JP6044460B2 - 車両の電源装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の電源装置に関する。

近年、車両に搭載された蓄電装置の電力を家庭側に供給したり、家庭側の電力で車載の蓄電装置を充電したりする電力供給システムについて各種提案がされている。特開２０１２−２２８０３４号公報（特許文献１）には、通常充電用ＡＣ電源ケーブルと、ＤＣ急速充電用プラグとを備えた電気自動車から、家屋に電力を供給する旨が開示されている。

特開２０１２−２２８０３４号公報 特開２０１３−０５１７７２号公報

特開２０１２−２２８０３４号公報に開示された車両からは、交流、直流いずれでも車両から外部に放電することが考えられるが、交流、直流のいずれで放電すれば適切であるのかは不明である。

交流充電口と直流充電口の両方を備えた電気自動車には、両方の充電口に同時に家屋や充放電設備からの接続を行なうことも可能である。このような場合に、車両から家屋や設備に給電しようとした場合に、交流充電口と直流充電口のどちらから給電を行なうべきか適切に判断することが必要となる。

この発明の目的は、車両から給電する外部装置に適した出力態様で車両から外部装置に給電を行なうことが可能な車両の電源装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、電源と、電源と車両の外部装置との間で交流電力を授受するための交流接続部と、電源と外部装置との間で直流電力を授受するための直流接続部と、外部装置から、外部装置に関する情報を通信によって取得する通信部と、通信部で取得された情報に基づいて、交流接続部を経由して電源から電力を外部装置に放電するか否か、および直流接続部を経由して電源から電力を外部装置に放電するか否かを決定する制御装置とを備える。

好ましくは、外部装置は、交流接続部に接続され電力の変換を行なう第１電力変換部と、直流接続部に接続され電力の変換を行なう第２電力変換部と、第１電力変換部および第２電力変換部の状態監視を行なって監視結果を通信部に送信する外部制御装置とを含む。制御装置は、情報として監視結果を外部制御装置から取得する。

より好ましくは、制御装置は、第１電力変換部および第２電力変換部がともに正常動作可能である場合には、交流接続部を使用せず、直流接続部を経由して電源から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

より好ましくは、制御装置は、第１電力変換部が正常動作可能であり、かつ第２電力変換部が正常動作ができないことを監視結果が示す場合には、直流接続部を使用せず、交流接続部を経由して電源から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

より好ましくは、制御装置は、第１電力変換部および第２電力変換部がともに正常動作ができないことを監視結果が示す場合には、電源から外部装置への放電を禁止する。

好ましくは、制御装置は、通信部からの情報が得られない場合に非常用給電指令が操作者によって与えられたときには、交流接続部を経由する経路と直流接続部を経由する経路の両方を使用して電源から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

本発明によれば、車両に接続された外部装置に適した出力態様で車両から外部装置に給電を行なうことが可能となる。

車両１００の全体ブロック図である。 車両からの交流電力の充放電について説明するための図である。 直流充電モード、直流放電モードの概略を説明するための図である。 ＡＣインレットとＤＣインレットに同時に充放電ケーブルが接続された状態を示した図である。 直流経路と交流経路の同時接続時の車両と家屋の概略構成を示すブロック図である。 図５に示す構成の家屋側に非常用コンセントが付加された概略構成を示すブロック図である。 ＥＣＵ３００で実行される充電制御、放電制御を選択する処理を説明するためのフローチャートである。 ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を選択する第１の処理を説明するためのフローチャートである。 ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を選択する第２の処理を説明するためのフローチャートである。 ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を同時に実行するか否かを判断する処理を説明するためのフローチャートである。

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、図中同一また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。

［車両および交流充電ケーブルの説明］
図１は、車両１００の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、電源であり蓄電装置でもある車載電池１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータ１３５と、駆動輪１５０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。ＰＣＵ１２０は、図示しないが、コンバータと、インバータと、コンデンサとを含む。

車載電池１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。車載電池１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

車載電池１１０は、正電力線ＰＬ１および負電力線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、車載電池１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、車載電池１１０は、モータ１３５で回生された電力を蓄電する。車載電池１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

