WO2012056516A1

WO2012056516A1 - 給電装置およびそれを備える車両ならびに給電方法

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Publication number: WO2012056516A1
Application number: PCT/JP2010/068970
Authority: WO
Inventors: 義信杉山; 遠齢洪
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-05-03
Also published as: JP5454700B2; EP2634034A1; CN103180162B; US8928280B2; US20130207607A1; EP2634034A4; CN103180162A; JPWO2012056516A1

Abstract

　切替リレー（５０，５５）は、充電インレット（４０）からコンセント（６０）へ電力を供給するための第１の給電経路と、蓄電装置（１０）からコンセント（６０）へ電力を供給するための第２の給電経路とを切替えるように構成される。ＰＭ－ＥＣＵ（６５）は、第１の給電経路を介してコンセント（６０）へ給電するときの電力コストと、第２の給電経路を介してコンセント（６０）へ給電するときの電力コストとの比較結果に基づいて、切替リレー（５０，５５）を制御することによって第１の給電経路と第２の給電経路とを切替える。

Description

給電装置およびそれを備える車両ならびに給電方法

　この発明は、給電装置およびそれを備える車両ならびに給電方法に関し、特に、車両に設けられるコンセントへの給電装置およびそれを備える車両ならびに給電方法に関する。

　蓄電装置に蓄えられた電力によって電動機を駆動して走行する電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両が知られている。このような電動車両においては、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）によって蓄電装置を充電する構成が提案されている（以下、外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。）。

　たとえば、特開２００９－２２５５８７号公報（特許文献１）には、そのような外部充電可能な電動車両の構成が開示されている。また、この公報には、充電コネクタと充電器（電力変換器）との間にリレーを介してＡＣコンセントが接続される構成が開示されている。そして、外部充電時に車両の電気システムが起動されるとリレーがオンされ、外部電源の停電時はバッテリから充電器（電力変換器）を介してＡＣコンセントへ給電する構成が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９－２２５５８７号公報特開２０１０－９３８９１号公報

　上記公報に記載の電動車両では、外部電源が停電していない限りは、外部電源からＡＣコンセントへ電力が供給される。しかしながら、外部電源からの給電が必ずしも適切とはいえない可能性もある。

　たとえば、外部電源としての系統電源の電力単価が時間帯によって変動する場合には、ＡＣコンセントへの給電が行なわれるときの外部電源の電力単価よりも、蓄電装置に蓄えられた電力の単価の方が安価である可能性もある。また、系統電源の発電形態（原子力発電や火力発電等）の構成比が時間帯によって変動する場合には、コンセントへの給電が行なわれるときの外部電源の二酸化炭素（以下「ＣＯ２」と称する。）排出原単位（単位電力量あたりのＣＯ２排出量）よりも、蓄電装置に蓄えられた電力のＣＯ２排出原単位の方が小さい可能性もある。上記公報では、この点の検討は特になされていない。

　それゆえに、この発明の目的は、車両に設けられるコンセントへの好適な給電を実現する給電装置およびそれを備える車両を提供することである。

　また、この発明の別の目的は、車両に設けられるコンセントへの好適な給電を実現する給電方法を提供することである。

　この発明によれば、給電装置は、車両に設けられるコンセントへの給電装置であって、受電部と、再充電可能な蓄電装置と、充電器と、切替回路と、制御装置とを備える。受電部は、外部電源から供給される供給電力を受ける。充電器は、受電部と蓄電装置との間に設けられ、外部電源からの供給電力を蓄電装置の充電電力に変換して蓄電装置を充電するように構成される。切替回路は、受電部からコンセントへ電力を供給するための第１の給電経路と、蓄電装置からコンセントへ電力を供給するための第２の給電経路とを切替えるように構成される。制御装置は、予め定められた指標について、第１の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第１の評価値と、第２の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第２の評価値との比較結果に基づいて、切替回路を制御することによって第１の給電経路と第２の給電経路とを切替える。

　好ましくは、上記の指標は、電力コストである。
　さらに好ましくは、制御装置は、第１および第２の給電経路のうち電力コストが低い方の経路を選択するように切替回路を制御する。

　また、好ましくは、上記の指標は、ＣＯ２排出原単位である。
　さらに好ましくは、制御装置は、第１および第２の給電経路のうちＣＯ２排出原単位が小さい方の経路を選択するように切替回路を制御する。

