JP2012016197A - 外部給電装置、および、電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外での用途に適した外部給電装置などを提供する。
【解決手段】長時間用としての使用を予定される端子を１つ含む複数の端子を有する外部給電端子部１４と、高電圧バッテリ２の電力を端子箱１４に供給するＤＣ−ＡＣインバータ１２と遮断装置１３と、これらを制御する制御装置１１と、を備える外部給電装置１である。この外部給電装置１の制御装置１１は、長時間用の電気機器Ｕ１の消費電力と使用時間とに基づいて、長時間用の電気機器Ｕ１が使用時間の間に消費する消費電力量を算出して高電圧バッテリ２の使用下限ＳＯＣを設定する使用下限ＳＯＣ設定部と、高電圧バッテリ２の実測ＳＯＣと使用下限ＳＯＣとを比較し、その結果に基づいて、高電圧バッテリ２の残量に関する制御を行う給電制御部とを有するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行用のモータを備えた電動車両の外部給電に関する技術であり、より具体的には、蓄電池からの過放電を防止する外部給電装置、および、電動車両に関する。

近年、走行用のモータを備えた電動車両（電気自動車）が注目されている。電気自動車は、モータに供給する電力を蓄えておく蓄電池をあわせて備えている。この蓄電池は、モータへの電力供給という主たる用途のほかに、種々の用途が考えられている。

例えば、特許文献１には、「住宅の家庭用電源から電気自動車への電力供給と、逆に電気自動車から住宅側への電力供給の双方を可能にして電力需要の平準化を実現するとともに、低コストで電気自動車側に所定の電力を確保して急な外出にも対応できるようにした電気自動車を用いた電力マネジメントシステム」が記載されている。また、特許文献２には、「災害時などにおいて商用電力の供給が停止された状態（停電状態）であっても、電源装置から継続的な給電を行わせることができる建物の電力供給システム」が記載されている。

特開２００１−８３８０号公報（段落０００５） 特開２００７−２３６０２３号公報（段落０００５）

しかし、両文献はどちらも、電気自動車から自宅への給電を想定しており、キャンプ、バーベキュー、花見などのように、屋外での用途については想定されていない。

そこで、本発明は、屋外での用途に適した外部給電装置などを提供することを目的とする。

前記課題に対して、本発明者らは鋭意研究を行い、電動車両の蓄電池からの給電を受ける外部の電気機器には、長時間にわたって使用されるものがあり、この長時間用の電気機器とそれ以外の外部電気機器とを分けて給電の制御を行うことにより前記課題が解決されることに着目し、本発明を完成するに至った。

即ち、前記課題を解決した請求項１の発明は、蓄電池に蓄えられた電力により走行用モータを駆動する電動車両に搭載され、屋外で使用される電気機器への給電用として、長時間用としての使用を予定される長時間使用の端子を少なくとも１つ含む複数の端子を有する外部給電端子部と、蓄電池の電力を外部給電端子部に供給する外部給電回路と、給電用回路を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記長時間用の端子に接続される長時間用の電気機器の消費電力とその使用時間とに基づいて、前記蓄電池の使用下限容量を設定する外部給電装置である。この外部給電装置は、前記制御装置は、前記長時間用の端子からの電力持ち出しの有無にかかわらず、前記使用下限容量を、前記使用時間が経過するまで、前記長時間使用の電気機器の消費電力に相当する一定の傾きで下げる使用下限容量設定部を有することを特徴とする。

この請求項１の構成によれば、長時間用の電気機器の消費電力に相当する一定の傾きで使用下限容量が下げられる。なお、使用下限容量は使用下限ＳＯＣ（State Of Charge）である。

前記課題を解決した請求項２の発明では、制御装置は、蓄電池から屋外で使用される電気機器への給電を停止する蓄電池の最低容量を設定する最低容量設定部を有することを特徴とする。

この請求項２の構成によれば、最低容量との比較の結果、給電回路による給電の停止が判断される。

前記課題を解決した請求項３の発明では、最低容量設定部は、電動車両の位置および最寄りの充電スタンドの位置の間の地図上の距離と、過去の電費とに基づいてその間を走行するのに必要な電力量を算出し、当該算出した電力量に基づいて蓄電池の最低容量を設定することを特徴とする。

この請求項３の構成によれば、電動車両が最寄りの充電スタンドまで走行できる蓄電池の容量が確保される。

前記課題を解決した請求項４の発明では、前記制御装置は、前記蓄電池から前記屋外で使用される電気機器への給電中に、前記蓄電池の実測の残容量が前記下限容量よりも低下したときは、ユーザに対して警告を行うことを特徴とする。

前記課題を解決した請求項５の発明は電動車両であり、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の外部給電装置を実装したことを特徴とする。

本発明によれば、屋外での用途に適した外部給電装置などを提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の全体構成を説明する図である。 第１実施形態の制御装置の機能などを示すブロック図である。 第１実施形態の長時間用電気機器情報の例を示す図である。 第１実施形態の制御装置の全体制御を示すメインフローチャートである。 図１の入力装置と表示装置の例を示すとともに、表示装置に表示される画面の例を示す図である。 図４のメインフローチャートにおける使用下限ＳＯＣ設定処理を示す詳細フローチャートである。 最低ＳＯＣや使用下限ＳＯＣなどの関係を示す図であり、（ａ）は開始時、（ｂ）は２時間経過時をそれぞれ示す。 本発明に係る第２実施形態として、図４のメインフローチャートにおける最低ＳＯＣ算出処理を示す詳細フローチャートである。 外気温と予想エアコン消費電力との関係を示すマップである。 バッテリの使用年数と予想バッテリ劣化量（電圧降下値）の関係を示すマップである。 重量と電費降下値との関係を示すマップである。 バッテリの温度とバッテリ電圧低下係数の関係を示すマップである。

