JP6811219B2 - 車両電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両電源装置に関する。
従来、車両電源装置として、例えば、特許文献１には、走行用バッテリと、当該走行用バッテリよりも電圧が低い標準バッテリと、走行用バッテリから供給される電力の電圧を降圧して標準バッテリに出力する降圧コンバータとを備える車両電源システムが開示されている。
特開２０１７−４１９９９号公報
ところで、上述の特許文献１に記載の車両電源システムは、例えば、充電時間を短縮するために走行用バッテリの充電電圧を高くすることが望まれているが、この場合には高圧用のコンバータが必要となり、装置が大型化する傾向にある。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化を抑制することができる車両電源装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両電源装置は、直流電力を供給するバッテリと、交流電力を供給する交流電源部に接続される交流電源接続部と、前記交流電源接続部に接続され、前記交流電源部から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部及び前記バッテリに接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換された直流電力の電圧を昇圧して前記バッテリに出力し、且つ、前記バッテリから高圧負荷部よりも電圧が低い低圧負荷部に供給される直流電力の電圧を降圧する双方向ＤＣ／ＤＣ変換部と、直流電力を供給する第１直流電源部に接続される第１直流電源接続部と、前記第１直流電源部よりも高圧の直流電力を供給する第２直流電源部に接続される第２直流電源接続部と、前記ＡＣ／ＤＣ変換部及び前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を制御する制御部と、を備え、前記高圧負荷部は、前記バッテリに接続され、前記低圧負荷部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部との間に接続され、前記第１直流電源部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部との間に接続されると共に前記低圧負荷部に接続され、前記第２直流電源部は、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部と前記バッテリとの間に接続され、前記制御部は、前記交流電源部から交流電力を供給する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換し且つ前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により昇圧した直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換した直流電力を前記低圧負荷部に供給し、前記第１直流電源部から直流電力を供給する場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により昇圧した直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記第１直流電源部から前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記低圧負荷部に供給し、前記第２直流電源部から直流電力を供給する場合、当該第２直流電源部から前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記第２直流電源接続部から供給される直流電力を前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により降圧し、前記降圧した直流電力を前記低圧負荷部に供給し、前記交流電源部、前記第１直流電源部、及び、前記第２直流電源部から電力を供給しない場合、前記バッテリから前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記高圧負荷部に供給可能であり、且つ、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により降圧した前記バッテリの直流電力を前記低圧負荷部に供給することを特徴とする。
上記車両電源装置において、前記ＡＣ／ＤＣ変換部は、前記交流電源部から供給される交流電力を直流電力に整流する整流回路、及び、前記整流回路により整流された直流電力の電圧を昇圧する絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを有することが好ましい。
上記車両電源装置において、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子及前記スイッチング素子の動作に応じて誘導電流を出力するコイルを有するチョッパ回路を含んで構成されることが好ましい。
本発明に係る車両電源装置は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を充電時の昇圧用の変換部及び放電時の降圧用の変換部として兼用することができ、装置の大型化を抑制することができる。
