WO2011016135A1

WO2011016135A1 - 電動車両の電源システム

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Publication number: WO2011016135A1
Application number: PCT/JP2009/064021
Authority: WO
Inventors: 上地　健介; 益田　智員; 大輔植尾; 孝浩伊藤
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: CN102470770B; US8952564B2; US20120187759A1; JPWO2011016135A1; JP4993036B2; CN102470770A

Abstract

　外部充電用のＰＬＧ－ＥＣＵ（８２）は、車両走行用のＨＶ－ＥＣＵ(８０）とは別個に設けられ、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２のオンオフについても制御可能に構成される。さらに、外部充電時に充電器（１１０）の出力電圧を補機系電圧（Ｖｓ）を変換する副ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１５）が、車両走行時に用いる大容量の主ＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）とは別個に設けられる。外部充電時には、車両走行システムを起動することなく、ＰＬＧ－ＥＣＵ（８２）によって外部充電を実行できるとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ（１１５）によって、補機系電圧（Ｖｓ）を発生できる。さらに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフに維持して外部充電を実行できるので、後段の構成機器に高電圧（メインバッテリ出力電圧）が印加されない。この結果、車両走行システムの構成部品の耐久性や寿命に影響を与えることなく、メインバッテリ（１０）を外部充電することができる。

Description

電動車両の電源システム

　この発明は、電動車両の電源システムに関し、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（特許文献１）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では、補機系の電源電圧を発生するＤＣ／ＤＣコンバータを始めとして、車両走行時および外部充電時の両方でシステム構成部品が共通に使用されている。このため、メインバッテリであるバッテリＢ１の電圧が、外部充電時にも、車両走行システムの構成部品（代表的には、昇圧コンバータやインバータ）印加される構成となっている。

　したがって、各構成部品の耐久設計や寿命が外部充電の影響によって変化する可能性があり、部品のコスト上昇やシステム設計の困難化を招く虞がある。また、車両走行時と外部充電時との間では使用電力に大きな差があるので、車両走行時および外部充電時で共通の部品を使用することによって、外部充電時の効率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、電源システムの構成機器の耐久性や寿命が外部充電の影響によって変化することを防止して、容易な設計の下でシステム構成を最適化することである。

　この発明による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、補機負荷と、第１および第２の電圧変換器と、電動車両の動作を制御するための制御装置とを備える。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、主電源配線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、主蓄電装置および主電源配線の間に接続される。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。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、主電源配線および電源配線の間に接続され、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る。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の開閉器、第１の電圧変換器および電力制御ユニットを制御するための第１の制御ユニットと、副蓄電装置からの電力供給によって作動して、第２の開閉器、第２の電圧変換器および充電器を制御する。ための第２の制御ユニットとを含む。そして、外部充電時には、第１の開閉器が開放される一方で第２の開閉器は閉成され、車両走行時には、第１の開閉器が閉成される一方で第２の開閉器は開放される。

　上記電源システムによれば、車両走行システム（第１の開閉器、電力制御ユニット、電動機、第１の電圧変換器、第１の制御ユニット）を停止させた状態で外部充電を実行できるとともに、外部充電システム（第２の開閉器、充電器、第２の電圧変換器、第２の制御ユニット）を停止させた状態で車両走行を実行できる。すなわち、車両走行システムおよび外部充電システムを完全に分離できるので、車両走行システムの構成部品の耐久性および寿命が外部充電の影響によって変化することを防止できる。また、外部充電システムの構成部品の耐久性および寿命についても、外部充電のみを考慮して設計できる。この結果、容易な設計の下でシステム構成を最適化することができる。

　好ましくは、電源システムは、第３および第４の開閉器をさらに含む。第３の開閉器は、電源配線と第１の制御ユニットの間に接続される。第４の開閉器は、電源配線と第２の制御ユニットの間に接続される。第３の開閉器は、外部充電時には開放される一方で、車両走行時には閉成され、第４の開閉器は、外部充電時には閉成される一方で、車両走行時には開放される。

　このようにすると、第１および第２の制御ユニットの起動についても、車両走行時および外部充電時の間で分離することができる。この結果、各制御ユニットの寿命が向上できるとともに、消費電力を削減することができる。

　また好ましくは、第２の制御ユニットは、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２の開閉器を閉成するとともに第２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。

　このようにすると、車両走行システムおよび外部充電システムを分離することによって外部充電開始時に主蓄電装置の出力が使用できない構成としても、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。

