JP2014195372A - 給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】非接地電源の絶縁抵抗値を精度良く検出し、地絡の有無を精度良く検知する。
【解決手段】給電システム１０の燃料電池車両１１は、非接地電源として燃料電池スタック２１およびバッテリ２２を備え、インバータ装置１２は、絶縁変圧器（トランス）を有するインバータ７１を備えている。制御装置３４は、燃料電池車両１１の運転時または燃料電池車両１１からインバータ装置１２への電力の出力時に、地絡センサ３５によって検出された非接地電源の絶縁抵抗値に係る状態量の検出値に基づき、絶縁抵抗値を演算する。
【選択図】図１

Description

この発明は、給電システムに関する。

従来、蓄電装置と、蓄電装置と車両外部の負荷との間で電力を授受可能な電力変換装置と、を備え、電力変換装置に負荷が接続されているときには、絶縁抵抗の低下を判定するための判定しきい値を、電力変換装置に接続された負荷の容量（電気容量）に基づいて、負荷の非接続時よりも低くする電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６３５８９０号公報

ところで、上記従来技術に係る電源装置によれば、電力変換装置のコネクタと負荷のコネクタとが接続されているか否かに応じて、予め負荷の容量に応じて設定された判定しきい値を用いるか否かを判定するだけであって、負荷の容量が変化した場合や容量が未知の負荷が接続された場合には、適切な判定を行なうことができないという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、非接地電源の絶縁抵抗値を精度良く検出し、地絡の有無を精度良く検知することが可能な給電システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る給電システムは、車両（例えば、実施の形態での燃料電池車両１１）と、該車両に着脱可能な外部給電装置（例えば、実施の形態でのインバータ装置１２）と、を備える給電システムであって、前記車両は、非接地電源（例えば、実施の形態での燃料電池スタック２１およびバッテリ２２）と、前記非接地電源からの給電に基づき前記外部給電装置に電力を出力するために前記外部給電装置を接続可能な外部給電装置接続部（例えば、実施の形態での給電口１１ａ）と、を備え、前記外部給電装置は、前記車両から出力された前記電力を変換する電力変換回路（例えば、実施の形態でのインバータ７１）と、前記電力変換回路によって前記電力から変換された変換電力を外部負荷に供給するために前記外部負荷を接続可能な負荷接続部（例えば、実施の形態での電力出力部１２ｂ）と、を備え、前記非接地電源と前記負荷接続部との間に配置された絶縁変圧器（例えば、実施の形態での絶縁変圧器（トランス）Ｔ）と、前記非接地電源と前記絶縁変圧器との間に設けられて、前記非接地電源の絶縁抵抗値に係る状態量を検出する地絡センサ（例えば、実施の形態での地絡センサ３５）と、前記車両の運転時または前記車両から前記外部給電装置への前記電力の出力時に、前記地絡センサによって検出された前記状態量の検出値に基づき、前記絶縁抵抗値を演算する制御手段（例えば、実施の形態での制御装置３４）と、を備える。

（２）上記（１）に記載の給電システムでは、前記外部給電装置は、前記絶縁変圧器を備えてもよい。

（３）上記（２）に記載の給電システムでは、前記外部給電装置は、前記絶縁変圧器と前記負荷接続部との間に複数の前記電力変換回路を備えてもよい。

（４）上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の給電システムでは、前記車両は、前記絶縁変圧器を備えてもよい。

（５）上記（１）〜（４）の何れか一項に記載の給電システムでは、前記制御手段は、電気容量の増減に応じて前記絶縁抵抗値を補正する補正手段（例えば、実施の形態での制御装置３４が兼ねる）を備えてもよい。

上記（１）に記載の態様に係る給電システムによれば、電源と負荷接続部との間に絶縁変圧器を備えることによって、外部給電装置に接続される外部負荷の容量に応じて地絡センサの検出値が変動することを防止することができる。これによって、外部給電装置に対する外部負荷の接続有無にかかわらずに非接地電源の絶縁抵抗値を精度良く検出することができる。

さらに、上記（２）の場合、電動車両が絶縁変圧器を備えていない場合であっても、外部給電装置に接続される外部負荷の容量に応じて地絡センサの検出値が変動することを防止することができる。これによって、外部給電装置に対する外部負荷の接続有無にかかわらずに非接地電源の絶縁抵抗値を精度良く検出することができる。

