JP2011148484A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図ることができる電源システムを提供する。
【解決手段】電源システムは、車両の推進力に使われる燃料を貯留する燃料タンク２１と、車両を駆動するための電動機５と、電動機５に電力を供給する二次電池６と、燃料タンクへ外部から燃料を供給する燃料供給コネクタＹが接続される燃料供給接続手段２０と、二次電池６に外部電源から電力を供給する充電コネクタＸが接続される外部電源接続手段１０とを備え、外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０が、それぞれ車両の同一側面で、車両のドアを挟んで区分される前方側および後方側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される電源システムに関する。

従来、複数のエネルギ源により車両を駆動する電源システムとしては、下記特許文献１に記載のシステムが知られている。かかる電源システムでは、エンジンと、エンジンに供給される燃料が収容されるフューエルタンクと、フューエルタンクに外部から燃料を供給するための燃料供給部とを備えると共に、回転電動機と、回転電動機に供給する電力を蓄積するバッテリと、バッテリを外部電源から充電するための充電・給電部とを備え、燃料供給部と充電・給電部とを、車両の同一側面で鉛直方向に配置している。
特開２００８−２８５１１３号公報

しかしながら、従来の電源システムでは、燃料供給部と充電・給電部とを車両の同一側面で鉛直方向に配置しているために、燃料供給部と充電・給電部とを上下方向に配置した場合には、燃料充填の際のユーザの心理的不安が大きく、このような車両の利用を敬遠する可能性がある。

特に、水素ガス、天然ガス（ＣＮＧ）など、引火点の低い気体燃料では、ガソリンなどの液体燃料に比べてより心理的な不安が大きくなる。

これに対して、燃料供給部と、充電・供給部とのいずれか一方を、車両のフロントマスクやリアバンパに離して配置することも考えられるが、フロントマスクやリアバンパでは、壁面や他の駐車車両との間隔が狭く、燃料の供給や充電ができなくなくなる虞がある。また、このような状態で燃料供給と充電作業とを同時に行う場合、燃料ホースや充電ケーブルが長くなって取り回しが悪くなるほか、燃料充填作業や充電作業のための移動が多くなるなど、不都合が多い。

以上の事情に鑑みて、本発明は、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図ることができる電源システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明の電源システムは、車両に搭載される電源システムであって、
前記車両の推進力に使われる燃料を貯留する燃料タンクと、
前記車両を駆動するための電動機と、
前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、
前記燃料タンクへ外部から前記燃料を供給する燃料供給コネクタが接続される燃料供給接続手段と、
前記蓄電手段に外部電源から電力を供給する充電コネクタが接続される外部電源接続手段と
を備え、
前記外部電源接続手段および前記燃料供給接続手段は、それぞれ前記車両の同一側面の前方側および後方側に配置されると共に、該外部電源接続手段は、該車両の前部座席の搭乗者が搭乗した状態で操作可能な位置で該車両前方のフェンダ部に設けられていることを特徴とする。

第１発明の電源システムによれば、外部電源接続手段および燃料供給接続手段が、それぞれ車両の同一側面の前方側および後方側に配置されている。そのため、燃料供給接続手段および外部電源接続手段を離間して設けることで、万が一、外部電源接続手段においてスパークが生じたとしても、燃料に接触する可能性を著しく低減することができ、燃料充填の際のユーザの心理的不安を低減することができる。

また、燃料供給接続手段および外部電源接続手段が、車両の同一側面に設けられていることで、ユーザは車両の片側から片側に移動することなく、一方側の側で燃料の供給と充電とを同時に行うことができる。特に、燃料の供給ステーションと充電ステーションとが一体化しているような複合ステーションの場合には、燃料の供給と充電との同一側面において効率的に行うことができる。

加えて、燃料供給接続手段を車両の後方側に設けることで、車両後方に比較的大きな搭載スペースを確保して燃料タンクを配置することができる。一方、外部電源接続手段を車両の前方側に設けることで、車両前方に電動機や蓄電手段を配置することができる。そして、このように車両の前後のスペースに電動機や蓄電手段と燃料タンクとを分散配置することで、車両の搭載スペースの有効活用を図ることができる。

