WO2018123391A1 - 電気回路、及び診断方法 - Google Patents

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WO2018123391A1
WO2018123391A1 PCT/JP2017/042479 JP2017042479W WO2018123391A1 WO 2018123391 A1 WO2018123391 A1 WO 2018123391A1 JP 2017042479 W JP2017042479 W JP 2017042479W WO 2018123391 A1 WO2018123391 A1 WO 2018123391A1
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power storage
battery
contactor
power
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PCT/JP2017/042479
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広基 市川
石川 淳
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本田技研工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions

  • Patent Document 1 discloses an electric circuit in which connection is switched by a plurality of switches so that storage units (capacitor groups) are connected in parallel at the time of charge and storage units are connected in series at the time of discharge.
  • Patent Document 1 requires a large number of switches for appropriately switching the plurality of power storage units, and has a complicated configuration.
  • the aspect which concerns on this invention in view of such a situation is provided, and the electric circuit which can utilize the electric power stored in the several electrical storage part by more simple structure, and the diagnostic method are provided. Make one of the goals.
  • An electric circuit according to an aspect of the present invention includes a plurality of power storage units (120) including a first power storage unit (121) and a second power storage unit (122), and a load of the plurality of power storage units.
  • a second rectifier (112), the first pole terminal of the first storage unit, and the second storage unit The plurality of power storage units are connected in series with the first pole terminal, and the series connection of the plurality of power storage units is disconnected in a period in which the power supply supplies power to the plurality of power storage units.
  • Switching means (115, 116).
  • both ends of the plurality of sets of power storage units connected in series are respectively connected to the load, and the connection switching means switches the plurality of power storage units by switching. May be connected in series.
  • connection switching means disconnects the series connection by switching, and connects each of the plurality of power storage units in parallel to the power supply. It is also good.
  • connection switching means is a second pole terminal having a polarity different from that of the first pole terminal of the first power storage unit;
  • a first contactor (115) for switching connection and disconnection between the second power storage unit and the first pole terminal, the second pole terminal of the first power storage unit, and the second power storage unit And a second contactor (116) for switching connection and disconnection between the polarity of the first pole terminal and the second pole terminal of the opposite polarity.
  • the first storage portion and the second storage portion are The power storage unit may be supplied with power from the power supply.
  • a first connection mode in which the first power storage unit and the second power storage unit are connected in parallel, and the first power storage unit And a second connection mode in which a third power storage unit is connected in parallel may be provided at both ends of a set in which the second power storage unit and the second power storage unit are connected in series.
  • the third power storage unit (133) is included in the load, and the connection switching means electrically connects the first power storage unit and the third power storage unit.
  • the control unit electrically connects the first connection mode, the second connection mode, the first power storage unit and the third power storage unit in parallel. You may switch between the three connection modes.
  • the control unit controls the first contactor to be in a disconnection state, controls the second contactor to be in a conduction state, and In the two connection mode, the first contactor may be controlled to be in a conductive state, and the second contactor may be controlled to be in a disconnected state.
  • a first bidirectional switch (1213, 191) for interrupting charge / discharge current of the first power storage unit, and the second power storage.
  • a second bidirectional switch (1223, 192) for interrupting the charge / discharge current of the unit.
  • the first power storage unit and the second power storage unit are provided in a mobile body (1) provided with the load, and the movement Power may be supplied from a power source provided outside the body.
  • the movable body is provided with a storage portion (120C) for storing the first power storage unit and the second power storage unit, respectively, and the first power storage
  • the unit and the second power storage unit may be easily stored in the storage unit in a removable manner.
  • the first pole terminal of the first power storage unit and the first pole terminal of the power supply may be provided via the first rectifier.
  • a first branch point (P1) is provided on the first conductor, and the first branch point is connected via the second rectifier.
  • a second branch point (P2) is provided in the second conductor on the first pole terminal side of the second power storage unit from the second rectifier.
  • a third conductor (173) electrically connecting the second branch point to the second pole terminal of the first power storage unit, and a third branch on the third conductor A point is provided, and a fourth conductor (174) electrically connecting the third branch point and a second pole terminal having a polarity different from the polarity of the first pole terminal of the power supply;
  • the first contactor is closer to the second branch point side than the third branch point of the third conductor, or more than the second branch point of the second conductor.
  • the second contactor may be interposed on the second power storage unit side, and the second contactor may be interposed on the fourth conductor.
  • the polarity of the first pole terminal of the power supply is a positive electrode, and the first rectifier is connected to the first pole terminal of the power supply A current flows in a direction toward the first pole terminal of the first storage unit, and the second rectifier travels from the first pole terminal of the power supply to the first pole terminal of the second storage unit. Current may flow in the direction.
  • a diagnostic method of an electric circuit includes: a plurality of power storage units including a first power storage unit and a second power storage unit; a load of the plurality of power storage units; A diagnostic method of an electric circuit for switching connection with a power supply supplying power to the unit, wherein the electric circuit has the same polarity as the first pole terminal of the power supply and the polarity of the first pole terminal of the power supply A first rectifier for rectifying a current flowing between the first power storage unit and the first power supply terminal; a current different from the current, the first power supply terminal; A second rectifier that rectifies a current flowing between the first pole terminal and the first pole terminal of the second power storage unit having the same polarity as the polarity of the first pole terminal; and the first pole terminal of the first power storage unit
  • the plurality of power storage units are connected in series with the first pole terminal of the second power storage unit, and the power supplies are connected to the plurality of power storage units.
  • connection switching unit that disconnects the series connection of the plurality of power storage units in a period in which power is supplied to the power unit, the connection switching unit being a polarity of the first pole terminal of the first power storage unit.
  • a first contactor that switches between connection and disconnection between a second pole terminal of a different polarity and the first pole terminal of the second power storage unit; and the second pole terminal of the first power storage unit And a second contactor that switches connection and disconnection between the polarity of the first pole terminal of the second power storage unit and the second pole terminal of the opposite polarity, and the first contactor Performing a first diagnostic mode for disconnecting the second contactor and conducting the first diagnostic mode to determine a voltage of a capacitor provided in the load; and, after the first diagnostic mode, the first contactor.
  • the state including, and performing a second diagnostic mode determines a voltage of the capacitor provided to the load.
  • the presence or absence of a failure of the second contactor may be determined from the result of the determination in the first diagnostic mode.
  • the presence or absence of a failure of the first contactor may be determined from the result of the determination in the second diagnostic mode.
  • the electric circuit includes the plurality of storage units including the first storage unit and the second storage unit, the load of the plurality of storage units, and the plurality of storage units.
  • a second rectifier that rectifies a current flowing between the second storage unit and the first pole terminal, a first pole terminal of the first storage unit, and a first pole terminal of the second storage unit. Between the plurality of storage units connected in series, and in a period in which the power supply supplies power to the plurality of storage units.
  • An electric circuit and a diagnostic method capable of utilizing electric power stored in a plurality of power storage units with a simpler configuration by providing connection switching means for parallel connection of a plurality of power storage units. be able to.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a saddle-ride type electric vehicle to which an electric circuit of a first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present embodiment. It is a flowchart of the process for reducing the inrush current of this embodiment. It is a figure for demonstrating an example of the battery of 2nd Embodiment. It is a flowchart which shows the procedure of the process at the time of the drive start in the electric circuit of this embodiment. It is a flowchart which shows the procedure of the process at the time of the drive start in the electric circuit of this embodiment. It is a figure for demonstrating the detail of the diagnostic process by ECU140 of this embodiment.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a saddle-ride type electric vehicle to which an electric circuit of a first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of
  • FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 according to a modification of the second embodiment. It is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the third embodiment. It is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a saddle-ride type electric vehicle to which the electric circuit of the embodiment is applied.
  • FIG. 1 shows an example of a scooter-type saddle-ride type electric vehicle (hereinafter referred to as an “electric motorcycle”) having a low floor.
  • the electric motorcycle 1 shown in FIG. 1 is an example of a mobile body.
  • a body frame F of the electric motorcycle 1 supports the front fork 11 so as to be steerable.
  • a front wheel WF is pivotally supported at the lower end of the front fork 11, and a steering handle 16 is connected to an upper portion of the front fork 11.
  • the front end of the swing arm 17 is swingably supported.
  • An electric motor 135 is provided at the rear end of the swing arm 17, and the rear wheel WR is rotationally driven by the power output from the electric motor 135.
  • a pair of left and right seat frames 15 are provided to be connected to the rear of the vehicle body frame F.
  • the seat frame 15 supports a passenger seat 21.
  • a vehicle body cover 22 made of synthetic resin covering the vehicle body frame F is attached to the vehicle body frame F.
  • FIG. 1 shows an arrangement example of some of the electrical components.
  • a battery storage portion 120C made of synthetic resin is provided between the pair of left and right seat frames 15 at a lower portion of the passenger seat 21.
  • the battery 120 is removably stored in the battery storage portion 120C.
  • the electric motor 135 provided on the swing arm 17 is driven by the PDU 130 by the power supplied from the battery 120 through the electric circuit 110, and the rotational power when the electric motor 135 is driven is It travels by being transmitted to the rear wheel WR.
  • the battery 120 of the embodiment is divided into a plurality of battery units such as the batteries 121 and 122.
  • the traveling of the electric motorcycle 1 is controlled by, for example, an ECU (Electric Control Unit) 140 or the like disposed at an appropriate position such as the inside of the vehicle body cover 22.
  • the charger 150 converts power supplied from the outside, and charges the battery 120 via the electric circuit 110. Charger 150 may be removable from electric motorcycle 1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present embodiment.
  • the control system 10 includes an electric circuit 110, a battery 120, a PDU 130 (load), an ECU 140 (control unit), and a charger 150 (power supply).
  • the electric circuit 110 includes a diode 111 (first rectifier), a diode 112 (second rectifier), a contactor 115 (first contactor), a contactor 116 (second contactor), and conductors 171 to 178. Equipped with
  • the battery 120 includes, for example, batteries 121 and 122, which are an example of a plurality of power storage units.
  • the battery 120 generates a predetermined voltage (for example, a nominal voltage of 48 V) by connecting a plurality of single batteries such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead battery in series.
  • the electric power from the batteries 121 and 122 is supplied to a PDU (Power Driver Unit) 130 that controls the output of the electric motor 135 through the electric circuit 110, for example, after being converted from direct current to three-phase alternating current by the PDU 130 It is supplied to an electric motor 135 which is a three-phase AC motor.
  • the PDU 130 is a so-called inverter.
  • the output voltage of the batteries 121 and 122 is stepped down to a low voltage (for example, 12 V) by the DC-DC converter 126 and supplied to control system components such as the ECU 140.
  • the allowable input voltage fluctuation range of DC-DC converter 126 includes the voltage obtained by connecting battery 121 and battery 122 in series.
