JP2017229132A - 車輌の電源装置、及び電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧バッテリに異常状態が発生した場合にもバックアップ動作を可能とする、より好適な車輌の電源制御装置を提供すること。
【解決手段】車輌を走行させるモータ３に給電する高電圧バッテリ１と、低電圧バッテリ２と、前記高電圧バッテリ１と前記低電圧バッテリ２との間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、を有する車輌に適用される電源制御装置８であって、前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知するためのセンサ７からの検知信号を入力する入力部８ａと、前記検知信号に基づいて前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に、昇圧モードの電力変換を開始させて前記低電圧バッテリ２から前記モータ３に給電させ、当該昇圧モードの電力変換が開始された後に、前記高電圧バッテリ１を給電経路から切り離す制御部８ｂと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌の電源装置、及び電源制御装置に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車等においては、一般に、高電圧バッテリと低電圧バッテリとが電源装置として設けられている。そして、高電圧バッテリは、例えば、車輌を駆動させるモータ等に給電し、低電圧バッテリは、例えば、車内の音響機器等に給電する。

かかる電源装置においては、いずれかのバッテリの異常状態が発生した場合でも、モータ等の電気負荷が稼働を継続できるようにするため、バックアップ動作を可能とする構成を備えるものがある。例えば、特許文献１には、高電圧系の電源と低電圧系の電源の間に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを設け、高電圧系の電源に異常状態が発生した場合には、低電圧系の電源から当該高電圧系の電源側に給電を行うことによって、高電圧系の電源のバックアップを行うことが記載されている。

特開２００８−２７８５６４号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術は、高電圧バッテリのオープン故障等への対処については開示しているものの、高電圧バッテリの電池セル内部のショート故障等については十分考慮したものとはなっていない。

例えば、高電圧バッテリ内での電池セル内部のショート故障が発生した際には、短絡抵抗を通じて放電されることにより高電圧バッテリが温度上昇し、当該高電圧バッテリが異常発熱に至るおそれがある。

特許文献１では、高電圧系の給電異常（異常発熱）を検知し、リレーやＤＣ／ＤＣコンバータの動作を切り替え、高電圧バッテリが異常発熱のまま給電継続されるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、高電圧バッテリに異常状態（特に、電池セル内部のショート故障）が発生した場合に、電源のバックアップ動作を可能とする、より好適な車輌の電源装置、及び電源制御装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本発明は、車輌を走行させるモータに給電する高電圧バッテリと、低電圧バッテリと、前記高電圧バッテリと前記低電圧バッテリとの間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する車輌に適用される電源制御装置であって、前記高電圧バッテリの異常状態を検知するためのセンサからの検知信号を入力する入力部と、前記検知信号に基づいて前記高電圧バッテリの異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに、昇圧モードの電力変換を開始させて前記低電圧バッテリから前記モータに給電させ、当該昇圧モードの電力変換が開始された後に、前記高電圧バッテリを給電経路から切り離す制御部と、を備える電源制御装置である。

又、車輌を走行させるモータに給電する高電圧バッテリと、低電圧バッテリと、前記高電圧バッテリと前記低電圧バッテリとの間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記高電圧バッテリの異常状態を検知するためのセンサと、を備える車輌の電源装置であって、前記高電圧バッテリの異常状態が検知された場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧モードの電力変換を開始して前記低電圧バッテリから前記モータに給電させ、前記高電圧バッテリは、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧モードの電力変換が開始された後に、給電経路から切り離される車輌の電源装置である。

本発明に係る車輌の電源装置及び電源制御装置によれば、高電圧バッテリに異常状態（特に、電池セル内部のショート故障）が発生した場合にも、車輌の瞬停及び高電圧バッテリの異常発熱を引き起こすことなく、電源のバックアップ動作をすることができる。

