(57)【要約】【課題】他の車両に設けられる走行に必要となる電力を供給するバッテリを急速に充電することが可能な車両を提供する。【解決手段】車両１は、走行用の動力を発生するモータを駆動する電力を供給する充電可能なバッテリ１１と、バッテリ１１の電力を用いて、他の車両２からの充電電流指令値に応じた充電用電力を生成する急速充電器１２と、急速充電器１２で生成された充電用電力を他の車両２に供給する給電ケーブル１３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を発生するモータを駆動する電力を供給する充電可能なバッテリとを備える車両において、
前記バッテリの電力を用いて、他の車両からの充電電流指令値に応じた充電用電力を生成する充電装置と、
前記充電装置で生成された充電用電力を前記他の車両に供給する供給装置と
を備えることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記充電装置は、前記バッテリの電力の電力変換を行う電力変換回路と、
前記充電電流指令値に応じて、前記電力変換回路で変換される電力の電力量を制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記供給装置は、前記他の車両に接続された給電ケーブルを介して前記充電用電力を給電することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記供給装置は、前記他の車両に対して前記充電用電力を非接触で給電することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両。
【請求項５】
走行用の動力を発生するエンジンと、
前記エンジンによって駆動されて前記バッテリを充電する電力を発電する発電機と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から充電可能なバッテリの電力を用いて走行する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低炭素社会を実現すべく、動力発生源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）や動力発生源としてモータのみを用いる電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）の研究が盛んに行われている。これらハイブリッド自動車や電気自動車は、モータを駆動する電力を供給する再充電が可能なリチウムイオン二次電池等のバッテリが用いられている。電気自動車に設けられるバッテリは、基本的には外部の電源装置を用いて充電される。また、ハイブリッド自動車のうち、所謂プラグイン・ハイブリッド車と呼ばれるものは、電気自動車と同様に外部の電源装置を用いてバッテリの充電が可能である。
【０００３】
以下の特許文献１には、乗用車、スポーツカー、バス、トラック等の種々の移動体に設けられた蓄電手段を急速に充電することができるスタンド型の急速充電用電力供給装置が開示されている。また、以下の特許文献２には、バッテリ切れで停止している無人搬送車に対し、他の無人搬送車が機械的に接続してバッテリの電力を供給することが可能な無人搬送車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０２５４３号
【特許文献２】特開平１１−２８５１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電気自動車及びプラグイン・ハイブリッド車等の車両は、上述した特許文献１に開示された急速充電用電力供給装置等の充電設備によって車両の外部からバッテリの充電を行うことができる。しかしながら、これらの車両は、実用化されてから間もないため十分に普及している訳ではない。このため、バッテリの充電設備も全国に十分に整備されている状況ではなく、充電設備から離れた所でバッテリ切れが生じた場合には、車両が立ち往生してしまう虞があるという問題がある。
【０００６】
ここで、上述した特許文献２に開示された無人搬送車間でバッテリの電力を授受する技術を電気自動車及びプラグイン・ハイブリッド車等の車両に応用すれば、バッテリ切れが生じても他の車両からの電力供給を受けることができるため、長時間に亘って車両立ち往生するといった事態が防止されるも考えられる。しかしながら、上述した特許文献２に開示された技術は、搭載しているバッテリの仕様が同じであり、走行経路が予め定まっている無人搬送車を前提とした技術であり、仕様が異なるバッテリを搭載し、運転者の意志に応じて自由な経路を走行することが可能な車両に適用することはできない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、他の車両に設けられる走行に必要となる電力を供給するバッテリを急速に充電することが可能な車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の車両は、走行用の動力を発生するモータを駆動する電力を供給する充電可能なバッテリ（１１）とを備える車両（１、３、４）において、前記バッテリの電力を用いて、他の車両（２、５）からの充電電流指令値（Ｃ２）に応じた充電用電力を生成する充電装置（１２）と、前記充電装置で生成された充電用電力を前記他の車両に供給する供給装置（１３、５０）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両は、前記充電装置が、前記バッテリの電力の電力変換を行う電力変換回路（３１）と、前記充電電流指令値に応じて、前記電力変換回路で変換される電力の電力量を制御する制御部（３３）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両は、前記供給装置が、前記他の車両に接続された給電ケーブルを介して前記充電用電力を給電することを特徴としている。
