車両駆動装置、車両充電システム、及び自動車
【課題】供給された電力を高効率で利用できる車両駆動装置を提供する。
【解決手段】車両駆動装置１ａでは、第１バッテリ１０３の蓄電量を管理する第１バッテリ管理部１０４は、外部から第１バッテリ１０３の充電または放電を行うため、外部からの指示信号に従って、第１バッテリ１０３の充放電制御に関わる信号を外部に出力する。
【解決手段】車両駆動装置１ａでは、第１バッテリ１０３の蓄電量を管理する第１バッテリ管理部１０４は、外部から第１バッテリ１０３の充電または放電を行うため、外部からの指示信号に従って、第１バッテリ１０３の充放電制御に関わる信号を外部に出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、電車等の車両に関し、より詳しくは、走行用モータとそれを駆動するバッテリとを搭載した車両駆動装置において、車両の主要制御部とは別途設けられた電力制御部によって、バッテリへの充電を可能とする車両充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーに関する問題を解決するという観点から、風力発電、太陽光発電などを始めとする自然エネルギーの利用が盛んに行われている。
【０００３】
一方、環境に関する問題を解決するという観点から、電気自動車、電気二輪車が広まる可能性が高まって来た。
【０００４】
これらの観点から、太陽光発電パネルを電気自動車に取り付け、太陽光発電パネルで発電したエネルギーを電気自動車で用いる試みが実用化されつつある。
【０００５】
図１３は、特許文献１の図１に相当する、従来の車両用空調装置１０のシステム構成図である。図１３の車両用空調装置１０では、ソーラーバッテリである第１バッテリ１４と、第２バッテリ１６と、車室内を冷房するコンプレッサ２２と、車室内を暖房する電熱ヒータ２４と、車室内と車室外との間で空気を入れ替えるブロワモータ２０と、が設けられている。
【０００６】
第１バッテリ１４の残容量が充分に有る場合には、第１バッテリ１４の電力を用いてコンプレッサ２２又は電熱ヒータ２４による空調制御を実行する。
【０００７】
一方、第１バッテリ１４の残容量が充分には無い場合には、外気温が内気温よりも目標温度に近いとき、或いは、外気温と内気温との間に目標温度があるときは第１バッテリ１４の電力を用いてブロワモータ２０による送風制御を実行する。
【０００８】
そして、外気温が内気温よりも目標温度に近くないときは、第２バッテリ１６の電力を用いてコンプレッサ２２又は電熱ヒータ２４による空調制御を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３１５４６１号公報（２００６年１１月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、太陽光発電パネルで発電したエネルギーを電気自動車で用いる試みが実用化されつつあるが、太陽光エネルギー等の自然エネルギーを利用した発電は、発電量が小さく（０Ｗ〜１０００Ｗ程度）、また不安定である。
【００１１】
このため、安定走行、安全走行といった信頼性の観点から、自然エネルギーを利用した発電による電力（自然エネルギーを用いた発電電力）を、そのまま走行用モータの駆動部に供給することは、好ましくない。
【００１２】
また、自然エネルギーを利用した発電による電力を、一旦、蓄電池に蓄積する場合がある。この場合、走行用モータを駆動するための蓄電池（以降メインバッテリと称する）には、通常、リチウムイオン電池が用いられているが、リチウムイオン電池では、過充電や過放電を防止する必要がある。このため、走行等の制御を司る主要制御部（以降メインＣＰＵと称する）やバッテリ管理ユニット（以降ＢＭＵと称する）が細かな充放電制御を行うことによって過充電や過放電を防止しつつ駆動電力として用いている。よって、自然エネルギーを利用した発電による不安定な電力を、走行中にメインバッテリへ蓄電することは、安全上困難である。
【００１３】
ところで、自然エネルギーを利用した発電による電力を停車中に直接メインバッテリへ充電する場合は、そのためだけにメインＣＰＵを起動し続けることになる。しかし、メインＣＰＵの消費電力は、車の走行や装備間の協調など、非常に多くの制御を行っているため、その消費電力は一般的に大きく、例えば約５０Ｗである。よって、自然エネルギーを利用した発電による電力の多くをメインＣＰＵで消費してしまい、充電効率が著しく低くなる。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、供給された電力を高効率で利用できる車両駆動装置、車両充電システム、及び自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の車両駆動装置は、前記課題を解決するため、車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充電または放電を行うために、外部と通信することを特徴としている。
【００１６】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部は、第１制御部の停止時においても、外部からの指示信号により、第１バッテリを充放電することが可能となる。よって、第１バッテリからモータ駆動部への電力の供給を伴わない第１バッテリの充放電のためだけに、車両駆動装置全体の制御を司り、消費電力が大きい第１制御部を動作させる必要が無いので、車両駆動装置の消費電力を低減することが出来る。従って、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【００１７】
また、本発明の車両駆動装置は、前記課題を解決するため、車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、前記第１バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第１バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００１８】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部は、第１制御部の停止時においても、自律的に第１バッテリを充放電することが可能となる。従って、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【００１９】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００２０】
前記構成によれば、第２バッテリ管理部は、車両駆動装置に設けられた第１制御部と独立して車両充電装置に設けられた第２制御部により制御されて、車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電または放電する。よって、第１制御部の停止時においても、車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００２２】
前記構成によれば、第２バッテリ管理部は、自律的に車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電または放電する。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２３】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２４】
前記構成によれば、第２制御部は、第１制御部が休止している間に、第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御して、第２バッテリから第１バッテリに電力伝送を行う。よって、車両充電システムは、第１制御部の停止時においても、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２５】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部を含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第１バッテリ管理部と前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、協調して前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２６】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部と第２バッテリ管理部は、第１制御部が休止している間に、協調して第２バッテリから第１バッテリに電力伝送を行う。よって、車両充電システムは、第１制御部の停止時においても、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２７】
上記構成の車両充電システムにおいては、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ電力伝送が行われると共に、さらに前記第１バッテリから前記第２バッテリへ双方向に電力伝送が行われてもよい。
【００２８】
これにより、車両充電装置の外部からの電力を第１バッテリに充電して走行のために用いることができるとともに、第２バッテリの充電量が不足した場合には、第１バッテリから電力の供給を受けることが可能となる。
【００２９】
前記車両充電システムにおいては、前記車両充電装置が、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備えていてもよい。
【００３０】
さらに、前記車両充電システムにおいては、前記車両充電装置が、前記発電装置と前記第２バッテリ管理部との間に接続された、前記発電装置で発電された電力の電圧を変換する電圧変換部をさらに含み、前記電圧変換部が、前記発電装置で発電された電力により動作する構成であってもよい。
【００３１】
前記構成によれば、電圧変換部は発電装置が発電する電力を直接消費するので、第２バッテリから電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、更に高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３２】
さらに、前記車両充電システムにおいては、車両充電装置が、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備え、前記発電装置で発電された電力が、前記第２バッテリに充電された後、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送される構成であってもよい。
【００３３】
前記構成によれば、より消費電力の大きいプロセスである、第２バッテリから第１バッテリへ電力伝送するプロセスの時間を短くすることができるので、発電装置で発電された電力を充電するための消費電力を小さくすることができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３４】
さらに、前記車両充電システムにおいては、前記発電装置が太陽光発電装置であってもよい。
【００３５】
前記構成によれば、本発明の車両充電システムの発電装置として好適な太陽光発電装置を用いているので、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３６】
前記太陽光発電装置は、複数の太陽光発電素子からなり、前記複数の太陽光発電素子は直並列接続されていることが好ましい。
【００３７】
前記構成によれば、部分的な日陰に対して著しく出力が低下しない太陽光発電装置を、日陰の形状および面積が常に変化する車両充電システムに適用しているので、特に高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３８】
また、本発明に係る自動車は、本発明に係る車両駆動装置を備えているものである。
【００３９】
前記構成によれば、自動車の電費または燃費を向上することができる。また、本発明が適用される自動車としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、またはプラグインハイブリッド自動車を挙げることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る他の車両充電システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る他の車両駆動装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、太陽光発電を用いる充電シーケンスのフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１２】各国のソーラーＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムの説明図であり、（ａ）は、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図であり、（ｂ）は、新興国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。
【図１３】特許文献１の図１に相当する、従来の車両用空調装置のシステム構成図である。
【図１４】本発明の車両充電システムへの適用が好適な太陽光発電装置の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。まず、本発明の一実施形態について図１〜図１２及び表１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１を示すブロック図である。本実施形態では、車両として、電気自動車を例にとって説明する。しかしながら、車両充電システム１＿１は、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車にも適用が可能である。
【００４４】
図２の車両充電システム１＿１は、車両駆動装置１ａと車両充電装置１ｂとを備えている。車両駆動装置１ａは、走行用モータ１０１と、モータ駆動部１０２と、第１バッテリ１０３（例えば３００Ｖの高圧バッテリ）と、第１バッテリ管理部１０４と、第１制御部１０５とをさらに備えている。なお、図２において、走行用モータ１０１および第１バッテリ１０３は、車両駆動装置１ａの内部に設けられる構成として図示されているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。すなわち、走行用モータ１０１および第１バッテリ１０３は、車両駆動装置１ａの外部に設けられてもよい。
【００４５】
（車両駆動装置１ａ）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａを示すブロック図である。車両駆動装置１ａにおいて、モータ駆動部１０２は、車両を走行させるためのモータである走行用モータ１０１を駆動する。また、第１バッテリ１０３は、第１バッテリ管理部１０４を介して、モータ駆動部１０２に電力１００（駆動電力）を供給する。
【００４６】
第１バッテリ１０３の蓄電量を管理する第１バッテリ管理部１０４は、以下に示す動作を行う。
【００４７】
第１に、第１制御部１０５の動作時に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５からの指示に応じて、第１バッテリ１０３を放電してモータ駆動部１０２へ電力１００を供給する。さらに、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５からの指示に応じて、外部から供給される電力１００により第１バッテリ１０３の充電を行ってもよいし、外部へ電力１００を供給することにより第１バッテリ１０３の放電を行ってもよい。
【００４８】
第２に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５の指示なしに、かつ、外部からの指示信号（第２通信新号群１０７の一部）に従って、第１バッテリ１０３の充放電を行うことも可能である。第１バッテリ１０３の充電は、外部からの電力１００を第１バッテリ１０３に供給することにより行われる。第１バッテリ１０３の放電は、第１バッテリ１０３から外部へ電力１００を供給することにより行われる。さらに、第１バッテリ管理部１０４は、第１バッテリ１０３の充放電制御に関わる信号（第２通信信号群１０７の一部）を外部へ出力する。
【００４９】
第３に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５の指示なしに、かつ、外部からの指示信号もなしに、第１バッテリ１０３の状態および外部からの電力１００の供給能力を検知して、自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うことも可能である。第１バッテリ１０３の充電は、外部からの電力１００を第１バッテリ１０３に供給することにより行われる。第１バッテリ１０３の放電は、第１バッテリ１０３から外部へ電力１００を供給することにより行われる。
【００５０】
なお、第１バッテリ管理部１０４は、第１バッテリ１０３が過充電あるいは過放電の状態にないか監視して、第１バッテリ１０３の過充電・過放電を防止するように、前記外部からの充電、あるいは外部への放電を制御することも可能である。この動作は、第１制御部１０５の動作または停止に関わらず行う動作である。
【００５１】
本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａのバッテリ管理部１０４は、前記第１の動作に加えて、前記第２の動作と第３の動作の一方または両方を行う。そのため、第１制御部１０５の停止時、（例えば、車両駆動装置１ａを備える車両にイグニッションキーが差されていない状態）においても、第１バッテリ管理部１０４は外部からの指示信号により、または自律的に、車両駆動装置１ａの外部から（外部へ）、第１バッテリ１０３を充電（放電）することが可能となる。
【００５２】
前記構成によれば、前記バッテリ管理部１０４によりメインバッテリである第１バッテリ１０３の充放電が管理されるので、メインバッテリの過放電・過充電を防止することができる。
【００５３】
さらに、第１バッテリ１０３からモータ駆動部１０２への電力の供給を伴わない第１バッテリ１０３の充放電のためだけに、車両駆動装置１ａ全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部１０４よりも消費電力が大きい第１制御部１０５を動作させる必要が無いので、消費電力を低減することが出来る。
【００５４】
従って、メインバッテリの過放電・過充電を防止した上で、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置１ａを提供することが出来る。
【００５５】
なお、第１バッテリ管理部１０４が第２通信信号群１０７を介して、外部へ充放電制御に関わる信号を出力した後、その応答として、外部から、第１バッテリへの蓄電指示、あるいは放電指示等、何らかの信号を受信してもよい。
【００５６】
ここで、前記外部とは、具体的には、車両駆動装置１ａの外部に設けられた車両充電装置１ｂを示す。
【００５７】
なお、第１制御部１０５が動作している時に、第１制御部１０５が動作していることを示す信号が、第１バッテリ管理部１０４へ送信される。同様に、第１制御部１０５が停止している時に、第１制御部１０５が停止していることを示す信号（例えば、出力がなくなると、自動的にＧＮＤレベルに固定されるハード構成の信号など）が、第１バッテリ管理部１０４へ送信される。これらの信号は、第１通信信号群１０６に含まれている。第１バッテリ管理部１０４は、前記これらの信号を受信することにより、第１制御部１０５が動作しているのか停止しているのかを判断することが出来る。
【００５８】
第１制御部１０５は、以下に示す動作を行う。
【００５９】
第１に、第１制御部１０５は、走行用モータ１０１の駆動を制御するために、モータ駆動部１０２に指示を与える。一例として、車両の走行中に、第１制御部１０５が、モータ駆動部１０２に、走行用モータ１０１を回転あるいは停止させることを指示する。他の一例として、車両の走行中に、第１制御部１０５は、モータ駆動部１０２に、走行用モータ１０１の回転数の増減を指示する。
【００６０】
第２に、以下に示す第１経路（経路）または第２経路で電力１００を伝送させるために、第１バッテリ管理部１０４に指示を与える。
【００６１】
第１経路は、第１バッテリ１０３→第１バッテリ管理部１０４→モータ駆動部１０２という経路である。前記第１経路で電力１００が伝送されることにより、走行用モータ１０１を回転させることが出来る。
【００６２】
第２経路は、外部→（←）第１バッテリ管理部１０４→（←）第１バッテリ１０３という経路である。前記第２経路で電力１００が伝送されることにより、前記外部から第１バッテリ１０３への充電、あるいは前記第１バッテリ１０３から外部への放電が行われる。
【００６３】
ここで、車両のイグニッションキーがオンの位置にある状態では、車両の走行、停止に関わらず、第１制御部１０５が動作している（立ち上がっている）。動作中の第１制御部１０５は、第１バッテリ管理部１０４及びモータ駆動部１０２の状態を監視して、当該状態に応じて上述した指示を与えている。
【００６４】
また、第１制御部１０５と、モータ駆動部１０２と、第１バッテリ管理部１０４との間で、第１通信信号群１０６の送受信が行われる。これにより、第１制御部１０５からモータ駆動部１０２へ前記各種指示を与えることが出来るとともに、第１制御部１０５から第１バッテリ管理部１０４に前記指示を与えることが出来る。
【００６５】
（車両充電装置１ｂ）
車両充電装置１ｂは、第２バッテリ（例えば１２Ｖの低圧バッテリ）１０８と、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第２制御部１１１とをさらに備えている。なお、第２バッテリ１０８は、図２において車両充電装置１ｂの内部に設けられる構成として記載されているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。すなわち、第２バッテリ１０８は、車両充電装置１ｂの外部に設けられてもよい。
【００６６】
車両充電装置１ｂにおいて、第２バッテリ１０８は、車両充電システム１の外部から供給される電力１００’を蓄積する（蓄電する）。
【００６７】
第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１からの指示に応じて、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電し、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０８に直接充電するために第１電圧変換部１１０へ供給する。あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８から電力１００’を取得し、該取得した電力１００’を、第１電圧変換部１１０へ供給する。
【００６８】
あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１の指示なしに、第２バッテリ１０８の状態および車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’の供給能力を検知して、自律的に第２バッテリ１０８の充電を行ってもよい。
【００６９】
また、第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１の指示なしに、第２通信信号群１０７の送受信に基づいて第１バッテリ管理部１０４と協調して、以下の（１）または（２）に係る動作を行ってもよい。
（１）車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０８に直接充電するために、電力１００’を第１電圧変換部１１０へ供給する。
（２）第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送。
【００７０】
第１電圧変換部１１０は、第２バッテリ１０８から取得した電力１００’の電圧を変換して、変換後の電力１００とする。電力１００は、第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に供給される。同様に、第１バッテリ１０３から取得した電力１００の電圧を変換して電力１００’とする。電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して第２バッテリ１０８に供給される。但し、上記構成において第１電圧変換部１１０は必須ではなく、電力１００’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第１電圧変換部１１０を省略した構成であっても良い。
【００７１】
第２制御部１１１は、以下に示す動作を行う。
【００７２】
第１に、第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８の充放電制御に関わる信号を、第１バッテリ管理部１０４及び第２バッテリ管理部１０９から取得する。
【００７３】
第２に、以下に示す第３経路または第４経路で電力を伝送させるために、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第１バッテリ管理部１０４とに指示を与える。
【００７４】
前記第３経路は、第２バッテリ１０８→第２バッテリ管理部１０９→第１電圧変換部１１０→第１バッテリ管理部１０４→第１バッテリ１０３という経路である。前記第３経路で電力が伝送されることにより、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力伝送が行われる。
【００７５】
前記第４経路は、第１バッテリ１０３→第１バッテリ管理部１０４→第１電圧変換部１１０→第２バッテリ管理部１０９→第２バッテリ１０８という経路である。前記第４経路で電力が伝送されることにより、第１バッテリ１０３から第２バッテリ１０８への電力伝送が行われる。
【００７６】
第１のバッテリ１０３から第２のバッテリ１０８への電力の伝送は、第２のバッテリ１０８から補機が備える補機駆動回路へ直接電力を供給する際に、第２のバッテリ１０８の蓄電量が所定値を下回っている場合に行われる。
【００７７】
第３に、第２制御部１１１は、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電するために、第２バッテリ管理部１０９に指示を与える。
【００７８】
第４に、第２制御部１１１は、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を直接第１バッテリ１０３に充電するために、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４に指示を与える。
【００７９】
第２制御部１１１の動作に関して、第２制御部１１１と、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第１バッテリ管理部１０４と、第１制御部１０５との間で、第２通信信号群１０７の送受信が行われる。これにより、第１制御部１０５の停止時であっても、第２制御部１１１から、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０との他、車両駆動装置の第１バッテリ管理部１０４に対しても、前記指示を与えて、第１バッテリ１０３の充放電、第２バッテリ１０８の充放電および第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行うことが出来る。
【００８０】
なお、第２制御部１１１の全ての動作を第１制御部１０５に行わさせて、第２制御部１１１を省略することもできる。この場合は、第１バッテリ管理部１０４が自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うとともに、第２バッテリ管理部１０９が自律的に第２バッテリ１０８の充放電を行う。または、第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が第２通信信号群１０７の送受信を介して協調するようにしておく。これにより、第１制御部１０５の停止時であっても、第１バッテリ１０３の充放電、第２バッテリ１０８の充放電、および第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８と間の電力伝送を行うことができる。
【００８１】
以上のように、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１によれば、第２バッテリ管理部１０９は、車両駆動装置１ａに設けられた第１制御部１０５と独立して車両充電装置１ｂに設けられた第２制御部１１１により制御されて、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電する。あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、自律的に車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電する。
【００８２】
よって、第１制御部１０５の停止時（イグニッションキーが差されていない状態）においても、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電することができる。
【００８３】
さらに、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１によれば、車両駆動装置１ａに設けられた第１制御部１０５と独立して車両充電装置１ｂに設けられた第２制御部１１１は、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４を制御して、前記第３経路または前記第４経路で、第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行う。あるいは、第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が協調して、前記第３経路または前記第４経路で、第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行う。
【００８４】
よって、第１制御部１０５の停止時（イグニッションキーが差されていない状態）においても、２つのバッテリ間（サブバッテリである第２バッテリ１０８と、メインバッテリである第１バッテリ１０３との間）の電力伝送が可能となる。
【００８５】
第１制御部１０５の停止時に第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３に電力を伝送することにより、例えば、駐車中に外部から電力の供給を受ける場合、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。
【００８６】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【００８７】
また、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１は、前記第３の経路および前記第４の経路により、第２バッテリ１０８と第１バッテリ１０３との間で双方向に電力を伝送することができる。
【００８８】
従って、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０３に充電して走行のために用いることができるとともに、第２バッテリ１０８（補器が接続されていることが多い）の充電量が不足した場合には、第１バッテリ１０３から電力の供給を受けることが可能となる。外部からの電力１００’が太陽電池の出力である場合のように、その電力が小さく不安定である場合は、第２バッテリ１０８が電力不足となる可能性が高いから、特に好ましい。
【００８９】
ところで、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’が車両充電装置１ｂに供給される際、第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８の充電量に応じて、該電力１００’を、（１）第２バッテリ１０８に供給して充電するか、あるいは（２）第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に直接供給して充電するかを選択できるようにしておくことが好ましい。
【００９０】
より具体的には、第２バッテリ１０８が所定の充電レベルに満たないときは、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に供給して充電し、所定の充電レベル以上のときは、該電力１００’を第１バッテリ１０３に直接供給して充電することが好ましい。
【００９１】
あるいは、第２バッテリ１０８が所定の充電レベルに満たないときは、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に供給して充電し、所定の充電レベルに達したら、前記第３経路で第２のバッテリ１０８から第１のバッテリ１０３へ所定の電力をまとめて伝送するのがさらに好ましい。この場合、車両充電装置１ｂの外部から電力１００’が継続して供給されると、間欠的に第２のバッテリ１０８から第１のバッテリ１０３へ電力の伝送が行われることになる。
【００９２】
外部からの電力１００’を、一旦第２バッテリ１０８に充電し、その後に第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３に電力伝送するのが好ましい理由は、以下の通りである。車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電するときは、少なくとも第２バッテリ管理部１０９のみが動作すればよい。しかしながら、該電力１００’を第１バッテリ１０３に直接供給するときは、少なくとも第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４が動作する必要がある。上述のようにすれば、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３へ電力伝送する時間を短くすることができるので、外部からの電力１００’を充電するための消費電力を小さくすることができる。
【００９３】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。外部からの電力１００’が太陽電池の出力である場合のように、長時間供給され、その電力量が小さく不安定である場合は、外部からの電力１００’を充電するための消費電力が大きな問題となるから、特に好ましい。
【００９４】
なお、前記第３経路または前記第４経路で電力を伝送する際に、車両駆動装置１ａ全体の制御を司り、第１バッテリ管理部１０４よりも消費電力が大きい第１制御部１０５を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来るとともに、待機時の電力を最小限に抑え、自然エネルギーの取り込み効率を向上させることが出来る。
【００９５】
車両充電システム１＿１では、第２制御部１１１は、第１制御部１０５の動作時に、第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８の充放電制御に関わる信号を第１バッテリ管理部１０４及び第２バッテリ管理部１０９から取得してもよい。そして、第１制御部１０５と通信を行いつつ、前記第３経路または前記第４経路で電力を伝送してもよい。
【００９６】
これにより、第１制御部１０５の動作時（イグニッションキーが差されている状態）においても、２つのバッテリ間（サブバッテリである第２バッテリ１０８と、メインバッテリである第１バッテリ１０３との間）の電力伝送が可能となる。
【００９７】
（発電装置１１２）
なお、車両充電装置１ｂは、発電装置１１２と、第２電圧変換部１１３とをさらに備えてもよい。図３は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿２を示すブロック図である。車両充電システム１＿２は、図２の車両充電システム１＿１が、発電装置１１２と、第２電圧変換部１１３とをさらに備えた車両充電システムである。
【００９８】
発電装置１１２は、電力１００とは電圧が異なる電力である電力１００’’（前記所定経路、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力）を発電して、第２電圧変換部１１３に供給する。
【００９９】
第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２から供給された電力１００’’の電圧を変換して電力１００’とする。電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して第２バッテリ１０８に供給される。但し、上記構成において第２電圧変換部１１３は必須ではなく、電力１００’’の電圧と電力１００’の電圧とが近いものであれば、第２電圧変換部１１３を省略した構成であっても良い。
【０１００】
発電装置１１２及び第２電圧変換部１１３により、車両駆動装置１ａの外部から、車両駆動装置１ａが備えるメインバッテリである第１バッテリ１０３への電力の伝送が可能となる。
【０１０１】
第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２が電力１００’’を所定量（発電装置１１２から第２バッテリ１０８に電力を供給するに足る量）発電している間だけ動作し、それ以外の期間は休止することが好ましい。
【０１０２】
これにより、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０３】
さらに、第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２が発電した電力１００’’により動作することが好ましい。
【０１０４】
これにより、発電装置１１２が電力１００’’を発電している間だけ第２電圧変換部１１３を動作させることができる。また、発電装置１１２が発電する電力１００’’を直接消費するので、第２バッテリ１０８から電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、更に高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０５】
また、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０、第２制御部１１１または第１バッテリ管理部１０４は、第２バッテリ１０８または第１バッテリ１０３から供給される電力のみならず、発電装置１１２が発電した電力の供給も受けて動作させることもできる。
【０１０６】
これにより、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０、第２制御部１１１または第１バッテリ管理部１０４は、発電装置１１２発電する電力１００’’を直接消費するので、第２バッテリ１０８または第１バッテリ１０３のみから電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０７】
さて、本実施形態に係る車両充電システム１＿１における発明の主要部は車両充電装置１ｂである。発電装置１１２で発電された電力１００’’は、第２電圧変換部１１３による電圧変換によって電力１００’となる。第２電圧変換部１１３から供給される電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して、一旦、第２バッテリ１０８に蓄電される。
【０１０８】
太陽光等の自然エネルギーを利用した発電などは、発電量が小さかったり、不安定であったりする。このため、発電装置１１２で発電された電力１００’’に基づく第２バッテリ１０８への蓄電は、第１バッテリ１０３への電力供給を安定化させるためのものとして有効である。
【０１０９】
（補機２０１）
また、例えば電気自動車においては、第２バッテリ１０８は、走行用モータ１０１の駆動を行うための電源として用いるのではなく、走行用モータ１０１よりも消費電力が小さく、電圧の低い補機２０１の駆動を行う系統の電源として用いると効果的である。補機２０１の駆動を行う系統の電源としては、例えば１２Ｖ系の電源が挙げられる。ここで述べる補機とは、ヘッドランプ、パワーステアリング、ＡＶ、カーナビゲーションシステム、車内灯、方向指示器、ワイパー、換気扇等である。
【０１１０】
図４は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿３を示すブロック図である。車両充電システム１＿３は、図２の車両充電システム１＿１が、補機２０１をさらに備えた車両充電システムである。
【０１１１】
図５は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿４を示すブロック図である。車両充電システム１＿４は、図３の車両充電システム1＿２が、補機２０１をさらに備えた車両充電システムである。
【０１１２】
図４の車両充電システム１＿３、及び、図５の車両充電システム１＿４において、補機２０１は第２バッテリ１０８に接続されており、第２バッテリ１０８から電力１００’を供給される。
【０１１３】
また、図５の車両充電システム１＿４において、第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２で発電された電力１００’’の電圧を、前記補機に最適な電圧（例えば１２Ｖ）へ変換して電力１００’とする電圧変換部である。なお、従来の車両充電システムでは、１２Ｖのバッテリから電力を供給して補機を駆動していた。
【０１１４】
（太陽光発電装置）
なお、発電装置１１２として太陽光発電装置を用いてもよい。これにより、太陽光発電装置から第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８へ電力伝送が可能となる。
【０１１５】
発電装置１１２として太陽光発電装置を用いる場合は、車両の走行に伴って太陽光発電パネル上（ソーラーパネル上）に日陰が発生する。このことから、太陽光発電パネルが備える複数個の発電セルを並列接続して分散配置させる。複数個の発電セルにおいては、直列接続の数は出来るだけ少なくして、太陽光発電装置としての出力電圧を、４Ｖ〜８Ｖ程度の低い電圧にすることが望ましい。
【０１１６】
太陽光発電装置は、発電素子単体では出力電圧が低いことから、通常、複数の発電素子が直列接続されて発電素子群が構成され、必要に応じて適宜の太陽光発電モジュールとされる。つまり、複数の発電素子を直列に接続して太陽光発電モジュールが形成される。しかしながら、発電素子を直列接続した構成では、一部の発電素子に対する照射光のばらつき（例えば日陰）によって太陽光発電モジュール全体に影響が生じることがある。
【０１１７】
例えば、直列に接続された発電素子の一部のみに日陰が発生した場合、直列の各段の間で照射面積に不均衡が生じる。照射面積が発電素子相互間で異なる場合、直列接続された発電素子の電流出力は、照射量（太陽光の照射量）が最も低い発電素子によって制限される。つまり、日陰が小さい場合であっても影響はモジュール全体に及び、出力が大きく制限されることがある。特に、太陽光発電装置が車両に設置される場合には、太陽光発電装置が常に日照に恵まれた位置にある訳ではなく、建物や他の車両などの影にさらされやすい。
【０１１８】
上記影響を抑制するには、太陽光発電装置を例えば図１４に示すような構成とすることが好ましい。図１４に示す太陽光発電装置は、光を電気に変換して発電する単位発電部Ｄ（１つの太陽電池パネルからなり、または複数の太陽電池パネルが接続されてなる単位発電部Ｄ１、単位発電部Ｄ２）が接続点ＣＰを介して直列に接続された群発電部Ｇ（群発電部Ｇ１１、群発電部Ｇ１２、群発電部Ｇ２１、群発電部Ｇ２２）を複数個配置し、群発電部Ｇを並列接続した構成である。さらに、群発電部Ｇは、接続点ＣＰの中で予め特定された特定接続点ＳＰを備え、特定接続点ＳＰは、群発電部Ｇの相互間で接続されている。
【０１１９】
上述のように単位発電部Ｄを接続し、配置することにより、太陽発電装置の出力が日陰の面積比率に比べて著しく小さくなることを防ぐことができる。
【０１２０】
例えば、群発電部Ｇ１１のみが日陰となった場合は、出力の低下は日陰の面積の割合と同じ全日照時の出力の１／４である。同様に、群発電部Ｇ１１およびＧ１２が日陰となった場合は、出力の低下は全日照時の出力の１／２であり、やはり日陰の面積の割合と同じである。群発電部Ｇ１１およびＧ２１が日陰となった場合も、出力の低下は全日照時の出力の１／２である。
【０１２１】
太陽発電装置の出力が０になるためには、４つの単位発電部Ｄ１がすべて日陰となるか、４つの単位発電部Ｄ２がすべて日陰となるか、いずれかの条件を満たしたときのみである。この場合、互いに離散した（特定の）２つの場所が同時に日陰となる必要があるが、このようなことが起こる確率は比較的低い。
【０１２２】
上記例では、４並列２直列の単位発電部により太陽発電装置が構成されていたが、並直数はこの限りではない。並列数を増やして、単位発電部の配置をよりランダムにすることにより、偶然の日陰パターンにより太陽発電装置の出力が著しく低下する確率をより低くすることが可能である。
【０１２３】
上記構成により、照射光（太陽光）のばらつき（例えば日陰）による影響を回避し、照射光のばらつきが生じたときでも、照射面積と実働する単位発電部が占める面積とのアンバランスを抑制して効率的な発電を実現することができる。
【０１２４】
さて、発電装置１１２で発電された電力１００’’に基づく第２バッテリ１０８への蓄電について、第２バッテリ１０８に一定量以上の電力１００’が蓄電された時点で、まとめて第１バッテリ１０３へ電力を伝送するのが好ましい。この伝送の際に、第１電圧変換部１１０によって、電力１００’の電圧が変換されて電力１００となることは上述したとおりである。
【０１２５】
