JP2023123173A - 電力供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車に搭載された補助バッテリのバッテリ上がりを防止することが期待できる電力供給装置を提供する。
【解決手段】本実施の形態に係る電力供給装置は、電動自動車に搭載された主バッテリと外部装置との間で電力の授受を行う電力供給装置であって、前記主バッテリ及び前記外部装置へ繋がる第１電力経路と、前記電動自動車に搭載された補助バッテリ及び制御電源回路へ繋がる第２電力経路と、前記第１電力経路から電力供給を受けて前記制御電源回路へ電力を供給する電力供給回路とを備える。電力供給装置は、前記電力供給回路及び前記補助バッテリのうち出力電圧が高い一方から供給される電力を選択して前記制御電源回路へ供給する電力供給選択回路を備え、前記電力供給回路の出力電圧は、前記補助バッテリの出力電圧より高くてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載された主バッテリと外部装置との間で電力の授受を行う電力供給装置に関する。

従来、電気自動車が普及し始めている。電気自動車は、大容量のリチウムイオン電池を主バッテリとし、主バッテリに蓄積された電力で走行用のモータを駆動する。また一般的に、電気自動車には上記の主バッテリとは別に、電装品等の電源となる鉛蓄電池等の補助バッテリが搭載されている。補助バッテリは、例えば電気自動車の走行中に、主バッテリに蓄積された電力の供給により充電される。

特許文献１においては、外部の交流電源から充電器を介して主バッテリに充電を行い、主バッテリ側からＤＣ－ＤＣコンバータを介して補助バッテリを充電する電気自動車用充電装置が提案されている。この電気自動車用充電装置では、充電器が充電初期に定電流充電を行う間、ＤＣ－ＤＣコンバータの動作を停止させる構成とすることにより、充電器の容量の低減及び充電器の小形化が図られている。

特開平７－１１１７１１号公報

近年、充電ケーブル等を用いることなく電気自動車の主バッテリを充電するワイヤレス充電システムが実用化されている。ワイヤレス充電に対応した電気自動車には、充電に関する制御及び外部との通信等を行う装置が搭載され、この装置は補助バッテリからの電力供給により動作する。特許文献１に記載の電気自動車用充電装置のように、主バッテリの充電を行う間に補助バッテリの充電が行われない電気自動車では、主バッテリの充電を行っている間に補助バッテリの電力が消費され、補助バッテリのバッテリ上がりが発生する虞がある。

また電気自動車に搭載された主バッテリは、蓄積された電力を取り出して外部の装置、例えば溶接機を動作させることに用いられる場合がある。このような場合にも電気自動車と外部の装置との間の制御及び通信等のために補助バッテリの電力が消費され、補助バッテリのバッテリ上がりが発生する虞がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電気自動車に搭載された補助バッテリのバッテリ上がりを防止することが期待できる電力供給装置を提供することにある。

一実施形態に係る電力供給装置は、電動自動車に搭載された主バッテリと外部装置との間で電力の授受を行う電力供給装置であって、前記主バッテリ及び前記外部装置へ繋がる第１電力経路と、前記電動自動車に搭載された補助バッテリ及び制御電源回路へ繋がる第２電力経路と、前記第１電力経路から電力供給を受けて前記制御電源回路へ電力を供給する電力供給回路とを備える、電力供給装置。

一実施形態による場合は、電気自動車に搭載された補助バッテリのバッテリ上がりを防止することが期待できる。

実施の形態１に係る電力供給装置の構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態２に係る電力供給装置の構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態３に係る電力供給装置の構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態４に係る電力供給装置の構成を説明するためのブロック図である。

本発明の実施形態に係る電力供給装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る電力供給装置の構成を説明するためのブロック図である。なお本図においては、電力の供給経路を実線で示し、制御信号等の伝達経路を破線の矢印で示している。実施の形態１に係る車両１は、リチウムイオン電池等の主バッテリ５に蓄積された電力でモータ６を駆動することにより走行する電気自動車である。なお車両１には、走行用のモータ６と、燃料の燃焼により動力を発生させるエンジンとの両方を搭載した、いわゆるハイブリッド型の電気自動車を含み得る。

