JP6949886B2

JP6949886B2 - 給電回路

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Publication number: JP6949886B2
Application number: JP2018568538A
Authority: JP
Inventors: 光央近藤
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Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2021-10-13
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Description

本発明は、車両が備える負荷に対して電力を供給する給電回路に関する。

車両には、エンジンのみを駆動源とする車両の他に、モータのみを駆動源とする車両（電動車両）や、エンジンおよびモータを駆動源とする車両（ハイブリッド車両）がある。
電動車両やハイブリッド車両のような駆動源としてモータを用いる車両には、モータ等の負荷に対して電力を供給する給電回路が設けられている。

給電回路は、電源モジュールを備える。電源モジュールは、電源（例えば二次電池）と、電源に対して直列に接続されたスイッチ素子とを備える。スイッチ素子の耐電圧は、給電回路が負荷に印加する電圧を考慮して設定される。

給電回路が負荷に印加する電圧を大きくするために、給電回路は、直列に接続された複数の電源モジュールを有する場合がある。この場合、複数の電源モジュールの各々が備えるスイッチ素子に求められる耐電圧は、給電回路が負荷に印加する電圧を考慮して設定される。

車両の種類が異なっても、同じ種類の電源モジュールが使用される場合がある。その場合、車両の種類によって、給電回路が有する電源モジュールの数が異なる場合がある。それにより、車両の種類ごとにモータの出力を異ならせることができる。また、電源が二次電池の場合には、車両の種類ごとに１回の充電で走行できる最大距離を異ならせることができる。

車両の種類によって給電回路が有する電源モジュールの数が異なる場合、電源モジュールの汎用性を高めるために、スイッチ素子として、例えば、電源モジュールの数が最大の場合に必要とされる耐電圧を有するスイッチ素子を使用することが考えられる。この場合、電源モジュールの数が最大数より少ない場合、本来必要な最低限の耐電圧よりも高い耐電圧を有するスイッチ素子が給電回路に使用されることがある。

ここで、スイッチ素子の耐電圧が高くなるほど、オン状態でのスイッチ素子の抵抗が高くなる。そのため、スイッチ素子の耐電圧が高くなるほど、通電時のスイッチ素子の発熱量が大きくなる。したがって、本来必要な耐電圧よりも十分に高い耐電圧を有するスイッチ素子を用いた場合には、本来必要な最低限の耐電圧を有するスイッチ素子を用いた場合と比べて、より多くの熱対策が必要になる。

なお、電源モジュールの数に応じて異なる耐電圧を有するスイッチ素子を用いた場合は、発熱量を抑えることができるものの、電源モジュールの汎用性が低下する。

特開２０１５−９１２００号公報には、複数のバッテリパック（上述の電源モジュールに相当）が着脱可能に搭載された車両が開示されている。複数のバッテリパックの各々は、二次電池と、バッテリパック側スイッチ素子と、ＢＭＳ（Battery Management System）とを備える。バッテリパック側スイッチ素子は、二次電池から外部への出力を遮断するスイッチ素子である。バッテリパック側スイッチ素子は、二次電池に対して直列に接続されている。ＢＭＳは、二次電池の充放電を制御する。

上記公報では、ＥＣＵ（Engine Control Unit）と、車両側スイッチ素子とが、車両に設けられている。ＥＣＵは、ＢＭＳが備える情報通信回路と通信を行う。車両側スイッチ素子は、ＥＣＵにより、オン／オフが制御される。

上記公報では、ＥＣＵが、全てのバッテリパック（電池モジュール）のバッテリパック側スイッチ素子がオンである場合に、車両側スイッチ素子をオンにする。これにより、バッテリ側スイッチ素子の両端の電位差によるバッテリパック側スイッチ素子の破損を防ぎつつ、最低限の耐電圧を有するスイッチ素子をバッテリパック側スイッチ素子として用いることができる。

特開２０１５−９１２００号公報

しかしながら、上記公報では、ＢＭＳとＥＣＵとの間で、通信が必要になる。そのため、電源モジュール（バッテリパック）の汎用性が低い。

本発明の目的は、電源モジュールの汎用性を確保しつつ、電源に対して直列に接続されたスイッチ素子への過電圧を防止する給電回路を提供することである。

本願の発明者は、電源モジュールの汎用性を確保するために、電源モジュールと車両との間での通信が不要になる構成について検討した。そして、給電回路の構成そのものに着目して、さらに検討を進めた。その結果、電源モジュールと並列に配置されるダイオードを設ければよいとの知見を得るに至った。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。

（１）本発明の給電回路は、直列に接続された複数の電源モジュールを備え、車両が備える負荷に対して電力を供給する給電回路である。前記複数の電源モジュールの各々は、電力を蓄積可能であって、電力を供給する電源と、前記電源に対して直列に接続されたスイッチ素子とを含む。給電回路は、さらに、前記複数の電源モジュールの各々に対して、１つずつ並列に接続された複数のダイオードを備える。前記複数のダイオードの各々は、当該ダイオードと前記電源の負極とを接続する第１接続点から、当該ダイオードと前記電源の正極とを接続する第２接続点に向かって電流が流れることを許容するが、前記第２接続点から前記第１接続点に向かって電流が流れることを許容しないように構成されており、前記複数の電源モジュールが、前記車両の車両本体に対して着脱可能であって、前記電源モジュールが、前記車両本体から取り外された状態で前記電源を充電可能に構成されており、前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールと並列に接続される前記ダイオードを含む前記車両本体に対して着脱可能である。

複数のスイッチ素子を備える給電回路において、何等かの原因により、複数のスイッチ素子がオンまたはオフに切り換わるタイミングがずれる場合がある。スイッチ素子は応答時間を必要とする場合がある。そのため、複数のスイッチ素子のオン／オフ動作を完全に同期させることは難しい。その結果、複数のスイッチ素子がオンまたはオフに切り換わるタイミングがずれることがある。また、複数のスイッチ素子の何れかが故障（ショート）した場合にも、複数のスイッチ素子がオンまたはオフに切り換わるタイミングがずれることになる。

何等かの原因により、複数のスイッチ素子のうちの何れか１つだけがオフに切り換わった場合を想定する。仮に、ダイオードがスイッチ素子に対して並列に接続されていない場合、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差は、１つの電源の出力電圧よりも大きくなる。オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差は、複数の電源の出力電圧の合計とほぼ同じになる場合がある。よって、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差に起因してこのスイッチ素子が破損するおそれがある。そのため、ダイオードが設けられていない場合、スイッチ素子には高い耐電圧が求められる。

一方、本発明の給電回路は、複数のスイッチ素子の各々に対して１つずつ並列に接続された複数のダイオードを備える。ダイオードと電源モジュールとを接続する２つの接続点のうち、電源の負極に接続された接続点を第１接続点とし、電源の正極に接続された接続点を第２接続点とする。ダイオードは、第１接続点から第２接続点に向かって電流が流れることを許容するが、第２接続点から第１接続点に向かって電流が流れることを許容しない。そのため、何等かの原因により、複数のスイッチ素子のうちの何れか１つだけがオフに切り換わった場合、オフ状態のスイッチ素子と並列に接続されたダイオードに電流が流れる。それにより、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差を、１つの電源の出力電圧とほぼ同じ程度まで低減できる。したがって、給電回路が有する電源モジュールの数に関わらず、同じ耐電圧のスイッチ素子を使用できる。つまり、電源モジュールの汎用性を確保しつつ、スイッチ素子への過電圧を防止することができる。