車載電池１１０は、いずれも図示しないが電圧センサおよび電流センサを含み、これらのセンサによって検出された、車載電池１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをＥＣＵ３００へ出力する。

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方は、車載電池１１０の正極とＰＣＵ１２０に接続される正電力線ＰＬ１との間に接続され、他方のリレーは車載電池１１０の負極と負電力線ＮＬ１との間に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、車載電池１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵの内部のインバータは、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、直流電力を交流電力に変換し、モータ１３５をそれぞれ駆動する。

モータ１３５は交流回転電機であり、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である。

モータ１３５は、駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータ１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって車載電池１１０の充電電力に変換される。

なお、車両１００は、ハイブリッド自動車であっても良く、その場合にはエンジンや発電機をさらに備える。発電機は、エンジンの回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて車載電池１１０を充電することができる。

また、車両１００は、エンジンを搭載しない電気自動車であってもよく、燃料電池車であってもよい。

車両１００は、外部交流電源５００からの電力によって車載電池１１０を充電するための構成として、充電器２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、ＡＣインレット（以下、交流充電口、交流接続部ともいう）２２０と、充放電リレー７０７と、ＤＣインレット（以下、直流充電口、直流接続部ともいう）７０２とを含む。ＤＣインレット７０２には、後に図３〜図６で説明する直流充放電を行なうためのコネクタが接続される。

ＡＣインレット２２０には、充電ケーブル４００のＡＣコネクタ４１０が接続される。そして、外部交流電源５００からの電力が、充電ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。

充電ケーブル４００は、ＡＣコネクタ４１０に加えて、外部交流電源５００のコンセント５１０に接続するためのプラグ４２０と、ＡＣコネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続する電力線４４０とを含む。電力線４４０には、外部交流電源５００からの電力の供給および遮断を切換えるための充電回路遮断装置（以下、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）とも称する。）４３０が介挿される。

充電器２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、ＡＣインレット２２０に接続される。また、充電器２００は、ＣＨＲ２１０を介して、車載電池１１０に接続される。

充電器２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤによって制御され、ＡＣインレット２２０から供給される交流電力を、車載電池１１０の充電電力に変換する。

車両１００は、外部に電力を供給するための構成として、ＡＣ１００Ｖインバータ２０１と、放電リレーＤＣＨＲ２１１とをさらに含む。なお、ＡＣインレット２２０は、交流電力を出力する接続部としても共用される。

ＡＣ１００Ｖインバータ２０１は、車載電池１１０からの直流電力またはモータ１３５により発電されてＰＣＵ１２０で変換された直流電力を交流電力に変換して、車両外部へ給電することも可能である。なお、ＡＣ１００Ｖインバータ２０１に代えて、他の交流電圧を出力する装置を設けてもよい。また、充電器２００とＡＣ１００Ｖインバータ２０１とは、充電および給電の双方向の電力変換が可能な１つの装置であってもよい。

ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によって制御され、充電器２００と車載電池１１０との間の電力の供給と遮断とを切換える。ＤＣＨＲ２１１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御され、ＡＣインレット２２０とＡＣ１００Ｖインバータ２０１との間の電力経路の接続と遮断とを切換える。なお、図１に示す充電時には、ＣＨＲ２１０は接続状態に制御され、ＤＣＨＲ２１１は遮断状態に制御される。

いずれも図１には図示しないが、ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車載電池１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、車載電池１１０からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、車載電池１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。

ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００の接続状態を示すプロキシメトリディテクション信号ＰＩＳＷ（以下、ディテクション信号ＰＩＳＷと称する）をＡＣコネクタ４１０から受ける。また、ＥＣＵ３００は、充電ケーブル４００のＣＣＩＤ４３０からコントロールパイロット信号ＣＰＬＴ（以下、パイロット信号ＣＰＬＴと称する）を受ける。ＥＣＵ３００は、これらの信号に基づいて充電動作を実行する。

なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や車載電池１１０用の制御装置などのように、機能ごと、または制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