また実施の形態１に係る車両１は、充電ケーブルを用いることなく非接触で主バッテリ５を充電する機能、いわゆるワイヤレス充電の機能を備えた車両である。車両１は、受電コイル２を有する電力供給装置３、ＡＣ／ＤＣコンバータ４、主バッテリ５、モータ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７、補助バッテリ８及び制御回路９等を備えている。これらのうち、受電コイル２及び電力供給装置３は、ワイヤレス充電の機能を実現するための機能ブロックであり、ワイヤレス充電の機能を備えていない電気自動車には搭載されなくてよい。

これに対してＡＣ／ＤＣコンバータ４、主バッテリ５、モータ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７、補助バッテリ８及び制御回路９等は、ワイヤレス充電の機能の有無によらず、電気自動車に搭載される機能ブロックである。ワイヤレス充電の機能を備えていない電気自動車の場合、例えば車外に設置された電源装置と電気自動車のＡＣ／ＤＣコンバータ４とが充電ケーブルを介して接続され、電源装置から充電ケーブルを介して交流の電力が供給され、この交流の電力をＡＣ／ＤＣコンバータ４が直流の電力に変換して主バッテリ５へ供給することにより、主バッテリ５の充電が行われる。

主バッテリ５に蓄積された電力はモータ６へ供給され、この電力によりモータ６が回転することで車両１の車輪が回転駆動され、車両１が走行する。また主バッテリ５は、制御回路９が通電／遮断を制御するスイッチＳＷを介してＤＣ／ＤＣコンバータ７に接続されており、スイッチＳＷが通電状態へ切り替えられた場合に、蓄積した電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７へ供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、主バッテリ５から供給される直流の電力の電圧値を変換する回路である。主バッテリ５の出力電圧値は例えば数百ボルトであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は数百ボルトの電力を例えば１２Ｖに変換して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７が出力する１２Ｖの直流の電力は補助バッテリ８へ供給され、これにより補助バッテリ８が充電される。

補助バッテリ８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して主バッテリ５から供給される電力を蓄積し、車両１に搭載されたモータ６以外の電装品、例えば制御回路９へ１２Ｖの直流の電力を供給する。制御回路９は、車両１に搭載された各種の電装品の制御を行う回路であり、補助バッテリ８から供給される電力により動作する。本実施の形態において制御回路９は、車両１のイグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチ等のオン／オフの状態に応じて、主バッテリ５及びＤＣ／ＤＣコンバータ７の間に設けられたスイッチＳＷの通電／遮断を切り替える制御を行う。例えば制御回路９は、車両１がワイヤレス充電を行う非走行状態（イグニッションスイッチがオフの状態）において、スイッチＳＷを遮断状態とする。これにより車両１がワイヤレス充電を行っている間、主バッテリ５から補助バッテリ８への電力供給は行われず、補助バッテリ８は充電されない。

本実施の形態１に係る電力供給装置３は、上述のような充電ケーブルを介した主バッテリ５の充電を行う電気自動車に対して追加することで、電気自動車にワイヤレス充電の機能を追加することを可能とする。このように、ワイヤレス充電の機能を電力供給装置３に集約する構成とすることにより、ワイヤレス充電の機能を備える電気自動車とワイヤレス充電の機能を備えない電気自動車とで製造工程の共通化及び構成部品の共通化等が期待できる。またワイヤレス充電の機能を備えない電気自動車に対するワイヤレス充電の機能の追加を容易化することが期待できる。

ワイヤレス充電は、例えば車両１の外部に設置された給電装置が備える送電コイル（図示は省略する）から、車両１の電力供給装置３が備える受電コイル２に対して、例えば電磁誘導方式又は磁気共鳴方式等により電力を無線送信する技術である。受電コイル２は例えば車両１の底部分に配置され、給電装置の送電コイルは例えば駐車場又は道路等の所定スペースに配置される。この所定スペースに車両１が駐車された場合に、車両１の受電コイル２と外部の給電装置の送電コイルとが近接し、送電コイルから受電コイル２への無線送電が行われる。

本実施の形態に係る電力供給装置３は、受電コイル２、制御回路３１、整流平滑回路３２、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４、キャパシタ３５、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２等を備えて構成されている。制御回路３１は、電力供給装置３内の各部の動作を制御することにより、ワイヤレス充電を実施する。図示の例では、制御回路３１はＤＣ／ＡＣコンバータ３３の動作を制御することで、車両１外の給電装置から受電コイル２が受電した電力を、車両１のＡＣ／ＤＣコンバータ４へ出力し、主バッテリ５の充電を行わせる。また制御回路３１は、例えば車両１の外部に設置された給電装置との間で、ワイヤレス充電に関する情報の授受を無線通信により行ってもよい。