また、ダイオードは、スイッチ素子に対して並列に接続されているだけでなく、電源に対しても並列に接続されているので、ダイオードに必要な耐電圧を低くすることができる。
また、電源モジュールが車両本体に対して着脱可能であるため、電源モジュールの汎用性を高めることができる。
さらに、この構成によると、電源モジュールを交換する場合に、ダイオードは交換せずにそのまま使用できる。その分、ダイオードのコストを削減できる。また、着脱する要素がダイオードを含まないことにより、着脱する要素を小型化できる。

（２）他の観点によれば、本発明の給電回路は、以下の構成を有することが好ましい。前記スイッチ素子は、電気的に制御可能なスイッチ素子である。

（３）他の観点によれば、本発明の給電回路は、以下の構成を有することが好ましい。前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である。

この構成によると、電源モジュールとダイオードが一体的に車両本体に対して着脱可能であるため、電源モジュールの汎用性をより高めることができる。具体的には、例えば、ダイオードを有さない従来の給電回路を備えた車両であって、給電回路の電源モジュールが着脱可能に搭載される車両があるとする。この車両に、従来の電源モジュールの代わりに、電源モジュールとダイオードが一体化されたものを搭載することができる。

（４）他の観点によれば、本発明の給電回路は、以下の構成を有することが好ましい。前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である。前記少なくとも２つの電源モジュールは、個別に、前記車両本体に対して着脱可能である。

この構成によると、少なくとも２つの電源モジュールが個別に車両本体に対して着脱可能であるため、複数の電源モジュールは一体化されない。よって、電源モジュールの数が異なる車両にも、同じ電源モジュールを使用することができる。このように、電源モジュールの汎用性をより高めることができる。また、複数の電源モジュールのいずれかが故障した場合に、故障した電源モジュールだけを交換できる。
なお、上記（４）における「少なくとも２つの電源モジュール」は、上記（３）における「少なくとも１つの電源モジュール」と同じであってもよく、上記（３）における「少なくとも１つの電源モジュール」の一部であってもよい。

（５）他の観点によれば、本発明の給電回路は、以下の構成を有することが好ましい。前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である。前記少なくとも２つの電源モジュールは、一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である。

この構成によると、少なくとも２つの電源モジュールが一体的に車両本体に対して着脱可能であるため、少なくとも２つの電源モジュールが個別に車両本体に対して着脱可能である場合に比べて、電源モジュールを車両本体に着脱するための接続部分の数を少なくできる。そのため、着脱をより容易に行うことができる。
なお、上記（５）における「少なくとも２つの電源モジュール」は、上記（３）における「少なくとも１つの電源モジュール」と同じであってもよく、上記（３）における「少なくとも１つの電源モジュール」の一部であってもよい。

（６）他の観点によれば、本発明の給電回路は、以下の構成を有することが好ましい。前記複数の電源モジュールが有する複数の電源のうちの少なくとも１つの電源は、前記車両の車両本体に対して着脱可能である。前記複数の電源モジュールが有する複数の電源のうちの少なくとも１つの電源の各々は、当該電源を含む前記電源モジュールが有する前記スイッチ素子、および、当該電源と並列に接続される前記ダイオードを含む前記車両本体に対して着脱可能である。

この構成によると、電源を交換する場合に、ダイオードとスイッチ素子は交換せずにそのまま使用できる。その分、ダイオードとスイッチ素子のコストを削減できる。また、着脱する要素がダイオードとスイッチ素子を含まないことにより、着脱する要素を小型化できる。

＜用語の定義＞
ダイオードとは、単一方向の電流の流れを許容する特性を有する素子である。

本発明において、複数のダイオードが、複数の電源モジュールの各々に対して、１つずつ並列に接続されるとは、複数のダイオードが、複数の電源モジュールに対して、それぞれ並列に接続されることでもある。

本発明において、電気的に制御可能なスイッチ素子とは、電気信号によりオン／オフが制御されるスイッチ素子のことである。

本発明の給電回路によると、電源モジュールの汎用性を確保しつつ、電源に対して直列に接続されたスイッチ素子への過電圧を防止できる。

図１は、本発明の実施形態の給電回路の使用状態を示す図である。図２は、本発明の実施形態の具体例の給電回路の使用状態を示す図である。図３は、複数の電源モジュールの１つが車両本体から取り外された状態を示す回路図である。図４は、複数のスイッチ素子のオフに切り換わるタイミングがずれた場合の回路図である。図５は、図４からダイオードを除いた回路図である。図６は、本発明の実施形態の変更例の給電回路の使用状態を示す回路図である。図７は、本発明の実施形態の変更例の給電回路の使用状態を示す回路図である。図８は、本発明の実施形態の変更例の給電回路の使用状態を示す回路図である。図９は、本発明の実施形態の変更例の給電回路の使用状態を示す回路図である。図１０は、本発明の実施形態の変更例の給電回路の使用状態を示す回路図である。

＜本発明の実施形態＞
本発明の実施形態の給電回路１は、車両３０が備える負荷２０に対して電力を供給する。給電回路１は、直列に接続された複数（図１では２つ）の電源モジュール１２、１２を備える。複数の電源モジュール１２、１２の各々は、電力を供給する電源１２１と、電源１２１に対して直列に接続されたスイッチ素子１２２とを含む。給電回路１は、さらに、複数の電源モジュール１２、１２の各々に対して、１つずつ並列に接続された複数のダイオード１４、１４を備える。第１接続点１３２は、当該ダイオード１４と電源１２１の負極とを接続する。ダイオード１４と電源モジュール１２とを接続する２つの接続点のうち、電源１２１の負極に接続された接続点を第１接続点１３２とし、電源１２１の正極に接続された接続点を第２接続点１３１とする。複数のダイオード１４、１４の各々は、第１接続点１３２から第２接続点１３１に向かって電流が流れることを許容するが、第２接続点１３１から第１接続点１３２に向かって電流が流れることを許容しないように構成されている。

一方、本発明の給電回路１は、複数のスイッチ素子１２２、１２２の各々に対して１つずつ並列に接続された複数のダイオード１４、１４を備える。ダイオード１４は、第１接続点１３２から第２接続点１３１に向かって電流が流れることを許容するが、第２接続点１３１から第１接続点１３２に向かって電流が流れることを許容しない。そのため、何等かの原因により、複数のスイッチ素子１２２、１２２のうちの何れか１つだけがオフに切り換わった場合、オフ状態のスイッチ素子１２２と並列に接続されたダイオード１４に電流が流れる。それにより、オフ状態のスイッチ素子１２２の両端の電位差を、１つの電源１２１の出力電圧とほぼ同じ程度まで低減できる。したがって、給電回路１が有する電源モジュール１２の数に関わらず、同じ耐電圧のスイッチ素子１２２を使用できる。つまり、電源モジュール１２の汎用性を確保しつつ、スイッチ素子１２２への過電圧を防止することができる。

