WO2023047540A1 - バッテリーステーション及び制御方法 - Google Patents

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WO2023047540A1
WO2023047540A1 PCT/JP2021/035108 JP2021035108W WO2023047540A1 WO 2023047540 A1 WO2023047540 A1 WO 2023047540A1 JP 2021035108 W JP2021035108 W JP 2021035108W WO 2023047540 A1 WO2023047540 A1 WO 2023047540A1
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power
power system
battery
converter
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PCT/JP2021/035108
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Inventor
健次 柴田
達哉 神野
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the present invention relates to a battery station and control method.
  • Patent Literatures 1 and 2 power supplied from a power system (commercial power source (power source supplied from a commercial power distribution network owned by a power company)) is used as a system for charging a mobile battery.
  • a battery station is disclosed for charging a mobile battery with a mobile phone.
  • conventional battery stations can be stored at the battery station in the event of a power outage due to a natural disaster such as an earthquake, typhoon, flood, or accident (that is, when the power supply from the power system is interrupted). Even if the (managed) mobile battery is fully charged (fully charged), it cannot be used as a backup power source. In addition, since the conventional battery station charges the mobile battery using the power system, it becomes impossible to charge the mobile battery when the power system fails.
  • An exemplary object of the present invention is to provide a new technology for battery stations.
  • a battery station as one aspect of the present invention includes an accommodating section that detachably accommodates a mobile battery, converts AC power supplied from a power system into DC power, and supplies the power to the mobile battery accommodated in the accommodating section.
  • a bidirectional AC/DC converter that converts DC power stored in a mobile battery housed in the housing unit into AC power and supplies it to the power system;
  • a control unit that controls charging and discharging of the mobile battery housed in the housing unit via an AC/DC converter.
  • a control method as another aspect of the present invention includes a storage unit that detachably stores a mobile battery, and converts AC power supplied from a power system into DC power and supplies the power to the mobile battery stored in the storage unit. and a two-way AC/DC converter that converts DC power stored in a mobile battery housed in the housing unit into AC power and supplies the power to the power system, wherein and controlling charging and discharging of the mobile battery housed in the housing unit via the bidirectional AC/DC converter according to the state of the power system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the appearance of a battery station as one aspect of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the connection relationship between a conventional battery station and a power system
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the connection relationship between the battery station and the electric power system according to the embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system and the battery station when the power system is in a normal state
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system and the battery station when the power system is in a blackout state
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the connection relationship between the battery station and the electric power system according to the embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system and the battery station when the power system is in a normal state;
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system and the battery station when the power system is in a blackout state;
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system and the battery station when the power system is in a blackout state;
  • 1 conceptually illustrates the flow of power between a power system, a DC generator, and a battery;
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the appearance of a battery station 1 as one aspect of the present invention.
  • the battery station 1 charges and replaces a portable battery BT, which is a so-called mobile battery or portable battery, which is detachably mounted as a power source for vehicles such as two-wheeled vehicles and various work machines. system.
  • the user can replace a battery with a low or zero amount of stored power with a battery with a sufficient amount of stored power.
  • the battery station 1 is configured as a stationary system (facility) installed in commercial facilities or along roads, but it can also be configured as a portable system.
  • a power system PS is connected to the battery station 1 as shown in FIG.
  • the power system PS is, for example, a commercial power source including power supply equipment such as a power company.
  • the power system PS supplies power (AC power) to the battery station 1 via power lines.
  • the battery station 1 has one or more storage units 110.
  • the housing portion 110 has a function of detachably housing the battery BT, and is configured as a slot into which the battery BT is inserted, for example.
  • the housing portion 110 includes terminals (electrical connection terminals) for supplying power to the battery BT housed in the housing portion 110 or for outputting (taking out) power from the battery BT housed in the housing portion 110 . member) is provided. Therefore, for example, power supplied from the power system PS to the battery station 1 is stored in the battery BT housed in the housing section 110 via the terminal.
  • a battery (mobile battery) housed in a housing portion of a battery station and a power system are connected via a unidirectional AC/DC converter. Therefore, in a conventional battery station, the AC power supplied from the electric power system is converted into DC power by a unidirectional AC/DC converter, and the DC power output from the unidirectional AC/DC converter is transferred to the storage section of the battery station. is supplied to the battery (mobile battery) housed in the battery to charge the battery. As described above, in the conventional technology, the electric power system and the battery are connected via the unidirectional AC/DC converter, so the battery station only charges the battery.
