JP2019205297A

JP2019205297A - 車両用電源装置

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Publication number: JP2019205297A
Application number: JP2018099842A
Authority: JP
Inventors: 怜奈山田; Rena Yamada; 片岡　顕二; Kenji Kataoka; 顕二片岡; 佐藤　宏; Hiroshi Sato; 宏佐藤; 村上香治; Koji Murakami; 香治村上; 吉田　健; Takeshi Yoshida; 健吉田; 慎奥村; Shin Okumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2038-05-24
Also published as: CN110525214B; JP6965830B2; CN110525214A; DE102019110063A1; US11001162B2; US20190359078A1

Abstract

【課題】車両の走行中に高圧バッテリにおける正極側モジュールから低圧バッテリ等に電力を供給する必要性が生じても、速やかに対応できない。【解決手段】低圧切替要求があったとき、電子制御装置は、第１メインリレー及び第２メインリレーを開状態に切り替え（ステップＳ１２）、その後、第１切替リレーを低圧バッテリの第２端子に接続するとともに第２切替リレーを閉状態に切り替える（ステップＳ１６）。そして、電子制御装置は、プリチャージリレーを閉状態に切り替えるとともに、第３切替リレーを閉状態に切り替える（ステップＳ１７）。さらに、電子制御装置は、第２メインリレーを閉状態に切り替え（ステップＳ１８）、その後、プリチャージリレーを開状態に切り替える（ステップＳ１９）。【選択図】図７

Description

本発明は、車両に適用される電源装置に関する。

特許文献１の車両用電源装置は、モータジェネレータ等の高圧補機へ電力を供給する高圧バッテリと、電動ポンプや空調機器等の低圧補機へ電力を供給する低圧バッテリとを備えている。高圧バッテリは、複数のバッテリモジュールが直列接続されることによって構成されている。また、高圧バッテリにおける複数のバッテリモジュールのうち、正極側の一部のバッテリモジュールが正極側モジュールとして構成され、残りの負極側のバッテリモジュールが負極側モジュールとして構成されている。

特許文献１の車両用電源装置において、正極側モジュールの正極端子及び負極端子には、第１コネクタが接続されている。この第１コネクタには、低圧バッテリと電気的に接続された第２コネクタが取り付け可能になっている。第１コネクタに第２コネクタが取り付けられた状態では、高圧バッテリにおける正極側モジュールが、低圧バッテリや低圧補機に電力を供給する。また、第１コネクタに第２コネクタが取り付けられた状態では、高圧バッテリにおける負極側モジュールは、高圧補機に電力を供給する。

特開２０１２−２２２９８２号公報

特許文献１の車両用電源装置においては、高圧バッテリにおける正極側モジュールから低圧バッテリ等に電力を供給するためには、第１コネクタに第２コネクタを取り付けるという手動での操作を要する。したがって、これら手動でのコネクタ取り付け操作の前に、車両のシステムを停止させたり、高圧バッテリ及び低圧バッテリを各コネクタから電気的に切り離したりといった制御や操作が行われることが一般的である。そのため、車両の走行中に高圧バッテリにおける正極側モジュールから低圧バッテリ等に電力を供給する必要性が生じても、速やかに対応できない。

上記課題を解決するため、本発明は、直列に接続された複数のバッテリモジュールで構成された高圧バッテリと、前記高圧バッテリよりも電圧の低い低圧電源と、正極側の端子及び負極側の端子のいずれか一方を第１端子、いずれか他方を第２端子としたとき、前記高圧バッテリの第１端子及び前記高圧バッテリから電力の供給を受ける高圧補機の第１端子の間の電気的接続を切り替える第１メインリレーと、前記高圧バッテリの第２端子及び前記高圧補機の第２端子の間の電気的接続を切り替える第２メインリレーと、電気的接続を切り替えるプリチャージリレー及び当該プリチャージリレーに直列接続された抵抗を備え、第２メインリレーに対して並列に接続されたプリチャージ回路と、前記複数のバッテリモジュールのうちの連続する一部のバッテリモジュールを切替モジュール群としたとき、前記切替モジュール群の第２端子の接続先を、当該切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子、又は前記低圧電源の第２端子に切り替える第１切替リレーと、前記切替モジュール群の第１端子及び前記低圧電源の第１端子の間の電気的接続を切り替える第２切替リレーと、前記切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子及び前記高圧補機の第１端子の間の電気的接続を切り替える第３切替リレーと、前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、前記プリチャージリレー、前記第１切替リレー、前記第２切替リレー、及び前記第３切替リレーを制御するリレー制御部とを備え、前記リレー制御部は、前記切替モジュール群からの前記低圧電源への電力供給に切り替えるための低圧切替要求があったときには、前記第１メインリレー及び前記第２メインリレーを開状態に切り替える第１処理と、前記第１切替リレーを前記低圧電源の第２端子に接続するとともに、前記第２切替リレーを閉状態に切り替える第２処理と、前記プリチャージリレーを閉状態に切り替えるとともに、前記第３切替リレーを閉状態に切り替える第３処理と、前記第２メインリレーを閉状態に切り替える第４処理と、前記プリチャージリレーを開状態に切り替える第５処理とを順に実行する。

上記構成によれば、低圧切替要求があった場合には、高圧バッテリにおける切替バッテリモジュール群を切り離して低圧電源に接続する処理や、プリチャージする処理や、高圧バッテリの他のバッテリモジュール群を高圧補機に接続する処理などの一連の処理が、リレー制御部によって実行される。したがって、例えば、車両の走行中などのように、手動での操作が不可能である状況下で、切替バッテリモジュール群から低圧補機へと電力を供給する必要性が生じた場合であっても、速やかに対応できる。

上記発明において、前記リレー制御部は、前記低圧切替要求がなくなったときには、前記第３切替リレー及び前記第２メインリレーを開状態に切り替える第６処理と、前記第１切替リレーを前記切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子に接続するとともに、前記第２切替リレーを開状態に切り替える第７処理と、前記プリチャージリレーを閉状態に切り替えるとともに、前記第１メインリレーを閉状態に切り替える第８処理と、前記第２メインリレーを閉状態に切り替える第９処理と、前記プリチャージリレーを開状態に切り替える第１０処理とを順に実行してもよい。

上記構成によれば、低圧切替要求がなくなった場合には、切替バッテリモジュール群を低圧電源から切り離す処理や、プリチャージする処理や、切替バッテリモジュール群を含む高圧バッテリのバッテリモジュールを高圧補機に接続する処理などの一連の処理が、リレー制御部によって実行される。したがって、例えば、車両の走行中などのように、手動での操作が不可能である状況下で、切替バッテリモジュール群から低圧補機へと電力を供給する必要性がなくなった場合であっても、速やかに対応できる。