図１は、実施形態に係る車両電源装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る車両電源装置のＡＣ電源による充電例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る車両電源装置の急速充電器による充電例を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る車両電源装置の超急速充電器による充電例を示すブロック図である。 図５は、実施形態に係る車両電源装置の放電例を示すブロック図である。 図６は、実施形態に係る車両電源装置の動作例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態の変形例に係る車両電源装置の構成例を示すブロック図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る車両電源装置１について説明する。図１は、実施形態に係る車両電源装置１の構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係る車両電源装置１のＡＣ電源２による充電例を示すブロック図である。図３は、実施形態に係る車両電源装置１の急速充電器５による充電例を示すブロック図である。図４は、実施形態に係る車両電源装置１の超急速充電器６による充電例を示すブロック図である。図５は、実施形態に係る車両電源装置１の放電例を示すブロック図である。
車両電源装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリット自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載され、インバータやモータジェネレータ等を含む高圧負荷部３、及び、高圧負荷部３よりも電圧が低い電動エアコン等を含む低圧負荷部４に電力を供給するものである。
車両電源装置１は、図１に示すように、電源接続部としてのＡＣインレット１０と、バッテリとしての高圧バッテリ２０と、フィルター３０と、ＡＣ／ＤＣ変換部４０と、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部としての双方向２相チョッパ回路５０と、第１直流電源接続部としての接続部６１と、第２直流電源接続部としての接続部６２と、制御部７０とを備えている。
ＡＣインレット１０は、家庭用のＡＣ電源（交流電源部）２のＡＣコンセントに接続されるコネクタである。ＡＣインレット１０は、その一部が車両の外側に露出している。ＡＣインレット１０は、家庭用のＡＣコンセントに接続され、ＡＣ電源２から交流電力が出力される。
高圧バッテリ２０は、高圧の直流電力を供給するものである。高圧バッテリ２０は、例えば、８００Ｖ〜１０００Ｖ程度の電圧であり、相対的に高圧の直流電力を供給する。高圧バッテリ２０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０及び双方向２相チョッパ回路５０を介してＡＣ電源２に接続され、当該ＡＣ電源２から供給される電力を充電する。高圧バッテリ２０は、接続部６１に接続され、当該接続部６１を介して急速充電器５から供給された電力を充電する。高圧バッテリ２０は、接続部６２に接続され、当該接続部６２を介して超急速充電器６から供給された電力を充電する。高圧バッテリ２０は、双方向２相チョッパ回路５０を介して低圧負荷部４に接続され、当該低圧負荷部４に電力を供給する。高圧バッテリ２０は、高圧負荷部３に接続され、当該高圧負荷部３に電力を供給する。高圧負荷部３のインバータは、高圧バッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換し当該交流電力をモータジェネレータに供給する。モータジェネレータは、インバータにより供給された直流電力により駆動し車両の車輪を回転させる。
フィルター３０は、ノイズを低減するものである。フィルター３０は、ＡＣインレット１０に接続され、当該ＡＣインレット１０から出力される交流電力のノイズを低減する。フィルター３０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０に接続され、ノイズを低減した交流電力をＡＣ／ＤＣ変換部４０に出力する。
ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、交流電力を直流電力に変換するものである。ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、力率を改善する絶縁型のＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路であり、整流回路４１Ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂとを有する。整流回路４１Ａは、交流電力を直流電力に整流するものである。整流回路４１Ａは、例えば、４つのスイッチング素子を有するフルブリッジ回路である。整流回路４１Ａは、フィルター３０に接続され、当該フィルター３０から出力される交流電力を直流電力に整流する。整流回路４１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂに接続され、整流した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂに出力する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂは、電圧を昇圧するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂは、例えば、３相ＤＡＢ（Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ）を用いたワンコンバータ回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂは、第１ブリッジ回路４１ａと、第２ブリッジ回路４１ｂと、トランス４１ｃと、コンデンサＣ１、Ｃ２と、コイル部４１ｄ、４１ｅと、コイルＬ１、Ｌ２とを有する。
第１ブリッジ回路４１ａは、６つのスイッチング素子を有する３相のフルブリッジ回路である。第１ブリッジ回路４１ａは、整流回路４１Ａ及びトランス４１ｃに接続されている。第１ブリッジ回路４１ａは、整流回路４１Ａから出力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力をトランス４１ｃに出力する。