以下、本発明である、外部給電装置などを実施するための形態（以下「実施形態」という）について、添付図面を参照して詳細に説明する。

≪第１実施形態≫
まず、レジャーやキャンプなどのアウトドア（野外活動）に好適な外部給電装置（電動車両、外部給電方法）の実施形態を説明する。

（全体構成）
図１は、第１実施形態の全体構成を説明する図である。まず、電動車両Ｖの構成を説明する。図１に示すように、外部給電装置１が搭載される電動車両Ｖは、高電圧バッテリ２、ＰＤＵ（Power Drive Unit）３、走行モータ４、ナビ装置５（第２実施形態）などを備える一般的な電気自動車である。本実施形態の電動車両Ｖは、外部給電装置１を搭載している以外は一般的な構成であるので、詳細な説明を省略する。なお、電動車両Ｖとしては、電気自動車のほかにプラグインハイブリッド車や燃料電池車などのように、高電圧バッテリ２を搭載した車両があげられる。ちなみに、この例では、外部給電装置１は、電動車両に実装（内蔵）されている。

図１に示す外部給電装置１は、電動車両Ｖの高電圧バッテリ２に蓄えられている電力を、車両外部の電気機器Ｕ（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ２）に供給する装置として構成されている。このため、図１に示す外部給電装置１は、制御装置１１、ＤＣ−ＡＣインバータ１２、遮断装置１３、端子箱１４、入力装置１５、表示装置１６、スピーカ１７などを備えている。

このうち、制御装置１１は、外部給電装置１が備える各機器を統括制御する機能を有するともに、後記する図４などのフローチャートの制御を実行する機能を有する機器である。ＤＣ−ＡＣインバータ１２は、高電圧バッテリ２に蓄えられている直流電力を入力して１００Ｖの単相交流電力に変換して出力する機能を有する機器である。遮断装置１３はいわゆるブレーカであり、二次側（電気機器Ｕなどの側）で起こった過負荷や短絡などに対して、電路を開放して、二次側への電力供給を直ちに遮断する機能を有する機器である。端子箱１４は、電気機器Ｕが備えるプラグが差し込まれるソケットを３つ備えている。入力装置１５は、利用者の指示を制御装置１１に入力する機能を有する機器である。表示装置１６は、制御装置１１の制御結果などを視覚的に利用者に示す機能を有する機器である。
ちなみに、本実施形態では、端子箱１４が３つ備えるソケット（端子）のうち、左端のソケットが長時間用の使用が予定される長時間用ソケットであるとする。

ナビ装置（ナビゲーション装置）５は、３つ以上のＧＰＳ衛星Ｓ（図２参照）からの電波を受信することにより自身（ナビ装置５を搭載する電動車両Ｖ）の地球上での位置（緯度・経度・高度）を算出する機能を有するとともに、後記するように、最寄りの充電スタンドまでのルート探索を行う機能などを有する機器である。

電気機器Ｕは、この図１の例では、長時間用の電気機器Ｕ１が１つ、それ以外の電気機器Ｕ２が２つ示されている。長時間用の電気機器Ｕ１は、後記する図３に示されるものがあげられる。なお、いずれも１００Ｖの単相交流電力により作動する機器である。本実施形態では、長時間用の電気機器Ｕ１は、長時間にわたり端子箱１４のソケットに差し込まれた状態にされる。一方、それ以外の電気機器Ｕ２は、適宜ソケットから抜き差しして取り替えながら使用される。

（制御装置）
図２は、制御装置１１の機能などを示すブロック図である。制御装置１１は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種の入出力インタフェイス、電源回路などを備える（いずれも図示は省略）。この制御装置１１は、ソフトウェア構成として、図２に示すように、入出力制御部１１ａ、使用下限ＳＯＣ設定部１１ｂ、最低ＳＯＣ設定部１１ｃ、給電制御部１１ｄと記憶部１１ｅを備える。これらのブロック（各部）は、ハードディスクやフラッシュデバイスなどの記憶装置から該当するプログラムやデータがＲＡＭ上に読み出されて配備され、ＣＰＵにより実行・利用されるものとする。

このうち、入出力制御部１１ａは、ＤＣ−ＡＣインバータ１２、遮断装置１３、入力装置１５、表示装置１６、スピーカ１７などとの信号やデータの授受に関する制御を行う機能に加え、バッテリＥＣＵ２ａやナビ装置５との信号やデータの授受に関する制御を行う機能を有する。また、入出力制御部１１ａは、入力装置１５や表示装置１６を介した利用者とのユーザインタフェイスに関する制御（ユーザインタフェイス制御）を行う機能を有する。なお、この入出力制御部１１ａの具体的な機能は、後記する動作説明において詳細に説明する。

