JP2015104195A

JP2015104195A - 電気自動車の電源システム

Info

Publication number: JP2015104195A
Application number: JP2013242263A
Authority: JP
Inventors: 裕司大宮; Yuji Omiya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-06-04

Abstract

【課題】電気自動車の消費電力を低減することができる技術を提供する。【解決手段】電源システムは、走行用モータに電力を供給するメイン電池３と、補機に電力を供給する補機電池４と、太陽光発電機９で発電される電力を一時的に蓄える補助電池５とを備えている。その電源システムは、メイン電池の電力を補機及び補機電池に供給する第１電源装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）６と、補助電池の電力を補機及び補機電池に供給する第２電源装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）８とを備えている。その電源システムは、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値より小さい場合には、第１電源装置が補機電池の出力電圧より高い第１電圧を出力する一方、第２電源装置は電圧を出力しない。一方、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値以上の場合には、第１電源装置及び第２電源装置が、第１電圧よりも低くかつ補機電池の出力電圧以上である第２電圧を出力する。【選択図】図６

Description

本発明は、電気自動車の電源システムに関する。本明細書において電気自動車とは、燃料電池車、及び、モータとエンジンの双方を搭載するハイブリッド車を含む。

特許文献１に、高電圧（２００Ｖ）のメインバッテリと、低電圧（１２Ｖ）の補機バッテリとを備える電気自動車が開示されている。メインバッテリは走行用モータに電力を供給する。電気自動車において、走行用モータよりも低い電圧で作動する電気機器（ヘッドランプや、エアコンディショナー等）を補機と称することがある。特許文献１の電気自動車では、補機には補機バッテリから電力が供給される。補機が使用されると補機バッテリに蓄えられている電力が減少する。この電気自動車では、メインバッテリから供給された高電圧の電力がＤＣ／ＤＣコンバータで降圧されて補機バッテリに供給される。補機バッテリには、補機バッテリの端子電圧よりもわずかに高い値の電圧（１４Ｖ）が印加される。これにより、補機バッテリが充電される。

特開２００９−２１３２２３号公報

特許文献１の電気自動車では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は補機バッテリの端子電圧（１２Ｖ）よりも高い電圧値（１４Ｖ）に設定される。ここで、通常、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端子と、補機バッテリと、補機とは常に接続された状態である。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータから補機バッテリの端子電圧よりも高い電圧（１４Ｖ）が出力されると、補機にもその高い電圧（１４Ｖ）が入力される。しかし、通常、補機は、補機バッテリの端子電圧（１２Ｖ）が入力されれば作動ができるように設計されている。つまり、特許文献１の電気自動車では、補機に、本来必要な電圧よりも高い電圧が印加されている。ここで、補機の幾つかは、その消費電力が入力電圧に比例する（例えば、ヘッドランプ等）。このため、補機に本来必要な電圧よりも高い電圧が入力されると、補機の消費電力が増大する（すなわち、電気自動車の消費電力が増大する）。このため、補機に印加される電圧をできるだけ低減することにより電気自動車の消費電力を低減することが望まれる。

本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書は、電気自動車の消費電力を低減することができる技術を提供する。

本明細書は、電気自動車の電源システムを提供する。その電源システムは、電気自動車の走行用モータに電力を供給するメイン電池と、メイン電池の出力電圧よりも低い出力電圧を有し、電気自動車に搭載された補機に電力を供給する補機電池と、太陽電池で発電される電力を一時的に蓄える補助電池とを備えている。その電源システムは、メイン電池から電力を供給されると共に、補機及び補機電池にその電力を供給する第１電源装置と、補助電池から電力を供給されると共に、補機及び補機電池にその電力を供給する第２電源装置とを備えている。その電源システムは、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値より小さい場合には、第１電源装置が補機電池の出力電圧より高い第１電圧を出力する一方、第２電源装置は電圧を出力しない。一方、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値以上の場合には、第１電源装置及び第２電源装置が、第１電圧よりも低くかつ補機電池の出力電圧以上である第２電圧を出力する。