  • the battery station 1 has a bidirectional AC/DC converter 120 and a control section 130 instead of the unidirectional AC/DC converter, as shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the connection relationship between the battery station 1 and the power system PS.
  • the bidirectional AC/DC converter 120 is a converter capable of bidirectionally converting direct current and alternating current to the power system PS and battery BT.
  • the bidirectional AC/DC converter 120 has a function of converting AC power supplied from the power system PS into DC power and supplying (outputting) the AC power to the battery BT accommodated in the housing unit 110; It also has a function of converting the DC power stored in the battery BT accommodated in 110 into AC power and supplying (outputting) it to the power system PS.
  • the control unit 130 is a control device including a processor represented by a CPU, a storage device such as a semiconductor memory, various interfaces, and the like.
  • the control unit 130 operates the battery station 1 by comprehensively controlling each unit of the battery station 1 according to, for example, a program stored in the storage unit.
  • the control unit 130 controls charging and discharging of the battery BT housed in the housing unit 110 via the bidirectional AC/DC converter 120 according to the state of the power system PS.
  • the state of the power system PS indicates a state related to power supply from the power system PS. power outage conditions in which AC power cannot be supplied to 1.
  • the control unit 130 receives information indicating a power outage in the power system PS and information predicting a power outage in the power system PS (power outage in the power system PS occurs) from the information providing device via a communication network such as a local network or the Internet.
  • control section 130 The control of the charging and discharging of the battery BT housed in the housing section 110 by the control section 130 will be specifically described below.
  • control unit 130 determines that power system PS is in a normal state in which AC power can be supplied, as shown in FIG. Control. Specifically, AC power supplied from power system PS is converted into DC power by bidirectional AC/DC converter 120, and the DC power output from bidirectional AC/DC converter 120 is supplied to battery BT. In this way, when power system PS is in the normal state, battery BT housed in housing unit 110 is charged via bidirectional AC/DC converter 120 .
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of power between the power system PS and the battery station 1 when the power system PS is in a normal state.
  • control unit 130 determines that power system PS is in a power failure state in which AC power cannot be supplied, as shown in FIG. DC power) is discharged. Specifically, the DC power output from the battery BT is converted into AC power by the bidirectional AC/DC converter 120, and the AC power output from the bidirectional AC/DC converter 120 is supplied to the power system PS. In this way, when power system PS is in a power outage state, battery BT housed in housing unit 110 is discharged via bidirectional AC/DC converter 120 .
  • FIG. 5 is a diagram showing the flow of power between the power system PS and the battery station 1 when the power system PS is in a blackout state.
  • the battery station 1 can both charge and discharge the battery BT. (charging and discharging) becomes possible. Therefore, in the event of a power failure in the power system PS, the power (DC power) stored in the battery BT housed in the housing unit 110 of the battery station 1 can be supplied (returned) to the power system PS. Station 1 can function as a backup power source. Further, according to this embodiment, the battery station 1 can be used like a storage battery that performs peak shift to level the power consumption.
  • the battery station 1 may further have a DC generator 140 as shown in FIG.
  • DC generator 140 is connected between (battery BT housed in) housing 110 and bidirectional AC/DC converter 120 .
  • the DC generator 140 may be permanently installed between the housing unit 110 and the bi-directional AC/DC converter 120, or may be installed temporarily as needed, for example, during a power outage in the power system PS.
  • the DC generator 140 generates DC power and outputs the DC power to the battery BT accommodated in the accommodation unit 110 and the bidirectional AC/DC converter 120 (power system PS).
  • a generator generally outputs AC power, but in this embodiment, the generator linked (connected) to the battery station 1 is a DC generator 140 that outputs DC power. .
  • the DC generator 140 can be composed of a small and inexpensive generator.
  • the control unit 130 also controls the supply destination of the DC power output from the DC generator 140 according to the state of the power system PS (whether it is in a normal state or a power failure state).
  • control unit 130 determines that power system PS is in a normal state in which AC power can be supplied, as shown in FIG. Control. Specifically, AC power supplied from power system PS is converted into DC power by bidirectional AC/DC converter 120, and the DC power output from bidirectional AC/DC converter 120 is supplied to battery BT. In addition, the direct current generated by the DC generator 140 and output from the DC generator 140 is supplied to the battery BT. Thus, when the power system PS is in the normal state, power is supplied from both the power system PS and the DC generator 140 to the battery BT housed in the housing unit 110, and the battery BT charged. By using both the power system PS and the DC generator 140, it is possible to efficiently charge the battery BT housed in the housing unit 110. FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing power flow between the power system PS and the battery station 1 including the DC generator 140 when the power system PS is in a normal state.
