JP6879170B2 - 車両用電源システム - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、車両用電源システムに関する。特に、走行用モータのための高電圧電源と、補機のための低電圧電源を備えた車両用電源システムに関する。

電気自動車（燃料電池車とハイブリッド車を含む）は、走行用モータのための高電圧電源（主電源）と、補機のための低電圧電源（補機電源）を備えている。「補機」とは、走行用モータの電圧よりも低い電圧で動作する車載機器であって、動作電圧が概ね５０ボルト以下の車載機器の総称である。走行用モータの駆動電圧は１００ボルトよりも大きく、主電源の出力電圧は１００ボルトを超える。即ち、補機電源の出力電圧は主電源の出力電圧よりも低い。主電源の典型は、リチウムイオンバッテリや燃料電池である。補機電源には、再充電可能な二次電池が採用される。補機電源の典型は鉛バッテリである。特許文献１、２に、そのような電源システムが例示されている。

主電源は、システムメインリレ−を介して電力変換器に接続されている。電力変換器は、主電源の電力を走行用モータの駆動電力に変換する。電力変換器は、主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを備えている。コンデンサは、主電源から供給される電流を平滑化するために備えられていたり、チョッパタイプの電圧コンバータなどにおいて電力エネルギを一時的に蓄えるために備えられている。車両のメインスイッチがオンされたとき、システムメインリレ−を閉じて電力変換器を高電圧電源に接続すると、システムメインリレ−を通じてコンデンサへ大きな電流が流れる。いきなり大電流が流れるとシステムメインリレ−が溶着するおそれがある。そこで、特許文献１、２の電源システムでは、システムメインリレ−を接続状態に切り換えるのに先立って、補機バッテリを使ってコンデンサを充電する。システムメインリレ−を開放状態から接続状態に切り換える前のコンデンサの充電は、プリチャージと称される。

特許文献１、２の電源システムは、低電圧端が補機電源に接続されており、高電圧端がシステムメインリレ−を介さずに電力変換器に接続されている昇圧コンバータを備えている。電源システムのコントローラは、システムメインリレ−を接続状態に切り換えるのに先立って、昇圧コンバータを作動させ、補機電源の電力でコンデンサをプリチャージする。

特許文献２の電源システムでは、補機電源の残量が少ない場合でもプリチャージを実行できるように、プリチャージに必要な補機だけを起動し、他の補機の起動を禁止する。

特開２０１７−０８５８１０号公報 特開２０１６−１３５０１０号公報

補機電源は、様々な補機に電力を供給する。エアコン、ルームランプ、カーナビゲーションなどのほか、電源システムのコントローラを含む種々のコントローラも補機に属し、補機電源から電力供給を受ける。補機の中には、車両のメインスイッチがオンされると起動時の初期化処理などを行うものがある。プリチャージ中に、他の補機において消費電力が増大すると、補機電源の電力が不足し、他の補機の動作が不安定になるおそれがある。本明細書は、様々な補機が接続されている補機電源を使ってプリチャージを安定して実行できる技術を提供する。

本明細書が開示する電源システムは、主電源と補機電源と電力変換器とリレーと昇圧コンバータとコントローラを備えている。電力変換器は、主電源の出力電力を変換するデバイスであり、主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを有している。リレーは、電力変換器と主電源の間の接続と遮断を切り換える。補機電源は、出力電圧が主電源の出力電圧よりも低い。昇圧コンバータは、低電圧端が補機電源に接続されており、高電圧端がリレーを介さずに電力変換器に接続されている。コントローラは、リレーを接続状態に切り換えるのに先立って昇圧コンバータを作動させてコンデンサをプリチャージする。コントローラは、コンデンサのプリチャージ中に、補機電源に接続されている特定の補機が特定の処理（初期化処理など）を実行している間は昇圧コンバータの出力電流を第１電流値に設定する。コントローラは、特定の処理の実行終了後は昇圧コンバータの出力電流を第１電流値よりも大きい第２電流値に変更する。

