JP2016096630A - 電動車両及び給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両を用いた給電システムにおいて絶縁低下が生じた場合の利便性を高める。
【解決手段】検出器２００は、車両に搭載される電気システムの絶縁低下を検出するための機器である。外部端子１７０は、給電装置５００に接続される給電ケーブル４４０の端子４１０を接続可能に構成される。給電リレー１６０は、外部端子１７０と電力線ＰＬ，ＮＬとの間に設けられ、電動車両１００から給電装置５００への外部給電時に、車両ＥＣＵ３００によって閉状態に制御される。ここで、検出器２００により電気システムの絶縁低下が検出されている場合には、車両ＥＣＵ３００は、給電リレー１６０を開状態に制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動車両及び給電システムに関し、特に、車両外部へ電力を出力可能な電動車両及びそれを備えた給電システムに関する。

直流電源を搭載した電動車両を電源として利用し、外付けの給電装置により電力変換して住宅や電化製品に電力を供給する給電システムが知られている。たとえば、特開２０１３−１９８２８８号公報（特許文献１）には、電動車両に外部給電装置を接続し、電動車両から外部給電装置へ出力される直流電力を外部給電装置のインバータにより交流に変換して外部負荷へ供給する給電システムが記載されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１９８２８８号公報

上記のような給電システムでは、給電システムの絶縁低下を検出することが要求される。電動車両から電力を受ける上記外部給電装置（以下、単に「給電装置」と称する。）において、給電装置が電動車両と電気的に接続されている場合に給電システムの絶縁低下が検出されたとき、給電装置においては、電動車両及び給電装置のいずれにおいて絶縁低下が生じているのかを判断することができない。

電動車両において絶縁低下が生じている場合に、上記のような給電装置が接続されると、給電装置において絶縁低下が検出され、給電装置が安全機能により使用できなくなる。このような場合、給電装置自体は正常であるにも拘わらず給電装置を使用できないこととなり、その後、絶縁低下を生じていない車両に接続されても車両から給電を行なうことができなくなるなど、給電システムの利便性が著しく低下するおそれがある。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動車両を用いた給電システムにおいて絶縁低下が生じた場合の利便性を高めることである。

この発明によれば、電動車両は、車両に搭載される電気システムと、電気システムの絶縁低下を検出する検出装置と、電気システムを制御する制御装置とを備える。電気システムは、走行駆動力を発生する駆動システムと、駆動システムから車両外部へ直流電力を出力するための外部端子と、外部端子と駆動システムとの間の電路に設けられる開閉器とを含む。外部端子は、当該外部端子から出力される直流電力を交流電力に変換して外部負荷へ供給する、車両とは別体の変換器を接続可能に構成される。そして、制御装置は、検出装置により電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、開閉器を開くように開閉器を制御する。

このような構成とすることにより、電動車両において電気システムの絶縁低下が検出されている場合には、開閉器が開かれることにより給電装置とは電気的に切り離される。これにより、給電装置において、電動車両及び給電装置のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかずに絶縁低下が検出されて、その後、給電装置自体は正常であるにも拘わらず給電装置を使用できなくなるという事態を回避することができる。したがって、この電動車両によれば、電動車両において絶縁低下が生じた場合の利便性を高めることができる。

好ましくは、検出装置により電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、制御装置は、開閉器を開くように開閉器を制御し、駆動システムによる車両の走行は許可する。

このような構成とすることにより、電動車両において電気システムの絶縁低下が検出されていても走行は許可されるので、サービスステーション等まで走行して点検整備を受けることが可能である。したがって、この電動車両によれば、電動車両の利便性を高めることができる。

好ましくは、制御装置は、開閉器を閉じるように開閉器を制御しているときは、検出装置の作動を停止する。

このような構成とすることにより、電動車両に搭載された上記検出装置が、車両外部の給電装置において給電システムの絶縁低下を検出する他の検出装置と干渉するのを防止することができる。

好ましくは、制御装置は、開閉器を閉じるように開閉器を制御している場合に、外部端子から直流電力を受ける外部装置において絶縁低下が検出されたことを示す通知を外部装置から受けると、開閉器を開くように開閉器を制御する。

このような構成とすることにより、外部装置（給電装置）において、電動車両及び外部装置のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかない事態を回避することができる。

