KR101066529B1 - 전원장치 및 전원장치를 구비하는 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전원장치는, 충방전 가능한 제 1 및 제 2 배터리(BA, BB)와, 부하 회로(23)와, 제 1 배터리(BA)가 접속되는 제 1 노드(N1)와 부하 회로(23)가 접속되는 제 2 노드(N2)와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 승압 컨버터(12A)와, 제 2 배터리(BB)가 접속되는 제 3 노드(N3)와 제 2 노드(N2)와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 스압 컨버터(12B)와, 외부 전원으로부터 받는 전력을 제 1 노드(N1)에 전달하는 충방전 유닛(40)을 구비한다. 바람직하게는, 전원장치는, 제 1 시스템 메인 릴레이(SMR2A)와, 제 2 시스템 메인 릴레이(SMR2B)와, 제 1 및 제 2 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR2B)와 제 1 및 제 2 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하는 제어장치(30)를 더 구비한다.

Description

전원장치 및 전원장치를 구비하는 차량{POWER SUPPLY AND VEHICLE HAVING SAME}
본 발명은, 전원장치 및 전원장치를 구비하는 차량에 관한 것이다.
최근, 전기자동차, 연료전지 자동차 및 모터와 엔진을 병용하는 하이브리드 자동차 등의 환경에 친화적인 차량이 주목받고 있다. 이와 같은 전원장치를 탑재하는 차량에 있어서, 복수의 배터리를 탑재하는 것도 검토되고 있다.
이와 같은 차량을 검토할 때에 있어서는, 복수의 배터리로의 충전방법도 검토할 필요가 있다. 복수의 배터리로의 충전방법에 관해서는, 종래부터 여러가지 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 일본국 특개평9-233710호 공보는, 복수의 축전지를 개별로 충전 및 방전시키는 것이 가능한 충방전장치를 개시한다. 이 충방전장치는, 교류전원을 정류하는 충전용 정류회로와, 충전용 정류회로에 역병렬로 접속되어, 복수개로 분할된 축전지의 전기량을 교류전원에 회생하는 회생용 정류회로와, 복수개의 축전지에 각각 대응하여 설치되는 복수의 승강압 컨버터를 구비한다. 복수의 승강압 컨버터의 각각은, 축전지의 충전시에는 강압 컨버터로서 사용되고, 축전지의 방전시에는 승압 컨버터로서 사용된다.
일본국 특개평9-233710호 공보에 기재된 충방전장치의 경우, 충전용 정류회로의 출력전압을 축전지의 단자간 전압보다 높게 하지 않으면, 축전지를 충전하는 것이 곤란하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들면 높은 전압을 출력가능한 전원장치를 사용하거나, 교류전원과 충전용 정류회로와의 사이에 승압회로를 설치할 필요가 있다.
상기 문헌에 기재된 기술을 사용하여 차량에 탑재되는 복수개의 축전지를 충전하는 경우에는, 예를 들면 고압 전원을 사용하거나, 가정용 상용 전원과 축전지와의 사이에 승압회로를 접속하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이들 방법에 의하면, 예를 들면 전용 충전장치를 준비할 필요가 있다. 따라서 차량의 부품 점수가 증가된다. 또, 충전장치의 접속작업이 생기기 때문에, 이용자의 부담이 증가하는 것도 상정된다.
본 발명의 목적은, 외부로부터의 충전을 용이하게 실행 가능하게 하는 전원장치 및 그 전원장치를 구비하는 차량을 제공하는 것이다.
본 발명은 요약하면, 외부 전원에 의해 충전되는 전원장치에 있어서, 충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와, 제 2 노드에 접속되는 부하와, 제 1 노드와 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와, 충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와, 제 3 노드와 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와, 외부 전원으로부터 받는 전력을 제 1 노드에 전달하는 전력 전달부를 구비한다.
바람직하게는, 전원장치는, 제 1 축전장치와 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와, 제 2 축전장치와 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부와, 제 1 및 제 2 접속부와, 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 제어부를 더 구비한다. 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부를 차단상태 및 접속상태로 각각 설정하고, 또한 제 3 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 2 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 외부 전원은, 직류전원이다. 전력 전달부는, 직류전원으로부터의 직류전압을 제 1 노드에 전달한다.
더욱 바람직하게는, 외부 전원은, 교류전원이다. 전력 전달부는, 교류전원으로부터 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환회로를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 전력 전달부는, 제 1 및 제 3 노드 중에서 접속지를 선택 가능하다. 제어부는, 전력 전달부가 제 3 노드에 접속되어 있는 경우에는, 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하고, 또한 제 1 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 전원장치는, 제어부에 의해 제어되고, 전력 전달부의 접속지를 제 1 및 제 3 노드의 사이에서 변환하는 변환부를 더 구비한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 작다.
더욱 바람직하게는, 제어부는, 제 2 축전장치의 충전 종료 후에, 제 1 접속부를 접속상태로 함과 동시에 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 2 축전장치에 축적된 전력을 제 1 축전장치에 공급함으로써, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하고, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 크다.
더욱 바람직하게는, 제 1 및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가진다. 제 1 접속부는, 제 1 축전장치의 양극을 제 1 노드에 접속한다. 제 2 접속부는, 제 2 축전장치의 양극을 제 3 노드에 접속한다. 전원장치는, 접지선과, 접지선과 제 1 축전장치의 음극을 접속하는 제 3 접속부와, 접지선과 제 2 축전장치의 음극을 접속하는 제 4 접속부를 더 구비한다. 전력 전달부는, 제 1 노드에 접속되는 제 1 출력선과, 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 전력 전달부에는, 외부 전원 대신, 제 1 및 제 2 축전장치의 적어도 한쪽으로부터의 전력을 사용하는 외부 부하가 접속된다. 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부 중 적어도 하나의 접속부를 접속상태로 설정하고, 제 1 및 제 2 축전장치 중 적어도 하나의 접속부에 대응하는 축전장치로부터의 전력을 외부 부하에 공급한다.
바람직하게는, 전원장치는, 전력 전달부의 접속지를, 제 1 및 제 3 노드의 사이에서 변환하는 변환부를 더 구비한다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가진다. 제 1 및 제 2 축전장치의 양극은, 제 1 및 제 3 노드에 각각 접속된다. 전력 전달부는, 제 1 출력선과, 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가진다. 전원장치는, 제 1 출력선과 제 1 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 1 변환부와, 제 1 출력선과 제 3 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 2 변환부와, 제 1 및 제 2 변환부를 제어하는 제어부를 더 구비한다. 제어부는, 제 1 및 제 2 변환부를 모두 접속상태로 설정하여, 제 1 및 제 2 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 크다. 제어부는, 제 2 축전장치의 충전상태가 소정상태에 도달한 경우에는, 제 2 변환부를 비접속상태로 설정하여, 제 2 축전장치의 충전을 종료한다.
본 발명의 다른 국면에 따르면, 차량으로서, 차량의 외부에 설치된 외부 전원에 의해 충전되는 전원장치를 구비한다. 전원장치는, 충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와, 제 2 노드에 접속되는 부하와, 제 1 노드와 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와, 충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와, 제 3 노드와 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와, 외부 전원으로부터 받는 전력을 제 1 노드에 전달하는 전력 전달부를 포함한다.
바람직하게는, 전원장치는, 제 1 축전장치와 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와, 제 2 축전장치와 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부와, 제 1 및 제 2 접속부와, 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 제어부를 더 포함한다. 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부를 차단상태 및 접속상태로 각각 설정하고, 또한 제 3 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 2 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 외부 전원은, 직류전원이다. 전력 전달부는, 직류전원으로부터의 직류전압을 제 1 노드에 전달한다.
더욱 바람직하게는, 외부 전원은, 교류전원이다. 전력 전달부는, 교류전원으로부터 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환회로를 가진다.
더욱 바람직하게는, 전력 전달부는, 제 1 및 제 3 노드 중에서 접속지를 선택 가능하다. 제어부는, 전력 전달부가 제 3 노드에 접속되어 있는 경우에는, 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하고, 또한 제 1 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 전원장치는, 제어부에 의해 제어되어, 전력 전달부의 접속지를 제 1 및 제 3 노드의 사이에서 변환하는 변환부를 더 포함한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 작다.
더욱 바람직하게는, 제어부는, 제 2 축전장치의 충전 종료 후에, 제 1 접속부를 접속상태로 함과 동시에 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 제 2 축전장치에 축적된 전력을 제 1 축전장치에 공급함으로써, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하여, 제 1 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 크다.
더욱 바람직하게는, 제 1 및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가진다. 제 1 접속부는, 제 1 축전장치의 양극을 제 1 노드에 접속한다. 제 2 접속부는, 제 2 축전장치의 양극을 제 3 노드에 접속한다. 전원장치는, 접지선과, 접지선과 제 1 축전장치의 음극을 접속하는 제 3 접속부와, 접지선과 제 2 축전장치의 음극을 접속하는 제 4 접속부를 더 포함한다. 전력 전달부는, 제 1 노드에 접속되는 제 1 출력선과, 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가진다.