先に述べたように、補機電源から電力供給を受ける特定の補機は、初期化処理等を実行する。本明細書が開示する電源システムでは、初期化処理などの特定の処理が実行されている間は昇圧コンバータの出力電流を小さくしておき、特定の処理の実行終了後に出力電流を大きくする。特定の処理の実行中は補機電源から昇圧コンバータに供給される電力を絞り、補機電源が出力不足とならないようにする。本明細書が開示する電源システムは、特定の補機が特定の処理を実行している間もプリチャージを安定して実行することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電源システムを含むハイブリッド車の電力系のブロック図である。 コントローラが実行するプリチャージ処理のフローチャートである。 補機バッテリの電流の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。

図面を参照して実施例の電源システム１０を説明する。実施例の電源システム１０はハイブリッド車１００に搭載されている。図１に、電源システム１０を含むハイブリッド車１００の電力系のブロック図を示す。ハイブリッド車１００は、走行用モータ５０とエンジン５１を備えている。走行用モータ５０の出力トルクとエンジン５１の出力トルクはギアセット５２で合成されて車軸５３へ伝達される。

ハイブリッド車１００は、電源システム１０と走行用モータ５０とエンジン５１のほか、メインスイッチ４１、エンジンコントローラ３２、エアコン３３、カーナビゲーション３４を備えている。エンジンコントローラ３２、エアコン３３、カーナビゲーション３４は、補機電力線３１を通じて補機バッテリ１５から電力の供給を受ける。詳しくは後述するが、電源システム１０が備えているコントローラ１３も補機バッテリ１５から電力の供給を受ける。補機バッテリ１５から電力の供給を受けるデバイスの総称が「補機」である。以下では、エンジンコントローラ３２、エアコン３３、カーナビゲーション３４、コントローラ１３などの補機を総称する場合には補機３０と表記する。なお、補機３０は、特別補機３０ａと通常補機３０ｂに分類されるが、その分類については後述する。

電源システム１０は、走行用モータ５０と補機３０に電力を供給するシステムである。電源システム１０は、メインバッテリ１１、補機バッテリ１５、システムメインリレ−１２、電力変換器２０、昇圧コンバータ１４、コントローラ１３を備えている。

メインバッテリ１１は、主に、走行用モータ５０のための電源である。メインバッテリ１１は、例えば、再充電が可能なリチウムイオンバッテリである。メインバッテリ１１の出力電圧は例えば２００ボルトである。

先に述べたように、補機バッテリ１５は、補機３０に電力を供給するための電源である。補機バッテリ１５の出力電圧は、メインバッテリ１１の出力電圧よりも低く、例えば、１２ボルト、２４ボルト、あるいは、４８ボルトである。補機バッテリ１５も再充電が可能な二次バッテリであり、例えば鉛バッテリである。補機バッテリ１５は、車両に張り巡らされている補機電力線３１を介して、図示されていない多数の補機に電力を供給する。なお、補機バッテリ１５の負極と補機３０の負極は、グランドを介して接続される。補機電力系は、車両のボディがグランド端子に相当する。

電力変換器２０は、システムメインリレ−１２を介してメインバッテリ１１と接続されている。電力変換器２０は、メインバッテリ１１の出力電力を走行用モータ５０の駆動電力に変換する。電力変換器２０は、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１、インバータ回路２２、コンデンサ２３を備えている。走行用モータ５０の駆動電圧は２００ボルトから６００ボルトの間である。走行用モータ５０の駆動電圧目標がメインバッテリ１１の出力電圧よりも高い場合、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１が、メインバッテリ１１の出力電圧を走行用モータ５０の駆動電圧まで昇圧する。インバータ回路２２が、昇圧された直流電力を、走行用モータ５０を駆動するための交流電力に変換する。以下では、説明の便宜のため、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１を単純に双方向コンバータ回路２１と称する。

走行用モータ５０は、運転者がブレーキペダルを踏んだとき、車両の慣性力を利用して発電する。走行用モータ５０が発電した電力は回生電力と称される。インバータ回路２２は、交流の回生電力を直流電力に変換して双方向コンバータ回路２１に送ることもできる。双方向コンバータ回路２１は、直流電力に変換された回生電力をメインバッテリ１１の電圧まで降圧する。降圧された回生電力でメインバッテリ１１が充電される。

