WO2008041418A1

WO2008041418A1 - Power supply and vehicle having same

Info

Publication number: WO2008041418A1
Application number: PCT/JP2007/065683
Authority: WO
Inventors: Hiroki Sawada; Yoshinori Fujitake
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2008-04-10
Also published as: US8039987B2; EP2068431A1; BRPI0718370A2; BRPI0718370B1; JP4780195B2; EP2068431A4; RU2412514C2; RU2009116280A; EP2068431B1; US20100060080A1; CN101523709A; KR20090065542A; JPWO2008041418A1; CN101523709B; KR101066529B1

Description

明細書電源装置、および電源装置を備える車両技術分野

この発明は、電源装置、および電源装置を備える車両に関する。

背景技術

近年、電気自動車、燃料電池自動車、および、モータとエンジンとを併用するハイプリッド自動車等の環境にやさしい車両が注目されている。このような電源、装置を搭載する車両において、複数のバッテリを搭載することも検討されている。このような車両を検討するに際しては、複数のバッテリへの充電方法も検討する必要がある。複数のバッテリへの充電方法に関しては、従来から様々な技術が提案されている。

たとえば、特開平 9一 2 3 3 7 1 0号公報は、複数の蓄電池を個別に充電および放電させることが可能な充放電装置を開示する。この充放電装置は、交流電源を整流する充電用整流回路と、充電用整流回路に逆並列に接続されて、複数個に分割された蓄電池の電気量を交流電源に回生する回生用整流回路と、複数個の蓄電池にそれぞれ対応して設けられる複数の昇降圧コンバータとを備える。複数の昇降圧コンバータの各々は、蓄電池の充電時には降圧コンバータとして用いられ、蓄電池の放電時には昇圧コンバータとして用いられる。

特開平 9— 2 3 3 7 1 0号公報に記載された充放電装置の場合、充電用整流回路の出力電圧を蓄電池の端子間電圧よりも高くしなければ、蓄電池を充電することが困難になる。この問題を解決するためには、たとえば高い電圧を出力可能な電源装置を用いたり、交流電源と充電用整流回路との間に昇圧回路を設けたりする必要がある。

上記文献に記載の技術を用いて車両に搭載.される複数個の蓄電池を充電する場合には、たとえば高圧電源を用いたり、家庭用の商用電源と蓄電池との間に昇圧回路を接続したりすることが考えられる。しカゝしながら、これらの方法によれば、たとえば専用の充電装置を用意する必要がある。よって車両の部品点数が増えてしまう。また、充電装置の接続作業が生じるため、利用者の負担が増すことも想定される。

発明の開示

本発明の目的は、外部からの充電を容易に実行可能にする電源装置、および、その電源装置を備える車両を提供することである。

本発明は要約すれば、外部電源により充電される電源装置であって、充放電可能であり、力つ第 1のノードに接続される第 1の蓄電装置と、第 2のノードに接続される負荷と、第 1のノードと第 2のノードとの間で電圧を変換する第 1の電圧変換部と、充放電可能であり、かつ第 3のノードに接続される第 2の蓄電装置と、第 3のノードと第 2のノードとの間で電圧を変換する第 2の電圧変換部と、外部電源から受ける電力を第 1のノードに伝達する電力伝達部とを備える。

好ましくは、電源装置は、第 1の蓄電装置と第 1のノードとの接続を遮断可能な第 1の接続部と、第 2の蓄電装置と第 3のノードとの接続を遮断可能な第 2の接続部と、第 1および第 2の接続部と、第 1および第 2の電圧変換部とを制御する制御部とをさらに備える。制御部は、第 1および第 2の接続部を遮断状態および接続状態にそれぞれ設定し、かつ、第 3のノードの電圧が所望の充電電圧となるように第 1および第 2の電圧変換部を制御して、第 2の蓄電装置を充電する。より好ましくは、外部電源は、直流電源である。電力伝達部は、直流電源からの直流電圧を第 1のノードに伝達する。

より好ましくは、外部電源は、交流電源である。電力伝達部は、交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路を含む。

より好ましくは、電力伝達部は、第 1および第 3のノードの中から接続先を選択可能である。制御部は、電力伝達部が第 3のノードに接続されている場合には、第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定し、かつ、第 1のノードの電圧が所望の充電電圧となるように第 1および第 2の電圧変換部を制御して、第 1の蓄電装置を充電する。

さらに好ましくは、電源装置は、制御部により制御されて、電力伝達部の接続先を第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに備える。

より好ましくは、第 1の蓄電装置の蓄電容量は、第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい。

さらに好ましくは、制御部は、第 2の蓄電装置の充電終了後に、第 1の接続部を接続状態にするとともに第 1および第 2の電圧変換部を制御して、第 2の蓄電装置に蓄えられた電力を第 1の蓄電装置に供給することにより、第 1の蓄電装置を充電する。

より好ましくは、制御部は、第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定して、第 1の蓄電装置を充電する。

さらに好ましくは、第 1の蓄電装置の蓄電容量は、第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きレヽ。

さらに好ましくは、第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有する。第 1の接続部は、第 1の蓄電装置の正極を第 1のノードに接続する。第 2 の接続部は、第 2の蓄電装置の正極を第 3のノードに接続する。電源装置は、接地線と、接地線と第 1の蓄電装置の負極とを接続する第 3の接続部と、接地線と第 2の蓄電装置の負極とを接続する第 4の接続部とをさらに備える。電力伝達部は、第 1のノードに接続される第 1の出力線と、第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2の出力線とを含む。

より好ましくは、電力伝達部には、外部電源に代えて、第 1および第 2の蓄電装置の少なくとも一方からの電力を使用する外部負荷が接続される。制御部は、第 1および第 2の接続部の少なくとも一つの接続部を接続状態に設定して、第 1 および第 2の蓄電装置のうち少なくとも一つの接続部に対応する蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する。

好ましくは、電源装置は、電力伝達部の接続先を、第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに備える。

好ましくは、第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有する。第 1および第 2の蓄電装置の正極は、第 1および第 3のノードにそれぞれ接続される。電力伝達部は、第 1の出力線と、第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2 の出力線とを有する。電源装置は、第 1の出力線と第 1のノードとの間の接続および非接続を切換える第 1の切換部と、第 1の出力線と第 3のノードとの間の接続および非接続を切換える第 2の切換部と、第 1および第 2の切換部を制御する制御部とをさらに備える。制御部は、第 1および第 2の切換部をともに接続状態に設定して、第 1および第 2の蓄電装置を充電する。

より好ましくは、第 1の蓄電装置の蓄電容量は、第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きレ、。制御部は、第 2の蓄電装置の充電状態が所定状態に達した場合には、第 2の切換部を非接続状態に設定して、第 2の蓄電装置の充電を終了する。

本発明の他の局面に従うと、車両であって、車両の外部に設けられた外部電源により充電される電源装置を備える。電源装置は、充放電可能であり、かつ第 1 のノードに接続される第 1の蓄電装置と、第 2のノードに接続される負荷と、第 1のノードと第 2のノードとの間で電圧を変換する第 1の電圧変換部と、充放電可能であり、かつ第 3のノードに接続される第 2の蓄電装置と、第 3のノードと第 2のノードとの間で電圧を変換する第 2の電圧変換部と、外部電源から受ける電力を第 1のノードに伝達する電力伝達部とを含む。

好ましくは、電源装置は、第 1の蓄電装置と第 1のノードとの接続を遮断可能な第 1の接続部と、第 2の蓄電装置と第 3のノードとの接続を遮断可能な第 2の接続部と、第 1および第 2の接続部と、第 1および第 2の電圧変換部とを制御する制御部とをさらに含む。制御部は、第 1および第 2の接続部を遮断状態および接続状態にそれぞれ設定し、かつ、第 3のノードの電圧が所望の充電電圧となるように第 1および第 2の電圧変換部を制御して、第 2の蓄電装置を充電する。より好ましくは、外部電源は、直流電源である。電力伝達部は、直流電源からの ή流電圧を第 1のノードに伝達する。

