JP2010166790A - 車載電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれから車載電力変換回路としての昇圧コンバータＣＶに電力を供給可能とする場合、部品点数が増加すること。
【解決手段】高圧バッテリ１０ａの正極と昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子とを接続する電気経路Ｌ１には、これを開閉する高電位側リレー３０が設けられている。高圧バッテリ１０ｂの正極と昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子とを接続する電気経路Ｌ２には、これを開閉する高電位側リレー３４が設けられている。高圧バッテリ１０ａの負極と昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子とを接続する電気経路と、高圧バッテリ１０ｂの負極と昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子とを接続する電気経路とを互いに共有化するとともに、この電気経路Ｌ３を開閉する低電位側リレー３２を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電池のそれぞれから車載電力変換回路に電力を供給可能とする車載電源装置に関する。

近年、車両における化石燃料の消費量の低減や環境保護等の目的から、車載動力発生装置として、内燃機関に加えて、電動機を併用するいわゆるハイブリッド車が実用化されている。そして、最近では、電動機による走行距離を長距離化させるべく、家庭用電源等にて充電可能なプラグインハイブリッド車や、車載動力発生装置として電動機のみを用いる電気自動車に対する期待が高まってきている。

このように電動機による走行距離を長距離化させるためには、電気エネルギを蓄えるバッテリの容量を増加させる要求が生じる。ただし、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車及び電気自動車が共存する状況下、これら全ての製造を合理化するうえでは、車種毎に容量の相違するバッテリを製造することは得策ではない。

そこで従来、プラグインハイブリッド車や電気自動車においては、バッテリに要求される容量が最も小さい車種である家庭用電源等による充電機能を備えないハイブリッド車用のバッテリを複数搭載し、これらがそれぞれ車載電力変換回路を介して電動機に電力を供給可能とすることも提案されている。なお、従来の車載電源装置としては、他にも例えば下記特許文献１に見られるものもある。

特開２００８−２２００８４号公報

ただし、上記のように複数のバッテリを備える場合には、これら各電池を電力変換回路に接続するための電子部品が増加する傾向にある。このため、異なる車種間でバッテリの仕様を共通化することで合理化を狙ったにもかかわらず、実際にはその効果を十分に発揮することができなくなるおそれがある。

なお、同一種の電池を用いるものに限らず、複数の電池のそれぞれから車載電力変換回路に電力を供給可能とするものにあっては、部品点数が増加するこうした実情も概ね共通したものとなっている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電池のそれぞれから車載電力変換回路に電力を供給可能とするものにおいて、部品点数の増加を極力抑制することのできる車載電源装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、複数の電池のそれぞれから車載電力変換回路に電力を供給可能とする車載電源装置において、前記複数の電池のうちの２つの電池の正極及び負極のいずれかと前記車載電力変換回路との接続経路を共有化して且つ、該共有化された接続経路を開閉する開閉器を備えたことを特徴とする。

上記発明では、２つの電池の正極及び負極のいずれかを電力変換回路に接続する電気経路を共有化することで、電気経路の数を低減することができる。また、こうした電源装置にあっては、電池と電力変換回路との間に開閉器を備えることが要求される傾向にあるが、これを上記共有化された接続経路に備えることで、各電池をそれぞれ電力変換回路に接続する電気経路を開閉する開閉器の数を低減することもできる。したがって、上記発明では、部品点数の増加を抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車載電力変換回路の入力端子には、キャパシタが接続され、前記共有化された接続経路は、低抵抗経路と高抵抗経路とを備え、前記低抵抗経路には、これを開閉する低抵抗用開閉器が備えられ、前記高抵抗経路には、これを開閉する高抵抗用開閉器が備えられることを特徴とする。

上記電池とキャパシタとを備えるループ回路が閉ループ化された直後には、電池からキャパシタに大電流が流れるおそれがある。こうした問題に対処するため、上記ループ回路として、低抵抗経路及びこれを開閉する低抵抗用開閉器と、高抵抗経路及びこれを開閉する高抵抗用開閉器とを備えて、低抵抗用開閉器及び高抵抗用開閉器とを操作することが知られている。ただし、複数の電池を備える場合には、低抵抗経路及び高抵抗経路の数が増大することで、部品点数が増大するおそれがある。この点、上記発明では、２つの電池で、低抵抗経路と高抵抗経路とを共有化することで、部品点数の増加を抑制することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記２つの電池のいずれか他方の電極のうちの少なくとも一方と前記車載電力変換回路との接続経路は、低抵抗経路と高抵抗経路とを備え、前記低抵抗経路には、これを開閉する低抵抗用開閉器が備えられ、前記高抵抗経路には、これを開閉する高抵抗用開閉器が備えられることを特徴とする。

