JP7418308B2 - 車両電源システム - Google Patents

Description

本発明は、車両電源システムに関する。

従来、車両電源システムとして、例えば、特許文献１には、外部電源に接続される充電コネクタと、車両に設けられ負荷部に電力を供給するメインバッテリと、外部電源から負荷部に供給される第１供給経路又はメインバッテリから負荷部に供給される第２供給経路に切り替えるリレーとを備える電動車両が記載されている。

特開２００９－２２５５８７号公報

ところで、上述の特許文献１に記載の電動車両は、例えば、外部電源及びメインバッテリの状況に応じて、それぞれを最適に使い分けて負荷部に電力を供給することが望まれている。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷部に電力を適正に供給することができる車両電源システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両電源システムは、車両に設けられ、当該車両の外部に設けられる外部電源に接続可能な電源接続部と、前記車両に設けられ電力を充放電可能なバッテリと、前記バッテリと負荷部との間を電力伝送可能に接続するバッテリ電力伝送経路と、前記電源接続部を介して前記外部電源と前記負荷部との間を電力伝送可能に接続する外部電力伝送経路と、前記負荷部への電力伝送経路を前記バッテリ電力伝送経路又は前記外部電力伝送経路に切り替え可能な電源切替部と、情報を受信可能な通信部と、前記通信部により受信した情報に基づいて前記電源切替部を制御する制御部と、を備え、前記通信部は、前記車両の外部から、前記外部電源によって供給される電力に関する外部電力関連情報を受信し、前記制御部は、前記通信部により受信した前記外部電力関連情報、及び、前記バッテリの充電量に基づいて前記電源切替部を制御し、前記外部電源よりも前記バッテリを優先して当該バッテリから前記バッテリ電力伝送経路を介して前記負荷部に電力を供給するバッテリ優先モード、又は、前記バッテリよりも前記外部電源を優先して当該外部電源から前記外部電力伝送経路を介して前記負荷部に電力を供給する外部電源優先モードに切り替えて前記負荷部に電力を供給することを特徴とする。

上記車両電源システムにおいて、前記外部電力関連情報は、少なくとも、前記外部電源から供給される商用電力の需給状況を表す需給情報、前記商用電力の電気料金を表す料金情報、及び、前記商用電力の発電に用いられる資源を表す資源情報の１つを含むことが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記制御部は、前記需給情報が、供給電力量に対する需要電力量の比率が相対的に高いことを表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記需給情報が、前記比率が相対的に低いことを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とし、前記料金情報が、前記電気料金が相対的に高いことを表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記料金情報が、前記電気料金が相対的に安いことを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とし、前記資源情報が、前記発電に用いられる資源が化石燃料を表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記資源情報が、前記発電に用いられる資源が再生可能エネルギーを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とした上で、前記需給情報、前記料金情報、及び、前記資源情報を組み合わせて、前記バッテリ優先モード又は前記外部電源優先モードに切り替えることが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記制御部は、前記通信部により受信した前記外部電力関連情報、前記バッテリの充電量に加えて、さらに前記負荷部の要求電力に基づいて前記電源切替部を制御し、前記バッテリ優先モード又は前記外部電源優先モードに切り替えることが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記バッテリ及び前記外部電源からの電力を前記負荷部へ供給する供給状態と当該電力の供給を遮断した遮断状態とを切替可能な給電遮断部をさらに備え、前記負荷部は、相対的に優先度が高い高優先度負荷部、及び、相対的に優先度が低い低優先度負荷部を含み、前記給電遮断部は、前記高優先度負荷部及び前記低優先度負荷部に対して個別に前記供給状態と前記遮断状態とを切り替え可能であり、前記制御部は、前記外部電源優先モードの場合、前記給電遮断部を制御し、前記高優先度負荷部及び前記低優先度負荷部の双方に電力を供給し、前記バッテリ優先モードの場合、前記給電遮断部を制御し、前記高優先度負荷部に電力を供給し、かつ、前記低優先度負荷部に電力を供給しないことが好ましい。

本発明に係る車両電源システムは、外部電力関連情報及びバッテリの充電量に基づいてバッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替えることにより、負荷部に電力を適正に供給することができる。

図１は、実施形態に係る車両電源システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る電源切替部の構成例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る各リレーのＯＮ／ＯＦＦのパターンを示す図である。 図４は、実施形態に係る外部電源又はバッテリを優先する判断基準を示す図である。 図５は、実施形態に係る電源切替部の切替例（異常電流発生）を示すブロック図である。 図６は、実施形態に係る電源切替部の切替例（バッテリ充電）を示すブロック図である。 図７は、実施形態に係る電源切替部の切替例（外部電源優先モード）を示すブロック図である。 図８は、実施形態に係る電源切替部の切替例（バッテリ優先モード）を示すブロック図である。 図９は、実施形態に係る車両電源システムの動作例を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る車両電源システム１について説明する。図１は、実施形態に係る車両電源システム１の構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係る電源切替部８１の構成例を示すブロック図である。図３は、実施形態に係る各リレーのＯＮ／ＯＦＦのパターンを示す図である。図４は、実施形態に係る外部電源Ｐ又はバッテリ２０を優先する判断基準を示す図である。図５は、実施形態に係る電源切替部８１の切替例（異常電流発生）を示すブロック図である。図６は、実施形態に係る電源切替部８１の切替例（バッテリ充電）を示すブロック図である。図７は、実施形態に係る電源切替部８１の切替例（外部電源優先モード）を示すブロック図である。図８は、実施形態に係る電源切替部８１の切替例（バッテリ優先モード）を示すブロック図である。