さらに、外部電源接続手段を、前部座席の搭乗者が搭乗した状態で操作可能な位置に設けることで、ユーザは車内に居ながら充電が可能となり、充電作業の利便性を向上させることができる。具体的に、ユーザは、車内から充電を開始することで、降車することなく充電作業を進めることができるだけでなく、必要最低限の電力量の充電を限られた充電待機時間の中で行いたい状況において、充電量を車内のメータ等で確認することができ、必要な充電が完了した後、直ぐに走行を開始することができる。

なお、外部電源接続手段を車両前方のフェンダ部に設けることで、前ドア等の可動部分を回避することができると共に、外部電源接続手段に接続される昇圧手段等の制御装置をエンジンルーム内に隣接して配置することでき、電力効率の向上と、制御装置の保守や点検を容易化とを図ることができる。

このように、第１発明の電源システムによれば、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図ることができる。

第２発明の電源システムは、第１発明において、前記外部電源接続手段および前記燃料供給接続手段は、前記車両の運転席側の同一側面に配置されることを特徴とする。

第２発明の電源システムによれば、外部電源接続手段および燃料供給接続手段を運転席側の同一側面に設けることで、搭乗者が運転者のみの場合にも、助手席側に移動することなく、運転席側で燃料の供給と充電とを同時に行うことができる。さらに、ユーザである運転者は車内に居ながら充電が可能となり、充電作業の利便性を向上させることができる。

このように、第２発明の電源システムによれば、ユーザの心理的不安の低減を図りつつ、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の利便性を向上させることができる。

第３発明の電源システムは、第１または第２発明において、
前記燃料から電力を発生させ、発生させた電力を前記電動機に供給する電力供給手段を備えることが好ましい。このように、電力供給手段により燃料から発生させた電力を用いて電動機を駆動させることで、車両の駆動系を統一することができ、かかる電源システムに対して、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図ることができる。

第４発明の電源システムは、第３発明の電源システムにおいて、
一方が前記電力供給手段に接続されると共に、他方が電動機に接続され、該電力供給手段の出力電圧を昇圧して、該昇圧した電圧による電力を該電動機に供給する第１昇圧手段と、
一方が前記第１昇圧手段の他方に前記電動機と並列に接続されると共に、他方が前記蓄電手段に接続され、該第１昇圧手段の出力電圧を更に昇圧する第２昇圧手段と
を備えることを特徴とする。

第４発明の電源システムによれば、第１および第２昇圧手段の昇圧比を制御することで蓄電手段の電圧に対応した高電圧で充電を実行することができ、外部電源から低電圧で供給した電力を高電圧に昇圧して蓄電手段に供給することができ、蓄電手段の電圧を高電圧化して、充電の際に蓄電手段に流れる電流を小さくすることができる。高電圧かつ小電流の充電を実現することで、特に、寒冷地などにおいて蓄電手段の内部抵抗が大きくなる場合や急速充電を行う場合にも、蓄電手段を短時間で効率よく充電することができる。

このように、第４発明の電力システムによれば、上述のようにユーザの心理的不安の低減を図りながら、充電時の利便性を向上させることができる。

第５発明の電源システムは、第３または第４発明において、
前記電力供給手段が燃料電池であることを特徴とする。

第５発明の電源システムによれば、電力供給手段が燃料電池である場合に、水素等の燃料の燃料供給接続手段および外部電源接続手段が車両の同一側面に離間して設けられていることから、燃料が外部電源と接触することを防止することができ、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減を図ることができる。

さらに、燃料供給接続手段および外部電源接続手段が、車両の同一側面に設けられていることで、ユーザは車両の片側から片側に移動することなく、一方側の側で燃料の供給と充電とを同時に行うことができ、利便性を向上させつつ、外部から燃料の供給および電力の供給を行うことができる。

第６発明の電源システムは、第５発明において、前記燃料電池と並列に接続されたキャパシタをさらに備えることを特徴とする。

第６発明の電源システムによれば、燃料電池に加えてキャパシタを並列に接続した場合にも、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図りつつ、外部から燃料の供給および電力の供給を行うことができる。さらに、燃料電池と並列にキャパシタを接続することで、燃料電池からキャパシタを充電すること、および、外部電源から外部電源接続手段を介してキャパシタを充電することが可能となる。

第７発明の電源システムは、第６発明において、
前記外部電源から前記燃料電池およびキャパシタへの電力の供給を阻止する阻止手段を備えることを特徴とする。

第７発明の電源システムによれば、外部電源から供給された電力が電力供給手段である燃焼電池およびキャパシタへ供給されることを防止して、蓄電手段を効率よく充電することができ、上述のようにユーザの心理的不安の低減を図りながら、充電時の利便性を向上させることができる。

