WO2008081983A1

WO2008081983A1 - 車両の電源装置および車両

Info

Publication number: WO2008081983A1
Application number: PCT/JP2007/075390
Authority: WO
Inventors: Masayuki Komatsu
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-01-04
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2008-07-10
Also published as: US8004109B2; EP2104199B1; BRPI0720745A2; CN101573849B; EP2104199A1; BRPI0720745B1; US20100038962A1; KR20090094165A; JP2008167620A; EP2104199A4; KR101011074B1; JP4513812B2; RU2414036C1; CN101573849A

Abstract

　車両の電源装置は、主蓄電装置であるバッテリ（ＢＡ）と、モータジェネレータ（ＭＧ２）を駆動するインバータ（２２）に給電を行なう給電ライン（ＰＬ２）と、バッテリ（ＢＡ）と給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、電圧変換を行なう昇圧コンバータ（１２Ａ）と、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリ（ＢＢ１，ＢＢ２）と、複数の副蓄電装置と給電ライン（ＰＬ２）との間に設けられ、電圧変換を行なう昇圧コンバータ（１２Ｂ）とを備える。昇圧コンバータ（１２Ｂ）は、複数の副蓄電装置のうちのいずれか１つに選択的に接続されて電圧変換を行なう。

Description

明細書車両の電源装置および車両技術分野

この発明は、車両の電源装置および車両に関し、特に、主蓄電装置と複数の副蓄電装置とを搭載する車両の電源装置および車両に関する。背景技術

近年、環境にやさしい車両として、電気自動車、ハイプリッド自動車および燃料電池自動車等が開発され、実用化されている。これらの車両には、モータとそれを駆動するための電源装置が搭載されている。

特開 2 0 0 3— 2 0 9 9 6 9号公報には、車両の電動牽引モータの電源制御システムが開示されている。このシステムは、電動牽引モータに調整済みの電力を提供する少なくとも 1つのインバータと、それぞれが電池と昇降圧 D CZD Cコンバータとを有し且つ並列に配線され、少なくとも 1つのインバータに直流電力を提供する複数の電源ステージと、複数の電源ステージの電池を均等に充放電させて複数の電源ステージが少なくとも 1つのインバータへの出力電圧を維持するよう複数の電源ステージを制御するコントローラとを備える。

電気自動車では、 1回の充電で走行可能な距離が長いことが望まれる。内燃機関と蓄電池おょぴモータを搭載するハイプリッド自動車でも、外部から蓄電池に充電可能にする構成を採用する場合には、同様に内燃機関を使わずに走行可能な距離が 1回の充電あたり長いことが望まれる。

1回の充電で走行可能な距離を長くするためには、車両に搭載する電池のエネルギー量を増やす必要がある。このエネルギー量を増やす方法として、 1 ) 電池セルあたりのエネルギー容量を増やす、 2 ) 搭載電池セル数を増やす、という方法がある。

しかし上記 1 ) の方法は、電池セルのケースの強度等に鑑み上限があるので所望の容量を確保するのが困難である。一方、上記 2 ) の方法では、直列または並列にセル数を増やすことが考えられる。

直列で電池セル数を増やすのは、電圧が高くなる。しかし、電気負荷であるィンバータゃモ一タの耐圧があるので、直列つなぎで電池セル数を増やすのはこの耐圧による上限で限界がある。一方、電池セルを並列つなぎにすれば、必要な容量は確保できるが、電力調整装置無しで並列接続すると、一部の電池のみが劣化し、持っている電池の性能を使い切れない。

また、電池ごとに電力調整装置を設けた特開 2 0 0 3— 2 0 9 9 6 9号公報に記載されるような電源制御システムでは、構成が複雑で装置のコストも増大する。また、電源を切替えて使用する場合には各電源に電流容量の大きいリレーを設ける必要があり、構成が複雑となるし、切替え時に工夫が必要となる。発明の開示

この発明の目的は、装置の要素の数を抑制しつつ、蓄電可能なエネルギー量を増やした車両の電源装置および車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、主蓄電装置と、モータを駆動するィンバータに給電を行なう給電ラインと、主蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第 1の電圧変換器と、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置と、複数の副蓄電装置と給電ラインとの間に設けられ、電圧変換を行なう第 2の電圧変換器とを備える。

好ましくは、第 2の電圧変換器は、複数の副蓄電装置のうちのいずれか 1つに選択的に接続されて電圧変換を行なう。

好ましくは、車両の電源装置は、主蓄電装置と第 1の電圧変換器との間に設けられ、電気的な接続の開閉を行なう第 1の接続部と、複数の副蓄電装置と第 2の電圧変換器との間に設けられ、電気的な接続の開閉を行なう第 2の接続部とをさらに備える。第 2の接続部は、複数の副蓄電装置のうちのいずれか 1つを選択的に第 2の電圧変換器に接続する接続状態と、複数の副蓄電装置のうちのいずれにも第 2の電圧変換器を接続しない非接続状態とに制御される。

より好ましくは、第 1の接続部は、主蓄電装置と第 1の電圧変換器との間に接続される第 1のリレーと、直列接続された第 2のリレーおよび制限抵抗とを含む。直列接続された第 2のリレーおよび制限抵抗は、第 1のリレーと並列に接続される。第 2の接続部は、複数の副蓄電装置のうちの第 1の副蓄電装置と第 2の電圧変換器との間に接続される第 3のリレーと、複数の副蓄電装置のうちの第 2の副蓄電装置と第 2の電圧変換器との間に接続される第 4のリレーとを含む。

さらに好ましくは、第 1〜第 4のリレーは、対応の蓄電装置の同じ極性の一方電極側に設けられる。主蓄電装置および複数の副蓄電装置の各他方電極は、共通ノードに接続され、各他方電極は、一方電極と逆の極性を有する。車両の電源装置は、共通ノードと第 1、第 2の電圧変換器との間に設けられる第 5のリレーをさらに備える。

さらに好ましくは、車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器の制御を行なレ、、第 1〜第 4のリレーの開閉制御を行なう制御部をさらに備える。制御部は、第 1、第 2のリレーの少なくとも一方を導通させ、かつ第 1の電圧変換器によつて給電ラインの電圧を第 1の副蓄電装置の電圧に変換した後に、第 3のリレーを導通させる。

