JP5212511B2

JP5212511B2 - 給電装置

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Publication number: JP5212511B2
Application number: JP2011061864A
Authority: JP
Inventors: 和良大林; 章坂本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: JP2012200064A

Description

本発明は、蓄電池に対して接触式、あるいは非接触式にて電力の供給を行う給電装置に関するものである。

従来の車両用電源装置として、例えば特許文献１に示されたものが知られている。特許文献１の車両用電源装置（車両用電源システム）は、車両に搭載された蓄電部と住宅電源とが電気的に接続された状態で電力の授受を行う導通充電手段と、蓄電部と車両外部の誘導充電型充電器とが磁気的に結合された状態で電力の授受を行う誘導充電手段との、２つの充電手段を備えている。

導通充電手段においては、コネクタによって住宅電源と車両とが接続されると、住宅電源からの商用交流電力は、インバータによって直流電力に変換されて、蓄電部に充電されるようになっている。また、誘導充電手段においては、誘導充電型充電器のパドルに自己誘導起電力が誘起され、これによって車両側のポートに相互誘導起電力が誘起され、ポートに誘起された電圧が整流回路によって直流電圧に整流されて、蓄電部に充電されるようになっている。このように、特許文献１では、導通式あるいは誘導式による２種類の充電が可能となっている。

特開２００８−２２０１３０号公報

しかしながら、上記特許文献１では、蓄電部への充電に際して、導通充電手段と誘導充電手段との２つの充電手段を独立して設けているので、充電手段全体として大型となり、コスト増に繋がっている。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、蓄電池への充電を行う際に、接触式あるいは非接触式のいずれかを使い分けることのできるものにおいて、構成部品の共用化を図ることで大型化の抑制を可能とする給電装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、給電装置において、交流電源部（１１０）から供給される電力を整流する整流部（１２０）と、
整流部（１２０）で整流された電力の電圧調整をして、蓄電池（２１０）に対して接触式の給電を可能とする昇降圧回路（１３０）と、
整流部（１２０）で整流された電力によって自己誘導起電力を発生させて、２次側共振回路（２３０）を介して充電する蓄電池（２２０）に対して非接触式の給電を可能とする１次側共振回路（１５０）と、
昇降圧回路（１３０）と、１次側共振回路（１５０）との作動を切替える作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）と、
昇降圧回路（１３０）と、１次側共振回路（１５０）とに対して共用設定されて、スイッチング切替えによって昇降圧回路（１３０）の作動および１次側共振回路（１５０）の作動の両方を行うスイッチング素子（１４１〜１４４）と、
作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替えを行うと共に、スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えを行うことによって、昇降圧回路（１３０）あるいは１次側共振回路（１５０）の作動を制御する制御部（１７０）とを備えることを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動状態とすることで、交流電源部（１１０）から供給される電力を整流部（１２０）によって整流し、更に昇降圧回路（１３０）によって電圧調整して、蓄電池（２１０）に対して接触式の給電を行う接触式給電装置として機能させることができる。

また、制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）によって１次側共振回路（１５０）を作動状態とすることで、交流電源部（１１０）から供給される電力を整流部（１２０）によって整流し、更に１次側共振回路（１５０）にて自己誘導起電力を発生させ、２次側共振回路（２３０）を介して充電する蓄電池（２２０）に対して非接触式の給電を行う非接触式給電装置として機能させることができる。