［交流充電モードの説明］
パイロット信号ＣＰＬＴおよびディテクション信号ＰＩＳＷ、ならびに、ＡＣインレット２２０およびＡＣコネクタ４１０の形状，端子配置などの構成は、たとえば、米国のＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）や国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission：ＩＥＣ）等において規格化されている。

ＣＣＩＤ４３０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵと、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサおよびコントロールパイロット信号の入出力を行なうとともに、充電ケーブル４００の充電動作を制御する。

なお、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、ＥＣＵ３００によって操作される。また、デューティサイクルは、外部交流電源５００から充電ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。

パイロット信号ＣＰＬＴは、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位から低下すると、規定の周期で発振する。ここで、外部交流電源５００から充電ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅が設定される。すなわち、この発振周期に対するパルス幅の比で示されるデューティによって、パイロット信号ＣＰＬＴを用いてＣＣＩＤ４３０中のコントロールパイロット回路から車両１００のＥＣＵ３００へ定格電流が通知される。

なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブル４００の種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル４００毎にパイロット信号ＣＰＬＴのデューティも異なることになる。

ＥＣＵ３００は、受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティに基づいて、充電ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流を検知することができる。

ＣＣＩＤ４３０内部のリレーの接点が閉じられると、充電器２００に外部交流電源５００からの交流電力が与えられ、外部交流電源５００から車載電池１１０への充電準備が完了する。ＥＣＵ３００は、充電器２００に対し制御信号ＰＷＤを出力することによって、外部交流電源５００からの交流電力を車載電池１１０が充電可能な直流電力に変換する。そして、ＥＣＵ３００は、制御信号ＳＥ２を出力してＣＨＲ２１０の接点を閉じることにより、車載電池１１０への充電を実行する。

図２は、車両からの交流電力の充放電について説明するための図である。図２の上段に示すように、外部充電が可能な車両１００では、外部交流電源５００などの車両外部の電源からの電力を外部ＰＣＳ（Power Conditioning System）９００、ＡＣコネクタ４１０、充電器２００を経由して車両の車載電池１１０に蓄えることが可能である。

［交流放電モードの説明］
一方で、いわゆるスマートグリッドのように、車両を電力供給源として考え、車両に蓄えられた電力を車両外部の電気機器へ供給することが検討されている。また、キャンプや屋外での作業などで電気機器を使用する場合の電源として、車両が使用される場合もある。

この場合、図２の下段に示されるように、車両は交流放電モードで動作する。交流放電モードでは、ＡＣインレット２２０を介して車両からの電力供給を行なうことができれば、電気機器接続用のアウトレットを別個に設ける必要がなく、車両側の改造の必要性が不要または削減できるので好適である。

車両１００のＡＣ１００Ｖインバータ２０１で、電力発生装置である車載電池１１０に蓄積された直流電力を交流電力（たとえば、ＡＣ１００Ｖ，２００Ｖなど）に変換し、外部ＰＣＳを経由して電気製品８１０または家庭用電池８２０へ電力を供給する。

なお、車両１００の電力発生装置としては、上記の車載電池１１０の他に、エンジンを有するハイブリッド自動車の場合は、エンジンおよび発電機が含まれる。さらに、図１には図示しないが、車両１００に含まれる補機装置に電源電圧を供給するための補機バッテリからの電力を用いることも可能である。あるいは、車両１００が燃料電池車の場合には、燃料電池によって発電された電力を供給することも可能である。

［直流充電モード、直流放電モードの説明］
図３は、直流充電モード、直流放電モードの概略を説明するための図である。図３を参照して、直流充電モードは、外部直流電源の電力を用いて車両の蓄電装置に充電を行なうモードである。直流充電モードは、交流充電モードよりも高速な充電が可能であることが多い。

通常時、直流充電モードでは、外部交流電源５００からの交流電力が外部ＰＣＳ９００で直流電力に変換されＤＣコネクタ９０１およびＤＣインレット７０２を経由して車載電池１１０に供給される。この場合には、通常はＡＣインレット２２０には何も接続されない。

