JP2015070628A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充電に伴う配線長を容易に短縮することが可能な車両用電源装置を提供する。
【解決手段】バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２と、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂと、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２と、を備える。複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂは、直列に接続して使用され、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２を介してインバータ１１に電源を供給する。スイッチＳＷ１は、バッテリ出力端子Ｖｏ１とＶｏ２に接続される。スイッチＳＷ２は、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂとスイッチＳＷ１とによって形成される閉回路１２上に挿入される。充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２は、スイッチＳＷ２の両端に設けられ、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフの状態で複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂを直列に充電するためのノードである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電源装置に関し、例えば、分散して配置されたバッテリを持つ電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の車両用電源装置に関する。

特許文献１には、メインバッテリと、当該メインバッテリの両端のノードから電源が供給される三相インバータ（ＰＣＵ）と、接続切換回路とを備えた電動車両が示されている。メインバッテリは、直列接続された複数のバッテリ群からなり、接続切換回路は、その複数のバッテリ群内の各ノードの中からいずれかのノードを選択して分割充電を行う。最大充電電流が最適充電電流以上である場合には、メインバッテリの両端のノードが接続切換回路によって選択され、メインバッテリ全体が充電される。

特許文献２には、直列および並列に接続された多数のセルからなる電池モジュールと、当該電池モジュールに対してそれぞれ並列に接続された負荷および充電装置とを備えた大型二次電池の充電システムが示されている。

特開２００９−２９６８２０号公報 特開２０１１−７２０８４号公報

近年、モータとエンジンを動力源とするプラグインハイブリッド自動車や、モータを動力源とする電気自動車を代表に、大型のバッテリ（二次電池）を搭載した車両の普及が進んでいる。このような車両では、必要な電力および電力量を得るため、数Ｖ程度の電圧を発生する電池セル（例えば、ニッケル水素電池セルやリチウムイオン電池セル）が多数搭載される。また、これらの電池セルは、通常、電流による損失を低減する目的などから直列接続で使用される場合が多く、全体で百Ｖ程度から数百Ｖ程度の電圧を発生する。

図９（ａ）は、本発明の前提として検討した車両用電源装置の概略的な回路構成例を示すブロック図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。図９（ａ）に示す車両用電源装置は、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２の間に直列に接続される２個の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂと、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２からスイッチＳＷ３を介して電源が供給されるインバータ（ＩＮＶ）１１と、外部からの交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）２０とを備える。ＡＣ／ＤＣ変換部２０は、特許文献１および２に示されるように、２個の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂを直列に充電するため、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２に接続される。

実際の実装上の観点では、ＡＣ／ＤＣ変換部２０は、図示しないその他の部品を含めて１個の部品ユニット（充電ユニット５０と呼ぶ）に搭載される。また、蓄電モジュール１０ａも、図示しないその他の部品を含めて１個の部品ユニット（電池パック［１］５１と呼ぶ）に搭載され、同様に、蓄電モジュール１０ｂも、電池パック［２］５２に搭載される。この場合、充電ユニット５０および電池パック５１，５２は、車両上で、例えば図９（ｂ）のような箇所に配置される。

図９（ｂ）の例では、エンジンルーム（またはモータルーム）４１ａ内にインバータ１１およびモータ（Ｍ）４０が配置され、車室外の床下４２ｃに電池パック［１］５１が配置され、車室内の荷室４３ｃに電池パック［２］５２が配置される。車両に搭載すべき電池セルの数が多くなると、電池セルを１個の電池パックに収納して１箇所に配置することが困難となり、このように、複数（ここでは２個）の電池パックに分散して収納し、空いたスペースに分割して配置する必要性が生じる場合がある。

