JP2012060838A - 電源装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態を切り替える際に機器に作用する電圧が急変するのを抑制できるようにする。
【解決手段】負極母線３５に負極側端子が接続されたバッテリ４０と、第１正極母線３６に正極側端子が接続されたバッテリ４２と，バッテリ４０，４２の正極側端子間，負極側端子間に介在するリレーＲｐ１，Ｒｐ２と、バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の負極側端子とに介在するリレーＲｓと、負極母線３５と第１正極母線３６とバッテリ４０の正極側端子が接続された第２正極母線３７とに接続された昇圧コンバータ３４と、第２正極母線３７に設けられたリレーＲｃと、を備え、インバータ３２から見たバッテリ４０，４２の接続状態を、リレーＲｃをオンとした状態で昇圧コンバータ３４によって負極母線３５と第１正極母線３６との間の電圧を調整しながら切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置およびこれを搭載する車両に関し、詳しくは、電力により作動する機器と電力のやりとりを行なう電源装置およびこれを搭載する車両に関する。

従来、この種の電源装置としては、モータを駆動するためのインバータの一方の端子に負極が接続された第１蓄電ユニットと、インバータの他方の端子に正極が接続された第２蓄電ユニットと、第１蓄電ユニットの正極と第２蓄電ユニットの正極とに介在する第１スイッチと、第１蓄電ユニットの負極と第２蓄電ユニットの負極とに介在する第２スイッチと、第１蓄電ユニットの正極と第２蓄電ユニットの負極とに介在する第３スイッチと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、第１スイッチと第２スイッチとをオンとする共に第３スイッチをオフとすることによって第１蓄電ユニットと第２蓄電ユニットとを並列接続状態にすることができ、第３スイッチをオンとすると共に第１スイッチと第２スイッチとをオフとすることによって第１蓄電ユニットと第２蓄電ユニットとを直列接続状態にすることができる。

特開２０１０−５７２８８号公報

上述の電源装置では、並列接続状態と直列接続状態とを切り替える際のスイッチのオンオフ時に、インバータに作用する電圧が急変することがある。インバータに作用する電圧が急変すると、第１蓄電ユニットや第２蓄電ユニットとインバータとの間で大きな突入電流が流れたりインバータの制御性が低下したりする可能性があるため、インバータに作用する電圧の急変はできるだけ抑制することが好ましい。

本発明の電源装置および車両は、機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態を切り替える際に機器に作用する電圧が急変するのを抑制できるようにすることを主目的とする。

本発明の電源装置および車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源装置は、
電力により作動する機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、
前記機器の負極側端子が接続された負極母線に負極側端子が接続された第１二次電池と、
前記機器の正極側端子が接続された第１正極母線に正極側端子が接続された第２二次電池と、
前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の正極側端子との接続および接続の解除を行なう第１リレーと、
前記第１二次電池の負極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第２リレーと、
前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第３リレーと、
前記第１二次電池の正極側端子が接続された第２正極母線と前記第１正極母線と前記負極母線とに接続され、前記第１正極母線と前記負極母線との間の電圧である機器電圧を前記第２正極母線と前記負極母線との間の電圧である昇圧前電圧以上で調整可能な昇圧コンバータと、
前記第２正極母線に設けられ、前記第１二次電池の正極側端子と前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なう第４リレーと、
を備えることを要旨とする。

この本発明の電源装置では、電力により作動する機器の負極側端子が接続された負極母線に負極側端子が接続された第１二次電池と、機器の正極側端子が接続された第１正極母線に正極側端子が接続された第２二次電池と、第１二次電池の正極側端子と第２二次電池の正極側端子（第１正極母線）との接続および接続の解除を行なう第１リレーと、第１二次電池の負極側端子（負極母線）と第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第２リレーと、第１二次電池の正極側端子と第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第３リレーと、第１二次電池の正極側端子が接続された第２正極母線と第１正極母線と負極母線とに接続され第１正極母線と負極母線との間の電圧である機器電圧を第２正極母線と負極母線との間の電圧である昇圧前電圧以上で調整可能な昇圧コンバータと、第２正極母線に設けられ第１二次電池の正極側端子と昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なう第４リレーと、を備える。こうしたハード構成とすることにより、機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態を切り替える際に、第４リレーをオンとした状態で昇圧コンバータによって機器電圧を調整しながら切り替えることが可能となる。したがって、機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態を切り替える際に機器電圧が急変するのを抑制することが可能となる。ここで、機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態としては、第１リレーがオンであると共に第２リレーと第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とのうち第１二次電池だけが機器に接続される状態と、第２リレーがオンであると共に第１リレーと第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とのうち第２二次電池だけが機器に接続される状態と、第３リレーがオンであると共に第１リレーと第２リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とが機器から見て直列接続となる状態と、第１リレーと第２リレーとがオンであると共に第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とが機器から見て並列接続となる状態と、のうち少なくとも一部を考えることができる。

こうした本発明の電源装置において、前記第１リレーと前記第２リレーとがオンであると共に前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て並列接続となる並列接続状態と、前記第３リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第２リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て直列接続となる直列接続状態と、を切り替える際、前記第４リレーがオンとされた状態で前記機器電圧が調整されながら切り替えられるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとを制御する切替制御手段を備える、ものとすることもできる。