上記発明において、前記高圧補機の第１端子及び第２端子間の電圧を検出する電圧検出部を備え、前記リレー制御部は、前記第１処理の後であって、前記電圧検出部が検出した電圧が、前記低圧電源の出力電圧よりも低く定められた規定電圧以下になったときに、前記第２処理を実行してもよい。

上記構成によれば、第１の処理によって高圧バッテリと高圧補機との電気的接続が断たれた後、高圧補機を含む開回路の電圧が十分に低下してから、その後の処理が実行される。したがって、低圧電源に切替モジュール群を接続したときに、過度に大きな電圧が低圧電源に作用することを抑制できる。

上記発明において、操作されることにより前記切替モジュール群よりも負極側のバッテリモジュール群を含む閉回路を開回路に切り替えるサービスプラグを備え、前記サービスプラグは、前記低圧切替要求がある場合において、前記操作により前記切替モジュール群を含む閉回路を開回路に切り替えるものであってもよい。

上記構成によれば、低圧切替要求がある状況下においては、サービスプラグに対する同一の操作によって、切替モジュール群を含む閉回路をも開回路に切り替えることができる。すなわち、高圧バッテリにおける全てのバッテリモジュールを開回路にするにあたって、複数回の操作を要しない。

上記発明において、前記サービスプラグは、前記切替モジュール群よりも第２端子側のバッテリモジュール群における隣り合うバッテリモジュール間に設けられた第１断線部を電気的に接続する第１接続部と、前記第１切替リレー及び前記低圧電源の負極端子の間に設けられた第２断線部を電気的に接続する第２接続部と、導電性を有しない絶縁部とを備え、前記サービスプラグが操作されることにより、前記第１断線部及び前記第２断線部の一方に前記絶縁部が位置するとともに、前記第１断線部及び前記第２断線部の他方に当該サービスプラグが位置しなくなってもよい。

上記構成によれば、第１断線部及び第２断線部のいずれか一方にサービスプラグの絶縁部が位置することで、当該断線部における電気的な絶縁性が確保される。また、第１断線部及び第２断線部のいずれか他方にサービスプラグ（第１接続部及び第２接続部）が位置しなくなることで、当該断線部における電気的な絶縁性が確保される。このような位置関係で電気的な絶縁性を確保するのであれば、サービスプラグを車両用電源回路から完全に取り外すような操作を行わなくても、サービスプラグの位置を変位させるといった小さな操作量で済む。

ハイブリッドシステムの概略構成図。低圧切替要求がない場合での車両用電源装置の回路図。サービスプラグを操作した状態でのサービスプラグ近傍の回路図。低圧切替要求がない場合での接続状態を示す模式回路図。低圧切替要求がある場合での車両用電源装置の回路図。低圧切替要求がある場合での接続状態を示す模式回路図。リレー切替処理を示すフローチャート。リレー切替処理を示すフローチャート。

本発明の車両用電源装置をハイブリッドシステムを搭載する車両に適用した実施形態について説明する。先ず、ハイブリッドシステムの概略構成について説明する。
図１に示すように、ハイブリッドシステムは、車両の駆動源としてエンジン１０を備えている。エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、トランスミッション１１等を介して駆動輪に駆動連結されている。また、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、第１プーリ１２に駆動連結されている。第１プーリ１２には、伝達ベルト１３が掛け回されている。なお、図示は省略するが、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、ベルト、プーリ、ギア（スプロケット）、チェーン等を介して、油圧を発生するための油圧ポンプやエアコンのコンプレッサ等にも駆動連結されている。

ハイブリッドシステムは、上記エンジン１０とは別の駆動源として、モータジェネレータ２０を備えている。モータジェネレータ２０は、いわゆる三相交流電動機である。モータジェネレータ２０の出力軸２０ａは、第２プーリ１４に駆動連結されている。第２プーリ１４には、伝達ベルト１３が掛け回されている。すなわち、モータジェネレータ２０は、第２プーリ１４、伝達ベルト１３、及び第１プーリ１２を介して、エンジン１０のクランクシャフト１０ａに駆動連結されている。

モータジェネレータ２０は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１４に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１３及び第１プーリ１２を介してエンジン１０のクランクシャフト１０ａに入力される。すなわち、この場合には、モータジェネレータ２０は、エンジン１０の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２０は、発電機として機能する場合には、エンジン１０のクランクシャフト１０ａの回転トルクが、第１プーリ１２、伝達ベルト１３、及び第２プーリ１４を介して、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａに入力される。そして、出力軸２０ａの回転に応じて、モータジェネレータ２０が発電する。

モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介して、高圧バッテリ２２が接続されている。インバータ２１は、いわゆる双方向インバータであり、モータジェネレータ２０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して高圧バッテリ２２に出力し、高圧バッテリ２２が出力した直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２０に出力する。すなわち、インバータ２１は、モータジェネレータ２０に交流電圧を出力する場合には、高圧バッテリ２２から電力の供給を受ける高圧補機として機能する。なお、図１では、インバータ２１をモータジェネレータ２０とは別のものとして描いているが、インバータ２１がモータジェネレータ２０の筐体内に内蔵されていることもある。

高圧バッテリ２２は、リチウムイオン電池である。高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が電動モータとして機能するときには、当該モータジェネレータ２０に電力を供給する。また、高圧バッテリ２２は、モータジェネレータ２０が発電機として機能するときには、当該モータジェネレータ２０から電力の供給を受けて充電される。

高圧バッテリ２２には、当該高圧バッテリ２２の状態を検出するセンサ部２２ａが内蔵されている。センサ部２２ａは、高圧バッテリ２２への入力電流や高圧バッテリ２２の温度等を検出する。そして、センサ部２２ａは、これらを高圧バッテリ２２の状態情報ＳＨｂを示す信号として出力する。

モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２３が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、高圧バッテリ２２にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、インバータ２１や高圧バッテリ２２から出力される直流電圧を１０Ｖ〜１５Ｖに降圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３には、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の状態を検出するセンサ部２３ａが内蔵されている。センサ部２３ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧、出力電流等を検出する。そして、センサ部２３ａは、これらをＤＣ／ＤＣコンバータ２３の状態情報Ｓｄｃを示す信号として出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３には、低圧電源としての低圧バッテリ２４が接続されている。低圧バッテリ２４は、高圧バッテリ２２よりも電圧の小さい１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときやＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が１２Ｖであるときには、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受けて充電される。

低圧バッテリ２４には、当該低圧バッテリ２４の状態を検出するセンサ部２４ａが内蔵されている。センサ部２４ａは、低圧バッテリ２４への入力電流や、低圧バッテリ２４の温度等を検出する。そして、センサ部２４ａは、これらを低圧バッテリ２４の状態情報ＳＬｂを示す信号として出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３及び低圧バッテリ２４には、各種の低圧補機２５が接続されている。低圧補機２５の例としては、例えば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係や、冷却水を圧送する電動ポンプ、空調装置、カーナビゲーション装置やスピーカ等の車室内装備が挙げられる。低圧補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が駆動していないときには、低圧バッテリ２４から電力の供給を受ける。低圧補機２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低圧バッテリ２４の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電力の供給を受ける。

