(57)【要約】      （修正有）【課題】漏電を検知し、外部給電を停止する。【解決手段】外部給電システム１０は、車両の外部に配置される外部給電器３０と、外部給電器に設けられ、漏電を検知する外部漏電検知器３４と、車両側に配置される、外部給電器に電力を供給可能な電力供給部１１と、車両側、かつ、電力供給部と外部給電器との間に配置された外部給電用リレー５０と、車両側に配置され、外部漏電検知器が漏電を検知した時に外部給電用リレーをオフにする制御部４００と、を備える。【選択図】図１
2019103365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部給電システムであって、
車両の外部に配置される外部給電器と、
前記外部給電器に設けられ、漏電を検知する外部漏電検知器と、
車両側に配置される、前記外部給電器に電力を供給可能な電力供給部と、
前記車両側、かつ、前記電力供給部と前記外部給電器との間に配置された外部給電用リレーと、
前記車両側に配置され、前記外部漏電検知器が漏電を検知した時に前記外部給電用リレーをオフにする制御部と、
を備える、外部給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の外部給電システムであって、
前記電力供給部は、漏電を検知する内部漏電検知器を備え、
前記制御部は、前記外部給電用リレーがオンしている場合には、前記内部漏電検知器を無効とし、前記外部給電用リレーがオフしている場合には、前記内部漏電検知器を有効とする、
外部給電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の外部給電システムであって、
前記制御部は、前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知した場合には、前記電力供給部に漏電が生じており、前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知しない場合には、前記外部給電器に漏電が生じていると判断する、外部給電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の外部給電システムであって、さらに、
前記外部給電システムをオン・オフするためのパワースイッチを有しており、
前記電力供給部は、
補機を駆動するインバータと、リレーと、を含み、
前記インバータと前記リレーにより、複数のエリアに分けることが可能であり、
前記制御部は、前記電力供給部に漏電が生じていると判断した後、前記パワースイッチがオフにされたときには、前記インバータと前記リレーを順にオフにしたときの前記内部漏電検知器の検出結果により、前記複数のエリアのうちのどのエリアで漏電が生じていたかを特定する、外部給電システム。
【請求項５】
外部給電システムにおける制御方法であって、
車両側に配置される電力供給部と、車両の外部に配置される外部給電器とが前記車両側に設けられた外部給電用リレーにより接続されており、
前記外部給電器に接続された外部漏電検知器が漏電を検知した場合には、前記外部給電用リレーをオフする、制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の制御方法であって、
前記電力供給部は、内部漏電検知器を有しており、
前記外部給電用リレーがオンしている場合には、前記内部漏電検知器を無効とし、前記外部給電用リレーがオフしている場合には、前記内部漏電検知器を有効とする、制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の制御方法であって、
前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知した場合には、前記電力供給部に漏電が生じており、前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知しない場合には、前記外部給電器に漏電が生じていると判断する、制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の制御方法であって、
前記外部給電システムは、パワースイッチを有しており、
前記電力供給部は、補機を駆動するインバータと、リレーと、を含み、前記インバータと前記リレーにより、複数のエリアに分けられており、
前記電力供給部に漏電が生じていると判断した後、前記パワースイッチがオフにされたときには、前記インバータと前記リレーを順にオフにしたときの前記内部漏電検知器の検出結果により、前記複数のエリアのうちのどのエリアで漏電が生じていたかを特定する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部給電システム及びその漏電検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両に搭載される燃料電池および二次電池から外部負荷に電力を供給する外部給電システムが知られている（例えば特許文献１）。特許文献２には、車両において、二次電池に接続した漏電検知器を用いて電力供給部のどこで漏電しているかを検知する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９６６４２号公報