好ましくは、駆動システムは、燃料電池と、燃料電池によって発電された電力を蓄える蓄電装置とを含む。

この電動車両によれば、蓄電装置から速やかに外部給電を行なうことができるとともに、蓄電装置の蓄電量が減少した場合には、燃料電池により蓄電装置を充電することによって、燃料電池が発電可能な大容量の電力を外部給電に利用することができる。

また、この発明によれば、給電システムは、車両外部へ直流電力を出力可能な電動車両と、電動車両から出力される直流電力を交流電力に変換して外部負荷へ供給する給電装置とを備える。給電装置は、当該給電装置が電動車両に電気的に接続されている場合に、外部負荷への給電経路の絶縁低下を検出する第１の検出装置を含む。電動車両は、車両に搭載される電気システムと、電気システムの絶縁低下を検出する第２の検出装置と、電気システムを制御する制御装置とを含む。電気システムは、走行駆動力を発生する駆動システムと、給電装置を接続可能に構成され、駆動システムから給電装置へ直流電力を出力するための外部端子と、外部端子と駆動システムとの間の電路に設けられる開閉器とを含む。そして、制御装置は、第２の検出装置により電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、開閉器を開くように開閉器を制御する。

このような構成とすることにより、給電装置において電動車両及び給電装置のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかずに絶縁低下が検出される事態を回避することができる。したがって、この給電システムによれば、電動車両において絶縁低下が生じた場合の利便性を高めることができる。

この発明によれば、電動車両を用いた給電システムにおいて絶縁低下が生じた場合の利便性を高めることができる。

この発明の実施の形態による給電システムの全体構成図である。 図１に示す電動車両の検出器の構成を示した図である。 図２に示す検出器による絶縁異常の検出方法を説明するための図である。 図１に示す給電装置の検出器の構成を示した図である。 図１に示す車両ＥＣＵの機能ブロック図である。 外部給電が要求された場合の車両ＥＣＵの処理手順を説明するためのフローチャートである。 電動車両のモード及び電気システムの絶縁低下の判定結果に応じた車両の挙動を纏めた図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による給電システムの全体構成図である。図１を参照して、この給電システムは、電動車両１００と、給電装置５００とを備える。電動車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（ＳＭＲ（System Main Relay））１１５と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit））１２０と、燃料電池（ＦＣ（Fuel Cell））１３０と、モータ１３５と、駆動輪１５０とを含む。

蓄電装置１１０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置１１０に蓄えられた電力は、ＰＣＵ１２０へ供給されたり、給電ケーブル４４０によって外部端子１７０に電気的に接続された給電装置５００へ供給されたりする（以下、電動車両１００から給電装置５００への給電を「外部給電」とも称する。）。また、蓄電装置１１０は、燃料電池１３０によって発電される電力や、モータ１３５によって車両制動時に発電される電力を蓄えることができる。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１１０と電力線ＰＬ，ＮＬとの間に設けられる。ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの信号ＳＲによって制御され、車両の走行時に閉状態（導通状態）となる。また、ＳＭＲ１１５は、外部給電時にも閉状態に制御される。

ＰＣＵ１２０は、電力線ＰＬ，ＮＬに電気的に接続され、車両ＥＣＵ３００によって制御される。ＰＣＵ１２０は、電力線ＰＬ，ＮＬと、モータ１３５と、燃料電池１３０との間で電力変換を行なう。ＰＣＵ１２０は、たとえば、電力線ＰＬ，ＮＬや燃料電池１３０から直流電力を受けてモータ１３５を駆動するインバータや、直流電力の電圧レベルを調整するコンバータ等を含んで構成される。

燃料電池１３０は、水素と酸素とを化学反応させて電力を生成する直流電源であり、たとえば、固体高分子形燃料電池を含んで構成される。なお、燃料電池のタイプはこれに限定されるものではなく、公知の種々のタイプのものを採用し得る。燃料電池１３０によって発電された電力は、ＰＣＵ１２０を通じて、モータ１３５へ供給されたり、蓄電装置１１０に充電されたり、外部給電時に給電装置５００へ供給されたりする。