  • the DC-DC converter 126 may include the fluctuation range of the voltage of each of the batteries 121 and 122, and the fluctuation range of the voltage obtained by connecting the battery 121 and the battery 122 in series in the allowable input voltage fluctuation range.
  • the output voltages of the batteries 121 and 122 are allowed to normally fluctuate up to the upper limit voltage equal to 125% of the nominal voltage, for example, up to the lower limit voltage equal to 90% of the nominal voltage. It may be
  • the low voltage power stepped down by the DC-DC converter 126 is partially supplied to the battery 125 and general electric components such as a lamp (not shown).
  • the batteries 121, 122 can be charged, for example, by a charger 150 connected to an AC 100V power supply.
  • the battery 121 includes a battery body 1211, a battery managing unit (BMU) 1212, a bidirectional switch 1213, a high potential side terminal 121 P (first pole terminal), and a low potential side terminal 121 N (second pole terminal And a connector 121C.
  • the battery 122 includes a battery body 1221, a BMU 1222, and a bidirectional switch 1223.
  • the BMU 1212 and the BMU 1222 may be collectively referred to as a unit BMU.
  • the state of charge and discharge of the batteries 121 and 122, the storage amount, the temperature, and the like are monitored by the BMU of each battery, and the information on the monitored batteries 121 and 122 is shared with the ECU 140.
  • the BMU restricts charge and discharge of the battery main body 1211 and the like by controlling the bidirectional switch 1213 and the like according to a control command from the ECU 140 described later or the monitoring result described above. Details of the bidirectional switch 1213 will be described later.
  • the BMU 1212 communicates with the ECU 140 via the connector 121C. Further, the BMU 1212 of the battery 121 receives supply of control power via the connector 121C.
  • the battery 122 is similar to this.
  • Information of an output request from the throttle (accelerator) sensor 180 is input to the ECU 140, and the ECU 140 controls the contactors 115 and 116, the battery 120, the PDU 130, and the like based on the input information of the output request.
  • the ECU 140 can regulate charge and discharge of the battery 120 by controlling the battery 120.
  • ECU 140 switches the supply of power to battery 120 and the discharge from battery 120 by controlling contactors 115 and 116.
  • the ECU 140 controls the drive of the electric motor 135 by controlling the power supplied to the electric motor 135 by the PDU 130.
  • the charger 150 is also included in the control system 10 for controlling the traveling of the electric motorcycle 1, but the charger 150 is configured to be detachable from the electric motorcycle 1. May be In this case, the charger 150 may be provided outside the electric motorcycle 1.
  • the diode 111 rectifies the current flowing between the high potential side terminal 150P (first electrode terminal) of the charger 150 and the high potential side terminal 121P (first electrode terminal) of the battery 121 (first power storage unit) Do.
  • the diode 111 causes a current to flow in a direction from the high potential side terminal 150P of the charger 150 to the high potential side terminal 121P of the battery 121.
  • the diode 112 rectifies the current flowing between the high potential side terminal 150P of the charger 150 and the high potential side terminal 122P (first electrode terminal) of the battery 122 (second power storage unit). For example, the diode 112 causes current to flow from the high potential side terminal 150P of the charger 150 toward the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • the current flowing through the diode 111 and the current flowing through the diode 112 are different from each other.
  • the respective polarities of the high potential side terminal 150P of the charger 150, the high potential side terminal 121P of the battery 121, and the high potential side terminal 122P of the battery 122 are the same polarity, for example, a positive electrode in the present embodiment.
  • a diode 111 corresponding to the battery 121 and a diode 112 corresponding to the battery 122 are provided to protect each part from the following events.
  • the provision of the diode 111 prevents the battery 121 from shorting when the battery 120 is connected in series.
  • One battery is short-circuited by providing the diodes 111 and 112 in opposite directions in the conductor 171 and the conductor 172 connecting the high potential side terminal 121P of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122 Prevents short circuit of the other battery in case of failure.
  • the contactor 115 switches connection and non-connection between the low potential side terminal 121N of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • the contactor 115 is connected between the high potential side terminal 121P of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122, that is, between the low potential side terminal 121N of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122. It is provided.
  • the contactor 115 connects the batteries 120 in series in the conductive state, and disconnects the series connection of the batteries 120 in the disconnected state.
  • the period in which the contactor 115 is in the disconnected state includes at least the period in which the charger 150 supplies power to the battery 120.
  • the contactor 116 switches between connection and disconnection between the low potential side terminal 121N of the battery 121 and the low potential side terminal 122N of the battery 122.
  • the contactor 116 connects between the low potential side terminal 121N of the battery 121 and the low potential side terminal 122N of the battery 122.
  • the period in which the contactor 116 is in the conductive state includes at least the period in which the charger 150 supplies power to the battery 120.
  • Both ends of the batteries 120 connected in series are connected to the PDU 130, respectively.
  • the contactors 115 and 116 By switching the state of the contactors 115 and 116, the battery 121 and the battery 122 in the battery 120 are connected in series or in parallel.
  • the contactors 115 and 116 and the diodes 111 and 112 are examples of connection switching means.
  • Each portion of the drive system of the electric circuit 110 includes a conductor 171 (first conductor), a conductor 172 (second conductor), a conductor 173 (third conductor), and a conductor 174 (fourth conductor).
  • the conductors (conductors) including the conductor 175, the conductor 176, the conductor 177, and the conductor 178 are electrically connected as follows.
  • the conductor 171 electrically connects the high potential side terminal 121P of the battery 121 and the high potential side terminal 150P of the charger 150.
  • a diode 111 is inserted in the conductor 171.
  • the cathode of the diode 111 is connected to the high potential side terminal 121 P of the battery 121
  • the anode of the diode 111 is connected to the high potential side terminal 150 P of the charger 150.
  • a branch point P1 (first branch point) is provided between the anode of the diode 111 and the high potential side terminal 150P of the charger 150.
  • the conductor 172 electrically connects the branch point P1 to the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • a diode 112 is inserted in the conductor 172.
  • the cathode of the diode 112 is connected to the high potential side terminal 122P of the battery 122, and the anode of the diode 112 is connected to the high potential side terminal 150P of the charger 150 via the branch point P1.
  • a branch point P2 (second branch point) is provided between the cathode of the diode 112 and the high potential side terminal 121P of the battery 121.
  • the conductor 173 electrically connects the branch point P2 to the low potential side terminal 121N of the battery 121.
  • the contact point of the contactor 115 is inserted in the conductor 173.
  • the conductor 173 is provided with a branch point P3 (third branch point). The position is between the contactor 115 and the low potential side terminal 121 N of the battery 121.
  • the conductor 174 electrically connects the branch point P3 and the low potential side terminal 150N of the charger 150.
  • the contacts of the contactor 116 are inserted in the conductor 174.
  • the conductor 174 electrically connects the low potential side terminal (122N) of the lower potential battery (122) to the low potential side terminal 150N of the charger 150. There is.
  • a branch point P4 (fourth branch point) is provided between the cathode of the diode 111 and the high potential side terminal 121P of the battery 121.
  • the conductor 175 electrically connects the branch point P4 to the high potential side terminal 130P of the PDU 130.
  • Conductor 176 electrically connects branch point P 4 to high potential side terminal 126 P of DC-DC converter 126.
  • the conductor 177 connects the low potential side terminal 130 N of the PDU 130 to the low potential side terminal 150 N of the charger 150.
  • the conductor 178 connects the low potential side terminal 126 N of the DC-DC converter 126 to the low potential side terminal 150 N of the charger 150.
  • the electric circuit 110 may include a connection of a monitoring control system shown by a dotted line in FIG. 2 in addition to the connection of the drive system described above. Furthermore, the electric circuit 110 is configured to include the ECU 140 You may
  • the ECU 140 acquires the state of the battery 120 from the BMU of the battery 120.
  • the ECU 140 detects the user's operation from the throttle sensor 180 or the like.
  • the ECU 140 controls the contactor 115, the contactor 116, and the PDU 130 based on the collected information.
  • Process for charging the battery 120 with the power from the charger 150 When the battery 120 is charged with the power from the charger 150, the ECU 140 places the contactor 115 in the cut-off state and brings the contactor 116 in the conductive state. That is, when the battery 121 and the battery 122 are connected in parallel, the power from the charger 150 is supplied to the battery 121 and the battery 122. In the above control state, although the power from the charger 150 can be supplied to the PDU 130, the voltage is the same as the voltage applied between the terminals of the battery 121.
  • the ECU 140 places the contactor 115 in a conducting state and places the contactor 116 in a blocking state. That is, when the battery 121 and the battery 122 are connected in series, the battery 121 and the battery 122 supply power to the PDU 130.
  • the diode 111 is reverse-biased, and the voltage (for example, 96 V) of the high potential side terminal 121P of the battery 121 is the high potential side terminal 122P of the battery 122 and the high potential side terminal 150P of the charger 150. It is not applied to
  • a capacitor 133 may be provided between the power input terminals.
  • the capacitor 133 is supplied with power and is in a charged state, but is discharged when the power supply to the PDU 130 is stopped, and the voltage between the terminals of the capacitor 133 becomes 0V. Therefore, when the supply of power to the PDU 130 is started at the start of the electric motorcycle 1 or the like, the charging is started when the voltage between the terminals of the capacitor 133 is 0V.
  • FIG. 3 is a flowchart of the process for reducing the inrush current according to the present embodiment.
  • the ECU 140 increases the voltage stepwise in a plurality of times as follows. For example, an example in which the number of times is two will be shown below.
  • the ECU 140 turns off the bidirectional switches 1213 and 1223 and the contactors 115 and 116 in the battery 120 (S1) to stop the charge and discharge of the battery 120. This process may be performed at the stage of stopping the electric motor 135 or at the stage of stopping the charge and discharge of the battery 120 first.
  • the ECU 140 brings the battery 121 into a discharging state and brings the contactor 116 into a conducting state in order to start the first charging of the capacitor 133 while keeping the contactor 115 in a blocking state (S2).
  • the PDU power supply side terminal that is, the capacitor 133 is charged at 48V.
  • the ECU 140 once puts each contactor in the disconnected state to avoid a short circuit or the like (S3).
  • the ECU 140 holds the contactor 116 in the cut-off state and places the contactor 115 in the conductive state (S4). As a result, the PDU power supply side terminal, that is, the capacitor 133 is charged at 96V.
  • the ECU 140 when starting the supply of power to the PDU 130, the ECU 140 can increase the voltage applied to the PDU 130 stepwise in two steps.
  • the electric circuit 110 charges the battery 120 including the battery 121 and the battery 122, the PDU 130 which is the load of the battery 120, and the battery 120 connected in parallel to each other. Switch the connection with the switch 150.