さらに、上記（３）の場合、複数の電力変換回路に対して複数の絶縁変圧器を備える場合に比べて、装置構成が複雑化することを防止し、装置の構成に要する費用を削減することができる。

さらに、上記（４）の場合、外部給電装置が絶縁変圧器を備えていない場合であっても、外部給電装置に接続される外部負荷の容量に応じて地絡センサの検出値が変動することを防止することができる。これによって、外部給電装置に対する外部負荷の接続有無にかかわらずに非接地電源の絶縁抵抗値を精度良く検出することができる。

さらに、上記（５）の場合、絶縁抵抗値の検出精度および地絡有無の判定精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る給電システムの構成図である。 本発明の実施形態に係る給電システムの地絡センサの構成図である。 本発明の実施形態に係る給電システムのインバータの構成図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る給電システムの構成図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係る給電システムの構成図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係る給電システムの構成図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係る給電システムの動作を示すフローチャートである。 図７に示す給電時地絡検知の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る給電システムについて添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態による給電システム１０は、図１に示すように、燃料電池車両１１と、この燃料電池車両１１とは別体に設けられたインバータ装置１２と、を備えて構成され、外部の交流機器などの外部負荷１３に対して電力を供給可能である。

燃料電池車両１１は、例えばインバータ装置１２を搭載可能な車両後部のトランクルーム内などに、燃料電池車両１１の電源に接続された給電口１１ａを備えている。給電口１１ａはインバータ装置１２を電気的に接続可能な複数の端子（図示略）を備えている。
インバータ装置１２は、燃料電池車両１１の給電口１１ａに着脱可能な給電コネクタ１２ａと、外部負荷１３を電気的に接続可能な電力出力部１２ｂと、を備えている。給電コネクタ１２ａは、給電口１１ａの複数の端子に電気的に接続可能な複数のコネクタピン（図示略）を備えている。
燃料電池車両１１とインバータ装置１２とは、燃料電池車両１１の給電口１１ａにインバータ装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合され、この嵌合に伴って給電口１１ａの複数の端子に給電コネクタ１２ａの複数のコネクタピンが接続されることによって、電気的に接続される。インバータ装置１２は、給電コネクタ１２ａを介して燃料電池車両１１から入力された直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力出力部１２ｂから外部負荷１３に供給可能である。

燃料電池車両１１は、燃料電池スタック２１と、バッテリ２２と、電圧調整器（ＶＣＵ）２３と、走行用モータ２４と、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２５と、エアポンプ２６と、エアポンプ用インバータ（ＡＰＩＮＶ）２７と、ダウンバータ（ＤＶ）２８と、１２Ｖバッテリ２９と、バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１と、外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３と、制御装置３４と、地絡センサ３５と、を備えて構成されている。

燃料電池スタック２１は、積層された複数の燃料電池セルの積層体と、この積層体を積層方向の両側から挟み込む一対のエンドプレートとを備え、各燃料電池セルは、電解質電極構造体と、この電解質電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備えている。電解質電極構造体は、陽イオン交換膜などからなる固体高分子電解質膜と、この固体高分子電解質膜を挟み込む燃料極（アノード）および酸素極（カソード）とを備えている。燃料極（アノード）は、アノード触媒およびガス拡散層からなり、酸素極（カソード）は、カソード触媒およびガス拡散層からなる。

燃料電池スタック２１のカソードには酸素を含む酸化剤ガス（反応ガス）である空気がエアポンプ２６から供給可能であり、アノードには水素を含む燃料ガス（反応ガス）が高圧の水素タンク（図示略）などから供給可能である。
これらの反応ガスの供給時に、アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流電力を発生する。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。

バッテリ２２は、例えば高圧系のリチウムイオン型などの２次電池であり、電圧調整器２３を介して燃料電池スタック２１に接続されている。
なお、燃料電池スタック２１およびバッテリ２２は、燃料電池車両１１の電源を成し、車体などの接地電位部（図示略）から絶縁された非接地電源である。
電圧調整器２３は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータなどを備え、燃料電池スタック２１とバッテリ２２との間での電力の授受に対して電圧調整を行なう。

走行用モータ２４は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のＤＣブラシレスモータであって、パワードライブユニット２５による制御に応じて力行運転および発電運転可能である。例えば、走行用モータ２４は、各相のコイルに交流の相電流が通電されることで力行運転を行ない、変速機（Ｔ／Ｍ）２４ａを介して駆動輪Ｗを駆動する。また、燃料電池車両１１の減速時などにおいて駆動輪側から駆動力が伝達されることで発電運転（回生運転）を行ない、発電電力（回生電力）を出力する。