さらに好ましくは、車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器の制御を行なレ、、第 1〜第 4のリレーの開閉制御を行なう制御部をさらに備える。制御部は、第 3のリレーを導通状態から非導通状態に変化させる場合に、第 1の副蓄電装置と給電ラインとの間の電力授受が零になるように第 1、第 2の電圧変換器を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、第 1、第 2の電圧変換器およびインバータのいずれかを作動させて給電ラインの電圧を第 1の副蓄電装置の電圧よりも高くしてから第 2の電圧変換器の動作を停止させ、第 1の副蓄電装置と給電ラインとの間の電力授受を零にする。

さらに好ましくは、車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器の制御を行ない、第 1〜第 4のリレーの開閉制御を行なう制御部をさらに備える。制御部は、第 3のリレーを非導通状態にした後に、第 1の電圧変換器を作動させて給電ラインの電圧を第 2の副蓄電装置の電圧に調圧してから第 4のリレーを導通させる。好ましくは、複数の副蓄電装置のうちの第 1の副蓄電装置と主蓄電装置とは、給電ラインに接続される電気負荷に許容された最大パワーを出力可能である。好ましくは、車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器の制御を行第 1〜第 4のリレーの開閉制御を行なう単一の制御部をさらに備える。制御部は、前記ィンバータの制御をさらに行なう。

この発明は、他の局面では、上記いずれかの車両の電源装置を搭載する車両である。

この発明によれば、車両に搭載する装置の要素の数を抑制しつつ、蓄電可能なエネルギー量を増やすことができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に係る車両 1の主たる構成を示す図である。図 2は、図 1のインバータ 1 4および 2 2の詳細な構成を示す回路図である。図 3は、図 1の昇圧コンバータ 1 2 Αおよび 1 2 Bの詳細な構成を示す回路図である。

図 4は、図 1に示した車両 1の変形例である車両 1 0 0の構成を示した図である。

図 5は、制御装置 3 0が電¾ システム起動時に行なう制御を説明するためのフローチャートである。

図 6は、図 5のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の一例を示す動作波形図である。

図 7は、図 5のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の他の一例を示す動作波形図である。

図 8は、制御装置 3 0が副蓄電装置であるバッテリ B B 1の切離しを行なう制御を説明するためのフローチヤ一トである。

図 9は、制御装置 3 0が副蓄電装置を切替える制御を説明するためのフローチヤートである。

図 1 0は、図 9のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の一例を示す動作波形図である。

図 1 1は、図 9のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の他の一例を示す動作波形図である。発明を実施するための最良の形態

以下、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。

図 1は、本発明の実施の形態に係る車両 1の主たる構成を示す図である。

図 1を参照して、車両 1は、蓄電装置であるバッテリ BA， BB 1 , BB 2と、接続部 39 A, 39 Bと、昇圧コンバータ 12 A， 12 Bと、平滑用コンデンサ C 1 , C 2, CHと、電圧センサ 10 A， 10B 1, 10B 2, 13， 21 A, 2 I Bと、インバータ 14， 22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。

本実施の形態に示される車両の電源装置は、主蓄電装置であるバッテリ B Aと、モータジェネレータ MG 2を駆動するインバータ 22に給電を行なう給電ライン PL 2と、主蓄電装置（BA) と給電ライン PL 2との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である昇圧コンバータ 12Aと、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置であるバッテリ BB 1， BB 2と、複数の副蓄電装置（BB 1, BB 2) と給電ライン PL 2との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である昇圧コンバータ 12 Bとを備える。

電圧変換器 (12 B) は、複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれか 1つに選択的に接続されて電圧変換を行なう。

副蓄電装置（BB 1または BB 1の一方）と主蓄電装置（BA) とは、たとえば、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（22ぉょび]^：0 2) に許容された最大パワーを出力可能であるように蓄電可能容量が設定される。これによりエンジンを使用しない EV (Electric Vehicle) 走行において最大パヮ一の走行が可能である。副蓄電装置の蓄電状態が悪化したら、副蓄電装置を交換してさらに走行させればよい。そして副蓄電装置の電力が消費されてしまったら、主蓄電装置に加えてエンジンを使用することによって、副蓄電装置を使用しないでも最大パワーの走行を可能とすることができる。

また、このような構成とすることにより、昇圧コンバータ 1 2 Bを複数の副蓄電装置で兼用するので、昇圧コンバータの数を蓄電装置の数ほど増やさなくて良くなる。 EV走行距離をさらに伸ばすには、バッテリ BB 1， BB 2に並列にさらにバッテリを追加すればよい。

好ましくは、この車両に搭載される蓄電装置は外部から充電が可能である。このために、車両 1は、さらに、たとえば AC 100Vの商用電源 8に接続するためのバッテリ充電装置（6) を含む。バッテリ充電装置（6) は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータ MG 1， MG 2のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や昇圧コンバータ 12 A, 1 2Bを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

平滑用コンデンサ C 1は、電源ライン PL 1 Aと接地ライン SL 2間に接続される。電圧センサ 21Aは、平滑用コンデンサ C 1の両端間の電圧 VL Aを検出して制御装置 30に対して出力する。昇圧コンバータ 1 2Aは、平滑用コンデンサ C 1の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサ C 2は、電源ライン P L 1 Bと接地ライン S L 2間に接続される。電圧センサ 21 Bは、平滑用コンデンサ C 2の両端間の電圧 VLBを検出して制御装置 30に対して出力する。昇圧コンバータ 1 2Bは、平滑用コンデンサ C 2の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサ CH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 CHの端子間電圧 VH を検知して制御装置 30に出力する。

インバータ 14は、昇圧コンバータ 12Bまたは 12 Aから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 1に出力する。インバータ 22は、昇圧コンバータ 12 Bまたは 12 Aから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 2に出力する。

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。遊星歯車機構は、 3つの回転軸のうち 2つの回転軸の回転が定まれば、他の 1つの回転軸の回転は強制的に定まる。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， MG 2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や差動ギヤによって車輪 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 M G 2の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

接続部 39Aは、パッテリ BAの正極と電源ライン PL 1 Aとの間に接続されるシステムメインリレー SMR 2と、システムメインリレー SMR 2と並列接続される直列に接続されたシステムメインリレー SMR 1および制限抵抗 Rと、ノッテリ B Aの負極（接地ライン SL 1) とノード N 2との間に接続されるシステムメインリレー SMR 3とを含む。

システムメインリレー SMR 1〜SMR 3は、制御装置 30から与えられる制御信号 CONT l〜CONT 3にそれぞれ応じて導通/非導通状態が制御される。電圧センサ 1 OAは、バッテリ BAの端子間の電圧 VBAを測定する。図示しないが、電圧センサ 1 OAとともにバッテリ B Aの充電状態を監視するために、バッテリ B Aに流れる電流を検知する電流センサが設けられている。バッテリ B Aとしては、たとえば、鉛蓄電池、エッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることがでさる。