２つの電池のいずれか一方のみと車載電力変換回路とを接続している状態において、いずれか他方を車載電力変換回路に接続する際、これら一対の電池の電圧が相違すると、電圧の高い方の電池から電圧の低い方の電池へと大電流が流れるおそれがある。この点、上記発明では、２つの電池間で共有されない方の接続経路の少なくとも一方を、低抵抗用経路と高抵抗用経路とを備えて構成することで、上記他方を車載電力変換回路に接続する際に、高抵抗用経路を用いることができ、ひいては大電流が流れることを好適に抑制することができる。

また、上記車載電力変換回路の入力端子にキャパシタが接続される構成の場合、キャパシタの充電電圧が低い状態で、上記一対の電池の少なくとも一方によりキャパシタへの充電を開始する際に、高抵抗用経路を用いることで、充電電流が過度に大きくなることを抑制することもできる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記２つの電池同士で、サービスプラグを共有化したことを特徴とする。

上記発明では、サービスプラグを共有化することで、部品点数の増加を抑制することができる。また、このため、メンテナンス等の作業に際して安全のためにサービスプラグを開状態とする作業を一度することで、上記２つの電池に関して安全を確保することもできる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記電池は、電池セルの直列接続体としての組電池であり、単一の電池セル及び隣接する複数の電池セルのいずれかである単位電池の状態を監視する監視手段を更に備えて且つ、前記接続経路が共有された一対の組電池のそれぞれを構成する単位電池の状態を監視する監視手段が共有化されてなることを特徴とする。

上記発明では、一対の組電池同士で監視手段を共有化することで、部品点数の増加を抑制することができる。また、一対の組電池のそれぞれに各別の監視手段を備える場合、これら監視手段の電圧検出特性の個体差等に起因して、一対の組電池を同一の状態としたい場合であっても、これを同一の状態にすることが困難となるおそれがある。詳しくは例えば上記監視手段が容量の監視に用いられる場合、上記個体差等に起因して、互いの容量を高精度に同一化することが困難となるおそれがある。そしてこうした問題を回避するためには、電圧検出特性の個体差等が極めて小さくなるように監視手段を設計しなければならなくなる。この点、上記発明では、監視手段を共有化することで、こうした問題を回避することもできる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記監視手段は、前記単位電池の電圧を検出する手段であることを特徴とする。

なお、前記監視手段は、１の組電池を構成する単位電池の数よりも少ない数の電圧検出手段と、前記一対の組電池を構成する単位電池のそれぞれと前記電圧検出手段とを選択的に接続する接続手段とを備えることが望ましい。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記共有化された接続経路を流れる電流を検出する電流検出手段を更に備えることを特徴とする。

上記２つの電池の双方に電流が流れる場合といずれか一方に電流が流れる場合との双方において、電池に流れる電流は共有化された接続経路を流れる。上記発明では、この点に鑑み、共有化された接続経路に電流検出手段を備えることで、部品点数の増加を抑制しつつも、上記２つの電池の双方に電流が流れる場合といずれか一方に電流が流れる場合との双方において、電池を流れる電流を検出することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記２つの電池のいずれか他方の電極のそれぞれと前記車載電力変換回路との接続経路を開閉する手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、上記開閉する一対の手段を独立に操作することで、上記２つの電池のいずれか一方と電力変換回路とを接続する状態、いずれか他方と電力変換回路とを接続する状態、及びこれら２つの電池の双方と電力変換回路とを接続する状態を実現することができる。このため、これら電池のうちのいずれかに選択的に充電したり、いずれかから選択的に電力を取り出したりすることができ、更に、双方を同時に充電したり、双方から同時に電力を取り出したりすることもできる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。 第４の実施形態にかかるシステム構成図。 第５の実施形態にかかるシステム構成図。 第６の実施形態にかかるシステム構成図。 第７の実施形態にかかるシステム構成図。 第８の実施形態にかかる電圧検出装置の回路構成を示す回路図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる車載電源装置をプラグインハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