더욱 바람직하게는, 전력 전달부에는, 외부 전원 대신, 제 1 및 제 2 축전장치의 적어도 한쪽으로부터의 전력을 사용하는 외부 부하가 접속된다. 제어부는, 제 1 및 제 2 접속부 중 적어도 하나의 접속부를 접속상태로 설정하여고, 제 1및 제 2 축전장치 중 적어도 하나의 접속부에 대응하는 축전장치로부터의 전력을 외부 부하에 공급한다.
바람직하게는, 전원장치는, 전력 전달부의 접속지를, 제 1및 제 3 노드의 사이에서 변환하는 변환부를 더 포함한다.
바람직하게는, 제 1및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가진다. 제 1 및 제 2 축전장치의 양극은, 제 1 및 제 3 노드에 각각 접속된다. 전력 전달부는, 제 1 출력선과, 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가진다. 전원장치는, 제 1 출력선과 제 1 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 1 변환부와, 제 1 출력선과 제 3 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 2 변환부와, 제 1 및 제 2 변환부를 제어하는 제어부를 더 포함한다. 제어부는, 제 1 및 제 2 변환부를 모두 접속상태로 설정하여, 제 1 및 제 2 축전장치를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 제 1 축전장치의 축전용량은, 제 2 축전장치의 축전용량보다 크다. 제어부는, 제 2 축전장치의 충전상태가 소정상태에 도달한 경우에는, 제 2 변환부를 비접속상태로 설정하여 제 2 축전장치의 충전을 종료한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 부품점수의 증가를 방지하면서 차량에 전력을 공급하여, 축전장치를 충전하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 차량(100)의 주된 구성을 나타내는 도,
도 2는 도 1의 제어장치(30)의 기능 블록도,
도 3은 도 1의 차량(100)에 있어서 배터리(BB)에 충전이 행하여질 때의 상태를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 4는 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트,
도 5는 실시형태 1의 변형예를 나타내는 도,
도 6은 실시형태 2의 전원장치에서 복수의 배터리(BA, BB)의 양쪽에 충전을 행하기 위한 방법을 간략화하여 나타내는 도,
도 7은 실시형태 2의 변형예를 나타내는 도,
도 8은 도 7에 나타내는 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BA, BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트,
도 9는 실시형태 3의 차량(100A)의 주된 구성을 나타내는 도,
도 10은 도 9의 차량(100A)에서 배터리(BB)에 충전이 행하여질 때의 상태를 간략화하여 나타내는 도,
도 11은 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트,
도 12는 실시형태 3의 제 1 변형예를 나타내는 도,
도 13은 도 12에 나타내는 제어장치(30)의 충전처리를 설명하는 플로우차트,
도 14는 실시형태 3의 제 2 변형예를 나타내는 도,
도 15는 도 14에 나타내는 제어장치(30)의 충전처리를 설명하는 플로우차트이다.
이하에 있어서, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면에서 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
(실시형태 l)
도 1은, 본 발명의 실시형태 1의 차량(100)의 주된 구성을 나타내는 도면이다. 또한 차량(100)은, 모터와 엔진을 차량의 구동에 병용하는 하이브리드 자동차이나, 본 발명은, 모터로 차륜을 구동하는 전기자동차, 연료전지 자동차 등에 대해 서도 적용할 수 있다.
도 1을 참조하여, 차량(100)은, 배터리(BA, BB)와, 승압 컨버터(12A, 12B)와, 평활용 콘덴서(C1A, C1B, C2)와, 전압센서(13, 21A, 21B)와, 부하 회로(23)와, 엔진(4)과, 모터 제너레이터(MG1, MG2)와, 동력 분할기구(3)와, 차륜(2)과, 제어장치(30)를 포함한다.
차량(100)은, 또한, 전원 라인(PL1A, PL1B, PL2)과, 접지 라인(SL)과, 배터리(BA)의 단자 사이의 전압(VBA)을 검출하는 전압센서(10A)와, 배터리(BB)의 단자사이의 전압(VBB)을 검출하는 전압센서(10B)를 포함한다.
배터리(BA, BB)로서는, 예를 들면, 납 축전지, 니켈 수소전지, 리튬 이온전지 등의 2차 전지를 사용할 수 있다. 또한, 도 1에 나타내는 구성에서는, 배터리(BB)는 배터리(BB1)와 배터리(BB2)를 포함하나, 이들을 하나로 한 배터리이어도 된다.
차량(100)은, 또한 시스템 메인 릴레이(SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B, SMR3B)를 포함한다. 시스템 메인 릴레이(SMR1A∼SMR3A, SMR1B∼SMR3B)는, 제어장치(30)로부터 주어지는 제어신호(CT1A∼CT3A, CT1B∼CT3B)에 각각 따라 접속상태(온상태)/비접속상태(오프상태)가 제어된다.
시스템 메인 릴레이(SMR2A)는, 배터리(BA)의 양극과 전원 라인(PL1A)과의 사이에 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR3A)는, 배터리(BA)의 음극과 접지 라인(SL)과의 사이에 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR1A)는, 제한저항(R1A)과 직렬로 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR1A) 및 제한저항(R1A)은 배터리(BA)의 양 극과 전원 라인(PL1A)과의 사이에 시스템 메인 릴레이(SMR2A)와 병렬 접속된다.
시스템 메인 릴레이(SMR2B)는, 배터리(BB)의 양극과 전원 라인(PL1B)과의 사이에 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR3B)는, 배터리(BB)의 음극과 접지 라인(SL)과의 사이에 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR1B)는, 제한 저항(R1B)과 직렬로 접속된다. 시스템 메인 릴레이(SMR1B) 및 제한저항(R1B)은 배터리(BB)의 양극과 전원 라인(PL1B)과의 사이에 시스템 메인 릴레이(SMR2B)와 병렬 접속된다.
평활용 콘덴서(C1A)는, 시스템 메인 릴레이(SMR1A∼SMR3A)의 온(ON)시(時)에 있어서, 배터리(BA)의 단자간 전압을 평활화한다. 평활용 콘덴서(C1A)는, 전원 라인(PL1A)과 접지 라인(SL) 사이에 접속된다.
전압센서(21A)는, 평활용 콘덴서(C1A)의 양쪽 끝 사이의 전압(VLA)을 검지하여 제어장치(30)에 대하여 출력한다. 승압 컨버터(12A)는, 평활용 콘덴서(C1A)의 단자간 전압을 승압한다. 전압센서(21B)는, 평활용 콘덴서(C1B)의 양쪽 끝 사이의 전압(V1B)을 검지하여 제어장치(30)에 대하여 출력한다. 승압 컨버터(12B)는, 평활용 콘덴서(C1B)의 단자간 전압을 승압한다.
평활용 콘덴서(C2)는, 승압 컨버터(12A, 12B)에 의해 승압된 전압을 평활화한다. 전압센서(13)는, 평활용 콘덴서(C2)의 단자간 전압인 전압(VH)을 검지하여 제어장치(30)로 출력한다.
차량(100)은, 또한, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 평활용 콘덴서(C2)와 병렬로 접속되는 방전 저항(R2)을 포함한다. 차량(100)에 의한 전력 변환동작의 정지 후에는, 방전 저항(R2)에 의해 평활용 콘덴서(C2)의 잔류 전하가 소비된다.
부하 회로(23)는, 인버터(14 및 22)를 포함한다. 인버터(14)는, 승압 컨버터(12A, 12B)에서 주어지는 직류전압을 3상 교류로 변환하여 모터 제너레이터(MG1)로 출력한다. 부하 회로(23)는, 본 발명에서의 「부하」에 대응한다.
동력 분할기구(3)는, 엔진(4)과 모터 제너레이터(MG1, MG2)에 결합되어, 이들 사이에서 동력을 분배하는 기구이다. 예를 들면 동력 분할기구로서는 선기어, 플래니터리 캐리어, 링기어의 3개의 회전축을 가지는 유성기어 기구를 사용할 수 있다. 이 3개의 회전축이 엔진(4), 모터 제너레이터(MC1, MG2)의 각 회전축에 각각 접속된다.
또한 모터 제너레이터(MG2)의 회전축은, 도시 생략한 감속기어 및 차동기어에 의하여 차륜(2)에 결합되어 있다. 또 동력 분할기구(3)의 내부에 모터 제너레이터(MG2)의 회전축에 대한 감속기를 더 조립하여도 된다. 또, 이 감속기의 감속비를 변환 가능하게 구성하여도 된다.
승압 컨버터(12A)는, 한쪽 끝이 전원 라인(PL1A)에 접속되는 리액터(L1A)와, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 직렬로 접속되는 IGBT 소자(Q1A, Q2A)와, IGBT 소자(Q1A, Q2A)에 각각 병렬로 접속되는 다이오드(D1A, D2A)를 포함한다.