  • control unit 130 determines that power system PS is in a power outage state in which AC power cannot be supplied, as shown in FIG. DC power) is discharged, and the DC current generated and output by the DC generator 140 is controlled to be supplied to the power system PS via the bidirectional AC/DC converter 120.
  • the DC power output from the battery BT and the DC power output from the DC generator 140 are converted into AC power by the bidirectional AC/DC converter 120, and the AC power is output from the bidirectional AC/DC converter 120.
  • AC power is supplied to the power system PS.
  • the battery BT housed in the housing unit 110 is discharged via the bidirectional AC/DC converter 120, and the DC generator 140 generates power.
  • FIG. 8 is a diagram showing the flow of power between the power system PS and the battery station 1 including the DC generator 140 when the power system PS is in a blackout state.
  • the DC generator 140 When the battery station 1 has the DC generator 140, if the power system PS is in a normal state, the power output from the DC generator 140 is supplied to the battery BT, and the power system PS is in a blackout state.
  • the DC generator 140 can be used like a hybrid generator by supplying the electric power output from the DC generator 140 to the power system PS.
  • FIG. 8 shows a state in which the battery BT housed in the housing unit 110 of the battery station 1 is fully charged (a state in which the power stored in the battery BT can be supplied to the power system PS). It is assumed that However, in reality, the amount of power stored in the battery BT housed in the housing unit 110 of the battery station 1 is below the threshold, and it is impossible to supply the power stored in the battery BT to the power system PS. It is also considered possible. In such a case, as shown in FIG. 9, control is performed so that (the DC power stored in) the battery BT accommodated in the accommodation unit 110 is not discharged, and the power is generated by the DC generator 140 and output. DC current is supplied to power system PS via bidirectional AC/DC converter 120 .
  • FIG. 9 includes the power system PS and the DC generator 140 when the power system PS is in a power failure state and the amount of electric power stored in the battery BT housed in the housing unit 110 is equal to or less than the threshold.
  • FIG. 9 is a diagram showing the flow of electric power to and from the battery station 1; FIG.
  • FIG. 10 is a diagram conceptually showing the flow of power among the power system PS, the DC generator 140, and the battery BT realized in this embodiment.
  • the battery BT when the power system PS is in the normal state, the battery BT is charged by supplying power from the power system PS to the battery BT.
  • the battery BT (the power stored in it) is discharged to supply power from the battery BT to the power system PS. It is also possible to supply the power generated by the DC generator 140 to the battery BT and the power system PS.
  • the battery station (e.g., 1) of the above embodiments includes: a housing portion (e.g., 110) that detachably houses a mobile battery (e.g., BT); AC power supplied from a power system (e.g., PS) is converted into DC power and supplied to the mobile battery accommodated in the accommodation section, and the DC power is stored in the mobile battery accommodated in the accommodation section.
  • a bi-directional AC/DC converter e.g., 120
  • a control unit for example, 130
  • the battery station can function as a backup power source in the event of a power failure in the power system.
  • the control unit eg, 130
  • the accommodation unit for example, 110
  • the mobile battery for example, BT
  • the mobile battery when the power system is in a normal state, the mobile battery is charged (power from the power system is supplied to the mobile battery), and when the power system is in a blackout state, the mobile battery is charged. It can discharge (supply (return) the power stored in the mobile battery to the power system).
  • the battery station mentioned above (eg 1), further comprising a generator (e.g., 140) connected between the accommodation unit (e.g., 110) and the bidirectional AC/DC converter (e.g., 120) for generating and outputting DC power;
  • the control unit (for example, 130) is characterized by controlling the supply destination of the DC power output from the generator according to the state of the power system (for example, PS).
  • the control unit e.g., 130 outputs from the generator (e.g., 140) when the power system (e.g., PS) is in a normal state capable of supplying AC power
  • a direct current is supplied to a mobile battery (eg, BT) accommodated in the accommodation section (eg, 110).
  • the bidirectional AC/DC converter (e.g., 120) converts the direct current output from the generator (e.g., 140) into alternating current power and supplies it to the power system (e.g., PS),
  • the control unit (for example, 130) outputs from the generator via the bidirectional AC/DC converter when the state of the power system is a power failure state in which AC power cannot be supplied. DC power supplied to the power system is supplied to the power system.