ここで、昇降圧回路（１３０）の作動を行うスイッチング素子（１４１〜１４４）と、１次側共振回路（１５０）の作動を行うスイッチング素子（１４１〜１４４）とが、互いに共用設定されるようにしているので、構成部品の共用化を図ることができ、給電装置（１００）の大型化を抑制すると共に低コスト化を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、昇降圧回路（１３０）は、蓄電池（２１０）とは異なる他の蓄電池（２２０）に対しても接触式の給電を可能としており、
昇降圧回路（１３０）から蓄電池（２１０）、あるいは他の蓄電池（２２０）への給電を切替える給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）を備え、
制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、およびスイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動させると共に、給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）の切替えによって蓄電池（２１０）あるいは他の蓄電池（２２０）への給電を制御することを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、およびスイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動状態とし、給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）によって昇降圧回路（１３０）から蓄電池（２１０）への給電が可能となるように切替えることで、蓄電池（２１０）への接触式給電が可能となる。また、制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、およびスイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動状態とし、給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）によって昇降圧回路（１３０）から他の蓄電池（２２０）への給電が可能となるようにすることで、他の蓄電池（２２０）への接触式給電が可能となる。このように、蓄電池（２１０）に加えて他の蓄電池（２２０）を備える場合において、蓄電池（２１０）および他の蓄電池（２２０）への接触式給電の切替えが可能となる。

請求項３に記載の発明では、整流部（１２０）と昇降圧回路（１３０）との間から分岐して、蓄電池（２１０）とは異なる他の蓄電池（２２０）への接続を可能とする電力線（１８５、１８６）と、
電力線（１８５、１８６）の途中部位における切断状態あるいは接続状態を形成する電力線断続リレー（１６４ａ、１６４ｂ）とを備え、
制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、およびスイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動させると共に、電力線断続リレー（１６４ａ、１６４ｂ）によって電力線（１８５、１８６）を接続状態にして、蓄電池（２１０）および他の蓄電池（２２０）間の給電を制御することを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、およびスイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって昇降圧回路（１３０）を作動状態とし、更に電力線断続リレー（１６４ａ、１６４ｂ）によって電力線（１８５、１８６）を接続状態にすることで、蓄電池（２１０）と他の蓄電池（２２０）とを昇降圧回路（１３０）を介して接続状態にすることができる。よって、蓄電池（２１０）から他の蓄電池（２２０）への給電、あるいは他の蓄電池（２２０）から蓄電池（２１０）への給電が可能となる。

請求項４に記載の発明では、蓄電池（２１０）は、１次側共振回路（１５０）に接続されており、
制御部（１７０）は、作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替えによって１次側共振回路（１５０）を作動させ、蓄電池（２１０）から１次側共振回路（１５０）に給電すると共に、スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって１次側共振回路（１５０）の作動を制御することを特徴としている。

この発明によれば、制御部（１７０）は、蓄電池（２１０）から１次側共振回路（１５０）に給電することで、１次側共振回路（１５０）にて自己誘導起電力を発生させることができ、２次側共振回路（２３０）を介して充電する蓄電池（２２０）に対して非接触式の給電を行う非接触式給電装置として機能させることができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における給電装置を示す回路図である。交流電源部から住宅バッテリへの接触式給電状態を示す回路図である。交流電源部から車両バッテリへの接触式給電状態を示す回路図である。住宅バッテリと車両バッテリ間の接触式給電状態を示す回路図である。交流電源部からの非接触式給電状態を示す回路図である。住宅バッテリからの非接触式給電状態を示す回路図である。車両バッテリと昇降圧回路との接続形態を示す回路図である。その他の実施形態における給電装置を示す回路図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における給電装置１００について図１（あるいは図５、図６）を参照しながら説明する。図１は、給電装置１００を示す回路図である。

図１に示すように、給電装置１００は、例えば住宅に設けられて、住宅バッテリ２１０、あるいは車両バッテリ２２０に接触式の給電（充電）を行う、または、図５、図６に示す非接触式充電器の２次側共振回路２３０に接続されるバッテリ（ここでは車両バッテリ２２０）に非接触式の給電（充電）を行う装置である。また、給電装置１００は、住宅バッテリ２１０および車両バッテリ２２０間の給電も可能としている。

住宅バッテリ２１０は、住宅に設置されて、住宅内における例えばエアコン、テレビ、冷蔵庫、照明、電気給湯器等の各種家電機器に対して電力供給を行うバッテリである。車両バッテリ２２０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されて、走行用駆動源となる走行用モータに電力供給を行うバッテリである。住宅バッテリ２１０は、本発明における蓄電池に対応し、車両バッテリ２２０は、本発明における他の蓄電池および２次側共振回路を介して充電する蓄電池に対応する。