一方、車両１００から外部ＰＣＳを経由して電気製品８１０や家庭用電池８２０に電力を供給することも考えられる。直流充電経路は交流充電経路よりも大電力に対応している場合が多いので、車両から外部に比較的大きな電力を給電するのに好適である。

［直流経路と交流経路の同時接続時の説明］
図４は、ＡＣインレットとＤＣインレットに同時に充放電ケーブルが接続された状態を示した図である。図４を参照して、ＡＣインレット２２０にＡＣコネクタ４１０が接続され、ＤＣインレット７０２には、ＤＣコネクタ９０１が接続される。これにより、外部ＰＣＳは、２つの経路（ケーブル）で車両１００に接続される。

２つの経路の接続がある状態においては、ＡＣ経路のみを用いて車載電池１１０から外部ＰＣＳ９００への放電を行なう場合と、ＤＣ経路のみを用いて車載電池１１０から外部ＰＣＳ９００への放電を行なう場合と、両方の経路を用いて車載電池１１０から外部ＰＣＳ９００への放電を行なう場合が考えられる。

このように複数の経路が接続されている場合にどの経路が最適であるかを判断し、使用することが好ましい。

図５は、直流経路と交流経路の同時接続時の車両と家屋の概略構成を示すブロック図である。図５を参照して、車両１００は、ＤＣ充電口７０２と、ＡＣ充電口２２０と、ＤＣ−ＡＣの変換を行なうＡＣ／ＤＣインバータ２０１と、車載電池１１０と、通信ユニット３７０と、ＥＣＵ３００とを含む。

車載電池１１０からの直流電力は、ＡＣ／ＤＣインバータ２０１によって交流電力に変換された後にＡＣ充電口２２０から外部に出力可能である。また、車載電池１１０からの直流電力は、直流電力のままＤＣ充電口７０２から外部に出力可能である。

家屋１０００は、電気製品（負荷）８１０と、家庭用電池８２０と、ＰＣＳ９００と、通信ユニット８７０と、制御装置８００とを含む。ＰＣＳ９００は、ＤＣ−ＡＣの変換を行なうＡＣ／ＤＣインバータ９０６と、ＤＣ−ＤＣの変換を行なうＤＣ／ＤＣ変換部９０２と、ＡＣ−ＤＣの変換を行なうＤＣ／ＡＣ変換部９０４とを含む。

ＤＣ／ＤＣ変換部９０２とＤＣ充電口７０２とは、ＤＣコネクタ９０１および直流用電力ケーブルによって接続可能である。ＤＣ／ＡＣ変換部９０４とＡＣ充電口２２０とは、ＡＣコネクタ４１０および交流用電力ケーブルによって接続可能である。交流用電力ケーブルには、電力線以外にも、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴを送信するための通信線が含まれている。ＡＣコネクタ４１０とＡＣ充電口２２０には、電力線のための端子以外に通信線のための接続端子も設けられている。

なお、ＡＣコネクタ４１０とＤＣコネクタ９０１は、一体化されたＳＡＥＪ１７７２規格のコンボコネクタのようなものでも良い。また、ＡＣ充電口２２０とＤＣ充電口７０２は、一体化されたＳＡＥＪ１７７２規格のコンボコネクタ用のポートのようなものでも良い。

通信ユニット３７０は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴＣに情報ＪＣを重畳させてコントロールパイロット信号ＣＰＬＴとすることが可能に構成されている。通信ユニット３７０はまた、情報ＪＣが重畳されたコントロールパイロット信号ＣＰＬＴからこの情報ＪＣを分離して、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴＣまたはＣＰＬＴＨとすることが可能に構成されている。情報ＪＣは、たとえば車内通信ネットワークなどによって通信ユニット３７０とＥＣＵ３００との間で送受信される。