双方向コンバータ回路２１の回路構成を説明する。双方向コンバータ回路２１は、２個のトランジスタ２１１、２１２、２個のダイオード２１５、２１６、リアクトル２１３、コンデンサ２１４で構成されている。２個のトランジスタ２１１、２１２は、双方向コンバータ回路２１のインバータ側の端子（正極端子２０３と負極端子２０４）の間で直列に接続されている。ダイオード２１５はトランジスタ２１１に逆並列に接続されており、ダイオード２１６はトランジスタ２１２に逆並列に接続されている。ダイオード２１５、２１６は、オフ時のトランジスタ２１１、２１２を迂回して電流を流すために備えられている。

リアクトル２１３の一端は、トランジスタ２１１、２１２の直列接続の中点に接続されており、他端は、双方向コンバータ回路２１のバッテリ側の正極端子２０１に接続されている。コンデンサ２１４は、双方向コンバータ回路２１のバッテリ側の正極端子２０１と負極端子２０２の間に接続されている。双方向コンバータ回路２１のバッテリ側の負極端子２０２とインバータ側の負極端子２０４は直接に接続されている。

直列接続の正極側のトランジスタ２１１が主に降圧動作に関与し、負極側のトランジスタ２１２が主に昇圧動作に関与する。図１の双方向コンバータ回路２１の回路構成と動作は良く知られているので詳しい説明は省略する。

コンデンサ２１４は、双方向コンバータ２１回路において、電気エネルギを一時的に蓄える役割を果たす。双方向コンバータ回路２１とインバータ回路２２の間には、メインバッテリ１１から送られる電流を平滑化するコンデンサ２３が並列に接続されている。図１に示されているように、コンデンサ２１４、２３は、システムメインリレ−１２を介してメインバッテリ１１の正極と負極の間に接続されている。

システムメインリレ−１２は、電力変換器２０とメインバッテリ１１の間を接続したり切断したりするスイッチである。システムメインリレ−１２は、電源システム１０のコントローラ１３によって制御される。コントローラ１３は、車両のメインスイッチ４１がオンされると、コンデンサ２１４、２３のプリチャージ（後述）の後、システムメインリレ−１２を閉じ、電力変換器２０をメインバッテリ１１に接続する。なお、図１における点線矢印線は、信号線を表している。電源システム１０のコントローラ１３、エンジンコントローラ３２、エアコン３３、カーナビゲーション３４などの補機３０は、車内ネットワーク３５によって、相互に通信が可能になっている。

昇圧コンバータ１４は、低電圧端１４２が補機バッテリ１５に接続されており、高電圧端１４１がシステムメインリレ−１２よりも電力変換器２０の側で電力変換器２０に接続されている。別言すれば、昇圧コンバータ１４の高電圧端１４１は、システムメインリレ−１２を介さずに電力変換器２０に接続されている。昇圧コンバータ１４は、補機バッテリ１５の出力電圧を昇圧して電力変換器２０（コンデンサ２１４、２３）に供給することができる。

コントローラ１３は、システムメインリレ−１２と昇圧コンバータ１４を制御する。コントローラ１３は、ＣＰＵ１３１とメモリ１３２を備えており、メモリ１３２に格納されたブログラムをＣＰＵ１３１が実行することで、様々な処理を実行することができる。電源システム１０は、補機バッテリ１５の電圧を計測する電圧センサ１７と補機バッテリ１５の電流を計測する電流センサ１６を備えており、それらのセンサのデータはコントローラ１３に送られる。図示を省略しているが、双方向コンバータ回路２１のバッテリ側の正極端子２０１と負極端子２０２の間にも電圧センサが接続されており、その電圧センサの計測データもコントローラ１３に送られる。正極端子２０１と負極端子２０２の間の電圧センサは、後述するプリチャージ処理において、コンデンサ２１４、２３の両端電圧を計測する。

図１のブロック図から理解されるように、システムメインリレ−１２を開放状態（開）から接続状態（閉）に切り換えると、電力変換器２０がメインバッテリ１１に接続され、メインバッテリ１１の電流が電力変換器２０のコンデンサ２１４、２３に流れ込む。トランジスタ２１１がオフしていても、メインバッテリ１１の電流はダイオード２１５を通じてコンデンサ２３へ流れ込む。コンデンサ２１４、２３が完全に放電された状態でシステムメインリレ−１２を接続状態に切り換えると、システムメインリレ−１２を通じてメインバッテリ１１の電流が急激にコンデンサ２１４、２３に流れ込む。大電流がシステムメインリレ−１２を流れるとシステムメインリレ−１２が溶着するおそれがある。そこで、コントローラ１３は、メインスイッチ４１がオンされると、システムメインリレ−１２を開放状態（開）から接続状態（閉）に切り換えるのに先立って、補機バッテリ１５と昇圧コンバータ１４を使って予めコンデンサ２１４、２３を充電する。システムメインリレ−１２を接続状態に切り換える前のコンデンサ２１４、２３の充電をプリチャージと称する。