　好ましくは、制御装置は、蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）が予め定められたしきい値よりも少ないとき、第１の給電経路を選択するように切替回路を制御する。

　好ましくは、切替回路は、受電部と充電器との間に設けられる。コンセントは、切替回路に接続される。充電器は、双方向に電力変換可能に構成される。第２の給電経路は、充電器を含む。

　さらに好ましくは、制御装置は、充電器の電力変換効率を考慮して第２の評価値を算出する。

　好ましくは、給電装置は、表示部をさらに備える。表示部は、第１の給電経路および第２の給電経路のどちらが選択されているかを利用者に表示する。

　また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの給電装置と、給電装置から電力を受けるコンセントとを備える。

　また、この発明によれば、給電方法は、車両に設けられるコンセントへの給電方法である。車両は、受電部と、再充電可能な蓄電装置と、充電器と、切替回路とを備える。受電部は、外部電源から供給される供給電力を受ける。充電器は、受電部と蓄電装置との間に設けられ、外部電源からの供給電力を蓄電装置の充電電力に変換して蓄電装置を充電するように構成される。切替回路は、受電部からコンセントへ電力を供給するための第１の給電経路と、蓄電装置からコンセントへ電力を供給するための第２の給電経路とを切替えるように構成される。そして、給電方法は、予め定められた指標について、第１の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第１の評価値を算出するステップと、第２の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第２の評価値を算出するステップと、第１の評価値と第２の評価値との比較結果に基づいて、切替回路を制御することによって第１の給電経路と第２の給電経路とを切替えるステップとを含む。

　好ましくは、上記の指標は、電力コストである。
　また、好ましくは、上記の指標は、ＣＯ２排出原単位である。

　好ましくは、切替回路は、受電部と充電器との間に設けられる。コンセントは、切替回路に接続される。充電器は、双方向に電力変換可能に構成される。第２の給電経路は、充電器を含む。そして、第２の評価値を算出するステップは、充電器の電力変換効率を考慮して第２の評価値を算出するステップを含む。

　好ましくは、給電方法は、第１の給電経路および第２の給電経路のどちらが選択されているかを利用者に表示するステップをさらに含む。

　この発明においては、予め定められた指標（電力コストまたはＣＯ２排出原単位）について、第１の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第１の評価値と、第２の給電経路を介してコンセントへ給電するときの上記指標の値を示す第２の評価値との比較結果に基づいて、第１の給電経路と第２の給電経路とが切替えられる。これにより、上記指標について最適な給電経路を選択可能である。したがって、この発明によれば、車両に設けられるコンセントへの好適な給電を実現することができる。

この発明の実施の形態１による給電装置を搭載した車両の全体ブロック図である。図１に示す充電器の回路図である。ＰＭ－ＥＣＵの機能ブロック図である。図３に示すＰＭ－ＥＣＵの切替制御部において実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。実施の形態２におけるＰＭ－ＥＣＵの機能ブロック図である。図５に示すＰＭ－ＥＣＵの切替制御部において実行される処理の手順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。

　［実施の形態１］
　図１は、この発明の実施の形態１による給電装置を搭載した車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System　Main　Relay）」と称する。）１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power　Control　Unit）」と称する。）２０と、モータジェネレータ２５と、駆動輪３０と、ＭＧ－ＥＣＵ３５とを備える。また、車両１００は、充電インレット４０と、充電器４５と、充電リレー４７と、切替リレー５０，５５と、コンセント６０と、ＰＭ－ＥＣＵ６５と、表示部７０とをさらに備える。

　蓄電装置１０は、走行用の電力を蓄える直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１０は、充電器４５を用いて外部電源８５により充電される。また、車両１００の制動時や下り斜面での加速度低減時にも、蓄電装置１０は、モータジェネレータ２５によって発電される電力をＰＣＵ２０から受けて充電される。そして、蓄電装置１０は、蓄えられた電力をＰＣＵ２０へ出力する。また、蓄電装置１０は、蓄えられた電力を充電器４５を介してコンセント６０へも供給可能である。なお、蓄電装置１０として、二次電池に代えて大容量のキャパシタも採用可能である。

　ＳＭＲ１５は、蓄電装置１０とＰＣＵ２０との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、車両１００を走行させるために車両システムが起動するとオン状態となり、充電器４５による蓄電装置１０の充電時はオフ状態となる。