【特許文献２】特開２０１４−３６４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、こうした外部給電システムを用いる場合の漏電検出や漏電箇所の特定をどのように行うかと言う点については十分に検討されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、外部給電システムが提供される。この外部給電システムは、車両の外部に配置される外部給電器と、前記外部給電器に設けられ、漏電を検知する外部漏電検知器と、車両側に配置される、前記外部給電器に電力を供給可能な電力供給部と、前記車両側、かつ、前記電力供給部と前記外部給電器との間に配置された外部給電用リレーと、前記車両側に配置され、前記外部漏電検知器が漏電を検知した時に前記外部給電用リレーをオフにする制御部と、を備える。この形態によれば、外部給電器に接続される外部漏電検知器により外部給電システムに漏電が生じたことを正しく検知するができる。そして、外部給電用リレーをオフにすることにより、外部給電器への給電を停止でき、結果的に外部給電器に漏電が生じていれば、漏電を防止できる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記電力供給部は、漏電を検知する内部漏電検知器を備え、前記制御部は、前記外部給電用リレーがオンしている場合には、前記内部漏電検知器を無効とし、前記外部給電用リレーがオフしている場合には、前記内部漏電検知器を有効としてもよい。この形態によれば、外部給電用リレーがオンしている場合に、外部給電器の影響を受けて、内部漏電検知器が漏電を誤検出することを抑制できる。
【０００８】
（３）上記形態において、前記制御部は、前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知した場合には、前記電力供給部に漏電が生じており、前記外部給電用リレーをオフにした後に、前記内部漏電検知器が漏電を検知しない場合には、前記外部給電器に漏電が生じていると判断してもよい。この形態によれば、外部給電器の外部漏電検知器で漏電が検知された場合、外部給電用リレーをオフにすることで外部給電器を切り離し、車両側の内部漏電検知器で車両側に漏電があるか否かを判断でき、車両側に漏電が無ければ、外部給電器に漏電があると判断できる。
【０００９】
（４）上記形態において、さらに、前記外部給電システムをオン・オフするためのパワースイッチを有しており、前記電力供給部は、補機を駆動するインバータと、リレーと、を含み、前記インバータと前記リレーにより、複数のエリアに分けることが可能であり、前記制御部は、前記電力供給部に漏電が生じていると判断した後、前記パワースイッチがオフにされたときには、前記インバータと前記リレーを順にオフにしたときの前記内部漏電検知器の検出結果により、前記複数のエリアのうちのどのエリアで漏電が生じていたかを特定してもよい。この形態によれば、制御部は、インバータとリレーを順にオフにすることで、特定のエリアを切り離すことができる。特定のエリアを切り離したときに漏電が検知されなくなれば、その切り離した特定のエリアで漏電が生じていたと判断できる。
【００１０】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、外部給電システムの他、外部給電システムの制御方法、外部給電システムにおける漏電検知方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両に搭載される外部給電システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】外部給電システムをより詳細に示す説明図である。
【図３】内部漏電検知器の構成図である。
【図４】外部給電器への給電が開始された後、制御部が実行する処理フローチャートである。
【図５】制御部がステップＳ１７０において実行する漏電部位の特定フローチャートである。