給電装置１００は、交流電源部１１０、整流回路１２０、昇降圧回路１３０、スイッチング素子１４１〜１４４、１次側共振回路１５０、リレー１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ〜１６２ｃ、１６３ａ〜１６３ｄ、１６４ａ、１６４ｂ、および制御装置１７０等を備えている。

交流電源部１１０は、商用の交流電力（例えば３相交流電力）を整流回路１２０に対して供給する電源部である。整流回路１２０は、交流電力を直流電力に整流する整流部である。交流電源部１１０と整流回路１２０との間には、リレー１６１ａ、１６１ｂが設けられており、リレー１６１ａ、１６１ｂのオンオフによって、交流電源部１１０と整流回路１２０との間が接続状態、あるいは切断状態に切替えができるようになっている。リレー１６１ａ、１６１ｂのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

昇降圧回路１３０は、整流回路１２０によって整流された電力の電圧を、各バッテリ２１０、２２０に必要とされる電圧に調整する昇降圧部である。昇降圧回路１３０は、Ｈ状を成すと共にＨ状の低電位側同士が接続された回路を成しており、Ｈ状の中央部にリアクトル１３１が設けられている。リアクトル１３１は、エネルギを蓄えるための巻線である。また、Ｈ状の端部側となる４つの部位には、ダイオードを備えるスイッチング素子１４１〜１４４が設けられている。

昇降圧回路１３０においては、スイッチング素子１４１〜１４４のうち、所定部位のスイッチング素子がオンにされ、他の部位のスイッチング素子がオフにされることによって昇降圧回路１３０の作動状態が形成され、リアクトル１３１に流れる電流が調整されて、整流回路１２０によって整流された電力の電圧調整が行われるようになっている。スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

そして、昇降圧回路１３０には、リアクトル１３１に対して直列配置されるリレー１６２ａが設けられている。リレー１６２ａのオンオフによって、昇降圧回路１３０の作動状態、あるいは非作動状態が切替えされるようになっている。リレー１６２ａのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

１次側共振回路１５０は、整流回路１２０によって整流された電力によって自己誘導起電力を発生させて、例えば図５、図６に示すように、２次側共振回路２３０を備えるバッテリ（例えば車両バッテリ２２０）に対して非接触式の給電を可能とするトランス部である。１次側共振回路１５０は、２次側共振回路２３０に対して非接触の状態で、２次側共振回路２３０に接続される車両バッテリ２２０への給電を可能とする。

１次側共振回路１５０は、Ｈ状を成すと共にＨ状の高電位側同士および低電位側同士が接続された回路を成しており、Ｈ状の中央部に１次側コイル１５１およびキャパシタ１５２が設けられている。１次側コイル１５１とキャパシタ１５２は直列に接続されている。１次側コイル１５１は、供給される電流によって自己誘導起電力を誘起させるための巻線である。また、キャパシタ１５２は、給電時の電力に含まれる変動成分を低減する蓄電部である。また、Ｈ状の端部側となる４つの部位には、ダイオードを備えるスイッチング素子１４１〜１４４が設けられている。

１次側共振回路１５０においては、４つのスイッチング素子１４１〜１４４のうち、対角上に位置するスイッチング素子１４１、１４４が対となり、またスイッチング素子１４２、１４３が対となり、対となったスイッチング素子１４１、１４４と、スイッチング素子１４２、１４３とが高速で交互にオンオフすることで、１次側共振回路１５０の作動状態が制御され、自己誘導起電力が発生されるようになっている。スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

本実施形態では、昇降圧回路１３０を構成するスイッチング素子１４１〜１４４と、１次側共振回路１５０を構成するスイッチング素子１４１〜１４４とは、共用設定されたスイッチング素子１４１〜１４４となっている。スイッチング素子１４１〜１４４は、オンオフの切替えによって、昇降圧回路１３０の作動と、１次側共振回路１５０の作動との両方を行うことができるようになっている。

