WO2014162886A1

WO2014162886A1 - 車両用電源装置

Info

Publication number: WO2014162886A1
Application number: PCT/JP2014/057675
Authority: WO
Inventors: 山本　直樹
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-10-09

Abstract

　充電プラグ（７１）を介して供給される電力を所望電圧の直流電力に変換した後、バッテリ（１１）に充電することなく、直接ＤＣ／ＡＣインバータ（２１）に供給する。そして、該ＤＣ／ＡＣインバータ（２１）より出力される交流電力をプラグソケット（２２）に出力する。従って、電力供給部（４１）より出力される電力をバッテリ（１１）に充電することなく、外部機器（６０）に供給することが可能となり、バッテリ（１１）への不必要な充電、放電を低減することができる。

Description

車両用電源装置

　本発明は、車両用電源装置に係り、特に、バッテリが不必要に充電、放電することを回避する技術に関する。

　従来より、車両に高圧のバッテリを搭載し、該バッテリより出力される直流電力をインバータにより交流電力に変換して、プラグソケット（外部出力端子）へ電力を供給するようにした車両用電源装置が提案されている（特許文献１参照）。そして、電源装置を車載することにより、車両内で電気機器を作動させることができるので、例えば、携帯電話の充電器を接続すれば、車両内で携帯電話を充電することが可能になる。

特開２００４－２７６６７２号公報

　しかしながら、上記の特許文献１に開示された電源装置では、外部充電器（バッテリに充電する電力の供給源となる充電器）を用いてバッテリに充電している際に、プラグソケットより電力を出力する際の電力供給動作についての記載がない。このため、バッテリを充電している際に、プラグソケットに外部機器が接続された場合には、一旦バッテリに充電した電力を放電させて、プラグソケットに供給させることになり、バッテリにて不必要な充放電が行われてしまい、ひいてはバッテリの寿命が短くなるという問題が発生する。

　本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、バッテリが不必要に充電、放電することを回避することが可能な車両用電源装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため本願発明は、バッテリ充電用の充電プラグが所定部位に接続されているか否かを判断し、充電プラグが接続され、且つ、外部出力端子への電力出力要求が発生した場合に、充電プラグより供給される供給電力が外部出力端子に出力されるように、電力の出力を制御する。

図１は、本発明の第１、第２、第４実施形態に係る車両用電源システムを含む車両システム、及びその周辺機器を示すブロック図である。図２は、本発明の第２実施形態に係る車両用電源システムの処理動作を示すフローチャートである。図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用電源システムの処理動作を示すタイミングチャートである。図４は、本発明の第３実施形態に係る車両用電源システムを含む車両システム、及びその周辺機器を示すブロック図である。図５は、本発明の第３実施形態に係る車両用電源システムの処理動作を示すフローチャートである。図６は、本発明の第４実施形態に係る車両用電源システムの処理動作を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態の説明］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用電源装置を含む車両システム、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。この車両システム１００は、電気自動車、ハイブリッド自動車、及びプラグインハイブリッド自動車等の、モータを駆動源として走行可能な車両に搭載することができる。本実施形態では、電気自動車に搭載した場合を例に挙げて説明する。

　図１に示すように、車両システム１００は、充電ケーブル７０より供給される電力を入力する第１充電ポート４３と、該第１充電ポート４３を介して供給された電力を充電し、必要に応じて、充電した電力を放電するバッテリパック１０と、第１充電ポート４３より供給される電力を変換、昇圧してバッテリパック１０に供給する電力供給部４１と、を備えている。

　バッテリパック１０は、高圧の直流電力を充電、放電するバッテリ１１と、該バッテリ１１の充電、放電を制御するバッテリＥＣＵ１２と、バッテリ１１の接続線の接続、遮断を切り替えるリレー１３と、を備えている。バッテリＥＣＵ１２は、バッテリ１１の充電状態を監視し、リレー１３の接続、遮断を切り替えて、バッテリ１１の充電、放電を制御する。また、バッテリＥＣＵ１２は、バッテリ１１の充電量（ＳＯＣ；State Of Charge）を示す信号を、後述する車両ＥＣＵ３１に送信する。