  • the diode 111 in the electric circuit 110 rectifies so that current flows in a direction from the high potential side terminal 150 P of the charger 150 to the high potential side terminal 121 P of the battery 121.
  • the diode 112 rectifies so that current flows in a direction from the high potential side terminal 150P of the charger 150 to the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • the battery 121 and the battery 122 are connected in series between the first pole terminal of the battery 121 and each of the first pole terminal and the second pole terminal of the battery 122. While the charger 150 supplies power to the battery 120, the series connection of the battery 121 and the battery 122 is disconnected.
  • the electric circuit 110 is provided with the diodes 111 and 112 corresponding to the battery 121 and the battery 122, thereby limiting the short circuit of the battery 120 when the battery 120 is connected in series.
  • the electric circuit 110 can be configured more simply, and the power stored in the battery 121 and the battery 122 can be used.
  • the electric circuit 110 can reduce the number of mechanical switches that can be switched in parallel at the time of charge and in series at the time of discharge as compared with the above-described comparative example.
  • the mechanical switch may cause welding of contacts, which may cause a failure.
  • the probability of occurrence of failure may be reduced. It can be reduced.
  • the diodes 111 and 112 are coupled in opposite directions to prevent a short circuit.
  • the battery 120 may not be included in the electric circuit 110, and may be combined with the electric circuit 110 as long as it is suitable for the electric circuit 110.
  • the polarity of the high potential side terminal 150P (first electrode terminal) of the charger 150 is a positive electrode.
  • the diode 111 causes a current to flow in a direction from the high potential side terminal 150 P of the charger 150 to the high potential side terminal 121 P of the battery 121.
  • the diode 112 causes current to flow from the high potential side terminal 150P of the charger 150 toward the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • the negative electrode side in the electric circuit 110 can be configured to be at the common potential.
  • both ends of the battery 120 are connected to the PDU 130, respectively.
  • the battery 120 in which the battery 121 and the battery 122 are connected in series can supply power to the PDU 130 by switching the state of the contactors 115 and 116.
  • the contactors 115 and 116 disconnect the series connection of the battery 120 and connect each of the batteries 120 in parallel to the charger 150. Thereby, the two contactors of the contactors 115 and 116 can be used to switch between the series connection and the parallel connection of the battery 121 and the battery 122.
  • the contactor 115 switches connection and non-connection between the low potential side terminal of the battery 121 and the high potential side terminal 121P of the battery 122.
  • the contactor 116 switches between connection and disconnection between the low potential side terminal of the battery 121 and the low potential side terminal of the battery 122.
  • the contactor 115 can connect the battery 121 and the battery 122 in series, and the contactor 116 can connect them in parallel.
  • the battery 121 and the battery 122 can supply power to the PDU 130 when the contactor 115 is in a conductive state and the contactor 116 is in a disconnected state.
  • the contactor 115 when the contactor 115 is in the disconnection state and the contactor 116 is in the conduction state because the charger 150 is connected to the electric circuit 110, the battery 121 and the battery 122 receive the power from the charger 150. Supplied.
  • the ECU 140 connects a first connection mode connecting the battery 121 and the battery 122 in parallel, connects the battery 121 and the battery 122 in series, and connects a capacitor 133 in parallel to both ends of the series connected series. Switch between 2 connection modes. Thereby, the battery 121 and the battery 122 can be charged in the first connection mode, and the battery 121 and the battery 122 can be discharged in the second connection mode.
  • the electric circuit 110 can supply electric charge from the battery 121 and the battery 122 to the capacitor 133.
  • the contactor 116 can electrically connect the battery 121 and the capacitor 133 in parallel.
  • the ECU 140 switches between a first connection mode, a second connection mode, and a third connection mode in which the battery 121 and the capacitor 133 are electrically connected in parallel. As a result, it becomes possible to charge capacitor 133 stepwise, and it is possible to reduce the inrush current at the start of charging.
  • the ECU 140 controls the contactor 115 to be in the disconnection state, and controls the contactor 116 to be in the conduction state.
  • the ECU 140 controls the contactor 115 to the conductive state and controls the contactor 116 to the cut-off state.
  • the ECU 140 can control the conduction state of the contactors 115 and 116 to switch between charging of the battery 120 and discharging of the battery 120.
  • the battery 121, the battery 122, and the PDU 130 are provided in the electric two-wheeled vehicle 1 common to them, and are supplied with power from a charger 150 provided outside the electric two-wheeled vehicle 1.
  • the electric circuit 110 includes a power supply connection terminal to which the detachable charger 150 is connected.
  • the charger 150 can be separated from the electric motorcycle 1 by releasing the connection with the charger 150 through the connection with the charger 150 at the power supply connection terminal.
  • the electric motorcycle 1 is provided with a battery storage portion for storing the battery 121 and the battery 122, respectively, and the battery 121 and the battery 122 are easily stored in the battery storage portion.
  • the battery 121 and the battery 122 can be easily attached and detached.
  • the conductor 171 electrically connects the high potential side terminal 121 P of the battery 121 and the high potential side terminal 150 P of the charger 150 via the diode 111.
  • a branch point P 1 is provided in the conductor 171, and the conductor 172 electrically connects the branch point P 1 and the high potential side terminal 122 P of the battery 122 via the diode 112.
  • the diodes 111 and 112 can rectify the current in the direction from the branch point P1 toward the battery 121 and the battery 122.
  • a branch point P2 is provided on the high potential side terminal 122P side of the battery 122 from the diode 112, and the conductor 173 electrically connects the branch point P2 and the low potential side terminal 121N of the battery 121.
  • the conductor 173 is provided with a branch point P3, and the conductor 174 electrically connects the branch point P3 and the low potential side terminal 150N of the charger 150.
  • the contactor 115 is interposed closer to the branch point P2 than the branch point P3 in the conductor 173.
  • the contactor 116 is interposed in the conductor 174.
  • the second embodiment will be described.
  • the case where the connection between the battery 121 and the battery 122 is switched stepwise to reduce the inrush current has been described.
  • the present embodiment relates to an example in which the inrush current when charging the PDU 130 is further reduced and the state of the electric circuit 110 is diagnosed.
  • the control system 10 for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present embodiment includes an electric circuit 110, a battery 120, a PDU 130, an ECU 140, and a charger 150.
  • the battery 120 includes, for example, the battery 121 and the battery 122 as in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining an example of the battery 121 of the present embodiment.
  • the battery 121 of the embodiment includes a battery body 1211, a BMU 1212, and a bidirectional switch 1213 (first bidirectional switch).
  • the battery 122 of the embodiment has a configuration similar to that of the battery 121. That is, the battery 122 includes a battery body 1221, a BMU 1222, and a bidirectional switch 1223 (second bidirectional switch).
  • the bidirectional switch 1213 of the embodiment includes a switch 1213C, a switch 1213D, and a switch 1213P.
  • the switch 1213 C includes a semiconductor switch and a diode that allows current to flow in the direction opposite to the direction of the current flowing to the semiconductor switch.
  • the switch 1213 C is controlled to be in a conductive state when charging the battery body 1211, and allows current from the outside of the battery 121 to flow to the battery body 1211.
  • the switch 1213D includes a semiconductor switch and a diode that allows current to flow in the direction opposite to the direction of the current flowing to the semiconductor switch.
  • the switch 1213 D is controlled to be in a conductive state when discharging from the battery body 1211, and causes a current from the battery body 1211 to the outside of the battery 121 to flow.
  • the switch 1213P includes a semiconductor switch and a diode that allows current to flow in the direction opposite to the direction of the current flowing to the semiconductor switch.
  • the switch 1213 P is controlled to be in a conducting state when the capacitor 133 and the like of the PDU 130 are charged (precharged) in advance by discharging from the battery body 1211, and causes a current to flow from the battery body 1211 to the outside of the battery 121.
  • the switch 1213P is connected in parallel to the switch 1213D.
  • the current flowing from the switch 1213P is adjusted to be smaller than the current flowing from the switch 1213D, and it is possible to limit inrush current when charging the capacitor 133 and the like of the PDU 130.
  • Such a bidirectional switch 1213 cuts off the charge and discharge current of the battery 121.
  • Bidirectional switch 1223 cuts off the charge / discharge current of battery 122.
  • the ECU 140 performs the process for reducing the inrush current at the time of startup and the like and the process for detecting a failure in parallel in a series of processes. Details of each process are as follows.
  • a capacitor 133 may be provided between the terminals on the power supply input side.
  • the voltage between the terminals of the capacitor 133 starts charging from 0 V, it is necessary to suppress the inrush current.
  • the ECU 140 controls the bidirectional switches of the batteries 121 and 122 and the external contactor before starting the supply of power from the battery 121 and the battery 122 to the PDU 130.
  • Reduce inrush current For example, when starting the supply of power to the PDU 130, the ECU 140 gradually increases the voltage in a plurality of times as described below. For example, the case where the number of times is two and the charge current is further adjusted to reduce the inrush current will be described.
  • the states of the switches of the respective parts constituting the electric circuit 110 are diagnosed.
  • the ECU 140 controls the bidirectional switch in each battery, the conduction state of the contactor 115 and the contactor 116, and each semiconductor switch in the bidirectional switch, the contactor 115 and the contactor 116. Diagnose contactors for failure.
  • the bidirectional switch in each battery in the embodiment is the bidirectional switch 1213 in the battery 121 and the bidirectional switch 1223 in the battery 122.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are flowcharts showing the procedure of processing at the start of driving in the electric circuit of this embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for describing the details of the diagnostic process by the ECU 140 of the present embodiment.
  • the list shown in FIG. 7 shows the contents of diagnosis when diagnosis processing is divided into a plurality of states and diagnosed in stages, the cause thereof estimated from an abnormal state, and the contents of control for each of batteries 121 and 122 and contactors 115 and 116. Are grouped according to the state (state number) of the diagnostic process.
  • the ECU 140 charges the capacitor 133 in the PDU 130 by switching the following states 0 to 6 in order, and the voltage stored in the capacitor 133 etc. , PDU power side terminal voltage is detected, and the above diagnosis is performed.
  • the ECU 140 sets the diagnosis condition of the diagnosis item 0 immediately after detecting the start-up operation (SA01), and executes the diagnosis of the diagnosis item 0 first.
  • the ECU 140 determines whether or not the PDU power supply side terminal voltage is within the desired voltage range while keeping the bidirectional switches 1213 and 1223 and the contactors 115 and 116 in the battery 120 in the disconnected state (OFF) (SA02) ).
  • the expected value of the PDU power supply side terminal voltage in state 0 is 0 V (volts). If the PDU power supply terminal voltage is within a desired voltage range (for example, approximately 0 V), the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis (SA03), and determines that other cases are abnormal (SA04).
  • the ECU 140 changes the control state from the state 0 to the state 1, sets the diagnosis condition of the diagnosis item 1 (SA11), and carries out the diagnosis of the diagnosis item 1.