或いは、本発明の車両は、前記供給装置が、前記他の車両に対して前記充電用電力を非接触で給電することを特徴としている。
また、本発明の車両は、走行用の動力を発生するエンジン（４１）と、前記エンジンによって駆動されて前記バッテリを充電する電力を発電する発電機（４２）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、他の車両からの充電電流指令値に応じた充電用電力を充電装置で生成し、充電装置で生成された充電用電力を給電装置で他の車両に供給しているため、他の車両に設けられる走行に必要となる電力を供給するバッテリを急速に充電することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による車両を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による車両に設けられる急速充電器の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による車両の充電時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態による車両を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態による車両を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による車両について詳細に説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による車両を模式的に示す図である。図１に示す通り、本実施形態の車両１は、バッテリ１１、急速充電器１２（充電装置）、給電ケーブル１３（供給装置）、及び受電コンセント１４を備えており、バッテリ１１の電力を用いて走行するとともに、バッテリ１１の電力を用いて他の車両２に設けられたバッテリ２１の急速充電が可能な車両である。
【００１３】
尚、本実施形態の車両１は、走行用の動力を発生する動力発生源として、モータのみを用いる電気自動車である。また、本明細書において「急速充電」とは、バッテリの充電に要する時間がおおむね１時間以内であることを意味する。
【００１４】
バッテリ１１は、リチウムイオン二次電池等の充電可能な二次電池であり、動力発生源としてのモータ（図示省略）を駆動する電力を供給する。このバッテリ１１は、受電コンセント１４に接続されており、車両１の外部からの充電が可能である。急速充電器１２は、バッテリ１１の電力を用いて他の車両２からの充電電流指令値に応じた充電用電力を生成する。尚、急速充電器１２の詳細については後述する。
【００１５】
給電ケーブル１３は、急速充電器１２で生成された充電用電力を他の車両２に給電するとともに、他の車両２からの信号（例えば、上記の充電電流指令値を示す信号）を急速充電器１２に伝送するためのケーブルである。具体的に、給電ケーブル１３は、一端が急速充電器１２に接続されるとともに、他端に給電プラグ１３ａが取り付けられており、他の車両２に対して給電が行われる場合には、給電プラグ１３ａが他の車両２の受電コンセント２２に差し込まれる。受電コンセント１４は、充電スタンド等の外部の電源装置（図示省略）に設けられる給電プラグや、急速充電が可能な他の車両（図示省略）に設けられる給電プラグが接続されて、バッテリ１を充電するための充電用電力が供給されるコンセントである。
【００１６】
次に、急速充電器１２の詳細について説明する。図２は、本発明の第１実施形態による車両に設けられる急速充電器の内部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、急速充電器１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１（電力変換回路）、出力回路３２、及び制御部３３を備えており、他の車両２から充電を許可する旨を示す充電許可指令信号Ｃ１が入力された場合に、バッテリ１１の電力を用いて、他の車両２からの充電電流指令値を示す充電電流指令信号Ｃ２に応じた充電用電力を生成する。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、制御部３３の制御の下で、バッテリ１１から供給される電力（直流電力）の電力変換を行う。具体的に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ゲート隔離型バイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子を備えるスイッチング回路３１ａ、トランス３１ｂ、及び整流回路３１ｃを備えており、バッテリ１１からの直流電力をスイッチング回路で交流電力に変換し、トランスを介した交流電力を整流回路で直流電力に変換する。尚、急速充電器１２は、給電ケーブル１３を介して他の車両２と電気的に接続されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１としては絶縁型のものを用いるのが望ましい。但し、絶縁の必要が無ければ絶縁型のものを用いる必要は必ずしも無い。
【００１８】
出力回路３２は、コイル３２ａ、コンデンサ３２ｂ、及びダイオード３２ｃからなる回路であり、突入電流を抑制しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１で変換された電力を充電用電力として外部（給電ケーブル１３）に出力する。尚、図２では図示を省略しているが、出力回路３２には、出力電圧Ｖｏと出力電流Ｉｏとを検出して制御部３３に出力する検出回路が設けられている。