コンデンサ２１４、２３のプリチャージには相応の電力が必要である。また、車両のメインスイッチ４１がオンされた後、プリチャージが完了しないとシステムメインリレ−１２を接続状態に切り換えることができない。従ってプリチャージは、速やかに達成されることが望ましい。

一方、車両のメインスイッチ４１がオンされると、車内のいくつかの補機が起動時の初期化処理を実行する。補機は、補機バッテリ１５から電力の供給を受けて動作する。例えば、エンジンコントローラ３２は、起動時の初期化処理として、自己の回路のセルフチェックやエンジン５１のインジェクタ装置などの通電確認を行う。他にも、補機に属する電動シフト装置は、シフトポジションのゼロ点リセットのため、シフトレバーを動かすアクチュエータを作動させる。また、補機に属する電子制御ブレーキ装置は、アキュムレータに予備圧力を蓄積する。

いくつかの補機は、車両のメインスイッチがオンされてからしばらくの間、作動を禁止してもよい。作動を禁止してもよい補機を、以下では、通常補機と称する。他方、上記したエンジンコントローラ３２、電動シフト装置、電子制御ブレーキ装置など、別のいくつかの補機は、作動を禁止することができない。作動を禁止することができない補機を、以下では特別補機と称する。以下では、特別補機を特別補機３０ａと称する。電源システム１０のコントローラ１３も特別補機３０ａに属する。通常補機の例は、エアコン３３やカーナビゲーション３４などである。通常補機を以下では通常補機３０ｂと称する。いくつかの特別補機３０ａは、初期化処理が不要であってもよい。いくつかの通常補機３０ｂは、作動禁止が解除された後に、初期化処理を実行してもよい。また、特別補機３０ａと通常補機３０ｂのいずれにも分類できない別の補機があってもよい。

プリチャージ中に補機３０の消費電流が増えると、補機バッテリ１５の電力が不足し、プリチャージを行う昇圧コンバータ１４、あるいは、補機３０の動作が不安定になりかねない。そこで、実施例の電源システム１０のコントローラ１３は、プリチャージの間、通常補機３０ｂの作動を禁止する。また、コントローラ１３は、特別補機３０ａの初期化処理が実行されている間は、プリチャージのための電流（即ち、昇圧コンバータ１４の出力電流を絞る。

図２を参照してコントローラ１３が実行するプリチャージ処理を説明する。図２は、プリチャージ処理のフローチャートである。図２の処理は、車両のメインスイッチ４１がオンされると開始される。コントローラ１３は、プリチャージの開始前に、通常補機３０ｂに対して作動禁止の指令を出す（ステップＳ２）。なお、コントローラ１３は、車内ネットワーク３５を通じて通常補機３０ｂへ指令を送る。作動禁止の指令を受けた通常補機３０ｂは、コントローラ１３から作動禁止解除の指令を受けるまで、作動を禁止する。なお、通常補機３０ｂは、車内ネットワーク３５を通じた通信を処理する最小限の処理は随時行う。ここでの「作動禁止」は、それぞれの通常補機３０ｂが本来目的とする固有の処理の実行禁止を意味する。

続いて、コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４を起動して、プリチャージを開始する（ステップＳ３）。コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４に対して、出力電流を第１電流値Ｉ１に設定するように指令を出す。