  • the ECU 140 turns on the switch 1213P in the battery 121, keeps the switches and contactors other than the switch 1213P turned off (OFF), and the PDU power supply terminal voltage is within the desired voltage range. It is determined whether or not (SA11).
  • the expected value of the PDU power supply side terminal voltage in state 1 is 0V. If the PDU power supply terminal voltage is within a desired voltage range (for example, approximately 0 V), the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis (SA12), and determines that other cases are abnormal (SA13). For example, if a failure (ON failure of the contactor 116) that has been kept conductive due to welding of the contacts of the contactor 116 or the like has occurred, the PDU power supply side terminal voltage is detected by a voltage such as 48V Be done.
  • the ECU 140 changes the control state from the state 1 to the state 2, sets the diagnosis condition of the diagnosis item 2 (SA21), and carries out the diagnosis of the diagnosis item 2.
  • the ECU 140 holds the conductive state of the switch 1213P in the battery 121 and further places the contactor 116 in the conductive state, leaving the switches and the contactors other than them in the cut off state, and the PDU power supply side terminal voltage is desired. It is determined whether it is within the voltage range of (SA22).
  • the expected value of the PDU power supply side terminal voltage in state 2 is 48V.
  • the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis (SA23), and determines that other cases are abnormal (SA24).
  • the voltage of about 48 V is a voltage value when the battery 121 is normally charged, and the voltage value is within the allowable fluctuation range. For example, in the case where a failure (contact failure of the contactor 116) in which the contact remains in the disconnected state has occurred because the contact of the contactor 116 is not activated, the PDU power supply side terminal voltage Is detected as 0V.
  • the ECU 140 changes the control state from the state 2 to the state 3, sets the diagnosis condition of the diagnosis item 3 (SA31), and carries out the diagnosis of the diagnosis item 3.
  • the ECU 140 returns the contactor 116 to the disconnection state, and while keeping the other switches including the switch 1213P in the battery 121 and the contactor in the disconnection state, whether or not the PDU power supply side terminal voltage is within the desired voltage range Is determined (SA32).
  • the expected value and the diagnostic content of this state are the same as in state 1. That is, if the PDU power supply terminal voltage is 0 V, the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis (SA33), and determines that there is an abnormality in other cases (SA34). For example, if welding of the contacts of the contactor 115 occurs, the contactor 116 does not return to the shutoff state. Therefore, the PDU power supply terminal voltage does not become substantially 0 V, and it is determined that there is an abnormality.
  • the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis (SA43), and determines that there is an abnormality in any other case (SA44). For example, if a failure (ON failure of the contactor 115) that has been kept conductive due to welding of the contacts of the contactor 115 or the like has occurred, the PDU power supply side terminal voltage is detected at a voltage such as 96V. Be done.
  • the ECU 140 changes the control state from the state 4 to the state 5, sets the diagnosis condition of the diagnosis item 5 (SA51), and carries out the diagnosis of the diagnosis item 5.
  • the ECU 140 holds the switch 1213 P in the battery 121 and the contactor 116 in the conductive state, and further turns the switch 1213 P in the battery 122 into the conductive state, and keeps the switches and the contactors other than them in the cut off state. It is determined whether or not the PDU power supply terminal voltage is within a desired voltage range.
  • the expected value of the PDU power supply side terminal voltage in state 5 is 96V.
  • the ECU 140 determines that there is no abnormality in the result of the diagnosis, and determines that there is an abnormality in any other case.
  • Approximately 96 V is a voltage when the voltage value in a state where the battery 121 and the battery 122 are normally charged is within the allowable fluctuation range. For example, if there is a failure (contact failure of the contactor 115) in which the contact remains in the disconnected state because the contact of the contactor 115 is not activated, the PDU power supply side terminal voltage Is detected as 0V.
  • the ECU 140 After finishing the processing of any of SA04, SA14, SA24, SA34, SA44, and SA54, the ECU 140 determines that there is an abnormality in the diagnosis result of any diagnosis item, and performs predetermined fail-safe processing. Conduct (SA62). After finishing the processing, the ECU 140 ends the series of processing shown in the figure.
  • said diagnostic item, a control state, the procedure of a diagnostic process, etc. show an example, and may be changed by the objective, without being restricted to this.
  • the ECU 140 determines the voltage between the capacitors 133 when the contactor 115 is in the disconnection state and the contactor 116 is in the conduction state (first diagnostic mode).
  • the ECU 140 determines the voltage between the capacitors 133 when the contactor 115 is in the conductive state and the contactor 116 is in the cut-off state after the first diagnostic mode (second diagnostic mode).
  • the ECU 140 can determine the presence or absence of a failure of the contactor 116 from the result of the determination in the first diagnosis mode, and can determine the presence or absence of the failure of the contactor 115 from the result of the determination in the second diagnosis mode.
  • Modification 1 of the second embodiment 1 A modification 1 of the second embodiment will be described.
  • the battery 121 and the battery 122 each include a bidirectional switch. Instead, this variation relates to the case where the electrical circuit 110 comprises a bi-directional switch.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present modification.
  • Control system 10 includes an electric circuit 110, a battery 120, a PDU 130, an ECU 140, and a charger 150.
  • the electric circuit 110 includes diodes 111 and 112, contactors 115 and 116, bidirectional switches 191 and 192, batteries 121 and 122, and conductors 171 to 175 connecting them.
  • the bidirectional switches 191 and 192 correspond to the bidirectional switches 1213 and 1223, respectively.
  • the bidirectional switch 191 is provided between the branch point P4 of the conductor 171 and the high potential side terminal 121P of the battery 121.
  • the bidirectional switch 192 is provided between the branch point P 2 of the conductor 172 and the high potential side terminal 122 P of the battery 122.
  • the battery 121 of the embodiment includes a battery body 1211 and a BMU 1212.
  • the battery 122 of the embodiment includes a battery body 1221 and a BMU 1222.
  • the BMU 1212 notifies an ECU 140 described later of information related to the state of the battery body 1211.
  • the ECU 140 controls charging and discharging of the battery body 1211 and the like by controlling the bidirectional switch 191, 192 and the like according to the monitoring result by the BMU.
  • the ECU 140 may perform the same process as that of the second embodiment.
  • the bidirectional switches 191 and 192 can be controlled under the control of the ECU 140, and safety in the case of applying the battery 120 without the bidirectional switch can be secured.
  • the third embodiment will be described.
  • the position of the contactor 115 in the first embodiment is closer to the branch point P2 than the branch point P3 in the conductor 173. Instead of this, the position of the contactor 115 in this embodiment is changed as follows.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present embodiment.
  • Control system 10 includes an electric circuit 110, a battery 120, a PDU 130, an ECU 140, and a charger 150.
  • the electric circuit 110 includes diodes 111 and 112, contactors 115 and 116, and conductors 171 to 178.
  • the contactor 115 (first contactor) according to the embodiment switches connection and non-connection between the low potential side terminal of the battery 121 and the high potential side terminal 121P of the battery 122.
  • the contactor 115 is connected between the high potential side terminal 121P of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122, that is, between the low potential side terminal 121N of the battery 121 and the high potential side terminal 122P of the battery 122. It is provided.
  • the contactor 115 connects the batteries 120 in series and disconnects the series connection of the batteries 120.
  • the contactor 115 is provided at the following position.
  • the conductor 172 electrically connects the branch point P1 to the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • a diode 112 and a contactor 115 are inserted in the conductor 172.
  • the cathode of the diode 112 is connected to the high potential side terminal 122P of the battery 122, and the anode of the diode 112 is connected to the high potential side terminal 150P of the charger 150 via the branch point P1.
  • a branch point P2 (second branch point) is provided between the cathode of the diode 112 and the high potential side terminal 122P of the battery 122.
  • the contactor 115 of the embodiment is provided between the high potential side terminal 122P of the battery 122 and the branch point P2.
  • the conductor 173 electrically connects the branch point P2 to the low potential side terminal 121N of the battery 121.
  • the conductor 173 is provided with a branch point P3 (third branch point).
  • the connection other than the above is the same as that of the first embodiment.
  • the ECU 140 of the present embodiment may perform the same processing as that of the first embodiment or the second embodiment.
  • the contactor 115 can be configured to be inserted closer to the battery 122 than the branch point P2 of the conductor 172.
  • the batteries 120 according to the first to third embodiments include two batteries. Instead of this, the battery 120 in the present embodiment includes three batteries. The differences will be mainly described below.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling the traveling of the electric motorcycle 1 of the present embodiment.
  • the control system 10 includes an electric circuit 110, a battery 120, a PDU 130 (load), an ECU 140 (control unit), and a charger 150 (power supply).
  • the electrical circuit 110 comprises diodes 111, 112, 113, 114, contactors 115, 116, 117, 118, conductors 171 to 178 and conductors 182 to 184.
  • the battery 120 includes, for example, batteries 121, 122, and 123.
  • the batteries 121, 122, 123 have the same configuration.
  • the diode 113 rectifies the current flowing between the high potential side terminal 150P of the charger 150 and the branch point P1. For example, the diode 113 causes a current to flow from the high potential side terminal 150P of the charger 150 toward the branch point P1.
  • the diode 114 rectifies the current flowing between the high potential side terminal 150P of the charger 150 and the high potential side terminal 123P (first electrode terminal) of the battery 123 (third power storage unit). For example, the diode 113 flows a current in a direction from the high potential side terminal 150P of the charger 150 to the high potential side terminal 123P of the battery 123.
  • the currents respectively flowing through the diodes 111, 112, and 114 are different from each other.
  • the respective polarities of the high potential side terminal 150P of the charger 150, the high potential side terminal 121P of the battery 121, the high potential side terminal 122P of the battery 122, and the high potential side terminal 123P of the battery 123 are the same polarity. In the present embodiment, it is a positive electrode.
  • the contactor 117 switches connection and disconnection between the low potential side terminal 122N of the battery 122 and the high potential side terminal 123P of the battery 123.
  • the contactor 115 is connected between the high potential side terminal 122P of the battery 122 and the high potential side terminal 123P of the battery 123, that is, between the low potential side terminal 122N of the battery 122 and the high potential side terminal 123P of the battery 123. It is provided.
  • the contactor 117 contributes to connecting the batteries 120 in series in the conductive state, and disconnects the series connection of the batteries 120 in the disconnected state.
  • the contactor 118 switches connection and non-connection between the low potential side terminal 122N of the battery 122 and the low potential side terminal 123N of the battery 123. For example, in the conductive state, the contactor 118 connects between the low potential side terminal 122N of the battery 122 and the low potential side terminal 123N of the battery 123.
  • the period in which the contactor 118 is in the conductive state includes at least the period in which the charger 150 supplies power to the battery 120.