モータ１３５は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機から成る。モータ１３５は、ＰＣＵ１２０に含まれるインバータによって駆動され、駆動輪１５０を駆動する。また、モータ１３５は、車両の制動時には、駆動輪１５０の回転力を受けて発電する。モータ１３５によって発電された電力は、ＰＣＵ１２０を通じて蓄電装置１１０に蓄えられる。

電動車両１００は、さらに、給電リレー１６０と、外部端子１７０とを含む。外部端子１７０は、給電装置５００に接続される給電ケーブル４４０の端子４１０を接続可能に構成される。外部端子１７０及び給電ケーブル４４０の端子４１０の構成は特に限定されるものではないが、一例として、端子４１０が給電コネクタによって構成され、外部端子１７０は、給電コネクタを嵌合可能なアウトレットによって構成される。外部端子１７０は、たとえばトランクルームに設けられ、先端には開閉可能なキャップが設けられる。

給電リレー１６０は、電力線ＰＬ，ＮＬと外部端子１７０との間に設けられる。給電リレー１６０は、車両ＥＣＵ３００からの信号ＤＣＲによって制御され、外部端子１７０からの外部給電時に閉状態（導通状態）に制御される。なお、詳細は後述するが、検出器２００によって電気駆動システムの絶縁低下が検出された場合には、給電リレー１６０は開状態（電力遮断状態）に制御される。

なお、蓄電装置１１０、ＳＭＲ１１５、ＰＣＵ１２０、燃料電池１３０及びモータ１３５によって走行駆動力を発生することができ、以下では、蓄電装置１１０、ＳＭＲ１１５、ＰＣＵ１２０、燃料電池１３０及びモータ１３５を纏めて「駆動システム」とも称する。また、この駆動システム、給電リレー１６０及び外部端子１７０を纏めて単に「電気システム」とも称する。

電動車両１００は、さらに、検出器２００と、車両ＥＣＵ３００と、パワースイッチ２１０と、ＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０とを含む。検出器２００は、電動車両１００の電気システムの絶縁低下を検出するための機器である。検出器２００は、たとえば、所定の周波数を有する交流電圧を電気システムに印加し、電気システムの絶縁低下に応じて低下する電圧値Ｖｋを生成して車両ＥＣＵ３００へ出力する。検出器２００の構成については、後ほど説明する。

パワースイッチ２１０は、ユーザが操作可能であり、ユーザ操作により変化する信号Ｓ１を車両ＥＣＵ３００へ出力する。このパワースイッチ２１０を操作することによって、電動車両１００の電源状態が切替わる。具体的には、パワースイッチ２１０を操作する毎に、アクセサリソケット等の電装品が使用可能なアクセサリモードと、全ての電装品が使用可能なＩＧ−ＯＮモードと、電源ＯＦＦとが順次切替わる。

ＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０も、ユーザが操作可能であり、ユーザ操作により変化する信号Ｓ２を車両ＥＣＵ３００へ出力する。このＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０を操作することによって、外部給電が可能となる。一例として、パワースイッチ２１０によりＩＧ−ＯＮモードが選択されている状態でＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０が操作され、外部端子１７０に給電ケーブル４４０の端子４１０が接続されると、電動車両１００は「外部給電モード」となり、給電装置５００において給電開始スイッチ５４２（後述）が操作されると、外部給電が開始される。

車両ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、電動車両１００における各種制御を実行する。代表的なものとして、車両ＥＣＵ３００は、所定の走行可能条件が成立すると、ＳＭＲ１１５及び給電リレー１６０をそれぞれ閉状態及び開状態に制御するとともにＰＣＵ１２０及び燃料電池１３０を駆動させ、車両の走行制御を実行する。なお、一例として、ブレーキペダルが操作された状態でパワースイッチ２１０が操作されると、電動車両１００は走行モードとなり、ＳＭＲ１１５及び給電リレー１６０がそれぞれ閉状態及び開状態となる。

また、車両ＥＣＵ３００は、上述の外部給電モードになると、ＳＭＲ１１５及び給電リレー１６０を閉状態（導通状態）に制御する。これにより、電動車両１００の電気システムに給電装置５００（後述）が電気的に接続される。さらに、車両ＥＣＵ３００は、検出器２００から受ける電圧値Ｖｋに基づいて、電気システムの絶縁状態（絶縁抵抗の低下の有無）を判定する。そして、電気システムが絶縁低下しているものと判定されているときは、車両ＥＣＵ３００は、給電リレー１６０を開状態に制御する。すなわち、車両ＥＣＵ３００は、外部給電を禁止する。車両ＥＣＵ３００の詳細な構成（機能的構成）については、後ほど説明する。