第８発明の電源システムは、第３または第４発明のいずれかにおいて、
前記電力供給手段が、エンジンと該エンジンの出力軸に連結されて発電機として機能するジェネレータとから構成されることを特徴とする。

第８発明の電源システムによれば、電力供給手段がエンジンとジェネレータである場合に、ガソリン等の燃料を供給するための燃料供給接続手段および外部電源接続手段が車両の同一側面に離間して設けられていることから、燃料が外部電源と接触することを防止することができ、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減を図ることができる。

さらに、燃料供給接続手段および外部電源接続手段が、車両の同一側面に設けられていることで、ユーザは車両の片側から片側に移動することなく、一方側で燃料の供給と充電とを同時に行うことができ、利便性を向上させつつ、外部から燃料の供給および電力の供給を行うことができる。

第９発明の電源システムは、第１〜第８発明のいずれかにおいて、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に応じて、外部電源から該蓄電手段へ供給する電力の充電電流が変更されることを特徴とする。

第９発明の電源システムによれば、蓄電手段はその温度に応じて、充電時の最大電流が異なるところ、蓄電手段の温度に応じて、充電電流を変化させることで、蓄電手段を短時間で効率よく充電することができ、上述のようにユーザの心理的不安の低減を図りながら、充電時の利便性を向上させることができる。

第１０発明の電源システムは、第１〜第９発明のいずれかにおいて、
前記外部電源接続手段に接続される制御装置がエンジンルーム内に隣接して配置され、該エンジンルーム内の冷却手段により制御装置が冷却されることを特徴とする。

第１０発明の電源システムによれば、前記外部電源接続手段に接続される制御装置がエンジンルームに配置されることにより、高温となる冷却装置をエンジンルーム内にある空冷または水冷の冷却手段を用いて効率よく冷却しつつ、外部から燃料の供給および電力の供給を行うことができる。

本実施形態の電源システムが搭載された車両の全体構成図。 本実施形態の外部電源接続手段の詳細説明図。 本実施形態の冷却手段による冷却の例を示す説明図。 本実施の形態における電源システムの全体構成図。 二次電池の充電処理および燃料電池への燃料の供給処理を示すフローチャート。 本実施の形態における電源システムの変更例を示す構成図。

〔第１実施形態〕
図１乃至図４に示すように、本発明の一実施形態としての電源システムは、燃料電池車両（本発明の車両に相当する）に搭載されるものであって、電力供給手段としての燃料電池１、キャパシタ２および蓄電手段としての二次電池６と、電動機５と、外部電源接続手段１０と、燃料供給接続手段２０と、燃料供給接続手段２０から供給された燃料電池１の燃料（水素）を貯留する燃料タンク２１とを備える。

燃料電池１、キャパシタ２および二次電池６が車両の前方からセンタトンネルにかけて配置され、車両の後方に燃料タンク２１が配置されている。また、外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０が、車両の同一側面で、ドアを挟んで区分される前方側および後方側とのそれぞれに配置されている。

より具体的には、燃料電池１と並列にキャパシタ２が接続され、燃料電池１及びキャパシタ２と電動機５との間に昇降圧手段３（Voltage Boost Unit、本発明の第１昇圧手段に相当する）が設けられ、昇降圧手段３は、ＰＤＵ（Power Drive Unit）４を介して電動機５に接続されている。また、一方が昇降圧手段３に接続された電圧制御手段７（本発明の第２昇圧手段に相当する）を介して、二次電池６が電動機５に接続されている。

燃料電池１は、例えば燃料電池スタックを２５０個直列に接続して構成され、出力電圧が約２２５Ｖ（出力電流０Ａ）〜１８０Ｖ（出力電流２３０Ａ）の範囲で変動するものである。また、キャパシタ２は電気二重層キャパシタであり、出力電圧が２００Ｖを中心とした範囲（約下限１５０Ｖ〜上限２５０Ｖの範囲）で変動するものである。また、二次電池６の出力電圧は約３００Ｖ〜５００Ｖの範囲で変動する。