　あるいは好ましくは、制御装置は、外部充電が指示されると、第１の開閉器が開放されていることを確認した後に外部充電のための処理を開始する。

　このようにすると、外部充電時に主蓄電装置の出力電圧（高電圧）が、電力制御ユニット等の第１の開閉器以降の構成部品に印加されることを、より確実に防止できる。この結果、外部充電の影響による構成部品の寿命低下を防止できる。

　好ましくは、第２の電圧変換器の出力容量および動作時の消費電力は、第１の電圧変換器の出力容量および動作時の消費電力よりも小さい。

　このようにすると、外部充電時に必要な補機系電力は車両走行時よりも大幅に低いことに対応させて、小容量の第２の電圧変換器を用いることによって外部充電の効率を向上することができる。

　さらに好ましくは、第２の制御ユニットは、外部充電の実行中に、第２の電圧変換器の出力では補機系電力が不足していると判断した場合には、第１の電圧変換器の作動要求を発生する。そして、第１の制御ユニットは、作動要求に応答して、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ように構成される。

　このようにすると、効率向上のために小容量の第２の電圧変換器によって補機系電力を供給することを基本とする一方で、電力不足時には第１の電圧変換器を作動させる構成とすることができる。これにより、外部充電時の効率向上を図りつつ、低電圧系の補機負荷を確実に作動させることができる。

　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、電源システムの構成機器の耐久性や寿命が外部充電の影響によって変化することを防止して、容易な設計の下でシステム構成を最適化することができる。

本発明の実施の形態による電動車両の電源システムの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制御処理手順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。本発明の実施の形態の変形例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。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。

　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の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、複数のＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）から構成される制御装置とを備える。

　メインバッテリ１０は、「再充電可能な蓄電装置」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（以下、単に「車両走行時」と称する。には、インバータ２６は、各スイッチング素子がＭＧ－ＥＣＵ８１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ＭＧ－ＥＣＵ８１によってオンオフ制御される。

　なお、本実施の形態において、「車両走行時」は、実際に電動車両１００が走行している状態（車速≠０）の他、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含むものとする。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。

　制御装置を構成するＥＣＵとして、図１には、車両走行時に電動車両１００の動作を制御するためのＨＶ－ＥＣＵ８０と、ＰＣＵ２０の動作を制御するためのＭＧ－ＥＣＵ８１と、外部充電動作を制御するためのＰＬＧ－ＥＣＵ８２とが例示されるが、その他のＥＣＵが配置され得る点についても確認的に記載する。

　モータジェネレータ３０の制御に関して、ＨＶ－ＥＣＵ８０およびＭＧ－ＥＣＵ８１は階層的に構成されており、ＭＧ－ＥＣＵ８１は、ＨＶ－ＥＣＵ８０からの動作指令値に従ってモータジェネレータ３０を駆動するように、ＰＣＵ２０を制御する。

　各ＥＣＵ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、ＥＣＵ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。各ＥＣＵは、電源配線１５５ｐ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。

　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と、リレーＲＬ３，ＲＬ４と，補機負荷９０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の間に接続される。補機バッテリ７０も、メインバッテリ１０と同様に「再充電可能な蓄電装置」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、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の出力定格電圧Ｖｉは、補機バッテリ７０を充電できるように設定される。

　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。

　電源配線１５５ｐには、低電圧系の補機負荷９０が接続される。補機負荷９０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。これらの補機負荷は、車両走行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１５５ｐおよびＨＶ－ＥＣＵ８０の間には、リレーＲＬ３が電気的に接続される。電源配線１５５ｐおよびＰＬＧ－ＥＣＵ８２の間には、リレーＲＬ４が電気的に接続される。なお、図示は省略しているが、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２について、起動処理のために必要な最小限の回路要素については、リレーＲＬ４を介することなく補機バッテリ７０から常時給電される構成とする一方で、それ以外の回路要素については、リレーＲＬ４を介して給電する構成とすることによって、待機電力の削減が図られている。

　また、電源配線１５３ｐおよび接地配線１５３ｇに対して、メインバッテリ１０の出力電圧を電源として作動する高電圧系の補機（図示せず）が接続されてもよい。たとえば、高電圧系の補機は、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、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。すなわち、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の定格出力電圧Ｖｉは、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と同等である。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～ＲＬ４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。