通信ユニット８７０は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴＨに情報ＪＨを重畳させてコントロールパイロット信号ＣＰＬＴとすることが可能に構成されている。通信ユニット８７０はまた、情報ＪＨが重畳されたコントロールパイロット信号ＣＰＬＴからこの情報ＪＨを分離して、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴＨとすることが可能に構成されている。分離された情報ＪＨは、たとえば家庭内通信ネットワークなどによって通信ユニット８７０とＥＣＵ８００との間で送受信される。

図６は、図５に示す構成の家屋側に非常用コンセントが付加された概略構成を示すブロック図である。図６を参照して、非常用ＡＣコンセント９２０が家屋１０００に取り付けられており、切替スイッチ９２２を介してＡＣコネクタ４１０に接続可能である。たとえば、非常時に車両１００から給電を受けようとする場合には、スイッチ９２２の接続がＤＣ／ＡＣ変換部９０４から非常用ＡＣコンセント９２０に切替えられる。スイッチ９２２の切替えはユーザが行なっても良いし、停電を検出して自動的に切り替わるようにスイッチ９２２が構成されていても良い。

［実施の形態１］
図７は、ＥＣＵ３００で実行される充電制御、放電制御を選択する処理を説明するためのフローチャートである。

図５、図７を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１において、ＥＣＵ３００は、放電要求があるか否かを検出する。たとえば、家屋１０００の制御装置８００から通信ユニット８７０、３７０を経由して、放電要求がＥＣＵ３００に入力された場合や、停電時などにユーザが放電指令を図示しない操作部に入力し、その操作部から放電要求がＥＣＵ３００に入力された場合には、ステップＳ１において放電要求があると判断される。

より具体的には、制御装置８００は、夜間に単価の安い電力を車載電池１１０に充電させておき、昼間に電気製品８１０で充電しておいた電力を消費するために、車両１００に放電要求を送信することが考えられる。また、停電が発生した時などには、ユーザが操作部を操作して車両１００に放電要求を入力し、車載電池１１０の電力を家屋の電気製品８１０で使用することが考えられる。

ステップＳ１で放電要求があった場合には、ステップＳ２に処理が進められ、ＥＣＵ３００は車載電池１１０の放電制御を実行する。一方で、ステップＳ１で放電要求が無い場合には、ステップＳ３に処理が進められる。

ステップＳ３において、ＥＣＵ３００は、充電要求があるか否かを検出する。たとえば、家屋１０００の制御装置８００から通信ユニット８７０、３７０を経由して、充電要求がＥＣＵ３００に入力された場合や、車両１００が外出から帰った時などにユーザが充電指令を図示しない操作部に入力し、その操作部から充電要求がＥＣＵ３００に入力された場合には、ステップＳ３において充電要求があると判断される。

ステップＳ３で充電要求があった場合には、ステップＳ４に処理が進められ、ＥＣＵ３００は車載電池１１０の充電制御を実行する。一方で、ステップＳ３で充電要求が無い場合には、ステップＳ５に処理が進められ、処理がメインルーチンに戻される。

図８は、ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を選択する第１の処理を説明するためのフローチャートである。図５、図８を参照して、フローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１１においてＥＣＵ３００は、家屋１０００側の情報を制御装置８００から通信ユニット８７０、３７０を介して取得する。取得した情報には、１）家屋１０００にＰＣＳが有るか、２）ＰＣＳはＤＣ放電を受け入れ可能か（ＤＣ電力経路が車載電池の充電専用では無いか）、３）ＰＣＳはＡＣ放電を受け入れ可能か（ＡＣ電力経路が車載電池の充電専用では無いか）、４）家屋に非常用コンセントが有るか、等に関する情報が含まれている。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ３００は、取得した情報に基づいて、家屋側にＰＣＳが有るか否かを判断する。たとえば、図５に示された構成の家屋であれば、ステップＳ１２でＰＣＳ有りと判断され、処理がステップＳ１３に進められる。

ステップＳ１３では、ＥＣＵ３００は、取得した情報に基づいて、ＰＣＳがＤＣ放電を受け入れ可能であるか否かを判断する。ＤＣコネクタ９０１が備えられているＰＣＳであっても、車載電池１１０に対して充電しかできない仕様のＰＣＳである場合も考えられる。