また、使用下限ＳＯＣ設定部１１ｂは、ユーザに高電圧バッテリ２のＳＯＣの低下を通知するか否かを判定する使用下限値（使用下限ＳＯＣ）を設定する機能を有する。ここで使用下限ＳＯＣ（使用下限容量）は、長時間用の電気機器Ｕ１の消費電力（Ｗ）と使用予定時間（ｈ）により定めるが、後記する最低ＳＯＣ（最低容量）よりは高い値をとる。なお、この使用下限ＳＯＣ設定部１１ｂの具体的な機能も、後記する動作説明において詳細に説明する。ちなみに、使用下限ＳＯＣ設定部１１ｂは、長時間用の端子（長時間使用の電気機器Ｕ１が接続されている端子）からの電力持ち出しの有無にかかわらず、換言すると、長時間使用の電気機器Ｕ１が実際に電力を消費しているか否かにかかわらず、長時間使用の電力機器の消費電力に相当する一定の傾きで、使用下限ＳＯＣを下げてゆく。

最低ＳＯＣ設定部１１ｃは、高電圧バッテリ２からの電流の取り出し（放電）を禁止する判定値となる最低ＳＯＣを設定する機能を有する。最低ＳＯＣは、ナビ装置５との協調制御により自動で設定される場合と、ユーザの意思による手動で設定される場合とがある。この最低ＳＯＣ設定部１１ｃの具体的な機能も、後記する動作説明において詳細に説明する。

給電制御部１１ｄは、バッテリＥＣＵ２ａから取得される高電圧バッテリ２のＳＯＣ（以下「実測ＳＯＣ」という）と前記した最低ＳＯＣとを比較し、実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になった場合には（以下になった時点で）、遮断装置１３を制御して外部給電を停止する機能を有する。また、給電制御部１１ｄは、実測ＳＯＣと使用下限ＳＯＣとを比較し、実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣ以下になった場合に（以下になった時点で）、スピーカ１７を制御してユーザに対して所定のメッセージを通知する機能を有する。この給電制御部１１ｄの具体的な機能も、後記する動作説明において詳細に説明する。

記憶部１１ｅには、各種情報やデータやプログラムのほか、最低ＳＯＣを設定するのに必要となる当該電動車両Ｖの過去の走行履歴に基づく電費情報１１ｅ１や、使用下限ＳＯＣを設定するのに必要となる電気機器の消費電力などに関する長時間用電気機器情報１１ｅ３やメッセージデータ１１ｅ３、マップ類１１ｅ４（第２実施形態）などを記憶している。

図３は、長時間用電気機器情報１１ｅ２の一例のテーブルを示す図である。図３に示すように、長時間用電気機器情報１１ｅ２には、電気機器の種別、電気機器名、消費電力が記憶されている。長時間用の電気機器Ｕ１としては、図３のテーブルに示される赤外線ヒータなどがあげられる。ちなみに、外部給電装置１の端子箱１４のソケットには、長時間用の電気機器Ｕ１ばかりでなく、短時間用の電気機器Ｕ２のコンセントも差し込まれる。短時間用の電気機器Ｕ２としては、ＩＨヒータ（約１８００Ｗ）、ホットプレート（１３００Ｗ）、炊飯器１．２ｋＷ、電気ドリル（５００Ｗ）、掃除機（５００Ｗ）・・・があげられる。長時間用かそれ以外かは、例えば２時間以上連続使用するか否かを境界にすることができる。

（高電圧バッテリ）
電動車両Ｖが搭載する高電圧バッテリ２について説明する。高電圧バッテリ２は、例えば角型のリチウムイオン二次電池（単電池）が、複数直列に（適宜並列に）接続されて、図示しない電池ボックスに収められた組電池であり、出力電圧は数百Ｖである。高電圧バッテリ２のエネルギ容量（Ｗｈ）については、市販の電気自動車と同様に数十ｋＷｈであるものとする。

本実施形態では、高電圧バッテリ２（電池）については、放電容量、エネルギ容量、ＳＯＣとの用語を用い、電気機器Ｕについては、消費電力、消費電力量との用語を用いるが、これらの用語について説明する。

まず、高電圧バッテリ２について、「放電容量」は、満充電の状態から放電ができなくなるまでの電圧（放電終止電圧）に至るまでに電池（高電圧バッテリ２）から取り出すことができる電気量で示され、単位はＡｈ（アンペア時）である。放電容量が５００Ａｈである電池からは、１００Ａの電流を５時間取り出すことができる。また、「エネルギ容量」は、電池が蓄えている電力量を示し、単位はＷｈ（ワット時）である。エネルギ容量が３００００Ｗｈ（＝３０ｋＷｈ）である電池からは、３０ｋＷの電力を１時間取り出せる。整理すると、放電容量とエネルギ容量は下記の式の関係がある。
・放電容量（Ａｈ）＝規定放電電流（Ａ）×放電終止電圧までの連続放電時間（ｈ）
・エネルギ容量（Ｗｈ）＝放電容量（Ａｈ）×放電終止電圧までの平均電圧（Ｖ）

「ＳＯＣ」は電池の残量を％で示す指標であるが、ここでは、満充電のときをＳＯＣ＝１００％とし、満充電の状態からその電池のエネルギ容量（Ｗｈ）分の電力量（Ｗｈ）を放電したときをＳＯＣ＝０％とする。ただし、電池の健全性を維持するため、放電終止電圧まで（ＳＯＣが０％になるまで）放電されることは、通常行われない。