리액터(L1A)의 다른쪽 끝은 IGBT 소자(Q1A)의 에미터 및 IGBT 소자(Q2A)의 콜렉터에 접속된다. 다이오드(D1A)의 캐소드는 IGBT 소자(Q1A)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D1A)의 애노드는 IGBT 소자(Q1A)의 에미터와 접속된다. 다이오드(D2A)의 캐소드는 IGBT 소자(Q2A)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D2A)의 애노드 는 IGBT 소자(Q2A)의 에미터와 접속된다.
승압 컨버터(12B)는, 한쪽 끝이 전원 라인(PL1B)에 접속되는 리액터(L1B)와, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 직렬로 접속되는 IGBT 소자(Q1B, Q2B)와, IGBT 소자(Q1B, Q2B)에 각각 병렬로 접속되는 다이오드(D1B, D2B)를 포함한다.
리액터(L1B)의 다른쪽 끝은 IGBT 소자(Q1B)의 에미터 및 IGBT 소자(Q2B)의 콜렉터에 접속된다. 다이오드(D1B)의 캐소드는 IGBT 소자(Q1B)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D1B)의 애노드는 IGBT 소자(Q1B)의 에미터와 접속된다. 다이오드(D2B)의 캐소드는 IGBT 소자(Q2B)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D2B)의 애노드는 IGBT 소자(Q2B)의 에미터와 접속된다.
인버터(14)는, 승압 컨버터(12A. 12B)로부터 승압된 전압을 받아, 예를 들면 엔진(4)을 시동시키기 위하여, 모터 제너레이터(MG1)를 구동한다. 또, 인버터(14)는, 엔진(4)으로부터 전달되는 동력에 의하여 모터 제너레이터(MG1)에서 발전된 전력을 승압 컨버터(12A 또는 12B)로 되돌린다. 이 때 승압 컨버터(12A 또는 12B)는, 강압회로로서 동작하도록 제어장치(30)에 의해 제어된다.
인버터(14)는, U상 아암(15)과, V상 아암(16)과, W상 아암(17)을 포함한다. U상 아암(15), V상 아암(16) 및 W상 아암(17)은, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL) 과의 사이에 병렬로 접속된다.
U상 아암(15)은, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 직렬 접속된 IGBT 소자(Q3, Q4)와, IGBT 소자(Q3, Q4)와 각각 병렬로 접속되는 다이오드(D3, D4)를 포함한다. 다이오드(D3)의 캐소드는 IGBT 소자(Q3)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D3)의 애노드는 IGBT 소자(Q3)의 에미터와 접속된다. 다이오드(D4)의 캐소드는 IGBT 소자(Q4)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D4)의 애노드는 IGBT 소자(Q4)의 에미터와 접속된다.
V상 아암(16)은, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 직렬 접속된 IGBT 소자(Q5, Q6)와, IGBT 소자(Q5, Q6)와 각각 병렬로 접속되는 다이오드(D5, D6)를 포함한다. 다이오드(D5)의 캐소드는 IGBT 소자(Q5)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D5)의 애노드는 IGBT 소자(Q5)의 에미터와 접속된다. 다이오드(D6)의 캐소드는 IGBT 소자(Q6)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D6)의 애노드는 IGBT 소자(Q6)의 에미터와 접속된다.
W상 아암(17)은, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)과의 사이에 직렬 접속된 IGBT 소자(Q7, Q8)와, IGBT 소자(Q7, Q8)와 각각 병렬로 접속되는 다이오드(D7, D8)를 포함한다. 다이오드(D7)의 캐소드는 IGBT 소자(Q7)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D7)의 애노드는 IGBT 소자(Q7)의 에미터와 접속된다. 다이오드(D8)의 캐소드는 IGBT 소자(Q8)의 콜렉터와 접속되고, 다이오드(D8)의 애노드는 IGBT 소자(Q8)의 에미터와 접속된다.
각 상의 아암의 중간점은, 모터 제너레이터(MG1)의 각 상의 코일의 한쪽 끝에 접속되어 있다. 즉, 모터 제너레이터(MG1)는, 3상의 영구자석 동기 모터이고, U, V, W상의 3개의 코일은 각각 한쪽 끝이 중간점에 함께 접속되어 있다. 그리고, U상 코일의 다른쪽 끝이 IGBT 소자(Q3, Q4)의 접속 노드에 접속된다. 또 V상 코일의 다른쪽 끝이 IGBT 소자(Q5, Q6)의 접속 노드에 접속된다. 또 W상 코일의 다른 쪽 끝이 IGBT 소자(Q7, Q8)의 접속 노드에 접속된다.
또한, 이상의 IGBT 소자(Q1A, Q2A, Q1B, Q2B, Q3∼Q8) 대신 파워 MOSFET 등의 다른 전력 스위칭소자를 사용하여도 된다.
전류센서(24)는, 모터 제너레이터(MG1)에 흐르는 전류를 모터 전류값(MCRT1)으로서 검출하고, 모터 전류값(MCRT1)을 제어장치(30)에 출력한다.
인버터(22)는, 전원 라인(PL2)과 접지 라인(SL)에 접속되어 있다. 인버터(22)는, 차륜(2)을 구동하는 모터 제너레이터(MG2)에 대하여 승압 컨버터(12A, 12B)가 출력하는 직류 전압을 3상 교류로 변환하여 출력한다. 또 인버터(22)는, 회생 제동에 따라, 모터 제너레이터(MC2)에서 발전된 전력을 승압 컨버터(12A, 12B)로 되돌린다. 이 때 승압 컨버터(12A, 12B)는, 강압회로로서 동작하도록 제어장치(30)에 의해 제어된다. 또한, 인버터(22)의 내부 구성은, 도시 생략하나, 인버터(14)와 동일하여, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
제어장치(30)는, 토오크 지령값(TR1, TR2), 모터 회전수(MRN1, MRN2), 전압 (VLA, V1B, VBA, VBB, VH), 전류센서(11)가 검지한 전류(IS)의 각 값, 모터 전류값(MCRT1, MCRT2) 및 기동 지시(IGON)를 받는다. 그리고 제어장치(30)는, 승압 컨버터(12A, 12B)에 대하여 승압 지시, 강압 지시 및 동작금지를 지시하는 제어신호 (PWCA, PWCB)를 출력한다.
또한, 제어장치(30)는, 인버터(14)에 대하여, 구동지시(PWMI1)와 회생 지시 (PWMC1)를 출력한다. 구동 지시(PWMI1)는, 승압 컨버터(12A, 12B)의 출력인 직류전압을 모터 제너레이터(MG1)를 구동하기 위한 교류전압으로 변환시키는 지시이다. 또, 회생 지시(PWMC1)는, 모터 제너레이터(MG1)에서 발전된 교류전압을 직류전압으로 변환하여 승압 컨버터(12A, 12B)측으로 되돌리기 위한 지시이다.
마찬가지로 제어장치(30)는, 인버터(22)에 대하여, 구동지시(PWMI2)와 회생 지시(PWMC2)를 출력한다. 구동 지시(PWMI2)는, 모터 제너레이터(MC2)를 구동하기 위한 교류전압으로 직류전압을 변환시키는 지시이다. 또 회생 지시(PWMC2)는, 모터 제너레이터(MG2)에서 발전된 교류전압을 직류전압으로 변환하여 승압 컨버터(12A, 12B)측으로 되돌리기 위한 지시이다.
차량(100)은, 충방전 유닛(40)을 더 포함한다. 충방전 유닛(40)은, 변환회로(41)와, 단자(T1, T2)를 포함한다. 배터리(BA, BB)의 충전시에는 단자(T1, T2)에 교류전원(45)이 접속되어, 단자(T1, T2) 사이에는 AC 100V(AC 200V이어도 된다)의 교류전압이 주어진다.
변환회로(41)는 단자(T1, T2) 사이의 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 변환회로(41)로부터 출력되는 직류전압은 전원 라인(PL1A) 및 접지 라인(SL)의 사이에 인가된다. 변환회로(41)는, 예를 들면 다이오드를 사용한 정류회로, 또는 인버터회로 등에 의해 구성된다.
또한, 이하에서는 변환회로(41)는 다이오드를 사용한 정류회로라고 하여 설명한다. 이에 의하여 이하의 설명에서는 변환회로(41)를 「정류소자(41)」라고 부른다.
배터리(BB)의 축전용량은 배터리(BA)의 축전용량보다 크다. 즉 충방전 유닛(40)은 배터리(BA, BB) 중 축전용량이 작은 쪽에 대응하는 승압 컨버터[승압 컨 버터(12A)]에 접속된다.
