JP7465801B2 - 給電システム及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、電池と電動駆動源とを備える移動体と、その移動体から外部の給電対象に給電を行う給電システムに関する。

特許文献１には、給電スタンドから第１車両に電力を供給して第１車両の電池を充電する技術が開示される。この技術は、充電電力を低減させることによって第１車両の電池の過充電を防止すると共に、第１車両に充電ケーブルで接続された第２車両に第１車両で余剰となった余剰電力を供給する。

特開２０１４－１０３８４９号公報

特許文献１には、第１車両（移動体）から第２車両（給電対象）への給電を実現するための具体的な回路構成が開示されていない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、移動体から給電対象への給電を、従前の回路構成を利用して実現することができる給電システム及び移動体を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
電池と電動駆動源とを備える移動体から外部の給電対象に給電を行う給電システムであって、
前記電池と前記電動駆動源との間の内部給電路に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記給電対象の受電端子とを電気的に接続することが可能な接続回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記接続回路を介して前記電池の余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する制御装置と、
を備える。

本発明の第２の態様は、
電池と電動駆動源とを備え、外部の給電対象に給電を行うことが可能である移動体であって、
前記電池と前記電動駆動源との間の内部給電路に設けられ、内部リアクトルと、前記内部リアクトルと前記電動駆動源との間に設けられるスイッチング回路と、を有するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
前記給電対象に電気的に接続される外部リアクトルと前記内部リアクトルとでトランスが形成されるように、前記外部リアクトルを保持することが可能であるリアクトル取付部と、
前記リアクトル取付部に前記外部リアクトルが保持された場合に、前記トランスを介して前記電池の余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する制御装置と、
を備える。

本発明によれば、移動体の内部給電路にある従前の回路を利用して外部の給電対象に給電することができる。

第１実施形態に係る給電システムの構成を示す図である。 第１実施形態に係る第３給電路及び接続回路を示す図である。 第１実施形態のシーケンス図である。 第１実施形態における初期充電時の電流の流れを示す図である。 第１実施形態における給電対象への給電時の電流の流れを示す図である。 第１実施形態における給電対象への給電時の電流の流れを示す図である。 第２実施形態に係る第３給電路及び接続回路を示す図である。 第２実施形態のシーケンス図である。 第２実施形態における電池充電時の電流の流れを示す図である。 第２実施形態における給電対象への給電時の電流の流れを示す図である。

以下、この発明に係る充電システム及び移動体について実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［１ 第１実施形態］
［１．１ 給電システム１０の構成］
図１は、第１実施形態に係る給電システム１０の構成を示す図である。給電システム１０は、外部電源１２と、移動体１４と、接続装置１６と、を備える。給電システム１０は、移動体１４から接続装置１６を介して移動体１４の外部の給電対象８０に給電することが可能である。例えば、給電対象８０は、他の移動体１４又は蓄電装置等である。

［１．１．１ 外部電源１２］
外部電源１２は、移動体１４の電池２０を急速充電する充電スタンドである。外部電源１２は、移動体１４の充電インレット２６に対して取り付けと取り外しが可能な充電ガン１８を備え、充電ガン１８を介して移動体１４の電池２０に給電する。なお、外部電源１２は非接触充電を行う装置であっても良い。

［１．１．２ 移動体１４］
移動体１４は、電池２０と、電動駆動源２２と、内部給電路２４と、充電インレット２６と、第１制御装置２８ａと、リアクトル取付部３０と、を備える。移動体１４は、電池２０の電力で電動駆動源２２を動作させて推進力を発生させる。第１実施形態の移動体１４は、外部電源１２から供給される電力によって電池２０を充電することが可能である。また、移動体１４は、電動駆動源２２が発電するときに、電動駆動源２２から供給される電力によって電池２０を充電することが可能である。例えば、移動体１４は、電気自動車（ＥＶ）及びプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等のような車両の他に、船舶、航空機等の輸送機器やドローン等であっても良い。

電池２０は、充電可能な蓄電装置である、例えば、リチウムイオン電池である。電動駆動源２２は、移動体１４の推進力を発生させる他に、発電機としても機能する電動モータである。

内部給電路２４は、通電線（又は基板の配線パターン）及び素子等により構成される。内部給電路２４は、第１給電路２４ａと、第２給電路２４ｂと、第３給電路２４ｃと、を備える。

