放电装置200不与燃料电池的充电对应，因此判断为不可充电。由此，确保充放电装置200和燃料电池车的安全。
以上实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
标号说明
10：电力系统；20：配电盘；30：负载；100：电动汽车；101：电力供给源；102、202：控制部；103：导体；104：插座；110、113、210：电力线；111、211：信号线；112、212：通信线；200：充放电装置；201：电力转换部；203：联接开闭器；204：充放电连接器；300：充放电系统；1021：电池确定表；1021A：动力源确定表；2021、2021A：充电方式对应表。

Claims (5)

1.一种充放电装置，其具有将交流电力转换为直流电力而供给到汽车内的二次电池的电力转换部、以及对所述电力转换部进行控制并且在与所述汽车之间进行信息传送的控制部，其特征在于，
所述控制部使用表示与基于所述二次电池的特性的充电方式对应的对应信息和表示不与所述充电方式对应的非对应信息，判定可否针对与所述充放电装置连接的所述汽车内的所述二次电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的充放电装置，其特征在于，
所述汽车具有将所述二次电池的种类和确定有无所述二次电池的确定信息对应起来的电池确定表，
所述控制部具有将所述二次电池的种类、所述对应信息、所述非对应信息对应起来的充电方式对应表，使用所述电池确定表和所述充电方式对应表判定可否进行所述充电。
3.根据权利要求2所述的充放电装置，其特征在于，
所述控制部在所述电池确定表所示的所述二次电池的信息和所述充电方式对应表所示的所述二次电池的信息中的、与相同种类的所述二次电池对应的信息的逻辑积为0时判定为不可充电，向所述汽车通知充放电结束。
4.根据权利要求3所述的充放电装置，其特征在于，
所述控制部在判定为所述不可充电时，生成通知在与所述充放电装置连接的所述汽车中搭载了无法利用所述充放电装置进行充电的二次电池的信息。
5.一种充放电装置，其具有将交流电力转换为直流电力而供给到汽车内的二次电池的电力转换部、以及对所述电力转换部进行控制并且在与所述汽车之间进行信息传送的控制部，其特征在于，
所述控制部使用表示能够对所述汽车中搭载的动力源进行充电的可充电信息和表示不能对所述动力源进行充电的不可充电信息，判定可否针对与所述充放电装置连接的所述汽车内的所述动力源进行充电。
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