【図６】漏電検出におけるタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、車両に搭載される外部給電システム１０の概略構成を示す説明図である。外部給電システム１０は、電力供給部１１と、外部給電部３０とを備え、外部給電器３０に直流電力を供給する。外部給電部３０は、外部給電器３２と、外部漏電検知器３４とを備える。電力供給部１１は、燃料電池ユニット１００と、ＦＣコンバータユニット１１０（以下、「ＦＣコンバータ１１０」と呼ぶ。）と、ＦＣリレーユニット１２０（以下、「ＦＣリレー１２０」と呼ぶ。）と、インテリジェントパワーモジュールユニット１３０（以下「ＩＰＭ１３０」と呼ぶ。）と、エアコンディショナーユニット１５０と、分岐ユニット１６０と、ウォーターポンプユニット１７０と、水素ポンプユニット１８０と、二次電池ユニット１９０と、外部給電用リレー５０と、内部漏電検知器２００と制御部４００と、を備えている。ＩＰＭ１３０は、さらに、エアコンプレッサユニット１３５と、駆動モータユニット１３７と、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１４０（「ＤＤＣコンバータ１４０」と呼ぶ。）と、を備えている。制御部４００は、ＢＡＴ−ＥＣＵ４１０と、ＰＭ−ＥＣＵ４２０と、ＰＬＧ−ＥＣＵ４３０とを備える。外部給電用リレー５０は、プラス側の接点（以下、「外部給電用リレーＤＣＲＢ」と呼ぶ。）と、マイナス側の接点（以下、「外部給電用リレーＤＣＲＧ」と呼ぶ。）と、を含んでいる。ここで、外部給電用リレーＤＣＲＢ、ＤＣＲＧの符号の末尾の「Ｂ」は、プラス側、「Ｇ」は、マイナス側を意味する（以後説明する他のリレーや配線の符号において同じ。）。
【００１３】
ＦＣコンバータ１１０は、燃料電池ユニット１００に接続され、ＦＣリレー１２０は、ＦＣコンバータ１１０に接続されている。燃料電池ユニット１００と、ＦＣコンバータ１１０とを合わせて「燃料電池エリア１１５」と呼ぶ。ＩＰＭ１３０は、ＦＣリレー１２０に接続されている。エアコンディショナーユニット１５０と分岐ユニット１６０は、ＩＰＭ１３０に接続されている。また、ウォーターポンプユニット１７０と水素ポンプユニット１８０と、二次電池ユニット１９０は、分岐ユニット１６０に接続されている。内部漏電検知器２００は、二次電池ユニット１９０に接続されている。
【００１４】
外部給電部３０は、車両の外部に配置されており、車両に配置された外部給電用リレー５０を介して二次電池ユニット１９０に接続されている。
【００１５】
ＢＡＴ−ＥＣＵ４１０は、内部漏電検知器２００に接続され、内部漏電検知器２００を制御する。ＰＬＧ−ＥＣＵ４３０は、車外の外部給電部３０の外部漏電検知器３４に接続されており、外部漏電検知器３４から漏電検知信号を受信すると、外部給電用リレー５０をオンからオフに切り換える。ＰＬＧ−ＥＣＵ４３０と外部漏電検知器３４との接続は、有線接続の他、無線接続であってもよい。ＰＭ−ＥＣＵ４２０は、ＢＡＴ−ＥＣＵ４１０と、ＰＬＧ−ＥＣＵ４３０に接続されており、電力供給部１１の制御をおこなう。ＰＭ−ＥＣＵ４２０には、外部給電システム１０をオン・オフするパワースイッチ４５０が接続されている。
【００１６】
図２は、外部給電システム１０をより詳細に示す説明図である。燃料電池ユニット１００は、高電圧配線１０２Ｂ、１０２Ｇと、燃料電池スタック１０４と、電圧計１０６と、コネクタＣＮ１と、を備える。燃料電池スタック１０４の出力は、コネクタＣＮ１を介してＦＣコンバータ１１０に出力される。
【００１７】
ＦＣコンバータ１１０は、高電圧配線１１２Ｂ、１１２Ｇと、サービスプラグ１１４Ｂ、１１４Ｇと、リアクトルＬ１と、スイッチングトランジスタＴＲ１と、ダイオードＤ１、Ｄ４と、平滑コンデンサＣ１と、入力側コネクタＣＮ２と、出力側コネクタＣＮ３と、を備える。入力側コネクタＣＮ２のプラス側にリアクトルＬ１の一方の端子が接続され、リアクトルＬ１の他方の端子は、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、高電圧配線１１２Ｂを介して、プラス側のサービスプラグ１１４Ｂに接続されている。入力側コネクタＣＮ２のマイナス側は、高電圧配線１１２Ｇを介して、マイナス側のサービスプラグ１１４Ｇに接続されている。ダイオードＤ１のアノードと、高電圧配線１１２Ｇの間には、スイッチングトランジスタＴＲ１が設けられている。スイッチングトランジスタＴＲ１と並列に、ダイオードＤ４が設けられている。ＦＣコンバータ１１０は、スイッチングトランジスタＴＲ１がオン・オフすることで、入力側コネクタＣＮ２から入力された電圧を昇圧して、出力側コネクタＣＮ３から出力する。
【００１８】
ＦＣリレー１２０は、高電圧配線１２２Ｂ、１２２Ｇと、プラス側の接点（以下、「ＦＣリレーＦＣＲＢ」と呼ぶ。）と、マイナス側の接点（以下、「ＦＣリレーＦＣＲＧ」と呼ぶ。）と、プリチャージ用の接点（以下、「プリチャージ用のリレーＦＣＲＰ」と呼ぶ。）と、抵抗器Ｒ１と、を備える。プラス側のＦＣリレーＦＣＲＢは、プラス側の高電圧配線１２２Ｂに設けられ、マイナス側のＦＣリレーＦＣＲＧは、マイナス側の高電圧配線１２２Ｇに設けられている。プリチャージ用のリレーＦＣＲＰと、抵抗器Ｒ１とは、直列に接続され、マイナス側のＦＣリレーＦＣＲＧと並列に設けられている。マイナス側のＦＣリレーＦＣＲＧと並列にプリチャージ用のリレーＦＣＲＰと、抵抗器Ｒ１とを設けているので、マイナス側のＦＣリレーＦＣＲＧをオンにする前に、プリチャージ用のリレーＦＣＲＰをオンにすれば、リレーＦＣＲＰには、抵抗器Ｒ１により制限された電流しか流れない。その結果、リレーＦＣＲＰはオンされるときに溶着しない。その後、ＦＣリレーＦＣＲＧを挟んだ両側の電圧の差が小さくなってからＦＣリレーＦＣＲＧをオンにすれば、ＦＣリレーＦＣＲＧがオンされるときに大きなアーク電流が流れず、溶着しない。
