JP2011072096A - 車両用の電源装置及びこの電源装置を搭載する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を走行している状態で、電池から車両側負荷までの接続異常を確実に、しかも正確に検出する。
【解決手段】車両用の電源装置は、複数の電池２を直列に接続している走行用バッテリ１と、走行用バッテリ１の電流を検出する電流検出回路３と、走行用バッテリ１の電圧を検出する電圧検出回路４と、車両の速度を検出する速度検出回路５と、電流検出回路３で検出される検出電流と、電圧検出回路４で検出される検出電圧から走行用バッテリ１と直列に接続される直列インピーダンスを検出するインピーダンス検出回路６と、インピーダンス検出回路６で検出される直列インピーダンスと、速度検出回路５で検出される車両の速度から、電池２から車両側の負荷５０までの接続異常を判定する判定回路７とを備えている。電源装置は、判定回路７が、車両の速度に対する直列インピーダンスから、走行用バッテリ１と車両側の負荷５０との間の接続異常を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッドカーや電気自動車に搭載されて、車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置と、この電源装置を搭載する車両に関する。

電動車両を走行させるモータに電力を供給する電源装置は、出力を大きくするために出力電圧を高くする必要がある。出力電圧がバッテリの電圧と電流の積に比例するからである。たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を１００Ｖ〜３００Ｖと極めて高くしている。

多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている車両用の電源装置は、製造コストが相当に高くなることから、いかに寿命を長くできるかが極めて大切である。電源装置の寿命が電動車両のランニングコストを特定するからである。また、大電流で充放電されることから安全性をいかに高くできるかも大切である。電池の寿命を長くするために、各々の電池の電圧を検出して、電池の過充電や過放電を防止しながら充放電する電源装置は開発されている。（特許文献１参照）

この特許文献に記載される車両用の電源装置は、各々の電池を保護しながら充放電できる。しかしながら、この電源装置は、電池の接続部や電池を車両側の負荷に接続している出力ラインの故障を正確に判定できない。車両用の電源装置は、車両側の負荷であるモータに大電流を流して車両を加速し、また、車両の減速時には回生制動によって電池を充電するので、電池の接続部や出力ラインに極めて大きな電流が流れる。車両用の電源装置は、その出力電圧と出力電流の積でモータの出力が特定されることから、モータの出力が大きくなるにしたがって出力電流が大きくなり、出力電流が１００Ａを超えることもある。大電流が流れる電池の接続部や出力ラインは、大電流に耐える構造としているが、経時的に接触抵抗が大きくなって接続異常などの故障を起こすことがある。とくに、車両用の電源装置は、走行によって振動される環境で使用されることから、経時的に全ての接続部を低抵抗な状態に保持するのが極めて難しい。さらに、困ったことに、接続異常によって接触抵抗が大きくなると、その電気抵抗と電流の二乗の積に比例して電力損失が大きくなることから、発熱などの弊害も発生する。

特開２００６−１４４８０号公報

接続異常によって接続部の接触抵抗が大きくなる状態は、電池に大電流を流して電圧と電流を検出し、検出する電圧と電流から、電池に直列に接続される直列インピーダンスを演算して判定できる。しかしながら、電源装置を車両に搭載する状態で直列インピーダンスを検出するには、車両を整備工場に搬入して、電源装置に負荷を接続し、大電流を流して電流と電圧を検出して判定する必要があり、車両を走行している状態では検出できない。走行状態で接続異常を検出できない電源装置は、ドライバーが走行状態に異常を感じるまで判定できない。異常を感じて整備工場に入庫するからである。ドライバーが車両の走行状態に異常を感じるのは、接続異常は相当に進行した状態であるから、初期の接続異常を検出できない。