ここで、充電ユニット５０は、最短の配線でバッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２に接続するためには、エンジンルーム（またはモータルーム）４１ａ内に配置されることが望ましい。しかしながら、エンジンルーム（またはモータルーム）４１ａ内では、空きスペースを確保することが比較的困難であることや、発熱が大きい環境下であるため充電ユニット５０を水冷する仕組み等が必要とされるなどの各種制約が生じ得る。そこで、図９（ｂ）のように、例えば、充電ユニット５０を空きスペースを確保し易い車室内の荷室４３ｃに配置し、充電ユニット５０の発熱を空冷によって抑制することが考えられる。

しかしながら、この場合、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２と充電ユニット５０との間に長い外部配線５３が必要となり、これに伴うコストや重量、更には配線スペースの増大に加えて、配線長に伴う電力損失も懸念される。このように、図９（ａ）のような車両用電源装置では、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂの充電に伴う配線長を短縮することが容易でなく、その結果、効率的な充電を行うことが困難となる場合がある。

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、バッテリの充電に伴う配線長を容易に短縮することが可能な車両用電源装置を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本発明の車両用電源装置は、第１および第２端子と、複数の蓄電モジュールと、第１および第２スイッチと、第１および第２充電用ノードと、を有する。複数の蓄電モジュールは、直列に接続して使用され、第１および第２端子を介してインバータに電源を供給する。第１スイッチは、第１端子と第２端子に接続される。第２スイッチは、複数の蓄電モジュールと第１スイッチとによって形成される閉回路上に挿入される。第１および第２充電用ノードは、第２スイッチの両端に設けられ、第１スイッチをオン、第２スイッチをオフの状態で複数の蓄電モジュールを直列に充電するためのノードである。

本発明によれば、バッテリの充電用ノードを自由に定めることができ、バッテリの充電に伴う配線長を容易に短縮することが可能になる。

（ａ）は、本発明の実施の形態１による車両用電源装置において、その主要部の概略的な回路構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）を変形した回路構成例を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）の車両用電源装置の動作例を示す図であり、（ａ）は充電モード時の動作例を示す説明図、（ｂ）は電源供給モード時の動作例を示す説明図である。 図１（ａ）の車両用電源装置において、その充電用ノード周りを含めた概略構成例を示すブロック図である。 図３とは異なる概略構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２による車両用電源装置において、その主要部の実装形態の一例を示す図である。 図５の車両用電源装置において、その車両上の概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。 図５の車両用電源装置において、その車両上の図６とは異なる概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。 本発明の実施の形態３による車両用電源装置において、その主要部の概略的な回路構成例を示すブロック図である。 （ａ）は、本発明の前提として検討した車両用電源装置の概略的な回路構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
《車両用電源装置（主要部）の概略回路構成》
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１による車両用電源装置において、その主要部の概略的な回路構成例を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）を変形した回路構成例を示すブロック図である。図１（ａ）に示す車両用電源装置は、バッテリ出力端子（第１および第２端子）Ｖｏ１，Ｖｏ２と、複数（ここでは２個）の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂと、インバータ（ＩＮＶ）１１と、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれは、例えば、電磁石を用いたリレーで構成される。

スイッチ（第１スイッチ）ＳＷ１は、バッテリ出力端子Ｖｏ１とＶｏ２に接続される。複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂは、直列に接続して使用され、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２を介してインバータ（ＩＮＶ）１１に電源を供給する。なお、ここでは、特に限定はされないが、バッテリ出力端子Ｖｏ１とインバータ（ＩＮＶ）１１の間にスイッチＳＷ３が設けられ、バッテリ出力端子Ｖｏ１から当該スイッチＳＷ３を介してインバータ（ＩＮＶ）１１に電源が供給される。

蓄電モジュール１０ａ，１０ｂのそれぞれは、直列接続された複数の電池セル（例えば、数Ｖ程度の電圧を発生するニッケル水素電池セルやリチウムイオン電池セル）によって構成される。バッテリ出力端子Ｖｏ１とＶｏ２の間には、特に限定はされないが、百Ｖ程度から数百Ｖ程度の電圧が生成される。インバータ（ＩＮＶ）１１は、主に、バッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２に生成された直流電源から三相交流電源を生成し、これによって図示しないモータを駆動する。

