特許 6020388 電力供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6020388

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】電力供給装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20161020BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 302C

   H02J7/00 P

   B60L11/18 C

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-178066(P2013-178066)

(22)【出願日】2013年8月29日

(65)【公開番号】特開2015-62326(P2015-62326A)

(43)【公開日】2015年4月2日

【審査請求日】2015年12月14日

(31)【優先権主張番号】特願2013-172581(P2013-172581)

(32)【優先日】2013年8月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】舩越 博臣

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−７４７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７３４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−６２０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９０４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３９８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７３７４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ１／００−３／１２、７／００−１３／００、

１５／００−１５／４２

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２、７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に車両駆動用の主電池（１０１）を備えた電動車両（１）と、前記電動車両（１）に接続ケーブル（３）を介して接続され前記主電池（１０１）からの電力線（１０７、１０８）が導かれる電力変換器（２）とを備える電力供給装置であって、
前記電力変換器（２）は、
前記接続ケーブル（３）を介して前記電動車両（１）からの第１制御電源を導く第１制御電源ライン（Ｌ１）と、
前記主電池（１０１）からの電力により前記電力線（１０７、１０８）とは絶縁された第２制御電源を生成する絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）と、
前記絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）からの第２制御電源を導く第２制御電源ライン（Ｌ２）と、
前記第１制御電源または前記第２制御電源が供給されて作動する制御装置（４）と、
前記制御装置（４）と前記第１制御電源ライン（Ｌ１）との間に設けられた回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）と、を備え、
前記スイッチ手段（１６）の一次側に前記第１制御電源ライン（Ｌ１）が接続され、前記スイッチ手段（１６）の二次側に前記第２制御電源ライン（Ｌ２）が接続されていることを特徴とする電力供給装置。

【請求項2】

前記第１制御電源ライン（Ｌ１）は、前記電動車両（１）のシガーソケット（７０）を介して前記電力変換器（２）に接続されたラインと、前記シガーソケット（７０）を介さずに前記接続ケーブル（３）に接続されたラインとから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。

【請求項3】

前記制御装置（４）は、前記接続ケーブル（３）を介して前記電動車両（１）の車体（１ｂ）に接続された接地線（１０３）を有し、
前記制御装置（４）は、前記接地線（１０３）を使用して前記電動車両（１）との間で制御信号を授受することを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給装置。

【請求項4】

前記制御装置（４）内のスイッチ素子（１１０ｊ）が、前記接続ケーブル（３）内の往路と成る信号線（１１０）を介して前記電動車両（１）内のスイッチ素子（１１０ｋ）に接続され、
前記制御装置（４）は、前記接地線（１０３）を前記信号線（１１０）の帰路として前記電動車両（１）との間で制御信号を授受することを特徴とする請求項３に記載の電力供給装置。

【請求項5】

前記電力変換器（２）内に、前記接地線を介して流れる前記電力線（１０７、１０８）の地絡電流を検出する地絡検出センサが設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の電力供給装置。

【請求項6】

前記電動車両（１）内に電動車両駆動用電力を供給する前記主電池（１０１）と、前記電動車両（１）の運転スイッチのオンオフにより外部への電源供給が制御され前記主電池（１０１）よりも低圧の直流電源を供給する低圧電池（１０２）と、前記低圧電池（１０２）の電源を外部に取り出すシガーソケット（７０）と、前記主電池（１０１）の電力を外部に供給する場合に投入されるコンタクタ（１０１ｃ）とを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主電池を備えた電動車両と、電動車両外の電力変換器とを備える電力供給装置に関する。特には、主電池と電力変換器との間の電力の供給を制御する場合における電力変換器内の制御装置の制御電源をより確実に確保できる電力供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド車等の電動車両内の主電池を用いて、系統への放電や電気機器への給電を行いたいという要望がある。しかし、この要望は、設計変更を加えた特定の電動車両でしか実現できなかった。

【0003】

そこで、特許文献１に係る図４を援用して説明すれば、可搬型の電力変換器２を用意し、電動車両１が持つ急速充電コネクタに電力変換器２を接続してＥＶ駆動用バッテリと称する主電池の電動車両１外部への放電を行うものが知られている。しかし、可搬型の電力変換器２であるため、電動車両１からの放電が始まるまでは電力変換器２自身のインターフェースと称する制御装置の制御電源が確保できないとう問題があった。

【0004】

換言すれば、市場に出回っている一般の電動車両１に可搬型の電力変換器２を持ってきて、電動車両１内の主電池を用いて、系統への放電や電気機器への給電を行いたい場合に、電動車両１と電力変換器２とを制御する制御装置の電源確保という問題がある。そして、電動車両から電力をもらうまでは、制御装置の電源確保ができない。

【0005】

そこで、この問題に鑑み、特許文献１に記載の構成が考えられている。この構成は、電動車両１から電力を取り出して外部に供給する電力変換器２を起動させるための制御電源を確保し、より確実に電力変換器２を起動できるようにする。

【0006】

そのために、特許文献１に記載の装置は、図４のように、電力変換器２に搭載される内蔵バッテリと、電力変換器２に搭載されＤＣ／ＡＣインバータの動作を制御するインターフェース（制御装置）を具備している。かつ、電動車両１に設けられＥＶ駆動用バッテリ（電動車両内の主電池）の放電を制御する急速充電コンタクタを具備している。

