JP4618227B2 - 車両の電力供給装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の電力供給装置に関するものである。

車両に搭載したモータジェネレータにおいては、負荷が低負荷である場合には、インバータへの電圧を低電圧とすることで、インバータにおける損失を低減することができ、負荷が高負荷である場合には、インバータへの電圧を高電圧とすることで、逆起電圧を抑制し、電流を流すことができる。

しかし、車両の前輪、後輪にそれぞれモータジェネレータを配置し、例えば前輪をエンジンからの駆動力と、モータジェネレータによって発生させた駆動力で駆動させ、後輪をモータジェネレータによって発生させた駆動力でのみ駆動させる場合には、前輪を駆動させるモータジェネレータと、後輪を駆動させるモータジェネレータと、の回転領域が異なる場合がある。つまりモータジェネレータに印加する電圧が異なる場合がある。

そこで、前輪、後輪に配置したモータジェネレータに、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、モータジェネレータに印加する電圧をそれぞれ制御するものが特許文献１に開示されている。
特開２００４−２４２３７１号公報

しかし、上記の発明では、ＤＣ／ＤＣコンバータを配置すると、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成する素子の高耐圧化が必要となり、コストの上昇、スイッチング損失、オン損失による効率の低下といった問題点がある。

本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いずに、各モータジェネレータに電力を供給し、コストを抑制し、損失を抑制し効率良くモータジェネレータに電力を供給することを目的とする。

本発明では、複数の電力消費手段に電力を供給する複数の電源と、複数の電源を直列、または並列に接続する回路と、回路に設けられ、複数の電源間の電気的な接続状態を、直列接続もしくは並列接続に切り替える複数の切替手段と、複数の電源の全てが直列接続となった場合に、複数の電源の最低電位となる負極端子と、複数の電源の最高電位となる第１の正極端子と、第１の電力消費手段と、を電気的に接続する第１の電力取り出し回路と、複数の電源が全て直列接続した場合に、負極端子と、第１の電力取り出し回路よりも低い電位となる第２の正極端子と、第２の電力消費手段と、を電気的に接続する第２の電力取り出し回路と、電力消費手段の運転状態に応じて、電源間の直列接続、または並列接続を切り替えて、第１の電力取り出し回路および第２の電力取り出し回路の電圧を制御する制御手段と、を備え、複数の電力消費手段は、車両の制動時に発電する第１のモータジェネレータと第２のモータジェネレータであり、車両の制動時に、切換手段によって複数の電源間の電気的な接続状態を切り替え、第１の電力取り出し回路、または第２の電力取り出し回路の電圧を下げる場合に、電圧を下げる第１の電力取り出し回路、または第２の電力取り出し回路と接続する第１のモータジェネレータ、または第２のモータジェネレータの発電量を一時的に小さくし、電圧を下げない第１の電力取り出し回路、または第２の電力取り出し回路と接続する第１のモータジェネレータ、または第２のモータジェネレータの発電量を一時的に大きくする。

本発明によると、複数の電源装置間を直列、または並列に接続する回路に設けた切替手段によって、複数の電源装置間の電気的な接続状態を切り替えることで、電力消費手段と回路とを接続する電力取り出し回路の電圧を制御することができ、電力消費手段で必要となる電圧を制御することができる。これによって、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを用いずに、電力消費手段に電力を供給することができ、コストを削減し、効率良くモータジェネレータに電力を供給することができる。

本発明の第１実施形態の車両駆動システムについて図１の概略構成図を用いて説明する。

この実施形態の車両駆動システムは、エンジン１と、エンジン１と同一にまたは単独に車両の動力となるモータジェネレータ（第２のモータジェネレータ）２と、エンジン１またはモータジェネレータ２の出力軸の回転速度、回転半径を変化させる変速機３と、変速機３から伝達されるトルクによって駆動する前輪４と、単独に車両の動力となるモータジェネレータ（第１のモータジェネレータ）５と、モータジェネレータ５から伝達されるトルクによって駆動する後輪６と、モータジェネレータ２、５に電力を供給する電力供給装置７と、電力供給装置７とモータジェネレータ２との間に配置されたインバータ８と、電力供給装置７とモータジェネレータ５との間に配置されたインバータ９と、電力供給装置７とモータジェネレータ２、５と電気的な接続を選択的に切り替える遮断機１０と、を備える。