電気自動車の補機電池に蓄えられている電力の残量が所定の許容値よりも小さくなると、通常、例えば車両の制御システムが起動できないなどの不都合が生じる。このため、電気自動車では、補機電池の電力が消費される速さよりも大きな速さで、補機電池を充電しなくてはならない。

上記の電源システムでは、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値より小さい場合には、第１電源装置が第１電圧を出力する一方、第２電源装置は電圧を出力しない。つまり、補機に対して、メイン電池と補機電池とから電力が供給される一方、補助電池からは電力が供給されない。これにより、電力残量が不足している補助電池を用いずに、補機及び補機電池に電力を供給することができる。また、補機電池に印加される第１電圧は補機電池の出力電圧より高い。このため、補機電池に蓄えられている電力が補機によって消費された場合にも、補機電池が充電される。つまり、補機電池に電力が蓄えられている状態を維持することができる。

一方、補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値以上の場合には、補機には、補機電池から電力が供給されると共に、第１電源装置を介してメイン電池から、第２電源装置を介して補助電池から電力が供給される。このため、補機に対してメイン電池と補機電池とだけから電力が供給される場合と比較して、補機電池に蓄えられている電力が消費され難い。このため、補機電池を充電する速さを小さくしたとしても、補機電池の充電量が所定の許容値よりも少なくなり難い。つまり、この場合には、補機電池に印加される電圧を低減することができる。そこで、上記の電源システムでは、補助電池の電力残量が補助電池残量許容値以上の場合には、第１電源装置及び第２電源装置が、第１電圧よりも低くかつ補機電池の出力電圧以上である第２電圧を出力する。補機に第１電圧が印加される場合と比較して、補機に印加される電圧が低減されるため、補機の消費電力が低減される。つまり、電気自動車の消費電力が低減される。なお、補機電池に補機電池の出力電圧以上の電圧が印加されるため、補機電池に蓄えられた電力が消費されることが抑制される。このため、補機電池に印加される電圧を低減しても、補機電池に蓄えられている電力の残量が所定の許容値よりも小さくなることが抑制される。

実施例の電源システム５０を示すブロック図である。実施例の電源システム５０のモード切替処理４０を示すフロー図である。実施例の電源システム５０のモード１の動作を示すブロック図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流−電圧特性である。モード１における、時刻と、補機１８の消費電流の関係である。実施例の電源システム５０のモード２の動作を示すブロック図であるＤＣ／ＤＣコンバータ８の電流−電圧特性である。モード２における、時刻と、補機１８の消費電流の関係である。

以下に、ハイブリッド車に搭載される電源システム５０を説明する（図１）。電源システム５０は、モータ１１と補機１８に電力を供給する。ここで、補機１８とは、走行用モータよりも低い電圧で作動する複数の電気機器（例えば、ヘッドランプや、エアコンディショナー等）である。電源システム５０は、メイン電池３と、補機電池４と、補助電池５（詳しくは、補助電池５とそれに接続された太陽光発電機９）とを有する。電源システム５０は、電源システム５０の動作を制御するコントローラ２０を有する。コントローラ２０は、電源システム５０が有する各構成要素（後述する）と通信すると共にこれらの動作を制御する。

モータ１１は、ハイブリッド車の車輪を駆動する。なお、ハイブリッド車では、モータ１１は発電もする。このため、モータ１１はモータ兼発電機であるが簡潔にモータ１１と標記する。モータ１１の作動電圧は、比較的高い（例えば４００Ｖ）。また、ハイブリッド車は、モータ１１とエンジン（不図示）とを有する。ハイブリッド車は、モータ１１とエンジンとの両方を使用して走行する。ただし、このような走行に関する技術は、従来公知のため詳しい説明を省略する。

補機１８は、モータ１１の作動電圧（４００Ｖ）よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）で作動する。補機１８に含まれるいくつかの電気機器は、入力電圧と補機１８に流れる電流とが比例する。つまり、これらの電気機器では、入力電圧と消費電力とが比例する。このような電気機器の例として、ヘッドランプ１６や、エアコンディショナー１７が備えるブロア―等がある。

