CN104508938A - 充放电装置 - Google Patents

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山川崇
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Abstract

本发明的充放电装置，其包括：充放电连接器（3），其将蓄电池与充放电装置（100）电连接；电缆，其一端与上述充放电连接器连接，另一端与上述充放电装置连接；电力转换部（10）；控制部（11），其控制电力转换部（10）的动作；以及异常检测部（12），其在来自比较器（20）的输出和来自控制部（11）的ON信号输入到AND电路（21）时，向控制部（11）和电力转换部（10）中的至少任一个输出用于使电力转换部（10）的动作停止的异常检测信号（30a）。

Description

充放电装置
技术领域
本发明涉及充放电装置。
背景技术
近年来，随着电动汽车的普及，对搭载于电动汽车的蓄电池进行充电、并且将存储在蓄电池中的电力供给给屋内负载(空调、冰箱等)的充放电装置受到关注(例如下述专利文献1)。
在与充放电装置连接的充放电电缆上设置有充放电连接器(下面称为“连接器”)，其可装卸于电动汽车的连接器连接口，搭载于电动汽车的蓄电池经由该连接器与充放电装置电连接。但是，由于蓄电池的电压可达到数百伏，所以在通电期间人与连接器的电极等接触的情况下可能导致触电。因此，在将连接器连接到连接器连接口上时，在充放电装置与电动汽车内的车辆控制器之间进行规定的通信，确认安全之后再进行充放电。而且，在连接器设置有机械式锁止机构(连接器防脱落机构)，例如在充放电装置中进行开始充放电的操作时，将来自充放电装置的锁止执行驱动信号(使锁止机构动作的信号)传送到连接器，由此使设置于连接器的锁止机构发挥作用，保持连接器连接口与连接器的机械连接状态。
专利文献1：日本特开2012-34506号公报
发明内容
但是，在蓄电池与充放电装置之间正在进行充放电时电动汽车开始行驶这样的情况下，会成为连接器脱落或充放电电缆断开的状态，而存在蓄电池与充放电装置的电连接被解除的可能性。此外，在下面的说明中，将蓄电池与充放电装置的电连接被解除的状态称为“断线等”。在产生断线等的情况下，需要迅速地停止充放电以确保操作者的安全，因此在以上述专利文献1为代表的现有技术中，具有异常检测部，其通过向充放电装置内的电力转换部(逆变器或转换器)的控制部发送异常检测信号，从硬件使电力转换部的动作停止。在该异常检测部中，不仅包括用于检测断线等的断线检测单元，还包括用于检测在充放电装置中产生的由断线等以外的原因(过电流、过电压等)引起的异常的异常检测单元等。此外，在电力转换部中设置有在检测出异常的情况下使电力转换部的动作停止的保护功能，从输入异常检测信号起至保护功能被解除为止,电力转换部的动作停止。然而，电力转换部不能区分异常检测信号是由断线等原因引起的，还是由除此以外的原因引起的。因此，尽管实际上发生了例如过电流等异常，但是在由来自控制部的清除信号解除了电力转换部的保护功能的情况下，还是存在电力转换部因过电流而损坏的可能性。
另一方面，在连接器设置有使连接器的锁止机构动作的电磁阀(solenoid)，在充放电装置设置有对该电磁阀进行供电的开关。例如在开始充放电时，开关因来自控制部的ON信号而导通(CLOSE：闭合)，对电磁阀进行供电，在充放电停止时，开关因来自控制部的OFF信号而断开(OPEN：打开)，停止对电磁阀进行供电。因此，在连接器与电动汽车连接并且充放电已停止的情况下，由于不对连接器的电磁阀供给电磁阀驱动电源，所以设置于连接器的闩锁不动作。这里，在连接器设置有与闩锁联动的联动开关，联动开关的一端与电磁阀连接，另一端与断线检测单元的输入端连接，在不对电磁阀供给电源时断开(OPEN：打开)。因此，在充放电停止的情况下，由于闩锁不发挥作用，所以联动开关也OPEN(CLOSE：闭合)，对断线检测单元的输入端施加比基准电压低的电压。因此，在断线检测单元中判断为发生了断线等，向控制部和电力转换部输出异常检测信号。这样，尽管连接器与电动汽车连接并且与电动汽车之间的充放电停止，还是向电力转换部输出异常检测信号，在接收到异常检测信号的电力转换部，保护功能发挥作用，在保护功能解除之前不能启动。
这样，以上述专利文献1为代表的现有技术存在下述问题：无法兼顾实现防止在发生过电流等异常的情况下的电力转换部损坏、以及防止在不进行充放电时电力转换部的保护功能的不必要的动作，不能满足进一步提高可靠性的需求。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够进一步提高可靠性的充放电装置。