パワードライブユニット２５は、例えばトランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるインバータを備えて構成されている。このインバータは、例えば走行用モータ２４の力行運転時において、制御装置３４から出力されるＰＷＭ信号に基づき、各相毎に対をなす各スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。これによって、バッテリ２２から電圧調整器２３を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック２１から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、走行用モータ２４の各相のコイルへの通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。一方、例えば走行用モータ２４の発電運転時において、インバータは、走行用モータ２４のロータの回転角に基づいて同期がとられたゲート信号に応じて各スイッチング素子をオン（導通）／オフ（遮断）させ、走行用モータ２４から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。

エアポンプ２６は、例えばエアポンプ用インバータ２７から出力される交流電力によって回転駆動されるポンプ駆動用モータ（図示略）を備える電動コンプレッサであって、外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気を反応ガスとして燃料電池スタック２１のカソードに供給する。

エアポンプ用インバータ２７は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータなどであり、制御装置３４から出力される制御信号に基づき、バッテリ２２から電圧調整器２３を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック２１から供給される直流電力によって、エアポンプ２６のポンプ駆動用モータを回転駆動し、ポンプ駆動用モータの回転数を制御する。

ダウンバータ２８は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータなどを備え、バッテリ２２の高圧の端子間電圧あるいは燃料電池スタック２１から電圧調整器２３を介して印加される高圧の電圧を低圧の所定電圧（１２Ｖ）まで降圧して、降圧後の所定電圧の電力によって１２Ｖバッテリ２９を充電する。
１２Ｖバッテリ２９は、例えば制御装置３４および各種補機類からなる電気負荷を駆動するための低圧の所定電圧の電力を出力する。

バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１は、バッテリ２２と、電圧調整器２３およびダウンバータ２８との間に設けられている。
バッテリプリチャージ部３０は、直列に接続されたプリチャージコンタクタ４１およびプリチャージ抵抗４２により構成されている。バッテリコンタクタ部３１は、燃料電池車両１１の正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）においてバッテリ２２の正極端子に接続された正極側バッテリコンタクタ４３と、負極側の高圧ライン（ＨＶ−）においてバッテリ２２の負極端子に接続された負極側バッテリコンタクタ４４と、により構成されている。バッテリプリチャージ部３０は、正極側バッテリコンタクタ４３の両端に（つまり、正極側バッテリコンタクタ４３に並列に）接続されている。

外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３は、バッテリプリチャージ部３０およびバッテリコンタクタ部３１と、給電口１１ａとの間に設けられている。
外部給電プリチャージ部３２は、直列に接続されたプリチャージコンタクタ５１およびプリチャージ抵抗５２により構成されている。外部給電コンタクタ部３３は、燃料電池車両１１の正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）において正極側バッテリコンタクタ４３に接続された正極側外部給電コンタクタ５３と、負極側の高圧ライン（ＨＶ−）において負極側バッテリコンタクタ４４に接続された負極側外部給電コンタクタ５４と、により構成されている。外部給電プリチャージ部３２は、正極側外部給電コンタクタ５３の両端に（つまり、正極側外部給電コンタクタ５３に並列に）接続されている。

各コンタクタ４１，４３，４４，５１，５３，５４は、制御装置３４から出力される制御信号に基づき、導通および遮断を切り替え可能である。

制御装置３４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子回路により構成されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を備えている。
制御装置３４は、例えばイグニッションスイッチ６１およびパワースイッチ６２から出力される指令信号に応じて給電システム１０の動作を制御する。なお、イグニッションスイッチ６１は、運転者の操作に応じて燃料電池車両１１の起動および停止を指示する指令信号（ＩＧＳＷ）を出力する。また、パワースイッチ６２は、運転者の操作に応じて燃料電池スタック２１の起動（例えば、エアポンプ２６の起動など）を指示する指令信号（ＰＳＷ）を出力する。

制御装置３４は、燃料電池車両１１の運転時または燃料電池車両１１からインバータ装置１２への電力の出力時に、地絡センサ３５によって検出された非接地電源（つまり燃料電池スタック２１およびバッテリ２２）の絶縁抵抗値に係る状態量の検出値に基づき、非接地電源の絶縁抵抗値を演算する。