　ＭＧ－ＥＣＵ８０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオンを指示するための制御指令ＳＭ１，ＳＭ２を生成する。ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２のオンを指示するための制御指令ＳＲ１，ＳＲ２を生成する。制御指令ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＲ１，ＳＲ２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外部充電リレーの励磁電流が発生される。制御指令ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＲ１，ＳＲ２の非発生時には、対応するシステムメインリレーまたは外部充電リレーはオフ状態（開放）を維持される。

　リレーＲＬ３，ＲＬ４のオンオフは、運転者によるキー操作や外部充電指示に応答して、図示しない他のＥＣＵによって制御されるものとする。具体的には、リレーＲＬ３は、イグニッションスイッチの操作に応答してオンオフされる。リレーＲＬ４は、外部充電期間中にオンされる一方で、非外部充電期間にはオフされる。

　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、車両走行システムの構成機器への給電を制御するリレーであるため、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。一方、リレーＲＬ４は、外部充電時以外にはオフされるので、車両走行時にはオフされる。

　一方、外部充電時には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされる一方で、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２はオンされる。また。リレーＲＬ４がオンされるので、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２が作動する。なお、外部充電にはイグニッションスイッチのオンは不要であるので、リレーＲＬ３は、基本的には外部充電時にはオフされるが、イグニッションスイッチの操作によってオンされ得る。

　車両走行時には、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。ＰＣＵ２０は、メインバッテリ１０と電気的に接続された電源配線１５３ｐとモータジェネレータ３０との間での電力変換によって、モータジェネレータ３０を駆動制御する。すなわち、メインバッテリ１０の電力を用いて電動車両１００は走行できる。その一方で、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２、充電器１１０、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５およびＰＬＧ－ＥＣＵ８２の外部充電用の構成部品（以下、包括的に外部充電システムとも称する）を、車両走行時には停止できる。したがって、外部充電システムの構成部品については、外部充電の動作のみを考慮して設計できる。

　車両走行時において、低電圧系（補機系）では、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が作動して、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を経由して電源配線１５３ｐへ伝達されたメインバッテリ１０の出力電圧から、低電圧系の電源電圧Ｖｓが発生される。すなわち、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電力容量（出力定格）は、車両走行時におけるＥＣＵ群および補機負荷９０の消費電力をカバーできるように設計されるので、比較的大きくなる（たとえば、定格電流が１００Ａオーダー）。

　外部充電時には、上述の外部充電システムが作動する。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り、メインバッテリ１０が充電される。低電圧系（補機系）では、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。

　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。したがって、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力容量は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力容量と比較して、大幅に抑えることができる（たとえば、定格電流で２～３桁程度）。この結果、外部充電時にも主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を共用する構成と比較して、補機系電圧発生のための消費電力（ＤＣ／ＤＣコンバータでの電力損失）が低減されることにより、外部充電の効率を向上することができる。なお、図１の構成から理解されるように、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力は、補機バッテリ７０の充電にも用いることができる。

　また、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２、ＰＣＵ２０、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、ＨＶ－ＥＣＵ８０、およびＭＧ－ＥＣＵ８１の車両走行用の構成部品（以下、包括的に車両走行システムとも称する）は、外部充電時には完全に停止できる。さらに、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、車両走行システムの構成部品にメインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が印加されないので、構成部品の耐久性および寿命が外部充電の影響によって変化することを防止できる。

　図２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ＥＣＵ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２を参照して、ステップＳ１００では、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２のうちの、補機バッテリ７０から直接給電される要素によって、外部充電開始条件が成立しているか否かが判定される。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）、ステップＳ１０２により、リレーＲＬ４がオンされる。これにより、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２の全体に補機バッテリ７０から給電されるので、外部充電処理を実行可能な状態となる。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２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。ここで、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされている場合には、高電圧（メインバッテリ１０の出力電圧）が印加されることによって車両走行システムが起動可能なステータスであると認識されるので、たとえば、当該ステータスとなっているか否かの確認により、ステップＳ１０５の判定を実行できる。

　そして、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされている場合には、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ＨＶ－ＥＣＵ８０に対して、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフさせるように要求する。すなわち、イグニッションスイッチがオンされている場合にも、外部充電に先立って、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２についてはオフさせる。もし、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフさせることができない場合には、外部充電を開始することなく、ユーザに対して警告メッセージ等を出力する。

　次に、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、外部充電開始に向けて、ステップＳ１１０により、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンするとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を作動する。また、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のオフも維持される。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２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。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、外部充電中には一定周期で、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や充電電力量、充電時間等に基づいて、ステップＳ１３０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Ｓ１３０がＮＯ判定とされるので、ステップＳ１２０が繰り返し実行される。