インバータ２１、高圧バッテリ２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３、及びこれらを繋ぐ配線等で構成される高圧回路には、当該高圧回路における電圧Ｖｈを検出する電圧検出部としての電圧計２６が接続されている。電圧計２６は、検出した高圧回路の電圧Ｖｈを示す信号を出力する。

図１に示すように、ハイブリッドシステムは、ハイブリッドシステムの全体を統括して制御する電子制御装置３０を備えている。電子制御装置３０は、各種のプログラム（アプリケーション）を実行する演算部、プログラム等が記憶されている不揮発性の記憶部、及びプログラムの実行にあたってデータが一時的に記憶される揮発性メモリ等を備えた処理回路（コンピュータ）である。また、電子制御装置３０は、低圧バッテリ２４からの電力供給を受ける。

電子制御装置３０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３のセンサ部２３ａから、状態情報Ｓｄｃを示す信号が入力される。この信号に基づいて、電子制御装置３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧や出力電流等を把握する。また、電子制御装置３０は、当該電子制御装置３０に入力される各種の信号に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を制御するための操作信号ＭＳを生成する。そして、電子制御装置３０は、生成した操作信号ＭＳをＤＣ／ＤＣコンバータ２３に出力する。

電子制御装置３０は、入力される状態情報Ｓｄｃ及び出力する操作信号ＭＳに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３における異常の有無を判定する。電子制御装置３０は、操作信号ＭＳから期待されるＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧及び出力電流と、実際にセンサ部２３ａで検出された状態情報Ｓｄｃに含まれる出力電圧及び出力電流との間に、大きな乖離があったときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常があると判定する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が低圧バッテリ２４へと電力を出力するべく操作信号ＭＳを出力しているにも拘らず、実際にセンサ部２３ａが検出した出力電圧及び出力電流がゼロである場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常があると判定する。

電子制御装置３０には、高圧バッテリ２２のセンサ部２２ａから、状態情報ＳＨｂを示す信号が入力される。電子制御装置３０は、状態情報ＳＨｂに含まれる高圧バッテリ２２の入力電流や温度等の情報に基づいて、高圧バッテリ２２の満充電容量及び充電容量（ＳＯＣ：State of Charge）を算出する。この実施形態において、高圧バッテリ２２の満充電容量とは、状態情報ＳＨｂが入力された時点で高圧バッテリ２２に充電することのできる最大の容量であり、例えばアンペア時（Ａｈ）で表される。また、充電容量とは、状態情報ＳＨｂが入力された時点で高圧バッテリ２２に充電されている容量を、当該高圧バッテリ２２の満充電容量に対する割合として示したものであり、例えば百分率（％）で表される。

また、電子制御装置３０には、低圧バッテリ２４のセンサ部２４ａから状態情報ＳＬｂを示す信号が入力される。電子制御装置３０は、上述した高圧バッテリ２２と同様に、低圧バッテリ２４の満充電容量やその満充電容量に対する充電容量を算出する。

電子制御装置３０の記憶部には、高圧バッテリ２２の充電容量の目標範囲、及び低圧バッテリ２４の充電容量の目標範囲が記憶されている。高圧バッテリ２２の充電容量の目標範囲は、例えば４０％〜７０％といった範囲である。また、低圧バッテリ２４の充電容量の充電容量の目標範囲は、例えば、８０％〜９５％といった範囲である。

電子制御装置３０は、高圧バッテリ２２を構成する複数のバッテリモジュールＢＭのうちの一部から低圧バッテリ２４へと電力を供給するか否かを示す低圧切替要求信号を生成する。この実施形態では、電子制御装置３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常がある、高圧バッテリ２２の充電容量が目標範囲内である、低圧バッテリ２４の充電容量が目標範囲の下限値未満である、という条件全てを満たした場合に、低圧切替要求を行う。電子制御装置３０は、低圧切替要求がある場合には、低圧切替要求信号をハイレベルにする。また、電子制御装置３０は、低圧切替要求がない場合には、低圧切替要求信号をローレベル（グランド電位）にする。

次に、高圧バッテリ２２及び低圧バッテリ２４を含む車両用電源装置の回路構成について説明する。なお、以下の実施形態の各部材において、正極端子が第１端子に相当し、負極端子が第２端子に相当する。また、図２、図４〜図６においては、グランド電位（接地電位）の記載を省略している。

図２に示すように、高圧バッテリ２２は、直列に接続されたｎ個のバッテリモジュールＢＭで構成されている。以下の説明では、特定のバッテリモジュールＢＭを示すときには、最も正極側のバッテリモジュールＢＭから順に、バッテリモジュールＢＭ（１）、バッテリモジュールＢＭ（２）、・・・バッテリモジュールＢＭ（ｎ−１）、バッテリモジュールＢＭ（ｎ）と呼称する。

各バッテリモジュールＢＭは、直列に接続された複数のバッテリセルＣ（単位セル）で構成されている。各バッテリセルＣの出力電圧は、３．２Ｖ〜３．８Ｖ程度である。また、この実施形態では、各バッテリモジュールＢＭは、それぞれ４つのバッテリセルＣで構成されている。したがって、各バッテリモジュールＢＭの出力電圧は、１２．８Ｖ〜１５．２Ｖ程度である。

高圧バッテリ２２の正極端子は、配線によってインバータ２１の正極端子に接続されている。また、高圧バッテリ２２の負極端子は、配線によってインバータ２１の負極端子に接続されている。そして、インバータ２１に対して並列に電圧計２６が接続されている。したがって、電圧計２６は、高圧補機であるインバータ２１の正負の端子間電圧を、高圧回路の電圧Ｖｈとして検出する。

高圧バッテリ２２の正極端子とインバータ２１の正極端子とを結ぶ配線上には、両者の間の電気的接続を切り替える第１メインリレーＭＲ１が設けられている。また、高圧バッテリ２２の負極端子とインバータ２１の負極端子とを結ぶ配線上には、両者の間の電気的接続を切り替える第２メインリレーＭＲ２が設けられている。第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２は、いずれも電子制御装置３０によって、開状態・閉状態が切り替えられる。すなわち、電子制御装置３０は、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２を制御するリレー制御部として機能する。

高圧バッテリ２２の負極端子とインバータ２１の負極端子との間には、第２メインリレーＭＲ２に対して並列に、プリチャージ回路２７が接続されている。プリチャージ回路２７は、電気的接続を切り替えるプリチャージリレーＰＲと、当該プリチャージリレーＰＲに対して直列に接続された抵抗Ｒとで構成されている。