そして、１次側共振回路１５０には、１次側コイル１５１、キャパシタ１５２に対して直列配置されるリレー１６２ｂが設けられている。また、１次側共振回路１５０の高電位側には、リレー１６２ｃが設けられている。リレー１６２ｂ、１６２ｃのオンオフによって、１次側共振回路１５０の作動状態、あるいは非作動状態が切替えされるようになっている。リレー１６２ｂ、１６２ｃのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

昇降圧回路１３０におけるリレー１６２ａ、および１次側共振回路１５０におけるリレー１６２ｂ、１６２ｃは、本発明において、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０との作動を切替える作動切替えリレーに対応する。

上記１次側共振回路１５０と共に車両バッテリ２２０に非接触式の給電を行う２次側共振回路２３０は、図５、図６に示すように、２次側コイル２３１とキャパシタ２３２とが並列に接続されて形成されている。２次側共振回路２３０は、１次側共振回路１５０に近接配置された際に、１次側共振回路１５０の自己誘導起電力によって、同様に自己誘導起電力を誘起させるトランス部となっている。２次側共振回路２３０と車両バッテリ２２０との間には、２次側共振回路２３０側から順に整流回路２４０、およびリレー１６５ａ、１６５ｂが設けられている。リレー１６５ａ、１６５ｂのオンオフによって、２次側共振回路２３０と車両バッテリ２２０との間が接続状態、あるいは切断状態に切替えができるようになっている。リレー１６５ａ、１６５ｂのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

昇降圧回路１３０の出力部１３０Ａ、１３０Ｂには、それぞれ電力線１８１、１８２の一端側が接続されている。そして、電力線１８１、１８２の他端側は、住宅バッテリ２１０に接続されている。

電力線１８１の途中部位には、リレー１６３ａが設けられ、また電力線１８２の途中部位には、リレー１６３ｂが設けられている。リレー１６３ａ、１６３ｂのオンオフによって、昇降圧回路１３０と住宅バッテリ２１０との間は、接続状態、あるいは切断状態に切替えができるようになっている。リレー１６３ａ、１６３ｂのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

電力線１８１には、電力線１８１の途中部位であって出力部１３０Ａとリレー１６３ａとの間から分岐する電力線１８３が設けられ、また電力線１８２には、電力線１８２の途中部位であって出力部１３０Ｂとリレー１６３ｂとの間から分岐する電力線１８４が設けられている。そして、分岐された電力線１８３、１８４の先端側は、車両バッテリ２２０に接続可能となっている。つまり、電力線１８３、１８４の先端側には例えば接続部が設けられており、必要に応じて車両バッテリ２２０への接続、あるいは取り外しが可能となっている。例えば、車両バッテリ２２０と昇降圧回路１３０とを図７に示すコネクタ９８０とプラグ９８２とを通して接続することが可能である。この場合、コネクタ９８０から車両バッテリ２２０側が車両で、プラグ９８２から昇降圧回路１３０を含む側が地上側となる。このプラグ９８２とコネクタ９８０は標準化された形態で接続することも可能である。（日本国内でのＣＨＡｄｅＭＯ規格準拠など）。そして、電力線１８３、１８４（プラグ９８０）の車両バッテリ２２０（コネクタ９８０）に対する接続状態は、制御装置１７０において、認識可能となっている。

電力線１８３の途中部位には、リレー１６３ｃが設けられ、また電力線１８４の途中部位には、リレー１６３ｄが設けられている。リレー１６３ｃ、１６３ｄのオンオフによって、昇降圧回路１３０と車両バッテリ２２０との間は、接続状態、あるいは切断状態に切替えができるようになっている。リレー１６３ｃ、１６３ｄのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

電力線１８１、１８２におけるリレー１６３ａ、１６３ｂ、および電力線１８３、１８４におけるリレー１６３ｃ、１６３ｃは、本発明において、昇降圧回路１３０から住宅バッテリ２１０への給電と、昇降圧回路１３０から車両バッテリ２２０への給電とを切替える給電切替えリレーに対応する。