互いに並列接続された高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれは、複数の電池セル１２の直列接続体である。ここで、各電池セル１２は、例えばリチウム２次電池や、ニッケル水素２次電池等の２次電池である。高圧バッテリ１０ａ，１０ｂは、それぞれ昇圧コンバータＣＶ及びインバータＩＶを介してモータジェネレータ２０に接続されている。ここで、昇圧コンバータＣＶは、出力端子に接続されるコンデンサＣｏと、コンデンサＣｏに接続されるスイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの直列接続体と、各スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの入出力端子間に接続されるフリーホイールダイオードＤｃｐ，Ｄｃｎと、スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの接続点及び高電位側入力端子間に接続されるリアクトルＬとを備える。そして、昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子及び低電位側入力端子間には、コンデンサＣｉが接続されている。一方、インバータＩＶは、モータジェネレータ２０の各相に交流電圧を印加するための電力変換回路である。

上記インバータＩＶや昇圧コンバータＣＶは、制御装置２４によって操作される。制御装置２４は、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを備える車載高圧システムから絶縁された車載低圧システムを構成するものであり、低圧バッテリ２２を電源とする。

上記高圧バッテリ１０ａの正極と昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子との間の電気経路Ｌ１には、高電位側リレー３０が備えられている。また、高圧バッテリ１０ｂの正極と昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子との間の電気経路Ｌ２には、高電位側リレー３４が備えられている。更に、高圧バッテリ１０ａの負極及び昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子間を接続する電気経路と、高圧バッテリ１０ｂの負極及び昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子間を接続する電気経路とは、互いに共有されて且つ、この共有された電気経路Ｌ３には、これを開閉する低電位側リレー３２が接続されている。これら高電位側リレー３０，３４及び低電位側リレー３２は、アナログ形リレーとしてもよい。詳しくは、例えば可動鉄心形リレー等の電磁形リレーとしてもよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれの負極と車載電力変換回路（昇圧コンバータＣＶ）との接続経路を共有化して且つ、共有化された接続経路を開閉する低電位側リレー３２を備えた。これにより、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれの負極と車載電力変換回路（昇圧コンバータＣＶ）との接続経路の数や、この経路を開閉する開閉器の数を低減することができる。

（２）高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれの電極のうち車載電力変換回路との接続経路が共有化されていない側の電気経路を開閉する高電位側リレー３０，３４を備えた。これにより、高圧バッテリ１０ａのみを電力変換回路に接続する状態、高圧バッテリ１０ｂのみを電力変換回路に接続する状態、及び高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの双方を電力変換回路に接続する状態をそれぞれ実現することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図２に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図２において、先の図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、低電位側リレー３２に並列に、プリチャージ用リレー３６及びプリチャージ用抵抗体３８が接続されている。このため、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの負極及び昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子間を接続する電気経路のうち、低電位側リレー３２を備える電気経路の抵抗値よりも、プリチャージ用リレー３６及びプリチャージ用抵抗体３８を備える電気経路の抵抗値の方が大きくなる。これにより、コンデンサＣｉ，Ｃｏの充電電圧がゼロ程度である場合に高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの少なくとも一方と昇圧コンバータＣＶとを接続する際、プリチャージ用リレー３６を用いることで、大電流が流れることを回避することができる。ちなみに、これらの接続の際、低電位側リレー３２を用いる場合には、大電流が流れ、低電位側リレー３２が溶着するおそれがある。

すなわち、昇圧コンバータＣＶと接続する際には、まず、高電位側リレー３０，３４の少なくとも一方を閉操作するとともに、低電位側リレー３２を開操作した状態でプリチャージ用リレー３６を閉操作する。これにより、高圧バッテリ１０ａや高圧バッテリ１０ｂと昇圧コンバータＣＶとを接続する電気経路の抵抗値を大きくすることができ、ひいては高圧バッテリ１０ａや高圧バッテリ１０ｂからコンデンサＣｉへ（更には、フリーホイールダイオードＤｕｐを介してコンデンサＣｏへ）と流れる電流を抑制することができる。そして、コンデンサＣｉ、Ｃｏが所定以上充電された後に低電位側リレー３２をオンし、プリチャージ用リレー３６をオフすることで、高圧バッテリ１０ａや高圧バッテリ１０ｂと昇圧コンバータＣＶとを低抵抗で接続することが可能となる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（３）低電位側リレー３２の迂回経路を、プリチャージ用リレー３６及びプリチャージ用抵抗体３８を備えて構成した。これにより、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを昇圧コンバータＣＶに接続する際に大電流が流れることを回避することができる。更に、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのいずれを昇圧コンバータＣＶに接続するに際しても、単一のプリチャージ用リレー３６及びプリチャージ用抵抗体３８によって、コンデンサＣｉ，Ｃｏのプリチャージを行うことができるため、部品点数の増加を抑制することもできる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図３に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図３において、先の図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高電位側リレー３０に並列に、プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用抵抗体４２が接続されている。このため、高圧バッテリ１０ａの正極及び昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子間を接続する電気経路のうち、高電位側リレー３０を備える電気経路の抵抗値よりも、プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用抵抗体４２を備える電気経路の抵抗値の方が大きくなる。