高圧バッテリ２２の正極端子及び負極端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の高圧側端子に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の低圧側端子は、低圧バッテリ２４の正極端子及び負極端子に接続されている。低圧バッテリ２４の正極端子及び負極端子間には、各種の低圧補機２５がそれぞれ並列に接続されている。なお、図２では、低圧補機２５を一つのみ図示している。

高圧バッテリ２２を構成するバッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子は、配線によって低圧バッテリ２４の負極端子に接続されている。また、バッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子には、当該負極端子の接続先を切り替えるための第１切替リレーＳＲ１が設けられている。第１切替リレーＳＲ１は、バッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子の接続先を、バッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子、及び、低圧バッテリ２４の負極端子のいずれか一方に切り替える。この第１切替リレーＳＲ１は、電子制御装置３０によって接続先が切り替えられる。すなわち、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲを制御するリレー制御部として機能する。

バッテリモジュールＢＭ（１）の正極端子（高圧バッテリ２２の正極端子）は、配線によって低圧バッテリ２４の正極端子に接続されている。バッテリモジュールＢＭ（１）の正極端子と低圧バッテリ２４の正極端子とを結ぶ配線上には、両者の間の電気的接続を切り替える第２切替リレーＳＲ２が設けられている。第２切替リレーＳＲ２は、電子制御装置３０によって、開状態・閉状態が切り替えられる。すなわち、電子制御装置３０は、第２切替リレーＳＲ２を制御するリレー制御部として機能する。

バッテリモジュールＢＭ（１）に対して負極側に隣接するバッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子は、配線によってインバータ２１の正極端子に接続されている。バッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子とインバータ２１の正極端子とを結ぶ配線上には、両者の間の電気的接続を切り替える第３切替リレーＳＲ３が設けられている。第３切替リレーＳＲ３は、電子制御装置３０によって、開状態・閉状態が切り替えられる。すなわち、電子制御装置３０は、第３切替リレーＳＲ３を制御するリレー制御部として機能する。

図２及び図３に示すように、高圧バッテリ２２における隣り合うバッテリモジュールＢＭの間には、配線の途切れた第１断線部Ｄ１が設けられている。この実施形態では、バッテリモジュールＢＭ（ｎ−１）の正極側に、第１断線部Ｄ１が設けられている。また、第１切替リレーＳＲ１と低圧補機２５の負極端子との間には、配線の途切れた第２断線部Ｄ２が設けられている。

図３に示すように、第１断線部Ｄ１及び第２断線部Ｄ２には、サービスプラグ４０が介在している。サービスプラグ４０は、手指で把持することのできる操作部４１と、操作部４１から延びる棒状のプラグ本体４２とで構成されている。プラグ本体４２の先端側の一部は、導電性の第１接続部４２ａになっている。第１接続部４２ａにおいては、導電性を有しない合成樹脂の外表面が導電性の金属（例えば銅）で被覆されている。プラグ本体４２における第１接続部４２ａよりも操作部４１側は、導電性を有しない絶縁部４２ｂになっている。絶縁部４２ｂにおいては、上述した第１接続部４２ａのように金属が被覆されてなく、合成樹脂が露出した状態になっている。プラグ本体４２における絶縁部４２ｂよりも操作部４１側は、導電性の第２接続部４２ｃになっている。第２接続部４２ｃにおいては、上述した第１接続部４２ａと同様に、合成樹脂の外表面が導電性の金属で被覆されている。

サービスプラグ４０は、高圧バッテリ２２を収容する図示しないケーシングや、高圧バッテリ２２や低圧バッテリ２４を含む車両用電源装置全体を収容するケーシングに取り付けられている。なお、サービスプラグ４０がケーシングに取り付けられた状態において、サービスプラグ４０の操作部４１がケーシングの外部に露出しており、当該操作部４１を介してサービスプラグ４０を操作できるようになっている。

図２及び図３に示すように、サービスプラグ４０がケーシングに取り付けられた状態では、サービスプラグ４０における第１接続部４２ａが第１断線部Ｄ１に位置しており、第１断線部Ｄ１が電気的に接続されている。また、サービスプラグ４０がケーシングに取り付けられた状態では、サービスプラグ４０における第２接続部４２ｃが第２断線部Ｄ２に位置しており、第２断線部Ｄ２が電気的に接続されている。

図３に示すように、サービスプラグ４０は、操作部４１を把持して引き出すことにより、ケーシングに対してプラグ本体４２の軸線方向に変位可能になっている。サービスプラグ４０が操作されて変位した状態では、第１断線部Ｄ１にサービスプラグ４０（第１接続部４２ｃ）が位置しなくなる。これにより、第１断線部Ｄ１における電気的接続が解除されて、断線状態になる。また、サービスプラグ４０が操作されて変位した状態では、第２断線部Ｄ２に、第２接続部４２ｃに代えて絶縁部４２ｂが位置する。これにより、第１断線部Ｄ１における電気的接続が解除されて、断線状態になる。

低圧切替要求がない状態、すなわち低圧切替要求信号がローレベルである状態においては、電子制御装置３０は、高圧バッテリ２２の全てのバッテリモジュールＢＭからインバータ２１へと電力が供給されるように、各リレーを制御している。具体的には、図２に示すように、低圧切替要求がない状態では、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２はいずれも閉状態、プリチャージリレーＰＲは開状態になっている。第１切替リレーＳＲ１の接続先は、バッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子になっている。また、第２切替リレーＳＲ２及び第３切替リレーＳＲ３は、いずれも開状態になっている。

上記のように各リレーが制御された状態では、図４に示すように、高圧バッテリ２２の正極端子から、閉状態の第１メインリレーＭＲ１、インバータ２１、閉状態の第２メインリレーＭＲ２を経て高圧バッテリ２２の負極端子に至る高圧側の閉回路が形成される。そして、この高圧側の閉回路が、低圧バッテリ２４及び低圧補機２５で形成される低圧側の閉回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して接続されている。なお、この状態で、サービスプラグ４０が操作されて変位すると、上記高圧側の閉回路が、高圧バッテリ２２の内部において断線して開回路になる。

低圧切替要求がある状態、すなわち低圧切替要求信号がハイレベルである状態において、電子制御装置３０は、高圧バッテリ２２のバッテリモジュールＢＭのうちバッテリモジュールＢＭ（１）から低圧バッテリ２４へと電力が供給されるように、各リレーを制御している。また、電子制御装置３０は、バッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）からインバータ２１へと電力が供給されるように、各リレーを制御している。このように、本実施形態では、バッテリモジュールＢＭ（１）が、電力の供給先がインバータ２１及び低圧バッテリ２４のいずれかに切り替えられる「切替モジュール群」である。また、バッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）は、切替モジュール群よりも負極側のバッテリモジュール群である。