一方、給電装置５００は、インバータ５１０と、端子５２０と、検出器５３０と、給電ＥＣＵ５５０と、給電開始スイッチ５４２と、給電停止スイッチ５４４と、非常停止スイッチ５４６とを含む。

インバータ５１０は、給電ケーブル４４０に電気的に接続され、給電ＥＣＵ５５０によって制御される。インバータ５１０は、電動車両１００から給電ケーブル４４０を通じて受ける直流電力を交流電力に変換し、端子５２０に電気的に接続される図示しない外部負荷へ交流電力を供給する。一例として、インバータ５１０は、給電ケーブル４４０から受ける直流電力を商用電源周波数の交流電力に変換して外部負荷へ供給する。

検出器５３０は、インバータ５１０の入力側の給電経路（直流ライン）に設けられる。検出器５３０は、給電装置５００が電動車両１００の電気システムに電気的に接続されている場合に、上記給電経路の絶縁低下を検出するための機器である。検出器５３０は、給電経路の絶縁低下に応じて変化する電圧値Ｖｄを生成して給電ＥＣＵ５５０へ出力する。検出器５３０の構成については、後ほど説明する。

なお、検出器５３０によって、給電装置５００及び電動車両１００の電気システムの少なくとも一方において絶縁低下が生じていることを検知することができるけれども、給電装置５００において絶縁低下が生じているのか、それとも給電装置５００に電気的に接続されている電動車両１００の電気システムにおいて絶縁低下が生じているのかを区別することはできない。

給電開始スイッチ５４２は、ユーザが操作可能であり、電動車両１００が外部給電モードのときに操作されると、外部給電が開始される。給電停止スイッチ５４４も、ユーザが操作可能であり、外部給電の実施中に操作されると、外部給電が停止する。非常停止スイッチ５４６も、ユーザが操作可能であり、外部給電の実施中に操作されると、外部給電が非常停止する。

給電ＥＣＵ５５０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、給電装置５００における各種制御を実行する。給電ＥＣＵ５５０は、給電開始スイッチ５４２、給電停止スイッチ５４４及び非常停止スイッチ５４６の操作に応じて、インバータ５１０を制御する。また、給電ＥＣＵ５５０は、検出器５３０から電圧値Ｖｄを受け、電圧値Ｖｄの変化に基づいて、外部負荷への給電経路の絶縁状態（絶縁抵抗の低下の有無）を判定する。

なお、給電ＥＣＵ５５０は、検出器５３０の検出結果に基づいて絶縁低下を検出した場合には、その旨を電動車両１００の車両ＥＣＵ３００へ通知する。給電ＥＣＵ５５０から車両ＥＣＵ３００へ通知は、たとえば、電力ケーブル４４０内に設けられる信号線（図示せず）を介して行なうことができる。

図２は、図１に示した電動車両１００の検出器２００の構成を示した図である。なお、ここで示される検出器２００の構成は一例であり、検出器２００は必ずしもこのような構成のものに限定されるものではない。図２を参照して、検出器２００は、交流電源２５０と、車両シャーシ２５２と、抵抗素子２５４と、コンデンサ２５６と、バンドパスフィルタ２５８と、ピークホールド回路２６０とを含む。

交流電源２５０及び抵抗素子２５４は、ノードＮＤと車両シャーシ２５２との間に直列に接続される。コンデンサ２５６は、ノードＮＤと蓄電装置１１０の負極との間に接続される。なお、この図２では、図１において蓄電装置１１０からみたＳＭＲ１１５以降の回路が電気回路３５０として包括的に示されている。

交流電源２５０は、低周波数の交流電圧、たとえば２．５Ｈｚ，０〜５Ｖの交流電圧を出力する。バンドパスフィルタ２５８は、ノードＮＤに接続され、交流電源２５０が出力する交流電圧の周波数成分（たとえば２．５Ｈｚ）を抽出してピークホールド回路２６０へ出力する。ピークホールド回路２６０は、バンドパスフィルタ２５８から受ける交流電圧のピークを保持し、その保持した電圧値Ｖｋを車両ＥＣＵ３００へ出力する。この電圧値Ｖｋは、検出器２００が接続される電気システムに絶縁異常（絶縁抵抗の低下）が発生すると低下する。