도 1을 참조하면서 포괄적으로 본 실시형태를 설명하면, 외부 전원[교류전원(45)]에 의해 충전되는 전원장치는, 충방전 가능한 배터리(BA, BB)와, 부하 회로(23)와, 배터리(BA)가 접속되는 노드(N1)와 부하 회로(23)가 접속되는 노드(N2)와의 사이에서 전압을 변환하는 승압 컨버터(12A)와, 배터리(BB)가 접속되는 노드 (N3)와 노드(N2)와의 사이에서 전압을 변환하는 승압 컨버터(12B)와, 외부 전원으로부터 받는 전력을 노드(N1)에 전달하는 충방전 유닛(40)을 구비한다.
바람직하게는, 전원장치는, 배터리(BA)와 노드(N1)와의 접속을 차단 가능한 시스템 메인 릴레이(SMR2A)와, 배터리(BB)와 노드(N3)와의 접속을 차단 가능한 시스템 메인 릴레이(SMR2B)와, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR2B)와 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하는 제어장치(30)를 더 구비한다. 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR2B)를 차단상태 및 접속상태로 각각 설정하고, 또한 노드(N3)의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR2B)를 제어하여, 배터리(BB)를 충전한다.
더욱 바람직하게는, 외부 전원은, 교류전원이다. 충방전 유닛(40)은, 교류전원(45)으로부터 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환회로(41)를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 충방전 유닛(40)의 단자(T1, T2)에는 교류전원(45) 대신 부하(46)를 접속할 수 있다. 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR2B)중 적어도 하나를 접속상태로 설정하여, 배터리(BA, BB) 중, 적어도 하나의 시스템 메인 릴레이(접속된 시스템 메인 릴레이)에 대응하는 배터리로부터의 전력을 부하(46)에 공급한다. 예를 들면 부하(46)는 가전제품이다.
도 2는, 도 1의 제어장치(30)의 기능 블럭도이다. 또한, 이 제어장치(30)는, 소프트웨어에서도 하드웨어에서도 실현이 가능하다.
도 1, 도 2를 참조하여, 제어장치(30)는, 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하는 승압 컨버터 제어부(131)와, 모터 제너레이터(MG1)를 제어하는 MG1용 인버터 제어부(132)와, 모터 제너레이터(MG2)를 제어하는 MG2용 인버터 제어부(133)와, 시스템 메인 릴레이(SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B, SMR3B)를 제어하는 릴레이 제어부(134)를 포함한다.
기동 지시(IGON)에 따라, 승압 컨버터 제어부(131)는 동작 가능한 상태가 된다. 승압 컨버터 제어부(131)로부터는, 승압 지시, 강압 지시를 행하기 위한 제어신호(PWCA, PWCB)가 각각 도 1의 승압 컨버터(12A, 12B)를 향하여 출력된다. 또, MG1용 인버터 제어부(132)는, 토오크 지령값(TR1)과 모터 회전수(MRN1)에 의거하여, 인버터(14)에 대하여 구동 지시(PWMI1), 회생 지시(PWMC1)를 출력한다. 또, MG2용 인버터 제어부(133)는, 토오크 지령값(TR2)과 모터 회전수(MRN2)에 의거하여, 인버터(22)에 대하여 구동 지시(PWMI2), 회생 지시(PWMC2)를 출력한다.
릴레이 제어부(134)는, 기동 지시(IGON)에 따라 제어신호(CT1A∼3A, CT1B∼3B)를 활성화시킴으로써 시스템 메인 릴레이를 온시켜, 배터리(BA, BB)를 각각 승압 컨버터(12A, 12B)에 전기적으로 접속시킨다.
(배터리로의 충전처리)
도 3은, 도 1의 차량(100)에 있어서 배터리(BB)에 충전이 행하여질 때의 상태를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하여, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)는 제어장치(30)로부터의 제어신호(CT2B, CT3B)에 각각 따라서 온한다.
교류전원(45)으로부터의 교류전압은 정류소자(41)에 의해 직류전압으로 변환된다. 정류소자(41)의 출력전압은 승압 컨버터(12A)에 주어진다. 제어장치(30)는 승압 컨버터(12A)에 제어신호(PWCA)를 보내어, 승압 컨버터(12A)를 동작시킨다. 이것에 의하여 승압 컨버터(12A)는 입력전압을 배터리(BB)의 충전 전압으로 승압한다.
승압 컨버터(12A)의 출력전압은 승압 컨버터(12B)에 주어진다. 제어장치(30)는 승압 컨버터(12B)에 제어신호(PWCB)를 보내고, IGBT 소자(Q1B, Q2B)를 각각 온/오프시킨다. 이것에 의하여 승압 컨버터(12B)에서는 입력전압과 대략 같은 출력전압을 출력한다.
따라서 도 3의 화살표로 나타내는 경로를 따라 교류전원(45)의 전력이 배터리(BB)로 전달되고, 배터리(BB)가 충전된다. 또한 인버터(14, 22)는 정지하고 있다.
도 4는, 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 처리는, 소정의 메인 루틴으로부터 일정시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 호출되어 실행된다.
도 4 및 도 1을 참조하여, 처리가 시작되면, 단계 S1에서는 제어장치(30)는, 교류전원(45)으로부터의 전원공급이 있는지의 여부를 판정한다. 예를 들면 단자 (T1, T2)에 교류전원(45)이 접속되거나, 유저가 스위치를 조작하여 충전을 지시하거나 함으로써, 제어장치(30)는 전원공급이 있었다고 판정한다.
교류전원(45)으로부터의 전원공급이 있는 경우(단계 S1에서 YES), 처리는 단계 S2로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S1에서 NO), 처리는 단계 S1로 되돌아간다.
단계 S2에서, 제어장치(30)는, 전압센서(10B, 21A)의 출력에 의거하여 전압(VBB)이 전압(VLA)보다 작은지의 여부를 판정한다. 전압(VBB)이 전압(VLA)보다 작은 경우(단계 S2에서 YES), 처리는 단계 S3으로 진행한다. 한편, 전압(VBB)이 전압(VLA) 이상인 경우(단계 S2에서 NO), 처리는 단계 S5로 진행한다.
단계 S3에서, 제어장치(30)는, 승압 컨버터(12A, 12B)를 동작시킨다. 승압 컨버터(12A)는 입력전압을 배터리(BB)의 충전 전압으로 승압한다. 한편, 승압 컨버터(12B)에서는 IGBT 소자(Q1B, Q2B)가 각각 온/오프한다. 이에 의하여 승압 컨버터(12B)로부터 배터리(BB)의 전압(VBB)과 대략 같은 전압이 출력된다.
다음에 단계 S4에서, 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 온시킨다. 이에 의하여 배터리(BB)의 양극 및 음극은 전원 라인(PL1B)[즉 노드(N3)] 및 접지 라인(SL)에 각각 접속된다.
여기서, 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 동시에 온시켜도 되고, 시스템 메인 릴레이(SMR3B, SMR2B)의 순서대로 온시켜도 된다.
또 단계 S4에서는, 다음과 같이 시스템 메인 릴레이를 제어할 수도 있다. 먼저 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR1B, SMR3B)를 온시킨다. 그리고, 소정의 시간이 경과한 후에 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 온시키고, 시스템 메인 릴레이(SMR1B)를 오프시킨다.
시스템 메인 릴레이(SMR1B∼SMR3B)가 모두 오프된 상태에서 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 온시키면, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)에 대전류가 순간적으로 흐를 가능성이 있다. 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 온시키기 전에 시스템메인 릴레이(SMR1B)를 온시킨 경우에는, 시스템 메인 릴레이(SMR1B, SMR3B)에 흐르는 전류를 제한저항(R1B)에 의해 제한할 수 있다. 이와 같이 대전류가 흐를 가능성을 미리 낮게 함으로써 시스템 메인 릴레이의 용착을 방지할 수 있다.
한편, 단계 S5에서는, 제어장치(30)는, 단계 S4의 처리와 동일한 처리를 실행하여, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 온시킨다.
단계 S6에서는, 제어장치(30)는, 승압 컨버터(12A, 12B)를 동작시킨다. 단계 S6에서, 제어장치(30)는 먼저 승압 컨버터(12A)의 IGBT 소자(Q1A, Q2A)를 각각 온/오프시킨다.
충방전 유닛(40)의 출력전압은 노드(N1)[승압 컨버터(12A)]에 주어진다. 제어장치(30)는 승압 컨버터(12B)를 강압회로로서 동작시킨다. 이에 의하여, 승압 컨버터(12B)의 출력전압을 배터리(BB)의 전압(VBB)과 대략 같게 할 수 있다.
단계 S4 또는 단계 S6의 처리가 종료되면, 단계 S7에서, 제어장치(30)는, 전압센서(10B)가 검출한 전압(VBB) 및 전류센서(도 1에 도시 생략)가 검출한 배터리(BB)의 전류값 등에 의거하여, 배터리(BB)의 SOC(State of Charge : 충전상태)가 소정값(예를 들면 80 %)에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S7에서 YES), 처리는 단계 S8로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S7에서 NO), 단계 S7의 처리가 반복하여 실행된다.
