JP2013233024A - 車両用給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給設備等の外部設備を介することなく、車両のバッテリから家電製品に電力を直接供給可能であって、且つ、車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチの誤操作を防止することができる車両用給電システムを提供する。
【解決手段】車両用給電システムは、車輪を駆動する電気モータと、電気モータに電力を供給するバッテリと、を有する車両に搭載され、車両が走行しない状態である場合にバッテリから車両外に電力を供給するための車両用給電システムであって、バッテリから車両外への電力の供給を制御するコントロールボックス(26)を有し、コントロールボックスは、バッテリから供給された電力を出力するコンセント(26b)と、バッテリから車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチ(26c)と、スイッチを覆うカバー(26g)とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用給電システムに係わり、特に、車輪を駆動する電気モータと、電気モータに電力を供給するバッテリとを有する車両に搭載され、車両が走行しない状態である場合にバッテリから車両外に電力を供給するための車両用給電システムに関する。

従来より、電気自動車やハイブリッド自動車等、バッテリから電気モータに電力を供給し、この電気モータにより車輪を駆動する車両が知られている。

これらの電気自動車やハイブリッド自動車において、近年では、バッテリから車両外に電力を供給するための車両用給電システムも提案されている。例えば、接続装置を介して車両と住宅内の電力線との間において電力を授受可能なように構成された電力システムが知られている（特許文献１）。

また、駐車スペースに設置された電力供給設備を介して電気自動車のバッテリから外部系統設備に電力を供給する電力供給システムも知られている（特許文献２）。

特開２００８−０５４４３９号公報 特開２００７−２５２１１７号公報

電力供給設備等の外部設備を介することとすると、給電を行う場所が限られてしまう。外部設備を介さずに、任意の場所で給電を行うためには、バッテリから供給される直流電流を商用電源電圧（例えば１００Ｖ）の交流電流に変換するインバータ、このインバータにより変換された交流電流を出力するコンセント、及び、車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチを、車両に設ける必要がある。

ここで、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦにされていたり、シフトレバーがパーキングの位置に設定されている等、車両が走行しない状態において、インバータによって変換された交流電流がコンセントを介して家電製品に供給されている場合、ユーザが車両から離れることも想定される。この間に、落下物や衝撃等に起因してスイッチが誤操作される可能性があり、ユーザの意に反して車両外への電力供給が切り替えられる可能性があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、電力供給設備等の外部設備を介することなく、車両のバッテリから家電製品に電力を直接供給可能であって、且つ、車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチの誤操作を防止することができる車両用給電システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明によれば、車両用給電システムは、車輪を駆動する電気モータと、電気モータに電力を供給するバッテリとを有する車両に搭載され、車両が走行しない状態である場合にバッテリから車両外に電力を供給するための車両用給電システムであって、バッテリから車両外への電力の供給を制御する制御装置を有し、制御装置は、バッテリから供給された電力を出力するコンセントと、バッテリから車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチと、スイッチを覆うカバーと、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、スイッチがカバーにより覆われるので、落下物や衝撃等に起因してスイッチが誤操作されることを抑制でき、ユーザの意に反して車両外への電力供給が切り替えられることを防止できる。

また、本発明において、好ましくは、カバーは、スイッチ及びコンセントを覆う。
このように構成された本発明においては、コンセントがカバーにより保護されるので、車両用給電システムが使用されない場合に、コンセントへの異物の侵入を防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、制御装置は、バッテリから車両外への電力の供給状態を表示するインジケータを有し、カバーは、スイッチ、コンセント、及びインジケータを覆う。
このように構成された本発明においては、インジケータがカバーにより保護されるので、車両用給電システムが使用されない場合に、インジケータの汚損を防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、コンセント、スイッチ、及びインジケータは、制御装置の筐体の同一面に配置されている。
このように構成された本発明においては、車両用給電システムを使用する場合にユーザによって用いられる機能が制御装置の筐体の同一面に集約されているので、車両用給電システムの使用性を向上することができる。