図５に示すように、低圧切替要求がある状態では、第１メインリレーＭＲ１が開状態、第２メインリレーＭＲ２が閉状態、プリチャージリレーＰＲが開状態になっている。第１切替リレーＳＲ１の接続先は、低圧バッテリ２４の負極端子になっている。また、第２切替リレーＳＲ２及び第３切替リレーＳＲ３は、いずれも閉状態になっている。

上記のように各リレーが制御された状態では、図６に示すように、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子から、閉状態の第３切替リレーＳＲ３、インバータ２１、閉状態の第２メインリレーＭＲ２を経て、バッテリモジュールＢＭ（ｎ）の負極端子に至る高圧側の閉回路が形成される。また、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（１）の正極端子から、閉状態の第２切替リレーＳＲ２、低圧バッテリ２４、第１切替リレーＳＲ１を経て、バッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子に至る低圧側の閉回路が形成される。そして、上記高圧側の閉回路が低圧側の閉回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して接続されている。

なお、この状態で、サービスプラグ４０が操作されて変位すると、上記高圧側の閉回路が、高圧バッテリ２２の内部におけるバッテリモジュールＢＭ（ｎ−１）の正極側において断線して開回路になる。また、上記低圧側の閉回路が、バッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子と低圧バッテリ２４との間において断線して開回路になる。

次に、電子制御装置３０による各リレーに対するリレー切替処理の詳細について説明する。なお、このリレー切替処理は、車両のメインスイッチ（システム起動スイッチ、イグニッションスイッチ等と呼称されることもある。）がオンに操作されて、車両のシステムが起動している状態において、所定の周期毎に実行される。また、この実行周期は、後述する規定時間Ｔｘよりも十分に長い時間に設定されている。

図７に示すようにリレー切替処理が実行されると、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、電子制御装置３０は、低圧切替要求がなしの状態からありの状態に切り替わったか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３０は、前回のリレー切替処理においてローレベルで検出された低圧切替要求信号が、今回のリレー切替処理においてハイレベルで検出された場合に、低圧切替要求がありの状態に切り替わったと判定する。

なお、前回のリレー切替処理において低圧切替要求がなかった場合には、今回のリレー切替処理におけるステップＳ１１の時点では、各リレーの切替状態は、図２に示した状態にある。また、車両の製造後の初回のリレー切替処理や、何らかの原因で前回のリレー切替処理における低圧切替要求信号のレベルに関する情報が失われている場合には、前回のリレー切替処理において低圧切替要求はなかった（低圧切替要求信号がローレベルであった）ものとして取り扱う。低圧切替要求がありの状態に切り替わったと判定された場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、電子制御装置３０は、第１メインリレーＭＲ１を開状態に切り替える。また、電子制御装置３０は、第２メインリレーＭＲ２を開状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、電子制御装置３０は、電圧計２６が検出した高圧回路の電圧Ｖｈが予め定められた規定電圧Ｖｘ以下になったか否かを判定する。規定電圧Ｖｘは、低圧バッテリ２４の出力電圧よりも低い電圧として定められており、この実施形態ではゼロである。高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘよりも大きいと判定された場合、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、電子制御装置３０は、ステップＳ１２の処理が実行されて、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２が開状態に切り替えられてからの経過時間Ｔ１が、予め定められた規定時間Ｔｘより大きいか否かを判定する。規定時間Ｔｘは、正常に第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２が開状態に切り替えられた場合に、高圧回路の電圧Ｖｈの電圧が、高圧バッテリ２２の出力電圧から規定電圧Ｖｘ（ゼロ）に低下するのに要する時間よりも長い時間に設定されている。例えば、規定時間Ｔｘは、ミリ秒単位である。経過時間Ｔ１が規定時間Ｔｘ以下であると判定された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理はステップＳ１３に戻る。

なお、高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘ以下になるまでは、ステップＳ１３及びステップＳ１４が繰り返し実行されることになる。ただし、規定時間Ｔｘが、リレー切替処理の実行周期よりも十分に短いので、ステップＳ１３及びステップＳ１４が繰り返し実行されている途中で、新たにリレー切替処理がステップＳ１１から実行されることはない。

ステップＳ１４で、経過時間Ｔ１が規定時間Ｔｘよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１５に移行する。このステップＳ１５では、電子制御装置３０は、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２が固着するなどして、正常に機能してないと判定する。そして、電子制御装置３０は、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２の切り替え動作異常を報知する。この異常の報知の態様としては、車両のディスプレイにその旨の警告表示をする、警告音・音声を発する、インジケータを点灯させる等が挙げられる。その後、電子制御装置３０のリレー切替処理は終了する。

一方、ステップＳ１３で、高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘ以下であると判定された場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、電子制御装置３０は、第１切替リレーＳＲ１の接続先を、低圧バッテリ２４の負極端子に切り替える。また、電子制御装置３０は、第２切替リレーＳＲ２を閉状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲを閉状態に切り替える。また、プリチャージリレーＰＲに対して直列に接続されている第３切替リレーＳＲ３を閉状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲに対して並列に接続されている第２メインリレーＭＲ２を閉状態に切り替える。その後のステップＳ１９では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲを開状態に切り替える。その後、電子制御装置３０のリレー切替処理は終了する。このようにステップＳ１２〜Ｓ１９の一連の処理によって、車両用電源装置の各リレーの切り替え状態は、図２に示す状態から図５に示す状態へと切り替えられる。

さて、ステップＳ１１で、低圧切替要求がなしの状態からありの状態に切り替わっていないと判定された場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理は、図８に示すステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、電子制御装置３０は、低圧切替要求がありの状態からなしの状態に切り替わったか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３０は、前回のリレー切替処理においてハイレベルで検出された低圧切替要求信号が、今回のリレー切替処理においてローレベルで検出された場合に、低圧切替要求がなしの状態に切り替わったと判定する。なお、前回のリレー切替処理において低圧切替要求があった場合には、今回のリレー切替処理におけるステップＳ２１の時点では、各リレーの切替状態は、図５に示した状態にある。

低圧切替要求がありの状態に切り替わっていないと判定された場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、すなわち、低圧切替要求が前回のリレー切替処理のときから切り替わっていない場合には電子制御装置３０のリレー切替処理は終了する。低圧切替要求がありの状態に切り替わったと判定された場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、電子制御装置３０は、第３切替リレーＳＲ３を開状態に切り替える。また、電子制御装置３０は、第２メインリレーＭＲ２を開状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、電子制御装置３０は、上述したステップＳ１３と同様に、電圧計２６が検出した高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘ以下になったか否かを判定する。高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘよりも大きいと判定された場合、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、電子制御装置３０は、ステップＳ２２の処理が実行されて、第３切替リレーＳＲ３及び第２メインリレーＭＲ２が開状態に切り替えられてからの経過時間Ｔ２が、予め定められた規定時間Ｔｘより大きいか否かを判定する。規定時間Ｔｘは、正常に第３切替リレーＳＲ３及び第２メインリレーＭＲ２が開状態に切り替えられた場合に、高圧回路の電圧Ｖｈの電圧が、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）の電圧（直列電圧）から規定電圧Ｖｘ（ゼロ）に低下するのに要する時間よりも長い時間に設定されている。この実施形態では、ステップＳ２４で用いる規定電圧Ｖｘを、ステップＳ１４で用いられる規定電圧Ｖｘと同じ値にしている。経過時間Ｔ２が規定時間Ｔｘ以下であると判定された場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、電子制御装置３０の処理はステップＳ２３に戻る。