【００１９】
ＩＰＭ１３０は、高電圧配線１３２Ｂ、１３２Ｇ、１４２Ｂ、１４２Ｇと、インバータ１３４と、ＤＤＣコンバータ１４０と、放電機構１４４と、コネクタＣＮ４〜ＣＮ７を備える。インバータ１３４は、２系統のＨ型ブリッジ回路（図示せず）を備えており、高電圧配線１３２Ｂ、１３２Ｇに供給される直流電力を、２つの３相交流に変換し、コネクタＣＮ５、ＣＮ６に出力する。コネクタＣＮ５、ＣＮ６には、それぞれ、エアコンプレッサ１３６、駆動モータ１３８が接続されている。エアコンプレッサ１３６は、燃料電池スタック１０４に空気を供給する。駆動モータ１３８は、車両の駆動輪（図示せず）を駆動する。駆動モータ１３８は、車両の減速時には、回生モータとして機能する。インバータ１３４の一方の系統のＨ型ブリッジ回路と、コネクタＣＮ５と、エアコンプレッサ１３６は、エアコンプレッサユニット１３５を構成し、インバータ１３４の他方の系統のＨ型ブリッジ回路と、コネクタＣＮ６と、駆動モータ１３８は、駆動モータユニット１３７を構成している。
【００２０】
ＤＤＣコンバータ１４０は、コネクタＣＮ４から高電圧配線１３２Ｂ、１３２Ｇに入力された電圧を降圧してコネクタＣＮ７に出力し、一方、コネクタＣＮ７に入力された電圧を昇圧して高電圧配線１３２Ｂ、１３２Ｇに出力する双方向のＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＤＣコンバータ１４０は、高電圧配線１４２Ｂ、１４２Ｇと、リアクトルＬ２と、スイッチングトランジスタＴＲ２、ＴＲ３と、ダイオードＤ２、Ｄ３と、平滑コンデンサＣ２、Ｃ３を備える。スイッチングトランジスタＴＲ２、ＴＲ３は、プラス側の高電圧配線１３２Ｂとマイナス側の高電圧配線１３２Ｇの間に直列に設けられている。ダイオードＤ２は、スイッチングトランジスタＴＲ２と並列に設けられ、ダイオードＤ３は、スイッチングトランジスタＴＲ３と並列に設けられている。リアクトルＬ２は、スイッチングトランジスタＴＲ２とＴＲ３の中間ノードと、プラス側の高電圧配線１４２Ｂとの間に設けられている。プラス側の高電圧配線１４２Ｂは、コネクタＣＮ７のプラス側に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、プラス側の高電圧配線１４２Ｂと、マイナス側の高電圧配線１４２Ｇとの間に設けられている。なお、マイナス側の高電圧配線１３２Ｇと高電圧配線１４２Ｇは、接続されており、同一電位である。平滑コンデンサＣ３は、プラス側の高電圧配線１３２Ｂとマイナス側の高電圧配線１３２Ｇの間に設けられている。
【００２１】
車両の減速時には、駆動モータ１３８（「トラクションモータ１３８」とも呼ぶ。）が回生モータとして機能し、電力を回生するとともに回生ブレーキを掛ける。回生電力は、二次電池１９４に充電される。しかし、二次電池１９４が満充電状態になると、二次電池１９４に充電できなくなるため、駆動モータ１３８で回生ブレーキを掛けることができなくなる。放電機構１４４は、かかる場合に、回生電力を消費することで、駆動モータ１３８を回生ブレーキとして機能させることを可能にする。
【００２２】
エアコンディショナーユニット１５０は、インバータ１５２と、エアコンディショナー１５４と、コネクタＣＮ８とを備える。エアコンディショナー１５４は、車内の空調を行う。コネクタＣＮ８は、ＩＰＭ１３０の高電圧配線１４２Ｂ、１４２Ｇに接続されている。コネクタＣＮ８と高電圧配線１４２Ｂとの間には、フューズＦｚが設けられている。ＩＰＭ１３０の高電圧配線１４２Ｂ、１４２Ｇには、降圧コンバータ１５６が接続されており、降圧コンバータ１５６には、鉛蓄電池１５８が設けられている。降圧コンバータ１５６は、高電圧配線１４２Ｂ、１４２Ｇの電圧を鉛蓄電池１５８の電圧まで降圧し、鉛蓄電池１５８に供給する。鉛蓄電池１５８は、制御部４００や、ウインカ、ヘッドライト、ワイパー、パワーウィンド（図示せず）などの車両の低電圧補機の電源として用いられる。
【００２３】
分岐ユニット１６０は、高電圧配線１６２Ｂ、１６２Ｇと、コネクタＣＮ９、ＣＮ１０を備え、コネクタＣＮ９またはコネクタＣＮ１０に供給された電力を分配する装置である。分岐ユニット１６０には、ヒータ１６４と、ウォーターポンプユニット１７０と、水素ポンプユニット１８０とが接続されている。ウォーターポンプユニット１７０はインバータ１７２と、ウォーターポンプ１７４とを備える。ウォーターポンプ１７４は、燃料電池スタック１０４に供給される冷却液を循環させる。燃料電池スタック１０４に供給される冷却液の一部は、冷却流路から分岐され、車内の暖房に用いられる。ヒータ１６４は、分岐した冷却液を加熱する。水素ポンプユニット１８０は、インバータ１８２と、水素ポンプ１８４を備える。水素ポンプ１８４は、燃料電池スタック１０４から排出された排ガス中の水素を燃料電池スタック１０４に再供給させる。
【００２４】