より好ましくは、外部電源は、交流電源である。電力伝達部は、交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路を有する。

さらに好ましくは、電源装置は、制御部により制御されて、電力伝達部の接続先を第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに含む。より好ましくは、第 1の蓄電装置の蓄電容量は、第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい。

さらに好ましくは、第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有する。第 1の接続部は、第 1の蓄電装置の正極を第 1のノードに接続する。第 2 の接続部は、第 2の蓄電装置の正極を第 3のノードに接続する。電源装置は、接地線と、接地線と第 1の蓄電装置の負極とを接続する第 3の接続部と、接地線と第 2の蓄電装置の負極とを接続する第 4の接続部とをさらに含む。電力伝達部は、第 1のノードに接続される第 1の出力線と、第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2の出力線とを有する。

好ましくは、電源装置は、電力伝達部の接続先を、第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに含む。

好ましくは、第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有する。第 1および第 2の蓄電装置の正極は、第 1および第 3のノードにそれぞれ接続される。電力伝達部は、第 1の出力線と、第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2 の出力線とを有する。電源装置は、第 1の出力線と第 1のノードとの間の接続および非接続を切換える第 1の切換部と、第 1の出力線と第 3のノードとの間の接続および非接続を切換える第 2の切換部と、第 1および第 2の切換部を制御する制御部とをさらに含む。制御部は、第 1および第 2の切換部をともに接続状態に設定して、第 1および第 2の蓄電装置を充電する。

より好ましくは、第 1の蓄電装置の蓄電容量は、第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きい。制御部は、第 2の蓄電装置の充電状態が所定状態に達した場合には、第 2の切換部を非接続状態に設定して、第 2の蓄電装置の充電を終了する。

したがって、本発明によれば、部品点数の増加を防ぎつつ車両に電力を供給して、蓄電装置を充電することが可能になる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1の車両 1 0 0の主たる構成を示す図である。図 2は、図 1の制御装置 3 0の機能プロック図である。

図 3は、図 1の車両 1 0 0においてバッテリ B Bに充電が行なわれるときの状態を簡略化して示す図である。

図 4は、制御装置 3 0が実行するバッテリ B Bの充電処理を示すフローチヤ一トである。

図 5は、実施の形態 1の変形例を示す図である。

図 6は、実施の形態 2の電源装置において複数のバッテリ B A, B Bの両方に充電を行なうための方法を簡略化して示す図である。

図 7は、実施の形態 2の変形例を示す図である。

図 8は、図 7に示す制御装置 3 0が実行するバッテリ B A, B Bの充電処理を示すフローチヤ一トである。

図 9は、実施の形態 3の車両 1 0 O Aの主たる構成を示す図である。

図 1 0は、図 9の車両 1 0 O Aにおいてバッテリ B Bに充電が行なわれるときの状態を簡略化して示す図である。

図 1 1は、制御装置 3 0が実行するバッテリ B Bの充電処理を示すフローチヤートである。

図 1 2は、実施の形態 3の第 1の変形例を示す図である。

図 1 3は、図 1 2に示す制御装置 3 0の充電処理を説明するフローチヤ一トである。図 14は、実施の形態 3の第 2の変形例を示す図である。

図 15は、図 14に示す制御装置 30の充電処理を説明するフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

[実施の形態 1 ]

図 1は、本発明の実施の形態 1の車両 100の主たる構成を示す図である。なお車両 100は、モータとエンジンとを車両の駆動に併用するハイブリッド自動車であるが、本発明は、モータで車輪を駆動する電気自動車、燃料電池自動車等に対しても適用することができる。

図 1を参照して、車両 100は、ノくッテリ B A， B Bと、昇圧コンバータ 12 A, 12 Bと、平滑用コンデンサ C 1 A， C 1 B， C 2と、電圧センサ 13 , 2 1 A, 21 Bと、負荷回路 23と、エンジン 4と、モータジェネレータ MG 1， MG 2と、動力分割機構 3と、車輪 2と、制御装置 30とを含む。

車両 100は、さらに、電源ライン PL 1A， PL 1 B, PL 2と、接地ライン S Lと、バッテリ B Aの端子間の電圧 VB Aを検出する電圧センサ 1 OAと、バッテリ BBの端子間の電圧 VBBを検出する電圧センサ 10 Bとを含む。

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、リチゥムイオン電池等の二次電池を用いることができる。なお、図 1に示す構成では、ノくッテリ BBはバッテリ BB 1とバッテリ BB 2とを含むが、これらをまとめたバッテリでもよレヽ。

車両 100は、さらに、システムメインリレー SMR 1 A， SMR 2A, SM R3A, SMR 1 B, SMR 2 B, SMR 3 Bを含む。システムメインリレー S MR 1A〜SMR3A， S MR 1 B〜 S MR 3 Bは、制御装置 30から与えられる制御信号 CT 1 A〜CT 3 A, CT 1 B〜C T 3 Bにそれぞれ応じて接続状態 (オン状態） Z非接続状態（オフ状態）が制御される。

システムメインリレー SMR 2 Aは、ノくッテリ B Aの正極と電源ライン P L 1 Aとの間に接続される。システムメインリレー SMR 3 Aは、バッテリ BAの負極と接地ライン S Lとの間に接続される。システムメインリレー SMR 1 Aは、制限抵抗 R 1 Aと直列に接続される。システムメインリレー SMR 1 Aおよび制限抵抗 R 1 Aはバッテリ B Aの正極と電源ライン P L 1 Aとの間にシステムメインリレー SMR 2 Aと並列接続される。

システムメインリレー SMR2Bは、ノくッテリ BBの正極と電源ライン PL 1 Bとの間に接続される。システムメインリレー SMR 3 Bは、バッテリ BBの負極と接地ライン S Lとの間に接続される。システムメインリレー SMR 1 Bは、制限抵抗 R 1 Bと直列に接続される。システムメインリレー SMR 1 Bおよび制限抵抗 R 1 Bはバッテリ BBの正極と電源ライン PL 1 Bとの間にシステムメインリレー S MR 2 Bと並列接続される。

平滑用コンデンサ C 1 Aは、システムメインリレー SMR 1 A〜SMR 3 Aのオン時において、バッテリ B Aの端子間電圧を平滑化する。平滑用コンデンサ C 1 Aは、電源ライン P L 1 Aと接地ライン S L間に接続される。

電圧センサ 21 Aは、平滑用コンデンサ C 1 Aの両端間の電圧 VL Aを検知して制御装置 30に対して出力する。昇圧コンバータ 12Aは、平滑用コンデンサ C 1 Aの端子間電圧を昇圧する。電圧センサ 21 Bは、平滑用コンデンサ C 1 B の両端間の電圧 VLBを検知して制御装置 30に対して出力する。昇圧コンパ一タ 1 2 Bは、平滑用コンデンサ C 1 Bの端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサ C 2は、昇圧コンバータ 12 A， 12 Bによって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ 1 3は、平滑用コンデンサ C 2の端子間電圧である電圧 VHを検知して制御装置 30に出力する。

車両 100は、さらに、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に平滑用コンデンサ C 2と並列に接続される放電抵抗 R 2を含む。車両 100による電力変換動作の停止後には、放電抵抗 R 2により平滑用コンデンサ C 2の残留電荷が消費される。

負荷回路 23は、インバータ 14および 22を含む。インバータ 14は、昇圧コンバータ 12A、 12 Bから与えられる直流電圧を三相交流に変換してモータジェネレータ MG 1に出力する。負荷回路 23は、本発明における「負荷」に対応する。動力分割機構 3は、エンジン 4とモータジェネレータ MG 1， MG2に結合されて、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、プラネタリキヤリャ、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。この 3つの回転軸がエンジン 4、モータジェネレータ MG 1， MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。

なおモータジェネレータ MG 2の回転軸は、図示しない減速ギヤおよび差動ギャによって車輪 2に結合されている。また動力分割機構 3の内部にモータジエネレータ MG 2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。また、この減速機の減速比を切り替え可能に構成しても良い。

