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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024056486
(43)【公開日】2024-04-23
(54)【発明の名称】移動体の電源システム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240416BHJP
B60L 53/20 20190101ALI20240416BHJP
B60L 55/00 20190101ALI20240416BHJP
B60L 58/40 20190101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 303E
H02J7/00 P
B60L53/20
B60L55/00
B60L58/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022163385
(22)【出願日】2022-10-11
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002505
【氏名又は名称】弁理士法人航栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】北本 良太
【テーマコード（参考）】
5G503
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503AA05
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB01
5G503FA06
5G503GB03
5H125AA01
5H125AC07
5H125AC12
5H125AC23
5H125BB00
5H125BC21
5H125BC24
5H125BD01
5H125BE02
5H125CD04
5H125DD02
5H125FF16
(57)【要約】
【課題】発電部と蓄電部の間に設けられるコンバータを有効に利用して、充電設備の電圧状態に応じた効率的な充電を可能とする、移動体の蓄電システムを提供する。
【解決手段】移動体Ｖの電源システム１は、発電部５０と、バッテリＢＡＴと、発電部５０とバッテリＢＡＴの間に設けられるコンバータＣＯＮと、外部電源１００と電気的に接続可能な外部接続端子６０と、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びコンバータＣＯＮのバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔの接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部３１と、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部３２と、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部３３と、第１切替部３１～第３切替部３３を制御する制御装置８０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】移動体Ｖの電源システム１は、発電部５０と、バッテリＢＡＴと、発電部５０とバッテリＢＡＴの間に設けられるコンバータＣＯＮと、外部電源１００と電気的に接続可能な外部接続端子６０と、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びコンバータＣＯＮのバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔの接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部３１と、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部３２と、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部３３と、第１切替部３１～第３切替部３３を制御する制御装置８０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電部と、
蓄電部と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有するコンバータと、
外部装置と電気的に接続可能な外部接続端子と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置と、を備える、移動体の電源システム。
蓄電部と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有するコンバータと、
外部装置と電気的に接続可能な外部接続端子と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置と、を備える、移動体の電源システム。
【請求項2】
請求項１に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部の充電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記外部装置から前記蓄電部の充電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部の充電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記外部装置から前記蓄電部の充電を行う、移動体の電源システム。
【請求項3】
請求項１に記載の移動体の電源システムであって、
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【請求項4】