逆に、第２バッテリ１０８に蓄電されている電力１００’が、前記一定量に達するまでは、第２バッテリ１０８への蓄電と前記補機への電力供給とを行う。
【０１２６】
ここで、発電装置１１２で発電された電力１００’’を、そのまま第１バッテリ１０３へ蓄電しない理由は以下の通りである。
【０１２７】
まず、駐車場等への駐車時は、第１制御部１０５が停止（休止）している。これは以下の理由による。
【０１２８】
第１制御部１０５を含む車両駆動装置１ａを動作させる（立ち上げる）と、大きな電力を消費する。このため、発電装置１１２の発電による、比較的小さな電力１００’’を、常時連続的に第１バッテリ１０３へ伝送するのは効率が悪い。
【０１２９】
第２バッテリ１０８に蓄電された電力１００’を、第１バッテリ１０３へ伝送する際には、第１電圧変換部１１０にて、第２バッテリ１０８の電圧から第１バッテリ１０３の電圧に電圧変換を行う。
【０１３０】
それぞれの電圧の例として、第２バッテリ１０８は、車両の電装品を駆動する補機用バッテリとして１２Ｖ（弱電系）を用いる。この点は上述したとおりである。また、第１バッテリ１０３には、走行用モータ１０１を駆動する際に生じる損失を低減するために、高電圧の３００〜４００Ｖ以上（強電系）を用いるのが適切である。前記損失を低減するためには、電力１００（電圧×電流）の電圧を高くして、電流を小さくすることにより、導通損失を低減する。
【０１３１】
次に、車両充電装置１ｂの第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８が過充電あるいは過放電の状態にないか監視して、第２バッテリ１０８に対する充電を制御している。
【０１３２】
第２バッテリ管理部１０９は、イグニッションキーのオン、オフとは無関係に、発電装置１１２の発電量が一定量以上ある間は、常に第２バッテリ１０８への充電を行い、一定の時間間隔で、過充電、過放電を防止する前記監視と前記制御とを行う。
【０１３３】
第２バッテリ管理部１０９が、一定の時間間隔で前記監視と前記制御とを行う理由は、以下の通りである。まず、発電装置１１２は、自然エネルギーを利用して発電するものである。このため、車両が停止状態であっても（イグニッションキーがオフであっても）、発電が行われている。また、発電装置１１２の発電電力は小さいため、出来る限り無駄にすることなく、全ての発電電力を第２バッテリ１０８に蓄積しておきたい。以上の理由から、一定の時間間隔で過充電、過放電を防止する前記監視と前記制御とが行われるのである。
【０１３４】
また、車両充電装置１ｂの第２バッテリ１０８では、前記一定量の電力が溜まるまで蓄電が行われ、その後、第１バッテリ１０３に向かって電力の伝送が行われる。このため、第２制御部１１１は、第１電圧変換部１１０に指示を与え、第１電圧変換部１１０は、前記指示に応じて、第２バッテリ１０８の電圧から第１バッテリ１０３の電圧に電圧変換を行う。
【０１３５】
一方、第１バッテリ１０３の過充電、過放電を防ぐために、第２制御部１１１は、第１バッテリ管理部１０４から第１バッテリ１０３の状態に関する情報を取得する。この情報の取得は、第２通信信号群１０７を介して、かつ、必要に応じて行われる。
【０１３６】
このようにして、第１バッテリ１０３の蓄電状態を第２制御部１１１が把握し、可能であれば、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力伝送を行う。
【０１３７】
このことにより、例え駐車場等に駐車中であっても、第２電圧変換部１１３を介して、発電装置１１２の発電による電力１００’’を元に、第２バッテリ１０８から、第１バッテリ１０３へ、電力の伝送を行うことが出来る。
【０１３８】
なお、既に説明したとおり、第１バッテリ管理部１０４が自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うとともに、第２バッテリ管理部１０９が自律的に第２バッテリ１０８の充放電を行うか、または第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が第２通信信号群１０７の送受信を介して協調するよう構成してもよい。これにより、第２制御部１１１の全ての動作を第１制御部１０５にさせて、第２制御部１１１を省略することもできる。
【０１３９】
以上のように、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１は、発電装置１１２の発電による電力１００’’を元に、第２バッテリ１０８に蓄電させたり、当該蓄電を中止させたりすることが出来る。この蓄電動作・蓄電動作の中止は、イグニッションキーのオン、オフに関わらず行うことが出来る。
【０１４０】
また、車両充電システム１は、イグニッションキーのオン、オフに関わらず、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力を伝送させたり、電力の伝送を中止させたりすることが出来る。
【０１４１】
このため、車両充電システム１は、バッテリ容量のある限り、発電装置１１２の発電による電力１００’’を無駄なく蓄電可能なシステムであると言える。
【０１４２】
（発電装置１１２による車両駆動装置１ａへの電力伝送）
上述した各車両充電システムでは、車両駆動装置１ａへの電力１００の伝送は、車両充電装置１ｂを介して行われていた。しかし、車両充電装置１ｂを介さずに、発電装置１１２によって車両駆動装置１ａへ電力を伝送してもよい。
【０１４３】
図６は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿５を示すブロック図である。図６の車両充電システム１＿５は、車両駆動装置１ａと、発電装置１１２と、第３電圧変換部１１３’（電圧変換部）とを備えている。発電装置１１２と、第３電圧変換部１１３’とは、車両充電装置１ｂ’を構成している。
【０１４４】
図６において、発電装置１１２は、電力１００とは電圧が異なる電力である電力１００’’（前記所定経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力）を発電して、第３電圧変換部１１３’に供給する。
【０１４５】
第３電圧変換部１１３’は、発電装置１１２から供給された電力１００’’の電圧を変換して電力１００とする。電力１００は、第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に供給される。但し、上記構成において第３電圧変換部１１３’は必須ではなく、電力１００’’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第３電圧変換部１１３’を省略した構成であっても良い。
【０１４６】
発電装置１１２及び第３電圧変換部１１３’により、車両駆動装置１ａの外部から、車両駆動装置１ａが備えるメインバッテリである第１バッテリ１０３への電力の伝送が可能となる。
【０１４７】
（補機２０１を備える車両駆動装置１ａ’）
これまでの説明では、補機２０１は、車両充電装置１ｂに備えられていた、しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、車両駆動装置が補機２０１を備えてもよい。
【０１４８】
図７は、本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａ’を示すブロック図である。図７の車両駆動装置１ａ’は、図１の車両駆動装置１ａと、補機２０１と、第４の電圧変換部２００とを備えている。
【０１４９】
図７において、第１バッテリ１０３は、第４の電圧変換部２００に電力１００を供給する。第４の電圧変換部２００は、第１バッテリ１０３から供給された電力１００の電圧（例えば２４Ｖ）を変換して電力１００’の電圧（例えば１２Ｖ）とする。そして、第４の電圧変換部２００から補機２０１へ、電力１００’が供給される。但し、上記構成において第４の電圧変換部２００は必須ではなく、電力１００’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第４の電圧変換部２００を省略した構成であっても良い。
【０１５０】
このような構成とすることにより、図７の車両駆動装置１ａ’においても、第２バッテリ１０８が供給する電力と同一の電圧（例えば１２Ｖ）である電力１００’を、補機２０１へ供給することが出来る。
【０１５１】
（太陽光発電を用いる充電シーケンス）
ここで、太陽光発電を用いる充電シーケンスの動作フローチャートについて、以下に説明する。太陽光発電を用いる充電シーケンスは、例えば、図３の車両充電システム１＿２、及び図５の車両充電システム１＿４において、発電装置１１２として太陽光発電装置を用いる場合の動作である。
【０１５２】
図８は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、太陽光発電を用いる充電シーケンスの一例のフローチャートである。図８のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１５３】
なお、以下の説明におけるマイコンは、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第２制御部１１１、あるいは第２電圧変換部１１３が備えている。また、第２バッテリ１０８がサブバッテリであり、第１バッテリ１０３がメインバッテリである。さらに、サブバッテリ用のＢＭＵ（バッテリ・マネジメント・ユニット）は、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第２バッテリ管理部１０９が備えている。そして、メインバッテリ用のＢＭＵは、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第１バッテリ管理部１０４が備えている。
【０１５４】
図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、太陽光発電装置による太陽光発電で太陽エネルギー（以降電力Ｐと称する）を得る。この電力Ｐを用いて、上述した車両充電システムの動作が開始される。
【０１５５】
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた電力Ｐによって、第２制御部１１１のマイコンを起動させるための電源を立ち上げる。当該電源は、太陽光発電装置である発電装置１１２が備えてもよく、第２制御部１１１が備えてもよい。
【０１５６】
ステップＳ３では、ステップＳ２において前記電源が立ち上がったことにより、第２制御部１１１が備えるマイコンの動作を開始する。
【０１５７】
ステップＳ４では、ステップＳ１で得られた電力Ｐによって、第２電圧変換部１１３と、第２バッテリ管理部１０９が備えるサブバッテリ用のＢＭＵと、第１バッテリ管理部１０４が備えるメインバッテリ用のＢＭＵと、第１電圧変換部１１０とが、動作を開始する。これにより、車両駆動装置１ａの外部から供給される電力Ｐ（即ち発電装置１１２から供給される電力Ｐ）によって車両充電システムが自動的に立ち上がることが可能となる。
【０１５８】
但し、第１電圧変換部１１０は、必要に応じて、後から立ち上げても構わない。
【０１５９】
なお、サブバッテリに十分な蓄電量がある通常の場合は、サブバッテリの電力を用いて、ここまでのシーケンスを行っても良い。但し、以上述べたように、電力系統を複数備えていれば、様々な状況に対応でき、より望ましい。
【０１６０】
ステップＳ５では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記サブバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、サブバッテリである第２バッテリ１０８の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ６へ進む。
【０１６１】
ステップＳ６では、サブバッテリの蓄電量が８０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％未満であれば（ステップＳ６においてＹｅｓ）、ステップＳ７へ進む。サブバッテリの蓄電量が８０％以上であれば（ステップＳ６においてＮｏ）、ステップＳ９へ進む。
【０１６２】
ステップＳ７では、太陽光発電装置である発電装置１１２が備えるソーラーパネルの出力電力が、１Ｗを超えているか否かを判定する。ソーラーパネルの出力電力が１Ｗを超えていれば（ステップＳ７においてＹｅｓ）、ステップＳ８へ進む。ソーラーパネルの出力電力が１Ｗ以下であれば（ステップＳ７においてＮｏ）、ステップＳ１３へ進む。
【０１６３】
ステップＳ８では、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電が開始される。ソーラーパネルからサブバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６４】
ステップＳ９では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記メインバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、メインバッテリである第１バッテリ１０３の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ１０へ進む。
【０１６５】
ステップＳ１０では、メインバッテリの蓄電量が８０％を未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が８０％未満であれば（ステップＳ１０においてＹｅｓ）、ステップＳ１１へ進む。メインバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ１０においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６６】
ステップＳ１１では、サブバッテリの蓄電量が５０％を超えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％を超えていれば（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、ステップＳ１２へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％以下であれば（ステップＳ１１においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６７】
ステップＳ１２では、サブバッテリからメインバッテリへの充電が開始される。サブバッテリからメインバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６８】
ステップＳ７においてＮｏであった場合に進むステップＳ１３では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記メインバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、メインバッテリである第１バッテリ１０３の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ１４へ進む。
【０１６９】
ステップＳ１４では、メインバッテリの蓄電量が２０％を超えているか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％を超えていれば（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、ステップＳ１５へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％以下であれば（ステップＳ１４においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１７０】
ステップＳ１５では、メインバッテリからサブバッテリへの充電が開始される。メインバッテリからサブバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１７１】
（ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンス）
図９は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図９のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１７２】
ステップＳ８においてソーラーパネルからサブバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ１６の予備充電が所定の時間行われる。予備充電は、後述する定電圧充電及び定電流充電の前に行う充電であり、サブバッテリの電圧が第１電圧以下のときに、第１電圧に達するまで、定電流充電の１／２０程度の電流値で充電を行う。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ１７へ進む。
【０１７３】
ステップＳ１７では、サブバッテリの電圧が第１電圧を越えているか否かを判定する。サブバッテリの電圧が第１電圧を越えていれば（ステップＳ１７においてＹｅｓ）、ステップＳ１８へ進む。サブバッテリの電圧が第１電圧以下であれば（ステップＳ１７においてＮｏ）、ステップＳ１６へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１７４】
なお、前記記載における第１電圧とは、バッテリの実際に用いる際の下限電圧である。例えば、蓄電量２０％〜８０％で充放電を管理する場合、蓄電量が２０％である時の電圧である。
【０１７５】
Ｌｉイオンバッテリの場合、過放電、過充電共に不可である。また、蓄電量の代表値は２０％〜８０％であり、電圧の代表値は３３０Ｖ〜３７０Ｖとなる。さらに、第１電圧の代表値は３３０Ｖである。
【０１７６】
Ｐｂバッテリの場合、過放電は不可であるが、過充電は可能である。また、蓄電量の代表値は５０％〜１００％であり、電圧の代表値は１１．５Ｖ〜１３．５Ｖである。さらに、第１電圧の代表値は１１．５Ｖである。
【０１７７】
ステップＳ１８では、供給電力の電流が一定である充電である定電流充電が所定の時間行われる。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ１９へ進む。
【０１７８】
ステップＳ１９では、サブバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ１９においてＹｅｓ）、ステップＳ２０へ進む。サブバッテリの電圧が８０％以下であれば（ステップＳ１９においてＮｏ）、ステップＳ１８へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１７９】
ステップＳ２０では、定電圧充電が所定の時間行われる。ここで述べる定電圧充電は、バッテリ管理部からの指示に従った電流値での充電、または、供給電力の電圧が一定である充電である。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ２１へ進む。
【０１８０】
ステップＳ２１では、サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ２１においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。サブバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ２１においてＮｏ）、ステップＳ２０へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０１８１】
（サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンス）
図１０は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図１０のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１８２】
ステップＳ１２においてサブバッテリからメインバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ２２の予備充電が所定の時間行われる。予備充電については上述したとおりである。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ２３へ進む。
【０１８３】
ステップＳ２３では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２３においてＹｅｓ）、ステップＳ２４へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２３においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１８４】
ステップＳ２４では、メインバッテリの電圧が３３０Ｖを越えているか否かを判定する。メインバッテリの電圧が３３０Ｖを越えていれば（ステップＳ２４においてＹｅｓ）、ステップＳ２５へ進む。メインバッテリの電圧が３３０Ｖ以下であれば（ステップＳ２４においてＮｏ）、ステップＳ２２へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１８５】
ステップＳ２５では、定電流充電が所定の時間行われる。定電流充電については上述したとおりである。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ２６へ進む。
【０１８６】
ステップＳ２６では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２６においてＹｅｓ）、ステップＳ２７へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２６においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１８７】
ステップＳ２７では、メインバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ２７においてＹｅｓ）、ステップＳ２８へ進む。メインバッテリの蓄電量が８０％以下であれば（ステップＳ２７においてＮｏ）、ステップＳ２５へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１８８】
ステップＳ２８では、定電圧充電が所定の時間行われる。定電圧充電については上述したとおりである。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ２９へ進む。
【０１８９】
ステップＳ２９では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２９においてＹｅｓ）、ステップＳ３０へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２９においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９０】