【0007】

この特許文献１に記載の装置では、第１に、接続プラグを介する高圧のＤＣ主回路から給電を受ける電力変換器２内の内蔵充電器および内蔵バッテリから制御装置（インターフェース）が制御電源を得ている。第２に、電動車両１の補機用バッテリからＡＣＣプラグ（シガーソケット）とダイオードとを介してインターフェース（制御装置）が制御電源を得ている。この二つのルートから制御電源を確保するのが特許文献１の考え方である。このインターフェース（制御装置）によって、電動車両１と電力変換器２とが、情報交換しながら電力の授受を行うものである。

【0008】

また、特許文献１に記載の装置は、ＥＶ駆動用バッテリ（主電池）と、インターフェース（制御装置）とを接続プラグを介して電気的に接続している。また、内蔵バッテリの電力をインターフェース（制御装置）および接続プラグに供給することにより、ＤＣ／ＡＣインバータが動作可能となる。同時に、接続プラグと、急速充電コンタクタ（ＥＶコンタクタまたは単にコンタクタとも言う）とを介して、電動車両１から電力変換器２への送電が可能となる。

【0009】

具体的には、車両内のＤＣ１２ボルトの低圧電源を供給するシガーソケットから制御装置に制御電源を供給している。一方、車両を駆動するＥＶ駆動用バッテリからの高電圧（ＤＣ主回路）を、急速充電コネクタを介して電力変換器２の内蔵充電器と内蔵バッテリに電力を供給し、この内蔵バッテリからもインターフェース（制御装置）に制御電源を供給している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１３−７４７２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記特許文献１の技術によると、以下の問題が有る。第１に、利用する内蔵バッテリ（二次電池）は経年劣化が生じ、定期的な交換対応が必要なため、商品性の劣化や利用者の利便性低下が起きる。

【0012】

第２に、電力変換器２の内蔵充電器が絶縁型（絶縁トランスで一次側二次側を完全に絶縁するタイプ）であるとは記載されていない。内蔵充電器が非絶縁型（コイルとスイッチング素子だけで電圧変換するタイプ）とすると、上記ＤＣ主回路（高圧の主電池のラインであり２００〜４００ボルトの電圧を持つ）と制御電源が同電位となる可能性があるが、そのことについては考慮されていない。

【0013】

ちなみに、電動車両の内部では、ＥＶ駆動用バッテリの高電圧のラインと補機用バッテリとの低電圧のラインとは絶縁されている。要は、混触して低電圧のラインに高電圧が印加されないように配慮されている。この考え方は、電力変換器２の内部でも、そのような配慮がなされるべきである。しかし、上記特許文献１の技術では、このような配慮がなく、インターフェース（制御装置）に高電圧が混触してしまう可能性がある。

【0014】

第３に、シガーソケット（ＡＣＣソケット）のＤＣ１２ボルトラインをダイオードを介してインターフェースに常時直接接続している。この接続形態では、ＪＩＳのＴＳＤ０００７に規定された急速充電仕様に定める回り込み回路発生防止の機能を果たさず、電力線の地絡検知にも用いられる接地線の断線を検出できない。

【0015】

以下、これについて、説明する。図５は電力線の地絡検知の説明図である。電動車両１内にはＥＶ駆動用バッテリとも称する高圧直流電力を供給する主電池１０１が内蔵され、この主電池１０１の両端に接続された電力線１０７、１０８の地絡を検出する必要がある。

【0016】

また、電動車両１の車体１ｂおよび電力変換器２の筐体２ｂは共に接地線１０３にて接続されアースされている。このような接地線１０３は、特許文献１では図示が省略されているが当然設けられている。

【0017】

この接地線１０３は、本来の接地作用以外に、電動車両１内の制御を行う図示しない制御装置内のスイッチ素子と電力変換器２内の制御を行うスイッチ素子とのオンオフ信号を電動車両１と電力変換器２との間でやり取りする場合の信号帰路としての作用を成す。なお、スイッチ素子はトランジスタ等で形成される。

【0018】

この信号帰路を成す接地線１０３が断線すると、上記オンオフ信号を電動車両１側と電力変換器２との間でやり取りできなくなる。つまり、電力変換器２側からすれば電動車両１の動きが読めなくなり、接地線１０３が断線した場合は停止信号として感知でき、充電ないし放電動作を停止することができる。しかし、回りこみ回路が形成されると、接地線１０３が断線していても感知できない。

【0019】

また、電動車両１と電力変換器２との間では地絡検出のために、地絡検出回路が形成されている。この地絡検出回路は、接地線１０３と、２つの抵抗１０４、１０５に接続された地絡検出センサ１０６（直流電流センサとも言う）とを有している。接地線１０３はＪＩＳに記載され第１の作用を成す接地線と同じである。地絡が発生すると、抵抗１０４、１０５のいずれかと接地線１０３とを介して地絡検出センサ１０６に微弱電流が流れて地絡の有無が検出される。つまり、接地線１０３は、地絡検出という作用にも関係する。よって、接地線１０３が断線すると、地絡検出ができなくなる。

【0020】

回り込み回路形成事例として、図６と同様の回路例が公開されている。接地線１０３が断線しているか否かを監視することが重要になる。しかし、図６の電力変換器（充電器）２側と電動車両１側との間に、抵抗Ｒ１、Ｒ３を介した常時直接接続されている常時直接接続ライン１０９がある場合に問題が起こる。この場合、接地線１０３が×印のように断線していても、常時直接接続ライン１０９（抵抗Ｒ１、Ｒ３を通るライン）によって、本来の破線矢印の信号線１１０と接地線１０３とを経由する回路に代わる回り込み回路が、実線の矢印のように形成される。