第１給電路２４ａは、電池２０と第２給電路２４ｂとの間、且つ、電池２０と第３給電路２４ｃとの間に設けられる。第１給電路２４ａは、第２給電路２４ｂから電池２０への電力伝送、及び、電池２０と第３給電路２４ｃとの間の電力伝送を行う。第１給電路２４ａは、給電路の接続と切断とを切り替える第１コンタクタ３２を有する。第１コンタクタ３２は、第１制御装置２８ａから励磁電流が供給されることにより接続される。

第２給電路２４ｂは、充電インレット２６と第１給電路２４ａとの間、且つ、充電インレット２６と第３給電路２４ｃとの間に設けられる。第２給電路２４ｂは、充電インレット２６に接続される外部電源１２から第１給電路２４ａへの電力伝送、及び、外部電源１２から第３給電路２４ｃへの電力伝送を行う。第２給電路２４ｂは、給電路の接続と切断とを切り替える第２コンタクタ３４を有する。第２コンタクタ３４は、第１制御装置２８ａから励磁電流が供給されることにより接続される。

第３給電路２４ｃは、第１給電路２４ａと電動駆動源２２との間、且つ、第２給電路２４ｂと電動駆動源２２との間に設けられる。更に、第３給電路２４ｃは、第１給電路２４ａと移動体１４の外部に取り付けられる接続回路６０との間、且つ、第２給電路２４ｂと接続回路６０との間に設けられる。第３給電路２４ｃは、第１給電路２４ａと電動駆動源２２との間の電力伝送、第１給電路２４ａから接続回路６０への電力伝送、及び、第２給電路２４ｂから接続回路６０への電力伝送を行う。

第３給電路２４ｃは、第１制御装置２８ａが出力する制御信号に応じて、電池２０、電動駆動源２２、外部電源１２及び接続回路６０の間の電力伝送を制御し得るように構成される。第３給電路２４ｃは、電力の供給元の選択的な切り替え、電力の供給先の選択的な切り替え、及び、電力の供給量（給電量）を、第１制御装置２８ａが出力する制御信号に応じて制御することが可能である。

図２は、第１実施形態に係る第３給電路２４ｃ及び接続回路６０を示す図である。第３給電路２４ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と、インバータ回路３８と、平滑コンデンサ４０と、放電部４２（例えば抵抗器）と、を備える。

平滑コンデンサ４０の一端及び放電部４２の一端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のハイサイド（Ｈサイド又は＋サイド）の二次側端子及びインバータ回路３８のハイサイドの一次側端子に接続される。平滑コンデンサ４０の他端及び放電部４２の他端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のローサイド（Ｌサイド又は－サイド）の二次側端子及びインバータ回路３８のローサイドの一次側端子に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の一次側端子は、第１給電路２４ａ及び第２給電路２４ｂに接続され、二次側端子は、インバータ回路３８に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、平滑コンデンサ４４と、内部リアクトル４６と、ハイサイド及びローサイドの２つのスイッチ部４８と、を有する。平滑コンデンサ４４の一端は、ハイサイドの一次側端子に接続され、他端はローサイドの一次側端子に接続される。内部リアクトル４６の一端は、ハイサイドの一次側端子に接続され、他端は２つのスイッチ部４８の間の中点に接続される。２つのスイッチ部４８は、直列に接続される。各スイッチ部４８は、並列に接続されるスイッチ素子とダイオードにより構成される。図２に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、内部リアクトル４６とスイッチ部４８とからなる組を複数組有しても良い。各組の回路は互いに並列に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、第１制御装置２８ａがスイッチ部４８のそれぞれのスイッチ素子のオンとオフを制御することで、一次側端子に入力される直流電圧を制御信号に応じた昇圧率で昇圧して二次側端子から出力することが可能である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、二次側端子に入力される直流電圧を制御信号に応じた降圧率で降圧して一次側端子から出力することが可能である。

インバータ回路３８の一次側端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６に接続され、二次側端子は、電動駆動源２２に接続される。インバータ回路３８は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のアーム５０を有する。３相のアーム５０は、互いに並列に接続される。各アーム５０は、ハイサイド及びローサイドの２つのスイッチ部５２を有する。２つのスイッチ部５２は、直列に接続される。各スイッチ部５２は、並列に接続されるスイッチ素子とダイオードにより構成される。各アーム５０の２つのスイッチ部５２の間の中点が、３相の交流電力の出力部となる。

インバータ回路３８は、第１制御装置２８ａがスイッチ部５２のそれぞれのスイッチ素子のオンとオフを制御することで、一次側端子に入力される直流電力を３相の交流電力に変換して二次側端子から出力することが可能である。また、インバータ回路３８は、二次側端子に入力される３相の交流電力を直流電力に変換して一次側端子から出力することが可能である。