蓄電モジュール（第１蓄電モジュール）１０ａは、一端がバッテリ出力端子（第１端子）Ｖｏ１に接続され、蓄電モジュール（第２蓄電モジュール）１０ｂは、一端がバッテリ出力端子（第２端子）Ｖｏ２に接続される。スイッチ（第２スイッチ）ＳＷ２は、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂとスイッチＳＷ１とによって形成される閉回路１２上に挿入され、ここでは、蓄電モジュール１０ａの他端と蓄電モジュール１０ｂの他端との間の経路上に挿入される。当該スイッチＳＷ２の両端には、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２が設けられる。

一方、図１（ｂ）の車両用電源装置は、図１（ａ）と比較して、スイッチ（第２スイッチ）ＳＷ２の位置が異なっている。図１（ｂ）におけるスイッチＳＷ２は、図１（ａ）の場合と同様に、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂとスイッチＳＷ１とによって形成される閉回路１２上に挿入される。ただし、スイッチＳＷ２は、ここでは、蓄電モジュール１０ｂの一端とバッテリ出力端子（第２端子）Ｖｏ２との間の経路上に挿入される。当該スイッチＳＷ２の両端には、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２が設けられる。なお、図示は省略するが、同様にして、蓄電モジュール１０ａの一端側（バッテリ出力端子Ｖｏ１側）にスイッチＳＷ２を挿入し、その両端に充電用ノードを設けることも可能である。

《車両用電源装置（主要部）の概略動作》
図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１（ａ）の車両用電源装置の動作例を示す図であり、図２（ａ）は充電モード時の動作例を示す説明図、図２（ｂ）は電源供給モード時の動作例を示す説明図である。充電モード時には、図２（ａ）に示すように、スイッチ（第１スイッチ）ＳＷ１がオン、スイッチ（第２スイッチ）ＳＷ２およびスイッチＳＷ３がオフの状態で、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２に所定の直流電源が供給される。これにより、スイッチＳＷ１を介する経路で充電電流１５が流れ、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂが直列に充電される。

一方、電源供給モード時には、図２（ｂ）に示すように、スイッチ（第１スイッチ）ＳＷ１がオフ、スイッチ（第２スイッチ）ＳＷ２およびスイッチＳＷ３がオンにそれぞれ制御される。これにより、複数の蓄電モジュール１０ａ，１０ｂからインバータ（ＩＮＶ）１１に向けてバッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２およびスイッチＳＷ３を介して電源が供給され、インバータ（ＩＮＶ）１１を介する経路で動作電流１６が流れる。なお、ここでは、図１（ａ）の場合を例としたが、図１（ｂ）の場合も同様の動作となる。

《充電用ノード周りの構成》
図３および図４のそれぞれは、図１（ａ）の車両用電源装置において、その充電用ノード周りを含めた概略構成例を示すブロック図である。図３に示す車両用電源装置は、図１（ａ）に示した構成例に加えて、スイッチＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂと、ＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）２０と、普通充電用プラグ２１と、スイッチ制御部２２とを備え、これらが車両１７内に搭載された構成となってる。普通充電用プラグ２１は、例えば、家庭用の１００Ｖ又は２００Ｖの交流電源に接続されるプラグである。

ＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）２０は、充電ユニットの主要部となり、家庭用の交流電源を直流電源に変換する。スイッチＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂは、ＡＣ／ＤＣ変換部２０によって生成された直流電源を充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２にそれぞれ印加する。スイッチ制御部２２は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、充電モードまたは電源供給モードに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂのオン・オフを制御する。なお、スイッチＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂは、充電モード時にはオンに制御され、電源供給モード時にはオフに制御される。

