JP2008092656A - 車両用の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧検出回路が故障しても車両を走行できるようにする。
【解決手段】車両用の電源装置は、走行用バッテリ１と、走行用バッテリ１の出力側に接続してなるコンタクタ６と、走行用バッテリ１の電圧を検出する電圧検出回路３と、電圧検出回路３の検出電圧でコンタクタ６のオンオフを制御する制御回路１０とを備える。電圧検出回路３は、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ１の接続点の電圧と総電圧を検出する高精度の電圧検出回路４と、車両に搭載される電装用バッテリを電源として電池の総電圧を検出する簡易の電圧検出回路５とを備える。さらに、制御回路１０は、高精度の電圧検出回路４の故障を検出する故障判定部１６を備え、この故障判定部１６が高精度の電圧検出回路４の故障を検出する状態で、簡易の電圧検出回路５が検出する走行用バッテリ１の総電圧でコンタクタ６をオンとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を走行させるモーターに電力を供給する走行用バッテリの出力側にコンタクタを接続している車両用の電源装置に関し、とくに走行用バッテリの電圧を検出してコンタクタを制御する車両用の電源装置に関する。

車両用の電源装置は、出力電圧の高い走行用バッテリを備えている。この電源装置は、正負の出力側にコンタクタを接続している。コンタクタは、イグニッションスイッチをオンにして車両を走行させるときにオンに切り換えられる。コンタクタをオンに切り換えている電源装置は、走行用バッテリから車両の走行用モーターに電力を供給できる状態となる。イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させるときに、あるいは異常時に、コンタクタはオフに切り換えられて電流を遮断する。車両がクラッシュしたときやメンテナンスをするときに安全性を確保するためである。以上のことを実現するために、走行用バッテリの出力側にコンタクタを接続する電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開平８−１８２１１５号公報

コンタクタは、イグニッションスイッチがオンに切り換えられた後、走行用バッテリが正常な状態にあるかどうかを検出して切り換えられる。走行用バッテリが正常な状態にないとき、コンタクタはオンに切り換えられずオフ状態に保持される。走行用バッテリが正常かどうかは、電圧検出回路でもって、走行用バッテリの電圧を検出して判定される。電圧検出回路が検出する走行用バッテリの電圧が最低電圧よりも低いとき、走行用バッテリは正常でない状態と判定されて、コンタクタはオンに切り換えられない。ただ、走行用バッテリの電圧が最低電圧よりも低いと判定されるとき、その原因はふたつある。第１の原因は走行用バッテリの電圧が低いときであるが、第２の原因は、走行用バッテリの電圧は低くないが電圧検出回路が故障するときである。走行用バッテリの電圧が最低電圧よりも高く、電圧検出回路が故障する状態は、走行用バッテリからモーターに電力を供給できる状態である。この状態は、走行用バッテリで車両を走行できる状態である。ところが、この状態で、コンタクタをオンに切り換えないと、車両は走行できなくなる。ハイブリッドカーは、コンタクタをオンに切り換え、走行用バッテリからモーターに電力を供給し、モーターでエンジンを始動する。したがって、コンタクタをオンに切り換えない限りエンジンを始動できず、全く走行できなくなる。走行用バッテリでモーターを駆動できるにもかかわらず、電圧検出回路の故障により、現実に走行できない状態は、極力避ける必要がある。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電圧検出回路が故障しても車両を走行できる車両用の電源装置を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、簡単で安定して動作する回路構成としながら、電圧検出回路が故障しても車両を走行できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の出力側に接続してなるコンタクタ６と、走行用バッテリ１の電圧を検出する電圧検出回路３と、この電圧検出回路３の検出電圧でコンタクタ６のオンオフを制御する制御回路１０とを備える。車両用の電源装置は、電圧検出回路３が走行用バッテリ１の電圧を検出してコンタクタ６をオンに制御する。電圧検出回路３は、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ１の接続点の電圧と総電圧を検出する高精度の電圧検出回路４と、車両に搭載される電装用バッテリを電源として電池の総電圧を検出する簡易の電圧検出回路５とを備える。さらに、制御回路１０は、高精度の電圧検出回路４の故障を検出する故障判定部１６を備え、この故障判定部１６が高精度の電圧検出回路４の故障を検出する状態で、簡易の電圧検出回路５が検出する走行用バッテリ１の総電圧でコンタクタ６をオンとする。

本発明の車両用の電源装置は、簡易の電圧検出回路５が、コンタクタ６をオンとする閾値電圧を記憶し、走行用バッテリ１の総電圧が閾値電圧を超える状態で制御回路１０がコンタクタ６をオンとして走行用バッテリ１から車両側に電力を供給することができる。

本発明の車両用の電源装置は、簡易の電圧検出回路５が記憶する閾値電圧を温度で補正することができる。

本発明の車両用の電源装置は、故障判定部１６が、高精度の電圧検出回路４の検出電圧と、簡易の電圧検出回路５の検出電圧を比較して故障を検出することができる。

本発明の車両用の電源装置は、制御回路１０が、簡易の電圧検出回路５で測定された検出電圧を基準にオンに切り換えられたコンタクタ６をオフに切り換える時間を記憶するタイマ１８を備えることができる。

本発明の車両用の電源装置は、コンタクタ６の出力側に接続されるコンデンサ１９と、走行用バッテリ１の電流を検出する電流検出回路１７とを備え、制御回路１０が、電流検出回路１７で検出される電流が０に集束することを検出して、オンに切り換えたコンタクタ６をオフに切り換えることができる。

本発明の車両用の電源装置は、コンタクタ６の出力側に接続されるコンデンサ１９を備え、制御回路１０が、簡易の電圧検出回路５で検出される電圧が定常電圧に上昇したことを検出して、オンに切り換えられたコンタクタ６をオフに切り換えることができる。

本発明の車両用の電源装置は、制御回路１０が、簡易の電圧検出回路５の検出電圧でコンタクタ６をオンに切り換えたことを示す電圧検出回路３の故障信号を車両側に出力することができる。

本発明の車両用の電源装置は、制御回路１０が、簡易の電圧検出回路５の検出電圧でオンに切り換えられたコンタクタ６を、車両側から入力されるオフ信号でオフに切り換えることができる。

