WO2011016134A1

WO2011016134A1 - 電動車両の電源システムおよびその制御方法

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Publication number: WO2011016134A1
Application number: PCT/JP2009/064020
Authority: WO
Inventors: 大輔植尾; 益田　智員
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-10
Also published as: US8478469B2; US20120123625A1; CN102470769A; JP4957873B2; JPWO2011016134A1; EP2463138A4; EP2463138B1; EP2463138A1; CN102470769B

Abstract

　外部電源時には、外部充電リレー（ＲＬ１，ＲＬ２）がオンされる一方で、システムメインリレー（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）はオフされる。したがって、メインバッテリ（１０）の出力電圧をＰＣＵ（２０）に印加することなく、外部電源（４００）からの電力によって、メインバッテリ（１０）を充電できる。外部充電時において、補機系（低電圧系）の電源電圧（Ｖｓ）は、基本的には、車両走行時に用いる大容量の主ＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）を停止させて、小容量の副ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１５）によって発生される。さらに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１５）の出力によっては、補機系の消費電力が不足する場合に限って、ＥＣＵ（８０）は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）を作動させるので、外部充電の効率向上を図りつつ、ＥＣＵ（８０）および補機負荷群（９０，９５）を確実に動作させることができる。

Description

電動車両の電源システムおよびその制御方法

　この発明は、電動車両の電源システムおよびその制御方法に関し、より特定的には、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両の電源システムおよびその制御方法に関する。

　二次電池に代表される車載蓄電装置からの電力を用いて車両駆動用電動機を駆動可能に構成された電動車両として、電気自動車やハイブリッド自動車、あるいは燃料電池自動車が知られている。電動車両では、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によって、車載蓄電装置を充電する構成が提案されている。また、以下では外部電源による蓄電装置の充電を単に「外部充電」とも称する。

　たとえば、特開２００９－０２７７７４号公報には、外部充電が可能な車両として、車両外部から充電が可能なバッテリＢ１と、バッテリＢ１の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の出力によって充電されるバッテリＢ３と、バッテリＢ３から電力供給を受ける補機負荷３５とを備える構成が記載されている。

　特に、特許文献１の構成では、車両運転時にはＤＣ／ＤＣコンバータ３３を連続運転する一方で、外部充電時には、バッテリＢ３の出力電圧に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３３を間欠運転させる。これにより、外部充電の際の充電効率が改善される。

特開２００９－０２７７７４号公報

　しかしながら、特許文献１の構成では、外部充電時においても、車両運転時に使用される比較的大容量のＤＣ／ＤＣコンバータを共用して、補機系（低電圧系）の電圧（バッテリＢ３の充電電圧）を発生している。このため、間欠運転を行なったとしても、ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力損失が比較的大きいために、外部充電時の効率向上に限界がある。その一方で、充電効率の向上と両立させて、外部充電時にも低電圧系機器の動作に支障が生じないように、確実な電力供給が保証される構成を採用する必要がある。

　さらに、特許文献１では、外部充電時においても、上記ＤＣ／ＤＣコンバータに電力を供給するためには、メインバッテリであるバッテリＢ１の電圧が、昇圧コンバータやインバータの高圧系回路群にも印加される構成となっている。このように、車両走行が行なわれない外部充電時にも、高圧系回路群にメインバッテリの電圧が印加されることにより、機器の耐久寿命が低下する虞もある。

　この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部電源によって充電可能な電動車両において、外部充電時に低電圧系の電力を確実に供給しつつ充電効率を高めるとともに、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることである。

　この発明に従う電動車両の電源システムは、車両外部の外部電源によって充電可能に構成された電動車両の電源システムであって、再充電可能な主蓄電装置および副蓄電装置と、充電器と、電力制御ユニットと、第１および第２の開閉器と、複数の補機負荷と、第１および第２の電圧変換器と、制御装置とを含む。充電器は、前部外部電源によって主蓄電装置を充電する外部充電時に、外部電源からの供給電力を主蓄電装置の充電電力に変換するように構成される。電力制御ユニットは、車両駆動力発生用の電動機を、主蓄電装置および電動機の間での電力変換によって駆動制御するように構成される。第１の開閉器は、主蓄電装置および電力制御ユニットの間に接続される。第２の開閉器は、第１の開閉器と並列に、充電器および主蓄電装置の間に接続される。複数の補機負荷は、副蓄電装置と接続された電源配線からの補機系電力の供給によって作動するように構成される。第１の電圧変換器は、主蓄電装置の出力電圧を副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して電源配線へ出力するように構成される。第２の電圧変換器は、充電器の出力電圧を副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して電源配線へ出力するように構成され、かつ、第１の電圧変換器よりも出力容量が小さい。制御装置は、副蓄電装置からの電力供給によって作動して、第１および第２の開閉器の開放および閉成ならびに第１および第２の電圧変換器の作動および停止を制御するように構成される。そして、制御装置は、外部充電の開始時には、第１の開閉器を開放する一方で第２の開閉器を閉成するとともに、第１の電圧変換器を停止する一方で第２の電圧変換器を作動し、かつ、外部充電の実行中に、補機系電力が不足していると判断した場合には、第１の電圧変換器を作動するように構成される。

　この発明に従う電動車両の電源システムの制御方法は、車両外部の外部電源によって充電可能に構成された電動車両の電源システムの制御方法であって、電源システムは、上記主蓄電装置および副蓄電装置と、上記充電器と、上記電力制御ユニットと、上記第１および第２の開閉器と、上記複数の補機負荷と、上記第１および第２の電圧変換器とを含む。そして、制御方法は、外部充電の開始時に第１の開閉器が開放されていることを確認するステップと、第１の開閉器の開放が確認されると、第２の開閉器を閉成するとともに、第２の電圧変換器を起動するステップと、第２の開閉器の閉成後に充電器の出力によって主蓄電装置を外部充電するステップと、外部充電中に補機系電力が不足していると判断した場合には、第１の電圧変換器を作動するステップとを含む。