図３は、図２に示した検出器２００による絶縁異常の検出方法を説明するための図である。図３とともに図２を参照して、交流電圧ＶＮ１は、バンドパスフィルタ２５８から出力される交流電圧である。波形ＷＶ１は、蓄電装置１１０及び電気回路３５０（すなわち、上述の電気システム）において絶縁異常（絶縁抵抗の低下）が発生していないときの交流電圧ＶＮ１の波形である。波形ＷＶ２は、蓄電装置１１０及び電気回路３５０の少なくとも一方において絶縁異常が発生しているときの交流電圧ＶＮ１の波形である。

ピークホールド回路２６０は、交流電圧ＶＮ１が波形ＷＶ１であるとき、ピーク間の電圧値Ｖｋ１を電圧値Ｖｋとして車両ＥＣＵ３００へ出力する。また、ピークホールド回路２６０は、交流電圧ＶＮ１が波形ＷＶ２であるとき、ピーク間の電圧値Ｖｋ２（＜Ｖｋ１）を電圧値Ｖｋとして車両ＥＣＵ３００へ出力する。電圧値Ｖｋ１と電圧値Ｖｋ２とを区別可能な適当なしきい値を設けることにより、電圧値Ｖｋに基づいて電気システムの絶縁低下を検出することができる。

図４は、図１に示した給電装置５００の検出器５３０の構成を示した図である。なお、ここで示される検出器５３０の構成も一例であり、検出器５３０は必ずしもこのような構成のものに限定されるものではない。図４を参照して、検出器５３０は、抵抗素子５３２，５３４と、電圧センサ５３８とを含む。

抵抗素子５３２，５３４は、たとえばキロオームレベルの高抵抗値を有し、給電経路の電力線対間に直列に接続される。抵抗素子５３２，５３４の互いの接続点すなわち中性点ＮＰは、給電装置５００の筐体５３６に電気的に接続される。電圧センサ５３８は、抵抗素子５３２の両端の電圧を検出し、その検出された電圧値Ｖｄを給電ＥＣＵ５５０へ出力する。

このような検出器は、高抵抗中性点接地方式とも称され、電圧値Ｖｄの変化を検知することによって給電経路の絶縁抵抗の低下を検出することができる。なお、電圧センサ５３８によって抵抗素子５３４の両端の電圧を検出してもよい。また、電圧検出に代えて、中性点ＮＰから筐体５３６へ流れる電流の変化を検知することによって絶縁抵抗の低下を検出することもできる。

再び図１を参照して、この実施の形態による給電システムでは、電動車両１００から給電装置５００へ直流電力が出力され、給電装置５００において交流電力に変換されて端子５２０に電気的に接続される外部負荷（図示せず）へ給電される。給電装置５００が電動車両１００の電気システムに電気的に接続されている場合に、給電装置５００の検出器５３０によって給電システムの絶縁状態（絶縁抵抗の低下の有無）が検出される。

検出器５３０によって給電システムの絶縁低下が検出された場合、電動車両１００（の電気システム）及び給電装置５００のいずれにおいて絶縁低下が生じているのかを判断することができない。電動車両１００において絶縁低下が生じている場合に、給電装置５００が接続されると、給電装置５００の検出器５３０により絶縁低下が検出され、給電装置５００が安全機能により使用できなくなる。このような場合、給電装置５００自体は正常であるにも拘わらず給電装置５００を使用できないこととなり、その後、絶縁低下を生じていない車両に接続されても車両から給電を行なうことができなくなるなど、給電システムの利便性が著しく低下するおそれがある。

ここで、電動車両１００は、検出器２００を搭載しており、検出器２００によって電動車両１００の電気システムの絶縁状態（絶縁抵抗の低下の有無）が検出される。そこで、この実施の形態１に従う給電システムでは、電動車両１００において検出器２００により電気システムの絶縁低下が検出されている場合には、給電リレー１６０を開状態（電力遮断状態）に制御することとしたものである。これにより、給電装置５００において、電動車両１００及び給電装置５００のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかずに絶縁低下が検出されて、その後、給電装置５００自体は正常であるにも拘わらず給電装置５００を使用できなくなる事態を回避することができる。

