JP6010995B2 - 充電装置、充電装置の制御方法、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

Description

本技術は、充電装置、充電装置の制御方法、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。

特許文献１に示されるような無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）などとして用いられる、バッテリ、外部からの電力によりバッテリを充電するチャージャなどの充電装置、制御用マイコンなどの制御部を備える電力制御装置においては、充電装置は常時オン状態となっているのが通常である。これにより、バッテリの残量が残り少ない場合であっても外部の電力源からの電力により動作が可能となっている。

特開２００６−２４６５５９号公報

しかし、近年、無停電電源装置などに用いられる電力制御装置に要求されるユースケースは様々であり、充電装置は、制御部による制御のもとオン・オフ、電力供給量などがフレキシブルに制御される必要が生じている。

制御部に対する電力供給が備え付けのバッテリから行われる場合、バッテリの残量がないまたは残り僅かであると、制御部への電力供給が行われないこととなる。この場合、制御部は起動できず、充電装置は制御部によりオン・オフ制御されず、その結果、充電装置は起動できないこととなる。

したがって、本技術は、充電装置を起動させる制御部が起動しない場合であっても、起動して、電力供給を行うことができる充電装置、充電装置の制御方法、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の技術は、電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、電力供給部を起動させる起動部と、電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、電力供給部は、制御部または起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、制御部が起動し、制御部による通常の電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、制御部が異常を検知して電圧変換部をディスエーブルとし、制御部が起動しておらず、起動部からのイネーブル信号により電力供給部が起動している場合に電力供給部が異常を検知した場合、電力供給部と電圧変換部をディスエーブルとする充電装置である。

また、第２の技術は、電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、電力供給部を起動させる起動部と、電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して電力供給部に供給する電圧変換部とを備える充電装置の制御方法であって、電力供給部は、制御部または起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、制御部が起動し、制御部による通常の電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、制御部が異常を検知して電圧変換部をディスエーブルとし、制御部が起動しておらず、起動部からのイネーブル信号により電力供給部が起動している場合に電力供給部が異常を検知した場合、電力供給部と電圧変換部をディスエーブルとする充電装置の制御方法である。

また、第３の技術は、電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、電力供給部を起動させる起動部と、電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、電力供給部は、制御部または起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、制御部が起動し、制御部による通常の電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、制御部が異常を検知して電圧変換部をディスエーブルとし、制御部が起動しておらず、起動部からのイネーブル信号により電力供給部が起動している場合に電力供給部が異常を検知した場合、電力供給部と電圧変換部をディスエーブルとする充電装置と、電力供給部から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電力供給部に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両である。

また、第４の技術は、電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、電力供給部を起動させる起動部と、電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、電力供給部は、制御部または起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、制御部が起動し、制御部による通常の電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、制御部が異常を検知して電圧変換部をディスエーブルとし、制御部が起動しておらず、起動部からのイネーブル信号により電力供給部が起動している場合に電力供給部が異常を検知した場合、電力供給部と電圧変換部をディスエーブルとする充電装置を備え、電力供給部に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置である。

さらに、第５の技術は、電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、電力供給部を起動させる起動部と、電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、電力供給部は、制御部または起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、制御部が起動し、制御部による通常の電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、制御部が異常を検知して電圧変換部をディスエーブルとし、制御部が起動しておらず、起動部からのイネーブル信号により電力供給部が起動している場合に電力供給部が異常を検知した場合、電力供給部と電圧変換部をディスエーブルとする充電装置を備え、電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から電池に電力が供給される電力システムである。

本技術によれば、充電装置を起動させる制御部が起動しない場合であっても充電装置は起動して、電力供給を行うことができる。

図１は、本技術に係る充電装置の構成を示すブロック図である。 図２は、充電装置を備える電力制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、充電装置を備える電力制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、本技術が適用された蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例を示す図である。 図５は、本技術が適用されるハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成を示す図である。