【0021】

この結果、接地線に×印の断線があっても、電動車両１側のスイッチ素子１１０ｋと電力変換器側（充電器側）のスイッチ素子１１０ｊのオンオフ信号が電動車両１側と電力変換器（充電器）２側との間でやり取りされてしまう。なお、スイッチ素子１１０ｊとスイッチ素子１１０ｋは、トランジスタまたはフォトトランジスタから構成できる。

【0022】

換言すれば、本来は、接地線１０３を破線矢印のように通るオンオフ信号によって電動車両１側のスイッチ素子１１０ｋと電力変換器２側（充電器側）のスイッチ素子１１０ｊとの間にオンオフ信号が流れる。このため、接地線１０３に断線が有ると、すぐに判明する。しかし、実線矢印のように接地線１０３断線時の回り込み回路が形成されると、接地線１０３に断線が有ることがわからなくなる。

【0023】

このように、特許文献１に記載の電力供給装置においても、開示が成されていないものの、図５と図６の回路の考え方が必須であり、回り込み回路の形成に留意する必要がある。特に接地線１０３は、電動車両１の車体１ｂから接続プラグ内を経由して電力変換器２のシャシー（筐体２ｂ）と共に接地されている。

【0024】

しかるに、特許文献１の回路構成では、図４のように、シガーソケット（ＡＣＣソケット）のＤＣ１２ボルトラインがダイオードを介してインターフェース（制御装置）に常時直接接続している。よって、上述の常時直接接続ラインを通る回り込み回路が形成されてしまうという問題がある。

【0025】

このように、特許文献１の回路構成では、シガーソケットのＤＣ１２ボルトラインを車両への供給ラインに常時直接接続しているため、ＪＩＳのＴＳＤ０００７に規定された急速充電仕様に定める回り込み回路が形成されている可能性が高い。

【0026】

従って、回りこみ回路発生防止の機能を果たしていない。つまり接続プラグ内を通過する図示していない信号帰路を形成する接地線１０３が断線していても、この断線の有無が判明しない。また、電力線１０７、１０８の地絡検知にも用いられる接地線１０３の断線を検出できない。

【0027】

このように、電動車両１内の高電圧が、充電器、充放電装置、可搬式電力変換器等と称される電力変換器２に導かれている。そして、電動車両１内で地絡が発生すると接地線１０３を介して電流が流れ、この電流を地絡検出器内の地絡検出センサ１０６（図５）で検出するようになっている。つまり電動車両１内の絶縁状態を監視している。しかし、万一接地線１０３が断線していると、このような地絡検出が不可能となる。

【0028】

このことが安全上のリスクになる上、上記ＪＩＳの基準にも適合しない。このような問題を解決するためには、図４の内蔵バッテリの利用を止めたり、電力変換器２と電動車両１との電力通信状態に応じて、電動車両１と電力変換器２との接続形態および受電方法を変更したりする必要がある。しかし、実装部品の見直しや通信段階に応じた複雑な制御が必要であり、扱いを間違えると制御電源喪失に至る可能性がある。

【0029】

本発明の目的は、電動車両と電力変換器との間の制御を実行する制御装置の制御電源が確実に確保されると共に、電動車両と電力変換器との間の常時直接接続ラインに係る回り込み回路発生による弊害をなくすことにある。そして、電力線の地絡検知にも用いられる接地線の断線をより確実に検出できるようにした電力供給装置を提供することにある。

【0030】

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

【課題を解決するための手段】

【0031】

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明の一つでは、電力供給装置は、内部に車両駆動用の主電池（１０１）を備えた電動車両（１）と、電動車両（１）に接続ケーブル（３）を介して接続され主電池（１０１）からの電力線（１０７、１０８）が導かれる電力変換器（２）とを備える。電力変換器（２）は、第１制御電源ライン（Ｌ１）と、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）と、第２制御電源ライン（Ｌ２）と、制御装置（４）と、回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）とを備える。

【0032】

第１制御電源ライン（Ｌ１）は、接続ケーブル（３）を介して電動車両（１）から第１制御電源を得る。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）は、主電池（１０１）からの電力により電力線（１０７、１０８）とは絶縁された第２制御電源を生成する。第２制御電源ライン（Ｌ２）は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）からの第２制御電源を導く。

【0033】

制御装置（４）は、第１制御電源または第２制御電源が供給されて作動する。回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）は、制御装置（４）と第１制御電源ライン（Ｌ１）との間に設けられている。そして、スイッチ手段（１６）の一次側に第１制御電源ライン（Ｌ１）が接続され、スイッチ手段（１６）の二次側に第２制御電源ライン（Ｌ２）が接続されている。

【0034】

この発明によれば、接続ケーブル（３）を介して電動車両（１）から第１制御電源を得る第１制御電源ライン（Ｌ１）を備える。また、車両駆動用の主電池（１０１）からの電力により、電力線（１０７、１０８）とは絶縁された第２制御電源を第２制御電源ライン（Ｌ２）に生成する絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）を備える。そして、第１制御電源または第２制御電源が供給されて作動する制御装置（４）を備える。制御装置（４）と第１制御電源ライン（Ｌ１）との間に回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）を備える。それにより、スイッチ手段（１６）の一次側に第１制御電源ライン（Ｌ１）が接続され、スイッチ手段（１６）の二次側に第２制御電源ライン（Ｌ２）が接続されている。従って、制御装置（４）には、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）からの第２制御電源と、スイッチ手段（１６）を経由した第１制御電源とが供給される。