地絡センサ３５は、例えば図２に示すように、フライングキャパシタ型のセンサであり、電圧調整器２３のバッテリ２２側の正極端子および負極端子に接続されている。地絡センサ３５は、正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）に順次直列に接続された第１スイッチＳ１および第３スイッチＳ３と、負極側の高圧ライン（ＨＶ−）に順次直列に接続された第２スイッチＳ２、第４スイッチＳ４および第４抵抗Ｒ４と、を備えている。地絡センサ３５は、第１スイッチＳ１と第３スイッチＳ３との間から、第２スイッチＳ２と第４スイッチＳ４との間に、順次直列に接続された第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１およびコンデンサＣを備えている。なお、第１ダイオードＤ１は、正極側から負極側に向かう方向を順方向としている。地絡センサ３５は、第１抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの間から、第１スイッチＳ１と第３スイッチＳ３との間に、順次直列に接続された第２ダイオードＤ２および第２抵抗Ｒ２を備えている。なお、第２ダイオードＤ２は、負極側から正極側に向かう方向を順方向としている。地絡センサ３５は、第２抵抗Ｒ２の両端間に接続された第５スイッチＳ５を備えている。地絡センサ３５は、第３スイッチＳ３と第４抵抗Ｒ４との間に直列に接続された第３抵抗Ｒ３を備えている。第３スイッチＳ３と第３抵抗Ｒ３の正極側とは制御装置３４に接続され、第３抵抗Ｒ３の負極側と第４抵抗Ｒ４とは車体などの接地端子部３５ａに接続されている。

制御装置３４は、先ず、正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）、第１スイッチＳ１、第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１、コンデンサＣ、第４スイッチＳ４、第４抵抗Ｒ４、接地端子部３５ａ、負極側の絶縁抵抗Ｒｎおよび負極側の高圧ライン（ＨＶ−）を順次接続する回路によって、所定時間Ｔに亘ってコンデンサＣを充電する。次に、コンデンサＣ、第２ダイオードＤ２、第２抵抗Ｒ２、第３スイッチＳ３、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４および第４スイッチＳ４を順次接続する放電回路によって、所定時間ｔｗに亘ってコンデンサＣを放電させ、放電後のコンデンサＣの端子間電圧Ｖｃｎを検出する。この後、コンデンサＣ、第２ダイオードＤ２、第５スイッチＳ５４、第３スイッチＳ３、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４および第４スイッチＳ４を順次接続する回路によって、コンデンサＣの端子間電圧がゼロになるまでコンデンサＣを放電させる。
次に、制御装置３４は、正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）、正極側の絶縁抵抗Ｒｐ、接地端子部３５ａ、第３抵抗Ｒ３、第３スイッチＳ３、第１ダイオードＤ１、第１抵抗Ｒ１、コンデンサＣ、第２スイッチＳ２および負極側の高圧ライン（ＨＶ−）を順次接続する回路によって、所定時間Ｔに亘ってコンデンサＣを充電する。次に、コンデンサＣ、第２ダイオードＤ２、第２抵抗Ｒ２、第３スイッチＳ３、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４および第４スイッチＳ４を順次接続する放電回路によって、所定時間ｔｗに亘ってコンデンサＣを放電させ、放電後のコンデンサＣの端子間電圧Ｖｃｐを検出する。

制御装置３４は、検出した端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐと、予め既知の電源電圧Ｖ０（つまり正極側および負極側の高圧ライン（ＨＶ＋，ＨＶ−）間の電圧）、第１抵抗Ｒ１（つまり抵抗値Ｒ１）、コンデンサＣ（つまり容量値Ｃ）および所定時間Ｔと、に基づいて、下記数式（１）を用いて、正極側および負極側の絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎを代表する絶縁抵抗値ＲＬを算出する。制御装置３４は、算出した絶縁抵抗値ＲＬが所定閾値よりも小さいか否か、または、算出した絶縁抵抗値ＲＬに応じた漏電電流や両端電圧が所定電流閾値や所定電圧閾値よりも大きいか否かなどを判定し、この判定結果に基づいて絶縁不良の有無を検知する。