この並列接続状態と直列接続状態とを切り替える際に第４リレーをオンとした状態で昇圧コンバータによって機器電圧を調整しながら切り替える態様の本発明の電源装置において、前記切替制御手段は、前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替える際、前記第４リレーがオンとされるよう該第４リレーを制御し、該第４リレーがオンとされた状態で前記第１正極母線のうち前記昇圧コンバータとの接続点よりも前記第２二次電池側である所定範囲に電流が流れなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記所定範囲に電流が流れなくなった状態で前記第１リレーと前記第２リレーとがオフとされるよう該第１リレーと該第２リレーとを制御し、該第１リレーと該第２リレーとがオフとされた状態で前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧との和以上になるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧との和以上になった状態で前記第３リレーがオンとされるよう該第３リレーを制御し、該第３リレーがオンとされた状態で前記第２二次電池の充放電が行なわれると共に前記第２正極母線に電流が流れなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第２二次電池の充放電が行なわれると共に前記第２正極母線に電流が流れなくなった状態で前記第４リレーがオフとされるよう該第４リレーを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、第３リレーをオンとしたときに機器電圧が急変するのを抑制することができる。

また、並列接続状態と直列接続状態とを切り替える際に第４リレーをオンとした状態で昇圧コンバータによって機器電圧を調整しながら切り替える態様の本発明の電源装置において、前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際、前記第４リレーがオンとされるよう該第４リレーを制御し、該第４リレーがオンとされた状態で前記第２正極母線に電流が流れると共に前記第２二次電池の充放電が行なわれなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第２正極母線に電流が流れると共に前記第２二次電池の充放電が行なわれなくなった状態で前記第３リレーがオフとされるよう該第３リレーを制御し、該第３リレーがオフとされた状態で前記機器電圧が調整されながら前記１リレーと前記第２リレーとがオンとされるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーとを制御し、該第１リレーと該第２リレーとがオンとされた状態で前記第４リレーがオフとされるよう該第４リレーを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、第１リレーや第２リレーをオンとしたときに機器電圧が急変するのを抑制することができる。この態様の本発明の電源装置において、前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際において、前記第３リレーがオフとされた後、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなった状態で前記第１二次電池の電圧が前記第２二次電池の電圧以上のときには、前記第１リレーがオンとされるよう該第１リレーを制御し、該第１リレーがオンとされ且つ前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とが等しくなった状態で前記第２リレーがオンとされるよう該第２リレーを制御する手段である、ものとすることもできる。また、前記昇圧コンバータは、前記第１正極母線に接続された第１スイッチング素子と、該第１スッチング素子と前記負極母線とに接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中間点と前記第２正極母線とに接続されたリアクトルと、を有し、前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際において、前記第３リレーがオフとされた後、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなった状態で前記第１二次電池の電圧が前記第２二次電池の電圧未満のときには、前記第２リレーがオンとされるよう該第２リレーを制御し、該第２リレーがオンとされた状態で前記第１スイッチング素子がオンで保持されるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とが等しくなった状態で前記第１リレーがオンとされるよう該第１リレーを制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明の電源装置において、前記第２二次電池は、前記第１二次電池よりも定格電圧が高い電池であり、前記第１リレーがオンであると共に前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とのうち該第１二次電池だけが前記機器に接続される第１接続状態と、前記第２リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とのうち該第２二次電池だけが前記機器に接続される第２接続状態と、前記第３リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第２リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て直列接続となる第３接続状態と、を切り替える際、前記第４リレーがオンとされた状態で前記機器電圧が調整されながら切り替えられるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとを制御する切替制御手段を備える、ものとすることもできる。

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置、即ち、基本的には、電力により作動する機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、前記機器の負極側端子が接続された負極母線に負極側端子が接続された第１二次電池と、前記機器の正極側端子が接続された第１正極母線に正極側端子が接続された第２二次電池と、前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の正極側端子との接続および接続の解除を行なう第１リレーと、前記第１二次電池の負極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第２リレーと、前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第３リレーと、前記第１二次電池の正極側端子が接続された第２正極母線と前記第１正極母線と前記負極母線とに接続され、前記第１正極母線と前記負極母線との間の電圧である機器電圧を前記第２正極母線と前記負極母線との間の電圧である昇圧前電圧以上で調整可能な昇圧コンバータと、前記第２正極母線に設けられ、前記第１二次電池の正極側端子と前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なう第４リレーと、を備える電源装置を搭載すると共に前記機器を走行用の動力を出力する装置として搭載することを要旨とする。

この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の電源装置を搭載するから、本発明の電源装置が奏する効果、例えば、機器から見た第１二次電池と第２二次電池との接続状態を切り替える際に機器電圧が急変するのを抑制することを可能にする効果などを奏することができる。

本発明の第１実施例としての電源装置を搭載した電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 目標接続状態設定用マップの一例を示す説明図である。 電子制御ユニット５０により実行される並列直列切替制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電子制御ユニット５０により実行される直列並列切替制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 並列接続状態から直列接続状態に切り替える際のリレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃのオンオフ状態とバッテリ４０，４２の充放電電流Ｉｂ１，Ｉｂ２と第２正極母線３７の電流Ｉｃと機器電圧Ｖｈとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。 直列接続状態から並列接続状態に切り替える際のリレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃのオンオフ状態とバッテリ４０，４２の充放電電流Ｉｂ１，Ｉｂ２と第２正極母線３７の電流Ｉｃと機器電圧Ｖｈとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。 第２実施例の目標接続状態設定用マップの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例としての電源装置を搭載した電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の電気自動車２０は、図示するように、例えば同期発電電動機として構成されて駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に回転子が接続されたモータ３０と、モータ３０を駆動するためのインバータ３２と、インバータ３２の負極側端子が接続された負極母線３５に負極側端子が接続されたバッテリ４０と、インバータ３２の正極側端子が接続された第１正極母線３６に正極側端子が接続されたバッテリ４２と、バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の正極側端子や第１正極母線３６との接続および接続の解除を行なうリレーＲｐ１と、バッテリ４０の負極側端子や負極母線３５とバッテリ４２の負極側端子との接続および接続の解除を行なうリレーＲｐ２と、バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の負極側端子との接続および接続の解除を行なうリレーＲｓと、負極母線３５と第１正極母線３６とバッテリ４０の正極側端子が接続された第２正極母線３７とに接続された昇圧コンバータ３４と、第２正極母線３７に設けられてバッテリ４０と昇圧コンバータ３４との接続および接続の解除を行なうリレーＲｃと、車両全体を制御する電子制御ユニット５０と、第２正極母線３７と負極母線３５とに取り付けられたコンデンサ３８と、第１正極母線３６と負極母線３５とに取り付けられたコンデンサ３９と、を備える。