ステップＳ３０では、メインバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。メインバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。メインバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ３０においてＮｏ）、ステップＳ２８へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０１９１】
（メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンス）
図１１は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図１１のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１９２】
ステップＳ１５においてメインバッテリからサブバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ３１の予備充電が所定の時間行われる。予備充電については上述したとおりである。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ３２へ進む。
【０１９３】
ステップＳ３２では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３２においてＹｅｓ）、ステップＳ３３へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３２においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９４】
ステップＳ３３では、サブバッテリの電圧が１１Ｖを越えているか否かを判定する。サブバッテリの電圧が１１Ｖを越えていれば（ステップＳ３３においてＹｅｓ）、ステップＳ３４へ進む。サブバッテリの電圧が１１Ｖ以下であれば（ステップＳ３３においてＮｏ）、ステップＳ３１へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１９５】
ステップＳ３４では、定電流充電が所定の時間行われる。定電流充電については上述したとおりである。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ３５へ進む。
【０１９６】
ステップＳ３５では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３５においてＹｅｓ）、ステップＳ３６へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３５においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９７】
ステップＳ３６では、サブバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ３６においてＹｅｓ）、ステップＳ３７へ進む。サブバッテリの蓄電量が８０％以下であれば（ステップＳ３６においてＮｏ）、ステップＳ３４へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１９８】
ステップＳ３７では、定電圧充電が所定の時間行われる。定電圧充電については上述したとおりである。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ３８へ進む。
【０１９９】
ステップＳ３８では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３８においてＹｅｓ）、ステップＳ３９へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３８においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０２００】
ステップＳ３９では、サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ３９においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。サブバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ３９においてＮｏ）、ステップＳ３７へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０２０１】
以下に示す表１は、図８〜図１１で示した充電シーケンスについてまとめた表である。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
前記表１において、「ソーラーパネル→サブバッテリ」は、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電を示す。また、ソーラーパネルがオン状態とは、ソーラーパネルに太陽光が照射されており、前記ソーラーパネルを備える太陽光発電装置、即ち発電装置が発電している状態である。一方、ソーラーパネルがオフ状態とは、ソーラーパネルに太陽光が照射されておらず、前記ソーラーパネルを備える太陽光発電装置、即ち発電装置が発電していない状態である。
【０２０４】
さらに、表１の「サブバッテリ→メインバッテリ」は、サブバッテリからメインバッテリへの充電を示し、「メインバッテリ→サブバッテリ」は、メインバッテリからサブバッテリへの充電を示す。これらの充電の際は、ソーラーパネルはオン状態であってもよく、オフ状態であってもよい。
【０２０５】
以上説明した、車両駆動装置または車両充電システムを、電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車に搭載することにより、電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車の電費または燃費を改善することができる。
【０２０６】
〔実施例〕
ここで、本発明の実施例について、図１２を用いて以下に説明する。図１２は、各国のソーラーＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムの説明図である。図１２（ａ）は、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。図１２（ｂ）は、新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。
【０２０７】
前記記載において、ＥＶはElectric Vehicleの略であり、電気自動車を示す。同様に、ＨＥＶは、Hybrid Electric Vehicleの略であり、ハイブリッド車を示す。同様に、ＰＨＥＶは、Plug in Hybrid Electric Vehicleの略であり、プラグインハイブリッド車を示す。
【０２０８】
（先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システム）
図１２（ａ）の先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、最大電力取り出しパネルシステム３０１と、Ｌｉイオンサブバッテリ３０２とを備えている。また、前記先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３と、Ｌｉイオンメインバッテリ３０４とをさらに備えている。さらに、前記先進国向け、及び新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶの車両駆動装置には、モータ駆動用パワーコントローラ３０５と、補機駆動回路３０６とをさらに備えている。
【０２０９】
図１２（ａ）の先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、図５の車両充電システム１＿４に相当する。
【０２１０】
最大電力取り出しパネルシステム３０１は、発電装置１１２及び第２電圧変換部１１３を組み合わせたものに相当する。また、最大電力取り出しパネルシステム３０１は、ソーラーパネルと、ＭＰＰＴシステム（Maximum Power Point Tracking System：最大電力点追従制御システム）とＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。
【０２１１】
Ｌｉイオンサブバッテリ３０２は、第２バッテリ１０８に相当し、電圧の範囲は、１１Ｖ〜１５Ｖである。このＬｉイオンサブバッテリ３０２は、不安定な太陽エネルギーを、一旦蓄電することが出来る補助バッテリである。
【０２１２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は、第１電圧変換部１１０に相当し、Ｌｉイオンサブバッテリ３０２の電力の電圧を昇圧してＬｉイオンメインバッテリ３０４へ伝送することが出来る。
【０２１３】
Ｌｉイオンメインバッテリ３０４は、第１バッテリ１０３に相当し、電圧の範囲は、３３０Ｖ〜３７０Ｖである。
【０２１４】
モータ駆動用パワーコントローラ３０５は、モータ駆動部１０２に相当し、補機駆動回路３０６は、補機２０１に接続または内蔵されている駆動回路に相当する。
【０２１５】
このような先進国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを用いると、車両１１００ｋｇ、電力量１ｋＷｈあたりの走行量を示す電費１０ｋｍ／ｋＷｈ、電力伝送効率８５％の場合、ソーラーパワー（パネル面積５ｍ２、ソーラーセル発電効率１６％）のみで年間８５００ｋｍの走行が可能である。
【０２１６】
（新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システム）
図１２（ｂ）の新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、最大電力取り出しパネルシステム４０１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０２と、１００ｋｇ相当のメインバッテリ４０３とを備えている。また、前記新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶの車両駆動装置には、モータ駆動用パワーコントローラ４０４と、補機駆動回路４０５とをさらに備えている。
【０２１７】
図１２（ｂ）の新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、図６の車両充電システム１＿５に、図７の第４の電圧変換部２００及び補機２０１を加えたものに相当する。
【０２１８】
最大電力取り出しパネルシステム４０１は、発電装置１１２に相当するとともにインドのムンバイでの日照量（ＮＡＳＡデータ）を想定しており、小面積で必要な発電量を確保することが出来るシステムである。
【０２１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０２は、第２電圧変換部１１３に相当し、最大電力取り出しパネルシステム４０１の電力の電圧１２Ｖを昇圧して、１２０Ｖにすることが出来る。
【０２２０】
メインバッテリ４０３は、第１バッテリ１０３に相当し、感電防止システムを備えている。また、メインバッテリ４０３の電力量は、Ｐｂバッテリであれば３．５ｋＷｈ、Ｌｉイオンバッテリであれば１０ｋＷｈである。
【０２２１】
モータ駆動用パワーコントローラ４０４は、モータ駆動部１０２に相当し、補機駆動回路４０５は、補機２０１に接続または内蔵されている駆動回路に相当する。
【０２２２】
このような新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを用いると、車両７００ｋｇ、電費１３ｋｍ／ｋＷｈ、電力伝送効率８５％の場合、ソーラーパワー（パネル面積３ｍ２、ソーラーセル発電効率１６％）のみで１日３２ｋｍの走行が可能である。
【０２２３】
バッテリ管理部からの指示に従った電流値での定電圧充電では、例えば予備充電と同じ電流値まで減少したら、満充電と判断し、充電を完了する。供給電力の電圧が一定である定電圧充電の電圧値は、バッテリの代表値の上限値となる。
【０２２４】
なお、満充電検出後、引き続き１時間程度の定電圧充電（追加充電モード）を行う場合もある。
【０２２５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２６】
なお、本発明に係る車両駆動装置は、車両駆動部としても表現できる。そして、本発明の車両駆動部は、車両を走行させるための走行用モータと、前記走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリと、前記第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動部であって、前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充放電を行うために、外部と通信する構成であってもよい。
【０２２７】
前記構成によれば、外部からの指示信号により、（例えば、前記車両駆動部を備える車両にイグニッションキーが差されていない状態においても）前記第１バッテリ管理部は起動可能であり、充放電制御に関わる信号を外部に出力することが出来る。
【０２２８】
よって、前記第１バッテリ管理部において、前記測定結果信号に対する応答として、前記車両駆動部の外部から、前記第１バッテリを充電することが可能となる。その結果、メインバッテリである前記第１バッテリの過放電・過充電を防止できる。
【０２２９】
また、前記第１バッテリ管理部が、充放電制御に関わる信号を出力するためだけに、前記車両駆動部全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部よりも消費電力が大きい前記第１制御部を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来る。
【０２３０】
従って、メインバッテリの過放電・過充電を防止した上で、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動部を提供することが出来る。
【０２３１】
本発明の車両充電システムは、前記車両駆動部と、前記車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリと、当該第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部、及び前記第１バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電部（車両充電装置）を備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１及び第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリ、前記第２バッテリ管理部、前記第１バッテリ管理部、前記第１バッテリという第１経路、または、前記第１経路の逆の経路である第２経路で電力を伝送する構成であってもよい。
【０２３２】
前記構成によれば、前記第２制御部は、前記第１及び第２バッテリ管理部を制御し、前記第１経路または前記第２経路で電力を伝送することが出来る。
【０２３３】
よって、２つのバッテリ間（サブバッテリである前記第２バッテリと、メインバッテリである前記第１バッテリとの間）の電力伝送が可能となる。
【０２３４】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【０２３５】
また、前記車両充電システムの外部から供給される電力が、小電力で不安定な太陽光電力のような自然エネルギーであっても、前記第２バッテリに蓄積して安定化、大電力化することが出来る。
【０２３６】
さらに、前記第１経路または前記第２経路で電力を伝送する際に、前記車両駆動部全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部よりも消費電力が大きい前記第１制御部を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来るとともに、待機時の電力を最小限に抑え、自然エネルギーの取り込み効率を向上させることが出来る。
【０２３７】
前記車両駆動部では、電力を発電する発電装置と、前記第２バッテリ管理部と前記第１バッテリ管理部との間で、前記第２バッテリに蓄積された電力の電圧を変換して、変換後の電力を前記第１バッテリに供給する第１電圧変換部とをさらに備えてもよい。
【０２３８】
前記発電装置及び前記第１電圧変換部により、前記車両駆動部の外部から、前記車両駆動部が備えるメインバッテリである前記第１バッテリへの電力の伝送が可能となる。
【０２３９】
前記車両充電システムでは、前記発電装置は、前記第１バッテリ、前記第１バッテリ管理部、前記モータ駆動部の所定経路、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力を発電するものであり、前記車両充電部は、前記発電装置から供給された前記異なる電力の電圧を変換して、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とする第２電圧変換部をさらに備えてもよい。
【０２４０】
前記発電装置及び前記第２電圧変換部により、前記車両駆動部の外部から、前記車両駆動部が備えるメインバッテリである前記第１バッテリへの電力の伝送が可能となる。
【０２４１】
前記車両充電システムでは、前記発電装置が太陽光発電装置であってもよい。これにより、太陽光発電装置から前記第１バッテリ及び前記第２バッテリへ電力伝送が可能となる。
【０２４２】
前記車両充電システムでは、前記第１バッテリ管理部、前記第２バッテリ管理部、前記第２制御部は、前記車両駆動部の外部から供給される電力、または、前記発電装置から供給される電力によって動作してもよい。
【０２４３】
これにより、前記車両駆動部の外部から供給される電力または前記発電装置から供給される電力によって前記車両充電システムが自動的に立ち上がることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２４４】
本発明の車両駆動装置及び車両充電システムは、電気自動車に適用することが出来る。特に、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶや新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶに好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０２４５】
１＿１，１＿２，１＿３，１＿４，１＿５ 車両充電システム
１ａ 車両駆動装置
１ａ’ 車両駆動装置
１ｂ 車両充電装置
１ｂ’ 車両充電装置
１００，１００’，１００’’ 電力
１０１ 走行用モータ
１０２ モータ駆動部
１０３ 第１バッテリ
１０４ 第１バッテリ管理部
１０５ 第１制御部
１０５ 第２制御部
１０６ 第１通信信号群
１０７ 第２通信信号群
１０８ 第２バッテリ
１０９ 第２バッテリ管理部
１１０ 第１電圧変換部
１１１ 第２制御部
１１２ 発電装置
１１３ 第２電圧変換部
１１３’ 第３電圧変換部（電圧変換部）
２００ 第４の電圧変換部
２０１ 補機
３０１ 最大電力取り出しパネルシステム
３０２ Ｌｉイオンサブバッテリ
３０３ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０４ Ｌｉイオンメインバッテリ
３０５ モータ駆動用パワーコントローラ
３０６ 補機駆動回路
４０１ 最大電力取り出しパネルシステム
４０２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０３ メインバッテリ
４０４ モータ駆動用パワーコントローラ
４０５ 補機駆動回路
Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ２１，Ｇ２２ 群発電部
Ｄ１，Ｄ２ 単位発電部
ＣＰ 接続点
ＳＰ 特定接続点
Ｐ 電力
Ｓ１〜Ｓ４０ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、電車等の車両に関し、より詳しくは、走行用モータとそれを駆動するバッテリとを搭載した車両駆動装置において、車両の主要制御部とは別途設けられた電力制御部によって、バッテリへの充電を可能とする車両充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーに関する問題を解決するという観点から、風力発電、太陽光発電などを始めとする自然エネルギーの利用が盛んに行われている。
【０００３】
一方、環境に関する問題を解決するという観点から、電気自動車、電気二輪車が広まる可能性が高まって来た。
【０００４】
これらの観点から、太陽光発電パネルを電気自動車に取り付け、太陽光発電パネルで発電したエネルギーを電気自動車で用いる試みが実用化されつつある。
【０００５】
図１３は、特許文献１の図１に相当する、従来の車両用空調装置１０のシステム構成図である。図１３の車両用空調装置１０では、ソーラーバッテリである第１バッテリ１４と、第２バッテリ１６と、車室内を冷房するコンプレッサ２２と、車室内を暖房する電熱ヒータ２４と、車室内と車室外との間で空気を入れ替えるブロワモータ２０と、が設けられている。
【０００６】
第１バッテリ１４の残容量が充分に有る場合には、第１バッテリ１４の電力を用いてコンプレッサ２２又は電熱ヒータ２４による空調制御を実行する。
【０００７】
一方、第１バッテリ１４の残容量が充分には無い場合には、外気温が内気温よりも目標温度に近いとき、或いは、外気温と内気温との間に目標温度があるときは第１バッテリ１４の電力を用いてブロワモータ２０による送風制御を実行する。
【０００８】
そして、外気温が内気温よりも目標温度に近くないときは、第２バッテリ１６の電力を用いてコンプレッサ２２又は電熱ヒータ２４による空調制御を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３１５４６１号公報（２００６年１１月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、太陽光発電パネルで発電したエネルギーを電気自動車で用いる試みが実用化されつつあるが、太陽光エネルギー等の自然エネルギーを利用した発電は、発電量が小さく（０Ｗ〜１０００Ｗ程度）、また不安定である。
【００１１】
このため、安定走行、安全走行といった信頼性の観点から、自然エネルギーを利用した発電による電力（自然エネルギーを用いた発電電力）を、そのまま走行用モータの駆動部に供給することは、好ましくない。
【００１２】