本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリの電圧を検出する電圧検出回路が故障しても車両を走行できる特徴がある。とくに、本発明の電源装置は、極めて簡単な回路構成としながら、電圧検出回路が故障しても車両を走行できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリの接続点の電圧と総電圧を検出する高精度の電圧検出回路に加えて、電装用バッテリを電源として電池の総電圧を検出する簡易の電圧検出回路を設け、さらに、制御回路には、高精度の電圧検出回路の故障を検出する故障判定部を設け、この故障判定部が高精度の電圧検出回路を故障と判定する状態では、簡易の電圧検出回路で走行用バッテリの総電圧を検出して、コンタクタをオンとするからである。とくに、本発明の電源装置は、簡易の電圧検出回路が、電装用バッテリを電源として動作し、しかも、各々の電池電圧を検出することなく走行用バッテリの総電圧を検出してコンタクタをオンとするので、この回路構成を極めて簡単にでき、しかも電装用バッテリで動作することから安定して確実に動作して、走行用バッテリが正常な状態にあっては、コンタクタを確実にオンに切り換えて、車両を走行状態にできる特徴がある。

また、本発明の請求項２の電源装置は、簡易の電圧検出回路に、コンタクタのオンとする閾値電圧を記憶させる。この電源装置は、走行用バッテリの総電圧が閾値電圧を超える状態でコンタクタをオンとする。この電源装置は、走行用バッテリの総電圧を閾値電圧に比較して、閾値電圧よりも高いかどうかで、コンタクタをオンとする。この回路構成の簡易の電圧検出回路は、走行用バッテリの電圧を正確に検出する必要がなく、閾値電圧よりも高いかどうかを検出してコンタクタをオンとする。この回路構成とする簡易の電圧検出回路は、たとえば、一方の入力側に基準電圧を入力する電圧比較器等の極めて簡単な回路構成とすることができ、簡易の電圧検出回路をより簡単な回路構成にできる。

また、本発明の請求項３の電源装置は、簡易の電圧検出回路が記憶する閾値電圧を温度で補正するので、走行用バッテリの温度が変化しても、正常であるかどうかを正確に判定できる特徴がある。

さらにまた、本発明の請求項４の電源装置は、故障判定部が、高精度の電圧検出回路の検出電圧と、簡易の電圧検出回路の検出電圧を比較して故障を検出するので、簡単に電圧検出回路の故障を判定できる。

さらに、本発明の請求項５の電源装置は、制御回路が、簡易の電圧検出回路で測定された検出電圧を基準にオンに切り換えられたコンタクタをオフに切り換える時間を記憶するタイマを備えるので、高精度の電圧検出回路が故障して、コンタクタをオンに切り換えた状態では、たとえばエンジンを始動する等して、車両を走行できる状態とした後、コンタクタをオフに切り換えて走行用バッテリを保護しながら車両を走行できる。

また、本発明の請求項６の電源装置は、簡易の電圧検出回路で測定された検出電圧を基準にコンタクタをオンに切り換えて、コンタクタの出力側に接続しているコンデンサを走行用バッテリで充電し、コンデンサの充電電流、すなわち走行用バッテリの電流が０に集束することを検出して、コンタクタをオフに切り換える。この電源装置は、高精度の電圧検出回路が故障する状態において、走行用バッテリでコンデンサが充電される。充電されたコンデンサは、たとえばチャージされる電荷でエンジンを始動して、車両を走行できる状態とすることができる。

さらにまた、本発明の請求項７の電源装置は、コンタクタをオンに切り換えて、コンタクタの出力側に接続しているコンデンサを走行用バッテリで充電し、コンデンサの電圧が定常電圧まで上昇すると、コンタクタをオフに切り換える。すなわち、コンデンサを充電した後、コンタクタがオフに切り換えられる。この電源装置は、高精度の電圧検出回路が故障する状態において、走行用バッテリでコンデンサが充電される。充電されたコンデンサは、たとえばチャージされた電荷でエンジンを始動して、車両を走行できる状態とすることができる。

また、本発明の請求項８の電源装置は、制御回路が、簡易の電圧検出回路の検出電圧でコンタクタをオンに切り換えたことを示す電圧検出回路の故障信号を車両側に出力するので、車両側では高精度の電圧検出回路が故障すると判定して、走行用バッテリを保護しながら走行できる。さらに、本発明の請求項９の電源装置は、制御回路が、簡易の電圧検出回路の検出電圧でオンに切り換えられたコンタクタを、車両側から入力されるオフ信号でオフに切り換えるので、車両側が高精度の電圧検出回路の故障を確認する状態で、コンタクタをオフに切り換えて車両を走行できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１ないし図４に示す車両用の電源装置は、走行用バッテリ１の電圧を電圧検出回路３で検出し、検出した電池電圧でコンタクタ６をオンとすると共に、走行用バッテリ１の充放電を制御する。走行用バッテリ１は、複数の電池を直列に接続して電池モジュール２として、複数の電池モジュール２を直列に接続している。この電源装置は、電圧検出回路３で各々の電池モジュール２の電圧と、走行用バッテリ１の総電圧を検出する。

電圧検出回路３は、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ１の接続点の電圧と総電圧を検出する高精度の電圧検出回路４と、車両に搭載される電装用バッテリ（図示せず）を電源として電池の総電圧を検出する簡易の電圧検出回路５とを備える。

複数の電池を直列に接続して電池モジュール２とし、これを直列に接続して走行用バッテリ１とする電源装置は、高精度の電圧検出回路４でもって、各々の電池モジュール２の電圧を検出する。ただし、本発明の電源装置は、電池を電池モジュールとすることなく、電池を直列に接続して走行用バッテリとする構造にあっては、高精度の電圧検出回路でもって、各々の電池の電圧を検出する。電池モジュール２を直列に接続してなる走行用バッテリ１を備える電源装置は、各々の電池モジュール２の接続点を電圧検出点１２として、高精度の電圧検出回路４に接続している。なお、電圧検出点１２とは、高精度の電圧検出回路４が電池モジュール２や電池の電圧を検出する接続点である。ただし、図示しないが、高精度の電圧検出回路は、複数の電池モジュールをひとつのユニットとして、１ユニットの電圧を検出することもできる。たとえば、５０個の電池モジュールを直列に接続している電池は、好ましくは５０個の全ての電池モジュールの電圧を各々独立して高精度の電圧検出回路で検出し、あるいは２個の電池モジュールを１ユニットして、２個の電池モジュールのトータル電圧をユニット電圧として検出することもできる。

検出された電池モジュール２の電圧は、電池モジュール２の残容量の検出に使用され、あるいは充放電の電流を積算して演算される残容量の補正に使用され、あるいはまた、残容量が０になって完全に放電されたことを検出して過放電される状態では放電電流を遮断し、さらに満充電されたことを検出して、過充電される状態になると充電電流を遮断するために使用される。