車両電源システム１は、外部電源Ｐ又はバッテリ２０から供給される電力を電気機器（負荷部）ＬＤに供給するものである。車両電源システム１は、例えば、冷蔵機器等を備えたキッチンカー（フードトラック）、照明等の家電機器を備えたキャンピングカー、広告用ディスプレイ等を備えた物品の販売車両、キャンプ場等で使用される一般車両、リビングやオフィスとして使用される車両等に搭載され、各車両に搭載された電気機器に電力を供給する。以下、車両電源システム１について詳細に説明する。

車両電源システム１は、図１に示すように、電源接続部としての外部電源インレット１０と、バッテリ２０と、バッテリ監視ユニット３０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０と、電力伝送路５０と、交流電源分岐ボックスＢＸとを備える。

外部電源インレット１０は、外部電源Ｐから供給される電力を入力する給電ポートである。外部電源インレット１０は、車両Ｖに設けられ、当該車両Ｖの外部に設けられる外部電源Ｐに接続可能である。ここで、外部電源Ｐは、例えば、電力会社（発電所）に設けられた発電システムであり、各地の充電ステーションに設置された充電器を介して充電対象に電力を供給する。外部電源インレット１０は、充電器のコネクタが挿し込まれることで当該外部電源Ｐに電気的に接続され、当該外部電源Ｐから供給される交流電力（単に、「電力」とも称する。）が入力される。外部電源インレット１０は、交流電源分岐ボックスＢＸに接続され、外部電源Ｐから入力された交流電力を交流電源分岐ボックスＢＸに供給する。

バッテリ２０は、直流電力を充放電可能な蓄電池であり、車両Ｖに設けられている。バッテリ２０は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数の電池セルを含んで構成される。バッテリ２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０を介して交流電源分岐ボックスＢＸに接続されている。バッテリ２０は、交流電源分岐ボックスＢＸ、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０を介して供給される外部電源Ｐからの電力を充電する。また、バッテリ２０は、充電した電力をＡＣ／ＤＣコンバータ４０、交流電源分岐ボックスＢＸを介して電気機器ＬＤに供給する。

バッテリ監視ユニット３０は、バッテリ２０の状態を監視するものである。バッテリ監視ユニット３０は、例えば、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ；Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称されるものであり、バッテリ２０の電圧、電流、温度、充電量（充電状態：ＳＯＣ）を監視し、さらに複数の電池セルのセルバランシングを行う。バッテリ監視ユニット３０は、交流電源分岐ボックスＢＸに接続され、監視結果を表す情報を交流電源分岐ボックスＢＸに出力する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、交流電力を直流電力に変換可能であり、かつ、直流電力を交流電力に変換可能な変換器である。ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ２０と交流電源分岐ボックスＢＸとの間に設けられ、バッテリ２０及び交流電源分岐ボックスＢＸに接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、外部電源Ｐから交流電源分岐ボックスＢＸを介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力をバッテリ２０に供給する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換された交流電力を交流電源分岐ボックスＢＸを介して電気機器ＬＤに供給する。

電力伝送路５０は、電力を伝送可能な経路である。電力伝送路５０は、充電電力伝送経路５１と、外部電力伝送経路５２と、バッテリ電力伝送経路５３とを含んで構成される。

充電電力伝送経路５１は、バッテリ２０を充電する際の電力伝送経路である。充電電力伝送経路５１は、外部電源Ｐとバッテリ２０との間を電力伝送可能に接続する経路であり、例えば、外部電源Ｐから、外部電源インレット１０、交流電源分岐ボックスＢＸ、及び、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０を経てバッテリ２０に至るまでの経路である。充電電力伝送経路５１は、外部電源Ｐから供給された電力をバッテリ２０まで伝送する。

外部電力伝送経路５２は、外部電源Ｐから供給される電力を電気機器ＬＤに供給する際の電力伝送経路である。外部電力伝送経路５２は、外部電源インレット１０を介して外部電源Ｐと電気機器ＬＤとの間を電力伝送可能に接続する経路であり、例えば、外部電源Ｐから、外部電源インレット１０、及び、交流電源分岐ボックスＢＸを経て電気機器ＬＤに至るまでの経路である。外部電力伝送経路５２は、外部電源Ｐから供給された電力を電気機器ＬＤまで伝送する。

バッテリ電力伝送経路５３は、バッテリ２０から供給される電力を電気機器ＬＤに供給する際の電力伝送経路である。バッテリ電力伝送経路５３は、バッテリ２０と電気機器ＬＤとの間を電力伝送可能に接続する経路であり、例えば、バッテリ２０から、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０、及び、交流電源分岐ボックスＢＸを経て電気機器ＬＤに至るまでの経路である。バッテリ電力伝送経路５３は、バッテリ２０から供給された電力を電気機器ＬＤまで伝送する。

交流電源分岐ボックスＢＸは、交流電力の供給経路を切り替えるものである。交流電源分岐ボックスＢＸは、計測部６０と、通信Ｉ／Ｆ７０と、切替部８０とを含んで構成される。計測部６０は、電流及び電圧を計測するものである。計測部６０は、電流計測部６１と、電圧計測部６２とを含んで構成される。