　更に、車両システム１００は、バッテリパック１０より出力される直流電力を交流電力に変換し、且つ、所望の電圧（例えば、５０Ｈｚ、ＡＣ１００Ｖ）に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２１と、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１より出力された交流電力を外部機器６０に供給するための接続部であるプラグソケット２２（外部出力端子）を備えている。また、車両システム１００は、車両を走行させるための駆動モータ５１と、バッテリパック１０より出力される直流電力を交流電力に変換して駆動モータ５１に供給するインバータ５２と、バッテリパック１０より出力される直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５３と、該ＤＣ／ＤＣコンバータ５３より出力される電力により作動する弱電計装機器５４と、を備えている。弱電計装機器５４は、例えば、１２Ｖバッテリ、ヘッドランプ、ワイパー、各種の計器、ナビゲーションシステム、車内照明機器、及び各種のコントローラ等である。

　また、この車両システム１００は、車両ＥＣＵ３１を備えており、該車両ＥＣＵ３１には、外部通信機器との間で各種の通信を行う通信装置３７と、ランプユニット３６と、スピーカユニット３５と、車両電源スイッチ３２と、外部出力スイッチ３３と、Ｉ／Ｆ装置３４が接続されている。更に、車両ＥＣＵ３１には、電力供給部４１と、ＤＣ／ＡＣインバータ２１と、バッテリＥＣＵ１２と、インバータ５２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３が接続されている。

　車両ＥＣＵ３１は、車両システム１００全体を総括的に制御する機能を備えており、特に、後述する充電プラグ７１が第１充電ポート４３に接続されているか否かを判断する。そして、車両ＥＣＵ３１は、充電プラグ７１が第１充電ポート４３に接続されていると判断したときに、外部出力スイッチ３３がオンとされた場合に、ＤＣ／ＡＣインバータ２１を作動させ、且つ、電力供給部４１より出力される電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力するように制御する。即ち、車両用ＥＣＵ３１は、バッテリ充電用の充電プラグ７１が所定部位に接続されているか否かを判断する接続判断手段としての機能を備える。また、車両ＥＣＵ３１は、外部出力スイッチ３３がオンとされた場合、即ち、プラグソケット２２（外部出力端子）への電力出力要求が発生した場合に、充電プラグ７１より供給される供給電力がプラグソケット２２に出力されるように、電力の出力を制御する電力出力制御手段としての機能を備える。

　バッテリＥＣＵ１２は、バッテリ１１の充電量を監視し、更に、バッテリ１１への充電要求が有るか否かを判断し、これらの信号を車両ＥＣＵ３１に出力する。即ち、バッテリＥＣＵ１２は、バッテリの充電量を監視し、且つ、バッテリの充電要求を監視するバッテリ監視手段としての機能を備える。

　通信装置３７は、プラグソケット２２による外部への電力出力が何らかの理由で自動停止した場合に、外部通信機器（図示省略）との間で通信を行い、外部への電力出力が停止したことを通知する。ランプユニット３６は、外部への電力出力が自動停止した際に、車内の適所に設置したランプを点灯させることにより、出力停止中であることを乗員に知らせる。スピーカユニット３５は、外部への電力出力が自動停止した際に、車内の適所に設置したスピーカより警報音を発することにより、出力停止中であることを乗員に知らせる。

　車両電源スイッチ３２は、車両システム１００の起動、停止を切り替えるためのプッシュ式のスイッチであり、該車両電源スイッチ３２を操作することにより、オフモード、ＡＣＣモード、オンモード、レディモードを適宜切り替えることができる。

　外部出力スイッチ３３は、プッシュ式のスイッチであり、該外部出力スイッチ３３を操作することにより、プラグソケット２２より電力を出力するか否かを切り替えることができる。

　Ｉ／Ｆ装置３４は、各種表示器の表示態様を設定するためのインターフェースであり、例えば、充電、放電のシンボルの表示態様を操作者のニーズに合わせて変更することができる。

　更に、車両システム１００は、急速充電用の電力供給装置９０と接続される第２充電ポート４４と、この第２充電ポート４４とバッテリパック１０との間の接続、遮断を切り替えるリレー４２を備えている。車両システム１００は、充電時間に余裕が無い場合には、リレー４２をオンとした状態で第２充電ポート４４より供給される電力をバッテリ１１に充電することができる。

　充電ケーブル７０は、外部電源８０と接続するための電源プラグ７３と、コントロールボックス７２、及び第１充電ポート４３と接続するための充電プラグ７１を備えている。外部電源８０は、商用電源８２（例えば、ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ）と、電源コンセント８１を備えている。そして、操作者が、電源プラグ７３を電源コンセント８１に接続し、且つ充電プラグ７１を第１充電ポート４３に接続することにより、商用電源８２より出力される交流電力を第１充電ポート４３に供給することができる。