請求項１に記載の移動体の電源システムであって、
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第３状態において、前記発電部から前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第３状態において、前記発電部から前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【請求項5】
請求項４に記載の移動体の電源システムであって、
前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第４切替部をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第３状態において、さらに、前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるように前記第４切替部を制御した状態で、前記発電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第４切替部をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第３状態において、さらに、前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるように前記第４切替部を制御した状態で、前記発電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【請求項6】
請求項１に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第４状態において、前記発電部及び前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第４状態において、前記発電部及び前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【請求項7】
請求項１に記載の移動体の電源システムであって、
前記蓄電部に対し前記コンバータと並列に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有する第２コンバータをさらに備え、
前記第２コンバータの前記発電部側コンバータ端子は、前記発電部と前記第３切替部の間に接続される、移動体の電源システム。
前記蓄電部に対し前記コンバータと並列に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有する第２コンバータをさらに備え、
前記第２コンバータの前記発電部側コンバータ端子は、前記発電部と前記第３切替部の間に接続される、移動体の電源システム。
【請求項8】
請求項７に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記発電部から前記第２コンバータを介して伝送される電力と前記蓄電部からの電力とを足し合わせて前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記発電部から前記第２コンバータを介して伝送される電力と前記蓄電部からの電力とを足し合わせて前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか１項に記載の移動体の電源システムであって、
前記移動体は、電気自動車である、移動体の電源システム。
前記移動体は、電気自動車である、移動体の電源システム。
【請求項10】
請求項１から８のいずれか１項に記載の移動体の電源システムであって、
前記発電部は、燃料電池であり、
前記移動体は、燃料電池車である、移動体の電源システム。
前記発電部は、燃料電池であり、
前記移動体は、燃料電池車である、移動体の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動体の電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池を搭載するモビリティにおける充給電に関する研究開発が行われている。
【0003】
二次電池を搭載するモビリティにおける充給電に関し、充電スタンド等の充電設備には４００Ｖ級対応及び８００Ｖ級対応の２種類が存在する。モビリティが４００Ｖ級対応の充電設備にしか対応していない場合、８００Ｖ級対応の充電設備では、８００Ｖ級対応の充電設備の急速充電性能を享受することができない。
【0004】
そこで、特許文献１には、充電用の電圧変換器を設けることで、４００Ｖ級対応及び８００Ｖ級対応のいずれの充電設備であっても充電が可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０２２／００３２７８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、充電用の電圧変換器は一般的に大型で重量も重く、高価であるという課題があった。特に、燃料電池のような発電部を備えるシステムでは、発電部と二次電池との間に電圧変換器が設けられているため、充電設備からの充電時においてもこの電圧変換器を有効に利用できることが望まれる。
【0007】
本発明は、発電部と蓄電部の間に設けられるコンバータを有効に利用して、充電設備の電圧状態に応じた効率的な充電を可能とする、移動体の蓄電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の移動体の電源システムは、
発電部と、
蓄電部と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有するコンバータと、
外部装置と電気的に接続可能な外部接続端子と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置と、を備える。
発電部と、