電流計測部６１は、電流を計測するものである。電流計測部６１は、外部電源インレット１０と切替部８０との間に設けられ、外部電源インレット１０と切替部８０との間に流れる交流電流を計測する。つまり、電流計測部６１は、外部電源Ｐから切替部８０に供給される交流電力の交流電流を計測する。また、電流計測部６１は、バッテリ２０と切替部８０との間に設けられ、バッテリ２０と切替部８０との間に流れる交流電流を計測する。つまり、電流計測部６１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０によりバッテリ２０から供給される直流電力を交流電力に変換した後、切替部８０に供給される当該交流電力の交流電流を計測する。電流計測部６１は、制御部９０に接続され、計測した交流電流の電流値を制御部９０に出力する。

電圧計測部６２は、電圧を計測するものである。電圧計測部６２は、外部電源インレット１０と切替部８０との間に設けられ、外部電源インレット１０と切替部８０との間に印加される電圧を計測する。つまり、電圧計測部６２は、外部電源Ｐから切替部８０に供給される交流電力の交流電圧を計測する。また、電圧計測部６２は、バッテリ２０と切替部８０との間に設けられ、バッテリ２０と切替部８０との間に印加される電圧を計測する。つまり、電圧計測部６２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４０によりバッテリ２０から供給される直流電力を交流電力に変換した後、切替部８０に供給される当該交流電力の交流電圧を計測する。電圧計測部６２は、制御部９０に接続され、計測した交流電圧の電圧値を制御部９０に出力する。

通信Ｉ／Ｆ７０は、情報を送受信するものである。通信Ｉ／Ｆ７０は、車内通信Ｉ／Ｆ７１と、通信部としての外部通信Ｉ／Ｆ７２とを含んで構成される。

車内通信Ｉ／Ｆ７１は、車両Ｖ内で通信を行うものである。車内通信Ｉ／Ｆ７１は、バッテリ監視ユニット３０及び制御部９０に接続され、バッテリ監視ユニット３０から出力される監視結果を表す情報を制御部９０に出力する。また、車内通信Ｉ／Ｆ７１は、車載ＥＣＵ１０１に接続され、制御部９０と車載ＥＣＵ１０１との間で通信を行う。車内通信Ｉ／Ｆ７１は、例えば、車両Ｖ内で消費した電力、バッテリ２０の状態、切替部８０の制御等について、制御部９０と車載ＥＣＵ１０１との間で通信を行う。

外部通信Ｉ／Ｆ７２は、車両Ｖの外部と通信を行うものである。外部通信Ｉ／Ｆ７２は、例えば、制御部９０に接続され、当該制御部９０との間で通信すると共に、車両Ｖの外部装置（例えば、管理装置Ｍ）との間で無線通信する。ここで、外部装置としての管理装置Ｍは、例えば、外部電源Ｐから供給される電力（商用電力）を管理する電力会社に設置されている。管理装置Ｍは、例えば、外部電源Ｐによって供給される電力に関する外部電力関連情報（例えば、電力のひっ迫を含む情報）を送信する。外部通信Ｉ／Ｆ７２は、この外部電力関連情報を管理装置Ｍから受信し、受信した外部電力関連情報を制御部９０に出力する。なお、外部通信Ｉ／Ｆ７２は、車両Ｖ内で消費した消費電力を表す消費電力情報を電力会社や車両Ｖを管理する事業者等に送信してもよい。事業者は、この消費電力情報に基づいて車両Ｖの消費電力を管理し、それぞれの車両Ｖのバッテリ２０を効率的に使用することができる。

切替部８０は、電力伝送経路の切り替えや、電気機器ＬＤへ供給される電力を給電又は遮断するものである。切替部８０は、図２に示すように、電源切替部８１と、給電遮断部８２と、電流計測部８３とを含んで構成される。電源切替部８１は、電気機器ＬＤへの電力伝送経路を切り替えるものである。電源切替部８１は、第１リレーユニット８１Ａと、第２リレーユニット８１Ｂとを含んで構成される。

第１リレーユニット８１Ａは、電力を供給する供給状態又は電力を遮断する遮断状態に切り替えるものであり、リレー８１ａと、リレー８１ｂとを含んで構成される。リレー８１ａは、外部電源Ｐと電気機器ＬＤとの間を接続する外部電力伝送経路５２において、当該外部電力伝送経路５２の上流側に設けられている。リレー８１ｂは、外部電力伝送経路５２の下流側に設けられている。リレー８１ａ、８１ｂは、制御部９０に接続され、当該制御部９０から出力される制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦする。リレー８１ａ、８１ｂは、ＯＮすることで外部電力伝送経路５２を供給状態とし、ＯＦＦすることで外部電力伝送経路５２を遮断状態とする。

第２リレーユニット８１Ｂは、電力を供給する供給状態又は電力を遮断する遮断状態に切り替えるものであり、リレー８１ｃと、リレー８１ｄとを含んで構成される。リレー８１ｃは、バッテリ２０と電気機器ＬＤとの間を接続するバッテリ電力伝送経路５３において、当該バッテリ電力伝送経路５３の上流側に設けられている。リレー８１ｄは、バッテリ電力伝送経路５３の下流側に設けられている。リレー８１ｃ、８１ｄは、制御部９０に接続され、当該制御部９０から出力される制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦする。リレー８１ｃ、８１ｄは、ＯＮすることでバッテリ電力伝送経路５３を供給状態とし、ＯＦＦすることでバッテリ電力伝送経路５３を遮断状態とする。