多数の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１は、同じ電流で充放電される。したがって、全ての電池モジュール２の充電量と放電量は同じになる。しかしながら、必ずしも全ての電池モジュール２の電気特性は、等しく揃って変化するわけではない。とくに、充放電の繰り返し回数が多くなると、各々の電池モジュール２は劣化する程度が異なって、満充電できる容量が変化する。この状態になると、満充電できる容量の減少した電池モジュール２は、過充電されやすく、また過放電もされやすくなる。電池モジュール２は、過充電と過放電で著しく電気特性が劣化するので、満充電できる容量が減少した電池モジュール２が過充電や過放電されると急激に劣化してしまう。このため、走行用バッテリ１は、多数の電池モジュール２を直列に接続しているが、全ての電池モジュール２の過充電と過放電を防止しながら、すなわち、電池モジュール２を保護しながら充放電することが大切となる。全ての電池モジュール２を保護しながら充放電するために、高精度の電圧検出回路４は、各々の電池モジュール２の電圧を検出している。

各々の電池モジュール２は、たとえば５個のニッケル水素電池を直列に接続している。この電池モジュール２は、５０個を直列に接続して全体で２５０個のニッケル水素電池を直列に接続してなる出力電圧３００Ｖの電源となる。電池モジュールは、必ずしも５個の電池を直列に接続するものではなく、たとえば、４個以下、あるいは６個以上の二次電池を直列に接続することもできる。また、走行用バッテリは、必ずしも５０個の電池モジュールを直列に接続する必要はなく、これよりも少なく、あるいは多くの電池モジュールを直列に接続することができる。さらにまた、電池モジュールの二次電池は、リチウムイオン二次電池やニッケルカドミウム電池等の他の二次電池も使用できる。

多数の電池モジュール２を直列に接続している電源装置は、図に示すように、全体を２ブロックに分割して、電池モジュール２の電圧を検出することができる。この電源装置は、２ブロックに分割された走行用バッテリ１の電池モジュール２の電圧を高精度の電圧検出回路４で検出する。たとえば、全体で５０個の電池モジュール２を直列に接続している走行用バッテリ１は、２５個の第１ブロック１Ａと、２５個の第２ブロック１Ｂに分割し、あるいは２４個の第１ブロックと２６個の第２ブロック等と異なる個数に分割してトータルで５０個となるように２ブロックに分割することができる。

高精度の電圧検出回路４は、入力側にマルチプレクサ７を接続し、このマルチプレクサ７で順番に切り換えて、電池モジュール２の電圧や電池の電圧を検出する。図１の電源装置は、中点電位付近の基準点１１のプラス側とマイナス側に直列に複数の電池モジュール２を接続している。基準点１１は中点電位であるが、多数の電池モジュール２を接続している場合においては、中点電位付近であればよい。高精度の電圧検出回路４は、基準点１１に対する電圧検出点１２の電圧を検出し、検出した電圧検出点１２の電圧差から各々の電池モジュール２の電圧を演算する。走行用バッテリ１の基準点１１は、高精度の電圧検出回路４のアースラインに接続される。ただ、高精度の電圧検出回路４のアースラインは、車両のシャーシーアースには接続されない。感電を防止するためである。

電池モジュール２の接続点である電圧検出点１２は、電圧検出ライン１３を介して高精度の電圧検出回路４に接続される。高精度の電圧検出回路４は、電圧検出点１２の電圧を検出して、各々の電池モジュール２の電圧を検出する。

高精度の電圧検出回路４は、各々の電池モジュール２の接続点である電圧検出点１２の電圧を時分割に切り換える複数のマルチプレクサ７を入力側に接続している。このマルチプレクサ７の出力は、バッファアンプ８を介してＡ／Ｄコンバータ９に入力され、Ａ／Ｄコンバータ９でもって、検出される電圧をデジタル信号を変換して、制御回路１０に出力する。

図示しないが、マルチプレクサの入力側には、抵抗分圧回路を接続し、この抵抗分圧回路で電圧検出点の電圧を分圧してマルチプレクサに入力することもできる。電圧検出点の最高電圧は、数百Ｖとなって、マルチプレクサの最高入力電圧よりも高電圧となる。電源電圧を５〜１０Ｖとするマルチプレクサは、最高入力電圧を電源電圧以下とする必要がある。抵抗分圧回路は、特定の分圧比で電圧検出点の電圧を降下させる。抵抗分圧回路の分圧比は、直列に接続している抵抗器の電気抵抗で特定される。マルチプレクサの入力と並列に接続している並列抵抗に比較して、直列に接続している直列抵抗の電気抵抗を大きくして、抵抗分圧回路の分圧比を大きく、すなわちマルチプレクサの入力電圧を低くできる。抵抗分圧回路を構成する直列回路は、電池の消費電力を少なくするために、ここに流れる検出電流を１００μＡ以下、好ましくは５０μＡ以下と極めて小さくする。

抵抗分圧回路は、電圧検出点の電圧を数Ｖに分圧してマルチプレクサに入力する。抵抗分圧回路が電圧検出点の電圧を低下させる割合は電気抵抗の比で特定される。抵抗分圧回路で分圧された電圧は、マルチプレクサとバッファアンプを介してＡ／Ｄコンバータに入力され、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された電圧信号が制御回路に入力される。制御回路は、抵抗分圧回路の分圧比を考慮して、実際の電圧に変換して電池モジュールの電圧を演算する。たとえば、抵抗分圧回路の分圧比が１／５０であれば、制御回路は、検出された電圧を５０倍して電圧検出点の電圧とする。高精度の電圧検出回路は、電池モジュールの電圧を、電池モジュールの両端を接続している接続点の電圧差として検出する。さらに、高精度の電圧検出回路は、マイナス側とプラス側の電圧差から総電圧を検出する。

高精度の電圧検出回路４は、走行用バッテリ１から電源電力を供給して動作される。走行用バッテリ１から高精度の電圧検出回路４に電力を供給する電源装置は、電装用バッテリから電力を供給する方式よりも電力効率を良くできる。それは、ハイブリッドカーが、発電機で走行用バッテリ１を充電し、この走行用バッテリ１の出力をＤＣ／ＤＣコンバータで電圧変換して電装用バッテリを充電するからである。すなわち、電装用バッテリは、走行用バッテリ１を介して発電機で充電されるので、走行用バッテリ１に比較して発電機からの発電効率が低くなる。ただ、本発明の電源装置は、高精度の電圧検出回路を、電装用バッテリから電力を供給して動作することもできる。

簡易の電圧検出回路５は、走行用バッテリ１からは電源電力を供給しない。簡易の電圧検出回路５は電装用バッテリから電源電力を供給して動作状態とする。車両は、１２Ｖの鉛バッテリからなる電装用バッテリを搭載している。この電装用バッテリは、車両に搭載される全ての電装品や車両を走行させる電気回路の電源に使用される。電装用バッテリが電力を供給できない状態で、車両は走行できない。いいかえると、車両が走行できるかぎり、電装用バッテリは電装品に電力を供給できる状態にある。簡易の電圧検出回路５は、電装用バッテリから電力を供給するので、車両が走行できるかぎり電力が供給される。すなわち、車両が走行できるかぎり、電装用バッテリで動作状態に保持される。したがって、簡易の電圧検出回路５は、高精度の電圧検出回路４が故障する状態にあっても、電装用バッテリから電力が供給されて、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる状態となる。