第１の実施形態に係る車輌の電源装置の構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る車輌の電源制御装置の動作を示すフローチャート 第１の実施形態に係る車輌の電源制御装置の動作に応じた給電経路を模式的に示す図 第２の実施形態に係る車輌の電源装置の構成の一例を示す図 第２の実施形態に係る車輌の電源制御装置の動作を示すフローチャート

（第１の実施形態）
以下、図１を参照して、本実施形態に係る車輌の電源装置の構成の一例について説明する。

図１は、本実施形態に係る車輌の電源装置Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車輌の電源装置Ａは、例えば、電気自動車の電源装置であって、高電圧バッテリ１、低電圧バッテリ２、モータ３、電気負荷４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５、給電遮断部６、センサ７、ＥＣＵ８（本発明の「電源制御装置」に相当する）を含んで構成される。

本実施形態に係る車輌の電源装置Ａは、高電圧バッテリ１を電源とする高電圧系統と、低電圧バッテリ２を電源とする低電圧系統とを備え、高電圧系統と低電圧系統とが双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して接続されている。

高電圧バッテリ１は、低電圧バッテリ２よりも高電圧のバッテリである。高電圧バッテリ１としては、例えば、４８Ｖ系のリチウムイオン二次電池が用いられる。

高電圧バッテリ１は、モータ３に給電する電源となる。高電圧バッテリ１の出力側には、モータ３と並列に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５が接続されており、高電圧バッテリ１は、必要に応じて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して低電圧バッテリ２側に給電する。一方、高電圧バッテリ１は、商用電源や制動時にモータ３側から出力される回生電力によって充電される。尚、高電圧バッテリ１は、モータ３に加えて、ヘッドライトやパワーステアリング装置等に対しても給電する構成としてもよい。

低電圧バッテリ２は、高電圧バッテリ１よりも低電圧のバッテリである。低電圧バッテリ２としては、例えば、１２Ｖ系の鉛蓄電池が用いられる。

低電圧バッテリ２は、低電圧系の電気負荷４に給電する電源となる。低電圧バッテリ２は、高電圧バッテリ１が正常状態のときには、高電圧バッテリ１から双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して降圧された電力を受電して、充電される。他方、高電圧バッテリ１が異常状態となった場合には、低電圧バッテリ２は、高電圧バッテリ１側のモータ３に対して給電する。

尚、高電圧バッテリ１及び低電圧バッテリ２は、上記に代えて、ニッケル水素二次電池や電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。又、高電圧バッテリ１及び低電圧バッテリ２は、両者が同じ種別の電池であってもよいし、複数の種別の電池を組み合わせて構成したものであってもよい。

モータ３は、高電圧バッテリ１から受電して、車輌を走行させる駆動力を生成する。モータ３は、インバータ装置（図示せず）を有し、当該インバータ装置によって、高電圧バッテリ１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して駆動する。又、モータ３は、当該インバータ装置が制御されることによって、所望の走行速度で車輌を走行させたり、車輌を制動する際に回生電力を生成するように制御されている。モータ３としては、例えば、永久磁石式同期モータやかご形誘導モータが用いられる。

尚、上記したように、モータ３に対しては、高電圧バッテリ１と低電圧バッテリ２とが並列に接続されており、高電圧バッテリ１が異常状態になったときには、モータ３は、低電圧バッテリ２から受電する。

電気負荷４は、低電圧で駆動する電気負荷であって、例えば、車輌に搭載された音響機器やカーナビゲーション装置である。当該電気負荷４は、低電圧バッテリ２の電力、又は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して降圧された高電圧バッテリ１の電力を受電して動作する。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、高電圧バッテリ１と低電圧バッテリ２との間に設けられ、昇圧側と降圧側とに双方向に電力変換が可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、例えば、ＥＣＵ８からの制御信号によって動作し、当該制御信号に基づいて電力変換の方向が切り替えられる。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、高電圧バッテリ１が正常状態のときには、高電圧系統の高電圧バッテリ１側からの電力を低電圧に変換して、低電圧系統の低電圧バッテリ２側に給電する（以下、「降圧モード」と称する）。他方、高電圧バッテリ１が異常状態となった場合には、当該双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、低電圧バッテリ２の電力を高電圧に変換して、高電圧系統側のモータ３に給電する（以下、「昇圧モード」と称する）。尚、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、高電圧バッテリ１が正常状態のときには、常時、降圧モードで動作してもよいし、又は、低電圧バッテリ２の充電率が小さくなった場合に降圧モードを開始するものとしてもよい。