二次電池ユニット１９０は、高電圧配線１９２Ｂ、１９２Ｇと、二次電池１９４と、システムメインリレー１９５と、電圧計１９６と、電流計１９８と、サービスプラグＳＰとを備える。システムメインリレー１９５は、プラス側の接点（以下、「システムメインリレーＳＭＲＢ」と呼ぶ。）と、マイナス側の接点（以下、「システムメインリレーＳＭＲＧ」と呼ぶ。）と、プリチャージ用の接点（以下、「プリチャージ用のリレーＳＭＲＰ」と呼ぶ。）と、抵抗器Ｒ２と、を備える。プラス側のシステムメインリレーＳＭＲＢは、プラス側の高電圧配線１９２Ｂに設けられ、マイナス側のシステムメインリレーＳＭＲＧは、マイナス側の高電圧配線１９２Ｇに設けられている。プリチャージ用のリレーＳＭＲＰと、抵抗器Ｒ２は、直列に接続され、マイナス側のシステムメインリレーＳＭＲＧと並列に設けられている。サービスプラグＳＰは、二次電池１９４の中に設けられている。
【００２５】
高電圧配線１９２Ｂ、１９２Ｇには、外部給電用リレー５０を介してアウトレットＯＬが接続されている。外部給電器３２に電力を供給する場合には、アウトレットＯＬに、外部給電器３２が接続される。
【００２６】
本実施形態では、ＤＤＣ１４０から二次電池１９４までの間の高電圧配線１４２Ｂ、１６２Ｂ、１９２Ｂは、同電位であり、高電圧配線１４２Ｇ、１６２Ｇ、１９２Ｇは、同電位である。
【００２７】
二次電池１９４のマイナス側には、内部漏電検知器２００が接続され、内部漏電検知器２００には、制御部４００が接続されている。
【００２８】
図３は、内部漏電検知器２００の構成図である。内部漏電検知器２００は、交流電源２６１と、抵抗器２６２と、コンデンサ２６３と、バンドパスフィルタ２６４と、ピークホールド回路２６５とを含む。
【００２９】
交流電源２６１および抵抗器２６２は、ノードＮ１と接地ノードＧＮＤ（車両のシャシ又はボディー）との間に直列に接続される。コンデンサ２６３は、ノードＮ１と二次電池１９４の負極との間に接続される。なお、図３において二次電池１９４に接続される回路の全体は、回路系２７０として示されている。
【００３０】
交流電源２６１は、低周波数の交流信号を出力する。交流信号は、漏電検出用の信号である。本実施形態における交流信号の周波数は、２．５Ｈｚである。本実施形態における交流信号の電圧は、５Ｖである。交流信号は、コンデンサ２６３を介して、回路系２７０に入力される。従って、直流電源回路を構成している回路系２７０は、内部漏電検知器２００に対して直流的には分離されている。このため、回路系２７０は、グラウンドに対して絶縁されている。
【００３１】
バンドパスフィルタ２６４は、ノードＮ１上の交流信号の入力を受ける。バンドパスフィルタ２６４は、入力された交流信号から２．５Ｈｚの成分を抽出してピークホールド回路２６５へ入力する。ピークホールド回路２６５は、バンドパスフィルタ２６４から入力された２．５Ｈｚの交流信号のピークをホールドし、そのホールドした値を波高値ＶｋとしてＢＡＴ−ＥＣＵ４１０へ入力する。
【００３２】
波高値Ｖｋは漏電の有無に応じて変化する、すなわち漏電して絶縁抵抗の値が小さくなると、波高値Ｖｋは小さくなる。つまり、波高値Ｖｋを監視することによって、絶縁抵抗の低下を検出できる。判定閾値以上の波高値Ｖｋを、正常値の波高値Ｖｋという。波高値Ｖｋが正常値であれば、絶縁抵抗は正常であり、漏電は発生していないと判断される。波高値Ｖｋが判定閾値未満であることを、絶縁抵抗が低下しているとも表現する。絶縁抵抗が、漏電が無い場合の値として設定された初期値（判定値）から一定以上低下していれば、漏電が発生していると判断される。
【００３３】
外部給電器３２にも外部漏電検知器３４が設けられている。この外部漏電検知器３４は、図３で説明した内部漏電検知器２００と同様に、波高値で漏電を検知する構成を有する。なお、外部漏電検知器３４は、内部漏電検知器２００と異なるタイプ、例えば、給電を受ける２つ電源ラインに流れる電流の差を検出するタイプの漏電検知器であってもよい。また、内部漏電検知器２００も、２つ電源ラインに流れる電流の差を検出するタイプの漏電検知器であってもよい。
【００３４】
図４は、外部給電器３２への給電が開始された後、制御部４００が実行する処理フローチャートである。制御部４００は、上述したように、３つのＥＣＵ（ＢＡＴ−ＥＣＵ４１０、ＰＭ−ＥＣＵ４２０、ＰＬＧ−ＥＣＵ４３０）を含み、図４に示すフローチャートは、これらのＥＣＵが協働して実現している。このため、図４のフローチャートの説明では、制御部４００の処理として説明する。各ＥＣＵ間は、必要なデータやコマンドをやり取りしており、外部から見れば、制御部４００として扱うことが可能である。なお、３つのＥＣＵを１つのＥＣＵに統合することも可能である。
【００３５】
外部給電器３２に接続されている外部漏電検知器３４が、漏電を検知すると、ステップＳ１００では、制御部４００は、外部漏電検知器３４からの漏電検知信号を受信し、漏電が生じたことを検知する。ステップＳ１１０では、制御部４００は、外部給電用リレー５０をオフにして遮断し、外部給電器３２への電力供給を停止する。