以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本技術は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．実施の形態＞
［１−１.充電装置および電力制御装置の構成］
［１−２. 充電装置および電力制御装置における処理］
＜２．変形例＞

＜１．実施の形態＞
［１−１.充電装置および電力制御装置の構成］
図１は、本技術に係る充電装置１の構成を示すブロック図である。充電装置１は、チャージャ２および起動部３とから構成されている。図１においては、その充電装置１に、パワーサプライ４、バッテリ５、制御用マイコン６、第１ＯＲ回路７および第２ＯＲ回路８が接続されている。なお、図１において、実線は電力伝送のための電力伝送線を示す。また、破線は制御信号を伝送するための制御線を示す。

パワーサプライ４は、例えば、ＤＤコンバータなどの電圧変換回路である。パワーサプライ４は特許請求の範囲における電圧変換部に相当する。パワーサプライ４は外部の電力源に接続されており、パワーサプライ４には外部の電力源から電力が供給される。また、パワーサプライ４はチャージャ２に接続されており、外部の電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換してチャージャ２に供給する。

外部の電力源としては、電力系統、自然エネルギー発電システムなどがある。電力系統とは、主に電力会社が有する、電力を需要家に供給するための、発電・変電・送電・配電を統合したシステムのことである。

自然エネルギー発電システムとは、環境負荷が低いいわゆる自然エネルギー、再生可能エネルギーなどと称されるエネルギーを用いた発電設備である。例えば、太陽光、太陽熱、風力、水力、マイクロ水力、潮汐力、波力、水の温度差、海流、バイオマス、地熱、音や振動などのエネルギー、などを利用した発電システムである。また、発電機能を備えるエアロバイク、人が上を歩くことにより発電する仕組みを有する床（発電床などと称される。）など人力で発電を行うものであってもよい。ただし、自然エネルギー発電システムは、上述の発電設備に限られず、環境負荷の低い発電方法を採用したものであればどのようなものであってもよい。

チャージャ２は、パワーサプライ４およびバッテリ５に接続されており、パワーサプライ４から電力が供給される。そして、チャージャ２は直流交流変換などを行うことによりパワーサプライ４からの電力をバッテリ５に供給する。チャージャ２は例えば、ＣＣ（Constant Voltage）回路などからなる定電流バッテリチャージャ、ＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）回路などからなる定電流/定電圧バッテリチャージャである。チャージャ２は、定電流充電、定電流定電圧充電などの充電方式でバッテリ５を充電する。

チャージャ２は制御用マイコン６による制御のもと起動および動作する。また、チャージャ２は、制御用マイコン６による制御がなくても、起動部３から供給されるイネーブル信号を受信した場合にも起動し、電力供給を行うことが可能なものである。チャージャは特許請求の範囲における電力供給部に相当するものである。

バッテリ５は、電力を蓄えるバッテリセルと、バッテリセルの管理制御を行うセル制御部などから構成されている。バッテリセルを構成する電池としては、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル水素電池など充放電を行うことができるものであればいかなるものを採用してもよい。

セル制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）、バッテリセルの状態（温度、充電量など）の管理を行うセンサなどから構成されている。また、セル制御部は、制御用マイコン６からの要求に応じてバッテリ５の制御に必要な充電量，セル温度，セル電圧などの情報を制御用マイコン６に供給する。

制御用マイコン６は、例えば、マイクロコンピュータにより構成される。なお、制御用マイコン６に代えて、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどにより構成される制御装置を用いるようにしてもよい。制御用マイコン６は、所定のプログラムを実行することにより、充電装置１および充電装置１に接続された各部の制御を行うものである。

制御用マイコン６は、第１ＯＲ回路７を介してパワーサプライ４と接続されている。制御用マイコン６は、パワーサプライ４を起動させるためのイネーブル信号を供給する。また、制御用マイコン６は、第２ＯＲ回路８を介してチャージャ２と接続されている。制御用マイコン６は、チャージャ２を起動させるためのイネーブル信号を供給する。