給電遮断部６は、高電圧バッテリ１の出力側に設けられたスイッチ回路であって、当該高電圧バッテリ１が異常状態になった場合に電路を遮断し、当該高電圧バッテリ１からの給電を遮断する。給電遮断部６は、例えば、ＥＣＵ８からの制御信号によって動作する。給電遮断部６としては、例えば、電磁リレーやバルブデバイス等が用いられる。

センサ７は、高電圧バッテリ１に設けられ、当該高電圧バッテリ１の異常状態を検知するためのセンサである。そして、センサ７は、検知信号をＥＣＵ８に送信する。当該検知信号からＥＣＵ８が高電圧バッテリ１の異常状態を検知する。

ここで、「高電圧バッテリ１の異常状態」とは、例えば、電池セル内部におけるショート故障に起因した電池セルの温度異常を表す。このような異常状態は、可能な限り早期に解消する事が望ましい。

かかる観点から、センサ７としては、高電圧バッテリ１の温度を検知する、サーミスタ等の温度センサを用いるのが望ましい。又、当該センサ７は、高電圧バッテリ１に内蔵された複数の電池セルそれぞれの温度上昇を検知するため、当該複数の電池セルの周囲に複数の温度センサを配設することが望ましい。これによって、センサ７は、電池セル内部におけるショート故障を、高電圧バッテリ１の電池セルの温度上昇として直接検知できるため、より早期に、且つ、確実に当該高電圧バッテリ１の異常状態を発見できる。センサ７は、高電圧バッテリ１の温度を示す信号を検知信号として、ＥＣＵ８に送信する。

ＥＣＵ８（Electronic Control Unit）は、車輌の電源装置Ａを制御する電子制御ユニットである。

ＥＣＵ８は、例えば、センサ７からの検知信号を取得する入力部８ａと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５及び給電遮断部６を制御する制御部８ｂと、を含んで構成されている。

ＥＣＵ８の制御部８ｂは、高電圧バッテリ１が正常状態のときには、必要に応じて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を降圧モードで動作させ、高電圧バッテリ１側から低電圧バッテリ２側に給電させる。

一方、高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合には、当該ＥＣＵ８の制御部８ｂは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を昇圧モードで動作させ、低電圧バッテリ２から高電圧バッテリ１側のモータ３に給電させる。そして、当該ＥＣＵ８の制御部８ｂは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を昇圧モードで動作させてから、給電遮断部６を制御して高電圧バッテリ１からの給電を遮断する。ＥＣＵ８は、このようにして、車輌の瞬停及び高電圧バッテリ１の異常発熱を引き起こすことなく、モータ３への電源のバックアップ動作を可能とする。

尚、ＥＣＵ８の制御部８ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部（図示せず）に格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。

＜電源制御装置の動作＞
以下、図２、図３を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ８の動作の一例について説明する。

図２は、本実施形態に係るＥＣＵ８の動作を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、例えば、ＥＣＵ８がコンピュータプログラムに従って実行する制御部８ｂの動作である。この処理は、例えば、ＥＣＵ８の電源が投入されている際に定期的（例えば、１秒毎）に実行されるものとする。

図３は、図１に対応する図面であり、ＥＣＵ８の動作に応じた給電経路を模式的に示す図である。

高電圧バッテリ１が正常状態のときには、給電経路としては、図３Ａに示すように、高電圧バッテリ１からモータ３に対して給電する状態となっている。又、ここでは、高電圧バッテリ１が出力する電力は、当該モータ３に加えて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して降圧されて低電圧バッテリ２に対しても給電される状態になっているものとする。尚、当該双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、バックアップ動作の際の、低電圧バッテリ２の容量不足を防止するため、例えば、低電圧バッテリ２の充電率が８０％以下になった場合に、降圧モードで動作する。