メイン電池３は、比較的高い電圧を出力する（例えば２００Ｖ）。メイン電池３は例えばリチウムイオン電池である。メイン電池３は、システムメインリレー１４を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、さらにインバータ１２を介してモータ１１に接続されている。ハイブリッド車のイグニッションスイッチ（不図示）がオンにされると、コントローラ２０は、システムメインリレー１４を閉状態（通電状態）とする。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、メイン電池３から供給された高い電圧（２００Ｖ）の直流電力を、さらに高い電圧（４００Ｖ）に昇圧してインバータ１２に供給する。インバータ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３から供給された電力を３相交流電流に変換してモータ１１に供給する。これにより、モータ１１が駆動される。

また、上述のようにシステムメインリレー１４が閉状態（通電状態）とされたとき、充電用リレー１５は、開状態（遮断状態）とされる。充電用リレー１５が開状態（遮断状態）とされるのは、後述の補助電池５に蓄えられた電力によってメイン電池３が充電されることを防ぐためである。以下の説明では、このように、システムメインリレー１４が閉状態（通電状態）となり、充電用リレー１５が開状態（遮断状態）となっている状態を、「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態と呼ぶことがある。「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態は、モータ１１の駆動力による走行が可能な状態である。なお、「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態では、メイン電池３の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して補機電池４及び補機１８にも供給される（後に詳述する）。

また、メイン電池３には、モータ１１で発電された電力が充電されることがある。例えば、モータ１１は、エンジンの駆動力が伝達されて回転することにより発電する。また、モータ１１は、車両の駆動輪の回転力が伝達されて回転することにより発電する（すなわち、モータ１１は回生ブレーキとして機能する）。モータ１１で発生した３相交流電力は、インバータ１２によって直流化されると共にＤＣ／ＤＣコンバータ１３で降圧されてメイン電池３に充電される。

補助電池５は、例えばリチウムイオン電池である。補助電池５は、充電制御装置１０を介して太陽光発電機９に接続されている。また、補助電池５は、充電制御装置１０を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びＤＣ／ＤＣコンバータ７にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びＤＣ／ＤＣコンバータ７については後に詳述する。充電制御装置１０は、補助電池５が太陽光発電機９に接続されている状態と、補助電池５がＤＣ／ＤＣコンバータ８及びＤＣ／ＤＣコンバータ７に接続されている状態とを切り替える。太陽光発電機９は、太陽の光を受けることにより発電する。太陽光発電機９は、一般に「太陽電池」とも称される。太陽光発電機９で発電された電力は、一時的に補助電池５に蓄えられる。補助電池５に蓄えられた電力はメイン電池３の充電等に使用される。

補助電池５に蓄えられた電力（すなわち太陽光発電機９で発電された電力）によるメイン電池３の充電は、イグニッションスイッチ（不図示）がオフとなっている状態で行われる。イグニッションスイッチがオフにされると、充電用リレー１５が閉状態（通電状態）とされ、かつ、上述のシステムメインリレー１４は、開状態（遮断状態）とされる。以下の説明では、このように充電用リレー１５が閉状態（通電状態）であり、システムメインリレー１４が開状態（遮断状態）の状態を「Ｒｅａｄｙｏｆｆ」の状態と呼ぶことがある。

ここで、補助電池５の出力電圧は、メイン電池３の出力電圧よりも低い。このため、補助電池５に蓄えられた電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７によって昇圧されてメイン電池３へ供給される。これにより、メイン電池３が充電（いわゆるポンピング充電）される。

補機電池４は、例えば鉛蓄電池である。補機電池４は、主に補機１８に電力を供給する。補機電池４の出力電圧は、メイン電池３の出力電圧（２００Ｖ）よりも低い電圧（１２Ｖ）である。なお、補機電池４に蓄えられている電力が消費されると、補機電池４の電力の残量が減少する。補機電池４の電力の残量が少なくなり過ぎると、補機１８の作動が困難になることがある。このため、補機電池４は、電力の残量が所定の許容値（補機電池残量許容値）よりも少なくならないように適切に充電されることが望ましい。

以下に、電源システム５０の、モード切替処理４０（図２）について説明する。モード切替処理４０は、上述の「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態において、モード１とモード２とを切り替える処理である。モード１とモード２とは、補機１８及び補機電池４へ電力の供給の態様が異なる。まず、図２を用いて、モード切替処理４０のフローを説明する（その後、モード１とモード２の具体的内容を説明する）。

