JP4985873B2 - 電動車両の電源システムおよびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両の電源システムおよびその制御方法に関し、より特定的には、電源システム内での短絡故障発生時における開閉器のオフ制御に関する。

近年、環境にやさしい車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両が開発され実用化されている。これらの電動車両には、車両走行用モータと当該モータの駆動電力を蓄積するための蓄電装置とが搭載されている。そして、このような電動車両の電源システムでは、蓄電装置の電力入出力経路の導通および遮断を制御するために、電磁リレーに代表される開閉器が設けられることが一般的である。

たとえば、特開２００８−１８７８８４号公報（特許文献１）には、蓄電装置を複数個搭載した車両の電源システムにおいて当該複数の蓄電装置にそれぞれ対応してシステムリレーを配置する構成が記載される。さらに、特許文献１には、上記電源システムにおいて、一部の蓄電装置が必要に応じて負荷装置から電気的に切り離されたときであっても、負荷装置への電力供給を継続できるようなシステムリレーの制御が記載されている。

特開２００８−１８７８８４号公報

上記のような開閉器（リレー）を含む電源システムでは、電力変換器を構成する電力用半導体スイッチング素子に短絡故障が発生したときに、開閉器にも大きな短絡電流が流れることが予測される。大電流の通過時に開閉器を開放（オフ）すると、電弧の発生により接点間に溶着を生じさせて、開閉器が開放不能となってしまう事態、すなわち溶着故障の発生が懸念される。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、複数の開閉器を含んで構成された電源システムにおいて、短絡故障の態様に応じて複数の開閉器のオフタイミングおよび／またはオフ順序を適切に制御して、開閉器のオフ時における溶着故障の発生を回避することである。

この発明は、車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両の電源システムであって、蓄電装置と、電圧変換器と、モータを駆動制御するインバータに給電を行なう給電ラインと、複数の開閉器と、複数の開閉器のオンオフを制御するための制御装置とを備える。電圧変換器は、複数のスイッチング素子を含んで構成され、複数のスイッチング素子のオンオフ制御によって、蓄電装置および給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成される。複数の開閉器は、蓄電装置の正極および負極と電圧変換器との間にそれぞれ接続される。複数の開閉器の各々は、相対的に電流遮断容易な第１の電流方向と、相対的に電流遮断困難な第２の電流方向とを有するように構成される。そして、制御装置は、各開閉器の導通状態時に電圧変換器に短絡故障が発生した場合に、複数のスイッチング素子のいずれのスイッチング素子が短絡故障したかに応じて、複数の開閉器のオフ順序およびオフタイミングのうちの少なくとも一方を変化させるように、複数の開閉器のオフを制御する。

あるいは、この発明は、車両駆動パワーを発生するモータを搭載した電動車両の電源システムの制御方法であって、電源システムは、上述の蓄電装置と、電圧変換器と、給電ラインと、複数の開閉器とを備える。そして、制御方法は、各開閉器の導通状態時に電圧変換器に短絡故障が発生した場合に、複数のスイッチング素子のいずれのスイッチング素子が短絡故障したかを峻別するステップと、いずれのスイッチング素子が短絡故障したかに応じて複数の開閉器のオフ順序およびオフタイミングのうちの少なくとも一方を変化させるように、複数の開閉器のオフを制御するステップとを備える、電動車両の電源システムの制御方法。

上記電動車両の電源システムおよびその制御方法によれば、遮断容易な電流方向と遮断困難な電流方向とが存在するように構成された開閉器を複数個含む電源システムにおける短絡故障時に、いずれのスイッチング素子が短絡故障したかに応じて、開放（オフ）順序および／または開放（オフ）タイミングを変えるように、複数の開閉器のオフを制御できる。これにより、短絡電流発生時における開閉器のオフ時に溶着故が発生することを防止できる。

好ましくは、蓄電装置は、主蓄電ユニットと副蓄電ユニットとを含む。そして、電圧変換器は、主蓄電ユニットと給電ラインとの間に設けられる主電圧変換器と、副蓄電ユニットと給電ラインとの間に設けられる副電圧変換器とを含む。複数の開閉器は、主蓄電ユニットの正極と主電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器と、主蓄電ユニットの負極と主電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器と、副蓄電ユニットの正極と副電圧変換器との間に介挿接続される第３の開閉器と、副蓄電ユニットの負極と副電圧変換器との間に介挿接続される第４の開閉器とを含む。さらに、第１および第３の開閉器は、正極からの出力電流の方向が第１および第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、第２および第４の開閉器は、負極への入力電流の方向が第１および第２の電流方向の一方となるように介挿接続される。

このようにすると、主蓄電ユニットおよび副蓄電ユニットを並列に使用可能とした構成の電源システムにおいて、各蓄電装置における回生電流および力行電流の一方について遮断容易に開閉器を配置した上で、短絡故障の発生時には、複数の開閉器のオフタイミングおよび／またはオフ順序を適切に制御することによって、開閉器のオフ時に溶着故障が発生することを防止できる。

さらに好ましくは、主電圧変換器は、第１の開閉器を介して主蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第１のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子と、第２の開閉器を介して主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子とを含む。副電圧変換器は、第３の開閉器を介して副蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第２のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子と、第４の開閉器を介して副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子とを含む。さらに、制御装置は、第１または第３のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフさせるように第１から第４の開閉器のオフを制御する。あるいは、峻別するステップは、第１または第３のスイッチング素子と、第２または第４のスイッチング素子とのいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップを含む。そして、制御するステップは、第１または第３のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフするステップと、当該先のオフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフするステップとを含む。

このようにすると、主電圧変換器または副電圧変換器の上アーム素子（第１のスイッチング素子または第３のスイッチング素子）に短絡故障が発生したときに、短絡電流が電流遮断容易な方向に流れている開閉器を先にオフするとともに、これらの開閉器のオフによって短絡電流が収まってから、短絡電流の方向が電流遮断困難方向である残りの開閉器をオフすることができる。この結果、短絡電流の遮断時に開閉器で発生する電弧を抑制できるので、溶着故障の発生を防止できる。

あるいは、さらに好ましくは、電源システムは、主蓄電ユニットの過電流通過時に断線するように構成された第１のヒューズ素子と、副蓄電ユニットの過電流通過時に断線するように構成された第２のヒューズ素子とをさらに備える。主電圧変換器は、第１の開閉器を介して主蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第１のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子と、第２の開閉器を介して主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子とを含む。副電圧変換器は、第３の開閉器を介して副蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第２のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子と、第４の開閉器を介して副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子とを含む。そして、制御装置は、第２または第４のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡故障の発生時点から所定時間が経過するまでの間オン状態に維持するとともに、所定時間の経過後にオフさせるように、第１から第４の開閉器のオフを制御する。あるいは、峻別するステップは、第１または第３のスイッチング素子と、第２または第４のスイッチング素子とのいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップを含む。そして、制御するステップは、第２または第４のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡故障の発生時点から所定時間が経過するまでの間オン状態に維持するステップと、所定時間の経過後に、短絡経路に含まれる開閉器をオフするステップとを含む。

特に、所定時間（Ｔｆｓ）は、各開閉器の遮断能力上限電流によって各ヒューズ素子が断線されるまでの時間に対応して予め定められる。

このようにすると、主電圧変換器または副電圧変換器の下アーム素子（第２のスイッチング素子または第４のスイッチング素子）に短絡故障が発生したときに、主蓄電ユニットまたは副蓄電ユニットの短絡電流によるヒューズ素子の断線を待ってから、複数の開閉器のオフ指令を発することができる。これにより、短絡電流が大きい状態時に開閉器を無用にオフすることによって溶着故障が発生することを防止できる。また、所定時間経過後には、複数の開閉器のオフ指令が発生されるので、仮にヒューズ素子が断線されなかった場合にも、短絡電流の遮断を図ることができる。

また好ましくは、蓄電装置は、単一の蓄電ユニットによって構成され、複数の開閉器は、蓄電ユニットの正極と電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器と、蓄電ユニットの負極と電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器とを含む。第１の開閉器は、正極からの出力電流の方向が第１および第２の電流方向の一方となるように介挿接続されるとともに、第２の開閉器は、負極への入力電流の方向が第１および第２の電流方向の他方となるように介挿接続される。さらに、電圧変換器は、第１の開閉器を介して蓄電ユニットの正極と電気的に接続される第１のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子と、第２の開閉器を介して蓄電ユニットの負極と電気的に接続される接地配線と第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子とを含む。さらに、制御装置は、第１または第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフさせるように、第１および第２の開閉器のオフを制御する。あるいは、峻別するステップは、第１または第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、第１または第２のスイッチング素子のいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップを含む。制御するステップは、判断するステップによる判断結果に従って、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフするステップと、当該先のオフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフするステップとを含む。