また、本発明において、好ましくは、スイッチは、コンセントを覆うカバーの開閉に基づいて車両外への電力の供給を切り替えるための、カバーに設けられたスイッチである。
このように構成された本発明においては、コンセントプラグがコンセントに差し込まれている場合には、カバーを閉じることができないことから、車両外に電力を供給している間に電力供給が誤って切り替えられることを防止できる。一方、車両用給電システムを使用しない場合には、ユーザによってカバーが開かれる操作が行われない限り、コンセントから車両外への電力の供給が切り替えられることは無いため、落下物等によるスイッチの誤操作を防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、コンセント及びスイッチは、制御装置の筐体の上面に配置されている。
このように構成された本発明においては、制御装置の筐体の上面に配置されたコンセント及びスイッチがカバーにより覆われるので、車両用給電システムが使用されない場合に、ほこりが上方からコンセントに侵入することを抑制できる。

本発明による車両用給電システムによれば、電力供給設備等の外部設備を介することなく、車両のバッテリから家電製品に電力を直接供給可能であって、且つ、車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチの誤操作を防止することができる。

本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両の全体構造を示す概略平面図である。 本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両の概略ブロック図である。 本発明の実施形態による車両用給電システムのコントロールボックスを示す概略斜視図である。 本発明の変形例による車両用給電システムのコントロールボックスを示す概略斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両用給電システムを説明する。
まず、図１により、本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両の全体構造を示す概略平面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両１は、動力源としてモータユニットを搭載する電気自動車である。車両１の車体前部（車室の前方）にあるモータルーム２には、駆動輪４（図１の例では左右の前輪）を駆動するモータユニット６が搭載されている。更に、モータ用インバータ８、ジャンクションボックス１０、及び、バッテリチャージャ１２が、モータルーム２に配置されている。

また、車体の中央部から後部にかけて、車室フロアの下方に、平面視がほぼＴ字状となるように形成されたバッテリ搭載フレーム１４が設けられている。バッテリ１６は、このバッテリ搭載フレーム１４上に搭載される。

また、車体の後部左側面には、充電レセプタクル１８が設けられている。この充電レセプタクル１８は、充電ケーブル２０を介してバッテリチャージャ１２に接続されている。充電ケーブル２０は、車室フロアの下面側において、バッテリ１６に沿って配索される。

更に、車両１の車体後部（車室の後方）にある荷室フロア２２（図１において一部を図示する）に、インバータ２４と、コントロールボックス２６とが配置される。
インバータ２４とジャンクションボックス１０とを接続する電力ケーブル２８は、充電ケーブル２０と共に、車室フロアの下面側において、バッテリ１６に沿って配索される。

次に、図２により、本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両の電気的構成を説明する。図２は、本発明の実施形態による車両用給電システムを搭載する車両の概略ブロック図である。

図２に示すように、ジャンクションボックス１０は、バッテリ１６、モータ用インバータ８、及びインバータ２４に接続され、バッテリ１６からモータ用インバータ８及びインバータ２４への直流電流の供給を切替える。

モータ用インバータ８は、ジャンクションボックス１０を介してバッテリ１６から供給される直流電流を交流電流に変換し、モータユニット６に供給する。このモータユニット６により発生される駆動力は、トランスアクスル等の動力伝達機構を介して駆動輪４に伝達される。

バッテリチャージャ１２は、充電レセプタクル１８から充電ケーブル２０を介して供給された電力により、バッテリ１６を充電する。即ち、充電スタンド等の外部電源から引き出された充電コードの先端に設けられた充電プラグを、充電レセプタクル１８に接続することにより、充電ケーブル２０及びバッテリチャージャ１２を介してバッテリ１６が充電される。