図１の電源装置は、簡易の電圧検出回路５でもって、コンタクタ６の出力側の電圧を検出して、走行用バッテリ１の総電圧を検出する。この簡易の電圧検出回路５は、コンタクタ６をオフに切り換える状態で、走行用バッテリ１の電圧を検出できない。したがって、この図に示すように、コンタクタ６の出力側の電圧を検出する簡易の電圧検出回路５は、コンタクタ６をオンに切り換えて、走行用バッテリ１の総電圧を検出する。いいかえると、簡易の電圧検出回路５が走行用バッテリ１の総電圧を検出するときに、コンタクタ６は一時的にオンに切り換えられる。

図２に示す電圧検出回路２３は、簡易の電圧検出回路５のプラス側入力端子５ａに切換スイッチ２１を接続している。切換スイッチ２１は、プラス側入力端子５ａを、プラス側コンタクタ６Ａの電池側と出力側に切り変える。この簡易の電圧検出回路５は、プラス側コンタクタ６Ａをオフにする状態で、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる。このとき、切換スイッチ２１は、プラス側入力端子５ａをプラス側コンタクタ６Ａの電池側に接続する。この簡易の電圧検出回路５は、マイナス側入力端子５ｂを実線で示すように、マイナス側コンタクタ６Ｂの出力側に接続し、あるいは鎖線で示すように、コンタクタ６の電池側に接続する。マイナス側入力端子５ｂをマイナス側コンタクタ６Ｂの出力側に接続する簡易の電圧検出回路５は、マイナス側コンタクタ６Ｂをオンにして、走行用バッテリ１の総電圧を検出する。マイナス側入力端子５ｂをマイナス側コンタクタ６Ｂの電池側に接続する簡易の電圧検出回路５は、マイナス側コンタクタ６Ｂをオフにする状態で、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる。

この図の簡易の電圧検出回路５は、プラス側コンタクタ６Ａの溶着を検出できる。プラス側コンタクタ６Ａの溶着は、プラス側コンタクタ６Ａをオフに制御する状態で、切換スイッチ２１をプラス側コンタクタ６Ａの電池側と出力側に切り変えて検出できる。プラス側コンタクタ６Ａが溶着すると、プラス側コンタクタ６Ａの電池側と出力側の電圧が同じ電圧となるからである。また、この簡易の電圧検出回路５は、切換スイッチ２１をプラス側コンタクタ６Ａの出力側に切り変えて、コンデンサ１９のプリチャージも検出できる。それは、プリチャージスイッチ１４をオンにしてコンデンサ１９がプリチャージされると、コンデンサ１９の電圧、すなわちコンタクタ６の出力側の電圧が定常電圧まで上昇するので、コンタクタ６の出力側の電圧が定常電圧まで上昇したことを検出してコンデンサ１９のプリチャージを検出できるからである。

さらに、簡易の電圧検出回路は、入力端子に接続している切換スイッチを、図３に示すように、マイナス側入力端子に接続することもできる。この図に示す電圧検出回路３３は、簡易の電圧検出回路５のマイナス側入力端子５ｂに切換スイッチ３２を接続している。この簡易の電圧検出回路５は、マイナス側入力端子５ｂを切換スイッチ３２を介してマイナス側コンタクタ６Ｂの出力側と電池側に切り変える。プラス側入力端子５ａは、プラス側コンタクタ６Ａの出力側（実線で示す）に接続し、あるいはコンタクタ６の電池側（鎖線で示す）に接続する。この簡易の電圧検出回路５は、マイナス側コンタクタ６Ｂをオフにする状態で、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる。ただし、このとき、切換スイッチ３２は、簡易の電圧検出回路５のマイナス側入力端子５ｂをマイナス側コンタクタ６Ｂの電池側に接続する。簡易の電圧検出回路５のプラス側入力端子５ａは、コンタクタ６の出力側に接続され、あるいはコンタクタ６の電池側に接続される。プラス側入力端子５ａをコンタクタ６の出力側に接続する回路にあっては、プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換えて、走行用バッテリ１の総電圧が検出される。この簡易の電圧検出回路５は、コンデンサ１９のプリチャージも検出できる。プラス側入力端子５ａがコンタクタ６の電池側に接続される簡易の電圧検出回路５は、プラス側コンタクタ６Ａもオフにして、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる。

この図の簡易の電圧検出回路５は、マイナス側コンタクタ６Ｂの溶着を検出できる。マイナス側コンタクタ６Ｂの溶着は、マイナス側コンタクタ６Ｂをオフに制御する状態で、切換スイッチ３２をマイナス側コンタクタ６Ｂの電池側と出力側に切り変えて検出できる。マイナス側コンタクタ６Ｂの電池側と出力側の電圧が同じ電圧となるとマイナス側コンタクタ６Ｂの溶着と判定できる。

図４の電圧検出回路４３は、簡易の電圧検出回路５のプラス側入力端子５ａとマイナス側入力端子５ｂを、切換スイッチ４１、４２を介してコンタクタ６の出力側と電池側に切り変えて接続している。この簡易の電圧検出回路５は、切換スイッチ４１、４２をコンタクタ６の電池側に接続することで、コンデンサ１９をオフ状態として、走行用バッテリ１の総電圧を検出できる。また、切換スイッチ４１、４２をコンタクタ６の電池側と出力側とに切り変えて、プラス側とマイナス側のコンタクタ６の溶着も検出できる。さらに、プリチャージスイッチ１４をオンにしてコンデンサ１９をプリチャージするとき、コンデンサ１９のプリチャージも検出できる。それは、コンデンサ１９がプリチャージされると、コンタクタ６の出力側の電圧が定常電圧まで上昇するので、これを検出してコンデンサ１９のプリチャージを検出できるからである。

簡易の電圧検出回路５は、必ずしも走行用バッテリ１の電圧を正確に検出する必要はない。走行用バッテリ１が一時的にモーターに電力を供給できる状態にあるかどうかを検出して、制御回路１０がコンタクタ６をオンとするからである。簡易の電圧検出回路５は、コンタクタ６をオンに切り換えて走行用バッテリ１から電力を車両側に出力できる状態にあるかどうかを判定する閾値電圧を記憶している。この簡易の電圧検出回路５は、走行用バッテリ１の総電圧を検出して閾値電圧に比較し、検出電圧が閾値電圧を超える状態にある状態で、制御回路１０でもってコンタクタ６をオンとして、走行用バッテリ１から車両側に電力を供給する。走行用バッテリ１の電圧は温度によって変化する。したがって、この閾値電圧を温度で補正して、走行用バッテリの温度が変化しても、正常であるかどうかを正確に判定できる。