단계 S8에서, 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 오프로 한다. 또 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)를 동시에 오프하여도 되고, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR3B)의 순서대로 오프로 하여도 된다. 단계 S8의 처리가 종료되면 전체의 처리가 종료된다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 차량은 모터 제너레이터를 구동하기 위하여 복수의 배터리와 각 배터리에 대응하여 배터리 전압을 승압하는 승압 컨버터를 사용한 전원 시스템을 구비하고 있다. 이 전원 시스템에서는 다른 배터리 특성(예를들면 축전용량, 또는 출력전압 등)을 가지는 복수의 배터리를 접속할 수 있다. 본 실시형태에서는 이 승압 컨버터를 이용하여 배터리를 충전할 수 있기 때문에, 일부러 트랜스포머(또는 승압 회로)를 내장하는 충방전 유닛을 준비하지 않아도 된다.
여기서 도 1을 참조하여, 예를 들면 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 중성점의 사이에 외부로부터의 교류전압이 입력되고, 또한 제어장치(30)가 부하 회로(23) 및 승압 컨버터(12B)를 제어함으로써 배터리(BB)를 충전하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 아주 약간이더라도, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 코일에서 전력의 손실이 발생한다.
또, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 중성점의 사이에 교류전원(예를 들면 가정용 상용전원)을 직접 접속하여 배터리(BB)를 충전하려고 한 경우, 배터리(BB)에 주 어지는 전압이 배터리(BB)의 충전에 필요한 전압보다 낮을 가능성이 있다. 이 경우에는, 교류전원으로부터의 전압을 승압하는 승압회로가 필요하게 된다.
한편, 본 실시형태에 의하면, 전원장치를 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 중성점에 접속하지 않기 때문에, 배터리의 충전시에 모터 제너레이터(MG1, MG2)에서의 손실이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 본 실시형태에 의하면 높은 충전 효율을 얻는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 의하면, 외부 전원으로부터의 전압을 승압 컨버터(12A)에 의하여 승압하기 때문에, 외부 전원으로부터의 전압이 낮아도 배터리(BB)를 충전하는 데 필요한 전압을 얻을 수 있게 된다.
또 본 실시형태에 의하면, 충방전 유닛에 승압회로나 충방전 전류(전압)를 제어하기 위한 회로를 탑재하지 않아도 되기 때문에, 차량의 주행시에 불필요하게 되는 장치를 일부러 차량에 탑재할 필요가 없어진다. 따라서, 충전장치의 부품 점수를 줄이는 것이 가능해짐과 동시에, 차량의 연비를 향상시키는 것도 가능하게 된다.
(실시형태 1의 변형예)
도 5는, 실시형태 1의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 3을 참조하여, 실시형태 1의 변형예에서는 외부 전원으로서 직류전원(45A)을 사용한다. 직류전원(45A)의 종류는 납 축전지, 태양전지 등 여러가지 것을 사용할 수 있다. 또, 직류전원(45A)의 출력전압의 크기는 특별히 한정되지 않는다(출력전압의 크기는, 예를 들면 DC 12V이어도 된다).
도 5에 나타내는 구성에 의하면, 충방전 유닛은, 직류전원(45A)으로부터의 직류전압을 노드(N1)에 전달한다. 이에 의하여 정류소자(41)가 불필요하게 되기 때문에 전원장치의 부품 점수를 더욱 적게 할 수 있다.
(실시형태 2)
실시형태 2에서는, 복수의 배터리의 각각에 대하여 외부로부터의 수전(受電)(및 외부로의 전력공급)을 가능하게 한다. 또한, 실시형태 2의 차량(100)의 주된 구성은 도 1에 나타내는 차량(100)의 구성과 동일하다. 따라서 이하에서는 도 3과 동일한 도면, 즉 차량(100)의 구성을 간략화한 도면을 사용하면서 실시형태 2를 설명한다. 또, 이하에서는, 복수의 배터리를 충전하는 경우에 대하여 설명하나, 복수의 배터리로부터 전력을 인출하는 경우도 동일한 처리가 행하여진다.
도 6은, 실시형태 2의 전원장치에 있어서 복수의 배터리(BA, BB)의 양쪽에 충전을 행하기 위한 방법을 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하여, 충방전 유닛(40)의 접속지는 노드(N1)와 노드(N3)의 사이에서 접속지를 선택 가능하다. 따라서 실시형태 2에서는, 충방전 유닛(40)의 접속지를 노드(N1)로부터 노드(N3)로 바꿀 수 있다.
실시형태 2에서는, 먼저 충방전 유닛(40)을 노드(Nl)와 접지 라인(SL)의 사이에 접속하여 배터리(BB)를 충전한다. 다음에 도 6에 나타내는 바와 같이 충방전 유닛(40)을 노드(N3)와 접지 라인(SL)과의 사이에 접속하여 배터리(BA)를 충전한다.
배터리(BA)를 충전할 때에는, 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR3A)에 제어신호(CT2A, CT3A)를 각각 보내고, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, SMR3A)를 온시킨다. 그리고, 제어장치(30)는 승압 컨버터(12B)를 동작시킨다. 이에 의하여 승압 컨버터(12B)는 충방전 유닛(40)으로부터의 출력전압을 배터리(BA)의 충전 전압으로 승압한다. 또한 제어장치(30)는 승압 컨버터(12A)를 제어하여, IGBT 소자(Q1A, Q2A)를 각각 온/오프시킨다. 이에 의하여 교류전원(45)의 전력이 배터리(BA)에 전달되어 배터리(BA)가 충전된다.
실시형태 2에 의하면, 외부로부터 주어지는 전압이 복수의 배터리의 각각의 충전 전압과 다른 경우(특히 충전 전압보다 낮은 경우)에도 승압 컨버터(12A, 12B)를 동작시킴으로써, 복수의 배터리를 모두 충전할 수 있다.
(실시형태 2의 변형예)
도 7은, 실시형태 2의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 6을 참조하여, 실시형태 2의 변형예는, 제어장치(30)에 의해 제어되어, 충방전 유닛(40)의 2개의 출력선 중의 한쪽의 접속지를 노드(Nl, N3) 중에서 선택하는 스위치(SW)를 더 구비하는 점에서 도 6에 나타내는 구성과 다르다. 스위치(SW)는 제어장치(30)로부터의 제어신호(SWC)에 의해 제어된다. 또한 충방전 유닛(40)의 다른쪽의 출력선은 접지 라인(SL)에 접속된다.
제어장치(30)는, 상기한 출력선이 노드(N1)에 접속되어 있는 경우에는, 시스템 메인 릴레이[SMR2B, (SMR3B)]를 접속상태로 설정함과 동시에, 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하여 노드(N3)의 전압을 원하는 충전 전압으로 설정한다. 이에 의하여 배터리(BB)가 충전된다. 이 충전처리는 실시형태 1과 동일하다.
한편, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어장치(30)는, 상기한 출력선이 노드(N3)에 접속되어 있는 경우에는, 시스템 메인 릴레이[SMR2A(SMR3A)]를 접속상태로 설정함과 동시에, 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하여 노드(N1)의 전압을 원하는 충전 전압으로 설정한다. 이에 의하여 배터리(BA)가 충전된다.
도 8은, 도 7에 나타내는 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BA, BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 처리는, 소정의 메인 루틴으로부터 일정시간마다 또는 소정의 조건이 성립할때 마다 호출하여 실행된다.
도 8 및 도 7을 참조하여, 처리가 시작되면, 단계 S11에서는 제어장치(30)는 교류전원(45)으로부터 전원공급이 있는지의 여부를 판정한다. 단계 S11에서의 처리는 도 4에 나타내는 단계 S1의 처리와 동일하다.
교류전원(45)으로부터 전원공급이 있는 경우(단계 S11에서 YES), 처리는 단계 S12로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S11에서 NO), 처리는 단계 S11로 되돌아간다.
단계 S12에서, 제어장치(30)는, 제어신호(SWC)를 스위치(SW)로 보낸다. 이에 의하여 스위치(SW)는 배터리(BA)측에 접속된다. 즉 충방전 유닛(40)의 2개의 출력선은 노드(N1)와 접지 라인(SL)과의 사이에 접속된다.
단계 S13에서, 제어장치(30)는 배터리(BB)를 충전한다. 또 배터리(BB)의 충전처리는 도 4에 나타내는 단계 S2 내지 S8의 처리와 동일하다.
다음에 단계 S14에서, 제어장치(30)는, 스위치(SW)의 접속지를 변환한다. 이것에 의하여 충방전 유닛(40)의 2개의 출력선은 노드(N3)와 접지 라인(SL)과의 사이에 접속된다.