【0035】

従って、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）が作動していないときにも、電動車両（１）から第１電源が制御装置（４）に供給されるため、電動車両（１）と電力変換器（２）との間の制御を実行する制御装置（４）の電源が確実に確保される。また、制御装置（４）には、スイッチ手段（１６）を経由した第１制御電源が供給される。よって、スイッチ手段（１６）が開放またはＯＦＦしている場合を設定することができる。これにより、電動車両（１）と電力供給装置との間の常時直接接続ラインを無くすことができるから、回り込み回路発生による弊害を解消できる。更に、回り込み回路が実質的に無くなることにより、電力線（１０７、１０８）の地絡検知にも用いられる接地線（１０３）の断線をより確実に検出できる。

【0036】

なお、スイッチ手段（１６）が閉じている場合は、回り込み回路が形成されるが、回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）が閉じている期間は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）からの第２制御電源が確立していない一時期だけとすることができる。また、この時期は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（１５）に車両駆動用の主電池（１０１）からの高圧電力が来ていない一時期と重なる。よって、回り込み防止リレーのスイッチ手段（１６）が閉成（ＯＮ）している期間に短時間の回り込み回路が形成され接地線（１０３）の断線が一時的に検出されなくなっても実害が無い。

【0037】

次に、本発明の一つでは、第１制御電源ライン（Ｌ１）は、電動車両のシガーソケット（７０）を介して電力変換器（２）に接続されたラインと、電動車両のシガーソケット（７０）を介さずに接続ケーブル（３）に接続されたラインとから形成されている。

【0038】

これによれば、既存のシガーソケット（７０）を介して接続されたラインと、シガーソケット（７０）を介さずに接続ケーブル（３）に接続されたラインとから第１制御電源ライン（Ｌ１）を形成している。それにより、第１制御電源ライン（Ｌ１）に対する電源の供給形態を選択することができ、例えば、一方が不備でも他方で電源供給を確立することができる。

【0039】

次に、本発明の一つでは、制御装置（４）は、接続ケーブル（３）を介して電動車両（１）の車体に接続された接地線（１０３）を有し、かつ、制御装置（４）は、接地線（１０３）を使用して電動車両（１）との間で制御信号を授受する。これによれば、接地線（１０３）を活用しての制御装置（４）が電動車両（１）と電力変換器（２）との間で電力供給に係る制御を行うことができる。

【0040】

次に、本発明の一つでは、制御装置（４）内のスイッチ素子（１１０ｊ）が、接続ケーブル（３）内の往路と成る信号線（１１０）を介して電動車両（１）内のスイッチ素子（１１０ｋ）に接続されている。制御装置（４）は、接地線（１０３）を信号線（１１０）の帰路として電動車両（１）との間で制御信号を授受する。

【0041】

この発明によれば、接地線（１０３）を活用して、制御装置（４）が、電動車両（１）と電力変換器（２）との間で電力供給に係る制御を行うことができる。また、接地線（１０３）が断線すると制御信号の授受ができなくなるから、接地線（１０３）の断線が判明する。

【0042】

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の一実施形態となる電力供給装置の電気回路図である。

【図2】上記実施形態における電力供給装置の起動準備中の制御を示すフローチャートである。

【図3】上記実施形態における電力供給装置の放電中および終了処理中の制御を示すフローチャートである。

【図4】従来の電力供給装置の構造を示す説明図である。

【図5】従来の電力供給装置および上記実施形態に使用される電力線の地絡検知の説明図である。

【図6】従来の電力供給装置において発生し、上記実施形態において対策される回り込み回路形成事例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態となる電力供給装置の電気回路を示している。電力供給装置は、電動車両１と可搬型の電力変換器２とを備えている。電力変換器２は外部に電動車両１の主電池１０１の電力を取り出す放電装置としての役割を備える。

【0045】

この一実施形態においては、外部電源となる系統電力（商用電源の電力）側の電気機器３０から電動車両１の主電池１０１を充電する充電装置としての機能も持っている。従って、電力変換器２は充放電装置でもある。電動車両１と電力変換器２との間には充放電コネクタケーブルから成る接続ケーブル３を備えている。

【0046】

この一実施形態は、電動車両１と電力変換器２との間の制御を実行する制御装置４（特許文献１のインターフェースに相当し、電力変換器２内の機器である）の制御電源が確実に確保されるようにしている。それと共に、電動車両１と電力変換器２との間の常時直接接続ラインに係る回り込み回路発生による弊害をなくしている。また、電力線１０７、１０８の地絡検知にも用いられる接地線１０３の断線を検出できるようにした電力供給装置を提供している。

【0047】

そのために、電動車両１から電力変換器２にＤＣ１２ボルト給電ライン６が追加されている。このＤＣ１２ボルト給電ライン６の代わりに、あるいは、それと共に、シガーソケット７０を利用した脱着式シガーケーブル５を用いても良い。

【0048】

図１においては、ＤＣ１２ボルト給電ライン６と脱着式シガーケーブル５とを併用してダイオード１０、１１で給電出力が合流して回り込み防止リレーの接点からなるスイッチ手段１６を介して制御装置４にＤＣ１２ボルトの制御電源が供給されるようにしている。