  • the generator can be used like a hybrid generator.
  • the control unit e.g., 130
  • the control unit is in a power failure state in which the power system (e.g., PS) cannot supply AC power, and is accommodated in the accommodation unit (e.g., 110)
  • the power is output from the generator (eg, 140) via the bidirectional AC/DC converter (eg, 120) DC power is supplied to the power system.
  • the generator (battery station) can function as a backup power source (generator).
  • the control method of the above-described embodiment includes: A storage unit (e.g., 110) that detachably stores a mobile battery (e.g., BT); a bidirectional AC/DC converter (e.g., 120) that supplies power to a battery and converts DC power stored in the mobile battery accommodated in the accommodation unit into AC power and supplies the AC power to the power system.
  • a method of controlling a battery station comprising: A step of controlling charging/discharging of the mobile battery housed in the housing section via the bi-directional AC/DC converter according to the state of the power system.
  • the battery station can function as a backup power source in the event of a power failure in the power system.
  • Battery station 110 Housing unit 120: Bi-directional AC/DC converter 130: Control unit 140: DC generator PS: Power system BT: Battery

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Abstract

モバイルバッテリーを着脱可能に収容する収容部と、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する制御部と、を有することを特徴とするバッテリーステーションを提供する。

Description

バッテリーステーション及び制御方法
　本発明は、バッテリーステーション及び制御方法に関する。
　近年、車両（特に、二輪車）や各種の作業機などにおいては、その動力源として、車両や作業機などに着脱可能に搭載される可搬式のバッテリー、所謂、モバイルバッテリー又はポータブルバッテリーの利用が進んでいる。また、このようにポータブルバッテリーの利用が進むにつれて、車両や作業機などから取り外したモバイルバッテリーを充電するためのシステムに関する技術も提案されてきている（特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１及び２には、モバイルバッテリーを充電するためのシステムとして、電力系統（商用電源（電力会社が保有する商用の配電線網から供給される電源））から供給される電力を用いてモバイルバッテリーを充電するバッテリーステーションが開示されている。
特開２０１３－１５８２１８号公報 特開２０１９－９２２７９号公報
　しかしながら、従来のバッテリーステーションは、地震、台風、洪水などの自然災害や事故などの影響で電力系統が停電した場合（即ち、電力系統からの電力の供給が途絶えた場合）に、バッテリーステーションで保管（管理）されているモバイルバッテリーが十分に充電された状態（満充電状態）であっても、バックアップ電源として活用することができない。また、従来のバッテリーステーションでは、電力系統を用いてモバイルバッテリーを充電しているため、電力系統の停電時には、モバイルバッテリーを充電することができなくなってしまう。
　本発明は、バッテリーステーションに関する新たな技術を提供することを例示的目的とする。
　本発明の一側面としてのバッテリーステーションは、モバイルバッテリーを着脱可能に収容する収容部と、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
　本発明の別の側面としての制御方法は、モバイルバッテリーを着脱可能に収容する収容部と、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、を有するバッテリーステーションの制御方法であって、前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する工程を有することを特徴とする。