　ＰＣＵ２０は、蓄電装置１０から電力の供給を受け、ＭＧ－ＥＣＵ３５からの制御信号に基づいてモータジェネレータ２５を駆動する。また、車両１００の制動時等には、ＰＣＵ２０は、駆動輪３０から運動エネルギーを受けてモータジェネレータ２５が発電した電力を電圧変換して蓄電装置１０へ出力する。ＰＣＵ２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭインバータによって構成される。なお、三相ＰＷＭインバータと蓄電装置１０との間に昇圧コンバータを設けてもよい。

　モータジェネレータ２５は、力行動作および回生動作可能な電動発電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ２５は、ＰＣＵ２０によって駆動され、走行用の駆動トルクを発生して駆動輪３０を駆動する。また、車両１００の制動時等には、モータジェネレータ２５は、車両１００の有する運動エネルギーを駆動輪３０から受けて発電する。

　ＭＧ－ＥＣＵ３５は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）」と称する。）により構成され、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central　Processing　Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、ＰＣＵ２０の動作を制御する。具体的には、ＭＧ－ＥＣＵ３５は、ＰＣＵ２０によりモータジェネレータ２５を駆動するための制御信号（たとえば、ＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）信号）を生成し、その生成された制御信号をＰＣＵ２０へ出力する。

　充電インレット４０は、外部電源８５に接続されるコネクタ８０と嵌合可能に構成される。そして、充電インレット４０は、外部電源８５から供給される供給電力を受けて充電器４５へ出力する。なお、外部電源８５からの供給電力は、充電インレット４０からコンセント６０へも出力され得る。なお、充電インレット４０に代えて、外部電源８５のコンセントに接続可能に構成された充電プラグを設けてもよい。

　充電器４５は、外部電源８５から電力を受けて蓄電装置１０を充電するように構成される。詳しくは、充電器４５は、外部電源８５から供給される電力をＰＭ－ＥＣＵ６５からの制御信号に基づいて蓄電装置１０の充電電力に変換する。また、充電器４５は、双方向に電力変換可能に構成され、蓄電装置１０から受ける電力を外部電源８５と同等の交流電力に変換してコンセント６０へ出力することができる。なお、充電器４５の構成については、後ほど説明する。

　充電リレー４７は、蓄電装置１０およびＳＭＲ１５間に配線される電源線ＰＬ１，ＮＬ１と充電器４５との間に設けられる。充電リレー４７は、外部充電時にオン状態となり、外部充電が終了するとオフ状態となる。また、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ電力が供給されるときも、充電リレー４７はオン状態となる。

　切替リレー５０は、充電インレット４０と充電器４５との間の電路上に設けられる。切替リレー５５は、充電器４５と切替リレー５０との間の電路に一端が接続され、コンセント６０に他端が接続される。切替リレー５０，５５は、ＰＭ－ＥＣＵ６５からの指令に応じて動作する。この切替リレー５０，５５は、外部電源８５に接続された充電インレット４０からコンセント６０へ電力を供給する経路（以下「第１の給電経路」とする。）と、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ電力を供給する経路（以下「第２の給電経路」とする。）とを切替えるために設けられる。コンセント６０は、家電製品等の電源プラグを嵌合可能に構成される。

　ＰＭ－ＥＣＵ６５は、ＥＣＵにより構成され、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、充電器４５および切替リレー５０，５５の動作を制御する。具体的には、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、外部充電時、外部電源８５からの供給電力を蓄電装置１０の充電電力に変換するように充電器４５を動作させるための制御信号を生成して充電器４５へ出力する。なお、このとき、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、切替リレー５０をオンにする。

　また、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ１と、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ２とを後述の方法により算出する。そして、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、電力コストＣ１，Ｃ２の比較結果に基づいて、切替リレー５０，５５を制御することによって第１の給電経路と第２の給電経路とを切替える。

　具体的には、電力コストＣ１の方が電力コストＣ２よりも低いときは、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、切替リレー５０，５５をオンすることによって第１の給電経路を選択する。一方、電力コストＣ２の方が電力コストＣ１よりも低いときは、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、切替リレー５０，５５をそれぞれオフ，オンすることによって第２の給電経路を選択する。そして、第２の給電経路の選択時、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、蓄電装置１０からコンセント６０へ給電するように充電器４５を動作させるための制御信号を生成して充電器４５へ出力する。