接続部 39 Bは、電源ライン PL 1 Bおよび接地ライン S L 2とバッテリ BB 1、 BB 2との間に設けられている。接続部 39 Bは、バッテリ BB 1の正極と電源ライン PL 1 Bとの間に接続されるリレー SR 1と、バッテリ BB 1の負極と接地ライン S L 2との間に接続されるリレー SR 1 Gと、バッテリ BB 2の正極と電源ライン PL 1 Bとの間に接続されるリレー SR 2と、バッテリ BB 2の負極と接地ライン S L 2との間に接続されるリレー SR 2Gとを含む。リレー S R 1 , SR 2は、制御装置 30から与えられる制御信号 CONT4, CONT 5 にそれぞれ応じて導通 Z非導通状態が制御される。リレー S R 1 G， S R 2 Gは、制御装置 30から与えられる制御信号 CONT 6， CONT 7にそれぞれ応じて導通 Z非導通状態が制御される。接地ライン SL 2は、後に説明するように昇圧コンバータ 1 2 A， 12 Bの中を通ってィンバータ 14および 22側に延びている。電圧センサ 10 B 1は、パッテリ B B 1の端子間の電圧 VB B 1を測定する。電圧センサ 10 B 2は、バッテリ B B 2の端子間の電圧 V BB 2を測定する。図示しないが、電圧センサ 10 B 1， 10 B 2とともにバッテリ B B 1， BB 2の充電状態を監視するために、各パッテリに流れる電流を検知する電流センサが設けられている。バッテリ BB 1, BB 2としては、たとえば、鉛蓄電池、 -ッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

インバータ 14は、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2に接続されている。インバータ 14は、昇圧コンバータ 12 Aおよび 12 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および 1 2Bに戻す。このとき昇圧コンバータ 1 2 Aおよび 12 Bは、降圧回路として動作するように制御装置 30によつて制御される。

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ィ直 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、インバータ 14と並列的に、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2に接続されている。インバータ 22は車輪 2を駆動するモータジエネレータ MG 2に対して昇圧コンバータ 12 Aおよび 12 Bの出力する直流電圧を三相交流電圧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 1 2 Aおよび 1 2Bに戻す。このとき昇圧コンバータ 12 Aおよび 12 Bは、降圧回路として動作するように制御装置 30によつて制御される。

電流センサ 25は、モータジェネレータ MG 2に流れる電流をモータ電流値 M CRT 2として検出し、モータ電流値 MCRT 2を制御装置 30へ出力する。制御装置 30は、モータジェネレータ] V1G 1， MG 2の各トルク指令値および回転速度、電圧 VBA， VBB 1, VBB 2, VLA, VLB, VHの各値、モータ電流値 MCRT 1， MCRT 2および起動信号 I GONを受ける。そして制御装置 30は、昇圧コンバータ 1 2 Bに対して畀圧指示を行なう制御信号 PWU B , 降圧指示を行なう制御信号 P WD Bおよび動作禁止を指示するシャットダゥン信号を出力する。

さらに、制御装置 30は、インバータ 14に対して昇圧コンバータ 12 A， 1 2 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する駆動指示を行なう制御信号 PWMI 1と、モータジェネレータ M G 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 12 A, 1 2 B 側に戻す回生指示を行なう制御信号 PWMC 1とを出力する。

同様に制御装置 30は、インバータ 22に対して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する駆動指示を行なう制御信号 P WM 1 2と、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 1 2 A, 12 B側に戻す回生指示を行なう制御信号 P WMC 2とを出力する。

図 2は、図 1のインバータ 14および 22の詳細な構成を示す回路図である。図 1、図 2を参照して、インバータ 14は、 U相アーム 15と、 V相アーム 1 6と、 W相アーム 17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、給電ライン PL 2と接地ライン SL 2との間に並列に接続される。

U相アーム 1 5は、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2との間に直列接続された I GBT素子 Q3， Q4と、 108丁素子<33， Q 4とそれぞれ並列に接続されるダイオード D 3, D 4とを含む。ダイオード D 3の力ソードは I GBT素子 Q 3のコレクタと接続され、ダイォード D 3のアノードは I G B T素子 Q 3のエ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 D 4のアノードは I 0 丁素子04のェミッタと接続される。

V相アーム 16は、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2との間に直列接続された I GBT素子 Q5， Q6と、 108丁素子05， 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 Q5のエ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 08丁素子06のェミッタと接続される。

W相アーム 1 7は、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2との間に直列接続された I GBT素子 Q7， Q8と、 108丁素子<37， 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 Q7のコレクタと接続され、ダイオード D 7のアノードは I GBT素子 Q 7のエミッタと接続される。ダイオード D 8の力ソードは I 08丁素子<38のコレクタと接続され、ダイオード D 8のアノードは I 08丁素子 8のェミッタと接続される。

各相アームの中間点は、モータジェネレータ MG 1の各相コイルの各相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， Q 4の接続ノードから引出されたライン UL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の接続ノードから引出されたライン VL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の接続ノードから引出されたライン WLに接続される。

なお、図 1のインバータ 22についても、モータジェネレータ MG 2に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ 14と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図 2には、インバータに制御信号 PWMI， P WMCが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図 1に示されるように、別々の制御信号 PWMI 1, PWMC 1と制御信号 PWMI 2， PWMC 2がそれぞれィンバータ 14， 22に入力される。図 3は、図 1の昇圧コンバータ 12 Aおよび 12 Bの詳細な構成を示す回路図である。

図 1、図 3を参照して、昇圧コンバータ 12 Aは、一方端が電源ライン PL 1

Aに接続されるリァクトル!： 1と、給電ライン P L 2と接地ライン S L 2との間に直列に接続される I GBT素子 Q 1， Q2と、 108丁素子<31, Q 2にそれぞれ並列に接続されるダイオード D 1， D 2とを含む。

リァクトル L 1の他方端は I 08丁素子01のェミッタおよび I &8丁素子(3 2のコレクタに接続される。ダイオード D 1の力ソードは I 08丁素子(31のコレクタと接続され、ダイオード D 1のアノードは I 08丁素子<31のェミッタと接続される。ダイオード D 2の力ソードは I GBT素子 Q 2のコレクタと接続され、ダイォード D 2のアノードは I GBT素子 Q 2のエミッタと接続される。なお、図 1の昇圧コンバータ 12 Bについても、電¾¾ライン P L 1 Aに代えて電源ライン PL 1 Bに接続される点が昇圧コンバータ 1 2 Aと異なるが、内部の回路構成については昇圧コンバータ 1 2 Aと同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図 3には、昇圧コンバータに制御信号 PWU， PWDが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図 1に示されるように、別々の制御信号 PWUA， PWDAと制御信号 PWUB, PWDB がそれぞれ昇圧コンバータ 12A, 12 Bに入力される。