バッテリ４０，４２は、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池として構成されており、第１実施例では、定格電圧が同一のもの（例えば、数百Ｖなど）を用いるものとした。

昇圧コンバータ３４は、２つのトランジスタＴ１，Ｔ２とトランジスタＴ１，Ｔ２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ１，Ｄ２とリアクトルＬとから構成されている。２つのトランジスタＴ１，Ｔ２は、それぞれ第１正極母線３６，負極母線３５に接続されており、トランジスタＴ１，Ｔ２の中間点と第２正極母線３７とにリアクトルＬが接続されている。この昇圧コンバータ３４では、トランジスタＴ１，Ｔ２をオンオフ制御することにより、第１正極母線３６と負極母線３５との間の電圧（コンデンサ３９の電圧、以下、機器電圧という）Ｖｈを第２正極母線３７と負極母線３５との間の電圧（コンデンサ３８の電圧、以下、昇圧前電圧という）Ｖｌ以上で調整することができる。

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット５０には、モータ３０の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからのモータ３０の回転位置や、モータ３０に通電される相電流を検出する図示しない電流センサからのモータ３０の相電流，コンデンサ３８の端子間に取り付けられた電圧センサ３８ａからの昇圧前電圧Ｖｌ，コンデンサ３９の端子間に取り付けられた電圧センサ３９ａからの機器電圧Ｖｈ，バッテリ４０の端子間に取り付けられた電圧センサ４１ａからのバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１，バッテリ４０の正極側端子に取り付けられた電流センサ４１ｂからのバッテリ４０の充放電電流Ｉｂ１，バッテリ４２の端子間に取り付けられた電圧センサ４３ａからのバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２，バッテリ４２の正極側端子に取り付けられた電流センサ４３ｂからのバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２，第１正極母線３６のうち昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１との接続点よりもバッテリ４２側（以下、第１正極母線３６のバッテリ側範囲という）に取り付けられた電流センサ４６からの第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐ，第２正極母線３７に取り付けられた電流センサ４８からの第２正極母線３７の電流Ｉｃ，イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット５０からは、インバータ３２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２へのスイッチング制御信号，リレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃへのオンオフ信号などが出力ポートを介して出力されている。

ここで、第１実施例の電源装置のハード構成としては、主として、バッテリ４０，４２，昇圧コンバータ３４，リレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃ，電子制御ユニット５０が該当する。

こうして構成された第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置では、リレーＲｐ１，Ｒｐ２がオンであると共にリレーＲｓ，Ｒｃがオフであるときに、バッテリ４０とバッテリ４２とがインバータ３２側から見て並列接続となり（以下、この状態を並列接続状態という）、リレーＲｓがオンであると共にリレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｃがオフであるときに、バッテリ４０とバッテリ４２とがインバータ３２側から見て直列接続となる（以下、この状態を直列接続状態という）。

また、第１実施例の電気自動車２０では、基本的には、電子制御ユニット５０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。電子制御ユニット５０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ６８からの車速Ｖとに基づいて走行のために駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定すると共に、設定した要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて、インバータ３２側から見たバッテリ４０，４２の接続状態の目標としての目標接続状態を設定する。ここで、目標接続状態は、第１実施例では、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖと目標接続状態との関係を予め定めて目標接続状態設定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶しておき、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する目標接続状態を導出して設定するものとした。目標接続状態設定用マップの一例を図２に示す。そして、インバータ３２側から見たバッテリ４０，４２の現在の接続状態である現在接続状態と目標接続状態とが同一である場合には現在接続状態を保持しながら要求トルクＴｄ＊が駆動軸２６に出力されるようインバータ３２のスイッチング素子のスイッチング制御を行ない、現在接続状態と目標接続状態とが異なる場合には現在接続状態から目標接続状態に切り替えながら要求トルクＴｄ＊が駆動軸２６に出力されるようインバータ３２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御を行なうことにより、インバータ３２側から見たバッテリ４０，４２の接続状態を切り替えないとき（リレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃのオンオフ状態を保持するとき）には、バッテリ４０，４２とインバータ３２との間では昇圧コンバータ３４を介さずに負極母線３５および第１正極母線３６を介して電力のやりとりを行なうことになるから、昇圧コンバータ３４による損失を抑制することができ、電力のやりとりを効率よく行なうことができる。