起動部３は、パワーサプライ４およびチャージャ２に対してイネーブル信号を送信することによりをパワーサプライ４およびチャージャ２を起動させる働きを有するものである。起動部３としては、例えば、ユーザにより入力されるスイッチが挙げられる。起動部３は、第１ＯＲ回路７を介してパワーサプライ４と接続されている。また、起動部３は第２ＯＲ回路８を介してチャージャ２と接続されている。また、起動部３は、外部の電力源と接続され、外部の電力源から電力の供給を受けて動作する。ただし、起動部３がスイッチ、イネーブル信号がオープンドレイン信号であるときには、起動部３にはそれ自身のための電源が不要となる。オープンドレイン信号はワイアードＯＲであり、結線するだけでＯＲ論理演算したことになるものである。

第１ＯＲ回路７は、制御用マイコン６または起動部３のいずれかからイネーブル信号が供給された場合、それをパワーサプライ４に供給する。また、第２ＯＲ回路８は、制御用マイコン６または起動部３のいずれかからイネーブル信号が供給された場合、それをチャージャ２に供給する。

起動部３としては、例えば、ユーザが入力可能なボタン、タッチパネルなどが挙げられる。起動部３はユーザからの入力に応じてチャージャ２の電源のオンにするためのイネーブル信号をパワーサプライ４およびチャージャ２に供給する。

起動部３は、ユーザから入力がなされると、所定時間、イネーブル信号を出力する。そのイネーブル信号は、第１ＯＲ回路７を介してパワーサプライ４に供給され、また、第２ＯＲ回路８を介してチャージャ２に供給される。また、起動部３は、ユーザからの入力がなされている間（例えば、起動部３がボタンを備える場合、ボタンが押下されている間）、イネーブル信号を出力するものでもよい。この場合、ユーザが起動部３に対する入力をやめると、イネーブル信号は停止する。

ユーザは、パワーサプライ４およびチャージャ２が起動し、制御用マイコン６に電力が供給されて制御用マイコン６が起動し、制御用マイコン６がパワーサプライ４およびチャージャ２の制御を開始するまでの僅かな時間、起動部３に対して入力を行えばよい。制御用マイコン６はチャージャ２からの電力が制御用マイコン６に供給されるように制御を行う。制御用マイコン６がチャージャ２の制御を開始すれば、起動部３からのイネーブル信号が停止してもチャージャ２は動作し続ける。

ユーザが充電装置１の電源をオンにしようとしてもバッテリ５の残量がないために充電装置１全体を制御する制御用マイコン６がオンにならない場合、ユーザは起動部３に対して入力を行う。ユーザが起動部３に入力を行うと、イネーブル信号がチャージャ２に供給され、制御用マイコン６からの制御がなくてもパワーサプライ４およびチャージャ２は起動する。

起動部３に対する入力は、例えば、充電装置１自体の電源を入れるためのスイッチ（図示せず。）と共に行うなどの手法が考えられる。ただし、起動部３をオンにする方法はこれに限られず、起動部３のみをオンにする方法であってもよい。

制御用マイコン６と起動部３は共に第１ＯＲ回路７を介してパワーサプライ４と接続されている。また、制御用マイコン６と起動部３は第２ＯＲ回路８を介してチャージャ２と接続されている。よって、パワーサプライ４およびチャージャ２は、制御用マイコン６と起動部３のいずれかからイネーブル信号が供給されれば起動することとなる。

なお、充電装置１におけるfail safe制御はソフトウェア、ハードウェアの両方において実装されている。制御用マイコン６が起動し、通常のチャージャの制御処理を行なっている場合に充電装置１に異常が発生した場合、制御用マイコン６がその異常を検知し、パワーサプライ４にfail safe制御用の制御信号を供給する。これによりパワーサプライ４をディスエーブルとし、その状態を維持して安全性を確保する。