図 4は、図 1に示した車両 1の変形例である車両 1 00の構成を示した図である。

図 4を参照して、車両 100は、蓄電装置であるバッテリ BA， BB 1, BB 2と、接続部 40A, 40 Bと、システムメインリレー SMR 3と、昇圧コンパータ 12A, 12 Bと、平滑用コンデンサ C 1， C 2, CHと、電圧センサ 10 A, 10B 1， 10 B 2, 13, 21 A, 21 Bと、インバータ 14， 22と、エンジン 4と、モータジェネレータ MG1， MG2と、動力分割機構 3と、車輪 2と、制御装置 30とを含む。すなわち、接続部 39 A， 39 Bに代えて接続部 4 OA, 40 Bを含み、ノッテリ B A, BB 1, B B 2に共用される負極側のシステムメインリレー S MR 3が接続部 4 OAとは別に設けられる点が、車両 10 0と車両 1との異なる点である。

接続部 40 Aは、バッテリ B Aの正極と電源ライン P L 1 Aとの間に接続されるシステムメインリレ一 SMR 2と、システムメインリレー SMR 2と並列接続される直列に接続されたシステムメインリレー SMR 1および制限抵抗 Rとを含む。バッテリ B Aの負極は接地ライン S L 1に接続されている。

接続部 40 Bは、電源ライン PL 1 Bとバッテリ BB 1、 BB 2の正極との間に設けられている。接続部 40 Bは、バッテリ BB 1の正極と電源ライン PL 1 Bとの間に接続されるリレー SR 1と、バッテリ BB 2の正極と電源ライン P L W

1 Bとの間に接続されるリレー S R 2とを含む。リレー S R 1 , S R 2は、制御装置 3 0から与えられる制御信号 C O N T 4， C O N T 5にそれぞれ応じて導通 /非導通状態が制御される。バッテリ B B 1， B B 2の負極は、ともに接地ライン S L 1に接続されている。

図 4では、図 1と異なり、システムメインリレー S MR 3は、主蓄電装置であるバッテリ B Aの負極からの経路と副蓄電装置であるバッテリ B B 1， B B 2の各負極からの経路が合流するノード N 1と接地ライン S L 2との間に接続される。つまり、主蓄電装置の負極をシステムから切離すリレーと副蓄電装置の負極をシステムから切離すリレーを 1つのシステムメインリレー S MR 3で兼用することによって、リレーの数を減らすことができる。

なお、車両 1 0 0の他の部分の構成および動作は、図 1の車両 1と同様であるのでここでは説明は繰返さない。

図 5は、制御装置 3 0が電源システム起動時に行なう制御を説明するための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経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。図 6は、図 5のフローチヤ一トに基づいて動作が行なわれた場合の一例を示す動作波形図である。この動作波形図は、バッテリ B Aの電源電圧 V B Aよりもバッテリ B B 1の電源電圧 V B B 1のほうが高いようなバッテリ組合せおよび充電状態の場合に実行される例を示したものである。

なお、以降の動作説明は、図 4の車両 1 0 0に搭載される電源装置に関して行なう力図 1の車両 1に搭載される電源装置であっても、たとえばリレー S R 1 G , S R 2 Gをシステムメインリレー S MR 3と同時に接続および開放を行なうことによって、同様な動作が実現可能である。

図 5 , 図 6を参照して、まずステップ S 1において起動信号 I Gが O F F状態から O N状態に変化したことが検出される。したがって、時刻 t lまでは、ステップ S 1において起動信号の立上りが検出されないので、ステップ S 1 6に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。

時刻 t 1において起動信号 I Gが O N状態に活性化されると、これを制御装置 3 0はステップ S 1で検出し、処理をステップ S 2に進める。ステップ S 2では、制御装置 30は、制御信号 CONT 3、 CONT 1を変化させて、システムメインリレー S MR 3を非導通状態から導通状態に変化させ、そしてシステムメインリレー SMR 1を非導通状態から導通状態に変化させる。これに応じて、時刻 t 2においてシステムメインリレー SMR 1、 SMR 3がともに導通する。

すると、制限抵抗 Rを介してバッテリ B Aから電源ライン P L 1 Aに電流が供給される。システム起動前には、コンデンサ CHは通常は放電されているので電圧 VHはゼロであることが多い。そこで昇圧コンバータ 12Aの内部のダイォード D 1には順方向の電流が流れ時刻 t 2〜時刻 t 3においてコンデンサ CHに次第に充電がされることにより電圧 VHがバッテリ B Aの電源電圧 V B Aまで上昇する。制限抵抗 Rを介してコンデンサ CHをプリチャージするのは、過大な突入電流によりシステムメインリレーが溶着してしまうのを避けるためである。ステップ S 3では、制御装置 30は、電圧センサ 1 3を用いて電圧 VHを観測し、パッテリ電圧 VB A付近まで上昇したか否かを判断する。たとえばこの判断は 1 VH— VBA Iが所定のしきい値より小さくなったかどうかで判断しても良い。ステップ S 3においてまだ電圧 VHの上昇が足らず、コンデンサ CHのプリチャージが完了していないと判断された場合には、再びステップ S 3の処理が実行され電圧が上昇するまで時間待ちを行なう。なお、このようなステップ S 3の判断に代えて、コンデンサ CHのプリチャージに要する最大の時間の時間待ちを行なう処理を行なっても良い。

ステップ S 3においてコンデンサ C Hのプリチヤ一ジが完了した場合には、ステツプ S 4に処理が進む。ステップ S 4では、制御装置 30は、時刻 t 3に示されるように、システムメインリレ一 SMR 2の状態を非導通状態から導通状態に変更し、そしてシステムメインリレー S MR 1の状態を導通状態から非導通状態に変更する。これによつて、昇圧コンバータ 12 Aには、制限抵抗 Rを介さずにバッテリ BAから電流が供給可能となる。

ステップ S 4のリレーの切替えが終了すると、ステップ S 5において、電圧 V Hよりもバッテリ BB 1の電圧 VBB 1が高いか否かが判断される。なお、このステップ S 5の判断は、ノッテリ BB 1とバッテリ B Aの充電状態の管理ゃバッテリ BB 1とバッテリ B Aの各々に用いるバッテリ種類、バッテリセル数の選択の結果、必ず VB B 1 >VB Aであることがわかっている場合には省略しても良レ、。