また本実施形態では、高電位側リレー３４に並列に、プリチャージ用リレー４４及びプリチャージ用抵抗体４６が接続されている。このため、高圧バッテリ１０ｂの正極及び昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子間を接続する電気経路のうち、高電位側リレー３４を備える電気経路の抵抗値よりも、プリチャージ用リレー４４及びプリチャージ用抵抗体４６を備える電気経路の抵抗値の方が大きくなる。

これにより、コンデンサＣｉ，Ｃｏの充電電圧がゼロ程度である場合に高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの少なくとも一方と昇圧コンバータＣＶとを接続する際、大電流が流れることを回避することができる。

更に、上記構成によれば、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのいずれか一方と昇圧コンバータＣＶとが接続された状態において、いずれか他方を昇圧コンバータＣＶに接続するに際して、いずれか一方といずれか他方との間に過度の電流が流れることを回避することもできる。すなわち、上記いずれか他方を昇圧コンバータＣＶに接続するに際し高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの電圧が互いに相違する場合、電圧の高い方から電圧の低い方へと電流が流れると考えられる。この際の電流は、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの電圧差によっては過度に大きくなり得るおそれがある。これに対し、上記構成では、いずれか他方を昇圧コンバータＣＶに接続するに際し、プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用リレー４４のうちの対応する方を閉状態とすることで、高圧バッテリ１０ａ及び高圧バッテリ１０ｂ間を接続する電気経路の抵抗値を高くする。これにより、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂ間を流れる電流を抑制することができる。そして、この電流が収まった後には、高電位側リレー３０及び高電位側リレー３４のうち対応する方を閉状態として且つ、上記プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用リレー４４のうちの対応する方を開状態とすることで、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂと昇圧コンバータＣＶとを低抵抗の電気経路にて接続することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（４）高電位側リレー３０の迂回経路を、プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用抵抗体４２を備えて構成して且つ、高電位側リレー３４の迂回経路を、プリチャージ用リレー４４及びプリチャージ用抵抗体４６を備えて構成した。これにより、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのいずれか一方と昇圧コンバータＣＶとが接続された状態で、いずれか他方と昇圧コンバータＣＶとを接続するに際し、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂ間を大電流が流れることを好適に抑制することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図４に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図４において、先の図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａの負極及び高圧バッテリ１０ｂの負極と、低電位側の出力線（電気経路Ｌ３）との電気的な接続を遮断するためのサービスプラグ４８が設けられている。サービスプラグ４８は、メンテナンス時において作業を安全に行う等の目的で高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを絶縁するための安全開閉器である。サービスプラグ４８は、手動で開閉操作することが可能な開閉器となっている。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果や先の第２の実施形態の上記（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（５）高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの双方の負極と低電位側の出力線とが単一のサービスプラグ４８によって電気的に開閉される構成とすることで、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを簡易に絶縁することができ、ひいては作業性が向上する。また、単一のサービスプラグ４８を用いることで、部品点数の増加を抑制することもできる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図５において、先の図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂと昇圧コンバータＣＶとを接続する共通の電気経路Ｌ３を流れる電流を検出する電流センサ５０を備える。電流センサ５０による電流の検出値は、制御装置２４に取り込まれる。これにより、制御装置２４では、単一の電流センサ５０を用いることで、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの少なくとも一方と昇圧コンバータＣＶとが接続されている状況下、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの充放電電流を検出することができる。

