JP7294286B2 - 充電器、及び車両 - Google Patents

Description

本開示は、充電器、及び車両に関する。

たとえば、特開２０１３－２４０１９１号公報（特許文献１）に記載される車両には、インレットから入力される電力を蓄電装置へ出力し、蓄電装置から入力される電力をコンセントへ出力する充電器が搭載されている。この充電器に接続される電力線は、インレットにつながる電力線と、コンセントにつながる電力線とに分岐している。その分岐点には、充電器に対してインレットとコンセントとを択一的に接続するＣ接点リレーが配置されている。また、充電器と蓄電装置との間には、さらに２つのリレー（充電リレー及びシステムメインリレー）が設けられている。

特開２０１３－２４０１９１号公報

上記特許文献１に記載される車両では、充電器の周辺に多数のリレーが設けられている。また、プリチャージ時の突入電流を抑制する電気抵抗を含む充電回路を採用した場合には、上述したリレーに加えて、上記電気抵抗と並列に接続されるプリチャージリレーがさらに設けられる。こうした充電回路では、プリチャージが実行されるときにプリチャージリレーが開状態になり、上記電気抵抗によって突入電流が抑制される。

上記のように、充電及び給電の両方を可能に構成され、充電開始時にプリチャージを実行する充電器では、充電器の周辺に設けられるリレーの数が多くなる傾向がある。充電器周辺のリレーの数が増えて充電器周辺の回路が複雑化すると、配線作業の負担増加及び異常発生頻度の増加を招きやすくなる。また、プリチャージリレーを充電器の内部に設ける場合には、充電器の内部のリレーの数が多くなることが懸念される。充電器の内部及び周辺のいずれにおいても、部品点数の増加はコストの上昇につながる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器の内部の回路の簡素化を図りつつ充電器の周辺に設けられるリレーの数を減らし、充電器による充電及び給電を好適に行なうことである。

本開示の第１の観点に係る充電器は、双方向コンバータを備える。充電器は、当該充電器を蓄電装置と電気的に接続するためのＤＣポートと、蓄電装置を充電するための第１交流電力が入力される第１ＡＣポートと、第２交流電力を出力する第２ＡＣポートとを備える。双方向コンバータは、第１交流電力を直流電力に変換してＤＣポートへ出力するように構成されるとともに、蓄電装置からＤＣポートに供給される直流電力を第２交流電力に変換して第２ＡＣポートへ出力するように構成される。当該充電器は、双方向コンバータと第１ＡＣポートとを結ぶ第１電力路と、双方向コンバータと第２ＡＣポートとを結ぶ第２電力路と、第１電力路と第２電力路とを選択的に切り替える少なくとも１つの切替リレーを備える切替装置と、少なくとも１つの切替リレーのうち第１電力路上に備えられる切替リレーをバイパスする位置に並列接続されている電気抵抗とをさらに備える。以下、第１電力路上に備えられる切替リレーをバイパスする位置に並列接続されている電気抵抗を、「制限抵抗」とも称する。

上記充電器では、双方向コンバータによって、第１ＡＣポートに入力される交流電力（第１交流電力）が直流電力に変換される。こうして得られる直流電力によって蓄電装置を充電することができる。また、蓄電装置からＤＣポートに供給される直流電力は、双方向コンバータによって交流電力（第２交流電力）に変換される。こうして得られる交流電力を第２ＡＣポートから出力することにより、充電器による給電を好適に行なうことが可能になる。

上記充電器では、切替装置によって、第１電力路及び第２電力路の一方を接続し、他方を遮断することができる。これにより、充電器による電力経路の切替えを好適に行なうことが可能になる。また、充電器の内部に切替装置が設けられることで、充電器の周辺（すなわち、充電器の外部）に設けられるリレーの数を減らすことができる。さらに、上記充電器では、切替装置が備える切替リレーのうち第１電力路上に備えられる切替リレーをバイパスする位置に電気抵抗（制限抵抗）が並列接続されている。切替リレーがプリチャージリレーを兼ねるため、充電器の内部に設けられるリレーの数も減らすことができる。

このように、上記構成によれば、充電器の内部の回路の簡素化を図りつつ充電器の周辺に設けられるリレーの数を減らし、充電器による充電及び給電を好適に行なうことが可能になる。

上記の制限抵抗は、第１ＡＣポートと双方向コンバータとの間に配置されてもよい。また、制限抵抗は、ヒューズと直列に接続されてもよい。切替リレーは、電磁式のメカニカルリレーであってもよい。切替リレーは、一般に「コンタクタ」と称される電磁接触器であってもよい。

上記双方向コンバータは、第１電力線及び第２電力線の各々に接続されてもよい。第１電力線はＤＣポートに接続されてもよい。第２電力線は、分岐点で第１電力路と第２電力路とに分岐していてもよい。

上記構成では、充電器の内部で電力線が分岐しているため、充電器の周辺回路（すなわち、充電器の外部の回路）が簡素になる。

上記第１電力路上に備えられる切替リレーは、上記分岐点において第１電力路と第２電力路とを択一的に接続するＣ接点リレーであってもよい。

上記構成では、Ｃ接点リレーによって、第１電力路及び第２電力路の一方を接続し、他方を遮断することができる。上記構成によれば、第１電力路と第２電力路とに別々にリレーを設ける構成と比べて、リレーの数を減らすことができる。

上記Ｃ接点リレーが、第１極性の電力路に設けられた第１Ｃ接点リレーであり、第１Ｃ接点リレーと対をなす第２Ｃ接点リレーが、第１極性とは反対の第２極性の電力路に設けられてもよい。

上記第１電力路上に備えられる切替リレーは、第１ＡＣポートと上記分岐点との間において、第１電力路の接続／遮断を切り替える第１切替リレーであってもよい。そして、切替装置における少なくとも１つの切替リレーは、第２ＡＣポートと上記分岐点との間において、第２電力路の接続／遮断を切り替える第２切替リレーをさらに含んでもよい。

上記構成では、第１電力路、第２電力路にそれぞれ第１切替リレー、第２切替リレーが設けられている。こうした構成によれば、必要に応じて、第１電力路及び第２電力路の両方を接続又は遮断することが可能になる。

上記第１切替リレーが第１極性の第１電力路に設けられ、第１切替リレーと対をなす第３切替リレーが、第１極性とは反対の第２極性の第１電力路に設けられてもよい。上記第２切替リレーが第１極性の第２電力路に設けられ、第２切替リレーと対をなす第４切替リレーが、第１極性とは反対の第２極性の第２電力路に設けられてもよい。

上記ＤＣポートは、蓄電装置とつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタであってもよい。上記第１ＡＣポートは、充電プラグが接続可能なインレットとつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタであってもよい。上記第２ＡＣポートは、交流電力を出力するコンセントとつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタであってもよい。

上記の充電器は、インレットに入力される電力を用いて蓄電装置を充電したり、蓄電装置からＤＣポートに供給される電力を用いてコンセントに給電したりすることができる。また、充電器が各コネクタで着脱可能に構成されることで、充電器の交換が容易になる。

上記の充電器は、第１ＡＣポートを通じて、規格が異なる複数種のインレットに接続可能に構成されてもよい。上記コンセントは、第２ＡＣポートから出力される第２交流電力をそのまま出力してもよいし、第２交流電力に所定の電力変換（たとえば、変圧）を行なう電力変換回路を内蔵してもよい。

上記充電器は、蓄電装置の充電開始時に第１交流電力によってプリチャージされるコンデンサを備えてもよい。このコンデンサは、双方向コンバータに含まれてもよい。

本開示の第２の観点に係る車両は、上述したいずれかの充電器と、充電器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１交流電力を用いた蓄電装置の充電を開始するときに、第１電力路上に備えられる切替リレーによって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗によってプリチャージ時の突入電流を抑制し、プリチャージが完了すると、第１電力路上に備えられる切替リレーによって第１電力路を接続状態にするように、切替装置を制御する。