図 6に示す例は VBB 1 >VB Aの場合であるので、ステップ S 5からステツプ S 6に処理が進む。なお、 VB B 1く VB Aの場合については後に図 7を用いて説明する。ステップ S 6では、昇圧コンバータ 1 2 Bの上アームつまり図 3の I GBT素子 Q 1が ON状態に設定される。これにより、時刻 t 4〜t 5においてコンデンサ C 2にも充電が行なわれ電圧 V L Bが電圧 VHと同じ程度まで上昇する。

その後、ステップ S 7において制御装置 30は、電圧 VHの目標電圧を電圧 V BB 1に設定して昇圧コンバータ 1 2 Aの昇圧動作を開始させる。このとき昇圧コンバータ 12Aにおいては、昇圧動作が行なわれるようにデューティー比が設定され、 1 &8丁素子01， Q 2のスイッチングが行なわれる。その結果時刻 t 5〜 t 6において電圧 VHが電圧 VB B 1に向けて昇圧され、これに追従して電圧 VLBも電圧 VBB 1に向けて上昇する。

続いてステップ S 8では、電圧 VLBが電圧 VBB 1に等しくなつたか否かが判断される。この判断は、たとえば I VLB— VBB 1 Iが所定のしきい値以下であるか否かを判断すればよい。

ステップ S 8において、電圧 VLBの上昇が不足してまだ電圧 VBB 1に到達しない場合にはステップ S 7に処理が戻り昇圧動作が継続される。

一方、電圧 VLBが電圧 VBB 1にほぼ等しくなれば、リレー SR 1を接続したときに過大な突入電流が流れることはない。したがって、制御装置 30は、電圧 VLBを電圧 VBB 1付近まで上昇させ、ステップ S 8からステップ S 9に処理を進め、時刻 t 6に示すように昇圧コンバータ 12 Aの昇圧動作を停止させる。その後ステップ S 10において、時刻 t 7に示すように昇圧コンバータ 1 2 B の上アームを〇N状態から OFF状態に戻し、ステップ S 14において、時刻 t 8に示すようにリレー SR Iを導通させる。そして、ステップ S 15において時刻 t 9に示すように起動完了を示す R e a d yランプを点灯させる。

続いて、ステップ S 5において、電圧 VHが電圧 VBB 1より高かった場合について説明する。この場合は、ステップ S 5からステップ S 1 1に処理が進められる。

図 7は、図 5のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の他の一例を示す動作波形図である。この動作波形図は、バッテリ B Aの電源電圧 V B Aよりもバッテリ B B 1の電源電圧 V B B 1のほうが低いようなバッテリ組合せおよび充電状態の場合に実行される例を示したものである。

図 7において、時刻 t l l、 t l 2、 t l 3は、それぞれ図 6の時刻 t 1、 t 2、 t 3に対応するものであり、時刻 t 1 3までは図 7には図 6と同様な波形の変化が示されているので、説明は繰返さない。

図 7では、時刻 t 13において、コンデンサ CHのプリチャージが完了し、システムメインリレー SMR 1からシステムメインリレー SMR 2への切替えが完了した時点において、 VHは VBB 1よりも高くなつている。したがって、図 5 ではステップ S 5からステップ S 1 1に処理が進む。

ステップ S 1 1では、昇圧コンバータ 12 Bに対して降圧指令が出力され、電圧 VLBの目標電圧が電圧 VBB 1に設定される。そして、ステップ S 12において電圧 VLBが電圧 VBB 1にほぼ等しくなつたか否かが判断される。たとえばこの判断は I VLB— VBB 1 Iが所定のしきい値より小さくなつたかどうかで判断しても良い。

ステップ S 12において、まだ電圧 VLBが電圧 VBB 1に近づいていない場合には、ステップ S 1 1に処理が戻り降圧動作が継続される。

時刻 t 14に示すように昇圧コンバータ 12 Bの動作を開始させた直後は、コンデンサ C 2に充電が行なわれることにより電圧 VLBは当初上昇するが、その後、電圧 VLBが電圧 VBB 1に向かって収束していく。

時刻 t 1 5において、電圧 VLBが電圧 VBB 1に十分近づいて、ステップ S 12の条件が成立すると、ステップ S 12からステップ S 13に処理が進み、制御装置 30は、昇圧コンバータ 1 2 Bのスイッチングを停止させる。

その後、制御装置 30は、時刻 t 16に示すようにステップ S 14においてリレー SR 1を導通させ、時刻 t 1 7に示すように起動完了を示す R e a d yランプを点灯させる。

ステップ S 1 5の処理が終了するとステップ S 16において制御はメインルーチンに移される。

このように、昇圧コンバータ 12Aを用いて電圧 VLBをパッテリ BB 1の電圧 VBB付近に調整してからリレー SR 1を接続することにしたので、制限抵抗 Rおよびシステムメインリレー SMR 1のような重複する電流経路をバッテリ B B 1に関しては設けなくて良くなる。バッテリ BB 2を接続するときも同様な制御を行なうことで、バッテリ BB 2に関しても制限抵抗 Rおよびシステムメインリレー S MR 1のような重複する電流経路を設けなくて良くなる。

図 8は、制御装置 30が副蓄電装置であるバッテリ B B 1の切離しを行なう制御を説明するための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経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図 1、図 8を参照して、ステップ S 21では、制御装置 30は、現在使用中であるバッテリ BB 1の充電状態 SOC (BB 1) (ただし、 SOC : State Of Charge) が所定のしきい値より小さくなつた力、否かを判断する。まだ充電状態 S OC (BB 1) が所定のしきい値以上である場合は、バッテリ BB 1は継続して使用することが可能であるので、ステップ S 26に処理が進み、制御装置 30はバッテリ BAとバッテリ BB 1の両方を用いて車両を走行させることを選択してステップ S 27に処理を進めて制御をメインルーチンに移す。

充電状態 SOC (BB 1) が所定のしきい値より小さい場合は、バッテリ BB 1はこれ以上放電させることができないので、ステップ S 22に処理が進められる。

ステップ S 22では、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 Aをスイッチングし、電圧 VHが電圧 VBB 1より高い状態を維持させる。これにより、昇圧コンバータ 12 Bを停止させた状態にしても図 3のダイォード D 1に順方向の電流が流れなくなる。したがってステップ S 23において、昇圧コンバータ 12 Bのスイッチングを停止させ、 108丁素子(31， Q 2のゲートを両方ともオフさせたシャツトダウン状態にする。