　なお、上述した車両ＥＣＵ３１及びバッテリＥＣＵ１２は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。

　次に、第１実施形態に係る車両用電源装置の作用について説明する。操作者が、バッテリ１１へ電力を充電しようとして、充電ケーブル７０に設けられる充電プラグ７１を第１充電ポート４３に接続すると、商用電源８２より出力される交流電力が第１充電ポート４３を介して電力供給部４１に供給される。電力供給部４１は、商用電源８２より供給される交流電力を、所望の電圧に変換し、更に直流電力に変換してバッテリ１１に供給するので、該バッテリ１１を充電することができる。

　一方、外部出力スイッチ３３がオンとされると、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３に充電プラグ７１が接続されているか否かを判断する。そして、充電プラグ７１が接続されていると判断された場合には、次いで、車両ＥＣＵ３１は、電力の外部出力要求が発生しているか否かを判断する。具体的には、車両ＥＣＵ３１は、外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かを判断する。

　そして、外部出力スイッチ３３がオンとされている場合には、車両ＥＣＵ３１は、電力供給部４１、及び、ＤＣ／ＡＣインバータ２１に駆動信号を出力する。これにより、電力供給部４１は、充電ケーブル７０を経由して供給される交流電力を所望の電圧に変換し、更に直流電力に変換してＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力する。該ＤＣ／ＡＣインバータ２１は、電力供給部４１より供給される直流電力を所望の交流電力（例えば、５０Ｈｚ、１００Ｖ）に変換して、プラグソケット２２に出力する。従って、ＤＣ／ＡＣインバータ２１は、該プラグソケット２２に接続された外部機器６０に電力を供給することができる。

　この際、外部機器６０に供給する電力は、充電ケーブル７０を経由して供給される外部電力であり、バッテリ１１に充電されている電力は消費されない。従って、バッテリ１１の充電状態を維持したまま、ＤＣ／ＡＣインバータ２１を作動させて外部機器６０に電力を供給することができることとなる。

　また、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３より外部電力が供給されているか否かを判断し、外部電力が供給されていないと判断された場合（例えば、停電等）には、バッテリ１１に充電されている電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給する制御を行う。従って、外部電力の供給が停止した場合でも、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１を用いて外部機器６０へ継続して電力を供給することができる。

　このようにして、第１実施形態に係る車両用電源装置では、車両ＥＣＵ３１にて外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かを判断し、且つ、充電ケーブル７０の充電プラグ７１が第１充電ポート４３に接続されているか否かを判断する。そして、外部出力スイッチ３３がオンとされ、且つ充電ケーブル７０が接続されていると判断された場合には、第１充電ポート４３より供給される外部電力を電力供給部４１にて所望の電圧の直流電力に変換して、ＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力する。従って、バッテリ１１に充電されている電力を消費することなく、外部に接続される外部機器６０に電力を供給することができるようになる。その結果、一旦、バッテリ１１に充電した電力を放電して外部機器６０に供給する必要が無くなり、バッテリ１１が不必要な充放電を行うという問題の発生を回避することができる。

　また、外部電力の供給が停止した場合には、バッテリ１１に充電されている電力を放電して外部機器６０に供給するので、例えば、外部電源８０と充電ケーブル７０との間が遮断された場合や、停電発生時等においても、継続して外部機器６０に電力を供給することができる。

［第２実施形態の説明］
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、外部出力スイッチ３３がオンとされた際に、バッテリ１１の充電要求に応じて、電力供給部４１より出力する電力を制御する。そして、バッテリ１１の充電量（以下、「ＳＯＣ」という）を維持し、且つ、外部機器６０が必要とする電力を供給する。装置構成は第１実施形態で示した図１と同様であるので説明を省略する。

　以下、第２実施形態に係る電力供給装置の作用を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ１１において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力要求があるか否かを判断する。具体的には、外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かが判断される。

　そして、外部出力の要求が無い場合、即ち、外部出力スイッチ３３がオフとされている場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、車両ＥＣＵ３１は、外部機器６０への電力供給は不要であると判断して、本処理を終了する。

　一方、外部出力の要求が有る場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２において、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３に充電プラグ７１が接続されているか否かを確認し、更に、充電プラグ７１が接続されている場合には、第１充電ポート４３に外部電源８０からの電力（外部入力電力）が供給されているか否かを判断する。