図４に示す車両用電源装置は、図１（ａ）に示した構成例に加えて、急速充電用プラグ２３と、スイッチ制御部２４とを備え、これらが車両１７内に搭載された構成となってる。急速充電用プラグ２３は、例えば、所定の直流電源を生成する急速充電器に接続されるプラグであり、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２に接続される。急速充電器は、車両１７の外部に設置される。スイッチ制御部２４は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、充電モードまたは電源供給モードに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオン・オフを制御する。

《車両用電源装置の主な効果》
以上、本実施の形態１の車両用電源装置を用いることで、図９（ａ）では、充電用ノードが固定的（すなわちバッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２）であったのに対して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したように、閉回路１２内の任意の箇所に充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を設けることが可能になる。これにより、充電ユニット（ＡＣ／ＤＣ変換部２０）や急速充電用プラグ２３の配置に応じて、これらとの間の配線長が短くなる箇所に充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を設けることが可能になる。例えば、充電ユニットを蓄電モジュール１０ａの近くに配置したい場合には、その近くに充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を設ければよく、蓄電モジュール１０ｂの近くに配置したい場合には、その近くに充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を設ければよい。

その結果、充電ユニットや急速充電用プラグの配置に関わらず、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂの充電に伴う配線長を容易に短縮することができ、配線コスト、配線重量、配線スペース、および電力損失等の観点から充電を効率的に行うことが可能になる。また、言い換えれば、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂの充電に伴う配線長を短くすることを前提として、充電ユニットや急速充電用プラグの配置を自由に定めることができる。

なお、図３では普通充電用プラグ２１を、図４では急速充電用プラグ２３をそれぞれ示したが、この両方のプラグを備えている電気自動車やプラグインハイブリッド自動車も存在する。この場合、本実施の形態の車両用電源装置を用いることで、この両方のプラグの位置を個別に自由に定めることができ、かつ、各プラグとそれぞれに対応する充電用ノードとの配線長を短くすることができる。なお、この際には、勿論、急速充電用プラグ２３に対応する充電用ノードを従来と同様にバッテリ出力端子Ｖｏ１，Ｖｏ２とし、普通充電用プラグ２１に対応する充電用ノードを図３に示した箇所（Ｖｃ１，Ｖｃ２）等に定めてもよい。

（実施の形態２）
《車両用電源装置（主要部）の実装形態》
図５は、本発明の実施の形態２による車両用電源装置において、その主要部の実装形態の一例を示す図である。図５には、前述した図３の構成例の詳細な実装形態の一例が示されている。図５の車両用電源装置は、インバータ（ＩＮＶ）１１と、電池パック［１］３０と、充電ユニット３１と、電池パック［２］３２と、スイッチ制御部３４とを備え、これらが車両１７内に搭載された構成となっている。

インバータ（ＩＮＶ）１１は、外部端子Ｐｉ１，Ｐｉ２を備える。電池パック［１］３０は、外部端子Ｐｂ１１〜Ｐｂ１４を備えた部品ユニットであり、図３に示した蓄電モジュール１０ａおよびスイッチＳＷ１，ＳＷ３を内部に含んでいる。外部端子Ｐｂ１１は、スイッチＳＷ３を介して蓄電モジュール１０ａの正極側ノード（すなわち図３のバッテリ出力端子Ｖｏ１に該当）に接続される。外部端子Ｐｂ１３は、蓄電モジュール１０ａの負極側ノードに接続される。外部端子Ｐｂ１２，Ｐｂ１４は、内部で共通に接続され、当該共通ノードは図３のバッテリ出力端子Ｖｏ２に該当するノードとなる。

充電ユニット３１は、外部端子Ｐｃ１１〜Ｐｃ１５を備えた部品ユニットであり、図３に示したスイッチＳＷ２，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂおよびＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）２０を内部に含んでいる。外部端子Ｐｃ１１は、図３の充電用ノードＶｃ２に接続され、外部端子Ｐｃ１３は、図３の充電用ノードＶｃ１に接続される。ここでは、充電用ノードＶｃ１は、ＡＣ／ＤＣ変換部２０の正極側出力ノードとなり、充電用ノードＶｃ２は、ＡＣ／ＤＣ変換部２０の負極側出力ノードとなる。外部端子Ｐｃ１２，Ｐｃ１４は、内部で共通に接続される。外部端子Ｐｃ１５は、ＡＣ／ＤＣ変換部２０のＡＣ入力ノードに接続される。