図５は、図１に示した車両ＥＣＵ３００の機能ブロック図である。図５を参照して、車両ＥＣＵ３００は、走行制御部３１０と、絶縁低下判定部３２０と、外部給電制御部３３０とを含む。

走行制御部３１０は、電動車両１００の走行を制御する。走行制御部３１０は、パワースイッチ２１０から信号Ｓ１を受け、ブレーキペダル（図示せず）が操作された状態でパワースイッチ２１０の操作を信号Ｓ１により検知すると、ＳＭＲ１１５を及び給電リレー１６０がそれぞれ閉状態及び開状態にする（走行モード）。

絶縁低下判定部３２０は、検出器２００から電圧値Ｖｋを受け、電圧値Ｖｋに基づいて、上述の方法により電気システムの絶縁低下の有無を判定する。この絶縁低下の判定は、基本的に、走行中などＳＭＲ１１５が閉状態（導通状態）の場合に常時実行され、その判定結果（車両絶縁低下フラグ）が図示しない記憶装置に記憶される。

ここで、絶縁低下判定部３２０は、外部給電中は、絶縁低下の判定を実行しない。すなわち、絶縁低下判定部３２０は、外部給電制御部３３０から外部給電中であるか否かの通知を受け、外部給電中のとき、すなわち給電リレー１６０が閉状態であるときは、絶縁低下判定部３２０は、検出器２００の作動を停止させる。給電リレー１６０が閉状態であるときに検出器２００を作動させると、電気システムに電気的に接続されている給電装置５００の検出器５３０と干渉し、検出器５３０の検出機能に悪影響を与えるからである。

なお、検出器２００の作動停止は、たとえば、図示しないリレーによって検出器２００を電気システムから電気的に切り離すことによって実現し得る。また、検出器２００による絶縁低下の判定は、外部給電の開始前（ＳＭＲ１１５が閉状態で給電リレー１６０が開状態のとき）に実行してもよい。

外部給電制御部３３０は、電動車両１００から給電装置５００への給電を制御する。外部給電制御部３３０は、パワースイッチ２１０から信号Ｓ１を受け、ＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０から信号Ｓ２を受ける。そして、外部給電制御部３３０は、パワースイッチ２１０の操作により電動車両１００の電源状態がＩＧ−ＯＮモードである場合に、ＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０の操作を信号Ｓ２により検知し、さらに外部端子１７０と給電ケーブル４４０の端子４１０（図１）との接続を検知すると、ＳＭＲ１１５を及び給電リレー１６０をともに閉状態（導通状態）に制御する（外部給電モード）。

ここで、外部給電制御部３３０は、絶縁低下判定部３２０から電気システムの絶縁低下の判定結果を受け、絶縁低下判定部３２０により電気システムの絶縁低下が検出されている場合には、給電リレー１６０を開状態（電力遮断状態）に制御する。これにより、電動車両１００において絶縁低下が検出されている場合には、給電装置５００は、電動車両１００の電気駆動システムと電気的に切り離される。なお、外部給電制御部３３０は、上記において給電リレー１６０を開状態に制御するとともにＳＭＲ１１５も開状態にしてもよいし、パワースイッチ２１０又はＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０が操作（オフ操作）されるまではＳＭＲ１１５を閉状態に維持してもよい。

図６は、外部給電が要求された場合の車両ＥＣＵ３００の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、フローチャート中の各ステップについては、車両ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出され、所定周期又は所定の条件が成立する毎に実行されることによって実現される。

図６とともに図１を参照して、パワースイッチ２１０がユーザに操作されて電源状態がＩＧ−ＯＮモードになると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３００は、ＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０が操作されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＩＧ−ＯＮモードにおいてＤＣ−ＯＵＴスイッチ２２０が操作されたものと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３００は、外部端子１７０に給電ケーブル４４０の端子４１０が接続されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、このステップＳ３０における判断処理は、ステップＳ１０の処理の前に実行されてもよいし、ステップＳ１０の処理とステップＳ２０の処理との間に実行されてもよい。