【００３６】
ステップＳ１２０では、制御部４００は、波高値Ｖｋが予め定められた判定閾値よりも小さいか否かを判断する。波高値Ｖｋが予め定められた判定閾値以上の場合、すなわち外部給電用リレー５０のオフ（遮断）によって漏電が検知されなくなった場合には、ステップＳ１３０に移行し、外部給電器３２側に漏電が生じていると判断する。一方、波高値Ｖｋが予め定められた判定閾値よりも小さい場合には、ステップＳ１４０に移行し、車両側の電力供給部１１で漏電が生じていると判断する。
【００３７】
ステップＳ１５０では、制御部４００は、車両側で漏電が生じたことを外部給電器３２の使用者に報知する。例えば、メーターパネル（図示せず）に表示しても良く、音声により報知してもよい。
【００３８】
ステップＳ１６０で、車両のパワースイッチ４５０がオフにされると、制御部４００は、ステップＳ１７０に移行し、漏電部位を特定する。パワースイッチ４５０のオフ後であれば、漏電部位の特定の為に、車両の補機等を順にオフしていくことが可能となる。
【００３９】
図５は、制御部４００がステップＳ１７０において実行する漏電部位の特定フローチャートである。図５においても、図４の説明と同様に、制御部４００の処理として説明する。ステップＳ２００〜Ｓ２１０では、制御部４００は、エアコンディショナーユニット１５０で漏電が生じているか否かを判断する。ステップＳ２００では、制御部４００は、インバータ１５２をオフしてエアコンディショナー１５４を遮断し、ステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５では、制御部４００は、エアコンディショナー１５４を遮断しても、波高値Ｖｋの低下が継続しているか否かを判断する。波高値Ｖｋの低下が継続していない場合、すなわち漏電が検知されなくなった場合には、ステップＳ２１０に移行し、制御部４００は、エアコンディショナー１５４を含むエリア、すなわちエアコンディショナーユニット１５０に漏電が生じていると判断する。依然として波高値Ｖｋの低下が継続し、漏電が検知される場合には、制御部４００は、処理をステップＳ２１５に移行する。
【００４０】
ステップＳ２１５〜Ｓ２２５では、制御部４００は、高電圧補機を含むエリアで漏電が生じているか否かを判断する。ステップＳ２１５〜Ｓ２２５における高電圧補機は、第２高電圧配線から供給される電力で動作する機器を意味する。高電圧補機は、例えば、ウォーターポンプ１７４と、水素ポンプ１８４を含む。制御部４００は、ウォーターポンプ１７４を含むエリア、すなわちウォーターポンプユニット１７０に漏電が生じているか否かを判断する。ステップＳ２１５では、制御部４００は、インバータ１７２をオフにしてウォーターポンプ１７４を遮断し、ステップＳ２２０に移行する。ステップＳ２２０では、ウォーターポンプ１７４を遮断しても、波高値Ｖｋの低下が継続しているか否かを判断する。波高値Ｖｋの低下が継続していない場合、すなわち漏電が検知されなくなった場合には、ステップＳ２２５に移行して、制御部４００は、ウォーターポンプ１７４を含むエリア、すなわちウォーターポンプユニット１７０に漏電が生じていると判断する。制御部４００は、水素ポンプ１８４を含むエリア、すなわち水素ポンプユニット１８０についても同様に漏電が生じているか否かを判断する。依然として波高値Ｖｋの低下が継続し、漏電が検知される場合には、制御部４００は、処理をステップＳ２３０に移行する。
【００４１】
ステップＳ２３０〜Ｓ２４０では、制御部４００は、燃料電池１０４及びＦＣコンバータ１１０を含む燃料電池エリア１１５で漏電が生じているか否かを判断する。ステップＳ２３０では、制御部４００は、ＦＣリレー１２０をオフして燃料電池ユニット１００とＦＣコンバータ１１０、すなわち燃料電池エリア１１５を遮断し、ステップＳ２３５に移行する。ステップＳ２３５では、燃料電池エリア１１５を遮断しても、波高値Ｖｋの低下が継続しているか否かを判断する。波高値Ｖｋの低下が継続していない場合、すなわち漏電が検知されなくなった場合には、ステップＳ２４０に移行して、制御部４００は、燃料電池エリア１１５で漏電が生じていると判断する。依然として波高値Ｖｋの低下が継続し、漏電が検知される場合には、制御部４００は、処理をステップＳ２４５に移行する。
【００４２】
以下同様に、ステップＳ２４５〜Ｓ２５５では、駆動モータ１３８（トラクションモータ１３８）を含むエリア、すなわち駆動モータユニット１３７に漏電が生じているか否かを判断し、ステップＳ２６０〜Ｓ２７０では、制御部４００は、エアコンプレッサ１３６を含むエリア、すなわちエアコンプレッサユニット１３５に漏電が生じているか否かを判断する。
【００４３】