モード切替処理４０では、コントローラ２０は、ステップＳ２においてハイブリッド車が「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態であるか否かを判定する。上述のように、モード切替処理４０は、「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態における処理である。このため、ステップＳ２において、ハイブリッド車が「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態でない場合（Ｓ２：ＮＯ）は、コントローラ２０は、モード１の状態にもモード２の状態にもしない。一方、ハイブリッド車が「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）は、コントローラ２０は、ステップＳ４において、補助電池５に蓄えられている電力量（残量）が、所定の許容値以上であるか否かを判定する。所定の許容値（補助電池残量許容値）は、補機電池４及び補機１８に適切に電力を供給できるために補助電池５が有していなくてはならない電力量を元に予め適宜定められる。補助電池５に蓄えられている電力量が、所定の許容値以上でない場合（Ｓ４：ＮＯ）は、コントローラ２０は、ステップＳ６において電源システム５０をモード１の状態にする。一方、補助電池５に蓄えられている電力量が、所定の許容値以上である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、ステップＳ８において電源システム５０をモード２の状態とする。

次に、図３〜図５を用いて、モード１を説明する。なお、下記のモード１の説明は、電源システム５０によって行われる動作の一つを説明するという意味だけでなく、モード２との比較対象としての意味も持つ。ここで、モード２は、後述するようにハイブリッド車の消費電力を低減する効果を有する。この効果は、先行技術に対する有利な効果である。しかし、モード２のこのような効果は、本実施例におけるモード１との比較によっても説明することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６には、メイン電池３（出力電圧２００Ｖ）から電力が供給されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、メイン電池３から供給された電力を降圧して補機電池４及び補機１８に供給する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧は、補機電池４（１２Ｖ）を比較的良好に充電できる電圧（例えば１４Ｖ）である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧をこのような電圧とする理由は、補機電池４に蓄えられている電力の残量が補機電池残量許容値よりも少なくなることを防止するためである。

なお、後述するモード２においては、補機電池４及び補機１８には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ８からも電力が供給される。すなわち、モード２では、補助電池５からＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して補機電池４及び補機１８に電力が供給される。しかし、モード１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は作動しない。図３では、モード１における、メイン電池３から補機電池４及び補機１８への電力の流れを矢印破線で示している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される電流の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６に接続されている補機１８の抵抗値等によって決まる。つまり、補機１８の抵抗値が低いときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される電流が大きくなる。補機１８の抵抗値が低いときとは、例えば、補機１８に含まれる機器の多くが作動状態になったときである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、出力電流のリミッタを有している。ここで、出力電流の上限値を電流制限値Ｉ_ＬＭ６とする。ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６は、種々の要因を考慮して適宜定められる。種々の要因として、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の性能上の限界や、メイン電池３からモータ１１への電力の供給が妨げられないこと等がある。

図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電流が電流制限値Ｉ_ＬＭ６以下の時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は所定の電圧（具体的には１４Ｖ）を出力する。なお、上述のように、モード１においてＤＣ／ＤＣコンバータ８は作動しないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は電圧を出力しない。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電流が電流制限値Ｉ_ＬＭ６より大きいときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧はゼロとなる。出力電流が電流制限値Ｉ_ＬＭ６を超えることによりＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧がゼロとなると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電流は、再び減少する。すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は再び所定の出力電圧（１４Ｖ）を出力する。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、所定の出力電圧（１４Ｖ）を出力する状態と、出力電圧がゼロとなる状態とを繰りかえす。結局、補機１８の抵抗値が低いことにより電流が流れ易いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、電流制限値Ｉ_ＬＭ６の出力電流を継続して流し続ける状態となる。換言すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、補機１８の抵抗値が低く電流が流れ易いときには、一定の大きさの電流（電流制限値Ｉ_ＬＭ６の電流）を供給する定電流電源装置として機能する。

図３に示すように、補機１８の端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力端子と、補機電池４の出力端子との両方に接続されている。つまり、補機１８には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力される電圧と、補機電池４から出力される電圧との両方が印加されている。