モータジェネレータ２は、インバータ８を介して電力供給装置７から供給された電力によって出力軸を回転させ、変速機３を介して前輪４を駆動する。また、車両の制動時には、前輪４、変速機３を介して伝達される回転によって発電を行い、インバータ８を介して電力供給装置７に電力を供給する。

インバータ８は、電力供給装置７から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ２に供給し、またモータジェネレータ２の交流発電電力を直流電力に変換して電力供給装置７に電力を供給する。

モータジェネレータ５は、インバータ９を介して電力供給装置７から供給された電力によって、後輪６を駆動する。また、車両の制動時には、後輪６を介して伝達される回転によって発電を行い、インバータ９を介して電力供給装置７に電力を供給する。

インバータ９は、電力供給装置７から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ５に供給し、またモータジェネレータ５の交流発電電力を直流電力に変換して電力供給装置７に電力を供給する。なお、インバータ８、９においては、負極端子が共通であり、インバータ８の正極端子と、インバータ９の正極端子とは、それぞれ電力供給装置７に接続可能である。

遮断機１０は、例えば機械的なリレーであり、電力供給装置７とインバータ８、電力供給装置７とインバータ９、の電気的な接続状態を選択的に切り替える。

電力供給装置７について、図２を用いて詳しく説明する。

電力供給装置７は、バッテリパック１００と、バッテリパック１００から電力を取り出し、モータジェネレータ２に電力を供給する電力ライン（第２の電力取り出し回路）１０１と、バッテリパック１００から電力を取り出し、モータジェネレータ５に電力を供給する電力ライン（第１の電力取り出し回路）１０２と、後述するスイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるコントローラ（制御手段）２００を備える。

バッテリパック１００は、複数のバッテリモジュール（電源）１１、１２、１３、１４、１５と、バッテリモジュール１１、１２、１３、１４、１５を直列または並列に接続する回路３３と、回路３３に設けられ、バッテリモジュール１１、１２、１３、１４、１５の電気的な接続状態を直列、または並列に切り替えることが可能なスイッチ（切替手段）２１〜３２と、を備える。

バッテリモジュール１１、１２、１３、１４、１５は、ニッケル水素電池やキャパシタなどの電力貯蔵手段である。

スイッチ２１〜３２は、半導体スイッチであり、スイッチ２１、２２、２４、２５、２７、２８、３０、３１は、バッテリモジュール１１〜１５を並列接続するためのスイッチであり、各スイッチがＯＮとなることで、バッテリモジュール１１〜１５を並列に接続する。また、スイッチ２３、２６、２９、３２は、バッテリモジュール１１〜１５を直列接続するためのスイッチであり、各スイッチがＯＮとなることで、バッテリモジュール１１〜１５を直列に接続する。つまり、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを適宜切り替えることで、バッテリモジュール１１〜１５間の接続状態を、並列接続、直列接続に切り替えることができる。

電力ライン１０１は、電力調整スイッチ（第２の電力調整スイッチ）４０と、ダイオード（第２のダイオード）４２と、リアクトル（第２のリアクトル）４４と、を備える。電力ライン１０１は、バッテリパック１００と遮断機１０との間に、電力調整スイッチ４０とリアクトル４４とを直列に配置し、バッテリパック１００と遮断機１０との間に、ダイオード４２を並列に配置する。なお、ダイオード４２は、電力調整スイッチ４０とリアクトル４４との間に配置する。電力ライン１０１の正極端子（第２の正極端子）１０１ａは、バッテリモジュール１３とバッテリモジュール１４との間に接続し、バッテリモジュール１１〜１５から電力を取り出すことができる。電力ライン１０１は、バッテリパック１００から遮断機１０とインバータ８を介してモータジェネレータ２に電力を供給し、また、制動時にモータジェネレータ２によって発電した電力の一部によって、バッテリパック１００に電力を供給し、バッテリモジュール１１〜１５を充電することができる。以下において、電力ライン１０１の電圧を電圧Ｖ１００とする。