次に、こうして構成された第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置の動作、特に、並列接続状態と直列接続状態とを切り替える際の動作について説明する。図３は、電子制御ユニット５０により実行される並列直列切替制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４は、同じく電子制御ユニット５０により実行される直列並列切替制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３の並列直列切替制御ルーチンは、現在接続状態が並列接続状態であると共に目標接続状態が直列接続状態であるときに実行され、図４の直列並列切替制御ルーチンは、現在接続状態が直列接続状態であると共に目標接続状態が並列接続状態であるときに実行される。以下、まず、図３の並列直列切替制御ルーチンについて説明し、その後、図４の直列並列切替制御ルーチンについて説明する。

図３の並列直列切替制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、リレーＲｃをオンとする（ステップＳ１００）。この処理により、バッテリ４０の正極側端子は、リレーＲｐ１が設けられた電力ライン（図１参照）を介してバッテリ４２の正極側端子や第１正極母線３６に接続されているのに加えて、第２正極母線３７を介して昇圧コンバータ３４のリアクトルＬにも接続される。

続いて、電流センサ４６からの第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐを入力すると共に（ステップＳ１１０）、入力した第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０でないと判定されたときには、第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０になるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチング制御して（ステップＳ１３０）、ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１２０で第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０であると判定されたときに、リレーＲｐ１，Ｒｐ２をオフとする（ステップＳ１４０）。ここで、ステップＳ１３０の処理は、機器電圧Ｖｈを若干上昇させることによって第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐを値０にする処理である。また、ステップＳ１４０の処理により、バッテリ４０の正極側端子はバッテリ４２の正極側端子や第１正極母線３６から切り離され、バッテリ４２の負極側端子はバッテリ４０の負極側端子や負極母線３５から切り離される。なお、このとき、バッテリ４０の正極側端子と昇圧コンバータ３４のリアクトルＬとの接続は継続される。

続いて、電圧センサ３９ａからの機器電圧Ｖｈや電圧センサ４１ａからのバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１，電流センサ４３ｂからのバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２を入力すると共に（ステップＳ１５０）、入力した機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和と比較し（ステップＳ１６０）、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和未満のときには、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和以上になるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチング制御して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１５０に戻り、ステップＳ１６０で機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和以上のときに、リレーＲｓをオンとする（ステップＳ１８０）。このように機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和以上になった状態でリレーＲｓをオンとして直列接続状態にすることにより、機器電圧Ｖｈを調整せずにリレーＲｓをオンとするものに比してリレーＲｓをオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。

そして、電流センサ４３ｂからのバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２や、電流センサ４８からの第２正極母線３７の電流Ｉｃを入力すると共に（ステップＳ１９０）、入力したバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２をバッテリ４２の充放電を確認するために定められた閾値Ｉｒｅｆ１と比較すると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０であるか否かを判定し（ステップＳ２００）、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が閾値Ｉｒｅｆ１未満のときや第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０でないときには、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が閾値Ｉｒｅｆ１以上になると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチング制御して（ステップＳ２１０）、ステップＳ１９０に戻り、ステップＳ２００でバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が閾値Ｉｒｅｆ１以上であると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０のときに、リレーＲｃをオフとして（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。

図５は、並列接続状態から直列接続状態に切り替える際のリレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃのオンオフ状態とバッテリ４０，４２の充放電電流Ｉｂ１，Ｉｂ２と第２正極母線３７の電流Ｉｃと機器電圧Ｖｈとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。この切り替えを行なう際には、図示するように、まず、リレーＲｃをオンとし（時刻ｔ１）、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈを若干上昇させて、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２（第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐ）が値０になった状態でリレーＲｐ１，Ｒｐ２をオフとする（時刻ｔ２）。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和以上に上昇させてその状態でリレーＲｓをオンとし（時刻ｔ３）、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和に調整し、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が増加すると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃを値０になった状態でリレーＲｃをオフとする（時刻ｔ４）。こうした制御により、機器電圧Ｖｈを調整せずにリレーＲｓをオンとするものに比して、リレーＲｓをオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。

次に、図４の直列並列切替制御ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、リレーＲｃをオンとする（ステップＳ３００）。この処理により、バッテリ４０の正極側端子は、リレーＲｓが設けられた電力ライン（図１参照）を介してバッテリ４２の負極側端子に接続されているのに加えて、第２正極母線３７を介して昇圧コンバータ３４のリアクトルＬにも接続される。

続いて、電流センサ４３ｂからのバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２や、電流センサ４８からの第２正極母線３７の電流Ｉｃを入力すると共に（ステップＳ３１０）、入力した第２正極母線３７の電流Ｉｃを第２正極母線３７の通電を確認するために定められた閾値Ｉｒｅｆ２（例えば、閾値Ｉｒｅｆ１と同一の値など）と比較すると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０であるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２未満のときやバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０でないときには、第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２以上になると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０になるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチング制御して（ステップＳ３３０）、ステップＳ３１０に戻り、ステップＳ３２０で第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２以上であると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０のときに、リレーＲｓをオフとする（ステップＳ３４０）。ここで、ステップＳ３３０の処理は、機器電圧Ｖｈを若干上昇させることによって第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２以上にすると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２を値０にする処理である。また、ステップＳ３４０の処理により、バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の負極側端子とが切り離される。なお、このとき、バッテリ４０の正極側端子と昇圧コンバータ３４のリアクトルＬとの接続は継続される。

そして、電圧センサ３９ａからの機器電圧Ｖｈや電圧センサ４１ａ，４３ｂからのバッテリ４０，４２の端子間電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２を入力すると共に（ステップＳ３５０）、入力した機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方と比較し（ステップＳ３６０）、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方よりも高いときには、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方に等しくなるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，Ｔ２をスイッチング制御して（ステップＳ３７０）、ステップＳ３５０に戻り、ステップＳ３６０で機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方に等しいときに、そのときのバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とを比較する（ステップＳ３８０）。

バッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１がバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２以上のときには、リレーＲｐ１をオンとする（ステップＳ３９０）。このように、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１に等しい状態でリレーＲｐ１をオンとしてバッテリ４０の正極側端子を第１正極母線３６に接続することにより、リレーＲｐ１をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。

そして、電圧センサ４１ａからのバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１と電圧センサ４３ａからのバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とを入力すると共に（ステップＳ４００）、入力したバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とを比較し（ステップＳ４１０）、バッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくないときには、ステップＳ４００に戻り、ステップＳ４１０でバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しいときに、リレーＲｐ２をオンとし（ステップＳ４２０）、電流センサ４８からの第２正極母線３７の電流Ｉｃを入力すると共に（ステップＳ４８０）、入力した第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０であるか否かを判定し（ステップＳ４９０）、第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０でないときにはステップＳ４８０に戻り、第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０のときに、リレーＲｃをオフとして（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。即ち、バッテリ４０の正極側端子が第１正極母線３６に接続された状態において、バッテリ４０からインバータ３２に電力が供給されてバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくなった状態でリレーＲｐ２をオンとして並列接続状態にするのである。これにより、リレーＲｐ２をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。なお、このとき、昇圧コンバータ３４については駆動停止するものとした。

ステップＳ３８０でバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１がバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２未満のときには、リレーＲｐ２をオンとする（ステップＳ４３０）。このように、機器電圧Ｖｈがバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２に等しい状態でリレーＲｐ２をオンとしてバッテリ４２の負極側端子を負極母線３５に接続することにより、リレーＲｐ２をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。

そして、昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１がオンで且つトランジスタＴ２がオフで継続されるよう昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１を制御し（ステップＳ４４０）、電圧センサ４１ａからのバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１と電圧センサ４３ａからのバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とを入力すると共に（ステップＳ４５０）、入力したバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とを比較し（ステップＳ４６０）、バッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくないときには、ステップＳ４５０に戻り、ステップＳ４６０でバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しいときに、リレーＲｐ２をオンとし（ステップＳ４７０）、電流センサ４８からの第２正極母線３７の電流Ｉｃを入力すると共に（ステップＳ４８０）、入力した第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０であるか否かを判定し（ステップＳ４９０）、第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０でないときにはステップＳ４８０に戻り、第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０のときに、リレーＲｃをオフとして（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。このように、バッテリ４２の負極側端子が負極母線３５に接続された状態において、バッテリ４２からインバータ３２に電力が供給されたり昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，リアクトルＬを介してバッテリ４０に電力が供給されたりしてバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくなった状態でリレーＲｐ１をオンとして直列接続状態にするのである。これにより、リレーＲｐ１をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。しかも、昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１をオンとすることにより、バッテリ４２からインバータ３２だけでなく、トランジスタＴ１，リアクトルＬを介してバッテリ４０にも電力が供給されるため、バッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とをより迅速に等しくさせることができる。

図６は、直列接続状態から並列接続状態に切り替える際のリレーＲｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃのオンオフ状態とバッテリ４０，４２の充放電電流Ｉｂ１，Ｉｂ２と第２正極母線３７の電流Ｉｃと機器電圧Ｖｈとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。この切り替えを行なう際には、図示するように、まず、リレーＲｃをオンとし（時刻ｔ５）、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈを若干上昇させて、第２正極母線３７の電流Ｉｃが増加すると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０になった状態でリレーＲｓをオフとする（時刻ｔ６）。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方（図６の例では、両者は同一とした）まで低下させてその状態でリレーＲｐ１，Ｒｐ２をオンとし（時刻ｔ７）、その後、第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になった状態でリレーＲｃをオフとする（時刻ｔ８）。こうした制御により、機器電圧Ｖｈを調整せずにリレーＲｐ１，Ｒｐ２をオンとするものに比して、リレーＲｐ１，Ｒｐ２をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。

以上説明した第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置によれば、負極母線３５に負極側端子が接続されたバッテリ４０と、第１正極母線３６に正極側端子が接続されたバッテリ４２と，バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の正極側端子とに介在するリレーＲｐ１と、バッテリ４０の負極側端子とバッテリ４２の負極側端子とに介在するリレーＲｐ２と、バッテリ４０の正極側端子とバッテリ４２の負極側端子とに介在するリレーＲｓと、負極母線３５と第１正極母線３６とバッテリ４０の正極側端子が接続された第２正極母線３７とに接続された昇圧コンバータ３４と、第２正極母線３７に設けられたリレーＲｃと、を備え、並列接続状態と直列接続状態との切替処理を昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうから、このときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。この結果、バッテリ４０，４２とインバータ３２との間で突入電流が流れたりインバータ３２の制御性が低下したりするなどの不都合を抑制することができる。

第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置では、並列接続状態から直列接続状態に切り替える際において、リレーＲｓをオンとした後に、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が閾値Ｉｒｅｆ１以上になると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になるよう昇圧コンバータ３４を制御し、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が閾値Ｉｒｅｆ１以上であると共に第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０である状態でリレーＲｃをオフとするものとしたが、バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２に拘わらず第２正極母線３７の電流Ｉｃだけに着目して昇圧コンバータ３４を制御したりリレーＲｃをオフとしたりするものとしてもよい。