このようにすると、単一の蓄電ユニットで蓄電装置が構成される電源システムにおいて、電圧変換器の上アーム素子（第１のスイッチング素子）および下アーム素子（第２のスイッチング素子）のいずれに短絡故障が発生しても、相対的に電流遮断容易な（電流遮断時に発生する電弧が小さい）開閉器を存在させることができる。したがって、上アーム素子および下アーム素子のいずれが短絡故障したかに応じて、電流遮断容易な方向の短絡電流が流れている開閉器を先にオフした後に、短絡電流が収まってから、電流遮断困難な方向の短絡電流が流れる残りの開閉器をオフすることができる。この結果、短絡電流の遮断時に開閉器に溶着故障が発生することを防止できる。

好ましくは、蓄電装置は複数の蓄電ユニットを含み、電圧変換器は、複数個の蓄電ユニットの各々と、給電ラインとの間に各々設けられる。そして、複数の開閉器は、各蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の正極側開閉器と、各蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の負極側開閉器とを含む。電圧変換器は、対応する正極側開閉器を介して対応する蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第１のノードと給電ラインとの間に電気的に接続される第１のスイッチング素子と、対応する負極側開閉器を介して対応する蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子とを含む。そして、各正極側開閉器は、正極からの出力電流の方向が第１および第２の電流方向の一方となるように介挿接続されるとともに、各負極側開閉器は、負極への入力電流の方向が第１および第２の電流方向の一方となるように介挿接続される。さらに、制御装置は、第１のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフさせる一方で、第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡故障の発生時点から所定時間が経過するまでの間オン状態に維持するとともに、所定時間の経過後にオフさせるように、複数の正極側開閉器および複数の負極側開閉器のオフを制御する。あるいは、峻別するステップは、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップを含む。制御するステップは、第１のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流の方向が第１の電流方向である開閉器を先にオフするステップと、当該先のオフの後に短絡電流の方向が第２の電流方向である開閉器をオフするステップと、第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡故障の発生時点から所定時間が経過するまでの間オン状態に維持するステップと、所定時間の経過後に、短絡経路に含まれる開閉器をオフするステップとを含む。

このようにすると、複数の蓄電ユニットを並列に使用可能とした構成の電源システムにおいて、複数の蓄電ユニットに対応して設けられた複数の正極側開閉器および負極側開閉器のオフの順序およびタイミングを、いずれのスイッチング素子で短絡故障が発生したかに応じて適切に制御できる。したがって、短絡電流発生時における開閉器のオフ時に溶着故が発生することを防止できる。

この発明によれば、複数の開閉器を含んで構成された電源システムにおいて、短絡故障の態様に応じて複数の開閉器のオフタイミングおよび／またはオフ順序を適切に制御することによって、開閉器のオフ時における溶着故障の発生を回避することができる。

本発明の実施の形態１による電動車両の電源システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態による電源システムに適用される開閉器（リレー）の特性を説明する概念図である。 図１に示したインバータの詳細な構成を示す回路図である。 図１に示したコンバータの詳細な構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける短絡故障発生時のリレーオフ制御の概略を説明するフローチャートである。 実施の形態１による電源システムでの昇圧コンバータの上アーム短絡故障時における短絡電流の方向を説明する回路図である。 実施の形態１による電源システムでの昇圧コンバータの下アーム短絡故障時における短絡電流の方向を説明する回路図である。 昇圧コンバータの短絡故障時における実施の形態１によるリレーオフ制御を説明する波形図である。 昇圧コンバータの短絡故障時における実施の形態１によるリレーオフ制御を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２による電動車両の電源システムの構成を示す図である。 実施の形態２による電源システムでの昇圧コンバータの上アーム短絡故障時における短絡電流の方向を説明する回路図である。 実施の形態２による電源システムでの昇圧コンバータの下アーム短絡故障時における短絡電流の方向を説明する回路図である。 昇圧コンバータの短絡故障時における実施の形態２によるリレーオフ制御を説明するフローチャートである。 昇圧コンバータの短絡故障時における実施の形態２によるリレーオフ制御を説明する波形図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両の電源システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両１は、車輪２と、動力分割機構３と、電源システム５と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、制御装置３０とを含む。

エンジン４は、燃料の燃焼エネルギによって運動エネルギを出力するように構成される。動力分割機構３は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン４の出力軸と連結されて、これらの間で動力を分配する機構である。たとえば、動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まるように構成されている。モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない駆動軸を介して車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

エンジン４が発生する運動エネルギは、動力分割機構３によって、モータジェネレータＭＧ１と、車輪２と連結された駆動軸（図示せず）とに分配される。すなわち、エンジン４は、車輪２の駆動力を発生するとともに、モータジェネレータＭＧ１を駆動する動力源としてハイブリッド車両１に組込まれる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１が、主として発電機として動作し、モータジェネレータＭＧ２が、主として電動機として動作する。

このように、ハイブリッド車両１は、エンジン４および／またはモータジェネレータＭＧ２の出力によって走行可能に構成されている。ハイブリッド車両１では、走行環境やエネルギ効率（燃費）等を考慮して、車両全体での要求駆動力を実現するための、エンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２間での出力配分が制御される。なお、この要求駆動力には、蓄電装置の充電電力を発生させるためのエンジン４の出力についても含まれ得る。

たとえば、発進時や低速走行時といったエンジン４の効率が低下する運転領域では、エンジン４を停止してモータジェネレータＭＧ２の出力によって走行することにより、ハイブリッド車両１の燃費を向上できる。あるいは、走行環境（夜間運転、市街地運転等）に応じて、エンジン４を使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行モードを適用することによって、静粛な、あるいは排気ガス出力を回避した車両走行を指向することができる。また、後述のように、蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能な場合には、蓄電装置の蓄積電力に応じて、当該蓄積電力を積極的に使用するようにＥＶ走行モードを選択することによっても、ハイブリッド車両１の燃費を向上できる。

上記のような走行制御を実現するために、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力（トルク、回転数）が、以下に説明する電源システムによって制御される。

概略的には、モータジェネレータＭＧ１は、加速時等のエンジン始動要求時において、エンジン４を始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータＭＧ１は、電源システム５からの電力供給を受けて電動機として駆動し、エンジン４をクランキングして始動する。さらに、エンジン４の始動後において、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構３を介して伝達されたエンジン出力によって回転されることにより発電可能である。

モータジェネレータＭＧ２は、蓄電装置に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。上述のように、モータジェネレータＭＧ２は、エンジン４をアシストしてハイブリッド車両１を走行させたり、自己の駆動力のみによってハイブリッド車両１を走行させたりする。

また、ハイブリッド車両１の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、車輪２の回転力によって駆動されることによって発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧ２により発電された回生電力は、電源システムによって蓄電装置の充電電力に変換される。

本実施の形態による電動車両の電源システム５は、「蓄電装置」として、「主蓄電ユニット」であるバッテリＢＡと、「副蓄電ユニット」であるバッテリＢＢとを含む。すなわち、図１の電源システム５では、「蓄電装置」が、複数の蓄電ユニット、より特定的には、主蓄電ユニットおよび副蓄電ユニットを含むように構成されている。

さらに、電源システム５は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するインバータ１４およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ２２に給電するための給電ラインＰＬ２と、蓄電装置および給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成された「電圧変換器」とをさらに備える。図１の構成では、「電圧変換器」は、主蓄電ユニット（ＢＡ）および給電ラインＰＬ２の間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された「主電圧変換器」である昇圧コンバータ１２Ａと、副蓄電ユニット（ＢＢ）および給電ラインＰＬ２との間に設けられ、双方向の電圧変換を行なうように構成された「副電圧変換器」である昇圧コンバータ１２Ｂとを含む。

副蓄電ユニット（ＢＢ）および主蓄電ユニット（ＢＡ）を同時使用することにより、給電ラインＰＬ２に接続される電気負荷に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しないＥＶ（Electric Vehicle）走行において最大パワーの走行が可能である。

好ましくは、この車両に搭載される「蓄電装置」は車両外部から充電が可能である。このために、ハイブリッド車両１は、さらに、たとえばＡＣ１００Ｖの商用電源８に接続するためのバッテリ充電装置（バッテリ充電用コンバータ）６を含む。バッテリ充電装置６は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、図１に示す構成に代えて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

なお他にも、図１に示す構成に代えて、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力を供給する構成によって、外部電源を受入れてもよい。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと接地ラインＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを検出して制御装置３０に対して出力する。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと接地ラインＳＬ間に接続される。電圧センサ２１Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを検出して制御装置３０に対して出力する。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

バッテリＢＡ，ＢＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの端子間の電圧ＶＢＡを測定する。電圧センサ１０Ｂは、バッテリＢＢの端子間の電圧ＶＢＢを測定する。また、図示を省略しているが、電圧センサ１０Ａ，１０ＢとともにバッテリＢＡ，ＢＢの充電状態を監視するために、バッテリＢＡ，ＢＢの入出力電流をそれぞれ検知する電流センサが設けられている。