簡易の電圧検出回路５は、高精度の電圧検出回路４が故障した状態で、走行用バッテリ１の総電圧を検出する。高精度の電圧検出回路４の故障は、検出した電圧を比較して判定する。高精度の電圧検出回路４もしくは走行用バッテリ１が故障すると、高精度の電圧検出回路４の検出電圧が簡易の電圧検出回路５と比較してずれる。したがって、高精度の電圧検出回路４の検出電圧がずれるとき、高精度の電圧検出回路４と走行用バッテリ１のいずれかが故障として、簡易の電圧検出回路５で走行用バッテリ１の総電圧を検出する。簡易の電圧検出回路５が検出する走行用バッテリ１の総電圧は、閾値電圧に比較され、閾値電圧よりも高いとき、走行用バッテリ１は正常とする。

図１ないし図４の簡易の電圧検出回路５は、走行用バッテリ１の総電圧のみを検出する。ただし、簡易の電圧検出回路は、走行用バッテリの総電圧のみでなく、走行用バッテリの複数点の電圧を検出する回路構成とすることもできる。この簡易の電圧検出回路は、入力側にマルチプレクサを設けて、複数点の電圧を時分割に切り換えて検出する。

以上の車両用の電源装置は、制御回路１０が、高精度の電圧検出回路４の故障を検出する故障判定部１６を備え、この故障判定部１６が高精度の電圧検出回路４の故障を検出する状態で、簡易の電圧検出回路５が検出する走行用バッテリ１の総電圧でコンタクタ６をオンとする。車両用の電源装置は、車両のイグニッションスイッチ、すなわち車両を走行させる状態に切り換えるメインスイッチがオンに切り換えるとき、コンタクタ６をオンに切り換えて、走行用バッテリ１から車両側に電力を供給する。ただし、イグニッションスイッチをオンにする状態で、高精度の電圧検出回路４が正常に走行用バッテリ１の電圧を検出できない状態にあると、走行用バッテリ１を正常な状態に保持しながら、車両側に電力を供給できなくなる。この弊害は、コンタクタ６をオフ状態に保持して解消できるが、コンタクタ６をオフ状態に保持すると車両を走行できない。たとえば、ハイブリッドカーは走行用バッテリ１でエンジンを始動するので、コンタクタ６がオフの状態ではエンジンが始動せず、全く走行できなくなる。この弊害を避けるために、電源装置は、高精度の電圧検出回路４が故障しても、以下のフローチャートで示すようにコンタクタ６のオンオフを制御し、走行用バッテリ１を保護しながら、車両を走行できる状態とする。

図５のフローチャートは、図１の電源装置がコンタクタ６をオンオフに制御する工程を示している。
［Ｓ１のステップ］
車両側からの制御回路１０に、コンタクタ６をオンに切り換える要求が入力される。
［Ｓ２のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。車両側に対し、マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４の閉状態を送信する。
［Ｓ３のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ４のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。ここで、電池電圧Ｖ_Ｂは、走行用バッテリ１の両端の電圧であり、Ｖ_ＴＯＰ−Ｖ_ＢＯＴで求められる。
電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあると、走行用バッテリ１は正常と判定して、Ｓ５のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にないとき、高精度の電圧検出回路４が故障したか、電池が異常と判定して、Ｓ８のステップへ進む。
［Ｓ５のステップ］
コンタクタ６の出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。ここで、出力側電圧Ｖ_Ｃは、コンタクタ６の出力側の電圧であって、Ｖ_ＣＰ−Ｖ_ＣＮで求められる。
出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ６のステップに進む。
［Ｓ６のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ１１のステップにジャンプする。
［Ｓ７のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンデンサ１９の予備充電が正常に終了しており、走行用バッテリ１は、普通に使用できる。
［Ｓ８のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂと、簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいとき、電圧検出回路３は故障していないので、電池が異常であると判定して、Ｓ１１のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１の差が所定値以上であるとき、高精度の電圧検出回路４が故障していると判定して、Ｓ９のステップに進む。
［Ｓ９のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、高精度の電圧検出回路４は故障しているが、電池は使用できる状態にあると判定して、Ｓ１０のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１１のステップへ進む。
［Ｓ１０のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、高精度の電圧検出回路４が故障しているので電池電圧の正確な値が取得できないが、電池は使用できる状態にあるので、制限付きで使用可能とする。
なお、このステップにおいて、車両側の制御装置に対して、通信手段（シリアル信号又はロジック信号等）を用いて、異常状態であることを知らせることもできる。これにより、車両側に、異常状態で動作していることを通知することができる。
［Ｓ１１のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオフに切り換えて、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の開状態を送信する。
この状態では、電池が異常であるため、電池は使用不可能である。

図６のフローチャートは、図２の電源装置がコンタクタ６をオンオフに制御する工程を示している。
［Ｓ１のステップ］
車両側からの制御回路１０に、コンタクタ６をオンに切り換える要求が入力される。
［Ｓ２のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあると、走行用バッテリ１は正常と判定して、Ｓ３のステップに進んで予備充電を開始する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にないとき、高精度の電圧検出回路４が故障したか、電池が異常と判定して、Ｓ９のステップへ進む。
［Ｓ３のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。車両側に対し、マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４の閉状態を送信する。
［Ｓ４のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ５のステップ］
コンタクタ６の出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ８のステップに進む。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ６のステップに進む。
［Ｓ６のステップ］
切換スイッチ２１（ＳＷ1）をプラス側コンタクタ６Ａの出力側に切り換える。
［Ｓ７のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、プラス側コンタクタ６Ａは正常に閉じられていると判定して、Ｓ８のステップに進む。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ１６のステップにジャンプする。
［Ｓ８のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンデンサ１９の予備充電が正常に終了しており、走行用バッテリ１は、普通に使用できる。
［Ｓ９のステップ］
切換スイッチ２１（ＳＷ1）をプラス側コンタクタ６Ａの電池側に切り換え、マイナス側コンタクタ６Ｂをオンに切り換える。
［Ｓ１０のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、電圧検出回路３は故障していないので、電池が異常であると判定して、Ｓ１６のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１の差が所定値以上であるとき、高精度の電圧検出回路４が故障していると判定して、Ｓ１１のステップに進む。
［Ｓ１１のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、Ｓ１２のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１６のステップへ進む。
［Ｓ１２のステップ］
切換スイッチ２１（ＳＷ1）をプラス側コンタクタ６Ａの出力側に切り換えると共に、プリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。
［Ｓ１３のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ１４のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、高精度の電圧検出回路４は故障しているが、電池は使用できる状態にあると判定して、Ｓ１５のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１６のステップへ進む。
［Ｓ１５のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、高精度の電圧検出回路４が故障しているので電池電圧の正確な値が取得できないが、電池は使用できる状態にあるので、制限付きで使用可能とする。
［Ｓ１６のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオフに切り換えて、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の開状態を送信する。
この状態では、電池が異常であるため、電池は使用不可能である。