一方、制御用マイコン６が起動しておらず、起動部３からのイネーブル信号によりチャージャ２が起動している場合にチャージャ２が異常を検出した場合、チャージャ２自身とパワーサプライ４をディスエーブルとしてその状態を保持する。

以上のようにして充電装置１が構成されている。なお、充電装置１は、外部の電気機器に接続され、その電気機器に電力を供給するようにしてもよい。充電装置１に接続される外部の機器としては、例えば、テレビジョン受像機、オーディオ機器などの電子機器、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、エアーコンディショナー、パーソナルコンピュータ、コピー機、ファクシミリ、プリンタなどがある。なお、外部機器はこれらの機器に限られず、電力で動作する機器であればどのようなものでもよい。

図２は、上述の充電装置１の機能を備える電力制御装置２０の構成を示すブロック図である。電力制御装置２０は、第１絶縁ＤＤ１１（ＤＤコンバータ）、第２絶縁ＤＤ１２、チャージャ２、第３絶縁ＤＤ１３、制御用マイコン６、バッテリ５、起動部３、過電流保護回路１４およびロジック回路１５とから構成されている。

第１絶縁ＤＤ１１は、ＤＤコンバータである。第１絶縁ＤＤ１１は外部の電力源に接続されており、第１絶縁ＤＤ１１には外部の電力源から電力が供給される。第１絶縁ＤＤ１１はチャージャ２に接続されており、外部の電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換してチャージャ２に供給する。第１絶縁ＤＤ１１は図１におけるパワーサプライ４に相当するものである。

第２絶縁ＤＤ１２は、ＤＤコンバータである。第２絶縁ＤＤ１２は外部の電力源に接続されており、第２絶縁ＤＤ１２には外部の電力源から電力が供給される。第２絶縁ＤＤ１２は起動部３に接続されており、外部の電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して（例えば、外部の電力源から１００ＶＡＣの電力が供給された場合、それを６０ＶＤＣに変換する。）、起動部３に供給する。また、第２絶縁ＤＤ１２は、ロジック回路１５に接続されており、ロジック回路１５にも電力を供給する。

チャージャ２は、例えば、定電流／定電圧チャージャであり、直流直流変換などを行うことにより第１絶縁ＤＤ１１から供給された供給された電力をバッテリ５に供給する。チャージャ２は、定電流充電、定電流定電圧充電などの充電方式でバッテリ５を充電する。

また、チャージャ２は、電力を第３絶縁ＤＤ１３にも供給する。第３絶縁ＤＤ１３は電力の電圧を所定の電圧に変換して（例えば、チャージャ２から６０ＶＤＣの電力が供給された場合、それを５ＶＤＣに変換する。）、制御用マイコン６に供給する。

制御用マイコン６は、マイクロコンピュータなどにより構成され、所定のプログラムを実行することにより、充電装置１および充電装置１に接続された各部の制御を行うものである。なお、制御用マイコン６に代えて、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどにより構成される制御装置を用いるようにしてもよい。

バッテリ５は、電力を蓄えるバッテリセルと、バッテリセルの管理制御を行うセル制御部などから構成されている。バッテリ５は制御用マイコン６の制御に従って、制御用マイコン６および／または電力制御装置２０が接続された外部の電子機器等に電力の供給が可能なものである。なお、制御用マイコン６への電力供給は、チャージャ２から直接第３絶縁ＤＤ１３を介して行なうようにしてもよい。また、チャージャ２からバッテリ５に電力供給を行い、バッテリ５に蓄えられた電力を第３絶縁ＤＤ１３を介して制御用マイコン６へ供給することにより制御用マイコン６への電力供給を行うようにしてもよい。

起動部３は、上述したように、ユーザからの入力に応じて第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２の電源のオンにするためのイネーブル信号を供給するものである。また、起動部３は、第２絶縁ＤＤ１２を介して外部の電力源からの電力が供給されたことを検知した場合に、自動的に所定時間イネーブル信号を供給するものでもよい。チャージャ２と起動部３により充電装置が構成される。