계속해서 단계 S15에서, 제어장치(30)는, 배터리(BB)의 충전시와 동일한 처리(도 4에 나타내는 단계 S2 내지 S8의 처리와 동일한 처리)를 행하여 배터리(BA)를 충전한다. 단계 S15에서의 처리를 포괄적으로 설명하면 , 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, 3A)에 제어신호(CT2A, CT3A)를 각각 보내고, 시스템 메인 릴레이(SMR2A, 3A)를 온시킨다. 그리고, 제어장치(30)는 승압 컨버터(12B)를 동작시켜 승압 컨버터(12B)에 입력되는 전압[충방전 유닛(40)으로부터의 출력전압]을 승압한다. 또한 제어장치(30)는 승압 컨버터(12A)를 제어하여, IGBT 소자(Q1A, Q2A)를 각각 온/오프시킨다. 승압 컨버터(l2A)는 입력되는 전압을 거의 그대로 출력한다. 이것에 의하여 배터리(BA)가 충전된다. 제어장치(30)는 배터리(BA)의 SOC가 소정값(예를 들면 80%)에 도달한 경우에는, 시스템 메인 릴레이 시스템 메인 릴레이(SMR2A, 3A)를 오프하여 배터리(BA)의 충전을 종료시킨다.
단계 S15의 처리가 종료되면, 전체의 처리가 종료한다.
이 변형예에서는 제어장치(30)가 충방전 유닛(40)의 접속지를 변환하기 때문에, 유저가 충전에 요하는 시간을 적게 하면서, 복수의 배터리를 충전할 수 있다. 특히 도 3에 나타내는 전원장치의 구성에서는, 충방전 유닛(40)의 출력전압이 배터리(BA)의 충전 전압보다 낮은 경우에는 배터리(BA)를 충전할 수 없다. 그러나, 이 변형예에서는 이와 같은 경우에도 복수의 배터리를 충전할 수 있다.
또 다른 변형예에서는, 스위치(SW)를 사용하지 않고 복수의 배터리를 충전한다. 이 예에서의 차량의 주요부의 구성은 도 1에 나타내는 구성과 동일해진다.
이 변형예에서는 제어장치(30)는, 먼저 도 4에 나타내는 플로우차트에 따라 배터리(BB)를 충전한다. 단, 단계 S7에서의 소정값을, 배터리(BB, BA)의 양쪽의 충전이 완료되었을 때의 목표값(예를 들면 80%)보다 크게 설정한다(예를 들면 85%).
제어장치(30)는, 배터리(BB)의 충전 종료 후에, 시스템 메인 릴레이(SMR2A)를 접속상태로 함과 동시에, 승압 컨버터(12A, 12B)를 제어하여 배터리(BB)에 축적된 전력을 배터리(BA)로 공급한다.
배터리(BB)가 배터리(BA)보다 축전용량이 크기 때문에, 소정값을 목표값보다 약간 높게 설정하면, 배터리(BA)의 SOC를 목표값으로 하기에 충분한 전력을 배터리(BB)로부터 배터리(BA)로 줄 수 있다.
이 변형예에 의하면, 도 7의 스위치(SW)가 없어도 배터리(BB)로부터 배터리(BA)로 전력을 공급함으로써 배터리(BA, BB)를 모두 소정의 충전상태로 설정할 수 있다. 특히, 외부 전원으로부터의 전력에 의해 배터리(BB)가 충전되고, 배터리(BA)에는 외부 전원으로부터 충전이 행하여지지 않기 때문에, 전원회로 전체로서는 외부 전원보다 충전 가능한 용량을 크게 할 수 있다.
(실시형태 3)
도 9는, 실시형태 3의 차량(100A)의 주된 구성을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 1을 참조하여, 차량(100A)은, 충방전 유닛(40) 대신, 충방전 유닛(50)을 포함하는 점에서 차량(100)과 다르다.
충방전 유닛(50)은, 전원 라인(PL1B)에 접속되는 출력선(L1)과, 배터리(BB) 의 음극에 접속되는 출력선(L2)을 구비한다.
충방전 유닛(50)은, 전원장치(52)에 접속되는 단자(T1, T2)를 포함한다. 또한, 전원장치(52)는 직류전원이어도 교류전원이어도 된다. 또, 충방전 유닛(50)은 승압회로를 포함하여 구성된다. 또, 충방전 유닛(50)에 배터리(BB)의 충전 전압과 같은 전압이 입력되어도 된다. 이 때문에 전원장치(52)의 출력전압은 특별히 한정되지 않는다.
또, 실시형태 1, 2와 마찬가지로 충방전 유닛(50)에는 전원장치(52) 대신 부하(46)가 접속되고, 배터리(BB)의 전력에 의해 부하(46)를 구동하여도 된다.
도 10은 도 9의 차량(100A)에서 배터리(BB)에 충전이 행하여질 때의 상태를 간략화하여 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하여, 제어장치(30)는, 제어신호(CT2B)를 시스템 메인 릴레이 (SMR2B)로 보내고, 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 온시킨다. 전원장치(52)로부터의 전압은 충방전 유닛(50)에 의해 배터리(BB)의 충전 전압으로 변환된다. 이에 의하여 배터리(BB)가 충전된다. 또한 이 때 시스템 메인 릴레이(SMR2A)는 오프상태이다. 즉 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2B, SMR2A)를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하여, 배터리(BB)를 충전한다.
도 11은, 제어장치(30)가 실행하는 배터리(BB)의 충전처리를 나타내는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 처리는, 소정의 메인 루틴으로부터 일정시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 호출되어 실행된다.
도 11 및 도 10을 참조하여, 처리가 시작되면, 단계 S21에서는 제어장치(30) 는, 외부 전원으로부터 전원공급이 있는지의 여부를 판정한다. 단계 S21의 처리는 도 4의 단계 S1의 처리와 동일하다.
외부 전원으로부터 전원공급이 있는 경우(단계 S21에서 YES), 처리는 단계 S22로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S21에서 NO), 처리는 단계 S21로 되돌아간다.
단계 S22에서, 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 온시킨다. 또 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR1B)를 온시켜, 소정의 시간이 경과한 후에 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 온시킴과 동시에 시스템 메인 릴레이(SMR1B)를 오프시켜도 된다. 단계 S22의 처리가 실행되면 배터리(BB)가 충전된다.
단계 S23에서, 제어장치(30)는 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S23에서 YES),처리는 단계 S24로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S23에서 NO), 단계 S23의 처리가 반복하여 실행된다.
단계 S24에서, 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 오프로 한다. 단계 S24의 처리가 종료되면 전체의 처리가 종료된다.
실시형태 3에서는, 승압 컨버터(12A, 12B)를 거치지 않고 배터리(BB)를 충전할 수 있다. 실시형태 1, 2에서는 승압 컨버터(12A, 12B)를 동작시키기 때문에 약간이더라도 IGBT 소자의 온상태에서의 전력의 손실, 또는 IGBT 소자의 스위칭에 따르는 전력의 손실이 발생한다. 이것에 대하여, 실시형태 3에서는 승압 컨버터(12A, 12B)를 동작시키지 않고 배터리(BB)를 충전할 수 있기 때문에, 이들 손실 이 생기는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 실시형태 1, 2에 비하여 충전시의 손실을 적게 하는 것이 가능해진다.
또, 실시형태 3에서는 제어장치(30)가 시스템 메인 릴레이(SMR2B)를 제어하는 것만으로 배터리(BB)를 충전할 수 있다. 따라서 제어장치(30)의 처리를 간단하게 할 수 있다.
또, 충방전 유닛(50)은, 배터리(BA, BB) 중 축전용량이 큰 쪽[즉 배터리(BB)]에 접속된다. 따라서, 배터리(BB)에 충전된 전력을 사용하여 배터리(BA)를 충전하는 것이 가능하게 된다.
배터리(BA)를 충전하는 경우, 제어장치(30)는 승압 컨버터(12A, 12B)에 제어신호(PWCA, PWCB)를 각각 보낸다. 이에 의하여 IGBT 소자(Q1A, Q1B)가 온된다. 이 경우, IGBT 소자(Q1A, Q1B)에서는 손실이 발생하나, 배터리(BA)의 충전시간이 짧기 때문에, 전원회로 전체로서는 손실을 작게 할 수 있다.
또한, 실시형태 2와 마찬가지로 충방전 유닛(50)의 출력선(L1)의 접속지를 노드(N1)로부터 노드(N3)로 변경할 수 있도록 충방전 유닛(50)이 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 방법으로도 배터리(BA, BB)의 양쪽을 충전할 수 있다.
(실시형태 3의 제 1 변형예)
도 12는, 실시형태 3의 제 1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 10을 참조하여, 제 1 변형예에서는, 충방전 유닛(50)의 출력선 (L1)의 접속지를, 배터리(BA)의 양극과 배터리(BB)의 양극 중에서 선택하는 스위치(SW1)가 추가된다. 제 1 변형예의 경우, 제어장치(30)는 스위치(SW1)에 대하여 제어신호(SW1C)를 보내고, 스위치(SW1)를 제어한다. 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이의 제어 대신 스위치(SW1)의 제어를 행함으로써 배터리(BA, BB)의 양쪽을 충전할 수 있다. 따라서 이 변형예에 의하면 제어장치(30)의 처리부하를 대폭으로 증가하는 일 없이, 배터리(BA, BB)의 양쪽을 충전할 수 있다.