次に、電気機器Ｕについて、その「消費電力」はＷで示され、また、「消費電力量」はＷｈで示される。つまり、１０００Ｗの消費電力の電気機器Ｕを１時間使用したときの消費電力量は１０００Ｗｈであり、５時間使用したときの消費電力量は５０００Ｗｈである。例えば３０ｋＷｈのエネルギ容量の電池（高電圧バッテリ２）と１０００Ｗ（つまり１ｋＷ）の消費電力の電気機器Ｕとを接続し、その電気機器Ｕを３時間使用したとすると、電気機器Ｕの消費電力量は３ｋＷｈになる。この３ｋＷｈという消費電力量は、エネルギ容量が３０ｋＷｈである電池のＳＯＣを、例えば７０％から６０％へというように、ＳＯＣの％の値を１０低減させる分に相当する。

（第１実施形態の動作）
次に、図４〜図７を参照して、第１実施形態の外部給電装置１の動作を説明する。図４は、制御装置の全体制御を示すメインフローチャートである。なお、動作の説明の前提として、電動車両Ｖは、アウトドア用品が積み込まれ、ユーザの運転によりキャンプ地に向かい、そこで、電気機器Ｕに給電するものとする。

まず、ユーザは、電気機器Ｕなどを電動車両Ｖから降ろしてキャンプの準備をする。ちなみに、電気機器Ｕのうち、長時間用の電気機器Ｕ１は電気ヒータであるとする。ユーザは、電動車両Ｖの端子箱１４を塞ぐ図示しないリッド（蓋）をあけて電気機器Ｕへの給電の準備をする。また、ユーザは、図示しない操作スイッチを操作することで、外部給電装置１をＯＮにする。これにより、図４のメインフローチャートによる処理が開始される。

図４のステップＳ２では、ユーザによる希望ＳＯＣが入力されたか否かを判定する。希望ＳＯＣは、ユーザとして、高電圧バッテリ２に確保しておきたいＳＯＣの値である。希望ＳＯＣが入力装置１５を介して入力された場合は（Ｓ２→Ｙｅｓ）、入力された希望ＳＯＣを最低ＳＯＣとして設定する（Ｓ６）。一方、最低ＳＯＣが入力されない場合は（Ｓ２→Ｎｏ）、最低ＳＯＣ設定部１１ｃが最低ＳＯＣを算出する（Ｓ４）。最低ＳＯＣの算出の仕方については、図８〜図１２を参照して後で（第２実施形態で）詳しく説明する。

最低ＳＯＣが算出されると、その値をそのまま最低ＳＯＣとして設定する（Ｓ６）。最低ＳＯＣは、その値よりもＳＯＣが低下した場合に、外部給電を停止するというように（後記するＳ２６参照）、外部給電を継続するか否かを判定する基準値になる。つまり、最低ＳＯＣは、電動車両Ｖの高電圧バッテリ２に確保しておきたいＳＯＣ（電力量（ｋＷｈ）もしくはエネルギ容量（ｋＷｈ））を設定するものである。なお、ステップＳ４で算出される最低ＳＯＣは、後記するように最寄りの充電スタンドまで走行できるＳＯＣの値とされる。一方、ユーザが入力した希望ＳＯＣに基づく最低ＳＯＣは、ユーザの思惑などにより、様々に設定される。
ちなみに、最低ＳＯＣは、実測ＳＯＣよりも高い値とすることはできないものとし、仮に、ユーザによる希望ＳＯＣの入力値が実測ＳＯＣよりも高い値の場合は、制御装置１１は、表示装置１６に表示する画面を介して、希望ＳＯＣ（つまり最低ＳＯＣ）の再入力を促すものとする。

最低ＳＯＣを設定すると（Ｓ６）、本実施形態では、給電制御部１１ｄが遮断装置１３をＯＮにして外部給電開始を可能にする（Ｓ８）。なお、この時点で端子箱１４のソケットに電気機器Ｕのプラグが差し込まれ、電気機器Ｕの図示しないスイッチがＯＮにされれば、外部給電装置１はＤＣ−ＡＣインバータ１２を作動させて、ＡＣ１００Ｖの単相交流電力の給電を開始する。

ステップＳ１０では、長時間用ソケットに電気機器Ｕのプラグが差し込まれているか否かを判定する。この判定は、長時間用ソケットにマイクロスイッチなどを備えることで、実行可能である。差し込まれていない場合は（Ｓ１０→Ｎｏ）、長時間用ソケット以外のソケットにより給電が行われていることがあり得ることから、実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になったか否かを判定する（Ｓ１２）。前記のとおり、最低ＳＯＣは、高電圧バッテリ２に確保しておきたい電力量を示すＳＯＣの値である。実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になった場合（Ｓ１２→Ｙｅｓ）は、ステップＳ２６により外部給電を停止する。つまり、給電制御部１１ｄが遮断装置１３をＯＦＦにし、高電圧バッテリ２からの更なる外部への給電を停止する（Ｓ２６）。一方、ステップＳ１２がＮｏの場合は、遮断装置１３をＯＦＦにしないで、ＯＮのままにしておく。これにより、外部給電が行われている場合は、そのまま給電が継続される。