昇降圧手段３は、例えば、定格７０ｋｗで昇圧比１．２〜３．０のＤＣ／ＤＣコンバータであって、少なくとも昇圧機能を有し、降圧機能は必要に応じて付加される。また、電圧制御手段７は、例えば、定格３０ｋｗで昇圧比１．２〜３．０のＤＣ／ＤＣコンバータである。また、昇降圧手段３および電圧制御手段７は少なくとも一方が、電流フィードバック制御を行い昇圧後の電流値を設定した電流値以下に制限する。

また、電源システムは、キャパシタ２と昇降圧手段３との間で、燃料電池１とキャパシタ２とに並列に接続された外部電源接続手段１０を備える。外部電源接続手段１０は、インバータ回路からなるＡＣ／ＤＣ変換器１０ａを介して、燃料電池１及びキャパシタ２に直結する第１電力供給ラインＬ１と接続されており、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａは、外部電源接続手段１０に接続された外部電源の商用交流電圧を直流電圧に変換して第１電力供給ラインＬ１に供給する。

さらに、電源システムは、二次電池６と電圧制御手段７との間で、二次電池６と電圧制御手段７とに並列に接続された補機８とを備える。補機８は、水素ガス等の反応ガスを燃料タンク２１から燃料電池１に供給するためのポンプ等であって、補機８は、ＰＤＵ９（Power Drive Unit）９を介して、二次電池６及び電圧制御手段７に直結する第２電力供給ラインＬ２に接続されている。

第１電力供給ラインＬ１には、燃料電池１およびキャパシタ２と第１電力供給ラインＬ１との接続をＯＮ／ＯＦＦする第１コンタクタ１１Ａ，１１Ｂ（本発明の阻止手段に相当する）が設けられ、第２電力供給ラインＬ２には、昇降圧手段３と電圧制御手段７との間に第３電力供給ラインＬ３から第２電力供給ラインＬ２への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦする第２コンタクタ１２Ａ，１２Ｂが設けられている。第１および第２コンタクタ１１，１２は、後述する電子制御ユニット３０（本発明の制御装置に相当する）によりＯＮ／ＯＦＦの切り替えが制御される。

次に、外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０の構成について説明する。

外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０は、図１に示すように、車両１の同一側面にドア部分を中間領域として前方側に外部電源接続手段１０が配置され、後方側に燃料供給接続手段２０が配置されている。

外部電源接続手段１０は、車両１の前部座席の搭乗者が搭乗した状態で操作可能な位置で、車両１の前方のフェンダ部に設けられている。外部電源接続手段１０は、例えば、前サイドガラスの前方下端から５０ｃｍ〜１００ｃｍであることが望ましく、この範囲であれば、前ドア等の可動部分を回避することができると共に、外部電源接続手段１０に接続される電子制御ユニット３０をエンジンルーム内に隣接して配置することでき、電子制御ユニット３０の保守や点検を容易に行うことが可能となる。

なお、本実施形態において、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、後述する電子制御ユニット３０には、昇降圧手段３、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａのほか、必要に応じて電圧制御手段７が一体として構成されている。具体的には、下段側に、昇降圧手段３、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａのほか、必要に応じて電圧制御手段７が配置され、上段側に制御回路基板からなる電子制御ユニット３０が配置されている。そして、これらを一体とした制御装置としての電子制御ユニット３０が、エンジンルームのダンパハウジングＸの前方でフロントダンパエクステンションＹ内に、外部電源接続手段１０と直接接続される位置に設けられている。

これにより、制御装置としての電子制御ユニット３０をエンジンルーム内に外部電源接続手段１０と隣接して配置することでき、電力効率の向上と、電子制御ユニット３０の保守や点検等のメンテナンスを容易化を図ることができる。

さらに、エンジンルーム内に以上のように配置された、制御装置としての電子制御ユニット３０は、エンジンルーム内の冷却手段により冷却することができる。

例えば、図３に示すように、エンジンルーム内に配設された水冷式の冷却機構により、ラジエタＲにより冷却された冷却媒体がポンプＰを介して、電子制御ユニット３０およびモータ５などを順番に冷却する。なお、キャパシタ２や二次電池６をエンジンルームに配置した場合には、これらを冷却媒体により併せて冷却するようにしてもよい。また、必要に応じて、冷却経路には冷却媒体を加熱するヒータＨ等が設けられてもよい。

このように、外部電源接続手段１０に接続される制御装置としての電子制御ユニット３０がエンジンルームに配置されることにより、高温となる制御装置をエンジンルーム内にある水冷等の冷却手段を用いて効率よく冷却することができる。