図１に戻り、給電システム１０の説明を続ける。第１制御装置２８ａは、給電システム１０の制御装置２８の一部を構成する。第１制御装置２８ａは、ＥＣＵである。ＥＣＵは、図示しない制御回路と、記憶装置と、Ｉ／Ｏ装置と、通信装置と、電流出力回路と、を有する。

制御回路は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成される。この場合、記憶装置に記憶されるプログラムがプロセッサによって実行されることによって、各機能が実現される。なお、制御回路は、例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路によって構成されても良い。また、制御回路は、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されても良い。

記憶装置は、例えば、ＲＡＭとＲＯＭを有する。記憶装置は、制御回路によって実行されるプログラムの他に、ユーザによって入力される各種の情報を記憶する。各種の情報というのは、例えば、移動体１４に複数の給電対象８０が同時に接続された場合の給電の順番、給電のタイミング等である。

Ｉ／Ｏ装置は、制御回路が移動体１４に設けられる各装置（電流・電圧センサ、充電インレット２６等）から情報を受信し、また、各装置に情報を送信する際に使用される。通信装置は、接続装置１６の第２制御装置２８ｂから情報を受信し、また、第２制御装置２８ｂに情報を送信する。

第１制御装置２８ａは、内部給電路２４に設けられる各センサから電圧又は電流の検出値を示す検出信号を受け取る。また、上述したように、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の各スイッチ部４８及びインバータ回路３８の各スイッチ部５２に対して制御信号を出力する。

第１制御装置２８ａは、充電インレット２６から充電ガン１８が取り付けられたことを示す接続信号を受け取った後に、第１コンタクタ３２及び第２コンタクタ３４に励磁電流を供給する。第１制御装置２８ａは、移動体１４に接続装置１６が取り付けられている場合に、電池２０の充電状況に応じて、接続装置１６の第２制御装置２８ｂに対して給電開始信号を出力する。この際、第１制御装置２８ａは、給電する接続回路６０を指示する。

第１制御装置２８ａは、充電インレット２６から充電ガン１８が取り外されたことを示す接続信号を受け取った後に、第１コンタクタ３２及び第２コンタクタ３４に供給していた励磁電流を停止する。このとき、第１制御装置２８ａは、移動体１４に接続装置１６が取り付けられている場合に、接続装置１６の第２制御装置２８ｂに対して給電停止信号を出力する。

リアクトル取付部３０は、移動体１４のボディに設けられる。リアクトル取付部３０は、１つの内部リアクトル４６に対して１つ設けられる。リアクトル取付部３０に対しては、接続装置１６の取り付けと取り外しが可能である。リアクトル取付部３０は、接続装置１６が取り付けられた状態で、接続装置１６に設けられる外部リアクトル６４を保持する。

［１．１．３ 接続装置１６］
接続装置１６は、移動体１４から給電対象８０に給電する際に、移動体１４のリアクトル取付部３０と給電対象８０の給電インレット８２との間に介在するカップリング装置である。接続装置１６は、移動体１４の内部給電路２４と給電対象８０の給電路（不図示）とを電気的に接続する。接続装置１６は、１以上の接続回路６０と、第２制御装置２８ｂと、を備える。

図２に示されるように、接続回路６０は、コネクタ６２と、外部リアクトル６４と、ダイオード６６と、コンデンサ６８と、給電コンタクタ７０と、を有する。コネクタ６２は、給電対象８０の給電インレット８２（図１）に接続可能な一対の受電端子を有する。コネクタ６２の一方の受電端子と他方の受電端子との間には、外部リアクトル６４とダイオード６６の直列回路と、コンデンサ６８と、が並列に接続される。更に、この並列回路とコネクタ６２との間には給電コンタクタ７０が設けられる。

外部リアクトル６４は、移動体１４のリアクトル取付部３０に外部から取り付け可能である。外部リアクトル６４がリアクトル取付部３０で保持されると、内部リアクトル４６と外部リアクトル６４とでトランス７２が形成される。トランス７２はフォワードトランスでも良いし、フライバックトランスでも良い。なお、内部リアクトル４６と外部リアクトル６４にはそれぞれコアが設けられる。外部リアクトル６４がリアクトル取付部３０で保持されると、それぞれのコアは連結される。

第２制御装置２８ｂは、給電システム１０の制御装置２８の一部を構成する。第２制御装置２８ｂは、第１制御装置２８ａと同様に、図示しない制御回路と、記憶装置と、Ｉ／Ｏ装置と、通信装置と、電流出力回路と、を有する。