過電流保護回路１４は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit)などにより構成されている。過電流保護回路１４は、電力制御装置２０から出力される電力が外部の出力先に必要以上に出力されないように出力電流を制限する回路である。過電流保護回路１４はロジック回路１５に接続されており、過電流保護を行うための所定の制御信号などを出力する。過電流保護回路１４から過電流保護のための制御信号が出力された場合、第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２は起動せず、外部に電力が供給されることはない。

ロジック回路１５は、ＩＣなどにより構成され、論理演算を行うものである。ロジック回路１５には、起動部３、制御用マイコン６、過電流保護回路１４が接続されている。さらに、ロジック回路１５は第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２に接続されている。

ロジック回路１５は、下記の式１に従って論理演算を行う。なお、式１においては、制御用マイコン６からイネーブル信号が供給されることを「Ａ」、起動部３からイネーブル信号が供給されることを「Ｂ」、過電流保護回路１４が動作していることを「Ｃ」としている。

［式１］
（Ａ‖Ｂ）＆＆！Ｃ

すなわち、ロジック回路１５は、過電流保護回路１４が働いておらず、制御用マイコン６または起動部３からイネーブル信号が供給された場合に、そのイネーブル信号を第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤに供給する。ロジック回路１５は、図１における第１ＯＲ回路７、第２ＯＲ回路８の働きを含んだものであるといえる。一方、過電流保護回路１４が働いている場合には、イネーブル信号は、第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤに供給されない。このようにして、制御用マイコン６または起動部３からのイネーブル信号によって第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤは起動する。なお、起動部３からのイネーブル信号がオープンドレイン信号であるときは、オープンドレイン信号はワイアードＯＲであり、結線するだけでＯＲ論理演算したことになる。

以上のようにして、充電装置の機能を備える電力制御装置２０が構成されている。

［１−２.充電装置および電力制御装置による処理］
次に、充電装置の機能を備える電力制御装置によりなされる処理および動作について説明する。図３は処理および動作の流れを示すフローチャートである。なお、図３に示される処理および動作は、バッテリ５の残量がないまたは僅かであるため、バッテリ５から制御用マイコン６への電力供給が行われず、制御用マイコン６が起動できない状態であることを前提とする。

電力制御装置２０は、通常時はバッテリ５に蓄えられた電力により起動および動作し、バッテリ５に蓄えられた電力を制御用マイコン６に供給する。これにより制御用マイコン６は動作することができ、チャージャ２を起動および制御するができる。また、電力制御装置２０はバッテリ５に蓄えられた電力を電力制御装置２０を構成する各部に供給する共に、外部機器に供給する。

しかし、バッテリ５に蓄えられた電力がない場合、または残量が少ない場合、バッテリ５からの電力を制御用マイコン６に供給することができなくなる。そうすると、制御用マイコン６は動作することができず、さらに制御用マイコン６による制御のもと動作するチャージャ２も起動および動作することができなくなる。そうすると、電力源からの電力を用いてバッテリ５を充電することもできなくなり、電力制御装置２０が動作することができなくなる。

そこで、ユーザが電力制御装置２０のバッテリ５の残量が少ないことを確認した場合（例えば、電力制御装置２０の電源をオンにしても電力制御装置２０が起動しない場合、バッテリ５の残量表示を目視して確認した場合など）、ユーザは手動により起動部３をオンにする。これにより、第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２をオンにして電力源からの電力によるバッテリ５への充電を可能にし、さらに制御用マイコン６への電力供給を可能にする。

まず、ステップＳ１１で、起動部３に対してユーザからの入力が行われたか否かが判定される。入力がない場合、処理は行われない（ステップＳ１１のＮｏ）。一方、ユーザによる起動部３への入力がなされた場合、処理はステップＳ１２に進む（ステップＳ１１のＹｅｓ）。