また、自然エネルギーを利用した発電による電力を、一旦、蓄電池に蓄積する場合がある。この場合、走行用モータを駆動するための蓄電池（以降メインバッテリと称する）には、通常、リチウムイオン電池が用いられているが、リチウムイオン電池では、過充電や過放電を防止する必要がある。このため、走行等の制御を司る主要制御部（以降メインＣＰＵと称する）やバッテリ管理ユニット（以降ＢＭＵと称する）が細かな充放電制御を行うことによって過充電や過放電を防止しつつ駆動電力として用いている。よって、自然エネルギーを利用した発電による不安定な電力を、走行中にメインバッテリへ蓄電することは、安全上困難である。
【００１３】
ところで、自然エネルギーを利用した発電による電力を停車中に直接メインバッテリへ充電する場合は、そのためだけにメインＣＰＵを起動し続けることになる。しかし、メインＣＰＵの消費電力は、車の走行や装備間の協調など、非常に多くの制御を行っているため、その消費電力は一般的に大きく、例えば約５０Ｗである。よって、自然エネルギーを利用した発電による電力の多くをメインＣＰＵで消費してしまい、充電効率が著しく低くなる。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、供給された電力を高効率で利用できる車両駆動装置、車両充電システム、及び自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の車両駆動装置は、前記課題を解決するため、車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充電または放電を行うために、外部と通信することを特徴としている。
【００１６】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部は、第１制御部の停止時においても、外部からの指示信号により、第１バッテリを充放電することが可能となる。よって、第１バッテリからモータ駆動部への電力の供給を伴わない第１バッテリの充放電のためだけに、車両駆動装置全体の制御を司り、消費電力が大きい第１制御部を動作させる必要が無いので、車両駆動装置の消費電力を低減することが出来る。従って、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【００１７】
また、本発明の車両駆動装置は、前記課題を解決するため、車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、前記第１バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第１バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００１８】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部は、第１制御部の停止時においても、自律的に第１バッテリを充放電することが可能となる。従って、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【００１９】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００２０】
前記構成によれば、第２バッテリ管理部は、車両駆動装置に設けられた第１制御部と独立して車両充電装置に設けられた第２制御部により制御されて、車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電または放電する。よって、第１制御部の停止時においても、車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴としている。
【００２２】
前記構成によれば、第２バッテリ管理部は、自律的に車両充電装置の外部からの電力を第２バッテリに充電または放電する。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２３】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２４】
前記構成によれば、第２制御部は、第１制御部が休止している間に、第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御して、第２バッテリから第１バッテリに電力伝送を行う。よって、車両充電システムは、第１制御部の停止時においても、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２５】
また、本発明に係る車両充電システムは、本発明に係る車両駆動装置と、車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部を含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、前記第１バッテリ管理部と前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、協調して前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴としている。
【００２６】
前記構成によれば、第１バッテリ管理部と第２バッテリ管理部は、第１制御部が休止している間に、協調して第２バッテリから第１バッテリに電力伝送を行う。よって、車両充電システムは、第１制御部の停止時においても、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００２７】
上記構成の車両充電システムにおいては、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ電力伝送が行われると共に、さらに前記第１バッテリから前記第２バッテリへ双方向に電力伝送が行われてもよい。
【００２８】
これにより、車両充電装置の外部からの電力を第１バッテリに充電して走行のために用いることができるとともに、第２バッテリの充電量が不足した場合には、第１バッテリから電力の供給を受けることが可能となる。
【００２９】
前記車両充電システムにおいては、前記車両充電装置が、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備えていてもよい。
【００３０】
さらに、前記車両充電システムにおいては、前記車両充電装置が、前記発電装置と前記第２バッテリ管理部との間に接続された、前記発電装置で発電された電力の電圧を変換する電圧変換部をさらに含み、前記電圧変換部が、前記発電装置で発電された電力により動作する構成であってもよい。
【００３１】
前記構成によれば、電圧変換部は発電装置が発電する電力を直接消費するので、第２バッテリから電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、更に高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３２】
さらに、前記車両充電システムにおいては、車両充電装置が、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備え、前記発電装置で発電された電力が、前記第２バッテリに充電された後、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送される構成であってもよい。
【００３３】
前記構成によれば、より消費電力の大きいプロセスである、第２バッテリから第１バッテリへ電力伝送するプロセスの時間を短くすることができるので、発電装置で発電された電力を充電するための消費電力を小さくすることができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３４】
さらに、前記車両充電システムにおいては、前記発電装置が太陽光発電装置であってもよい。
【００３５】
前記構成によれば、本発明の車両充電システムの発電装置として好適な太陽光発電装置を用いているので、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３６】
前記太陽光発電装置は、複数の太陽光発電素子からなり、前記複数の太陽光発電素子は直並列接続されていることが好ましい。
【００３７】
前記構成によれば、部分的な日陰に対して著しく出力が低下しない太陽光発電装置を、日陰の形状および面積が常に変化する車両充電システムに適用しているので、特に高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【００３８】
また、本発明に係る自動車は、本発明に係る車両駆動装置を備えているものである。
【００３９】
前記構成によれば、自動車の電費または燃費を向上することができる。また、本発明が適用される自動車としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、またはプラグインハイブリッド自動車を挙げることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る他の車両充電システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るさらに別の車両充電システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る他の車両駆動装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、太陽光発電を用いる充電シーケンスのフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。
【図１２】各国のソーラーＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムの説明図であり、（ａ）は、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図であり、（ｂ）は、新興国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。
【図１３】特許文献１の図１に相当する、従来の車両用空調装置のシステム構成図である。
【図１４】本発明の車両充電システムへの適用が好適な太陽光発電装置の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。まず、本発明の一実施形態について図１〜図１２及び表１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１を示すブロック図である。本実施形態では、車両として、電気自動車を例にとって説明する。しかしながら、車両充電システム１＿１は、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車にも適用が可能である。
【００４４】
図２の車両充電システム１＿１は、車両駆動装置１ａと車両充電装置１ｂとを備えている。車両駆動装置１ａは、走行用モータ１０１と、モータ駆動部１０２と、第１バッテリ１０３（例えば３００Ｖの高圧バッテリ）と、第１バッテリ管理部１０４と、第１制御部１０５とをさらに備えている。なお、図２において、走行用モータ１０１および第１バッテリ１０３は、車両駆動装置１ａの内部に設けられる構成として図示されているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。すなわち、走行用モータ１０１および第１バッテリ１０３は、車両駆動装置１ａの外部に設けられてもよい。
【００４５】
（車両駆動装置１ａ）
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａを示すブロック図である。車両駆動装置１ａにおいて、モータ駆動部１０２は、車両を走行させるためのモータである走行用モータ１０１を駆動する。また、第１バッテリ１０３は、第１バッテリ管理部１０４を介して、モータ駆動部１０２に電力１００（駆動電力）を供給する。
【００４６】
第１バッテリ１０３の蓄電量を管理する第１バッテリ管理部１０４は、以下に示す動作を行う。
【００４７】
第１に、第１制御部１０５の動作時に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５からの指示に応じて、第１バッテリ１０３を放電してモータ駆動部１０２へ電力１００を供給する。さらに、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５からの指示に応じて、外部から供給される電力１００により第１バッテリ１０３の充電を行ってもよいし、外部へ電力１００を供給することにより第１バッテリ１０３の放電を行ってもよい。
【００４８】
第２に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５の指示なしに、かつ、外部からの指示信号（第２通信新号群１０７の一部）に従って、第１バッテリ１０３の充放電を行うことも可能である。第１バッテリ１０３の充電は、外部からの電力１００を第１バッテリ１０３に供給することにより行われる。第１バッテリ１０３の放電は、第１バッテリ１０３から外部へ電力１００を供給することにより行われる。さらに、第１バッテリ管理部１０４は、第１バッテリ１０３の充放電制御に関わる信号（第２通信信号群１０７の一部）を外部へ出力する。
【００４９】
第３に、第１バッテリ管理部１０４は、第１制御部１０５の指示なしに、かつ、外部からの指示信号もなしに、第１バッテリ１０３の状態および外部からの電力１００の供給能力を検知して、自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うことも可能である。第１バッテリ１０３の充電は、外部からの電力１００を第１バッテリ１０３に供給することにより行われる。第１バッテリ１０３の放電は、第１バッテリ１０３から外部へ電力１００を供給することにより行われる。
【００５０】
なお、第１バッテリ管理部１０４は、第１バッテリ１０３が過充電あるいは過放電の状態にないか監視して、第１バッテリ１０３の過充電・過放電を防止するように、前記外部からの充電、あるいは外部への放電を制御することも可能である。この動作は、第１制御部１０５の動作または停止に関わらず行う動作である。
【００５１】
本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａのバッテリ管理部１０４は、前記第１の動作に加えて、前記第２の動作と第３の動作の一方または両方を行う。そのため、第１制御部１０５の停止時、（例えば、車両駆動装置１ａを備える車両にイグニッションキーが差されていない状態）においても、第１バッテリ管理部１０４は外部からの指示信号により、または自律的に、車両駆動装置１ａの外部から（外部へ）、第１バッテリ１０３を充電（放電）することが可能となる。
【００５２】
前記構成によれば、前記バッテリ管理部１０４によりメインバッテリである第１バッテリ１０３の充放電が管理されるので、メインバッテリの過放電・過充電を防止することができる。
【００５３】
さらに、第１バッテリ１０３からモータ駆動部１０２への電力の供給を伴わない第１バッテリ１０３の充放電のためだけに、車両駆動装置１ａ全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部１０４よりも消費電力が大きい第１制御部１０５を動作させる必要が無いので、消費電力を低減することが出来る。
【００５４】
従って、メインバッテリの過放電・過充電を防止した上で、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動装置１ａを提供することが出来る。
【００５５】
なお、第１バッテリ管理部１０４が第２通信信号群１０７を介して、外部へ充放電制御に関わる信号を出力した後、その応答として、外部から、第１バッテリへの蓄電指示、あるいは放電指示等、何らかの信号を受信してもよい。
【００５６】
ここで、前記外部とは、具体的には、車両駆動装置１ａの外部に設けられた車両充電装置１ｂを示す。
【００５７】
なお、第１制御部１０５が動作している時に、第１制御部１０５が動作していることを示す信号が、第１バッテリ管理部１０４へ送信される。同様に、第１制御部１０５が停止している時に、第１制御部１０５が停止していることを示す信号（例えば、出力がなくなると、自動的にＧＮＤレベルに固定されるハード構成の信号など）が、第１バッテリ管理部１０４へ送信される。これらの信号は、第１通信信号群１０６に含まれている。第１バッテリ管理部１０４は、前記これらの信号を受信することにより、第１制御部１０５が動作しているのか停止しているのかを判断することが出来る。
【００５８】
第１制御部１０５は、以下に示す動作を行う。
【００５９】
第１に、第１制御部１０５は、走行用モータ１０１の駆動を制御するために、モータ駆動部１０２に指示を与える。一例として、車両の走行中に、第１制御部１０５が、モータ駆動部１０２に、走行用モータ１０１を回転あるいは停止させることを指示する。他の一例として、車両の走行中に、第１制御部１０５は、モータ駆動部１０２に、走行用モータ１０１の回転数の増減を指示する。
【００６０】
第２に、以下に示す第１経路（経路）または第２経路で電力１００を伝送させるために、第１バッテリ管理部１０４に指示を与える。
【００６１】
第１経路は、第１バッテリ１０３→第１バッテリ管理部１０４→モータ駆動部１０２という経路である。前記第１経路で電力１００が伝送されることにより、走行用モータ１０１を回転させることが出来る。
【００６２】
第２経路は、外部→（←）第１バッテリ管理部１０４→（←）第１バッテリ１０３という経路である。前記第２経路で電力１００が伝送されることにより、前記外部から第１バッテリ１０３への充電、あるいは前記第１バッテリ１０３から外部への放電が行われる。
【００６３】
ここで、車両のイグニッションキーがオンの位置にある状態では、車両の走行、停止に関わらず、第１制御部１０５が動作している（立ち上がっている）。動作中の第１制御部１０５は、第１バッテリ管理部１０４及びモータ駆動部１０２の状態を監視して、当該状態に応じて上述した指示を与えている。
【００６４】
また、第１制御部１０５と、モータ駆動部１０２と、第１バッテリ管理部１０４との間で、第１通信信号群１０６の送受信が行われる。これにより、第１制御部１０５からモータ駆動部１０２へ前記各種指示を与えることが出来るとともに、第１制御部１０５から第１バッテリ管理部１０４に前記指示を与えることが出来る。
【００６５】
（車両充電装置１ｂ）
車両充電装置１ｂは、第２バッテリ（例えば１２Ｖの低圧バッテリ）１０８と、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第２制御部１１１とをさらに備えている。なお、第２バッテリ１０８は、図２において車両充電装置１ｂの内部に設けられる構成として記載されているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。すなわち、第２バッテリ１０８は、車両充電装置１ｂの外部に設けられてもよい。
【００６６】
車両充電装置１ｂにおいて、第２バッテリ１０８は、車両充電システム１の外部から供給される電力１００’を蓄積する（蓄電する）。
【００６７】
第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１からの指示に応じて、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電し、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０８に直接充電するために第１電圧変換部１１０へ供給する。あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８から電力１００’を取得し、該取得した電力１００’を、第１電圧変換部１１０へ供給する。
【００６８】
あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１の指示なしに、第２バッテリ１０８の状態および車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’の供給能力を検知して、自律的に第２バッテリ１０８の充電を行ってもよい。
【００６９】
また、第２バッテリ管理部１０９は、第２制御部１１１の指示なしに、第２通信信号群１０７の送受信に基づいて第１バッテリ管理部１０４と協調して、以下の（１）または（２）に係る動作を行ってもよい。
（１）車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０８に直接充電するために、電力１００’を第１電圧変換部１１０へ供給する。
（２）第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送。
【００７０】
第１電圧変換部１１０は、第２バッテリ１０８から取得した電力１００’の電圧を変換して、変換後の電力１００とする。電力１００は、第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に供給される。同様に、第１バッテリ１０３から取得した電力１００の電圧を変換して電力１００’とする。電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して第２バッテリ１０８に供給される。但し、上記構成において第１電圧変換部１１０は必須ではなく、電力１００’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第１電圧変換部１１０を省略した構成であっても良い。
【００７１】
第２制御部１１１は、以下に示す動作を行う。
【００７２】
第１に、第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８の充放電制御に関わる信号を、第１バッテリ管理部１０４及び第２バッテリ管理部１０９から取得する。
【００７３】
第２に、以下に示す第３経路または第４経路で電力を伝送させるために、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第１バッテリ管理部１０４とに指示を与える。
【００７４】
前記第３経路は、第２バッテリ１０８→第２バッテリ管理部１０９→第１電圧変換部１１０→第１バッテリ管理部１０４→第１バッテリ１０３という経路である。前記第３経路で電力が伝送されることにより、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力伝送が行われる。
【００７５】
前記第４経路は、第１バッテリ１０３→第１バッテリ管理部１０４→第１電圧変換部１１０→第２バッテリ管理部１０９→第２バッテリ１０８という経路である。前記第４経路で電力が伝送されることにより、第１バッテリ１０３から第２バッテリ１０８への電力伝送が行われる。
【００７６】
第１のバッテリ１０３から第２のバッテリ１０８への電力の伝送は、第２のバッテリ１０８から補機が備える補機駆動回路へ直接電力を供給する際に、第２のバッテリ１０８の蓄電量が所定値を下回っている場合に行われる。
【００７７】