　本発明によれば、例えば、バッテリーステーションに関する新たな技術を提供することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の一側面としてのバッテリーステーションの外観を示す概略図である。 従来のバッテリーステーションと電力系統との接続関係を説明するための図である。 本実施形態のバッテリーステーションと電力系統との接続関係を説明するための図である。 電力系統が通常状態である場合において、電力系統とバッテリーステーションとの間の電力の流れを示す図である。 電力系統が停電状態である場合において、電力系統とバッテリーステーションとの間の電力の流れを示す図である。 本実施形態のバッテリーステーションと電力系統との接続関係を説明するための図である。 電力系統が通常状態である場合において、電力系統とバッテリーステーションとの間の電力の流れを示す図である。 電力系統が停電状態である場合において、電力系統とバッテリーステーションとの間の電力の流れを示す図である。 電力系統が停電状態である場合において、電力系統とバッテリーステーションとの間の電力の流れを示す図である。 電力系統と、ＤＣ発電機と、バッテリーとの間の電力の流れを概念的に示す図である。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　図１は、本発明の一側面としてのバッテリーステーション１の外観を示す概略図である。バッテリーステーション１は、二輪車などの車両や各種の作業機などの動力源として着脱可能に搭載される可搬式のバッテリー、所謂、モバイルバッテリー又はポータブルバッテリーと称されるバッテリーＢＴの充電や交換を行うためのシステムである。バッテリーステーション１において、ユーザーは、蓄電されている電力量が少なくなった又はゼロになったバッテリーと、電力量が十分に蓄電されているバッテリーとを交換することができる。バッテリーステーション１は、本実施形態では、商業施設や道路沿いに設置される据置型のシステム（施設）として構成されているが、可搬型のシステムとして構成することも可能である。
　バッテリーステーション１には、図１に示すように、電力系統ＰＳが接続されている。電力系統ＰＳは、例えば、電力会社などの電力供給設備を含む商用電源である。電力系統ＰＳは、バッテリーステーション１に対して、電力線を介して電力（交流電力）を供給する。
　バッテリーステーション１は、１つ以上の収容部１１０を有する。収容部１１０は、バッテリーＢＴを着脱可能に収容する機能を有し、例えば、バッテリーＢＴが挿入されるスロットとして構成されている。収容部１１０には、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに電力を供給したり、或いは、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴから電力を出力したり（取り出したり）するための端子（電気接続部材）が設けられている。従って、例えば、電力系統ＰＳからバッテリーステーション１に供給された電力は、端子を介して、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電される。
　ここで、図２を参照して、従来のバッテリーステーションと、電力系統との接続関係について説明する。図２に示すように、従来技術においては、バッテリーステーションの収容部に収容されたバッテリー（モバイルバッテリー）と電力系統とは、単方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して接続されている。従って、従来のバッテリーステーションでは、電力系統から供給される交流電力を、単方向ＡＣ／ＤＣコンバータで直流電力に変換し、単方向ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力を、バッテリーステーションの収容部に収容されたバッテリー（モバイルバッテリー）に供給してバッテリーを充電している。このように、従来技術では、電力系統とバッテリーとが単方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して接続されているため、バッテリーステーションにおいては、バッテリーの充電のみが実施される。このため、地震、台風、洪水などの自然災害や事故などの影響で電力系統が停電した場合に、バッテリーステーションの収容部に収容されたバッテリーが十分に充電された状態（満充電状態）であっても、かかるバッテリーに蓄電されている電力（直流電力）を電力系統に供給する（戻す）ことができない。換言すれば、従来のバッテリーステーションは、バックアップ電源として活用することができない。また、従来のバッテリーステーションでは、電力系統を用いて、収容部に収容されたバッテリーを充電しているため、かかるバッテリーを充電している間に電力系統からの電力の供給が途絶えた場合、バッテリーを充電することができなくなる。
　そこで、本実施形態では、バッテリーステーション１は、図３に示すように、単方向ＡＣ／ＤＣコンバータに代えて、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０と、制御部１３０とを有する。図３は、バッテリーステーション１と電力系統ＰＳとの接続関係を説明するための図である。
　双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０は、電力系統ＰＳやバッテリーＢＴに対して、直流と交流を双方向に変換することが可能なコンバータである。双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０は、本実施形態では、電力系統ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換して収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに供給（出力）する機能と、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して電力系統ＰＳに供給（出力）する機能とを有する。
　制御部１３０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリなどの記憶デバイス、各種インタフェースなどを含む制御装置である。制御部１３０は、例えば、記憶部に格納されたプログラムに従ってバッテリーステーション１の各部を統括的に制御してバッテリーステーション１を動作させる。
　制御部１３０は、本実施形態では、電力系統ＰＳの状態に応じて、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴの充放電を制御する。なお、電力系統ＰＳの状態とは、電力系統ＰＳからの電力の供給に関する状態を示し、電力系統ＰＳがバッテリーステーション１に交流電力を供給することが可能な通常状態と、電力系統ＰＳがバッテリーステーション１に交流電力を供給することが不可能な停電状態とを含む。制御部１３０は、例えば、ローカルネットワークやインターネットなどの通信ネットワークを介して、情報提供装置から、電力系統ＰＳの停電を示す情報、電力系統ＰＳの停電を予測する情報（電力系統ＰＳの停電が発生する可能性が高いことを通知する情報）、電力系統ＰＳの停電や停電の予測を解除する情報などを取得し、これらの情報に基づいて、電力系統ＰＳの状態が通常状態であるのか、或いは、停電状態であるのかを判定（決定）することができる。
　以下、制御部１３０による収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴの充放電の制御について具体的に説明する。