また制御回路３１の電源の入力端は、ダイオードＤ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力端に接続されると共に、ダイオードＤ２を介して補助バッテリ８に接続されている。これにより制御回路３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４からダイオードＤ１を介して供給される電力、又は、補助バッテリ８からダイオードＤ２を介して供給される電力により動作することができる。

整流平滑回路３２は、交流電流を直流電流へ整流する整流回路及び整流された直流電流に含まれる脈流を平滑化する平滑回路を組み合わせたものであり、受電コイル２が受電した交流の電力を直流の電力に変換して出力する。整流平滑回路３２の出力端には、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４及びキャパシタ３５がそれぞれ接続されている。

ＤＣ／ＡＣコンバータ３３は、直流の電力を交流の電力に変換して出力する回路である。ＤＣ／ＡＣコンバータ３３は、制御回路３１から与えられる制御信号に基づいて、出力のオン／オフの切り替え、及び、出力する電力の電圧値等の制御がなされる。なお本実施の形態に係る電力供給装置３がＤＣ／ＡＣコンバータ３３を備えているのは、車両１の主バッテリ５の充電をＡＣ／ＤＣコンバータ４が出力する直流の電力にて行う構成であることから、ＡＣ／ＤＣコンバータ４への入力に適した交流の電力を電力供給装置３が出力するためである。よって、図１に示すブロック図において、ＡＣ／ＤＣコンバータ４及びＤＣ／ＡＣコンバータ３３を削除し、整流平滑回路３２が出力する電力を主バッテリ５へ直接供給する構成とすることも可能である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、整流平滑回路３２が出力する電力の電圧値を、所定の電圧値に変換して出力する回路である。本実施の形態においてＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、補助バッテリ８の出力電圧値（例えば１２Ｖ）よりも高い電圧値（例えば１５Ｖ）の電力を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力端は、ダイオードＤ１を介して制御回路３１の（電源）入力端に接続されており、制御回路３１はＤＣ／ＤＣコンバータ３４から供給される電力により動作することが可能である。

キャパシタ３５は、整流平滑回路３２が出力する電力（電荷）を一時的に蓄積する回路素子である。ワイヤレス充電が開始され、受電コイル２にて受電した交流の電力が整流平滑回路３２にて直流の電力へ変換されて出力され、整流平滑回路３２が出力する電力がキャパシタ３５にて蓄積される。キャパシタ３５に電力を蓄積しておくことで、例えばワイヤレス充電が一時的に中断された場合などであっても、キャパシタ３５に蓄積された電力によりＤＣ／ＡＣコンバータ３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作を継続することができる。

ダイオードＤ１及びＤ２は、アノードからカソードへ電流を流し、カソードからアノードへ電流を流さない作用を持つ回路素子である。ダイオードＤ１のアノードはＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力端に接続され、カソードは制御回路３１の電源入力端に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４から制御回路３１へダイオードＤ１を介して電力が供給されるが、制御回路３１からＤＣ／ＤＣコンバータ３４へ電流は流れない。またダイオードＤ２のアノードは補助バッテリ８に接続され、カソードは制御回路３１の電源入力端に接続されており、補助バッテリ８から制御回路３１へダイオードＤ２を介して電力が供給されるが、制御回路３１から補助バッテリ８へ電流は流れない。なおダイオードＤ１及びＤ２は、２つのダイオードを内蔵したカソードコモンのセンタータップダイオードであってもよい。

本実施の形態に係る電力供給装置３が備えるダイオードＤ１及びＤ２は、制御回路３１へ供給する電力を選択するための選択回路を構成している。この選択回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作しているか否か、即ちワイヤレス充電が行われているか否かに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４からの電力と補助バッテリ８からの電力とを選択して制御回路３１へ供給する。

即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作していない場合、補助バッテリ８が出力する例えば電圧値１２Ｖの電力がダイオードＤ２を介して制御回路３１へ供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作している場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が出力する例えば電圧値１５Ｖの電力がダイオードＤ１を介して制御回路３１へ供給される。これによりダイオードＤ２は、アノードの電圧値が１２Ｖであるのに対し、カソードの電圧値が１５Ｖとなるため電流を流さない遮断状態となり、補助バッテリ８から制御回路３１の電力供給が停止される。なお本実施の形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力電圧値は、補助バッテリ８の出力電圧値より高くなるよう設定されている。