ユーザから起動部３に対する入力がなされると、ステップＳ１２で起動部３から第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２を起動させるためのイネーブル信号が出力される。

次にステップＳ１３で、ロジック回路１５は上述した式１に基づく論理演算を行う。ロジック回路１５は、制御用マイコン６または起動部３からイネーブル信号が供給され、さらに過電流保護回路１４による過電流保護のための制御信号がない場合にイネーブル信号を第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２に対して供給する（ステップＳ１３のＹｅｓ）。

一方、制御用マイコン６または起動部３からイネーブル信号が供給されても、過電流保護回路１４による過電流保護が働いている場合にはイネーブル信号はパワーサプライ４およびチャージャ２には供給されない（ステップＳ１３のＮｏ）。なお、制御用マイコン６または起動部３からイネーブル信号が供給されていない場合には当然、ロジック回路１５から第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２にイネーブル信号は供給されない（ステップＳ１３のＮｏ）。

ロジック回路１５から第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤに対してイネーブル信号が供給された場合、次にステップＳ１４で、イネーブル信号を受けた第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤが起動する。そして、ステップＳ１５で、第１絶縁ＤＤ１１、チャージャ２、第３絶縁ＤＤを介して外部の電力源からの電力が制御用マイコン６に供給される。これにより、次にステップＳ１６で制御用マイコン６が起動する。なお、ステップＳ１５では、第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２を介して、制御用マイコン６に加えてバッテリ５にも外部の電力源からの電力が供給される。

次にステップＳ１７で、起動した制御用マイコン６がチャージャ２に所定の制御信号を送信して、チャージャ２の制御を開始する。これ以降、チャージャ２は制御用マイコン６の制御に従い動作する。制御用マイコン６による制御のもとチャージャ２が動作することにより、起動部３からのイネーブル信号が停止してもチャージャ２は動作し続ける。そして、引き続き、第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２を介して外部の電力源から電力が制御用マイコン６およびバッテリ５へ供給される。

なお、イネーブル信号の供給は、制御用マイコン６が起動して制御用マイコン６が第１絶縁ＤＤ１１およびチャージャ２の制御を開始するまで行えば十分である。制御用マイコン６起動後は第１絶縁ＤＤ１１および制御用マイコン６による制御によりチャージャ２は動作するので、起動部３からのイネーブル信号は不要となるからである。

次にステップＳ１８で、制御用マイコン６はバッテリ５の充電量を取得し、バッテリ５の充電量が所定量に達したか否かを判断する。バッテリ５の充電量の取得は、バッテリ５が備えるセル制御部が測定した残量情報を取得することにより行うことができる。また、例えば、バッテリ５に設けられた電圧計、電流計の値を参照することにより取得するようにしてもよい。なお、所定量とは、例えば、満充電である。

制御用マイコン６が、バッテリ５の充電量が所定量に達したと判定しない場合、すなわち、バッテリ５の充電量が所定量には達していない場合は、所定量に達するまでバッテリ５の充電が行われる（ステップＳ１８のＮｏ）。

一方、ステップＳ１８で、制御用マイコン６がバッテリ５の充電量が所定量に達したと判定した場合、処理はステップＳ１９に進む（ステップＳ１８のＹｅｓ）。

そして、ステップＳ１９で、制御用マイコン６によって電力供給設定処理が行われる。電力供給設定処理とは、制御用マイコン６、外部機器などへの電力供給をチャージャ２、バッテリ５のどちらからの電力で行うかを設定する処理である。

例えば、バッテリ５が所定量充電された後、制御用マイコン６は、チャージャ２を停止し、バッテリ５から制御用マイコン６、電力制御装置２０の各部、および外部機器へと電力を供給するよう電力制御装置２０を制御する。これにより、外部の電力源からの電力供給が停止しても電力制御装置２０は自身が有するバッテリ５の電力で動作し、さらに外部へ電力供給を行うことができる。