ステップＳ１０で長時間用ソケットへの差し込みを検知したときは（Ｓ１０→Ｙｅｓ）、入出力制御部１１ａは、図５に示す入力画面を表示装置１６に表示し、ユーザに入力装置１５を介した電気機器Ｕ１の種類とその消費電力を入力させる（Ｓ１４）。図５では、種別として「赤外線ヒータ １０００Ｗ」と表示されているが、この内容は、プルダウンメニュにより、図３の長時間用電気機器情報１１ｅ２に登録されているものが、入力装置１５の操作に応じて順次表示され、ユーザが選択できるようになっている。この点は、終了年月日、終了時刻についても同じである。図５の画面上では、終了年月日は「２０１０年６月２５日」、終了時刻は「１時００分」である。つまり、ユーザは、赤外線ヒータを、６月２４日の１８時００分から翌日の１時（２５時）００分まで、連続７時間使う予定でいる。入力が完了しない場合は（Ｓ１６→Ｎｏ）入力を待ち、入力が完了すると（Ｓ１６→Ｙｅｓ）、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８は使用下限ＳＯＣを設定するステップであるが、これは、いわば、長時間用の電気機器Ｕ１の連続７時間使用分の電力量（ｋＷｈ）を仮想的に確保するものである。この使用下限ＳＯＣの設定には、ステップＳ１４・Ｓ１６で入力した種別（消費電力）と使用終了時刻（連続使用時間）が用いられ、長時間用の電気機器Ｕ１の使用終了時刻に向けて値が小さくなるように（カウントダウンするように）設定される。

即ち、図６のフローチャートに示すように、「使用下限ＳＯＣ設定」では、まず、使用する電気機器Ｕ１の消費電力の算出が行われる（Ｓ１２Ａ）。この消費電力の算出は、この例では、ステップＳ１６で入力される電気機器Ｕ１の消費電力をそのまま消費電力とするものである。例えば、図５の入力画面で１０００Ｗとあれば、ステップＳ１２Ａでは１０００Ｗがそのままの消費電力の値として算出される。次に、長時間用の電気機器Ｕ１の連続使用時間を算出する（Ｓ１２Ｂ）。連続使用時間は、現在時刻−終了時刻であり、時々刻々小さな値になって、現在時刻が終了時刻になったときにその値は０になる。つまり、連続使用時間は、設定した終了時刻までの残り時間である。

ステップＳ１２Ｂに続いて、長時間用の電気機器Ｕ１の予想消費電力量を算出する（ステップＳ１２Ｃ）。ここでは、ステップＳ１２Ａでの消費電力（Ｗ）にステップＳ１２Ｂでの連続使用時間（残り時間）を掛け合わせることで、終了時刻になるまでの残り時間で電気機器Ｕ１がどれだけの電力量（ｋＷｈ）を消費するかを算出（予想）する。続いて、ステップＳ１２Ｃで算出した予想消費電力量をＳＯＣに換算する（Ｓ１２Ｄ）。換算の仕方は既に説明したとおりであり、例えば３０ｋＷｈのエネルギ容量の高電圧バッテリ２に対して、予想消費電力が３ｋＷｈであれば、換算されたＳＯＣの値は１０％になる。もちろんこの値も、時間の経過とともに小さな値になる。

最後に、使用下限ＳＯＣの算出とその設定を行う（Ｓ１２Ｅ）。使用下限ＳＯＣは、ステップＳ６で設定された最低ＳＯＣにステップＳ１２Ｅで換算したＳＯＣを足し合わせることで算出され、その算出された値が使用下限ＳＯＣとして設定される。なお、αは適宜設定される値であり、０よりも大きな値をとるが、ここでは０であるとする。
制御装置１１は、ステップＳ１２Ｅが終了すると、メインルーチンである図４のメインフローチャートに処理を戻す。

図６のフローチャートで使用下限ＳＯＣを設定した後は、バッテリＥＣＵ２ａから取得される実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣ以下になったか否かを判定する（Ｓ２０）。これは、長時間用の電気機器Ｕ１に仮想的に確保したＳＯＣ（電力量）が、高電圧バッテリ２から消費（放電）されてしまったか否かを判定するものである。

実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣ以下ではない場合は（Ｓ２０→Ｎｏ）、再度、使用下限ＳＯＣを設定する（Ｓ１８）。ちなみに、ステップＳ１８では、長時間用の電気機器Ｕ１が実際に電力を消費しているか否かは関係ない（長時間用の端子からの電力持ち出しの有無は関係ない）。つまり、電気機器Ｕ１がスイッチＯＦＦの場合は、その間の消費電力量はないが、これはいわば節電であり、節電された電力量は短時間用の電気機器Ｕ２の給電に回すことができる。なお、このようにしても、長時間用の電気機器Ｕ１が消費する分の電力量は確保される。

ステップＳ２０において、実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣ以下になった場合は（Ｓ２０→Ｙｅｓ）、高電圧バッテリ２からの放電が予定よりも多いためであるので、このことをユーザに通知して注意を喚起する（Ｓ２２）。通知は、入出力制御部１１ａがメッセージデータ１１ｅ３を読み出すなどして、スピーカ１７を介しての音声により屋外のユーザに対して行う。これにより、ユーザは、外部給電されている電気機器ＵのスイッチをＯＦＦにしたり、出力を強から弱へと変えたりして、電力消費（高電圧バッテリ２からの放電）を抑えることができる。

次に、ステップＳ２４で、実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下であるか否かを判定する。実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になった場合（Ｓ２４→Ｙｅｓ）は、高電圧バッテリ２に最低ＳＯＣを確保するという趣旨から、給電制御部１１ｄが遮断装置１３をＯＦＦにして外部給電を停止し（Ｓ２６）、メインフローチャートの処理を終了する。