　また、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、第１の給電経路および第２の給電経路のどちらが選択されているかを示す信号を生成し、その生成された信号を表示部７０へ出力する。表示部７０は、ＰＭ－ＥＣＵ６５からの信号に基づいて、第１の給電経路および第２の給電経路のどちらが選択されているかを利用者に表示する。

　図２は、図１に示した充電器４５の回路図である。図２を参照して、充電器４５は、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０，１４０と、ＤＣ／ＡＣ変換部１２０と、絶縁トランス１３０とを含む。ＡＣ／ＤＣ変換部１１０，１４０およびＤＣ／ＡＣ変換部１２０の各々は、双方向に電力変換可能な単相ブリッジ回路から成る。

　ＡＣ／ＤＣ変換部１１０は、ＰＭ－ＥＣＵ６５からの制御信号に基づいて、外部電源８５から供給される交流電力を直流電力に変換してＤＣ／ＡＣ変換部１２０へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０は、ＤＣ／ＡＣ変換部１２０から受ける直流電力を外部電源８５と同等の交流電力に変換してコンセント６０へも出力可能である。

　ＤＣ／ＡＣ変換部１２０は、ＰＭ－ＥＣＵ６５からの制御信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換部１１０から受ける直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス１３０へ出力する。また、ＤＣ／ＡＣ変換部１２０は、絶縁トランス１３０から受ける交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１１０へも出力可能である。

　絶縁トランス１３０は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換部１２０およびＡＣ／ＤＣ変換部１４０に接続される。そして、絶縁トランス１３０は、ＤＣ／ＡＣ変換部１２０からの交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧に変換してＡＣ／ＤＣ変換部１４０へ出力する。また、絶縁トランス１３０は、ＡＣ／ＤＣ変換部１４０からの交流電力を二次コイルおよび一次コイルの巻数比に応じた電圧に変換してＤＣ／ＡＣ変換部１２０へも出力可能である。

　ＡＣ／ＤＣ変換部１４０は、ＰＭ－ＥＣＵ６５からの制御信号に基づいて、絶縁トランス１３０から受ける交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１０へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換部１４０は、蓄電装置１０から供給される直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス１３０へも出力可能である。

　この実施の形態１においては、充電インレット４０にコネクタ８０が接続されているとき、切替リレー５０，５５をオンすることによって、外部電源８５から供給される電力をコンセント６０へ供給することができる（第１の給電経路）。また、切替リレー５０，５５をそれぞれオフ，オンすることによって、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ給電することができる（第２の給電経路）。

　ここで、この実施の形態１においては、ＰＭ－ＥＣＵ６５において、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ１と、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ２とが算出される。そして、電力コストＣ１と電力コストＣ２とが比較され、電力コストが低い方の給電経路を選択するようにＰＭ－ＥＣＵ６５により切替リレー５０，５５が制御される。

　図３は、ＰＭ－ＥＣＵ６５の機能ブロック図である。図３を参照して、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、電力単価取得部２１０と、記憶部２２０と、電力コスト算出部２３０と、切替制御部２４０と、充電器制御部２５０とを含む。

　電力単価取得部２１０は、外部電源８５のコネクタ８０が充電インレット４０に接続されているか否かを示す接続信号を受ける。なお、この接続信号は、たとえば、充電インレット４０にコネクタ８０が接続されると信号状態が変化する近接スイッチを用いて生成される。そして、電力単価取得部２１０は、上記接続信号を受けると、そのときの外部電源８５の電力単価（円／ｋＷｈ）を取得する。たとえば、電力単価取得部２１０は、電力会社等から時々刻々送信される電力単価情報を図示されない通信装置により受信することによって外部電源８５の電力単価を取得してもよい。あるいは、時間帯毎の外部電源８５の電力単価情報をマップ等で予め車両で保有しておき、電力単価取得部２１０は、上記接続信号の受信時の時刻に応じて外部電源８５の電力単価を取得してもよい。

　記憶部２２０は、書換可能な不揮発性のメモリである。記憶部２２０は、外部電源８５による外部充電が実施されたときの外部電源８５の電力単価を記憶する。すなわち、記憶部２２０には、蓄電装置１０に現在蓄えられている電力についての、外部充電時に電力単価取得部２１０により取得された電力単価ＰＵ（円／ｋＷｈ）が記憶されている。なお、この電力単価ＰＵは、外部充電中の平均値であってもよいし、外部充電開始時など外部充電中の所定タイミングの値であってもよい。