図７のフローチャートは、図４の電源装置がコンタクタ６をオンオフに制御する工程を示している。
［Ｓ１のステップ］
車両側からの制御回路１０に、コンタクタ６をオンに切り換える要求が入力される。
［Ｓ２のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあると、走行用バッテリ１は正常と判定して、Ｓ３のステップに進んで予備充電を開始する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にないとき、高精度の電圧検出回路４が故障したか、電池が異常と判定して、Ｓ９のステップへ進む。
［Ｓ３のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。車両側に対し、マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４の閉状態を送信する。
［Ｓ４のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ５のステップ］
コンタクタ６の出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ８のステップに進む。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ６のステップに進む。
［Ｓ６のステップ］
切換スイッチ４１（ＳＷ1）と切換スイッチ４２（ＳＷ2）をコンタクタ６の出力側に切り換える。
［Ｓ７のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ８のステップに進む。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ１６のステップにジャンプする。
［Ｓ８のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンデンサ１９の予備充電が正常に終了しており、走行用バッテリ１は、普通に使用できる。
［Ｓ９のステップ］
切換スイッチ４１（ＳＷ1）と切換スイッチ４２（ＳＷ2）をコンタクタ６の電池側に切り換える。
［Ｓ１０のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、電圧検出回路３は故障していないので、電池が異常であると判定して、本処理は、「電池使用不可（異常終了）」として終了させる。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１の差が所定値以上であるとき、高精度の電圧検出回路４が故障していると判定して、Ｓ１１のステップに進む。
［Ｓ１１のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、Ｓ１２のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定し、「電池使用不可（異常終了）」として終了させる。
［Ｓ１２のステップ］
切換スイッチ４１（ＳＷ1）と切換スイッチ４２（ＳＷ2）をコンタクタ６の出力側に切り換えると共に、プリチャージスイッチ１４とマイナス側コンタクタ６Ｂをオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。
［Ｓ１３のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ１４のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、高精度の電圧検出回路４は故障しているが、電池は使用できる状態にあると判定して、Ｓ１５のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１６のステップへ進む。
［Ｓ１５のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、高精度の電圧検出回路４が故障しているので電池電圧の正確な値が取得できないが、電池は使用できる状態にあるので、制限付きで使用可能とする。
［Ｓ１６のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオフに切り換えて、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の開状態を送信する。
この状態では、電池が異常であるため、電池は使用不可能である。

さらに、本発明の電源装置は、高精度の電圧検出回路４が故障して電池管理を十分にできないときに、簡易の電圧検出回路５で測定された検出電圧を基準にコンタクタ６を一時的にオン状態としてエンジンをスタートさせ、その後、電池を切り離してエンジンのみで走行を可能とすることもできる。このことを実現するために、図１の制御回路１０は、コンタクタ６を一時的にオン状態とする時間を記憶するタイマ１８を備えている。タイマ１８は、オンに切り換えられたコンタクタ６をオフに切り換える時間を記憶している。

制御回路１０は、簡易の電圧検出回路５の検出電圧でコンタクタ６をオンに切り換えたことを示す電圧検出回路３の故障信号を車両側に出力することができる。また、制御回路１０は、簡易の電圧検出回路５の検出電圧でオンに切り換えられたコンタクタ６を、車両側から入力されるオフ信号でオフに切り換えることもできる。

図８のフローチャートは、図１の電源装置において、高精度の電圧検出回路４が故障したときに、コンタクタ６を一時的にオン状態としてエンジンをスタートさせる制御の工程を示している。
［Ｓ１のステップ］
車両側からの制御回路１０に、コンタクタ６をオンに切り換える要求が入力される。
［Ｓ２のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。車両側に対し、マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４の閉状態を送信する。
［Ｓ３のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ４のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあると、走行用バッテリ１は正常と判定して、Ｓ５のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にないとき、高精度の電圧検出回路４が故障したか、電池が異常と判定して、Ｓ８のステップへ進む。
［Ｓ５のステップ］
コンタクタ６の出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ６のステップに進む。
［Ｓ６のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ１２のステップにジャンプする。
［Ｓ７のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンデンサ１９の予備充電が正常に終了しており、走行用バッテリ１は、普通に使用できる。
［Ｓ８のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂと、簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいとき、電圧検出回路３は故障していないので、電池が異常であると判定して、Ｓ１２のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１の差が所定値以上であるとき、高精度の電圧検出回路４が故障していると判定して、Ｓ９のステップに進む。
［Ｓ９のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、高精度の電圧検出回路４は故障しているが、電池は使用できる状態にあると判定して、Ｓ１０のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１２のステップへ進む。
［Ｓ１０のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンタクタ６がオン状態となっており、走行用バッテリ１から電力が供給されるので、エンジンをスタートさせることができる。
［Ｓ１１のステップ］
エンジンをスタートさせた後、タイマ１８が記憶する所定の時間を経過。
［Ｓ１２のステップ］
タイマ１８がカウントアップすると、コンタクタ６とプリチャージスイッチ１４をオフとして、電池を切り離して使用できなくする。車両側に対し、コンタクタ６の開状態を送信する。
この状態で、電池は使用不可能であるが、エンジンのみで走行が可能である。

本発明の電源装置は、高精度の電圧検出回路４が故障して電池管理を十分にできないときに、コンデンサ１９を充電し、そのエネルギーを使用して、すなわち、走行用バッテリ１を使用することなく、エンジンをスタートさせることができる。この場合、コンデンサ１９の充電状態は、充電電流が収束したことを検出して、充電が終了したことを判定できる。したがって、図１に示す電源装置は、走行用バッテリ１の電流を検出する電流検出回路１７を備えている。制御回路１０は、電流検出回路１７で検出される電流が０に収束することを検出して、オンに切り換えたコンタクタ６をオフに切り換える。さらに、制御回路１０は、簡易の電圧検出回路５で検出される電圧が定常電圧に上昇したことを検出して、コンデンサ１９の充電が終了したことを判定して、オンに切り換えたコンタクタ６をオフに切り換えることもできる。