上記車両では、制御装置が充電器を制御することにより、充電器による充電及び給電を行なうことができる。また、上記の制御により、充電開始時（プリチャージ時）の突入電流を抑制することができる。

上記車両は、充電器のＤＣポートと電気的に接続された蓄電装置と、充電器の第１ＡＣポートと電気的に接続されたインレットと、充電器の第２ＡＣポートと電気的に接続された車室内コンセントとをさらに備えてもよい。

上記車両は、インレットに入力される電力によって蓄電装置の外部充電を行なうことができる。外部充電は、車両外部から供給される電力によって蓄電装置を充電することである。また、上記車両は、蓄電装置の電力を用いて車室内コンセントに給電を行なうことができる。以下、車室内コンセントに給電を行なうことを、「コンセント給電」とも称する。コンセント給電により車室内コンセントが使用可能になり、乗員の利便性が向上する。車室内コンセントに出力される電力は、電圧１００Ｖ以上の交流電力であってもよいし、電圧１００Ｖよりも低い電圧の交流電力であってもよい。

上記車両は、第１ＡＣポートとインレットとの間、及び、第２ＡＣポートと車室内コンセントとの間の各々に、制御装置からの制御信号によって動作する素子が存在しないように構成されてもよい。

上記構成によれば、充電器周辺の信号線を減らすことができる。
上記制御装置は、少なくとも車両の走行中は、第１電力路を遮断状態にするとともに、第２電力路を接続状態にするように構成されてもよい。

上記構成によれば、車両の走行中に乗員が車室内コンセントを使用することが可能になる。

上記第１ＡＣポートは、第３交流電力を出力するように構成されてもよい。上記双方向コンバータは、蓄電装置からＤＣポートに供給される直流電力を第３交流電力に変換して第１ＡＣポートへ出力するように構成されてもよい。上記制御装置は、第１ＡＣポートからインレットへ第３交流電力を出力する外部給電を開始するときに、制限抵抗と並列に接続された切替リレーによって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗によって突入電流を抑制した後、制限抵抗と並列に接続された切替リレーによって第１電力路を接続状態にするように、切替装置を制御してもよい。

上記車両は、充電器によって、蓄電装置の電力を交流電力に変換して第１ＡＣポートからインレットへ第３交流電力を出力することができる。すなわち、上記車両は外部給電を行なうことができる。外部給電は、車両のインレットから車両の外部へ電力を供給することである。また、上記の制御により、外部給電開始時の突入電流を抑制することができる。

上記車両は、電動車両であってもよい。電動車両は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行するように構成される車両である。電動車両の例としては、ＥＶ（電気自動車）、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）が挙げられる。

本開示によれば、充電器の内部の回路の簡素化を図りつつ充電器の周辺に設けられるリレーの数を減らし、充電器による充電及び給電を好適に行なうことが可能になる。

本開示の実施の形態１に係る車両の構成を示す図である。 図１に示した充電器の筐体の形状の一例を示す斜視図である。 図１に示した双方向コンバータの回路構成の一例を示す図である。 図１に示した充電器の筐体内における制御信号の伝達態様の一例を示す図である。 図４に示した制御信号の伝達態様の変形例を示す図である。 比較例１に係る充電器の使用態様を示す図である。 本開示の実施の形態１に係る車両の状態の遷移を説明するための図である。 本開示の実施の形態１において、外部充電開始時に制御装置が実行するリレー制御を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態１において、外部給電開始時に制御装置が実行するリレー制御を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態２に係る車両の構成を示す図である。 比較例２に係る充電器の使用態様を示す図である。 本開示の実施の形態２に係る車両の状態ごとの切替リレーの制御態様を示す図である。 本開示の実施の形態２において、外部充電開始時に制御装置が実行するリレー制御を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態２において、外部給電開始時に制御装置が実行するリレー制御を示すフローチャートである。 図２に示した第１ＡＣポート及び第２ＡＣポートの変形例を示す図である。

本開示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。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り返さない。以下では、電子制御ユニットを、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」とも称する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る車両５０Ａの構成を示す図である。図１を参照して、車両５０Ａは、インレット１０と、コンセント２０と、充電器１００Ａと、バッテリ２００と、ＥＣＵ５００Ａとを備える。充電器１００Ａは、筐体１０１を備える。筐体１０１は、充電器１００Ａをバッテリ２００と電気的に接続するためのＤＣポート１０２と、第１ＡＣポート１０３と、交流電力を出力する第２ＡＣポート１０４と、通信線が接続可能な通信ポート１０５とを備える。ＥＣＵ５００Ａは、充電器１００Ａを制御するように構成される。実施の形態１に係るＥＣＵ５００Ａは、本開示に係る「制御装置」の一例に相当する。

車両５０Ａが外部充電を行なうときには、バッテリ２００を充電するための交流電力が第１ＡＣポート１０３に入力される。車両５０Ａがコンセント給電を行なうときには、第２ＡＣポート１０４が交流電力を出力する。車両５０Ａが外部給電を行なうときには、第１ＡＣポート１０３が交流電力を出力する。外部充電時に第１ＡＣポート１０３に入力される交流電力は、本開示に係る「第１交流電力」の一例に相当する。コンセント給電時に第２ＡＣポート１０４から出力される交流電力は、本開示に係る「第２交流電力」の一例に相当する。外部給電時に第１ＡＣポート１０３から出力される交流電力は、本開示に係る「第３交流電力」の一例に相当する。

ＤＣポート１０２は、バッテリ２００とつながる電線を充電器１００Ａに接続するためのコネクタである。第１ＡＣポート１０３は、充電プラグが接続可能なインレット１０とつながる電線を充電器１００Ａに接続するためのコネクタである。第２ＡＣポート１０４は、交流電力を出力するコンセント２０とつながる電線を充電器１００Ａに接続するためのコネクタである。充電器１００Ａは各コネクタで着脱可能に構成される。これにより、充電器１００Ａの交換が容易になる。

図２は、筐体１０１の形状の一例を示す斜視図である。図２を参照して、筐体１０１は、たとえば平型ボックス形状を有する。ＤＣポート１０２、第１ＡＣポート１０３、及び第２ＡＣポート１０４の各々は、たとえば筐体１０１の側面に設けられている。なお、筐体１０１の形状と各ポートの配置との各々は、図２に示した例に限られず適宜変更可能である。

再び図１を参照して、充電器１００Ａは、筐体１０１内に、双方向コンバータ１１０と、切替装置１２０と、制限抵抗１３１と、ヒューズ１３２とを備える。双方向コンバータ１１０は、外部充電時に第１ＡＣポート１０３に入力される第１交流電力を直流電力に変換してＤＣポート１０２へ出力するように構成される。双方向コンバータ１１０は、コンセント給電時に、バッテリ２００からＤＣポート１０２に供給される直流電力を第２交流電力に変換して第２ＡＣポート１０４へ出力するように構成される。双方向コンバータ１１０は、外部給電時に、バッテリ２００からＤＣポート１０２に供給される直流電力を第３交流電力に変換して第１ＡＣポート１０３へ出力するように構成される。詳細は後述するが、双方向コンバータ１１０はコンデンサ１４０を含む（図３参照）。コンデンサ１４０は、外部充電開始時に第１交流電力によってプリチャージされる。また、コンデンサ１４０は、外部給電開始時にもプリチャージされる。制限抵抗１３１は、プリチャージ時の突入電流を抑制する電気抵抗である。ヒューズ１３２は、過電流が流れると溶断するように構成される。