蓄電部と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有するコンバータと、
外部装置と電気的に接続可能な外部接続端子と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、発電部と蓄電部の間に設けられるコンバータを有効に利用して、充電設備の電圧状態に応じて効率よく充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態の電源システム１が搭載された移動体Ｖの構成を示す図である。
【図2】第１実施形態の電源システム１の外部電源１００（第１電圧）によるバッテリＢＡＴの充電状態（第１外部充電）を示す図である。
【図3】第１実施形態の電源システム１の外部電源１００（第２電圧）によるバッテリＢＡＴの充電状態（第２外部充電）を示す図である。
【図4】第１実施形態の電源システム１のバッテリＢＡＴから外部電気機器２００（第１電圧）への給電状態（第１外部給電）を示す図である。
【図5】第１実施形態の電源システム１のバッテリＢＡＴから外部電気機器２００への給電状態（第２外部給電）を示す図である。
【図6】第１実施形態の電源システム１の発電部５０から外部電気機器２００への給電状態（第３外部給電）を示す図である。
【図7】第１実施形態の電源システム１のバッテリＢＡＴ及び発電部５０から外部電気機器２００（第１電圧）への給電状態（第４外部給電）を示す図である。
【図8】第１実施形態の電源システム１のバッテリＢＡＴ及び発電部５０から外部電気機器２００への給電状態（第５外部給電）を示す図である。
【図9】第２実施形態の電源システム１が搭載された移動体Ｖの構成を示す図である。
【図10】第２実施形態の電源システム１のバッテリＢＡＴ及び発電部５０から外部電気機器２００への給電状態（第６外部給電）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【0012】
図１に示す第１実施形態の電源システム１は、電気自動車、燃料電池車などの移動体Ｖに搭載される。移動体Ｖは、電源システム１の他に、モータＭＯＴと、インバータＩＮＶと、を備える。モータＭＯＴは、電源システム１からインバータＩＮＶを介して供給される電力で回転駆動する三相モータである。インバータＩＮＶは、複数のスイッチング素子の切り替えにより、電源システム１から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータＭＯＴを回転駆動させる。
【0013】
図１に示すように、電源システム１は、基本構成として、第１電圧（例えば、８００Ｖ）による充放電が可能なバッテリＢＡＴと、直流電力を発電する発電部５０（図中、ＦＣ）と、発電部５０が発電した所定電圧（例えば、２００Ｖ～３００Ｖ）の直流電力を第１電圧に昇圧するコンバータＣＯＮと、外部電源１００、外部電気機器２００等の外部装置を接続可能な外部接続端子６０と、を備える。
【0014】
また、電源システム１は、第１切替機構７１と、第２切替機構７２と、第３切替機構７３と、制御装置８０と、を備える。このような電源システム１によれば、後述する制御装置８０による第１切替機構７１、第２切替機構７２及び第３切替機構７３の切替制御に基づいて、発電部５０の発電電力でバッテリＢＡＴを充電したりモータＭを駆動したりすることができることに加えて、第１電圧の外部電源１００でバッテリＢＡＴを充電する第１外部充電（図２参照）と、第２電圧（例えば、４００Ｖ）の外部電源１００でバッテリＢＡＴを充電する第２外部充電（図３参照）と、バッテリＢＡＴから外部電気機器２００へ第１電圧を給電する第１外部給電（図４参照）と、バッテリＢＡＴから外部電気機器２００へ所定電圧を給電する第２外部給電（図５参照）と、発電部５０から外部電気機器２００へ所定電圧を給電する第３外部給電（図６参照）と、バッテリＢＡＴ及び発電部５０から外部電気機器２００へ第１電圧を給電する第４外部給電（図７参照）と、バッテリＢＡＴ及び発電部５０から外部電気機器２００へ所定電圧を給電する第５外部給電（図８参照）と、が実現される。以下、電源システム１の各部の構成を具体的に説明する。
【0015】
バッテリＢＡＴは、リチウムイオン電池、全固体電池などからなる多数のセルを直列に接続し、第１電圧による充放電を実現する。
【0016】
発電部５０は、例えば、燃料電池であり、所定電圧の直流電力を発電する。
【0017】
コンバータＣＯＮは、発電部５０とバッテリＢＡＴとの間に設けられ、発電部５０が発電した所定電圧の直流電力を第１電圧に昇圧したり第１電圧とは異なる所定電圧に昇圧又は降圧するＤＣ－ＤＣコンバータである。所定電圧は変動値である。コンバータＣＯＮは、バッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔ及び発電部側コンバータ端子Ｔｆｃを備え、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃから入力された所定電圧の電力を第１電圧又は所定電圧に昇圧又は降圧させてバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔから出力する。また、本実施形態のコンバータＣＯＮは、双方向コンバータであり、バッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔから入力された第１電圧の電力を第２電圧に降圧したり第２電圧とは異なる所定電圧に昇圧又は降圧して発電部側コンバータ端子Ｔｆｃから出力することができる。
【0018】
外部接続端子６０は、第１電圧又は第２電圧の外部電源１００や、様々な定格電圧の外部電気機器２００を接続することができる。また、外部接続端子６０は、接続された外部電源１００や外部電気機器２００と制御装置８０との間で各種の情報を送受する手段を備える。例えば、外部充電時には、下記の手順で情報を送受する。