インバータ装置１２は、少なくとも１つ以上、例えば２つのインバータ（絶縁型ＤＣ／ＡＣ）７１と、インバータ制御装置７２と、を備えて構成されている。
インバータ７１は、例えばロイヤー回路やコレクタ共振型回路などのように、絶縁変圧器（トランス）Ｔを備える絶縁型のインバータである。例えば図３に示すロイヤー回路は、エミッタが共通に負極側の高圧ライン（ＨＶ−）に接続され、コレクタが各抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を介してトランスＴの１次巻線Ｎ１の両端に接続された２つのトランジスタＱ１，Ｑ２を備えている。２つのトランジスタＱ１，Ｑ２のベースは、各抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を介して正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）に接続されるとともに、帰還巻線Ｎ３の両端に接続されている。トランスＴの１次巻線Ｎ１は中間タップを有しており、この中間タップは正極側の高圧ライン（ＨＶ＋）に接続されている。このロイヤー回路は、トランスＴを発振要素の一部とし、トランスＴの帰還巻線Ｎ３を通して入力側に帰還される信号により自励発振動作を継続し、トランスＴの２次巻線Ｎ２に交流電圧を発生させる。

インバータ制御装置７２は、例えば、燃料電池車両１１の制御装置３４から供給される制御用電力によって作動し、制御装置３４から出力される各種の指令信号に応じて、インバータ７１の電力変換動作および給電コネクタ１２ａの電磁ロック８３の動作を制御することによって、外部負荷１３への給電を制御する。

インバータ７１の正極側および負極側の入力端子は、燃料電池車両１１の給電口１１ａにインバータ装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合されることによって、電磁ロック８３を介して、燃料電池車両１１の正極側および負極側の高圧ライン（ＨＶ＋），（ＨＶ−）に接続可能となる。
電磁ロック８３は、インバータ制御装置７２の制御によって、インバータ７１の正極側および負極側の入力端子と、燃料電池車両１１の正極側および負極側の高圧ライン（ＨＶ＋），（ＨＶ−）との間の電気的な接続と遮断とを切り替える。

インバータ制御装置７２は、給電コネクタ１２ａに備えられた各コネクタピンに接続されている。また、燃料電池車両１１の給電口１１ａは、給電コネクタ１２ａの各コネクタピンに接続される各端子を備え、制御装置３４は、適宜の信号線によって給電口１１ａの各端子に接続されている。これらによって、燃料電池車両１１の制御装置３４とインバータ制御装置７２とは、燃料電池車両１１の給電口１１ａにインバータ装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合され、この嵌合に伴って給電口１１ａの複数の端子に給電コネクタ１２ａの複数のコネクタピンが接続された状態において、相互に各種の信号を送受信可能である。

上述したように、本実施の形態による給電システム１０によれば、燃料電池車両１１の電源（つまり燃料電池スタック２１およびバッテリ２２）と、インバータ装置１２の電力出力部１２ｂとの間に絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えることによって、インバータ装置１２に接続される外部負荷１３の容量に応じて地絡センサ３５の検出値が変動することを防止することができる。これによって、インバータ装置１２に対する外部負荷１３の接続有無にかかわらずに燃料電池車両１１の電源の絶縁抵抗値ＲＬを精度良く検出することができる。
さらに、燃料電池車両１１が絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えていない場合であっても、インバータ装置１２に接続される外部負荷１３の容量に応じて地絡センサ３５の検出値が変動することを防止することができる。

なお、上述した実施形態においては、各インバータ７１が絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えるとしたが、これに限定されず、例えば図４に示す第１変形例に係る給電システム１０のように、各インバータ７１を非絶縁型とし、各インバータ７１と給電コネクタ１２ａとの間に１つの絶縁変圧器（トランス）７５を備えてもよい。
この第１変形例において、インバータ７１は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を備え、インバータ制御装置７２から出力されるスイッチング指令信号に基づき、各スイッチング素子のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替えるＰＷＭインバータなどであってもよい。
この第１変形例によれば、複数のインバータ７１に絶縁変圧器（トランス）Ｔを備える場合に比べて、装置構成が複雑化することを防止し、装置の構成に要する費用を削減することができる。

なお、上述した実施形態においては、インバータ装置１２が絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えるとしたが、これに限定されず、例えば図５に示す第２変形例に係る給電システム１０のように、燃料電池車両１１が絶縁変圧器（トランス）７５を備えてもよい。
この第２変形例において、絶縁変圧器（トランス）７５は、例えば、外部給電プリチャージ部３２および外部給電コンタクタ部３３と、給電口１１ａとの間に配置されている。
この第２変形例によれば、インバータ装置１２が絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えていない場合であっても、インバータ装置１２に接続される外部負荷１３の容量に応じて地絡センサ３５の検出値が変動することを防止することができる。これによって、インバータ装置１２に対する外部負荷１３の接続有無にかかわらずに燃料電池車両１１の電源の絶縁抵抗値ＲＬを精度良く検出することができる。