電池パック［２］３２は、外部端子Ｐｂ２１，Ｐｂ２２を備えた部品ユニットであり、図３に示した蓄電モジュール１０ｂに加えて、ここでは、スイッチＳＷ５、メインスイッチＳＷｍ、プリチャージリレー回路３３、およびサービスプラグＳＰを内部に含んでいる。外部端子Ｐｂ２１は、スイッチＳＷ５の一端に接続され、スイッチＳＷ５の他端は、蓄電モジュール１０ｂの正極側ノードに接続される。外部端子Ｐｂ２２は、メインスイッチＳＷｍまたはプリチャージリレー回路３３の一端に接続される。サービスプラグＳＰは、メインスイッチＳＷｍまたはプリチャージリレー回路３３の他端と蓄電モジュール１０ｂの負極側ノードとの間に接続される。

プリチャージリレー回路３３は、プリチャージ用スイッチＳＷｐと抵抗Ｒｐからなる直列回路であり、メインスイッチＳＷｍに並列に接続された構成となっている。例えば、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂからインバータ（ＩＮＶ）１１に向けた電源供給を開始するためメインスイッチＳＷｍをオフからオンに制御した場合、瞬間的にメインスイッチＳＷｍの接点に大電流が流れ、破損するような場合がある。そこで、プリチャージリレー回路３３は、始めにプリチャージ用スイッチＳＷｐをオンに制御することで、まず直列に接続された抵抗Ｒｐを介して回路に通電し、瞬間的な大電流を抑制し、その後に、メインスイッチＳＷｍをオフからオンに制御する。

また、車両用電源装置内には、例えば、各スイッチのいずれかが破損（例えばオンに固着）したような場合でも安全性を保てるように、通常、様々な箇所にスイッチが設けられる。その一例として、図５では、スイッチＳＷ５が設けられる。また、スイッチＳＷ２（第２スイッチ）も、このような安全性の観点から設けられる場合があり、この場合には、この安全性の観点から設けられたスイッチＳＷ２を流用して、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を設けることも可能である。なお、スイッチＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂは、安全性の観点に加えてＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）２０の着脱を制御するために設けられ、スイッチＳＷ３は、安全性の観点に加えてインバータ（ＩＮＶ）１１の着脱を制御するために設けられる。

サービスプラグＳＰは、整備作業者等が車両用電源装置のメンテナンス等を行う際に、手動で開放されるプラグ（スイッチ）である。サービスプラグＳＰを開放する際には、自動的に内部の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ５，ＳＷｍ，ＳＷｐも開放状態となり、安全性が確保される。なお、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ５，ＳＷｍ，ＳＷｐは、例えば、電磁石を用いたリレーで構成される。また、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂのそれぞれは、実施の形態１でも述べたように、直列接続された複数の電池セルによって構成される。

図５の車両用電源装置は、前述した各部品ユニット（すなわちインバータ（ＩＮＶ）１１、電池パック［１］３０、充電ユニット３１および電池パック［２］３２）を外部配線によって適宜接続することで組み立てられる。具体的には、インバータ（ＩＮＶ）１１の外部端子Ｐｉ１，Ｐｉ２は、電池パック［１］３０の外部端子Ｐｂ１１，Ｐｂ１２にそれぞれ接続される。電池パック［１］３０の外部端子Ｐｂ１３，Ｐｂ１４は、充電ユニット３１の外部端子Ｐｃ１１，Ｐｃ１２にそれぞれ接続される。充電ユニット３１の外部端子Ｐｃ１３，Ｐｃ１４は、電池パック［２］３２の外部端子Ｐｂ２１，Ｐｂ２２にそれぞれ接続される。また、充電ユニット３１の外部端子Ｐｃ１５は、普通充電用プラグ２１に接続される。