  • Both ends of the batteries 120 connected in series are connected to the PDU 130, respectively.
  • the contacts 115, 116, 117, 118 By switching the states of the contactors 115, 116, 117, 118, the batteries 121, 122, 123 in the battery 120 are connected in series or in parallel.
  • the contactors 115, 116117, 118 and the diodes 111, 112, 113, 114 are an example of connection switching means.
  • connection configuration shown in FIG. 10 is an example, and is not limited to this, and can be changed as appropriate.
  • the ECU 140 can perform the same process as the process shown in the first or second embodiment.
  • the battery 120 of the present embodiment includes three batteries.
  • the ECU 140 can reduce the inrush current further by charging the charging voltage in three stages.
  • the battery 121 is discharged to charge the capacitor 133.
  • the battery 121 and the battery 122 are connected in series and discharged to charge the capacitor 133.
  • the battery 121, the battery 122, and the battery 123 are connected in series and discharged to charge the capacitor 133.
  • the states of the bidirectional switch and each contactor in each battery may be diagnosed.
  • the electric circuit 110 can be made simpler because it can be applied to the case where the battery 120 is configured by combining three or more batteries.
  • the electric power stored in at least the battery 121 and the batteries 122 and 123 can be used.
  • the plurality of power storage units (120) including the first power storage unit (121) and the second power storage unit (122), and the load (130 of the plurality of power storage units) And a power supply (150) for supplying power to the plurality of power storage units, the electric circuit (110) comprising: a first pole terminal (150P) of the power supply; A first rectifier (111) for rectifying a current flowing between the first terminal (121P) of the first power storage unit having the same polarity as the polarity of the pole terminal; and a current different from the current, A second rectifier for rectifying a current flowing between the first pole terminal of the power supply and the first pole terminal (122P) of the second power storage unit having the same polarity as the polarity of the first pole terminal of the power supply ( 112), a first pole terminal of the first storage portion, and a second storage portion of the second storage portion.
  • Connection switching means for serially connecting the plurality of power storage units between the pole terminal and the plurality of power storage units in a period in which the power supply supplies power to the plurality of power storage units; 115, 116), the power stored in the plurality of power storage units can be used with a simpler configuration.
  • the ECU 140 includes a computer system.
  • the ECU 140 records a program for realizing the above process in a computer readable recording medium, causes the computer system to read the program recorded in the recording medium, and executes the program, thereby performing the various processes described above. You may go.
  • the “computer system” referred to here may include an OS and hardware such as peripheral devices.
  • “computer readable recording medium” refers to flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, writable nonvolatile memories such as flash memories, portable media such as CD-ROMs, hard disks incorporated in computer systems, etc. Storage devices.
  • the “computer-readable recording medium” is a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic Memory) inside a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line).
  • DRAM Dynamic Memory
  • the program which holds the program for a fixed time is included.
  • the program may be transmitted from a computer system in which the program is stored in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by transmission waves in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program is a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above.
  • it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
  • Electric motorcycle (mobile unit) 110 ⁇ Electric circuits 115, 116, 117, 118 ⁇ Contactor (connection switching means) 120, 121, 122, 123 ... battery (storage unit) 120C ⁇ ⁇ ⁇ Battery storage unit (storage unit) 130 ... PDU (load) 133: Capacitor (third power storage unit) 135: Electric motor 140: ECU (control unit) 150 ⁇ ⁇ ⁇ charger (power supply) 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178 ... conductor 1212, 1222, 1232 ... BMU

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Abstract

電気回路は、第1の蓄電部と第2の蓄電部とを含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の負荷と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源との接続を切換える電気回路であって、前記電源の第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第1の整流器と、前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第2の整流器と、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段と、を備える。

Description

電気回路、及び診断方法
 本発明は、電気回路、及び診断方法に関する。
 本願は、2016年12月28日に出願された日本国特願2016-256141号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、移動体の駆動方式を電動化する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1にも記されているように、移動体が備える蓄電部を効率よく充電し、更に、蓄電部に蓄えた電力から効率よく動力を得ることが必要とされる。特許文献1には、充電時に蓄電部(キャパシタ群)を並列に、放電時に蓄電部を直列にするように複数のスイッチで接続を切替える電気回路が開示されている。
日本国特開2004-282800号
 しかしながら、特許文献1に開示された電気回路は、複数の蓄電部を適宜切換えるスイッチを多く必要とし、複雑な構成になっている。
 本発明に係る態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数の蓄電部に蓄えた電力を、より簡素な構成で利用することができる電気回路、及び診断方法を提供することを目的の一つとする。
 上記技術課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
(1)本発明の一態様に係る電気回路は、第1の蓄電部(121)と第2の蓄電部(122)とを含む複数の蓄電部(120)と、前記複数の蓄電部の負荷(130)と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源(150)との接続を切換える電気回路(110)であって、前記電源の第1極端子(150P)と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子(121P)との間に流れる電流を整流する第1の整流器(111)と、前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子(122P)との間に流れる電流を整流する第2の整流器(112)と、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段(115、116)と、を備える。
(2)上記(1)の態様において、直列に接続される前記複数の蓄電部の組の両端が前記負荷に対してそれぞれ接続されており、前記接続切換手段は、切換により前記複数の蓄電部を直列に接続してもよい。
(3)上記(1)または(2)の態様において、前記接続切換手段は、切換により前記直列の接続を解列し、前記複数の蓄電部のそれぞれを前記電源に対して並列に接続してもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれか1つの態様において、前記接続切換手段は、前記第1の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間の接続および非接続を切り替える第1のコンタクタ(115)と、前記第1の蓄電部の前記第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子との間の接続および非接続を切り替える第2のコンタクタ(116)と、を備えてもよい。
(5)上記(4)の態様において、前記第1のコンタクタが導通状態にあり、前記第2のコンタクタが遮断状態にある場合に、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部から前記負荷に電力を供給してもよい。