インバータ２４は、電力ケーブル２８を介してジャンクションボックス１０に接続されている。このインバータ２６は、バッテリ１６からジャンクションボックス１０及び電力ケーブル２８を介して供給される直流電流を、商用電源電圧（例えば１００Ｖ）の交流電流に変換し、出力ケーブル３０を介してコントロールボックス２８に出力する。

コントロールボックス２６は、出力ケーブル３０を介してインバータ２４に接続されており、インバータ２４により変換された交流電流の車両外への供給を制御する。このコントロールボックス２６にはコンセント２６ｂ（図３参照）が設けられている。出力ケーブル３０を介してインバータ２４から供給された交流電流は、このコンセント２６ｂを介して車両外の家電製品等に直接供給される。更に、コントロールボックス２６は、制御ケーブルを介して、車両１に搭載された各種システムを制御する車両制御モジュール（ＶＣＭ：Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）に接続されている。ＶＣＭは、車両１が走行しない状態である場合（例えば、車両１のイグニッションスイッチがＯＦＦである場合や、シフトレバーの位置がパーキングに設定されている場合）にのみ、ジャンクションボックス１０を介してバッテリ１６からインバータ２４に直流電流を供給させ、車両外への電力供給が可能な状態とする。

次に、図３により、本発明の実施形態の車両用給電システムのコントロールボックス２６について説明する。図３は、本発明の実施形態の車両用給電システムのコントロールボックス２６を示す概略斜視図である。

図３に示すように、コントロールボックス２６は、ほぼ箱状に形成された筐体としてのコントロールボックスケース２６ａ、及び、コントロールボックスケース２６ａ内に収容された制御回路を備える。
コントロールボックスケース２６ａの上面には、インバータ２４により変換された交流電流を出力するコンセント２６ｂ、コンセント２６ｂから車両外への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチ２６ｃ、及び、車両外への電力の供給状態を表示するインジケータ２６ｄが、コントロールボックスケース２６ａの長手方向に沿って並置されている。

図３におけるスイッチ２６ｃは、初期位置と動作位置との間において移動可能なレバー２６ｅを備えたレバー式のモーメンタリスイッチである。このスイッチ２６ｃのレバー２６ｅは、動作位置に保持されていない場合、スイッチ２６ｃに内蔵されたバネの弾性力により初期位置に復帰する。このスイッチ２６ｃが、所定時間以上連続して操作された場合、即ち、スイッチ２６ｃのレバー２６ｅが初期位置から動作位置に移動され、所定時間以上保持された場合、インバータ２４により変換された交流電流の車両外への供給が、制御回路及びＶＣＭによってＯＮからＯＦＦ又はＯＦＦからＯＮに切り替えられる。

また、図３において、インジケータ２６ｄは、３個の表示灯２６ｆを備えている。車両外への電力の供給状態（例えば、ＯＮ、ＯＦＦ、又は異常）に応じて、これらの表示灯２６ｆの中から選択された表示灯２６ｆが点灯又は点滅する。これらの表示灯２６ｆとしては、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。

更に、コントロールボックスケース２６ａの上面に、コンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄを覆うカバー２６ｇが設けられている。図３において、カバー２６ｇは、コンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄを上方から一体に覆う被せ蓋状に形成され、これらのコンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄの側方において、ヒンジ２６ｈを介してコントロールボックスケース２６ａの上面に連結されている。

車両用給電システムを使用して車両外に電力を供給する場合には、図３に示すように、ヒンジ２６ｈによりカバー２６ｇを上方に開くことにより、家電製品のコンセントプラグをコンセント２６ｂに差し込むこと、スイッチ２６ｃの操作、及びインジケータ２６ｄの確認が可能になる。
一方、車両用給電システムを使用しない場合には、ヒンジ２６ｈによりカバー２６ｇを下方に閉じることにより、コンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄが覆われる。

次に、上述した本実施形態の車両用電力供給システムによる作用効果を説明する。

先ず、車両用電力供給システムは、バッテリ１６から供給される直流電流を交流電流に変換するインバータ２６と、インバータ２６により変換された交流電流の車両外への供給を制御するコントロールボックス２８と、を有するので、電力供給設備等の外部設備を介することなく、車両１のバッテリ１６から家電製品に電力を直接供給することができる。