도 13은, 도 12에 나타내는 제어장치(30)의 충전처리를 설명하는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 처리는, 소정의 메인 루틴으로부터 일정시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 호출되어 실행된다.
도 13 및 도 12를 참조하여, 처리가 시작되면, 단계 S31에서는 제어장치(30)는, 전원장치(52)로부터 전원공급이 있는지의 여부를 판정한다. 단계 S31의 처리는 도 4의 단계 S1의 처리와 동일하다.
전원장치(52)로부터 전원공급이 있는 경우(단계 S31에서 YES), 처리는 단계 S32로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S31에서 NO), 처리는 단계 S31로 되돌아간다.
단계 S32에서, 제어장치(30)는, 스위치(SWl)를 배터리(BB)측에 접속한다. 이에 의하여 배터리(BB)가 충전된다.
단계 S33에서, 제어장치(30)는 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S33에서 YES),처리는 단계 S34로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S33에서 NO), 단계 S33의 처리가 반복하여 실행된다.
단계 S34에서, 제어장치(30)는 스위치(SW1)의 접속지를 배터리(BA)측으로 변 환한다.
다음에 단계 S35에서, 제어장치(30)는 제어신호(CT3A, CT3B)를 각각 시스템 메인 릴레이(SMR3A, 3B)로 보내고, 이들 시스템 메인 릴레이를 온시킨다. 이에 의하여 배터리(BA)가 충전된다.
단계 S36에서, 제어장치(30)는 배터리(BA)의 SOC가 소정값에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BA)의 SOC가 소정값에 도달하고 있지 않은 경우(단계 S36에서 NO), 단계 S36의 처리가 반복하여 실행된다. 배터리(BA)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S36에서 YES), 처리는 단계 S37로 진행한다.
단계 S37에서, 제어장치(30)는 제어신호(CT3A, CT3B)를 각각 시스템 메인 릴레이(SMR3A, SMR3B)로 보내고, 이들 시스템 메인 릴레이를 오프시킨다. 단계 S37의 처리가 종료되면 전체의 처리가 종료된다.
이와 같이 제 1 변형예에 의하면 제어장치(30)가 충방전 유닛(50)의 접속지를 변환하기 때문에 유저가 충전에 요하는 시간을 적게 하면서, 복수의 배터리를 충전할 수 있다.
(실시형태 3의 제 2 변형예)
도 14는 실시형태 3의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
도 14 및 도 12를 참조하여, 제 2 변형예에서는, 제 1 변형예에 포함되는 스위치(SW1) 대신 스위치(SW2)가 설치된다. 스위치(SW2)는 스위치(SW2A, SW2B)를 포함한다.
스위치(SW2A)는 충방전 유닛(50)의 출력선(L1)과 배터리(BA)의 양극과의 사 이의 접속 및 비접속을 선택하기 위한 스위치이다. 스위치(SW2B)는 충방전 유닛(50)의 출력선(L1)과 배터리(BB)의 양극과의 사이의 접속 및 비접속을 선택하기 위한 스위치이다.
제어장치(30)는, 스위치(SW2)에 대하여 제어신호(SW2C)를 보내고, 스위치(SW2A, SW2B)의 각각을 제어한다. 제어장치(30)는 스위치(SW2A, SW2B)를 독립으로 제어할 수 있다. 따라서, 스위치(SW2)에 의해 충방전 유닛(50)의 출력선(L1)을 배터리(BA, BB)의 양쪽의 양극에 접속할지의 여부를 변환하는 것이 가능해진다.
도 15는, 도 14에 나타내는 제어장치(30)의 충전처리를 설명하는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 처리는, 소정의 메인 루틴으로부터 일정시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 호출하여 실행된다.
도 15 및 도 14를 참조하여, 처리가 시작되면, 단계 S41에서는 제어장치(30)는, 전원장치(52)로부터 전원공급이 있는지의 여부를 판정한다. 단계 S41의 처리는 도 4의 단계 S1의 처리와 동일하다.
전원장치(52)로부터 전원공급이 있는 경우(단계 S41에서 YES), 처리는 단계 S42로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S41에서 NO), 처리는 단계 S41로 되돌아간다.
단계 S42에서, 제어장치(30)는 시스템 메인 릴레이를 온한다. 즉 제어장치(30)는, 시스템 메인 릴레이(SMR3A, SMR3B)에 대하여 제어신호(CT3A, CT3B)를 각각 보내고, 이들 시스템 메인 릴레이를 온시킨다.
단계 S43에서, 제어장치(30)는 제어신호(SW2C)를 스위치(SW2)에 보내고, 스 위치(SW2A, SW2B)를 모두 온하여 배터리(BA, BB)를 충전한다.
여기서, 배터리(BA)가 배터리(BB)보다 축전용량이 작기 때문에, 배터리(BA)의 SOC는 배터리(BB)의 SOC보다 먼저 소정값에 도달한다고 생각할 수 있다. 그래서, 단계 S44에서 제어장치(30)는 배터리(BA)의 SOC가 소정값에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BA)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S44에서 YES), 처리는 단계 S45로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S44에서 NO), 단계 S44의 처리가 반복하여 실행된다.
단계 S45에서, 제어장치(30)는 스위치(SW2A)[및 배터리(BA)측의 시스템 메인 릴레이(SMR3A)]를 오프시켜 배터리(BA)의 충전을 종료한다.
단계 S46에서, 제어장치(30)는 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 배터리(BB)의 SOC가 소정값에 도달한 경우(단계 S46에서 YES),처리는 단계 S47로 진행하고, 그렇지 않은 경우(단계 S46에서 NO), 단계 S46의 처리가 반복하여 실행된다.
단계 S47에서, 제어장치(30)는 스위치(SW2B) 및 배터리(BB)측의 시스템 메인 릴레이(SMR3B)를 오프시킨다. 이에 의하여 배터리(BB)의 충전이 종료된다. 단계 S47의 처리가 종료되면 전체의 처리가 종료된다.
이와 같이 변형예 2에 의하면, 배터리(BA, BB)를 동시에 충전하는 기간을 마련하는 것이 가능해지기 때문에, 배터리(BA, BB)의 충전에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다. 또, 배터리(BA, BB)에 각각 대응하여 스위치(SW2A, SW2B)가 설치되고, 또한 제어장치(30)가 스위치(SW2A, SW2B)를 독립으로 제어하기 때문에, 배터리(BB) 의 충전이 끝나기 보다도 먼저 배터리(BA)의 충전을 끝내게 할 수 있다. 이에 따라 배터리(BA)의 과충전을 방지할 수 있다. 배터리(BA)가 과충전이 되면 배터리(BA)의 수명이나 성능에 영향을 미칠 가능성이 있으나, 변형예 2에 의하면 그와 같은 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어장치(30)가 스위치(SW2A, SW2B)를 동시에 오프시켜 배터리(BA, BB)의 충전을 동시에 종료시켜도 된다.