図３は、双方向コンバータ１１０の回路構成の一例を示す図である。図３を参照して、双方向コンバータ１１０は、インバータ１１１と、絶縁回路１１２と、インバータ１１３と、２つのリアクトル１１４ａ，１１４ｂと、コンデンサ１４０とを含む。インバータ１１１は、４つのスイッチング素子を含むフルブリッジ回路である。絶縁回路１１２は、第１コイル１１２ａ及び第２コイル１１２ｂを含む絶縁トランスである。絶縁回路１１２は、第１コイル１１２ａと第２コイル１１２ｂとの巻数比に応じた比率で変圧を行なう。インバータ１１３は、第１インバータ１１３ａ、第２インバータ１１３ｂ、及び平滑コンデンサ１１３ｃを含む。第１インバータ１１３ａ及び第２インバータ１１３ｂの各々は、４つのスイッチング素子を含むフルブリッジ回路である。インバータ１１１及び１１３に含まれる各スイッチング素子は、ＥＣＵ５００Ａによって制御される。

給電時及び充電時の各々においては、双方向コンバータ１１０が以下に説明する電力変換を行なうように、ＥＣＵ５００Ａが双方向コンバータ１１０を制御する。なお、図３には示していないが、ＥＣＵ５００Ａが制御で用いる情報を取得するために、図３に示す回路の適当な位置に各種センサ（たとえば、電流センサ及び電圧センサ）が設けられてもよい。

給電時においては、インバータ１１１が、第１端（図１に示すＤＣポート１０２側）から入力される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁回路１１２へ出力する。絶縁回路１１２は、インバータ１１１の出力（交流電力）を第１インバータ１１３ａに伝達し、第１インバータ１１３ａは、絶縁回路１１２から受ける交流電力を整流して第２インバータ１１３ｂへ出力する。第２インバータ１１３ｂは、第１インバータ１１３ａから受ける直流電力を所定の交流電力に変換して第２端（リアクトル１１４ａ，１１４ｂ側）へ出力する。

充電時においては、第２インバータ１１３ｂが、第２端から入力される交流電力を整流して第１インバータ１１３ａへ出力し、第１インバータ１１３ａは、第２インバータ１１３ｂから受ける直流電力を高周波の交流電力に変換する。絶縁回路１１２は、第１インバータ１１３ａの出力（交流電力）をインバータ１１１に伝達し、インバータ１１１は、絶縁回路１１２から受ける交流電力を整流して第１端へ出力する。

再び図１を参照して、切替装置１２０は、Ｃ接点リレー１２１及び１２２を含む。Ｃ接点リレー１２１及び１２２によって、充電回路内の電力路の接続／遮断が切り替えられる。以下、双方向コンバータ１１０と第１ＡＣポート１０３とを制限抵抗１３１を経ずに結ぶ電力路を、「第１電力路」と称する。電力線ＰＬ１ａは第１極性の第１電力路の一部を構成し、電力線ＰＬ１ｂは第２極性の第１電力路の一部を構成する。また、双方向コンバータ１１０と第２ＡＣポート１０４とを結ぶ電力路を、「第２電力路」と称する。電力線ＰＬ２ａは第１極性の第２電力路の一部を構成し、電力線ＰＬ２ｂは第２極性の第２電力路の一部を構成する。また、双方向コンバータ１１０と第１ＡＣポート１０３とを制限抵抗１３１を経て結ぶ電力路を、「第３電力路」と称する。電力線ＰＬ１ｃは第１極性の第３電力路の一部を構成し、電力線ＰＬ１ｂは第２極性の第３電力路の一部を構成する。詳細は後述するが、切替装置１２０は、Ｃ接点リレー１２１及び１２２により、第１電力路、第２電力路、及び第３電力路の各々の接続／遮断を切り替えるように構成される。

切替装置１２０は、第１電力路と第２電力路とを選択的に切り替えるように構成される。詳しくは、Ｃ接点リレー１２１及び１２２の各々が、第１電力路と第２電力路とを択一的に接続するように構成される。Ｃ接点リレー１２１及び１２２の各々は、電磁式のメカニカルリレーである。実施の形態１に係るＣ接点リレー１２１、１２２は、それぞれ「第１Ｃ接点リレー」、「第２Ｃ接点リレー」の一例に相当する。

双方向コンバータ１１０の第１端には、第１極性の電力線ＰＬ１１ａと第２極性の電力線ＰＬ１１ｂとが接続される。双方向コンバータ１１０の第２端には、第１極性の電力線ＰＬ１２ａと第２極性の電力線ＰＬ１２ｂとが接続される。充電時においては、第２端に電力が入力され、第１端から電力が出力される。給電時においては、第１端に電力が入力され、第２端から電力が出力される。第１極性と第２極性とは逆極性である。

電力線ＰＬ１１ａ及びＰＬ１１ｂの各々はＤＣポート１０２に接続されている。電力線ＰＬ１２ａは、第１分岐点で電力線ＰＬ１ａと電力線ＰＬ２ａとに分岐している。Ｃ接点リレー１２１は第１分岐点に配置されている。電力線ＰＬ１２ｂは、第２分岐点で電力線ＰＬ１ｂと電力線ＰＬ２ｂとに分岐している。Ｃ接点リレー１２２は第２分岐点に配置されている。実施の形態１に係る電力線ＰＬ１１ａ、電力線ＰＬ１２ａは、それぞれ本開示に係る「第１電力線」、「第２電力線」の一例に相当する。

電力線ＰＬ１ｃは、電力線ＰＬ１ａにおけるＣ接点リレー１２１の双方向コンバータ１１０側の位置と第１ＡＣポート１０３側の位置との各々に接続されている。電力線ＰＬ１ｃ上には、互いに直列に接続された制限抵抗１３１及びヒューズ１３２が設けられている。Ｃ接点リレー１２１は、制限抵抗１３１と並列に接続されている。制限抵抗１３１は、第１電力路上に位置するＣ接点リレー１２１をバイパスする位置に並列接続されている。

Ｃ接点リレー１２１及び１２２は、対をなして第１極性の電力路と第２極性の電力路との各々の接続／遮断を切り替える。Ｃ接点リレー１２１は、第１分岐点において、第１ＡＣポート１０３側（電力線ＰＬ１ａ）と第２ＡＣポート１０４側（電力線ＰＬ２ａ）とを択一的に接続するように構成される。Ｃ接点リレー１２２は、第２分岐点において、第１ＡＣポート１０３側（電力線ＰＬ１ｂ）と第２ＡＣポート１０４側（電力線ＰＬ２ｂ）とを択一的に接続するように構成される。

Ｃ接点リレー１２１が電力線ＰＬ１ａ（第１電力路）に接続されると、第２電力路が遮断される。Ｃ接点リレー１２１が電力線ＰＬ２ａ（第２電力路）に接続されると、第１電力路が遮断される。Ｃ接点リレー１２２が電力線ＰＬ１ｂ（第１電力路）に接続されると、第２電力路が遮断される。Ｃ接点リレー１２２が電力線ＰＬ２ｂ（第２電力路）に接続されると、第１電力路及び第３電力路の各々が遮断される。

インレット１０は、電線を介して、充電器１００Ａの第１ＡＣポート１０３と電気的に接続されている。インレット１０につながる電線の先端にはコネクタが設けられており、インレット１０のコネクタが第１ＡＣポート１０３に接続されている。インレット１０は、ユーザが車外から使用できるように設置される。インレット１０は、たとえば車体の後部側面に設けられてもよい。インレット１０は、未使用時には充電リッドに覆われている。ユーザが充電リッドを開くと、インレット１０が露出する。そして、ユーザがＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）のプラグをインレット１０に接続することで、ＥＶＳＥを用いて車両５０Ａに電力を供給することが可能になる。ＥＶＳＥのプラグは、たとえば充電ケーブルのコネクタであり、インレット１０にプラグが接続されると、ＥＶＳＥと車両５０Ａとが充電ケーブルを介して電気的に接続される。外部給電時には、ユーザは車両５０Ａのインレット１０からＥＶＳＥへ電力を供給することができる。ＥＶＳＥは、車両５０Ａから供給された電力を、図示しない電力網へ逆潮流してもよい。