　上記電動車両の電源システムおよび制御方法によれば、外部充電時には、第１の電圧変換器（主ＤＣ／ＤＣコンバータ）を停止する一方で、小容量の第２の電圧変換器（副ＤＣ／ＤＣコンバータ）によって補機系電力を供給するので、外部充電の効率を向上できる。さらに、第２の電圧変換器の出力では補機系電力が不足する場合には、第１の電圧変換器を作動することができるので、制御装置および補機負荷を確実に動作させることができる。さらに、外部充電時には第１の開閉器を開放することにより、電力制御ユニット等の後段の回路機器に高電圧（主蓄電装置の出力電圧）が不必要に印加されることが回避される。この結果、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることができる。したがって、外部充電時に低電圧系の電力を確実に供給しつつ充電効率を高めるとともに、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることができる。

　好ましくは、制御装置は、外部充電の実行中に第１の電圧変換器が作動している状態において、補機系電力の不足が解消したと判断した場合には、再び第１の電圧変換器を停止して第２の電圧変換器の出力によって補機系電力を供給するように構成される。あるいは、制御方法は、外部充電の実行中に第１の電圧変換器が作動している状態において、補機系電力の不足が解消したと判断した場合には、再び第１の電圧変換器を停止するステップをさらに含む。

　このようにすると、外部充電時における第１の電圧変換器の作動を最低限に抑制できるので、外部充電の効率をさらに向上することができる。

　また好ましくは、第１の開閉器は、電力制御ユニットと接続された主電源配線と主蓄電装置の間に設けられ、第１の電圧変換器は、主電源配線および電源配線の間に電気的に接続される。そして、制御装置は、外部充電の実行中に第１の電圧変換器を作動する際には、第１の開閉器を併せて閉成すように構成される。

　このようにすると、外部充電開始時には、主蓄電装置の出力電圧が第１の電圧変換器へ印加されないシステム構成としても、外部充電時に低電圧系の電力を確実に供給しつつ充電効率を高めるとともに、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることができる。

　さらに好ましくは、制御装置は、電動車両の運転停止時において、副蓄電装置の出力が所定の下限レベルよりも低下すると、第１の開閉器を閉成するとともに第１の電圧変換器を作動することによって、主蓄電装置の電力により副蓄電装置を充電するように構成される。あるいは、制御方法は、電動車両の運転停止時において、副蓄電装置の出力が所定の下限レベルよりも低下すると、第１の開閉器を閉成するとともに第１の電圧変換器を作動することによって、主蓄電装置の電力により副蓄電装置を充電するステップをさらに含む。

　このようにすると、外部充電開始時には、主蓄電装置の出力が使用できないシステム構成としても、外部充電の開始処理に必要な下限レベルの出力を確保できるように、車両運転停止中に副蓄電装置の充電を制御することができる。

　また好ましくは、複数の補機負荷は、第３の開閉器を介して電源配線に電気的に接続される第１の補機負荷と、第３の開閉器を介することなく電源配線に電気的に接続される第２の補機負荷とを含む。そして、制御装置は、外部充電時には第３の開閉器を開放する。

　このようにすると、外部充電時の補機系（低電圧系）電力の供給先が絞られるので、第２の電圧変換器（副ＤＣ／ＤＣコンバータ）の出力容量をさらに低下させることができる。この結果、外部充電の効率向上をさらに図ることができる。

　あるいは好ましくは、制御装置または作動するステップは、外部充電の実行中に電源配線の電圧が所定電圧より低くなると、補機系電力が不足していると判断する。特に、所定電圧は、複数の補機負荷および制御装置の動作が保証される下限電圧に対応して定められる。

　このようにすると、補機系（低電圧系）の電源電圧低下によって補機（特に、ＥＣＵ）の動作に支障が生じないように、低電圧系（補機系）の電力を確実に供給できる。

　この発明によれば、外部電源によって充電可能な電動車両において、外部充電時に低電圧系の電力を確実に供給しつつ充電効率を高めるとともに、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることができる。

本発明の実施の形態による電動車両の電源システム構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態による電源システムにおける外部充電時の補機系電力供給制御を説明するブロック図である。本発明の実施の形態による電源システムにおける外部充電時の制御処理手順を説明するフローチャートである。補機系電力供給判定の第１の例を説明するフローチャートである。補機系電力供給判定の第２の例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態による電源システムにおける車両運転停止中における補機バッテリの充電制御を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態の変形例による電動車両の電源システム構成を示すブロック図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

　図１は、本発明の実施の形態による電動車両の電源システム構成を示すブロック図である。

　図１を参照して、電動車両１００は、メインバッテリ１０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power　Control　Unit）２０と、モータジェネレータ３０と、動力伝達ギア４０と、駆動輪５０と、ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）８０とを備える。

　メインバッテリ１０は、「蓄電装置」の一例として示され、代表的にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成される。たとえば、メインバッテリ１０の出力電圧は２００Ｖ程度である。あるいは、電気二重層キャパシタによって、あるいは二次電池とキャパシタとの組合せによって、蓄電装置を構成してもよい。

　ＰＣＵ２０は、メインバッテリ１０の蓄積電力を、モータジェネレータ３０を駆動制御するための電力に変換する。たとえば、モータジェネレータ３０は、永久磁石型の三相同期電動機で構成され、かつ、ＰＣＵ２０は、インバータ２６を含むように構成される。

　モータジェネレータ３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア４０を介して駆動輪に伝達されて電動車両１００を走行させる。モータジェネレータ３０は、電動車両１００の回生制動動作時には、駆動輪５０の回転力によって発電することができる。そしてその発電電力は、ＰＣＵ２０によってメインバッテリ１０の充電電力に変換される。