为了解决上述课题、实现发明目的，本发明的充放电装置，其位于***电源与蓄电池之间，进行上述蓄电池的充放电，上述充放电装置包括：充放电连接器，其将上述蓄电池与上述充放电装置电连接；充放电电缆，其一端与上述充放电连接器连接，另一端与上述充放电装置连接；电力转换部，其在输入交流电的情况下作为AC/DC转换器动作，在输入来自上述蓄电池的直流电的情况下作为DC/AC转换器动作；控制部，其控制上述电力转换部的动作；以及异常检测部，其在检测出上述蓄电池与上述充放电装置的电连接已解除、并且从上述控制部输出了表示上述电力转换部的动作开始的信号时，向上述控制部和上述电力转换部中的至少任一个输出用于使上述电力转换部的动作停止的异常检测信号。
根据本发明，由于具有仅在发生断线等时使电力转换部的保护功能停止的功能，因此起到如下效果:能够兼顾实现防止在发生过电流等异常的情况下的电力转换部损坏、以及防止在不进行充放电时电力转换部的保护功能的不必要的动作，从而能够进一步提高可靠性。
附图说明
图1是示意性表示本发明的实施方式涉及的充放电装置、电动汽车、***电源和屋内负载的连接关系的图。
图2是表示充放电装置和充放电电缆的连接关系的图。
图3是表示充放电连接器的构造的图。
图4是表示本发明的实施方式1涉及的异常检测部的结构的图。
图5是表示图2所示的电力转换部和控制部的详细情况的图。
图6是用于说明保护部的动作的图。
图7是用于说明以往的充放电装置的动作的第一图。
图8是用于说明以往的充放电装置的动作的第二图。
图9是用于对比以往的断线检测单元和本发明的实施方式1的断线检测单元的动作来进行说明的图。
图10是表示本发明的实施方式1涉及的充放电装置的变形例的图。
图11是表示本发明的实施方式2涉及的充放电装置的结构的图。
图12是表示以往的充放电装置的结构的图。
图13是用于说明以往的充放电装置的动作的第一流程图。
图14是用于说明以往的充放电装置的动作的第二流程图。
图15是用于说明本发明的实施方式2涉及的充放电装置的动作的第一流程图。
图16是用于说明本发明的实施方式2涉及的充放电装置的动作的第二流程图。
附图标记说明
1***电源；2屋内负载；3充放电连接器；3a电磁阀；3b二极管；3c电阻器；4电动汽车；5锁止机构；6锁止执行驱动信号；7电路电源；8开关器；10电力转换部；11控制部；11-1第一控制部；11-2第二控制部；11a、11a-1、11a-2动作信号；11b保护解除信号；11c开关信号；11d ON/OFF信号；12、12’、12-1、12-2、12-2’异常检测部；13电源线；14信号线组；15充放电电缆；16第二电力转换部；16a信号；17第一电力转换部；18驱动部；18a驱动信号；19保护部；20比较器；21AND电路；22OR电路；30、30’断线检测单元(第一异常检测单元)；30a、30a’、31a异常检测信号；31异常检测单元(第二异常检测单元)；100、100’、100-1、100-2、100-2’充放电装置。
具体实施方式
下面，基于附图来详细说明本发明涉及的充放电装置的实施方式。此外，本发明不限定于该实施方式。
实施方式1
图1是示意性表示本发明的实施方式涉及的充放电装置100、电动汽车(下面称为“汽车”)4、***电源1和屋内负载2的连接关系的图，图2是表示充放电装置100和充放电电缆(下面称为“电缆”)15的连接关系的图，图3是表示充放电连接器(下面称为“连接器”)3的构造的图。
在图1中，在汽车4中搭载有未图示的行驶用蓄电池和车辆控制器等。***电源1经由开关器8与屋内负载2电连接，并且与充放电装置100电连接。电缆15的一端与充放电装置100连接，在电缆15的另一端设置有连接器3，其可装卸于设置在汽车4的外壳的连接器连接口(未图示)。
汽车4内的蓄电池通常使用锂离子电池，由于每1个电池单元的电压是3V～4V左右，所以将多个电池单元串联连接，使蓄电池两端的电压成为高压。在汽车4中，例如将96个3.7V/单元的电池单元串联连接，在这种情况下蓄电池两端的电压达到355.2V。此外，由于根据车的种类而行驶距离等各不相同，所以蓄电池的电池单元数量因车的种类而各异，而且每个单元的电池也按制造商而不同，因此蓄电池的电压为200V～400V。这样，高压化的蓄电池以与汽车4的外壳绝缘的状态被搭载，成为蓄电池的两端不与外壳的接地部分连接的装载状态。
车辆控制器计测关于蓄电池的信息(例如电池电压、充放电电流、电池容量、SOC(充电状态：State of Charge)、温度等)，对充放电动作进行监视，并与充放电装置100之间进行信息通信，以不超过蓄电池的充电容许量和放电容许量，并且向充放电装置100输出动作指令。此外，车辆控制器根据需要向充放电装置100传送关于蓄电池的信息，也请求来自充放电装置100的信息。
此外，作为车辆控制器的电源使用内置于汽车4中的辅机用电池，从高压的蓄电池对辅机用电池进行充电。辅机用电池通常使用端子电压为12V或24V等的电池，但是不限定于此。此外，辅机用电池与使汽车4行驶的高压的蓄电池绝缘，接地于车辆外壳。此外，由于轮胎位于外壳与大地之间，所以汽车4经由轮胎接地而不能说成是完全接地，但是轮胎的阻抗相对于雷电等超高压电位来说是相对较低的值，因此雷电的电流经由轮胎释放到地面。此外，在发动机汽车中，由于发动机与发电机连接，所以辅机用电池在发动机工作期间由该发电机充电，但是由于在电动汽车中没有发电机，所以辅机用电池由高压的蓄电池充电。此时，在蓄电池与辅机用电池之间***有绝缘型降压充电电路。