すると、電流がリレー SR 1に流れない状態になっているので、リレー SR 1 を切離す際に放電によって溶着が起こる心配が無くなる。そこで、制御装置 30 は、ステップ S 24においてリレー SR 1を切離して、ステップ S 25においてバッテリ B Aのみを用いた走行を行なうことを選択する。

ステップ S 25のバッテリ B Aのみを用いた走行では、必要に応じてエンジン 4が運転されて、車輪を回転させる直接伝達されるトルクやモータジェネレータ MG 1を回して発電をするためのトルクが発生される。

図 9は、制御装置 30が副蓄電装置を切替える制御を説明するためのフローチヤートである。このフローチャートの処理は、所定のメインノレ一チンから一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図 10は、図 9のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の一例を示す動作波形図である。この動作波形図は、電圧 VHよりもバッテリ BB 2の電源電圧 VBB 2のほうが高いようなバッテリ組合せ、充電状態、昇圧状態の場合に実行される例を示したものである。

図 9, 図 10を参照して、時刻 t 21までは、システムメインリレー SMR 1 が OFF状態、システムメインリレー S MR 2， SMR 3が〇N状態に設定され、リレー SR 1が導通状態にあってバッテリ BB 1が使用されており、リレー SR 2が非導通状態にあってバッテリ BB 2は使用されていない。また、昇圧コンパータ 12 Aが動作中であって電圧 VHは電圧 VB Aよりも昇圧されている。また、昇圧コンバータ 12 Bも動作中であって、電圧 VHは電圧 VLBよりも昇圧されている。

また、時刻 t 21までは、バッテリ B B 1の充電状態 S O C (B B 1 ) が所定のしきい値以上であるので、バッテリ交換の必要がなくステップ S 41からステップ S 56に処理が進み、制御はメィンルーチンに移されている。

時刻 t 21において、制御装置 30は、現在使用中であるバッテリ B B 1の充電状態 S〇C (BB 1) が所定のしきい値より小さくなつたことが検出されると、バッテリ BB 1をバッテリ BB 2に交換する必要があるので、ステップ S 41力、らステップ S 42に処理が進む。

ステップ S 42では、時刻 t 21〜 t 25に示されるように、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 Aをスィツチングし、電圧 VHが電圧 VBB 1より高い状態を維持させる（図 10では昇圧 1と示されている）。これにより、時刻 t 22において、ステップ S 43の昇圧コンバータ 12 Bを停止させる処理を行なっても、図 3のダイオード D 1に順方向の電流が流れなくなる。したがってステップ S 4 3において、昇圧コンバータ 12 Bのスイッチングを停止させ、 108丁素子0 1, Q 2のゲートを両方ともオフさせたシャツトダウン状態にする。

すると、電流がリレー SR 1に流れない状態になっているのでリレー SR 1を切離す際に放電によって溶着が起こる心配が無くなる。そこで、制御装置 30は、ステップ S 44において、時刻 t 23で示すように、リレー SR 1を OFF状態に設定する。

続いてステップ S 45においてバッテリ BB 2の電圧 VBB 2が電圧 VHよりも高いか否かが判断される。図 10に示した動作波形では VB B 2〉 VHの場合が示されているので、処理はステップ S 45からステップ S 46に進む。なお、 VBB 2く VHの場合については、後に図 1 1を用いて説明する。

ステップ S 46においては、時刻 t 24に示すように、昇圧コンバータ 1 2 B の上アームつまり図 3の I GBT素子 Q1が ON状態に設定される。これにより、時刻 t 24〜t 25においてコンデンサ C 2にも充電が行なわれ電圧 VLBが電圧 V Hと同じ程度まで上昇する。

その後、ステップ S 47において制御装置 30は、昇圧コンバータ 1 2Aの昇圧動作を電圧 VHの目標電圧を電圧 VBB 2に設定して行なわせる（図 10では昇圧 2と示されている）。このとき昇圧コンバータ 1 2 Aにおいては、さらに昇圧動作が行なわれるようにデューティー比が設定され、 108丁素子01, Q 2 のスィツチングが行なわれる。その結果時刻 t 25〜 t 26において電圧 VHが電圧 VBB 2に向けて昇圧され、これに追従して電圧 VLBも電圧 VBB 2に向けて上昇する。

続いてステップ S 48では、電圧 VLBが電圧 VBB 2に等しくなつたか否かが判断される。この判断は、たとえば i VLB— VBB 2 Iが所定のしきい値以下であるか否かを判断すればよい。

ステップ S 48において、電圧 VLBの上昇が不足してまだ電圧 VBB 2に到達しない場合にはステップ S 47に処理が戻り昇圧動作が継続される。

一方、電圧 V L Bが電圧 V BB 2にほぼ等しくなれば、リレー S R 2を接続したときに過大な突入電流が流れることはない。したがって、制御装置 30は、電圧 VLBを電圧 VBB 2付近まで上昇させ、ステップ S 48からステップ S 49 に処理を進め、時亥 U t 26に示すように昇圧コンバータ 1 2 Bをシャツトダウン状態に戻す。すなわち、昇圧コンバータ 12 Bの上アームを ON状態から〇F F 状態に戻す。そして、ステップ S 53において、時刻 t 27に示すようにリレー SR 2を導通させる。そして、ステップ S 54において時刻 t 28に示すように再ぴ昇圧コンバータ 12 Bを作動させ、ステップ S 55および時刻 t 29に示すバッテリ切替え完了となる。

続いて、ステップ S 45において、電圧 VHが電圧 VBB 2より高かった場合について説明する。この場合は、ステップ S 45からステップ S 50に処理が進められる。

図 1 1は、図 9のフローチャートに基づいて動作が行なわれた場合の他の一例を示す動作波形図である。この動作波形図は、電圧 VHよりもバッテリ BB 2の電源電圧 VB B 2のほうが低いようなバッテリ組合せ、充電状態、昇圧状態の場合に実行される例を示したものである。

図 1 1において、時刻 t 31、 t 32、 t 33は、それぞれ図 10の時刻 t 2 1、 t 22、 t 23に対応するものであり、時刻 t 33までは図 1 1は図 10と同様な波形の変化が示されているので、説明は繰返さない。

図 1 1では、時刻 t 33において、リレー S R 1が OF F状態に設定された時点で電圧 VHが電圧 VBB 2よりも高くなつている。従って図 9のフローチヤ一トではステップ S 45からステップ S 50に処理が進む。

