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公開番号2024039281
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-22
出願番号2022143716
出願日2022-09-09
発明の名称電源装置及び電源システム
出願人九州電力株式会社
代理人個人
主分類H02J 9/06 20060101AFI20240314BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】予備バッテリの充電・交換時においてメインバッテリによる電源装置の稼働を確実に維持することができると共に、予備バッテリと接続するケーブルが抜けた場合であっても安全性を高く保つことを可能とする電源装置及び電源システムを提供する。
【解決手段】電源装置1は、充放電可能なメインバッテリ2と、直流電流を交流電流に変換して負荷に供給するインバータ4と、電源装置1全体を管理・制御するCPU7と、外部の予備バッテリ10と負荷とを電気的に接続するための予備接続回路5と、負荷がメインバッテリ2に接続するか予備バッテリ10に接続するかを切り替える切替スイッチ6とを備え、予備接続回路5が、1つの予備バッテリ10との接続に対して、並列する第1配線51a及び第2配線52aの2つの配線、及びそれぞれの配線に対応する第1接続口51c及び第2接続口52cを有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
充放電可能なメインバッテリと、
直流電流を交流電流に変換して負荷に供給するインバータと、
電源装置全体を管理・制御する制御部と、
外部の予備バッテリと前記負荷とを電気的に接続するための接続回路と、
前記負荷がメインバッテリに接続するか予備バッテリに接続するかを切り替える切替スイッチとを備え、
前記接続回路が、１つの予備バッテリとの接続に対して、並列する第１配線及び第２配線の２つの配線、及びそれぞれの配線に対応する第１接続口及び第２接続口を有することを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第１配線に対応し、前記制御部と前記予備バッテリのＢＭＳとの間で通信を行う第１通信線と、
前記第２配線に対応し、前記制御部と前記予備バッテリのＢＭＳとの間で通信を行う第２通信線とを備え、
前記制御部、前記第１通信線、前記第２通信線、及び前記予備バッテリのＢＭＳでループ状に通信網が形成されていることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、
前記制御部が、ループ状に形成された前記通信網のいずれかの箇所において通信が切断されて開放状態が検知された場合に、電源装置の稼働を停止する処理を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置において、
前記切替スイッチにより前記負荷が前記予備バッテリに接続されている場合に、前記メインバッテリに他の予備バッテリから充電を行う充電器を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置において、
前記切替スイッチにより前記負荷が前記予備バッテリに接続されている場合に、前記制御部が、前記予備バッテリの電池残量と前記負荷の消費電力に基づいて、前記予備バッテリから前記メインバッテリへの充電を行うかどうかを判断することを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置において、
当該電源装置の筐体表面に配設され、前記第１接続口、前記第２接続口、及び前記切替スイッチを切り替えるためのブレーカーとを有する操作部と、
前記操作部に対して開閉可能な状態で設置されるカバーと、
前記カバーが閉じられていることを検知する検知センサとを備え、
前記制御部が、前記第１接続口及び前記第２接続口にケーブルが接続され、且つ前記ブレーカーがＯＮの状態で前記カバーが閉じられている場合に、前記負荷に対して前記予備バッテリから電力を供給するように制御することを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項２又は３に記載の電源装置と前記予備バッテリとが接続された電源システムであって、
前記第１接続口と前記予備バッテリとが電線及び通信線を有する第１複合ケーブルで接続され、前記第２接続口と前記予備バッテリとが電線及び通信線を有する第２複合ケーブルで接続されることを特徴とする電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の予備バッテリと接続して負荷に電力を供給する電源装置等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１にリチウムイオン電池を用いた電源装置が開示されている。このような電源装置は、ポータブル電源として一般家庭などにも普及し始めており、特に災害時などにおいては非常に重要なエネルギー源となる。
【０００３】
一方で、災害時においては、上記のような電源装置に対して充電を行うための商用電源が長期に亘って停止する場合がある。すなわち、電源装置に充電されていた電力を消費した後は、当該電源装置を商用電源が稼働している場所まで運んで充電を行う必要があり、その間被災地においては電力がない状態で生活しなければならない。特に普段から医療機器などを装着して生活している人にとっては命に係わる問題となる。
【０００４】
このような問題を解決するために、電源装置を商用電源が使える場所まで運ぶのではなく当該電源装置に充電済みの予備バッテリを外部から接続することが考えられる。この場合、例えば図６に示すようにダイオードを介して予備バッテリを接続することで、メインバッテリと予備バッテリとの間の電流の流れ込みを防止し、負荷に対してメインバッテリ及び予備バッテリの双方から電力を供給することが可能となる。
【０００５】
また、非常用のバッテリとしては、例えば特許文献２に示すような充電器が知られている。このような充電器は、モバイルバッテリとして広く普及しており、スマートフォンなどのモバイル端末が元々備えているメインバッテリの電池残量がなくなった場合に、このようなモバイルバッテリをモバイル端末に接続することで継続して使用することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第５３５２０１４号公報
特開２０１１－４１３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示すような回路構成の場合、メインバッテリと予備バッテリとで電圧が高い方から電力が使用され、いずれ同電位となり、その状態で次第に双方のバッテリの電圧が低下していく。そして最終的にはメインバッテリも予備バッテリも充電が必要なレベルまで低電位となってしまうため、予備バッテリを充電する間（又は充電済みの予備バッテリに交換する間）は電源装置を稼働することができなくなってしまう。
【０００８】
また、特に災害時における避難所で使用するような場合、いつも以上に雑然とした中で不特定多数の避難者が使用するため、誤ってケーブルを外してしまったり、アクシデントで電源装置と予備バッテリとのケーブルが外れるといった状況が考えられる。図６のような構成において予備バッテリから負荷に対して電力を供給しているときに突然ケーブルが外れてしまうと、予備バッテリが完全に切り離されてしまうためアークなどが発生して非常に危険である。そのため、予備バッテリを接続するにあたって安全性を確保する技術も望まれている。
【０００９】
特許文献２に示す技術は、モバイルバッテリとして非常時に使用することができるが、そもそも通電する電流値がミリアンペアレベルであるため上記のような危険性は非常に小さい。また、モバイルバッテリで動作させる対象は主にスマートフォンやノートパソコンなどのモバイル端末であり、医療機器や日用家電など緊急性を要するものではないため、メインバッテリの残量が低下しても命に係わるような問題が生じる可能性は極めて少ない。
【００１０】
本発明は、予備バッテリの充電・交換時においてメインバッテリによる電源装置の稼働を確実に維持することができると共に、予備バッテリと接続するケーブルが抜けた場合であっても安全性を高く保つことを可能とする電源装置及び電源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】
（【００１１】以降は省略されています）

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