【００１９】
制御部３３は、出力回路３２の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏ、バッテリ１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１に設けられた温度センサＳ１，Ｓ２の検出結果、並びに他の車両２からの充電許可指令信号Ｃ１及び充電電流指令信号Ｃ２に基づいて、他の車両２に設けられたバッテリ２１を充電する上で必要な各種制御を行う。例えば、出力回路３２の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏ並びに温度センサＳ１，Ｓ２の検出結果を参照して、過温度、過電流、過電圧、給電ケーブル１３の接続の有無や異常等を判断し、その判断結果を表示する制御を行う。
【００２０】
また、他の車両２からの充電許可指令信号Ｃ１が出力された場合には、出力回路３２の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏを参照しつつ充電電流指令信号Ｃ２に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３１に設けられたスイッチング回路を制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１で変換される電力の電力量を制御して充電用電力を生成する。尚、図２では図示を省略しているが、急速充電器１２には、制御部３３の判断結果や充電結果を表示する表示部が設けられている。
【００２１】
次に、上記構成の車両１によって、他の車両２に設けられたバッテリ２１を充電する場合の動作について説明する。図３は、本発明の第１実施形態による車両の充電時の動作を示すフローチャートである。まず、作業者（例えば、車両１の運転者）が車両１から給電ケーブル１３を引き出し、給電ケーブル１３の端部に取り付けられている給電プラグ１３ａを他の車両２の受電コンセント２２に接続することにより、給電ケーブル１３を他の車両２に接続する（ステップＳ１１）。給電ケーブル１３の接続を完了した後で、作業者が、例えば急速充電器１２に設けられた充電スタートボタン（図示省略）を押下することにより充電の開始が指示される（ステップＳ１２）
【００２２】
作業者による充電開始の指示がなされると、急速充電器１２において、出力回路３３の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏが制御部３３によって参照され、他の車両２の受電コンセント２２に対する給電プラグ１３ａの接続確認が行われる（ステップＳ１３）。そして、給電プラグ１３ａが正常に接続されているか否かが制御部３３によって判断される（ステップＳ１４）。
【００２３】
給電プラグ１３ａが正常に接続されていないと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、制御部３３は表示部に給電プラグ１３ａの接続エラーが生じている旨を示すエラー表示を行う（ステップＳ１５）。かかるエラー表示がなされると、エラー表示を参照した作業者によって、給電ケーブル１３の端部に取り付けられている給電プラグ１３ａを他の車両２の受電コンセント２２に接続する作業が再び行われる（ステップＳ１１）。
【００２４】
これに対し、給電プラグ１３ａが正常に接続されていると判断した場合（ステップＳ１４の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、出力回路３３の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏが制御部３３によって再び参照され、給電ケーブル１３のショート等の異常の有無がチェックされる（ステップＳ１６）。そして、給電ケーブル１３に異常が生じているか否かが制御部３３によって判断される（ステップＳ１７）。
【００２５】
給電ケーブル１３に異常が生じていると判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、制御部３３は表示部に給電ケーブル１３に異常が生じている旨を示すエラー表示を行う（ステップＳ１５）。かかるエラー表示がなされると、エラー表示を参照した作業者によって、給電ケーブル１３を確認した上で給電ケーブル１３を他の車両２に接続する作業が再び行われる（ステップＳ１１）。
【００２６】
これに対し、給電ケーブル１３に異常が生じていないと判断した場合（ステップＳ１７の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、制御部３３は他の車両２に対して、急速充電器１２の仕様情報（例えば、充電可能な最大電流容量を示す情報）を送信する（ステップＳ１８）。急速充電器１２の仕様情報を送信すると、制御部３３は、他の車両２から充電許可指令信号Ｃ１が送信されてきたか否かを判断する（ステップＳ１９）。
【００２７】
他の車両２から充電許可指令信号Ｃ１が送信されてこない間は、ステップＳ１９の判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳ１９の処理が繰り返される。尚、急速充電器１２の仕様情報が他の車両２に送信されてから予め設定された一定時間（例えば、５秒程度）経過しても充電許可指令信号Ｃ１が送信されてこない場合には、図３に示す一連の処理が終了する。これは、急速充電器１２の仕様では、他の車両２に設けられたバッテリ２１を充電することができないと考えられるためである。