第２ブリッジ回路４１ｂは、６つのスイッチング素子を有する３相のフルブリッジ回路である。第２ブリッジ回路４１ｂは、トランス４１ｃに接続され、当該トランス４１ｃから出力される交流電力を直流電力に変換する。第２ブリッジ回路４１ｂは、双方向２相チョッパ回路５０及び低圧負荷部４に接続され、変換した直流電力を双方向２相チョッパ回路５０及び低圧負荷部４に出力する。
トランス４１ｃは、３つのコイルを有する一次巻線部と、３つのコイルを有し一次巻線部と磁気的に結合される二次巻線部とを含んで構成される。一次巻線部及び二次巻線部は、互いに絶縁されている。これにより、トランス４１ｃは、急速充電器５、モータジェネレータ等の高圧負荷部３、及び、高圧バッテリ２０を含む高圧電源系統と、ＡＣインレット１０とを絶縁することができる。このように、車両電源装置１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０を介して高圧電源系統とＡＣインレット１０とを接続するので、高圧電源系統を容易に隔離することができ、整備性を向上できる。
トランス４１ｃの一次巻線部は、コイル部４１ｄを介して第１ブリッジ回路４１ａに接続されている。トランス４１ｃの二次巻線部は、コイル部４１ｅを介して第２ブリッジ回路４１ｂに接続されている。トランス４１ｃは、一次巻線部及び二次巻線部の電磁誘導により電圧を変換する。トランス４１ｃは、ＡＣ電源２から供給される電力の電圧を昇圧する。
コンデンサＣ１は、第１ブリッジ回路４１ａと整流回路４１Ａとの間に設けられ、整流回路４１Ａから第１ブリッジ回路４１ａに出力される直流電力を平滑化する。コンデンサＣ２は、第２ブリッジ回路４１ｂと双方向２相チョッパ回路５０との間に設けられ、第２ブリッジ回路４１ｂから双方向２相チョッパ回路５０に出力される直流電力を平滑化する。なお、第１ブリッジ回路４１ａ及び整流回路４１Ａは、コイルＬ１を介して接続され、第２ブリッジ回路４１ｂ及び双方向２相チョッパ回路５０は、コイルＬ２を介して接続されている。
双方向２相チョッパ回路５０は、電圧を昇圧又は降圧するものである。双方向２相チョッパ回路５０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０、接続部６１、高圧バッテリ２０、及び、低圧負荷部４に接続されている。双方向２相チョッパ回路５０は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子５１〜５４と、スイッチング素子５１〜５４の動作に応じて誘導電流を出力する結合インダクタ（コイル）Ｌ３、Ｌ４と、平滑コンデンサＣ３とを有する。双方向２相チョッパ回路５０は、各スイッチング素子５１〜５４をオン／オフし、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から出力された直流電力の電圧を昇圧して高圧バッテリ２０に出力する。双方向２相チョッパ回路５０は、例えば、ＡＣ／ＤＣ変換部４０から出力された直流電力の電圧をを２倍に昇圧する。また、双方向２相チョッパ回路５０は、各スイッチング素子５１〜５４をオン／オフし、高圧バッテリ２０から出力された直流電力の電圧を降圧し低圧負荷部４に出力する。双方向２相チョッパ回路５０は、例えば、高圧バッテリ２０から出力された直流電力の電圧を半分に降圧する。平滑コンデンサＣ３は、双方向２相チョッパ回路５０に接続され、当該双方向２相チョッパ回路５０から出力された直流電力を平滑化する。平滑コンデンサＣ３は、高圧バッテリ２０に接続され、平滑化した直流電力を高圧バッテリ２０に出力する。
接続部６１は、直流電力を供給する急速充電器５に接続されるコネクタである。ここで、急速充電器５は、例えば、４００Ｖ〜５００Ｖ程度の電圧の直流電力を供給する。接続部６１は、双方向２相チョッパ回路５０に接続され、急速充電器５から供給された直流電力を双方向２相チョッパ回路５０に出力する。また、接続部６１は、低圧負荷部４に接続され、急速充電器５から供給された直流電力を低圧負荷部４に出力する。
接続部６２は、直流電力を供給する超急速充電器６に接続されるコネクタである。ここで、超急速充電器６は、急速充電器５よりも高圧の直流電力を供給するものであり、例えば、８００Ｖ〜１０００Ｖ程度の電圧の直流電力を供給する。接続部６２は、高圧バッテリ２０に接続され、超急速充電器６から供給された直流電力を高圧バッテリ２０に直接出力する。
制御部７０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０及び双方向２相チョッパ回路５０を制御するものである。制御部７０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部７０は、各電源部との接続状態を監視している。制御部７０は、例えば、ＡＣ電源２及びＡＣインレット１０の接続状態、急速充電器５及び接続部６１の接続状態、並びに、超急速充電器６及び接続部６２の接続状態を監視している。
制御部７０は、ＡＣ電源２及びＡＣインレット１０が接続されＡＣ電源２から交流電力を供給する場合、図２に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換し且つ双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換した直流電力を低圧負荷部４に供給する。
制御部７０は、急速充電器５及び接続部６１が接続され急速充電器５から直流電力を供給する場合、図３に示すように、双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、急速充電器５から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を低圧負荷部４に供給する。
制御部７０は、超急速充電器６及び接続部６２が接続され超急速充電器６から直流電力を供給する場合、図４に示すように、超急速充電器６から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した高圧バッテリ２０の直流電力を低圧負荷部４に供給する。