　第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないと判断された場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、外部入力電力を用いて外部機器６０に電力を供給することができないので、ステップＳ１４において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている電力を出力して、外部機器６０に供給する。具体的には、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている直流電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給し、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１で交流電力に変換した後、プラグソケット２２に出力する。従って、プラグソケット２２に接続された外部機器６０を作動させることができる。この場合にはバッテリ１１のＳＯＣが低下するので、バッテリ１１は、予め設定した放電可能閾値まで電力を放電して外部機器６０に電力を出力する。充電電力が放電可能閾値まで低下した場合には、放電を停止する。

　一方、第１充電ポート４３に電力が供給されていると判断された場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３において、車両ＥＣＵ３１は、外部電源８０より供給される電力を、外部機器６０に供給する処理を開始する。具体的には、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３に供給された交流電力を、電力供給部４１にて所望の電圧に変換し、更に、直流電力に変換してＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給する。そして、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１より出力される交流電力はプラグソケット２２に供給されて、該プラグソケット２２に接続される外部機器６０に出力される。従って、バッテリ１１に充電された電力を消費することなく、外部機器６０を作動することができる。

　その後、ステップＳ１５において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１への電力の充電要求が有るか否かを判断する。この処理において、図１に示したバッテリＥＣＵ１２は、現在のバッテリ１１のＳＯＣに基づき、バッテリ１１を充電する必要があるか否かを判断する。例えば、バッテリ１１を満充電とする場合でＳＯＣが１００％で無い場合には、車両ＥＣＵ３１に充電要求を出力する。他方、ＳＯＣが１００％である場合には充電要求を出力しない。

　また、バッテリ１１のＳＯＣが設定されている場合には、現在のバッテリ１１の充電状態がこのＳＯＣに達していない場合には充電要求を出力し、達している場合には充電要求を出力しない。ここで、ＳＯＣを１００％としない理由は、例えば、昼間よりも電気料金が安価である夜間に充電したい場合等には、タイマ制御等により、夜間になるまで充電を行わないので、所定のＳＯＣに維持するように制御する。

　そして、ステップＳ１５の処理で、充電要求有りと判断された場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１６において、車両ＥＣＵ３１は、外部電源８０より供給される電力を電力供給部４１にて所望の直流電圧に変換して、バッテリ１１に供給し、該バッテリ１１を充電する制御を行う。また、電力供給部４１より出力される電力の一部、即ち、外部電源８０より供給される電力から、外部機器６０に供給される電力を差し引いた電力がバッテリ１１に供給されて、該バッテリ１１を充電する。換言すれば、外部からの供給電力からバッテリ１１への供給分を減算した電力が外部機器６０に出力される。

　このような制御を行うことにより、バッテリ１１のＳＯＣを増加させて満充電に近づけることができ、且つ、プラグソケット２２に電力を供給することができる。従って、バッテリ１１が満充電に到達するまでの所要時間が増加するというデメリットが生じるものの、外部電源８０より供給される電力をバッテリ１１に充電せずに、外部に接続される外部機器６０に供給することが可能となる。

　その後、ステップＳ１８において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力停止要求が有るか否かを判断する。外部出力停止要求が無ければ（ステップＳ１８でＮＯ）、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ１５に処理を戻す。また、例えば、外部出力スイッチ３３がオフとされることにより、外部出力停止要求が発生した場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１９において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力を停止する。即ち、車両ＥＣＵ３１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１への電力供給、及び作動を停止させて、プラグソケット２２への電力供給を終了する。なお、ステップＳ１８において、ステップＳ１４を経由した場合、外部出力停止要求が無くても、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ１５に処理を戻さない（図２の＊）。その理由は、ステップＳ１５の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていることを前提としているのに対し、ステップＳ１４の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないことを前提としているからである。

　一方、ステップＳ１５の処理において、バッテリ１１への充電要求が無いと判断された場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１７において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力開始時のＳＯＣが維持されるように、電力供給部４１より出力する電力を制御する。更に、車両ＥＣＵ３１は、電力供給部４１より出力される電力、或いはバッテリ１１に充電された電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給する制御を行う。詳細については後述する。その後、ステップＳ１８の処理に移行する。

　こうして、車両ＥＣＵ３１は、外部出力要求の有無、及びバッテリ１１への充電要求の有無に応じて、電力供給部４１より出力する電力を制御して、外部機器６０へ供給する電力を生成するのである。