在图2中，充放电装置100包括电力转换部10、控制部11和异常检测部12。电力转换部10与电缆15内的电源线13连接，通过电源线13在充放电装置100与汽车4的蓄电池之间进行充放电。控制部11与电缆15内的信号线组14连接，通过信号线组14在控制部11与车辆控制器之间进行规定的通信。
异常检测部12具有下述功能：检测断线等(连接器脱落或电缆15断线等)并输出表示产生了断线等的异常检测信号30a的功能；以及检测例如过电流或过电压等异常(断线等以外的异常)并输出表示产生了断线等以外的异常的异常检测信号31a的功能。后文将详细说明异常检测部12。
在图3中示出了设置在连接器3的端子组的一个示例，在连接器3例如设置有：连接电源线13的“供电(－)”端子和“供电(+)”端子、连接信号线组14的“CAN-H”端子、“CAN-L”端子、“充电许可禁止”端子、“锁止执行驱动信号”端子、用于发送接收其他I/O信号的端子等。
“CAN-H”端子和“CAN-L”端子是用于在控制部11与汽车4之间进行必要的CAN(Controller Area Network，控制器局域网)通信的端子，通过CAN通信，例如在汽车4侧的车辆控制器中根据蓄电池的状态指定最合适的充电电流，在充放电装置100中根据从车辆控制器发送的信息进行直流电流的供给。此外，在连接器3，作为机械式的连接器脱落防止功能而设置有锁止机构5。例如通过锁止机构5发挥作用，来保持汽车4侧的连接器连接口与连接器3的机械连接状态。后文将详细说明锁止机构5的动作。
图4是表示本发明的实施方式1涉及的异常检测部12的结构的图。异常检测部12具有断线检测单元30和异常检测单元31。断线检测单元30包括：由来自控制部11的ON/OFF(导通/断开)信号11d控制的电磁阀驱动电源用的开关S1、比较器20、AND电路21和多个电阻器R。
开关S1的一端与电路电源7连接，另一端与连接器3内的电磁阀3a和二极管3b的连接端连接。对开关S1输入来自控制部11的ON/OFF信号11d。例如在与汽车4开始充放电的情况下，从控制部11输出用于使开关S1闭合(CLOSE)的ON信号(ON/OFF信号11d)。根据该ON信号，开关S1导通，通过信号线组14将电路电源7供给到连接器3。在下面的说明中，将被供给到连接器3的电源称为锁止执行驱动信号6。
经过分压的输入电压被施加到比较器20的一个输入端(负侧输入端)，基准电压被施加到比较器20的另一个输入端(正侧输入端)。比较器20的输出端与AND电路21的一个输入端连接。在比较器20中，对负侧输入端的电压和正侧输入端的电压进行比较，在负侧输入端的电压低于正侧输入端的电压时，比较器20的输出端成为High(高电平)。例如在连接器3内的开关S2断开(OPEN)而产生连接器脱落的情况下，负侧输入端成为GND(接地)电位，负侧输入端的电压低于正侧输入端的电压。因此，比较器20的输出端成为High，并作为输出信号被输入到AND电路21。
比较器20的输出信号和来自控制部11的ON/OFF信号11d被输入到AND电路21，在这些信号的AND条件成立时，AND电路21输出表示产生了断线等的异常检测信号30a。异常检测单元31在检测出断线以外的异常时，输出表示产生了断线等以外的异常的异常检测信号31a。
连接器3包括：二极管3b、一端与二极管3b的阴极连接的电阻器3c、一端与二极管3b的阳极连接且另一端与电阻器3c的另一端连接的电磁阀3a、以及开关S2。开关S2是与上述的锁止机构5联动的开关，其一端与电磁阀3a和电阻器3c的连接端连接，另一端经由信号线组14和电阻器R与比较器20的负侧输入端连接。
下面，对动作进行说明。对在例如没有发生连接器脱落的状态下开始与电动汽车进行充放电的情况下的动作进行说明。例如在充放电装置100中进行开始充放电的操作时，从控制部11输出用于使开关S1闭合的ON信号，将该信号输入到开关S1。根据该信号，开关S1导通，将锁止执行驱动信号6供给到电磁阀3a。
由此，锁止机构5发挥作用，保持汽车4侧的连接器连接口与连接器3的机械连接状态，防止在充放电期间因连接器脱落而发生触电。此外，开关S2与锁止机构5联动地导通，对比较器20的负侧输入端施加比施加于正侧输入端的电压高的电压，比较器20的输出成为Low(低电平)。因此，AND电路21的AND条件不成立，所以不输出异常检测信号30a。
接着，对开始与汽车4进行充放电之后发生连接器脱落的情况下的动作进行说明。在开始与汽车4进行充放电之后发生连接器脱落的情况下，不对电磁阀3a和比较器20供给锁止执行驱动信号6。此时，根据电磁阀3a的电阻分量与比较器20的负侧输入端的电阻器R的分压比，施加于比较器20的负侧输入端的电压低于施加于正侧输入端的电压，由此比较器20的输出从Low变化成High。由于来自控制部11的ON信号也输入到AND电路21，所以AND电路21的AND条件成立，从AND电路21输出异常检测信号30a。