　一方で、充電が完了すると（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ１４０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、車両走行システム（システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２、ＰＣＵ２０、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、ＨＶ－ＥＣＵ８０、およびＭＧ－ＥＣＵ８１等）を停止させた状態で外部充電を実行できるとともに、外部充電システム（外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２、充電器１１０、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５、およびＰＬＧ－ＥＣＵ８２等）を停止させた状態で車両走行を実行できる。

　すなわち、車両走行システムおよび外部充電システムを完全に分離できるので、車両走行システムの構成部品の耐久性および寿命が、外部充電の影響によって変化することを防止できる。また、外部充電システムの構成部品の耐久性および寿命についても、外部充電のみを考慮して設計できる。この結果、容易な設計の下でシステム構成を最適化することができる。

　また、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオフを確認してから外部充電を開始するので、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）が印加されることを確実に回避できる。

　さらに、外部充電時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止する一方で、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ので、外部充電の効率を向上できる。

　ここで、図１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」に対応し、リレーＲＬ３は「第３の開閉器」に対応し、リレーＲＬ４は「第４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」に対応する。また、ＨＶ－ＥＣＵ８０は「第１の制御ユニット」に対応し、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は「第２の制御ユニット」に対応する。

　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、外部充電開始時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０によって補機系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、外部充電の開始までの期間では、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、補機バッテリ７０の充電制御のための、図３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３を参照して、ＨＶ－ＥＣＵ８０は、ステップＳ２００により、車両運転の停止中であるか、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により、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。さらに、外部充電の非実行時には、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２がオフされるとともに、および副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は停止されている。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２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、外部充電の開始処理（外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２およびリレーＲＬ４の励磁電流供給等を含む）を実行可能な出力レベルに対して十分なマージンを有するように定められる。

　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とき（Ｓ２１０のＹＥＳ時）には、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２２０により、外部充電リレーＲＬ１，ＲＬ２をオン（必要に応じてリレーＲＬ４もオン）するとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を作動する。これにより、補機バッテリ７０が、メインバッテリ１０の出力電圧を副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって降圧することにより充電される。この結果、補機バッテリ７０の充電状態は、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制御される。

　一方で、ＨＶ－ＥＣＵ８０は、Ｓ２１０のＮＯ判定時には、ステップＳ２３０により、外部充電リレーＳＲ１，ＳＲ２をオフするとともに、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を停止する。

　図３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の電源システムにおいても、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。

　（外部充電制御の変形例）
　図１に示した本実施の形態による電動車両の電源システムでは、外部充電の効率を向上するために、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の電力容量は低く抑えることが好ましい。したがって、補機負荷９０の使用状況によっては、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の出力では、補機系電力が不足することも考えられる。このため、本実施の形態の変形例では、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４は、本発明の実施の形態の変形例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。

　図４に示したフローチャートでは、図２に示したフローチャートと比較して、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、外部充電中（Ｓ１２０）には、ステップＳ２５０により、補機系の電力供給判定を実行する。図４のその他の処理手順は、図２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

　そして、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、充電が完了するまでの間（Ｓ１３０がＮＯ判定の間）、ステップＳ１２０，Ｓ２５０を繰り返し実行する。すなわち、ステップＳ２５０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。

　図５には、本発明の実施の形態の変形例によ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が示される。

　図５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、外部充電中に、ＨＶ－ＥＣＵ８０に対して、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動要求ＶＨＬＰを発生可能に構成される。制御回路８５は、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２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（補機系電力）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９０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、ＥＣＵ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。

　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９０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、ＨＶ－ＥＣＵ８０に対して、作動要求ＶＨＬＰを発生する。

　ＨＶ－ＥＣＵ８０は、発生された作動要求ＶＨＬＰに応答して、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動するとともに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンされる。なお、作動要求ＶＨＬＰに応答して、図示しない他のＥＣＵによってリレーＲＬ３を併せてオンする必要がある。

　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９０および補機バッテリ７０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９０および補機バッテリ７０へ供給することができる。

　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、電源配線１５５ｐに設けられた電圧センサ１６１によって検出された電圧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、補機負荷９０やＥＣＵ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９０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６には、図４のステップＳ２５０による補機系電力供給判定の詳細が示される。
　図６を参照して、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５１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（Ｓ２５１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。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の停止時（Ｓ２５１のＮＯ判定時）には、ステップＳ２５２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Ｓ２５２のＹＥＳ判定時）には、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５３により、ＨＶ－ＥＣＵ８０に対して、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動要求を発生する。