図９のフローチャートは、図１の電源装置において、高精度の電圧検出回路４が故障したときに、コンデンサ１９を充電し、そのエネルギーを使用してエンジンをスタートさせる制御の工程を示している。
［Ｓ１のステップ］
車両側からの制御回路１０に、コンタクタ６をオンに切り換える要求が入力される。
［Ｓ２のステップ］
マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４をオンに切り換えてコンデンサ１９への予備充電を開始する。車両側に対し、マイナス側コンタクタ６Ｂとプリチャージスイッチ１４の閉状態を送信する。
［Ｓ３のステップ］
コンデンサ１９が予備充電されるまで所定の時間を経過。
［Ｓ４のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にあると、走行用バッテリ１は正常と判定して、Ｓ５のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂが所定の範囲内にないとき、高精度の電圧検出回路４が故障したか、電池が異常と判定して、Ｓ８のステップへ進む。
［Ｓ５のステップ］
コンタクタ６の出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。出力側電圧Ｖ_Ｃと電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ６のステップに進む。
［Ｓ６のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいかどうかを判定する。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂがほぼ等しいとき、コンタクタ６は正常に閉じられていると判定して、Ｓ７のステップに進む。簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１と電池電圧Ｖ_Ｂの差が所定値以上であるとき、Ｓ１３のステップにジャンプする。
［Ｓ７のステップ］
プラス側コンタクタ６Ａをオンに切り換え、プリチャージスイッチ１４をオフに切り換えてプリチャージ抵抗１５を切り離し、コンデンサ１９の予備充電を終了する。車両側に対し、コンタクタ６の閉状態を送信する。
この状態では、コンデンサ１９の予備充電が正常に終了しており、走行用バッテリ１は、普通に使用できる。
［Ｓ８のステップ］
高精度の電圧検出回路４で検出された電池電圧Ｖ_Ｂと、簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいかどうかを判定する。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１がほぼ等しいとき、電圧検出回路３は故障していないので、電池が異常であると判定して、Ｓ１３のステップに進む。電池電圧Ｖ_Ｂと簡易の電圧検出回路４の電圧Ｖ_Ｃ１の差が所定値以上であるとき、高精度の電圧検出回路４が故障していると判定して、Ｓ９のステップに進む。
［Ｓ９のステップ］
簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあるかどうかを判定する。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にあると、高精度の電圧検出回路４は故障しているが、電池は使用できる状態にあると判定して、Ｓ１０のステップに進む。電圧Ｖ_Ｃ１が所定の範囲内にないとき、電池が異常と判定して、Ｓ１３のステップへ進む。
［Ｓ１０〜Ｓ１２のステップ］
電流検出手段により、充電電流を検出する。電流値が収束したかどうかを判定する。電流値が収束していると、コンデンサ１９の充電が終了したと判定し、コンデンサ１９にチャージされたエネルギーで、エンジンをスタートさせる。その後、Ｓ１３のステップに進む。電流値が収束していないとき、一定時間が経過したかどうかを判定する。一定時間が経過するとＳ１３のステップに進む。一定時間が経過するまでＳ１０〜Ｓ１２のステップをループする。
これらのステップでは、充電電流を検出してコンデンサ１９の充電状態を検出している。ただ、コンデンサ１９の充電状態は、簡易の電圧検出回路４が検出する電圧Ｖ_Ｃ１の収束状態で検出することもできる。
［Ｓ１３のステップ］
コンタクタ６とプリチャージスイッチ１４をオフとして、電池を切り離して使用できなくする。車両側に対し、コンタクタ６の開状態を送信する。
この状態で、電池は使用不可能であるが、エンジンのみで走行が可能である。

ところで、車両用の電源装置は、走行用バッテリから車両側に電力を供給する運転中は、コンタクタが閉じた状態にあり、車両側のインバーターに電力を供給する。車両側に回生電力が発生した場合（ブレーキ時等）には、走行用バッテリは余剰電力を受け取り、電力を蓄える。さらに、図１０に示すように、走行用バッテリ５１の残容量が低下した場合に、走行用バッテリ５１に充電が可能なＤＣ／ＤＣコンバータ６２を有するハイブリッド自動車においては、このＤＣ／ＤＣコンバータ６２によって、走行用バッテリ５１の不足分を電装用バッテリ６３からインバーター６１に供給する。この場合、走行用バッテリ５１の残容量が低下した場合、走行用バッテリ５１からの放電を防止して走行用バッテリ５１の過放電を防止する必要がある。

図１０に示す電源装置は、走行用バッテリ５１の残容量が低下したときに、誤って放電することを避けるため、走行用バッテリ５１の残容量が所定の残容量以下のとき、コンタクタ５６を開いて走行用バッテリ５１の放電を停止する。この電源装置は、走行用バッテリ５１の総電圧を電圧検出回路５３で検出し、検出される総電圧が所定の電圧以下のときに、走行用バッテリ５１の残容量が所定の残容量以下であると制御回路６０が判定して、コンタクタ５６をオフに切り換える。この構造によると、走行用バッテリ５１の残容量が低下した時に、車両側への放電を避け、走行用バッテリ５１の過放電を有効に防止して走行用バッテリ５１を保護できる。さらに、制御回路６０は、電装用バッテリ６３から入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧を検出し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が走行用バッテリ５１の総電圧よりも大きくなると、コンタクタ５６を閉じて走行用バッテリ５１を充電するように制御することもできる。この制御によると、残容量が低下した走行用バッテリ５１の過放電を防止しながら、走行用バッテリ５１を充電することができる。

さらに、図１１に示すハイブリッド自動車は、走行用バッテリ５１の充電回路として、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２のプラスの出力側と走行用バッテリ５１のプラス側とを接続する充電ライン６４を設けると共に、この充電ライン６４に充電専用コンタクタ６５を接続している。この充電専用コンタクタ６５は、電源装置側に配設しており、制御回路６０でオンオフに制御している。制御回路６０は、充電専用コンタクタ６５をオフとする状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の出力電圧を検出し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が、走行用バッテリ５１の総電圧よりも大きいとき、充電専用コンタクタ６５をオンに切り換えて走行用バッテリ５１を充電する。

さらに、図１２に示す電源装置は、充電ライン６４において、充電専用コンタクタ６５と直列に、走行用バッテリ５１の充電方向にのみ通電する半導体素子６６を接続している。この半導体素子６６は、充電専用コンタクタ６５の車両側に接続している。この半導体素子６６には、たとえば、ダイオードが使用できる。この回路構成によると、プラス側コンタクタ５６Ａをオフとし、充電専用コンタクタ６５をオンに保持した状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧を検出することなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が走行用バッテリ５１の電圧より高いとき、常に走行用バッテリ５１を充電できる特長がある。半導体素子６６が、走行用バッテリ５１の放電方向の電流を遮断し、充電方向の電流のみを通電するからである。