第２制御装置２８ｂは、各接続回路６０に設けられる各センサから電圧又は電流の検出値を示す検出信号を受け取る。第２制御装置２８ｂは、各検出値を示す情報を第１制御装置２８ａに送信する。第２制御装置２８ｂは、第１制御装置２８ａから給電開始信号を受信した場合に、その給電開始信号で指示される接続回路６０の給電コンタクタ７０に励磁電流を供給する。

［１．２ 移動体１４から給電対象８０への給電］
図３は、第１実施形態のシーケンス図であり、外部電源１２から供給される電力により移動体１４の電池２０を充電しつつ、給電対象８０に電力を供給する場合のシーケンス図である。図４は、第１実施形態における初期充電時の電流の流れを示す図である。図５と図６は、第１実施形態における給電対象８０への給電時の電流の流れを示す図である。

移動体１４の充電に先駆けて、移動体１４のリアクトル取付部３０には接続装置１６が取り付けられる。更に、接続装置１６のコネクタ６２には給電対象８０が取り付けられる。以下では、接続装置１６を介して移動体１４に２つの給電対象８０が接続される形態を説明する。このとき、内部リアクトル４６と外部リアクトル６４とでトランス７２が形成される。このため、移動体１４から接続回路６０を介して給電対象８０に給電することが可能となる。

移動体１４のユーザは、移動体１４に設けられる操作装置又はスマートフォン等を操作して、２つの給電対象８０の給電順及び給電のタイミング等の充電条件を指示する。第１制御装置２８ａは、電池２０のＳＯＣが閾値以上のときに充電される電力を余剰電力とみなす。例えば、ユーザが電池２０のＳＯＣの閾値を指定すると、第１制御装置２８ａは、電池２０のＳＯＣが上昇して閾値に達した時点で、給電対象８０に対して一部又は全ての余剰電力の供給を開始する。

外部電源１２の充電ガン１８が充電インレット２６に取り付けられると、充電インレット２６は第１制御装置２８ａに接続信号を出力する。すると、以下の処理が開始される。第１制御装置２８ａは、以下の処理中に電池２０の電圧Ｖｂと電流Ｉｂと温度からＳＯＣを算出する。

時点ｔ１０において、第１制御装置２８ａは、第１コンタクタ３２及び第２コンタクタ３４に励磁電流を供給する。すると、電池２０の充電が開始される。

時点ｔ１１において、電池２０のＳＯＣが指定された第１のＳＯＣに達する。このとき、第１制御装置２８ａは、移動体１４に余剰電力が発生したと判定し、１番目に指定された給電対象８０に対して、移動体１４の余剰電力を供給することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が１番目である給電対象８０に給電を開始するために、第２制御装置２８ｂに対して、１番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ１として、給電開始信号（オン信号）を送信する。

更に、第１制御装置２８ａは、インバータ回路３８の入力端子間の電圧Ｖｐｎが電池２０の電圧Ｖｂよりも高圧になるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の各スイッチ部４８のうち、ローサイドのスイッチ素子のオンオフを制御する。すると、図４の矢印で示されるように電流が流れ、平滑コンデンサ４０の初期充電が行われる。

時点ｔ１２において、電圧Ｖｐｎが電圧Ｖｂよりも高圧になる。第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の各スイッチ部４８の各スイッチ素子を一旦オフにし、平滑コンデンサ４０の初期充電を終わらせる。このようにすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６側からインバータ回路３８側に電流が流れなくなる。

時点ｔ１３において、第２制御装置２８ｂは、給電開始信号に応じて、１番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ａの給電コンタクタ７０に励磁電流を供給する。すると、接続回路６０ａの給電コンタクタ７０はオフからオンに切り替わる。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ａにトランス７２ａを介して接続される各スイッチ部４８のうち、ローサイドのスイッチ素子のオンオフを制御する。すると、トランス７２ａを介して接続回路６０ａに給電され、接続回路６０ａの電圧Ｖ１と電流Ｉ１が上昇する。このとき、図５の矢印で示されるように電流が流れ、１番目に給電すべき給電対象８０に給電される。

時点ｔ１４において、電池２０のＳＯＣが指定された第２のＳＯＣに達する。このとき、第１制御装置２８ａは、余剰電力で更なる給電が可能と判定し、２番目に指定された給電対象８０に対して、移動体１４の余剰電力を供給することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が２番目である給電対象８０に給電を開始するために、第２制御装置２８ｂに対して、２番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ２として、給電開始信号（オン信号）を送信する。