また、外部機器に供給する電力量が大きい場合には、チャージャ２を動作させ続けて外部の電力源からの電力を外部機器に供給するようにしてもよい。これにより、外部機器に供給する電力量が大きい場合であっても電力の安定的な供給を行うことができる。

このように、本実施の形態においては、バッテリ５の残量がない場合、または残り僅な場合であり、制御用マイコン６が起動せず、制御用マイコン６からの制御では充電装置１が起動しない場合であっても、充電装置１を起動、動作させることができる。これにより、チャージャ２により、制御用マイコン６への電力供給を行うことができる。また、チャージャ２を常時オンの状態にしていなくても制御用マイコン６を起動、動作させることができる。

本技術に係る充電装置を備える電力制御装置２０のユースケースとしては例えば、無停電電源装置（ＵＰＳ）が挙げられる。系統電力などの外部電力源からの電力でバッテリを充電し、そのバッテリからの電力を制御用マイコンや外部機器に供給する。これにより、停電などで外部電力源からの電力供給が途絶えた場合でも、継続して制御用マイコンや外部機器に電力供給を行うことができる。

また、本技術は、系統連系においても用いることができる。系統連系とは、例えば、太陽光発電、風力発電などの自然エネルギー発電機の出力を、電力会社などが提供する商用の電力系統と接続し、連系動作させることである。例えば、電気代が安い夜間に系統電力からの電力をバッテリに貯めておき、昼間にそのバッテリからの電力を使用する。

さらに、外部の電力源が自然エネルギー発電装置である場合に電力供給量の平滑化を図る用途にも用いることができる。自然エネルギー発電は例えば太陽光、風力などにより発電を行うものであり、天候などによって発電量が大きく変動してしまうという問題がある。そこで、本技術に係る充電装置を用いて、自然エネルギー発電装置からの電力をバッテリに貯め、バッテリから制御用マイコンや外部機器に対して電力供給を行うことにより、供給する電力量の平滑化を図ることができる。

＜３．変形例＞
以上、本技術の一実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

上述した実施の形態では過電流保護回路を含んだ構成について説明したが、過電流保護回路は必須の構成ではない。過電流保護回路がなくても本発明は成り立つものである。

次に、本技術に係る電力制御装置を適用した電動車両および蓄電装置などの機器について説明する。

電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などが挙げられる。

蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。

以下では、上述した適用例のうち、本技術の充電装置の機能を備える電力制御装置２０を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。

この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。

さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。

（３−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術に係る電力制御装置を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図４を参照して説明する。蓄電装置１０３は、バッテリを備え、さらに電力制御装置２０の機能を備えるものである。

例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。電力制御装置２０は蓄電装置１０３と接続され、各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。

蓄電装置１０３にはバッテリが設けられている。バッテリは、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧの登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)などに、表示されてもよい。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。

以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

（３−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図５を参照して説明する。図５に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、電力制御装置２０、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。電力制御装置２０には、バッテリ２０８が設けられている。バッテリ２０８が、図１に示される電力制御装置２０におけるバッテリに相当する。

ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリ２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。

エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリ２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリ２０８に蓄積される。

バッテリ２０８は、ハイブリッド車両２００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。

また、本技術は以下のような構成も取ることができる。

（１）電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と
を備える充電装置。

（２）前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動する
前記（１）に記載の充電装置。

（３）前記起動部または前記制御部からのイネーブル信号を電力供給部に出力するＯＲ回路をさらに備える
前記（１）または（２）に記載の充電装置。

（４）前記起動部は、ユーザからの入力に応じて前記電力供給部を起動させる
前記（１）から（３）のいずれかに記載の充電装置。

（５）前記起動部は、前記電力源からの電力の供給に応じて所定時間イネーブル信号を供給することにより前記電力供給部を起動させる
前記（１）から（４）のいずれかに記載の充電装置。