また、ダイオード１４は、スイッチ素子１２２に対して並列に接続されているだけでなく、電源１２１に対しても並列に接続されているので、ダイオード１４に必要な耐電圧を低くすることができる。

＜本発明の実施形態の具体例＞
次に、本発明の実施形態の具体例について、図２〜図４を用いて説明する。基本的に、本発明の実施形態の具体例は、上述した本発明の実施形態の特徴を全て有している。上述した本発明の実施形態と同じ部位についての説明は省略する。

給電回路１０は、上述の実施形態の給電回路１の一例である。給電回路１０は、車両（ビークル）３０が備える負荷２０に対して電力を供給する。車両（ビークル）３０は、例えば、自動二輪車である。

車両３０が有する負荷２０は、電力が供給されることによって駆動されるものであれば、特に限定されない。負荷２０は、例えば、図２に示すような、電解コンデンサと抵抗器を含む装置であってもよい。負荷２０は、例えば、車両３０の駆動源として用いられるモータであってもよい。負荷２０は、例えば、エンジンを始動させるためのスターターモータであってもよい。スターターモータは、車両３０の駆動源としてのモータには該当しない。負荷２０は、例えば、保安部品（メーター、ホーン、ライトなど）であってもよい。また、負荷２０は、例えば、シートヒーターであってもよい。

負荷２０が駆動源としてのモータの場合、車両３０は、モータを駆動源として用いるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、車両３０は、モータのみを駆動源とする車両（電動車両）であってもよいし、エンジンおよびモータを駆動源とする車両（ハイブリッド車両）であってもよい。

負荷２０が駆動源としてのモータでない場合、車両３０は、モータを駆動源として用いるものであってもよく、モータを駆動源として用いるものでなくてもよい。具体的には、例えば、車両３０は、エンジンのみ駆動源とする車両（エンジン車両）であってもよいし、モータのみを駆動源とする車両（電動車両）であってもよいし、エンジンおよびモータを駆動源とする車両（ハイブリッド車両）であってもよい。

給電回路１０は、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを備える。複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、直列に接続されている。ダイオード１４Ａは、電源モジュール１２Ａに対して、並列に接続されている。ダイオード１４Ｂは、電源モジュール１２Ｂに対して、並列に接続されている。つまり、複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂは、直列に接続されている。電源モジュール１２Ａとダイオード１４Ａは、２つの接続点１３１Ａ、１３２Ａによって接続されている。電源モジュール１２Ｂとダイオード１４Ｂは、２つの接続点１３１Ｂ、１３２Ｂによって接続されている。

電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、上述の実施形態の電源モジュール１２の一例である。ダイオード１４Ａ、１４Ｂは、上述の実施形態のダイオード１４の一例である。接続点１３１Ａ、１３１Ｂは、上述の実施形態の接続点１３１の一例である。接続点１３２Ａ、１３２Ｂは、上述の実施形態の接続点１３２の一例である。接続点１３１Ａ、１３１Ｂは、本発明の第２接続点に相当し、接続点１３２Ａ、１３２Ｂは、本発明の第１接続点に相当する。

電源モジュール１２Ａは、電源１２１Ａと、スイッチ素子１２２Ａとを含む。電源モジュール１２Ｂは、電源１２１Ｂと、スイッチ素子１２２Ｂとを含む。スイッチ素子１２２Ａは、電源１２１Ａに直列に接続されている。スイッチ素子１２２Ｂは、電源１２１Ｂに直列に接続されている。電源１２１Ａ、１２１Ｂは、上述の実施形態の電源１２１の一例である。スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、上述の実施形態のスイッチ素子１２２の一例である。

電源１２１Ａ、１２１Ｂは、直流電源である。電源１２１Ａ、１２１Ｂは、電力を供給できるものであれば特に限定されない。電源１２１Ａ、１２１Ｂの各々は、１対の端子として、正極と負極を有する。電源１２１Ａ、１２１Ｂは、互いに同じ構成である。電源１２１Ａ、１２１Ｂは、互いに異なる構成であってもよい。

電源１２１Ａ、１２１Ｂは、電力を蓄積可能な蓄電デバイスであってもよい。蓄電デバイスの例としては、一次電池、または、二次電池であってもよい。二次電池は、例えば、鉛蓄電池であってもよく、リチウムイオン電池であってもよい。蓄電デバイスの他の例としては、キャパシタ（コンデンサ）、または、スーパーキャパシタ（ウルトラキャパシタ）であってもよい。スーパーキャパシタとは、電気二重層キャパシタである。蓄電デバイスの他の例としては、安定化電源であってもよい。安定化電源は、出力電圧を安定化させる機能を有する直流電源である。安定化電源は、例えば、二次電池を含んでおり、二次電池の出力電圧を安定化させるように構成されていてもよい。

電源１２１Ａ、１２１Ｂは、電力を蓄えずに発電可能な発電デバイスであってもよい。発電デバイスの例としては、例えば、燃料の化学反応によって発電する燃料電池であってもよい。燃料は、例えば、水素、炭化水素、アルコール等である。発電デバイスの他の例としては、例えば、太陽の光エネルギーを電力に変換する太陽電池であってもよい。

電源１２１Ａ（１２１Ｂ）は、単体でも電力を供給できる電源素子を複数備えたものであってもよい。例えば、電源１２１Ａ（１２１Ｂ）が二次電池の場合、電源１２１Ａ（１２１Ｂ）は、セル（電源素子）であってもよく、複数のセルからなる組電池であってもよい。複数の電源素子は、直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されていてもよい。

スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、電流が流れる状態と電流の流れを遮断する状態とに切り換え可能である。スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、電気的に制御可能であれば特に限定されない。電気的に制御可能とは、電気信号によりオン／オフが制御されることをいう。つまり、スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、リレーであればよい。スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、互いに同じ構成である。スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、互いに異なる構成であってもよい。

スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、例えば、電磁リレー（ＥＭＳ：electro-magnetic relay）であってもよく、半導体リレー（ＳＳＲ：solid-state relay）であってもよい。半導体リレーは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor：金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）でもよい。ＭＯＳＦＥＴは、電界効果トランジスタの一種である。半導体リレーは、その他の電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であってもよい。

スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、例えば電磁リレーのような機械的な接点を有する接点リレーであってもよく、例えば半導体リレーのような機械的な接点を有さない無接点リレーであってもよい。なお、電磁リレーは、機械式リレー（mechanical relay）ともいう。

スイッチ素子１２２Ａは、電源１２１Ａの正極に接続されている。スイッチ素子１２２Ａは、電源１２１Ａと接続点１３１Ａとの間に配置されている。接続点１３１Ａは、電源１２１Ａの正極とダイオード１４Ａとを接続する接続点である。スイッチ素子１２２Ｂは、電源１２１Ｂの正極に接続されている。スイッチ素子１２２Ｂは、電源１２１Ｂと接続点１３１Ｂとの間に配置されている。接続点１３１Ｂは、電源１２１Ｂの正極とダイオード１４Ｂとを接続する接続点である。