すなわち、高圧バッテリ１０ａのみが昇圧コンバータＣＶに接続される場合には、高圧バッテリ１０ａの充放電電流を電流センサ５０によって検出することができる。また、高圧バッテリ１０ｂのみが昇圧コンバータＣＶに接続される場合には、高圧バッテリ１０ｂの充放電電流を電流センサ５０によって検出することができる。更に、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの双方が昇圧コンバータＣＶに接続される場合には、これらの充放電電流の合計値を、電流センサ５０によって検出することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果や先の第２の実施形態の上記（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（６）高圧バッテリ１０ａと高圧バッテリ１０ｂとで共有化された電気経路Ｌ３を流れる電流を検出する電流センサ５０を更に備えた。これにより、部品点数の増加を抑制しつつも、高圧バッテリ１０ａ、１０ｂを流れる電流を検出することができる。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第５の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図６において、先の図５に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａと昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子とを接続する電気経路Ｌ１と、高圧バッテリ１０ｂと昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子とを接続する電気経路Ｌ２とのそれぞれの電流を検出する電流センサ５２，５４を更に備える。これにより、昇圧コンバータＣＶが高圧バッテリ１０ａ及び高圧バッテリ１０ｂの双方に接続される状況下、高圧バッテリ１０ａの充放電電流と、高圧バッテリ１０ｂの充放電電流とを各別に検出することができる。

このように、電流センサ５２、５４を備える場合にあっては、電流センサ５２，５４間の特性ずれを補償すべく、高圧バッテリ１０ａの充放電電流を検出する手段と高圧バッテリ１０ｂの充放電電流を検出する手段とをそれぞれ２個ずつ設ける構成が望まれる。しかし、この場合、充放電電流の検出手段が合計４個必要となる。これに対し、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａと高圧バッテリ１０ｂとで共有される電気経路Ｌ３に流れる電流を検出する電流センサ５０を備えることで、電流センサ５０を用いて電流センサ５２，５４の特性ずれを補償することができる。このため、充放電電流の検出手段の数を３個に低減することができる。

（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図７に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図７において、先の図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂに加えて、高圧バッテリ１０ｃを更に備える。そして、高圧バッテリ１０ｃの正極を、電気経路Ｌ４を介して昇圧コンバータＣＶの高電位側入力端子に接続し、また、電気経路Ｌ４を開閉する高電位側リレー５６を備える。そして、高圧バッテリ１０ｃの負極と昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子とを接続する電気経路と、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれの負極及び昇圧コンバータＣＶの低電位側入力端子間を接続する電気経路とを共有化し、これを電気経路Ｌ３とする。

（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図８に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図８において、先の図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、高圧バッテリ１０ａを、複数個の電池セル毎にグループ化して、ブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａとする。また、高圧バッテリ１０ｂを、複数個の電池セル毎にグループ化して、ブロックＢ０ｂ〜Ｂ６ｂとする。ここで、ブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａのそれぞれと、対応するブロックＢ０ｂ〜Ｂ６ｂのそれぞれとは、同一個数の電池セルにて構成されるものとする。

本実施形態では、上記ブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａ、Ｂ０ｂ〜Ｂ６ｂの電圧を検出すべく、マルチプレクサＭＰＸと、一対のフライングキャパシタ６０，６２と、これらフライングキャパシタ６０，６２の両端の電圧を検出するための一対の差動増幅回路７０，７２と、フライングキャパシタ６０，６２のそれぞれと差動増幅回路７０，７２のそれぞれとの間を開閉するスイッチ６４，６６，６８と、差動増幅回路７０，７２の出力をディジタルデータに変換して上記制御装置２４に出力するアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器７４）とを備えている。ここで、マルチプレクサＭＰＸは、ブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａ、Ｂ０ｂ〜Ｂ６ｂのうちの任意の２つをフライングキャパシタ６０，６２に選択的に接続するためのものである。