ステップＳ３０において、外部端子１７０に給電ケーブル４４０の端子４１０が接続されているものと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３００は、電動車両１００における電気システムの絶縁低下の有無を示す車両絶縁低下フラグを図示しない記憶装置から読出して取得し（ステップＳ４０）、電動車両１００における電気システムの絶縁低下の有無を判定する（ステップＳ５０）。

そして、電気システムの絶縁低下は生じていないものと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１１５及び給電リレー１６０をＯＮ（閉状態）にする（ステップＳ６０）。一方、ステップＳ５０において、電気システムの絶縁低下が生じているものと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ステップＳ６０の処理はスキップされ、ステップＳ７０へ処理が移行される。

すなわち、外部給電の要求がない限り、給電リレー１６０は通常ＯＦＦ（開状態）であり、電動車両１００において電気システムの絶縁低下が生じている場合には、ＳＭＲ１１５及び給電リレー１６０はＯＮ（閉状態）にされず、給電装置５００への外部給電が禁止される。

次いで、車両ＥＣＵ３００は、外部給電中であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。外部給電中であるか否かは、たとえば、給電リレー１６０がＯＮ（閉状態）であるか否かによって判断し得る。そして、外部給電中であると判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ３００は、検出器２００の作動を停止させ、電動車両１００における絶縁低下判定を停止する（ステップＳ８０）。上述のように、外部給電中は、電動車両１００の電気システムと給電装置５００とが電気的に接続され、検出器２００と給電装置５００の検出器５３０とが干渉するので、検出器２００の作動を停止して給電装置５００の検出器５３０により給電システムの絶縁状態を検出するものである。

以上のように、この実施の形態においては、電動車両１００において検出器２００により電気システムの絶縁低下が検出されている場合には、給電リレー１６０が開状態に制御され、電動車両１００からの外部給電が禁止される。これにより、給電装置５００は、電動車両１００と電気的に切り離され、給電装置５００において、電動車両１００及び給電装置５００のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかずに絶縁低下が検出されて、その後、給電装置５００自体は正常であるにも拘わらず給電装置５００を使用できなくなるという事態を回避することができる。したがって、この実施の形態によれば、電動車両１００において絶縁低下が生じた場合の利便性を高めることができる。

また、この実施の形態によれば、給電リレー１６０が閉状態であるときは、電動車両１００における検出器２００の作動を停止するので、外部給電時に給電システムの絶縁低下を検出する給電装置５００の検出器５３０が電動車両１００の検出器２００と干渉するのを防止することができる。

また、この実施の形態においては、給電リレー１６０が閉状態の場合（外部給電中）に、給電装置５００の検出器５３０において絶縁低下が検出されると、電動車両１００において給電リレー１６０が開状態に制御される。これにより、給電装置５００において、電動車両１００及び給電装置５００のいずれにおいて絶縁低下が生じているのか判断がつかない事態を回避することができる。

また、この実施の形態によれば、駆動システムは、燃料電池１３０と、蓄電装置１１０とを含むので、蓄電装置１１０から速やかに外部給電を行なうことができるとともに、蓄電装置１１０の蓄電量が減少した場合には、燃料電池１３０により蓄電装置１１０を充電することによって、燃料電池１３０が発電可能な大容量の電力を外部給電に利用することができる。

なお、上記の実施の形態では、電動車両１００において検出器２００により電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、給電リレー１６０を開状態に制御することによって外部給電を禁止するものとしたが、電気システムの絶縁低下により外部給電が禁止された場合においても、電動車両１００の走行が要求された場合には、走行を許可することが好ましい。電動車両１００において絶縁低下が生じていても電動車両１００の走行自体は可能であるので、サービスステーション等まで走行して点検整備を受けることを可能とし、電動車両１００において絶縁低下が生じた場合の利便性をさらに高めることができる。

図７は、電動車両１００のモード及び電気システムの絶縁低下の判定結果に応じた車両の挙動を纏めた図である。図７を参照して、外部給電モードでは、検出器２００により電動車両１００の電気システムの絶縁状態が正常であると判定されると、外部給電は許可される。なお、上述のように、外部給電が開始されると、検出器２００は動作を停止する。一方、検出器２００により電動車両１００での絶縁低下が検出されているときは、上述のように外部給電は禁止される。