（６）前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部をさらに備える
前記（１）から（５）のいずれかに記載の充電装置。

（７）電力源からの電力を外部に供給する電力供給部を、該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に起動させる
充電装置の制御方法。

（８）電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と
を備える充電装置と、
前記電力供給部から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電力供給部に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する
電動車両。

（９）電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と
を備える充電装置を備え、
前記電力供給部に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。

（１０）電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と
を備える充電装置を備え、
電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される
電力システム。

１・・・充電装置
２・・・チャージャ
３・・・起動部
５・・・バッテリ
６・・・制御用マイコン

Claims (8)

1. 電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
   該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と、
   前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、
   前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、
   前記制御部が起動し、該制御部による通常の前記電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、前記制御部が異常を検知して前記電圧変換部をディスエーブルとし、
   前記制御部が起動しておらず、前記起動部からのイネーブル信号により前記電力供給部が起動している場合に前記電力供給部が異常を検知した場合、該電力供給部と前記電圧変換部をディスエーブルとする
   充電装置。
2. 前記起動部または前記制御部からのイネーブル信号を電力供給部に出力するＯＲ回路をさらに備える
   請求項１に記載の充電装置。
3. 前記起動部は、ユーザからの入力に応じて前記電力供給部を起動させる
   請求項１または２に記載の充電装置。
4. 前記起動部は、前記電力源からの電力の供給に応じて所定時間イネーブル信号を供給することにより前記電力供給部を起動させる
   請求項１から３のいずれかに記載の充電装置。
5. 電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
   該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と、
   前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部とを備える充電装置の制御方法であって、
   前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、
   前記制御部が起動し、該制御部による通常の前記電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、前記制御部が異常を検知して前記電圧変換部をディスエーブルとし、
   前記制御部が起動しておらず、前記起動部からのイネーブル信号により前記電力供給部が起動している場合に前記電力供給部が異常を検知した場合、該電力供給部と前記電圧変換部をディスエーブルとする
   充電装置の制御方法。
6. 電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
   該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と、
   前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、
   前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、
   前記制御部が起動し、該制御部による通常の前記電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、前記制御部が異常を検知して前記電圧変換部をディスエーブルとし、
   前記制御部が起動しておらず、前記起動部からのイネーブル信号により前記電力供給部が起動している場合に前記電力供給部が異常を検知した場合、該電力供給部と前記電圧変換部をディスエーブルとする
   充電装置と、
   前記電力供給部から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
   前記電力供給部に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
   を有する
   電動車両。
7. 電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
   該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と、
   前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、
   前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、
   前記制御部が起動し、該制御部による通常の前記電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、前記制御部が異常を検知して前記電圧変換部をディスエーブルとし、
   前記制御部が起動しておらず、前記起動部からのイネーブル信号により前記電力供給部が起動している場合に前記電力供給部が異常を検知した場合、該電力供給部と前記電圧変換部をディスエーブルとする
   充電装置を備え、
   前記電力供給部に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
8. 電力源からの電力を外部に供給する電力供給部と、
   該電力供給部を起動させる制御部が起動しない場合に、前記電力供給部を起動させる起動部と、
   前記電力源からの電力の電圧を所定の電圧に変換して前記電力供給部に供給する電圧変換部とを備え、
   前記電力供給部は、前記制御部または前記起動部のいずれかからイネーブル信号を受信することにより起動し、
   前記制御部が起動し、該制御部による通常の前記電力供給部の制御処理を行っている場合に異常が発生すると、前記制御部が異常を検知して前記電圧変換部をディスエーブルとし、
   前記制御部が起動しておらず、前記起動部からのイネーブル信号により前記電力供給部が起動している場合に前記電力供給部が異常を検知した場合、該電力供給部と前記電圧変換部をディスエーブルとする
   充電装置を備え、
   電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される
   電力システム。

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