開閉装置３９Ａは、バッテリＢＡの正極と電源ラインＰＬ１Ａとの間に接続されるリレーＳＭＲ１と、バッテリＢＡの負極と接地ラインＳＬとの間に接続されるリレーＳＭＲ２とを含む。すなわち、リレーＳＭＲ１は、バッテリＢＡの正極と昇圧コンバータ１２Ａの間に介挿接続されており、リレーＳＭＲ２は、バッテリＢＡの負極と昇圧コンバータ１２Ａの間に介挿接続されている。リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、制御装置３０からの制御信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２にそれぞれ応じてオン（閉成）／オフ（開放）が制御される。

なお、図示を省略しているが、たとえばリレーＳＭＲ２と並列に、制限抵抗（図示せず）と直列接続された起動時リレーが設けられる。この起動時リレーについても制御装置３０によって制御可能であり、システム起動時には、リレーＳＭＲ１と、起動時リレー（図示せず）とをオンすることによって、起動時の突入電流が防止される。そして、起動から一定時間が経過すると、制御装置３０は、起動時リレー（図示せず）をオフするとともに、リレーＳＭＲ２をオンさせる。

開閉装置３９Ｂは、バッテリＢＢの正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続されるリレーＳＲ１と、バッテリＢＢの負極と接地ラインＳＬとの間に接続されるリレーＳＲ２とを含む。すなわち、リレーＳＲ１は、バッテリＢＢの正極と昇圧コンバータ１２Ｂの間に介挿接続されており、リレーＳＲ２は、バッテリＢＢの負極と昇圧コンバータ１２Ｂの間に介挿接続されている。リレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの制御信号ＣＯＮＴ３，ＣＯＮＴ４にそれぞれ応じてオン（閉成）／オフ（開放）が制御される。

開閉装置３９Ｂにおいても、開閉装置３９Ａと同様に、リレーＳＲ１またはＳＲ２と並列に、制限抵抗（図示せず）と直列接続された起動時リレー（図示せず）を配置することによって、起動時電流が制限される。なお、起動から所定時間の経過後には、リレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされた状態となる点についても、開閉装置３９Ａと同様である。

このように、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ１，ＳＲ２は、「複数の開閉器」に対応する。特に、リレーＳＭＲ１は「第１の開閉器」に対応し、リレーＳＭＲ２は「第２の開閉器」に対応する。また、リレーＳＲ１は「第３の開閉器」に対応し、リレーＳＲ２は「第４の開閉器」に対応する。また、接地ラインＳＬは、後に説明するように、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂおよびインバータ１４，２２に共通に設けられている。

なお、図１の構成において、副蓄電ユニット（ＢＢ）については複数個並列に配置するとともに、１個の副蓄電ユニットを順次使用するように電源システム５を構成してもよい。このようにすると、蓄電装置全体での蓄積電力を増加させることができるので、ＥＶ走行距離を伸ばすことが可能となる。かかる構成では、複数個の副蓄電ユニット（バッテリＢＢ）によって昇圧コンバータ１２Ｂが共有される。すなわち、各副蓄電ユニットＢＢと昇圧コンバータ１２Ｂとの間に、開閉装置３９Ｂが各々設けられる。

ただし、１個の副蓄電ユニットＢＢが選択的に昇圧コンバータ１２Ｂと接続される一方で、非選択の各副蓄電ユニットＢＢは正極側および負極側リレーがオフ状態に維持されるので、システム起動後の回路構成は、図１と同様である。すなわち、図１に示した電源システム５は、複数個の副蓄電ユニットＢＢが並列に配置され、そのうちの１個が選択的に昇圧コンバータ１２Ａと接続される構成についても含む点について、確認的に記載する。

図２は、本発明の実施の形態による電源システムに適用される開閉器（リレー）の特性を説明する概念図である。

図２を参照して、本実施の形態では、各開閉器、すなわち、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２およびリレーＳＭＲ１，ＳＲ２の各々は、導通状態からの電流遮断特性として、遮断容易な電流方向（オフ容易方向）と、遮断困難な電流方向（オフ困難方向）とを有するように製造されるものとする。

ここで、相対的に電流遮断が容易とは、同一電流の遮断時に、発生する電弧の発生が相対的に小さいこと、あるいは同一電流を遮断するまでの所要時間が相対的に短いことを意味するものとする。代表的には、電磁リレーによって構成された開閉器について、所定の一方向の電流による電弧を引き伸ばす方向に磁界が印加されるように構成したり、固定鉄心に対する可動鉄心の配置を非対称にするように構成すること等により、敢えて、電流方向に対する遮断特性が非均一となるように設計することができる。すなわち、オフ容易方向とオフ困難方向とを備えるように、各リレーを製造することができる。

以降では、図２に示すように、リレーに付した記号“＊”によって、各リレーのオフ容易方向Ｉ１およびオフ困難方向Ｉ２を示すものとする。すなわち、各開閉器（リレー）は、“＊”有の接点から“＊”無の接点へ向かう電流（Ｉ１）については相対的に遮断容易であり、反対に、“＊”無の接点から“＊”有の接点へ向かう電流（Ｉ２）については、相対的に遮断困難であるものとする。

再び図１を参照して、インバータ１４は、給電ラインＰＬ２の直流電圧と、モータジェネレータＭＧ１の三相交流電圧との間で双方向の電力変換を行なう。同様に、インバータ２２は、給電ラインＰＬ２の直流電圧と、モータジェネレータＭＧ２の三相交流電圧との間で双方向の電力変換を行なう。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂから昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬに接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。また、インバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２によって発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度、電圧ＶＢＡ，ＶＢＢ，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受けて、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂおよびインバータ１４，２２を制御する。

制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ａに対して、昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＡ、降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＡ、電圧固定を指示する制御信号ＰＷＦＡ、および動作停止を指示するゲート遮断指令（図示せず）のいずれかを出力する。同様に、昇圧コンバータ１２Ｂに対して、昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＢ、降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤＢ、電圧固定を指示する制御信号ＰＷＦＢ、および動作停止を指示するゲート遮断指令（図示せず）のいずれかを出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１と、動作停止を指示するゲート遮断指令（図示せず）とのいずれかを出力する。

同様に、制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２と、動作停止を指示するゲート遮断指令（図示せず）とのいずれかを出力する。

図３は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図３を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。Ｖ相アーム１６は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。Ｗ相アーム１７は、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図３には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図４は、図１の昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂの詳細な構成を示す回路図である。
図４を参照して、昇圧コンバータ１２Ａは、一方端が電源ラインＰＬ１Ａに接続されるリアクトルＬ１と、給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される、「上アーム素子」であるＩＧＢＴ素子Ｑ１および「下アーム素子」であるＩＧＢＴ素子Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ逆並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の他方端は、ノードＮ１と接続される、ノードＮ１は、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタとも接続される。

なお、図１の昇圧コンバータ１２Ｂについても、電源ラインＰＬ１Ａに代えて電源ラインＰＬ１Ｂに接続される点、および、上アーム素子および下アーム素子がノードＮ２を介して給電ラインＰＬ２と接地ラインＳＬとの間に接続される点が昇圧コンバータ１２Ａと異なるが、内部の回路構成については昇圧コンバータ１２Ａと同様であるので詳細な説明は繰返さない。

すなわち、昇圧コンバータ１２Ａのスイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２は、「第１のスイッチング素子」および「第２のスイッチング素子」にそれぞれ対応する。また、昇圧コンバータ１２Ｂでは、スイッチング素子Ｑ１は、「第１のスイッチング素子」または「第３のスイッチング素子」に対応し、スイッチング素子Ｑ２は、「第２のスイッチング素子」または「第４のスイッチング素子」に対応する。

また、図３には、昇圧コンバータに制御信号ＰＷＵ，ＰＷＤ，ＰＷＦが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＤＡ、制御信号ＰＷＵＢ，ＰＷＤＢ、および制御信号ＰＷＦＡ，ＰＷＦＢがそれぞれ昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂに入力される。

昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＵＡ，ＰＷＵＢに従うＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御（デューティ制御）によって、直流電圧ＶＬＡ，ＶＬＢを昇圧して、給電ラインＰＬ２上に直流電圧ＶＨを発生することができる。また、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢに従うＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御によって、給電ラインＰＬ２上の直流電圧ＶＨを降圧して、バッテリＢＡ，ＢＢへ供給することができる。このように、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、双方向に電力変換可能に構成されて、電圧変換比ＶＨ／ＶＬＡ（または、ＶＨ／ＶＬＢ）を制御することができる。 また、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂは、制御信号ＰＷＦＡ，ＰＷＦＢに従って、上アーム素子Ｑ１をオン固定することによって（下アーム素子Ｑ２はオフ固定）、ＶＨ＝ＶＬＡ（または、ＶＨ＝ＶＬＢ）に固定することもできる。