本発明は、さらに以上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、車両を走行している状態において、電池から車両側負荷までの接続異常を確実に検出できる車両用の電源装置とこの電源装置を搭載する車両を提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、車両を走行させる状態でわずかな接続異常を正確に検出できる車両用の電源装置とこの電源装置を搭載する車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の車両用の電源装置は、複数の電池２が直列に接続され、かつ車両側の負荷５０に電力を供給する走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１と負荷５０との電流を検出する電流検出回路３と、走行用バッテリ１の電圧を検出する電圧検出回路４と、車両の速度を検出する速度検出回路５と、電流検出回路３で検出される検出電流と、電圧検出回路４で検出される検出電圧から走行用バッテリ１と直列に接続される直列インピーダンスを検出するインピーダンス検出回路６と、このインピーダンス検出回路６で検出される直列インピーダンスと、速度検出回路５で検出される車両の速度から、電池２から車両側の負荷５０までの接続異常を判定する判定回路７とを備えている。電源装置は、判定回路７が、車両の速度に対する直列インピーダンスから、走行用バッテリ１と車両側の負荷５０との間の接続異常を判定する。

以上の車両用の電源装置は、車両を走行する状態にあって、電池から車両側負荷までの接続異常を確実に検出できる特徴がある。それは、車両を走行させる状態で車両の速度を検出すると共に、この状態で電池の電圧と電流から直列インピーダンスを検出し、車両の速度に対する直列インピーダンスを設定値に比較して、接続異常を判定するからである。電池の接続部や出力ラインの一部に接続異常があると、車両が走行して振動を受ける状態で接続異常を起こしている部分のインピーダンスが増加する。それは、振動によって接続異常を起こしている接触部分が相対的に振動し、接点のチャタリングに近似する状態となって低抵抗な状態で連続して接触しなくなるからである。以上の電源装置は、電池に流れる電流と電池電圧のみでなく、車両の速度も検出し、速度に対する直列インピーダンス、すなわち振動に対する直列インピーダンスから接続異常を検出するので、電池の接続部や出力ラインの接続異常を正確に検出できる特徴がある。

また、以上の電源装置は、車両を走行させる状態で、すなわち車両を振動させる状態で、電圧と電流から直列インピーダンスを検出して接続異常を判定するので、わずかな接続異常、すなわち初期の接続異常をも正確に検出できる特徴がある。それは、静止状態では低抵抗な状態で接続される初期の接続異常も、振動によって連続して低抵抗な状態で接触できなくなって直列インピーダンスが大きくなるからである。

本発明の車両用の電源装置は、判定回路７が、接続異常を判定する設定速度と、設定インピーダンスを記憶して、速度検出回路５で検出される車両の速度が設定速度において、直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定することができる。
以上の電源装置は、簡単かつ正確に電池や出力ラインの接続異常を検出できる特徴がある。それは、車両が設定速度で走行する状態、すなわち車両が所定の振動を受ける状態での直列インピーダンスから接続異常を検出するからである。さらに、以上の電源装置は、特定の速度で走行して振動が大きくなる共振速度において、直列インピーダンスを検出することでより正確に初期の接続異常を検出できる特徴がある。車両は、速度が増加するにしたがって振動は大きくなるが、速度に対して振動は必ずしも直線的には増加せず、特定の速度で大きく振動する共振速度がある。たとえば、時速１００ｋｍを共振速度とする車両にあっては、この共振速度で直列インピーダンスを検出することで、大きな振動状態として、初期の接続異常をより正確に検出できる特徴がある。振動は、車両の速度が高くなるにしたがって大きくなるので、速度が速い状態で検出することで、より初期の接続異常を検出できる。ただ、接続異常を検出する速度を速くするほど、その速度で走行する頻度が低下して、接続異常を検出できる割合が少なくなる。共振速度で接続異常を検出する電源装置は、走行速度を低くしながら接続異常を検出できるので、接続異常を検出できる割合を多くしながら、初期の接続異常を正確に検出できる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、判定回路７が、接続異常を判定する複数の設定速度と、各々の設定速度における設定インピーダンスを記憶して、速度検出回路５で検出される車両の速度がいずれかの設定速度において、検出される直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定することができる。
以上の電源装置は、より安定して速やかに電池や出力ラインの接続異常を検出できる特徴がある。それは、車両が異なる速度で走行する状態において、各々の速度で接続異常を検出できるからである。