第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置では、直列接続状態から並列接続状態に切り替える際において、リレーＲｃをオンとした後に、第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２以上になると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０になるよう昇圧コンバータ３４を制御し、第２正極母線３７の電流Ｉｃが閾値Ｉｒｅｆ２以上であると共にバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２が値０である状態でリレーＲｓをオフとするものとしたが、第２正極母線３７の電流Ｉｃに拘わらずバッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２だけに着目して昇圧コンバータ３４を制御したりリレーＲｓをオフとしたりするものとしてもよい。

第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置では、直列接続状態から並列接続状態に切り替える際において、機器電圧Ｖｈがバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とのうち高い方に等しいときに、バッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１がバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２未満のときには、リレーＲｐ２をオンとし、昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１をオンとすることによってバッテリ４２からインバータ３２に電力が供給されたり昇圧コンバータ３４のトランジスタＴ１，リアクトルＬを介してバッテリ４０に電力が供給されたりしてバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくなったときにリレーＲｐ２をオンとするものとしたが、トランジスタＴ１をオンとせず即ち昇圧コンバータ３４を駆動停止して、バッテリ４２からインバータ３２に電力が供給されてバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２とが等しくなったときにリレーＲｐ２をオンとするものとしてもよい。

第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置では、並列接続状態から直列接続状態に切り替える際も、直列接続状態から並列接続状態に切り替える際も、昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものとしたが、いずれか一方の際だけ機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものとしてもよい。

次に、本発明の第２実施例としての電気自動車２０Ｂについて説明する。第２実施例の電気自動車２０Ｂは、バッテリ４０の定格電圧とバッテリ４２の定格電圧とが異なる点を除いて、図１を用いて説明した第１実施例の電気自動車２０と同一のハード構成をしている。したがって、重複する説明を回避するために、第２実施例の電気自動車２０Ｂのハード構成についての詳細な説明は省略する。なお、バッテリ４０，４２の定格電圧は、第２実施例では、それぞれ第１電圧（例えば２００Ｖなど），第１電圧より高い第２電圧（例えば４００Ｖなど）とした。

第２実施例の電気自動車２０Ｂに搭載される電源装置では、バッテリ４０，４２の定格電圧が異なるため、インバータ３２から見たバッテリ４０，４２の接続状態を並列接続状態にすることはできない。したがって、第２実施例では、リレーＲｐ１がオンであると共にリレーＲｐ２，Ｒｓ，Ｒｃがオフであることによってバッテリ４０，４２のうちバッテリ４０だけがインバータ３２に接続される第１接続状態と、リレーＲｐ２がオンであると共にリレーＲｐ１，Ｒｓ，Ｒｃがオフであることによってバッテリ４０，４２のうちバッテリ４２だけがインバータ３２に接続される第２接続状態と、前述の直列接続状態と、を要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて切り替えるものとした。具体的には、第１実施例と同様に、要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて図７の目標接続状態設定用マップを用いて目標接続状態を設定し、現在接続状態と目標接続状態とが異なる場合に、現在接続状態から目標接続状態に切り替えるものとした。

こうして構成された第２実施例の電気自動車２０Ｂに搭載される電源装置でも、第１接続状態と第２接続状態と直列接続状態とを切り替える際には、第１実施例の電気自動車２０と同様に、リレーＲｃをオンとした状態で昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら切り替える。以下、第１接続状態と第２接続状態とを切り替える際や、第２接続状態と直列接続状態とを切り替える際について説明する。

第１接続状態から第２接続状態に切り替える際には、リレーＲｃをオンとし、昇圧コンバータ３４の制御によって第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０になるようにし、第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０になった状態でリレーＲｐ１をオフとする。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２まで上昇させてその状態でリレーＲｐ２をオンとして第２接続状態にする。これにより、リレーＲｐ２をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。そして、その後、昇圧コンバータ３４を駆動停止して第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になった状態でリレーＲｃをオフとする。

第２接続状態から第１接続状態に切り替える際には、リレーＲｃをオンとし、昇圧コンバータ３４の制御によって第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐ（バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２）が値０になるようにし、その状態でリレーＲｐ２をオフとする。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１まで低下させてその状態でリレーＲｐ１をオンとして第１接続状態にする。これにより、リレーＲｐ１をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。そして、その後、昇圧コンバータ３４を駆動停止して第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になった状態でリレーＲｃをオフとする。

第２接続状態から直列接続状態に切り替える際には、リレーＲｃをオンとし、昇圧コンバータ３４の制御によって第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０になるようにし、第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐが値０になった状態でリレーＲｐ２をオフとする。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４０の端子間電圧Ｖｂ１とバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２との和まで上昇させて、その状態でリレーＲｓをオンとして直列接続状態にする。これにより、リレーＲｓをオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。そして、その後、昇圧コンバータ３４を駆動停止して第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になった状態でリレーＲｃをオフとする。

直列接続状態から第２接続状態に切り替える際には、リレーＲｃをオンとし、昇圧コンバータ３４の制御によって第１正極母線３６のバッテリ側範囲の電流Ｉｐ（バッテリ４２の充放電電流Ｉｂ２）が値０になるようにし、その状態でリレーＲｓをオフとする。そして、昇圧コンバータ３４の制御によって機器電圧Ｖｈをバッテリ４２の端子間電圧Ｖｂ２まで低下させてその状態でリレーＲｐ２をオンとして第２接続状態にする。これにより、リレーＲｐ２をオンとしたときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。そして、その後、昇圧コンバータ３４を駆動停止して第２正極母線３７の電流Ｉｃが値０になった状態でリレーＲｃをオフとする。