なお、図３および図４において、ＩＧＢＴ素子は、オンオフ制御可能な電力半導体スイッチング素子の代表例として示される。すなわち、ＩＧＢＴ素子以外のスイッチング素子を適用することも可能である。以下では、ＩＧＢＴ素子Ｑ１〜Ｑ８について、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８とも称する。

図１および図４を参照して、電源システム５の作動時には、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ１，ＳＲ２がオンしており、各リレーにはいずれかの方向の電流が流れている。この状態で、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂのいずれかでスイッチング素子の短絡故障が発生すると、電源システム５内に短絡経路が形成されることによって、大きな短絡電流が発生する。

このとき、各リレーをオフすることが必要となるが、大電流の通過時にリレーを遮断することとなるため、電弧の発生により接点間が溶着することにより遮断不能となってしまう故障、すなわち、溶着故障を発生させることが懸念される。したがって、本実施の形態では、複数の開閉器（リレー）を含んで構成された電源システム５において、短絡電流発生時における溶着故障の発生を回避するためのリレーオフ制御が導入される。

図５は、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムにおける短絡故障発生時のリレーオフ制御の概略を説明するフローチャートである。なお、図５を始めとして、以下に説明するフローチャートの各ステップでの処理は、基本的には制御装置３０によるソフトウェア処理によって実現されるものとするが、制御装置３０内に専用に構築された電子回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。

図５を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１００により、電源システム５内における短絡故障の発生、より具体的には、スイッチング素子の短絡故障が検知されたか否かを判定する。たとえば、ステップＳ１００による判定は、自己異常検知機能を有するようにモジュール構成されたスイッチング素子からの故障検出信号に基づいて実行される。一方、短絡故障の非発生時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以下に説明するリレーオフ制御は実行されない。

制御装置３０は、短絡故障の発生時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２００により、故障パターンを峻別する。具体的には、短絡故障したスイッチング素子を特定することによって、故障パターンが峻別される。たとえば、いずれの昇圧コンバータ（１２Ａ，１２Ｂ）において、上アーム素子（スイッチング素子Ｑ１）および下アーム素子（スイッチング素子Ｑ２）のいずれが短絡故障したかによって、故障パターンは峻別される。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ３００により、ステップＳ２００で峻別された故障パターンに応じて、複数のリレーオフパターンのうちから１つを選択するとともに、選択したオフパターンに従って、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２のオフを制御する。なお、複数のリレーオフパターン間では、リレーのオフタイミングおよびオフ順序の少なくとも一方が異なる。

また、以下の説明で明らかになるように、本発明の適用は、図１に例示した電源システムの構成に限定されるものではなく、以降の実施の形態２で説明するような、単一の蓄電ユニットによって蓄電装置が構成される電源システムに対しても適用可能である。すなわち、図５に示すフローチャートは、実施の形態１，２に共通して適用されるリレーオフ制御の処理手順を示すものである点について確認的に記載する。

ここでは、図１に示した電源システム５の構成、すなわち、主蓄電ユニットと副蓄電ユニットとが並列に配置された構成における、リレーオフ制御（図５）の詳細について説明を進める。

図６，７を参照して、図１では図示を省略していたが、電源システム５には、バッテリＢＡの過電流通過時に、当該過電流によって溶断するように構成されたヒューズ素子ＦＳＡが配置されている。同様に、バッテリＢＢに対しても、過電流によって溶断するように構成されたヒューズ素子ＦＳＢが配置されている。なお、ヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢの各々には、通常のヒューズ素子を適用可能である。

図１にも示されたように、実施の形態１による電源システム５では、バッテリＢＡの放電電流（ＩＢ＞０、力行電流とも称する）および充電電流（ＩＢ＜０、回生電流とも称する）の各々に対して、バッテリＢＡの正極側リレーおよび負極側リレーの電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が揃うように、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は配置される。代表的には、図６，７に例示するように、正極側リレーおよび負極側リレーの各々で、放電時（ＩＢ＞０）の電流方向がオフ容易方向である一方で、充電時（ＩＢ＜０）の電流方向がオフ困難方向となるように、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は接続される。

バッテリＢＢに対応する正極側リレーＳＲ１および負極側リレーＳＲ２は、リレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２と、電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が一致するように配置される。すなわち、図６の例では、正極側リレーおよび負極側リレーの各々で、バッテリＢＢの放電時の電流方向がオフ容易方向となる一方で、充電時（ＩＢ＜０）の電流方向がオフ困難方向となるように、リレーＳＲ１，ＳＲ２は接続される。

なお、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２について、図６，７の例示に対して接続方向が逆になるように、すなわち電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が各々反対となるように接続してもよい。このときには、バッテリＢＡまたはバッテリＢＢの各々について、充電時（ＩＢ＜０）の電流方向が各リレーでオフ容易方向となる。

図６には、昇圧コンバータ１２Ａの上アーム素子に短絡故障が発生した場合の短絡電流２００ａの発生態様が示される。

上アーム素子の短絡故障発生時には、短絡故障が発生した上アーム素子（昇圧コンバータ１２Ａ内）と、他方の昇圧コンバータ（昇圧コンバータ１２Ｂ）の上アームダイオードとを含む経路によって、バッテリＢＡ，ＢＢ間の短絡電流２００ａが発生する可能性がある。図６の例では、バッテリＢＢの出力電圧がバッテリＢＡの出力電圧よりも高いときに、短絡電流２００ａが発生する。

短絡電流２００ａの経路には、短絡電流２００ａがオフ容易方向となるリレー（図６ではＳＲ１，ＳＲ２）と、短絡電流２００ａがオフ困難方向となるリレー（図６ではＳＭＲ１，ＳＭＲ２）との２種類が存在する。具体的には、図６に示した構成では、上アーム素子の短絡故障時には、短絡故障が発生した昇圧コンバータ側（短絡側）に対応する正極側および負極側リレーには短絡電流２００ａがオフ困難方向に流れる一方で、他方の昇圧コンバータ側（非短絡側）に対応する正極側および負極側リレーには短絡電流２００ａがオフ容易方向に流れる。

なお、仮に、昇圧コンバータ１２Ｂの上アーム素子に短絡故障が発生した場合には、図６とは反対方向の短絡電流２００ａが発生する。このときにも、短絡電流２００ａの方向がオフ容易方向であるリレー（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）と、短絡電流２００ａの方向がオフ困難方向となるリレー（ＳＲ１，ＳＲ２）とが存在することが理解される。

したがって、実施の形態１による電源システム５では、短絡電流２００ａがオフ容易方向に流れるリレー群を先にオフさせるとともに、これらのリレー群のオフ後に残りのリレー群をオフすれば、オフ困難方向の短絡電流を遮断するリレーを無くすことができる。

図７には、昇圧コンバータ１２Ａの下アーム素子に短絡故障が発生した場合の短絡電流２００ｂａの発生態様が示される。

図７を参照して、下アーム素子の短絡故障時には、短絡故障が発生した昇圧コンバータ１２Ａに対応するバッテリＢＡの放電による短絡電流２００ｂが発生する。そして、この短絡電流２００ｂは、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のそれぞれでオフ容易方向に生じる。一方で、昇圧コンバータ１２Ｂに対応するリレーＳＲ１，ＳＲ２には、短絡電流は流れない。

ここで、短絡電流２００ｂは、バッテリ内で発生するため、通常はヒューズ素子ＦＳＡの溶断によって遮断することができる。したがって、ヒューズ素子ＦＳＡの存在を考慮すれば、溶着の危険を冒してリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をあえてオフする必要はないと言える。

図７とは反対に、昇圧コンバータ１２Ｂの下アーム素子に短絡故障が発生した場合にも、バッテリＢＢの放電による短絡電流２００ｂは、リレーＳＲ１，ＳＲ２のそれぞれでオフ容易方向に生じることが理解される。一方で、昇圧コンバータ１２Ａに対応するリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２には、短絡電流は流れない。

すなわち、下アーム素子での短絡故障の場合には、ヒューズ素子の断線（溶断）を待ってから、短絡故障が発生した昇圧コンバータ側（短絡側）の正極側および負極側リレーをオフすることが好ましい。具体的には、下アーム素子での短絡故障を検知してから、各リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２が遮断可能な上限電流値よって、ヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢを断線（溶断）させるのに要する時間に相当する所定時間が経過するまでは、短絡電流２００ｂが流れるリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオンを維持するとともに、当該所定時間の経過後に当該リレーをオフすることが好ましい。このようにすると、ヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢによる短絡電流の遮断が期待できる状態であるにもかかわらず、短絡電流が大きい状態で無用にリレーをオフすることが回避できる。