　これに伴い、ＨＶ－ＥＣＵ８０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を作動するとともに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンする（ステップＳ２５４）。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、補機負荷９０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Ｓ２５２のＮＯ判定時）には、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５５により、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動要求を発生しない。この結果、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のオフが維持される。なお、ステップＳ２５２による判定は、図３に示した制御回路８５による作動要求ＶＨＬＰの生成と同様に行なうことができる。

　あるいは、図７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Ｓ２５６を図６のフローチャートに追加してもよい。

　ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５１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Ｓ２５６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Ｓ２５６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、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５６のＹＥＳ判定時には、ステップＳ２５４に処理を進めて、ＨＶ－ＥＣＵ８０に対する作動要求を発生しないようにする。これにより、ＨＶ－ＥＣＵ８０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を再び停止するとともに、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２もオフする。この結果、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Ｓ２５４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Ｓ２５０の実行時には、ステップＳ２５１はＮＯ判定されることになる。

　一方で、ＰＬＧ－ＥＣＵ８２は、ステップＳ２５６のＮＯ判定時には、ステップＳ２５３に処理を進めて、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の作動要求を継続的に発生する。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。

　このように、本実施の形態の変形例によれば、外部充電時には、基本的には小容量の副ＤＣ／ＤＣコンバータ１１５によって補機系電力を供給するとともに、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。この結果、外部充電の効率向上を図りつつ、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を作動させることによって、補機負荷９０を確実に動作させることができる。

　なお、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（車両走行）、７０　補機バッテリ、８５　制御回路、９０　補機負荷、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（外部充電）、１５１　電源配線、１５２ｇ　接地配線、１５２ｐ，１５３ｐ，１５４ｐ，１５５ｐ　電源配線、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、Ｌ１　リアクトル、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、ＳＤＣ　制御指令（副ＤＣ／ＤＣコンバータ）、ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＲ１，ＳＲ２　制御指令（リレー）、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２　システムメインリレー、ＶＨ，ＶＬ，Ｖｉ　直流電圧、ＶＨＬＰ　作動要求、Ｖｓ　電源電圧（補機系）。

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、主電源配線（１５３ｐ，１５３ｇ）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主電源配線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補機負荷（９０）と、
　前記主電源配線および前記電源配線の間に接続され、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第２の電圧変換器（１１５）と、
　前記電動車両の動作を制御するための制御装置とを備え、
　前記制御装置は、
　前記副蓄電装置からの電力供給によって作動して、前記第１の開閉器、前記第１の電圧変換器および前記電力制御ユニットを制御するための第１の制御ユニット（８０）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２の開閉器、前記第２の電圧変換器および前記充電器を制御するための第２の制御ユニット（８２）とを含み、
　前記外部充電時には、前記第１の開閉器が開放される一方で前記第２の開閉器は閉成され、車両走行時には、前記第１の開閉器が閉成される一方で前記第２の開閉器は開放される、電動車両の電源システム。
　前記電源配線（１５５ｐ）と前記第１の制御ユニット（８０）の間に接続された第３の開閉器（ＲＬ３）と、
　前記電源配線と前記第２の制御ユニット（８２）の間に接続された第４の開閉器（ＲＬ４）とをさらに備え、
　前記第３の開閉器は、前記外部充電時には開放される一方で、前記車両走行時には閉成され、
　前記第４の開閉器は、前記外部充電時には閉成される一方で、前記車両走行時には開放される、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２の制御ユニット（８２）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２の開閉器（ＲＬ１，ＲＬ２）を閉成するとともに前記第２の電圧変換器（１１５）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１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記制御装置は、前記外部充電が指示されると、前記第１の開閉器が開放されていることを確認した後に前記外部充電のための処理を開始する、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２の電圧変換器（１１５）の出力容量および動作時の消費電力は、前記第１の電圧変換器（６０）の出力容量および動作時の消費電力よりも小さい、請求の範囲第１～４項のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
　前記第２の制御ユニット（８２）は、前記外部充電の実行中に、前記第２の電圧変換器（１１５）の出力では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（６０）の作動要求（ＶＨＬＰ）を発生し、
　前記第１の制御ユニット（８０）は、前記作動要求に応答して、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）を作動するように構成される、請求の範囲第５項に記載の電動車両の電源システム。