　また、モータジェネレータ３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ３０を協調的に動作させることによって、必要な電動車両１００の車両駆動力が発生される。この際には、エンジンの回転による発電電力を用いて、メインバッテリ１０を充電することも可能である。

　すなわち、電動車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車、燃料電池車等を含む。

　図示された電動車両１００の構成から、モータジェネレータ３０、動力伝達ギア４０および、駆動輪５０を除いた部分によって、「電動車両の電源システム」が構成される。以下では、電源システムの構成を詳細に説明する。

　電力制御ユニット（ＰＣＵ）２０は、コンバータＣＮＶと、平滑コンデンサＣ０と、インバータ２６とを含む。

　コンバータＣＮＶは、電源配線１５３ｐの直流電圧ＶＬと、電源配線１５４ｐの直流電圧ＶＨとの間で直流電圧変換を行なうように構成される。

　電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇは、システムメインリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２をそれぞれ介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子とそれぞれ電気的に接続される。平滑コンデンサＣ０は、電源配線１５４ｐに接続されて直流電圧を平滑する。同様に平滑コンデンサＣ１は電源配線１５３ｐに接続されて、直流電圧ＶＬを平滑する。

　コンバータＣＮＶは、図１に示すように、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）Ｑ１，Ｑ２と、リアクトルＬ１と平滑コンデンサＣ１とを含むチョッパ回路として構成される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にはそれぞれ逆並列ダイオードが接続されているため、コンバータＣＮＶは、電源配線１５３ｐおよび電源配線１５４ｐの間で双方向の電圧変換を実行できる。あるいは、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ１をオンに固定する一方で下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ２をオフに固定して、電源配線１５４ｐおよび１５３ｐの電圧を同一（ＶＨ＝ＶＬ）とするように、コンバータＣＮＶを動作させることもできる。

　インバータ２６は、一般的な三相インバータであるので、詳細な回路構成については図示を省略する。たとえば、各相に上アーム素子および下アーム素子を配置するとともに、各相での上下アーム素子の接続点がモータジェネレータ３０の対応相の固定子コイル巻線と接続されるように、インバータ２６は構成される。

　電動車両１００の走行時には、インバータ２６は、各スイッチング素子がＥＣＵ８０によってオンオフ制御されることによって、電源配線１５４ｐの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３０へ供給する。あるいは、電動車両１００の回生制動動作時には、インバータ２６は、モータジェネレータ３０からの交流電圧を直流電圧に変換して、電源配線１５４ｐへ出力するように、各スイッチング素子がＥＣＵ８０によってオンオフ制御される。

　ＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ（Central　Processing　Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニットにより構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵ８０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

　ＥＣＵ８０は、電動車両１００の車両走行時および外部充電時における制御機能を有するブロックとして包括的に表記される。ＥＣＵ８０は、電源配線１５６ｐから低電圧系の電源電圧を供給されることによって動作する。なお、本実施の形態において、「車両走行時」には、イグニッションスイッチの操作等により電動車両１００が走行可能となっている状態を示しているものとする。すなわち、車速＝０の状態についても「車両走行時」に含まれ得る。一方で、メインバッテリ１０の外部充電が、車両走行時に行なわれることはない。

　電動車両１００の電源システムは、さらに、低電圧系（補機系）の構成として、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、補機バッテリ７０と、電源配線１５５ｐ，１５６ｐと、リレーＲＬ３とを含む。補機バッテリ７０は、電源配線１５５ｐおよび接地配線１５５ｇに接続される。補機バッテリ７０も、メインバッテリ１０と同様に「蓄電装置」の一例として示される。たとえば、補機バッテリ７０は、鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ７０の出力電圧は、低電圧系の電源電圧Ｖｓに相当する。この電源電圧Ｖｓの定格は、メインバッテリ１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。

　主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、メインバッテリ１０の出力電圧に相当する直流電圧ＶＬを降圧して、低電圧系の電源電圧Ｖｓ、すなわち補機バッテリ７０の出力電圧レベルの直流電圧に変換するように構成される。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、代表的には、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータであり、公知の任意の回路構成を適用することができる。

　主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力側は、電源配線１５５ｐと接続される。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の入力側は、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇと接続される。ただし、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、その入力側が、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を介することなく直接メインバッテリ１０の正極および負極と接続されても、メインバッテリ１０の出力から低電圧系の電源電圧Ｖｓを発生することができる。

　電源配線１５５ｐおよび１５６ｐの間には、リレーＲＬ３が電気的に接続される。リレーＲＬ３は、パワートレーン系の構成機器への給電を制御するリレーであり、基本的には、電動車両のシステム起動時（たとえば、ＩＧオン時）にオンされる。すなわち、車両走行時には、リレーＲＬ３はオン状態である。さらに、リレーＲＬ３は、ＩＧスイッチがオフされていても、外部充電時にはオンされる。

　電源配線１５５ｐには、ＩＧオフ時にも作動する低電圧系の補機負荷群９５が接続される。補機負荷群９５は、たとえば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、照明機器（ハザードランプ、室内灯、ヘッドランプ等）等を含む。これらの補機負荷群は、車両運転中および外部充電時のそれぞれにおいて、ユーザ操作に応じて作動することによって電力を消費する。

　電源配線１５６ｐには、ＥＣＵ８０に加えて、ＩＧオン時に作動する低電圧系の補機負荷群９０が接続される。補機負荷群９０の一部は、外部充電時にも作動して電力を消費する。なお、図１では別要素として記載しているが、充電器１１０、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０および副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５についても、電源供給系統上の分類では補機負荷群９０に含まれ得る。

　また、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇには、メインバッテリ１０の出力電圧を電源として作動する高圧補機９８が接続される。高圧補機９８は、たとえば、エアコン用インバータ（Ａ／Ｃインバータ）を含む。

　さらに、電動車両１００の電源システムは、メインバッテリ１０の外部充電のための構成として、充電コネクタ１０５と、充電器１１０と、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５と、リレーＲＬ１，ＲＬ２とを含む。