図８には、図６および図７で説明した上アーム素子短絡故障時におけるリレーオフ制御および下アーム短絡故障時のリレーオフ制御を説明する波形図が示される。

図８を参照して、時刻ｔ０に短絡故障が検知されると、これに応答して、まず時刻ｔ１では、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂおよびインバータ１４，２２に対してゲート遮断指令が発生される。これにより、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂおよびインバータ１４，２２を構成する各スイッチング素子に対して、ターンオフ指令が発生される。

上アーム短絡故障時には、図６で説明したように、短絡故障が発生した昇圧コンバータに対応する短絡側リレーの各々では、短絡電流２００ａがオフ困難方向に流れる一方で、他方の昇圧コンバータに対応する非短絡側リレーの各々では、短絡電流２００ａがオフ容易方向に流れる。

したがって、制御装置３０は、まず時刻ｔ２において、短絡電流２００ａがオフ容易方向に流れるリレー（非短絡側リレー）のオフを指示した後に、短絡電流の遮断が確認された後、時刻ｔ３において、残りのリレー、すなわち、短絡電流２００ａの方向がオフ困難方向のリレー（短絡側リレー）のオフを指示するように、制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４を生成する。

また、下アーム短絡故障時には、図７で説明したように、短絡故障が発生した昇圧コンバータ側に対応する、短絡側の各リレーでは、短絡電流２００ｂがオフ容易方向に生じる一方で、他方の昇圧コンバータ側に対応する、非短絡側の各リレーには短絡電流は生じない。さらに、短絡電流２００ｂは、バッテリＢＡまたはバッテリＢＢの短絡放電によって生じるので、ヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢの溶断によって遮断できる可能性がある。

したがって、短絡側リレーの各々に対しては、短絡故障が検知された時刻ｔ０から所定時間Ｔｆｓが経過した時刻ｔ４までの間オン状態が維持される一方で、時刻ｔ４にオフ指令が発せられるように、制御装置３０は制御信号ＣＯＮＴ１，２またはＣＯＮＴ３，４を生成する。なお、所定時間Ｔｆｓは、各リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２の定格（遮断可能な上限電流）および、ヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢの定格から計算することができる。すなわち、所定時間Ｔｆｓは、当該上限電流がヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢを溶断するのに要する時間に対応して設定される。

非短絡側リレーの各々については、短絡電流が流れていないので、短絡故障の検知後、すなわち、時刻ｔ０以後におけるオフタイミングは任意に設定できる。たとえば、短絡側リレーとタイミングを揃えてオフしてもよく、短絡故障の検知に応答して即座にオフするようにしてもよい。あるいは、オフせずにオン（導通状態）を維持することによって、対応の蓄電装置からの電力供給を継続することも可能である。

実施の形態１による電源システム５における短絡故障発生時には、短絡故障が発生した昇圧コンバータの特定と、上アーム素子および下アーム素子のいずれで短絡故障が発生したかの特定との組み合わせによって、４種類の故障パターンが峻別される。さらに、この４種類の故障パターンにそれぞれ対応させた、図８に示した４通りのオフパターンに従って、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２のオフが制御される。

電源システム５における各リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２の接続方向（オフ容易方向／オフ困難方向）は予め決まっているので、上記４種類の故障パターンについて、図８に従った各リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２のオフパターンを予め設定することができる。すなわち、いずれのスイッチング素子に短絡故障が発生したかに応じて、図８で説明した適切なオフパターンを選択するとともに、選択したオフパターンに従ったタイミングおよび／または順序で各リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２がオフされるように、制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４を生成することができる。

図９は、実施の形態１によるリレーオフ制御、すなわち図５のステップＳ２００およびＳ３００の処理手順を具体的に示すフローチャートである。

図９を参照して、制御装置３０は、ステップＳ２１０により、ステップＳ２００で検知された短絡故障が、上アーム素子および下アーム素子のいずれで発生したかを判別する。そして上アーム短絡故障時にＳ２１０はＹＥＳ判定とされ、下アーム短絡故障時には、Ｓ２１０はＮＯ判定とされる。

上アーム短絡故障時（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３１０ａに処理を進めて、インバータ１４，２２および昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂにゲート遮断指令を発する。これにより、各スイッチング素子に、ターンオフ指令が発せられる。

続いて、制御装置３０は、ステップＳ３２０ａにより、オフ容易方向に短絡電流が流れているリレー（ここでは、非短絡側リレー）の各々をオフする。具体的には、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ａで上アーム短絡故障が発生しているときには、非短絡側リレーとしてリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフする一方で、昇圧コンバータ１２Ｂで上アーム短絡故障が発生しているときには、非短絡側リレーとしてリレーＳＲ１，ＳＲ２がオフされるように、制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４を生成する。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ３３０ａにより、ステップＳ３２０ａで指示した短絡側リレーのオフが完了したかどうかを、所定条件が成立しているか否かによって判定する。

たとえば、ステップＳ３３０ａによる判定は、ステップＳ３２０ａによってオフが指令されたリレーの接点間が開放されたことを示す信号が検知され、さらに、ハイブリッド車両１の車速＝０かつ、エンジン４が停止した状態、すなわち短絡電流が発生しない状態となったときにＹＥＳ判定とされ、これ以外のときにＮＯ判定とされる。

制御装置３０は、ステップＳ３３０ａがＹＥＳ判定とされると、ステップＳ３４０ａに処理を進めて、短絡電流の方向がオフ困難方向であるリレー（ここでは、短絡側リレー）の各々をオフする。すなわち、昇圧コンバータ１２Ａで上アーム短絡故障が発生しているときには、短絡側リレーとしてリレーＳＲ１，ＳＲ２をオフする一方で、昇圧コンバータ１２Ｂで上アーム短絡故障が発生しているときには、短絡側リレーとしてリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされるように、制御装置３０は制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４を生成する。

一方、ステップＳ３３０ａの条件が成立するまで（Ｓ３３０ａのＮＯ判定時）には、ステップＳ３４０ａの処理は待機される。

したがって、上アーム短絡故障時には、オフ容易方向に接続されたリレーのオフによって短絡電流を遮断するとともに、短絡電流が収まった後で、遮断時の溶着が相対的に発生しやすい、オフ困難方向に接続されたリレーをオフすることができる。

制御装置３０は、下アーム短絡故障時（Ｓ２１０のＮＯ判定時）には、ステップＳ３１０ｂにより、ステップＳ３１０ａと同様にインバータ１４，２２および昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂにゲート遮断指令を発する。そして、制御装置３０は、ステップＳ３２０ｂにより、短絡電流の通過によってヒューズ素子ＦＳＡまたはＦＳＢが溶断されるまでに要する時間に対応させて、所定時間Ｔｆｓを設定する。所定時間Ｔｆｓの設定手法については、上述のとおりであるので、説明は繰返さない。

さらに、制御装置３０はステップＳ３３０ｂでは、短絡故障が検知された時刻（図８の時刻ｔ０）から、ステップＳ３２０ｂで設定された所定時間Ｔｆｓが経過しているかどうかを判定する。そして、所定時間Ｔｆｓが経過すると（Ｓ３３０ｂのＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３４０ｂに処理を進めて、短絡側リレーの各々をオフする。具体的には、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ａで下アーム短絡故障が発生しているときには、短絡側リレーとしてリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフする一方で、昇圧コンバータ１２Ｂで下アーム短絡故障が発生しているときには、短絡側リレーとしてリレーＳＲ１，ＳＲ２がオフされるように、制御信号ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４を生成する。

一方で、短絡故障が検知されてから所定時間Ｔｆｓが経過するまでの間（Ｓ３３０ｂのＮＯ判定時）には、ステップＳ３４０ｂの処理は待機される。

したがって、下アーム短絡故障時には、バッテリ内での短絡電流が発生することにより、バッテリ短絡電流に対応して設けられたヒューズ素子ＦＳＡ，ＦＳＢの溶断を待った後、リレーオフを試みることができる。これにより、短絡電流が大きい状態時にリレーを無用にオフすることによって溶着故障が発生することを防止できる。

以上説明したリレーオフ制御によって、短絡故障したスイッチング素子に応じて選択されたオフパターンに従って、適切なオフ順序および／またはオフタイミングに従って複数の開閉器（リレー）のオフを制御できる。この結果、短絡電流の遮断時にリレーで発生する電弧や発生エネルギの総量を抑制することができるので、遮断時における溶着故障の発生を防止できる
特に実施の形態１によれば、主電圧変換器（昇圧コンバータ１２Ａ）および副電圧変換器（昇圧コンバータ１２Ｂ）の配置によって、主蓄電ユニット（バッテリＢＡ）および副蓄電ユニット（バッテリＢＢ）を並列に使用可能とした電源システム５（図１）の構成において、短絡故障の発生時には、リレーＳＭＲＴ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２のオフ順序および／またはオフタイミングを適切に制御することによって、リレーのオフ時に溶着故障が発生することを防止できる。