昇圧コンバータ 1 2 Aは、一方端が電源ライン PL 1 Aに接続されるリアクトル L 1 Aと、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列に接続される I G 8丁素子01 ， Q2Aと、 108丁素子<31八， Q 2 Aにそれぞれ並列に接続されるダイオード D 1A， D 2 Aとを含む。

リアクトルし 1 Aの他方端は I 08丁素子01 Aのエミッタおよび I GBT素子 Q 2 Aのコレクタに接続される。ダイォード D 1 Aのカソードは I GBT素子 Q 1 Aのコレクタと接続され、ダイォード D 1 Aのアノードは I 08丁素子<31 Aのエミッタと接続される。ダイォード D 2 Aのカソードは I GBT素子 Q 2 A のコレクタと接続され、ダイオード D 2 Aのアノードは I 08丁素子02八のェミッタと接続される。

昇圧コンバータ 12 Bは、一方端が電源ライン P L 1 Bに接続されるリアクトル L 1 Bと、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列に接続される I G 8丁素子(318, Q2Bと、 108丁素子(318， Q 2 Bにそれぞれ並列に接続されるダイオード D I B, D2Bとを含む。

リアクトルし 1 Bの他方端は I GBT素子 Q 1 Bのエミッタおよび I GBT素子 Q 2 Bのコレクタに接続される。ダイオード D 1 Bの力ソードは I GBT素子 Q 1 Bのコレクタと接続され、ダイォード D 1 Bのアノードは I GBT素子 Q 1 Bのエミッタと接続される。ダイォード D 2 Bのカソードは I &8丁素子(32 B のコレクタと接続され、ダイオード D 2 Bのアノードは I〇8丁素子028のェミッタと接続される。インバータ 14は、昇圧コンバータ 12 A, 1 2 B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 MG 1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 MG 1で発電された電力を昇圧コンバータ 1 2 Aまたは 1 2 Bに戻す。このとき昇圧コンバータ 12 Aまたは 12 B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。

インバータ 14は、 U相アーム 1 5と、 V相アーム 16と、 W相アーム 1 7とを含む。 U相アーム 15, V相アーム 16, および W相アーム 1 7は、電源ライン PL 2と接地ライン S Lとの間に並列に接続される。

U相アーム 15は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列接続された I GBT素子 Q3, Q4と、 108丁素子03, Q 4とそれぞれ並列に接続されるダイオード D 3， D4とを含む。ダイオード D3の力ソードは I GBT素子 Q 3のコレクタと接続され、ダイオード D 3のアノードは I 0 丁素子03のェミッタと接続される。ダイォード D 4のカソードは I 08丁素子04のコレクタと接続され、ダイオード D4のアノードは I GBT素子 Q4のェミッタと接続される。

V相アーム 16は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列接続された I GBT素子 Q5, Q6と、 10 丁素子<35， Q 6とそれぞれ並列に接続されるダイオード D 5， D 6とを含む。ダイオード D 5の力ソードは I GBT素子 Q 5のコレクタと接続され、ダイオード D 5のアノードは I GBT素子 Q 5のェミッタと接続される。ダイオード D 6の力ソードは I GBT素子 Q6のコレクタと接続され、ダイオード D 6のアノードは I GBT素子 Q 6のェミッタと接続される。

W相アーム 1 7は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lとの間に直列接続された I GBT素子 Q 7， Q8と、 1。8丁素子07， Q 8とそれぞれ並列に接続されるダイオード D 7, D 8とを含む。ダイオード D 7の力ソードは I GBT素子 Q 7のコレクタと接続され、ダイォード D 7のアノードは I GBT素子 Q 7のェミッタと接続される。ダイオード D 8の力ソードは I GBT素子 Q8のコレクタと接続され、ダイォード D 8のアノードは I GBT素子 Q 8のエミッタと接続される。

各相のアームの中間点は、モータジェネレータ MG 1の各相のコイルの一端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ MG 1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 I GBT素子 Q 3， Q4の接続ノードに接続される。また V相コイルの他方端が I GBT素子 Q 5， Q 6の接続ノードに接続される。また W相コイルの他方端が I GBT素子 Q 7， Q 8の接続ノードに接続される。

なお、以上の I GB T素子 Q 1 A, Q 2 A, Q 1 B, Q 2 B, Q3〜Q8に代えてパワー MOS FET等の他の電力スィツチング素子を用いても良い。

電流センサ 24は、モータジェネレータ MG 1に流れる電流をモータ電流値 M CRT 1として検出し、モータ電流値 MCRT 1を制御装置 30へ出力する。インバータ 22は、電源ライン P L 2と接地ライン S Lに接続されている。ィンバータ 22は、車輪 2を駆動するモータジェネレータ MG 2に対して昇圧コンバータ 1 2A， 12 Bの出力する直流電圧を三相交流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 MG 2において発電された電力を昇圧コンバータ 12 A， 12Bに戻す。このとき昇圧コンバータ 1 2 A, 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。なお、インバータ 22の内部の構成は、図示しないがインバータ 14と同様であり、詳細な説明は繰返さない。

制御装置 30は、トルク指令値 TR 1， TR2、モータ回転数 MRN 1， MR N2、電圧 VLA， VLB, VB A, VBB, VH、電流センサ 1 1が検知した電流 I Sの各値、モータ電流値 MCRT 1， MCRT 2および起動指示 I GON を受ける。そして制御装置 30は、昇圧コンバータ 1 2 A， 12Bに対して昇圧指示、降圧指示および動作禁止を指示する制御信号 PWCA, PWCBを出力する。

さらに、制御装置 30は、インバータ 14に対して、駆動指示 PWMI 1と回生指示 PWMC 1とを出力する。駆動指示 PWMI 1は、昇圧コンバータ 12 A, 12 Bの出力である直流電圧をモータジェネレータ MG 1を駆動するための交流電圧に変換させる指示である。また、回生指示 PWMC 1は、モータジエネレータ MG 1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 1 2A, 1 2 B側に戻すための指示である。

同様に制御装置 30は、インバータ 22に対して、駆動指示 PWMI 2と回生指示 PWMC 2とを出力する。駆動指示 PWMI 2は、モータジェネレータ MG 2を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換させる指示である。また回生指示 PWMC 2は、モータジェネレータ MG 2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， 12 B側に戻すための指示である。

車両 100は、さらに、充放電ュニット 40を含む。充放電ュニット 40は、変換回路 41と、端子 T l， Τ 2とを含む。ノくッテリ ΒΑ, ΒΒの充電時には端子 T l, Τ 2に交流電源 45が接続されて、端子 Τ 1， Τ 2間には AC 100V (AC 200 Vでもよレ、）の交流電圧が与えられる。

変換回路 41は端子 T l, T 2間の交流電圧を直流電圧に変換する。変換回路 41から出力される直流電圧は電源ライン PL 1 Aおよび接地ライン S Lの間に印加される。変換回路 41は、たとえば、ダイオードを用いた整流回路、あるいはィンバータ回路等により構成される。

なお、以下では変換回路 41はダイォードを用いた整流回路であるとして説明する。これにより以下の説明では変換回路 41を「整流素子 41」と称する。バッテリ BBの蓄電容量はバッテリ B Aの蓄電容量よりも大きい。つまり充放電ュニット 40はバッテリ BA， BBのうち蓄電容量の小さいほうに対応する昇圧コンバータ（昇圧コンバータ i 2A) に接続される。

図 1を参照しながら包括的に本実施の形態を説明すると、外部電源（交流電源 45) により充電される電源装置は、充放電可能なバッテリ BA， BBと、負荷回路 23と、バッテリ BAが接続されるノード N1と負荷回路 23が接続されるノード N2との間で電圧を変換する昇圧コンバータ 1 2 Aと、バッテリ BBが接続されるノード N 3とノード N 2との間で電圧を変換する昇圧コンバータ 1 2 B と、外部電源から受ける電力をノード N 1に伝達する充放電ュニット 40とを備える。