ステップ S 50では、時刻 t 34以降「降圧」と示されるように電圧 VLBの目標電圧を VBB 2に設定した状態で昇圧コンバータ 1 2 Bのスィツチング動作が開始される。そして、ステップ S 51において電圧 VLBが電圧 VBB 2にほぼ等しくなつたか否かが判断される。たとえばこの判断は I VLB— VBB 2 I が所定のしきい値より小さくなつたかどうかで判断しても良い。

ステップ S 5 1において、まだ電圧 VLBが電圧 VB B 2に近づいていない場合には、ステップ S 50に処理が戻り降圧動作が継続される。

時刻 t 34に示すように昇圧コンバータ 12 Bの動作を開始させた直後は、コンデンサ C 2に充電が行なわれることにより電圧 VLBは当初上昇するが、その後、電圧 VLBが電圧 VBB 2に向かって収束していく。

時刻 t 35において、電圧 VLBが電圧 VB B 2に十分近づいて、ステップ S 51の条件が成立すると、ステップ S 51からステップ S 52に処理が進み、制御装置 30は、昇圧コンバータ 12 Bのスイッチングを停止させる。

その後、制御装置 30は、時刻 t 36に示すようにステップ S 53においてリレー S R 2を導通させ、時刻 t 37に示すように昇圧コンバータ 1 2 Bの動作を再開させる。そして、ステップ S 55および時刻 t 38に示すように、ノッテリ切替えが完了する。

このように、昇圧コンバータ 12 A、 12 Bを用いて電圧 VLBをバッテリ B

B 2の電圧 VBB 2付近に調整してからリレー SR 2を接続することにしたので、制限抵抗 Rおよびシステムメインリレー SMR 1のような重複する電流経路をバッテリ BB 2に関しては設けなくて良くなる。

最後に、再び図 1および図 4を参照して本実施の形態について総括的に説明する。

車両の電源、装置は、主蓄電装置（BA) と、モータ（MG2) を駆動するインバータ（22) に給電を行なう給電ライン（PL 2) と、主蓄電装置（BA) と給電ライン（P L 2) との間に設けられ、電圧変換を行なう第 1の電圧変換器 (12A) と、互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置（BB 1, BB 2) と、複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) と給電ライン（PL 2) との間に設けられ、電圧変換を行なう第 2の電圧変換器（12B) とを備える。

第 2の電圧変換器 (12 B) は、複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれか 1つに選択的に接続されて電圧変換を行なう。

車両の電源装置は、主蓄電装置（BA) と第 1の電圧変換器 (12A) との間に設けられ、電気的な接続の開閉を行なう第 1の接続部（39Aまたは 40A) と、複数の副蓄電装置（BB 1, BB 2) と第 2の電圧変換器 (12B) との間に設けられ、電気的な接続の開閉を行なう第 2の接続部（39 Bまたは 40B) とを備える。第 2の接続部（39 Bまたは 40 B) は、複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれか 1つを選択的に第 2の電圧変換器 (12 B) に接続する接続状態と、複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれにも第 2の電圧変換器（12B) を接続しない非接続状態とに制御される。

第 1の接続部（39 Aまたは 4 OA) は、主蓄電装置と第 1の電圧変換器との間に接続される第 1のリレー（SMR 2) と、直列接続された第 2のリレー（S MR 1) および制限抵抗 (R) とを含む。直列接続された第 2のリレー（SMR 1) および制限抵抗 (R) は、第 1のリレー（SMR 2) と並列に接続される。第 2の接続部（40B) は、複数の副蓄電装置（BB 1, BB 2) のうちの第 1 の副蓄電装置（BB 1) と第 2の電圧変換器（12B) との間に接続される第 3 のリレー（SR 1) と、複数の副蓄電装置のうちの第 2の副蓄電装置（BB 2) と第 2の電圧変換器（1 2 B) との間に接続される第 4のリレー（SR 2) とを含む。

第 1〜第 4のリレー（SMR 1， SMR 2, S R 1 , S R 2) は、対応の蓄電装置の同じ極性の一方電極側に設けられる。主蓄電装置（BA) および複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) の各他方電極は、共通ノード（N1) に接続される。各他方電極は、一方電極と逆の極性を有する。車両の電源装置は、共通ノード (N 1) と第 1、第 2の電圧変換器 (12A, 1 2 B) との間に設けられる第 5 のリレー（SMR 3) を備える。

車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器 (1 2A, 12B) の制御を行なレヽ、第 1〜第 4のリレー（SMR 1, SMR 2, S R 1 , SR 2) の開閉制御を行なう制御部（30) を備える。制御部（30) は、第 1、第 2のリレー（SM R l, SMR 2) の少なくとも一方を導通させ、かつ第 1の電圧変換器（1 2 A) によって給電ライン（P L'2) の電圧（VH) を第 1の副蓄電装置（BB 1) の電圧 (VBB 1) に変換した後に、第 3のリレー（SR 1) を導通させる。車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器（12A， 12B) の制御を行なレヽ、第 1〜第 4のリレー（SMR 1， SMR 2, SR 1, SR 2) の開閉制御を行なう制御部（30) を備える。制御部（30) は、第 3のリレー（SR 1) を導通状態から非導通状態に変化させる場合に、第 1の副蓄電装置（BB 1) と給電ライン（PL 2) との間の電力授受が零になるように第 1、第 2の電圧変換器 (12 A, 12 B) を制御する。制御部（30) は、第 1、第 2の電圧変換器 (12 A, 1 2 B) およびインバータ（22) のいずれかを作動させて給電ライン（PL 2) の電圧（VH) を第 1の副蓄電装置（BB 1) の電圧（VBB 1) よりも高くしてから第 2の電圧変換器（1 2 B) の動作を停止させ、第 1の副蓄電装置（BB 1) と給電ライン (PL 2) との間の電力授受を零にする。

車両の電源装置は、第 1、第 2の電圧変換器 (12A, 1 2B) の制御を行なレヽ、第 1〜第 4のリレー（SMR l, SMR 2, S R 1 , SR 2) の開閉制御を行なう制御部（30) を備える。制御部（30) は、第 3のリレー（SR 1) を非導通状態にした後に、第 1の電圧変換器（12A) およびインバータ（22) のいずれかを作動させて給電ライン（PL 2) の電圧を第 2の副蓄電装置の電圧に調圧してから第 4のリレーを導通させる。

複数の副蓄電装置のうちの第 1の副蓄電装置（BB 1) と主蓄電装置（BA) とは、同時使用することにより給電ラインに接続される電気負荷（22および M G2) に許容された最大パワーを出力可能である。