そして、電源切替部８１は、第１リレーユニット８１Ａ及び第２リレーユニット８１ＢをＯＮ／ＯＦＦことで、電気機器ＬＤへの電力伝送経路をバッテリ電力伝送経路５３又は外部電力伝送経路５２に切り替える。電源切替部８１は、例えば、第１リレーユニット８１ＡをＯＮしかつ第２リレーユニット８１ＢをＯＦＦすることで、電気機器ＬＤへの電力伝送経路を外部電力伝送経路５２に切り替える。一方で、電源切替部８１は、第１リレーユニット８１ＡをＯＦＦしかつ第２リレーユニット８１ＢをＯＮすることで、電気機器ＬＤへの電力伝送経路をバッテリ電力伝送経路５３に切り替える。

給電遮断部８２は、電気機器ＬＤへ供給される電力を給電又は遮断するものである。給電遮断部８２は、複数のリレーユニット８２Ａ、８２Ｂを含んで構成されている。複数のリレーユニット８２Ａ、８２Ｂは、それぞれ電気機器ＬＤに対応して設けられている。

リレーユニット８２Ａは、リレー８２ａと、リレー８２ｂとを含んで構成される。リレー８２ａは、バッテリ２０及び外部電源Ｐと電気機器ＬＤ１とを接続する電力伝送経路において、当該電力伝送経路の上流側に設けられている。リレー８２ｂは、当該電力伝送経路の下流側に設けられている。リレー８２ａ、８２ｂは、制御部９０に接続され、当該制御部９０から出力される制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦする。リレー８２ａ、８２ｂは、ＯＮすることでバッテリ２０及び外部電源Ｐからの電力を電気機器ＬＤ１へ供給する供給状態とし、ＯＦＦすることで当該電力の供給を遮断した遮断状態とする。ここで、電気機器ＬＤ１は、相対的に優先度が高い高優先度電気機器であり、例えば、車両Ｖがフードトラックのように冷蔵機器を搭載する車両の場合、冷蔵機器への電源が喪失すると食材を保管することができないため、当該冷蔵機器が高優先度電気機器に相当する。なお、電気機器ＬＤ１は、高優先度電気機器ＬＤ１とも称する場合がある。

リレーユニット８２Ｂは、リレー８２ｃと、リレー８２ｄとを含んで構成される。リレー８２ｃは、バッテリ２０及び外部電源Ｐと電気機器ＬＤ２とを接続する電力伝送経路において、当該電力伝送経路の上流側に設けられている。リレー８２ｄは、当該電力伝送経路の下流側に設けられている。リレー８２ｃ、８２ｄは、制御部９０に接続され、当該制御部９０から出力される制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦする。リレー８２ｃ、８２ｄは、ＯＮすることでバッテリ２０及び外部電源Ｐからの電力を電気機器ＬＤ２へ供給する供給状態とし、ＯＦＦすることで当該電力の供給を遮断した遮断状態とする。ここで、電気機器ＬＤ２は、相対的に優先度が低い低優先度電気機器であり、例えば、車両Ｖが広告用ディスプレイ等を備えた物品の販売車両の場合、広告用ディスプレイへの電源が喪失しても物品の販売を継続することができるため、当該広告用ディスプレイが低優先度電気機器に相当する。なお、電気機器ＬＤ２は、低優先度電気機器ＬＤ２とも称する場合がある。

このように、給電遮断部８２は、リレーユニット８２Ａ、８２ＢのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、バッテリ２０及び外部電源Ｐからの電力を高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２に供給し、又は、当該電力を遮断して高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２に供給しない。そして、給電遮断部８２は、高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２に対して個別に供給状態と遮断状態とを切り替え可能である。つまり、給電遮断部８２は、電源の状況に応じて、高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、かつ、低優先度電気機器ＬＤ２に供給する電力を遮断することができる。

電流計測部８３は、電流を計測するものである。電流計測部８３は、給電遮断部８２と電気機器ＬＤとの間に設けられ、給電遮断部８２と電気機器ＬＤとの間に流れる交流電流を計測する。つまり、電流計測部８３は、外部電源Ｐから電気機器ＬＤに供給される交流電力の交流電流を計測する。電流計測部８３は、制御部９０に接続され、計測した交流電流の電流値を制御部９０に出力する。

制御部９０は、各種情報に基づいて切替部８０を制御するものである。制御部９０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部９０は、電流計測部６１から出力された電流値及び電圧計測部６２から出力された電圧値に基づいて消費電力を演算し、当該消費電力を表す消費電力情報を外部通信Ｉ／Ｆ７２を介して電力会社や車両Ｖを管理する事業者等に送信する。

制御部９０は、バッテリ監視ユニット３０や車載ＥＣＵ１０１、電流計測部８３から取得した情報に基づいて切替部８０を制御する。制御部９０は、例えば、電流計測部８３から取得した電気機器ＬＤの電流値に基づいて切替部８０を制御する。制御部９０は、電流計測部８３から取得した電気機器ＬＤの電流値が異常である場合、給電遮断部８２を制御し、異常を表す電気機器ＬＤへの電力供給を遮断する。制御部９０は、例えば、図５に示すように、電気機器ＬＤ１の電流値が異常である場合、リレーユニット８２ＡをＯＦＦし、電気機器ＬＤ１への電力供給を遮断する。このとき、制御部９０は、リレーユニット８２ＢのＯＮを維持し、正常な電気機器ＬＤ２に電力を供給している。これにより、制御部９０は、異常な電気機器ＬＤ１を回路から電気的に切り離した上で、正常な電気機器ＬＤ２に電力を継続して供給することができる。