好ましくは、電源装置は、バッテリ B Aとノード N 1との接続を遮断可能なシステムメインリレー S MR 2 Aと、ノくッテリ BBとノード N 3との接続を遮断可能なシステムメインリレー SMR 2 Bと、システムメインリレー SMR 2 A， S MR 2 Bと昇圧コンバータ 1 2 A, 12 Bとを制御する制御装置 30とをさらに備える。制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 A， SMR 2 Bを遮断状態および接続状態にそれぞれ設定し、かつ、ノード N 3の電圧が所望の充電電圧となるようにシステムメインリレー SMR 2 A， SMR 2 Bを制御して、ノくッテリ BBを充電する。

より好ましくは、外部電源は、交流電源である。充放電ュニット 40は、交流電源 45から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路 41を含む。より好ましくは、充放電ュニット 40の端子 T 1， T 2には交流電源 45に代えて負荷 46を接続することができる。制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 A, S MR 2 Bの少なくとも一つを接続状態に設定して、バッテリ BA， BBのうち、少なくとも一つのシステムメインリレー（接続されたシステムメインリレー）に対応するバッテリからの電力を負荷 46に供給する。たとえば負荷 46は家電製品である。

図 2は、図 1の制御装置 30の機能ブロック図である。なお、この制御装置 3 0は、ソフトウエアでもハードウエアでも実現が可能である。

図 1，図 2を参照して、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 A， 12 Bを制御する昇圧コンバータ制御部 131と、モータジェネレータ MG 1を制御する M G 1用インバータ制御部 132と、モータジェネレータ MG 2を制御する MG 2 用インバータ制御部 1 33と、システムメインリレー SMR 1A， SMR 2 A, SMR 3 A, SMR 1 B, SMR 2 B, S MR 3 Bを制御するリレー制御部 13 4とを含む。

起動指示 I GONに応じて、昇圧コンバータ制御部 131は動作可能な状態となる。昇圧コンバータ制御部 1 3 1からは、昇圧指示，降圧指示を行なうための制御信号 PWCA， PWCBがそれぞれ図 1の昇圧コンバータ 12 A， 12Bに向けて出力される。また、 MG 1用インバータ制御部 132は、トルク指令値 T R 1とモータ回転数 MRN 1に基づいて、インバータ 14に対して駆動指示 PW Ml 1、回生指示 PWMC 1を出力する。また、 MG 2用インバータ制御部 1 3 3は、トルク指令値 TR 2とモータ回転数 MRN 2に基づいて、インバータ 22 に対して駆動指示 PWMI 2、回生指示 PWMC 2を出力する。

リレー制御部 134は、起動指示 I G ONに応じて制御信号 CT 1 A〜3 A， CT 1 B〜 3 Bを活性化させることによりシステムメインリレーをオンさせて、バッテリ BA， B Bをそれぞれ昇圧コンバータ 1 2 A， 12 Bに電気的に接続させる。

[バッテリへの充電処理]

図 3は、図 1の車両 100においてバッテリ BBに充電が行なわれるときの状態を簡略化して示す図である。

図 3を参照して、システムメインリレー SMR 2 B， SMR3Bは制御装置 3 0からの制御信号 CT 2 B， CT 3 Bにそれぞれ応じてオンする。

交流電源 45からの交流電圧は整流素子 41によって直流電圧に変換される。整流素子 41の出力電圧は昇圧コンバータ 1 2 Aに与えられる。制御装置 30は昇圧コンバータ 1 2 Aに制御信号 PWC Aを送り、昇圧コンバータ 12 Aを動作させる。これにより昇圧コンバータ 12 Aは入力電圧をバッテリ BBの充電電圧に昇圧する。

昇圧コンバータ 12 Aの出力電圧は昇圧コンバータ 12 Bに与えられる。制御装置 30は昇圧コンバータ 1 2 Bに制御信号 PWCBを送り、 I。8丁素子01 B, Q 2 Bをそれぞれオンおよびオフさせる。これにより、昇圧コンバータ 1 2 Bでは入力電圧にほぼ等しい出力電圧を出力する。

よって図 3の矢印に示す経路に沿って交流電源 45の電力がバッテリ BBに伝達され、バッテリ BBが充電される。なおインバータ 14, 22は停止している。図 4は、制御装置 30が実行するバッテリ BBの充電処理を示すフローチヤ一トである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。

図 4および図 1を参照して、処理が開始されると、ステップ S 1では制御装置 30は、交流電源 45からの電源供給があるかどうかを判定する。たとえば端子 T l, T 2に交流電源 45が接続されたり、ユーザがスィッチを操作して充電を指示したりすることにより、制御装置 30は電源供給があつたと判定する。交流電源 45からの電源供給がある場合（ステップ S 1において YE S) 、処理はステップ S 2に進み、そうでない場合（ステップ S 1において NO) 、処理はステップ S 1に戻る。

ステップ S 2において、制御装置 30は、電圧センサ 10 B， 21 Aの出力に基づいて電圧 VB Bが電圧 VLAよりも小さいか否かを判定する。電圧 VB Bが電圧 VL Aよりも小さい場合（ステップ S 2において YE S) 、処理はステップ S 3に進む。一方、電圧 VB Bが電圧 VLA以上の場合（ステップ S 2において NO) 、処理はステップ S 5に進む。

ステップ S 3において、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 A， 1 2Bを動作させる。昇圧コンバータ 1 2 Aは入力電圧をバッテリ BBの充電電圧に昇圧する。一方、昇圧コンバータ 12 Bでは I GBT素子 Q 1 B， Q 2 Bがそれぞれォンおよびオフする。これにより昇圧コンバータ 1 2 Bからバッテリ BBの電圧 V BBにほぼ等しい電圧が出力される。

次にステップ S 4において、制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 B, S MR 3 Bをオンさせる。これによりバッテリ BBの正極および負極は電源ライン PL 1 B (すなわちノード N 3) および接地ライン S Lにそれぞれ接続される。

ここで、制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 B, SMR 3Bを同時にオンさせてもよいし、システムメインリレー SMR 3 B, SMR 2 Bの順にオンさせてもよい。

またステップ S 4では、次のようにシステムメインリレーを制御することもできる。まず制御装置 30はシステムメインリレー SMR 1 B， SMR 3 Bをオンさせる。そして、所定の時間が経過した後にシステムメインリレー SMR 2 Bをオンさせ、システムメインリレー SMR 1 Bをオフさせる。

システムメインリレー SMR 1 B〜SMR 3 Bがすべてオフした状態からシステムメインリレー SMR 2 B， SMR 3 Bをオンさせると、システムメインリレ一 SMR 2B, SMR 3 Bに大電流が瞬間的に流れる可能性がある。システムメインリレー SMR 2 Bをオンさせる前にシステムメインリレー SMR 1 Bをオンさせた場合には、システムメインリレ一 SMR 1 B， SMR 3 Bに流れる電流を制限抵抗 R 1 Bにより制限することができる。このように大電流が流れる可能性を予め低くすることによってシステムメインリレーの溶着を防ぐことができる。一方、ステップ S 5では、制御装置 30は、ステップ S 4の処理と同様の処理を実行して、システムメインリレー SMR 2 B, SMR 3 Bをオンさせる。

ステップ S 6では、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 A， 12Bを動作させる。ステップ S 6において、制 ¾1装置 30はまず昇圧コンバータ 1 2 Aの I G 8丁素子01八， Q 2 Aをそれぞれオンおよびオフさせる。

充放電ユニット 40の出力電圧はノード N 1 (昇圧コンバータ 12 A) に与えられる。制御装置 30は昇圧コンバータ 1 2 Bを降圧回路として動作させる。これにより、昇圧コンバータ 12 Bの出力電圧をバッテリ 88の電圧 88にほぼ等しくすることができる。