なお、上述した実施形態においては、給電システム１０は絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えるとしたが、これに限定されず、例えば図６に示す第３変形例に係る給電システム１０のように、絶縁変圧器（トランス）は省略されてもよい。
この第３変形例において、インバータ装置１２は、例えば２つの非絶縁型のインバータ７１を備えており、各インバータ７１は、例えばＹコンデンサを備えている。制御装置３４は、下記数式（２）を用いて、正極側および負極側の絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎを代表する絶縁抵抗値ＲＬを算出する。

上記数式（２）において、補正電圧Ｖｐｐ，Ｖｐｎは、正極側および負極側の絶縁抵抗Ｒｐ，Ｒｎに並列に接続されるようにして存在する寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎの変化に応じた端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐの変化を補正する補正値である。寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎの変化は、インバータ装置１２に対する外部負荷１３の接続および脱着に応じて生じる。制御装置３４は、インバータ装置１２との通信によって寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎを取得可能である。

以下に、この第３変形例に係る給電システム１０の動作について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ０１においては、燃料電池車両１１の起動を指示する指令信号（ＩＧ−ＯＮ）の発生に伴い、バッテリプリチャージ部３０による所定のプリチャージ動作の実行後にバッテリコンタクタ部３１を遮断状態（ＯＦＦ）から接続状態（ＯＮ）へと切り替える。
次に、ステップＳ０２においては、エアポンプ２６の起動などによって燃料電池スタック２１を起動する。

次に、ステップＳ０３においては、燃料電池車両１１の給電口１１ａにインバータ装置１２の給電コネクタ１２ａが嵌合されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０４に進み、このステップＳ０４においては、通常走行制御を実行する。
なお、通常走行制御では、燃料電池車両１１の運転走行時に、インバータ装置１２などのように燃料電池車両１１に電気的に着脱可能な電気機器や電気部品が接続されていない状態で、地絡センサ３５によって検出した端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐに基づき、上記数式（１）を用いて絶縁抵抗値ＲＬを算出する。この場合、上記数式（１）において補正電圧Ｖｐｐ，Ｖｐｎはゼロとされる。

次に、ステップＳ０５においては、燃料電池車両１１の停止を指示する指令信号（ＩＧ−ＯＦＦ）が発生したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
そして、ステップＳ０６においては、燃料電池スタック２１を停止させる処理などを含む燃料電池車両１１を停止させる所定の車両停止制御を実行し、エンドに進む。

そして、ステップＳ０７においては、外部給電プリチャージ部３２による所定のプリチャージ動作の実行後に外部給電コンタクタ部３３を遮断状態（ＯＦＦ）から接続状態（ＯＮ）へと切り替える。
次に、ステップＳ０８においては、インバータ装置１２から外部負荷１３への電力の出力許可を指示する信号を出力する。
次に、ステップＳ０９においては、後述する給電時地絡検知の処理を実行する。
次に、ステップＳ１０においては、燃料電池車両１１の停止を指示する指令信号（ＩＧ−ＯＦＦ）が発生したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０８に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０６に進む。

以下に、上述したステップＳ０９の給電時地絡検知の処理について説明する。
先ず、例えば図８に示すステップＳ１１においては、地絡センサ３５によって検出した端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐの検出結果を取得する。
次に、ステップＳ１２においては、燃料電池車両１１に電気的に接続された電気機器や電気部品との通信によって寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎを取得する。
次に、地絡センサ３５によって検出した端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐと、取得した寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎとに基づき、上記数式（２）を用いて絶縁抵抗値ＲＬを算出し、リターンに進む。

この第４変形例によれば、給電システム１０が絶縁変圧器（トランス）Ｔを備えていない場合であっても、絶縁抵抗値ＲＬの検出精度および地絡有無の判定精度を向上させることができる。
なお、この第４変形例において、制御装置３４は、地絡センサ３５によって得られた端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐに基づいて絶縁抵抗値ＲＬを演算する際に、燃料電池車両１１の電源に接続されている外部負荷１３の寄生容量に応じて、端子間電圧Ｖｃｎ，Ｖｃｐを補正する。この場合、制御装置３４は、燃料電池車両１１の電源に接続された外部負荷１３の一部または全てに対して、インバータ制御装置７２を介して、または直接的な通信によって寄生容量の情報を取得してもよい。