本発明の車両用の電源装置は、判定回路７が、設定速度で設定インピーダンスを特定する関数を記憶して、速度検出回路５で検出される車両の速度における直列インピーダンスが、関数で特定される直列インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定することができる。
以上の電源装置は、より速やかに接続異常を検出できる特徴がある。それは、車両が走行する全ての速度における直列インピーダンスから接続異常を検出できるからである。

本発明の車両用の電源装置は、電圧検出回路４を、走行用バッテリ１のトータル電圧を検出する回路として、インピーダンス検出回路６が、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出して、判定回路７が走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。
以上の電源装置は、走行用バッテリ全体の接続異常、言い換えると走行用バッテリのいずれかの部分で発生する接続異常を検出できる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ１と直列にヒューズ１０を接続し、電圧検出回路４を、ヒューズ１０を含む走行用バッテリ１のトータル電圧を検出する回路として、インピーダンス検出回路６が、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出して、判定回路７がヒューズ１０を含む走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。
以上の電源装置は、ヒューズの接続部を含む走行用バッテリ全体の接続異常を検出できる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ１と直列にリレー１１を接続し、電圧検出回路４を、リレー１１を含む走行用バッテリ１のトータル電圧を検出する回路として、インピーダンス検出回路６が、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出して、判定回路７がリレー１１を含む走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。
以上の電源装置は、走行用バッテリ全体の接続異常に加えて、電池と直列に接続しているリレーの接続部の接続異常をも検出できる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ１と直列に安全プラグ１２を接続し、電圧検出回路４を、安全プラグ１２を含む走行用バッテリ１のトータル電圧を検出する回路として、インピーダンス検出回路６が、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出して、判定回路７が安全プラグ１２を含む走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。
以上の電源装置は、走行用バッテリ全体の接続異常に加えて、電池と直列に接続している安全プラグの接続部の接続異常をも検出できる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、電圧検出回路４を、直列に接続している各々の電池２の電圧を検出する回路として、インピーダンス検出回路６が、各々の電池２の直列インピーダンスを検出し、判定回路７が各々の電池２の接続異常を検出することができる。
以上の電源装置は、接続異常を起こしている走行用バッテリの接続部を特定できるので、走行用バッテリのメンテナンスを簡単にできる特徴がある。

本発明の車両用の電源装置は、判定回路７が、電池２の電流が設定値よりも大きい状態で、車両の速度に対する直列インピーダンスから接続異常を判定することができる。
以上の電源装置は、電池に流れる電流が設定値よりも大きい状態で接続異常を検出するので、初期の接続異常をも速やかに、しかも確実に検出できる特徴がある。

本発明の車両は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の車両用の電源装置を搭載している。
この車両は、走行している状態において、搭載している電源装置の電池から車両側負荷までの接続異常を確実に、しかも正確に検出できるので、安心して安全に使用できる特徴がある。

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置のブロック回路図である。 車両の速度で設定インピーダンスを特定する関数の一例を示す図である。 電池の接続部の直列インピーダンスを検出する状態を示す等価回路図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を搭載する車両の一例を示す概略図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を搭載する車両の他の一例を示す概略図である。

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とこの電源装置を搭載する車両を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置と車両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に示す車両用の電源装置は、複数の電池２を直列に接続して車両側の負荷５０に電力を供給する走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１と負荷５０との電流を検出する電流検出回路３と、走行用バッテリ１の電圧を検出する電圧検出回路４と、車両の速度を検出する速度検出回路５と、電流検出回路３で検出される検出電流と、電圧検出回路４で検出される検出電圧から走行用バッテリ１と直列に接続される直列インピーダンスを検出するインピーダンス検出回路６と、このインピーダンス検出回路６で検出されるインピーダンスと、このインピーダンス検出回路６で検出される直列インピーダンスと、速度検出回路５で検出される車両の速度から、電池２から車両側の負荷５０までの接続異常を判定する判定回路７とを備える。