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각해야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니고 청구범위에 의해 나타내고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (32)

  1. 외부 전원에 의해 충전되는 전원장치에 있어서,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되는 부하와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    상기 외부 전원으로부터 받는 전력을 상기 제 1 노드에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 3 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 상기 제 2 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원장치는,
    상기 제 1 축전장치와 상기 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와,
    상기 제 2 축전장치와 상기 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전시에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 차단상태 및 접속상태로 각각 설정하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 외부 전원은, 직류전원이고,
    상기 전력 전달부는, 상기 직류전원으로부터의 직류전압을 상기 제 1 노드에 전달하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 외부 전원은, 교류전원이고,
    상기 전력 전달부는,
    상기 교류전원으로부터 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 전력 전달부는, 상기 제 1 및 제 3 노드 중에서 접속지를 선택 가능하고,
    상기 제어부는, 상기 전력 전달부가 상기 제 3 노드에 접속되어 있는 경우에는, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하고, 또한 상기 제 1 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되어, 상기 전력 전달부의 접속지를 상기 제 1 및 상기 제 3 노드의 사이에서 변환하는 변환부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 작은 것을 특징으로 하는 전원장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전 종료 후에, 상기 제 1 접속부를 접속상태로 함과 동시에 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하고, 상기 제 2 축전장치에 축적된 전력을 상기 제 1 축전장치에 공급함으로써, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  9. 제 2항에 있어서
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하여, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 큰 것을 특징으로 하는 전원장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가지고,
    상기 제 1 접속부는, 상기 제 1 축전장치의 양극을 상기 제 1 노드에 접속하고,
    상기 제 2 접속부는, 상기 제 2 축전장치의 양극을 상기 제 3 노드에 접속하고,
    상기 전원장치는,
    접지선과,
    상기 접지선과 상기 제 1 축전장치의 음극을 접속하는 제 3 접속부와,
    상기 접지선과 상기 제 2 축전장치의 음극을 접속하는 제 4 접속부를 더 구비하고,
    상기 전력 전달부는,
    상기 제 1 노드에 접속되는 제 1 출력선과,
    상기 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 전력 전달부에는, 상기 외부 전원 대신, 상기 제 1 및 제 2 축전장치의 적어도 한쪽으로부터의 전력을 사용하는 외부 부하가 접속되고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 접속부 중 적어도 하나의 접속부를 접속상태로 설정하여, 상기 제 1 및 제 2 축전장치 중 상기 적어도 하나의 접속부에 대응하는 축전장치로부터의 전력을 상기 외부 부하에 공급하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  13. 외부 전원에 의하여 충전되는 전원장치에 있어서,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되고, 차량을 주행하는 모터를 구동하는 인버터와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    상기 제 1 축전장치와 상기 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와,
    상기 제 2 축전장치와 상기 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부와,
    상기 외부 전원으로부터의 전력을, 접속지인 제1 또는 제3 노드에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 전력 전달부의 상기 접속지를, 상기 제 1 및 제 3 노드 중 어느 하나로 변환 가능한 변환부와,
    상기 제 1 축전장치의 충전시 및 상기 제 2 축전장치의 충전시에 있어서 상기 변환부를 제어하고, 또한, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 모두 차단상태로 설정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  14. 외부 전원에 의하여 충전되는 전원장치에 있어서,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 그 양극이 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되는 부하와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 그 양극이 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    제 1 출력선과, 상기 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가지고, 상기 외부 전원으로부터 받는 전력을 접속지인 제1 및 제3 노드 중 적어도 어느 하나에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 제 1 출력선과 상기 제 1 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 1 변환부와,
    상기 제 1 출력선과 상기 제 3 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 2 변환부와,
    상기 제 1 및 제 2 변환부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 변환부를 모두 접속상태로 설정하여, 상기 제 1 및 제 2 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 크고,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전상태가 소정상태에 도달한 경우에는, 상기 제 2 변환부를 비접속상태로 설정하여, 상기 제 2 축전장치의 충전을 종료하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  16. 차량에 있어서,
    상기 차량의 외부에 설치된 외부 전원에 의해 충전되는 전원장치를 구비하고,
    상기 전원장치는,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되는 부하와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    상기 외부 전원으로부터 받는 전력을 상기 제 1 노드에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제 3 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 상기 제 2 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 전원장치는,
    상기 제 1 축전장치와 상기 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와,
    상기 제 2 축전장치와 상기 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전시에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 차단상태 및 접속상태로 각각 설정하는 것을 특징으로 하는 차량.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 외부 전원은, 직류전원이고,
    상기 전력 전달부는, 상기 직류전원으로부터의 직류전압을 상기 제 1 노드에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 외부 전원은, 교류전원이고,
    상기 전력 전달부는,
    상기 교류전원으로부터 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 변환회로를 가지는 것을 특징으로 하는 차량.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 전력 전달부는, 상기 제 1 및 제 3 노드 중에서 접속지를 선택 가능하고,
    상기 제어부는, 상기 전력 전달부가 상기 제 3 노드에 접속되어 있는 경우에는, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하고, 또한 상기 제 1 노드의 전압이 원하는 충전 전압이 되도록 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 전원장치는,
    상기 제어부에 의하여 제어되어, 상기 전력 전달부의 접속지를 상기 제 1 및 상기 제 3 노드 중 어느 하나로 변환하는 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 작은 것을 특징으로 하는 차량.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전 종료 후에, 상기 제 1 접속부를 접속상태로 함과 동시에 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하여, 상기 제 2 축전장치에 축적된 전력을 상기 제 1 축전장치에 공급함으로써, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량.
  24. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 접속부를 접속상태 및 차단상태로 각각 설정하여, 상기 제 1 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 큰 것을 특징으로 하는 차량.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 축전장치의 각각은, 양극 및 음극을 가지고,
    상기 제 1 접속부는, 상기 제 1 축전장치의 양극을 상기 제 1 노드에 접속하고,
    상기 제 2 접속부는, 상기 제 2 축전장치의 양극을 상기 제 3 노드에 접속하고,
    상기 전원장치는,
    접지선과,
    상기 접지선과 상기 제 1 축전장치의 음극을 접속하는 제 3 접속부와,
    상기 접지선과 상기 제 2 축전장치의 음극을 접속하는 제 4 접속부를 더 포함하고,
    상기 전력 전달부는,
    상기 제 1 노드에 접속되는 제 1 출력선과,
    상기 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가지는 것을 특징으로 하는 차량.
  27. 제 17항에 있어서,
    상기 전력 전달부에는, 상기 외부 전원 대신, 상기 제 1 및 제 2 축전장치 중 적어도 한쪽으로부터의 전력을 사용하는 외부 부하가 접속되고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 접속부 중 적어도 하나의 접속부를 접속상태로 설정하여, 상기 제 1 및 제 2 축전장치 중 상기 적어도 하나의 접속부에 대응하는 축전장치로부터의 전력을 상기 외부 부하에 공급하는 것을 특징으로 하는 차량.
  28. 차량에 있어서,
    상기 차량의 외부에 설치된 외부 전원에 의하여 충전되는 전원장치를 구비하고,
    상기 전원장치는,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되고, 차량을 주행하는 모터를 구동하는 인버터와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    상기 제 1 축전장치와 상기 제 1 노드와의 접속을 차단 가능한 제 1 접속부와,
    상기 제 2 축전장치와 상기 제 3 노드와의 접속을 차단 가능한 제 2 접속부와,
    상기 외부 전원으로부터의 전력을, 접속지인 제1 또는 제3 노드에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 전력 전달부의 상기 접속지를, 상기 제 1 및 제 3 노드 중 어느 하나로 변환 가능한 변환부와,
    상기 제 1 축전장치의 충전시 및 상기 제 2 축전장치의 충전시에 있어서 상기 변환부를 제어하고, 또한 상기 제 1 및 제 2 접속부를 모두 차단상태로 설정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  29. 차량에 있어서,
    상기 차량의 외부에 설치된 외부 전원에 의하여 충전되는 전원장치를 구비하고,
    상기 전원장치는,
    충방전 가능하고, 또한 제 1 노드에 그 양극이 접속되는 제 1 축전장치와,
    제 2 노드에 접속되는 부하와,
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 1 전압 변환부와,
    충방전 가능하고, 또한 제 3 노드에 그 양극이 접속되는 제 2 축전장치와,
    상기 제 3 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 변환하는 제 2 전압 변환부와,
    제 1 출력선과, 상기 제 1 축전장치의 음극에 접속되는 제 2 출력선을 가지고, 상기 외부 전원으로부터 받는 전력을 접속지인 제1 및 제3 노드 중 적어도 어느 하나에 전달하는 전력 전달부와,
    상기 제 1 출력선과 상기 제 1 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 1 변환부와,
    상기 제 1 출력선과 상기 제 3 노드와의 사이의 접속 및 비접속을 변환하는 제 2 변환부와,
    상기 제 1 및 제 2 변환부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 변환부를 모두 접속상태로 설정하여, 상기 제 1 및 제 2 축전장치를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 제 1 축전장치의 축전용량은, 상기 제 2 축전장치의 축전용량보다 크고,
    상기 제어부는, 상기 제 2 축전장치의 충전상태가 소정상태에 도달한 경우에는, 상기 제 2 변환부를 비접속상태로 설정하여, 상기 제 2 축전장치의 충전을 종료하는 것을 특징으로 하는 차량.
  31. 제 1항에 있어서,
    상기 부하는, 상기 제 2 노드의 전압을 변환하여, 차량을 주행시키는 모터에 공급하는 인버터를 포함하고,
    상기 제어부는, 제 2 축전장치의 충전시에 있어서, 상기 제 1 전압 변환부가 상기 제 1 노드의 전압을 승압하고, 또한 상기 제 2 전압 변환부가 상기 제 2 노드의 전압을 강압하도록, 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 한편, 상기 차량에 주행시에, 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 상호 변환하도록 상기 제 1 전압 변환부를 제어하고, 또한 상기 제 2 노드와 상기 제 3 노드와의 사이에서 전압을 상호 변환하도록 상기 제 2 전압 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  32. 제 16항에 있어서,
    상기 부하는, 상기 제 2 노드의 전압을 변환하여, 상기 차량을 주행시키는 모터에 공급하는 인버터를 포함하고,
    상기 제어부는, 제 2 축전장치의 충전시에 있어서, 상기 제 1 전압 변환부가 상기 제 1 노드의 전압을 승압하고, 또한 상기 제 2 전압 변환부가 상기 제 2 노드의 전압을 강압하도록, 상기 제 1 및 제 2 전압 변환부를 제어하는 한편, 상기 차량의 주행시에, 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드와의 사이에서 전압을 상호 변환하도록 상기 제 1 전압 변환부를 제어하고, 또한 상기 제 2 노드와 상기 제 3 노드와의 사이에서 전압을 상호 변환하도록 상기 제 2 전압 변환부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량.
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