より具体的には、本実施形態の電源システムのように、車両前方のフェンダ部に外部電源接続手段１０を設置し、これに隣接するように制御装置としての電子制御ユニット３０をエンジンルーム内に設置した場合には、前輪駆動（ＦＦ）車両用のモータ５（ハイブリッド、ＥＶのいずれでもよい）と、車両に設置されたラジエタＲとの冷却配管を電子制御ユニット３０にも適用してエンジンルーム内で完結可能となり、結果的に冷却システム全体をコンパクト化することができる。

また、外部電源接続手段１０は、図１に示すように、蓋部１０ａ内に、外部電源の商用交流電圧から電力を供給する充電コネクタＸが接続されるプラグ１０ｂが設けられている。プラグ１０ｂには、充電コネクタＸの形状に対応した、複数の電力１０ｃ，１０ｃと、アース接点１０ｄとを有し、プラグ１０ｂは、電力ケーブル１０ｅを介して、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａに接続されている。

一方、燃料供給接続手段２０は、リアフェンダに配置され、蓋部２０ａ内に、燃料タンク２１へ外部から燃料（水素）を供給する燃料供給コネクタＹが接続される接続部２０ｂが設けられている。接続部２０ｂは、コネクタＹが嵌合する受け部２０ｃを有し、受け部２０ｃは内部配管２０ｄを介して、コネクタＹから供給された燃料が燃料タンク２１に供給されるようになっている。

次に、電子制御ユニット３０について説明する。電子制御ユニット３０は、燃料電池１、キャパシタ２及び二次電池６の各々に設けられた図示しない電圧センサ及び電流センサの検出信号を取得し、燃料電池１、キャパシタ２及び二次電池６から出力される電圧、電流及び電力を検知する。

また、電子制御ユニット３０は、キャパシタ２の出力電圧と出力電流とから該キャパシタ２の開路電圧を推定し、推定したキャパシタ２の開路電圧と残容量（以下、ＳＯＣという）との関係を規定したマップやデータテーブル（以下、マップ等という）を参照して、キャパシタ２のＳＯＣを推定する。同様に、電子制御ユニット３０は、二次電池６の出力電圧と出力電流とから該二次電池６の開路電圧を推定し、推定した二次電池６の開路電圧とＳＯＣとの関係を規定したマップ等から二次電池６のＳＯＣを推定する。

さらに、電子制御ユニット３０は、燃料電池１の出力、キャパシタ２及び二次電池６の各ＳＯＣに基づいて、燃料電池１の作動制御と、昇降圧手段３または電圧制御手段７の作動制御とを実行し、燃料電池１、キャパシタ２及び二次電池６から電動機５への電力供給と、燃料電池１からキャパシタ２及び二次電池６への充電とを行う。

電子制御ユニット３０は、電動機５は車両が減速する際には発電機として機能するため、車両の減速時に電動機５で生じる回生電力を回収して、該回生電力によりキャパシタ２及び二次電池６の充電を実行する。尚、このとき、電子制御ユニット３０は、ＰＤＵ４に備えられた電圧センサ及び電流センサ（図示しない）により、電動機５の回生電力を検知して昇降圧手段３または電圧制御手段７の作動制御を実行し、電動機５からキャパシタ２及び二次電池６への充電とを行う。

さらに、電子制御ユニット３０は、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａと接続されて、ＡＣ／ＤＣ変換器１０ａに備えられた電流センサおよび電圧センサ（図示しない）の検出値から、外部電源接続手段１０に外部電源の充電コネクタＸが接続されたことを検出すると共に、接続された外部電源の出力電圧を取得する。また、電子制御ユニット３０は、二次電池６に取り付けられてこの温度を検出する温度センサ３１（本発明の温度検出手段に相当する）に接続されて、二次電池６の温度を取得する。

そして、電子制御ユニット３０は、これら取得した情報に基づいて、第１コンタクタ１１Ａ，１１ＢをＯＦＦすると共に第２コンタクタ１２Ａ，１２ＢをＯＮし、昇降圧手段３及び電圧制御手段７の作動を制御し、外部電源から二次電池６への充電を行う。

また、電子制御ユニット３０は、燃料供給接続手段２０に設けられた図示しない接続検出手段により、燃料供給接続手段２０に燃料供給コネクタＹが接続されたことを検出する。そして、電子制御ユニット３０は、かかる検出結果に基づいて、燃料供給接続手段２０を介する燃料供給コネクタＹから燃料タンク２１への燃料の供給に必要な処理を実行する。