（１）外部電源１００から充電器仕様情報（適合電圧情報など）を制御装置８０に送る。
（２）制御装置８０からバッテリＢＡＴの状態情報（適合電圧情報、充電残量情報など）を外部電源１００に送る。
（３）制御装置８０から充電許可信号を外部電源１００に送る。
（４）制御装置８０から継続的に充電電流指令値を外部電源１００に送る。
（５）外部電源１００が、充電電流指令値に基づいて充電電流を制御する。
（１）外部電源１００から充電器仕様情報（適合電圧情報など）を制御装置８０に送る。
（２）制御装置８０からバッテリＢＡＴの状態情報（適合電圧情報、充電残量情報など）を外部電源１００に送る。
（３）制御装置８０から充電許可信号を外部電源１００に送る。
（４）制御装置８０から継続的に充電電流指令値を外部電源１００に送る。
（５）外部電源１００が、充電電流指令値に基づいて充電電流を制御する。
【0019】
第１切替機構７１は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔの接続状態と遮断状態とを選択的に切り替える第１切替部３１と、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０の接続状態と遮断状態とを選択的に切り替える第２切替部３２ａと、を備える。
【0020】
第２切替機構７２は、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０の接続状態と遮断状態とを選択的に切り替える第２切替部３２ｂと、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０の接続状態と遮断状態とを選択的に切り替える第３切替部３３と、を備える。なお、第２切替部３２ａ、３２ｂは、いずれか一方でもよく、以下の説明では、第２切替部３２として説明する。
【0021】
第３切替機構７３は、バッテリＢＡＴと第１切替部３１及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔの接続状態と遮断状態とを選択的に切り替える第４切替部３４を備える。なお、第１～第４切替部３１～３４は、それぞれ独立していてもよく、第１切替機構７１、第２切替機構７２のように複数の切替部がユニット化されていてもよい。
【0022】
制御装置８０は、第１～第４切替部３１～３４の切替制御に基づいて、電源システム１を第１状態～第５状態に制御する。
【0023】
第１状態は、図２及び図４に示すように、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴとがコンバータＣＯＮを介さずに接続された状態である。電源システム１を第１状態にするためには、制御装置８０は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔとが接続状態となるよう第１切替部３１を制御し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０とが遮断状態となるよう第２切替部３２を制御し、且つ、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０とが遮断状態となるよう第３切替部３３を制御する。
【0024】
第２状態は、図３及び図５に示すように、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴとがコンバータＣＯＮを介して接続された状態である。電源システム１を第１状態にするためには、制御装置８０は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔとが遮断状態となるよう第１切替部３１を制御し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０とが接続状態となるよう第２切替部３２を制御し、且つ、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０とが遮断状態となるよう第３切替部３３を制御する。
【0025】
第３状態は、図６及び図７に示すように、外部接続端子６０と発電部５０とがコンバータＣＯＮを介して接続された状態である。電源システム１を第３状態にするためには、制御装置８０は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔとが接続状態となるよう第１切替部３１を制御し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０とが遮断状態となるよう第２切替部３２を制御し、且つ、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０とが接続状態となるよう第３切替部３３を制御する。
【0026】
第４状態は、図８に示すように、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴとがコンバータＣＯＮを介して接続され、且つ、外部接続端子６０と発電部５０とがコンバータＣＯＮを介さずに接続された状態である。電源システム１を第４状態にするためには、制御装置８０は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔとが遮断状態となるよう第１切替部３１を制御し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０とが接続状態となるよう第２切替部３２を制御し、且つ、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０とが接続状態となるよう第３切替部３３を制御する。
【0027】