　充電コネクタ１０５は、外部電源４００と接続された状態である充電ケーブルの充電プラグ４１０と接続されることによって、外部電源４００と電気的に接続される。なお、充電ケーブルには、外部電源４００の充電経路を遮断するためのリレー４０５が内蔵されているものとする。一般的には、外部電源４００は商用交流電源で構成される。

　なお、図１に示す構成に代えて、外部電源４００と電動車両１００とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して、外部電源４００から電動車両１００へ電力を供給してもよい。このような外部充電を行なう場合でも、外部電源４００からの供給電力を変換する充電器１１０以降の構成は共通化できる。

　電源配線１５１は、充電コネクタ１０５および充電器１１０の間を電気的に接続する。充電器１１０は、電源配線１５１に伝達された、外部電源４００からの交流電圧を、メインバッテリ１０を充電するための直流電圧に変換する。変換された直流電圧は、電源配線１５２ｐおよび接地配線１５２ｇの間へ出力される。充電器１１０は、出力電圧および／または出力電流のフィードバック制御により、外部充電時の充電指令に従って、メインバッテリ１０を充電する。当該充電指令は、メインバッテリ１０の状態、たとえば、ＳＯＣ（State　Of　Charge）や温度に応じて設定される。

　リレーＲＬ１は、電源配線１５２ｐおよびメインバッテリ１０の正極の間に電気的に接続される。リレーＲＬ２は、接地配線１５２ｇおよびメインバッテリ１０の負極の間に電気的に接続される。

　副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、充電器１１０によって変換された直流電圧（メインバッテリ１０の充電電圧）を、低電圧系（補機系）の電源電圧Ｖｓ、すなわち補機バッテリ７０の出力電圧レベルの直流電圧に変換する。副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力は、電源配線１５５ｐへ供給される。副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、充電器１１０と一体的に構成されてもよい。

　副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と同様に、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータで構成され、公知の任意の回路構成を適用することができる。

　リレーＲＬ１～ＲＬ３およびシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の各々は、代表的には、図示しない励磁回路による励磁電流の供給時に閉成（オン）する一方で、励磁電流の非供給時には開放（オフ）される電磁リレーにより構成される。但し、通電経路の導通（オン）／遮断（オフ）を制御可能な開閉器であれば、任意の回路要素を当該リレーもしくはシステムメインリレーとして使用することができる。また、外部充電構成に対応して設けられるリレーＲＬ１，ＲＬ２については、「外部充電リレー」とも称する。

　ＥＣＵ８０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２およびリレーＲＬ１～ＲＬ３のオンオフを制御するための、制御指令ＳＭ１，ＳＭ２およびＳＲ１～ＳＲ３を生成する。制御指令ＳＭ１，ＳＭ２およびＳＲ１～ＳＲ３の各々に応答して、補機バッテリ７０を電源として、対応するシステムメインリレーまたはリレーの励磁電流が発生される。

　次に、車両走行時および外部充電時の各々における電源システムの動作を説明する。
　車両走行時には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされる一方で、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２はオフされる。また、リレーＲＬ３は、イグニッションスイッチのオン（ＩＧオン）に応答してオンされる。

　これにより、メインバッテリ１０からの出力電圧が、オン状態のシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を経由して電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇに伝達される。すなわち、メインバッテリ１０と電気的に接続された電源配線１５３ｐ上の電力が、ＰＣＵ２０によってモータジェネレータ３０の駆動制御に用いられる。さらに、オフ状態の外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２によって、充電器１１０を始めとする外部充電構成が、メインバッテリ１０ならびに電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇから電気的に切離される。この結果、メインバッテリ１０の電力を用いて電動車両１００を走行させる一方で、充電器１１０を始めとする外部充電のための回路群の保護を図ることができる。

　低電圧系（補機系）では、車両走行時には、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が停止される一方で主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が作動して、メインバッテリ１０の出力電圧から低電圧系の電源電圧Ｖｓが発生される。リレーＲＬ３をオンすることによって、ＥＣＵ８０および補機負荷群９０へも電源電圧Ｖｓが供給される。また、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電力容量（出力定格）は、車両走行時での補機負荷群９０，９５の消費電力をカバーできるように設計される。

　これに対して、外部充電時には、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２がオンされる一方で、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされる。これにより、オン状態の外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２を経由して、外部電源４００からの交流電力を充電器１１０によって変換した直流電圧によって、メインバッテリ１０が充電される。

　また、オフ状態のシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２によって、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇは、充電器１１０およびメインバッテリ１０から電気的に切離される。したがって、ＰＣＵ２０を始めとする高圧系機器にメインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が印加されないので、高圧系機器の構成部品の耐久寿命が外部充電によって低下することを防止できる。

　低電圧系（補機系）では、外部充電時には、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が作動する一方で、基本的には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は停止される。すなわち、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０ではスイッチング素子がオフ固定されることにより、電力変換に伴う電力損失が発生しない状態となる。

　外部充電時には、イグニッションスイッチの操作とは独立にリレーＲＬ３がオンされる。これにより、外部充電時にも、補機バッテリ７０および／または副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５により、ＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５へ電源電圧Ｖｓを供給することができる。

　副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の電力容量（出力定格）は、外部充電時における補機系（低電圧系）の通常の消費電力をカバーできるように設計される。すなわち、外部充電時に用いられる副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力容量（たとえば、定格電流が１０～１００ｍＡオーダー）は、車両走行時におけるＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５の消費電力を賄う必要がある主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力容量（たとえば、定格電流が１００Ａオーダー）と比較して、低く抑えることができる。

　すなわち、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の消費電力は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の消費電力よりも大幅に低い。したがって、外部充電時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止する一方で、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって低電圧系の電源電圧Ｖｓを発生することによって、外部充電の効率向上が図られる。