図２では、スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂを電気的に制御する制御装置の図示を省略している。スイッチ素子１２２Ａは、制御装置によって、例えば、電源１２１Ａが使用可能な状況ではオンになり、電源１２１Ａが使用不能な状況ではオフになるように制御される。電源１２１Ａ、１２１Ｂがリチウムイオン電池の場合、スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂを電気的に制御する制御装置は、例えば、ＢＭＳ（バッテリーマネージメントシステム）であってもよい。

ダイオード１４Ａ、１４Ｂは、互いに同じ構成である。ダイオード１４Ａ、１４Ｂは、互いに異なる構成であってもよい。ダイオード１４Ａ、１４Ｂは、例えば、半導体ダイオードであってもよい。ダイオード１４Ａ、１４Ｂは、半導体ダイオード以外のダイオード（例えば、二極真空管）であってもよい。ダイオード１４Ａ、１４Ｂの各々は、１対の端子として、アノードとカソードを有する。ダイオード１４Ａは、ダイオード１４Ａの内部をアノードからカソードに電流が流れることを許容するが、ダイオード１４Ａの内部をカソードからアノードに電流が流れることは許容しないように構成されている。ダイオード１４Ａと同じく、ダイオード１４Ｂも、アノードからカソードへの電流の流れのみを許容する。

ダイオード１４Ａと電源モジュール１２Ａを接続する２つの接続点１３１Ａ、１３２Ａのうち、接続点１３１Ａは、ダイオード１４Ａと電源１２１Ａの正極とを接続し、接続点１３２Ａは、ダイオード１４Ａと電源１２１Ａの負極とを接続する。ダイオード１４Ａのカソードは、接続点１３１Ａに接続されている。ダイオード１４Ａのアノードは、電接続点１３２Ａに接続されている。つまり、ダイオード１４Ａは、接続点１３２Ａから接続点１３１Ａに向かって電流が流れることを許容するが、接続点１３１Ａから接続点１３２Ａに向かって電流が流れることを許容しない。

ダイオード１４Ｂと電源モジュール１２Ｂを接続する２つの接続点１３１Ｂ、１３２Ｂのうち、接続点１３１Ｂは、ダイオード１４Ｂと電源１２１Ｂの正極とを接続し、接続点１３２Ｂは、ダイオード１４Ｂと電源１２１Ｂの負極とを接続する。ダイオード１４Ｂのカソードは、接続点１３１Ｂに接続されている。ダイオード１４Ｂのアノードは、接続点１３２Ｂに接続されている。つまり、ダイオード１４Ｂは、接続点１３２Ｂから接続点１３１Ｂに向かって電流が流れることを許容するが、接続点１３１Ｂから接続点１３２Ｂに向かって電流が流れることを許容しない。

車両３０は、車両本体３１と、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを有する。本実施形態の具体例において、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂおよび複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂは、車両本体３１に含まれない。複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、車両本体３１に対して着脱可能である。

車両３０は、電源モジュール１２Ａを車両本体３１に着脱可能とするために、コネクタ１６１Ａ、１６２Ａ、１６３Ａ、１６４Ａを有する。コネクタ１６１Ａは、電源１２１Ａの正極に接続された接続点１３１Ａに接続されている。コネクタ１６２Ａは、電源１２１Ａの負極に接続された接続点１３２Ａに接続されている。コネクタ１６１Ａ、１６２Ａは、電源モジュール１２Ａと一体化されている。コネクタ１６１Ａは、コネクタ１６３Ａに着脱可能に接続される。コネクタ１６２Ａは、コネクタ１６４Ａに着脱可能に接続される。コネクタ１６３Ａ、１６４Ａは、それぞれ、車両本体３１に一体的に設けられている。そのため、コネクタ１６１Ａ、１６２Ａは、電源モジュール１２Ａと一体的に、車両本体３１に含まれるコネクタ１６３Ａ、１６４Ａに対して着脱可能である。図２に示すように、コネクタ１６１Ａがコネクタ１６３Ａに接続され、かつ、コネクタ１６２Ａがコネクタ１６４Ａに接続された状態が、電源モジュール１２Ａが車両本体３１に取り付けられた状態である。

車両３０は、電源モジュール１２Ｂを車両本体３１に着脱可能とするために、コネクタ１６１Ｂ、１６２Ｂ、１６３Ｂ、１６４Ｂを有する。コネクタ１６１Ｂは、電源１２１Ｂの正極に接続された接続点１３１Ｂに接続されている。コネクタ１６１Ｂ、１６２Ｂは、電源モジュール１２Ｂと一体化されている。コネクタ１６２Ｂは、電源１２１Ｂの負極に接続された接続点１３２Ｂに接続されている。コネクタ１６１Ｂは、コネクタ１６３Ｂに着脱可能に接続される。コネクタ１６２Ｂは、コネクタ１６４Ｂに着脱可能に接続される。コネクタ１６３Ｂ、１６４Ｂは、それぞれ、車両本体３１に一体的に設けられている。そのため、コネクタ１６１Ｂ、１６２Ｂは、電源モジュール１２Ｂと一体的に、車両本体３１に含まれるコネクタ１６３Ｂ、１６４Ｂに対して着脱可能である。図２および図３に示すように、コネクタ１６１Ｂがコネクタ１６３Ｂに接続され、かつ、コネクタ１６２Ｂがコネクタ１６４Ｂに接続された状態が、電源モジュール１２Ｂが車両本体３１に取り付けられた状態である。

電源モジュール１２Ａとダイオード１４Ａとを接続する２つの接続点１３１Ａ、１３２Ａは、２つのコネクタ１６１Ａ、１６２Ａにそれぞれ接続されている。そのため、電源モジュール１２Ａは、ダイオード１４Ａと一体的に、車両本体３１に対して着脱可能である。電源モジュール１２Ｂとダイオード１４Ｂとを接続する２つの接続点１３１Ｂ、１３２Ｂは、２つのコネクタ１６１Ｂ、１６２Ｂにそれぞれ接続されている。そのため、電源モジュール１２Ｂは、ダイオード１４Ｂと一体的に、車両本体３１に対して着脱可能である。つまり、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの各々は、当該電源モジュールに並列に接続されたダイオードと一体的に、車両本体３１に対して着脱可能である。そのため、図３に示すように、電源モジュール１２Ａを車両本体３１から取り外したとき、電源モジュール１２Ａに対して並列に接続されているダイオード１４Ａも車両本体３１から取り外される。

直列に接続された複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの両側にある接続点１３１Ａ、１３２Ｂは、コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂにそれぞれ接続されている。コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂは、車両本体３１に設けられたコネクタ１６３Ａ、１６４Ｂにそれぞれ着脱可能に接続される。それに加えて、電源モジュール１２Ａと電源モジュール１２Ｂとの間の接続点１３２Ａ、１３１Ｂは、コネクタ１６２Ａ、１６１Ｂにそれぞれ接続されている。コネクタ１６２Ａ、１６１Ｂは、車両本体３１に設けられたコネクタ１６４Ａ、１６３Ｂにそれぞれ着脱可能に接続される。そのため、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、個別に、車両本体３１に対して着脱可能である。つまり、電源モジュール１２Ａとダイオード１４Ａとを含む要素と、電源モジュール１２Ｂとダイオード１４Ｂとを含む要素とは、個別に、車両本体３１に対して着脱可能である。そのため、図３に示すように、電源モジュール１２Ｂとダイオード１４Ｂが車両本体３１に取り付けられた状態で、電源モジュール１２Ａとダイオード１４Ａを車両本体３１から取り外すことができる。