一方、実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になっていない場合（Ｓ２４→Ｎｏ）は、処理をステップＳ１８に戻して、再度、使用下限ＳＯＣを設定する。前記のとおり、使用下限ＳＯＣは、外部給電装置１に接続された電気機器Ｕが実際に電力を消費している・消費していないにかかわらず、終了時刻に向けて長時間用の電気機器Ｕ１の消費電力分だけ毎回小さくなるように計算・設定される。ここで、一旦ステップＳ２０で、実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣ以下になっても（Ｓ２０→Ｙｅｓ）、ステップＳ２２の通知でユーザが電気機器Ｕのスイッチを切ったり出力を低下させたりして節電すれば、つまり、長時間用の電力機器Ｕ１の設定上の消費電力量（ｋＷｈ）よりも実際に節電した分の消費電力量（ｋＷｈ）の方が大きければ（高電圧バッテリ２からの持ち出し分が少なければ）、今回のステップＳ２０はＮｏになる（実測ＳＯＣ＞使用下限ＳＯＣ）。

補足すると、仮に、終了時刻の２５時の２時間前である２３時の時点で、一旦ステップＳ２０がＹｅｓになっても（実測ＳＯＣ≦使用下限ＳＯＣ）、その時点での実測ＳＯＣが最低ＳＯＣ以下になっていなければ（つまりＳ２４→Ｎｏであれば）、ユーザが自身の意思で電気機器Ｕのスイッチを一旦切ったり出力を低下させたりすることで、新たに計算・設定された使用下限ＳＯＣと実測ＳＯＣとを比較する次回のＳ２０においては、実測ＳＯＣ＞使用下限ＳＯＣ（つまりＳ２０→Ｎｏ）とすることができる。

ちなみに、外部給電の開始時での実測ＳＯＣが使用下限ＳＯＣを超える状況で（実測ＳＯＣ＞使用下限ＳＯＣ）、長時間用の電気機器Ｕ１のみに対して給電を行う場合、ステップＳ２０がＹｅｓ（実測ＳＯＣ≦使用下限ＳＯＣ）になること、つまり、ステップＳ２０がＹｅｓになってステップＳ２２の通知が行われることはないといえる。
なお、ステップＳ２２は、「蓄電池の残容量と使用下限容量とを比較し、その結果に基づいて、蓄電池の残量に関する制御を行う」ということである。

次に、図７を参照して、最低ＳＯＣや使用下限ＳＯＣなどを補足説明する。図７は、最低ＳＯＣや使用下限ＳＯＣなどの関係を示す図であり、（ａ）は開始時、（ｂ）は２時間経過時をそれぞれ示す。

図７（ａ）に示すように、外部給電を開始した１８時００分の時点においては、電動車両Ｖの実測ＳＯＣは８０％である（あったとする）。また、最低ＳＯＣは３０％に設定されたとする。使用下限ＳＯＣについて、本実施形態では１０００Ｗの赤外線ヒータを７時間（２５時まで）使用するので、予想消費電力量は７０００Ｗｈ（＝７Ｋｗｈ）であり、これをＳＯＣに換算すると約２３％である。つまり、使用下限ＳＯＣは５３％になる（α＝０とする）。すると、ユーザは、２７％のＳＯＣに相当する電力を長時間用の電気機器Ｕ１以外の短時間用の電気機器Ｕ２（ホットプレートなど）に対して自由に給電することができることになる（自由使用）。なお、前記のとおり、本実施形態の高電圧バッテリ２のエネルギ容量は３０ｋＷｈであるとする。また、図７の上側の横棒で示す「実測ＳＯＣ」は文字通り実測値であるが、下側の横棒で示す「最低ＳＯＣ」、「予想消費電力量から換算したＳＯＣ」、「使用下限ＳＯＣ」、「自由使用」は計算値（見込み値）である。

２時間経過時の、図７（ｂ）では、実測ＳＯＣは６２％である（あったとする）。つまり、２時間の間に、ＳＯＣにして１８％（＝８０％−６２％）に相当する電力量が高電圧バッテリ２から放電された。長時間用の電気機器Ｕ１は、あと５時間使用されるので、５ｋＷｈの予想消費電力量となる。これをＳＯＣに換算すると１７％である。つまり、使用下限ＳＯＣは、４７％になる。

換言すると、長時間用の電気機器Ｕ１は、２時間の間に、２ｋＷｈの電力量を消費しているが、この値はＳＯＣに換算すると、６〜７％になる。ちなみに、長時間用の電気機器Ｕ１のスイッチが途中にＯＦＦされても、その消費電力量は２ｋＷｈである。一方、自由使用のＳＯＣは計算上１５％になる。仮に、長時間用の電気機器Ｕ１がスイッチＯＦＦされることなく、かつ、出力が弱められることなく使用されていたとすると、長時間用ではない電気機器Ｕ２（ホットプレートや炊飯器など）に、１２％（＝２７％−１５％）のＳＯＣに相当する電力が供給されたことになる。つまり、ホットプレートや炊飯器などが、３．６ｋＷｈの電力量を２時間の間に消費したことになる。
なお、長時間用の電気機器Ｕ１以外の短時間用の電気機器Ｕ２は、端子箱１４のソケットを抜き差しして、適宜取り替えながら使用される。

（第１実施形態の効果など）
以上説明した第１実施形態によれば、使用下限ＳＯＣの設定により、長時間用の電気機器Ｕ１を、設定した終了時刻まで連続使用することができる。また、「最低ＳＯＣ設定」で、例えば、最寄りの充電スタンドや自宅まで走行する電力量が高電圧バッテリ２に確保できる。つまり、高電圧バッテリ２からの過放電を防止することができる。これにより、屋外での用途に適した外部給電装置１とすることができる。