また、車両用給電システムを使用しない場合には、スイッチ２６ｃがカバー２６ｇにより覆われるので、落下物や衝撃等に起因してスイッチ２６ｃが誤操作されることを抑制でき、ユーザの意に反して車両外への電力供給が切り替えられることを防止できる。

また、車両用給電システムを使用しない場合には、コンセント２６ｂがカバー２６ｇにより保護されるので、コンセント２６ｂへの異物の侵入を防止することができる。

また、車両用給電システムを使用しない場合には、インジケータ２６ｄがカバー２６ｇにより保護されるので、インジケータ２６ｄの汚損を防止することができる。

また、車両用給電システムを使用する場合にユーザによって用いられるコンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄは、コントロールボックスケース２６ａの同一面に集約されているので、車両用給電システムの使用性を向上することができる。

また、図３に示すように、コンセント２６ｂがコントロールボックスケース２６ａの上面に配置されている場合においても、コンセント２６ｂはカバー２６ｇにより覆われるので、ほこりが上方からコンセント２６ｂに侵入することを抑制できる。

最後に、本発明の実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態においては、コントロールボックスケース２６ａの上面に配置されたスイッチ２６ｃを覆うようにカバー２６ｇが設けられている場合について説明したが、スイッチ２６ｃは、コンセント２６ｂを覆うカバー２６ｇの開閉に基づいて車両外への電力の供給を切り替えるための、カバー２６ｇに設けられたスイッチであってもよい。即ち、コンセント２６ｂを覆うカバー２６ｇを開閉することにより、コンセント２６ｂから車両外への電力供給のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるようにしてもよい。
図４は、本発明の実施形態の変形例による車両用給電システムのコントロールボックス２６を示す概略斜視図である。図４においては、コンセント２６ｂ及びインジケータ２６ｄを覆うカバー２６ｇが設けられている。このカバー２６ｇは、コンセント２６ｂ及びインジケータ２６ｄを上方から一体に覆う被せ蓋状に形成され、コンセント２６ｂに隣接する位置において、ヒンジ２６ｈを介してコントロールボックスケース２６ａの上面に連結されている。
更に、コントロールボックス２６には、カバー２６ｇの開閉を検出する開閉センサが設けられている。例えば、カバー２６ｇを閉じた場合に、コントロールボックスケース２６ａの上面に当接するカバー２６ｇの底面に、磁石２６ｉが取り付けられている。また、閉じた状態のカバー２６ｇにおける磁石２６ｉの位置の近傍において、コントロールボックスケース２６ａの内部に、ホールＩＣ２６ｊが配置されている。ホールＩＣ２６ｊは、ホール素子を備えており、このホール素子によって検出される磁界の強弱に応じてＯＮ／ＯＦＦの信号を出力する。例えば、カバー２６ｇが閉じられ、ホール素子に磁石２６ｉが接近することにより、ホール素子によって検出される磁界の強度が所定値以上になった場合、ホールＩＣはＯＦＦ信号を出力する。一方、カバー２６ｇが開かれ、ホール素子から磁石２６ｉが離れることにより、ホール素子によって検出される磁界の強度が所定値未満になった場合、ホールＩＣはＯＮ信号を出力する。制御回路及びＶＣＭは、ホールＩＣ２６ｊから出力されたＯＮ／ＯＦＦの信号に応じて、インバータ２４により変換された交流電流の車両外への供給を切り替える。