コンセント２０は、電線を介して、充電器１００Ａの第２ＡＣポート１０４と電気的に接続されている。コンセント２０につながる電線の先端にはコネクタが設けられており、コンセント２０のコネクタが第２ＡＣポート１０４に接続されている。コンセント２０は、車両５０Ａの車室内に設置された車室内コンセントである。コンセント２０は第２交流電力を出力する。第２交流電力は、たとえば電圧１００Ｖの交流電力である。

バッテリ２００は、電線を介して、充電器１００ＡのＤＣポート１０２と電気的に接続されている。バッテリ２００は、車両５０Ａの走行用電力を蓄電する。バッテリ２００は、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池のような二次電池である。実施の形態１では、二次電池として、複数のリチウムイオン電池を含む組電池を採用する。組電池は、複数の単電池（一般に「セル」とも称される）が互いに電気的に接続されて構成される。実施の形態１に係るバッテリ２００は、本開示に係る「蓄電装置」の一例に相当する。

ＥＣＵ５００Ａは、信号線を介して、充電器１００Ａの通信ポート１０５と接続されている。車両５０Ａでは、第１ＡＣポート１０３とインレット１０との間、及び、第２ＡＣポート１０４とコンセント２０との間の各々には、ＥＣＵ５００Ａからの制御信号によって動作する素子が存在しない。このため、充電器１００Ａの周辺の信号線を減らすことができる。

ＥＣＵ５００Ａは、プロセッサ５１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２０、記憶装置５３０、及びタイマ５４０を含んで構成される。プロセッサ５１０としては、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）を採用できる。ＲＡＭ５２０は、プロセッサ５１０によって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置５３０は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置５３０は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置５３０には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ）が記憶されている。実施の形態１では、記憶装置５３０に記憶されているプログラムをプロセッサ５１０が実行することで、ＥＣＵ５００Ａにおける各種制御が実行される。

タイマ５４０は、設定時刻の到来をプロセッサ５１０に知らせるように構成される。タイマ５４０に設定された時刻になると、タイマ５４０からプロセッサ５１０へその旨を知らせる信号が送信される。また、ＥＣＵ５００Ａは、ＥＣＵ５００Ａに内蔵されるリアルタイムクロック（ＲＴＣ）回路（図示せず）を利用して現在時刻を取得できる。

ＥＣＵ５００Ａは、ユーザからのタイマ充電及びタイマ給電の各々の予約を受け付けるように構成されてもよい。タイマ充電、タイマ給電はそれぞれ、予め設定されたスケジュールに従って外部充電、外部給電を行なうことである。たとえば、ユーザが所定の入力装置（図示せず）を操作することにより、ＥＣＵ５００Ａにタイマ充電及びタイマ給電の各々のスケジュール（開始時刻及び終了時刻）を入力するとともに、ＥＣＵ５００Ａにタイマ充電及びタイマ給電の各々を予約することができるようにしてもよい。入力装置は、車両５０Ａに搭載されてもよいし、携帯端末（たとえば、スマートフォン）であってもよい。そして、ＥＣＵ５００Ａは、予約されたタイマ充電及びタイマ給電の各々を実行するように構成されてもよい。

図４は、充電器１００Ａの筐体１０１内における制御信号の伝達態様の一例を示す図である。図４を参照して、ＥＣＵ５００Ａは、ジカ線を介して、筐体１０１内の双方向コンバータ１１０及びＣ接点リレー１２１，１２２の各々と接続されている。ジカ線は、機器同士を１対１で直接的に接続するダイレクト制御線である。ＥＣＵ５００Ａは、双方向コンバータ１１０及びＣ接点リレー１２１，１２２の各々を直接的に制御することができる。制御信号の送信にジカ線を使用することで、制御速度が速くなる。

図５は、図４に示した制御信号の伝達態様の変形例を示す図である。図５を参照して、この変形例では、充電器１００Ａが、筐体１０１内に充電ＥＣＵ１５０を備える。ＥＣＵ５００Ａが信号線を介して通信ポート１０５と接続されることで、ＥＣＵ５００Ａと充電ＥＣＵ１５０とが通信可能になる。ＥＣＵ５００Ａと充電ＥＣＵ１５０とは、互いにＣＡＮ（Controller Area Network）バスを介して接続されてもよい。ＥＣＵ５００Ａと充電ＥＣＵ１５０との間にＣＧＷ（セントラルゲートウェイ）が設けられてもよい。充電ＥＣＵ１５０は、ＥＣＵ５００Ａからの制御信号に従って、双方向コンバータ１１０及びＣ接点リレー１２１，１２２の各々を制御する。ただしこれに限られず、ＥＣＵ５００Ａが充電ＥＣＵ１５０を通じて双方向コンバータ１１０を制御するとともに、ＥＣＵ５００Ａがジカ線を通じてＣ接点リレー１２１，１２２を制御するようにしてもよい。

再び図１を参照して、車両５０Ａは、ＰＣＵ（Power Control Unit）５１、ＭＧ（Motor Generator）５２、動力伝達ギア５３、駆動輪５４、ＳＭＲ（System Main Relay）６１，６２、及び起動スイッチ７０をさらに備える。車両５０Ａは、バッテリ２００に蓄えられた電力を用いて走行する電動車両（たとえば、電気自動車）である。

ＳＭＲ６１，６２は、バッテリ２００とＰＣＵ５１とを結ぶ電力路に設けられている。ＳＭＲ６１，６２は、たとえば電磁式のメカニカルリレーである。ＳＭＲ６１，６２の状態（接続／遮断）は、ＥＣＵ５００Ａによって制御される。ＳＭＲ６１，６２が接続状態であるときにはバッテリ２００とＰＣＵ５１との間で電力の授受を行なうことが可能になり、ＳＭＲ６１，６２が遮断状態であるときにはバッテリ２００とＰＣＵ５１との間で電力の授受を行なうことができなくなる。ＳＭＲ６１，６２は、車両走行時に接続状態にされる。

ＭＧ５２は、たとえば三相交流モータジェネレータである。ＭＧ５２は、ＰＣＵ５１によって駆動され、車両５０Ａの駆動輪５４を回転させるように構成される。ＰＣＵ５１は、たとえばインバータ及びコンバータ（いずれも図示せず）を含む。ＰＣＵ５１のインバータ及びコンバータは、ＥＣＵ５００Ａによって制御される。ＭＧ５２の出力トルクは、減速機の役割を果たす動力伝達ギア５３を介して駆動輪５４に伝達される。また、ＭＧ５２は、回生発電を行ない、発電した電力をバッテリ２００に供給するように構成される。

起動スイッチ７０は、車両システムを起動させるためのスイッチである。詳細は後述するが、システム停止時に起動スイッチ７０が操作されることによって車両システム（ＥＣＵ５００Ａを含む）が起動し、システム作動時に起動スイッチ７０が操作されることによって車両システムが停止する。起動スイッチ７０は、一般に「パワースイッチ」又は「イグニッションスイッチ」と称される。

実施の形態１に係る充電器１００Ａは、筐体１０１内に、双方向コンバータ１１０（コンデンサ１４０を含む）と、切替装置１２０（Ｃ接点リレー１２１及び１２２）と、制限抵抗１３１とを備える。Ｃ接点リレー１２１は、制限抵抗１３１と並列に接続されている。Ｃ接点リレー１２１は、プリチャージリレーとして機能する。筐体１０１には、ＤＣポート１０２と第１ＡＣポート１０３と第２ＡＣポート１０４とが設けられている。以下、こうした充電器１００Ａによって奏される効果を、比較例に係る充電器３００との対比により説明する。

図６は、比較例１に係る充電器３００の使用態様を示す図である。以下では、図１に示した充電器１００Ａの構成及び使用態様との相違点を中心に、比較例１に係る充電器３００の構成及び使用態様について説明する。