制御部９０は、バッテリ２０の充電量が相対的に少ない場合、つまり、バッテリ２０の充電量が予め定められた基準充電量未満の場合、外部電源Ｐから供給される電力をバッテリ２０に充電する。制御部９０は、例えば、図６に示すように、第１、第２リレーユニット８１Ａ及び８１ＢをＯＮし、充電電力伝送経路５１を介して外部電源Ｐから供給される電力をバッテリ２０に充電する。このとき、制御部９０は、リレーユニット８２ＡをＯＮし且つリレーユニット８２ＢをＯＦＦすることで、高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、低優先度電気機器Ｄ２に電力を供給しない。これにより、制御部９０は、低優先度電気機器Ｄ２に電力を供給しないので、バッテリ２０への充電効率の低下を抑制できる。

制御部９０は、バッテリ監視ユニット３０からバッテリ２０の充電量を取得し、さらに管理装置Ｍから外部通信Ｉ／Ｆ７２を介して外部電力関連情報を受信する。ここで、外部電力関連情報は、外部電源Ｐによって供給される電力に関する情報である。具体的には、外部電力関連情報は、図４に示すように、少なくとも、外部電源Ｐから供給される商用電力の需給状況（ひっ迫状況）を表す需給情報、商用電力の電気料金を表す料金情報、及び、商用電力の発電に用いられる資源を表す資源情報の１つを含む。ここで、商用電力の需給状況は、電力会社による供給電力量に対する需要電力量の比率に基づいて定められる。商用電力の電気料金は、商用電力の単価（例えば、１ｋＷｈ当たりの料金）に基づいて定められる。商用電力の発電に用いられる資源は、再生可能エネルギー又は化石燃料に分類される。再生可能エネルギーは、例えば、太陽光、風力、地熱等のエネルギーである。化石燃料は、例えば、石油、石炭、天然ガス等の燃料である。

制御部９０は、外部通信Ｉ／Ｆ７２により受信した外部電力関連情報、バッテリ２０の充電量、及び、電気機器ＬＤから要求される要求電力を表す要求情報に基づいて電源切替部８１を制御する。ここで、電気機器ＬＤからの要求電力は、例えば、電流計測部６１及び電圧計測部６２の測定結果に基づいて求められる。制御部９０は、上記各情報に基づいて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替えて電気機器ＬＤに電力を供給する。ここで、バッテリ優先モードとは、外部電源Ｐよりもバッテリ２０を優先して当該バッテリ２０からバッテリ電力伝送経路５３を介して電気機器ＬＤに電力を供給するモードである。ここでは、バッテリ優先モードでは、バッテリ２０から電気機器ＬＤに電力を供給し、かつ、外部電源Ｐから電気機器ＬＤに電力を供給しない。外部電源優先モードとは、バッテリ２０よりも外部電源Ｐを優先して当該外部電源Ｐから外部電力伝送経路５２を介して電気機器ＬＤに電力を供給するモードである。ここでは、外部電源優先モードでは、外部電源Ｐから電気機器ＬＤに電力を供給し、かつ、バッテリ２０から電気機器ＬＤに電力を供給しない。

制御部９０は、図４に示すように、需給情報が、供給電力量に対する需要電力量の比率が相対的に高いことを表す場合（つまり商用電力がひっ迫している場合）にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、需給情報が、当該比率が相対的に低いことを表す場合（つまり商用電力がひっ迫していない場合）には外部電源優先モードを優先する傾向とする。制御部９０は、料金情報が、電気料金が相対的に高いことを表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、料金情報が、電気料金が相対的に安いことを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とする。制御部９０は、資源情報が、発電に用いられる資源が化石燃料を表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、資源情報が、発電に用いられる資源が再生可能エネルギーを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とする。制御部９０は、電気機器ＬＤの要求電力を表す要求情報が、当該電気機器ＬＤの要求電力が相対的に少ないことを表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、電気機器ＬＤの要求電力を表す要求情報が、当該電気機器ＬＤの要求電力が相対的に多いことを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とする。そして、制御部９０は、上記のように各モードを優先する傾向とした上で、需給情報、料金情報、資源情報、及び、要求情報を組み合わせて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替える。制御部９０は、例えば、外部電源優先モードに切り替える場合、図３、図７に示すように、第１リレーユニット８１ＡをＯＮし且つ第２リレーユニット８１ＢをＯＦＦすることで、バッテリ２０よりも外部電源Ｐを優先して当該外部電源Ｐから外部電力伝送経路５２を介して電気機器ＬＤに電力を供給する。このとき、制御部９０は、リレーユニット８２Ａ及びリレーユニット８２ＢをＯＮすることで高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２の双方に電力を供給する。一方で、制御部９０は、バッテリ優先モードに切り替える場合、図３、図８に示すように、第１リレーユニット８１ＡをＯＦＦし且つ第２リレーユニット８１ＢをＯＮすることで、外部電源Ｐよりもバッテリ２０を優先して当該バッテリ２０からバッテリ電力伝送経路５３を介して電気機器ＬＤに電力を供給する。このとき、制御部９０は、リレーユニット８２ＡをＯＮしかつリレーユニット８２ＢをＯＦＦすることで高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、低優先度電気機器ＬＤ２に電力を供給しない。