本実施の形態に係る車両１は、走行中に主バッテリ５からモータ６への電力供給がなされる。このときに制御回路９はスイッチＳＷを通電状態とし、主バッテリ５の電力はＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して補助バッテリ８へ供給され、補助バッテリ８が充電される。車両１が主バッテリ５の充電のために給電装置が設けられた駐車場等に駐車され、例えばイグニッションスイッチがオフ状態へ切り替えられた場合、制御回路９はスイッチＳＷを遮断状態へ切り替え、これにより主バッテリ５から補助バッテリ８への電力供給が断たれる。

このときに電力供給装置３の制御回路３１は、例えば車両１の外部に設置された給電装置との間で無線通信を行い、ワイヤレス充電の実施に必要な所定の手続きを行う。なおこのときに制御回路３１は、補助バッテリ８からダイオードＤ２を介して供給される電力により動作する。ワイヤレス充電に必要な所定の手続きが完了した後、外部の給電装置の送電コイルから車両１の受電コイル２へ無線による電力送信が開始され、制御回路３１はＤＣ／ＡＣコンバータ３３の動作を開始する。受電コイル２にて受信した電力は、整流平滑回路３２、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及びＡＣ／ＤＣコンバータ４を経て主バッテリ５へ供給され、主バッテリ５が充電される。

受電コイル２が受電することによって整流平滑回路３２が出力する電力がＤＣ／ＤＣコンバータ３４へ供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作を開始する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、補助バッテリ８の出力電圧値（例えば１２Ｖ）より高い電圧値（例えば１５Ｖ）の電力を出力し、この電力がダイオードＤ１を介して制御回路３１へ供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４から制御回路３１へ電力が供給されることにより、ダイオードＤ２のカソードはＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力電圧値（例えば１５Ｖ）又はこれに近い電圧値となる。ダイオードＤ２のアノードの電圧値は補助バッテリ８の出力電圧値（例えば１２Ｖ）であり、ダイオードＤ２のカソードの電圧値がアノードの電圧値より高いため、ダイオードＤ２は遮断状態となり、補助バッテリ８から制御回路３１への電力供給が停止される。

以上の構成の実施の形態１に係る電力供給装置３は、電気自動車等の車両１に搭載された主バッテリ５と外部の給電装置との間で電力の授受を行う装置である。電力供給装置３は、主バッテリ５及び外部の給電装置へ繋がる第１電力経路（即ち、受電コイル２及び整流平滑回路３２の間の電力経路（配線又はケーブル等）と、整流平滑回路３２と、整流平滑回路３２及びＤＣ／ＡＣコンバータ３３の間の電力経路と、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及びＡＣ／ＤＣコンバータ４の間の電力経路とを含んで構成される電力経路）を備える。また電力供給装置３は、車両１に搭載された補助バッテリ８及び制御回路３１へ繋がる第２電力経路（即ち、補助バッテリ８及びダイオードＤ２のアノードの間の電力経路と、ダイオードＤ２のカソード及び制御回路３１の間の電力経路とを含んで構成される電力経路）を備える。更に電力供給装置３は、第１電力経路から電力の供給を受けて制御回路３１へ電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３４を備える。

これらの構成により実施の形態１に係る電力供給装置３は、ワイヤレス充電が行われていない場合には、車両１の補助バッテリ８から制御回路３１へ電力を供給して、制御回路３１を動作させることができる。また電力供給装置３は、ワイヤレス充電が行われている場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４から制御回路３１へ電力を供給して、制御回路３１を動作させることができるため、補助バッテリ８のバッテリ上がりを防止することが期待できる。

また実施の形態１に係る電力供給装置３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４及び補助バッテリ８のうち出力電圧が高い一方から供給される電力を選択して制御回路３１へ供給する電力供給選択回路を備える。電力供給選択回路は、２つのダイオードＤ１及びＤ２を有し、ダイオードＤ１のアノードはＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力端に接続され、ダイオードＤ２のアノードは第２電力経路に接続され、ダイオードＤ１及びＤ２のカソードは互いに接続されると共に、制御回路３１へ接続される。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力電圧値を補助バッテリ８の出力電圧値を高く設定することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４から制御回路３１へ電力を供給し、補助バッテリ８から制御回路３１への電力供給を停止することが期待できる。