将该异常检测信号30a输入到例如控制部11和电力转换部10，被输入异常检测信号30a的控制部11停止向电力转换部10输出动作信号11a。同样，被输入异常检测信号30a的电力转换部10停止从后述的保护部19向各电力转换部16、17输出驱动信号18a。通过该动作，使电力转换部10的动作停止，防止在充放电期间发生连接器脱落时触电。
此外，在图4中，是将来自AND电路21的异常检测信号30a输入到控制部11和电力转换部10双方的，但是不限定于此。由于电力转换部10由硬件构成而控制部11由软件构成，所以在控制部11中进行离散控制。因此，在控制部11中，从异常检测信号30a被输入时起至动作信号11a停止为止会产生时滞，而在电力转换部10中则不产生这样的时滞。
因此，在构成为仅将异常检测信号30a输入到电力转换部10的情况下，能够简化充放电装置100的结构，并且能够使电力转换部10的动作立即停止。此外，在构成为仅将异常检测信号30a输入到控制部11的情况下，虽然控制部11会稍稍产生时滞，但是能够减小充放电装置100的制造成本。此外，在构成为将异常检测信号30a输入到控制部11和电力转换部10的情况下，能够使电力转换部10的动作立即停止，并且能够提高可靠性。
图5是表示图2所示的电力转换部10和控制部11的详细情况的图。电力转换部10包括第二电力转换部16、第一电力转换部17、多个保护部19和多个驱动部18。
在图5中，作为一个示例，示出了一个用于控制第一电力转换部17的开关元件的驱动部18、以及分别控制第二电力转换部16的初级侧的开关元件和次级侧的开关元件的两个驱动部18。此外，在各驱动部18的输出侧分别设置有保护部19。
此外，在图5中，为了简化说明，将异常检测信号30a、31a输入到控制部11，从控制部11输出动作信号11a、保护解除信号11b和开关信号11c，但是输入到控制部11的信号和从控制部11输出的信号不限定于此，并且例如还向控制部11输入来自图3所示的“充电许可禁止”端子的信号、来自“充电开始停止”端子的信号等。
第一电力转换部17作为AC/DC转换器或DC/AC转换器动作。在第一电力转换部17作为AC/DC转换器动作时，将从***电源1经由开关器8被供给的交流电转换为直流电并输出到第二电力转换部16。此外，在第一电力转换部17作为DC/AC转换器动作时，将来自第二电力转换部16的直流电转换为交流电并输出到开关器8。
第二电力转换部16作为DC/DC转换器动作，将来自第一电力转换部17的直流电转换为可供给汽车4的电压，并且将来自汽车4的直流电转换为可输入到第一电力转换部17的电压。
在各驱动部18中，根据来自控制部11的动作信号11a，生成用于控制第一电力转换部17和第二电力转换部16的开关元件的驱动信号18a(PWM选通脉冲)。
各保护部19在没有被输入来自异常检测部12的异常检测信号30a或异常检测信号31a时，向各电力转换部16、17输出来自驱动部18的驱动信号18a，在被输入有异常检测信号30a或异常检测信号31a时，停止向各电力转换部16、17输出驱动信号18a，并维持该状态直到被输入来自控制部11的保护解除信号11b为止。此外，在图5中，向保护部19输入表示产生了过电流或过电流等的信号16a，但是也可以构成为将该信号16a纳入到异常检测部12的异常检测单元31中。
此外，图5所示的第一电力转换部17由四元件结构的单相逆变器构成，但是也可以是六元件结构的三相逆变器。在单相逆变器的情况下是单相两线输出，而如果是三相逆变器，则还能够是单相三线输出，还能够应用于三相电源。此外，图5所示的第二电力转换部16由两个单相逆变器构成，但是第二电力转换部16的结构不限定于此。例如也可以由两个三相逆变器构成第二电力转换部16，在这样构成的情况下，作为绝缘变压器，使用Y-Y形连接、Y-△形连接或△-△形连接的绝缘变压器。此外，在组合单相逆变器和三相逆变器来构成第二电力转换部16的情况下，绝缘变压器使用斯科特连接的变压器。
此外，在图5所示的第二电力转换部16中，由于在绝缘变压器的初级侧和次级侧之间电位不同，所以在电力转换部10中，为了使来自单一控制部11的动作信号11a绝缘而使用多个驱动部18，但是只要是能产生同等效果的结构即可，并不限定于图5所示的结构。
此外，在图5中，绝缘变压器设置在两个单相逆变器之间，但是也可以构成为将绝缘变压器设置在第一电力转换部17的交流侧。在这样构成的情况下，虽然因向绝缘变压器输入电源频率而使绝缘变压器大型化，但是由于不需要第二电力转换部16，所以电力转换部10使用的开关元件的数量减少，能够减小开关损失并提高可靠性。此外，由于两个单相逆变器为同一电位，所以能够削减用于使动作信号11a绝缘的驱动部18等，能够减少因绝缘导致的信号传递的延迟或偏差，能够提高控制性并且提高驱动信号18a的频率(载波频率)。
图6是用于说明保护部19的动作的图。在保护部19中没有异常检测信号30a或异常检测信号31a输入的情况下，如图6的左侧所示，保护部19为OFF(关闭)的状态。此时，向各电力转换部16、17输入驱动信号18a。在保护部19中有异常检测信号30a或异常检测信号31a输入的情况下，如图6的中央所示，保护部19为ON(开启)的状态。此时，成为不向各电力转换部16、17输入驱动信号18a的状态。然后，在根据来自控制部11的保护解除信号11b解除了保护部19的保护时，如图6的右侧所示，保护部19成为OFF(关闭)的状态。因此，再次向各电力转换部16、17输入驱动信号18a。