プリチャージの実行中、コントローラ１３は、特別補機３０ａと相互に通信し、特別補機３０ａが初期化処理その他の特別な処理を実行しているか否かをチェックする（ステップＳ４）。特別補機３０ａが初期化処理などを実行中であれば、コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４に対して、出力電流を第１電流値Ｉ１に設定するように指令を出す（ステップＳ４：ＹＥＳ、Ｓ５）。なお、前回の指令が第１電流値Ｉ１であった場合は、コントローラ１３は、新たな指示を出さずともよい。一方、特別補機３０ａが初期化処理などを実行中でない場合は、コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４に対して、出力電流を第２電流値Ｉ２に設定するように指令を出す（ステップＳ４：ＮＯ、Ｓ６）。なお、前回の指令が第２電流値Ｉ２であった場合は、コントローラ１３は、新たな指示を出さずともよい。第２電流値Ｉ２は、第１電流値Ｉ１よりも大きい値に設定されている。第１電流値Ｉ１と第２電流値Ｉ２の具体例については後に説明する。

コントローラ１３は、コンデンサ２１４、２３の電圧が所定の電圧閾値Ｖｔｈに達するまで、一定の間隔でステップＳ４の処理を繰り返す（ステップＳ７：ＮＯ、Ｓ４）。電圧閾値Ｖｔｈは、メインバッテリ１１の出力電圧に近い方が望ましく、例えば、メインバッテリ１１の電圧の７０−９５％に設定されている。なお、先に述べたように、双方向コンバータ回路２１の正極端子２０１と負極端子２０２の間に電圧センサが接続されており、コントローラ１３は、その電圧センサから、コンデンサ２１４、２３の電圧を取得する。

コンデンサ２１４、２３の電圧が所定の電圧閾値Ｖｔｈに達したら、コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４を停止し、プリチャージを終了する（ステップＳ７：ＹＥＳ、Ｓ８）。コントローラ１３は、先に作動禁止指令を送った通常補機３０ｂに、作動禁止解除の指令を送信する（ステップＳ９）。作動禁止解除の指令も、車内ネットワーク３５を通じて送られる。以上でプリチャージ処理は終了する。

プリチャージ処理を終了した後、コントローラ１３は、システムメインリレ−１２を閉じ、電力変換器２０をメインバッテリ１１に接続する。電力変換器２０がメインバッテリ１１に接続されると、ハイブリッド車１００は走行可能状態となる。

プリチャージによってコンデンサ２１４、２３がプリチャージされているので、システムメインリレ−１２を閉じたときに大きな突入電流は流れない。

コントローラ１３は、特別補機３０ａが初期化処理などを実行している間は、昇圧コンバータ１４の出力電流（即ち昇圧コンバータ１４の消費電流）を第１電流値Ｉ１に絞る。コントローラ１３は、特別補機３０ａが初期化処理などを実行していない間は、昇圧コンバータ１４の出力電流（即ち昇圧コンバータ１４の消費電流）を第１電流値Ｉ１から第２電流値Ｉ２（Ｉ２＞Ｉ１）へ高める。実施例の電源システム１０は、特別補機３０ａが初期化処理などの特定の処理を実行している間もプリチャージを安定して実行することができる。また、特別補機３０ａが特定の処理を実行していないときには、コントローラ１３は昇圧コンバータ１４の出力電流（即ち、コンデンサ２１４、２３をプリチャージする電流）を高くする。出力電流を高くすることによって、プリチャージに要する時間が短くなる。さらに、特別補機３０ａが特定の処理を実行していない間は、コントローラ１３は、通常補機３０ｂの作動を禁止する。このことによって、昇圧コンバータ１４の出力電流を高くしても、通常補機３０ｂが予期せずに起動することがなく、補機バッテリ１５の電力が不足する事態にならない。実施例の電源システム１０は、様々な補機３０が接続されている補機バッテリ１５を使ってプリチャージを安定して実行することができるとともに、プリチャージに要する時間を短くすることができる。

プリチャージのときの補機バッテリ１５の電流の経時的変化の一例を図３に示す。図３のグラフの横軸は時間を示しており、縦軸は補機バッテリ１５の電流Ｉｂｔを示している。時刻Ｔ１で車両のメインスイッチ４１がオンされ、いくつかの特別補機３０ａが起動する。図３のハッチング（Ａ）の領域が、特別補機３０ａの定常状態における消費電流分を示している。特別補機３０ａの定常状態における消費電流は、電流値Ｉａである。

特別補機３０ａのいくつか（あるいは全部）は、時刻Ｔ３に初期化処理を実行する。図３のハッチング（Ｂ）の領域が、初期化処理に要する消費電流分を表している。特別補機３０ａが初期化処理に要する消費電流は電流値Ｉｂである。