更に、整流回路１２０と昇降圧回路１３０とを高電位側で接続する電力線１８７には、電力線１８７の途中部位から分岐する電力線１８５が設けられ、また整流回路１２０と昇降圧回路１３０とを低電位側で接続する電力線１８８には、電力線１８８の途中部位から分岐する電力線１８６が設けられている。そして、分岐された電力線１８５の先端側は、電力線１８３の車両バッテリ２２０とリレー１６３ｃとの間に接続されている。また分岐された電力線１８６の先端側は、電力線１８４の車両バッテリ２２０とリレー１６３ｄとの間に接続されている。

電力線１８５の途中部位には、リレー１６４ａが設けられ、また電力線１８６の途中部位には、リレー１６４ｂが設けられている。リレー１６４ａ、１６４ｂのオンオフによって、昇降圧回路１３０の入力部１３０Ｃ、１３０Ｄと車両バッテリ２２０との間は、接続状態、あるいは切断状態に切替えができるようになっている。リレー１６４ａ、１６４ｂのオンオフは、制御装置１７０によって制御されるようになっている。

電力線１８５、１８６におけるリレー１６４ａ、１６４ｂは、本発明において、電力線１８５、１８６の途中部位における切断状態あるいは接続状態を切替える電力線断続リレーに対応する。

制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４、およびリレー１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ〜１６２ｃ、１６３ａ〜１６３ｄ、１６４ａ、１６４ｂ、１６５ａ、１６５ｂのオンオフを行うことで、住宅バッテリ２１０および車両バッテリ２２０への給電、１次側共振回路１５０を用いた非接触式の給電、および住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０間の給電を制御する制御部となっている。

尚、制御装置１７０は、使用者からの指示に基づいて給電を開始し、各バッテリ２１０、２２０への充電状態を見て、給電を停止する。あるいは、制御装置１７０は、使用者からの給電のための設定条件（例えば、何時までに給電完了等）および各バッテリ２１０、２２０の充電状態に基づいて、給電のためのスケジュールを作成して、作成したスケジュールに従って給電の開始、停止を行う。

次に、上記構成に基づく給電装置１００の作動および作用効果について、図２〜図６を加えて説明する。制御装置１７０は、以下のような給電モード１〜５を可能としている。尚、図２〜図６において、各リレーによって接続された回路部分を太い実線で示している。

１．交流電源部から住宅バッテリへの接触式給電
図２に示すように、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂをオンにして交流電源部１１０と整流回路１２０との間が接続状態となるようにする。また、リレー１６２ａをオンにし、リレー１６２ｂ、１６２ｃをオフにして、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０のうち、昇降圧回路１３０が作動可能となるようにする。また、リレー１６３ａ、１６３ｂをオンにし、リレー１６３ｃ、１６３ｄをオフにして、住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０のうち、住宅バッテリ２１０が昇降圧回路１３０に接続状態となるようにする。また、リレー１６４ａ、１６４ｂをオフにして、電力線１８５、１８６が切断状態となるようにする。

上記のリレーオンオフにより、給電装置１００においては、交流電源部１１０、整流回路１２０、昇降圧回路１３０、および住宅バッテリ２１０が順に繋がる。そして、交流電源部１１０から供給される交流電力は、整流部１２０で整流される。制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、昇降圧回路１３０による電圧の調整を行う。そして、電圧調整された電力は、住宅バッテリ２１０に供給され、住宅バッテリ２１０は充電される。

２．交流電源部から車両バッテリへの接触式給電
図３に示すように、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂをオンにして交流電源部１１０と整流回路１２０との間が接続状態となるようにする。また、リレー１６２ａをオンにし、リレー１６２ｂ、１６２ｃをオフにして、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０のうち、昇降圧回路１３０が作動可能となるようにする。また、リレー１６３ｃ、１６３ｄをオンにし、リレー１６３ａ、１６３ｂをオフにして、住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０のうち、車両バッテリ２２０が昇降圧回路１３０に接続可能状態となるようにする。また、リレー１６４ａ、１６４ｂをオフにして、電力線１８５、１８６が切断状態となるようにする。