图7是用于说明以往的充放电装置100’的动作的第一图，图8是用于说明以往的充放电装置100’的动作的第二图。下面，对与图1～图6相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明，这里仅说明不同的部分。在图7所示的充放电装置100’中设置有断线检测单元30’，来取代图4所示的断线检测单元30。在断线检测单元30’中没有设置图4所示的AND电路21，并且将比较器20的输出作为异常检测信号30a’输入到控制部11和电力转换部10。
图8所示的表中示出了设置在充放电装置100’的开关S1和开关S2、连接器是否脱落、以及是否输出异常检测信号30a’的关系。在表中(1)，在不进行充放电时开关S1断开，不对电磁阀3a供给锁止执行驱动信号6。因此，锁止机构5不发挥作用，开关S2也断开。因此，由于施加于比较器20的负侧输入端的电压低于施加于正侧输入端的电压，所以比较器20的输出为高电平，从比较器20输出异常检测信号30a’。
这样，在以往的充放电装置100’中，由于在不进行充放电的情况下不向电磁阀3a供给锁止执行驱动信号6，所以尽管连接了连接器3也会输出异常检测信号30a’。因此，根据异常检测信号30a’，电力转换部10的保护部19发挥作用，即使在已开始进行充放电的操作的情况下，也无法在输出保护解除信号11b之前启动各电力转换部16、17。
另一方面，在电力转换部10和控制部11中，不能判断来自异常检测部12’的信号是由连接器脱落引起的、还是由其他原因(过电流等)引起的。因此，虽然保护部19因过电流等而发挥作用，但是在控制部11中将来自异常检测部12’的信号判断为表示断线的异常检测信号30a’而输出保护解除信号11b的情况下，存在电力转换部发生损坏的可能性。
本实施方式1涉及的充放电装置100，构成为仅在比较器20的输出信号与来自控制部11的ON/OFF信号11d的AND条件成立时输出异常检测信号30a。因此，在不充放电时、即开关S1断开时不输出异常检测信号30a。因此，除了输出异常检测信号31a的情况以外，在不充放电时电力转换部10的保护部19不发挥作用，而能够在进行开始充放电的操作时迅速地启动各电力转换部16、17。
表中(2)表示在(1)的情况下发生连接器脱落时开关S1、开关S2和异常检测信号30a’的状态，在发生连接器脱落的情况下输出异常检测信号30a’。
表中(3)表示尽管在不充放电时,例如开关S2也不从导通恢复成断开而从比较器20持续输出异常检测信号30a’的状态。在这种情况下，也与(1)同样，由于不对电磁阀3a供给锁止执行驱动信号6，所以被判断为断线而输出异常检测信号30a’。
表中(4)表示在(3)的情况下发生连接器脱落时开关S1、开关S2和异常检测信号30a’的状态，在发生连接器脱落的情况下与(2)一样输出异常检测信号30a’。
表中(5)～(6)表示在充放电时以往的充放电装置100’的动作，例如在(7)中，在充放电时开关S2导通并且没有发生连接器脱落时，停止输出异常检测信号30a’。下面，省略关于(5)、(6)、(8)的动作的说明。
图9是用于对比以往的断线检测单元30’和本发明的实施方式1的断线检测单元30的动作来进行说明的图。图9(a)中示出了从以往的断线检测单元30’输出的异常检测信号30a’、开关S1和连接器3的关系，图9(b)中示出了从断线检测单元30输出的异常检测信号30a、开关S1和连接器3的关系。
在图9(a)中，在以往的断线检测单元30’中，没有与连接器3连接并且开关S1断开时输出异常检测信号30a’，然后当开关S1从断开变化成导通时，停止输出异常检测信号30a’。另一方面，在图9(b)中，在本实施方式1的断线检测单元30中，没有与连接器3连接并且开关S1断开时停止输出异常检测信号30a。然后，当开关S1从断开变化成导通并且发生连接器脱落等时，输出异常检测信号30a。
图10是表示本发明的实施方式1涉及的充放电装置100-1的变形例的图。与图4的充放电装置100的不同之处在于，使用异常检测部12-1来取代异常检测部12，异常检测部12-1除了断线检测单元30(第一异常检测单元)和异常检测单元31(第二异常检测单元)之外还具有OR电路22。向OR电路22输入来自AND电路21的异常检测信号30a和来自异常检测单元31的异常检测信号31a，OR电路22将异常检测信号30a或异常检测信号31a输出到控制部11和电力转换部10。具体而言，异常检测部12-1包括：第一异常检测单元30，其在检测出蓄电池与充放电装置100-1的电连接已解除、并且从控制部11输出了表示电力转换部10的动作开始的信号(ON/OFF信号11d)时，输出用于使电力转换部10的动作停止的第一异常检测信号30a；第二异常检测单元31，其在检测出由第一异常检测单元30检测的异常以外的异常(过电流等)时，输出用于使电力转换部10的动作停止的第二异常检测信号31a；以及OR电路22，其输出来自第一异常检测单元30的第一异常检测信号30a或来自第二异常检测单元31的第二异常检测信号31a。