ステップ S 4またはステップ S 6の処理が終了すると、ステップ S 7において、制御装置 30は、電圧センサ 10 Bが検出した電圧 VBBおよび電流センサ（図 1に示さず）が検出したバッテリ BBの電流値等に基づいて、バッテリ BBの S OC (State of Charge：充電状態）が所定値（たとえば 80%) に達したか否かを判定する。バッテリ BBの SOCが所定値に達した場合（ステップ S 7において YES) 、処理はステップ S 8に進み、そうでない場合（ステップ S 7において NO) 、ステップ S 7の処理が繰返して実行される。

ステップ S 8において、制御装置 30はシステムメインリレー SMR 2 B， S MR 3 Bをオフにする。なお制御装置 30はシステムメインリレー SMR 2 B, SMR 3 Bを同時にオフしてもよいし、システムメインリレー SMR 2 B， SM R 3 Bの順にオフにしてもよい。ステップ S 8の処理が終了すると全体の処理が終了する。

このように本実施の形態では、車両はモータジェネレータを駆動するために複数のバッテリと各バッテリに対応してバッテリ電圧を昇圧する昇圧コンバータとを用いた電源システムを備えている。この電源システムでは異なるバッテリ特性 (たとえば蓄電容量、あるいは出力電圧等）を有する複数のバッテリを接続することができる。本実施の形態ではこの昇圧コンバータを利用してバッテリを充電することができるので、わざわざトランス（あるいは昇圧回路）を内蔵する充放電ュニットを用意しなくてもよくなる。

ここで図 1を参照して、たとえばモータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点の間に外部からの交流電圧が入力され、かつ、制御装置 3 0が負荷回路 2 3および昇圧コンバータ 1 2 Bを制御することによりバッテリ B Bを充電する方法が考えられる。しかしながら、この場合、ごくわずかであっても、モータジエネレータ MG 1 , MG 2のコイルにおいて電力の損失が発生する。

また、モータジェネレータ MG 1， MG 2の中性点の間に交流電源（たとえば家庭用の商用電源）を直接接続してバッテリ B Bを充電しょうとした場合、バッテリ B Bに与えられる電圧がバッテリ B Bの充電に必要な電圧よりも低い可能性がある。この場合には、交流電源からの電圧を昇圧する昇圧回路が必要になる。一方、本実施の形態によれば、電源装置をモータジェネレータ MG 1 , MG 2 の中性点に接続しないので、バッテリの充電時にモータジェネレータ MG 1 , M G 2での損失が生じるのを防ぐことができる。これにより本実施の形態によれば高い充電効率を得ることを可能にする。

また、本実施の形態によれば、外部電源からの電圧を昇圧コンバータ 1 2 Aにより昇圧するため、外部電源からの電圧が低くてもバッテリ B Bを充電するのに必要な電圧を得ることが可能になる。

また本実施の形態によれば、充放電ユニットに昇圧回路ゃ充放電電流（電圧）を制御するための回路を搭載しなくてもよいため、車両の走行時に不要となる装置をわざわざ車両に搭載する必要が無くなる。よって、充電装置の部品点数を減らすことが可能になるとともに、車両の燃費を向上させることも可能になる。

[実施の形態 1の変形例]

図 5は、実施の形態 1の変形例を示す図である。

図 5および図 3を参照して、実施の形態 1の変形例では外部電源として直流電源 4 5 Aを用いる。直流電源 4 5 Aの種類は鉛蓄電池、太陽電池等様々なものを用いることができる。また、直流電源 4 5 Aの出力電圧の大きさは特に限定されない（出力電圧の大きさは、たとえば D C 1 2 Vでもよレ、）。

図 5に示す構成によれば、充放電ユニットは、直流電源 4 5 Aからの直流電圧をノード N 1に伝達する。これにより整流素子 4 1が不要になるため電源装置の部品点数をより少なくすることができる。

[実施の形態 2 ]

実施の形態 2では、複数のバッテリの各々に対して外部からの受電（および外部への電力供給）を可能にする。なお、実施の形態 2の車両 1 0 0の主たる構成は図 1に示される車両 1 0 0の構成と同様である。よって以下では図 3と同様の図、すなわち車両 1 0 0の構成を簡略化した図を用いながら実施の形態 2を説明する。また、以下では、複数のバッテリを充電する場合について説明するが、複数のバッテリから電力を取り出す場合も同様の処理が行なわれる。

図 6を参照して、充放電ュニット 4 0の接続先はノード N 1とソード N 3との間で接続先を選択可能である。よって実施の形態 2では、充放電ユニット 4 0の接続先をノード N 1からノード N 3に変えることができる。

実施の形態 2では、まず充放電ュニット 4 0をノード N 1と接地ライン Sしの間に接続してバッテリ B Bを充電する。次に図 6に示すように充放電ュニット 4 0をノード N 3と接地ライン S Lとの間に接続してバッテリ B Aを充電する。バッテリ B Aを充電する際には、制御装置 3 0は、システムメインリレー S M R 2 A, S MR 3 Aに制御信号 C T 2 A、 C T 3 Aをそれぞれ送り、システムメインリレー S MR 2 A, S MR 3 Aをオンさせる。そして、制御装置 3 0は昇圧コンバータ 1 2 Bを動作させる。これにより昇圧コンバータ 1 2 Bは充放電ュ- ット 4 0からの出力電圧をバッテリ B Aの充電電圧に昇圧する。さらに制御装置 3 0は昇圧コンバータ 1 2 Aを制御して、 1〇8丁素子0 1八， Q 2 Aをそれぞれオンおよびオフさせる。これにより交流電源 4 5の電力がバッテリ B Aに伝達されてバッテリ B Aが充電される。

実施の形態 2によれば、外部から与えられる電圧が複数のバッテリの各々の充電電圧と異なる場合（特に充電電圧より低い場合）でも昇圧コンバータ 1 2 A， 1 2 Bを動作させることによって、複数のバッテリをすベて充電できる。

[実施の形態 2の変形例]

図 7は、実施の形態 2の変形例を示す図である。図 7および図 6を参照して、実施の形態 2の変形例は、制御装置 30により制御されて、充放電ュニット 40の 2つの出力線のうちの一方の接続先をノード N 1， N 3の中から選択するスィツチ SWをさらに備える点で図 6に示す構成と異なる。スィッチ SWは制御装置 30からの制御信号 SWCにより制御される。なぉ充放電ュニット 40の他方の出力線は接地ライン S Lに接続される。

制御装置 30は、上記の出力線がノード N 1に接続されている場合には、システムメインリレー SMR 2 B (SMR3B) を接続状態に設定するとともに、昇圧コンバータ 12A, 1 2 Bを制御してノード N 3の電圧を所望の充電電圧に設定する。これによりバッテリ BBが充電される。この充電処理は実施の形態 1と同様である。

一方、図 7に示すように、制御装置 30は、上記の出力線がノード N 3に接続されている場合には、システムメインリレー SMR 2 A (SMR 3 A) を接続状態に設定するとともに、昇圧コンバータ 12 A, 1 2 Bを制御してノード N 1の電圧を所望の充電電圧に設定する。これによりバッテリ B Aが充電される。

図 8は、図 7に示す制御装置 30が実行するバッテリ BA, BBの充電処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。図 8および図 7を参照して、処理が開始されると、ステップ S 1 1では制御装置 30は交流電源 45から電源供給があるかどうかを判定する。ステップ S 1 1 での処理は図 4に示すステップ S 1の処理と同様である。

交流電源 45から電源供給がある場合（ステップ S I 1において YES) 、処理はステップ S 1 2に進み、そうでない場合（ステップ S I 1において NO) 、処理はステップ S 1 1に戻る。

ステップ S 1 2において、制御装置 30は、制御信号 SWCをスィッチ SWに送る。これによりスィッチ SWはバッテリ B A側に接続される。すなわち充放電ュニット 40の 2つの出力線はノード N 1と接地ライン S Lとの間に接続される。ステップ S 13において、制御装置 30はバッテリ BBを充電する。なおバッテリ BBの充電処理は図 4に示すステップ S 2〜S 8の処理と同様である。