電力ライン１０２は、電力調整スイッチ（第１の電力調整スイッチ）４１と、ダイオード（第１のダイオード）４３と、リアクトル（第１のリアクトル）４５と、を備える。電力ライン１０２は、バッテリパック１００と遮断機１０との間に、電力調整スイッチ４１とリアクトル４５とを直列に配置し、バッテリパック１００と遮断機１０との間に、ダイオード４３を並列に配置する。なお、ダイオード４３は、電力調整スイッチ４１とリアクトル４５との間に配置する。電力ライン１０２の正極端子（第１の正極端子）１０２ａは、バッテリモジュール１１の正極側に接続し、バッテリモジュール１１〜１５から電力を取り出すことができる。また、制動時にモータジェネレータ５によって発電した電力の一部によって、バッテリパック１００に電力を供給し、バッテリモジュール１１〜１５を充電することができる。以下において、電力ライン１０２の電圧を電圧Ｖ２００とする。

以上の構成によって、バッテリパック１００から電力ライン１０１、１０２を用いて、モータジェネレータ２、５に電力を供給し、モータジェネレータ２、５によって発電した電力の一部によって、バッテリモジュール１１〜１５を充電することができる。

ここで、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦ状態と、電圧Ｖ１００、Ｖ２００との関係を図３に示す。なお、図３においては、各バッテリモジュールの電圧は同一の電圧であり、電圧Ｖ１とする。モータジェネレータ２、５の運転状態（負荷）に応じて、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、バッテリモジュール１１〜１５の接続状態を直並列に切り替えることができる。なお、スイッチ２１〜３２の切り替えによって、電圧Ｖ１００、Ｖ２００で同じ電圧状態を実現する直並列接続が存在する。直列接続を行って電力を取り出したバッテリモジュールは、並列接続を行って電力を取り出したバッテリモジュールに比べて、バッテリモジュールのＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）が低くなり、バッテリモジュール間のＳＯＣにバラツキが生じるが、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを適宜切り替えることで、バッテリモジュール間のＳＯＣのバラツキを小さくすることができる。

ここで、或る直並列接続状態の電流の流れについて図４、図５を用いて説明する。

図４は、スイッチ２１、２２、２６、２７、２８、３０、３１がＯＮであり、スイッチ２３、２４、２５、２９、３２がＯＦＦである場合の電流の流れを示す。つまり、バッテリモジュール１１、１２が並列接続し、またバッテリモジュール１３、１４、１５が並列接続し、バッテリモジュール１１、１２と、バッテリモジュール１３、１４、１５と、を直列接続する。この接続状態では、電圧Ｖ１００は電圧Ｖ１となり、電圧Ｖ２００は電圧Ｖ１００の２倍の電圧である電圧２Ｖ１となる。

図５は、スイッチ２３、２６、２７、２８、３２がＯＮであり、スイッチ２１、２２、２４、２５、２９、３０、３１がＯＦＦである場合の電流の流れを示す。つまり、バッテリモジュール１３、１４を並列接続し、バッテリモジュール１１と、バッテリモジュール１２と、バッテリモジュール１３、１４と、バッテリモジュール１５と、を直列接続する。この接続状態では、電圧Ｖ１００は電圧２Ｖ１となり、電圧Ｖ２００は、電圧４Ｖ１となる。

次にこの実施形態の力行状態での昇圧制御について図６を用いて説明する。図６においては、電力供給装置７と、インバータ８の内部に設けた平滑コンデンサ５０と、インバータ９の内部に設けた平滑コンデンサ５１と、を示す。

スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、バッテリパック１００から供給される電圧Ｖ１００、電圧Ｖ２００の電圧を変更する場合には、電力調整スイッチ４０、４１をＯＦＦとして、バッテリパック１００からの電力供給を停止する。

そして、バッテリパック１００の内部でスイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、バッテリモジュール１１〜１５の接続状態を所望する接続状態に切り替える。例えば、現在の電圧Ｖ１００が電圧Ｖ１であり、電圧Ｖ１００の電圧を高くする場合には、バッテリモジュール１４とバッテリモジュール１５とを直列に接続することで、電圧Ｖ１００を電圧２Ｖ１とすることができる。

その後、電力調整スイッチ４０、４１をＯＮとすると、平滑コンデンサ５０、５１に向かって電流が流れる。電力ライン１０１、１０２はそれぞれリアクトル４４、４５を備えており、電流の変化量はリアクトル４４、４５によって抑制される（図６（ａ））。そして、電力調整スイッチ４０、４１をＯＦＦとすると、バッテリパック１００からの電流が平滑コンデンサ５０、５１へ向けては流れないが、リアクトル４４、４５から平滑コンデンサ５０、５１へ向けて電流が流れる（図６（ｂ））。