【0049】

また、特許文献１の内蔵バッテリ相当を廃止して、代わりに、一次側と二次側が絶縁トランスで絶縁された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５を採用している。更に、ＤＣ１２ボルト給電ライン６に、ＤＣ１２ボルトの供給源を切り替える回り込み防止リレーのスイッチ手段１６を追加して、常時直接接続ラインを廃止している。スイッチ手段１６は無接点式のいわゆる半導体スイッチでもよい。

【0050】

以下具体的に説明する。この実施形態においても基本的にはＤＣ１２ボルトの電源を例えば脱着式シガーケーブル５や新設のＤＣ１２ボルト給電ライン６を介して電動車両１からもらうことは否定していない。なお新設ラインから成るＤＣ１２ボルト給電ライン６を設ける場合は、接続ケーブル３の先についているコネクタ内の余剰のピンを利用できる。

【0051】

制御装置４の制御電源が、ＤＣ１２ボルト給電ライン６またはシガーソケット７０を介した脱着式シガーケーブル５から供給されている。このように、ＤＣ１２ボルトの制御電源供給ラインに関して、シガーソケット７０からと、接続ケーブル３の先についているコネクタ内のピンからとの両方を有している点、は特許文献１に記載がない部分である。

【0052】

絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、高圧をＤＣ１２ボルトに降圧し、一次側と二次側とが内部の絶縁トランスで絶縁された絶縁型である。従って、高圧側と低圧側の混触のリスクが少ない。この絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルト出力と、前述のＤＣ１２ボルト給電ライン６またはシガーソケット７０を経由する脱着式シガーケーブル５のＤＣ１２ボルト出力とは、スイッチ手段１６の一次側と二次側とに夫々供給されている。

【0053】

電力変換器２が起動した当初は、ＤＣ１２ボルト給電ライン６または脱着式シガーケーブル５を経由する第１制御電源ラインＬ１のＤＣ１２ボルト出力によって、制御装置４の制御電源が確保される。

【0054】

そして、制御装置４によって電動車両１と電力変換器２との間で通信がなされる。この通信の一例は、電動車両１内の図１では図示が省略されたコンタクタ（急速充電コンタクタまたはＥＶコンタクタとも呼ばれる）の投入を依頼する。このコンタクタは後述する図５のＥＶコンタクタと同じものである。コンタクタ投入による電動車両１からの電力線１０７、１０８を経由した高圧電力によって、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５がＤＣ１２ボルトの出力を第２制御電源ラインＬ２に生成できる。そして生成できる段階になった場合には、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をオン状態からオフ状態に切替える。

【0055】

この回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をオン状態からオフ状態に切替えることにより、電動車両１からのＤＣ１２ボルト出力が常時直接接続とはならない。つまり、接地線１０３が断線したときの回り込み回路が解消される。制御装置４の制御電源が絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルトの出力によって生成できたことを確認したうえで、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６がオン状態からオフ状態に切替えられている。

【0056】

なお、電動車両１から電力変換器２を介して電力を取り出すのを停止する終了処理の場合は、逆に回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をオフ状態からオン状態に切替えてから、電動車両１内のコンタクタがオフする。その結果、電力線１０７、１０８に高圧電源が来なくなって絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルト出力が無くなる。その代わりに、ＤＣ１２ボルト給電ライン６または脱着式シガーケーブル５を経由するＤＣ１２ボルト出力によって制御装置４の制御電源が確保される。これによって、制御電源の信頼性が高まる。

【0057】

なお、電動車両１から電力変換器２を介して電力を取り出すのを停止する終了処理を行っているときは、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をオフ状態からオン状態に切替えるため回り込み回路が一時的に形成される。しかし、電動車両１内のコンタクタが遅滞なくオフし、電力線１０７、１０８に高圧電源が来なくなるため、このときに、接地線１０３が断線したとしても、実害がない。

【0058】

なお、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルト出力を確認する図示しない電圧計からの信号によって、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルト出力が来たのを確認してから、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６がオフするようにしても良い。また、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５のＤＣ１２ボルト出力を回り込み防止リレーのスイッチ手段１６の二次側に逆流防止ダイオード２１を介して導くようにしても良い。

【0059】

図２は、この一実施形態における電力供給装置の起動準備中の制御を示す。図３はこの一実施形態における電力供給装置の放電中および終了処理中の制御を示す。図２において、ステップＳ３０１で電動車両１のシステムが起動される。先ず、ステップＳ３０２で車両の運転キーがユーザによって操作され、運転スイッチのＩＧ端子またはＡＣＣ端子に所定の電圧が印加される（IG or ACC ON）。これによって、電動車両１から図１のＤＣ１２ボルト給電ライン６またはシガーソケット７０および脱着式シガーケーブル５を経由するＤＣ１２ボルト出力の電力変換器２への供給が行われる。

【0060】

電力変換器２においては、ステップＳ３０６の起動処理では、先ず、ステップＳ３０７において、ユーザにより接続ケーブル３の充放電コネクタが電動車両１と電力変換器２との間に接続される。

【0061】

次に、ステップＳ３０８では、接続ケーブル３内におけるＤＣ１２ボルトの追加線であるＤＣ１２ボルト給電ライン６が有るか否かが判断される。ＤＣ１２ボルト給電ライン６が有る場合は、ステップＳ３１０に進み、無い場合は、ステップＳ３０９において、ユーザがシガーソケット７０に脱着式シガーケーブル５を介して制御装置４の制御電源ラインを接続する。