走行モードにおいて、電気システムの絶縁状態が正常であれば、電動車両１００の走行が許可される。一方、走行モードでは、電気システムの絶縁低下が検出されている場合であっても、電動車両１００の走行が許可される。絶縁低下が生じている電動車両１００は、外部給電は禁止されるけれども、走行は許可することによって、サービスステーション等まで走行して点検整備を受けることを可能とし、車両の利便性を高めるものである。

なお、上記において、検出器２００は、この発明における「検出装置」及び「第２の検出装置」の一実施例に対応し、検出器５３０は、この発明における「第１の検出装置」の一実施例に対応する。また、給電リレー１６０は、この発明における「開閉器」の一実施例に対応し、車両ＥＣＵ３００は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 電動車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１３０ 燃料電池、１３５ モータ、１５０ 駆動輪、１６０ 給電リレー、１７０ 外部端子、２００，５３０ 検出器、２１０ パワースイッチ、２２０ ＤＣ−ＯＵＴスイッチ、２５０ 交流電源、２５２ 車両シャーシ、２５４ 抵抗素子、２５６ コンデンサ、２５８ バンドパスフィルタ、２６０ ピークホールド回路、３００ 車両ＥＣＵ、３１０ 走行制御部、３２０ 絶縁抵抗判定部、３３０ 外部給電制御部、３５０ 電気回路、４１０，５２０ 端子、４４０ 電力ケーブル、５００ 給電装置、５１０ インバータ、５３２，５３４ 抵抗素子、５３６ 筐体、５３８ 電圧センサ、５４２ 給電開始スイッチ、５４４ 給電停止スイッチ、５４６ 非常停止スイッチ、５５０ 給電ＥＣＵ、ＮＤ ノード、ＮＰ 中性点。

Claims (6)

1. 車両に搭載される電気システムと、
   前記電気システムの絶縁低下を検出する検出装置と、
   前記電気システムを制御する制御装置とを備え、
   前記電気システムは、
   走行駆動力を発生する駆動システムと、
   前記駆動システムから車両外部へ直流電力を出力するための外部端子と、
   前記外部端子と前記駆動システムとの間の電路に設けられる開閉器とを含み、
   前記外部端子は、当該外部端子から出力される直流電力を交流電力に変換して外部負荷へ供給する、前記車両とは別体の変換器を接続可能に構成され、
   前記制御装置は、前記検出装置により前記電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、前記開閉器を開くように前記開閉器を制御する、電動車両。
2. 前記検出装置により前記電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、前記制御装置は、前記開閉器を開くように前記開閉器を制御し、前記駆動システムによる車両の走行は許可する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記制御装置は、前記開閉器を閉じるように前記開閉器を制御しているときは、前記検出装置の作動を停止する、請求項１又は請求項２に記載の電動車両。
4. 前記制御装置は、前記開閉器を閉じるように前記開閉器を制御している場合に、前記外部端子から前記直流電力を受ける外部装置において絶縁低下が検出されたことを示す通知を前記外部装置から受けると、前記開閉器を開くように前記開閉器を制御する、請求項３に記載の電動車両。
5. 前記駆動システムは、
   燃料電池と、
   前記燃料電池によって発電された電力を蓄える蓄電装置とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両。
6. 車両外部へ直流電力を出力可能な電動車両と、
   前記電動車両から出力される直流電力を交流電力に変換して外部負荷へ供給する給電装置とを備え、
   前記給電装置は、当該給電装置が前記電動車両に電気的に接続されている場合に、前記外部負荷への給電経路の絶縁低下を検出する第１の検出装置を含み、
   前記電動車両は、
   車両に搭載される電気システムと、
   前記電気システムの絶縁低下を検出する第２の検出装置と、
   前記電気システムを制御する制御装置とを含み、
   前記電気システムは、
   走行駆動力を発生する駆動システムと、
   前記給電装置を接続可能に構成され、前記駆動システムから前記給電装置へ前記直流電力を出力するための外部端子と、
   前記外部端子と前記駆動システムとの間の電路に設けられる開閉器とを含み、
   前記制御装置は、前記第２の検出装置により前記電気システムの絶縁低下が検出されている場合に、前記開閉器を開くように前記開閉器を制御する、給電システム。

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