図２のフローチャートにおいては、ＥＣＵ８は、まず、センサ７からの検知信号に基づいて高電圧バッテリ１が異常状態であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ８は、センサ７からの検知信号が示す高電圧バッテリ１の温度が所定温度以上であるか否かによって、高電圧バッテリ１の異常状態を判定するものとする（ステップＳ１）。

このとき、センサ７が示す高電圧バッテリ１の温度が所定温度以上である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８は、高電圧バッテリ１が異常状態であると判定し、ステップＳ２の処理を実行する。一方、センサ７が示す高電圧バッテリ１の温度が所定温度未満である場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ８は、高電圧バッテリ１が正常状態であると判定し、このフローにおける処理を終了する。

尚、このステップＳ１における、高電圧バッテリ１が異常状態であるか否かを判定する際の基準温度は、高電圧バッテリ１がリチウムイオン二次電池の場合であれば、例えば、摂氏８０度を基準とする。但し、当該基準温度は、高電圧バッテリ１の状態に応じて変更するのが望ましい。例えば、バッテリの発熱量は、一般に、充電時には小さくなることを考慮して、充電時における基準温度は、放電時における基準温度よりも低温（例えば、摂氏６０度）とするのが望ましい。このようにすることで、高電圧バッテリ１の異常状態をより早期に検知できるとともに、誤判定によって車輌を瞬停させたりすることを防止できる。

次に、ＥＣＵ８は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に対して制御信号を出力し、降圧モードから昇圧モードに切り替え、低電圧バッテリ２からモータ３に給電する状態へと、電力変換の方向を切り替えさせる（ステップＳ２）。これによって、給電経路としては、図３Ｂに示すように、低電圧バッテリ２からモータ３に対して給電する状態となる。

尚、このステップＳ２における、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電力変換は、高電圧系統側へ出力する電圧が、高電圧バッテリ１の出力する電圧以上で、且つ、高電圧バッテリ１の耐電圧以下となるようにするのが望ましい。そうすることで、高電圧バッテリ１の出力が抑制されて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５側からモータ３に給電されることとなるため、高電圧バッテリ１の異常発熱を抑制することができる。

又、このステップＳ２において、ＥＣＵ８は、車輌の搭乗者に警告を発するため、上記処理と併せて、警告灯等を動作させてもよい。

次に、ＥＣＵ８は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５が昇圧モードで動作を開始するまで待ち受ける（ステップＳ３：ＮＯ）。そして、ＥＣＵ８は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５が昇圧モードで動作を開始するに応じて（ステップＳ３：ＹＥＳ）、続く、ステップＳ４の処理を実行する。

尚、このステップＳ３における、ＥＣＵ８の待ち受け処理は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５の高電圧系統の出力側の電流値や電圧値を検出することによってもよいし、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に対して昇圧モードに係る制御信号を出力してから所定時間経過後（例えば、１秒経過後）に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５において昇圧モードの動作が開始されたものと推定して、ステップＳ４の処理を実行するものとしてもよい。

次に、ＥＣＵ８は、給電遮断部６に制御信号を出力して、高電圧バッテリ１の出力側の電路を遮断させる（ステップＳ４）。換言すると、ＥＣＵ８は、高電圧バッテリ１を給電経路から切り離す。これによって、図３Ｃに示すように、高電圧バッテリ１からの給電が遮断される。

以上、本実施形態に係るＥＣＵ８によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５が昇圧モードの電力変換を開始した後に、高電圧バッテリ１の給電を遮断する構成とする。そのため、本実施形態に係るＥＣＵ８は、高電圧バッテリ１に異常状態（特に、電池セル内部のショート故障）が発生した場合にも、車輌の瞬停及び高電圧バッテリ１の異常発熱を引き起こすことなく、モータ３への電源のバックアップ動作を行うことができる。