第３に、第２制御部１１１は、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電するために、第２バッテリ管理部１０９に指示を与える。
【００７８】
第４に、第２制御部１１１は、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を直接第１バッテリ１０３に充電するために、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４に指示を与える。
【００７９】
第２制御部１１１の動作に関して、第２制御部１１１と、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０と、第１バッテリ管理部１０４と、第１制御部１０５との間で、第２通信信号群１０７の送受信が行われる。これにより、第１制御部１０５の停止時であっても、第２制御部１１１から、第２バッテリ管理部１０９と、第１電圧変換部１１０との他、車両駆動装置の第１バッテリ管理部１０４に対しても、前記指示を与えて、第１バッテリ１０３の充放電、第２バッテリ１０８の充放電および第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行うことが出来る。
【００８０】
なお、第２制御部１１１の全ての動作を第１制御部１０５に行わさせて、第２制御部１１１を省略することもできる。この場合は、第１バッテリ管理部１０４が自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うとともに、第２バッテリ管理部１０９が自律的に第２バッテリ１０８の充放電を行う。または、第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が第２通信信号群１０７の送受信を介して協調するようにしておく。これにより、第１制御部１０５の停止時であっても、第１バッテリ１０３の充放電、第２バッテリ１０８の充放電、および第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８と間の電力伝送を行うことができる。
【００８１】
以上のように、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１によれば、第２バッテリ管理部１０９は、車両駆動装置１ａに設けられた第１制御部１０５と独立して車両充電装置１ｂに設けられた第２制御部１１１により制御されて、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電する。あるいは、第２バッテリ管理部１０９は、自律的に車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電する。
【００８２】
よって、第１制御部１０５の停止時（イグニッションキーが差されていない状態）においても、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電することができる。
【００８３】
さらに、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１によれば、車両駆動装置１ａに設けられた第１制御部１０５と独立して車両充電装置１ｂに設けられた第２制御部１１１は、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４を制御して、前記第３経路または前記第４経路で、第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行う。あるいは、第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が協調して、前記第３経路または前記第４経路で、第１バッテリ１０３と第２バッテリ１０８間の電力伝送を行う。
【００８４】
よって、第１制御部１０５の停止時（イグニッションキーが差されていない状態）においても、２つのバッテリ間（サブバッテリである第２バッテリ１０８と、メインバッテリである第１バッテリ１０３との間）の電力伝送が可能となる。
【００８５】
第１制御部１０５の停止時に第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３に電力を伝送することにより、例えば、駐車中に外部から電力の供給を受ける場合、より多くの外部からの電力を蓄積し、走行のために使用することができる。
【００８６】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【００８７】
また、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿１は、前記第３の経路および前記第４の経路により、第２バッテリ１０８と第１バッテリ１０３との間で双方向に電力を伝送することができる。
【００８８】
従って、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第１バッテリ１０３に充電して走行のために用いることができるとともに、第２バッテリ１０８（補器が接続されていることが多い）の充電量が不足した場合には、第１バッテリ１０３から電力の供給を受けることが可能となる。外部からの電力１００’が太陽電池の出力である場合のように、その電力が小さく不安定である場合は、第２バッテリ１０８が電力不足となる可能性が高いから、特に好ましい。
【００８９】
ところで、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’が車両充電装置１ｂに供給される際、第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８の充電量に応じて、該電力１００’を、（１）第２バッテリ１０８に供給して充電するか、あるいは（２）第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に直接供給して充電するかを選択できるようにしておくことが好ましい。
【００９０】
より具体的には、第２バッテリ１０８が所定の充電レベルに満たないときは、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に供給して充電し、所定の充電レベル以上のときは、該電力１００’を第１バッテリ１０３に直接供給して充電することが好ましい。
【００９１】
あるいは、第２バッテリ１０８が所定の充電レベルに満たないときは、車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に供給して充電し、所定の充電レベルに達したら、前記第３経路で第２のバッテリ１０８から第１のバッテリ１０３へ所定の電力をまとめて伝送するのがさらに好ましい。この場合、車両充電装置１ｂの外部から電力１００’が継続して供給されると、間欠的に第２のバッテリ１０８から第１のバッテリ１０３へ電力の伝送が行われることになる。
【００９２】
外部からの電力１００’を、一旦第２バッテリ１０８に充電し、その後に第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３に電力伝送するのが好ましい理由は、以下の通りである。車両充電装置１ｂの外部からの電力１００’を第２バッテリ１０８に充電するときは、少なくとも第２バッテリ管理部１０９のみが動作すればよい。しかしながら、該電力１００’を第１バッテリ１０３に直接供給するときは、少なくとも第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０および第１バッテリ管理部１０４が動作する必要がある。上述のようにすれば、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３へ電力伝送する時間を短くすることができるので、外部からの電力１００’を充電するための消費電力を小さくすることができる。
【００９３】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。外部からの電力１００’が太陽電池の出力である場合のように、長時間供給され、その電力量が小さく不安定である場合は、外部からの電力１００’を充電するための消費電力が大きな問題となるから、特に好ましい。
【００９４】
なお、前記第３経路または前記第４経路で電力を伝送する際に、車両駆動装置１ａ全体の制御を司り、第１バッテリ管理部１０４よりも消費電力が大きい第１制御部１０５を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来るとともに、待機時の電力を最小限に抑え、自然エネルギーの取り込み効率を向上させることが出来る。
【００９５】
車両充電システム１＿１では、第２制御部１１１は、第１制御部１０５の動作時に、第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８の充放電制御に関わる信号を第１バッテリ管理部１０４及び第２バッテリ管理部１０９から取得してもよい。そして、第１制御部１０５と通信を行いつつ、前記第３経路または前記第４経路で電力を伝送してもよい。
【００９６】
これにより、第１制御部１０５の動作時（イグニッションキーが差されている状態）においても、２つのバッテリ間（サブバッテリである第２バッテリ１０８と、メインバッテリである第１バッテリ１０３との間）の電力伝送が可能となる。
【００９７】
（発電装置１１２）
なお、車両充電装置１ｂは、発電装置１１２と、第２電圧変換部１１３とをさらに備えてもよい。図３は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿２を示すブロック図である。車両充電システム１＿２は、図２の車両充電システム１＿１が、発電装置１１２と、第２電圧変換部１１３とをさらに備えた車両充電システムである。
【００９８】
発電装置１１２は、電力１００とは電圧が異なる電力である電力１００’’（前記所定経路、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力）を発電して、第２電圧変換部１１３に供給する。
【００９９】
第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２から供給された電力１００’’の電圧を変換して電力１００’とする。電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して第２バッテリ１０８に供給される。但し、上記構成において第２電圧変換部１１３は必須ではなく、電力１００’’の電圧と電力１００’の電圧とが近いものであれば、第２電圧変換部１１３を省略した構成であっても良い。
【０１００】
発電装置１１２及び第２電圧変換部１１３により、車両駆動装置１ａの外部から、車両駆動装置１ａが備えるメインバッテリである第１バッテリ１０３への電力の伝送が可能となる。
【０１０１】
第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２が電力１００’’を所定量（発電装置１１２から第２バッテリ１０８に電力を供給するに足る量）発電している間だけ動作し、それ以外の期間は休止することが好ましい。
【０１０２】
これにより、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０３】
さらに、第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２が発電した電力１００’’により動作することが好ましい。
【０１０４】
これにより、発電装置１１２が電力１００’’を発電している間だけ第２電圧変換部１１３を動作させることができる。また、発電装置１１２が発電する電力１００’’を直接消費するので、第２バッテリ１０８から電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、更に高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０５】
また、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０、第２制御部１１１または第１バッテリ管理部１０４は、第２バッテリ１０８または第１バッテリ１０３から供給される電力のみならず、発電装置１１２が発電した電力の供給も受けて動作させることもできる。
【０１０６】
これにより、第２バッテリ管理部１０９、第１電圧変換部１１０、第２制御部１１１または第１バッテリ管理部１０４は、発電装置１１２発電する電力１００’’を直接消費するので、第２バッテリ１０８または第１バッテリ１０３のみから電力供給を受ける場合に比べて充放電損失分の電力を節約することができる。従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システム１＿１を提供することが出来る。
【０１０７】
さて、本実施形態に係る車両充電システム１＿１における発明の主要部は車両充電装置１ｂである。発電装置１１２で発電された電力１００’’は、第２電圧変換部１１３による電圧変換によって電力１００’となる。第２電圧変換部１１３から供給される電力１００’は、第２バッテリ管理部１０９を介して、一旦、第２バッテリ１０８に蓄電される。
【０１０８】
太陽光等の自然エネルギーを利用した発電などは、発電量が小さかったり、不安定であったりする。このため、発電装置１１２で発電された電力１００’’に基づく第２バッテリ１０８への蓄電は、第１バッテリ１０３への電力供給を安定化させるためのものとして有効である。
【０１０９】
（補機２０１）
また、例えば電気自動車においては、第２バッテリ１０８は、走行用モータ１０１の駆動を行うための電源として用いるのではなく、走行用モータ１０１よりも消費電力が小さく、電圧の低い補機２０１の駆動を行う系統の電源として用いると効果的である。補機２０１の駆動を行う系統の電源としては、例えば１２Ｖ系の電源が挙げられる。ここで述べる補機とは、ヘッドランプ、パワーステアリング、ＡＶ、カーナビゲーションシステム、車内灯、方向指示器、ワイパー、換気扇等である。
【０１１０】
図４は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿３を示すブロック図である。車両充電システム１＿３は、図２の車両充電システム１＿１が、補機２０１をさらに備えた車両充電システムである。
【０１１１】
図５は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿４を示すブロック図である。車両充電システム１＿４は、図３の車両充電システム1＿２が、補機２０１をさらに備えた車両充電システムである。
【０１１２】
図４の車両充電システム１＿３、及び、図５の車両充電システム１＿４において、補機２０１は第２バッテリ１０８に接続されており、第２バッテリ１０８から電力１００’を供給される。
【０１１３】
また、図５の車両充電システム１＿４において、第２電圧変換部１１３は、発電装置１１２で発電された電力１００’’の電圧を、前記補機に最適な電圧（例えば１２Ｖ）へ変換して電力１００’とする電圧変換部である。なお、従来の車両充電システムでは、１２Ｖのバッテリから電力を供給して補機を駆動していた。
【０１１４】
（太陽光発電装置）
なお、発電装置１１２として太陽光発電装置を用いてもよい。これにより、太陽光発電装置から第１バッテリ１０３及び第２バッテリ１０８へ電力伝送が可能となる。
【０１１５】
発電装置１１２として太陽光発電装置を用いる場合は、車両の走行に伴って太陽光発電パネル上（ソーラーパネル上）に日陰が発生する。このことから、太陽光発電パネルが備える複数個の発電セルを並列接続して分散配置させる。複数個の発電セルにおいては、直列接続の数は出来るだけ少なくして、太陽光発電装置としての出力電圧を、４Ｖ〜８Ｖ程度の低い電圧にすることが望ましい。
【０１１６】
太陽光発電装置は、発電素子単体では出力電圧が低いことから、通常、複数の発電素子が直列接続されて発電素子群が構成され、必要に応じて適宜の太陽光発電モジュールとされる。つまり、複数の発電素子を直列に接続して太陽光発電モジュールが形成される。しかしながら、発電素子を直列接続した構成では、一部の発電素子に対する照射光のばらつき（例えば日陰）によって太陽光発電モジュール全体に影響が生じることがある。
【０１１７】
例えば、直列に接続された発電素子の一部のみに日陰が発生した場合、直列の各段の間で照射面積に不均衡が生じる。照射面積が発電素子相互間で異なる場合、直列接続された発電素子の電流出力は、照射量（太陽光の照射量）が最も低い発電素子によって制限される。つまり、日陰が小さい場合であっても影響はモジュール全体に及び、出力が大きく制限されることがある。特に、太陽光発電装置が車両に設置される場合には、太陽光発電装置が常に日照に恵まれた位置にある訳ではなく、建物や他の車両などの影にさらされやすい。
【０１１８】
上記影響を抑制するには、太陽光発電装置を例えば図１４に示すような構成とすることが好ましい。図１４に示す太陽光発電装置は、光を電気に変換して発電する単位発電部Ｄ（１つの太陽電池パネルからなり、または複数の太陽電池パネルが接続されてなる単位発電部Ｄ１、単位発電部Ｄ２）が接続点ＣＰを介して直列に接続された群発電部Ｇ（群発電部Ｇ１１、群発電部Ｇ１２、群発電部Ｇ２１、群発電部Ｇ２２）を複数個配置し、群発電部Ｇを並列接続した構成である。さらに、群発電部Ｇは、接続点ＣＰの中で予め特定された特定接続点ＳＰを備え、特定接続点ＳＰは、群発電部Ｇの相互間で接続されている。
【０１１９】
上述のように単位発電部Ｄを接続し、配置することにより、太陽発電装置の出力が日陰の面積比率に比べて著しく小さくなることを防ぐことができる。
【０１２０】
例えば、群発電部Ｇ１１のみが日陰となった場合は、出力の低下は日陰の面積の割合と同じ全日照時の出力の１／４である。同様に、群発電部Ｇ１１およびＧ１２が日陰となった場合は、出力の低下は全日照時の出力の１／２であり、やはり日陰の面積の割合と同じである。群発電部Ｇ１１およびＧ２１が日陰となった場合も、出力の低下は全日照時の出力の１／２である。
【０１２１】
太陽発電装置の出力が０になるためには、４つの単位発電部Ｄ１がすべて日陰となるか、４つの単位発電部Ｄ２がすべて日陰となるか、いずれかの条件を満たしたときのみである。この場合、互いに離散した（特定の）２つの場所が同時に日陰となる必要があるが、このようなことが起こる確率は比較的低い。
【０１２２】
上記例では、４並列２直列の単位発電部により太陽発電装置が構成されていたが、並直数はこの限りではない。並列数を増やして、単位発電部の配置をよりランダムにすることにより、偶然の日陰パターンにより太陽発電装置の出力が著しく低下する確率をより低くすることが可能である。
【０１２３】
上記構成により、照射光（太陽光）のばらつき（例えば日陰）による影響を回避し、照射光のばらつきが生じたときでも、照射面積と実働する単位発電部が占める面積とのアンバランスを抑制して効率的な発電を実現することができる。
【０１２４】
さて、発電装置１１２で発電された電力１００’’に基づく第２バッテリ１０８への蓄電について、第２バッテリ１０８に一定量以上の電力１００’が蓄電された時点で、まとめて第１バッテリ１０３へ電力を伝送するのが好ましい。この伝送の際に、第１電圧変換部１１０によって、電力１００’の電圧が変換されて電力１００となることは上述したとおりである。
【０１２５】
逆に、第２バッテリ１０８に蓄電されている電力１００’が、前記一定量に達するまでは、第２バッテリ１０８への蓄電と前記補機への電力供給とを行う。
【０１２６】
ここで、発電装置１１２で発電された電力１００’’を、そのまま第１バッテリ１０３へ蓄電しない理由は以下の通りである。
【０１２７】
まず、駐車場等への駐車時は、第１制御部１０５が停止（休止）している。これは以下の理由による。
【０１２８】
第１制御部１０５を含む車両駆動装置１ａを動作させる（立ち上げる）と、大きな電力を消費する。このため、発電装置１１２の発電による、比較的小さな電力１００’’を、常時連続的に第１バッテリ１０３へ伝送するのは効率が悪い。
【０１２９】
第２バッテリ１０８に蓄電された電力１００’を、第１バッテリ１０３へ伝送する際には、第１電圧変換部１１０にて、第２バッテリ１０８の電圧から第１バッテリ１０３の電圧に電圧変換を行う。
【０１３０】
それぞれの電圧の例として、第２バッテリ１０８は、車両の電装品を駆動する補機用バッテリとして１２Ｖ（弱電系）を用いる。この点は上述したとおりである。また、第１バッテリ１０３には、走行用モータ１０１を駆動する際に生じる損失を低減するために、高電圧の３００〜４００Ｖ以上（強電系）を用いるのが適切である。前記損失を低減するためには、電力１００（電圧×電流）の電圧を高くして、電流を小さくすることにより、導通損失を低減する。
【０１３１】
次に、車両充電装置１ｂの第２バッテリ管理部１０９は、第２バッテリ１０８が過充電あるいは過放電の状態にないか監視して、第２バッテリ１０８に対する充電を制御している。
【０１３２】
第２バッテリ管理部１０９は、イグニッションキーのオン、オフとは無関係に、発電装置１１２の発電量が一定量以上ある間は、常に第２バッテリ１０８への充電を行い、一定の時間間隔で、過充電、過放電を防止する前記監視と前記制御とを行う。
【０１３３】
第２バッテリ管理部１０９が、一定の時間間隔で前記監視と前記制御とを行う理由は、以下の通りである。まず、発電装置１１２は、自然エネルギーを利用して発電するものである。このため、車両が停止状態であっても（イグニッションキーがオフであっても）、発電が行われている。また、発電装置１１２の発電電力は小さいため、出来る限り無駄にすることなく、全ての発電電力を第２バッテリ１０８に蓄積しておきたい。以上の理由から、一定の時間間隔で過充電、過放電を防止する前記監視と前記制御とが行われるのである。
【０１３４】
また、車両充電装置１ｂの第２バッテリ１０８では、前記一定量の電力が溜まるまで蓄電が行われ、その後、第１バッテリ１０３に向かって電力の伝送が行われる。このため、第２制御部１１１は、第１電圧変換部１１０に指示を与え、第１電圧変換部１１０は、前記指示に応じて、第２バッテリ１０８の電圧から第１バッテリ１０３の電圧に電圧変換を行う。
【０１３５】
一方、第１バッテリ１０３の過充電、過放電を防ぐために、第２制御部１１１は、第１バッテリ管理部１０４から第１バッテリ１０３の状態に関する情報を取得する。この情報の取得は、第２通信信号群１０７を介して、かつ、必要に応じて行われる。
【０１３６】
このようにして、第１バッテリ１０３の蓄電状態を第２制御部１１１が把握し、可能であれば、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力伝送を行う。
【０１３７】
このことにより、例え駐車場等に駐車中であっても、第２電圧変換部１１３を介して、発電装置１１２の発電による電力１００’’を元に、第２バッテリ１０８から、第１バッテリ１０３へ、電力の伝送を行うことが出来る。
【０１３８】
なお、既に説明したとおり、第１バッテリ管理部１０４が自律的に第１バッテリ１０３の充放電を行うとともに、第２バッテリ管理部１０９が自律的に第２バッテリ１０８の充放電を行うか、または第１バッテリ管理部１０４と第２バッテリ管理部１０９が第２通信信号群１０７の送受信を介して協調するよう構成してもよい。これにより、第２制御部１１１の全ての動作を第１制御部１０５にさせて、第２制御部１１１を省略することもできる。