また、電子制御ユニット３０は、当該電源システムの状態が表示される液晶表示手段からなる表示部３２を備える。例えば、表示部３２には、燃料電池の出力状態、電子制御ユニット３０により算出されたキャパシタ２や二次電池６のＳＯＣ、外部電源による二次電池６の充電状態およびその充電完了時間等が表示される。

なお、本実施形態の電源システムにおいて、燃料電池１と昇降圧手段３及びキャパシタ２との間には、ダイオードＤが設けられており、ダイオードＤにより燃料電池１への電流の流入が禁止されている。また、ダイオードＤに替えてトランジスタ等の他の整流素子を用いることにより、または、キャパシタ２を降圧手段（ダウンコンバータ）を介して燃料電池１に接続することにより、燃料電池１への電流の流入を禁止してもよい。

以上が、本実施の形態における電源システムの全体構成である。

次に、図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態の電源システムにおける充電および燃料の供給について説明する。

まず、電子制御ユニット３０は、当該車両が停止しているか否かを判定し（図５／ＳＴＥＰ１０）、車両が停止している場合には（図５／ＳＴＥＰ１０でＹＥＳ）、充電コネクタＸが所定時間の間に外部電源接続手段１０に接続されたか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１１）。なお、電子制御ユニット３０は、図示しないタイマをカウントアップすることにより所定時間を計測し、その間に充電コネクタＸが接続されたか否かを判定する。

次いで、充電コネクタＸが外部電源接続手段１０に接続されると（図５／ＳＴＥＰ１１でＹＥＳ）、これと併せて、充電コネクタＸのアースアース接点１０ｄが接続されてアース接地がなされているか判定する（図５／ＳＴＥＰ１２）。

そして、アース接地がなされている場合には、（図５／ＳＴＥＰ１２でＹＥＳ）、充電開始処理を実行する（ＳＴＥＰ１３）、一方、アース接地がなされていない場合は（図５／ＳＴＥＰ１２でＮＯ）、ＳＴＥＰ１１へリターンして充電コネクタＸの接続を再度判定する。

次いで、ＳＴＥＰ１３の充電開始処理で、電子制御ユニット３０は、例えば、燃料電池１の作動停止を確認した上で、外部電源接続手段１０に接続された外部電源の出力電圧を取得して、取得した外部電源の出力電圧と二次電池６の出力電圧とから、昇降圧手段３および電圧制御手段７のそれぞれの昇圧比を導出する。そして、導出した昇圧比となるように昇降圧手段３および電圧制御手段７を制御して、第１コンタクタ１１Ａ，１１ＢをＯＦＦに維持したままで、第２コンタクタ１２Ａ，１２ＢをＯＮすることにより、二次電池６の充電を開始する。

なお、このときに、電子制御ユニット３０は、温度センサ３１の検出温度を参照して、該温度によって規定される二次電池６の充電電流の最大値を導出する。そして、この最大電流で充電を実行すると共に、この最大電流で二次電池６を充電した場合の充電完了時間を算出して、表示部３２に表示する。

充電完了時間は、二次電池６のＳＯＣと、二次電池６の充電電流および充電電圧（昇圧後の電圧）から求められる充電電力とから、二次電池６の種類に応じた充電特性を考慮して算出される。

次いで、電子制御ユニット３０は、ＳＴＥＰ１３により充電開始処理が実行されると、または、ＳＴＥＰ１１で充電コネクタＸが所定時間の間に外部電源接続手段１０に接続されない場合には（図５／ＳＴＥＰ１１でＮＯ）、燃料供給コネクタＹが燃料供給接続手段２０に接続されているかを判定する（図５／ＳＴＥＰ１４）。

そして、電子制御ユニット３０は、燃料供給コネクタＹが所定時間の間に燃料供給接続手段２０に接続された場合には（図５／ＳＴＥＰ１４でＹＥＳ）、燃料供給処理を実行する（図５／ＳＴＥＰ１５）。なお、電子制御ユニット３０は、図示しないタイマをカウントアップすることにより所定時間を計測し、その間に燃料供給コネクタＹが接続されたか否かを判定する。

ここで、外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０が、車両の同一側面に設けられていることで、ユーザは車両の片側から片側に移動することなく、一方側で充電を開始し、続いて燃料の供給を行うことができる。特に、燃料の供給ステーションと充電ステーションとが一体化しているような複合ステーションの場合には、燃料の供給と充電との同一側面において効率的に行うことができる。