図６を参照して、充電器３００は、ＤＣポート３０２とＡＣポート３０３とを有する筐体３０１を備える。充電器３００は、筐体３０１内に、双方向コンバータ１１０（コンデンサ１４０を含む）と、制限抵抗１３１と、ヒューズ１３２と、プリチャージリレー１３３とを備える。プリチャージリレー１３３は、制限抵抗１３１と並列に接続されている。

ＡＣポート３０３には、第１極性の電力線ＰＬ３ａと第２極性の電力線ＰＬ３ｂとが接続されている。電力線ＰＬ３ａは、第３分岐点で電力線ＰＬ３１ａと電力線ＰＬ３２ａとに分岐している。Ｃ接点リレー３１は第３分岐点に配置されている。電力線ＰＬ３ｂは、第４分岐点で電力線ＰＬ３１ｂと電力線ＰＬ３２ｂとに分岐している。Ｃ接点リレー３２は第４分岐点に配置されている。電力線ＰＬ３１ａは第１極性の第１電力路の一部を構成し、電力線ＰＬ３１ｂは第２極性の第１電力路の一部を構成する。電力線ＰＬ３２ａは第１極性の第２電力路の一部を構成し、電力線ＰＬ３２ｂは第２極性の第２電力路の一部を構成する。

比較例１では、第１電力路と第２電力路との各々の接続／遮断を切り替える切替装置（Ｃ接点リレー３１及び３２）が、筐体３０１の外側に設けられている。充電器３００では、周辺のリレーの数が増えて周辺回路が複雑化しやすい。充電器３００の周辺の回路が複雑化すると、配線作業の負担増加及び異常発生頻度の増加を招きやすくなる。また、筐体３０１外の切替装置（Ｃ接点リレー３１及び３２）とは別に、筐体３０１内にプリチャージリレー１３３が設けられている。

一方、実施の形態１に係る充電器１００Ａでは、図１に示されるように、筐体１０１内の切替装置１２０（Ｃ接点リレー１２１及び１２２）によって、第１電力路及び第２電力路の一方を接続し、他方を遮断することができる。これにより、充電器１００Ａの周辺（すなわち、充電器１００Ａの外部）に設けられるリレーの数を減らすことができる。さらに、充電器１００Ａでは、Ｃ接点リレー１２１が制限抵抗１３１と並列に接続されている。Ｃ接点リレー１２１がプリチャージリレーを兼ねるため、充電器１００Ａの内部に設けられるリレーの数も減らすことができる。

以下、図７～図９を用いて、実施の形態１に係る車両５０Ａ（充電器１００Ａを含む）の動作について説明する。

図７は、車両５０Ａの状態の遷移を説明するための図である。図１とともに図７を参照して、車両５０Ａの状態は、「走行中」と「停止状態」と「外部充電中」と「外部給電中」とに大別できる。なお、図７及び後述する図８及び図９において、「リレーＡ」はＣ接点リレー１２１を意味し、「リレーＢ」はＣ接点リレー１２２を意味する。

上記「走行中」は、車両５０Ａが走行可能な状態である。たとえば、車両５０Ａが「停止状態」であるときにユーザが起動スイッチ７０に所定の走行開始操作を行なうと、車両システムが起動するとともに、ＳＭＲ６１，６２が接続状態になる。ＳＭＲ６１，６２が接続状態になることにより、車両５０Ａが「走行中」になる。ただし、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続されているときには、上記の走行開始操作が有効にならず、「停止状態」から「走行中」への状態遷移は行なわれない。

上記「停止状態」は、車両システムが停止した状態（スリープ状態を含む）である。車両５０Ａが「走行中」であるときに、車両５０Ａが駐車した状態でユーザが起動スイッチ７０に所定の走行停止操作を行なうと、車両システムが停止状態（たとえば、スリープ状態）になるとともに、車両５０Ａが「停止状態」になる。車両５０Ａが「停止状態」であるときには、双方向コンバータ１１０によって電力路が遮断される。

上記「外部充電中」は、車両５０Ａが外部充電を行なっている状態である。たとえば、車両５０Ａが「停止状態」であるときに、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続された状態で所定の充電開始条件が成立すると、車両システムが起動するとともに、外部充電が開始される。外部充電が開始されることにより、車両５０Ａが「外部充電中」になる。その後、所定の充電終了条件が成立すると、外部充電が終了し、車両システムが停止状態になるとともに、車両５０Ａが「停止状態」になる。

充電開始条件は、ＥＶＳＥからの充電開始要求をＥＣＵ５００Ａが受信したときに成立してもよい。ＥＣＵ５００Ａにタイマ充電が予約されていない場合には、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続されたときに充電開始条件が成立してもよい。ＥＣＵ５００Ａにタイマ充電が予約されている場合には、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続された状態でタイマ充電の開始時刻が到来したときに充電開始条件が成立してもよい。

充電終了条件は、ＥＶＳＥからの充電終了要求をＥＣＵ５００Ａが受信したときに成立してもよい。また、バッテリ２００のＳＯＣ（State Of Charge）が所定ＳＯＣ値以上になったときに充電終了条件が成立してもよい。外部充電開始前にバッテリ２００のＳＯＣが所定ＳＯＣ値以上であるときには、充電開始条件が成立しないようにしてもよい。

上記「外部給電中」は、車両５０Ａが外部給電を行なっている状態である。たとえば、車両５０Ａが「停止状態」であるときに、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続された状態で所定の給電開始条件が成立すると、車両システムが起動するとともに、外部給電が開始される。外部給電が開始されることにより、車両５０Ａが「外部給電中」になる。その後、所定の給電終了条件が成立すると、外部給電が終了し、車両システムが停止状態になるとともに、車両５０Ａが「停止状態」になる。

給電開始条件は、ＥＶＳＥからの給電開始要求をＥＣＵ５００Ａが受信したときに成立してもよい。ＥＣＵ５００Ａにタイマ給電が予約されている場合には、ＥＶＳＥのプラグがインレット１０に接続された状態でタイマ給電の開始時刻が到来したときに給電開始条件が成立してもよい。

給電終了条件は、ＥＶＳＥからの給電終了要求をＥＣＵ５００Ａが受信したときに成立してもよい。また、バッテリ２００のＳＯＣが所定ＳＯＣ値以下になったときに給電終了条件が成立してもよい。外部給電開始前にバッテリ２００のＳＯＣが所定ＳＯＣ値以下であるときには、給電開始条件が成立しないようにしてもよい。

ＥＣＵ５００Ａは、車両５０Ａが「走行中」であるときには、Ｃ接点リレー１２１及び１２２の両方をコンセント側に接続する。Ｃ接点リレー１２１が電力線ＰＬ２ａ（コンセント側）に接続されることにより、第１極性の第１電力路が遮断状態になる。また、Ｃ接点リレー１２２が電力線ＰＬ２ｂ（コンセント側）に接続されることにより、第２極性の第１電力路が遮断状態になる。そして、第２電力路は接続状態になる。

上記のように、車両５０Ａの走行中には第２電力路が接続状態になるため、バッテリ２００からコンセント２０へ電力を供給することが可能になる。そして、車両５０Ａが「走行中」であるときに、ＥＣＵ５００Ａは、第２交流電力がコンセント２０に出力されるように双方向コンバータ１１０を制御する。このため、車両５０Ａの走行中に乗員がコンセント２０（車室内コンセント）を使用することが可能になる。

ＥＣＵ５００Ａは、外部充電（すなわち、第１交流電力を用いたバッテリ２００の充電）を開始するときには、以下に説明する図８に示す処理を実行することにより、Ｃ接点リレー１２１及び１２２（切替リレー）を制御する。

図８は、外部充電開始時にＥＣＵ５００Ａが実行するリレー制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、外部充電が開始されたタイミングで実行される。