なお実施の形態１において電力供給装置３は、整流平滑回路３２が出力する電力を基にＤＣ／ＤＣコンバータ３４が出力する所定の電圧値の電力を、ダイオードＤ１を介して制御回路３１へ供給する構成であるが、これに限るものではない。電力供給装置３は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ３４に代えてＡＣ／ＤＣコンバータを備え、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３が出力する交流の電力をこのＡＣ／ＤＣコンバータにて直流の電力に変換し、この電力を制御回路３１へ供給する構成であってもよい。

＜実施の形態２＞
図２は、実施の形態２に係る電力供給装置３の構成を説明するためのブロック図である。実施の形態２に係る電力供給装置３は、図１に示した実施の形態１に係る電力供給装置３の構成に対して、電圧検出部３７を追加した構成である。電圧検出部３７は、例えば補助バッテリ８及びダイオードＤ２の間の電力供給経路の適宜の場所に接続される。電圧検出部３７は、この電力供給経路における電圧値（補助バッテリ８の出力電圧値、ダイオードＤ２のアノードの電圧値）を検出し、検出した電圧値を制御回路３１へ出力する。

実施の形態２に係る電力供給装置３の制御回路３１は、電圧検出部３７が検出した電圧値に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の動作を制御する。制御回路３１は、電圧検出部３７が検出した電圧値が所定電圧値を超えるか否かを判定し、検出した電圧値が所定電圧値を超える場合、即ち補助バッテリ８に十分な電力が蓄積されていると推測される場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の動作を停止する。これに対して制御回路３１は、検出した電圧値が所定電圧値を超えない場合、即ち補助バッテリ８に蓄積された電力が減少していると推測される場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４を動作させる。

以上の構成の実施の形態２に係る電力供給装置３は、電圧検出部３７にて補助バッテリ８の出力電圧値を検出し、検出した電圧値が所定電圧値を超える場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４による電力供給を停止する。これにより電力供給装置３は、補助バッテリ８に十分な電力が蓄積されていると推測される場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４を動作させるための電力を主バッテリ５の充電に充てることができ、主バッテリ５の効率のよい充電を実現することが期待できる。

なお、実施の形態２に係る電力供給装置３は、電圧検出部３７が検出した電圧値に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３４の動作を停止させる構成であるが、これに限るものではない。例えば電力供給装置３は、電圧検出部３７が検出した電圧値に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４の出力電圧値を変化させる制御を行ってもよい。

また、実施の形態２に係る電力供給装置３のその他の構成は、実施の形態１に係る電力供給装置３と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

＜実施の形態３＞
図３は、実施の形態３に係る電力供給装置３の構成を説明するためのブロック図である。実施の形態３に係る電力供給装置３は、図１に示した実施の形態１に係る電力供給装置３の構成から、ダイオードＤ１及びＤ２を取り除き、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４を充電回路３６に置き換えた構成に相当する。詳しくは、実施の形態３に係る電力供給装置３では、制御回路３１の電源入力端と補助バッテリ８の出力端とが、ダイオード等を介することなく、直接的に接続されている。制御回路３１は、補助バッテリ８からの電力供給により動作する。

充電回路３６は、整流平滑回路３２が出力する電力に基づいて動作し、制御回路３１が動作する所定電圧値の電力を出力する。また充電回路３６は、出力に補助バッテリ８が接続され、補助バッテリ８の出力電圧値が所定電圧値より低い場合であっても、補助バッテリ８の充電に必要な所定電流値での定電流出力動作を行うことができる回路である。

充電回路３６は、ワイヤレス充電が開始されて整流平滑回路３２が直流の電力を出力することにより、定電流の出力を開始する。充電回路３６が出力する所定の電流値の電流は、制御回路３１及び補助バッテリ８へと供給され、これにより制御回路３１が動作すると共に、補助バッテリ８が充電される。

以上の構成の実施の形態３に係る電力供給装置３は、ワイヤレス充電が行われている場合に、充電回路３６が制御回路３１及び補助バッテリ８へ定電流を供給することで、制御回路３１を動作させると共に、補助バッテリ８を充電することができる。よって実施の形態３に係る電力供給装置３は、補助バッテリ８のバッテリ上がりを防止することが期待できる。