１つの電源モジュール１２Ａに接続された２つのコネクタ１６１Ａ、１６２Ａは、同時にのみ着脱されるように一体化されていてもよく、個別に着脱できるように分離していてもよい。１つの電源モジュール１２Ｂに接続された２つのコネクタ１６１Ｂ、１６２Ｂは、同時にのみ着脱されるように一体化されていてもよく、個別に着脱できるように分離していてもよい。

コネクタ１６１Ａ〜１６４Ａ、１６１Ｂ〜１６４Ｂは、直流用のコネクタである。コネクタ１６１Ａとコネクタ１６３Ａとの接続構造は、特に限定されない。接続構造は、例えば、差し込み式であってもよく、差し込み式以外であってもよい。コネクタ１６１Ａは、工具を使わず、コネクタ１６３Ａに着脱可能である。コネクタ１６１Ａは、工具を使用して、コネクタ１６３Ａに着脱可能であってもよい。コネクタ１６２Ａとコネクタ１６４Ａとの接続構造も、コネクタ１６１Ａとコネクタ１６３Ａとの接続構造と同様である。よって、電源モジュール１２Ａは工具を使わず、車両本体３１に対して着脱可能である。また、コネクタ１６１Ｂとコネクタ１６３Ｂとの接続構造、および、コネクタ１６２Ｂとコネクタ１６４Ｂとの接続構造も、コネクタ１６１Ａとコネクタ１６３Ａとの接続構造と同様である。

車両本体３１は、コネクタ１６３Ａ、１６４Ａ以外の箇所で、電源モジュール１２Ａを直接または間接的に支持してもよい。車両本体３１は、コネクタ１６３Ｂ、１６４Ｂ以外の箇所で、電源モジュール１２Ｂを直接または間接的に支持してもよい。支持の態様は、例えば、接触だけであってもよい。支持の態様は、例えば、磁力の作用を利用して、電源モジュールを含む要素を、車両本体３１に着脱可能に保持する態様であってもよい。支持の態様は、凸部と凹部の嵌め込み構造を利用して、電源モジュールを含む要素を、車両本体３１に着脱可能に保持する態様であってもよい。支持の態様は、例えば、ねじ止め構造を利用して、電源モジュールを含む要素、車両本体３１に着脱可能に保持する態様であってもよい。

図２の給電回路１０の表示は、コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂを含まない表示となっている。しかし、給電回路１０は、コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂを含んでもよい。

電源１２１Ａが充電可能な蓄電デバイスの場合、車両本体３１および電源モジュール１２Ａは、電源モジュール１２Ａが車両本体３１に取り付けられた状態で、電源１２１Ａを充電可能に構成されていてもよい。また、電源１２１Ａが充電可能な蓄電デバイスの場合、電源モジュール１２Ａは、車両本体３１から取り外された状態で電源１２１Ａを充電可能に構成されていてもよい。電源１２１Ｂが充電可能な蓄電デバイスの場合も同様である。

複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの各々は、車両３０とは異なる種類の車両の車両本体にも着脱可能であることが好ましい。これにより、電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの汎用性を向上できる。

複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂが車両本体３１に取り付けられているとき、給電回路１０は負荷２０に接続されている。以下、給電回路１０が負荷２０に接続された状態における給電回路１０の電圧について説明する。まず、図４に示すように、複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂの両方がオン状態の場合の給電回路１０の電圧について説明する。

電源１２１Ａの出力電圧を、Ｖ_Sとする。電源１２１Ｂの出力電圧も、Ｖ_Sとする。接続点１３２Ｂにおける電圧を、Ｖ₀とする。Ｖ₀は、０Ｖであってもよく、０Ｖでなくてもよい。電源１２１Ｂの負極における電圧は、Ｖ₀であり、電源１２１Ｂの正極における電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。よって、接続点１３１Ｂにおける電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。接続点１３１Ｂは、接続点１３２Ｂよりも電圧が高い。上述したように、ダイオード１４Ｂは、接続点１３１Ｂから接続点１３２Ｂに向かって電流が流れることを許容しない。そのため、ダイオード１４Ｂには電流は流れない。

接続点１３２Ａにおける電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。電源１２１Ａの負極における電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sであり、電源１２１Ａの正極における電圧は、Ｖ₀＋２Ｖ_Sである。よって、接続点１３１Ａにおける電圧は、Ｖ₀＋２Ｖ_Sである。接続点１３１Ａは、接続点１３２Ａよりも電圧が高い。上述したように、ダイオード１４Ａは、接続点１３１Ａから接続点１３２Ａに向かって電流が流れることを許容しない。そのため、ダイオード１４Ａには電流は流れない。

複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、オフに切り換わるタイミングが一致するように制御される。しかし、何らかの原因により、複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂがオフに切り換えわるタイミングがずれる場合がある。図４は、スイッチ素子１２２Ａがオフに切り換わったときに、スイッチ素子１２２Ｂがまだオフに切り換わっていない状態を示している。図４に示すように、複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂのうちスイッチ素子１２２Ａだけがオフに切り換わった直後の給電回路１０の電圧について説明する。

電源１２１Ａの出力電圧を、Ｖ_Sとする。電源１２１Ｂの出力電圧も、Ｖ_Sとする。接続点１３２Ｂにおける電圧を、Ｖ₀とする。電源モジュール１２Ｂとダイオード１４Ｂが並列に接続された電気回路の電圧は、上述したスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂの両方がオンの場合と同じである。ダイオード１４Ｂには電流は流れない。

接続点１３２Ａにおける電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。スイッチ素子１２２Ａがオフになった直後であるため、電源１２１Ａの負極における電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sであり、電源１２１Ａの正極における電圧は、Ｖ₀＋２Ｖ_Sである。スイッチ素子１２２Ａがオフのため、電源１２１Ａから接続点１３１Ａに電流は流れない。上述したように、ダイオード１４Ａは、接続点１３２Ａから接続点１３１Ａに向かって電流が流れることを許容する。そのため、接続点１３２Ａから接続点１３１Ａにダイオード１４Ａを介して電流が流れる。接続点１３１Ａにおける電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。したがって、オフ状態のスイッチ素子１２２Ａの両端の電位差は、Ｖ_Sである。

実際には、ダイオード１４Ａを電流が流れる際、ダイオード１４Ａの内部抵抗による電圧降下が生じる。しかし、ダイオード１４Ａの内部抵抗による電圧降下量は、出力電圧Ｖ_Sに比べて大幅に小さいので、ここでは、内部抵抗による電圧降下量を無視して説明した。また、コネクタ１６１Ｂ、１６２Ａおよび配線の内部抵抗による電圧降下量も、同様の理由により、無視して説明した。

詳細な説明は省略するが、複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂのうちスイッチ素子１２２Ｂだけがオフに切り換わった直後は、オフ状態のスイッチ素子１２２Ｂの両端の電位差が、Ｖ_Sとほぼ同じになる。