以上説明した第２実施例の電気自動車２０Ｂに搭載される電源装置によれば、第１実施例の電気自動車２０に搭載される電源装置と同一のハード構成で、昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら第１接続状態と第２接続状態と直列接続状態とを切り替えるから、このときに機器電圧Ｖｈが急変するのを抑制することができる。この結果、バッテリ４０，４２とインバータ３２との間で突入電流が流れたりインバータ３２の制御性が低下したりするなどの不都合を抑制することができる。

第２実施例の電気自動車２０Ｂに搭載される電源装置では、第１接続状態から第２接続状態に切り替える際も、第２接続状態から第１接続状態に切り替える際も、第２接続状態から直列接続状態に切り替える際も、直列接続状態から第２接続状態に切り替える際も、昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものとしたが、少なくとも一つの際だけ機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものとしてもよい。

第１実施例や第２実施例の電気自動車２０，２０Ｂでは、補機については説明していないが、補機は、負極母線３５と第２正極母線３７とに接続すればよい。こうすれば、バッテリ４０からの電力を用いて作動させることができる。

第１実施例や第２実施例では、エンジンを備えずにモータ３０からの動力だけを用いて走行する単純な電気自動車２０，２０Ｂに搭載される電源装置として説明したが、エンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するハイブリッド車に搭載される電源装置としてもよい。

また、こうした自動車に搭載される電源装置に限定されるものではなく、電力により作動する機器と電力のやりとりを行なう電源装置であれば、如何なる車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される電源装置としたり、建設設備などに組み込まれる電源装置としたりしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ４０が「第１二次電池」に相当し、バッテリ４２が「第２二次電池」に相当し、リレーＲｐ１が「第１リレー」に相当し、リレーＲｐ２が「第２リレー」に相当し、リレーＲｓが「第３リレー」に相当し、昇圧コンバータ３４が「昇圧コンバータ」に相当し、リレーＲｃが「第４リレー」に相当する。また、並列接続状態と直列接続状態との切替処理を昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なう図３の並列直列切替制御ルーチンや図４の直列並列切替制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「切替制御手段」に相当する。さらに、第１接続状態と第２接続状態との切替処理や第２接続状態と直列接続状態との切替処理を昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なう電子制御ユニット５０も「切替制御手段」に相当する。

ここで、「第１二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ４０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、機器の負極側端子が接続された負極母線に負極側端子が接続されたものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「第２二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ４２に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、機器の正極側端子が接続された第１正極母線に正極側端子が接続されたものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「第１リレー」としては、リレーＲｐ１に限定されるものではなく、第１二次電池の正極側端子と第２二次電池の正極側端子との接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「第２リレー」としては、リレーＲｐ２に限定されるものではなく、第１二次電池の負極側端子と第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「第３リレー」としては、リレーＲｓに限定されるものではなく、第１二次電池の正極側端子と第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「昇圧コンバータ」としては、昇圧コンバータ３４に限定されるものではなく、第１二次電池の正極側端子が接続された第２正極母線と第１正極母線と負極母線とに接続され、第１正極母線と負極母線との間の電圧である機器電圧を第２正極母線と負極母線との間の電圧である昇圧前電圧以上で調整可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「第４リレー」としては、リレーＲｃに限定されるものではなく、第２正極母線に設けられ第１二次電池の正極側端子と昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なうものであれば如何なるものとしても構わない。「切替制御手段」としては、単一の電子制御ユニット５０により構成されるものに限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットの組み合わにより構成されるものなどとしてもよい。また、第１の「切替制御手段」としては、並列接続状態と直列接続状態との切替処理を昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものに限定されるものではなく、第１リレーと第２リレーとがオンであると共に第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とが機器から見て並列接続となる並列接続状態と、第３リレーがオンであると共に第１リレーと第２リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とが機器から見て直列接続となる直列接続状態と、を切り替える際、第４リレーがオンとされた状態で機器電圧が調整されながら切り替えられるよう昇圧コンバータと第１リレーと第２リレーと第３リレーと第４リレーとを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。第２の「切替制御手段」としては、第１接続状態と第２接続状態との切替処理や第２接続状態と直列接続状態との切替処理を昇圧コンバータ３４によって機器電圧Ｖｈを調整しながら行なうものに限定されるものではなく、第１リレーがオンであると共に第２リレーと第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とのうち第１二次電池だけが機器に接続される第１接続状態と、第２リレーがオンであると共に第１リレーと第３リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とのうち第２二次電池だけが機器に接続される第２接続状態と、第３リレーがオンであると共に第１リレーと第２リレーと第４リレーとがオフであることによって第１二次電池と第２二次電池とが機器から見て直列接続となる第３接続状態と、を切り替える際、第４リレーがオンとされた状態で機器電圧が調整されながら切り替えられるよう昇圧コンバータと第１リレーと第２リレーと第３リレーと第４リレーとを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源装置や車両の製造産業などに利用可能である。

２０，２０Ｂ 電気自動車、２２ａ，２２ｂ 駆動輪、２４ デファレンシャルギヤ、２６ 駆動軸、３０ モータ、３２ インバータ、３４ 昇圧コンバータ、３５ 負極母線、３６ 第１正極母線、３７ 第２正極母線、３８，３９ コンデンサ、３８ａ，３９ａ 電圧センサ、４０，４２ バッテリ、４１ａ，４３ａ 電圧センサ、４１ｂ，４３ｂ，４６，４８ 電流センサ、５０ 電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６２ シフトポジションセンサ、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｓ，Ｒｃ リレー、Ｔ１，Ｔ２ トランジスタ。