こうした構成によれば、ブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａの電圧とＢ０ｂ〜Ｂ６ｂの電圧との双方を、差動増幅回路７０，７２にて検出することができる。すなわち、例えば、マルチプレクサＭＰＸを操作して、ブロックＢ６ａ，Ｂ４ａとフライングキャパシタ６０，６２とを接続することでフライングキャパシ６０，６２を充電する。次に、ブロックＢ６ａ，Ｂ４ａとフライングキャパシタ６０，６２とを遮断した後、スイッチ６４，６６，６８をオンすることで、差動増幅回路７０，７２にてフライングキャパシタ６０，６２の充電電圧を検出する。これにより、ブロックＢ６ａ，Ｂ４ａの両端の電圧を検出することができる。同様に、ブロックＢ６ｂ，Ｂ４ｂの両端の電圧についても、フライングキャパシタ６０，６２への充電処理を介して、差動増幅回路７０，７２によって検出することができる。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果や先の第２の実施形態の上記（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（７）高圧バッテリ１０ａを構成するブロックＢ０ａ〜Ｂ６ａの電圧と、高圧バッテリ１０ｂを構成するブロックＢ０ｂ〜Ｂ６ｂの電圧とのそれぞれを検出する手段を、互いに共有した。これにより、部品点数の増加を抑制することができる。特に、本実施形態では、電圧検出手段（フライングキャパシタ６０，６２及び差動増幅回路７０，７２）の数を、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを構成するブロックの数（ここでは、７個）よりも小さくした。この場合、電圧検出手段を共有化しないこととすると、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのそれぞれ毎に、マルチプレクサと電圧検出手段とを備える必要が生じる。これに対し、電圧検出手段を共有することで、他に新たな部品を追加することなく電圧検出手段の数を半減させることができる。

また、高圧バッテリ１０ａと高圧バッテリ１０ｂとで各別の電圧検出手段を備える場合には、これら検出手段の個体差等に起因して、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを同一の状態としたい場合であっても、これを同一の状態にすることが困難となる。詳しくは、例えば上記電圧検出手段によって検出される開放端電圧に基づき容量を推定する場合、上記個体差等に起因して、互いの容量を高精度に同一化することが困難となるおそれがある。そしてこうした問題を回避するためには、電圧検出手段の個体差等が極めて小さくなるように設計しなければならなくなる。この点、本実施形態では、電圧検出手段を共有化することで、こうした問題を回避することもできる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第４の実施形態では、高圧バッテリ１０ａと高圧バッテリ１０ｂとのそれぞれの負極と電気経路Ｌ３との間を遮断すべくサービスプラグを備えたがこれに限らない。例えば、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの双方の中間の電位でこれらを分離すべくサービスプラグを設けてもよい。

・上記第４〜第８の実施形態において、先の第３の実施形態によるように、プリチャージ用抵抗体３８及びプリチャージ用リレー３６に代えて、プリチャージ用抵抗体４２，４６及びプリチャージ用リレー４０，４４を備えてもよい。

・上記第４〜第８の実施形態において、先の第１の実施形態によるように、プリチャージ用抵抗体３８及びプリチャージ用リレー３６を削除してもよい。

・上記第２の実施形態において、プリチャージ後に用いる低抵抗経路としては、低電位側リレー３２を備える経路からなるものに限らない。例えば、低電位側リレー３２を備える経路と、プリチャージ用リレー３６及びプリチャージ用抵抗体３８を備える経路との双方であってもよい。

・上記第３の実施形態において、プリチャージ用リレー４０及びプリチャージ用抵抗体４２と、プリチャージ用リレー４４及びプリチャージ用抵抗体４６とのいずれか一方を削除してもよい。この場合であっても、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂのうちプリチャージ用リレーに正極が接続される方によってコンデンサＣｉ，Ｃｏをプリチャージするようにすれば、プリチャージに際して大電流が流れることを回避することができる。また、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂの一方とコンバータＣＶとが接続された状態で、いずれか他方と昇圧コンバータＣＶを接続するに際し、プリチャージ用リレーを閉状態とし、且つ高電位側リレー３０，３４のうちこれに並列接続される方をオフすることで、先の第３の実施形態に準じた効果を得ることができる。

・上記第８の実施形態では、高圧バッテリ１０ａ，１０ｂを構成するブロックの電圧を検出対象としたが、これに限らず、電池セル１２の電圧を検出対象としてもよい。

・上記第８の実施形態において、フライングキャパシタ及び差動増幅回路の数は、２個に限らず、例えば１個でもよい。

・高圧バッテリ１０ａ，１０ｂ等のブロック電圧を検出する手段としては、上記第８の実施形態において例示したように、差動増幅回路７０，７２及びフライングキャパシタ６０，６２を備えるものに限らない。例えば、ブロック電圧を分圧する抵抗体と、分圧された電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器とを備えるものであってもよい。

・高圧バッテリの状態を監視する監視手段としては、先の第８の実施形態にて例示したように電圧値を検出するものに限らない。例えば、各電池セルが過度の充電状態（過充電状態）や、過度の放電状態（過放電状態）にあるか否かを監視する手段であってもよい。ここで、例えば過放電状態であるか否かを判断する手段は、電池セルの電圧と閾値電圧との大小を比較する比較手段を備えて構成することができる。