上記のリレーオンオフにより、給電装置１００においては、交流電源部１１０、整流回路１２０、および昇降圧回路１３０が順に繋がる。使用者によって電力線１８３、１８４の先端側のコネクタが車両バッテリ２２０に接続されると、交流電源部１１０、整流回路１２０、昇降圧回路１３０、および車両バッテリ２２０が順に繋がる。このとき、制御装置１７０は、コネクタの接続状態を認識する。そして、交流電源部１１０から供給される交流電力は、整流部１２０で整流される。制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、昇降圧回路１３０による電圧の調整を行う。そして、電圧調整された電力は、車両バッテリ２２０に供給され、車両バッテリ２２０は充電される。

３．住宅バッテリと車両バッテリ間の接触式給電
図４に示すように、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂをオフにして交流電源部１１０と整流回路１２０との間が切断状態となるようにする。また、リレー１６２ａをオンにし、リレー１６２ｂ、１６２ｃをオフにして、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０のうち、昇降圧回路１３０が作動可能となるようにする。また、リレー１６３ａ、１６３ｂをオンにし、リレー１６３ｃ、１６３ｄをオフにして、住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０のうち、住宅バッテリ２１０が昇降圧回路１３０に接続状態となるようにする。また、リレー１６４ａ、１６４ｂをオンにして、電力線１８５、１８６が接続状態となるようにする。リレー１６４ａ、１６４ｂをオンにすることで、使用者によって電力線１８３、１８４の先端側のコネクタが車両バッテリ２２０に接続されると、車両バッテリ２２０は、昇降圧回路１３０の入力部１３０Ｃ、１３０Ｄに接続されることになる。

上記のリレーオンオフおよびコネクタの接続により、給電装置１００においては、住宅バッテリ２１０、昇降圧回路１３０、および車両バッテリ２２０が順に繋がる。そして、制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、昇降圧回路１３０による電圧の調整を行う。これにより、住宅バッテリ２１０および車両バッテリ２２０間での給電が可能となる。制御装置１７０は、充電量の多いバッテリから充電量の少ないバッテリへの給電を行う。例えば、制御装置１７０は、車両バッテリ２２０への給電要求があると、住宅バッテリ２１０から車両バッテリ２２０への給電を行う。逆に、住宅で使用する電力が増加して住宅バッテリ２１０の充電量が低下すると、車両バッテリ２２０から住宅バッテリ２１０への給電を行う。

４．交流電源部からの非接触式給電
図５に示すように、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂをオンにして交流電源部１１０と整流回路１２０との間が接続状態となるようにする。また、リレー１６２ｂ、１６２ｃをオンにし、リレー１６２ａをオフにして、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０のうち、１次側共振回路１５０が作動可能となるようにする。また、リレー１６３ａ〜１６３ｄをオフにして、住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０との両者が、昇降圧回路１３０および１次側共振回路１５０から切断状態となるようにする。また、リレー１６４ａ、１６４ｂをオフにして、電力線１８５、１８６が切断状態となるようにする。また、リレー１６５ａ、１６５ｂをオンにして２次側共振回路２３０が車両バッテリ２２０と接続状態となるようにする。このとき、１次側共振回路１５０には、２次側共振回路２３０が、非接触の状態で近接配置されて給電の準備がなされる。

上記のリレーオンオフにより、給電装置１００においては、交流電源部１１０、整流回路１２０、および１次側共振回路１５０が順に繋がる。そして、交流電源部１１０から供給される交流電力は、整流部１２０で整流される。制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、１次側共振回路１５０の１次側コイル１５１に自己誘導起電力を発生させる。そして、２次側共振回路２３０にも自己誘導起電力が発生されて、この自己誘導起電力が整流回路２４０で整流されて、１次側共振回路１５０から車両バッテリ２２０への非接触による給電が行われ、車両バッテリ２２０は充電される。