なお、ステップＳ１３及びステップＳ１４と同様に、高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘ以下になるまでは、ステップＳ２３及びステップＳ２４が繰り返し実行されることになるが、これらの処理が繰り返し実行されている途中で、新たにリレー切替処理がステップＳ１１から実行されることはない。

ステップＳ２４で、経過時間Ｔ２が規定時間Ｔｘよりも大きいと判定された場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２５に移行する。このステップＳ２５では、電子制御装置３０は、第３切替リレーＳＲ３及び第２メインリレーＭＲ２が固着するなどして、正常に機能してないと判定する。そして、電子制御装置３０は、第３切替リレーＳＲ３及び第２メインリレーＭＲ２の切り替え動作異常を報知する。その後、電子制御装置３０のリレー切替処理は終了する。

一方、ステップＳ２３で、高圧回路の電圧Ｖｈが規定電圧Ｖｘ以下であると判定された場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、電子制御装置３０は、第１切替リレーＳＲ１の接続先を、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子に切り替える。また、電子制御装置３０は、第２切替リレーＳＲ２を開状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲを閉状態に切り替える。また、プリチャージリレーＰＲに対して直列に接続されている第１メインリレーＭＲ１を閉状態に切り替える。その後、電子制御装置３０の処理は、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲに対して並列に接続されている第２メインリレーＭＲ２を閉状態に切り替える。その後のステップＳ２９では、電子制御装置３０は、プリチャージリレーＰＲを開状態に切り替える。その後、電子制御装置３０のリレー切替処理は終了する。このようにステップＳ２２〜Ｓ２９の一連の処理によって、車両用電源装置の各リレーの切り替え状態は、図５に示す状態から図２に示す状態へと切り替えられる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記実施形態においては、モータジェネレータ２０や高圧バッテリ２２からの電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して、低圧バッテリ２４に供給される。そのため、仮に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生して低圧バッテリ２４への電力供給が絶たれると、低圧バッテリ２４の充電容量が目標範囲の下限値を越えて低下することがある。特に、上記実施形態では、ハイブリッドシステム全体を統括して制御する電子制御装置３０が、低圧バッテリ２４からの電力供給を受ける。したがって、低圧バッテリ２４の充電容量が過度に低下すると、電子制御装置３０による車両用電源装置の制御が不安定になったり、制御そのものができなくなったりするおそれがある。このような事態が発生することを防ぐためにも、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生しており、且つ低圧バッテリ２４の充電容量が少ないときには、車両の走行中であってもできるだけ速やかに対処することが好ましい。

上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生している等の条件が満たされたときには、高圧バッテリ２２を構成するバッテリモジュールＢＭのうちの最も正極側のバッテリモジュールＢＭ（１）が、低圧バッテリ２４に接続される。このように高圧バッテリ２２を構成するバッテリモジュールＢＭの一部を低圧側の回路の電源として利用できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生している場合に、低圧バッテリ２４の充電容量が過度に低下することを抑制できる。

しかも、上記実施形態では、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（１）を、他のバッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）から切り離すための各リレーの切り替えや、これに伴う電圧の急変を抑制するためのプリチャージを実行するための各リレーの切り替えが、電子制御装置３０によって制御される。換言すれば、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭ（１）を、低圧バッテリ２４に接続するにあたって、手動での操作を要さない。したがって、例えば、車両の走行中などのように、手動での操作が不可能である状況下で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生しても、速やかにバッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４に接続するという対応を実行できる。

さらに、上記実施形態では、高圧バッテリ２２におけるバッテリモジュールＢＭの１つあたりの出力電圧は、１２．８Ｖ〜１５．２Ｖ程度であり、これは、低圧バッテリ２４の出力電圧に近い。そのため、バッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４に接続したときに、低圧バッテリ２４に過度に大きな電圧がかかることはない。

ところで、高圧バッテリ２２のうちのバッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４に接続した場合、インバータ２１には、高圧バッテリ２２のうちのバッテリモジュール（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）から電力が供給されるため、インバータ２１へと供給される電圧は、概ね１つのバッテリモジュールＢＭの電圧分低下することになる。このように高圧側の電圧が多少低下したとしても、モータジェネレータ２０を動作させることはできるので、大きな問題とはならない。とはいえ、モータジェネレータ２０を適切に制御する上では、当該モータジェネレータ２０には、高圧バッテリ２２の出力電圧が供給されることが好ましい。

そこで、上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の異常が解消するなどして、低圧切り替え要求がなくなった場合には、バッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４から切り離すための各リレーの切り替えや、プリチャージを実行するための各リレーの切り替えが、電子制御装置３０によって制御される。したがって、例えば、車両の走行中などのように、手動での操作が不可能である状況下で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の異常が解消しても、速やかにバッテリモジュールＢＭ（１）を他のバッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュールＢＭ（ｎ）に接続するという対応を実行できる。

なお、上記実施形態では、低圧切替要求がない状態からある状態に切り替わったときに、高圧側回路の電圧Ｖｈが規定時間Ｔｘ以内に規定電圧Ｖｘに低下しない場合には、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２の異常を報知する。したがって、高圧バッテリ２２のバッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４に接続することができない事態が発生していることを、車両の運転手に速やかに知らせることができる。この点、低圧切替要求がある状態からない状態に切り替わったときも同様で、第３切替リレーＳＲ３及び第２メインリレーＭＲ２の異常を速やかに車両の運転手に知らせることができる。

上記実施形態においては、第１メインリレーＭＲ１及び第２メインリレーＭＲ２を開状態に切り替えるステップＳ１２の処理の後、高圧回路の電圧Ｖｈが予め定められた規定電圧Ｖｘ以下になった後に、その後の各リレーの切り替えを行う。そのため、第１切替リレーＳＲ１の接続先を低圧バッテリ２４の負極端子に切り替えたり、第２切替リレーＳＲ２を閉状態に切り替えるときに、低圧バッテリ２４や低圧補機２５に過度に高い電圧がかかることを抑制できる。

上記実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生している場合には、車両の整備工場等において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の修理作業や交換作業が行われる蓋然性が高い。このような作業を行う際には、高圧バッテリ２２を含む閉回路を開会路に切り替えて、当該高圧バッテリ２２から電流が流れないようにすることが一般的である。