ここで、図４と比較するため、図５に、図４の給電回路１０からダイオード１４Ａ、１４Ｂを除いた給電回路９０を示す。図５に示す電源モジュール９２Ａ、９２Ｂは、電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと同じ構成である。図５に示す電源９２１Ａ、９２１Ｂは、電源１２１Ａ、１２１Ｂと同じ構成である。図５に示すスイッチ素子９２２Ａ、９２２Ｂは、スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂと同じ構成である。図５に示すコネクタ９６１Ａ、９６１Ｂは、コネクタ１６１Ａ、１６１Ｂと同じ構成である。図５に示すコネクタ９６２Ａ、９６２Ｂは、コネクタ１６２Ａ、１６２Ｂと同じ構成である。

図５は、複数のスイッチ素子９２２Ａ、９２２Ｂのうちスイッチ素子９２２Ａだけがオフに切り換わった直後の状態を示している。このときの給電回路９０の電圧について説明する。

電源９２１Ａの出力電圧を、Ｖ_Sとする。電源９２１Ｂの出力電圧も、Ｖ_Sとする。コネクタ９６２Ｂにおける電圧を、Ｖ₀とする。電源９２１Ｂの負極における電圧は、Ｖ₀であり、電源９２１Ｂの正極における電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sである。電源９２１Ａの負極における電圧は、Ｖ₀＋Ｖ_Sであり、電源９２１Ａの正極における電圧は、Ｖ₀＋２Ｖ_Sである。スイッチ素子９２２Ａがオフ状態のため、給電回路９０から負荷２０に電流は流れない。コネクタ９６１Ａにおける電圧は、Ｖ₀である。そのため、オフ状態のスイッチ素子９２２Ａの両端の電位差は、２Ｖ_Sである。

このように、ダイオードを設けない構成の給電回路９０において、複数のスイッチ素子９２２Ａ、９２２Ｂがオフに切り換わるタイミングがずれた場合、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差は、給電回路が有する全ての電源の出力電圧の合計とほぼ同じになる。一方、本実施形態の具体例の給電回路１０において、複数のスイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂがオフに切り換わるタイミングがずれた場合、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差は、ダイオードと並列に接続された１つの電源の出力電圧とほぼ同じになる。したがって、車両搭載時の総電圧に関わらず、ダイオードと並列に接続された１つの電源の電圧に耐えられるスイッチ素子であれば、オフ状態のスイッチ素子が両端の電位差に起因して破損するのを防ぐことができる。その結果、給電回路が有する電源モジュールの数に関わらず、同じ耐電圧のスイッチ素子を使うことができるため、電源モジュールの汎用性を高められる。

本発明の実施形態の具体例は、上述した本発明の実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。

電源モジュールが車両本体に対して着脱可能であるため、電源モジュールの汎用性を高めることができる。

電源モジュールとダイオードが一体的に車両本体に対して着脱可能であるため、電源モジュールの汎用性をより高めることができる。具体的には、例えば、ダイオードを有さない従来の給電回路を備えた車両であって、給電回路の電源モジュールが着脱可能に搭載される車両があるとする。この車両に、従来の電源モジュールの代わりに、電源モジュールとダイオードが一体化されたものを搭載することができる。

複数の電源モジュールが個別に車両本体に対して着脱可能であるため、複数の電源モジュールは一体化されない。よって、電源モジュールの数が異なる車両にも、同じ電源モジュールを使用することができる。このように、電源モジュールの汎用性をより高めることができる。また、複数の電源モジュールのいずれかが故障した場合に、故障した電源モジュールだけを交換できる。

＜本発明の実施形態の変更例＞
本発明は、上述した実施形態およびその具体例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。以下、本発明の実施形態の変更例について説明する。なお、上述した構成と同じ構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。上述の実施形態、実施形態の具体例、および後述する変更例は、適宜組み合わせて実施可能である。

◆変更例１
実施形態の具体例において、スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂは、それぞれ、電源１２１Ａ、１２１Ｂの正極に接続されている。しかし、本発明において、複数のスイッチ素子の各々は、このスイッチ素子が含まれる電源モジュールの電源の負極に接続されてもよく、正極に接続されてもよい。

図６は、スイッチ素子が電源の負極に接続された一例を示す。図６に示す給電回路２１０は、複数の電源モジュール２１２Ａ、２１２Ｂを有する。電源モジュール２１２Ａは、電源１２１Ａと、電源１２１Ａの負極に接続されたスイッチ素子１２２Ａとを有する。スイッチ素子１２２Ａは、電源１２１Ａの負極とダイオード１４Ａとを接続する接続点１３２Ａに接続される。電源モジュール２１２Ｂは、電源１２１Ｂと、電源１２１Ｂの負極に接続されたスイッチ素子１２２Ｂとを有する。スイッチ素子１２２Ｂは、電源１２１Ｂの負極とダイオード１４Ｂとを接続する接続点１３２Ｂに接続される。スイッチ素子１２２Ａ、１２２Ｂがオフに切り換わるタイミングがずれた場合の給電回路２１０の電圧は、負荷２０の回路構成に依存するため、実施形態の具体例のように明確に記載することはできない。しかし、この変更例でも、実施形態の具体例と同様に、複数のスイッチ素子がオフに切り換わるタイミングがずれた場合に、オフ状態のスイッチ素子の両端の電位差を、１つの電源の出力電圧とほぼ同じ程度まで低減できる。

◆変更例２
実施形態の具体例の給電回路１０が有する電源モジュールの数は２つである。しかし、本発明の給電回路が有する電源モジュールの数は、２つより多くてもよい。

◆変更例３
本発明において、給電回路が有する複数の電源は、互いに異なる構成の２つの電源を含んでいてもよく、互いに同じ構成であってもよい。電源の構成が異なるとは、実施形態の具体例で挙げた電源の種別が異なることだけでなく、例えば、サイズが異なる場合や、材料が異なる場合などを含む。複数の電源がいずれも蓄電デバイスの場合、電源の構成が異なるとは、例えば、電力の蓄積に関連する部分の材料が異なる場合、充電容量が異なる場合、放電容量が異なる場合、充電率が１００％の状態の電圧が異なる場合、充電特性が異なる場合、放電特性が異なる場合等を含む。

本発明において、給電回路が有する複数のスイッチ素子は、互いに異なる構成の２つのスイッチ素子を含んでいてもよく、互いに同じ構成であってもよい。本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールは、互いに異なる構成の２つの電源モジュールを含んでいてもよく、互いに同じ構成であってもよい。本発明において、給電回路が有する複数のダイオードは、互いに異なる構成の２つのダイオードを含んでいてもよく、互いに同じ構成であってもよい。

◆変更例４
実施形態の具体例では、電源モジュール１２Ａと電源モジュール１２Ａを直列に接続するための複数のコネクタの一部（コネクタ１６４Ａ、１６３Ｂ）が、車両本体３１に設けられている。言い換えると、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂを、個別に、車両本体３１に対して着脱可能とするための複数のコネクタの一部が、車両本体３１に設けられている。しかし、本発明において、電源モジュール同士を直列に接続するためのコネクタがいずれも車両本体に設けられなくてもよい。