制御部９０は、上述のように、需給情報、料金情報、資源情報、及び、要求情報を組み合わせて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替えるが、切り替え方法としては２つある。第１の方法は、各情報の評価値に基づいて各モードを切り替える方法である。制御部９０は、例えば、需給情報、料金情報、資源情報、及び、要求情報にそれぞれ評価値を予め設定しておき、当該評価値の合計値と予め定められた基準値とを比較した結果に基づいてバッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替える。この評価値は、例えば、それぞれの情報において、外部電源優先モードを使用することが適切である場合、相対的に高く設定されている。そして、制御部９０は、各情報の評価値の合計値と予め定められた基準値とを比較し、評価値の合計値が基準値以上の場合、外部電源優先モードに切り替え、評価値の合計値が基準値未満の場合、バッテリ優先モードに切り替える。なお、評価値は、各情報の重要度に応じた重みづけがなされていてもよい。

第２の方法は、各情報の優先度に基づいて各モードを切り替える方法である。制御部９０は、各情報に予め優先度を設定しておき、優先度の高い順番に各モードを判定する。制御部９０は、例えば、要求情報、需給情報、料金情報、資源情報の順番で、要求情報が最も優先順位が高く、資源情報が最も優先順位が低くなるように予め優先順位を設定しておく。制御部９０は、優先順位が相対的に高い情報（例えば、要求情報）が外部電源Ｐを優先することを表す場合、外部電源優先モードに切り替える。つまり、制御部９０は、優先順位が相対的に低い情報（例えば、資源情報）がバッテリ２０を優先することを表しても、優先順位が相対的に高い情報（例えば、要求情報）が外部電源Ｐを優先することを表す場合、外部電源優先モードに切り替える。なお、優先順位は、ユーザにより適宜、変更可能である。

次に、車両電源システム１の動作例について説明する。図９は、実施形態に係る車両電源システム１の動作例を示すフローチャートである。車両電源システム１において、制御部９０は、バッテリ２０の充電量が基準充電量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部９０は、バッテリ２０の充電量が基準充電量以上である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、動作モードを判定する処理を行う（ステップＳ２）。制御部９０は、例えば、需給情報、料金情報、資源情報、及び、要求情報を組み合わせて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードを判定する。制御部９０は、外部電源優先モードであると判定した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、外部電源優先モードに切り替える（ステップＳ４）。制御部９０は、例えば、第１リレーユニット８１ＡをＯＮし且つ第２リレーユニット８１ＢをＯＦＦすることで、外部電源優先モードに切り替える。次に、制御部９０は、リレーユニット８２Ａ及びリレーユニット８２ＢをＯＮすることで高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２の双方に電力を供給し（ステップＳ５）、切り替え処理を終了する。上述のステップＳ３で、制御部９０は、バッテリ優先モードであると判定した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、バッテリ優先モードに切り替える（ステップＳ６）。制御部９０は、例えば、第１リレーユニット８１ＡをＯＦＦし且つ第２リレーユニット８１ＢをＯＮすることで、バッテリ優先モードに切り替える。次に、制御部９０は、リレーユニット８２ＡをＯＮしかつリレーユニット８２ＢをＯＦＦすることで高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、低優先度電気機器ＬＤ２に供給する電力を遮断し、切り替え処理を終了する。なお、上述のステップＳ１で、制御部９０は、バッテリ２０の充電量が基準充電量未満である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ４に移行し、外部電源優先モードに切り替える。

以上のように、実施形態に係る車両電源システム１は、外部電源インレット１０と、バッテリ２０と、バッテリ電力伝送経路５３と、外部電力伝送経路５２と、電源切替部８１と、外部通信Ｉ／Ｆ７２と、制御部９０とを備える。外部電源インレット１０は、車両Ｖに設けられ、当該車両Ｖの外部に設けられる外部電源Ｐに接続可能な給電ポートである。バッテリ２０は、車両Ｖに設けられ、電力を充放電可能な蓄電池である。バッテリ電力伝送経路５３は、バッテリ２０と電気機器ＬＤとの間を電力伝送可能に接続する。外部電力伝送経路５２は、外部電源インレット１０を介して外部電源Ｐと電気機器ＬＤとの間を電力伝送可能に接続する。電源切替部８１は、電気機器ＬＤへの電力伝送経路をバッテリ電力伝送経路５３又は外部電力伝送経路５２に切り替える。外部通信Ｉ／Ｆ７２は、情報を受信可能な通信機器である。制御部９０は、外部通信Ｉ／Ｆ７２により受信した情報に基づいて電源切替部８１を制御する。上記構成において、外部通信Ｉ／Ｆ７２は、車両Ｖの外部から、外部電源Ｐによって供給される電力に関する外部電力関連情報を受信する。制御部９０は、外部通信Ｉ／Ｆ７２により受信した外部電力関連情報、及び、バッテリ２０の充電量に基づいて電源切替部８１を制御し、外部電源Ｐよりもバッテリ２０を優先して当該バッテリ２０からバッテリ電力伝送経路５３を介して電気機器ＬＤに電力を供給するバッテリ優先モード、又は、バッテリ２０よりも外部電源Ｐを優先して当該外部電源Ｐから外部電力伝送経路５２を介して電気機器ＬＤに電力を供給する外部電源優先モードに切り替えて電気機器ＬＤに電力を供給する。

この構成により、車両電源システム１は、外部電力関連情報が外部電源Ｐを使用することが適切であることを表す場合、外部電源優先モードに切り替え、一方で、外部電力関連情報が外部電源Ｐを使用することが適切ではないことを表す場合、バッテリ優先モードに切り替えて電気機器ＬＤに電力を供給することができる。これにより、車両電源システム１は、外部電源Ｐ及びバッテリ２０を最適に使い分けることができる。つまり、車両電源システム１は、外部電源Ｐから供給される電力とバッテリ２０から供給される電力とを的確に分配することができる。この結果、車両電源システム１は、電気機器ＬＤに電力を適正に供給することができる。