特に、本実施形態に係るＥＣＵ８は、温度センサ７に基づいて高電圧バッテリ１の異常状態を検知するため、電池セル内部のショート故障時に、より早期に、当該異常状態を検知することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、図４、図５を参照して、第２の実施形態に係るＥＣＵ８（電源制御装置）及び電源装置Ａについて説明する。

本実施形態に係る車輌の電源制御装置は、モータ３の駆動状態に応じて、高電圧バッテリ１の異常状態に対する対応を異ならせる点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

図４は、本実施形態に係る車輌の電源装置Ａの構成の一例を示す図である。本実施形態に係る車輌は、例えば、ハイブリッド車輌に適用され、図１の構成に加えて、エンジン（図示せず）と、高電圧系統に接続されるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）９を備える。

エンジンは、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであって、燃料の燃焼によって、クランクシャフトを回転させて、車輌を走行させる動力を生成する。エンジンは、モータ３とともに車輌を走行させ、例えば、ＥＣＵ８によって、エンジンによる走行とモータ３による走行とが切り替え制御される。

尚、エンジンとモータ３とは、別個に車軸を回転させる（パラレル方式）ものとしてもよいし、これらを直結して、駆動している側の動力で車軸を回転させる（シリーズ方式）ものとしてもよい。

ＩＳＧ９は、例えば、モータジェネレータであって、ブレーキ時に車軸の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機として機能する。ＩＳＧ９は、生成した回生電力を高電圧バッテリ１に送出し、当該回生電力を高電圧バッテリ１に充電させる。

図５は、本実施形態に係るＥＣＵ８の動作を示すフローチャートである。

図５のフローチャートは、ステップＳ１ａの判定処理が追加されている点でのみ、図２に示したフローチャートと相違する。

より詳細には、ＥＣＵ８は、高電圧バッテリ１が異常状態であると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ１ａのモータ３が駆動状態か否かを判定する処理を行う。換言すると、ＥＣＵ８は、モータ３によって走行している状態か、エンジンによって走行している状態かを判定する。

そして、モータ３が駆動状態ではない場合（ステップＳ１ａ：ＮＯ）、ＥＣＵ８は、ステップＳ４の処理に移行し、給電遮断部６に、高電圧バッテリ１からの給電を遮断させる（ステップＳ４）。

一方、モータ３が駆動状態である場合（ステップＳ１ａ：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８は、図２に示したフローチャートと同様に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５による電力変換の方向の切り替える処理を行う（ステップＳ２）。

つまり、モータ３が駆動状態ではない場合には、上記した車輌の瞬停の問題は生じない。そこで、ＥＣＵ８は、モータ３が駆動状態ではないときに高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合には、即座に高電圧バッテリ１からの給電を遮断させる。これによって、より早期に高電圧バッテリ１からの給電を遮断し、高電圧バッテリ１の異常発熱を防止することができる。

以上、本実施形態に係るＥＣＵ８及び電源装置Ａによれば、モータ３が駆動していない場合には、当該状態を考慮して、高電圧バッテリ１の異常発熱をより早期に防止することができる。

尚、上記実施形態では、ＥＣＵ８は、モータ３が駆動状態ではないとき、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５による電力変換の方向の切り替え処理を行わない構成とした。しかし、高電圧系統にモータ３以外の他の電気負荷が接続されている場合には、ＥＣＵ８は、給電遮断部６に、高電圧バッテリ１からの給電を遮断させた後、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５による電力変換の方向の切り替え処理を行ってもよいのは勿論である。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、車輌の電源装置Ａの一例として、ＥＣＵ８に統括制御される態様を示したが、当該態様に代えて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５や給電遮断部６が別個に動作制御されるものであってもよい。例えば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５や給電遮断部６は、センサ７からの検知信号を直接受信して、当該検知信号に基づいて動作する構成としてもよい。その場合、給電遮断部６としては、例えば、遮断タイミングの調整を行うための遅延回路を有する遅延リレー等を用いるのが望ましい。