図７は、電源モジュール同士を直列に接続するためのコネクタがいずれも車両本体に設けられていない一例を示す。図７に示す給電回路３１０は、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂに対してそれぞれ並列に接続された複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを備える。実施形態の具体例と同様に、直列に接続された複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの両側にある接続点１３１Ａ、１３２Ｂは、コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂにそれぞれ接続されている。コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂは、車両本体３３１に設けられたコネクタ１６３Ａ、１６４Ｂにそれぞれ着脱可能に接続される。実施形態の具体例と異なり、電源モジュール１２Ａと電源モジュール１２Ｂとの間にある接続点１３２Ａ、１３１Ｂは、コネクタ３６２Ａ、３６１Ｂに接続されている。コネクタ３６２Ａは、コネクタ３６１Ｂに着脱可能に接続される。コネクタ３６２Ａ、３６１Ｂは、車両本体３３１に設けられていない。以上の構成により、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、個別に、車両本体３１に対して着脱可能である。

◆変更例５
実施形態の具体例において、給電回路１０が有する複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、車両本体３１に対して着脱可能である。
しかし、本発明の給電回路は、この構成に限らない。本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールのうち一部の電源モジュールだけが、車両本体に対して着脱可能であってもよい。実施形態の具体例とこの変更例を合わせると、本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールは、車両本体に対して着脱可能であってもよい。

本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールの少なくとも１つは、車両本体に対して着脱不能であってもよい。例えば、給電回路が有する複数の電源モジュールが全て、車両本体に対して着脱不能であってもよい。この場合、給電回路が有する複数のダイオードも全て、車両本体に対して着脱不能である。電源モジュールが車両本体に対して着脱不能である場合、電源モジュールと車両の負荷との接続に、コネクタが使用されなくてよい。電源モジュールが車両本体に対して着脱不能である場合、例えば、電源モジュールと車両の負荷とを接続する配線が、溶接やネジなどで接続されてもよい。給電回路が有する複数の電源モジュールの少なくとも１つは、車両本体に対して着脱不能である場合、以下の効果が得られる。電源モジュールを着脱可能とする場合に比べて、電源モジュールに求められる耐振動性および耐衝撃性を下げることができる。それにより、電源モジュールの汎用性を確保しつつ、電源モジュールを小型化できる。

◆変更例６
実施形態の具体例において、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、ダイオード１４Ａ、１４Ｂと一体的に車両本体３１に対して着脱可能である。さらに、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、個別に、車両本体３１に対して着脱可能である。
しかし、本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々が、当該電源モジュールに並列に接続されたダイオードと一体的に、車両本体に対して着脱可能である場合、上記の構成に限らない。この少なくとも２つの電源モジュールは、一体的に、車両本体に対して着脱可能であってもよい。
例えば、給電回路が有する複数の電源モジュールが全て、一体的に、車両本体に対して着脱可能であってもよい。少なくとも２つの電源モジュールが一体的に車両本体に対して着脱可能であることにより、以下の効果が得られる。少なくとも２つの電源モジュールが個別に車両本体に対して着脱可能である場合に比べて、電源モジュールを車両本体に着脱するための接続部分の数を少なくできる。そのため、着脱をより容易に行うことができる。

図８は、複数の電源モジュールが、一体的に、車両本体に対して着脱可能な一例を示す。図８に示す給電回路４１０は、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂに対してそれぞれ並列に接続された複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを備える。実施形態の具体例と同様に、直列に接続された複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂの両側にある接続点１３１Ａ、１３２Ｂは、コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂにそれぞれ接続されている。コネクタ１６１Ａ、１６２Ｂは、車両本体３１に設けられたコネクタ１６３Ａ、１６４Ｂにそれぞれ着脱可能に接続される。実施形態の具体例と異なり、電源モジュール１２Ａと電源モジュール１２Ｂとの間にある接続点１３２Ａ、１３１Ｂは、コネクタに接続されていない。そのため、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、一体的に、車両本体４３１に対して着脱可能である。

◆変更例７
実施形態の具体例において、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、ダイオード１４Ａ、１４Ｂと一体的に車両本体３１に対して着脱可能である。
しかし、本発明の給電回路は、この構成に限らない。本発明において、給電回路が有する複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールと並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であってもよい。例えば、複数の電源モジュールのうちの一部の電源モジュールだけが、当該電源モジュールと並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であってもよい。この場合、給電回路が有する複数のダイオードのうち少なくとも１つのダイオードは、車両本体に対して着脱不能である。また、例えば、複数の電源モジュールが全て、複数のダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であってもよい。この場合、給電回路が有する複数のダイオードが全て、車両本体に対して着脱不能である。複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々が、当該電源モジュールと並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して、着脱可能である場合、この少なくとも２つの電源モジュールは、個別に、車両本体に対して着脱可能である。電源モジュールが、当該電源モジュールと並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であることにより、以下の効果が得られる。電源モジュールを交換する場合に、ダイオードは交換せずにそのまま使用できる。その分、ダイオードのコストを削減できる。また、着脱する要素がダイオードを含まないことにより、着脱する要素を小型化できる。

図９は、複数の電源モジュールが、複数のダイオードを含む車両本体に対して着脱可能な一例を示す。図９に示す給電回路５１０は、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂに対してそれぞれ並列に接続された複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを備える。電源モジュール１２Ａと接続点１３１Ａとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ５６１Ａとコネクタ５６３Ａが配置される。電源モジュール１２Ａと接続点１３２Ａとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ５６２Ａとコネクタ５６４Ａが配置される。コネクタ５６３Ａ、５６４Ａは、車両本体５３１に含まれる。そのため、電源モジュール１２Ａは、ダイオード１４Ａを含む車両本体５３１に対して着脱可能である。また、電源モジュール１２Ｂと接続点１３１Ｂとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ５６１Ｂとコネクタ５６３Ｂが配置される。電源モジュール１２Ｂと接続点１３２Ｂとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ５６２Ｂとコネクタ５６４Ｂが配置される。コネクタ５６３Ｂ、５６４Ｂは、車両本体５３１に含まれる。そのため、電源モジュール１２Ｂは、ダイオード１４Ｂを含む車両本体５３１に対して着脱可能である。また、２つの電源モジュール１２Ａ、１２Ｂは、個別に、車両本体５３１に対して着脱可能である。

◆変更例８
本発明において、複数の電源モジュールが有する複数の電源のうちの少なくとも１つの電源は、スイッチ素子と一体化せずに、車両本体に対して着脱可能であってもよい。つまり、複数の電源のうちの少なくとも１つの電源の各々は、当該電源を含む電源モジュールが有するスイッチ素子、および、当該電源と並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であってもよい。例えば、複数の電源が全て、スイッチ素子と一体化せずに、車両本体に対して着脱可能であってもよい。例えば、複数の電源の内の一部の電源だけが、スイッチ素子と一体化せずに、車両本体に対して着脱可能であってもよい。この場合、残りの電源を含む電源モジュールは、ダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であってもよい。残りの電源を含む電源モジュールは、ダイオードと一体的に、車両本体に対して着脱可能であってもよい。残りの電源を含む電源モジュールは、車両本体に対して着脱不能であってもよい。電源が、当該電源を含む前記電源モジュールが有するスイッチ素子、および、当該電源と並列に接続されるダイオードを含む車両本体に対して着脱可能であることにより、以下の効果が得られる。電源を交換する場合に、ダイオードとスイッチ素子は交換せずにそのまま使用できる。その分、ダイオードとスイッチ素子のコストを削減できる。また、着脱する要素がダイオードとスイッチ素子を含まないことにより、着脱する要素を小型化できる。