また、この第４変形例において、制御装置３４は、予め作成された所定の絶縁抵抗演算マップなどを記憶しておき、燃料電池車両１１の電源に接続されている外部負荷１３の識別番号を取得して、取得した識別番号に基づいて絶縁抵抗演算マップを検索することによって、寄生容量の情報を取得してもよい。

また、この第４変形例において、制御装置３４は、燃料電池車両１１の電源に接続される外部負荷１３の寄生容量の情報を外部負荷１３の種類に依らずに所定の固定値として、実際に燃料電池車両１１の電源に接続された外部負荷１３の数に応じて、所定の演算または所定マップの検索などによって寄生容量の情報を取得してもよい。

また、この第４変形例において、制御装置３４は、燃料電池車両１１の電源に外部負荷１３が接続される前後において演算した絶縁抵抗値ＲＬに基づいて、補正電圧Ｖｐｐ，Ｖｐｎを取得してもよい。

なお、上述した実施形態において、制御装置３４は、寄生容量Ｃｐｐ，Ｃｐｎの変化に寄与する外部負荷１３が接続されている場合には、この外部負荷１３が接続されていない場合に比べて、絶縁不良の有無を検知するための絶縁抵抗値ＲＬに応じた漏電電流に対する所定電流閾値や両端電圧に対する所定電圧閾値を、より大きな値にしてもよい。この場合、燃料電池車両１１の電源に接続された外部負荷１３の寄生容量の情報に応じて各閾値を設定してもよい。

なお、上述した実施形態において、地絡センサ３５をフライングキャパシタ型としたが、これに限定されず、外部負荷１３の寄生容量に応じて検出値が変化する他の地絡センサであってもよい。

なお、上述した実施形態において、給電システム１０は燃料電池車両１１を備えるとしたが、これに限定されず、燃料電池車両１１の代わりに、例えばハイブリッド車両などの他の電動車両を備えてもよい。これに伴い、インバータ装置１２に給電する車両側の電源は、燃料電池スタック２１やバッテリ２２の他に、電動車両に搭載されたキャパシタや内燃機関により駆動される発電機などであってもよい。

以上、説明した本実施形態は、本発明を実施するうえでの一例を示すものであり、本発明が前記した実施形態に限定して解釈されるものではないことは言うまでもない。

１０ 給電システム
１１ 燃料電池車両（燃料電池車両）
１１ａ 給電口（外部給電装置接続部）
１２ インバータ装置（外部給電装置）
１２ｂ 電力出力部（負荷接続部）
２１ 燃料電池スタック（電源）
２２ バッテリ（電源）
３４ 制御装置（制御手段、補正手段）
３５ 地絡センサ
７１ インバータ（電力変換回路）
７５ 絶縁変圧器（トランス）

Claims (5)

1. 車両と、該車両に着脱可能な外部給電装置と、を備える給電システムであって、
   前記車両は、
   非接地電源と、
   前記非接地電源からの給電に基づき前記外部給電装置に電力を出力するために前記外部給電装置を接続可能な外部給電装置接続部と、を備え、
   前記外部給電装置は、
   前記車両から出力された前記電力を変換する電力変換回路と、
   前記電力変換回路によって前記電力から変換された変換電力を外部負荷に供給するために前記外部負荷を接続可能な負荷接続部と、を備え、
   前記非接地電源と前記負荷接続部との間に配置された絶縁変圧器と、
   前記非接地電源と前記絶縁変圧器との間に設けられて、前記非接地電源の絶縁抵抗値に係る状態量を検出する地絡センサと、
   前記車両の運転時または前記車両から前記外部給電装置への前記電力の出力時に、前記地絡センサによって検出された前記状態量の検出値に基づき、前記絶縁抵抗値を演算する制御手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする給電システム。
2. 前記外部給電装置は、前記絶縁変圧器を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
3. 前記外部給電装置は、前記絶縁変圧器と前記負荷接続部との間に複数の前記電力変換回路を備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の給電システム。
4. 前記車両は、前記絶縁変圧器を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の給電システム。
5. 前記制御手段は、電気容量の増減に応じて前記絶縁抵抗値を補正する補正手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の給電システム。

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