時点ｔ１５において、第２制御装置２８ｂは、給電開始信号に応じて、２番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ｂの給電コンタクタ７０に励磁電流を供給する。すると、接続回路６０ｂの給電コンタクタ７０はオフからオンに切り替わる。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ｂにトランス７２ｂを介して接続される各スイッチ部４８のうち、ローサイドのスイッチ素子のオンオフを制御する。すると、トランス７２ｂを介して接続回路６０ｂに給電され、接続回路６０ｂの電圧Ｖ２と電流Ｉ２が上昇する。このとき、図６の矢印で示されるように電流が流れ、１番目に給電すべき給電対象８０と、２番目に給電すべき給電対象８０に給電される。

時点ｔ１６において、第１制御装置２８ａは、１番目に指定された給電対象８０に対する給電を停止することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が１番目である給電対象８０に給電を停止するために、第２制御装置２８ｂに対して、１番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ１として、給電停止信号（オフ信号）を送信する。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ａにトランス７２ａを介して接続される各スイッチ部４８の各スイッチ素子をオフにする。すると、接続回路６０ａへの給電が停止され、接続回路６０ａの電圧Ｖ１と電流Ｉ１が低下する。また、第２制御装置２８ｂは、給電停止信号に応じて、１番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ａの給電コンタクタ７０への励磁電流を停止する。すると、接続回路６０ａの給電コンタクタ７０はオンからオフに切り替わる。

時点ｔ１７において、第１制御装置２８ａは、２番目に指定された給電対象８０に対する給電を停止することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が２番目である給電対象８０に給電を停止するために、第２制御装置２８ｂに対して、２番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ２として、給電停止信号（オフ信号）を送信する。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ｂにトランス７２ｂを介して接続される各スイッチ部４８の各スイッチ素子をオフにする。すると、接続回路６０ｂへの給電が停止され、接続回路６０ｂの電圧Ｖ２と電流Ｉ２が低下する。また、第２制御装置２８ｂは、給電停止信号に応じて、２番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ｂの給電コンタクタ７０への励磁電流を停止する。すると、接続回路６０ｂの給電コンタクタ７０はオンからオフに切り替わる。

時点ｔ１８において、第１制御装置２８ａは、電池２０の充電を終了させる。このとき、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の各スイッチ部４８の各スイッチ素子をオフにする。すると、放電部４２に蓄積された電荷が放電部４２で放電され、インバータ回路３８の入力端子間の電圧Ｖｐｎが低下する。以上で、電池２０を充電しつつ、外部の給電対象８０に余剰電力を供給する処理は終了する。

［２ 第２実施形態］
［２．１ 給電システム１０の構成］
図７は、第２実施形態に係る第３給電路２４ｃ及び接続回路６０を示す図である。電動駆動源２２は、エンジン等の動力源を用いた場合に発電機として機能する。第２実施形態の移動体１４は、電動駆動源２２を発電機として使用する場合に、電動駆動源２２が発電した電力によって電池２０を充電することが可能である。例えば、移動体１４は、第１実施形態の各移動体１４に加えて、ハイブリッド自動車（ＨＶ）及び燃料電池自動車（ＦＣＶ）等であっても良い。なお、第２実施形態に係る給電システム１０では、第１実施形態で説明した外部電源１２及び第２給電路２４ｂは使用されない。

また、第２実施形態の移動体１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の少なくとも１つの内部リアクトル４６ａが電動駆動源２２により発電された電力を降圧して電池２０に供給するときにのみ使用される。このため、この内部リアクトル４６ａは、リアクトル取付部３０に設けられる必要はない。

［２．２ 移動体１４から給電対象８０への給電］
図８は、第２実施形態のシーケンス図である。図９は、第２実施形態における電池充電時の電流の流れを示す図である。図１０は、第２実施形態における給電対象８０への給電時の電流の流れを示す図である。

移動体１４の充電に先駆けて、移動体１４のリアクトル取付部３０には接続装置１６が取り付けられる。更に、接続装置１６のコネクタ６２には給電対象８０が取り付けられる。以下では、接続装置１６を介して移動体１４に１つの給電対象８０が接続される形態を説明する。このとき、内部リアクトル４６と外部リアクトル６４とでトランス７２が形成される。このため、移動体１４から接続回路６０を介して給電対象８０に給電することが可能となる。

時点ｔ２１において、移動体１４が備えるエンジン（不図示）が始動されると、電動駆動源２２が発電する。このとき、第１制御装置２８ａは、１番目に指定された給電対象８０に対して、移動体１４の余剰電力を供給することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が１番目である給電対象８０に給電を開始するために、第２制御装置２８ｂに対して、１番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ１として、給電開始信号（オン信号）を送信する。