なお、図１では、２つの蓄電ユニット（バッテリＢＡ，ＢＢ）を並列に使用可能とした構成を例示したが、３以上の蓄電ユニットを、開閉器（リレー）および電圧変換器（昇圧コンバータ）並列接続した電源システムに対しても、実施の形態１によるリレーオフ制御は適用可能である。

このような構成では、各蓄電ユニットに対応して、リレーＳＭＲ１，ＳＲ１と同様の正極側リレーおよびリレーＳＭＲ２，ＳＲ２と同様の負極側リレーが設けられるが、各蓄電ユニットに対するこれら各リレーの接続方向を実施の形態１と同様にすることによって、上アーム素子の短絡故障時に蓄電ユニット間で発生する短絡電流に対して、オフ困難方向に接続されたリレーと、オフ容易方向に接続されたリレーとの２種類を存在させることができる。したがって、複数の蓄電ユニットにそれぞれ対応して配置された正極側リレーおよび負極側リレーのオフ順序について、図８に示したのと同様に設定することができる。

同様に、下アーム素子の短絡故障時に単一蓄電ユニット内で発生する短絡電流に対しても、実施の形態１（図７）と同様となるので、複数の蓄電ユニットにそれぞれ対応して配置された正極側リレーおよび負極側リレーのオフタイミングについて、図８に示したのと同様に設定することができる。

［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２による電動車両の電源システムの構成を示す図である。

図１０を参照して、実施の形態２による電源システム５♯は、図１に示した電源システム５の構成と比較して、「蓄電装置」が単一の蓄電ユニットであるバッテリＢＡによって構成される点が異なる。したがって、電源システム５♯では、電源システム５の構成から、バッテリＢＢ、ならびに、バッテリＢＢに対応する回路要素（代表的には、昇圧コンバータ１２ＢおよびリレーＳＲ１，ＳＲ２）の配置が省略されている。図１０のそれ以外の構成は、図１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

したがって、電源システム５♯では、単一の蓄電ユニット（バッテリＢＡ）の正極および負極にそれぞれ対応して設けられたリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオフ制御が示される。

なお、電源システム５♯では、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の接続方向（オフ容易方向／オフ困難方向）が、電源システム５（図１）とは異なっている。すなわち、実施の形態２による電源システム５♯では、バッテリＢＡの放電電流（ＩＢ＞０）および充電電流（ＩＢ＜０）の各々に対して、バッテリＢＡの正極側リレーおよび負極側リレーの電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が異なるように、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の接続方向が決められる。

代表的には、図１０〜１２に例示するように、放電時（ＩＢ＞０）の電流方向が、正極側リレーＳＭＲ１でオフ容易方向となる一方で、負極側リレーＳＭＲ２ではオフ困難方向となるように、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は配置される。なお、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２について、図１０〜１２の例示とはそれぞれ反対の接続方向に配置して、電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が反対となるようにしてもよい。

図１１および図１２は、図１０に示した電源システム５♯での、昇圧コンバータ１２Ａの上アーム短絡故障時および下アーム短絡故障時のそれぞれにおける短絡電流の方向を示す回路図である。

図１１を参照して、上アーム素子の短絡故障発生時には、給電ラインＰＬ２から接地ラインＳＬへ、上アーム素子（スイッチング素子）Ｑ１およびバッテリＢＡを介して、短絡電流２００ｃの経路が形成される。短絡電流２００ｃは、正極側および負極側リレーの一方および他方において、オフ容易方向およびオフ困難方向にそれぞれ流れる。図１１の例では、短絡電流２００ｃは、負極側のリレーＳＭＲ２ではオフ容易方向に流れる一方で、正極側のリレーＳＭＲ１ではオフ困難方向に流れる。

図１２を参照して、下アーム素子の短絡故障発生時には、バッテリＢＡの放電による短絡電流２００ｄが発生する。電源システム５♯では、短絡電流２００ｄは、正極側および負極側リレーの一方および他方において、オフ容易方向およびオフ困難方向にそれぞれ流れる。図１２の例では、短絡電流２００ｄは、正極側のリレーＳＭＲ１ではオフ容易方向に流れる一方で、負極側のリレーＳＭＲ２ではオフ困難方向に流れる。

このように、電源システム５♯では、上アーム素子および下アーム素子のいずれに短絡故障が発生したときにも、正極側および負極側リレーのそれぞれで電流遮断特性（オフ容易方向／オフ困難方向）が異なっている。さらに、上アーム素子に短絡故障が発生した場合と、下アーム素子に短絡故障が発生した場合とでは、短絡電流の方向が異なる。

したがって、実施の形態２による電源システムでのリレーオフ制御は、図１３に示すように実行される。

図１３を参照して、制御装置３０は、ステップＳ２１０により、ステップＳ２００で検知された短絡故障が、上アーム素子および下アーム素子のいずれで発生したかを判別する。そして上アーム短絡故障時にＳ２１０はＹＥＳ判定とされ、下アーム短絡故障時には、Ｓ２１０はＮＯ判定とされる。

上アーム短絡故障時（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３０は、ステップＳ３１０ａに処理を進めて、インバータ１４，２２および昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂにゲート遮断指令を発する。これにより、各スイッチング素子に、ターンオフ指令が発せられる。

さらに、制御装置３０は、ステップＳ３６０ａにより、回生方向（ＩＢ＜０）の短絡電流２００ｃ（図１１）がオフ容易方向となる負極側のリレーＳＭＲ２をオフし、その後に、ステップＳ３７０ａにより、短絡電流２００ｃがオフ困難方向となる、反対側（正極側）のリレーＳＭＲ１をオフする。

一方、制御装置３０は、上アーム短絡故障時（Ｓ２１０のＮＯ判定時）には、ステップＳ３１０ｂにより、ステップＳ３１０ａと同様に各インバータ１４，２２および昇圧コンバータ１２Ａにゲート遮断指令を発した後、ステップＳ３６０ｂにより、力行方向（ＩＢ＞０）の短絡電流２００ｄ（図１２）がオフ容易方向となる正極側のリレーＳＭＲ１をオフする。そして、制御装置３０は、その後に、ステップＳ３７０ａにより、短絡電流２００ｄがオフ困難方向となる、反対側（負極側）のリレーＳＭＲ２をオフする。

なお、ステップＳ３６０ａおよびＳ３７０ａとの間、ならびに、Ｓ３６０ｂおよびＳ３７０ｂの間において、図９のＳ３３０ａと同様のステップを設けることも可能である。ここのようにすると、短絡電流に対してオフ容易方向に接続されたリレーのオフによって短絡電流が収まった後に、オフ困難方向に接続されたリレーをオフすることができる。

図１４には、図１３に示した実施の形態２によるリレーオフ制御を説明する波形図が示される。

図１４を参照して、実施の形態２によるリレーオフ制御によれば、時刻ｔ０に短絡故障が検知されると、図８と同様に、まず時刻ｔ１にゲート遮断指令が発生される。これにより、昇圧コンバータ１２Ａおよびインバータ１４，２２を構成する各スイッチング素子に対して、ターンオフ指令が発生される。

その後、時刻ｔ２において短絡電流がオフ容易方向に流れるリレーを先にオフするように、制御装置３０が制御信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２を生成する。すなわち、時刻ｔ２では、下アーム短絡故障時には正極側のリレーＳＭＲ１に対してオフ指令が発せられる一方で、上アーム短絡故障時には負極側のリレーＳＭＲ２に対してオフ指令が発せられる。

制御装置３０は、オフ容易方向のリレーがオフされた後の時刻ｔ３において、反対側のリレーをオフするように、制御信号ＣＯＮＴ１，ＣＯＮＴ２を生成する。すなわち、時刻ｔ３では、下アーム短絡故障時には負極側のリレーＳＭＲ２に対してオフ指令が発せられる一方で、上アーム短絡故障時には正極側のリレーＳＭＲ１に対してオフ指令が発せられる。

このように実施の形態２では、単一の蓄電装置（バッテリＢＡ）用いる電源システム５♯（図１０）の構成において、昇圧コンバータ１２Ａでの短絡故障発生時には、上アーム素子および下アーム素子のいずれで短絡故障が発生したかの特定によって、２種類の故障パターンが峻別される。さらに、この２種類の故障パターンにそれぞれ対応させた、図１４に示した２通りのオフパターンに従って、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオフが制御される。２通りのオフパターンの間では、リレーのオフ順序が異なっている。

それぞれのオフパターンに従うことによって、短絡電流がオフ容易方向に流れるリレーを先にオフすることができるので、短絡電流遮断時におけるリレーのオフ順序を適切に制御できる。