また、外部電源接続手段１０および燃料供給接続手段２０が車両の同一側面の前方側および後方側に離間して配置されているため、万が一、外部電源接続手段１０においてスパークが生じたとしても、燃料に接触する可能性を著しく低減することができ、ユーザの心理的不安の低減の観点から好ましい。特に、本実施形態では、燃料の供給を開始する前に、充電を開始しているため（図５／ＳＴＥＰ１３）、外部電源接続手段１０においてスパークが生じても、燃料に接触する可能性を更に低減することができる。

次いで、ＳＴＥＰ１５の燃料供給処理で、電子制御ユニット３０は、例えば、燃料電池１の作動停止を確認した上で、燃料タンク２１の燃料の残量や内圧などを図示しない計測手段を介して取得し、これらの計測値が所定の値であることを条件に、燃料供給開始の許可出力を行う。燃料供給開始の許可出力は、表示部３２にその旨の表示が行われるようにしてもよく、これを認識したユーザが手動で燃料供給を開始するようにしてもよい。また、燃料供給開始の許可出力が、図示しない通信手段を介してかかる許可出力を燃料供給コネクタＹ側のスタンドに出力されてもよく、これにより、自動的に燃料供給を開始するようにしてもよい。

次いで、電子制御ユニット３０は、ＳＴＥＰ１５により燃料供給処理の実行後に、燃料供給が終了したか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１６）。そして、燃料供給が終了するまで、この判定を繰り返し、燃料供給が終了すると（図５／ＳＴＥＰ１６でＹＥＳ）、燃料供給コネクタＹが燃料供給接続手段２０から取り外されたか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１７）。

そして、燃料供給コネクタＹが取り外されていない場合には、（図５／ＳＴＥＰ１７でＮＯ）、ＳＴＥＰ１６へリターンして燃料の供給が終了したか否かを再度判定する。

次いで、電子制御ユニット３０は、充電が終了したか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１８）。ここで、充電の終了は、実際に充電が行われて二次電池６が満充電に近い状態となって終了する場合のほか、はじめから充電が実行されなかった場合も、充電の終了とみなされる。

そして、充電が終了するまで、この判定を繰り返し、充電が終了すると（図５／ＳＴＥＰ１８でＹＥＳ）、充電コネクタＸが取り外されたか否かを判定し（図５／ＳＴＥＰ１９）、充電コネクタが取り外されている場合には（図５／ＳＴＥＰ１９でＹＥＳ）、以上の一連の処理を終了する。ここで、本実施形態では、充電を終了する時点では、燃料の供給が終了して燃料供給コネクタＹが取り外されているため（図５／ＳＴＥＰ１７）、外部電源接続手段１０においてスパークが生じても、燃料に接触する可能性を著しく低減することができる。

一方、充電コネクタＸが取り外されていない場合には、（図５／ＳＴＥＰ１９でＮＯ）、ＳＴＥＰ１８へリターンして充電が終了したか否かを再度判定する。

以上が、本実施形態の電源システムにおける充電および燃料の供給の詳細である。かかる電源システムによれば、外部から燃料の供給および電力の供給を行う際の、ユーザの心理的不安の低減と利便性の向上とを図ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、図６を参照して、本実施形態の電源システムの変更例について説明する。尚、本実施形態は、電力供給手段に関する構成のみが前記実施形態と相違するものであるので、前記実施形態と同一の構成要素については前記実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。

本実施形態の電源システムでは、電力供給手段として、第１実施形態の燃料電池１に代えて、エンジン１ａと、エンジン１ａの出力軸に連結されて発電機として機能するモータ１ｂとを備える。モータ１ｂには、ＰＤＵ１ｃが設けられており、ＰＤＵ１ｃを介して、モータ１ｂからの出力電力が直流電力に変換される。

本実施形態の電源システムによれば、電子制御ユニット３０により、エンジン１ａに供給する燃料の量等が制御され、これによりモータ１ｂの発電量が制御される。

本実施形態の電源システムの場合にも、前記第１実施形態の電源システムと同様、当該電源システムの構成に鑑みて簡易かつ適切な方法で二次電池６を外部から充電することができる。