上記車両電源システム１において、外部電力関連情報は、少なくとも、外部電源Ｐから供給される商用電力の需給状況を表す需給情報、商用電力の電気料金を表す料金情報、及び、商用電力の発電に用いられる資源を表す資源情報の１つを含む。この構成により、車両電源システム１は、例えば、バッテリ２０の充電量が十分でありかつ需給情報が外部電源Ｐによる電力供給がひっ迫していることを表す場合、外部電源優先モードからバッテリ優先モードに切り替えることにより、外部電源Ｐによる電力供給がひっ迫した場合でも、電気機器ＬＤに電力を継続して供給することができる。一方で、車両電源システム１は、バッテリ２０の充電量が十分でありかつ外部電力関連情報が外部電源Ｐによる電力供給がひっ迫していないことを表す場合、外部電源優先モードを維持することにより、バッテリ２０の充電量を温存した状態で、電気機器ＬＤに電力を供給することができる。

上記車両電源システム１において、制御部９０は、需給情報が、供給電力量に対する需要電力量の比率が相対的に高いことを表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、需給情報が、比率が相対的に低いことを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とし、料金情報が、電気料金が相対的に高いことを表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、料金情報が、電気料金が相対的に安いことを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とし、資源情報が、発電に用いられる資源が化石燃料を表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、資源情報が、発電に用いられる資源が再生可能エネルギーを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とし、電気機器ＬＤの要求電力を表す要求情報が、当該電気機器ＬＤの要求電力が相対的に少ないことを表す場合にはバッテリ優先モードを優先する傾向とし、電気機器ＬＤの要求電力を表す要求情報が、当該電気機器ＬＤの要求電力が相対的に多いことを表す場合には外部電源優先モードを優先する傾向とした上で、需給情報、料金情報、資源情報、及び、要求情報を組み合わせて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替える。この構成により、車両電源システム１は、各情報を総合的に判断して各モードを切り替えることができる。

上記車両電源システム１において、バッテリ２０及び外部電源Ｐからの電力を電気機器ＬＤへ供給する供給状態と当該電力の供給を遮断した遮断状態とを切替可能な給電遮断部８２をさらに備える。電気機器ＬＤは、相対的に優先度が高い高優先度電気機器ＬＤ１、及び、相対的に優先度が低い低優先度電気機器ＬＤ２を含む。給電遮断部８２は、高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２に対して個別に供給状態と遮断状態とを切り替え可能である。制御部９０は、外部電源優先モードの場合、給電遮断部８２を制御し、高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２の双方に電力を供給し、バッテリ優先モードの場合、給電遮断部８２を制御し、高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、かつ、低優先度電気機器ＬＤ２に電力を供給しない。この構成により、車両電源システム１は、バッテリ優先モードの場合には低優先度電気機器ＬＤ２に電力を供給しないので、限られたバッテリ２０の電力を有効活用することができる。

〔変形例〕
なお、上記説明では、外部通信Ｉ／Ｆ７２は、交流電源分岐ボックスＢＸ内に設けられる例について説明したが、交流電源分岐ボックスＢＸの外に設けられても良い。

制御部９０は、外部通信Ｉ／Ｆ７２を介して外部と通信する例について説明したが、これに限定されず、車両Ｖに搭載されている他の無線通信機器を介して外部と通信してもよい。この場合、交流電源分岐ボックスＢＸは、外部通信Ｉ／Ｆ７２を省略することができる。

車両電源システム１は、バッテリ優先モードでは、バッテリ２０から電気機器ＬＤに電力を供給し、かつ、外部電源Ｐから電気機器ＬＤに電力を供給しない例について説明したが、これに限定されない。例えば、車両電源システム１は、バッテリ優先モードにおいて、バッテリ２０から供給する電力と外部電源Ｐから供給する電力とのバランスを調整し、バッテリ２０及び外部電源Ｐの両方から電気機器ＬＤに電力を供給するようにしてもよい。この場合、車両電源システム１は、バッテリ優先モードでは、外部電源Ｐから供給される電力よりもバッテリ２０から供給される電力を多くして電気機器ＬＤに電力を供給する。

車両電源システム１は、外部電源優先モードでは、外部電源Ｐから電気機器ＬＤに電力を供給し、かつ、バッテリ２０から電気機器ＬＤに電力を供給しない例について説明したが、これに限定されない。例えば、車両電源システム１は、外部電源優先モードにおいて、外部電源Ｐから供給する電力とバッテリ２０から供給する電力とのバランスを調整し、外部電源Ｐ及びバッテリ２０の両方から電気機器ＬＤに電力を供給するようにしてもよい。この場合、車両電源システム１は、外部電源優先モードでは、バッテリ２０から供給される電力よりも外部電源Ｐから供給される電力を多くして電気機器ＬＤに電力を供給する。

制御部９０は、外部電力関連情報、バッテリ２０の充電量、及び、電気機器ＬＤの要求情報に基づいてバッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替える例について説明したが、これに限定されない。制御部９０は、例えば、電気機器ＬＤの要求情報を用いずに、外部電力関連情報及びバッテリ２０の充電量に基づいてバッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替えてもよい。この場合、制御部９０は、需給情報、料金情報、及び、資源情報を組み合わせて、バッテリ優先モード又は外部電源優先モードに切り替える。