走行用バッテリ１は、複数の二次電池２を直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池２はリチウムイオン電池、又はニッケル水素電である。ただし、二次電池には充電できる全ての電池を使用できる。走行用バッテリ１は、直列に接続する二次電池２の個数で出力電圧を調整している。走行用バッテリ１は、たとえば出力電圧を１００Ｖ〜３００Ｖとするように二次電池２を直列に接続している。

電流検出回路３は、走行用バッテリ１に流れる電流を検出する。この電流検出回路３は、走行用バッテリ１と直列に接続している電流検出抵抗１３と、この電流検出抵抗１３の両端に誘導される電圧を増幅するアンプ１４と、アンプ１４の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１５と、Ａ／Ｄコンバータ１５の出力から走行用バッテリ１の電流を演算する演算回路１６とを備えている。この電流検出回路３は、走行用バッテリ１の電流を検出して、検出する電流信号を出力する。電流検出抵抗１３に誘導される電圧は、放電電流と充電電流とで正負の極性が判定される。電流検出抵抗１３に誘導される電圧の極性で、充電電流と放電電流を判別できる。Ａ／Ｄコンバータ１５は、所定のサンプリング周期で、走行用バッテリ１の電流を検出する。Ａ／Ｄコンバータ１５のサンプリング周期は、たとえば１００μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃとする。演算回路１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から入力されるデジタル信号を演算して、走行用バッテリ１の電流を検出する。演算回路１６は、走行用バッテリ１の平均電流と瞬間電流を演算する。平均電流を演算する時間帯は、サンプリング周期の複数倍であって、たとえば０．５ｓｅｃ〜３ｓｅｃとする。また、演算回路１６は、Ａ／Ｄコンバータ１５から入力されるデジタル信号を平均することなく演算して瞬間電流を演算する。

電圧検出回路４は、走行用バッテリ１を構成する各々の電池２の電圧を検出し、さらに走行用バッテリ１のトータル電圧も検出する。電圧検出回路４も、検出する電圧をＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でデジタル信号に変換して出力する。電池２の電圧は、電流によって変化する。したがって、電圧検出回路４は、電流検出回路３が電流を検出するタイミングに同期して、電池２の電圧を検出し、さらに検出する電池２の電圧も、電流と同じ時間帯における平均電圧と瞬間電圧として検出する。たとえば、電流検出回路３が０．５ｓｅｃ〜２ｓｅｃの時間帯における平均電流を検出する装置にあっては、電圧検出回路４も同じ時間帯で電池２の平均電圧を検出する。平均電圧は、平均電流を演算する時間帯に同期して、同じ時間帯においてＡ／Ｄコンバータから入力される電圧信号を演算回路（図示せず）で加算平均して演算される。瞬間電圧は、Ａ／Ｄコンバータから出力されるタイミング、すなわちＡ／Ｄコンバータのサンプリング周期で検出される。

電圧検出回路４は、電流検出回路３が電流を検出するタイミングに同期して電圧を検出するが、必ずしも電流の検出タイミングに完全に同期して検出する必要はなく、ほぼ同期して、たとえば１００ｍｓｅｃ以下の時間はずれて検出することができる。この電圧検出回路は、複数の電池電圧をマルチプレクサで切り換えて順番に検出することができる。また、マルチプレクサで切り換えて、電圧と電流の両方をひとつのＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して電圧と電流を検出することもできる。

電圧検出回路４は、瞬間電圧と平均電圧を所定の周期で検出する。したがって、電圧検出回路４は、車両側の負荷５０に電流が流れない状態の電圧と、負荷５０に電流が流れる状態における電圧の両方を検出する。

速度検出回路５は、車両側から入力される車速パルスで車両の速度を検出する。車両は、速度に比例する車速パルスを車両ＥＣＵ６０から出力している。車速パルスは、車両の速度が速くなるにしたがって時間間隔が小さくなる。すなわち、速度に比例して単位時間に出力する車速パルスの数が多くなる。したがって、速度検出回路５は、車両ＥＣＵ６０から単位時間に入力される車速パルスをカウントして車両の速度を検出する。