更に、第１制御装置２８ａは、インバータ回路３８の各スイッチ部５２の各スイッチ素子のオンオフを制御して、インバータ回路３８からＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６に直流電流を出力する。このとき、平滑コンデンサ４０が充電される。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、内部リアクトル４６ａに接続されるスイッチ部４８のハイサイドのスイッチ素子のオンオフを制御する。すると、図９の矢印で示されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の二次側端子から一次側端子に向かって電流が流れる。すると、時点ｔ２２において、電圧Ｖｐｎが電圧Ｖｂよりも高圧になる。

時点ｔ２３において、第２制御装置２８ｂは、給電開始信号に応じて、１番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ａの給電コンタクタ７０に励磁電流を供給する。すると、接続回路６０ａの給電コンタクタ７０はオフからオンに切り替わる。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ａにトランス７２ａを介して接続されるスイッチ部４８のうち、ローサイドのスイッチ素子のオンオフを制御する。すると、トランス７２ａを介して接続回路６０ａに給電され、接続回路６０ａの電圧Ｖ１と電流Ｉ１が上昇する。このとき、図１０の矢印で示されるように電池２０側から電流が流れ、１番目に給電すべき給電対象８０に給電される。

時点ｔ２４において、第１制御装置２８ａは、１番目に指定された給電対象８０に対する給電を停止することを決定する。第１制御装置２８ａは、給電順が１番目である給電対象８０に給電を停止するために、第２制御装置２８ｂに対して、１番目の給電対象８０の充電制御指示Ｓ１として、給電停止信号（オフ信号）を送信する。更に、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６のうち、接続回路６０ａに接続される各スイッチ部４８の各スイッチ素子をオフにする。すると、接続回路６０ａへの給電が停止され、接続回路６０ａの電圧Ｖ１と電流Ｉ１が低下する。また、第２制御装置２８ｂは、給電停止信号に応じて、１番目に給電すべき給電対象８０が接続される接続回路６０ａの給電コンタクタ７０への励磁電流を停止する。すると、接続回路６０ａの給電コンタクタ７０はオンからオフに切り替わる。

時点ｔ２５において、第１制御装置２８ａは、電池２０の充電を終了させる。このとき、第１制御装置２８ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の各スイッチ部４８の各スイッチ素子をオフにする。更に、ユーザがエンジン等を停止させると、電動駆動源２２は発電を停止する。すると、放電部４２に蓄積された電荷が放電部４２で放電され、インバータ回路３８の入力端子間の電圧Ｖｐｎが低下する。以上で、外部の給電対象８０へ余剰電力を供給する処理は終了する。

［３ 変形例］
第１、第２実施形態では、移動体１４に対して外部から接続装置１６が接続される。しかし、接続装置１６の一部の回路が移動体１４に設けられていても良い。又は、接続装置１６自体が移動体１４に設けられていても良い。要するに、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の内部リアクトル４６をトランス７２の一部として使用して、給電対象８０に電池２０の余剰電力を供給するものは、本発明の給電システム１０に含まれる。

［４ 実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態及び変形例から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

本発明の第１態様は、
電池２０と電動駆動源２２とを備える移動体１４から外部の給電対象８０に給電を行う給電システム１０であって、
前記電池２０と前記電動駆動源２２との間の内部給電路２４に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と前記給電対象８０の受電端子（給電インレット８２）とを電気的に接続することが可能な接続回路６０と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と前記接続回路６０を介して前記電池２０の余剰電力を前記給電対象８０に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を制御する制御装置２８と、
を備える。

上記構成によれば、移動体１４は、外部電源１２又は電動駆動源２２から供給される電力を電池２０に供給する際に、内部給電路２４にある従前の回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６）を利用して外部の給電対象８０に給電することができる。このように、もともと移動体１４に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を給電のために利用することができるため、移動体１４から給電対象８０に給電するための新たな回路設計が不要である。結果として、上記構成によれば、給電のための装置を簡易化することができる。また、上記構成によれば、従前のＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を利用することで少なくとも１つの給電対象８０に給電することができるため、給電のための装置の部品点数を削減することができ、コストの上昇を抑制することができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、昇降圧用の内部リアクトル４６と、前記内部リアクトル４６と前記電動駆動源２２との間に設けられるスイッチング回路（スイッチ部４８）と、を備え、
前記移動体１４から前記給電対象８０に給電を行う場合に、前記制御装置２８は、前記移動体１４から前記給電対象８０に前記内部リアクトル４６を介して電力が供給されるように前記スイッチング回路を動作させても良い。