尚、本実施形態は、エンジン１ａを発電にのみ使用するシリーズ型ハイブリッド車両について説明したが、これに限らず、電動機５とモータ１ｂのいずれか一方にエンジンを設けてエンジンより発電を行う共に、エンジンの駆動力をトランスミッションを介して車輪に伝達するパラレル型ハイブリッド車両にしてもよい。

尚、本実施形態の電源システムでは、キャパシタ２を備える構成について説明したが、これに限らず、電源システムとしてキャパシタ２を備えない構成に適用してもよい。

尚、本実施形態では、図面上（図１参照）、助手席側に外部電力供給手段１０と燃料供給接続手段２０とが設けられているが、これに代えて、運転席側に外部電力供給手段１０と燃料供給接続手段２０とが設けられてもよい。

１…燃料電池（電力供給手段）、１ａ…エンジン（電力供給手段）、１ｂ…モータ（電力供給手段）、１ｃ…ＰＤＵ、２…キャパシタ（電力供給手段）、３…昇降圧手段（第１昇圧手段）、４…ＰＤＵ、５…電動機、６…二次電池（蓄電手段）、７…電圧制御手段（第２昇圧手段）、８…補機、９…ＰＤＵ、１０…外部電源接続手段、１０ａ…ＡＣ／ＤＣ変換器、１１Ａ，１１Ｂ…第１コンタクタ（阻止手段）、１２Ａ，１２Ｂ…第２コンタクタ、２０…燃料供給接続手段、３０…電子制御ユニット（制御装置）、３１…温度センサ（温度検出手段）、３２…表示部、Ｄ…ダイオード、Ｌ１…第１電力供給ライン、Ｌ２…第２電力供給ライン、Ｌ３…第３電力供給ライン、Ｘ…充電コネクタ、Ｙ…燃料供給コネクタ。

Claims (10)

1. 車両に搭載される電源システムであって、
   前記車両の推進力に使われる燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記車両を駆動するための電動機と、
   前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、
   前記燃料タンクへ外部から前記燃料を供給する燃料供給コネクタが接続される燃料供給接続手段と、
   前記蓄電手段に外部電源から電力を供給する充電コネクタが接続される外部電源接続手段と
   を備え、
   前記外部電源接続手段および前記燃料供給接続手段は、それぞれ前記車両の同一側面の前方側および後方側に配置されると共に、該外部電源接続手段は、該車両の前部座席の搭乗者が搭乗した状態で操作可能な位置で該車両前方のフェンダ部に設けられていることを特徴とする電源システム。
2. 請求項１記載の電源システムにおいて、
   前記外部電源接続手段および前記燃料供給接続手段は、前記車両の運転席側の同一側面に配置されることを特徴とする電源システム。
3. 請求項１または２記載の電源システムにおいて、
   前記燃料から電力を発生させ、発生させた電力を前記電動機に供給する電力供給手段を備えることを特徴とする電源システム。
4. 請求項３記載の電源システムにおいて、
   一方が前記電力供給手段に接続されると共に、他方が電動機に接続され、該電力供給手段の出力電圧を昇圧して、該昇圧した電圧による電力を該電動機に供給する第１昇圧手段と、
   一方が前記第１昇圧手段の他方に前記電動機と並列に接続されると共に、他方が前記蓄電手段に接続され、該第１昇圧手段の出力電圧を更に昇圧する第２昇圧手段と
   を備えることを特徴とする電源システム。
5. 請求項３または４記載の電源システムにおいて、
   前記電力供給手段が燃料電池であることを特徴とする電源システム。
6. 請求項５記載の電源システムにおいて、
   前記燃料電池と並列に接続されたキャパシタをさらに備えることを特徴とする電源システム。
7. 請求項６記載の電源システムにおいて、
   前記外部電源から前記燃料電池およびキャパシタへの電力の供給を阻止する阻止手段を備えることを特徴とする電源システム。
8. 請求項３または４記載の電源システムにおいて、
   前記電力供給手段が、エンジンと、該エンジンの出力軸に連結されて発電機として機能するジェネレータとから構成されることを特徴とする電源システム。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の電源システムにおいて、
   前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に応じて、外部電源から該蓄電手段へ供給する電力の充電電流が変更されることを特徴とする電源システム。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の電源システムにおいて、
    前記外部電源接続手段に接続される制御装置がエンジンルーム内に隣接して配置され、該エンジンルーム内の冷却手段により制御装置が冷却されることを特徴とする電源システム。