　しかしながら、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の電力容量は上述のように低く設定されているため、補機負荷群９０および／または９５の使用状況によっては、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力電力が不足することが考えられる。このため、本実施の形態による電動車両の電源システムでは、以下に説明するような補機系の電力供給制御を実行する。

　図２は、本実施の形態による電動車両の電源システムにける外部充電時の補機系（低電圧系）の電力供給制御を説明するブロック図である。

　図２を参照して、制御回路８５は、制御指令ＳＤＣによって、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の作動および停止を制御する。さらに、制御回路８５は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動および停止を指示する制御指令ＭＤＣおよびシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオンオフを指示する制御指令ＳＭ１，ＳＭ２を生成する。制御回路８５は、ＥＣＵ８０によって実現される、外部充電時における低電圧系の電力供給を制御する機能ブロックに相当する。

　副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、作動時には、低電圧系の電源電圧に相当する定格電圧を出力する。たとえば、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、定格電圧の出力が維持されるように、スイッチング素子のデューティ比を制御することによって出力電流Ｉｄｃｓを変化させる。出力電流Ｉｄｃｓは、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の定格容量（電力、電流）の範囲内で変化する。すなわち、定格容量に対応する最大出力電流Ｉｍａｘによっても、低電圧補機系の消費電力（以下、単に、補機系電力とも称する）をカバーできないときには、補機バッテリ７０からの電力によって補機負荷群９０，９５による消費電力が賄われるため、補機バッテリ７０のＳＯＣが低下することによって、その出力電圧（すなわち、電源電圧Ｖｓ）も低下する。特に、電源電圧Ｖｓが、ＥＣＵ８０等の動作が保証される下限電圧よりも低下すると、電源システムが正常に動作できなくなる虞がある。

　制御回路８５は、外部充電開始時には、制御指令ＭＤＣによって主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の停止が指示されるとともに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２はオフされる。

　そして、外部充電中に、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が、補機負荷群９０，９５による消費電力に対して不足していると判断されるときには、制御回路８５は、制御指令ＭＤＣにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動する。この際には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０および副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の両方によって補機負荷群９０，９５への供給電力を発生してもよく、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０のみで補機系電力を発生してもよい
　これにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５よりも大きな電力を、補機負荷群９０，９５へ供給することができる。さらに、図１の構成例では、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびメインバッテリ１０の間を接続するために、制御回路８５は、制御指令ＳＭ１，ＳＭ２によってシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンする必要がある。

　上述のように、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が不足すると、電源電圧Ｖｓが低下するので、制御回路８５は、電源電圧Ｖｓが所定の下限電圧Ｖｍｉｎより低下すると、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が不足していると判断することができる。この下限電圧Ｖｍｉｎは、上述のように、ＥＣＵ８０等の動作が保証される下限電圧に対応させて定めることができる。

　制御回路８５は、電源電圧Ｖｓ以外にも、補機バッテリ７０のＳＯＣと判定値との比較によって、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が不足しているか否かを判断してもよい。補機バッテリ７０のＳＯＣについては、一般的なバッテリＳＯＣの算出手法、たとえば、図示しない電流センサによって検出された充放電電流の積算値や、図示しない電圧センサによって検出された開放電圧に基づいて求めることができる。あるいは、制御回路８５は、補機負荷群９０，９５の作動状態（たとえば、各機器のオンオフ）に基づいて、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が不足しているか否かを判断してもよい。たとえば、外部充電時に必然的に使用される機器ではなく、かつ、消費電力が比較的大きい特定の補機負荷（たとえば、ヘッドライト等）の作動時に、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力が不足していると判断することも可能である。

　図３は、本発明の実施の形態による電源システムにおける外部充電時の制御処理手順を説明するフローチャートである。なお、図３を始めとして以下に説明するフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ８０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ハードウェア処理によって実現されてもよい。

　図３を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１００により、外部充電開始条件が成立しているか否かを判定する。たとえば、充電コネクタ１０５が、正常に装着された充電ケーブル（充電プラグ４１０）を介して外部電源４００と電気的に接続されており、かつ、外部充電がユーザによるスイッチ操作、あるいは時刻等による自動設定に基づいて要求されているときに、ステップＳ１００がＹＥＳ判定とされて、外部充電が開始される。ステップＳ１００のＮＯ判定時には、以下の処理は実行されない。

　外部充電が開始されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１０５により、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされていることを確認する。もし、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされている場合には、ＥＣＵ８０は、制御指令ＳＭ１，ＳＭ２により、確実にシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフさせる。

　ＥＣＵ８０は、外部充電開始のために、ステップＳ１１０により、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２およびリレーＲＬ３をオンするとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を作動する。さらに、ＥＣＵ８０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の停止およびシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオフを維持する。

　ＥＣＵ８０は、ステップＳ１００～Ｓ１１０による開始処理が終了すると、ステップＳ１２０により、充電器１１０を用いて、外部電源４００からの電力によってメインバッテリ１０を充電する。そして、ＥＣＵ８０は、外部充電中には、ステップＳ１３０により、補機系の電力供給判定を実行する。

　図４には、図３のステップＳ１３０による補機系電力供給判定の詳細が示される。
　図４を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３１により、外部充電開始時に停止されている主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が作動中であるかどうかを判定する。そして、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が作動中であれば（Ｓ１３１のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵ８０は、現在の状態を維持して、すなわち、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて低電圧系（補機系）の電源電圧を発生させる。

　ＥＣＵ８０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の停止時（Ｓ１３１のＮＯ判定時）には、ステップＳ１３２により、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５から供給される補機系電力が不足しているか否かを判定する。そして、補機系電力の不足時（ステップＳ１３２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３３により、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動する。図１の構成例では、これに伴い、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされる。これにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて、好ましくは、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５および主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の両方によって、低電圧系（補機系）の電源電圧を発生させるので、ＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５が必要とする動作電力を確保することができる。