ハイブリッド車が使用されているときには、通常、補機１８の作動状態は、時刻に対して変化する。このため、図５に示すように、補機１８に流れる電流は、時刻に対して変化する。補機１８に流れる電流がＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６以下の場合には、補機１８に流れる電流のほとんどがＤＣ／ＤＣコンバータ６から供給される。一方、補機電池４からはほとんど電流が供給されない。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧（１４Ｖ）が補機電池４の出力電圧（１２Ｖ）よりも高いからである。一方、補機１８に流れる電流がＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６を超えた場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６からは、電流制限値Ｉ_ＬＭ６の大きさの電流が供給される。そして、残りの電流は、補機電池４から供給される。つまり、補機電池４から補機１８に供給される電流の大きさは、補機１８に流れる電流の総量から電流制限値Ｉ_ＬＭ６を引いた大きさである。補機電池４から電流が供給されると、補機電池４に蓄えられている電力が消費される。なお、図５において、補機１８の時刻−電流特性３０が電流制限値Ｉ_ＬＭ６を超えている部分３１の面積は、補機電池４から補機１８に供給される電荷の大きさを示している。なお、補機１８の時刻−電流特性３０が電流制限値Ｉ_ＬＭ６を下回っている期間では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電力から補機１８の消費電力を引いた残りの電力で補機電池４が充電される。

次に、図６〜図８を用いて、モード２を説明する。モード２では、上述のモード１と異なり、メイン電池３から電力を供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ６と、補助電池５から電力を供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ８との両方が作動している（図６）。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ６が補機電池４及び補機１８に電力が供給し、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が補機電池４及び補機１８に電力が供給する状態となっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、補助電池５から供給された電力を降圧して補機電池４及び補機１８に供給する。図６では、モード２における、メイン電池３から補機電池４及び補機１８への電力の流れを矢印破線で示し、補助電池５から補機電池４及び補機１８への電力の流れを矢印一点鎖線で示している。

上述のモード１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧は、補機電池４（１２Ｖ）を比較的良好に充電できる電圧（例えば１４Ｖ）であった。これに対して、モード２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧は、それぞれ、モード１よりも低い電圧（例えば、１３Ｖ）である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６やＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧をモード１よりも低くすることが可能な理由は後述する。

図７に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と同様に出力電流のリミッタを有している（電流制限値はＩ_ＬＭ８である）。モード２では、電源システム５０の動作は以下のようになる。すなわち、補機１８に流れる電流が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の電流制限値Ｉ_ＬＭ８とを足した大きさ以下の場合には、これらのコンバータにリミッタはかからない。このため、補機１８に流れる電流のほとんどが、ＤＣ／ＤＣコンバータ８とＤＣ／ＤＣコンバータ６とから供給される。一方、補機電池４からはほとんど電流が供給されない。補機１８に流れる電流が、電流制限値Ｉ_ＬＭ６と電流制限値Ｉ_ＬＭ８とを足した大きさ以下の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ６とＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電力の和から補機１８の消費電力を引いた残りの電力で補機電池４が充電される。

一方、補機１８に流れる電流が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の電流制限値Ｉ_ＬＭ８とを足した大きさを超えた場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８とのそれぞれに出力電流のリミッタがかかる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ６からは、電流制限値Ｉ_ＬＭ６に等しい大きさの電流が流れる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８からは、電流制限値Ｉ_ＬＭ８に等しい大きさの電流が供給される。そして、残りの電流が、補機電池４から供給される。つまり、補機電池４から補機１８に供給される電流の大きさは、補機１８に流れる電流の総量から電流制限値Ｉ_ＬＭ８及び電流制限値Ｉ_ＬＭ６を引いた大きさである。

モード２では、補機１８に流れる電流がＤＣ／ＤＣコンバータ６の電流制限値Ｉ_ＬＭ６のみを超えたときにリミッタがかかるモード１と比較して、ＤＣ／ＤＣコンバータにリミッタがかかり難い。このため、モード２では、モード１と比較して、補機電池４の電力が消費される頻度が低減される。このことは、図８に示すように、補機１８の時刻−電流特性３０が、電流制限値Ｉ_ＬＭ８と電流制限値Ｉ_ＬＭ６とを足した大きさを超えにくいことも意味している。モード２では、補機電池４の電力が消費される頻度が低いため、補機電池４が充電される速さが小さくても、補機電池４の残量が許容値以下となり難い。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ６とＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧を、モード１の場合（１４Ｖ）よりも低い電圧（例えば１３Ｖ）に設定しても、補機電池４の残量が許容値以下となり難い。