又、上記実施形態では、車輌の電源装置Ａの一例として、高電圧バッテリ１が異常状態になった場合、低電圧バッテリ２から電気負荷４とモータ３の両方に給電する構成を示した。しかし、低電圧バッテリ２と電気負荷４の間にも遮断部を設け、高電圧バッテリ１が異常状態になった場合、当該遮断部により電路を遮断することによって、低電圧バッテリ２からはモータ３側のみに給電する構成としてもよい。そうすることで、低電圧バッテリ２からモータ３に給電する際に、低電圧バッテリ２が容量不足になることを防止できる。

又、上記実施形態では、センサ７から出力される検知信号として、高電圧バッテリ１の温度を示す信号を示したが、当該態様に代えて、高電圧バッテリ１の異常状態の有無を示す信号でもよい。高電圧バッテリ１の異常状態の有無を示す信号は、例えば、センサ７の検出値と基準値とを比較する比較回路等によって生成することができる。この場合も、ＥＣＵ８は、検知信号に基づいて高電圧バッテリ１の異常状態を検知可能である。

又、上記実施形態では、センサ７の一例として、高電圧バッテリ１の温度を検知する温度センサを示したが、高電圧バッテリ１から出力される電流の電流値を検知する電流センサ等を用いても良い。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。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。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

車輌を走行させるモータ３に給電する高電圧バッテリ１と、低電圧バッテリ２と、前記高電圧バッテリ１と前記低電圧バッテリ２との間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、を有する車輌に適用される電源制御装置８であって、前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知するためのセンサ７からの検知信号を入力する入力部８ａと、前記検知信号に基づいて前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に、昇圧モードの電力変換を開始させて前記低電圧バッテリ２から前記モータ３に給電させ、当該昇圧モードの電力変換が開始された後に、前記高電圧バッテリ１を給電経路から切り離す制御部８ｂと、を備える電源制御装置８を開示する。

この車輌の電源制御装置８によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５が昇圧モードで電力変換を開始した後に、前記高電圧バッテリ１を給電経路から切り離す構成となるため、
車輌の瞬停及び高電圧バッテリの異常発熱を引き起こすことなく、電源のバックアップ動作をすることができる。

又、この車輌における前記センサ７は、前記高電圧バッテリ１の温度上昇を検知する温度センサであってもよい。

この車輌の電源制御装置８によれば、高電圧バッテリ１に電池セル内部ショート等が発生して異常状態となった場合でも、当該状態を早期に検知し、当該高電圧バッテリ１が異常発熱することを防止することができる。

又、この車輌の電源制御装置８における、前記制御部８ｂは、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に、前記昇圧モードで出力する電圧が、前記高電圧バッテリ１が出力する電圧以上で、且つ、前記高電圧バッテリ１の耐電圧以下の電圧となるように電力変換させるものであってもよい。

この車輌の電源制御装置８によれば、高電圧バッテリ１の出力側に接続された電路の電圧調整によって、高電圧バッテリ１からの給電を抑制し、車輌の瞬停を防止しつつ、高電圧バッテリ１の異常発熱の防止をより早期に行うことが可能となる。

又、この車輌の電源制御装置８における、前記制御部８ｂは、前記モータ３が駆動している状態において前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５に昇圧モードの電力変換を開始させた後に、前記高電圧バッテリ１を給電経路から切り離し、前記モータ３が駆動していない状態において前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５による電力変換の状態によらず、前記高電圧バッテリ１を給電経路から切り離すものであってもよい。

この車輌の電源制御装置８によれば、モータ３が駆動していない場合には、前記高電圧バッテリ１からの給電の遮断を最優先させて、高電圧バッテリ１が異常発熱することをより早期に防止することが可能となる。