図１とともに図８を参照して、ステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）１１では、ＥＣＵ５００Ａが、Ｃ接点リレー１２１、１２２をそれぞれコンセント側、インレット側に接続する。Ｃ接点リレー１２１が電力線ＰＬ２ａ（コンセント側）に接続されることにより、第１極性の第１電力路が遮断状態になる。また、Ｃ接点リレー１２２が電力線ＰＬ１ｂ（インレット側）に接続されることにより、第２極性の第２電力路が遮断状態になる。このため、第１～第３電力路のうち第３電力路のみが接続状態になる。これにより、制限抵抗１３１によって突入電流が抑制されながら、コンデンサ１４０のプリチャージが実行される。

Ｓ１２では、プリチャージが完了したか否かを、ＥＣＵ５００Ａが判断する。ＥＣＵ５００Ａは、コンデンサ１４０の電圧が所定の基準値に達したときに、プリチャージが完了したと判断してもよい。

プリチャージの実行中（Ｓ１２にてＮＯ）は、Ｓ１１及びＳ１２が繰り返されることにより、Ｃ接点リレー１２１、１２２はそれぞれコンセント側、インレット側に接続された状態で維持される。そして、プリチャージが完了すると（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ５００Ａは、Ｓ１３において、Ｃ接点リレー１２１をインレット側に切り替える。これにより、Ｃ接点リレー１２１及び１２２の両方がインレット側に接続される。Ｃ接点リレー１２１が電力線ＰＬ１ａ（インレット側）に接続されることにより、第１極性の第２電力路が遮断状態になる。そして、第１電力路は接続状態になる。Ｓ１３の処理が実行されると、図８に示す一連の処理は終了する。その後、Ｃ接点リレー１２１及び１２２の両方がインレット側に接続された状態で外部充電が行なわれる。

上記のように、車両５０Ａでは、ＥＣＵ５００Ａが、外部充電を開始するときに、制限抵抗１３１と並列に接続されたＣ接点リレー１２１によって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗１３１によってプリチャージ時の突入電流を抑制し（Ｓ１１）、プリチャージが完了すると（Ｓ１２にてＹＥＳ）、Ｃ接点リレー１２１によって第１電力路を接続状態にする（Ｓ１３）ように、切替装置１２０を制御する。こうした制御により、外部充電開始時（プリチャージ時）の突入電流を抑制することができる。

ＥＣＵ５００Ａは、外部給電（すなわち、第１ＡＣポート１０３からインレット１０へ第３交流電力を出力する給電）を開始するときには、以下に説明する図９に示す処理を実行することにより、Ｃ接点リレー１２１及び１２２（切替リレー）を制御する。

図９は、外部給電開始時にＥＣＵ５００Ａが実行するリレー制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、外部給電が開始されたタイミングで実行される。

図１とともに図９を参照して、Ｓ２１～Ｓ２３では、それぞれ図８のＳ１１～Ｓ１３と同様の処理が実行される。そして、Ｓ２３の処理後、Ｃ接点リレー１２１及び１２２の両方がインレット側に接続された状態で外部給電が行なわれる。

このように、車両５０Ａでは、ＥＣＵ５００Ａが、外部給電を開始するときに、制限抵抗１３１と並列に接続されたＣ接点リレー１２１によって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗１３１によってプリチャージ時の突入電流を抑制し（Ｓ２１）、プリチャージが完了すると（Ｓ２２にてＹＥＳ）、Ｃ接点リレー１２１によって第１電力路を接続状態にする（Ｓ２３）ように、切替装置１２０を制御する。こうした制御により、外部給電開始時（プリチャージ時）の突入電流を抑制することができる。

［実施の形態２］
以下、実施の形態１に係る車両５０Ａ（充電器１００Ａを含む）との相違点を中心に、実施の形態２に係る車両５０Ｂについて説明する。

図１０は、実施の形態２に係る車両５０Ｂの構成を示す図である。図１０を参照して、車両５０Ｂは、ＥＣＵ５００Ａ（実施の形態１）の代わりに、ＥＣＵ５００Ｂを備える。実施の形態２に係るＥＣＵ５００Ｂは、本開示に係る「制御装置」の一例に相当する。また、車両５０Ｂは、充電器１００Ａ（実施の形態１）の代わりに、充電器１００Ｂを備える。充電器１００Ｂは、筐体１０１内に、双方向コンバータ１１０（コンデンサ１４０を含む）と、切替装置１６０と、制限抵抗１３１と、ヒューズ１３２とを備える。

双方向コンバータ１１０の第１端には、第１極性の電力線ＰＬ１１ａと第２極性の電力線ＰＬ１１ｂとが接続される。双方向コンバータ１１０の第２端には、第１極性の電力線ＰＬ１２ａと第２極性の電力線ＰＬ１２ｂとが接続される。電力線ＰＬ１２ａは、分岐点Ｄ１で電力線ＰＬ１ａと電力線ＰＬ２ａとに分岐している。電力線ＰＬ１２ｂは、分岐点Ｄ２で電力線ＰＬ１ｂと電力線ＰＬ２ｂとに分岐している。

切替装置１６０は、Ａ接点リレー１６１～１６４を備える。Ａ接点リレー１６１～１６４の各々は、電磁式のメカニカルリレーである。切替装置１６０は、Ａ接点リレー１６１～１６４により、第１電力路、第２電力路、及び第３電力路の各々の接続／遮断を切り替えるように構成される。実施の形態２に係るＡ接点リレー１６１～１６４の各々は、本開示に係る「切替リレー」の一例に相当する。

Ａ接点リレー１６１及び１６２は、対をなして第１電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６１、１６２は、それぞれ電力線ＰＬ１ａ、ＰＬ１ｂに配置される。Ａ接点リレー１６１及び１６２の両方が接続状態であるときには、第１電力路が接続状態になり、Ａ接点リレー１６１及び１６２の少なくとも一方が遮断状態になると、第１電力路が遮断状態になる。実施の形態２に係るＡ接点リレー１６１、１６２は、それぞれ「第１切替リレー」、「第３切替リレー」の一例に相当する。

Ａ接点リレー１６３及び１６４は、対をなして第２電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６３、１６４は、それぞれ電力線ＰＬ２ａ、ＰＬ２ｂに配置される。Ａ接点リレー１６３及び１６４の両方が接続状態であるときには、第２電力路が接続状態になり、Ａ接点リレー１６３及び１６４の少なくとも一方が遮断状態になると、第２電力路が遮断状態になる。実施の形態２に係るＡ接点リレー１６３、１６４は、それぞれ「第２切替リレー」、「第４切替リレー」の一例に相当する。

Ａ接点リレー１６１は、第１ＡＣポート１０３と分岐点Ｄ１との間において、第１電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６２は、第１ＡＣポート１０３と分岐点Ｄ２との間において、第１電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６３は、第２ＡＣポート１０４と分岐点Ｄ１との間において、第２電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６４は、第２ＡＣポート１０４と分岐点Ｄ２との間において、第２電力路の接続／遮断を切り替える。Ａ接点リレー１６１は、制限抵抗１３１と並列に接続されている。Ａ接点リレー１６１は、プリチャージリレーとして機能する。

以下、実施の形態２に係る充電器１００Ｂによって奏される効果を、比較例に係る充電器３００との対比により説明する。図１１は、比較例２に係る充電器３００の使用態様を示す図である。図１１に示される充電器３００は、図６に示した充電器３００と同じである。以下では、図１０に示した充電器１００Ｂの使用態様との相違点を中心に、比較例２に係る充電器３００の使用態様について説明する。

図１１を参照して、充電器３００のＡＣポート３０３には、第１極性の電力線ＰＬ４ａと第２極性の電力線ＰＬ４ｂとが接続されている。電力線ＰＬ４ａは、分岐点Ｄ３で電力線ＰＬ４１ａと電力線ＰＬ４２ａとに分岐している。電力線ＰＬ４１ａ、ＰＬ４２ａには、それぞれＡ接点リレー４１、４３が設けられている。電力線ＰＬ４ｂは、分岐点Ｄ４で電力線ＰＬ４１ｂと電力線ＰＬ４２ｂとに分岐している。電力線ＰＬ４１ｂ、ＰＬ４２ｂには、それぞれＡ接点リレー４２、４４が設けられている。