【０１３９】
以上のように、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１は、発電装置１１２の発電による電力１００’’を元に、第２バッテリ１０８に蓄電させたり、当該蓄電を中止させたりすることが出来る。この蓄電動作・蓄電動作の中止は、イグニッションキーのオン、オフに関わらず行うことが出来る。
【０１４０】
また、車両充電システム１は、イグニッションキーのオン、オフに関わらず、第２バッテリ１０８から第１バッテリ１０３への電力を伝送させたり、電力の伝送を中止させたりすることが出来る。
【０１４１】
このため、車両充電システム１は、バッテリ容量のある限り、発電装置１１２の発電による電力１００’’を無駄なく蓄電可能なシステムであると言える。
【０１４２】
（発電装置１１２による車両駆動装置１ａへの電力伝送）
上述した各車両充電システムでは、車両駆動装置１ａへの電力１００の伝送は、車両充電装置１ｂを介して行われていた。しかし、車両充電装置１ｂを介さずに、発電装置１１２によって車両駆動装置１ａへ電力を伝送してもよい。
【０１４３】
図６は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システム１＿５を示すブロック図である。図６の車両充電システム１＿５は、車両駆動装置１ａと、発電装置１１２と、第３電圧変換部１１３’（電圧変換部）とを備えている。発電装置１１２と、第３電圧変換部１１３’とは、車両充電装置１ｂ’を構成している。
【０１４４】
図６において、発電装置１１２は、電力１００とは電圧が異なる電力である電力１００’’（前記所定経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力）を発電して、第３電圧変換部１１３’に供給する。
【０１４５】
第３電圧変換部１１３’は、発電装置１１２から供給された電力１００’’の電圧を変換して電力１００とする。電力１００は、第１バッテリ管理部１０４を介して第１バッテリ１０３に供給される。但し、上記構成において第３電圧変換部１１３’は必須ではなく、電力１００’’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第３電圧変換部１１３’を省略した構成であっても良い。
【０１４６】
発電装置１１２及び第３電圧変換部１１３’により、車両駆動装置１ａの外部から、車両駆動装置１ａが備えるメインバッテリである第１バッテリ１０３への電力の伝送が可能となる。
【０１４７】
（補機２０１を備える車両駆動装置１ａ’）
これまでの説明では、補機２０１は、車両充電装置１ｂに備えられていた、しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、車両駆動装置が補機２０１を備えてもよい。
【０１４８】
図７は、本発明の第１実施形態に係る車両駆動装置１ａ’を示すブロック図である。図７の車両駆動装置１ａ’は、図１の車両駆動装置１ａと、補機２０１と、第４の電圧変換部２００とを備えている。
【０１４９】
図７において、第１バッテリ１０３は、第４の電圧変換部２００に電力１００を供給する。第４の電圧変換部２００は、第１バッテリ１０３から供給された電力１００の電圧（例えば２４Ｖ）を変換して電力１００’の電圧（例えば１２Ｖ）とする。そして、第４の電圧変換部２００から補機２０１へ、電力１００’が供給される。但し、上記構成において第４の電圧変換部２００は必須ではなく、電力１００’の電圧と電力１００の電圧とが近いものであれば、第４の電圧変換部２００を省略した構成であっても良い。
【０１５０】
このような構成とすることにより、図７の車両駆動装置１ａ’においても、第２バッテリ１０８が供給する電力と同一の電圧（例えば１２Ｖ）である電力１００’を、補機２０１へ供給することが出来る。
【０１５１】
（太陽光発電を用いる充電シーケンス）
ここで、太陽光発電を用いる充電シーケンスの動作フローチャートについて、以下に説明する。太陽光発電を用いる充電シーケンスは、例えば、図３の車両充電システム１＿２、及び図５の車両充電システム１＿４において、発電装置１１２として太陽光発電装置を用いる場合の動作である。
【０１５２】
図８は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、太陽光発電を用いる充電シーケンスの一例のフローチャートである。図８のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１５３】
なお、以下の説明におけるマイコンは、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第２制御部１１１、あるいは第２電圧変換部１１３が備えている。また、第２バッテリ１０８がサブバッテリであり、第１バッテリ１０３がメインバッテリである。さらに、サブバッテリ用のＢＭＵ（バッテリ・マネジメント・ユニット）は、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第２バッテリ管理部１０９が備えている。そして、メインバッテリ用のＢＭＵは、図３及び図５の車両充電システムにおいて、第１バッテリ管理部１０４が備えている。
【０１５４】
図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、太陽光発電装置による太陽光発電で太陽エネルギー（以降電力Ｐと称する）を得る。この電力Ｐを用いて、上述した車両充電システムの動作が開始される。
【０１５５】
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた電力Ｐによって、第２制御部１１１のマイコンを起動させるための電源を立ち上げる。当該電源は、太陽光発電装置である発電装置１１２が備えてもよく、第２制御部１１１が備えてもよい。
【０１５６】
ステップＳ３では、ステップＳ２において前記電源が立ち上がったことにより、第２制御部１１１が備えるマイコンの動作を開始する。
【０１５７】
ステップＳ４では、ステップＳ１で得られた電力Ｐによって、第２電圧変換部１１３と、第２バッテリ管理部１０９が備えるサブバッテリ用のＢＭＵと、第１バッテリ管理部１０４が備えるメインバッテリ用のＢＭＵと、第１電圧変換部１１０とが、動作を開始する。これにより、車両駆動装置１ａの外部から供給される電力Ｐ（即ち発電装置１１２から供給される電力Ｐ）によって車両充電システムが自動的に立ち上がることが可能となる。
【０１５８】
但し、第１電圧変換部１１０は、必要に応じて、後から立ち上げても構わない。
【０１５９】
なお、サブバッテリに十分な蓄電量がある通常の場合は、サブバッテリの電力を用いて、ここまでのシーケンスを行っても良い。但し、以上述べたように、電力系統を複数備えていれば、様々な状況に対応でき、より望ましい。
【０１６０】
ステップＳ５では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記サブバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、サブバッテリである第２バッテリ１０８の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ６へ進む。
【０１６１】
ステップＳ６では、サブバッテリの蓄電量が８０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％未満であれば（ステップＳ６においてＹｅｓ）、ステップＳ７へ進む。サブバッテリの蓄電量が８０％以上であれば（ステップＳ６においてＮｏ）、ステップＳ９へ進む。
【０１６２】
ステップＳ７では、太陽光発電装置である発電装置１１２が備えるソーラーパネルの出力電力が、１Ｗを超えているか否かを判定する。ソーラーパネルの出力電力が１Ｗを超えていれば（ステップＳ７においてＹｅｓ）、ステップＳ８へ進む。ソーラーパネルの出力電力が１Ｗ以下であれば（ステップＳ７においてＮｏ）、ステップＳ１３へ進む。
【０１６３】
ステップＳ８では、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電が開始される。ソーラーパネルからサブバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６４】
ステップＳ９では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記メインバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、メインバッテリである第１バッテリ１０３の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ１０へ進む。
【０１６５】
ステップＳ１０では、メインバッテリの蓄電量が８０％を未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が８０％未満であれば（ステップＳ１０においてＹｅｓ）、ステップＳ１１へ進む。メインバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ１０においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６６】
ステップＳ１１では、サブバッテリの蓄電量が５０％を超えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％を超えていれば（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、ステップＳ１２へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％以下であれば（ステップＳ１１においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６７】
ステップＳ１２では、サブバッテリからメインバッテリへの充電が開始される。サブバッテリからメインバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１６８】
ステップＳ７においてＮｏであった場合に進むステップＳ１３では、第２通信信号群１０７を介して、前記マイコンと前記メインバッテリ用のＢＭＵとが通信を行う。これにより、メインバッテリである第１バッテリ１０３の状態が把握される。状態把握後は、ステップＳ１４へ進む。
【０１６９】
ステップＳ１４では、メインバッテリの蓄電量が２０％を超えているか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％を超えていれば（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、ステップＳ１５へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％以下であれば（ステップＳ１４においてＮｏ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１７０】
ステップＳ１５では、メインバッテリからサブバッテリへの充電が開始される。メインバッテリからサブバッテリへの充電が完了すると、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１７１】
（ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンス）
図９は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図９のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１７２】
ステップＳ８においてソーラーパネルからサブバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ１６の予備充電が所定の時間行われる。予備充電は、後述する定電圧充電及び定電流充電の前に行う充電であり、サブバッテリの電圧が第１電圧以下のときに、第１電圧に達するまで、定電流充電の１／２０程度の電流値で充電を行う。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ１７へ進む。
【０１７３】
ステップＳ１７では、サブバッテリの電圧が第１電圧を越えているか否かを判定する。サブバッテリの電圧が第１電圧を越えていれば（ステップＳ１７においてＹｅｓ）、ステップＳ１８へ進む。サブバッテリの電圧が第１電圧以下であれば（ステップＳ１７においてＮｏ）、ステップＳ１６へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１７４】
なお、前記記載における第１電圧とは、バッテリの実際に用いる際の下限電圧である。例えば、蓄電量２０％〜８０％で充放電を管理する場合、蓄電量が２０％である時の電圧である。
【０１７５】
Ｌｉイオンバッテリの場合、過放電、過充電共に不可である。また、蓄電量の代表値は２０％〜８０％であり、電圧の代表値は３３０Ｖ〜３７０Ｖとなる。さらに、第１電圧の代表値は３３０Ｖである。
【０１７６】
Ｐｂバッテリの場合、過放電は不可であるが、過充電は可能である。また、蓄電量の代表値は５０％〜１００％であり、電圧の代表値は１１．５Ｖ〜１３．５Ｖである。さらに、第１電圧の代表値は１１．５Ｖである。
【０１７７】
ステップＳ１８では、供給電力の電流が一定である充電である定電流充電が所定の時間行われる。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ１９へ進む。
【０１７８】
ステップＳ１９では、サブバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ１９においてＹｅｓ）、ステップＳ２０へ進む。サブバッテリの電圧が８０％以下であれば（ステップＳ１９においてＮｏ）、ステップＳ１８へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１７９】
ステップＳ２０では、定電圧充電が所定の時間行われる。ここで述べる定電圧充電は、バッテリ管理部からの指示に従った電流値での充電、または、供給電力の電圧が一定である充電である。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ２１へ進む。
【０１８０】
ステップＳ２１では、サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ２１においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。サブバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ２１においてＮｏ）、ステップＳ２０へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０１８１】
（サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンス）
図１０は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、サブバッテリからメインバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図１０のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１８２】
ステップＳ１２においてサブバッテリからメインバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ２２の予備充電が所定の時間行われる。予備充電については上述したとおりである。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ２３へ進む。
【０１８３】
ステップＳ２３では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２３においてＹｅｓ）、ステップＳ２４へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２３においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１８４】
ステップＳ２４では、メインバッテリの電圧が３３０Ｖを越えているか否かを判定する。メインバッテリの電圧が３３０Ｖを越えていれば（ステップＳ２４においてＹｅｓ）、ステップＳ２５へ進む。メインバッテリの電圧が３３０Ｖ以下であれば（ステップＳ２４においてＮｏ）、ステップＳ２２へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１８５】
ステップＳ２５では、定電流充電が所定の時間行われる。定電流充電については上述したとおりである。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ２６へ進む。
【０１８６】
ステップＳ２６では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２６においてＹｅｓ）、ステップＳ２７へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２６においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１８７】
ステップＳ２７では、メインバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ２７においてＹｅｓ）、ステップＳ２８へ進む。メインバッテリの蓄電量が８０％以下であれば（ステップＳ２７においてＮｏ）、ステップＳ２５へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１８８】
ステップＳ２８では、定電圧充電が所定の時間行われる。定電圧充電については上述したとおりである。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ２９へ進む。
【０１８９】
ステップＳ２９では、サブバッテリの蓄電量が５０％未満であるか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が５０％以上であれば（ステップＳ２９においてＹｅｓ）、ステップＳ３０へ進む。サブバッテリの蓄電量が５０％未満であれば（ステップＳ２９においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９０】
ステップＳ３０では、メインバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。メインバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。メインバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ３０においてＮｏ）、ステップＳ２８へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０１９１】
（メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンス）
図１１は、本発明の第１実施形態に係る車両充電システムにおける、メインバッテリからサブバッテリへの充電シーケンスのフローチャートである。図１１のフローチャートについて、以下に説明する。
【０１９２】
ステップＳ１５においてメインバッテリからサブバッテリへの充電が開始された後、ステップＳ３１の予備充電が所定の時間行われる。予備充電については上述したとおりである。所定の時間の予備充電の後は、ステップＳ３２へ進む。
【０１９３】
ステップＳ３２では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３２においてＹｅｓ）、ステップＳ３３へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３２においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９４】
ステップＳ３３では、サブバッテリの電圧が１１Ｖを越えているか否かを判定する。サブバッテリの電圧が１１Ｖを越えていれば（ステップＳ３３においてＹｅｓ）、ステップＳ３４へ進む。サブバッテリの電圧が１１Ｖ以下であれば（ステップＳ３３においてＮｏ）、ステップＳ３１へ戻り、再び予備充電を所定の時間行う。
【０１９５】
ステップＳ３４では、定電流充電が所定の時間行われる。定電流充電については上述したとおりである。所定の時間の定電流充電の後は、ステップＳ３５へ進む。
【０１９６】
ステップＳ３５では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３５においてＹｅｓ）、ステップＳ３６へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３５においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０１９７】
ステップＳ３６では、サブバッテリの蓄電量が８０％を越えているか否かを判定する。サブバッテリの蓄電量が８０％を越えていれば（ステップＳ３６においてＹｅｓ）、ステップＳ３７へ進む。サブバッテリの蓄電量が８０％以下であれば（ステップＳ３６においてＮｏ）、ステップＳ３４へ戻り、再び定電流充電を所定の時間行う。
【０１９８】
ステップＳ３７では、定電圧充電が所定の時間行われる。定電圧充電については上述したとおりである。所定の時間の定電圧充電の後は、ステップＳ３８へ進む。
【０１９９】
ステップＳ３８では、メインバッテリの蓄電量が２０％未満であるか否かを判定する。メインバッテリの蓄電量が２０％以上であれば（ステップＳ３８においてＹｅｓ）、ステップＳ３９へ進む。メインバッテリの蓄電量が２０％未満であれば（ステップＳ３８においてＮｏ）ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。
【０２００】
ステップＳ３９では、サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であるか否かを判定する。サブバッテリの電流値が０．１Ａ未満であれば（ステップＳ３９においてＹｅｓ）、ステップＳ４０へ進み、充電完了となる。サブバッテリの電流値が０．１Ａ以上であれば（ステップＳ３９においてＮｏ）、ステップＳ３７へ戻り、再び定電圧充電を所定の時間行う。
【０２０１】
以下に示す表１は、図８〜図１１で示した充電シーケンスについてまとめた表である。
【０２０２】
【表１】
【０２０３】