インピーダンス検出回路６は、電流検出回路３から入力される電流値と、電圧検出回路４から入力される電圧から直列インピーダンスを演算する。直列インピーダンス（Ｒ）は、車両側の負荷５０に電流が流れない状態の無負荷電圧（Ｅ１）と、車両側の負荷５０に電流が流れる負荷電圧（Ｅ２）の電圧差と、負荷状態における電流値（Ｉ）から以下の式で演算される。車両側の負荷５０に電流が流れているかどうかは、電流検出回路３で検出される電流値から判定できる。
Ｒ＝（Ｅ１−Ｅ２）／Ｉ

インピーダンス検出回路６は、平均電圧と平均電流から平均直列インピーダンスを演算し、また瞬間電圧と充電電流から瞬間直列インピーダンスを演算する。さらにインピーダンス検出回路６は、ヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２とを含む走行用バッテリ１のトータル電圧から直列インピーダンスを検出し、さらに、各々の電池２の電圧と電流からは、各々の電池２の直列インピーダンスを検出する。

判定回路７は、車両の速度に対する直列インピーダンスから走行用バッテリ１と車両側の負荷５０との間の接続異常を判定する。判定回路７は、接続異常を判定する設定速度と、設定インピーダンスを記憶している。この判定回路７は、速度検出回路５で検出される車両の速度が設定速度となる状態で、インピーダンス検出回路６で検出される直列インピーダンスを設定インピーダンスに比較し、検出される直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きいと接続異常と判定する。

平均直列インピーダンスと瞬間直列インピーダンスの両方で設定インピーダンスを判定する判定回路７は、平均直列インピーダンスを比較する平均設定インピーダンスと、瞬間直列インピーダンスを比較する瞬間設定インピーダンスとを記憶している。この判定回路７は、車両の速度が設定速度となる状態で、検出される平均直列インピーダンスを平均設定インピーダンスに比較し、検出される平均直列インピーダンスが平均設定インピーダンスよりも大きいと接続異常と判定する。さらに、この判定回路７は、車両の速度が設定速度となる状態で、検出される瞬間直列インピーダンスを瞬間設定インピーダンスに比較し、検出される瞬間直列インピーダンスが瞬間設定インピーダンスよりも大きいと接続異常と判定する。この判定回路７は、平均直列インピーダンスと瞬間直列インピーダンスのいずれかが設定インピーダンスよりも大きくても接続異常と判定する。ただし、本発明の電源装置は、瞬間直列インピーダンスと平均直列インピーダンスのいずれかを設定インピーダンスに比較して接続異常と判定することもできる。

さらに、判定回路７は、接続異常を判定する複数の設定速度と、各々の設定速度における設定インピーダンスを記憶して、速度検出回路５で検出される車両の速度がいずれかの設定速度において、検出される直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定することもできる。この判定回路７も平均直列インピーダンスと、瞬間直列インピーダンスとを設定値に比較して、接続異常を判定することで接続異常を確実に検出できる。

さらにまた、判定回路７は、図２に示すように、車両の速度で設定インピーダンスを特定する関数を記憶して、速度検出回路５で検出される車両の速度における直列インピーダンスを、記憶している関数で特定される設定インピーダンスに比較して、検出される直列インピーダンスが関数で特定される設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常を判定することもできる。

判定回路７は、走行用バッテリ１のトータル電圧を検出する回路で、インピーダンス検出回路６が、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出して、走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。

図１の電源装置は、走行用バッテリ１と直列にヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２とを接続している。この電源装置は、電圧検出回路４でもって、ヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２を含む走行用バッテリ１のトータル電圧を検出し、インピーダンス検出回路６でもって、トータル電圧と電流から、走行用バッテリ１全体の直列インピーダンスを検出し、検出される直列インピーダンスから、判定回路７でもって、ヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２を含む走行用バッテリ１全体の接続異常を検出することができる。ヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２のいずれかに接続異常があると、トータルの直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きくなるからである。以上の電源装置は、ヒューズ１０とリレー１１と安全プラグ１２とを走行用バッテリ１と直列に接続しているが、これらのいずれかひとつあるいはふたつを走行用バッテリ１に接続し、走行用バッテリ１に接続しているいずれかの接続異常を検出することができる。