制御部７０は、ＡＣ電源２、急速充電器５、及び、超急速充電器６から電力を供給しない場合、図５に示すように、高圧バッテリ２０から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧負荷部３に供給し、且つ、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した高圧バッテリ２０の直流電力を低圧負荷部４に供給する。
次に、図６を参照して車両電源装置１の動作例について説明する。図６は、実施形態に係る車両電源装置１の動作例を示すフローチャートである。車両電源装置１は、制御部７０により、ＡＣ電源２から電力が供給開始されたか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部７０は、ＡＣ電源２から電力が供給開始された場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ＡＣ電源２から高圧バッテリ２０及び低圧負荷部４に電力を供給する（ステップＳ２）。制御部７０は、例えば、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換し且つ双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により昇圧した中間電圧Ｖｍの直流電力を低圧負荷部４に供給し、処理を終了する。ここで、中間電圧Ｖｍは、例えば、４００Ｖ〜５００Ｖ程度である。
制御部７０は、上述のステップＳ１で、ＡＣ電源２から電力が供給開始されていない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、急速充電器５から電力が供給開始されたか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部７０は、急速充電器５から電力が供給開始された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、急速充電器５から高圧バッテリ２０及び低圧負荷部４に電力を供給する（ステップＳ４）。制御部７０は、例えば、双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、急速充電器５から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに中間電圧Ｖｍの直流電力を低圧負荷部４に供給し、処理を終了する。
制御部７０は、上述のステップＳ３で、急速充電器５から電力が供給開始されていない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、超急速充電器６から電力が供給開始されたか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部７０は、超急速充電器６から電力が供給開始された場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、超急速充電器６から高圧バッテリ２０に電力を供給し、且つ、高圧バッテリ２０から低圧負荷部４に電力を供給する（ステップＳ６）。制御部７０は、例えば、超急速充電器６から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧バッテリ２０に充電する。更に、制御部７０は、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した高圧バッテリ２０の中間電圧Ｖｍの直流電力を低圧負荷部４に供給し、処理を終了する。
制御部７０は、上述のステップＳ５で、制御部７０は、超急速充電器６から電力が供給開始されていない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、高圧バッテリ２０から低圧負荷部４及び高圧負荷部３に電力を供給する（ステップＳ７）。制御部７０は、例えば、高圧バッテリ２０から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧負荷部３に供給し、且つ、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した中間電圧Ｖｍの直流電力を低圧負荷部４に供給する。
以上のように、実施形態に係る車両電源装置１は、高圧バッテリ２０と、ＡＣインレット１０と、ＡＣ／ＤＣ変換部４０と、双方向２相チョッパ回路５０と、接続部６１と、接続部６２と、制御部７０とを備える。高圧バッテリ２０は、高圧負荷部３及び当該高圧負荷部３よりも電圧が低い低圧負荷部４に直流電力を供給する。ＡＣインレット１０は、高圧バッテリ２０に交流電力を供給するＡＣ電源２に接続される。ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、ＡＣ電源２から高圧バッテリ２０に供給される交流電力を直流電力に変換する。双方向２相チョッパ回路５０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換された直流電力の電圧を昇圧して高圧バッテリ２０に出力し、且つ、高圧バッテリ２０から低圧負荷部４に供給される直流電力の電圧を降圧する。接続部６１は、直流電力を供給する急速充電器５に接続される。接続部６２は、急速充電器５よりも高圧の直流電力を供給する超急速充電器６に接続される。制御部７０は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０及び双方向２相チョッパ回路５０を制御する。