　次に、ステップＳ１７に示した、バッテリ１１のＳＯＣを維持する処理について、図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。この処理では、バッテリ１１のＳＯＣを、その時点でのＳＯＣ（所望の目標充電量；目標ＳＯＣ）に維持する処理を実行する。ＳＯＣを維持する処理は、例えば、比較的安価な夜間電力を用いてバッテリ１１を充電する場合等の、夜間になるまで目標ＳＯＣ以上の充電を必要としない場合に実行される処理である。

　図３において、横軸は時間経過を示し、（ａ）はＳＯＣの変化を示し、（ｂ）はＳＯＣ維持フラグの変化を示す。ここで、ＳＯＣ維持フラグとは、ＳＯＣがある一定の数値に達したときに、オンとなってこれ以上の充電を中止させるためのフラグである。また、図３（ｃ）は外部出力スイッチ３３のオン、オフ状態を示し、（ｄ）は外部出力電力、即ち、外部機器６０で消費される電力を示す。図３（ｅ）は外部電源８０から供給される電力を示し、（ｆ）はバッテリ１１の充電要求電力を示している。

　初期的な状態として、バッテリ１１のＳＯＣがα％（目標ＳＯＣ）、ＳＯＣ維持フラグがオフ、外部出力スイッチ３３がオフ、外部出力電力が０［ｋＷ］、外部電源８０からの供給電力が０［ｋＷ］、充電要求電力が１０［ｋＷ］であるものとする。

　図３に示す時刻ｔ１において、外部出力スイッチ３３がオンとされると、供給電力が０［ｋＷ］から２．７［ｋＷ］に上昇する。また、（ｄ）に示す外部出力電力は、約１．５［ｋＷ］の近傍で変化する。即ち、図１に示す外部出力スイッチ３３がオンとされると、ＤＣ／ＡＣインバータ２１が作動し、且つ、電力供給部４１より出力される直流電力がＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給されるので、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１より出力される交流電力が、プラグソケット２２を介して外部機器６０に供給され、該外部機器６０を駆動させる。

　また、図３（ｂ）に示すＳＯＣ維持フラグはオフであるので、電力供給部４１より出力される電力の一部は、バッテリ１１に供給され、該バッテリ１１を充電する。従って、図３（ａ）に示すようにバッテリ１１のＳＯＣは徐々に上昇することになる。

　そして、時刻ｔ２でバッテリ１１のＳＯＣがα％（目標ＳＯＣ）からβだけ上昇し、（α＋β）％（所定値）に達すると、ＳＯＣ維持フラグがオンとされる。これにより、バッテリ１１のＳＯＣがこれ以上上昇することが阻止される。具体的には、図３（ｅ）に示すように、電力供給部４１の出力を停止し（即ち、出力を０［ｋＷ］とし）、且つ、図３（ｆ）に示すように、バッテリ１１の充電要求電力を０［ｋＷ］とする。

　この際、車両ＥＣＵ３１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給される電力の供給源を、外部電源８０から、バッテリ１１に切り替える。従って、外部電源８０からＤＣ／ＡＣインバータ２１への電力供給が停止し、その代わりとして、バッテリ１１に蓄積された電力がＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給されて外部機器６０に供給されることとなる。従って、ＤＣ／ＡＣインバータ２１には継続して電力が供給されることになるので、図３（ｄ）に示すように、外部機器６０に対して継続して電力を供給することが可能となる。

　時刻ｔ２から、更に時間が経過すると、バッテリ１１のＳＯＣは徐々に低下することになり、時刻ｔ３にて目標ＳＯＣのα％に達する。車両ＥＣＵ３１は、これを検出すると図３（ｂ）に示すＳＯＣ維持フラグをオフとする。すると、図３（ｆ）に示す充電要求電力が再度１０［ｋＷ］に上昇し、これに伴って、図３（ｅ）に示す電力供給部４１の出力電力が上昇して２．７［ｋＷ］となる。その後、時刻ｔ１からの動作と同様の動作を繰り返す。こうすることにより、バッテリ１１のＳＯＣを目標ＳＯＣであるα％から、（α＋β％）の間に維持することができ、且つ、外部機器６０に所望の電力を供給することが可能となる。