　電力コスト算出部２３０は、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ１（円／ｋＷｈ）と、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ２（円／ｋＷｈ）とを算出する。具体的には、電力コスト算出部２３０は、充電インレット４０と外部電源８５との接続に応じて電力単価取得部２１０から受ける外部電源８５の電力単価を上記電力コストＣ１として算出する。一方、電力コストＣ２については、電力コスト算出部２３０は、蓄電装置１０に現在蓄えられている電力についての電力単価ＰＵを記憶部２２０から読出し、充電器４５の電力変換効率を考慮して、次式により電力コストＣ２を算出する。

　Ｃ２＝ＰＵ×（１００／変換効率Ａ）×（１００／変換効率Ｂ）　…（１）
　ここで、変換効率Ａ（％）は、外部電源８５からの供給電力を充電器４５により蓄電装置１０の充電電力に変換するときの充電器４５の電力変換効率を示す。また、変換効率Ｂ（％）は、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ電力を供給するときの充電器４５の電力変換効率を示す。

　切替制御部２４０は、電力コスト算出部２３０により算出された電力コストＣ１，Ｃ２を受ける。また、切替制御部２４０は、充電インレット４０に外部電源８５のコネクタ８０が接続されているか否かを示す上記接続信号、および蓄電装置１０の残存容量を示すＳＯＣ（たとえば、蓄電装置１０の容量に対する百分率で表される。）を受ける。なお、ＳＯＣは、蓄電装置１０の電圧ＶＢおよび入出力電流等に基づいて、種々の公知の手法を用いて算出することができる。

　そして、切替制御部２４０は、これらの情報に基づいて、後述の方法により、第１および第２の給電経路を切替えるためのリレー信号を生成し、その生成したリレー信号を切替リレー５０，５５へ出力する。そして、第２の給電経路が選択された場合には、その旨を充電器制御部２５０へ通知する。また、切替制御部２４０は、第１の給電経路および第２の給電経路のどちらが選択されているかを表示部７０に表示するための表示信号を生成し、その生成された表示信号を表示部７０へ出力する。

　充電器制御部２５０は、外部充電時、外部電源８５からの供給電力を蓄電装置１０の充電電力に変換するように充電器４５を動作させるための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器４５へ出力する。また、充電器制御部２５０は、第２の給電経路が選択された旨の通知を切替制御部２４０から受けると、蓄電装置１０からコンセント６０へ給電するように充電器４５を動作させるための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器４５へ出力する。

　図４は、図３に示したＰＭ－ＥＣＵ６５の切替制御部２４０において実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、充電インレット４０と外部電源８５のコネクタ８０との接続状態を示す接続信号に基づいて、充電インレット４０が外部電源８５に接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。充電インレット４０が外部電源８５に接続されていないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、ステップＳ６０（後述）へ処理を移行する。

　ステップＳ１０において充電インレット４０が外部電源８５に接続されていると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、蓄電装置１０のＳＯＣが予め定められたしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、このしきい値は、蓄電装置１０からコンセント６０へ給電可能なＳＯＣの下限値として適宜設定される。ＳＯＣがしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、ステップＳ８０（後述）へ処理を移行する。

　ステップＳ２０においてＳＯＣがしきい値以上であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、外部電源８５の電力コストＣ１（円／ｋＷｈ）、すなわち、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ１を算出する（ステップＳ３０）。次いで、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、上記の（１）式を用いて、蓄電装置１０の電力コストＣ２（円／ｋＷｈ）、すなわち、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ２を算出する（ステップＳ４０）。

　そして、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、電力コストＣ１と電力コストＣ２とを比較し、電力コストＣ１が電力コストＣ２よりも高いか否かを判定する（ステップＳ５０）。電力コストＣ１が電力コストＣ２よりも高いと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、切替リレー５０，５５（図１，２）をそれぞれオフ，オンさせる（ステップＳ６０）。これにより、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ給電する第２の給電経路が選択される。その後、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、蓄電装置１０からコンセント６０へ給電するように充電器４５を駆動する（ステップＳ７０）。

　一方、ステップＳ５０において電力コストＣ１が電力コストＣ２以下であると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、切替リレー５０，５５をオンさせる（ステップＳ８０）。これにより、外部電源８５からコンセント６０へ給電する第１の給電経路が選択される。