(6)上記(4)または(5)の態様において、前記第1のコンタクタが遮断状態にあり、前記第2のコンタクタが導通状態にある場合に、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部に前記電源から電力を供給してもよい。
(7)上記(4)から(6)のいずれか1つの態様において、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とを並列に接続する第1接続モードと、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とを直列に接続した組の両端に、第3の蓄電部を並列に接続する第2接続モードと、を切り替える制御部(140)を備えてもよい。
(8)上記(7)の態様において、前記第3の蓄電部(133)は前記負荷に備えられ、前記接続切換手段は、前記第1の蓄電部と前記第3の蓄電部とを電気的に並列に接続可能であり、前記制御部は、前記第1接続モードと、前記第2接続モードと、前記第1の蓄電部と前記第3の蓄電部とを電気的に並列に接続する第3接続モードとを切り替えてもよい。
(9)上記(8)の態様において、前記制御部は、前記第1接続モードにおいて、前記第1のコンタクタを遮断状態に制御し、前記第2のコンタクタを導通状態に制御して、前記第2接続モードにおいて、前記第1のコンタクタを導通状態に制御し、前記第2のコンタクタを遮断状態に制御してもよい。
(10)上記(1)から(9)のいずれか1つの態様において、前記第1の蓄電部の充放電電流を遮断する第1の双方向スイッチ(1213、191)と、前記第2の蓄電部の充放電電流を遮断する第2の双方向スイッチ(1223、192)と、を備えてもよい。
(11)上記(1)から(10)のいずれか1つの態様において、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とは、前記負荷を備える移動体(1)に設けられ、前記移動体の外部に設けられた電源から給電されてもよい。
(12)上記(11)の態様において、前記移動体には、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部をそれぞれ収納する収納部(120C)が設けられており、前記第1の蓄電部と、前記第2の蓄電部は、着脱容易に前記収納部に収納されてもよい。
(13)上記(4)から(9)のいずれか1つの態様において、前記第1の整流器を介して、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記電源の前記第1極端子とを電気的に接続する第1の導体(171)と、前記第1の導体に第1の分岐点(P1)が設けられており、前記第2の整流器を介して、該第1の分岐点と前記第2の蓄電部の前記第1極端子とを電気的に接続する第2の導体(172)と、を備えてもよい。
(14)上記(13)の態様において、前記第2の導体において、前記第2の整流器より前記第2の蓄電部の前記第1極端子側には第2の分岐点(P2)が設けられており、該第2の分岐点と、前記第1の蓄電部の前記第2極端子とを電気的に接続する第3の導体(173)と、前記第3の導体には第3の分岐点が設けられており、該第3の分岐点と、前記電源の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子とを電気的に接続する第4の導体(174)と、をさらに備え、前記第1のコンタクタは、前記第3の導体における前記第3の分岐点よりも前記第2の分岐点側に、又は、前記第2の導体における前記第2の分岐点よりも前記第2の蓄電部側に介挿されており、前記第2のコンタクタは、前記第4の導体に介挿されてもよい。
(15)上記(1)から(14)のいずれか1つの態様において、前記電源の前記第1極端子の極性が正極であり、前記第1の整流器は、前記電源の前記第1極端子から前記第1の蓄電部の前記第1極端子に向かう方向に電流を流し、前記第2の整流器は、前記電源の前記第1極端子から前記第2の蓄電部の前記第1極端子に向かう方向に電流を流してもよい。
(16)本発明の一態様に係る電気回路の診断方法は、第1の蓄電部と第2の蓄電部とを含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の負荷と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源との接続を切換える電気回路の診断方法であって、前記電気回路は、前記電源の第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第1の整流器と、前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第2の整流器と、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段と、を備え、前記接続切換手段は、前記第1の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間の接続および非接続を切り替える第1のコンタクタと、前記第1の蓄電部の前記第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子との間の接続および非接続を切り替える第2のコンタクタと、を備えており、前記第1のコンタクタを遮断状態にし、前記第2のコンタクタを導通状態にし、前記負荷に備えられたコンデンサの電圧を判定する第1診断モードを実行することと、前記第1診断モードの後に、前記第1のコンタクタを導通状態にし、前記第2のコンタクタを遮断状態にし、前記負荷に備えられたコンデンサの電圧を判定する第2診断モードを実行することと、を含む。
(17)上記(16)の態様において、前記第1診断モードにおける判定の結果から前記第2のコンタクタの故障の有無を判定してもよい。
(18)上記(16)または(17)の態様において、前記第2診断モードにおける判定の結果から前記第1のコンタクタの故障の有無を判定してもよい。
 本発明に係る態様によれば、電気回路は、第1の蓄電部と第2の蓄電部とを含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の負荷と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源との接続を切換える電気回路であって、前記電源の第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第1の整流器と、前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第2の整流器と、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段と、を備えることにより、複数の蓄電部に蓄えた電力を、より簡素な構成で利用することができる電気回路及び診断方法を提供することができる。
第1の実施形態の電気回路が適用される鞍乗り型電動車両の一例を示す図である。 本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。 本実施形態の突入電流を低減するための処理のフローチャートである。 第2の実施形態のバッテリの一例を説明するための図である。 本実施形態の電気回路における駆動開始時の処理の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の電気回路における駆動開始時の処理の手順を示すフローチャートである。 本実施形態のECU140による診断処理の詳細を説明するための図である。 第2の実施形態の変形例の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。 第3の実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。 第4の実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
(第1の実施形態)
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、左右および前後の方向は、運転者から見た方向を意味するものとする。
 図1は、実施形態の電気回路が適用される鞍乗り型電動車両の一例を示す図である。図1には、低床フロアを有するスクータ型の鞍乗り型電動車両(以下、「電動二輪車」という)の一例を示している。図1に示した電動二輪車1は、移動体の一例である。電動二輪車1の車体フレームFは、フロントフォーク11を操向可能に支承する。フロントフォーク11の下端には前輪WFが軸支され、フロントフォーク11の上部には操向ハンドル16が連結される。
 車体フレームFの後部に、スイングアーム17の前端部が揺動可能に支承されている。
 スイングアーム17の後端部には、電動モータ135が設けられており、電動モータ135が出力する動力で後輪WRが回転駆動される。
 車体フレームFの後部に連結するように、左右一対のシートフレーム15が設けられている。シートフレーム15には、乗車用シート21が支持される。また車体フレームFには、該車体フレームFを覆う合成樹脂製の車体カバー22が取付けられる。
 図1に一部の電装品の配置例を示す。例えば、乗車用シート21の下部であって、左右一対のシートフレーム15の間に、合成樹脂製のバッテリ収納部120Cが設けられている。バッテリ収納部120C内には、バッテリ120が着脱可能に収納される。
 電動二輪車1は、バッテリ120から電気回路110を介して供給される電力によって、スイングアーム17に設けられた電動モータ135がPDU130により駆動され、この電動モータ135が駆動されたときの回転動力を、後輪WRに伝達させることによって走行する。例えば、実施形態のバッテリ120は、バッテリ121、122などの複数のバッテリユニットに分割されている。電動二輪車1の走行は、例えば、車体カバー22内側などの適所に配置されたECU(Electric Control Unit)140等によって制御される。充電器150は、外部から供給される電力を変換し、電気回路110を介してバッテリ120を充電する。充電器150は、電動二輪車1から着脱可能であってもよい。
 図2は、本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
 制御系10は、電気回路110と、バッテリ120と、PDU130(負荷)と、ECU140(制御部)と、充電器150(電源)を含む。
 電気回路110は、ダイオード111(第1の整流器)と、ダイオード112(第2の整流器)と、コンタクタ115(第1のコンタクタ)と、コンタクタ116(第2のコンタクタ)と、導体171から178とを備える。
 バッテリ120は、例えば、バッテリ121、122を含み、それらは複数の蓄電部の一例である。バッテリ120は、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、鉛バッテリなどの単バッテリを直列に複数接続することによって、所定の電圧(例えば、その公称電圧を48Vとする。)を発生させる。バッテリ121、122からの電力は、電気回路110を介して、電動モータ135の出力を制御するPDU(Power Driver Unit)130に供給され、例えば、PDU130によって直流から3相交流に変換された後に、3相交流モータである電動モータ135に供給される。PDU130は、いわゆるインバータである。
 例えば、バッテリ121、122の出力電圧は、DC-DCコンバータ126によって、低電圧(例えば、12V)に降圧され、ECU140などの制御系部品に供給される。
 例えば、DC-DCコンバータ126の許容入力電圧変動範囲は、バッテリ121とバッテリ122を直列に接続して得られる電圧を含む。さらに、DC-DCコンバータ126は、バッテリ121、122それぞれの電圧の変動範囲、バッテリ121とバッテリ122を直列に接続して得られる電圧の変動範囲を、許容入力電圧変動範囲に含めてもよい。
 例えば、バッテリ121、122の出力電圧は、それぞれの公称電圧に対して、例えば公称電圧の125%にあたる上限電圧まで、公称電圧の90%にあたる下限電圧までを、平常時に変動することを許容するものとしてもよい。
 また、DC-DCコンバータ126によって降圧された低電圧の電力は、その一部がバッテリ125や、不図示の灯火器などの一般電装部品に供給される。
 バッテリ121、122は、例えば、AC100Vの電源に接続した充電器150によって充電することができる。
 実施形態のバッテリ121は、バッテリ本体1211と、BMU(Battery Managing Unit)1212と、双方向スイッチ1213と、高電位側端子121P(第1極端子)と、低電位側端子121N(第2極端子)と、コネクタ121Cとを備える。同様に、バッテリ122は、バッテリ本体1221と、BMU1222と、双方向スイッチ1223とを備える。以下の説明において、BMU1212とBMU1222を纏めて単位BMUと呼ぶことが有る。バッテリ121、122の充放電の状況、蓄電量、温度などは、各バッテリのBMUによって監視され、監視したバッテリ121、122の情報は、ECU140と共有される。BMUは、後述のECU140からの制御指令、又は、上記の監視結果により双方向スイッチ1213等を制御することにより、バッテリ本体1211等の充放電を制限する。双方向スイッチ1213の詳細については後述する。なお、BMU1212は、コネクタ121Cを介してECU140と通信する。また、バッテリ121のBMU1212は、コネクタ121Cを介して制御用の電力の供給を受ける。バッテリ122ついても、これと同様である。
 ECU140には、スロットル(アクセル)センサ180からの出力要求の情報が入力され、ECU140は、入力された出力要求の情報に基づいて、コンタクタ115、116、バッテリ120、PDU130などを制御する。例えば、ECU140は、バッテリ120を制御することにより、バッテリ120の充放電を規制することができる。ECU140は、コンタクタ115、116を制御することにより、バッテリ120に対する電力の供給とバッテリ120からの放電を切換える。ECU140は、PDU130が電動モータ135に供給する電力を制御することによって、電動モータ135の駆動を制御する。なお、図2に示したブロック図においては、充電器150も電動二輪車1の走行を制御する制御系10に含めるものとしているが、充電器150を、電動二輪車1に着脱可能なように構成してもよい。この場合、充電器150は、電動二輪車1の外部に設けられていてもよい。