時刻Ｔ３に、コントローラ１３がプリチャージを開始する。図３のハッチング（Ｃ）の領域が、昇圧コンバータ１４の出力電流分を表している。昇圧コンバータ１４の出力電流は、コンデンサ２１４、２３に供給される電流である。また、昇圧コンバータ１４の出力電流は、昇圧コンバータ１４の消費電力にほぼ等しい。昇圧コンバータ１４の出力電流は、特別補機３０ａの初期化処理が終了する時刻Ｔ４までは、第１電流値Ｉ１であり、時刻Ｔ４からプリチャージが終了する時刻Ｔ５までは第２電流値Ｉ２である。

コントローラ１３は、プリチャージが完了するまで、通常補機３０ｂの作動を禁止する（図２のステップＳ２）。コントローラ１３は、プリチャージが終了すると、通常補機３０ｂに対して作動禁止解除を指令する（ステップＳ９）。図３の場合、コントローラ１３は、時刻Ｔ５に作動禁止解除の指令を通常補機３０ｂに送る。作動禁止解除の指令を受けた通常補機３０ｂは、時刻Ｔ５に起動する。図３のハッチング（Ｄ）の領域が、通常補機３０ｂの定常状態における消費電流分を示している。通常補機３０ｂの定常状態における消費電流は、電流値Ｉｄである。

図３の縦軸に記した電流値Ｉｍａｘは、補機バッテリ１５の出力上限値を意味している。図３の例の場合、特別補機３０ａが初期化処理を行っている間は、昇圧コンバータ１４の出力電流は第１電流値Ｉ１に設定される。第１電流値Ｉ１は、動作している全ての補機の消費電流が補機バッテリ１５の出力上限値Ｉｍａｘを超えないように、小さい値に設定されている。実施例の場合、第１電流値Ｉ１は、作動禁止を通知した通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄと同じ値に設定されている。なお、第１電流値Ｉ１は、作動禁止を通知した通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄに、誤差等の許容値を加えた値に設定されていればよい。その意味で、第１電流値Ｉ１は、作動禁止を通知した通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄに相当する値に設定されていればよい。

プリチャージ中に特別補機３０ａの初期化処理が終了すると、コントローラ１３は、昇圧コンバータ１４の出力電流を第１電流値Ｉ１から第２電流値Ｉ２へ高める。図３の例の場合、第２電流値Ｉ２は、作動禁止指令を受けた通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄに、特別補機３０ａの初期化処理に要する電流値Ｉｂを加えた値に設定されている。第２電流値Ｉ２は、消費電流Ｉｄに電流値Ｉｂを加え、さらに許容誤差を加えた値に設定されてもよい。その意味で、第２電流値は、消費電流Ｉｄと電流値Ｉｂの合計に相当する値に設定されていればよい。

上記の通りに設定することで、プリチャージ中に補機３０の総消費電流が補機バッテリ１５の出力上限値Ｉｍａｘを超えることなく、かつ、できるだけ大きな電流をコンデンサ２１４、２３に供給することができる。

実施例で説明した電源システム１０の特徴は次の通りである。電源システム１０は、メインバッテリ１１と、電力変換器２０と、システムメインリレ−１２と、補機バッテリ１５と、昇圧コンバータ１４と、コントローラ１３を備えている。電力変換器２０は、システムメインリレ−１２を介してメインバッテリ１１に接続されるコンデンサ２１４、２３を備えている。昇圧コンバータ１４は、低電圧端１４２が補機バッテリ１５に接続されており、高電圧端１４１がシステムメインリレ−１２を介さずに電力変換器２０に接続されている。別言すれば、昇圧コンバータ１４の高電圧端１４１は、システムメインリレ−１２を介さずに電力変換器２０のコンデンサ２１４、２３に接続されている。

コントローラ１３は、車両のメインスイッチ４１が入れられたとき、システムメインリレ−１２を閉じて電力変換器２０をメインバッテリ１１に接続するのに先立って昇圧コンバータ１４を作動させてコンデンサ２１４、２３をプリチャージする。コントローラ１３は、コンデンサ２１４、２３のプリチャージ中に、補機バッテリ１５に接続されている特別補機３０ａが特定の処理（初期化処理など）を実行している間は昇圧コンバータ１４の出力電流を第１電流値Ｉ１に設定する。コントローラ１３は、上記した特定の処理の実行終了後は昇圧コンバータ１４の出力電流を第１電流値Ｉ１よりも大きい第２電流値Ｉ２に変更する。