上記構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の内部リアクトル４６を外部給電用のトランス７２として活用することで、給電のための装置の部品点数を削減することができ、コストの上昇を抑制することができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、内部リアクトル４６と、前記内部リアクトル４６と前記電動駆動源２２との間に設けられるスイッチング回路（スイッチ部４８）と、を備え、
前記接続回路６０は、外部リアクトル６４を備え、
前記内部リアクトル４６と前記外部リアクトル６４はトランス７２を形成し、
前記移動体１４から前記給電対象８０に給電を行う場合に、前記制御装置２８は、前記移動体１４から前記給電対象８０に前記トランス７２を介して電力が供給されるように前記スイッチング回路を動作させても良い。

上記構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の内部リアクトル４６を外部給電用のトランス７２として活用することで、給電のための装置の部品点数を削減することができ、コストを抑制することができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記移動体１４は、前記内部リアクトル４６を複数備え、
前記給電対象８０の前記受電端子は、複数の前記内部リアクトル４６のそれぞれに前記接続回路６０を介して電気的に接続されても良い。

上記構成によれば、１つの移動体１４で複数の給電対象８０に給電することができるため、外部給電を効率的に行うことができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記移動体１４は、前記内部リアクトル４６を複数備え、
複数の前記内部リアクトル４６のうちの一部は、前記電動駆動源２２により発電された電力を降圧して前記電池２０に供給するときにのみ使用されても良い。

上記構成によれば、移動体１４が発電した電力を電池２０に供給するための回路構成と、外部電源１２から供給される電力を給電対象８０に供給するための回路構成と、を区分させることができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記接続回路６０は、コンタクタ（給電コンタクタ７０）を備え、
前記制御装置２８は、前記コンタクタの開閉を制御しても良い。

第１態様の給電システム１０において、
前記制御装置２８は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を制御する第１制御装置２８ａと、
前記接続回路６０を制御する第２制御装置２８ｂと、を備え、
前記第１制御装置２８ａは、前記余剰電力に基づいて前記給電対象８０に対する電力の供給の開始と停止を判断し、判断結果を前記第２制御装置２８ｂに出力し、
前記第２制御装置２８ｂは、前記判断結果に応じて前記コンタクタの開閉を制御しても良い。

上記構成によれば、移動体１４の余剰電力に応じて給電対象８０を適切に充電することができる。

第１態様の給電システム１０において、
前記移動体１４に複数の前記給電対象８０が接続された場合に、前記第１制御装置２８ａは、前記余剰電力に基づいてどの前記給電対象８０に対して電力の供給を開始するかを判定しても良い。

上記構成によれば、移動体１４の余剰電力に応じて適切に給電対象８０に電力を供給することができる。このため、給電の効率が向上する。

第１態様の給電システム１０において、
前記制御装置２８は、外部電源１２が供給する電力によって前記電池２０が充電されるときに発生する前記余剰電力を前記給電対象８０に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を制御しても良い。

第１態様の給電システム１０において、
前記制御装置２８は、前記電動駆動源２２が発電する電力によって前記電池２０が充電されるときに発生する前記余剰電力を前記給電対象８０に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を制御しても良い。

第１態様の給電システム１０において、
前記接続回路６０は、前記移動体１４に対して着脱自在であっても良い。

本発明の第２態様は、
電池２０と電動駆動源２２とを備え、外部の給電対象８０に給電を行うことが可能である移動体１４であって、
前記電池２０と前記電動駆動源２２との間の内部給電路２４に設けられ、内部リアクトル４６と、前記内部リアクトル４６と前記電動駆動源２２との間に設けられるスイッチング回路（スイッチ部４８）と、を有するＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と、
前記給電対象８０に電気的に接続される外部リアクトル６４と前記内部リアクトル４６とでトランス７２が形成されるように、前記外部リアクトル６４を保持することが可能であるリアクトル取付部３０と、
前記リアクトル取付部３０に前記外部リアクトル６４が保持された場合に、前記トランス７２を介して前記電池２０の余剰電力を前記給電対象８０に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を制御する制御装置２８と、
を備える。

なお、本発明に係る給電システム及び移動体は、前述の実施形態及び変形例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…給電システム １４…移動体
２０…電池 ２２…電動駆動源
２４…内部給電路 ２８…制御装置
２８ａ…第１制御装置 ２８ｂ…第２制御装置
３０…リアクトル取付部
３６…ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
４６、４６ａ…内部リアクトル
４８…スイッチ部（スイッチング回路）
６０…接続回路 ６４…外部リアクトル
７０…給電コンタクタ（コンタクタ） ７２…トランス
８０…給電対象
８２…給電インレット（受電端子）