第５状態は、図示は省略するが、発電部５０とバッテリＢＡＴとがコンバータＣＯＮを介して接続され状態である。電源システム１を第５状態にするためには、制御装置８０は、外部接続端子６０とバッテリＢＡＴ及びバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔとが遮断状態となるよう第１切替部３１を制御し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと外部接続端子６０とが遮断状態となるよう第２切替部３２を制御し、且つ、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃと発電部５０とが接続状態となるよう第３切替部３３を制御する。第５状態は、移動体Ｖの走行中など、発電部５０からバッテリＢＡＴ及び／又はモータＭＯＴに電力が供給されるときに選択される。
【0028】
このように構成された電源システム１において、制御装置８０は、第１～第４切替部３１～３４の切替制御に基づいて、後述する第１及び第２外部充電や第１～第５外部給電を可能にする。以下、制御装置８０の切替制御について、図２～図８を参照して説明する。
【0029】
制御装置８０は、外部接続端子６０に外部電源１００が接続されると、外部電源１００から充電器仕様情報を取得し、外部電源１００の適合電圧が第１電圧（例えば、８００Ｖ）の場合は、図２に示すように、電源システム１を第１状態としてバッテリＢＡＴの充電を行う。つまり、充電設備（外部電源１００）の電圧とバッテリＢＡＴの電圧が等しい場合には、コンバータＣＯＮを経由しないで充電することで、充電時の損失を低減できる。
【0030】
また、制御装置８０は、外部電源１００の適合電圧が第２電圧（例えば、４００Ｖ）の場合は、図３に示すように、電源システム１を第２状態としてバッテリＢＡＴの充電を行う。つまり、充電設備（外部電源１００）の電圧とバッテリＢＡＴの電圧が異なる場合には、コンバータＣＯＮを経由することで、充電設備の電圧によらず充電が可能となる。また、発電部５０の電力を制御するコンバータＣＯＮを外部充電時の電圧制御に利用するので、部品点数の削減や、軽量化を図ることができる。
【0031】
制御装置８０は、外部接続端子６０に外部電気機器２００が接続されると、外部電気機器２００から電気機器仕様情報を取得し、外部電気機器２００の適合電圧が第１電圧の場合は、図４に示す第１外部給電、図７に示す第４外部給電のいずれかを選択的に実行する。例えば、制御装置８０は、バッテリＢＡＴの充電残量や発電部５０の燃料残量に基づいて、いずれかの外部給電形態を選択する。
【0032】
制御装置８０は、第１外部給電を選択した場合、図４に示すように、電源システム１を第１状態として外部電気機器２００へ給電を行う。つまり、外部接続端子６０に接続される外部電気機器２００の電圧とバッテリＢＡＴの電圧が等しい場合には、コンバータＣＯＮを経由しないで給電することで、給電時の損失を低減できる。
【0033】
制御装置８０は、第４外部給電を選択した場合、図７に示すように、電源システム１を第３状態として、コンバータＣＯＮを介した発電部５０の電力と、バッテリＢＡＴの電力を外部電気機器２００へ給電する。このような第４外部給電によれば、発電部５０及びバッテリＢＡＴの電力で、第１電圧の外部電気機器２００への給電が可能になる。
【0034】
一方、制御装置８０は、外部接続端子６０に接続された外部電気機器２００の適合電圧が第１電圧と異なる場合、図５に示す第２外部給電、図６に示す第３外部給電、図８に示す第５外部給電のいずれかを選択的に実行する。例えば、制御装置８０は、バッテリＢＡＴの充電残量や発電部５０の燃料残量に基づいて、いずれかの外部給電形態を選択する。
【0035】
制御装置８０は、第２外部給電を選択した場合、図５に示すように、電源システム１を第２状態として、外部接続端子６０に接続される外部電気機器２００へ給電を行う。このような第２外部給電によれば、コンバータＣＯＮを経由することで、バッテリＢＡＴの電力を適切に変換して外部電気機器２００へ給電することができる。
【0036】
制御装置８０は、第３外部給電を選択した場合、図６に示すように、電源システム１を第３状態として、発電部５０の電力をコンバータＣＯＮを介して外部電気機器２００へ給電する。このような第３外部給電によれば、発電部５０の発電電力のみで、外部電気機器２００への給電が可能になる。
【0037】
制御装置８０は、第５外部給電を選択した場合、図８に示すように、電源システム１を第４状態として、発電部５０の電力と、コンバータＣＯＮを介したバッテリＢＡＴの電力によって外部電気機器２００へ給電する。このような第５外部給電によれば、発電部５０及びバッテリＢＡＴの電力で、外部電気機器２００への給電が可能になる。
【0038】
【0039】
図９に示すように、第２実施形態の電源システム１は、第１実施形態のコンバータＣＯＮに相当する第１コンバータＣＯＮ１と、第１コンバータＣＯＮ１と並列に接続された第２コンバータＣＯＮ２と、を備える点が第１実施形態の電源システム１と相違している。第２コンバータＣＯＮ２は、バッテリＢＡＴ側に接続されるバッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔ２と、発電部５０側に接続される発電部側コンバータ端子Ｔｆｃ２を有し、発電部側コンバータ端子Ｔｆｃ２は、発電部５０と第３切替部３３の間に接続される。
【0040】
第２コンバータＣＯＮ２は、発電部５０が発電した所定電圧の直流電力を第１電圧に昇圧するＤＣ－ＤＣコンバータである。このような第２コンバータＣＯＮ２を備える第２実施形態の電源システム１によれば、外部電源１００又は外部電気機器２００に接続されていない場合に、電源システム１を第５状態とすることで、第１コンバータＣＯＮ１及び第２コンバータＣＯＮ２を多相コンバータとし、発電部５０の発電電力を効率よく第１電圧に変換することができる。また、第２実施形態の電源システム１によれば、図１０に示す第６外部給電を実現できる。
【0041】