以上のように、電力調整スイッチ４０、４１をＯＦＦとして、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた後に、電力調整スイッチ４０、４１のスイッチングを行うことで、所望する電圧に昇圧することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合には、昇圧が終わった後も、スイッチング動作によって、電圧を保持する必要があるが、この実施形態では、一旦昇圧が終わった後には、スイッチング動作を行う必要がなく、スイッチング動作によって生じるスイッチング損失を抑制することができる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧を行う場合に、低い電力供給に合わせて、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力側の電圧を低く、例えばＶ１と設定していると、高い電力供給の際に、電力を維持するために、流れる電流を大きくしなければならないが、この実施形態では、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、電圧Ｖ１００、Ｖ２００を変更することができるので、スイッチ２１〜３２などに流れる電流が大きくなることを抑制し、電流が大きくなることによるオン損失を抑制することができる。また、電力調整スイッチ４０、４１、およびスイッチ２１〜３２の耐圧を低くすることができ、コストを削減することができる。なお、この実施形態では、ダイオード４３をダイオード４２よりも高耐圧とし、ダイオード４２を電力調整スイッチ４０、４１、およびスイッチ２１〜３２よりも高耐圧とする。つまり、比較的低耐圧の素子を使用することができ、コストを削減することができる。

また、例えば電圧Ｖ２００を段階的に上げることで、スイッチ２１〜３２に流れる電流が急激に大きくなることを抑止することができ、スイッチ２１〜３２の耐圧を低くすることができ、コストを削減することができる。

この実施形態の力行状態での昇圧制御における電圧Ｖ１００、Ｖ２００の目標電圧指令と誘起電圧の変化を図７を用いて説明する。

加速度が大きい場合には、変速機３は、可能な限り現在の変速比を維持し、加速性を良くする。加速度が大きい場合には、電圧Ｖ１００がＶ１から２Ｖ１へ変更され、モータジェネレータ２の誘起電圧は高くなる。また、車速が大きくなるので、モータジェネレータ５に印加する電圧Ｖ２００がＶ１から５Ｖ１へ段階的に変更され、モータジェネレータ５の誘起電圧が高くなる。

加速度が小さい場合には、燃費を良くするために、エンジン１の回転速度を可能な限り小さく維持し、変速機３は比較的早い段階で、Ｈｉｇｈ側へ変速する。加速度が小さい場合には、電圧Ｖ１００はＶ１のままであり、モータジェネレータ２の誘起電圧は加速度が大きい場合と比較して高くならない。また、車速が大きくなると電圧Ｖ２００がＶ１からＶ３へ段階的に変更され、モータジェネレータ５の誘起電圧が高くなる。

以上のように、モータジェネレータ２、５に必要とされる電力に応じて、電圧Ｖ１００、Ｖ２００の電圧を制御、つまりスイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを制御し、モータジェネレータ２、５の誘起電圧を制御する。この実施形態ではモータジェネレータ２へ印加する最大電圧は、２Ｖ１であるが、２Ｖ１の電圧を弱め界磁を行うことで、モータジェネレータ２の出力を大きくすることも可能である。

また、モータジェネレータ２へ印加する電圧の制限により、モータジェネレータ２の出力が規定される場合でも、より高電圧を印加可能なモータジェネレータ５に電力を優先的に配分することで、車両への駆動力を維持することができる。

制動時における前輪と後輪との制動力（回生量）配分は、車両の前後の重量配分、車両の重心位置などによって、配分される。前輪と後輪とに配分された制動力を、さらにモータジェネレータの発電トルクによる制動力と、機械ブレーキによる制動力と、に分ける協調回生ブレーキでは、モータジェネレータの発電トルクによる制動力と、機械ブレーキによる制動力と、に制動力を分配する。

この実施形態では、制動時にモータジェネレータ２、５によってそれぞれ発電を行い、バッテリパック１００のバッテリモジュール１１〜１５を充電する。

なお、制動時における前輪４、後輪６によって配分される制動力は、予め設定されており、前輪４、後輪６における各制動力は、モータジェネレータ２、５または機械ブレーキによって配分される。