又、前記車輌は、当該車輌を走行させるエンジン、及び、前記高電圧バッテリ１と接続され、当該車輌の車軸の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記高電圧バッテリに対して回生電力を送出するモータジェネレータ９、を更に備えるものであってもよい。

又、この車輌の電源制御装置８において、前記高電圧バッテリ１が異常状態であると判定する際の基準温度は、当該高電圧バッテリ１へ充電している際と、当該高電圧バッテリ１から放電している際とで異なる値に設定されるものであってもよい。

この車輌の電源制御装置８によれば、高電圧バッテリ１の異常状態の検知をより高精度に行うことが可能となる。

又、車輌を走行させるモータ３に給電する高電圧バッテリ１と、低電圧バッテリ２と、前記高電圧バッテリ１と前記低電圧バッテリ２との間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、前記高電圧バッテリ１の異常状態を検知するためのセンサ７と、を備える車輌の電源装置Ａであって、前記高電圧バッテリ１の異常状態が検知された場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、昇圧モードの電力変換を開始して前記低電圧バッテリ２から前記モータ３に給電させ、前記高電圧バッテリ１は、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧モードの電力変換が開始された後に、給電経路から切り離される車輌の電源装置Ａを開示する。

本開示は、車輌に搭載する高電圧バッテリが異常状態となった場合にもバックアップ動作を可能とする車輌の電源装置に、より好適に用いることができる。

Ａ 電源装置
１ 高電圧バッテリ
２ 低電圧バッテリ
３ モータ
４ 電気負荷
５ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ 給電遮断部
７ センサ
８ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 車輌を走行させるモータに給電する高電圧バッテリと、低電圧バッテリと、前記高電圧バッテリと前記低電圧バッテリとの間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する車輌に適用される電源制御装置であって、
   前記高電圧バッテリの異常状態を検知するためのセンサからの検知信号を入力する入力部と、
   前記検知信号に基づいて前記高電圧バッテリの異常状態を検知した場合、
   前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに、昇圧モードの電力変換を開始させて前記低電圧バッテリから前記モータに給電させ、
   当該昇圧モードの電力変換が開始された後に、前記高電圧バッテリを給電経路から切り離す制御部と、を備える
   電源制御装置。
2. 前記センサは、
   前記高電圧バッテリの温度を検知する温度センサである
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌の電源制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに、前記昇圧モードで出力する電圧が、前記高電圧バッテリが出力する電圧以上で、且つ、前記高電圧バッテリの耐電圧以下の電圧となるように電力変換させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌の電源制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記モータが駆動している状態において前記高電圧バッテリの異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに昇圧モードの電力変換を開始させた後に、
   前記高電圧バッテリを給電経路から切り離し、
   前記モータが駆動していない状態において前記高電圧バッテリの異常状態を検知した場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力変換の状態によらず、
   前記高電圧バッテリを給電経路から切り離す
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌の電源制御装置。
5. 前記車輌は、
   当該車輌を走行させるエンジン、及び、前記高電圧バッテリと接続され、当該車輌の車軸の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記高電圧バッテリに対して回生電力を送出するモータジェネレータ、を更に備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の車輌の電源制御装置。
6. 前記高電圧バッテリが異常状態であると判定する際の基準温度は、
   当該高電圧バッテリへ充電している際と、当該高電圧バッテリから放電している際とで異なる値に設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌の電源制御装置。
7. 車輌を走行させるモータに給電する高電圧バッテリと、
   低電圧バッテリと、
   前記高電圧バッテリと前記低電圧バッテリとの間に設けられ、昇圧側と降圧側の双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記高電圧バッテリの異常状態を検知するためのセンサと、
   を備える車輌の電源装置であって、
   前記高電圧バッテリの異常状態が検知された場合、
   前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、昇圧モードの電力変換を開始して前記低電圧バッテリから前記モータに給電させ、
   前記高電圧バッテリは、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧モードの電力変換が開始された後に給電経路から切り離される
   車輌の電源装置。

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