図１０は、複数の電源が、複数のスイッチ素子と複数のダイオードを含む車両本体に対して着脱可能な一例を示す。図１０に示す給電回路６１０は、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂと、複数の電源モジュール１２Ａ、１２Ｂに対してそれぞれ並列に接続された複数のダイオード１４Ａ、１４Ｂとを備える。電源１２１Ａとスイッチ素子１２２Ａとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ６６１Ａとコネクタ６６３Ａが配置される。スイッチ素子１２２Ａは、コネクタ６６３Ａと接続点１３１Ａとの間に配置される。電源１２１Ａと接続点１３２Ａとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ６６２Ａとコネクタ６６４Ａが配置される。コネクタ６６３Ａ、６６４Ａは、車両本体６３１に含まれる。そのため、電源１２１Ａは、スイッチ素子１２２Ａとダイオード１４Ａを含む車両本体６３１に対して着脱可能である。なお、図６のように、スイッチ素子１２２Ａが電源１２１Ａの負極に接続される場合、スイッチ素子１２２Ａは、コネクタ６６４Ａと接続点１３２Ａとの間に配置される。また、電源１２１Ｂとスイッチ素子１２２Ｂとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ６６１Ｂとコネクタ６６３Ｂが配置される。電源１２１Ｂと接続点１３２Ｂとの間に、着脱可能に接続されたコネクタ６６２Ｂとコネクタ６６４Ｂが配置される。コネクタ６６３Ｂ、６６４Ｂは、車両本体６３１に含まれる。そのため、電源１２１Ｂは、スイッチ素子１２２Ｂとダイオード１４Ｂを含む車両本体６３１に対して着脱可能である。２つの電源１２１Ａ、１２１Ｂは、個別に、車両本体６３１に対して着脱可能である。

◆変更例９
上記実施形態の具体例では、電源モジュール１２Ａ、１２Ｂを車両本体３１に対して着脱可能とするために、コネクタ１６１Ａ〜１６４Ａ、１６１Ｂ〜１６４Ｂを使用している。しかし、本発明において、電源モジュールが車両本体に対して着脱可能な場合に、コネクタが使用されなくてもよい。本発明において、電源モジュールが車両本体に対して着脱可能な場合、コネクタが使用されるか否かに関わらず、工具を使用せずに着脱できることが好ましい。

◆変更例１０
本発明において、車両は、陸上を走行するものであってもよく、水上を走行するものであってもよく、水中を走行するものであってもよく、空中を走行するものであってもよい。陸上を走行する車両は、例えば、四輪車（four-wheel vehicle）、二輪車（two-wheel vehicle）、三輪車（three-wheeler）、スノーモービル等である。陸上を走行する車両は、４つより多い車輪を有するものであってもよい。四輪車は、例えば、乗用車、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle：全地形型車両）、ＲＯＶ（Recreational Off-highway Vehicle）、ゴルフカート、フォークリフト等である。二輪車は、前後方向に並んだ２つの車輪を有するものであってもよく、左右方向に並んだ２つの車輪を有するものであってもよい。前者の例としては、例えば、自動二輪車（モータサイクル）、スクータ、モペット、自転車等である。三輪車は、前輪が２つものであってもよく、後輪が２つものもであってもよい。水上を走行する車両は、例えば、船、水上バイク等である。水中を走行する車両は、例えば、潜水艇等である。空中を走行する車両は、例えば、飛行機、ヘリコプター、ドローン等である。

◆変更例１１
本発明の給電回路は、車両に設けられた負荷に電力を供給可能であると共に、車両以外の装置に設けられた負荷に電力を供給可能であってもよい。

なお、本願の基礎出願である特願２０１７−０２４６４１の電池モジュールは、本願明細書の電源モジュールに含まれる。同基礎出願における電池は、本願明細書の電源に含まれる。同基礎出願における接続端子１６１Ａ〜１６４Ａ、１６１Ｂ〜１６４Ｂは、本願明細書のコネクタ１６１Ａ〜１６４Ａ、１６１Ｂ〜１６４Ｂに相当する。

１、１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０給電回路
１２、１２Ａ、１２Ｂ、２１２Ａ、２１２Ｂ電源モジュール
１２１、１２１Ａ、１２１Ｂ電源
１２２、１２２Ａ、１２２Ｂスイッチ素子
１４、１４Ａ、１４Ｂダイオード
１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ接続点（第２接続点）
１３２、１３２Ａ、１３２Ｂ接続点（第１接続点）
２０負荷
３０車両
３１、３３１、４３１、５３１、６３１車両本体

Claims

直列に接続された複数の電源モジュールを備え、車両が備える負荷に対して電力を供給する給電回路であって、
前記複数の電源モジュールの各々は、
電力を蓄積可能であって、電力を供給する電源と、
前記電源に対して直列に接続されたスイッチ素子とを含み、
前記複数の電源モジュールの各々に対して、１つずつ並列に接続された複数のダイオードを備え、
前記複数のダイオードの各々は、当該ダイオードと前記電源の負極とを接続する第１接続点から、当該ダイオードと前記電源の正極とを接続する第２接続点に向かって電流が流れることを許容するが、前記第２接続点から前記第１接続点に向かって電流が流れることを許容しないように構成されており、
前記複数の電源モジュールが、前記車両の車両本体に対して着脱可能であって、
前記電源モジュールが、前記車両本体から取り外された状態で前記電源を充電可能に構成されており、
前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールと並列に接続される前記ダイオードを含む前記車両本体に対して着脱可能である、給電回路。
請求項１に記載の給電回路であって、
前記スイッチ素子は、電気的に制御可能なスイッチ素子である、給電回路。
請求項１または２に記載の給電回路であって、
前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも１つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である、給電回路。
請求項３に記載の給電回路であって、
前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能であり、
前記少なくとも２つの電源モジュールは、個別に、前記車両本体に対して着脱可能である、給電回路。
請求項３に記載の給電回路であって、
前記複数の電源モジュールのうちの少なくとも２つの電源モジュールの各々は、当該電源モジュールに並列に接続された前記ダイオードと一体的に、前記車両本体に対して着脱可能であり、
前記少なくとも２つの電源モジュールは、一体的に、前記車両本体に対して着脱可能である、給電回路。
請求項１〜５の何れか１項に記載の給電回路であって、
前記複数の電源モジュールが有する複数の電源のうちの少なくとも１つの電源は、前記車両の車両本体に対して着脱可能に構成されており、
前記複数の電源モジュールが有する複数の電源のうちの少なくとも１つの電源の各々は、当該電源を含む前記電源モジュールが有する前記スイッチ素子、および、当該電源と並列に接続される前記ダイオードを含む前記車両本体に対して着脱可能である、給電回路。