≪第２実施形態≫
次に、第１実施形態における「最低ＳＯＣ設定」の具体例を図８〜図１２を参照して説明する。

図４のメインフローチャートのステップＳ４においては、図８に示すフローチャートの制御が実行される。先ず、図８のステップＳ４Ａにおいては、最低ＳＯＣ設定部１１ｃが自動設定を行うか否かを判定する。この判定では、電動車両Ｖがナビ装置５を搭載しているか否かによって、搭載している場合は自動設定を行うと判定し（Ｓ４Ａ→Ｙｅｓ）、搭載していない場合は自動設定を行わないと判定する（Ｓ４Ａ→Ｎｏ）。なお、電動車両Ｖがナビ装置５を搭載しているか否かは、ＩＧＯＮ時などのＣＡＮ（Controller Area Network）通信などにより、相手の機器の存在を互いに確認しあっているので、把握しているものとする。

Ｓ４Ａにおいて、自動設定しない場合（Ｓ４Ａ→Ｎｏ）は、ステップＳ４Ｈに移行する。一方、自動設定する場合（Ｓ４Ａ→Ｙｅｓ）は、最寄りの充電スタンドまでの距離（ＲａｎｇＭ）を算出する（Ｓ４Ｂ）。この場合、最低ＳＯＣ設定部１１ｃがナビ装置５に対して、距離算出要求を行い、ナビ装置５が現在位置の検出やルート探索を行い、最寄りの充電スタンドまでの距離（ＲａｎｇＭ）を算出するものとする。次に、最寄り充電スタンドまでの標高差による予想エネルギ収支（ＩｎｃＷ）を算出する（Ｓ４Ｃ）。これは、最低ＳＯＣ設定部１１ｃが、ナビ装置５に対して、標高差の取得要求を行い、ナビ装置５から得られた標高差から予想エネルギ収支を算出するものとする。なお、標高差があるほど、エネルギ収支は悪化する。

次に、図９のマップを参照して、外気温から予想エアコン消費電力（ＡｃｃＷ）を算出する（Ｓ４Ｄ）。これは、図示しない外気温センサから取得される外気温と、図９のマップを用いて算出する。ちなみに、外気温が高いときには冷房の負荷がかかり、外気温が低いときには暖房の負荷がかかるので、エアコンの負荷が増えることになる。なお、電動車両Ｖは、エンジンを搭載した旧来の車両のような大きな熱源（エンジン）がないので、暖房にも高電圧バッテリ２の電力をそれなりに使用することになる。

次に、図１０のマップを参照して、高電圧バッテリ２の使用年数から電圧降下値を（ＤｏｗｎＶ）を算出する（Ｓ４Ｅ）。なお、使用年数は、バッテリＥＣＵ２ａから取得することができる。

次に、図１１のマップを参照して、電動車両Ｖの乗員数から重量による電費降下値（ＤｗｏｎＷ）を算出する（Ｓ４Ｆ）。なお、乗員数は、電動車両Ｖがサスペンションのストロークセンサを備えるものであれば、この値を取得することで乗員数を算出することができる。

次に、図１２を参照して、現在の高電圧バッテリ２の温度からバッテリ電圧低下係数（ｋｔ）を算出する（Ｓ４Ｇ）。なお、高電圧バッテリ２の温度も、バッテリＥＣＵ２ａから取得することができる。高電圧バッテリ２の使用年数や温度は、バッテリＥＣＵ２ａにとって、重要な管理項目である。

ステップＳ４Ｈでは、平均電費（ＡｖｅＷ）を、記憶部１１ｅの電費情報１１ｅ１を読み出すことで取得する。

ステップＳ４Ｉでは、自動設定中か否かを判定する。自動設定中でなければ（Ｓ４Ｉ→Ｎｏ）、ステップＳ４Ｈで取得した平均電費と、現時点における実測ＳＯＣ（バッテリ残）から走行可能距離を、表示装置１６を介してユーザに通知し、ユーザに最低ＳＯＣの入力を促す（Ｓ４Ｋ）。なお、ここでの走行可能距離は、外部給電をする前の値である。
ちなみに、ステップＳ２の希望ＳＯＣは、残りの走行距離とは関係なしに入力される。

一方、自動設定中の場合（Ｓ４Ｉ→Ｙｅｓ）は、各パラメータから所定の計算式により最低ＳＯＣを算出する（Ｓ４Ｊ）。この最低ＳＯＣは、最寄りの充電スタンドまで走行可能な電力量を高電圧バッテリ２に確保するための値として使用される。

以上説明した第２実施形態によれば、ナビ装置５との協調制御により、最寄りの充電スタンドまでの電力量を高電圧バッテリ２に確保したうえで、外部給電を行うことができるので、屋外での用途により適した外部給電装置１とすることができる。

≪その他≫
以上説明した実施形態は、一例であり、幅広く変形実施することができる。例えば、電動車両Ｖのルーフなどに太陽電池パネルを取付けて、外部給電を行うようにしてもよい。
また、ソケットに差し込まれた電気機器Ｕが何であり消費電力はどのくらいであるかを、ＩＣタグや、電力線搬送などの技術を利用して自動判別可能にするようにしてもよい。この場合、制御装置１１が、ＩＣタグや電力線搬送により電気機器Ｕから得られた情報により、ソケットに差し込まれた電気機器Ｕが長時間用の電気機器Ｕ１であることが分かれば、自動的に図４のメインフローチャートを起動することができ、かつ、ステップＳ１４・Ｓ１６における種別（消費電力）のユーザによる入力を省略することができる。