【0062】

これにより、電動車両１から充放電装置を成す電力変換器２に、ＤＣ１２ボルト給電ライン６または脱着式シガーケーブル５を経由するＤＣ１２ボルト出力が供給され、電力変換器２は、ＤＣ１２ボルトの受電をステップＳ３１０で開始する。このステップＳ３１０のときに、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６を成す接点は、常閉状態（ノーマルクローズ状態ＮＣ）を維持している。

【0063】

次に、ステップＳ３１１において、充放電装置を成す電力変換器２の起動処理を行う。このために、ステップＳ３１２において、電力変換器２に付属している図示しない充放電開始スイッチがユーザによりＯＮ操作される。これにより、電力変換器２から電動車両１に充放電開始信号の送信がなされる。

【0064】

この充放電開始信号の送信を受けた電動車両１側では、ステップＳ３０４において車両側充放電起動処理をおこなう。そして、ステップＳ３０５において、電動車両１内のコンタクタがＯＮする。これによって、主電池１０１の高電圧を電力変換器２に印加する。

【0065】

電力変換器２側では、ステップＳ３１３において、電圧等によりコンタクタがＯＮしたことを確認すると、ステップＳ３１４において、電力変換器２内の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５が起動する。この起動は、高電圧がくると自動的に成されても良い。これにより絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、二次側にＤＣ１２ボルトを発生し、逆流防止ダイオード２１を経由して、制御装置４にＤＣ１２ボルトを供給する（逆流防止ダイオード２１は必須ではない）。そして、ステップＳ３１５において、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をＯＦＦする。

【0066】

次に、図３によって、電動車両１内の主電池１０１の高電圧が電力変換器２を介して放電する放電中の処理と終了処理中の処理について説明する。放電中においては、電動車両１および電力変換器２において、夫々図１の電気機器３０に対する放電動作が、図３のステップＳ３２１、ステップＳ３２８において行われる。例えば、電気機器３０が災害時の非常電源装置である場合は、電動車両１内の主電池１０１の電力を放電させて災害時の照明負荷等に電力を供給できる。

【0067】

また、電気機器３０が急速充電装置である場合は、制御装置４によって制御される電磁開閉器の接点３０ａ〜３０ｃおよび抵抗３０ｄを介して、電動車両１内の主電池１０１に充電することができる。なお、充電のみを行う場合にあっては、この電磁開閉器の接点３０ａ〜３０ｃおよび抵抗３０ｄは、電力線１０７上で電力変換器２から電動車両１の向きに通電するダイオードに置き換えてもよい。従って、図３のステップＳ３２１、ステップＳ３２８においては、充放電動作が行われる。

【0068】

次に、このような、充放電動作を終了する場合について説明する。ステップＳ３２９において、ユーザが電力変換器２に付属している充放電停止スイッチをＯＮする。これにより、電力変換器２から電動車両１に対して充放電停止信号が送信される。この充放電停止信号を電動車両１が受信したときは、ステップＳ３２２において、充放電許可信号をＯＦＦすると共に、電力変換器２に充放電停止信号を受信した証としての充放電停止信号を返信する。かつ、充放電許可信号がＯＦＦされたことを示す作動許可信号を電動車両１から電力変換器２に送信する。

【0069】

次に、ステップＳ３２３において、電動車両１は第１制御電源の供給を再開する（なお、基本的には常時ＤＣ１２ボルトの電圧が、ＤＣ１２ボルト給電ライン６または脱着式シガーケーブル５に印加されている）。

【0070】

電力変換器２では、ステップＳ３３０において、念のため制御用ＤＣ１２ボルトの供給が再開していることを確認してから回り込み防止リレーのスイッチ手段１６をオフ状態からオン状態に切替える。これによって、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５からのＤＣ１２ボルト電源（第２制御電源）が無くなっても制御装置４の制御電源が確保できる状態となる。

【0071】

次に、電動車両１では、ステップＳ３２４において、コンタクタをＯＦＦする。これにより電動車両１内の主電池１０１の出力が外部に供給されなくなる。この主電池の電圧の印加なしの情報は、電力変換器２に通知される。

【0072】

電力変換器２では、ステップＳ３３１において、ＤＣ主回路電圧計測ライン１１１を利用するなどして、コンタクタがＯＦＦされ電動車両１内の高圧の主電池１０１の出力が外部に供給されなくなったことを確認する。そして、この確認をしてから、ステップＳ３３２において、電力変換器２に内蔵の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５を停止させる（電圧が来なくなることにより自然に停止させても良い）。

【0073】

電動車両１では、ステップＳ３２５において、ユーザにより運転スイッチが操作されて、運転スイッチのＩＧ端子またはＡＣＣ端子における所定の電圧が印加されなくなる（IG or ACC OFF）。これにより、ステップＳ３２６において、電動車両１から図１のＤＣ１２ボルト給電ライン６またはシガーソケット７０および脱着式シガーケーブル５を経由するＤＣ１２ボルト出力の電力変換器２への供給が停止される。

【0074】

そして、ＤＣ１２ボルトが遮断された情報が電力変換器２に通知される。ステップＳ３２７およびステップＳ３３３においては、電動車両１側の車両システムの停止と、電力変換器２側の充放電装置システムの停止がなされる。

【0075】

なお、この一実施形態においても、図５の地絡検出の構成を採用していることは勿論である。図５において、電動車両１内には、ＤＣ１２ボルトの通常の低圧電池（図１および図６の低圧電池１０２）以外に主電池１０１が搭載されている。この主電池１０１からコンタクタ１０１ｃを介して電動車両１側に電力線１０７、１０８が接続される。この電力線１０７、１０８は、接地線１０３等と共に接続ケーブル３内に収納されている。