Claims (8)

1. 電力により作動する機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、
   前記機器の負極側端子が接続された負極母線に負極側端子が接続された第１二次電池と、
   前記機器の正極側端子が接続された第１正極母線に正極側端子が接続された第２二次電池と、
   前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の正極側端子との接続および接続の解除を行なう第１リレーと、
   前記第１二次電池の負極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第２リレーと、
   前記第１二次電池の正極側端子と前記第２二次電池の負極側端子との接続および接続の解除を行なう第３リレーと、
   前記第１二次電池の正極側端子が接続された第２正極母線と前記第１正極母線と前記負極母線とに接続され、前記第１正極母線と前記負極母線との間の電圧である機器電圧を前記第２正極母線と前記負極母線との間の電圧である昇圧前電圧以上で調整可能な昇圧コンバータと、
   前記第２正極母線に設けられ、前記第１二次電池の正極側端子と前記昇圧コンバータとの接続および接続の解除を行なう第４リレーと、
   を備える電源装置。
2. 請求項１記載の電源装置であって、
   前記第１リレーと前記第２リレーとがオンであると共に前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て並列接続となる並列接続状態と、前記第３リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第２リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て直列接続となる直列接続状態と、を切り替える際、前記第４リレーがオンとされた状態で前記機器電圧が調整されながら切り替えられるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとを制御する切替制御手段を備える、
   電源装置。
3. 請求項２記載の電源装置であって、
   前記切替制御手段は、前記並列接続状態から前記直列接続状態に切り替える際、前記第４リレーがオンとされるよう該第４リレーを制御し、該第４リレーがオンとされた状態で前記第１正極母線のうち前記昇圧コンバータとの接続点よりも前記第２二次電池側である所定範囲に電流が流れなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記所定範囲に電流が流れなくなった状態で前記第１リレーと前記第２リレーとがオフとされるよう該第１リレーと該第２リレーとを制御し、該第１リレーと該第２リレーとがオフとされた状態で前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧との和以上になるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧との和以上になった状態で前記第３リレーがオンとされるよう該第３リレーを制御し、該第３リレーがオンとされた状態で前記第２二次電池の充放電が行なわれると共に前記第２正極母線に電流が流れなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第２二次電池の充放電が行なわれると共に前記第２正極母線に電流が流れなくなった状態で前記第４リレーがオフとされるよう該第４リレーを制御する手段である、
   電源装置。
4. 請求項２または３記載の電源装置であって、
   前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際、前記第４リレーがオンとされるよう該第４リレーを制御し、該第４リレーがオンとされた状態で前記第２正極母線に電流が流れると共に前記第２二次電池の充放電が行なわれなくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第２正極母線に電流が流れると共に前記第２二次電池の充放電が行なわれなくなった状態で前記第３リレーがオフとされるよう該第３リレーを制御し、該第３リレーがオフとされた状態で前記機器電圧が調整されながら前記１リレーと前記第２リレーとがオンとされるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーとを制御し、該第１リレーと該第２リレーとがオンとされた状態で前記第４リレーがオフとされるよう該第４リレーを制御する手段である、
   電源装置。
5. 請求項４記載の電源装置であって、
   前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際において、前記第３リレーがオフとされた後、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなった状態で前記第１二次電池の電圧が前記第２二次電池の電圧以上のときには、前記第１リレーがオンとされるよう該第１リレーを制御し、該第１リレーがオンとされ且つ前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とが等しくなった状態で前記第２リレーがオンとされるよう該第２リレーを制御する手段である、
   電源装置。
6. 請求項４または５記載の電源装置であって、
   前記昇圧コンバータは、前記第１正極母線に接続された第１スイッチング素子と、該第１スッチング素子と前記負極母線とに接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中間点と前記第２正極母線とに接続されたリアクトルと、を有し、
   前記切替制御手段は、前記直列接続状態から前記並列接続状態に切り替える際において、前記第３リレーがオフとされた後、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記機器電圧が前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とのうち高い方に等しくなった状態で前記第１二次電池の電圧が前記第２二次電池の電圧未満のときには、前記第２リレーがオンとされるよう該第２リレーを制御し、該第２リレーがオンとされた状態で前記第１スイッチング素子がオンで保持されるよう前記昇圧コンバータを制御し、前記第１二次電池の電圧と前記第２二次電池の電圧とが等しくなった状態で前記第１リレーがオンとされるよう該第１リレーを制御する手段である、
   電源装置。
7. 請求項１記載の電源装置であって、
   前記第２二次電池は、前記第１二次電池よりも定格電圧が高い電池であり、
   前記第１リレーがオンであると共に前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とのうち該第１二次電池だけが前記機器に接続される第１接続状態と、前記第２リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とのうち該第２二次電池だけが前記機器に接続される第２接続状態と、前記第３リレーがオンであると共に前記第１リレーと前記第２リレーと前記第４リレーとがオフであることによって前記第１二次電池と前記第２二次電池とが前記機器から見て直列接続となる第３接続状態と、を切り替える際、前記第４リレーがオンとされた状態で前記機器電圧が調整されながら切り替えられるよう前記昇圧コンバータと前記第１リレーと前記第２リレーと前記第３リレーと前記第４リレーとを制御する切替制御手段を備える、
   電源装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の電源装置を搭載すると共に前記機器を走行用の動力を出力する装置として搭載する車両。