次にステップ S 14において、制御装置 30は、スィッチ SWの接続先を切換える。これにより充放電ュニット 4 0の 2つの出力線はノード N 3と接地ライン S Lとの間に接続される。

続いてステップ S 1 5において、制御装置 3 0は、バッテリ B Bの充電時と同様の処理（図 4に示すステップ S 2〜S 8の処理と同様の処理）を行なってバッテリ B Aを充電する。ステップ S 1 5での処理を包括的に説明すると、制御装置 3 0は、システムメインリレー S MR 2 A， 3 に制御信号じ丁2 、 C T 3 A をそれぞれ送り、システムメインリレー S MR 2 A， 3 Aをオンさせる。そして、制御装置 3 0は昇圧コンバータ 1 2 Bを動作させて昇圧コンバータ 1 2 Bに入力される電圧（充放電ユニット 4 0からの出力電圧）を昇圧する。さらに制御装置 3 0は昇圧コンバータ 1 2 Aを制御して、 1〇8丁素子0 1八， Q 2 Aをそれぞれオンおよびオフさせる。昇圧コンバータ 1 2 Aは入力される電圧をほぼそのまま出力する。これによりバッテリ B Aが充電される。制御装置 3 0はバッテリ B Aの S O Cが所定値（たとえば 8 0 %) に達した場合には、システムメインリレ一システムメインリレー S MR 2 A, 3 Aをオフしてバッテリ B Aの充電を終了させる。

ステップ S 1 5の処理が終了すると、全体の処理が終了する。

この変形例では制御装置 3 0が充放電ュニット 4 0の接続先を切換えるので、ユーザが充電に要する手間を少なくしながら、複数のバッテリを充電することができる。特に図 3に示す電源装置の構成では、充放電ュニット 4 0の出力電圧がバッテリ B Aの充電電圧より低い場合にはバッテリ B Aを充電できない。しかし、この変形例ではこのような場合であっても複数のバッテリを充電できる。

さらに他の変形例では、スィツチ S Wを用いずに複数のバッテリを充電する。この例における車両の主要部の構成は図 1に示す構成と同様になる。

この変形例では制御装置 3 0は、まず図 4に示すフローチャートに従ってバッテリ B Bを充電する。ただしステップ S 7における所定値を、バッテリ B B， B Aの両方の充電が完了したときの目標値（たとえば 8 0 %) よりも大きく設定する（たとえば 8 5 %) 。

制御装置 3 0は、バッテリ B Bの充電の終了後に、システムメインリレー S M R 2 Aを接続状態にするとともに、昇圧コンバータ 1 2 A, 1 2 Bを制御してバッテリ BBに蓄えられた電力をバッテリ B Aに供給する。

ノくッテリ BBがバッテリ B Aよりも蓄電容量が大きいため、所定値を目標値より少し高く設定すれば、バッテリ B Aの S O Cを目標値とするに十分な電力をバッテリ BBからバッテリ B Aに与えることができる。

この変形例によれば、図 7のスィッチ SWがなくともバッテリ BBからバッテリ B Aに電力を供給することでバッテリ BA， BBをともに所定の充電状態に設定できる。特に、外部電源からの電力によりバッテリ BBが充電され、ノくッテリ BAには外部電源から充電が行なわれないので、電源回路全体としては外部電源より充電可能な容量を大きくすることができる。

[実施の形態 3]

図 9は、実施の形態 3の車両 10 OAの主たる構成を示す図である。

図 9および図 1を参照して、車両 10 OAは、充放電ユニット 40に代えて、充放電ュニット 50を含む点で車両 100と異なる。

充放電ユニット 50は、電源ライン P L 1 Bに接続される出力線 L 1と、バッテリ BBの負極に接続される出力線 L 2とを備える。

充放電ユニット 50は、電源装置 52に接続される端子 T 1 , T2を含む。なお、電源装置 52は直流電源でも交流電源でもよい。また、充放電ュニット 50 は昇圧回路を含んで構成される。また、充放電ユニット 50にバッテリ BBの充電電圧に等しい電圧が入力されてもよい。このため電源装置 52の出力電圧は特に限定されない。

また、実施の形態 1 , 2と同様に充放電ュニット 50には電源装置 52に代えて負荷 46が接続され、バッテリ BBの電力により負荷 46を駆動してもよい。図 10は、図 9の車両 10 OAにおいてバッテリ BBに充電が行なわれるときの状態を簡略化して示す図である。

図 10を参照して、制御装置 30は、制御信号 CT 2 Bをシステムメインリレ一 SMR2Bに送り、システムメインリレー SMR 2 Bをオンさせる。電源装置 52からの電圧は充放電ュニット 50によりバッテリ BBの充電電圧に変換される。これによりバッテリ BBが充電される。なおこのときシステムメインリレー SMR 2 Aはオフ状態である。すなわち制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 B, S MR 2 Aを接続状態および遮断状態にそれぞれ設定して、バッテリ BBを充電する。

図 1 1は、制御装置 30が実行するバッテリ BBの充電処理を示すフローチヤートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。

図 1 1および図 10を参照して、処理が開始されると、ステップ S 21では制御装置 30は、外部電源から電源供給があるかどうかを判定する。ステップ S 2 1の処理は図 4のステップ S 1の処理と同様である。

外部電源から電源供給がある場合（ステップ S 21において YES) 、処理はステップ S 22に進み、そうでない場合（ステップ S 21において NO) 、処理はステップ S 21に戻る。

ステップ S 22において、制御装置 30は、システムメインリレー SMR 2 B をオンさせる。なお制御装置 30はシステムメインリレー SMR 1 Bをオンさせて、所定の時間が経過した後にシステムメインリレー SMR 2 Bをオンさせるとともにシステムメインリレー SMR 1 Bをオフさせてもよい。ステップ S 22の処理が実行されるとバッテリ BBが充電される。

ステップ S 23において、制御装置 30はバッテリ B Bの SO Cが所定値に達したか否かを判定する。バッテリ BBの SO Cが所定値に達した場合（ステップ S 23において YES) 、処理はステップ S 24に進み、そうでない場合（ステップ S 23において NO) 、ステップ S 23の処理が繰返して実行される。ステップ S 24において、制御装置 30はシステムメインリレー SMR 2 Bをオフにする。ステップ S 24の処理が終了すると全体の処理が終了する。

実施の形態 3においては、昇圧コンバータ 12 A， 12 Bを介さずにバッテリ BBを充電することができる。実施の形態 1, 2では昇圧コンバータ 1 2 A， 1 2 Bを動作させるため、わずかであっても I GBT素子のオン状態での電力の損失、あるいは I GBT素子のスイッチングに伴う電力の損失が発生する。これに対し、実施の形態 3では昇圧コンバータ 12 A， 12 Bを動作させずにバッテリ BBを充電できるため、これらの損失が生じるのを防ぐことができる。よって、実施の形態 1 , 2に比べて充電時の損失を少なくすることが可能になる。また、実施の形態 3では制御装置 30がシステムメインリレー SMR 2 Bを制御するだけでバッテリ BBを充電できる。よって制御装置 30の処理を簡単にすることができる。

また、充放電ユニット 50は、バッテリ BA， BBのうち蓄電容量の大きいほう（すなわちバッテリ BB) に接続される。よって、バッテリ BBに充電された電力を用いてバッテリ B Aを充電することが可能になる。

バッテリ B Aを充電する場合、制御装置 30は昇圧コンバータ 12 A， 12 B に制御信号 PWCA， PWCBをそれぞれ送る。これにより I GBT素子 Q 1 A, Q 1 Bがオンする。この場合、 108丁素子01八， Q 1 Bでは損失が発生するものの、バッテリ B Aの充電時間が短いため、電源回路全体としては損失を小さくすることができる。

なお、実施の形態 2と同様に充放電ュニット 50の出力線 L 1の接続先をノード N 1からノード N 3に変更できるように充放電ュニット 50が構成されていてもよい。このような方法でもバッテリ BA， BBの両方を充電することができる。