【0076】

この接地線１０３は、本来の接地作用以外に、制御装置４内のスイッチ素子１１０ｊ（図６）と電動車両１内のスイッチ素子１１０ｋとのオンオフ信号を、電動車両１と電力変換器２との間でやり取りする場合の信号帰路としての作用を成す。

【0077】

電力変換器２内には、地絡検出のために、地絡検出回路が形成されている。この地絡検出回路は、図５のように接地線１０３と、２つの抵抗１０４、１０５に接続された地絡検出センサ１０６とを有している。

【0078】

地絡が発生すると、抵抗１０４、１０５のいずれかと接地線１０３とを介して地絡検出センサ１０６に微弱電流（地絡電流１０６ｉ）が流れて地絡の有無が検出される。つまり、接地線１０３は、地絡検出という作用にも関係する。よって、接地線１０３が断線すると、地絡検出ができなくなる。

【0079】

（一実施形態の作用効果）
上記実施形態においては、電力供給装置は、内部に車両駆動用の主電池１０１を備えた電動車両１と、電動車両１に接続ケーブル３を介して接続され主電池１０１からの電力線１０７、１０８が導かれる電力変換器２とを備える。電力変換器２は、第１制御電源ラインＬ１と、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５と、第２制御電源ラインＬ２と、制御装置４と、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６とを備える。

【0080】

第１制御電源ラインＬ１は、接続ケーブル３を介して電動車両１から第１制御電源を得る。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５は、主電池１０１からの電力により電力線１０７、１０８とは絶縁された第２制御電源を生成する。

【0081】

第２制御電源ラインＬ２は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５からの第２制御電源を導く。制御装置４は、第１制御電源または第２制御電源が供給されて作動する。回り込み防止リレーを成すスイッチ手段１６は、制御装置４と第１制御電源ラインＬ１との間に設けられている。そして、スイッチ手段１６の一次側に第１制御電源ラインＬ１が接続され、スイッチ手段１６の二次側（制御装置４側）に第２制御電源ラインＬ２が接続されている。

【0082】

これによれば、接続ケーブル３を介して電動車両１から第１制御電源を得る第１制御電源ラインＬ１を備える。また、車両駆動用の主電池１０１からの電力により、電力線１０７、１０８とは絶縁された第２制御電源を第２制御電源ラインＬ２に生成する絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５を備える。

【0083】

そして、第１制御電源または第２制御電源が供給されて作動する制御装置４を備える。制御装置４と第１制御電源ラインＬ１との間に回り込み防止リレーのスイッチ手段１６を備える。それにより、スイッチ手段１６の一次側に第１制御電源ラインＬ１が接続され、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６の二次側に第２制御電源ラインＬ２が接続されている。

【0084】

従って、制御装置４には、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５からの第２制御電源と、スイッチ手段１６を経由した第１制御電源とが供給される。これにより、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５が作動していないときにも、電動車両１から第１制御電源が制御装置４に供給されるため、電動車両１と電力変換器２との間の制御を実行する制御装置４の電源が確実に確保される。

【0085】

また、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５を使用しているため、図４の上記特許文献１の技術のような問題が無い。つまり、第１に、内蔵バッテリ（二次電池）の経年劣化に伴う問題が無い。第２に、ＤＣ主回路（高圧の主電池のラインであり２００〜４００ボルトの電圧を持つ）と制御電源が同電位となる可能性がない。第３に、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６を有し、このため、シガーソケット（ＡＣＣソケット）のＤＣ１２ボルトラインがインターフェースに常時直接接続されていない。そのため、回り込み回路発生防止の機能を果たし、電力線の地絡検知にも用いられる接地線の断線を検出できる。

【0086】

また、制御装置４には、スイッチ手段１６を経由した第１制御電源が供給される。よって、スイッチ手段１６が開放またはＯＦＦしている場合を設定することができる。これにより、電動車両１と電力変換器２との間の常時直接接続ラインを無くすことができるから、回り込み回路発生による弊害を解消できる。

【0087】

更に、回り込み回路が実質的に無くなることにより、電力線１０７、１０８の地絡検知にも用いられる接地線１０３の断線をより確実に検出できる。なお、スイッチ手段１６が閉じている場合は、回り込み回路が形成されるが、この回り込み防止リレーのスイッチ手段１６が閉じている期間は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５からの第２制御電源が確立していない一時期にすることができる。

【0088】

また、この時期は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１５に車両駆動用の主電池１０１からの高圧電力が来ていない一時期と重なる。よって、回り込み防止リレーのスイッチ手段１６が閉じている期間に短時間の回り込み回路が形成され接地線の断線が一時的に検出されなくなっても実害が無い。

【0089】

次に、第１制御電源ラインＬ１は、電動車両のシガーソケット７０を介して電力変換器２に接続されたラインと、電動車両のシガーソケット７０を介さずに接続ケーブル３に接続されたラインとから形成されている。

【0090】

これによれば、既存のシガーソケット７０を介したラインと、接続ケーブル３に接続されたラインとから第１制御電源ラインＬ１を形成している。それにより、第１制御電源ラインＬ１に対する電源の供給形態を選択することができ、例えば、一方が不備でも他方で電源供給を確立することができる。