在本实施方式1中，由于在AND电路21中仅在AND条件成立时输出异常检测信号30a，所以仅在检测出连接器脱落时将异常检测信号30a输入到OR电路22。在将传送异常检测信号30a、31a的信号线从两根减至一根的情况下，也能够将从OR电路22输出的异常检测信号30a或异常检测信号31a经由该信号线发送到控制部11和电力转换部10。此外，通过将异常检测信号30a、31a的信号线从两根减至一根，与图4所示的充放电装置100相比能够简化电路结构，实现成本降低、以及可靠性的提高。
此外，图10所示的充放电装置100-1，可以与图4所示的充放电装置100一样地，构成为仅将来自OR电路22的输出输入到电力转换部10，也可以构成为仅将来自OR电路22的输出输入到控制部11，还可以构成为将来自OR电路22的输出输入到控制部11和电力转换部10。即，在构成为仅将来自OR电路22的输出输入到电力转换部10的情况下，能够简化充放电装置100的结构，并且能够使电力转换部10的动作立即停止。此外，在构成为仅将来自OR电路22的输出输入到控制部11的情况下，能够实现充放电装置100的制造成本的降低。此外，在构成为将来自OR电路22的输出输入到控制部11和电力转换部10的情况下，能够使电力转换部10的动作立即停止并且能够提高可靠性。
如以上说明的那样，实施方式1涉及的充放电装置100，其位于***电源1与蓄电池(例如搭载在汽车4中的蓄电池)之间，对蓄电池进行充放电，该充放电装置100包括：连接器3，其将蓄电池与充放电装置100电连接；电缆15，其一端与连接器3连接，另一端与充放电装置100连接；电力转换部10，其在从第一输入输出端(参照图5)侧输入交流电的情况下作为AC/DC转换器动作，向不同于第一输入输出端的第二输入输出端(参照图5)侧输出所期望的直流电，在从第二输入输出端侧输入来自蓄电池的直流电的情况下作为DC/AC转换器动作，从第一输入输出端侧输出所期望的交流电；控制部11，其控制电力转换部10的动作；以及异常检测部12，其在检测出蓄电池与充放电装置100的电连接已解除、并且从控制部11输出了表示电力转换部10的动作开始的信号(ON/OFF信号11d)时(即向AND电路21输入来自比较器20的输出和来自控制部11的ON信号时)，向控制部11和电力转换部10中的至少任一个输出用于使电力转换部10的动作停止的异常检测信号30a。根据该结构，由于仅在连接器脱落或者电缆15发生断线时检测为故障，所以能够仅在连接器3脱落或电缆15断线的状态时使电力转换部10的保护功能停止。因此，能够兼顾实现防止在发生连接器脱落和断线以外的异常的情况下的电力转换部10损坏、以及防止电力转换部10的保护功能的不必要的动作。其结果，能够防止充放电装置100损坏、以及人触电等，能够实现可靠性的提高。
实施方式2
图5所示的第二电力转换部16由两个单相逆变器构成，因此在充放电装置100中，为了驱动各电力转换部16、17而需要三个驱动信号18a。然而，通常构成控制部11的普通的微处理器是两个输出的程度。因此，为了驱动各电力转换部16、17，需要两个以上的微处理器。而且，需要用于在两个微处理器之间相互发送接收信息的通信用的信号线。实施方式2是设置有两个微处理器的充放电装置100-2的结构示例，下面，对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明，这里仅说明不同的部分。
图11是表示本发明的实施方式2涉及的充放电装置100-2的结构的图。与图4的充放电装置100的不同之处在于：使用两个控制部(第一控制部11-1、第二控制部11-2)来取代控制部11，第一控制部11-1与第二控制部11-2能够相互通信，能够将来自断线检测单元30的异常检测信号30a和来自异常检测单元31的异常检测信号31a分别输入到各控制部，将来自第一控制部11-1的动作信号11a-1和来自第二控制部11-2的动作信号11a-2输入到电力转换部10。例如将第一控制部11-1设置成能够控制图5所示的第一电力转换部17，将第二控制部11-2设置成能够控制图5所示的第二电力转换部16。
图12是表示以往的充放电装置100-2’的结构的图，与图11的不同之处在于：使用异常检测部12-2’来取代异常检测部12-2，在异常检测部12-2’中与图7所示的异常检测部12’一样使用断线检测单元30’和异常检测单元31，在断线检测单元30’中不使用图11所示的AND电路21。
图13是用于说明以往的充放电装置100-2’的动作的第一流程图。在图13中示意性地示出了以往的充放电装置100-2’中由第一控制部11-1和第二控制部11-2执行的处理。例如在进行充电开始的操作的情况下，第一控制部11-1通过通信线将充电开始的指令(启动指令)通知给第二控制部11-2，并且第一控制部11-1对第二控制部11-2进行导通请求(是否可以使开关S1导通的询问)。接收到导通请求的第二控制部11-2将开关S1的导通许可通知给第一控制部11-1，接收到导通许可的第一控制部11-1使开关S1导通。