　そして、ステップＳ７０またはＳ８０の後、ＰＭ－ＥＣＵ６５は、選択された給電経路を表示部７０に表示するための表示信号を表示部７０へ出力する。これにより、選択された給電経路が表示部７０に表示される（ステップＳ９０）。

　以上のように、この実施の形態１においては、外部電源８５から第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ１と、蓄電装置１０から第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときの電力コストＣ２との比較結果に基づいて、第１の給電経路と第２の給電経路とが切替えられる。これにより、電力コストについて最適な給電経路を選択可能である。したがって、この実施の形態１によれば、車両１００に設けられるコンセント６０への好適な給電を実現することができる。

　また、この実施の形態１によれば、表示部７０が設けられるので、電力コストを抑えながらコンセント６０を使用していることを利用者に報知することができる。

　［実施の形態２］
　上記の実施の形態１では、電力コストＣ１，Ｃ２（円／ｋＷｈ）の比較結果に基づいて第１の給電経路と第２の給電経路とを切替えるものとしたが、この実施の形態２では、ＣＯ２排出原単位（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）に基づいて給電経路が切替えられる。

　この実施の形態２における車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１における車両１００と同じである。また、この実施の形態２における充電器の構成は、図２に示した実施の形態１における充電器４５と同じである。

　図５は、実施の形態２におけるＰＭ－ＥＣＵ６５Ａの機能ブロック図である。図５を参照して、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、ＣＯ２情報取得部２１０Ａと、記憶部２２０と、ＣＯ２排出原単位算出部２３０Ａと、切替制御部２４０Ａと、充電器制御部２５０とを含む。

　ＣＯ２情報取得部２１０Ａは、外部電源８５のコネクタ８０が充電インレット４０に接続されているか否かを示す接続信号を受ける。そして、ＣＯ２情報取得部２１０Ａは、上記接続信号を受けると、そのときの外部電源８５のＣＯ２排出原単位（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）を取得する。たとえば、ＣＯ２情報取得部２１０Ａは、電力会社等から時々刻々送信される現在のＣＯ２排出原単位情報を図示されない通信装置により受信することによって外部電源８５のＣＯ２排出原単位を取得してもよい。あるいは、時間帯毎の外部電源８５のＣＯ２排出原単位情報をマップ等で予め車両で保有しておき、ＣＯ２情報取得部２１０Ａは、上記接続信号の受信時の時刻に応じて外部電源８５のＣＯ２排出原単位を取得してもよい。

　記憶部２２０は、外部電源８５による外部充電が実施されたときの外部電源８５のＣＯ２排出原単位を記憶する。すなわち、記憶部２２０には、蓄電装置１０に現在蓄えられている電力についての、外部充電時にＣＯ２情報取得部２１０Ａにより取得されたＣＯ２排出原単位ＣＵ（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）が記憶されている。なお、このＣＯ２排出原単位ＣＵは、外部充電中の平均値であってもよいし、外部充電開始時など外部充電中の所定タイミングの値であってもよい。

　ＣＯ２排出原単位算出部２３０Ａは、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ１（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）と、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ２（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）とを算出する。具体的には、ＣＯ２排出原単位算出部２３０Ａは、充電インレット４０と外部電源８５との接続に応じてＣＯ２情報取得部２１０Ａから受ける外部電源８５のＣＯ２排出原単位を上記ＣＯ２排出原単位Ｕ１として算出する。一方、ＣＯ２排出原単位Ｕ２については、ＣＯ２排出原単位算出部２３０Ａは、蓄電装置１０に現在蓄えられている電力についてのＣＯ２排出原単位ＣＵを記憶部２２０から読出し、充電器４５の電力変換効率を考慮して、次式によりＣＯ２排出原単位Ｕ２を算出する。

　Ｕ２＝ＣＵ×（１００／変換効率Ａ）×（１００／変換効率Ｂ）　…（２）
　切替制御部２４０Ａは、ＣＯ２排出原単位算出部２３０Ａにより算出されたＣＯ２排出原単位Ｕ１，Ｕ２、上記接続信号および蓄電装置１０のＳＯＣに基づいて、後述の方法により、第１および第２の給電経路を切替えるためのリレー信号を生成し、その生成したリレー信号を切替リレー５０，５５へ出力する。

　なお、切替制御部２４０Ａのその他の機能は、図３に示した実施の形態１における切替制御部２４０と同じである。また、充電器制御部２５０については、図３で説明したとおりである。