そして、制御部７０は、ＡＣ電源２から交流電力を供給する場合、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換され双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電し、且つ、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により変換された直流電力を低圧負荷部４に供給する。制御部７０は、急速充電器５から直流電力を供給する場合、双方向２相チョッパ回路５０により昇圧した直流電力を高圧バッテリ２０に充電し、且つ、急速充電器５から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を低圧負荷部４に供給する。制御部７０は、超急速充電器６から直流電力を供給する場合、当該超急速充電器６から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧バッテリ２０に充電し、且つ、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した高圧バッテリ２０の直流電力を低圧負荷部４に供給する。制御部７０は、ＡＣ電源２、急速充電器５、及び、超急速充電器６から電力を供給しない場合、高圧バッテリ２０から双方向２相チョッパ回路５０を介さずに直流電力を高圧負荷部３に供給可能であり、且つ、双方向２相チョッパ回路５０により降圧した高圧バッテリ２０の直流電力を低圧負荷部４に供給する。
この構成により、車両電源装置１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０及び双方向２相チョッパ回路５０により、ＡＣ電源２からの交流電力を高圧バッテリ２０に充電することができる。車両電源装置１は、双方向２相チョッパ回路５０により、高圧バッテリ２０の直流電力を降圧して低圧負荷部４に供給することができる。これにより、車両電源装置１は、高圧バッテリ２０を充電する際の昇圧用の変換部及び高圧バッテリ２０を放電する際の降圧用の変換部として、双方向２相チョッパ回路５０を使用することができる。つまり、車両電源装置１は、双方向２相チョッパ回路５０を充電時の昇圧用の変換部及び放電時の降圧用の変換部として兼用することができる。これにより、車両電源装置１は、電力変換部の数の増加を抑制することができ、装置の大型化を抑制することができる。また、車両電源装置１は、製造コストを削減することができる。
車両電源装置１は、ＡＣ電源２、急速充電器５、及び、超急速充電器６のいずれから高圧バッテリ２０を充電しても中間電圧Ｖｍを生成し、当該中間電圧Ｖｍの直流電力を低圧負荷部４に供給することができる。車両電源装置１は、高圧バッテリ２０の充電中においても中間電圧Ｖｍを生成するので、高圧バッテリ２０の充電中も電動エアコン等の低圧負荷部４を稼働させることができる。車両電源装置１は、中間電圧Ｖｍを生成することにより、沿面距離を相対的に短くすることができ、装置の大型化を抑制できる。また、車両電源装置１は、中間電圧Ｖｍを生成することにより、低圧負荷部４等を高圧用の特別な仕様にする必要がないので、低圧負荷部４の製造コストを抑制できる。
上記車両電源装置１において、ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、ＡＣ電源２から供給される交流電力を直流電力に整流する整流回路４１Ａ、及び、整流回路４１Ａにより整流された直流電力の電圧を昇圧する絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂを有する。従来の車両電源装置は、例えば、非絶縁型のＰＦＣ回路と絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータとを用いている。これに対して、実施形態の車両電源装置１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０（ＰＦＣ回路）の出力部分を急速充電器５等の高圧電源系統と接続するため、当該ＡＣ／ＤＣ変換部４０を絶縁にすることでＡＣインレット１０と高圧電源系統と絶縁性を確保することができる。
上記車両電源装置１において、双方向２相チョッパ回路５０は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子５１〜５４及び当該スイッチング素子５１〜５４の動作に応じて誘導電流を出力する結合インダクタＬ３、Ｌ４を有するチョッパ回路を含んで構成される。この構成により、車両電源装置１は、ＡＣ／ＤＣ変換部４０により中間電圧Ｖｍを調整することで、結合インダクタＬ３、Ｌ４の効果を最大とする倍率で双方向２相チョッパ回路５０を動作させることができる。これにより、車両電源装置１は、結合インダクタＬ３、Ｌ４のコアや平滑コンデンサＣ３を小型化することができ、装置の大型化を抑制できる。
〔変形例〕
次に、実施形態の変形例について説明する。図７は、実施形態の変形例に係る車両電源装置１Ａの構成例を示すブロック図である。変形例に係る車両電源装置１Ａは、車両電源装置１の双方向２相チョッパ回５０の代わりに絶縁型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０Ａを用いる点で実施形態の車両電源装置１と異なる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０Ａは、図７に示すように、第１ブリッジ回路５５ａ、第２ブリッジ回路５５ｂ、及び、トランス５５ｃ等を含んで構成される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０Ａは、高圧負荷部３及び高圧バッテリ２０を含む高圧電源系統と中間電圧Ｖｍとを絶縁することができる。
上記説明において、制御部７０は、高圧バッテリ２０から電力を供給する場合、高圧負荷部３及び低圧負荷部４に電力を供給する例について説明したが、これに限定されない。制御部７０は、高圧バッテリ２０から電力を供給する場合、高圧負荷部３に電力を供給せずに低圧負荷部４のみに供給してもよい。
また、ＡＣ／ＤＣ変換部４０は、整流回路４１Ａ及び絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂを有する例について説明したが、これに限定されず、その他の回路構成であってもよい。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１Ｂは、３相ＤＡＢを用いたワンコンバータ回路である例について説明したが、これに限定されず、２相ＤＡＢを用いたワンコンバータ回路やその他の回路構成であってもよい。