　このようにして、第２実施形態に係る車両用電源装置では、充電ケーブル７０が接続されて外部電源８０より出力される電力が第１充電ポート４３に供給されている際に、外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かが判断される。そして、外部出力スイッチ３３がオンであると判断された場合には、バッテリ１１への充電要求が有るか否かを判断する。バッテリ１１への充電要求が有る場合には、外部電源８０より供給される電力を電力供給部４１にて所望電圧の直流電力に変換し、この電力をバッテリ１１に供給して該バッテリ１１を充電する。更に、電力供給部４１より出力される電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給して外部機器６０供給用の電力を生成する。従って、外部電源８０より出力された電力を直流電力に変換した後、直接ＤＣ／ＡＣインバータ２１に供給して外部機器６０に供給できるので、バッテリ１１が頻繁に充放電を繰り返すという問題を回避することができる。

　また、バッテリ１１への充電要求が無い場合には、該バッテリ１１のＳＯＣを保持するように制御する。即ち、図３のタイミングチャートで説明したように、ＳＯＣがα％～（α＋β）％の範囲で変化するようにバッテリ１１の充電、放電を切り替えながら、ＳＯＣを維持し、且つ、外部機器６０に対して継続して電力を供給することができる。従って、バッテリ１１の不必要な充放電を低減でき、且つ、バッテリ１１のＳＯＣを所望する数値に維持することが可能となる。

［第３実施形態の説明］
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。図４は、第３実施形態に係る車両用電源装置を含む車両システム１０１、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。図４に示す車両システム１０１では、ＤＣ／ＡＣインバータ２１の入力側に電流センサＡ１、及び電圧センサＶ１を備えている点で相違している。そして、該電流センサＡ１及び電圧センサＶ１は、車両ＥＣＵ３１に接続されている。従って、車両ＥＣＵ３１は、各センサＡ１、Ｖ１で検出される電流値、及び電圧値に基づいて外部機器６０に出力される電力を求めることが可能となる。即ち、各センサＡ１、Ｖ１は、外部出力端子より外部機器６０に出力される出力電力を検出する出力電力検出手段としての機能を備えている。

　これ以外の構成は、図１と同一であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。第３実施形態では、バッテリ１１の充電要求が無いときに、外部に出力する電力を演算し、演算した電力に応じて電力供給部４１より出力する電力を制御する。従って、外部機器６０で消費される電力、及びＤＣ／ＡＣインバータ２１で消費される電力のみが電力供給部４１より出力されることになり、バッテリ１１の充電、放電を行うことなく、外部機器６０に電力を供給することができる。

　以下、図５に示すフローチャートを参照して、第３実施形態に係る電源装置の作用について説明する。初めに、ステップＳ３１において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力要求があるか否かを判断する。具体的には、外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かが判断される。

　そして、外部出力の要求が無い場合、即ち、外部出力スイッチ３３がオフとされている場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、外部機器６０への電力供給は不要であると判断して、本処理を終了する。

　一方、外部出力の要求が有る場合には（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２において、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３に充電プラグ７１が接続されているか否かを確認し、更に、充電プラグ７１が接続されている場合には、第１充電ポート４３に外部電源８０からの電力（外部入力電力）が供給されているか否かを判断する。

　第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないと判断された場合には（ステップＳ３２でＮＯ）、外部入力電力を用いて外部機器６０に電力を供給することができないので、ステップＳ３４において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている電力を出力して、外部機器６０に供給する。具体的には、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている直流電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力し、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１で交流電力に変換した後、プラグソケット２２に出力する。従って、プラグソケット２２に接続された外部機器６０を作動させることができる。この場合には、バッテリ１１のＳＯＣが低下するので、バッテリ１１は、予め設定した放電可能閾値まで電力を放電して外部機器６０に電力を出力する。充電電力が放電可能閾値まで低下した場合には、放電を停止する。

　一方、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていると判断された場合には（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３において、車両ＥＣＵ３１は、電流センサＡ１で測定された電流値、及び電圧センサＶ１で測定された電圧値を取得する。更に、ステップＳ３５において、車両ＥＣＵ３１は、取得した電流値及び電圧値に基づいて、外部機器６０及びＤＣ／ＡＣインバータ２１で消費される電力の合計を演算する。

　その後、ステップＳ３６において、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ３５の処理で求めた電力となるように、電力供給部４１より出力する電力を制御する。従って、外部機器６０及びＤＣ／ＡＣインバータ２１にて消費される電力分だけが、電力供給部４１より出力されることになる。