前記表１において、「ソーラーパネル→サブバッテリ」は、ソーラーパネルからサブバッテリへの充電を示す。また、ソーラーパネルがオン状態とは、ソーラーパネルに太陽光が照射されており、前記ソーラーパネルを備える太陽光発電装置、即ち発電装置が発電している状態である。一方、ソーラーパネルがオフ状態とは、ソーラーパネルに太陽光が照射されておらず、前記ソーラーパネルを備える太陽光発電装置、即ち発電装置が発電していない状態である。
【０２０４】
さらに、表１の「サブバッテリ→メインバッテリ」は、サブバッテリからメインバッテリへの充電を示し、「メインバッテリ→サブバッテリ」は、メインバッテリからサブバッテリへの充電を示す。これらの充電の際は、ソーラーパネルはオン状態であってもよく、オフ状態であってもよい。
【０２０５】
以上説明した、車両駆動装置または車両充電システムを、電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車に搭載することにより、電気自動車、ハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車の電費または燃費を改善することができる。
【０２０６】
〔実施例〕
ここで、本発明の実施例について、図１２を用いて以下に説明する。図１２は、各国のソーラーＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムの説明図である。図１２（ａ）は、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。図１２（ｂ）は、新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを示すブロック図である。
【０２０７】
前記記載において、ＥＶはElectric Vehicleの略であり、電気自動車を示す。同様に、ＨＥＶは、Hybrid Electric Vehicleの略であり、ハイブリッド車を示す。同様に、ＰＨＥＶは、Plug in Hybrid Electric Vehicleの略であり、プラグインハイブリッド車を示す。
【０２０８】
（先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システム）
図１２（ａ）の先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、最大電力取り出しパネルシステム３０１と、Ｌｉイオンサブバッテリ３０２とを備えている。また、前記先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３と、Ｌｉイオンメインバッテリ３０４とをさらに備えている。さらに、前記先進国向け、及び新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶの車両駆動装置には、モータ駆動用パワーコントローラ３０５と、補機駆動回路３０６とをさらに備えている。
【０２０９】
図１２（ａ）の先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、図５の車両充電システム１＿４に相当する。
【０２１０】
最大電力取り出しパネルシステム３０１は、発電装置１１２及び第２電圧変換部１１３を組み合わせたものに相当する。また、最大電力取り出しパネルシステム３０１は、ソーラーパネルと、ＭＰＰＴシステム（Maximum Power Point Tracking System：最大電力点追従制御システム）とＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。
【０２１１】
Ｌｉイオンサブバッテリ３０２は、第２バッテリ１０８に相当し、電圧の範囲は、１１Ｖ〜１５Ｖである。このＬｉイオンサブバッテリ３０２は、不安定な太陽エネルギーを、一旦蓄電することが出来る補助バッテリである。
【０２１２】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３は、第１電圧変換部１１０に相当し、Ｌｉイオンサブバッテリ３０２の電力の電圧を昇圧してＬｉイオンメインバッテリ３０４へ伝送することが出来る。
【０２１３】
Ｌｉイオンメインバッテリ３０４は、第１バッテリ１０３に相当し、電圧の範囲は、３３０Ｖ〜３７０Ｖである。
【０２１４】
モータ駆動用パワーコントローラ３０５は、モータ駆動部１０２に相当し、補機駆動回路３０６は、補機２０１に接続または内蔵されている駆動回路に相当する。
【０２１５】
このような先進国向けＥＶ／ＨＥＶ用の車両充電システムを用いると、車両１１００ｋｇ、電力量１ｋＷｈあたりの走行量を示す電費１０ｋｍ／ｋＷｈ、電力伝送効率８５％の場合、ソーラーパワー（パネル面積５ｍ２、ソーラーセル発電効率１６％）のみで年間８５００ｋｍの走行が可能である。
【０２１６】
（新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システム）
図１２（ｂ）の新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、最大電力取り出しパネルシステム４０１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０２と、１００ｋｇ相当のメインバッテリ４０３とを備えている。また、前記新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶの車両駆動装置には、モータ駆動用パワーコントローラ４０４と、補機駆動回路４０５とをさらに備えている。
【０２１７】
図１２（ｂ）の新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムは、図６の車両充電システム１＿５に、図７の第４の電圧変換部２００及び補機２０１を加えたものに相当する。
【０２１８】
最大電力取り出しパネルシステム４０１は、発電装置１１２に相当するとともにインドのムンバイでの日照量（ＮＡＳＡデータ）を想定しており、小面積で必要な発電量を確保することが出来るシステムである。
【０２１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０２は、第２電圧変換部１１３に相当し、最大電力取り出しパネルシステム４０１の電力の電圧１２Ｖを昇圧して、１２０Ｖにすることが出来る。
【０２２０】
メインバッテリ４０３は、第１バッテリ１０３に相当し、感電防止システムを備えている。また、メインバッテリ４０３の電力量は、Ｐｂバッテリであれば３．５ｋＷｈ、Ｌｉイオンバッテリであれば１０ｋＷｈである。
【０２２１】
モータ駆動用パワーコントローラ４０４は、モータ駆動部１０２に相当し、補機駆動回路４０５は、補機２０１に接続または内蔵されている駆動回路に相当する。
【０２２２】
このような新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶ用の車両充電システムを用いると、車両７００ｋｇ、電費１３ｋｍ／ｋＷｈ、電力伝送効率８５％の場合、ソーラーパワー（パネル面積３ｍ２、ソーラーセル発電効率１６％）のみで１日３２ｋｍの走行が可能である。
【０２２３】
バッテリ管理部からの指示に従った電流値での定電圧充電では、例えば予備充電と同じ電流値まで減少したら、満充電と判断し、充電を完了する。供給電力の電圧が一定である定電圧充電の電圧値は、バッテリの代表値の上限値となる。
【０２２４】
なお、満充電検出後、引き続き１時間程度の定電圧充電（追加充電モード）を行う場合もある。
【０２２５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２６】
なお、本発明に係る車両駆動装置は、車両駆動部としても表現できる。そして、本発明の車両駆動部は、車両を走行させるための走行用モータと、前記走行用モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリと、前記第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動部であって、前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充放電を行うために、外部と通信する構成であってもよい。
【０２２７】
前記構成によれば、外部からの指示信号により、（例えば、前記車両駆動部を備える車両にイグニッションキーが差されていない状態においても）前記第１バッテリ管理部は起動可能であり、充放電制御に関わる信号を外部に出力することが出来る。
【０２２８】
よって、前記第１バッテリ管理部において、前記測定結果信号に対する応答として、前記車両駆動部の外部から、前記第１バッテリを充電することが可能となる。その結果、メインバッテリである前記第１バッテリの過放電・過充電を防止できる。
【０２２９】
また、前記第１バッテリ管理部が、充放電制御に関わる信号を出力するためだけに、前記車両駆動部全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部よりも消費電力が大きい前記第１制御部を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来る。
【０２３０】
従って、メインバッテリの過放電・過充電を防止した上で、消費電力を低減して電力効率を高めた車両駆動部を提供することが出来る。
【０２３１】
本発明の車両充電システムは、前記車両駆動部と、前記車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリと、当該第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部、及び前記第１バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電部（車両充電装置）を備える車両充電システムであって、前記第２制御部は、前記第１及び第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリ、前記第２バッテリ管理部、前記第１バッテリ管理部、前記第１バッテリという第１経路、または、前記第１経路の逆の経路である第２経路で電力を伝送する構成であってもよい。
【０２３２】
前記構成によれば、前記第２制御部は、前記第１及び第２バッテリ管理部を制御し、前記第１経路または前記第２経路で電力を伝送することが出来る。
【０２３３】
よって、２つのバッテリ間（サブバッテリである前記第２バッテリと、メインバッテリである前記第１バッテリとの間）の電力伝送が可能となる。
【０２３４】
従って、高効率な電力伝送が可能である車両充電システムを提供することが出来る。
【０２３５】
また、前記車両充電システムの外部から供給される電力が、小電力で不安定な太陽光電力のような自然エネルギーであっても、前記第２バッテリに蓄積して安定化、大電力化することが出来る。
【０２３６】
さらに、前記第１経路または前記第２経路で電力を伝送する際に、前記車両駆動部全体の制御を司り、前記第１バッテリ管理部よりも消費電力が大きい前記第１制御部を動作させる必要が無い。よって、消費電力を低減することが出来るとともに、待機時の電力を最小限に抑え、自然エネルギーの取り込み効率を向上させることが出来る。
【０２３７】
前記車両駆動部では、電力を発電する発電装置と、前記第２バッテリ管理部と前記第１バッテリ管理部との間で、前記第２バッテリに蓄積された電力の電圧を変換して、変換後の電力を前記第１バッテリに供給する第１電圧変換部とをさらに備えてもよい。
【０２３８】
前記発電装置及び前記第１電圧変換部により、前記車両駆動部の外部から、前記車両駆動部が備えるメインバッテリである前記第１バッテリへの電力の伝送が可能となる。
【０２３９】
前記車両充電システムでは、前記発電装置は、前記第１バッテリ、前記第１バッテリ管理部、前記モータ駆動部の所定経路、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とは電圧が異なる電力を発電するものであり、前記車両充電部は、前記発電装置から供給された前記異なる電力の電圧を変換して、前記第１経路、及び前記第２経路を伝送する電力とする第２電圧変換部をさらに備えてもよい。
【０２４０】
前記発電装置及び前記第２電圧変換部により、前記車両駆動部の外部から、前記車両駆動部が備えるメインバッテリである前記第１バッテリへの電力の伝送が可能となる。
【０２４１】
前記車両充電システムでは、前記発電装置が太陽光発電装置であってもよい。これにより、太陽光発電装置から前記第１バッテリ及び前記第２バッテリへ電力伝送が可能となる。
【０２４２】
前記車両充電システムでは、前記第１バッテリ管理部、前記第２バッテリ管理部、前記第２制御部は、前記車両駆動部の外部から供給される電力、または、前記発電装置から供給される電力によって動作してもよい。
【０２４３】
これにより、前記車両駆動部の外部から供給される電力または前記発電装置から供給される電力によって前記車両充電システムが自動的に立ち上がることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２４４】
本発明の車両駆動装置及び車両充電システムは、電気自動車に適用することが出来る。特に、先進国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶや新興国向けＥＶ／ＨＥＶ／ＰＨＥＶに好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０２４５】
１＿１，１＿２，１＿３，１＿４，１＿５ 車両充電システム
１ａ 車両駆動装置
１ａ’ 車両駆動装置
１ｂ 車両充電装置
１ｂ’ 車両充電装置
１００，１００’，１００’’ 電力
１０１ 走行用モータ
１０２ モータ駆動部
１０３ 第１バッテリ
１０４ 第１バッテリ管理部
１０５ 第１制御部
１０５ 第２制御部
１０６ 第１通信信号群
１０７ 第２通信信号群
１０８ 第２バッテリ
１０９ 第２バッテリ管理部
１１０ 第１電圧変換部
１１１ 第２制御部
１１２ 発電装置
１１３ 第２電圧変換部
１１３’ 第３電圧変換部（電圧変換部）
２００ 第４の電圧変換部
２０１ 補機
３０１ 最大電力取り出しパネルシステム
３０２ Ｌｉイオンサブバッテリ
３０３ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０４ Ｌｉイオンメインバッテリ
３０５ モータ駆動用パワーコントローラ
３０６ 補機駆動回路
４０１ 最大電力取り出しパネルシステム
４０２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０３ メインバッテリ
４０４ モータ駆動用パワーコントローラ
４０５ 補機駆動回路
Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ２１，Ｇ２２ 群発電部
Ｄ１，Ｄ２ 単位発電部
ＣＰ 接続点
ＳＰ 特定接続点
Ｐ 電力
Ｓ１〜Ｓ４０ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、
前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、
前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充電または放電を行うために、外部と通信することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、
前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、
前記第１バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第１バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項４】
請求項２に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項６】
請求項２に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部を含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第１バッテリ管理部と前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、協調して前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の車両充電システムであって、
前記第２バッテリから前記第１バッテリへ電力伝送が行われると共に、さらに前記第１バッテリから前記第２バッテリへ双方向に電力伝送が行われることを特徴とする車両充電システム。
【請求項８】
請求項３から７のいずれか１項に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備えていることを特徴とする車両充電システム。
【請求項９】
請求項８に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記発電装置と前記第２バッテリ管理部との間に接続された、前記発電装置で発電された電力の電圧を変換する電圧変換部をさらに含み、
前記電圧変換部は、前記発電装置で発電された電力により動作することを特徴とする車両充電システム。
【請求項１０】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備え、
前記発電装置で発電された電力は、前記第２バッテリに充電された後、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送されることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両充電システムであって、
前記発電装置は太陽光発電装置であることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両充電システムであって、
前記太陽光発電装置は複数の太陽光発電素子からなり、
前記複数の太陽光発電素子は直並列接続されていることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１３】
請求項１または請求項２に記載の車両駆動装置を備えたことを特徴とする自動車。
【請求項１】
車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、
前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、
前記第１バッテリ管理部は、外部から前記第１バッテリの充電または放電を行うために、外部と通信することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
車両を走行させるための走行用モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部に駆動電力を供給する第１バッテリの蓄電量を管理する第１バッテリ管理部と、
前記走行用モータの駆動を制御するために、前記モータ駆動部に指示を与える第１制御部とを備える車両駆動装置であって、
前記第１バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第１バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項４】
請求項２に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、自律的に前記第２バッテリの充電または放電を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部と、前記第２バッテリ管理部に指示を与える第２制御部とを含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第２制御部は、前記第１制御部が休止している間に、前記第１バッテリ管理部および第２バッテリ管理部を制御し、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項６】
請求項２に記載の車両駆動装置と、
車両充電システムの外部から供給される電力を蓄積する第２バッテリの蓄電量を管理する第２バッテリ管理部を含む車両充電装置とを備える車両充電システムであって、
前記第１バッテリ管理部と前記第２バッテリ管理部は、前記第１制御部が休止している間に、協調して前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送を行うことを特徴とする車両充電システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の車両充電システムであって、
前記第２バッテリから前記第１バッテリへ電力伝送が行われると共に、さらに前記第１バッテリから前記第２バッテリへ双方向に電力伝送が行われることを特徴とする車両充電システム。
【請求項８】
請求項３から７のいずれか１項に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備えていることを特徴とする車両充電システム。
【請求項９】
請求項８に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記発電装置と前記第２バッテリ管理部との間に接続された、前記発電装置で発電された電力の電圧を変換する電圧変換部をさらに含み、
前記電圧変換部は、前記発電装置で発電された電力により動作することを特徴とする車両充電システム。
【請求項１０】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載の車両充電システムであって、
前記車両充電装置は、前記第２バッテリ管理部に接続された、電力を発電する発電装置をさらに備え、
前記発電装置で発電された電力は、前記第２バッテリに充電された後、前記第２バッテリから前記第１バッテリに電力伝送されることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両充電システムであって、
前記発電装置は太陽光発電装置であることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両充電システムであって、
前記太陽光発電装置は複数の太陽光発電素子からなり、
前記複数の太陽光発電素子は直並列接続されていることを特徴とする車両充電システム。
【請求項１３】
請求項１または請求項２に記載の車両駆動装置を備えたことを特徴とする自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６６３６５（Ｐ２０１３−６６３６５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６２５６６（Ｐ２０１２−６２５６６）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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