　一方で、補機系電力が不足していないとき（ステップＳ１３２のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３４により、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止状態に維持する。すなわち、ステップＳ１３２による判定は、図３に示した制御回路８５による制御指令ＭＤＣの生成と同様に行なうことができる。

　あるいは、図５に示すように、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が一旦作動した後の処理として、ステップＳ１３６を図４のフローチャートに追加してもよい。

　ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３１のＹＥＳ判定時、すなわち、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が作動中であるときには、ステップＳ１３６により、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の使用によって補機系電力の不足が解消したか否かを判定する。たとえば、電源電圧Ｖｓや補機バッテリ７０のＳＯＣが所定値を超えて復帰したときに、ステップＳ１３６はＹＥＳ判定とされ、そうでないときにＮＯ判定とされる。

　そして、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３６のＹＥＳ判定時には、ステップＳ１３４に処理を進めて、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を再び停止させる。さらに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２もオフする。これにより、再び、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって低電圧系（補機系）の電源電圧が発生される。このようにすると、外部充電時における主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動期間を最低限に抑制できるので、外部充電の効率をさらに向上することができる。なお、ステップＳ１３４により主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が再び停止すると、次回のステップＳ１３０の実行時には、ステップＳ１３１はＮＯ判定されることになる。

　一方で、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３６のＮＯ判定時には、ステップＳ１３３に処理を進めて、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動を維持する。これにより、電力不足を解消するために、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を用いて、好ましくは、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０および副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の両方によって、低電圧系の電源電圧が発生される。

　上記のような図４または図５のフローチャートによれば、低電圧系電力供給判定（Ｓ１３０）によって、外部充電時の効率向上のために、基本的には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止させて小容量の副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって、補機系電力を供給することができる。さらに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力によってはＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５の消費電力を確保できない場合には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動することによって、動作が必要なＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５を正常に作動させることができる。

　再び図３を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１３０による低電圧系電力供給判定に従って補機系電力を供給しながら、メインバッテリ１０の外部充電（Ｓ１２０）を行なう。外部充電中には、ＥＣＵ８０は、一定周期でステップＳ１３０により、メインバッテリ１０の充電が完了したか否かを判定する。たとえば、メインバッテリ１０のＳＯＣにや充電電力量、充電時間等に基づいて、ステップＳ１４０による判定が実行できる。

　そして、充電が完了するまでの間はステップＳ１４０がＮＯ判定とされるので、ステップＳ１２０，Ｓ１３０が繰り返し実行される。すなわち、補機系（低電圧系）の電力消費状況に従って主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の停止および作動を適切に制御した上で、外部充電時における低電圧系の電源電圧を発生できる。

　一方で、充電が完了すると（Ｓ１４０のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１５０により、外部充電の終了処理を実行する。外部充電終了処理では、たとえば、オン状態の外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２やリレー４０５（充電ケーブル）がオフされる。

　このように、本実施の形態による電動車両の電源システムによれば、外部充電時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止する一方で、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって補機系電力を供給するので、外部充電の効率を向上できる。さらに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力容量では補機系電力が不足する場合には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動することができるので、外部充電の効率向上を図りつつ、ＥＣＵ８０および補機負荷群９０，９５を確実に動作させることができる。

　また、外部充電時には、基本的には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされるので、動作が不要なＰＣＵ２０等の後段の回路機器に高電圧（メインバッテリ１０の出力電圧）が印加されることが回避される。この結果、外部充電による機器の耐久寿命低下の防止を図ることができる。

　なお、本実施の形態による電動車両の電源システム（図１）では、メインバッテリ１０および主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の間には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２が接続されている。したがって、外部充電開始時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０によって電源電圧が供給できない状態で、リレー制御（少なくとも外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２あるいはシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオン）を行なう必要がある。このため、補機バッテリ７０の出力が、リレーの励磁電流を供給可能な下限レベルより高く確保されている必要がある。

　したがって、車両運転終了後、すなわち、外部充電の可能性がある期間では、ＥＣＵ８０は、補機バッテリ７０の充電制御のための、図６に示したフローチャートに従う制御処理を所定周期毎に実行することが好ましい。

　図６を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ２００により、車両運転の停止中、たとえば、イグニッションスイッチがオフされているか否かを所定周期で判定する。基本的には、車両運転停止する際、すなわち、イグニッションスイッチのオフ操作時には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされるとともに、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は停止される。

　ＥＣＵ８０は、車両運転停止中（Ｓ２００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０におる補機バッテリ７０の出力が下限レベルよりも低下しているか否かを確認する。たとえば、補機バッテリ７０のＳＯＣまたは電源電圧Ｖｓに基づいて、ステップＳ２１０の判定が実行される。この下限レベルは、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２あるいはシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンするための出力（たとえば、励磁電流の発生）を得ることが可能な出力レベルに対応して定められる。

　補機バッテリ７０の出力が低下しているとき（Ｓ２１０のＹＥＳ時）には、ＥＣＵ８０は、ステップＳ２２０により、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンするとともに、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動して、メインバッテリ１０の出力電圧を降圧することによって、補機バッテリ７０を充電する。これにより、補機バッテリ７０は、車両運転停止中にも、上記下限レベルの出力が確保されるように、充電状態が制御される。

　一方で、ＥＣＵ８０は、Ｓ２１０のＮＯ判定時には、ステップＳ２３０により、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフするとともに、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止する。

　図６に示した補機バッテリ充電制御によって、外部充電開始時に主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０をメインバッテリ１０から切離すことを基本とする構成においても、外部充電の開始処理に必要な補機バッテリ７０の出力を確実に確保することが可能となる。

　（電源システム構成の変形例）
　図７は、本発明の実施の形態の変形例による電動車両の電源システム構成を示すブロック図である。

　図７に示された変形例による電源システムは、図１に示した電源システムの構成に加えて、リレーＲＬ４をさらに備える点で異なる。そして、図１に示したＥＣＵ８０および補機負荷群９０は、リレーＲＬ４を介することなく電源配線１５６ｐに接続されるＥＣＵ・補機負荷群８１と、リレーＲＬ４を介して電源配線１５６ｐに接続されるＥＣＵ・補機負荷群８２とに分類される。