ここで、上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生している等の条件が満たされている場合には、図４に示すように、高圧バッテリ２２のバッテリモジュールＢＭ（１）を含む閉回路と、高圧バッテリ２２のバッテリモジュールＢＭ（２）〜バッテリモジュール（ｎ）を含む閉回路とが形成されている。そして、上記実施形態では、同一のサービスプラグ４０に対する同一の操作により、上記２つの閉回路が共に開回路に切り替えられる。そのため、上記２つの閉回路を共に閉回路に切り替えるに亘って複数回の操作を作業者に強いることがない。

ところで、上記実施形態において、サービスプラグ４０のプラグ本体４２の全体が導電性を有している場合、第１断線部Ｄ１及び第２断線部Ｄ２の双方を断線させるためには、プラグ本体４２が第１断線部Ｄ１及び第２断線部Ｄ２のいずれにも位置しない位置にまで、サービスプラグ４０を変位させる必要がある。この点、上記実施形態では、サービスプラグ４０のプラグ本体４２においては、第１接続部４２ａと第２接続部４２ｃとの間に絶縁部４２ｂが設けられている。そのため、プラグ本体４２における第１接続部４２ａが第１断線部Ｄ１に位置せず、且つ絶縁部４２ｂが第２断線部Ｄ２に位置するまで、サービスプラグ４０を変位させれば、例えば、サービスプラグ４０をケーシング等から完全に取り外さなくても、各閉回路を開回路に切り替え可能である。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態では、ハイブリッドシステムの全体を統括して制御する電子制御装置３０が一連の充放電制御処理を実行したが、例えばエンジン１０を制御する制御装置と、車両用電源装置のリレー切替制御を実行する制御装置とが別の処理回路（コンピュータ）であってもよい。

・低圧バッテリ２４の出力電圧は、高圧バッテリ２２の出力電圧よりも低いのであれば、適宜変更できる。例えば、低圧バッテリ２４の出力電圧は、２４Ｖや４８Ｖであってもよい。

・低圧バッテリ２４の種類は、鉛蓄電池の例に限らない。また、高圧バッテリ２２の種類は、バッテリモジュールＢＭが複数直列接続された構成であれば、リチウムイオン電池に限らない。例えば、高圧バッテリ２２及び低圧バッテリ２４として、ニッケル水素電池、ＮＡＳ電池、全固体電池等を採用してもよい。さらに、ある程度の充電容量を有しているのであれば、低圧電源としてキャパシタ（コンデンサ）を採用してもよい。

・インバータ２１に代えて、又は加えて、高圧バッテリ２２から電力の供給を受ける他の高圧補機を設けてもよい。
・ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を省略することもできる。この場合、低圧バッテリ２４に対して電力を供給するオルタネータ等をモータジェネレータ２０とは別に設ければよい。

・車両用電源装置の回路構成において、電圧計２６に代えて高圧回路の電圧Ｖｈを検出できる他の構成を採用してもよい。例えば、車両用電源装置の回路構成における全体の抵抗値は、ある程度決まっているので、インバータ２１への入力電流を検出することでも、高圧回路の電圧Ｖｈを推定（検出）できる。この場合、インバータ２１への入力電流を検出する電流計が電圧検出部を構成する。

・上記実施形態の車両用電源装置の回路構成において、必要に応じて他のリレー等が追加されていてもよい。他のリレーを追加した場合であっても、低圧切替要求に応じて、図４に示す閉回路構成と図６に示す閉回路構成が切り替わればよい。

・上記実施形態の車両用電源装置の回路構成において、高圧バッテリ２２の正極端子が第２メインリレーＭＲ２に接続され、高圧バッテリ２２の負極端子が第１メインリレーＭＲ１や第２切替リレーＳＲ２に接続されていてもよい。この場合、低圧バッテリ２４や低圧補機２５、インバータ２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の正極・負極も入れ替えればよい。この変更例の場合には、各部材の負極端子が第１端子に相当し、正極端子が第２端子に相当する。

・上記実施形態のリレー切替制御は、ハイブリッド車両の車両用電源装置に適用されるのに限らない。すなわち、高圧のバッテリとそれよりも低圧のバッテリとを備えた車両用電源装置であれば、高圧バッテリ２２がモータジェネレータ２０に電力を供給する構成に限らない。

・上記実施形態では、低圧切替要求がある場合に、低圧バッテリ２４に接続される切替バッテリモジュール群が、１つのバッテリモジュールＢＭ（１）で構成されていたが、複数のバッテリモジュールＢＭで構成されていてもよい。例えば、低圧切替要求がある場合に、バッテリモジュールＢＭ（１）及びバッテリモジュールＢＭ（２）からなる切替バッテリモジュール群を、低圧バッテリ２４に接続してもよい。この場合、第１切替リレーＳＲ１をバッテリモジュールＢＭ（２）の負極端子に接続し、第３切替リレーＳＲ３をバッテリモジュール（３）の正極端子に接続すればよい。すればよい。ただし、切替バッテリモジュール群の出力電圧が、低圧バッテリ２４の出力電圧に対して大きく乖離しないことが好ましい。

・低圧バッテリ２４に接続されるバッテリモジュールＢＭ（バッテリモジュール群）は、高圧バッテリ２２における正極側のバッテリモジュールＢＭに限らない。例えば、低圧切替要求がある場合に、バッテリモジュールＢＭ（２）を低圧バッテリ２４に接続してもよい。この場合、第１切替リレーＳＲ１をバッテリモジュールＢＭ（２）の負極端子に接続し、第２切替リレーＳＲ２をバッテリモジュールＢＭ（２）の正極端子に接続する。そして、第３切替リレーＳＲ３をバッテリモジュール（３）の正極端子に接続すればよい。

・上記の変更例において、バッテリモジュールＢＭ（１）の負極端子とバッテリモジュールＢＭ（３）の正極端子との間の電気的接続を切り替えるリレーを設け、低圧切替要求がある場合に当該リレーを閉状態にしてバッテリモジュールＢＭ（１）とバッテリモジュールＢＭ（３）とを直列接続してもよい。

・低圧切替要求がありになるための条件は、上記実施形態の例に限らない。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生している場合には、他の条件に拘らず、低圧切替要求をありにしてもよい。また、低圧バッテリ２４の充電容量が相応に低い場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の異常の有無に拘らず、低圧切替要求をありにしてもよい。このように、低圧バッテリ２４の充電容量が過度に低下している、又はそのおそれがあることを判定できる条件であれば、どのような条件であってもよい。

・上記実施形態のリレー切替処理において、高圧回路の電圧Ｖｈを規定電圧Ｖｘと比較する処理（ステップＳ１３及びステップＳ２３）、及びその関連処理（ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ２４、及びステップＳ２５）を省略してもよい。この場合、電圧計２６を省略できる。