 ダイオード111は、充電器150の高電位側端子150P(第1極端子)と、バッテリ121(第1の蓄電部)の高電位側端子121P(第1極端子)との間に流れる電流を整流する。例えば、ダイオード111は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ121の高電位側端子121Pに向かう方向に電流を流す。
 ダイオード112は、充電器150の高電位側端子150Pと、バッテリ122(第2の蓄電部)の高電位側端子122P(第1極端子)との間に流れる電流を整流する。例えば、ダイオード112は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ122の高電位側端子122Pに向かう方向に電流を流す。
 なお、ダイオード111に流れる電流と、ダイオード112に流れる電流は、互いに異なるものである。充電器150の高電位側端子150Pと、バッテリ121の高電位側端子121Pと、バッテリ122の高電位側端子122Pのそれぞれの極性は、同じ極性であり、例えば、本実施形態では正極である。
 バッテリ121に対応するダイオード111と、バッテリ122に対応するダイオード112は、下記の事象から各部を保護するように設けられている。
・ダイオード111とダイオード112が設けられていることにより、バッテリ121の高電位側端子121Pとバッテリ122の高電位側端子122Pのそれぞれから、充電器150の高電位側端子150Pに電流が逆流することを防止する。
・ダイオード111が設けられていることにより、バッテリ120が直列に接続された際に、バッテリ121が短絡することを防止する。
・バッテリ121の高電位側端子121Pとバッテリ122の高電位側端子122Pとを繋ぐ導体171と導体172においてダイオード111とダイオード112がそれぞれ逆に向きに設けられていることにより、一方のバッテリが短絡故障した場合に、他方のバッテリの短絡を防止する。
 コンタクタ115(第1のコンタクタ)は、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間の接続および非接続を切り替える。例えば、コンタクタ115は、バッテリ121の高電位側端子121Pとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間、つまり、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間に設けられている。コンタクタ115は、導通状態でバッテリ120を直列に接続し、遮断状態でバッテリ120の直列の接続を解列する。コンタクタ115が遮断状態にある期間には、少なくとも充電器150がバッテリ120に電力を供給する期間が含まれる。
 コンタクタ116(第2のコンタクタ)は、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の低電位側端子122Nとの間の接続および非接続を切り替える。例えば、コンタクタ116は、導通状態において、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の低電位側端子122Nとの間を接続する。コンタクタ116が導通状態にある期間には、少なくとも充電器150がバッテリ120に電力を供給する期間が含まれる。
 直列に接続されるバッテリ120の両端がPDU130に対してそれぞれ接続されている。コンタクタ115、116の状態の切換によりバッテリ120内のバッテリ121とバッテリ122が直列に接続され、又は、並列に接続される。コンタクタ115、116と、ダイオード111、112は、接続切換手段の一例である。
[電気回路の駆動系の接続構成の例]
 電気回路110の駆動系の各部は、導体171(第1の導体)と、導体172(第2の導体)と、導体173(第3の導体)と、導体174(第4の導体)と、導体175と、導体176と、導体177と、導体178とを含む導体(導線)により、下記の通り電気的に接続される。
 導体171により、バッテリ121の高電位側端子121Pと充電器150の高電位側端子150Pとが電気的に接続されている。導体171には、ダイオード111が介挿されている。例えば、ダイオード111のカソードがバッテリ121の高電位側端子121Pに接続され、ダイオード111のアノードが充電器150の高電位側端子150Pに接続されている。ダイオード111のアノードから充電器150の高電位側端子150Pまでの間に分岐点P1(第1の分岐点)が設けられている。
 導体172により、分岐点P1とバッテリ122の高電位側端子122Pとが電気的に接続されている。導体172には、ダイオード112が介挿されている。例えば、ダイオード112のカソードがバッテリ122の高電位側端子122Pに接続され、ダイオード112のアノードが分岐点P1を介して充電器150の高電位側端子150Pに接続されている。ダイオード112のカソードからバッテリ121の高電位側端子121Pまでの間に分岐点P2(第2の分岐点)が設けられている。
 導体173により、分岐点P2とバッテリ121の低電位側端子121Nとが電気的に接続される。導体173には、コンタクタ115の接点が介挿されている。導体173には分岐点P3(第3の分岐点)が設けられている。その位置は、コンタクタ115からバッテリ121の低電位側端子121Nまでの間である。
 導体174により、分岐点P3と充電器150の低電位側端子150Nとが電気的に接続される。導体174には、コンタクタ116の接点が介挿されている。
 同じく導体174により、直列に接続された各バッテリのうち、より低電位側のバッテリ(122)の低電位側端子(122N)と充電器150の低電位側端子150Nとが電気的に接続されている。
 また、ダイオード111のカソードからバッテリ121の高電位側端子121Pまでの間に分岐点P4(第4の分岐点)が設けられている。導体175により、分岐点P4とPDU130の高電位側端子130Pとが電気的に接続される。導体176により、分岐点P4とDC-DCコンバータ126の高電位側端子126Pとが電気的に接続される。導体177により、PDU130の低電位側端子130Nは、充電器150の低電位側端子150Nに接続される。導体178により、DC-DCコンバータ126の低電位側端子126Nは、充電器150の低電位側端子150Nに接続される。
 なお、電気回路110には、上記の駆動系の接続の他、図2に点線で示す監視制御系の接続を含むものであってもよく、さらには、電気回路110がECU140を備えるように構成してもよい。
[電気回路の作用]
 ECU140は、バッテリ120のBMUからバッテリ120の状態を取得する。ECU140は、スロットルセンサ180等から利用者の操作を検出する。ECU140は、収集した情報に基づいて、コンタクタ115と、コンタクタ116と、PDU130とを制御する。
・充電器150からの電力でバッテリ120を充電するための処理:
 充電器150からの電力でバッテリ120を充電する場合には、ECU140は、コンタクタ115を遮断状態に、コンタクタ116を導通状態にする。すなわちバッテリ121とバッテリ122とが並列に接続された状態にある場合に、バッテリ121とバッテリ122に対して充電器150からの電力が供給される。なお、上記の制御状態にある場合、PDU130に対して充電器150からの電力が供給可能な状態になるが、その電圧は、バッテリ121の端子間に掛かる電圧と同じである。
・バッテリ120に蓄積された電力でPDU130を駆動するための処理:
 バッテリ120に蓄積された電力でPDU130を駆動する場合には、ECU140は、コンタクタ115を導通状態に、コンタクタ116を遮断状態にする。すなわちバッテリ121とバッテリ122とが直列に接続された状態にある場合に、バッテリ121とバッテリ122は、PDU130に対して電力を供給する。上記の場合、ダイオード111は、逆バイアスされており、バッテリ121の高電位側端子121Pの電圧(例えば、96V)が、バッテリ122の高電位側端子122Pと、充電器150の高電位側端子150Pとに印加されることはない。
・始動時等の突入電流を低減させるための処理:
 前述の図1に示すようにPDU130において、その電源入力端子間にコンデンサ133が設けられている場合がある。このコンデンサ133は、PDU130に電力が供給されて充電された状態になるが、PDU130への電力の供給が停止すると放電されて、コンデンサ133の端子間の電圧が0Vになる。そのため、電動二輪車1の始動時等でPDU130に対する電力の供給が開始される場合には、コンデンサ133の端子間の電圧が0Vから充電が開始されることになる。
 特に、バッテリ121とバッテリ122とが直列に接続された状態で充電が開始されると、印加する電圧が高いほど、より大きな突入電流が発生する。
 そこで、実施形態の制御系10では、バッテリ121とバッテリ122とからPDU130に電力の供給を開始するのに先立ち、その際に生じる突入電流を低減するための処理を実施する。
 図3は、本実施形態の突入電流を低減するための処理のフローチャートである。
 例えば、ECU140は、PDU130に電力の供給を開始する際に、下記のように複数回に分けて電圧を段階的に高めるようにする。例えば、その回数を2回にする事例を以下に示す。
 まず、ECU140は、バッテリ120内の双方向スイッチ1213、1223とコンタクタ115、116を遮断状態にして(S1)、バッテリ120の充放電を停止する。
 なお、この処理は、電動モータ135を停止させた段階、又はバッテリ120の充放電を先に止めた段階で実施されてもよい。
 次に、ECU140は、コンタクタ115を遮断状態にしたままで、コンデンサ133に対する第1回目の充電を開始するために、バッテリ121を放電状態に、コンタクタ116を導通状態にする(S2)。これにより、PDU電源側端子、つまりコンデンサ133が、48Vで充電される。
 次に、ECU140は、短絡などを避けるため各コンタクタを一旦遮断状態にする(S3)。
 次に、ECU140は、コンデンサ133の電圧が大きく低下する前に第2回目の充電を開始するために、コンタクタ116の遮断状態を保持して、コンタクタ115を導通状態にする(S4)。これにより、PDU電源側端子、つまりコンデンサ133が、96Vで充電される。
 上記の通り、ECU140は、PDU130に電力の供給を開始する際に、2回に分けて、PDU130に掛かる電圧を段階的に高めることができる。
 上記の実施形態によれば、電気回路110は、バッテリ121とバッテリ122とを含むバッテリ120と、バッテリ120の負荷であるPDU130と、並列に接続されたバッテリ120に対してそれぞれ電力を供給する充電器150との接続を切換える。電気回路110におけるダイオード111は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ121の高電位側端子121Pに向かう方向に電流を流すように整流する。ダイオード112は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ122の高電位側端子122Pに向かう方向に電流を流すように整流する。コンタクタ115、116の状態の切替えにより、バッテリ121の第1極端子と、バッテリ122の第1極端子と第2極端子とのそれぞれとの間で、バッテリ121とバッテリ122とを直列に接続し、充電器150がバッテリ120に電力を供給する期間にはバッテリ121とバッテリ122の直列の接続を解列する。
 このように、電気回路110は、バッテリ121とバッテリ122に対応するダイオード111、112を設けたことにより、バッテリ120が直列に接続された際に、バッテリ120が短絡することを制限する。これにより、電気回路110をより簡素に構成することができ、バッテリ121とバッテリ122に蓄えた電力を利用することができる。
 さらに、電気回路110は、充電時に並列に、放電時に直列に切替可能にする機械的なスイッチの個数を、先に挙げた比較例より削減することができる。機械的スイッチは、接点の溶着などが生じることが有り、故障の原因となるものであるが、本実施形態のようにダイオードを利用して機械的スイッチの個数を削減したため、故障の発生確率を低減することができる。
 なお、バッテリ121の高電位側端子121Pとバッテリ122の高電位側端子122Pとを繋ぐ経路において、ダイオード111、112が互いに逆向きに結合されていることにより短絡を防止する。
 なお、バッテリ120は、電気回路110が備えるものでなくてもよく、電気回路110に適したものであれば、電気回路110と組み合わせることができる。
 また、充電器150の高電位側端子150P(第1極端子)の極性が正極である。ダイオード111は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ121の高電位側端子121Pに向かう方向に電流を流す。ダイオード112は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ122の高電位側端子122Pに向かう方向に電流を流す。これにより、電気回路110における負極側を共通電位にして構成することができる。
 また、バッテリ120の両端がPDU130に対してそれぞれ接続されている。コンタクタ115、116の状態の切換によりバッテリ121とバッテリ122とが直列に接続されたバッテリ120は、PDU130に電力を供給することができる。
 また、コンタクタ115、116は、バッテリ120と充電器150とを接続する場合に、バッテリ120の直列の接続を解列し、バッテリ120のそれぞれを充電器150に対して並列に接続する。これにより、コンタクタ115、116の2つのコンタクタを利用して、バッテリ121とバッテリ122の直列の接続と並列の接続を切換えることができる。
 また、コンタクタ115は、バッテリ121の低電位側端子とバッテリ122の高電位側端子121Pとの間の接続および非接続を切り替える。コンタクタ116は、バッテリ121の低電位側端子とバッテリ122の低電位側端子との間の接続および非接続を切り替える。これにより、コンタクタ115がバッテリ121とバッテリ122を直列に接続し、コンタクタ116がそれらを並列に接続することができる。
 また、バッテリ121とバッテリ122は、コンタクタ115が導通状態にあり、コンタクタ116が遮断状態にある場合に、PDU130に電力を供給することができる。
 また、充電器150が電気回路110に接続されていることにより、コンタクタ115が遮断状態にあり、コンタクタ116が導通状態にある場合に、バッテリ121とバッテリ122には、充電器150からの電力が供給される。
 また、ECU140は、バッテリ121とバッテリ122とを並列に接続する第1接続モードと、バッテリ121とバッテリ122とを直列に接続し、直列に接続した組の両端にコンデンサ133を並列に接続する第2接続モードと、を切り替える。これにより、第1接続モード時にバッテリ121とバッテリ122とを充電し、第2接続モード時にバッテリ121とバッテリ122とから放電させることができる。