比較例２では、第１電力路と第２電力路との各々の接続／遮断を切り替える切替装置（Ａ接点リレー４１～４４）が、筐体３０１の外側に設けられている。充電器３００では、周辺のリレーの数が増えて周辺回路が複雑化しやすい。充電器３００の周辺の回路が複雑化すると、配線作業の負担増加及び異常発生頻度の増加を招きやすくなる。また、筐体３０１外の切替装置（Ａ接点リレー４１～４４）とは別に、筐体３０１内にプリチャージリレー１３３が設けられている。

一方、実施の形態２に係る充電器１００Ｂでは、図１０に示されるように、筐体１０１内の切替装置１６０（Ａ接点リレー１６１～１６４）によって、第１電力路及び第２電力路の一方を接続し、他方を遮断することができる。これにより、充電器１００Ｂの周辺（すなわち、充電器１００Ｂの外部）に設けられるリレーの数を減らすことができる。さらに、充電器１００Ｂでは、Ａ接点リレー１６１が制限抵抗１３１と並列に接続されている。Ａ接点リレー１６１がプリチャージリレーを兼ねるため、充電器１００Ｂの内部に設けられるリレーの数も減らすことができる。

図１２は、車両５０Ｂの状態ごとの切替リレー（Ａ接点リレー１６１～１６４）の制御態様を示す図である。なお、図１２及び後述する図１３及び図１４において、「リレーＡ」はＡ接点リレー１６１、「リレーＢ」はＡ接点リレー１６２、「リレーＣ」はＡ接点リレー１６３、「リレーＤ」はＡ接点リレー１６４を意味する。

図１２を参照して、ＥＣＵ５００Ｂは、車両５０Ｂが「走行中」であるときには、Ａ接点リレー１６１及び１６２を遮断状態にするとともに、Ａ接点リレー１６３及び１６４を接続状態にする。これにより、第１電力路が遮断状態になり、第２電力路が接続状態になる。このように、車両５０Ｂの走行中には第２電力路が接続状態になるため、バッテリ２００からコンセント２０へ電力を供給することが可能になる。そして、車両５０Ｂが「走行中」であるときに、ＥＣＵ５００Ｂは、第２交流電力がコンセント２０に出力されるように双方向コンバータ１１０を制御する。このため、車両５０Ｂの走行中に乗員がコンセント２０（車室内コンセント）を使用することが可能になる。

実施の形態２に係るＥＣＵ５００Ｂは、外部充電を開始するときには、図８に示した処理の代わりに、以下に説明する図１３に示す処理を実行することにより、Ａ接点リレー１６１～１６４（切替リレー）を制御する。

図１３は、外部充電開始時にＥＣＵ５００Ｂが実行するリレー制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、外部充電が開始されたタイミングで実行される。

図１０とともに図１３を参照して、Ｓ３１では、ＥＣＵ５００Ｂが、Ａ接点リレー１６２を接続状態にするとともに、Ａ接点リレー１６１，１６３，１６４を遮断状態にする。こうしたリレー制御により、第１～第３電力路のうち第３電力路のみが接続状態になる。そして、制限抵抗１３１によって突入電流が抑制されながら、コンデンサ１４０のプリチャージが実行される。

Ｓ３２では、プリチャージが完了したか否かを、ＥＣＵ５００Ｂが判断する。ＥＣＵ５００Ｂは、コンデンサ１４０の電圧が所定の基準値に達したときに、プリチャージが完了したと判断してもよい。

プリチャージの実行中（Ｓ３２にてＮＯ）は、Ｓ３１及びＳ３２が繰り返されることにより、Ａ接点リレー１６２は接続状態、Ａ接点リレー１６１，１６３，１６４は遮断状態に維持される。そして、プリチャージが完了すると（Ｓ３２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ５００Ｂは、Ｓ３３において、Ａ接点リレー１６１を接続状態に切り替える。これにより、Ａ接点リレー１６１及び１６２の両方が接続状態になり、第１電力路が接続状態になる。Ｓ３３の処理が実行されると、図１３に示す一連の処理は終了する。その後、Ａ接点リレー１６１及び１６２の両方が閉じた状態（接続状態）で外部充電が行なわれる。

上記のように、車両５０Ｂでは、ＥＣＵ５００Ｂが、外部充電を開始するときに、制限抵抗１３１と並列に接続されたＡ接点リレー１６１によって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗１３１によってプリチャージ時の突入電流を抑制し（Ｓ３１）、プリチャージが完了すると（Ｓ３２にてＹＥＳ）、Ａ接点リレー１６１によって第１電力路を接続状態にする（Ｓ３３）ように、切替装置１６０を制御する。こうした制御により、外部充電開始時（プリチャージ時）の突入電流を抑制することができる。

ＥＣＵ５００Ｂは、外部給電（すなわち、第１ＡＣポート１０３からインレット１０へ第３交流電力を出力する給電）を開始するときには、以下に説明する図１４に示す処理を実行することにより、Ａ接点リレー１６１～１６４（切替リレー）を制御する。

図１４は、外部給電開始時にＥＣＵ５００Ｂが実行するリレー制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、外部給電が開始されたタイミングで実行される。

図１０とともに図１４を参照して、Ｓ４１～Ｓ４３では、それぞれ図１３のＳ３１～Ｓ３３と同様の処理が実行される。そして、Ｓ４３の処理後、Ａ接点リレー１６１及び１６２の両方が閉じた状態で外部給電が行なわれる。

このように、車両５０Ｂでは、ＥＣＵ５００Ｂが、外部給電を開始するときに、制限抵抗１３１と並列に接続されたＡ接点リレー１６１によって第１電力路を遮断状態にすることにより制限抵抗１３１によってプリチャージ時の突入電流を抑制し（Ｓ４１）、プリチャージが完了すると（Ｓ４２にてＹＥＳ）、Ａ接点リレー１６１によって第１電力路を接続状態にする（Ｓ４３）ように、切替装置１６０を制御する。こうした制御により、外部給電開始時（プリチャージ時）の突入電流を抑制することができる。

［他の実施の形態］
上記各実施の形態では、車両が「走行中」でないときには、コンセント給電が行なわれない。しかしこれに限られず、車両が「走行中」でないときにコンセント給電が行なわれてもよい。たとえば、実施の形態２において、車両５０Ｂが「外部充電中」であるときに、Ａ接点リレー１６１～１６４の全てが接続状態になってもよい。これにより、第１ＡＣポート１０３に入力される第１交流電力が、双方向コンバータ１１０及び第２ＡＣポート１０４の両方に供給される。コンセント２０は、第２ＡＣポート１０４から出力される第２交流電力に所定の電力変換（たとえば、変圧）を行なう電力変換回路を内蔵してもよい。たとえば、第１交流電力の電圧が２００Ｖである場合には、第２交流電力の電圧も２００Ｖになる。こうした場合に、コンセント２０に内蔵される電力変換回路が第２交流電力を降圧することによって、コンセント２０から電圧１００Ｖの交流電力が出力されるようにしてもよい。

車両の構成は、図１及び図１０に示した構成に限られない。図１及び図１０の各々ではＭＧが１つだけ設けられる構成が示されるが、ＭＧの数はこれに限定されず、ＭＧを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。車両は、ＥＶ（電気自動車）に限られず、たとえばＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）であってもよい。