Claims (10)

1. 電池と電動駆動源とを備える移動体から外部の給電対象に給電を行う給電システムであって、
   前記電池と前記電動駆動源との間の内部給電路に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記給電対象の受電端子とを電気的に接続することが可能な接続回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記接続回路を介して前記電池の余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、内部リアクトルと、前記内部リアクトルと前記電動駆動源との間に設けられるスイッチング回路と、を備え、
   前記接続回路は、外部リアクトルを備え、
   前記内部リアクトルと前記外部リアクトルはトランスを形成し、
   前記移動体から前記給電対象に給電を行う場合に、前記制御装置は、前記移動体から前記給電対象に前記トランスを介して電力が供給されるように前記スイッチング回路を動作させ、
   前記移動体は、前記内部リアクトルを複数備え、
   複数の前記内部リアクトルのうちの一部は、前記電動駆動源により発電された電力を降圧して前記電池に供給するときにのみ使用される、給電システム。
2. 電池と電動駆動源とを備える移動体から外部の給電対象に給電を行う給電システムであって、
   前記電池と前記電動駆動源との間の内部給電路に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記給電対象の受電端子とを電気的に接続することが可能な接続回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記接続回路を介して前記電池の余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、内部リアクトルと、前記内部リアクトルと前記電動駆動源との間に設けられるスイッチング回路と、を備え、
   前記接続回路は、外部リアクトルとコンタクタとを備え、
   前記内部リアクトルと前記外部リアクトルはトランスを形成し、
   前記移動体から前記給電対象に給電を行う場合に、前記制御装置は、前記移動体から前記給電対象に前記トランスを介して電力が供給されるように前記スイッチング回路を動作させ、
   前記制御装置は、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する第１制御装置と、
   前記接続回路を制御する第２制御装置と、を備えると共に前記コンタクタの開閉を制御し、
   前記第１制御装置は、前記余剰電力に基づいて前記給電対象に対する電力の供給の開始と停止を判断し、判断結果を前記第２制御装置に出力し、
   前記第２制御装置は、前記判断結果に応じて前記コンタクタの開閉を制御する、給電システム。
3. 電池と電動駆動源とを備える移動体から外部の給電対象に給電を行う給電システムであって、
   前記電池と前記電動駆動源との間の内部給電路に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記給電対象の受電端子とを電気的に接続することが可能な接続回路と、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と前記接続回路を介して前記電池の余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、内部リアクトルと、前記内部リアクトルと前記電動駆動源との間に設けられるスイッチング回路と、を備え、
   前記接続回路は、外部リアクトルを備え、
   前記内部リアクトルと前記外部リアクトルはトランスを形成し、
   前記移動体から前記給電対象に給電を行う場合に、前記制御装置は、前記移動体から前記給電対象に前記トランスを介して電力が供給されるように前記スイッチング回路を動作させ、
   前記接続回路は、前記移動体に対して着脱自在である、給電システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の給電システムであって、
   前記移動体は、前記内部リアクトルを複数備え、
   前記給電対象の前記受電端子は、複数の前記内部リアクトルのそれぞれに前記接続回路を介して電気的に接続される、給電システム。
5. 請求項１又は３に記載の給電システムであって、
   前記制御装置は、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する第１制御装置と、
   前記接続回路を制御する第２制御装置と、を備え、
   前記第１制御装置は、前記余剰電力に基づいて前記給電対象に対する電力の供給の開始と停止を判断し、判断結果を前記第２制御装置に出力し、
   前記第２制御装置は、前記判断結果に応じて前記接続回路に備えられたコンタクタの開閉を制御する、給電システム。
6. 請求項２又は５に記載の給電システムであって、
   前記移動体に複数の前記給電対象が接続された場合に、前記第１制御装置は、前記余剰電力に基づいてどの前記給電対象に対して電力の供給を開始するかを判定する、給電システム。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の給電システムであって、
   前記制御装置は、外部電源が供給する電力によって前記電池が充電されるときに発生する前記余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する、給電システム。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の給電システムであって、
   前記制御装置は、前記電動駆動源が発電する電力によって前記電池が充電されるときに発生する前記余剰電力を前記給電対象に供給するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御する、給電システム。
9. 請求項１又は２に記載の給電システムであって、
   前記接続回路は、前記移動体に対して着脱自在である、給電システム。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の給電システムを備える、移動体。

Images