这样，在以往的充放电装置100-2’中，在将“导通请求”通知给第二控制部11-2时，第二控制部11-2能够把握开关S1的状态，第二控制部11-2在之后接收到异常检测信号30a的情况下，能够把握产生了断线等情况。
但是，在图13所示的处理中，由于在第一控制部11-1与第二控制部11-2之间需要进行若干次通信，所以从进行充放电操作起至开关S1导通为止的时间变长，电力转换部10的启动延迟。此外，开关S1导通之后，在进行充电停止的操作的情况下，第一控制部11-1对第二控制部11-2进行是否可以使开关S1断开的询问(断开请求)，下面省略说明。
图14是用于说明以往的充放电装置100-2’的动作的第二流程图。图14的流程图表示在进行了开关S1的导通许可的通知的第二控制部11-2因某些原因进行了CPU复位的情况下的动作。在这种情况下，在第二控制部11-2中再次进行是否接收到开关S1的导通请求的处理。
但是，在这种情况下，由于不对第二控制部11-2通知来自开关S1的“导通请求”，所以第一控制部11-1与第二控制部11-2之间的通信在经过规定时间之后成为超时，根据该通信的超时，进行停止处理。因此，电力转换部10的动作在进行停止处理之前的期间一直持续，所以在其间发生过电流等异常的情况下也不能使电力转换部10的动作立即停止，而在其间假设发生了连接器脱落的情况下，存在操作者触电的可能性。
图15是用于说明本发明的实施方式2涉及的充放电装置100-2的动作的第一流程图，其对应于图13的流程。在实施方式2涉及的充放电装置100-2中，在比较器20的输出信号与来自第一控制部11-1的ON/OFF信号11d的AND条件成立时，将异常检测信号30a输出到各控制部。因此，第一控制部11-1不需要对第二控制部11-2通知开关S1的导通请求，就能够使开关S1动作。因此，能够缩短从进行充放电操作起至开关S1导通为止的时间，能够使电力转换部10立即启动。
图16是用于说明本发明的实施方式2涉及的充放电装置100-2的动作的第二流程图，其对应于图14的流程。在实施方式2涉及的充放电装置100-2中，在比较器20的输出信号与来自控制部11的ON/OFF信号11d的AND条件成立时，将异常检测信号30a输出到各控制部。因此，第一控制部11-1不需要对第二控制部11-2通知开关S1的导通请求，第二控制部11-2基于异常检测信号30a能够迅速地进行电力转换部的停止处理，从而能够抑制操作者的触电等。
此外，在实施方式2中的结构是将来自第一控制部11-1的ON/OFF信号11d输入到开关S1和AND电路21，但是也可以是从第二控制部11-2输出ON/OFF信号11d。
此外，在实施方式2中，AND电路21的输出是输入到第一控制部11-1、第二控制部11-2和电力转换部10全部中的，但是不限定于此。例如在构成为仅将异常检测信号30a输入到电力转换部10的情况下，能够简化充放电装置100-2的结构，并且能够使电力转换部10的动作立即停止。此外，在构成为仅将异常检测信号30a输入到各控制部11-1、11-2的情况下，能够减少充放电装置100-2的制造成本。此外，在构成为将异常检测信号30a输入到各控制部11-1、11-2和电力转换部10的情况下，能够使电力转换部10的动作立即停止，并且能够提高可靠性。
此外，在实施方式2的充放电装置100-2中，也可以使用图10所示的OR电路22。例如可以构成为将来自AND电路21的异常检测信号30a和来自异常检测单元31的异常检测信号31a输入到OR电路22中，将该OR电路22的输出至少输入到第一控制部11-1、第二控制部11-2和电力转换部10中的任一个。在这样构成的情况下，也与实施方式1同样，能够抑制充放电装置100-2的大型化和成本上升。
如以上说明的那样，实施方式2涉及的充放电装置100-2，包括：连接器3；电缆15；第一电力转换部17，其在从第一输入输出端侧输入交流电的情况下作为AC/DC转换器动作，向不同于上述第一输入输出端的第二输入输出端侧输出所期望的直流电，在从上述第二输入输出端侧输入来自上述蓄电池的直流电的情况下作为DC/AC转换器动作，从上述第一输入输出端侧输出所期望的交流电；第二电力转换部16，其将来自第一电力转换部17的直流电转换为所期望的值的直流电并输出到上述第二输入输出端侧，并且将从上述第二输入输出端侧输入的直流电转换为所期望的值的直流电并输出到上述第一电力转换部17；第一控制部11-1，其控制第一电力转换部17的动作；以及第二控制部11-2，其控制第二电力转换部16的动作；以及异常检测部12-2，其在检测出蓄电池与充放电装置100-2的电连接已解除、并且从任一的控制部11-1、11-2输出了表示各电力转换部16、17的动作开始的信号时，向各控制部11-1、11-2和各电力转换部16、17中的至少任一个输出用于使各电力转换部的动作停止的异常检测信号30a。根据该结构，能够获得与实施方式1同样的效果，并且在电力转换部10由两个微处理器控制的情况下，也能够在进行充放电操作时立即使电力转换部10启动，并且能够抑制操作者触电等。