なお、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ /パラレノレ型ハイプリッドシステムに適用した例を示した。しかし本発明は、発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車にも適用できる。これらの構成は、いずれも蓄電装置を搭載しており、複数の蓄電装置切替えて長距離の走行を可能とするために本発明が適用可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつ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. 主蓄電装置（BA) と、

モータ（MG 2) を駆動するインバータ（22) に給電を行なう給電ライン (P L 2) と、

前記主蓄電装置（BA) と前記給電ライン（PL 2) との間に設けられ、電圧変換を行なう第 1の電圧変換器（12A) と、

互いに並列的に設けられた複数の副蓄電装置（B B 1， BB 2) と、

前記複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) と前記給電ライン（PL 2) との間に設けられ、電圧変換を行なう第 2の電圧変換器 (12B) とを備える、車両の電源装置。

2. 前記第 2の電圧変換器 (1 2B) は、前記複数の副蓄電装置（BB 1, B B 2) のうちのいずれか 1つに選択的に接続されて電圧変換を行なう、請求の範囲第 1項に記載の車両の電源装置。

3. 前記主蓄電装置（BA) と前記第 1の電圧変換器（12 A) との間に設けられ、電気的な接!^の開閉を行なう第 1の接続部（39 Aまたは 4 OA) と、前記複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) と前記第 2の電圧変換器 (1 2 B) との間に設けられ、電気的な接続の開閉を行なう第 2の接続部（ 39 Bまたは 4 OB) とをさらに備え、

前記第 2の接続部（39Bまたは 40B) は、前記複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれか 1つを選択的に前記第 2の電圧変換器 (12 B) に接続する接続状態と、前記複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) のうちのいずれにも前記第 2の電圧変換器 (12B) を接続しない非接続状態とに制御される、請求の範囲第 1項に記載の車両の電源装置。

4. 前記第 1の接続部（39 Aまたは 4 OA) は、

前記主蓄電装置と前記第 1の電圧変換器との間に接続される第 1のリレー（S MR 2) と、

直列接続された第 2のリレー（SMR 1) および制限抵抗（R) とを含み、前記直列接続された前記第 2のリレー（SMR 1) および前記制限抵抗 (R) は、前記第 1のリレー（SMR 2) と並列に接続され、

前記第 2の接続部（40B) は、

前記複数の副蓄電装置（BB 1, BB 2) のうちの第 1の副蓄電装置（BB 1) と前記第 2の電圧変換器（12B) との間に接続される第 3のリレー（SR 1) と、

前記複数の副蓄電装置のうちの第 2の副蓄電装置（BB 2) と前記第 2の電圧変換器（12B) との間に接続される第 4のリレー（SR2) とを含む、請求の範囲第 3項に記載の車両の電源装置。

5. 前記第 1〜第 4のリレー（SMR 1， SMR 2, SR 1， SR2) は、対応の蓄電装置の同じ極性の一方電極側に設けられ、

前記主蓄電装置（BA) および前記複数の副蓄電装置（BB 1， BB 2) の各他方電極は、共通ノード（N1) に接続され、

各前記他方電極は、前記一方電極と逆の極性を有し、

前記共通ノード（N1) と前記第 1、第 2の電圧変換器 (1 2A, 1 2B) との間に設けられる第 5のリレー（SMR3) をさらに備える、請求の範囲第 4項に記載の車両の電¾1装置。

6. 前記第 1、第 2の電圧変換器（12A， 12 B) の制御を行ない、前記第 1〜第 4のリレー（SMR 1， SMR2, S R 1 , S R 2) の開閉制御を行なう制御部（30) をさらに備え、

前記制御部（30) は、前記第 1、第 2のリレー（SMR l, SMR 2) の少なくとも一方を導通させ、かつ前記第 1の電圧変換器（1 2A) によって前記給電ライン（PL 2) の電圧を前記第 1の副蓄電装置（BB 1) の電圧に変換した後に、前記第 3のリレー（SR 1) を導通させる、請求の範囲第 4項に記載の車両の電源装置。

7. 前記第 1、第 2の電圧変換器 (12 A, 1 2 B) の制御を行ない、前記第 1〜第 4のリレー（SMR 1， SMR 2， SR I, SR 2) の開閉制御を行なう制御部（30) をさらに備え、

前記制御部（30) は、前記第 3のリレー（SR 1) を導通状態から非導通状態に変化させる場合に、前記第 1の副蓄電装置（BB 1) と前記給電ライン（P L 2) との間の電力授受が零になるように前記第 1、第 2の電圧変換器 (1 2 A, 1 2B) を制御する、請求の範囲第 4項に記載の車両の電源装置。

8. 前記制御部（30) は、前記第 1、第 2の電圧変換器（12A， 1 2B) および前記インバータ（22) のいずれかを作動させて前記給電ライン（P L 2) の電圧を前記第 1の副蓄電装置（BB 1) の電圧よりも高くしてから前記第 2の電圧変換器 (12B) の動作を停止させ、前記第 1の副蓄電装置（BB 1) と前記給電ライン（PL 2) との間の電力授受を零にする、請求の範囲第 7項に記載の車両の電源装置。

9. 前記第 1、第 2の電圧変換器（12A， 12B) の制御を行ない、前記第 1〜第 4のリレー（SMR l, SMR 2, S R 1 , SR 2) の開閉制御を行なう制御部（30) をさらに備え、

前記制御部（30) は、前記第 3のリレー（SR 1) を非導通状態にした後に、前記第 1の電圧変換器 (12A) を作動させて前記給電ライン（P L 2) の電圧を前記第 2の副蓄電装置の電圧に調圧してから前記第 4のリレー（SR2) を導通させる、請求の範囲第 4項に記載の車両の電源装置。

10. 前記複数の副蓄電装置のうちの第 1の副蓄電装置（B B 1 ) と前記主蓄電装置（BA) とは、前記給電ラインに接続される電気負荷（22ぉょびMG 2) に許容された最大パワーを出力可能である、請求の範囲第 1項に記載の車両の電源装置。

1 1. 前記第 1、第 2の電圧変換器 (12A, 12B) の制御を行ない、前記第 1〜第 4のリレー (SMR 1 , SMR 2, SR 1, S R 2) の開閉制御を行なう単一の制御部（30) をさらに備え、

前記制御部（30) は、前記インバータ（22) の制御をさらに行なう、請求の範囲第 1項に記載の車両の電源装置。

12. 請求の範囲第 1項〜第 1 1項のいずれか 1項に記載の車両の電源装置を搭載する車両（1) 。