・上記各実施形態では、高圧バッテリの負極側と電力変換回路とを接続する接続経路を共有化したが、これに限らず、正極側と電力変換回路とを接続する接続経路を共有化してもよい。

・高圧バッテリの数としては、２個又は３個に限らず、４個以上であってもよい。この場合であっても、複数の高圧バッテリのうちの２つの正極及び負極のいずれかと車載電力変換回路との接続経路を共有化することで、部品点数を低減することができる。ただし、上記各実施形態にて例示したように、複数の高圧バッテリの正極及び負極のいずれか一方の電極と車載電力変換回路とを接続する接続経路を、全高圧バッテリ間で共有化することが望ましい。この場合、高圧バッテリの数Ｎを用いて、先の第３の実施形態のように、高圧バッテリの各正極にプリチャージ用リレーを備える場合には、リレーの総数は、「２Ｎ＋１」となる一方、先の第２の実施形態のように、プリチャージ用リレーを全高圧バッテリ間で共有する場合には、リレーの総数は、「Ｎ＋２」となる。これに対し、電気経路Ｌ３及びこれを開閉するリレーを共有化しない場合には、リレー総数が「３Ｎ」となる。

・高圧バッテリ１０ａ〜１０ｃに接続される電力変換回路としては、上記昇圧コンバータＣＶに限らない。例えば、昇圧コンバータＣＶを備えることなく、高圧バッテリ１０ａ〜１０ｃにインバータＩＶの入力端子を直接接続してもよい。また、上記電力変換回路は、高圧バッテリ１０ａ〜１０ｃの電力を降圧して低圧バッテリ２２に供給する降圧コンバータであってもよい。

・上記各実施形態では、車両の外部の電力供給源によって充電可能なプラグインハイブリッド車に本発明を適用したが、これに限らず、例えば外部の電力供給源による充電ができないハイブリッド車や、電気自動車等に本発明を適用してもよい。

・その他、昇圧コンバータＣＶやインバータＩＶの構成としては、上記各実施形態にて例示したものに限らない。

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…高圧バッテリ、２２…低圧バッテリ、３０，３４，５６…高電位側リレー、３６…低電位側リレー、３６，４０，４４…プリチャージ用リレー、３８，４２，４６…プリチャージ用抵抗体。

Claims (8)

1. 複数の電池のそれぞれから車載電力変換回路に電力を供給可能とする車載電源装置において、
   前記複数の電池のうちの２つの電池の正極及び負極のいずれかと前記車載電力変換回路との接続経路を共有化して且つ、該共有化された接続経路を開閉する開閉器を備えたことを特徴とする車載電源装置。
2. 前記車載電力変換回路の入力端子には、キャパシタが接続され、
   前記共有化された接続経路は、低抵抗経路と高抵抗経路とを備え、
   前記低抵抗経路には、これを開閉する低抵抗用開閉器が備えられ、
   前記高抵抗経路には、これを開閉する高抵抗用開閉器が備えられることを特徴とする請求項１記載の車載電源装置。
3. 前記２つの電池のいずれか他方の電極のうちの少なくとも一方と前記車載電力変換回路との接続経路は、低抵抗経路と高抵抗経路とを備え、
   前記低抵抗経路には、これを開閉する低抵抗用開閉器が備えられ、
   前記高抵抗経路には、これを開閉する高抵抗用開閉器が備えられることを特徴とする請求項１記載の車載電源装置。
4. 前記２つの電池同士で、サービスプラグを共有化したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載電源装置。
5. 前記電池は、電池セルの直列接続体としての組電池であり、
   単一の電池セル及び隣接する複数の電池セルのいずれかである単位電池の状態を監視する監視手段を更に備えて且つ、前記接続経路が共有された一対の組電池のそれぞれを構成する単位電池の状態を監視する監視手段が共有化されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載電源装置。
6. 前記監視手段は、前記単位電池の電圧を検出する手段であることを特徴とする請求項５記載の車載電源装置。
7. 前記共有化された接続経路を流れる電流を検出する電流検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車載電源装置。
8. 前記２つの電池のいずれか他方の電極のそれぞれと前記車載電力変換回路との接続経路を開閉する手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車載電源装置。

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