ステップＳ１３において、ＰＣＳがＤＣ放電を受け入れ可能であると判断された場合には、ステップＳ１４に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、ＤＣ経路を使用した放電を実行するように、図１のリレー７０７を導通させ、インバータ２０１を停止させ、リレー２１１を切離す等の制御を行なう。

ステップＳ１３において、ＰＣＳがＤＣ放電を受け入れ不能であると判断された場合には、ステップＳ１６に処理が進められる。

ステップＳ１６では、ＥＣＵ３００は、取得した情報に基づいて、ＰＣＳがＡＣ放電を受け入れ可能であるか否かを判断する。ＡＣコネクタ４１０が備えられているＰＣＳであっても、車載電池１１０に対して充電しかできない仕様のＰＣＳである場合も考えられる。ステップＳ１６において、ＰＣＳがＡＣ放電を受け入れ可能であると判断された場合にはステップＳ１７に処理が進められ、ＰＣＳがＡＣ放電を受け入れ不可能であると判断された場合にはステップＳ１８に処理が進められる。

また、ステップＳ１２からステップＳ１５に処理が進められた場合には、ＥＣＵ３００は、ステップＳ１１で取得した情報に基づいて、家屋側に非常用コンセントが有るか否かを判断する。たとえば、図５に示された構成の家屋であれば、ステップＳ１５で非常用コンセント無しと判断され、処理がステップＳ１８に進められ、図６に示された構成の家屋であれば、ステップＳ１５で非常用コンセントありと判断され、処理がステップＳ１７に進められる。

ステップＳ１７では、ＥＣＵ３００は、ＡＣ経路を使用した放電を実行するように、図１のリレー７０７を切離し、インバータ２０１を稼働させ、リレー２１１を接続する等の制御を行なう。

またステップＳ１８に処理が進められた場合には、車載電池１１０からの放電は行なわれない。

以上説明したように、実施の形態１の車両の電源装置は、通信によって接続される外部装置の仕様に関する情報を取得して、その外部装置に最適な態様で放電を実行することができる。

実施の形態１においては、特にＳＡＥＪ１７７２規格のコンボコネクタを用いる場合のようにＤＣ電力経路とＡＣ電力経路の両方によって家屋と車両が接続されるような場合において、どちらの経路を選択して放電するかも明確になる。

［実施の形態２］
図９は、ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を選択する第２の処理を説明するためのフローチャートである。図５、図９を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、まずステップＳ３１において、家屋１０００側ＰＣＳの故障状況を制御装置８００から通信ユニット８７０、３７０を介して取得する。取得した情報には、ＤＣ／ＤＣ変換部９０２の故障の有無、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４の故障の有無等に関する情報が含まれる。

ステップＳ３２では、ＥＣＵ３００は、取得した情報に基づいて、ＤＣ／ＤＣ変換部９０２の故障の有無を判断する。ステップＳ３２でＤＣ／ＤＣ変換部９０２の故障が無いと判断された場合にはステップＳ３６に処理が進められ、ＤＣ放電が実行される。ＤＣ放電は、車載電池１１０の電力を交流に変換することなく出力できるので、変換回数が少なく効率がよいので優先的に選択される。一方、ステップＳ３２でＤＣ／ＤＣ変換部９０２の故障が有ると判断された場合にはステップＳ３３に処理が進められる。

ステップＳ３３では、ＥＣＵ３００は、取得した情報に基づいて、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４の故障の有無を判断する。ステップＳ３３でＤＣ／ＡＣ変換部９０４の故障が無いと判断された場合にはステップＳ３５に処理が進められ、ＡＣ放電が実行される。ＡＣ放電は、ＤＣ放電よりも効率が落ちるが、車載電池１１０の電力をＰＣＳに供給可能とする点で選択される。一方、ステップＳ３３でＤＣ／ＡＣ変換部９０４の故障が有ると判断された場合にはステップＳ３４に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、車載電池１１０からの放電は行なわない。