[実施の形態 3の第 1の変形例]

図 12は、実施の形態 3の第 1の変形例を示す図である。

図 12および図 10を参照して、第 1の変形例では、充放電ュニット 50の出力線 L 1の接続先を、バッテリ B Aの正極とバッテリ BBの正極との中から選択するスィッチ SW1が追加される。第 1の変形例の場合、制御装置 30はスイツチ SW1に対して制御信号 SW1 Cを送り、スィッチ SW1を制御する。制御装置 30はシステムメインリレーの制御に代えてスィツチ SW1の制御を行なうことでバッテリ BA, BBの両方を充電できる。よってこの変形例によれば制御装置 30の処理負荷を大幅に増やすことなくバッテリ BA, BBの両方を充電できる。

図 13は、図 12に示す制御装置 30の充電処理を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。

図 13および図 1 2を参照して、処理が開始されると、ステップ S 31では制御装置 30は、電源装置 52から電源供給があるかどうかを判定する。ステップ S 31の処理は図 4のステップ S 1の処理と同様である。

電源装置 52から電源供給がある場合（ステップ S 31において YE S) 、処理はステップ S 32に進み、そうでない場合（ステップ S 31において NO) 、処理はステップ S 31に戻る。

ステップ S 32において、制御装置 30は、スィッチ SW1をバッテリ BB側に接続する。これによりバッテリ BBが充電される。

ステップ S 33において、制御装置 30はバッテリ B Bの SO Cが所定値に達したか否かを判定する。バッテリ BBの SOCが所定値に達した場合（ステップ S 33において YES) 、処理はステップ S 34に進み、そうでない場合（ステップ S 33において NO) 、ステップ S 33の処理が繰返して実行される。ステップ S 34において、制御装置 30はスィツチ SW1の接続先をバッテリ B A側に切換える。

次にステップ S 35において、制御装置 30は制御信号 CT 3 A， CT3Bをそれぞれシステムメインリレー SMR 3 A, 3Bに送り、これらのシステムメインリレーをオンさせる。これによりバッテリ B Aが充電される。

ステップ S 36において、制御装置 30はバッテリ B Aの SO Cが所定値に達したか否かを判定する。バッテリ B Aの SOCが所定値に達していない場合（ステツプ S 36において NO) 、ステップ S 36の処理が繰返して実行される。バッテリ BAの SOCが所定値に達した場合（ステップ S 36において YE S) 、処理はステップ S 37に進む。

ステップ S 37において、制御装置 30は制御信号 CT 3 A, CT3 Bをそれぞれシステムメインリレー SMR 3 A， SMR 3 Bに送り、これらのシステムメインリレーをオフさせる。ステップ S 37の処理が終了すると全体の処理が終了する。

このように第 1の変形例によれば制御装置 30が充放電ュニット 50の接続先を切換えるので、ユーザが充電に要する手間を少なくしながら、複数のバッテリを充電することができる。

[実施の形態 3の第 2の変形例]

図 14は、実施の形態 3の第 2の変形例を示す図である。図 14および図 1 2を参照して、第 2の変形例では、第 1の変形例に含まれるスィッチ SW1に代えてスィツチ SW2が設けられる。スィッチ SW2はスィッチ SW2A, SW2Bを含む。

スィツチ SW2 Aは充放電ュニット 50の出力線 L 1とバッテリ B Aの正極との間の接続および非接続を選択するためのスィッチである。スィッチ SW2Bは充放電ュニット 50の出力線 L 1とバッテリ BBの正極との間の接続および非接続を選択するためのスィツチである。

制御装置 30は、スィッチ SW2に対して制御信号 SW2Cを送り、スィッチ SW2 A, SW2 Bの各々を制御する。制御装置 30はスィッチ SW2 A， SW 2 Bを独立に制御することができる。したがって、スィッチ SW2により充放電ュニット 50の出力線 L 1をバッテリ BA， BBの両方の正極に接続するか否かを切換えることが可能になる。

図 15は、図 14に示す制御装置 30の充電処理を説明するフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。

図 15および図 14を参照して、処理が開始されると、ステップ S 41では制御装置 30は、電源装置 52から電源供給があるかどうかを判定する。ステップ S 41の処理は図 4のステップ S 1の処理と同様である。

電源装置 52から電源供給がある場合（ステップ S 41において YE S) 、処理はステップ S 42に進み、そうでない場合（ステップ S 41において NO) 、処理はステップ S 41に戻る。

ステップ S 42において、制御装置 30はシステムメインリレーをオンする。すなわち制御装置 30は、システムメインリレー SMR 3 A， S MR 3 Bに対して制御信号 CT 3A, CT 3Bをそれぞれ送り、これらのシステムメインリレーをオンさせる。

ステップ S 43において、制御装置 30は制御信号 SW2 Cをスィツチ SW2 に送り、スィッチ SW2 A， SW2 Bをともにオンしてバッテリ BA， B Bを充電する。

ここで、バッテリ BAがバッテリ BBより蓄電容量が小さいため、ノくッテリ B Aの SO Cはバッテリ BBの SOCより先に所定値に達すると考えられる。そこで、ステップ S 44において制御装置 30はバッテリ B Aの SO Cが所定値に達したか否かを判定する。バッテリ B Aの SOCが所定値に達した場合（ステップ S 44において YES) 、処理はステップ S 45に進み、そうでない場合（ステップ S 44において NO) 、ステップ S 44の処理が繰返して実行される。

ステップ S 45において、制御装置 30はスィッチ SW2 A (およびバッテリ B A側のシステムメインリレー SMR 3 A) をオフさせてバッテリ B Aの充電を終了する。

ステップ S 46において、制御装置 30はバッテリ B Bの SO Cが所定値に達したか否かを判定する。バッテリ BBの SOCが所定値に達した場合（ステップ S 46において YES) 、処理はステップ S 47に進み、そうでない場合（ステップ S 46において NO) 、ステップ S 46の処理が繰返して実行される。

ステップ S 47において、制御装置 30はスィツチ SW2 Bおよびバッテリ B B側のシステムメインリレー SMR 3 Bをオフさせる。これによりバッテリ BB の充電が終了する。ステップ S 47の処理が終了すると全体の処理が終了する。このように変形例 2によれば、バッテリ BA， BBを同時に充電する期間を設けることが可能になるので、バッテリ BA, BBの充電に要する時間を短くすることができる。また、ノくッテリ BA, B Bにそれぞれ対応してスィッチ SW2A, SW2Bが設けられ、かつ制御装置 30がスィッチ SW2 A, SW2Bを独立に制御するので、バッテリ BBの充電が終わるよりも先にバッテリ B Aの充電を終わらせることができる。これによりバッテリ BAの過充電を防ぐことができる。バッテリ B Aが過充電になるとバッテリ B Aの寿命や性能に影響を及ぼす可能性があるが、変形例 2によればそのような問題が生じるのを防ぐことができる。なお、制御装置 30がスィッチ SW2 A, SW2 Bを同時にオフさせてバッテリ BA, BBの充電を同時に終了させてもよい。

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。

Claims

請求の範囲

1 . 外部電源により充電される電源装置であって、

充放電可能であり、かつ第 1のノードに接続される第 1の蓄電装置と、第 2のノードに接続される負荷と、

前記第 1のノードと前記第 2のノードとの間で電圧を変換する第 1の電圧変換部と、

充放電可能であり、かつ第 3のノードに接続される第 2の蓄電装置と、前記第 3のノードと前記第 2のノードとの間で電圧を変換する第 2の電圧変換部と、

前記外部電源から受ける電力を前記第 1のノードに伝達する電力伝達部とを備える、電源装置。

2 . 前記電源装置は、

前記第 1の蓄電装置と前記第 1のノードとの接続を遮断可能な第 1の接続部と、前記第 2の蓄電装置と前記第 3のノードとの接続を遮断可能な第 2の接続部と、前記第 1および第 2の接続部と、前記第 1および第 2の電圧変換部とを制御する制御部とをさらに備え、