また、バッテリパック１００のバッテリモジュール１１〜１５においては、放電時に直列接続を行ったバッテリモジュールの放電量が、並列接続を行ったバッテリモジュールの放電量よりも大きくなるので、直列接続を行ったバッテリモジュールのＳＯＣが比較的低くなる。そこで、この実施形態では、制動時には、直列接続を行っているバッテリモジュールを優先的に電力を供給し、ＳＯＣが比較的低くなったバッテリモジュールを充電する。なお、バッテリモジュール１１〜１５のＳＯＣを検出し、ＳＯＣが低いバッテリモジュールを直列接続させて、モータジェネレータ２、５からバッテリモジュール１１〜１５を充電しても良い。これにより、バッテリモジュール１１〜１５のＳＯＣのバラツキを低減することができる。

この実施形態の制動時の回生状態での電圧Ｖ１００、Ｖ２００の目標電圧指令の変化と、前輪側と後輪側との制動力について図８のタイムチャートを用いて説明する。なお、制動が開始された場合に、電圧Ｖ２００が３Ｖ１であり、電圧Ｖ１００が２Ｖ１であるとする。

時間ｔ０において、制動が開始されると、モータジェネレータ２からインバータ８を介して、モータジェネレータ５からインバータ９を介して、バッテリパック１００のバッテリモジュール１１〜１５に電力が供給され、バッテリモジュール１１〜１５は充電される。

時間ｔ１において、後輪６の制動力が予め定められた制動力となると、モータジェネレータ５の制動力（回生パワー）を小さく、つまりモータジェネレータ５の発電量を一時的に小さくする。また、モータジェネレータ５で小さくした発電量をモータジェネレータ２によって発電させることで、バッテリモジュール１１〜１５を充電することができ、燃費を良くすることができる。

時間ｔ２において、電圧Ｖ２００が３Ｖ１から２Ｖ１となるようにスイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。このときインバータ９の平滑コンデンサ５１の電圧は３Ｖ１であるために、平滑コンデンサ５１からバッテリパック１００へ向けて電流が流れるが、リアクトル４５によって、電流の変化量は抑制される。しかし、このような場合に、平滑コンデンサ５１からの電流と、モータジェネレータ５の発電によって生じた電流と、によって電流が比較的大きくなる可能性があるので、この実施形態では、モータジェネレータ５の発電量を一時的に小さくすることで、大きい電流が流れることを防止する。

時間ｔ３において、平滑コンデンサ５１の電圧が十分に低くなると、モータジェネレータ５の発電量を大きくする。また、モータジェネレータ２の発電量を小さくする。

このように、制動時にモータジェネレータ２、５の回転速度が小さくなり、電圧Ｖ１００または電圧Ｖ２００を小さくする場合に、電圧を小さくするモータジェネレータの発電量を一時的に小さくすることで、大電流が流れることを防止することができる。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

この実施形態では、モータジェネレータ２、５に供給する電圧が異なる場合に、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、モータジェネレータ２へインバータ８を介して印加する電圧Ｖ１００と、モータジェネレータ５へインバータ９を介して印加する電圧Ｖ２００と、をそれぞれ制御することができる。これにより、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを用いずに、バッテリパック１００からモータジェネレータ２、５へインバータ８、９を介してそれぞれ電圧Ｖ１００、Ｖ２００を印加することができ、コストを削減することができる。

また、昇圧後にスイッチングを必要としないので、スイッチの切り替えによるスイッチング損失を抑制することができる。また、スイッチ２１〜３２などに流れる電流を小さくすることができ、オン損失を小さくすることができる。また、例えば電圧Ｖ２００を高くする場合に、段階的に電圧を高くすることができ、インバータ８、９に大電流が流れることを防止することができる。そのため、耐圧の低い素子などを用いることができ、コストを削減することができる。

スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合に、電力調整スイッチ４１、４２をＯＦＦとした後に、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるので、インバータ８、９に大電流が流れることを防止することができる。そのため、耐圧の低い素子などを用いることができ、コストを削減することができる。