　その後、ステップＳ３７において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力停止要求が有るか否かを判断する。外部出力停止要求が無ければ（ステップＳ３７でＮＯ）、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ３３に処理を戻す。また、例えば、外部出力スイッチ３３がオフとされることにより、外部出力停止要求が発生した場合には（ステップＳ３７でＹＥＳ）、ステップＳ３８において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力を停止する。即ち、車両ＥＣＵ３１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１への電力供給、及び作動を停止させて、プラグソケット２２への電力供給を終了する。こうして、車両ＥＣＵ３１は、電力供給部４１より出力される電力を、外部機器６０及びＤＣ／ＡＣインバータ２１にて消費される電力となるように制御することにより、バッテリ１１の充電、放電と切り離して、外部機器６０に電力を供給することができるのである。なお、ステップＳ３７において、ステップＳ３４を経由した場合、外部出力停止要求が無くても、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ３３に処理を戻さない（図５の＊）。その理由は、ステップＳ３３の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていることを前提としているのに対し、ステップＳ３４の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないことを前提としているからである。

　このようにして、第３実施形態に係る車両用電源装置では、外部機器６０及びそれに付随して消費される電力（ＤＣ／ＡＣインバータ２１で消費される電力）のみが電力供給部４１より出力されるように制御するので、プラグソケット２２から外部に電力を出力する際に、バッテリ１１の充電、放電を行う必要が無い。その結果、バッテリ１１の頻繁な充電、放電を回避することができ、バッテリ１１の寿命が短くなるという問題を回避することができる。

［第４実施形態の説明］
　次に、本発明の第４実施形態について説明する。装置構成は、第１、第２実施形態で示した図１と同一であるので、構成説明を省略する。そして、第４実施形態では、バッテリ１１の充電状態を監視するバッテリＥＣＵ１２にて、バッテリ１１が充電傾向（充電量が増加傾向）にあるか、或いは放電傾向（充電量が減少傾向）に有るかを検出し、この検出結果に基づいて、電力供給部４１より出力する電力を調整する。

　以下、図６に示すフローチャートを参照して、第４実施形態に係る電源装置の作用について詳細に説明する。初めに、ステップＳ５１において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力要求があるか否かを判断する。具体的には、外部出力スイッチ３３がオンとされているか否かが判断される。

　そして、外部出力の要求が無い場合、即ち、外部出力スイッチ３３がオフとされている場合には（ステップＳ５１でＮＯ）、車両ＥＣＵ３１は、外部機器６０への電力供給は不要であると判断して、本処理を終了する。

　一方、外部出力の要求が有る場合には（ステップＳ５１でＹＥＳ）、ステップＳ５２において、車両ＥＣＵ３１は、第１充電ポート４３に充電プラグ７１が接続されているか否かを確認し、更に、充電プラグ７１が接続されている場合には、第１充電ポート４３に外部電源８０からの電力（外部入力電力）が供給されているか否かを判断する。

　第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないと判断された場合には（ステップＳ５２でＮＯ）、外部入力電力を用いて外部機器６０に電力を供給することができないので、ステップＳ５４において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている電力を出力して、外部機器６０に供給する。具体的には、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１に充電されている直流電力をＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力し、該ＤＣ／ＡＣインバータ２１で交流電力に変換した後、プラグソケット２２に出力する。従って、プラグソケット２２に接続された外部機器６０を作動させることができる。この場合には、バッテリ１１のＳＯＣが低下するので、バッテリ１１は、予め設定した放電可能閾値まで電力を放電して外部機器６０に電力を出力する。充電電力が放電可能閾値まで低下した場合には、放電を停止する。

　一方、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていると判断された場合には（ステップＳ５２でＹＥＳ）、ステップＳ５３において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１が充電傾向であるか、或いは放電傾向であるかを判断する。この処理では、車両ＥＣＵ３１は、バッテリＥＣＵ１２より出力される検出結果に基づいて判断する。

　ステップＳ５５において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１が充電傾向であるか否かを判断し、充電傾向である場合には（ステップＳ５５でＹＥＳ）、ステップＳ５６において、電力供給部４１の出力電力を低減する処理を行う。即ち、バッテリ１１が充電傾向であるということは、電力供給部４１より出力される電力が過多であると判断できるので、出力電力を減少させる。

　また、バッテリ１１が充電傾向でないと判断された場合には（ステップＳ５５でＮＯ）、ステップＳ５７において、車両ＥＣＵ３１は、バッテリ１１が放電傾向であるか否かを判断する。そして、放電傾向である場合には（ステップＳ５７でＹＥＳ）、ステップＳ５８において、車両ＥＣＵ３１は、電力供給部４１の出力を増加する処理を行う。即ち、バッテリ１１が放電傾向であるということは、電力供給部４１より出力される電力が過少であると判断できるので、出力電力を増大させる。