この変形例によれば、車両用給電システムを使用して車両外に電力を供給する場合には、ヒンジ２６ｈによりカバー２６ｇを上方に開くことによって、家電製品のコンセントプラグをコンセント２６ｂに差し込み可能になり、インジケータ２６ｄの確認が可能になると共に、コンセント２６ｂから車両外への電力の供給がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。また、コンセントプラグがコンセント２６ｂに差し込まれている場合には、カバー２６ｇを閉じることができないことから、車両外に電力を供給している間に電力供給が誤ってＯＮからＯＦＦに切り替えられることを防止できる。
一方、車両用給電システムを使用しない場合には、ヒンジ２６ｈによりカバー２６ｇを下方に閉じることによって、コンセント２６ｂから車両外への電力の供給がＯＮからＯＦＦに切り替えられると共に、コンセント２６ｂ、及びインジケータ２６ｄが覆われる。ユーザによってカバー２６ｇが開かれる操作が行われない限り、コンセント２６ｂから車両外への電力の供給がＯＦＦからＯＮに切り替えられることは無いため、落下物等によるスイッチ２６ｃの誤操作を防止することができる。

また、上述した実施形態においては、カバー２６ｇが、コンセント２６ｂ、スイッチ２６ｃ、及びインジケータ２６ｄを一体に覆う場合について説明したが、コンセント２６ｂを覆うカバーとスイッチ２６ｃを覆うカバーとを、それぞれ個別に設けてもよい。これにより、車両用給電システムを使用して車両外に電力を供給している場合においても、カバーによってスイッチ２６ｃを覆うことができるので、車両外に電力が供給されている間にスイッチ２６ｃが誤操作され、電力供給が誤ってＯＮからＯＦＦに切り替えられることを防止できる。

また、上述した実施形態においては、カバー２６ｇは、ヒンジ２６ｈを介してコントロールボックスケース２６ａの上面に連結されていると説明したが、カバー２６ｇがコントロールボックスケース２６ａの上面に対して着脱可能に構成されてもよい。

１ 車両
２ モータルーム
４ 駆動輪
６ モータユニット
８ モータ用インバータ
１０ ジャンクションボックス
１２ バッテリチャージャ
１４ バッテリ搭載フレーム
１６ バッテリ
１８ 充電レセプタクル
２０ 充電ケーブル
２２ 荷室フロア
２４ インバータ
２６ コントロールボックス
２６ａ コントロールボックスケース
２６ｂ コンセント
２６ｃ スイッチ
２６ｄ インジケータ
２６ｅ レバー
２６ｆ 表示灯
２６ｇ カバー
２６ｈ ヒンジ
２６ｉ 磁石
２６ｊ ホールＩＣ
２８ 電力ケーブル
３０ 出力ケーブル

Claims (6)

1. 車輪を駆動する電気モータと、上記電気モータに電力を供給するバッテリとを有する車両に搭載され、上記車両が走行しない状態である場合に上記バッテリから車両外に電力を供給するための車両用給電システムであって、
   上記バッテリから車両外への電力の供給を制御する制御装置を有し、
   上記制御装置は、上記バッテリから供給された電力を出力するコンセントと、上記バッテリから車両外への電力の供給を切り替えるためのスイッチと、上記スイッチを覆うカバーと、を有することを特徴とする車両用給電システム。
2. 上記カバーは、上記スイッチ及び上記コンセントを覆う請求項１に記載の車両用給電システム。
3. 上記制御装置は、上記バッテリから車両外への電力の供給状態を表示するインジケータを有し、
   上記カバーは、上記スイッチ、上記コンセント、及び上記インジケータを覆う請求項２に記載の車両用給電システム。
4. 上記コンセント、上記スイッチ、及び上記インジケータは、上記制御装置の筐体の同一面に配置されている請求項３に記載の車両用給電システム。
5. 上記スイッチは、上記コンセントを覆う上記カバーの開閉に基づいて車両外への電力の供給を切り替えるための、カバーに設けられたスイッチである請求項２乃至４の何れか１項に記載の車両用給電システム。
6. 上記コンセント及び上記スイッチは、上記制御装置の筐体の上面に配置されている請求項２乃至５の何れか１項に記載の車両用給電システム。

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