　制御部１３０は、電力系統ＰＳの状態が交流電力を供給することが可能な通常状態であると判定すると、図４に示すように、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが充電されるように制御する。具体的には、電力系統ＰＳから供給される交流電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０で直流電力に変換し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０から出力される直流電力をバッテリーＢＴに供給する。このように、電力系統ＰＳの状態が通常状態である場合には、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが充電される。図４は、電力系統ＰＳが通常状態である場合において、電力系統ＰＳとバッテリーステーション１との間の電力の流れを示す図である。
　一方、制御部１３０は、電力系統ＰＳの状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態であると判定すると、図５に示すように、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴ（に蓄電されている直流電力）が放電されるように制御する。具体的には、バッテリーＢＴから出力される直流電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０で交流電力に変換し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０から出力される交流電力を電力系統ＰＳに供給する。このように、電力系統ＰＳの状態が停電状態である場合には、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが放電される。図５は、電力系統ＰＳが停電状態である場合において、電力系統ＰＳとバッテリーステーション１との間の電力の流れを示す図である。
　本実施形態では、電力系統ＰＳと収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴとが双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して接続されているため、バッテリーステーション１においては、バッテリーＢＴの充電及び放電の両方（充放電）が可能となる。このため、電力系統ＰＳが停電した場合に、バッテリーステーション１の収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電されている電力（直流電力）を電力系統ＰＳに供給する（戻す）ことができ、バッテリーステーション１をバックアップ電源として機能させることができる。また、本実施形態によれば、バッテリーステーション１を、電力の消費量を平準化させるピークシフトを行う蓄電池のように使用することも可能となる。
　また、バッテリーステーション１は、図６に示すように、ＤＣ発電機１４０を更に有していてもよい。ＤＣ発電機１４０は、収容部１１０（に収容されたバッテリーＢＴ）と双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０との間に接続される。ＤＣ発電機１４０は、収容部１１０と双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０との間に常設されていてもよいし、必要に応じて、例えば、電力系統ＰＳの停電時に仮設されてもよい。ＤＣ発電機１４０は、直流電力を発電し、かかる直流電力を収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴや双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０（電力系統ＰＳ）に出力する。発電機は、一般的には、交流電力を出力するのが主流であるが、本実施形態では、バッテリーステーション１と連携（接続）する発電機を、直流電力を出力するＤＣ発電機１４０としている。これにより、ＤＣ発電機１４０を、小型で安価な発電機で構成することが可能となる。
　バッテリーステーション１がＤＣ発電機１４０を有する場合において、制御部１３０による収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴの充放電の制御について具体的に説明する。この場合、制御部１３０は、電力系統ＰＳの状態（通常状態であるのか、停電状態であるのか）に応じて、ＤＣ発電機１４０から出力される直流電力の供給先も制御する。
　制御部１３０は、電力系統ＰＳの状態が交流電力を供給することが可能な通常状態であると判定すると、図７に示すように、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが充電されるように制御する。具体的には、電力系統ＰＳから供給される交流電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０で直流電力に変換し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０から出力される直流電力をバッテリーＢＴに供給する。また、ＤＣ発電機１４０で発電され、ＤＣ発電機１４０から出力される直流電流をバッテリーＢＴに供給する。このように、電力系統ＰＳの状態が通常状態である場合には、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに対して、電力系統ＰＳ及びＤＣ発電機１４０の双方から電力が供給され、バッテリーＢＴが充電される。電力系統ＰＳ及びＤＣ発電機１４０の両方を用いることで、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴの充電を効率的に行うことが可能となる。なお、本実施形態では、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに対して、電力系統ＰＳ及びＤＣ発電機１４０の双方から電力が供給されるようにしているが、電力系統ＰＳ及びＤＣ発電機１４０のいずれか一方のみから電力が供給されるようにすることも可能である。図７は、電力系統ＰＳが通常状態である場合において、電力系統ＰＳと、ＤＣ発電機１４０を含むバッテリーステーション１との間の電力の流れを示す図である。