なお、実施の形態３に係る電力供給装置３のその他の構成は、実施の形態１，２に係る電力供給装置３と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

＜実施の形態４＞
図４は、実施の形態４に係る電力供給装置３の構成を説明するためのブロック図である。上述の実施の形態１～３に係る電力供給装置３は、車両１の外部に設けられた給電装置から、車両１の内部の主バッテリ５へ電力を供給する構成であった。これに対して実施の形態４に係る電力供給装置３は、車両１の内部の主バッテリ５に蓄積された電力を、車両１の外部の種々の装置へ供給する構成である。

実施の形態４においては、車両１の外部の装置として、電力供給装置３の機能を有する溶接機５１を例に説明を行うが、外部の装置は溶接機５１に限らず、どのような装置であってもよい。実施の形態４に係る車両１は、例えば車体の適宜の場所に配されたプラグに給電ケーブルを接続することで、主バッテリ５に蓄積された電力を外部の装置へ供給する機能を備えている。なお外部給電を行うための給電ケーブルを接続するプラグは、主バッテリ５を有線充電する際に充電ケーブルを接続するプラグと共通のものであってもよく、別のものであってもよい。

実施の形態４に係る溶接機５１は、車両１の外部に設けられて、車両１から供給される電力により動作する。実施の形態４に係る溶接機５１は、実施の形態１に係る電力供給装置３と同様の制御回路３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４、ダイオードＤ１及びＤ２を備えると共に、整流平滑回路５２、インバータ５３及び整流回路５４等を備えて構成されている。

溶接機５１が車両１に接続された場合、車両１の主バッテリ５が出力する電力は、溶接機５１の整流平滑回路５２、インバータ５３及び整流回路５４を経て、溶接機５１内の各部（図示は省略する）へ供給される。整流平滑回路５２は、電流を整流する整流回路及び平滑化する平滑回路を組み合わせたものであり、車両１の主バッテリ５からの電力を直流の電力として出力する。整流平滑回路５２の出力端には、インバータ５３及びＤＣ／ＤＣコンバータ３４がそれぞれ接続されている。

インバータ５３は、直流から交流への変換を行う回路である。インバータ５３は、整流平滑回路５２が出力した直流の電力を、制御回路３１の制御に従って所定の電圧値及び所定の周波数の交流の電力に変換して出力する。インバータ５３の出力端には整流回路５４が接続されており、整流回路５４はインバータ５３が出力する交流の電力を直流の電力に変換して溶接機５１内の各部へ供給する。溶接機５１の各部は、整流回路５４が出力する直流の電力により動作する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、整流平滑回路５２が出力する電力の電圧値を、所定の電圧値、例えば補助バッテリ８の出力電圧値（１２Ｖ）よりも高い電圧値（１５Ｖ）に変換して出力する回路である。ダイオードＤ１及びＤ２は、制御回路３１へ供給する電力を選択するための選択回路を構成しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が動作しているか否かに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４からの電力と補助バッテリ８からの電力とを選択して制御回路３１へ供給する。

例えば、車両１及び溶接機５１のユーザは、停車状態の車両１に給電ケーブルを介して溶接機５１を接続する。溶接機５１は、給電ケーブルが車両１に接続されることによって、整流平滑回路５２が車両１の主バッテリ５と電気的に接続され、ダイオードＤ２のアノードが車両１の補助バッテリ８と電気的に接続される。これにより補助バッテリ８に蓄積された電力がダイオードＤ２を通して制御回路３１へと供給され、制御回路３１がこの電力供給により動作する。制御回路３１は、例えば車両１との間で給電に関する種々の情報交換を行った後、インバータ５３を動作させて溶接機５１内に設けられた各部への給電を開始する。またこのときに車両１は、例えば電力供給装置３との間で給電に関する種々の情報交換を行った後、溶接機５１への給電を開始する。

車両１の主バッテリ５からの電力が溶接機５１へ供給され、この電力は電力供給装置３の整流平滑回路５２、インバータ５３及び整流回路５４を経て溶接機５１内の各部へ供給される。また整流平滑回路５２が出力する直流の電力はＤＣ／ＤＣコンバータ３４へ供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４はこの供給された電力を所定の電圧値（補助バッテリ８の出力電圧値より高い電圧値）に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４が出力した電力は、ダイオードＤ１を介して制御回路３１へ供給される。またこれによりダイオードＤ２のカソードの電圧値はアノードの電圧値より高くなるため、ダイオードＤ２は遮断状態となり、補助バッテリ８から制御回路３１への電力供給は遮断される。