５．住宅バッテリからの非接触式給電
図６に示すように、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂをオフにして交流電源部１１０と整流回路１２０との間が切断状態となるようにする。また、リレー１６２ｂ、１６２ｃをオンにし、リレー１６２ａをオフにして、昇降圧回路１３０と１次側共振回路１５０のうち、１次側共振回路１５０が作動可能となるようにする。また、リレー１６３ａ、１６３ｂをオンにし、リレー１６３ｃ、１６３ｄをオフにして、住宅バッテリ２１０と車両バッテリ２２０のうち、住宅バッテリ２１０が１次側共振回路１５０に接続状態となるようにする。また、リレー１６４ａ、１６４ｂをオフにして、電力線１８５、１８６が切断状態となるようにする。また、リレー１６５ａ、１６５ｂをオンにして２次側共振回路２３０が車両バッテリ２２０と接続状態となるようにする。このとき、１次側共振回路１５０には、２次側共振回路２３０が、非接触の状態で近接配置されて給電の準備がなされる。

上記のリレーオンオフにより、給電装置１００においては、住宅バッテリ２１０、および１次側共振回路１５０が順に繋がる。そして、住宅バッテリ２１０から供給される直流電力は、１次側共振回路１５０に至る。制御装置１７０は、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、１次側共振回路１５０の１次側コイル１５１に自己誘導起電力を発生させる。そして、２次側共振回路２３０にも自己誘導起電力が発生されて、この自己誘導起電力が整流回路２４０で整流されて、１次側共振回路１５０から車両バッテリ２２０への非接触による給電が行われ、車両バッテリ２２０は充電される。

以上のように、本実施形態では、制御装置１７０は、リレー１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａ〜１６２ｄ、１６３ａ〜１６３ｄ、１６４ａ、１６４ｂ、１６５ａ、１６５ｂのオンオフ切替えを行うと共に、スイッチング素子１４１〜１４４のオンオフ制御を行うことで、上記１〜５のように種々のモードによる給電を可能としている。給電モード１〜３は接触式の給電であり、またモード４、５は非接触式の給電である。

ここで、昇降圧回路１３０を作動させるスイッチング素子１４１〜１４４と、１次側共振回路１５０を作動させるスイッチング素子１４１〜１４４とが、互いに共用設定されるようにしているので、構成部品の共用化を図ることができ、給電装置１００の大型化を抑制すると共に低コスト化を図ることができる。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、１次側共振回路１５０は、１次側コイル１５１とキャパシタ１５２とが直列に接続されて形成されるものとして説明したが、これに限らず、図８に示すように、一次側コイル１５１とキャパシタ１５２とが並列に接続されて形成される１次側共振回路１５０Ａとしても良い。

また、本発明における給電装置は、交流電源部１１０、整流回路１２０、昇降圧回路１３０、スイッチング素子１４１〜１４４、１次側共振回路１５０、リレー１６２ａ〜１６２ｃ、および制御装置１７０を最小限備え、例えば住宅バッテリ２１０に対して接触式給電（第１実施形態で説明した給電モード１）、あるいは例えば２次側共振回路２３０を備える車両バッテリ２２０に対して非接触式給電（第１実施形態で説明した給電モード４）を可能とするものである。よって、以下のような変形例１〜４での対応も可能である。

変形例１
上記実施形態の給電装置１００に対して、電力線１８３〜１８６、リレー１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ〜１６３ｄ、１６４ａ、１６４ｂを廃止したものとしても良い。この場合は、第１実施形態で説明した給電モードの１、４の対応が可能である。

変形例２
上記実施形態の給電装置１００に対して、電力線１８５、１８６、リレー１６１ａ、１６１ｂ、１６４ａ、１６４ｂを廃止したものとしても良い。この場合は、第１実施形態で説明した給電モードの１、２、４の対応が可能である。