以上説明したように、実施の形態１，２による電源システムにおけるリレーオフ制御によれば、短絡故障したスイッチング素子に応じて選択されたオフパターンに従って、適切なオフ順序および／またはオフタイミングに従って複数の開閉器（リレー）のオフを制御できる。この結果、短絡電流の遮断時にリレーで発生する電弧や発生エネルギの総量を抑制することができるので、遮断時における溶着故障の発生を防止できる。

なお、図１，１０には電動車両の代表例としてハイブリッド車両を例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、図１，１０とは異なるハイブリッド構成のハイブリッド車両に対しても本発明を適用可能であり、かつ、エンジンを搭載していない電気自動車や燃料電池自動車等であっても、複数の開閉器を有する電源システムを備える電動車両であれば、本発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、複数の開閉器（リレー）を含んで構成された電源システムを備えた電動車両に適用することができる。

１ ハイブリッド車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、５，５♯ 電源システム、６ バッテリ充電用コンバータ（充電装置）、８ 商用電源、１０Ａ，１０Ｂ，１３，２１Ａ，２１Ｂ 電圧センサ、１２Ａ，１２Ｂ 昇圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４，２５ 電流センサ、３０ 制御装置、３９Ａ，３９Ｂ 開閉装置、２００ａ〜２００ｄ 短絡電流、ＢＡ バッテリ（主蓄電ユニット）、ＢＢ バッテリ（副蓄電ユニット）、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＣＯＮＴ１〜ＣＯＮＴ４ 制御信号（リレー）、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＦＳＡ，ＦＳＢ ヒューズ素子（バッテリ）、Ｉ１ オフ容易方向（リレー）、Ｉ２ オフ困難方向（リレー）、ＩＧＯＮ 起動信号、Ｌ１ リアクトル、ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２ モータ電流値、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ ノード、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ 電源ライン、ＰＬ２ 給電ライン、ＰＷＵ、ＰＷＵＡ，ＰＷＵＢ，ＰＷＤ，ＰＷＤＡ，ＰＷＤＢ 制御信号（コンバータ）、ＰＷＭＩ，ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ，ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２ 制御信号（インバータ）、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子、ＳＬ 接地ライン、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ１，ＳＲ２ リレー（開閉器）、Ｔｆｓ 所定時間、ＶＢＡ，ＶＢＢ，ＶＬＡ，ＶＬＢ，ＶＨ 直流電圧。

Claims (16)

1. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）を搭載した電動車両（１）の電源システムであって、
   蓄電装置（ＢＡ，ＢＢ）と、
   前記モータを駆動制御するインバータ（２２）に給電を行なう給電ライン（ＰＬ２）と、
   複数のスイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２）を含んで構成され、前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御によって、前記蓄電装置および前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成された電圧変換器（１２Ａ，１２Ｂ）と、
   前記蓄電装置の正極および負極と前記電圧変換器との間にそれぞれ接続された複数の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２）とを備え、
   前記複数の開閉器の各々は、相対的に電流遮断容易な第１の電流方向（Ｉ１）と、相対的に電流遮断困難な第２の電流方向（Ｉ２）とを有するように構成され、
   前記複数の開閉器のオンオフを制御するための制御装置（３０）とを備え、
   前記制御装置は、各前記開閉器の導通状態時に前記電圧変換器に短絡故障が発生した場合に、前記複数のスイッチング素子のいずれのスイッチング素子が短絡故障したかに応じて、前記複数の開閉器のオフ順序およびオフタイミングのうちの少なくとも一方を変化させるように、前記複数の開閉器のオフを制御する、電動車両の電源システム。
2. 前記蓄電装置は、主蓄電ユニット（ＢＡ）と副蓄電ユニット（ＢＢ）とを含み、
   前記電圧変換器は、
   前記主蓄電ユニット（ＢＡ）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられる主電圧変換器（１２Ａ）と、
   前記副蓄電ユニット（ＢＢ）と前記給電ラインとの間に設けられる副電圧変換器（１２Ｂ）とを含み、
   前記複数の開閉器は、
   前記主蓄電ユニットの正極と前記主電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器（ＳＭＲ１）と、
   前記主蓄電ユニットの負極と前記主電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器（ＳＭＲ２）と、
   前記副蓄電ユニットの正極と前記副電圧変換器との間に介挿接続される第３の開閉器（ＳＲ１）と、
   前記副蓄電ユニットの負極と前記副電圧変換器との間に介挿接続される第４の開閉器（ＳＲ２）とを含み、
   前記第１および前記第３の開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、前記第２および前記第４の開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の前記一方となるように介挿接続される、請求の範囲第１項に記載の電動車両の電源システム。
3. 前記主電圧変換器は、
   前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   前記副電圧変換器は、
   前記第３の開閉器（ＳＲ１）を介して前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の正極へ電気的に接続される第２のノード（Ｎ２）と給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   前記第４の開閉器（ＳＲ２）を介して前記副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される前記接地配線と前記第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   前記制御装置（３０）は、前記第１または前記第３のスイッチング素子（Ｑ１）に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流（２００ａ，２００ｂ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向（Ｉ２）である開閉器をオフさせるように前記第１から第４の開閉器のオフを制御する、請求の範囲第２項に記載の電動車両の電源システム。
4. 前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の過電流通過時に断線するように構成された第１のヒューズ素子（ＦＳＡ）と、
   前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の過電流通過時に断線するように構成された第２のヒューズ素子（ＦＳＢ）とをさらに備え、
   前記主電圧変換器は、
   前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   前記副電圧変換器は、
   前記第３の開閉器（ＳＲ１）を介して前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の正極へ電気的に接続される第２のノード（Ｎ２）と給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   前記第４の開閉器（ＳＲ２）を介して前記副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される前記接地配線と前記第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   前記制御装置（３０）は、前記第２または前記第４のスイッチング素子（Ｑ２）に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、前記短絡故障の発生時点（ｔ０）から所定時間（Ｔｆｓ）が経過するまでの間オン状態に維持するとともに、前記所定時間の経過後にオフさせるように、前記第１から第４の開閉器のオフを制御する、請求の範囲第２項に記載の電動車両の電源システム。
5. 前記所定時間（Ｔｆｓ）は、各前記開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ１，ＳＲ１，ＳＲ２）の遮断能力上限電流によって各前記ヒューズ素子（ＦＳＡ，ＦＳＢ）が断線されるまでの時間に対応して予め定められる、請求の範囲第４項に記載の電動車両の電源システム。
6. 前記蓄電装置は、単一の蓄電ユニット（ＢＡ）によって構成され、
   前記複数の開閉器は、
   前記蓄電ユニット（ＢＡ）の正極と前記電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器（ＳＭＲ１）と、
   前記蓄電ユニットの負極と前記電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器（ＳＭＲ２）とを含み、
   前記第１の開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、前記第２の開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の他方となるように介挿接続される、請求の範囲第１項に記載の電動車両の電源システム。
7. 前記電圧変換器（１２Ａ）は、
   前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記蓄電ユニット（ＢＡ）の正極と電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記蓄電ユニットの負極と電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   前記制御装置（３０）は、前記第１または前記第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡電流（２００ｃ，２００ｄ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向である開閉器をオフさせるように、前記第１および第２の開閉器のオフを制御する、請求の範囲第６項に記載の電動車両の電源システム。
8. 前記蓄電装置は複数の蓄電ユニット（ＢＡ，ＢＢ）を含み、
   前記電圧変換器（１２Ａ，１２Ｂ）は、前記複数個の蓄電ユニットの各々と、前記給電ライン（ＰＬ２）との間に各々設けられ、
   前記複数の開閉器は、
   各前記蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する前記電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の正極側開閉器（ＳＭＲ１，ＳＲ１）と、
   各前記蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する前記電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の負極側開閉器（ＳＭＲ２，ＳＲ２）とを含み、
   前記電圧変換器は、
   対応する前記正極側開閉器を介して対応する前記蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１，Ｎ２）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
   対応する前記負極側開閉器を介して対応する前記蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
   各前記正極側開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、各前記負極側開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の前記一方となるように介挿接続され、
   前記制御装置は、前記第１のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流（２００ａ，２００ｂ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフさせるとともに、当該オフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向（Ｉ２）である開閉器をオフさせる一方で、前記第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合には、短絡経路に含まれる開閉器について、前記短絡故障の発生時点（ｔ０）から所定時間（Ｔｆｓ）が経過するまでの間オン状態に維持するとともに、前記所定時間の経過後にオフさせるように、前記複数の正極側開閉器および前記複数の負極側開閉器のオフを制御する、請求の範囲第１項に記載の電動車両の電源システム。
9. 車両駆動パワーを発生するモータ（ＭＧ２）を搭載した電動車両（１）の電源システムの制御方法であって、
   前記電源システムは、
   蓄電装置（ＢＡ，ＢＢ）と、
   前記モータを駆動制御するインバータ（２２）に給電を行なう給電ライン（ＰＬ２）と、
   複数のスイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２）を含んで構成され、前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御によって、前記蓄電装置および前記給電ラインの間で双方向の電圧変換を行なうように構成された電圧変換器（１２Ａ，１２Ｂ）と、
   前記蓄電装置の正極および負極と前記電圧変換器との間にそれぞれ接続された複数の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＲ１，ＳＲ２）とを備え、
   前記複数の開閉器の各々は、相対的に電流遮断容易な第１の電流方向（Ｉ１）と、相対的に電流遮断困難な第２の電流方向（Ｉ２）とを有するように構成され、
   前記制御方法は、
   各前記開閉器の導通状態時に前記電圧変換器に短絡故障が発生した場合に、前記複数のスイッチング素子のいずれのスイッチング素子が短絡故障したかを峻別するステップ（Ｓ２００）と、
   いずれのスイッチング素子が短絡故障したかに応じて前記複数の開閉器のオフ順序およびオフタイミングのうちの少なくとも一方を変化させるように、前記複数の開閉器のオフを制御するステップ（Ｓ３００）とを備える、電動車両の電源システムの制御方法。
10. 前記蓄電装置は、主蓄電ユニット（ＢＡ）と副蓄電ユニット（ＢＢ）とを含み、
    前記電圧変換器は、
    前記主蓄電ユニット（ＢＡ）と前記給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられる主電圧変換器（１２Ａ）と、
    前記副蓄電ユニット（ＢＢ）と前記給電ラインとの間に設けられる副電圧変換器（１２Ｂ）とを含み、
    前記複数の開閉器は、
    前記主蓄電ユニットの正極と前記主電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器（ＳＭＲ１）と、
    前記主蓄電ユニットの負極と前記主電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器（ＳＭＲ２）と、
    前記副蓄電ユニットの正極と前記副電圧変換器との間に介挿接続される第３の開閉器（ＳＲ１）と、
    前記副蓄電ユニットの負極と前記副電圧変換器との間に介挿接続される第４の開閉器（ＳＲ２）とを含み、
    前記第１および前記第３の開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、前記第２および前記第４の開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の前記一方となるように介挿接続される、請求の範囲第９項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
11. 前記主電圧変換器は、
    前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    前記副電圧変換器は、
    前記第３の開閉器（ＳＲ１）を介して前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の正極へ電気的に接続される第２のノード（Ｎ２）と給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    前記第４の開閉器（ＳＲ２）を介して前記副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される前記接地配線と前記第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    前記峻別するステップ（Ｓ２００）は、
    前記第１または前記第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記第２または前記第４のスイッチング素子（Ｑ２）とのいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップ（Ｓ２１０）を含み、
    前記制御するステップ（Ｓ３００）は、
    前記第１または前記第３のスイッチング素子（Ｑ１）に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流（２００ａ，２００ｂ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフするステップ（Ｓ３２０ａ）と、
    当該先のオフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向（Ｉ２）である開閉器をオフするステップ（Ｓ３４０ａ）とを含む、請求の範囲第１０項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
12. 前記電源システムは、
    前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の過電流通過時に断線するように構成された第１のヒューズ素子（ＦＳＡ）と、
    前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の過電流通過時に断線するように構成された第２のヒューズ素子（ＦＳＢ）とをさらに備え、
    前記主電圧変換器は、
    前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記主蓄電ユニット（ＢＡ）の正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記主蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    前記副電圧変換器は、
    前記第３の開閉器（ＳＲ１）を介して前記副蓄電ユニット（ＢＢ）の正極へ電気的に接続される第２のノード（Ｎ２）と給電ラインとの間に電気的に接続される第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    前記第４の開閉器（ＳＲ２）を介して前記副蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される前記接地配線と前記第２のノードとの間に電気的に接続される第４のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    前記峻別するステップ（Ｓ２００）は、
    前記第１または前記第３のスイッチング素子（Ｑ１）と、前記第２または前記第４のスイッチング素子（Ｑ２）とのいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップ（Ｓ２１０）を含み、
    前記制御するステップ（Ｓ３００）は、
    前記第２または前記第４のスイッチング素子（Ｑ２）に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、前記短絡故障の発生時点（ｔ０）から所定時間（Ｔｆｓ）が経過するまでの間オン状態に維持するステップ（Ｓ３２０ａ，Ｓ３３０ｂ）と、
    前記所定時間の経過後に、前記短絡経路に含まれる開閉器をオフするステップ（Ｓ３４０ｂ）とを含む、請求の範囲第１０項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
13. 前記所定時間（Ｔｆｓ）は、各前記開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ１，ＳＲ１，ＳＲ２）の遮断能力上限電流によって各前記ヒューズ素子（ＦＳＡ，ＦＳＢ）が断線されるまでの時間に対応して予め定められる、請求の範囲第１２項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
14. 前記蓄電装置は、単一の蓄電ユニット（ＢＡ）によって構成され、
    前記複数の開閉器は、
    前記蓄電ユニット（ＢＡ）の正極と前記電圧変換器との間に介挿接続される第１の開閉器（ＳＭＲ１）と、
    前記蓄電ユニットの負極と前記電圧変換器との間に介挿接続される第２の開閉器（ＳＭＲ２）とを含み、
    前記第１の開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、前記第２の開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の他方となるように介挿接続される、請求の範囲第９項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
15. 前記電圧変換器（１２Ａ）は、
    前記第１の開閉器（ＳＭＲ１）を介して前記蓄電ユニット（ＢＡ）の正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される、第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    前記第２の開閉器（ＳＭＲ２）を介して前記蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線（ＳＬ２）と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    前記峻別するステップ（Ｓ２００）は、
    前記第１または前記第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、前記第１または前記第２のスイッチング素子のいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップ（Ｓ２１０）を含み、
    前記制御するステップ（Ｓ３００）は、
    前記判断するステップによる判断結果に従って、短絡電流（２００ｃ，２００ｄ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフするステップ（Ｓ３６０ａ，Ｓ３６０ｂ）と、
    当該先のオフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向である開閉器をオフするステップ（Ｓ３７０ａ，Ｓ３７０ｂ）とを含む、請求の範囲第１４項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
16. 前記蓄電装置（ＢＡ，ＢＢ）は複数の蓄電ユニットを含み、
    前記電圧変換器（１２Ａ，１２Ｂ）は、前記複数個の蓄電ユニットの各々と、前記給電ライン（ＰＬ２）との間に各々設けられ、
    前記複数の開閉器は、
    各前記蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する前記電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の正極側開閉器（ＳＭＲ１，ＳＲ１）と、
    各前記蓄電ユニットの正極と、当該蓄電ユニットに対応する前記電圧変換器との間に、各々が介挿接続される複数の負極側開閉器（ＳＭＲ２，ＳＲ２）とを含み、
    前記電圧変換器は、
    対応する前記正極側開閉器を介して対応する前記蓄電ユニットの正極へ電気的に接続される第１のノード（Ｎ１，Ｎ２）と給電ライン（ＰＬ２）との間に電気的に接続される第１のスイッチング素子（Ｑ１）と、
    対応する前記負極側開閉器を介して対応する前記蓄電ユニットの負極へ電気的に接続される接地配線と前記第１のノードとの間に電気的に接続される第２のスイッチング素子（Ｑ２）とを含み、
    各前記正極側開閉器は、前記正極からの出力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向（Ｉ１，Ｉ２）の一方となるように介挿接続されるとともに、各前記負極側開閉器は、前記負極への入力電流の方向が前記第１および前記第２の電流方向の前記一方となるように介挿接続され、
    前記峻別するステップ（Ｓ２００）は、
    前記第１のスイッチング素子（Ｑ１）および前記第２のスイッチング素子（Ｑ２）のいずれに短絡故障が発生したかを判断するステップ（Ｓ２１０）を含み、
    前記制御するステップ（Ｓ３００）は、
    前記第１のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、短絡電流（２００ａ，２００ｂ）の方向が前記第１の電流方向（Ｉ１）である開閉器を先にオフするステップ（Ｓ３２０ａ）と、
    当該先のオフの後に前記短絡電流の方向が前記第２の電流方向（Ｉ２）である開閉器をオフするステップ（Ｓ３４０ａ）と、
    前記第２のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に、短絡経路に含まれる開閉器について、前記短絡故障の発生時点（ｔ０）から所定時間（Ｔｆｓ）が経過するまでの間オン状態に維持するステップ（Ｓ３２０ａ，Ｓ３３０ｂ）と、
    前記所定時間の経過後に、前記短絡経路に含まれる開閉器をオフするステップ（Ｓ３４０ｂ）とを含む、請求の範囲第９項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。

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