・上記実施形態のリレー切替処理において、低圧切替要求がない状態からある状態に切り替わっていないと判定されたときに、一連のリレー切替処理を終了させてもよい。すなわち、図８に示すステップＳ２１〜ステップＳ２９を省略してもよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生した場合、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に故障が発生している可能性が高い。そのため、仮に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生した後、一時的に異常が解消されても、再び異常が発生する可能性が相応にある。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に異常が発生して低圧切替要求がない状態からある状態に切り替わった後は、低圧切替要求がその後切り替わったか否かに拘らず、バッテリモジュールＢＭ（１）を低圧バッテリ２４に接続したままにしておくのがよいこともある。

・サービスプラグ４０におけるプラグ本体４２の全体が導電性を有していてもよい。この場合、プラグ本体４２が第１断線部Ｄ１及び第２断線部Ｄ２のいずれにも位置しなくなるまで、サービスプラグ４０を変位させれば、２つの閉回路を共に開回路に切り替えることができる。

・サービスプラグ４０の形状は変更できる。例えば、サービスプラグ４０におけるプラグ本体４２の先端が二叉に分岐しており、その分岐の一方の接続部が第１断線部Ｄ１を電気的に接続しており、分岐の他方の接続部が第２断線部Ｄ２を電気的に接続していてもよい。この場合でも、同一のサービスプラグ４０に対する同一の操作により、２つの閉回路を共に開回路に切り替えることができる。

・サービスプラグが複数設けられていてもよい。具体的には、第１断線部Ｄ１を電気的に接続するサービスプラグと、第２断線部Ｄ２を電気的に接続するサービスプラグとが別々に設けられていてもよい。

・サービスプラグ４０を省略することもできる。例えば、手動での操作により、第２メインリレーＭＲ２や第２切替リレーＳＲ２を開状態に切り替えることができるスイッチが設けられているのであれば、当該スイッチがサービスプラグ４０と同様に機能する。

１０…エンジン、１０ａ…クランクシャフト、１１…トランスミッション、１２…第１プーリ、１３…伝達ベルト、１４…第２プーリ、２０…モータジェネレータ、２０ａ…出力軸、２１…インバータ、２２…高圧バッテリ、２２ａ…センサ部、２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２３ａ…センサ部、２４…低圧バッテリ、２４ａ…センサ部、２５…低圧補機、２６…電圧計、２７…プリチャージ回路、３０…電子制御装置、４０…サービスプラグ、４１…操作部、４２…プラグ本体、４２ａ…第１接続部、４２ｂ…絶縁部、４２ｃ…第２接続部、ＳＨｂ…状態情報、ＳＬｂ…状態情報、Ｓｄｃ…状態情報、Ｖｈ…高圧回路の電圧、ＭＳ…操作信号、ＢＭ…バッテリモジュール、Ｃ…バッテリセル、ＭＲ１…第１メインリレー、ＭＲ２…第２メインリレー、ＰＲ…プリチャージリレー、Ｒ…抵抗、ＳＲ１…第１切替リレー、ＳＲ２…第２切替リレー、ＳＲ３…第３切替リレー、Ｄ１…第１断線部、Ｄ２…第２断線部。

Claims

直列に接続された複数のバッテリモジュールで構成された高圧バッテリと、
前記高圧バッテリよりも電圧の低い低圧電源と、
正極側の端子及び負極側の端子のいずれか一方を第１端子、いずれか他方を第２端子としたとき、前記高圧バッテリの第１端子及び前記高圧バッテリから電力の供給を受ける高圧補機の第１端子の間の電気的接続を切り替える第１メインリレーと、
前記高圧バッテリの第２端子及び前記高圧補機の第２端子の間の電気的接続を切り替える第２メインリレーと、
電気的接続を切り替えるプリチャージリレー及び当該プリチャージリレーに直列接続された抵抗を備え、第２メインリレーに対して並列に接続されたプリチャージ回路と、
前記複数のバッテリモジュールのうちの連続する一部のバッテリモジュールを切替モジュール群としたとき、前記切替モジュール群の第２端子の接続先を、当該切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子、又は前記低圧電源の第２端子に切り替える第１切替リレーと、
前記切替モジュール群の第１端子及び前記低圧電源の第１端子の間の電気的接続を切り替える第２切替リレーと、
前記切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子及び前記高圧補機の第１端子の間の電気的接続を切り替える第３切替リレーと、
前記第１メインリレー、前記第２メインリレー、前記プリチャージリレー、前記第１切替リレー、前記第２切替リレー、及び前記第３切替リレーを制御するリレー制御部と
を備え、
前記リレー制御部は、前記切替モジュール群からの前記低圧電源への電力供給に切り替えるための低圧切替要求があったときには、
前記第１メインリレー及び前記第２メインリレーを開状態に切り替える第１処理と、
前記第１切替リレーを前記低圧電源の第２端子に接続するとともに、前記第２切替リレーを閉状態に切り替える第２処理と、
前記プリチャージリレーを閉状態に切り替えるとともに、前記第３切替リレーを閉状態に切り替える第３処理と、
前記第２メインリレーを閉状態に切り替える第４処理と、
前記プリチャージリレーを開状態に切り替える第５処理と
を順に実行する
ことを特徴とする車両用電源装置。
前記リレー制御部は、前記低圧切替要求がなくなったときには、
前記第３切替リレー及び前記第２メインリレーを開状態に切り替える第６処理と、
前記第１切替リレーを前記切替モジュール群の第２端子側に隣接するバッテリモジュールの第１端子に接続するとともに、前記第２切替リレーを開状態に切り替える第７処理と、
前記プリチャージリレーを閉状態に切り替えるとともに、前記第１メインリレーを閉状態に切り替える第８処理と、
前記第２メインリレーを閉状態に切り替える第９処理と、
前記プリチャージリレーを開状態に切り替える第１０処理と
を順に実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
前記高圧補機の第１端子及び第２端子間の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記リレー制御部は、
前記第１処理の後であって、前記電圧検出部が検出した電圧が、前記低圧電源の出力電圧よりも低く定められた規定電圧以下になったときに、前記第２処理を実行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電源装置。
操作されることにより前記切替モジュール群よりも負極側のバッテリモジュール群を含む閉回路を開回路に切り替えるサービスプラグを備え、
前記サービスプラグは、前記低圧切替要求がある場合において、前記操作により前記切替モジュール群を含む閉回路を開回路に切り替えるものである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
前記サービスプラグは、
前記切替モジュール群よりも第２端子側のバッテリモジュール群における隣り合うバッテリモジュール間に設けられた第１断線部を電気的に接続する第１接続部と、
前記第１切替リレー及び前記低圧電源の負極端子の間に設けられた第２断線部を電気的に接続する第２接続部と、
導電性を有しない絶縁部とを備え、
前記サービスプラグが操作されることにより、前記第１断線部及び前記第２断線部の一方に前記絶縁部が位置するとともに、前記第１断線部及び前記第２断線部の他方に当該サービスプラグが位置しなくなる
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。