双方向コンバータ１１０の劣化を抑制するため、車両が「停止状態」であるときに、バッテリ２００の電圧が双方向コンバータ１１０に印加されないようにしてもよい。たとえば、図１又は図１０に示した構成において、ＳＭＲ６１，６２がバッテリ２００と充電器との間に位置するように、ＳＭＲ６１，６２をバッテリ２００側に寄せてもよい。そして、ＥＣＵ（制御装置）は、車両が「停止状態」であるときにはＳＭＲ６１，６２を遮断状態にし、車両が「走行中」、「外部充電中」、及び「外部給電中」のいずれかであるときにはＳＭＲ６１，６２を接続状態にするように構成されてもよい。あるいは、図１又は図１０に示した構成において、筐体１０１内の電力線ＰＬ１１ａ，ＰＬ１１ｂ上にリレーを追加してもよい。そして、ＥＣＵ（制御装置）は、車両が「停止状態」であるときには、追加されたリレーを遮断状態にし、車両が「走行中」、「外部充電中」、及び「外部給電中」のいずれかであるときには、追加されたリレーを接続状態にするように構成されてもよい。

充電器の筐体内に設けられる切替リレーの数は、適宜変更可能である。たとえば、図１０に示した構成において、Ａ接点リレー１６２を割愛してもよい。また、プリチャージされるコンデンサが双方向コンバータに含まれることは必須ではない。プリチャージされるコンデンサは、双方向コンバータから離れた位置に設けられてもよい。プリチャージされるコンデンサは、充電器の筐体外に設けられてもよい。

上記各実施の形態では、第１ＡＣポート１０３及び第２ＡＣポート１０４の各々がコネクタである例を示した。しかし、第１ＡＣポート１０３及び第２ＡＣポート１０４の各々がコネクタであることは必須ではない。

図１５は、図２に示した第１ＡＣポート１０３及び第２ＡＣポート１０４の変形例を示す図である。図１５を参照して、この変形例では、筐体１０１Ａの側面に、第１ＡＣポート１０３Ａ及び第２ＡＣポート１０４Ａが設けられている。第１ＡＣポート１０３Ａはインレットである。インレットは、充電プラグが接続可能に構成される。第２ＡＣポート１０４Ａはコンセントである。コンセントは、コンセントプラグが接続可能に構成される。図１５に示す構成では、筐体１０１Ａにプラグを接続することができる。こうした筐体１０１Ａを有する充電器は、小型の移動体に適用されてもよいし、移動体以外に適用されてもよい。なお、筐体１０１Ａの形状と各ポートの配置との各々は、図１５に示した例に限られず適宜変更可能である。

充電器が適用される蓄電装置は、車両以外の乗り物（船、飛行機等）に搭載された蓄電装置であってもよいし、無人の移動体（無人搬送車（ＡＧＶ）、農業機械、移動型ロボット、ドローン等）に搭載された蓄電装置であってもよいし、携帯機器（スマートフォン、ウェアラブルデバイス等）に搭載された蓄電装置であってもよいし、建物（住宅、工場等）に設置された蓄電装置であってもよい。

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。

１０ インレット、２０ コンセント、５０Ａ，５０Ｂ 車両、５１ ＰＣＵ、５２ ＭＧ、５３ 動力伝達ギア、５４ 駆動輪、６１，６２ ＳＭＲ、７０ 起動スイッチ、１００Ａ，１００Ｂ 充電器、１０１，１０１Ａ 筐体、１０２ ＤＣポート、１０３，１０３Ａ 第１ＡＣポート、１０４，１０４Ａ 第２ＡＣポート、１０５ 通信ポート、１１０ 双方向コンバータ、１２０ 切替装置、１２１，１２２ Ｃ接点リレー、１３１ 制限抵抗、１３２ ヒューズ、１４０ コンデンサ、１５０ 充電ＥＣＵ、１６０ 切替装置、１６１～１６４ Ａ接点リレー、２００ バッテリ、５００Ａ，５００Ｂ ＥＣＵ、５１０ プロセッサ、５２０ ＲＡＭ、５３０ 記憶装置、５４０ タイマ。

Claims (11)

1. 双方向コンバータを備える充電器であって、
   前記充電器は、
   当該充電器を蓄電装置と電気的に接続するためのＤＣポートと、
   前記蓄電装置を充電するための第１交流電力が入力される第１ＡＣポートと、
   第２交流電力を出力する第２ＡＣポートと、
   を備え、
   前記双方向コンバータは、前記第１交流電力を直流電力に変換して前記ＤＣポートへ出力するように構成されるとともに、前記蓄電装置から前記ＤＣポートに供給される直流電力を前記第２交流電力に変換して前記第２ＡＣポートへ出力するように構成され、
   当該充電器は、
   前記双方向コンバータと前記第１ＡＣポートとを結ぶ第１電力路と、
   前記双方向コンバータと前記第２ＡＣポートとを結ぶ第２電力路と、
   前記第１電力路と前記第２電力路とを選択的に切り替える少なくとも１つの切替リレーを備える切替装置と、
   前記少なくとも１つの切替リレーのうち前記第１電力路上に備えられる切替リレーをバイパスする位置に並列接続されている電気抵抗と、
   をさらに備える、充電器。
2. 前記双方向コンバータは、第１電力線及び第２電力線の各々に接続され、
   前記第１電力線は前記ＤＣポートに接続され、
   前記第２電力線は、分岐点で前記第１電力路と前記第２電力路とに分岐している、請求項１に記載の充電器。
3. 前記第１電力路上に備えられる前記切替リレーは、前記分岐点において前記第１電力路と前記第２電力路とを択一的に接続するＣ接点リレーである、請求項２に記載の充電器。
4. 前記第１電力路上に備えられる前記切替リレーは、前記第１ＡＣポートと前記分岐点との間において、前記第１電力路の接続／遮断を切り替える第１切替リレーであり、
   前記切替装置における前記少なくとも１つの切替リレーは、前記第２ＡＣポートと前記分岐点との間において、前記第２電力路の接続／遮断を切り替える第２切替リレーをさらに含む、請求項２に記載の充電器。
5. 前記ＤＣポートは、前記蓄電装置とつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタであり、
   前記第１ＡＣポートは、充電プラグが接続可能なインレットとつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタであり、
   前記第２ＡＣポートは、交流電力を出力するコンセントとつながる電線を当該充電器に接続するためのコネクタである、請求項１～４のいずれか一項に記載の充電器。
6. 当該充電器は、前記蓄電装置の充電開始時に前記第１交流電力によってプリチャージされるコンデンサをさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の充電器。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の充電器と、
   前記充電器を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記第１交流電力を用いた前記蓄電装置の充電を開始するときに、前記第１電力路上に備えられる前記切替リレーによって前記第１電力路を遮断状態にすることにより前記電気抵抗によってプリチャージ時の突入電流を抑制し、前記プリチャージが完了すると、前記第１電力路上に備えられる前記切替リレーによって前記第１電力路を接続状態にするように、前記切替装置を制御する、車両。
8. 前記充電器の前記ＤＣポートと電気的に接続された前記蓄電装置と、
   前記充電器の前記第１ＡＣポートと電気的に接続されたインレットと、
   前記充電器の前記第２ＡＣポートと電気的に接続された車室内コンセントと、
   をさらに備える、請求項７に記載の車両。
9. 前記第１ＡＣポートと前記インレットとの間、及び、前記第２ＡＣポートと前記車室内コンセントとの間の各々には、前記制御装置からの制御信号によって動作する素子が存在しない、請求項８に記載の車両。
10. 前記制御装置は、少なくとも当該車両の走行中は、前記第１電力路を遮断状態にするとともに、前記第２電力路を接続状態にする、請求項８又は９に記載の車両。
11. 前記第１ＡＣポートは、第３交流電力を出力するように構成され、
    前記双方向コンバータは、前記蓄電装置から前記ＤＣポートに供給される直流電力を前記第３交流電力に変換して前記第１ＡＣポートへ出力するように構成され、
    前記制御装置は、前記第１ＡＣポートから前記インレットへ前記第３交流電力を出力する外部給電を開始するときに、前記電気抵抗と並列に接続された前記切替リレーによって前記第１電力路を遮断状態にすることにより前記電気抵抗によって突入電流を抑制した後、前記電気抵抗と並列に接続された前記切替リレーによって前記第１電力路を接続状態にするように、前記切替装置を制御する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の車両。

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