　図６は、図５に示したＰＭ－ＥＣＵ６５Ａの切替制御部２４０Ａにおいて実行される処理の手順を説明するためのフローチャートである。図６を参照して、このフローチャートは、図４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０，Ｓ４０，Ｓ５０に代えてそれぞれステップＳ３５，Ｓ４５，Ｓ５５を含む。

　すなわち、ステップＳ２０においてＳＯＣがしきい値以上であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、外部電源８５のＣＯ２排出原単位Ｕ１（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）、すなわち、第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ１を算出する（ステップＳ３５）。次いで、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、上記の（２）式を用いて、蓄電装置１０のＣＯ２排出原単位Ｕ２（ｋｇ－ＣＯ２／ｋＷｈ）、すなわち、第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ２を算出する（ステップＳ４５）。

　そして、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、ＣＯ２排出原単位Ｕ１とＣＯ２排出原単位Ｕ２とを比較し、ＣＯ２排出原単位Ｕ１がＣＯ２排出原単位Ｕ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５５）。ＣＯ２排出原単位Ｕ１がＣＯ２排出原単位Ｕ２よりも大きいと判定されると（ステップＳ５５においてＹＥＳ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、ステップＳ６０へ処理を進め、切替リレー５０，５５（図１，２）をそれぞれオフ，オンさせる。これにより、蓄電装置１０から充電器４５を介してコンセント６０へ給電する第２の給電経路が選択される。

　一方、ステップＳ５５においてＣＯ２排出原単位Ｕ１がＣＯ２排出原単位Ｕ２以下であると判定されると（ステップＳ５５においてＮＯ）、ＰＭ－ＥＣＵ６５Ａは、ステップＳ８０へ処理を進め、切替リレー５０，５５をオンさせる。これにより、外部電源８５からコンセント６０へ給電する第１の給電経路が選択される。

　以上のように、この実施の形態２においては、外部電源８５から第１の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ１と、蓄電装置１０から第２の給電経路を介してコンセント６０へ給電するときのＣＯ２排出原単位Ｕ２との比較結果に基づいて、第１の給電経路と第２の給電経路とが切替えられる。これにより、ＣＯ２排出原単位について最適な給電経路を選択可能である。したがって、この実施の形態２によれば、車両１００に設けられるコンセント６０への好適な給電を実現することができる。

　また、この実施の形態２によれば、表示部７０により、ＣＯ２排出原単位を抑えながらコンセント６０を使用していることを利用者に報知することができる。

　なお、上記の各実施の形態１，２においては、充電インレット４０と充電器４５との間に切替リレー５０を設けるものとしたが、コネクタ８０に接続される充電ケーブルに設けられる漏電遮断器を切替リレー５０の代わりに用いてもよい。この場合、たとえば電力線通信（ＰＬＣ）等によって、車両１００のＰＭ－ＥＣＵ６５（６５Ａ）から充電ケーブルの漏電遮断器の動作を制御することができる。

　また、上記においては、車両１００は、モータジェネレータ２５を動力源とする電動車両としたが、車両１００は、モータジェネレータ２５のみを動力源とする電気自動車であってもよいし、モータジェネレータ２５に加えてエンジン（図示せず）をさらに搭載したハイブリッド自動車であってもよい。

　なお、上記において、充電インレット４０は、この発明における「受電部」の一実施例に対応し、切替リレー５０，５５は、この発明における「切替回路」の一実施例を形成する。また、ＰＭ－ＥＣＵ６５，６５Ａ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請求の範囲によって示され、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。

　１０　蓄電装置、１５　ＳＭＲ、２０　ＰＣＵ、２５　モータジェネレータ、３０　駆動輪、３５　ＭＧ－ＥＣＵ、４０　充電インレット、４５　充電器、４７　充電リレー、５０，５５　切替リレー、６０　コンセント、６５，６５Ａ　ＰＭ－ＥＣＵ、７０　表示部、８０　コネクタ、８５　外部電源、１００　車両、１１０，１４０　ＡＣ／ＤＣ変換部、１２０　ＤＣ／ＡＣ変換部、１３０　絶縁トランス、２１０　電力単価取得部、２１０Ａ　ＣＯ２原単位取得部、２２０　記憶部、２３０　電力コスト算出部、２３０Ａ　ＣＯ２排出原単位算出部、２４０，２４０Ａ　切替制御部、２５０　充電器制御部。