さらに、図１３に示すハイブリッド自動車は、車両側において、電源装置のプラス側コンタクタ５６Ａと直列にサブコンタクタ６７を接続している。この回路構成によると、走行用バッテリ５１の残容量が低下した場合、サブコンタクタ６７をオフに切り換えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧を検出し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が走行用バッテリ５１の総電圧よりも大きい場合にのみ、サブコンタクタ６７をオンに切り換えて走行用バッテリ５１を充電する。さらに、図１３の鎖線で示すように、充電専用コンタクタ６７と並列に、走行用バッテリ５１の充電方向にのみ通電する半導体素子６８を設けることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧を検出することなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が走行用バッテリ５１の電圧より高いときに、常に走行用バッテリ５１を充電することができる。

さらに、図１４に示す電源装置は、プリチャージスイッチ５４とプリチャージ抵抗５５の間に直列スイッチ６９を直列に接続すると共に、この直列スイッチ６９とプリチャージスイッチ５４の間を、充電ライン７０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ６２のプラスの出力側に接続している。この電源装置は、プリチャージスイッチ５４をオンにすると共に、直列スイッチ６９をオフにして、走行用バッテリ５１を充電する。さらに、充電ライン７０には、走行用バッテリ５１の充電方向にのみ通電する半導体素子７１を接続している。この電源装置は、直列スイッチ６９をオフ、プリチャージスイッチ５４をオンとする状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電圧が走行用バッテリ５１の電圧より高いときに、常に走行用バッテリ５１を充電することができる。とくに、この電源装置は、プリチャージ回路を利用して充電ライン７０を配線しており、プリチャージ抵抗５５と直列に直列スイッチ６９を接続するので、直列スイッチ６９の定格電流を下げることができ、安価な設計ができる特長がある。

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 図１に示す車両用の電源装置がコンタクタをオンオフに制御する工程を示すフローチャートである。 図２に示す車両用の電源装置がコンタクタをオンオフに制御する工程を示すフローチャートである。 図３に示す車両用の電源装置がコンタクタをオンオフに制御する工程を示すフローチャートである。 図１に示す車両用の電源装置における他の制御の工程を示すフローチャートである。 図１に示す車両用の電源装置における他の制御の工程を示すフローチャートである。 走行用バッテリを車両側から充電する電源装置の一例を示す概略構成図である。 走行用バッテリを車両側から充電する電源装置の他の一例を示す概略構成図である。 走行用バッテリを車両側から充電する電源装置の他の一例を示す概略構成図である。 走行用バッテリを車両側から充電する電源装置の他の一例を示す概略構成図である。 走行用バッテリを車両側から充電する電源装置の他の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１…走行用バッテリ １Ａ…第１ブロック
１Ｂ…第２ブロック
２…電池モジュール
３…電圧検出回路
４…高精度の電圧検出回路
５…簡易の電圧検出回路 ５ａ…プラス側入力端子
５ｂ…マイナス側入力端子
６…コンタクタ ６Ａ…プラス側コンタクタ
６Ｂ…マイナス側コンタクタ
７…マルチプレクサ
８…バッファアンプ
９…Ａ／Ｄコンバータ
１０…制御回路
１１…基準点
１２…電圧検出点
１３…電圧検出ライン
１４…プリチャージスイッチ
１５…プリチャージ抵抗
１６…故障判定部
１７…電流検出回路
１８…タイマ
１９…コンデンサ
２１…切換スイッチ
２３…電圧検出回路
３２…切換スイッチ
３３…電圧検出回路
４１…切換スイッチ
４２…切換スイッチ
４３…電圧検出回路
５１…走行用バッテリ
５３…電圧検出回路
５４…プリチャージスイッチ
５５…プリチャージ抵抗
５６…コンタクタ ５６Ａ…プラス側コンタクタ
６０…制御回路
６１…インバータ
６２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
６３…電装用バッテリ
６４…充電ライン
６５…充電専用コンタクタ
６６…半導体素子
６７…サブコンタクタ
６８…半導体素子
６９…直列スイッチ
７０…充電ライン
７１…半導体素子

Claims (9)

1. 複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ(1)と、この走行用バッテリ(1)の出力側に接続してなるコンタクタ(6)と、前記走行用バッテリ(1)の電圧を検出する電圧検出回路(3)と、この電圧検出回路(3)の検出電圧でコンタクタ(6)のオンオフを制御する制御回路(10)とを備え、電圧検出回路(3)が走行用バッテリ(1)の電圧を検出してコンタクタ(6)をオンとするようにしてなる車両用の電源装置であって、
   電圧検出回路(3)が、複数の電池を直列に接続している走行用バッテリ(1)の接続点の電圧と総電圧を検出する高精度の電圧検出回路(4)と、車両に搭載される電装用バッテリを電源として電池の総電圧を検出する簡易の電圧検出回路(5)とを備え、
   制御回路(10)が、高精度の電圧検出回路(4)の故障を検出する故障判定部(16)を備え、この故障判定部(16)が高精度の電圧検出回路(4)の故障を検出する状態で、簡易の電圧検出回路(5)が検出する走行用バッテリ(1)の総電圧でコンタクタ(6)をオンとするようにしてなる車両用の電源装置。
2. 簡易の電圧検出回路(5)が、コンタクタ(6)をオンとする閾値電圧を記憶し、走行用バッテリ(1)の総電圧が閾値電圧を超える状態で制御回路(10)がコンタクタ(6)をオンとして走行用バッテリ(1)から車両側に電力を供給する請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. 簡易の電圧検出回路(5)が記憶する閾値電圧が温度で補正される請求項２に記載される車両用の電源装置。
4. 故障判定部(16)が、高精度の電圧検出回路(4)の検出電圧と、簡易の電圧検出回路(5)の検出電圧を比較して故障を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
5. 制御回路(10)が、簡易の電圧検出回路(5)で測定された検出電圧を基準にオンに切り換えられたコンタクタ(6)をオフに切り換える時間を記憶するタイマ(18)を備える請求項１に記載される車両用の電源装置。
6. コンタクタ(6)の出力側に接続されるコンデンサ(19)と、走行用バッテリ(1)の電流を検出する電流検出回路(17)とを備え、制御回路(10)が、電流検出回路(17)で検出される電流が０に集束することを検出して、オンに切り換えたコンタクタ(6)をオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。
7. コンタクタ(6)の出力側に接続されるコンデンサ(19)を備え、制御回路(10)が、簡易の電圧検出回路(5)で検出される電圧が定常電圧に上昇したことを検出して、オンに切り換えられたコンタクタ(6)をオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。
8. 制御回路(10)が、簡易の電圧検出回路(5)の検出電圧でコンタクタ(6)をオンに切り換えたことを示す電圧検出回路(3)の故障信号を車両側に出力する請求項１に記載される車両用の電源装置。
9. 制御回路(10)が、簡易の電圧検出回路(5)の検出電圧でオンに切り換えられたコンタクタ(6)を、車両側から入力されるオフ信号でオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。

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