第２実施形態の制御装置８０は、外部接続端子６０に接続された外部電気機器２００の適合電圧が第１電圧とは異なる場合、バッテリＢＡＴの充電残量や発電部５０の燃料残量に基づいて、第６外部給電を選択できる。第２実施形態の制御装置８０は、第６外部給電を選択した場合、図１０に示すように、電源システム１を第２状態として、第２コンバータＣＯＮ２を介した発電部５０の電力と、バッテリＢＡＴの電力とを、コンバータＣＯＮを介して外部接続端子６０に接続される外部電気機器２００へ給電する。このような第６外部給電によれば、第２コンバータＣＯＮ２及びコンバータＣＯＮを介した発電部５０の電力と、コンバータＣＯＮを介したバッテリＢＡＴの電力で、第２電圧の外部電気機器２００への給電が可能になる。
【0042】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【0043】
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【0044】
（１） 発電部（発電部５０）と、
蓄電部（バッテリＢＡＴ）と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子（バッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔ）及び発電部側コンバータ端子（発電部側コンバータ端子Ｔｆｃ）を有するコンバータ（コンバータＣＯＮ）と、
外部装置（外部電源１００、外部電気機器２００）と電気的に接続可能な外部接続端子（外部接続端子６０）と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部（第１切替部３１）と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部（第２切替部３２）と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部（第３切替部３３）と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置（制御装置８０）と、を備える、移動体（移動体Ｖ）の電源システム（電源システム１）。
蓄電部（バッテリＢＡＴ）と、
前記発電部と前記蓄電部の間に設けられ、蓄電部側コンバータ端子（バッテリ側コンバータ端子Ｔｂａｔ）及び発電部側コンバータ端子（発電部側コンバータ端子Ｔｆｃ）を有するコンバータ（コンバータＣＯＮ）と、
外部装置（外部電源１００、外部電気機器２００）と電気的に接続可能な外部接続端子（外部接続端子６０）と、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第１切替部（第１切替部３１）と、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第２切替部（第２切替部３２）と、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部の接続状態と遮断状態とを切り替える第３切替部（第３切替部３３）と、
前記第１切替部、前記第２切替部、及び前記第３切替部を制御する制御装置（制御装置８０）と、を備える、移動体（移動体Ｖ）の電源システム（電源システム１）。
【0045】
（１）によれば、発電部の電力を制御するコンバータを外部電源から蓄電部を充電する外部充電時の電圧制御に利用でき、部品点数を削減、軽量化できる。また、充電設備の電圧によらず蓄電部を充電することができる。
【0046】
（２） （１）に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部の充電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記外部装置から前記蓄電部の充電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部の充電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記外部装置から前記蓄電部の充電を行う、移動体の電源システム。
【0047】
（２）によれば、充電設備の電圧と蓄電部の電圧が等しい場合には、コンバータを経由しないで充電することで、充電時の損失を低減できる。一方、充電設備の電圧と蓄電部の電圧が異なる場合には、コンバータを経由することで、充電設備の電圧によらず充電が可能となる。
【0048】
（３） （１）に記載の移動体の電源システムであって、
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第１状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、
又は
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【0049】
（３）によれば、外部電気機器の電圧と蓄電部の電圧が等しい場合には、コンバータを経由しないで給電することで、給電時の損失を低減できる。一方、外部電気機器の電圧と蓄電部の電圧が異なる場合には、コンバータを経由することで、外部電気機器の電圧によらず給電が可能となる。
【0050】
（４） （１）に記載の移動体の電源システムであって、
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第３状態において、前記発電部から前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記コンバータは、双方向コンバータであり、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが接続状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが遮断状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第３状態において、前記発電部から前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【0051】