制動時に、ＳＯＣが低くなったバッテリモジュールへ優先的に電力を供給し、充電を行うことで、バッテリモジュール１１〜１５のＳＯＣのバラツキを低減することができる。

制動時に、スイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、電圧Ｖ１００、またはＶ２００を降圧する場合に、降圧する電圧Ｖ１００、またはＶ２００を印加するモータジェネレータ２、またはモータジェネレータ５の発電量を一時的に小さくする。電圧Ｖ１００、またはＶ２００を降圧する場合には、平滑コンデンサ５０、５１からの電流と、モータジェネレータ２、５の発電によって生じた電流と、によって大電流が流れる恐れがあるが、降圧する電圧Ｖ１００、またはＶ２００を印加するモータジェネレータ２、またはモータジェネレータ５の発電量を一時的に小さくことで、バッテリパック１００に大電流が流れることを抑制することができる。また、モータジェネレータ２、またはモータジェネレータ５の発電量を一時的に小さくした場合に、もう一方のモータジェネレータ２、またはモータジェネレータ５の発電量を一時的に大きくすることで、バッテリモジュール１１〜１５を充電することができ、燃費を良くすることができる。

次に本発明の第２実施形態について図９を用いて説明する。この実施形態はモータジェネレータ６０によって発生させたトルクによって前輪４を駆動させ、モータジェネレータ５によって発生させたトルクによって後輪６を駆動させる電気自動車である。

この実施形態では、車両の重量配分などによって、モータジェネレータ５、６０へ印加する電圧特性を設定する。例えば、加速時には後輪荷重が増すために、モータジェネレータ５の誘起電圧がモータジェネレータ６０の誘起電圧よりも高くなる。

本発明の第２実施形態の効果について説明する。

電気自動車においても、運転状態に応じて、モータジェネレータ５、６０に印加する電圧をそれぞれ制御することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に本発明の第３実施形態について図１０を用いて説明する。この実施形態は、エンジン６１の駆動力を遊星歯車６２によって分割し、エンジン１の駆動力の一部によって発電するモータジェネレータ６３と、車輪６４に駆動力を与えるモータジェネレータ６５と、を備える。

この実施形態では、モータジェネレータ６３、モータジェネレータ６５に、電力供給装置７から、異なる電圧を印加する。例えば、低車速で大きい駆動力が必要な場合には、モータジェネレータ６３が高回転速度となり、モータジェネレータ６３の誘起電圧が高くなる。また、中加速等ではモータジェネレータ６５によって駆動力をアシストするので、モータジェネレータ６３、６５の誘起電圧が高くなる。

本発明の第３実施形態の効果について説明する。

この実施形態において、モータジェネレータ６３と、モータジェネレータ６５に電力供給装置７から異なる電圧を印加することができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に本発明の第４実施形態について図１１を用いて説明する。この実施形態は、モータジェネレータ２に電力を供給する電力供給ライン１０３の正極端子が、バッテリモジュール１１とバッテリモジュール１２との間と、バッテリモジュール１２とバッテリモジュール１３との間と、バッテリモジュール１３とバッテリモジュール１４との間と、に接続する。そして、双方向スイッチ７０〜７２のＯＮ／ＯＦＦ、およびスイッチ２１〜３２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、モータジェネレータ２の電圧Ｖ１００を変えることができる。

本発明の第４実施形態の効果について説明する。

この実施形態では、双方向スイッチ７０〜７２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、モータジェネレータ２の電圧Ｖ１００を切り替えることができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の車両駆動システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態の電力供給装置の回路図である。 本発明の第１実施形態のスイッチのＯＮ／ＯＦＦと電圧Ｖ１００、Ｖ２００との関係を示すマップである。 （ａ）本発明の第１実施形態の或るスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態と、（ｂ）電流の流れと、を示す図である。 （ａ）本発明の第１実施形態の或るスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態と、（ｂ）電流の流れと、を示す図である。 本発明の第１実施形態の力行状態での電流の流れを示す図であり、（ａ）バッテリパックからの電流の流れを示す図である。（ｂ）リアクトルからの電流の流れを示す図である。 本発明の第１実施形態の力行状態の電圧Ｖ１００、Ｖ２００の目標電圧指令と、誘起電圧と、の時間変化を示す図である。 本発明の第１実施形態の回生状態の電圧Ｖ１００、Ｖ２００の目標電圧指令と、前輪側と後輪側との制動力と、の時間変化を示す図である。 本発明の第２実施形態の車両駆動システムの概略構成図である。 本発明の第３実施形態の車両駆動システムの概略構成図である。 本発明の第４実施形態の電力供給装置の回路図である。