ステップＳ２７５〜Ｓ２９０では、制御部４００は、二次電池１９４を含むエリアか、分岐ユニット１６０とＤＤＣコンバータ１４０を含むエリアのどちらで漏電が生じているかを判断する。ステップＳ２７５では、制御部４００は、システムメインリレー１９５をオフして、分岐ユニット１６０とＤＤＣコンバータ１４０を含むエリアを遮断し、ステップＳ２８０に移行する。ステップＳ２８０では、制御部４００は、システムメインリレー１９５をオフしても、波高値Ｖｋの低下が継続しているか否かを判断する。波高値Ｖｋの低下が継続していない場合、すなわち漏電が検知されなくなった場合には、ステップＳ２８５に移行して、分岐ユニット１６０とＤＤＣコンバータ１４０を含むエリアで漏電が生じていると判断する。一方、波高値Ｖｋの低下が継続している場合には、ステップＳ２９０に移行して、二次電池１９４を含むエリア、すなわち二次電池ユニット１９０で漏電が生じていると判断する。
【００４４】
図６は、漏電検出におけるタイムチャートである。図６に示す例では、燃料電池エリア１１５に漏電があるとした場合のタイムチャートである。パワースイッチ４５０がオンにされた後、外部給電器３２に電力が供給される。外部給電器３２に電力が供給されると、全体の絶縁抵抗が低下するため、漏電していなくても、波高値Ｖｋが低下する。この場合、どの程度波高値Ｖｋが低下するかは、外部給電器３２に依存する。従って、車内に設けられた内部漏電検知器２００の波高値Ｖｋと判定閾値とを比較することだけでは漏電が生じているか否かを判断できない。そのため、本実施形態では、外部給電器３２に接続された外部漏電検知器３４で漏電を検知する構成とした。外部給電器３２に接続された外部漏電検知器３４が漏電を検知すると、制御部４００が、外部給電用リレー５０をオフする。その結果、外部給電器３２への電力供給を遮断することが可能となる。すなわち、漏電が生じたときには、外部給電を停止できる。なお、外部給電が停止されると、外部漏電検知器３４からの漏電検知信号が不活性化する。
【００４５】
外部給電用リレー５０がオフされると、外部給電器３２の影響を受けなくなるので、制御部４００は、車内に設けられた内部漏電検知器２００の波高値Ｖｋで、車内の電力供給部１１で漏電が生じているか否かを判断できる。図６では、車内の電力供給部１１の燃料電池エリア１１５に漏電がある場合を例示する。外部給電が開始されると、内部漏電検知器２００の波高値Ｖｋは、下がる。これは、外部給電器３２に電流が流れるため、絶縁抵抗値が下がるためである。車内の電力供給部１１に漏電がある場合、外部給電用リレー５０がオフされても、内部漏電検知器２００の波高値Ｖｋは、下がった状態からほとんど変化しない。
【００４６】
一方、外部給電器３２に漏電がある場合には、内部漏電検知器２００の波高値Ｖｋは、破線で示す様に、下がった状態から正常値、すなわち判定閾値よりも高い正常値に遷移する。すなわち、制御部４００は、外部給電用リレー５０がオフにされた後の波高値Ｖｋの遷移から、外部給電器３２で漏電しているか、あるいは、車内の電力供給部１１で漏電しているかを判断できる。車内の電力供給部１１で漏電している場合には、制御部４００は、漏電が生じていることをメーターパネルなどの表示装置に表示し、あるいは音声で報知する。
【００４７】
車内の電力供給部１１で漏電している場合においてパワースイッチ４５０がオフにされると、制御部４００は、漏電エリアを特定する。本実施形態では、制御部４００は、インバータやリレーを順にオフし、オフしたときに、波高値Ｖｋが正常値、すなわち判定閾値よりも高い値に遷移した場合には、そのオフにより遮断されたエリアで漏電があると判断する。例えば、図６に示す例では、ＦＣリレー１２０をオフしたときに波高値Ｖｋが正常値に遷移しているので、制御部４００は、ＦＣリレー１２０により遮断された燃料電池エリア１１５で漏電があると判断できる。
【００４８】
以上、本実施形態によれば、外部給電器３２に接続された外部漏電検知器３４で容易に漏電を検知し、外部給電用リレー５０をオフにでき、外部給電を停止できる。
【００４９】
本実施形態によれば、電力供給部１１は、漏電を検知する内部漏電検知器２００を備え、制御部４００は、外部給電用リレー５０がオンしている場合には、内部漏電検知器２００を無効とし、外部給電用リレー５０がオフしている場合には、内部漏電検知器２００を有効とする。したがって、外部給電用リレー５０がオンしている場合には、内部漏電検知器２００が誤検出することを抑制できる。
【００５０】
本実施形態では、内部漏電検知器２００は、外部給電用リレー５０がオンの場合でも波高値Ｖｋを取得し、制御部４００は、外部給電用リレー５０がオンの場合には、波高値Ｖｋを無効として、漏電の有無の判断に用いていない。この代わりに、制御部４００は、外部給電用リレー５０がオンの場合には、内部漏電検知器２００から漏電検知用の交流波信号を発信させないようにしてもよい。このように、外部給電用リレー５０がオンの場合に、内部漏電検知器２００の動作は無効とすれば、外部給電器３２の影響により内部漏電検知器２００が漏電を誤検出することを抑制できる。ここで、「内部漏電検知器２００の動作が無効とされる」とは、上述したように、内部漏電検知器２００の検知した波高値Ｖｋが判定閾値未満であっても、漏電と判断しない、あるいは、内部漏電検知器２００の動作を停止して内部漏電検知器２００から交流波信号を発信しない、のどちらであってもよい。
【００５１】