此外，实施方式1、2的充放电装置100、100-1、100-2的用途不限定于电动汽车4，也可以应用于电动汽车4的蓄电池以外的蓄电池，例如可以应用于屋内负载2专用的电力蓄电装置等。
此外，本发明的实施方式涉及的充放电装置表示本发明的内容的一个示例，显然也可以进一步与其他公知技术组合，还可以在不脱离本发明的要旨的范围内省略一部分等地进行变更而构成。
如上所述，本发明主要能够应用于充放电装置，特别作为能够进一步提高可靠性的发明是有用的。

Claims (10)

1.一种充放电装置，其位于***电源与蓄电池之间，进行所述蓄电池的充放电，所述充放电装置的特征在于，包括：
充放电连接器，其将所述蓄电池与所述充放电装置电连接；
充放电电缆，其一端与所述充放电连接器连接，另一端与所述充放电装置连接；
电力转换部，其在交流电被输入的情况下作为AC/DC转换器动作，在来自所述蓄电池的直流电被输入的情况下作为DC/AC转换器动作；
控制部，其控制所述电力转换部的动作；以及
异常检测部，其在检测出所述蓄电池与所述充放电装置的电连接已解除、并且从所述控制部输出了表示所述电力转换部的动作开始的信号时，向所述控制部和所述电力转换部中的至少任一个输出用于使所述电力转换部的动作停止的异常检测信号。
2.根据权利要求1所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部仅向所述控制部输出所述异常检测信号。
3.根据权利要求1所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部仅向所述电力转换部输出所述异常检测信号。
4.根据权利要求1所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部向所述控制部和所述电力转换部输出所述异常检测信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部包括：
第一异常检测单元，其在检测出所述蓄电池与所述充放电装置的电连接已解除 、并且从所述控制部输出了表示所述电力转换部的动作开始的信号时，输出用于使所述电力转换部的动作停止的第一异常检测信号；
第二异常检测单元，其在检测出由所述第一异常检测单元检测的异常以外的异常时，输出用于使所述电力转换部的动作停止的第二异常检测信号；以及
OR电路，其作为所述异常检测信号输出来自所述第一异常检测单元的第一异常检测信号或来自所述第二异常检测单元的第二异常检测信号。
6.一种充放电装置，其位于***电源与蓄电池之间，进行所述蓄电池的充放电，所述充放电装置的特征在于，包括：
充放电连接器，其将所述蓄电池与所述充放电装置电连接；
充放电电缆，其一端与所述充放电连接器连接，另一端与所述充放电装置连接；
第一电力转换部，其在交流电被输入的情况下作为AC/DC转换器动作，在直流电被输入的情况下作为DC/AC转换器动作；
第二电力转换部，其将来自第一电力转换部的直流电转换为期望数值的直流电，并且将来自所述蓄电池的直流电转换为期望数值的直流电；
第一控制部，其控制所述第一电力转换部的动作；
第二控制部，其控制所述第二电力转换部的动作；以及
异常检测部，其在检测出所述蓄电池与所述充放电装置的电连接已解除、并且从任意的所述各控制部输出了表示所述电力转换部的动作开始的信号时，向所述各控制部和所述各电力转换部中的至少任一个输出用于使所述各电力转换部的动作停止的异常检测信号。
7.根据权利要求6所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部仅向所述各控制部输出所述异常检测信号。
8.根据权利要求6所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部仅向所述各电力转换部输出所述异常检测信号。
9.根据权利要求6所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部向所述各控制部和所述各电力转换部输出所述异常检测信号。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的充放电装置，其特征在于：
所述异常检测部包括：
第一异常检测单元，其在检测出所述蓄电池与所述充放电装置的电连接已解除 、并且从任意的所述各控制部输出了表示所述电力转换部的动作开始的信号时，输出用于使所述各电力转换部的动作停止的第一异常检测信号；
第二异常检测单元，其在检测出由所述第一异常检测单元检测的异常以外的异常时，输出用于使所述各电力转换部的动作停止的第二异常检测信号；以及
OR电路，其作为所述异常检测信号输出来自所述第一异常检测单元的第一异常检测信号或来自所述第二异常检测单元的第二异常检测信号。
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