符号の説明

２ モータジェネレータ（第２のモータジェネレータ）
４ 前輪
５ モータジェネレータ（第１のモータジェネレータ）
６ 後輪
７ 電力供給装置
８ インバータ
９ インバータ
１１〜１５ バッテリモジュール（電源）
２１〜３２ スイッチ（切替手段）
３３ 回路
４０ 電力調整スイッチ（第２の電力調整スイッチ）
４１ 電力調整スイッチ（第１の電力調整スイッチ）
４２ ダイオード（第２のダイオード）
４３ ダイオード（第１のダイオード）
４４ リアクトル（第２のリアクトル）
４５ リアクトル（第１のリアクトル）
５０ 平滑コンデンサ
５１ 平滑コンデンサ
１００ バッテリパック
１０１ 電力ライン（第２の電力取り出し回路）
１０１ａ 正極端子（第２の正極端子）
１０２ａ 正極端子（第１の正極端子）
１０２ 電力ライン（第１の電力取り出し回路）
２００ コントローラ（制御手段）

Claims (4)

1. 複数の電力消費手段に電力を供給する複数の電源と、
   前記複数の電源を直列、または並列に接続する回路と、
   前記回路に設けられ、前記複数の電源間の電気的な接続状態を、直列接続もしくは並列接続に切り替える複数の切替手段と、
   前記複数の電源の全てが直列接続となった場合に、前記複数の電源の最低電位となる負極端子と、前記複数の電源の最高電位となる第１の正極端子と、第１の電力消費手段と、を電気的に接続する第１の電力取り出し回路と、
   前記複数の電源が全て直列接続した場合に、前記負極端子と、前記第１の電力取り出し回路よりも低い電位となる第２の正極端子と、第２の電力消費手段と、を電気的に接続する第２の電力取り出し回路と、
   前記電力消費手段の運転状態に応じて、前記電源間の直列接続、または並列接続を切り替えて、前記第１の電力取り出し回路および前記第２の電力取り出し回路の電圧を制御する制御手段と、を備え、
   前記複数の電力消費手段は、前記車両の制動時に発電する第１のモータジェネレータと第２のモータジェネレータであり、
   前記車両の制動時に、前記切換手段によって前記複数の電源間の電気的な接続状態を切り替え、前記第１の電力取り出し回路、または前記第２の電力取り出し回路の電圧を下げる場合に、
   前記電圧を下げる前記第１の電力取り出し回路、または前記第２の電力取り出し回路と接続する前記第１のモータジェネレータ、または前記第２のモータジェネレータの発電量を一時的に小さくし、
   前記電圧を下げない前記第１の電力取り出し回路、または前記第２の電力取り出し回路と接続する前記第１のモータジェネレータ、または前記第２のモータジェネレータの発電量を一時的に大きくすることを特徴とする車両の電力供給装置。
2. 前記第１の電力取り出し回路は、
   前記第１の正極端子と前記第１の電力消費手段との間に、前記電源に対して直列に接続する第１のリアクトルと第１の電力調整スイッチと、前記電源に対して並列に接続する第１のダイオードと、を備え、
   前記第２の電力取り出し回路は、
   前記第２の正極端子と前記第２の電力消費手段との間に、前記電源に対して直列に接続する第２のリアクトルと第２の電力調整スイッチと、前記電源に対して並列に接続する第２のダイオードと、を備え、
   前記第１のダイオードは、前記第２のダイオードよりも高耐圧であり、
   前記第２のダイオードは、前記第１および第２の電力調整スイッチと、前記切替手段よりも高耐圧であることを特徴とする請求項１に記載の車両の電力供給装置。
3. 前記切替手段によって前記複数の電源間の電気的な接続状態を切り替える場合に、前記第１の電力調整スイッチによって、前記電源と前記第１の電力消費手段との電気的な接続を遮断し、かつ前記第２の電力調整スイッチによって、前記電源と前記第２の電力消費手段との電気的な接続を遮断した後に、前記切替手段による前記複数の電源間の電気的な接続状態を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の電力供給装置。
4. 前記車両の制動時に、前記第１のモータジェネレータの発電量を前記第２のモータジェネレータの発電量よりも大きくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の電力供給装置。