さらに、本発明の電源装置は、電圧検出回路４でもって直列に接続している各々の電池２の電圧を検出し、検出される電圧からインピーダンス検出回路６でもって、各々の電池２の直列インピーダンスを検出し、検出される直列インピーダンスから判定回路７でもって各々の電池２の接続異常を検出することもできる。たとえば、特定の電池２の接続部に接続異常があって、この部分のインピーダンスが大きい状態にあると、図３の等価回路に示すように、特定の電池２と直列にインピーダンスを示す抵抗１７が接続された状態となる。この状態で、インピーダンスを示す抵抗を含む電圧（Ｅ３）と電流値（Ｉ）から検出される直列インピーダンスは、接続部のインピーダンスを含む状態となる。したがって、電池電圧と電流値から検出される直列インピーダンスを設定インピーダンスに比較すると、直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きくなり、直列インピーダンスから特定の電池２の接続異常を判定できる。

さらに、判定回路７は、車両の速度に加えて、電池２の電流を考慮して直列インピーダンスから接続異常を検出することもできる。この判定回路７は、接続異常を判定する電流の設定値を記憶しており、電池２の電流が設定値よりも大きい状態で、車両が設定された速度にある状態で直列インピーダンスを検出し、検出する直列インピーダンスを設定インピーダンスに比較して接続異常を判定する。さらに、この判定回路７は、電流に対する設定インピーダンスも関数やルックアップテーブルとして記憶して、電流値によって設定インピーダンスを変化することもできる。この判定回路７は、電流が増加するにしたがって設定インピーダンスを大きくするように関数として、あるいはルックアップテーブルに記憶している。この判定回路７は、車両の速度に加えて、電池２の電流が設定値において、あるいは設定値よりも大きな状態で、検出する直列インピーダンスを設定インピーダンスに比較して接続異常を検出するのでより正確に接続異常を検出できる。

以上の車両用の電源装置は、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両に搭載されて、これらの車両の電源として使用される。

図４に、エンジン５５とモータ５２の両方で走行するハイブリッドカーに車両用の電源装置１００を搭載する例を示す。この図に示す車両ＨＶは、車両ＨＶを走行させるエンジン５５及び走行用のモータ５２と、モータ５２に電力を供給する車両用の電源装置１００と、車両用の電源装置１００の電池を充電する発電機５３とを備えている。車両用の電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ５１を介してモータ５２と発電機５３に接続している。車両ＨＶは、車両用の電源装置１００の電池を充放電しながらモータ５２とエンジン５５の両方で走行する。モータ５２は、エンジン効率の悪い領域、たとえば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ５２は、車両用の電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機５３は、エンジン５５で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、車両用の電源装置１００の電池２を充電する。

また、図５に、モータ５２のみで走行する電気自動車に車両用の電源装置１００を搭載する例を示す。この図に示す車両ＥＶは、車両ＥＶを走行させる走行用のモータ５２と、このモータ５２に電力を供給する車両用の電源装置１００と、この車両用の電源装置１００の電池を充電する発電機５３とを備えている。モータ５２は、車両用の電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機５３は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、車両用の電源装置１００の電池を充電する。

１…走行用バッテリ
２…電池
３…電流検出回路
４…電圧検出回路
５…速度検出回路
６…インピーダンス検出回路
７…判定回路
１０…ヒューズ
１１…リレー
１２…安全プラグ
１３…電流検出抵抗
１４…アンプ
１５…Ａ／Ｄコンバータ
１６…演算回路
１７…抵抗
５０…負荷
５１…ＤＣ／ＡＣインバータ
５２…モータ
５３…発電機
５５…エンジン
６０…車両ＥＣＵ
１００…電源装置
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両

Claims (11)