　リレーＲＬ４は、車両走行時にはオンされる一方で、外部充電時にはオフされる。したがって、ＥＣＵ・補機負荷群８１は、ＥＣＵおよび補機負荷群９０のうちの、外部充電時に使用される機器群により構成される。

　一方、ＥＣＵ・補機負荷群８２は、外部充電時には不使用とされるＥＣＵおよび補機負荷により構成される。すなわち、図１のＥＣＵ８０のうちの、少なくとも制御回路８５（図２）に対応する部分は、ＥＣＵ・補機負荷群８２に含まれる必要がある。図７の電源システムのその他の部分の構成および動作は、図１の電源システムと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

　図７の変形例による電源システムでは、外部充電時における低電圧系の電源電圧の供給先が絞り込まれるので、外部充電時におけるＥＣＵおよび補機の消費電力を低減するとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の容量についてもさらに小さくすることができる。この結果、外部充電時における効率をさらに向上することができる。

　なお、図１および図７の構成において、メインバッテリ１０は「主蓄電装置」に対応し、補機バッテリ７０は「副蓄電装置」に対応する。また、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は「第１の電圧変換器」に対応し、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は「第２の電圧変換器」に対応する。さらに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は「第１の開閉器」に対応し、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２は「第２の開閉器」に対応する。また、電源配線１５５ｐは、補機系電力を供給する「電源配線」に対応し、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇは「主電源配線」に対応し、ＥＣＵ８０は「制御装置」に対応する。

　さらに、図７の構成において、リレーＲＬ４は「第３の開閉器」に対応し、ＥＣＵ・補機負荷群８１は「第１の補機負荷」に対応し、ＥＣＵ・補機負荷群８２は「第２の補機負荷」に対応する。

　また、本実施の形態およびその変形例において、電源配線１５３ｐ以降（負荷側）の構成は、図示された構成に限定されるものではない。たとえば、ＰＣＵ２０の構成について、コンバータＣＮＶを省略して、メインバッテリ１０の出力電圧をそのままインバータ２６の直流側電圧とすることも可能である。さらに、電源システムの負荷についても、車両駆動力を発生する構成を含めて任意の構成とすることができる。すなわち、本発明は、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車、および、エンジンを搭載したハイブリッド自動車を含めて、外部充電可能な蓄電装置と、当該蓄電装置の電力によって駆動可能に構成された車輪駆動力発生用の電動機を搭載した電動車両に対して、共通に適用することができる。

　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。

　本発明は、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両に適用することができる。

　１０　メインバッテリ、２０　ＰＣＵ、２６　インバータ、３０　モータジェネレータ、４０　動力伝達ギア、５０　駆動輪、６０　主ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０　補機バッテリ、８０　ＥＣＵ、８１，８２　ＥＣＵ・補機負荷群、８５　制御回路、９０，９５　補機負荷群、９８　高圧補機、１００　電動車両、１０５　充電コネクタ、１１０　充電器、１１５　副ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５１，１５２ｐ，１５３ｐ，１５４ｐ，１５５ｐ，１５６ｐ　電源配線、１５２ｇ，１５３ｇ，１５５ｇ　接地配線、４００　外部電源、４０５　リレー、４１０　充電プラグ、Ｃ０，Ｃ１　平滑コンデンサ、ＣＮＶ　コンバータ、Ｉｄｃｓ　出力電流、Ｌ１　リアクトル、ＭＤＣ　制御指令（主ＤＣ／ＤＣコンバータ）、Ｑ１，Ｑ２　電力用半導体スイッチング素子、ＲＬ１，ＲＬ２　外部充電リレー、ＲＬ３，ＲＬ４　リレー（低電圧系）、ＳＭ１，ＳＭ２　制御指令（システムメインリレー）、ＳＤＣ　制御指令（副ＤＣ／ＤＣコンバータ）、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２　システムメインリレー、ＶＨ，ＶＬ　直流電圧、Ｖｓ　電源電圧（低電圧系）。