【0091】

次に、制御装置４は、接続ケーブル３を介して電動車両１の車体に接続された接地線１０３を有し、かつ、制御装置４は、接地線１０３を使用して電動車両１との間で制御信号を授受する。これによれば、接地線１０３を活用して制御装置４が電動車両１と電力変換器２との間で電力供給に係る制御を行うことができる。

【0092】

次に、電力変換器２の制御装置４内のスイッチ素子１１０ｊが、接続ケーブル３内の往路と成る信号線１１０を介して電動車両１内のスイッチ素子１１０ｋに接続されている。そして、制御装置４は、接地線１０３を信号線１１０の帰路として電動車両１との間で制御信号を授受する。

【0093】

これによれば、接地線１０３を活用して、制御装置４が、電動車両１と電力変換器２との間で電力供給に係る制御を行うことができる。また、接地線１０３が断線すると制御信号の授受ができなくなるから、接地線１０３の断線が判明する。

【0094】

次に、電力変換器２内に、接地線１０３を介して流れる電力線１０７、１０８の地絡電流を検出する地絡検出センサ１０６が設けられている。これによれば、地絡検出センサ１０６が設けられているから、接地線を活用して、電力線の地絡を検出することができる。

【0095】

次に、電動車両１内に、電動車両駆動用電力を供給する主電池１０１と、電動車両１の運転スイッチのオンオフにより外部への電源供給が制御され主電池１０１よりも低圧の直流電源を供給する低圧電池１０２とが設けられている。かつ、電動車両１内に、低圧電池１０２の電源を外部に取り出すシガーソケット７０と、主電池１０１の電力を外部に供給する場合に投入されるコンタクタ１０１ｃとが設けられている。

【0096】

これによれば、低圧電池１０２の電力をシガーソケット７０を介して外部に取り出すことができるから、電力変換器２に必要な制御電源が、シガーソケット７０を介して供給できる。また、主電池１０１の電力を外部に供給する場合に投入されるコンタクタ１０１ｃを備えるから、コンタクタ１０１ｃにより、外部への電力供給を制御できる。

【0097】

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。

【0098】

上記一実施形態では、ＤＣ１２ボルト給電ライン６と脱着式シガーケーブル５とを併用してダイオード１０、１１で給電出力が合流して回り込み防止リレーのスイッチ手段１６を介して制御装置４にＤＣ１２ボルトの制御電源が供給されるようにしている。しかし、ＤＣ１２ボルト給電ライン６および脱着式シガーケーブル５のいずれか一方を用いて、制御電源が供給されるようにしても良い。

【0099】

脱着式シガーケーブル５を用いる場合は、電動車両１内の主電池１０１を用いて系統電力への放電や電化機器への給電を行うことができる。この場合、設計変更を加えた特定の電動車両１でなくても（リリース済の電動車両でも）、シガーソケット７０さえあれば実現できる。

【0100】

また、上記一実施形態では、回り込み防止リレーを成すスイッチ手段１６を電力変換器２の内部に具備しているが、ＤＣ１２ボルトの制御電源を供給する側である電動車両１内に設けてもよい。シガーソケット７０を用いる車両の場合は、少なくともＤＣ１２ボルト給電ライン６は電力変換器２のみにＤＣ１２ボルトの制御電源を供給するため、車内にスイッチ手段１６を設けることが可能である。

【0101】

この場合、スイッチ手段１６のＯＮ／ＯＦＦのタイミングは、電動車両１と電力変換器２の間の通信制御で予め定めておくことで対応できる。例えば、電動車両１内でコンタクタ１０１ｃをＯＮする規定時間後にスイッチ手段１６をＯＦＦさせたり、コンタクタ１０１ｃをＯＦＦする規定時間前にスイッチ手段１６をＯＮさせたりすることを予め定めることができる。

【0102】

なお、上記一実施形態においても、回り込み回路が形成されるが、これにより接地線断線検出が無効になるのは数秒程度の間だけである。かつ、終了処理時に接地線１０３が断線しても、電動車両１の高電圧出力は無くなっているので、実質的な問題はない。

【0103】

更に、上記一実施形態では、第１制御電源ラインＬ１と第２制御電源ラインＬ２との選択ならびに回り込み防止回路の形成を主眼に説明している。しかし、この第１制御電源ラインＬ１と第２制御電源ラインＬ２との切替えの副次的な効果として、電動車両１の低圧電池１０２のバッテリあがり防止が挙げられる。

【0104】

具体的には、電力変換器２は使用状態によっては長時間の利用が想定されるが、電力変換器２の制御電源を常時第１制御電源ラインＬ１から受電すると、車両の設計によっては、低圧電池１０２を使い切る恐れがある。そこで、初期の起動時と停止終了時のみ第１制御電源ラインＬ１から低圧電池１０２のＤＣ１２ボルト電源を受電し、それ以外の充放電中は第２制御電源ラインＬ２に切り替えて主電池１０１から受電する。このようにすることで、電力変換器２を長時間使用したとしても電動車両１の低圧電池１０２を使い切る可能性が大幅に下がり、電動車両１の走行利用等に支障をきたさない。

【符号の説明】

【0105】

１６ 回り込み防止リレーのスイッチ手段
７０ シガーソケット
１０１ｃ コンタクタ
１０２ 低圧電池
１０３ 接地線
１１０ｊ 制御装置内のスイッチ素子
１１０ 信号線
１１０ｋ 電動車両内のスイッチ素子
１１１ ＤＣ主回路電圧計測ライン
Ｌ１ 第１制御電源ライン
Ｌ２ 第２制御電源ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】