Claims

　車両に設けられるコンセント（６０）への給電装置であって、
　車両外部の外部電源（８５）から供給される供給電力を受ける受電部（４０）と、
　再充電可能な蓄電装置（１０）と、
　前記受電部と前記蓄電装置との間に設けられ、前記供給電力を前記蓄電装置の充電電力に変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器（４５）と、
　前記受電部から前記コンセントへ電力を供給するための第１の給電経路と、前記蓄電装置から前記コンセントへ電力を供給するための第２の給電経路とを切替えるように構成された切替回路（５０，５５）と、
　予め定められた指標について、前記第１の給電経路を介して前記コンセントへ給電するときの前記指標の値を示す第１の評価値と、前記第２の給電経路を介して前記コンセントへ給電するときの前記指標の値を示す第２の評価値との比較結果に基づいて、前記切替回路を制御することによって前記第１の給電経路と前記第２の給電経路とを切替える制御装置（６５，６５Ａ）とを備える給電装置。
　前記指標は、電力コストである、請求の範囲第１項に記載の給電装置。
　前記制御装置（６５）は、前記第１および第２の給電経路のうち前記電力コストが低い方の経路を選択するように前記切替回路を制御する、請求の範囲第２項に記載の給電装置。
　前記指標は、二酸化炭素排出原単位である、請求の範囲第１項に記載の給電装置。
　前記制御装置（６５Ａ）は、前記第１および第２の給電経路のうち前記二酸化炭素排出原単位が小さい方の経路を選択するように前記切替回路を制御する、請求の範囲第４項に記載の給電装置。
　前記制御装置は、前記蓄電装置の残存容量が予め定められたしきい値よりも少ないとき、前記第１の給電経路を選択するように前記切替回路を制御する、請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の給電装置。
　前記切替回路は、前記受電部と前記充電器との間に設けられ、
　前記コンセントは、前記切替回路に接続され、
　前記充電器は、双方向に電力変換可能に構成され、
　前記第２の給電経路は、前記充電器を含む、請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の給電装置。
　前記制御装置は、前記充電器の電力変換効率を考慮して前記第２の評価値を算出する、請求の範囲第７項に記載の給電装置。
　前記第１の給電経路および前記第２の給電経路のどちらが選択されているかを利用者に表示するための表示部（７０）をさらに備える、請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の給電装置。
　請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の給電装置と、
　前記給電装置から電力を受けるコンセント（６０）とを備える車両。
　車両に設けられるコンセント（６０）への給電方法であって、
　前記車両は、
　車両外部の外部電源（８５）から供給される供給電力を受ける受電部（４０）と、
　再充電可能な蓄電装置（１０）と、
　前記受電部と前記蓄電装置との間に設けられ、前記供給電力を前記蓄電装置の充電電力に変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器（４５）と、
　前記受電部から前記コンセントへ電力を供給するための第１の給電経路と、前記蓄電装置から前記コンセントへ電力を供給するための第２の給電経路とを切替えるように構成された切替回路（５０，５５）とを備え、
　前記給電方法は、
　予め定められた指標について、前記第１の給電経路を介して前記コンセントへ給電するときの前記指標の値を示す第１の評価値を算出するステップと、
　前記第２の給電経路を介して前記コンセントへ給電するときの前記指標の値を示す第２の評価値を算出するステップと、
　前記第１の評価値と前記第２の評価値との比較結果に基づいて、前記切替回路を制御することによって前記第１の給電経路と前記第２の給電経路とを切替えるステップとを含む、給電方法。
　前記指標は、電力コストである、請求の範囲第１１項に記載の給電方法。
　前記指標は、二酸化炭素排出原単位である、請求の範囲第１１項に記載の給電方法。
　前記切替回路は、前記受電部と前記充電器との間に設けられ、
　前記コンセントは、前記切替回路に接続され、
　前記充電器は、双方向に電力変換可能に構成され、
　前記第２の給電経路は、前記充電器を含み、
　前記第２の評価値を算出するステップは、前記充電器の電力変換効率を考慮して前記第２の評価値を算出するステップを含む、請求の範囲第１１項から第１３項のいずれかに記載の給電方法。
　前記第１の給電経路および前記第２の給電経路のどちらが選択されているかを利用者に表示するステップをさらに含む、請求の範囲第１１項から第１３項のいずれかに記載の給電方法。