コントローラ１３は、コンデンサ２１４、２３のプリチャージ中は作動を禁止する指令を通常補機３０ｂに送信するように構成されているとよい。この場合、第１電流値Ｉ１は通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄに相当する値に設定されており、第２電流値Ｉ２は、通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄと特別補機３０ａの特定の処理（初期化処理など）に要する消費電流Ｉｂの合計に相当する値に設定されているとよい。第１電流値Ｉ１と第２電流値Ｉ２を上記のごとく設定することで、プリチャージ中に補機バッテリ１５の電流が出力上限値を超えることなく、しかも、プリチャージを速やかに終了することができる。第１電流値Ｉ１と第２電流値Ｉ２は上記のように設定されることが好ましいが、第１電流値Ｉ１は、通常補機３０ｂの消費電流Ｉｄ以下であればよい。第２電流値Ｉ２は、消費電流Ｉｂと消費電流Ｉｄの合計以下であればよい。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。メインバッテリ１１が主電源の一例に相当する。主電源は、燃料電池であってもよい。補機バッテリ１５が補機電源の一例に相当する。特別補機３０ａが「特定の補機」の一例であり、通常補機３０ｂが「別の補機」の一例に相当する。「特定の補機」には、少なくとも１個の補機が含まれていればよい。特別補機３０ａは、初期化処理など、起動時に実行される特定の処理に要する電流が所定の電流閾値よりも大きくなる可能性のある補機に限られていてよい。「別の補機」には、少なくとも１個の補機が含まれていればよい。

昇圧コンバータ１４は、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。その場合、システムメインリレ−１２を接続状態に切り換えた後、メインバッテリ１１の電力を降圧して補機バッテリ１５を充電することが可能となる。

実施例で説明したプリチャージ処理は、車内ネットワークで相互に通信可能な複数のコンピュータによって実行されてもよい。即ち、実施例で説明したコントローラ１３の実態は、ネットワークで相互に通信可能に接続された複数のコンピュータであってもよい。

実施例の車両は走行用モータ５０とエンジン５１を備えるハイブリッド車であった。本明細書が開示する車両用電源システムは、燃料電池車、エンジンを備えない電気自動車にも適用できる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許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。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電源システム
１０：電源システム
１１：メインバッテリ
１３：コントローラ
１４：昇圧コンバータ
１５：補機バッテリ
１６：電流センサ
１７：電圧センサ
２０：電力変換器
２１：双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
２２：インバータ回路
２３：コンデンサ
３０：補機
３０ａ：特別補機
３０ｂ：通常補機
３１：補機電力線
３２：エンジンコントローラ
３３：エアコン
３４：カーナビゲーション
３５：車内ネットワーク
４１：メインスイッチ
５０：走行用モータ
５１：エンジン
１００：ハイブリッド車

Claims (1)

1. 主電源と、
   前記主電源の出力電力を変換する電力変換器であって、前記主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを有している電力変換器と、
   前記電力変換器と前記主電源の間の接続と遮断を切り換えるリレーと、
   出力電圧が前記主電源の出力電圧よりも低い補機電源と、
   低電圧端が前記補機電源に接続されており、高電圧端が前記リレーを介さずに前記電力変換器に接続されている昇圧コンバータと、
   前記リレーを接続状態にするのに先立って前記昇圧コンバータを作動させて前記コンデンサをプリチャージするコントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、前記コンデンサのプリチャージ中に、前記補機電源に接続されている特定の補機が特定の処理を実行している間は前記昇圧コンバータの出力電流を第１電流値に設定し、前記特定の処理の実行終了後は前記出力電流を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に変更し、
   前記コントローラは、前記コンデンサのプリチャージ中は作動を禁止する指令を別の補機に送信し、
   前記第１電流値は前記別の補機の消費電流に相当する値に設定されており、
   前記第２電流値は、前記別の補機の消費電流と前記特定の処理に要する消費電流の合計に相当する値に設定されている、車両用電源システム。
   
   
   

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