前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部を遮断状態および接続状態にそれぞれ設定し、かつ、前記第 3のノードの電圧が所望の充電電圧となるように前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 2の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1項に記載の電源装置。

3 . 前記外部電源は、直流電源であり、

前記電力伝達部は、前記直流電源からの直流電圧を前記第 1のノードに伝達する、請求の範囲第 2項に記載の電源装置。

4 . 前記外部電源は、交流電源であり、

前記電力伝達部は、

前記交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路を含む、請求の範囲第 2項に記載の電源装置。

5 . 前記電力伝達部は、前記第 1および第 3のノードの中から接続先を選択可能であり、

前記制御部は、前記電力伝達部が前記第 3のノードに接続されている場合には、前記第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定し、かつ、前記第 1のノードの電圧が所望の充電電圧となるように前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 2項に記載の電源装置。

6 . 前記制御部により制御されて、前記電力伝達部の接続先を前記第 1および前記第 3のノードの間で切換える切換部をさらに備える、請求の範囲第 5項に記載の電源装置。

7 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい、請求の範囲第 2項に記載の電源装置。

8 . 前記制御部は、前記第 2の蓄電装置の充電終了後に、前記第 1の接続部を接続状態にするとともに前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 2 の蓄電装置に蓄えられた電力を前記第 1の蓄電装置に供給することにより、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 7項に記載の電源装置。

9 . 前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定して、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 2項に記載の電源装置。

1 0 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きい、請求の範囲第 9項に記載の電源装置。

1 1 . 前記第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有し、前記第 1の接続部は、前記第 1の蓄電装置の正極を前記第 1のノードに接続し、前記第 2の接続部は、前記第 2の蓄電装置の正極を前記第 3のノードに接続し、前記電源装置は、

接地線と、

前記接地線と前記第 1の蓄電装置の負極とを接続する第 3の接続部と、前記接地線と前記第 2の蓄電装置の負極とを接続する第 4の接続部とをさらに備え、

前記電力伝達部は、前記第 1のノードに接続される第 1の出力線と、

前記第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2の出力線とを含む、請求の範囲第 1 0項に記載の電源装置。

1 2 . 前記電力伝達部には、前記外部電源に代えて、前記第 1および第 2の蓄電装置の少なくとも一方からの電力を使用する外部負荷が接続され、

前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部の少なくとも一つの接続部を接続状態に設定して、前記第 1および第 2の蓄電装置のうち前記少なくとも一つの接続部に対応する蓄電装置からの電力を前記外部負荷に供給する、請求の範囲第 2 項に記載の電源装置。

1 3 . 前記電力伝達部の接続先を、前記第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに備える、請求の範囲第 1項に記載の電源装置。

1 4 . 前記第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有し、前記第 1および第 2の蓄電装置の正極は、前記第 1および第 3のノードにそれぞれ接続され、

前記電力伝達部は、

第 1の出力線と、

前記第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2の出力線とを有し、

前記電源装置は、

前記第 1の出力線と前記第 1のノードとの間の接続および非接続を切換える第 1の切換部と、

前記第 1の出力線と前記第 3のノードとの間の接続および非接続を切換える第 2の切換部と、

前記第 1および第 2の切換部を制御する制御部とをさらに備え、

前記制御部は、前記第 1および第 2の切換部をともに接続状態に設定して、前記第 1および第 2の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1項に記載の電源装置。

1 5 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりち大さく、

前記制御部は、前記第 2の蓄電装置の充電状態が所定状態に達した場合には、前記第 2の切換部を非接続状態に設定して、前記第 2の蓄電装置の充電を終了する、請求の範囲第 1 4項に記載の電源装置。

1 6 . 車両であって、

前記車両の外部に設けられた外部電源により充電される電源装置を備え、前記電源装置は、

前記外部電源から受ける電力を前記第 1のノードに伝達する電力伝達部とを含む、車両

1 7 . 前記電源装置は、

前記第 1の蓄電装置と前記第 1のノードとの接続を遮断可能な第 1の接続部と、前記第 2の蓄電装置と前記第 3のノードとの接続を遮断可能な第 2の接続部と、前記第 1および第 2の接続部と、前記第 1および第 2の電圧変換部とを制御する制御部とをさらに含み、

前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部を遮断状態および接続状態にそれぞれ設定し、かつ、前記第 3のノードの電圧が所望の充電電圧となるように前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 2の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1 6項に記載の車両。

1 8 . 前記外部電源は、直流電源であり、

前記電力伝達部は、前記直流電源からの直流電圧を前記第 1のノードに伝達する、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

1 9 . 前記外部電源は、交流電源であり、

前記電力伝達部は、

前記交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路を有する、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

2 0 . 前記電力伝達部は、前記第 1および第 3のノードの中から接続先を選択可能であり、

前記制御部は、前記電力伝達部が前記第 3のノードに接続されている場合には、前記第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定し、かつ、前記第 1のノードの電圧が所望の充電電圧となるように前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

2 1 . 前記電源装置は、

前記制御部により制御されて、前記電力伝達部の接続先を前記第 1および前記第 3のノードの間で切換える切換部をさらに含む、請求の範囲第 2 0項に記載の車両。

2 2 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも小さい、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

2 3 . 前記制御部は、前記第 2の蓄電装置の充電終了後に、前記第 1の接続部を接続状態にするとともに前記第 1および第 2の電圧変換部を制御して、前記第 2の蓄電装置に蓄えられた電力を前記第 1の蓄電装置に供給することにより、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 2 2項に記載の車両。

2 4 . 前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部を接続状態および遮断状態にそれぞれ設定して、前記第 1の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

2 5 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きい、請求の範囲第 2 4項に記載の車両。

2 6 . 前記第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有し、前記第 1の接続部は、前記第 1の蓄電装置の正極を前記第 1のノードに接続し、前記第 2の接続部は、前記第 2の蓄電装置の正極を前記第 3のノードに接続し、前記電源装置は、

接地線と、

前記接地線と前記第 1の蓄電装置の負極とを接続する第 3の接続部と、前記接地線と前記第 2の蓄電装置の負極とを接続する第 4の接続部とをさらに含み、

前記電力伝達部は、

前記第 1のノードに接続される第 1の出力線と、

前記第 1の蓄電装置の負極に接続される第 2の出力線とを有する、請求の範囲第 2 5項に記載の車两。

2 7 . 前記電力伝達部には、前記外部電源に代えて、前記第 1および第 2の蓄電装置の少なぐとも一方からの電力を使用する外部負荷が接続され、

前記制御部は、前記第 1および第 2の接続部の少なくとも一つの接続部を接続状態に設定して、前記第 1および第 2の蓄電装置のうち前記少なくとも一つの接続部に対応する蓄電装置からの電力を前記外部負荷に供給する、請求の範囲第 1 7項に記載の車両。

2 8 . 前記電源装置は、

前記電力伝達部の接続先を、前記第 1および第 3のノードの間で切換える切換部をさらに含む、請求の範囲第 1 6項に記載の車両。

2 9 . 前記第 1および第 2の蓄電装置の各々は、正極および負極を有し、前記第 1および第 2の蓄電装置の正極は、前記第 1および第 3のノードにそれぞれ接続され、

前記電力伝達部は、

第 1の出力線と、

前記電源装置は、

前記第 1および第 2の切換部を制御する制御部とをさらに含み、

前記制御部は、前記第 1および第 2の切換部をともに接続状態に設定して、前記第 1および第 2の蓄電装置を充電する、請求の範囲第 1 6項に記載の電源装置。

3 0 . 前記第 1の蓄電装置の蓄電容量は、前記第 2の蓄電装置の蓄電容量よりも大きく、

前記制御部は、前記第 2の蓄電装置の充電状態が所定状態に達した場合には、前記第 2の切換部を非接続状態に設定して、前記第 2の蓄電装置の充電を終了する、請求の範囲第 2 9項に記載の車両。