Claims

　車両外部の外部電源（４００）によって充電可能に構成された電動車両（１００）の電源システムであって、
　再充電可能な主蓄電装置（１０）および副蓄電装置（７０）と、
　前部外部電源によって前記主蓄電装置を充電する外部充電時に、前記外部電源からの供給電力を前記主蓄電装置の充電電力に変換するように構成された充電器（１１０）と、
　車両駆動力発生用の電動機（３０）を、前記主蓄電装置および前記電動機の間での電力変換によって駆動制御するように構成された電力制御ユニット（２０）と、
　前記主蓄電装置および前記電力制御ユニットの間に接続された第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）と、
　前記第１の開閉器と並列に、前記充電器および前記主蓄電装置の間に接続された第２の開閉器（ＲＬ１，ＲＬ２）と、
　前記副蓄電装置と接続された電源配線（１５５ｐ）からの補機系電力の供給によって作動するように構成された複数の補機負荷（９０，９５／８１，８２，９５）と、
　前記主蓄電装置の出力電圧を前記副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して前記電源配線へ出力するように構成された第１の電圧変換器（６０）と、
　前記充電器の出力電圧を前記副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して前記電源配線へ出力するように構成された、前記第１の電圧変換器よりも出力容量が小さい第２の電圧変換器（１１５）と、
　前記副蓄電装置からの電力供給によって作動して、前記第１および第２の開閉器の開放および閉成ならびに前記第１および第２の電圧変換器の作動および停止を制御するための制御装置とを備え、
　前記制御装置は、
　前記外部充電の開始時には、前記第１の開閉器を開放する一方で前記第２の開閉器を閉成するとともに、前記第１の電圧変換器を停止する一方で前記第２の電圧変換器を作動し、かつ、前記外部充電の実行中に、前記補機系電力が不足していると判断した場合には、前記第１の電圧変換器を作動するように構成される、電動車両の電源システム。
　前記制御装置（８０）は、前記外部充電の実行中に前記第１の電圧変換器（６０）が作動している状態において、前記補機系電力の不足が解消したと判断した場合には、再び前記第１の電圧変換器を停止して前記第２の電圧変換器の出力によって前記補機系電力を供給するように構成される、請求の範囲第１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）は、前記電力制御ユニット（２０）と接続された主電源配線（１５３ｐ，１５３ｇ）と前記主蓄電装置（１０）の間に設けられ、
　前記第１の電圧変換器（６０）は、前記主電源配線および前記電源配線（１５５ｐ）の間に電気的に接続され、
　前記制御装置（８０）は、前記外部充電の実行中に前記第１の電圧変換器を作動する際には、前記第１の開閉器を併せて閉成すように構成される、請求の範囲第１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記制御装置（８０）は、前記電動車両の運転停止時において、前記副蓄電装置（７０）の出力が所定の下限レベルよりも低下すると、前記第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）を閉成するとともに前記第１の電圧変換器（６０）を作動することによって、前記主蓄電装置（１０）の電力により前記副蓄電装置を充電するように構成される、請求の範囲第３項に記載の電動車両の電源システム。
　前記複数の補機負荷は、
　第３の開閉器（ＲＬ４）を介して前記電源配線（１５５ｐ）に電気的に接続される第１の補機負荷（８１）と、
　前記第３の開閉器を介することなく前記電源配線に電気的に接続される第２の補機負荷（８２）とを含み、
　前記制御装置（８０）は、前記外部充電時には前記第３の開閉器を開放する、請求の範囲第１～３項のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記制御装置（８０）は、前記外部充電の実行中に前記電源配線（１５５ｐ）の電圧（Ｖｓ）が所定電圧（Ｖｍｉｎ）より低くなると、前記補機系電力が不足していると判断する、請求の範囲第１～３項のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記所定電圧（Ｖｍｉｎ）は、前記複数の補機負荷（８１，８２，９５）および前記制御装置（８０）の動作が保証される下限電圧に対応して定められる、請求の範囲第６項に記載の電動車両の電源システム。
　車両外部の外部電源（４００）によって充電可能に構成された電動車両（１００）の電源システムの制御方法であって、
　前記電源システムは、
　再充電可能な主蓄電装置（１０）および副蓄電装置（７０）と、
　前部外部電源によって前記主蓄電装置を充電する外部充電時に、前記外部電源からの供給電力を前記主蓄電装置の充電電力に変換するように構成された充電器（１１０）と、
　車両駆動力発生用の電動機を、前記主蓄電装置および前記電動機の間での電力変換によって駆動制御するように構成された電力制御ユニット（２０）と、
　前記主蓄電装置および前記電力制御ユニットの間に接続された第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）と、
　前記第１の開閉器と並列に、前記充電器および前記主蓄電装置の間に接続された第２の開閉器（ＲＬ１，ＲＬ２）と、
　前記副蓄電装置と接続された電源配線（１５５ｐ）からの補機系電力の供給によって作動するように構成された複数の補機負荷（９０，９５／８１，８２，９５）と、
　前記主蓄電装置の出力電圧を前記副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して前記電源配線へ出力するように構成された第１の電圧変換器（６０）と、
　前記充電器の出力電圧を前記副蓄電装置の出力電圧レベルに変換して前記電源配線へ出力するように構成された、前記第１の電圧変換器よりも出力容量が小さい第２の電圧変換器（１１５）とを備え、
　前記制御方法は、
　前記外部充電の開始時に前記第１の開閉器が開放されていることを確認するステップ（Ｓ１０５）と、
　前記第１の開閉器の開放が確認されると、前記第２の開閉器を閉成するとともに、前記第２の電圧変換器を起動するステップ（Ｓ１１０）と、
　前記第２の開閉器の閉成後に前記充電器の出力によって前記主蓄電装置を外部充電するステップ（Ｓ１２０）と、
　前記外部充電中に前記補機系電力が不足していると判断した場合には、前記第１の電圧変換器を作動するステップ（Ｓ１３３）とを備える、電動車両の電源システムの制御方法。
　前記外部充電の実行中に前記第１の電圧変換器（６０）が作動している状態において、前記補機系電力の不足が解消したと判断した場合には、再び前記第１の電圧変換器を停止するステップ（Ｓ１３４）をさらに備える、請求の範囲第８項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
　前記第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）は、前記電力制御ユニット（２０）と接続された主電源配線（１５３ｐ，１５３ｇ）と前記主蓄電装置（１０）の間に設けられ、
　前記第１の電圧変換器（６０）は、前記主電源配線および前記電源配線（１５５ｐ）の間に電気的に接続され、
　前記制御方法は、
　前記電動車両の運転停止時において、前記副蓄電装置（７０）の出力が所定の下限レベルよりも低下すると、前記第１の開閉器（ＳＭＲ１，ＳＭＲ２）を閉成するとともに前記第１の電圧変換器（６０）を作動することによって、前記主蓄電装置（１０）の電力により前記副蓄電装置を充電するステップ（Ｓ２００－Ｓ２２０）をさらに備える、請求の範囲第８項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
　前記作動するステップ（Ｓ１３３）は、前記外部充電の実行中に前記電源配線（１５５ｐ）の電圧（Ｖｓ）が所定電圧（Ｖｍｉｎ）より低くなると、前記補機系電力が不足していると判断する、請求の範囲第８～１０項のいずれか１項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。
　前記所定電圧（Ｖｍｉｎ）は、前記複数の補機負荷（８１，８２，９５）および前記制御装置（８０）の動作が保証される下限電圧に対応して定められる、請求の範囲第１１項に記載の電動車両の電源システムの制御方法。