1. 複数の電池(2)が直列に接続され、かつ車両側の負荷(50)に電力を供給する走行用バッテリ(1)と、この走行用バッテリ(1)と負荷(50)との電流を検出する電流検出回路(3)と、走行用バッテリ(1)の電圧を検出する電圧検出回路(4)と、車両の速度を検出する速度検出回路(5)と、前記電流検出回路(3)で検出される検出電流と、前記電圧検出回路(4)で検出される検出電圧から走行用バッテリ(1)と直列に接続される直列インピーダンスを検出するインピーダンス検出回路(6)と、このインピーダンス検出回路(6)で検出されるインピーダンスと、このインピーダンス検出回路(6)で検出される直列インピーダンスと、前記速度検出回路(5)で検出される車両の速度から、前記電池(2)から車両側の負荷(50)までの接続異常を判定する判定回路(7)とを備え、
   前記判定回路(7)が、車両の速度に対する直列インピーダンスから走行用バッテリ(1)と車両側の負荷(50)との間の接続異常を判定することを特徴とする車両用の電源装置。
2. 前記判定回路(7)が、接続異常を判定する設定速度と、設定インピーダンスを記憶しており、前記速度検出回路(5)で検出される車両の速度が設定速度において、直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定する請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. 前記判定回路(7)が、接続異常を判定する複数の設定速度と、各々の設定速度における設定インピーダンスを記憶しており、前記速度検出回路(5)で検出される車両の速度がいずれかの設定速度において、検出される直列インピーダンスが設定インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定する請求項２に記載される車両用の電源装置。
4. 前記判定回路(7)が、設定速度で設定インピーダンスを特定する関数を記憶しており、前記速度検出回路(5)で検出される車両の速度における直列インピーダンスが、前記関数で特定される直列インピーダンスよりも大きい状態で接続異常と判定する請求項２に記載される車両用の電源装置。
5. 前記電圧検出回路(4)が、走行用バッテリ(1)のトータル電圧を検出する回路で、前記インピーダンス検出回路(6)が、走行用バッテリ(1)全体の直列インピーダンスを検出し、前記判定回路(7)が走行用バッテリ(1)全体の接続異常を検出する請求項１ないし４のいずれかに記載される車両用の電源装置。
6. 前記走行用バッテリ(1)と直列にヒューズ(10)を接続しており、前記電圧検出回路(4)が、ヒューズ(10)を含む走行用バッテリ(1)のトータル電圧を検出する回路で、前記インピーダンス検出回路(6)が、走行用バッテリ(1)全体の直列インピーダンスを検出して、前記判定回路(7)がヒューズ(10)を含む走行用バッテリ(1)全体の接続異常を検出する請求項１ないし５のいずれかに記載される車両用の電源装置。
7. 前記走行用バッテリ(1)と直列にリレー(11)を接続しており、前記電圧検出回路(4)が、リレー(11)を含む走行用バッテリ(1)のトータル電圧を検出する回路で、前記インピーダンス検出回路(6)が、走行用バッテリ(1)全体の直列インピーダンスを検出して、前記判定回路(7)がリレー(11)を含む走行用バッテリ(1)全体の接続異常を検出する請求項１ないし６のいずれかに記載される車両用の電源装置。
8. 前記走行用バッテリ(1)と直列に安全プラグ(12)を接続しており、前記電圧検出回路(4)が、安全プラグ(12)を含む走行用バッテリ(1)のトータル電圧を検出する回路で、前記インピーダンス検出回路(6)が、走行用バッテリ(1)全体の直列インピーダンスを検出して、前記判定回路(7)が安全プラグ(12)を含む走行用バッテリ(1)全体の接続異常を検出する請求項１ないし７のいずれかに記載される車両用の電源装置。
9. 前記電圧検出回路(4)が直列に接続している各々の電池(2)の電圧を検出する回路であって、前記インピーダンス検出回路(6)が、各々の電池(2)の直列インピーダンスを検出し、前記判定回路(7)が各々の電池(2)の接続異常を検出する請求項１ないし４のいずれかに記載される車両用の電源装置。
10. 前記判定回路(7)が、電池(2)の電流が設定値よりも大きい状態で、車両の速度に対する直列インピーダンスから接続異常を判定する請求項１ないし９のいずれかに記載される車両用の電源装置。
11. 請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用の電源装置を搭載してなる車両。

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