　その後、ステップＳ５９において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力停止要求が有るか否かを判断する。外部出力停止要求が無ければ（ステップＳ５９でＮＯ）、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ５３に処理を戻す。また、例えば、外部出力スイッチ３３がオフとされることにより、外部出力停止要求が発生した場合には（ステップＳ５９でＹＥＳ）、ステップＳ６０において、車両ＥＣＵ３１は、外部出力を停止する。即ち、車両ＥＣＵ３１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１への電力供給、及び作動を停止させて、プラグソケット２２への電力供給を終了する。こうして、車両ＥＣＵ３１は、電力供給部４１より出力される電力を、外部機器６０及びＤＣ／ＡＣインバータ２１にて消費される電力となるように制御することにより、バッテリ１１の充電、放電と切り離して、外部機器６０に電力を供給することができるのである。なお、ステップＳ５９において、ステップＳ５４を経由した場合、外部出力停止要求が無くても、車両ＥＣＵ３１は、ステップＳ５３に処理を戻さない（図６の＊）。その理由は、ステップＳ５３の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていることを前提としているのに対し、ステップＳ５４の処理は、第１充電ポート４３に外部入力電力が供給されていないことを前提としているからである。

　このようにして、第４実施形態に係る車両用電源装置では、バッテリ１１の充電傾向、及び放電傾向を検出することにより、外部機器６０及びそれに付随して消費される電力（ＤＣ／ＡＣインバータ２１で消費される電力）のみが電力供給部４１より出力されるように制御するので、プラグソケット２２から外部に電力を出力する際に、バッテリ１１の充電、放電を行う必要が無い。その結果、バッテリ１１の頻繁な充電、放電を回避することができ、バッテリ１１の寿命が短くなるという問題を回避することができる。

　特願２０１３－０７９３３３号（出願日：２０１３年４月５日）の全内容は、ここに援用される。

　以上、本発明の車両用電源装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

　１１　バッテリ
　１２　バッテリＥＣＵ（バッテリ監視手段）
　２２　プラグソケット（外部出力端子）
　３１　車両ＥＣＵ（接続判断手段、電力出力制御手段）
　５１　駆動モータ
　６０　外部機器
　７１　充電プラグ
　Ａ１　電流センサ（出力電力検出手段）
　Ｖ１　電圧センサ（出力電力検出手段）

Claims

　バッテリを備え、モータを駆動源として走行可能な車両に搭載される車両用電源装置において、
　外部機器に電力を供給するための外部出力端子と、
　バッテリ充電用の充電プラグが所定部位に接続されているか否かを判断する接続判断手段と、
　前記充電プラグが接続され、且つ、前記外部出力端子への電力出力要求が発生した場合に、前記充電プラグより供給される供給電力が前記外部出力端子に出力されるように、電力の出力を制御する電力出力制御手段と、
　を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
　前記電力出力制御手段は、前記充電プラグより電力が供給されているか否かを判断し、電力が供給されていないと判断された場合には、前記充電プラグが所定部位に接続されている場合であっても、前記電力出力要求が発生している際に、前記バッテリに充電されている電力を前記外部出力端子に出力するように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
　前記バッテリの充電要求を監視するバッテリ監視手段を更に備え、
　前記電力出力制御手段は、前記バッテリ監視手段にて前記バッテリの充電要求が無いと判断した場合には、前記バッテリの充電量が所望の目標充電量を維持するように、前記供給電力を前記バッテリに供給し、且つ、前記供給電力から前記バッテリへの供給分を減算した電力を前記外部出力端子に出力するように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。
　前記電力出力制御手段は、前記バッテリの充電量が前記目標充電量を超えた所定値に達した場合には、該バッテリの充電電力を前記外部出力端子に出力するように制御することを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置。
　前記外部出力端子より外部機器に出力される出力電力を検出する出力電力検出手段を更に備え、
　前記電力出力制御手段は、前記出力電力検出手段で検出された電力が前記外部機器に出力されるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載に車両用電源装置。
　前記バッテリの充電量を監視するバッテリ監視手段を更に備え、
　前記電力出力制御手段は、前記バッテリ監視手段にて、前記バッテリの充電量が増加傾向にあると判断された際には、前記外部出力端子に出力する電力を減少させ、
　前記バッテリの充電量が減少傾向にあると判断された際には、前記外部出力端子に出力する電力を増加させるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。