　一方、制御部１３０は、電力系統ＰＳの状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態であると判定すると、図８に示すように、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴ（に蓄電されている直流電力）が放電されるように制御するとともに、ＤＣ発電機１４０で発電されて出力される直流電流が双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して電力系統ＰＳに供給されるように制御する。具体的には、バッテリーＢＴから出力される直流電力及びＤＣ発電機１４０から出力される直流電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０で交流電力に変換し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０から出力される交流電力を電力系統ＰＳに供給する。このように、電力系統ＰＳの状態が停電状態である場合には、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが放電されるとともに、ＤＣ発電機１４０で発電されて出力される直流電流が双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して電力系統ＰＳに供給される。図８は、電力系統ＰＳが停電状態である場合において、電力系統ＰＳと、ＤＣ発電機１４０を含むバッテリーステーション１との間の電力の流れを示す図である。
　バッテリーステーション１がＤＣ発電機１４０を有する場合には、電力系統ＰＳの状態が通常状態であれば、ＤＣ発電機１４０から出力される電力をバッテリーＢＴに供給し、電力系統ＰＳの状態が停電状態であれば、ＤＣ発電機１４０から出力される電力を電力系統ＰＳに供給するようにして、ＤＣ発電機１４０をハイブリッド発電機のように用いることが可能となる。
　なお、図８では、バッテリーステーション１の収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴが十分に充電された状態（バッテリーＢＴに蓄電されている電力を電力系統ＰＳに供給することが可能な状態）であることを前提としている。但し、実際には、バッテリーステーション１の収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電されている電力量が閾値以下であり、バッテリーＢＴに蓄電されている電力を電力系統ＰＳに供給することが不可能な状態であることも考えられる。このような場合には、図９に示すように、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴ（に蓄電されている直流電力）が放電されないように制御するとともに、ＤＣ発電機１４０で発電されて出力される直流電流が双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して電力系統ＰＳに供給されるように制御する。具体的には、ＤＣ発電機１４０から出力される直流電力を双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０で交流電力に変換し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ１２０から出力される交流電力を電力系統ＰＳに供給する。このように、電力系統ＰＳが停電状態であり、且つ、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電されている電力量が閾値以下である場合には、ＤＣ発電機１４０から出力される電力のみを電力系統ＰＳに供給するようにすることで、バッテリーステーション１、詳細には、ＤＣ発電機１４０をバックアップ電源（発電機）として機能させることができる。図９は、電力系統ＰＳが停電状態であり、且つ、収容部１１０に収容されたバッテリーＢＴに蓄電されている電力量が閾値以下である場合において、電力系統ＰＳと、ＤＣ発電機１４０を含むバッテリーステーション１との間の電力の流れを示す図である。
　図１０は、本実施形態で実現される、電力系統ＰＳと、ＤＣ発電機１４０と、バッテリーＢＴとの間の電力の流れを概念的に示す図である。図１０に示すように、電力系統ＰＳの状態が通常状態である場合には、電力系統ＰＳからの電力をバッテリーＢＴに供給することで、バッテリーＢＴが充電される。一方、電力系統ＰＳの状態が停電状態である場合には、バッテリーＢＴ（に蓄電されている電力）を放電することで、バッテリーＢＴから電力系統ＰＳに電力が供給される。また、ＤＣ発電機１４０で発電された電力をバッテリーＢＴや電力系統ＰＳに供給することも可能である。
　＜実施形態のまとめ＞
　１．　上述の実施形態のバッテリーステーション（例えば、１）は、
　モバイルバッテリー（例えば、ＢＴ）を着脱可能に収容する収容部（例えば、１１０）と、
　電力系統（例えば、ＰＳ）から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）と、
　前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する制御部（例えば、１３０）と、
　を有することを特徴とする。
　この実施形態によれば、電力系統が停電した場合に、バッテリーステーションをバックアップ電源として機能させることができる。
　２．　上述のバッテリーステーション（例えば、１）では、
　前記制御部（例えば、１３０）は、
　　前記電力系統（例えば、ＰＳ）の状態が交流電力を供給することが可能な通常状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）を介して、前記収容部（例えば、１１０）に収容されたモバイルバッテリー（例えば、ＢＴ）が充電されるように制御し、
　　前記電力系統の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーが放電されるように制御することを特徴とする。
　この実施形態によれば、電力系統が通常状態である場合には、モバイルバッテリーを充電（電力系統からの電力をモバイルバッテリーに供給）し、電力系統が停電状態である場合いは、モバイルバッテリーを放電する（モバイルバッテリーに蓄電されている電力を電力系統に供給する（戻す））ことができる。
　３．　上述のバッテリーステーション（例えば、１）では、
　前記収容部（例えば、１１０）と前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）との間に接続され、直流電力を発電して出力する発電機（例えば、１４０）を更に有し、
　前記制御部（例えば、１３０）は、前記電力系統（例えば、ＰＳ）の状態に応じて、前記発電機から出力される直流電力の供給先を制御することを特徴とする。
　この実施形態によれば、バッテリーステーションと連携（接続）する発電機を、小型で安価な発電機で構成することが可能となる。