以上の構成の実施の形態４に係る電力供給装置は、電気自動車等の車両１に搭載された主バッテリ５と溶接機５１等の外部の装置との間で電力の授受を行う装置である。電力供給装置の機能を有する溶接機５１は、主バッテリ５及び外部の装置（溶接機５１の各部）へ繋がる第１電力経路（即ち、整流平滑回路５２、インバータ５３、整流回路５４及びこれらの間の電力経路（配線又はケーブル等））を備える。また溶接機５１は、車両１に搭載された補助バッテリ８及び制御回路３１へ繋がる第２電力経路（即ち、補助バッテリ８及びダイオードＤ２のアノードの間の電力経路と、ダイオードＤ２のカソード及び制御回路３１の間の電力経路とを含んで構成される電力経路）を備える。更に溶接機５１は、第１電力経路から電力の供給を受けて制御回路３１へ電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３４を備える。

これらの構成により実施の形態４に係る溶接機５１は、車両１の主バッテリ５から電力供給が開始されるまでの間には、車両１の補助バッテリ８から制御回路３１へ電力を供給して、制御回路３１を動作させることができる。また溶接機５１は、車両１の主バッテリ５から電力供給が開始されたあとには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４から制御回路３１へ電力を供給して、制御回路３１を動作させることができるため、補助バッテリ８のバッテリ上がりを防止することが期待できる。

なお実施の形態４に係る溶接機５１は、例えば実施の形態３に係る電力供給装置３と同様に、充電回路３６を備えて補助バッテリ８を充電する構成であってもよい。また実施の形態４に係る溶接機５１は、例えば実施の形態２に係る電力供給装置３と同様に、電圧検出部３７を備えて補助バッテリ８の出力電圧値の検出を行い、検出結果に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３４の動作を制御してもよい。

なお、実施の形態４に係る溶接機（電力供給装置）５１のその他の構成は、実施の形態１～３に係る電力供給装置３と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両
２ 受電コイル
３ 電力供給装置
４ ＡＣ／ＤＣコンバータ
５ 主バッテリ
６ モータ
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
８ 補助バッテリ
９ 制御回路
３１ 制御回路（制御電源回路）
３２ 整流平滑回路
３３ ＤＣ／ＡＣコンバータ
３４ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力供給回路）
３５ キャパシタ
３６ 充電回路（電力供給回路）
３７ 電圧検出部
５１ 溶接機
５２ 整流平滑回路
５３ インバータ
５４ 整流回路
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード（電力供給選択回路）
ＳＷ スイッチ

Claims (5)

1. 電動自動車に搭載された主バッテリと外部装置との間で電力の授受を行う電力供給装置であって、
   前記主バッテリ及び前記外部装置へ繋がる第１電力経路と、
   前記電動自動車に搭載された補助バッテリ及び制御電源回路へ繋がる第２電力経路と、
   前記第１電力経路から電力供給を受けて前記制御電源回路へ電力を供給する電力供給回路と
   を備える、電力供給装置。
2. 前記電力供給回路及び前記補助バッテリのうち出力電圧が高い一方から供給される電力を選択して前記制御電源回路へ供給する電力供給選択回路を備え、
   前記電力供給回路の出力電圧は、前記補助バッテリの出力電圧より高い、
   請求項１に記載の電力供給装置。
3. 前記電力供給選択回路は、第１ダイオード及び第２ダイオードを有し、
   前記第１ダイオードのアノードは、前記電力供給回路の出力に接続され、
   前記第２ダイオードのアノードは、前記第２電力経路に接続され、
   前記第１ダイオードのカソード及び前記第２ダイオードのカソードは、互いに接続されると共に、前記制御電源回路へ接続される、
   請求項２に記載の電力供給装置。
4. 前記電力供給回路は定電流を出力する回路であり、前記第２電力経路を介して、前記補助バッテリを充電する、
   請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の電力供給装置。
5. 前記補助バッテリの出力電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記電力供給回路は、前記電圧検出部が検出した出力電圧が所定電圧を超えた場合、電力の供給を停止する、
   請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の電力供給装置。

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