実施の形態２の車両の電源装置によれば、家屋側のＰＣＳが正常に動作していれば、変換回数が少なく効率が良いＤＣ放電が実行される。また、故障によりＤＣ放電が実行できない場合でも、ＡＣ放電が実行され、車両から家屋のＰＣＳへの給電が可能である。

実施の形態２においても、特にＳＡＥＪ１７７２規格のコンボコネクタを用いる場合のようにＤＣ電力経路とＡＣ電力経路の両方によって家屋と車両が接続されるような場合において、どちらの経路を選択して放電するかも明確になる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、停電が発生したときに、ＡＣ放電とＤＣ放電を同時に実行させる。停電時は、家屋側に商用電源が供給されないので、電力の不足が生じやすいため最大の電力を車両から供給可能とする。

図１０は、ＥＣＵ３００で実行される放電制御においてＡＣ放電、ＤＣ放電を同時に実行するか否かを判断する処理を説明するためのフローチャートである。図５、図１０を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、まずステップＳ５１において、家屋１０００側の通信ユニット８７０に通信を試み、応答が有るか否かが判断される。

ステップＳ５１において応答が有った場合には、ステップＳ５４に処理が進められ、メインルーチンに制御が戻される。一方、ステップＳ５１において応答が無かった場合には、家屋１０００で停電が発生していると判断され、ステップＳ５２に処理が進められる。たとえば、通信ユニット８７０の電源を商用電源から得ている場合には、停電が発生すると通信ユニット８７０は応答を行なわなくなる。

ステップＳ５２では、ＥＣＵ３００は、非常用給電指令の入力が有るか否かを判断する。非常用給電指令は、図示しない操作部からユーザによって入力される。この操作部は、非常用給電指令の入力の専用でなくても良い。他の機能に使用している操作部を使用して、車両のＥＣＵ３００に放電の許可を与えられればどのような操作部であっても良い。たとえば、車両起動スイッチ（スタートボタン）を連打することによって非常用給電指令が入力されるように車両を構成しても良い。ステップＳ５２において、非常用給電指令の入力が無ければ、ステップＳ５５に処理が進められ、放電は行なわれない。一方、ステップＳ５２において、非常用給電指令の入力があった場合には、ステップＳ５３に処理が進められ、ＡＣ放電とＤＣ放電が同時に実行されるように、ＥＣＵ３００は、図１のリレー２１１，７０７を導通させ、インバータ２０１を稼働させる。

実施の形態３においても、特にＳＡＥＪ１７７２規格のコンボコネクタを用いる場合のようにＤＣ電力経路とＡＣ電力経路の両方によって家屋と車両が接続されるような場合において、両方の経路から放電を行なうタイミングを判定でき、両方の経路から大きな電力を家屋に供給することができる。

最後に、実施の形態１〜３について、再び図面を参照して総括する。図１を参照して、車両の電源装置は、電源である車載電池１１０と、車載電池１１０と車両の外部装置との間で交流電力を授受するための交流接続部２２０と、車載電池１１０と外部装置との間で直流電力を授受するための直流接続部７０２と、家屋等の外部装置から、外部装置に関する情報を通信によって取得する通信ユニット３７０と、通信ユニット３７０で取得された情報に基づいて、交流接続部２２０を経由して車載電池１１０から電力を外部装置に放電するか否か、および直流接続部７０２を経由して車載電池１１０から電力を外部装置に放電するか否かを決定する制御装置（ＥＣＵ３００）とを備える。

好ましくは、図５、図６に示すように、外部装置は、交流接続部２２０に接続され電力の変換を行なうＤＣ／ＡＣ変換部９０４と、直流接続部７０２に接続され電力の変換を行なうＤＣ／ＤＣ変換部９０２と、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４およびＤＣ／ＤＣ変換部９０２の状態監視を行なって監視結果を通信ユニット３７０に送信する外部の制御装置８００とを含む。ＥＣＵ３００は、情報として監視結果を制御装置８００から取得する。