スイッチ制御部３４は、図３の場合と同様に、図２で述べた充電モードまたは電源供給モードに応じて、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ５，ＳＷｍ，ＳＷｐのオン・オフを制御する。スイッチ制御部３４は、例えば、１個の部品で構成したり、あるいは、電池パック３０，３２および充電ユニット３１毎の内部部品として複数の部品ユニットに分割して構成してもよい。分割して構成する場合、例えば、電池パック［１］３０内のスイッチ制御部は、スイッチＳＷ１，ＳＷ３のオン・オフを制御する。

図示は省略しているが、実際には、電池パック３０，３２および充電ユニット３１のそれぞれは、前述した電源用の外部端子の他に制御信号用の外部端子を備えている。例えば、スイッチ制御部３４を１個の部品で構成する場合、当該スイッチ制御部は、制御信号用の外部端子を介して電池パック３０，３２および充電ユニット３１内の各スイッチを制御する。一方、スイッチ制御部３４を分割して構成する場合、各部品ユニット内のスイッチ制御部は、制御信号用の外部端子を介して充電モードや電源供給モード等を示す命令を受け、各命令に応じて対応するスイッチを制御する。

《車両用電源装置（主要部）のレイアウト構成》
図６は、図５の車両用電源装置において、その車両上の概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。図６において、車両１７上の前方部に位置するエンジンルーム（またはモータルーム）４１ａ内には、インバータ（ＩＮＶ）１１および当該インバータ（ＩＮＶ）１１によって駆動されるモータ（Ｍ）４０が配置される。車両１７上の後方部に位置する車室内の荷室４３ａには、充電ユニット３１と電池パック［２］３２が配置される。また、前方部と後方部の間の中間部に位置する車室外の床下４２ａには、電池パック［１］３０が配置される。

この例では、電池パック［１］３０は、安全性の観点から、車室内ではなく、車室外の床下４２ａに配置されている。充電ユニット３１は、空きスペースを確保し易く、空冷によって温度を抑制することが可能な車室内の荷室４３ａに配置されている。また、充電ユニット３１を車室内の荷室４３ａに配置することで、例えば、従来のガソリン給油口と同様な位置に普通充電用プラグ２１を配置した場合に、充電ユニット３１と普通充電用プラグ２１を短い配線で接続することができる。

図６から判るように、本実施の形態による車両用電源装置を用いることで、前述した図９（ｂ）の場合と異なり、充電ユニット３１と充電用ノードとの間を接続する長い外部配線が不要となり、実施の形態１で述べたような各種有益な効果が得られる。なお、図６の例では、電池パック［１］３０は、電池パック［２］３２に比べて、多くの電池セルを搭載している。

図７は、図５の車両用電源装置において、その車両上の図６とは異なる概略的なレイアウト構成例を示す平面図である。図７では、図６の場合と異なり、車室外の床下４２ｂに電池パック［１］３０と充電ユニット３１が配置され、車室内の荷室４３ｂに電池パック［２］３２が配置されている。車両の種類によっては、車室外の床下４２ｂに空きスペースを確保し易く、また十分な空冷を行える場合がある。このような場合には、図７のような配置を用いてもよい。

図６および図７のいずれの配置を用いる場合でも、本実施の形態による車両用電源装置を用いることで充電用ノードの位置が自由に定められるため、図６および図７から判るように、充電ユニット３１と充電用ノード（ここでは充電ユニット３１内に設けられる）との間の配線長を短縮することが可能になる。

（実施の形態３）
《車両用電源装置（主要部）の概略回路構成（変形例）》
図８は、本発明の実施の形態３による車両用電源装置において、その主要部の概略的な回路構成例を示すブロック図である。図８に示す車両用電源装置は、図１（ａ）の構成例と比較して、更に、蓄電モジュール１０ａと直列に蓄電モジュール１０ｃが接続された構成となっている。特に限定はされないが、蓄電モジュール１０ｃは、例えば図６のエンジンルーム（またはモータルーム）４１ａ内に配置される。