また、ステップＳ１４・Ｓ１６における長時間用の電気機器Ｕ１は１台のみの使用を想定したが、１台に限らず、長時間用の電気機器Ｕ１を２台、３台と使用することも可能であり、この場合は、１台目についての種別（消費電力）と終了時刻、２台目についての種別（消費電力）と終了時刻というように、複数台設定することすることも可能である。なお、長時間用ソケットにテーブルタップを差し込んでタコ足的な配線にして、１つの長時間用ソケットから、赤外線ストーブや照明に給電することもできる。また、端子箱１４のソケットの数は３つに限られるものではない。また、電気魔法瓶のように、湯沸し時と保温時とで、消費電力が異なるものについては（図３参照）、これを考慮して使用下限ＳＯＣを設定するようにすることができる。ちなみに、湯沸しは１５分程度で完了する。

また、終了時刻を設定する例を説明したが、開始時刻も設定するようにしてもよい。ちなみに、１８時００分のときに２０時００分から２７時（翌日の３時）まで使用すると設定した場合、１８時〜２０時まではずっと７時間分の消費電力量に相当するＳＯＣと最低ＳＯＣを加算した値が使用下限ＳＯＣとして算出され続け（つまり残り時間は７時間のままとされ）、２０時以降から残り時間が減算される。そして、その減算された残り時間に相当するＳＯＣと最低ＳＯＣとを加算した値が使用下限ＳＯＣとして、毎回算出される。
また、これから８時間使用というように、使用時間だけを設定するようにしてもよい。

また、長時間用ソケットを定めたが、特に長時間用ソケットを定める必要はない。また、端子箱１４を、高電圧バッテリ２の充電用のソケットと共用することもできる。
また、前記した実施形態では、実測ＳＯＣ≦使用下限ＳＯＣの場合、高電圧バッテリ２のＳＯＣの低下をユーザに通知し、ユーザに節電を促すこととしたが、能動的に電気機器Ｕ（Ｕ１および／またはＵ２）への給電の停止や制限を、一時的に（例えば実測ＳＯＣ＞使用下限ＳＯＣになるまで）行う制御を実行してもよい。

また、ナビ装置５を外部給電装置１と別体としたが、外部給電装置１とナビ装置５を一体化することも可能である。また、入力装置１５と表示装置１６を、携帯電話やゲーム機などとすることも可能である。この場合は、例えば有線通信や無線通信が利用される。
また、外部給電装置１を電動車両Ｖに内蔵（実装）する例を示したが、外付けにすることも可能である。つまり、ユーザは、電気機器Ｕなどのアウトドア用品とともに、外部給電装置１を電動車両Ｖに搭載して、目的地にて、外部給電装置１を電動車両Ｖの充電用（給電用）ソケットにセットすることで外部給電装置１を使用することができる。ちなみに、請求項の「電動車両に搭載され」は、「電動車両に内蔵（実装）され」に限定されるものではない。また、緊急時の家庭用の給電などに適用してもよい。

本発明は、今後ますます普及する電気自動車を便利なものとする技術、特にアウトドアライフでの利用を便利なものとする技術として、大いなる利用可能性を有する。

Ｖ 車両（電動車両）
１ 外部給電装置
１１ 制御装置
１１ｂ 使用下限ＳＯＣ設定部（使用下限容量設定部）
１１ｃ 最低容量設定部（最低ＳＯＣ設定部）
１１ｄ 給電制御部（制御部）
１２ ＤＣ−ＡＣインバータ（外部給電回路）
１３ 遮断装置（外部給電回路）
１４ 端子箱（外部給電端子部）

Claims (5)

1. 蓄電池に蓄えられた電力により走行用モータを駆動する電動車両に搭載され、
   屋外で使用される電気機器への給電用として、長時間用としての使用を予定される長時間用の端子を少なくとも１つ含む複数の端子を有する外部給電端子部と、
   前記蓄電池の電力を前記外部給電端子部に供給する外部給電回路と、
   前記給電用回路を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置が、前記長時間用の端子に接続される長時間用の電気機器の消費電力とその使用時間とに基づいて、前記蓄電池の使用下限容量を設定する外部給電装置であって、
   前記制御装置は、前記長時間用の端子からの電力持ち出しの有無にかかわらず、前記使用下限容量を、前記使用時間が経過するまで、前記長時間使用の電気機器の消費電力に相当する一定の傾きで下げる使用下限容量設定部を有する
   ことを特徴とする外部給電装置。
2. 前記制御装置は、前記蓄電池から前記屋外で使用される電気機器への給電を停止する蓄電池の最低容量を設定する最低容量設定部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の外部給電装置。
3. 前記最低容量設定部は、電動車両の位置および最寄りの充電スタンドの位置の間の地図上の距離と、過去の電費とに基づいてその間を走行するのに必要な電力量を算出し、当該算出した電力量に基づいて前記蓄電池の最低容量を設定すること
   を特徴とする請求項２に記載の外部給電装置。
4. 前記制御装置は、前記蓄電池から前記屋外で使用される電気機器への給電中に、前記蓄電池の実測の残容量が前記下限容量よりも低下したときは、ユーザに対して警告を行う
   ことを特徴とする外部給電装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の外部給電装置を実装したことを特徴とする電動車両。

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