　４．　上述のバッテリーステーション（例えば、１）では、
　前記制御部（例えば、１３０）は、前記電力系統（例えば、ＰＳ）の状態が交流電力を供給することが可能な通常状態である場合には、前記発電機（例えば、１４０）から出力される直流電流を前記収容部（例えば、１１０）に収容されたモバイルバッテリー（例えば、ＢＴ）に供給することを特徴とする。
　この実施形態によれば、モバイルバッテリーの充電を効率的に行うことが可能となる。
　５．　上述のバッテリーステーション（例えば、１）では、
　前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）は、前記発電機（例えば、１４０）から出力される直流電流を交流電力に変換して前記電力系統（例えば、ＰＳ）に供給し、
　前記制御部（例えば、１３０）は、前記電力系統の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記発電機から出力される直流電力を前記電力系統に供給することを特徴とする。
　この実施形態によれば、発電機をハイブリッド発電機のように用いることが可能となる。
　６．　上述のバッテリーステーション（例えば、１）では、
　前記制御部（例えば、１３０）は、前記電力系統（例えば、ＰＳ）の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態であり、且つ、前記収容部（例えば、１１０）に収容されたモバイルバッテリー（例えば、ＢＴ）に蓄電されている電力量が閾値以下である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）を介して、前記発電機（例えば、１４０）から出力される直流電力を前記電力系統に供給することを特徴とする。
　この実施形態によれば、発電機（バッテリーステーション）をバックアップ電源（発電機）として機能させることができる。
　７．　上述の実施形態の制御方法は、
　モバイルバッテリー（例えば、ＢＴ）を着脱可能に収容する収容部（例えば、１１０）と、電力系統（例えば、ＰＳ）から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、１２０）と、を有するバッテリーステーション（例えば、１）の制御方法であって、
　前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する工程を有することを特徴とする。
　この実施形態によれば、電力系統が停電した場合に、バッテリーステーションをバックアップ電源として機能させることができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
１：バッテリーステーション　　１１０：収容部　　１２０：双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ　　１３０：制御部　　１４０：ＤＣ発電機　　ＰＳ：電力系統　　ＢＴ：バッテリ

Claims (7)

  1. 　モバイルバッテリーを着脱可能に収容する収容部と、
    　電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、
    　前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する制御部と、
    　を有することを特徴とするバッテリーステーション。
  2. 　前記制御部は、
    　　前記電力系統の状態が交流電力を供給することが可能な通常状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーが充電されるように制御し、
    　　前記電力系統の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーが放電されるように制御することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーステーション。
  3. 　前記収容部と前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータとの間に接続され、直流電力を発電して出力する発電機を更に有し、
    　前記制御部は、前記電力系統の状態に応じて、前記発電機から出力される直流電力の供給先を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリーステーション。
  4. 　前記制御部は、前記電力系統の状態が交流電力を供給することが可能な通常状態である場合には、前記発電機から出力される直流電流を前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給することを特徴とする請求項３に記載のバッテリーステーション。
  5. 　前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータは、前記発電機から出力される直流電流を交流電力に変換して前記電力系統に供給し、
    　前記制御部は、前記電力系統の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記発電機から出力される直流電力を前記電力系統に供給することを特徴とする請求項３又は４に記載のバッテリーステーション。
  6. 　前記制御部は、前記電力系統の状態が交流電力を供給することが不可能な停電状態であり、且つ、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている電力量が閾値以下である場合には、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記発電機から出力される直流電力を前記電力系統に供給することを特徴とする請求項３又は４に記載のバッテリーステーション。
  7. 　モバイルバッテリーを着脱可能に収容する収容部と、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに供給するとともに、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーに蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給する双方向ＡＣ／ＤＣコンバータと、を有するバッテリーステーションの制御方法であって、
    　前記電力系統の状態に応じて、前記双方向ＡＣ／ＤＣコンバータを介して、前記収容部に収容されたモバイルバッテリーの充放電を制御する工程を有することを特徴とする制御方法。
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