また、双方向２相チョッパ回路５０は、スイッチング素子５１〜５４及び結合インダクタＬ３、Ｌ４を有するチョッパ回路を含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、その他の回路構成であってもよい。
また、高圧負荷部３は、インバータやモータジェネレータ等を含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、その他の電子機器を含んで構成されてもよい。
また、低圧負荷部４は、電動エアコン等を含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、その他の電子機器を含んで構成されてもよい。
また、制御部５３は、電力変換ユニット５０に設けられる例について説明したが、これに限定されず、その他の箇所に設けられてもよい。
１、１Ａ 車両電源装置
２ ＡＣ電源（交流電源部）
３ 高圧負荷部
４ 低圧負荷部
５ 急速充電器（第１直流電源部）
６ 超急速充電器（第２直流電源部）
１０ ＡＣインレット（交流電源接続部）
２０ 高圧バッテリ（バッテリ）
４０ ＡＣ／ＤＣ変換部
４１Ａ 整流回路
４１Ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０、５０Ａ 双方向２相チョッパ回路（双方向ＤＣ／ＤＣ変換部）
５１〜５４ スイッチング素子
Ｌ３、Ｌ４ 結合インダクタ（コイル）
６１ 接続部（第１直流電源接続部）
６２ 接続部（第２直流電源接続部）
７０ 制御部

Claims (3)

  1. 直流電力を供給するバッテリと、
    交流電力を供給する交流電源部に接続される交流電源接続部と、
    前記交流電源接続部に接続され、前記交流電源部から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
    前記ＡＣ／ＤＣ変換部及び前記バッテリに接続され、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換された直流電力の電圧を昇圧して前記バッテリに出力し、且つ、前記バッテリから高圧負荷部よりも電圧が低い低圧負荷部に供給される直流電力の電圧を降圧する双方向ＤＣ／ＤＣ変換部と、
    直流電力を供給する第１直流電源部に接続される第１直流電源接続部と、
    前記第１直流電源部よりも高圧の直流電力を供給する第２直流電源部に接続される第２直流電源接続部と、
    前記ＡＣ／ＤＣ変換部及び前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を制御する制御部と、を備え、
    前記高圧負荷部は、前記バッテリに接続され、
    前記低圧負荷部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部との間に接続され、
    前記第１直流電源部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部との間に接続されると共に前記低圧負荷部に接続され、
    前記第２直流電源部は、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部と前記バッテリとの間に接続され、
    前記制御部は、前記交流電源部から交流電力を供給する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換し且つ前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により昇圧した直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記ＡＣ／ＤＣ変換部により変換した直流電力を前記低圧負荷部に供給し、
    前記第１直流電源部から直流電力を供給する場合、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により昇圧した直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記第１直流電源部から前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記低圧負荷部に供給し、
    前記第２直流電源部から直流電力を供給する場合、当該第２直流電源部から前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記バッテリに充電し、且つ、前記第２直流電源接続部から供給される直流電力を前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により降圧し、前記降圧した直流電力を前記低圧負荷部に供給し、
    前記交流電源部、前記第１直流電源部、及び、前記第２直流電源部から電力を供給しない場合、前記バッテリから前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部を介さずに直流電力を前記高圧負荷部に供給可能であり、且つ、前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部により降圧した前記バッテリの直流電力を前記低圧負荷部に供給することを特徴とする車両電源装置。
  2. 前記ＡＣ／ＤＣ変換部は、前記交流電源部から供給される交流電力を直流電力に整流する整流回路、及び、前記整流回路により整流された直流電力の電圧を昇圧する絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを有する請求項１に記載の車両電源装置。
  3. 前記双方向ＤＣ／ＤＣ変換部は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子及前記スイッチング素子の動作に応じて誘導電流を出力するコイルを有するチョッパ回路を含んで構成される請求項１又は２に記載の車両電源装置。
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