より好ましくは、図９に示すように、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４およびＤＣ／ＤＣ変換部９０２がともに正常動作可能である場合には、交流接続部２２０を使用せず、直流接続部７０２を経由して車載電池１１０から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

より好ましくは、図９に示すように、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４が正常動作可能であり、かつＤＣ／ＤＣ変換部９０２が正常動作ができないことを監視結果が示す場合には、直流接続部７０２を使用せず、交流接続部２２０を経由して車載電池１１０から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

より好ましくは、図９に示すように、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＡＣ変換部９０４およびＤＣ／ＤＣ変換部９０２がともに正常動作ができないことを監視結果が示す場合には、車載電池１１０から外部装置への放電を禁止する。

好ましくは、図１０に示すように、ＥＣＵ３００は、通信ユニット３７０からの情報が得られない場合に非常用給電指令が操作者によって与えられたときには、交流接続部２２０を経由する経路と直流接続部７０２を経由する経路の両方を使用して車載電池１１０から電力を外部装置に放電する制御を行なう。

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説明ではなく、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およ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 車両、１１０ 車載電池、１３５ モータ、１５０ 駆動輪、２００ 充電器、２０１，９０６ インバータ、２１１，７０７ リレー、２２０ 交流接続部、３７０，８７０ 通信ユニット、４００ 充電ケーブル、４１０，９０１ コネクタ、４２０ プラグ、４４０，ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力線、５００ 外部交流電源、５１０，９２０ コンセント、７０２ 直流接続部、７０７ 充放電リレー、８００ 制御装置、８１０ 電気製品、８２０ 家庭用電池、９０２ ＤＣ／ＤＣ変換部、９０４ ＤＣ／ＡＣ変換部、９２２ 切替スイッチ、１０００ 家屋、２１０ 充電リレー、２１１ 放電リレー、ＮＬ１ 負電力線、ＰＬ１ 正電力線。

Claims (6)

1. 電源と、
   前記電源と車両の外部の家屋との間で交流電力を授受するための交流接続部と、
   前記電源と前記家屋との間で直流電力を授受するための直流接続部と、
   前記家屋から、前記家屋に関する情報を通信によって取得する通信部と、
   前記通信部で取得された前記情報に基づいて前記家屋が直流電力を交流電力に変換して前記家屋内に供給するように構成されたパワーコンディショニングシステムを含むか否かを判断し、前記交流接続部を経由して前記電源から電力を前記家屋に放電するか否か、および前記直流接続部を経由して前記電源から電力を前記家屋に放電するか否かを決定する制御装置とを備える、車両の電源装置。
2. 前記パワーコンディショニングシステムは、
   前記交流接続部に接続され電力の変換を行なう第１電力変換部と、
   前記直流接続部に接続され電力の変換を行なう第２電力変換部とを含み、
   前記家屋は、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部の状態監視を行なって監視結果を前記通信部に送信する外部制御装置を含み、
   前記制御装置は、前記情報として前記監視結果を前記外部制御装置から取得する、請求項１に記載の車両の電源装置。
3. 前記制御装置は、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部がともに正常動作可能である場合には、前記交流接続部を使用せず、前記直流接続部を経由して前記電源から電力を前記家屋に放電する制御を行なう、請求項２に記載の車両の電源装置。
4. 前記制御装置は、前記第１電力変換部が正常動作可能であり、かつ前記第２電力変換部が正常動作ができないことを前記監視結果が示す場合には、前記直流接続部を使用せず、前記交流接続部を経由して前記電源から電力を前記家屋に放電する制御を行なう、請求項２に記載の車両の電源装置。
5. 前記制御装置は、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部がともに正常動作ができないことを前記監視結果が示す場合には、前記電源から前記家屋への放電を禁止する、請求項２に記載の車両の電源装置。
6. 前記制御装置は、前記通信部からの前記情報が得られない場合に非常用給電指令が操作者によって与えられたときには、前記交流接続部を経由する経路と前記直流接続部を経由する経路の両方を使用して前記電源から電力を前記家屋に放電する制御を行なう、請求項１に記載の車両の電源装置。

Images