【００２８】
これに対し、他の車両２から充電許可指令信号Ｃ１が送信されてくると、ステップＳ１９の判断結果が「ＹＥＳ」になる。すると、制御部３３は、出力回路３２の出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｏを参照しつつ、充電電流指令信号Ｃ２に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３１に設けられたスイッチング回路を制御する。かかる制御によって充電電流指令信号Ｃ２に応じた充電用電力が生成され、この充電用電力が給電ケーブル１３を介して他の車両２に供給されることにより、バッテリ２１の充電が行われる（ステップＳ２０）。
【００２９】
バッテリ２１の充電が行われている間は、他の車両２から車両１に対して充電電流指令信号Ｃ２が出力される。このため、制御部３３は、充電電流指令信号Ｃ２の有無に基づいて充電が終了したか否かを判断する（ステップＳ２１）。充電が終了していないと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には急速充電器１２によるバッテリ２１の充電が継続され、充電が終了したと判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、急速充電器１２によるバッテリ２１の充電が終了する。尚、バッテリ２１の充電が行われている間に、作業者が、例えば急速充電器１２に設けられた充電終了ボタン（図示省略）を押下することによってもバッテリ２１の充電を終了させることができる。
【００３０】
以上の通り、本実施形態の車両１は、他の車両２からの充電電流指令値に応じた充電用電力を生成する急速充電器１２を備えており、急速充電器１２で生成された充電用電力を他の車両２に供給することで、他の車両２に設けられたバッテリ２１を充電することができる。このため、他の車両２のバッテリ２１がバッテリ切れを起こして立ち往生したとしても、車両１を運転してその場所に赴いて車両１に設けられた急速充電器１２により他の車両２のバッテリ２１を急速充電すれば他の車両２が走行可能になるため、長時間に亘って車両２が車両立ち往生するといった事態が防止される。
【００３１】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による車両を模式的に示す図である。図４に示す通り、本実施形態の車両３は、バッテリ１１、急速充電器１２、給電ケーブル１３、及び受電コンセント１４に加えて、エンジン４１及び発電機４２を備えており、バッテリ１１の電力及びエンジン４１の動力を用いて走行するとともに、発電機４２でバッテリ１１の充電を行い、しかもバッテリ１１の電力を用いて他の車両２に設けられたバッテリ２１の急速充電が可能な車両である。
【００３２】
ここで、本実施形態の車両３は、上記の通り、走行用の動力を発生する動力発生源として、エンジン４１とモータ（図示省略）とを併用している。また、本実施形態の車両３は、車両１の外部から受電コンセント１４を介してバッテリ１１を充電することが可能である。このため、本実施形態の車両３は、所謂プラグイン・ハイブリッド車である。
【００３３】
エンジン４１は、車両３の走行に必要となる動力を発生する。発電機４２は、エンジン４１によって駆動され、バッテリ１１を充電する電力を発電する。このように、本実施形態の車両３は、エンジン４１によって駆動される発電機４２によってバッテリ１１が充電される構成である。このため、バッテリ１１の容量を小さくすることができるとともに、バッテリ１１に充電されている電力以上の電力を充電することが可能である。
【００３４】
〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態による車両を模式的に示す図である。図５に示す通り、本実施形態の車両４は、上述した第１実施形態の車両３が備える給電ケーブル１３に代えて非接触給電装置５０を設けた構成である。尚、他の車両５は、図１，図４に示す車両２が備える受電コンセント２２に代えて非接触受電装置２３を備えている。
【００３５】
非接触給電装置５０は、急速充電器１２で生成された充電用電力を、非接触で他の車両５に給電するものである。非接触給電装置５０から給電される充電用電力は、他の車両５が備える非接触受電装置２３で受電され、これにより他の車両５に設けられたバッテリ２１が充電される。このように、本実施形態の車両４は、他の車両５に設けられたバッテリ２１を非接触で充電することができるため、給電ケーブル１３を他の車両５に接続する作業を行わずとも充電が可能である。
【００３６】
以上、本発明の実施形態による車両にについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した第３実施形態の車両４に設けられた非接触給電装置５０は、第１実施形態の車両１にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，３，４    車両
２，５        他の車両
１１          バッテリ
１２          急速充電器
１３          給電ケーブル
３１          ＤＣ／ＤＣコンバータ
３３          制御部
４１          エンジン
４２          発電機
５０          非接触給電装置
Ｃ２          充電電流指令信号
【図１】
2013005592.tif 000003
【図２】
2013005592.tif 000004
【図３】
2013005592.tif 000005
【図４】
2013005592.tif 000006
【図５】
2013005592.tif 000007