（４）によれば、発電部の電力を用いて外部電気機器へ給電でき、発電部の電圧をコンバータで制御可能なことで効率的な発電が可能となる。
【0052】
（５） （４）に記載の移動体の電源システムであって、
前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第４切替部をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第３状態において、さらに、前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるように前記第４切替部を制御した状態で、前記発電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子の接続状態と遮断状態とを切り替える第４切替部をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第３状態において、さらに、前記蓄電部と前記第１切替部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるように前記第４切替部を制御した状態で、前記発電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【0053】
（５）によれば、バッテリ電圧に影響されずに外部電気機器へ給電できる。
【0054】
（６） （１）に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第４状態において、前記発電部及び前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが接続状態となるよう前記第３切替部を制御した、第４状態において、前記発電部及び前記蓄電部から前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【0055】
（６）によれば、発電部の電力と蓄電部の電力とにより外部電気機器へ給電できる。
【0056】
（７） （１）に記載の移動体の電源システムであって、
前記蓄電部に対し前記コンバータと並列に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有する第２コンバータをさらに備え、
前記第２コンバータの前記発電部側コンバータ端子は、前記発電部と前記第３切替部の間に接続される、移動体の電源システム。
前記蓄電部に対し前記コンバータと並列に設けられ、蓄電部側コンバータ端子及び発電部側コンバータ端子を有する第２コンバータをさらに備え、
前記第２コンバータの前記発電部側コンバータ端子は、前記発電部と前記第３切替部の間に接続される、移動体の電源システム。
【0057】
（７）によれば、外部接続端子に外部装置が接続されていない場合、コンバータ及び第２コンバータを多相コンバータとして利用することができる。
【0058】
（８） （７）に記載の移動体の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記発電部から前記第２コンバータを介して伝送される電力と前記蓄電部からの電力とを足し合わせて前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
前記制御装置は、
前記外部接続端子と前記蓄電部及び前記蓄電部側コンバータ端子とが遮断状態となるよう前記第１切替部を制御し、
前記発電部側コンバータ端子と前記外部接続端子とが接続状態となるよう前記第２切替部を制御し、且つ、
前記発電部側コンバータ端子と前記発電部とが遮断状態となるよう前記第３切替部を制御した、第２状態において、前記発電部から前記第２コンバータを介して伝送される電力と前記蓄電部からの電力とを足し合わせて前記コンバータを介して前記外部装置へ給電を行う、移動体の電源システム。
【0059】
（８）によれば、発電部で効率よく発電しながら、外部電気機器の電圧に応じた給電が可能となる。
【0060】
（９） （１）から（８）のいずれかに記載の移動体の電源システムであって、
前記移動体は、電気自動車である、移動体の電源システム。
前記移動体は、電気自動車である、移動体の電源システム。
【0061】
（９）によれば、複数の規格の充電設備が混在する電気自動車のインフラ環境においてもそれぞれの充電設備、給電対象に対して低損失で充給電を行うことができる。
【0062】
（１０） （１）から（８）のいずれかに記載の移動体の電源システムであって、
前記発電部は、燃料電池であり、
前記移動体は、燃料電池車である、移動体の電源システム。
前記発電部は、燃料電池であり、
前記移動体は、燃料電池車である、移動体の電源システム。
【0063】
（１０）によれば、複数の規格の充電設備が混在する電気自動車のインフラ環境においてもそれぞれの充電設備、給電対象に対して低損失で充給電を行うことができる。
【符号の説明】
【0064】
１ 電源システム
３１ 第１切替部
３２ 第２切替部
３３ 第３切替部
５０ 発電部
６０ 外部接続端子
８０ 制御装置
１００ 外部電源（外部装置）
２００ 外部電気機器（外部装置）
ＢＡＴ バッテリ（蓄電部）
ＣＯＮ コンバータ
Ｔｂａｔ バッテリ側コンバータ端子（蓄電部側コンバータ端子）
Ｔｆｃ 発電部側コンバータ端子
Ｖ 移動体
３１ 第１切替部
３２ 第２切替部
３３ 第３切替部
５０ 発電部
６０ 外部接続端子
８０ 制御装置
１００ 外部電源（外部装置）
２００ 外部電気機器（外部装置）
ＢＡＴ バッテリ（蓄電部）
ＣＯＮ コンバータ
Ｔｂａｔ バッテリ側コンバータ端子（蓄電部側コンバータ端子）
Ｔｆｃ 発電部側コンバータ端子
Ｖ 移動体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】