モード２では、補機１８に比較的低い電圧（１３Ｖ）が印加される。このため、補機１８に比較的高い電圧（１４Ｖ）が印加される場合と比較して、補機１８の消費電力を低減することができる。すなわち、ハイブリッド車の消費電力を低減することができる。

なお、本実施例のハイブリッド車では、「Ｒｅａｄｙｏｎ」の状態では、基本的に、電源システム５０がモード２とされることを想定している。太陽光発電機９で発電された電力が補助電池５に蓄えられるため、補助電池５に蓄えられている電力量が所定の許容値以上（Ｓ４：ＹＥＳ）となる頻度は高いからである。つまり、本実施例のハイブリッド車では、電源システム５０がモード２とされることによって好適に消費電力を低減することができる。

上記の実施例では、モード２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧がそれぞれ１３Ｖである場合について説明した。しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧は、それぞれ、補機電池４の出力電圧（１２Ｖ）と同程度にまで下げてもよい。この場合、補機電池４に印加される電圧と、補機電池４の出力電圧（１２Ｖ）との差が小さいため、補機電池４は充電されない。しかし、補機電池４から補機１８に電流が流れ出ない限りは、補機電池４の電力が消費されない。このため、補機電池４が充電されなくても補機１８に電力を供給し続けることができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧をこのように設定した場合、補機１８に低い電圧が印加されるため、補機１８の消費電力がさらに好適に低減する。結局、モード２におけるＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力電圧は、モード１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧（１４Ｖ）よりも低い電圧でありかつ補機電池４の出力電圧（１２Ｖ）以上の電圧であればよい。

上記の実施例におけるＤＣ／ＤＣコンバータ６は、請求項における「第１電源装置」の一例であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、請求項における「第２電源装置」の一例である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６（第１電源装置）は、メイン電池３の電力を降圧して補機１８及び補機電池４に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ８（第２電源装置）は、補助電池５の電力を降圧して補機１８及び補機電池４に供給する。なお、補助電池５が出力電圧調整回路を有している場合には、補助電池５のその出力電圧調整回路が第２電源装置に対応する。また、モード１においてＤＣ／ＤＣコンバータ６が出力する電圧値（１４Ｖ）は、請求項における「第１電圧」の一例であり、モード２においてＤＣ／ＤＣコンバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ８が出力する電圧値（１３Ｖ及び１２Ｖ）は、請求項における「第２電圧」の一例である。ただし、ＤＣ／ＤＣコンバータ６とＤＣ／ＤＣコンバータ８のそれぞれが出力する電圧値が同じ値である必要はない。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

３メイン電池
４補機電池
５補助電池
６、７、８ＤＣ／ＤＣコンバータ
９太陽光発電機
１０充電制御装置
１１モータ
１４システムメインリレー
１５充電用リレー
１８補機
２０コントローラ
５０電源システム

Claims

電気自動車の走行用モータに電力を供給するメイン電池と、
太陽電池で発電される電力を一時的に蓄える補助電池と、
前記メイン電池の出力電圧よりも低い出力電圧を有し、補機に電力を供給する補機電池と、
前記メイン電池から電力を供給されると共に、前記補機及び前記補機電池に電力を供給する第１電源装置と、
前記補助電池から電力を供給されると共に、前記補機及び前記補機電池に電力を供給する第２電源装置と、
を備え、
前記補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値より小さい場合には、前記第１電源装置が前記補機電池の出力電圧より高い第１電圧を出力する一方、前記第２電源装置は電圧を出力せず、
前記補助電池の電力残量が所定の補助電池残量許容値以上の場合には、前記第１電源装置及び前記第２電源装置が、前記第１電圧よりも低くかつ前記補機電池の出力電圧以上である第２電圧を出力する、
電気自動車の電源システム。