本実施形態によれば、外部給電用リレー５０をオフにした後において、二次電池１９４に接続された内部漏電検知器２００の検出結果、すなわち波高値Ｖｋの変化により、外部給電器３２で漏電があったか、あるいは、車内側の電力供給部１１で漏電があったかを判断できる。
【００５２】
本実施形態によれば、補機を駆動するインバータ１３４、１５２、１７２、１８２と、複数のリレー（ＦＣリレー１２０とシステムメインリレー１９５）を順にオフにして、インバータ１３４、１５２、１７２、１８２と、複数のリレーにより分けられた複数のエリアのうちの各エリアへの交流信号の伝達を順にオフにしたときに、波高値Ｖｋが予め定められた判定閾値よりも高く遷移したか否かにより、電力供給部１１の複数のエリアのうちのどのエリアで漏電が生じていたかを特定することができる。すなわち、制御部４００は、各エリアへの交流信号の伝達を順にオフさせたときに、波高値Ｖｋが予め定められた判定閾値よりも高く遷移した時には、そのオフしたエリアで漏電が生じていると判断できる。
【００５３】
図４のステップＳ１６０では、パワースイッチ４５０がオフにされるまで待機しているが、制御部４００がステップＳ１４０で車両側に漏電があることを検知した場合、漏電の検知から予め定められた時間が経過した後、制御部４００がパワースイッチ４５０をオフし、ステップＳ１７０に移行して漏電部位を特定しても良い。
【００５４】
本実施形態では、外部給電システム１０は、電力源として、燃料電池スタック１０４と二次電池１９４を備えているが、いずれか一方を備える外部給電システムであってもよい。また、燃料電池スタック１０４の代わりに内燃機関により発電機を駆動して電力（交流電力）を発生させ、コンバータにより直流に変換して外部に給電する外部給電システムであってもよい。
【００５５】
本実施形態では、直流電力を外部給電器３０に供給する外部給電システム１０を例にとって説明したが、交流電力を外部給電器３０に供給する外部給電システムにも適用可能である。
【００５６】
本発明は、上述の実施形態や他の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、他の実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…外部給電システム
１１…電力供給部
３０…外部給電部
３２…外部給電器
３４…外部漏電検知器
５０…外部給電用リレー
１００…燃料電池ユニット
１０２Ｂ、１０２Ｇ…高電圧配線
１０４…燃料電池スタック
１０６…電圧計
１１０…ＦＣコンバータユニット（ＦＣコンバータ）
１１２Ｂ、１１２Ｇ…高電圧配線
１１４Ｂ、１１４Ｇ…サービスプラグ
１１５…燃料電池エリア
１２０…ＦＣリレーユニット（ＦＣリレー）
１２２Ｂ、１２２Ｇ…高電圧配線
１３０…インテリジェントパワーモジュールユニット（ＩＰＭ）
１３２Ｂ、１３２Ｇ…高電圧配線
１３４…インバータ
１３５…エアコンプレッサユニット
１３６…エアコンプレッサ
１３７…駆動モータユニット
１３８…駆動モータ（トラクションモータ）
１４０…ＤＣ−ＤＣコンバータユニット（ＤＤＣコンバータ）
１４２Ｂ、１４２Ｇ…高電圧配線
１４４…放電機構
１５０…エアコンディショナーユニット
１５２…インバータ
１５４…エアコンディショナー
１５６…降圧コンバータ
１５８…鉛蓄電池
１６０…分岐ユニット
１６２Ｂ、１６２Ｇ…高電圧配線
１６４…ヒータ
１７０…ウォーターポンプユニット
１７２…インバータ
１７４…ウォーターポンプ
１８０…水素ポンプユニット
１８２…インバータ
１８４…水素ポンプ
１９０…二次電池ユニット
１９２Ｂ、１９２Ｇ…高電圧配線
１９４…二次電池
１９５…システムメインリレー
１９６…電圧計
１９８…電流計
２００…内部漏電検知器
２６１…交流電源
２６２…抵抗器
２６３…コンデンサ
２６４…バンドパスフィルタ
２６５…ピークホールド回路
２７０…回路系
４００…制御部
４１０…ＢＡＴ−ＥＣＵ
４２０…ＰＭ−ＥＣＵ
４３０…ＰＬＧ−ＥＣＵ
４５０…パワースイッチ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…平滑コンデンサ
ＣＮ１〜ＣＮ１０…コネクタ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４…ダイオード
ＤＣＲＢ、ＤＣＲＧ…外部給電用リレー
ＦＣＲＢ、ＦＣＲＧ、ＦＣＲＰ…ＦＣリレー
Ｆｚ…フューズ
ＧＮＤ…接地ノード
Ｌ１、Ｌ２…リアクトル
Ｎ１…ノード
ＯＬ…アウトレット
Ｒ１、Ｒ２…抵抗器
ＳＭＲＢ、ＳＭＲＧ、ＳＭＲＰ…システムメインリレー
ＳＰ…サービスプラグ
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３…スイッチングトランジスタ
Ｖｋ…波高値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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