変形例３
上記実施形態の給電装置１００に対して、電力線１８３、１８４、リレー１６３ａ〜１６３ｄを廃止したものとしても良い。この場合は、第１実施形態で説明した給電モードの１、３、４の対応が可能である。

変形例４
上記実施形態の給電装置１００に対して、電力線１８３〜１８６、リレー１６３ａ〜１６３ｄ、１６４ａ、１６４ｂを廃止したものとしても良い。この場合は、第１実施形態で説明した給電モードの１、４、５の対応が可能である。

また、制御装置１７０は、車両に設けられた車両制御装置から通信によって接続されて、車両制御装置からの指令によって給電装置１００を制御するものとしても良い。

１００給電装置
１１０交流電源部
１２０整流回路（整流部）
１３０昇降圧回路
１４１〜１４４スイッチング素子
１５０１次側共振回路
１６２ａ〜１６２ｃリレー（作動切替えリレー）
１６３ａ〜１６３ｄリレー（給電切替えリレー）
１６４ａ、１６４ｂリレー（電力線断続リレー）
１７０制御装置（制御部）
２１０住宅バッテリ（蓄電池）
２２０車両バッテリ（他の蓄電池）

Claims

交流電源部（１１０）から供給される電力を整流する整流部（１２０）と、
前記整流部（１２０）で整流された電力の電圧調整をして、蓄電池（２１０）に対して接触式の給電を可能とする昇降圧回路（１３０）と、
前記整流部（１２０）で整流された電力によって自己誘導起電力を発生させて、２次側共振回路（２３０）を介して充電する蓄電池（２２０）に対して非接触式の給電を可能とする１次側共振回路（１５０）と、
前記昇降圧回路（１３０）と、前記１次側共振回路（１５０）との作動を切替える作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）と、
前記昇降圧回路（１３０）と、前記１次側共振回路（１５０）とに対して共用設定されて、スイッチング切替えによって前記昇降圧回路（１３０）の作動および前記１次側共振回路（１５０）の作動の両方を行うスイッチング素子（１４１〜１４４）と、
前記作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替えを行うと共に、前記スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えを行うことによって、前記昇降圧回路（１３０）あるいは前記１次側共振回路（１５０）の作動を制御する制御部（１７０）とを備えることを特徴とする給電装置。
前記昇降圧回路（１３０）は、前記蓄電池（２１０）とは異なる他の蓄電池（２２０）に対しても接触式の給電を可能としており、
前記昇降圧回路（１３０）から前記蓄電池（２１０）、あるいは前記他の蓄電池（２２０）への給電を切替える給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）を備え、
前記制御部（１７０）は、前記作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、および前記スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって前記昇降圧回路（１３０）を作動させると共に、前記給電切替えリレー（１６３ａ〜１６３ｄ）の切替えによって前記蓄電池（２１０）あるいは前記他の蓄電池（２２０）への給電を制御することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
前記整流部（１２０）と前記昇降圧回路（１３０）との間から分岐して、前記蓄電池（２１０）とは異なる他の蓄電池（２２０）への接続を可能とする電力線（１８５、１８６）と、
前記電力線（１８５、１８６）の途中部位における切断状態あるいは接続状態を形成する電力線断続リレー（１６４ａ、１６４ｂ）とを備え、
前記制御部（１７０）は、前記作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替え、および前記スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって前記昇降圧回路（１３０）を作動させると共に、前記電力線断続リレー（１６４ａ、１６４ｂ）によって前記電力線（１８５、１８６）を接続状態にして、前記蓄電池（２１０）および前記他の蓄電池（２２０）間の給電を制御することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
前記蓄電池（２１０）は、前記１次側共振回路（１５０）に接続されており、
前記制御部（１７０）は、前記作動切替えリレー（１６２ａ〜１６２ｃ）の切替えによって前記１次側共振回路（１５０）を作動させ、前記蓄電池（２１０）から前記１次側共振回路（１５０）に給電すると共に、前記スイッチング素子（１４１〜１４４）の切替えによって前記１次側共振回路（１５０）の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。