商用電力の発電に用いられる資源は、再生可能エネルギー又は化石燃料に分類される例について説明したが、これに限定されない。例えば、商用電力の発電に用いられる資源は、化石燃料又は化石燃料以外と分類してもよい。この場合、化石燃料以外には、再生可能エネルギーや原子力等が含まれる。

外部電力関連情報は、少なくとも、需給情報、料金情報、及び、資源情報の１つを含む例について説明したが、これに限定されず、その他の情報を含んでもよい。

制御部９０は、外部電源優先モードの場合、高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２の双方に電力を供給し、バッテリ優先モードの場合、高優先度電気機器ＬＤ１に電力を供給し、かつ、低優先度電気機器ＬＤ２に電力を供給しない例について説明したが、これに限定されない。制御部９０は、例えば、外部電源優先モードの場合、高優先度電気機器ＬＤ１又は低優先度電気機器ＬＤ２の一方に電力を供給してもよいし、バッテリ優先モードの場合、高優先度電気機器ＬＤ１及び低優先度電気機器ＬＤ２の双方に電力を供給してもよい。

外部電源Ｐは、電力会社（発電所）に設けられた発電システムである例について説明したが、これに限定されず、ガソリンや天然ガス等を燃料としたポータブル発電機等であってもよい。この場合、ポータブル発電機等は、供給する電力に関する外部電力関連情報（例えば、燃料の残量等の情報）を送信する。

１ 車両電源システム
１０ 外部電源インレット（電源接続部）
２０ バッテリ
５２ 外部電力伝送経路
５３ バッテリ電力伝送経路
７２ 外部通信Ｉ／Ｆ（通信部）
８１ 電源切替部
８２ 給電遮断部
９０ 制御部
Ｖ 車両
Ｐ 外部電源
ＬＤ 電気機器（負荷部）

Claims (5)

1. 車両に設けられ、当該車両の外部に設けられる外部電源に接続可能な電源接続部と、
   前記車両に設けられ電力を充放電可能なバッテリと、
   前記バッテリと負荷部との間を電力伝送可能に接続するバッテリ電力伝送経路と、
   前記電源接続部を介して前記外部電源と前記負荷部との間を電力伝送可能に接続する外部電力伝送経路と、
   前記負荷部への電力伝送経路を前記バッテリ電力伝送経路又は前記外部電力伝送経路に切り替え可能な電源切替部と、
   情報を受信可能な通信部と、
   前記通信部により受信した情報に基づいて前記電源切替部を制御する制御部と、を備え、
   前記通信部は、前記車両の外部から、前記外部電源によって供給される電力に関する外部電力関連情報を受信し、
   前記制御部は、前記通信部により受信した前記外部電力関連情報、及び、前記バッテリの充電量に基づいて前記電源切替部を制御し、前記外部電源よりも前記バッテリを優先して当該バッテリから前記バッテリ電力伝送経路を介して前記負荷部に電力を供給するバッテリ優先モード、又は、前記バッテリよりも前記外部電源を優先して当該外部電源から前記外部電力伝送経路を介して前記負荷部に電力を供給する外部電源優先モードに切り替えて前記負荷部に電力を供給することを特徴とする車両電源システム。
2. 前記外部電力関連情報は、少なくとも、前記外部電源から供給される商用電力の需給状況を表す需給情報、前記商用電力の電気料金を表す料金情報、及び、前記商用電力の発電に用いられる資源を表す資源情報の１つを含む請求項１に記載の車両電源システム。
3. 前記制御部は、前記需給情報が、供給電力量に対する需要電力量の比率が相対的に高いことを表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記需給情報が、前記比率が相対的に低いことを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とし、
   前記料金情報が、前記電気料金が相対的に高いことを表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記料金情報が、前記電気料金が相対的に安いことを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とし、
   前記資源情報が、前記発電に用いられる資源が化石燃料を表す場合には前記バッテリ優先モードを優先する傾向とし、前記資源情報が、前記発電に用いられる資源が再生可能エネルギーを表す場合には前記外部電源優先モードを優先する傾向とした上で、
   前記需給情報、前記料金情報、及び、前記資源情報を組み合わせて、前記バッテリ優先モード又は前記外部電源優先モードに切り替える請求項２に記載の車両電源システム。
4. 前記制御部は、前記通信部により受信した前記外部電力関連情報、前記バッテリの充電量に加えて、さらに前記負荷部の要求電力に基づいて前記電源切替部を制御し、前記バッテリ優先モード又は前記外部電源優先モードに切り替える請求項１～３のいずれか１項に記載の車両電源システム。
5. 前記バッテリ及び前記外部電源からの電力を前記負荷部へ供給する供給状態と当該電力の供給を遮断した遮断状態とを切替可能な給電遮断部をさらに備え、
   前記負荷部は、相対的に優先度が高い高優先度負荷部、及び、相対的に優先度が低い低優先度負荷部を含み、
   前記給電遮断部は、前記高優先度負荷部及び前記低優先度負荷部に対して個別に前記供給状態と前記遮断状態とを切り替え可能であり、
   前記制御部は、前記外部電源優先モードの場合、前記給電遮断部を制御し、前記高優先度負荷部及び前記低優先度負荷部の双方に電力を供給し、
   前記バッテリ優先モードの場合、前記給電遮断部を制御し、前記高優先度負荷部に電力を供給し、かつ、前記低優先度負荷部に電力を供給しない請求項１～４のいずれか１項に記載の車両電源システム。

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