このように、直列に接続して使用される３以上の蓄電モジュール１０ａ〜１０ｃが車両内に搭載される場合であっても、実施の形態１の場合と同様にして、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２の位置を自由に定めることができる。すなわち、複数（ここでは３個）の蓄電モジュール１０ａ〜１０ｃとスイッチ（第１スイッチ）ＳＷ１とによって形成される閉回路５０上にスイッチ（第２スイッチ）ＳＷ２を挿入し、充電用ノードＶｃ１，Ｖｃ２を当該スイッチＳＷ２の両端に設ければよい。ここでは、その一例として、蓄電モジュール１０ａと蓄電モジュール１０ｂとの間の経路にスイッチＳＷ２が挿入されている。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、図５では、各部品ユニットの実装形態の一例を示したが、メインスイッチＳＷｍまたはプリチャージリレー回路３３を電池パック［２］３２の代わりに充電ユニット３１内に設けたり、または、充電ユニット３１の外部端子Ｐｃ１２，Ｐｃ１４間に安全性を向上するためのスイッチを別途設けたり等、必要に応じて適宜変更することが可能である。また、ここでは、主に、蓄電モジュール１０ａ，１０ｂが離れた箇所に分散して配置される場合を有益な適用例として説明を行ったが、必ずしもこのような状況に限定されるものではない。場合によっては、直列接続された多数の電池セルが１箇所に配置され、その多数の電池セルの合間の位置に充電用ノードを設けたいような場合にも適用できる。

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 蓄電モジュール
１１ インバータ
１２，５０ 閉回路
１５ 充電電流
１７ 車両
２０ ＡＣ／ＤＣ変換部（車載充電器）
２１ 普通充電用プラグ
２３ 急速充電用プラグ
４１ａ エンジンルーム（モータルーム）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 車室外の床下
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 車室内の荷室
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ
Ｖｃ１，Ｖｃ２ 充電用ノード
Ｖｏ１，Ｖｏ２ バッテリ出力端子

Claims (5)

1. 第１および第２端子と、
   直列に接続して使用され、前記第１および第２端子を介してインバータに電源を供給する複数の蓄電モジュールと、
   前記第１端子と前記第２端子に接続される第１スイッチと、
   前記複数の蓄電モジュールと前記第１スイッチとによって形成される閉回路上に挿入される第２スイッチと、
   前記第２スイッチの両端に設けられ、前記第１スイッチをオン、前記第２スイッチをオフの状態で前記複数の蓄電モジュールを直列に充電するための第１および第２充電用ノードと、
   を有する車両用電源装置。
2. 請求項１記載の車両用電源装置において、
   さらに、前記第１および第２充電用ノードに接続され、外部からの交流電源を直流電源に変換する車載充電器を有する、車両用電源装置。
3. 請求項２記載の車両用電源装置において、
   前記複数の蓄電モジュールは、
   前記第１端子に一端が接続される第１の蓄電モジュールと、
   前記第２端子に一端が接続される第２蓄電モジュールと、を備え、
   前記第２スイッチは、前記第１蓄電モジュールの他端と前記第２蓄電モジュールの他端との間の経路上に挿入される、車両用電源装置。
4. 請求項３記載の車両用電源装置において、
   前記インバータは、車両上の前方部に配置され、
   前記第２蓄電モジュールは、前記車両上の後方部に配置され、
   前記第１蓄電モジュールは、前記前方部と前記後方部の間の中間部に配置され、
   前記車載充電器は、前記後方部に配置される、車両用電源装置。
5. 請求項１記載の車両用電源装置において、
   前記第１および第２充電用ノードは、外部の充電器に接続するためのプラグに接続される、車両用電源装置。

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