 また、電気回路110は、コンデンサ133に対して、バッテリ121とバッテリ122から電荷の供給が可能である。コンタクタ116は、バッテリ121とコンデンサ133とを電気的に並列に接続可能である。ECU140は、第1接続モードと、第2接続モードと、バッテリ121とコンデンサ133とを電気的に並列に接続する第3接続モードとを切り替える。これにより、コンデンサ133を段階的に充電することが可能になり、充電開始時の突入電流を低減することができる。
 また、ECU140は、第1接続モードにおいて、コンタクタ115を遮断状態に制御し、コンタクタ116を導通状態に制御する。ECU140は、第2接続モードにおいて、コンタクタ115を導通状態に制御し、コンタクタ116を遮断状態に制御する。これにより、ECU140は、コンタクタ115、116の導通状態を制御して、バッテリ120への充電と、バッテリ120からの放電とを切換えることができる。
 なお、バッテリ121と、バッテリ122と、PDU130は、それぞれに共通する電動二輪車1に設けられており、電動二輪車1の外部に設けられた充電器150から給電される。例えば、電気回路110は、着脱可能な充電器150が接続される電源接続端子部を含む。電源接続端子部で、充電器150との接続部を介した充電器150との接続を解くことにより、充電器150を電動二輪車1から分離可能である。
 また、電動二輪車1には、バッテリ121とバッテリ122とをそれぞれ収納するバッテリ収納部が設けられており、バッテリ121とバッテリ122は、着脱容易にバッテリ収納部に収納される。これにより、バッテリ121とバッテリ122を容易に着脱することが可能になる。
 また、導体171は、ダイオード111を介して、バッテリ121の高電位側端子121Pと充電器150の高電位側端子150Pとを電気的に接続する。導体171に分岐点P1が設けられており、導体172は、ダイオード112を介して、分岐点P1とバッテリ122の高電位側端子122Pとを電気的に接続する。これにより、ダイオード111、112は、分岐点P1からバッテリ121とバッテリ122に向かう方向に電流を整流できる。
 また、導体172において、ダイオード112よりバッテリ122の高電位側端子122P側には分岐点P2が設けられており、導体173は、分岐点P2とバッテリ121の低電位側端子121Nとを電気的に接続する。導体173には分岐点P3が設けられており、導体174は、分岐点P3と充電器150の低電位側端子150Nとを電気的に接続する。コンタクタ115は、導体173における分岐点P3よりも分岐点P2側に介挿されている。コンタクタ116は、導体174に介挿されている。これにより、2つのコンタクタを利用して、充電時にバッテリ121、122を並列に、放電時に直列にすることができる。
(第2の実施形態)
 第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、バッテリ121とバッテリ122の接続を段階的に切換えて突入電流を低減する事例について説明した。本実施形態は、PDU130を充電する際の突入電流をさらに低減すると共に、電気回路110の状態を診断する事例に関するものである。
 前述の図2に示すように、本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系10は、電気回路110と、バッテリ120と、PDU130と、ECU140と、充電器150を含む。バッテリ120は、例えば、第1実施形態と同様にバッテリ121とバッテリ122を備える。
 図4は、本実施形態のバッテリ121の一例を説明するための図である。
 実施形態のバッテリ121は、バッテリ本体1211と、BMU1212と、双方向スイッチ1213(第1の双方向スイッチ)を備える。実施形態のバッテリ122は、バッテリ121と同様の構成を備える。つまり、バッテリ122は、バッテリ本体1221と、BMU1222と、双方向スイッチ1223(第2の双方向スイッチ)を備える。
 実施形態の双方向スイッチ1213は、スイッチ1213Cと、スイッチ1213Dと、スイッチ1213Pとを備える。
 スイッチ1213Cは、半導体スイッチと半導体スイッチに流れる電流の方向と逆方向に電流を流すダイオードとを含む。スイッチ1213Cは、バッテリ本体1211を充電する際に導通状態に制御されて、バッテリ121の外部からバッテリ本体1211に向かう電流を流す。
 スイッチ1213Dは、半導体スイッチと半導体スイッチに流れる電流の方向と逆方向に電流を流すダイオードとを含む。スイッチ1213Dは、バッテリ本体1211から放電する際に導通状態に制御されて、バッテリ本体1211からバッテリ121の外部に向かう電流を流す。
 スイッチ1213Pは、半導体スイッチと半導体スイッチに流れる電流の方向と逆方向に電流を流すダイオードとを含む。スイッチ1213Pは、バッテリ本体1211からの放電により、PDU130のコンデンサ133等を予め充電(プリチャージ)する際に導通状態に制御されて、バッテリ本体1211からバッテリ121の外部に向かう電流を流す。例えば、スイッチ1213Pは、スイッチ1213Dと並列に接続されている。スイッチ1213Pが流す電流は、スイッチ1213Dが流す電流より少なくなるように調整されており、PDU130のコンデンサ133等を充電する際の突入電流を制限することができる。
 このような双方向スイッチ1213は、バッテリ121の充放電電流を遮断する。双方向スイッチ1223は、バッテリ122の充放電電流を遮断する。
 実施形態においてECU140は、始動時等の突入電流を低減させるための処理と、故障検出のための処理とを一連の処理の中で並行して実施する。各処理の詳細は下記の通りである。
・始動時等の突入電流を低減させるための処理:
 前述の図1に示すようにPDU130において、その電源入力側の端子間にコンデンサ133が設けられている場合がある。PDU130に対する電力の供給が開始される場合には、コンデンサ133の端子間の電圧が0Vから充電が開始されるため、突入電流の抑制が必要とされる。
 そこで、実施形態の電気回路110では、バッテリ121とバッテリ122とからPDU130に電力の供給を開始するのに先立ち、ECU140がバッテリ121、122の双方向スイッチと、外部のコンタクタとを制御することで、突入電流を低減させる。
 例えば、ECU140は、PDU130に電力の供給を開始する際に、下記のように複数回に分けて電圧を徐々に高めるようにする。例えば、その回数を2回にして、更に充電電流を調整して突入電流を低減する事例について説明する。
・故障検出のための処理:
 本実施形態の電気回路110を利用する際の信頼度を高めるため、電気回路110を構成する各部のスイッチの状態を診断する。例えば、ECU140は、車両の始動時に、各バッテリ内の双方向スイッチと、コンタクタ115とコンタクタ116の導通状態を制御して、上記の双方向スイッチにおける各半導体スイッチと、コンタクタ115とコンタクタ116の各コンタクタに故障が無いかを診断する。実施形態における各バッテリ内の双方向スイッチとは、バッテリ121内の双方向スイッチ1213と、バッテリ122内の双方向スイッチ1223のことである。
 図5と図6は、本実施形態の電気回路における駆動開始時の処理の手順を示すフローチャートである。図7は、本実施形態のECU140による診断処理の詳細を説明するための図である。図7に示す一覧表は、診断処理を複数の状態に分けて段階的に診断する際の診断内容、異常状態から推定されるその原因、バッテリ121、122、コンタクタ115、116のそれぞれに対する制御内容を、診断処理の状態(状態番号)に対応させて纏めたものである。
 図5と図6に示すように、ECU140は、下記の状態0から状態6までの各状態を順に切り替えることにより、PDU130内のコンデンサ133を充電すると共に、コンデンサ133等に蓄えられた電圧(以下、PDU電源側端子電圧という。)を検出して、上記の診断を実施する。
状態0:
 まず、図5に示すように、ECU140は、始動操作を検出した直後に、診断項目0の診断条件を設定し(SA01)、診断項目0の診断を最初に実施する。ECU140は、バッテリ120内の双方向スイッチ1213、1223とコンタクタ115、116を遮断状態(OFF)にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する(SA02)。状態0におけるPDU電源側端子電圧の期待値は、0V(ボルト)である。ECU140は、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲内(例えば略0V)であれば当該診断の結果に異常なしと判定し(SA03)、それ以外の場合を異常ありと判定する(SA04)。
状態1:
 次に、ECU140は、制御状態を状態0から状態1に遷移させて、診断項目1の診断条件を設定し(SA11)、診断項目1の診断を実施する。ECU140は、バッテリ121内のスイッチ1213Pを導通状態(ON)にして、そのスイッチ1213Pを除く各スイッチと各コンタクタを遮断状態(OFF)にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する(SA11)。状態1におけるPDU電源側端子電圧の期待値は、0Vである。ECU140は、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲内(例えば略0V)であれば当該診断の結果に異常なしと判定し(SA12)、それ以外の場合を異常ありと判定する(SA13)。例えば、コンタクタ116の接点が溶着するなどの原因で導通状態になったままになった故障(コンタクタ116のON故障)が生じていた場合には、PDU電源側端子電圧が48V等の電圧で検出される。
状態2:
 次に、ECU140は、制御状態を状態1から状態2に遷移させて、診断項目2の診断条件を設定し(SA21)、診断項目2の診断を実施する。ECU140は、バッテリ121内のスイッチ1213Pの導通状態を保持して、さらに、コンタクタ116を導通状態にして、それらを除く各スイッチと各コンタクタを遮断状態にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する(SA22)。状態2におけるPDU電源側端子電圧の期待値は、48Vである。ECU140は、PDU電源側端子電圧が概ね48V(略48V)であれば当該診断の結果に異常なしと判定し(SA23)、それ以外の場合を異常ありと判定する(SA24)。概ね48Vとは、バッテリ121が正常に充電されている状態の電圧値であって、その電圧値が許容変動範囲内にある場合の電圧のことである。例えば、コンタクタ116の接点が作動しなくなっているなどの原因で、その接点が遮断状態になったままになった故障(コンタクタ116のOFF故障)が生じていた場合には、PDU電源側端子電圧が0Vとして検出される。
状態3:
 次に、ECU140は、制御状態を状態2から状態3に遷移させて、診断項目3の診断条件を設定し(SA31)、診断項目3の診断を実施する。ECU140は、コンタクタ116を遮断状態に戻し、バッテリ121内のスイッチ1213Pを含むその他の各スイッチと各コンタクタを遮断状態にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する(SA32)。この状態の期待値及び診断内容は、状態1と同じである。つまり、ECU140は、PDU電源側端子電圧が0Vであれば当該診断の結果に異常なしと判定し(SA33)、それ以外の場合を異常ありと判定する(SA34)。例えば、コンタクタ115の接点の溶着が生じた場合には、コンタクタ116が遮断状態に戻らない。そのため、PDU電源側端子電圧が略0Vにはならず、異常ありと判定される。
状態4:
 次に、図6に示すように、ECU140は、制御状態を状態3から状態4に遷移させて、診断項目4の診断条件を設定し(SA41)、診断項目4の診断を実施する。ECU140は、バッテリ121内のスイッチ1213Pの導通状態を保持して、さらに、バッテリ122内のスイッチを導通状態にして、それらのスイッチ1213Pを除く各スイッチと各コンタクタを遮断状態にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する(SA42)。状態4におけるPDU電源側端子電圧の期待値は、0Vである。ECU140は、PDU電源側端子電圧が0Vであれば当該診断の結果に異常なしと判定し(SA43)、それ以外の場合を異常ありと判定する(SA44)。例えば、コンタクタ115の接点が溶着するなどの原因で導通状態になったままになった故障(コンタクタ115のON故障)が生じていた場合には、PDU電源側端子電圧が96V等の電圧で検出される。
状態5:
 次に、ECU140は、制御状態を状態4から状態5に遷移させて、診断項目5の診断条件を設定し(SA51)、診断項目5の診断を実施する。ECU140は、バッテリ121内のスイッチ1213Pとコンタクタ116の導通状態を保持して、さらに、バッテリ122内のスイッチ1213Pを導通状態にして、それらを除く各スイッチと各コンタクタを遮断状態にしたままで、PDU電源側端子電圧が所望の電圧範囲以内であるか否かを判定する。状態5におけるPDU電源側端子電圧の期待値は、96Vである。ECU140は、PDU電源側端子電圧が概ね96V(略96V)であれば当該診断の結果に異常なしと判定し、それ以外の場合を異常ありと判定する。概ね96Vとは、バッテリ121とバッテリ122とが正常に充電されている状態の電圧値が許容変動範囲内にある場合の電圧のことである。例えば、コンタクタ115の接点が作動しなくなっているなどの原因で、その接点が遮断状態になったままになった故障(コンタクタ115のOFF故障)が生じていた場合には、PDU電源側端子電圧が0Vとして検出される。
状態6:
 上記の処理においてそれぞれ実施された診断項目0から診断項目5の何れにも異常が検出されなかった場合には、ECU140は、電気回路110をはじめとする制御系10が正常に作動していると判定して(SA61)、バッテリ121とバッテリ122の充放電を実施可能にする(SA62)。つまり、ECU140は、バッテリ121の双方向スイッチ1213とバッテリ122の双方向スイッチ1223の各スイッチを導通状態にして、図に示す一連の処理を終える。
 なお、SA04、SA14、SA24、SA34、SA44、SA54のうちの何れかの処理を終えた後に、ECU140は、何れかの診断項目の診断結果に異常がある、と判定し、所定のフェイルセーフ処理を実施する(SA62)。ECU140は、その処理を終えた後、図に示す一連の処理を終える。
 なお、上記の診断項目、制御状態、診断処理の手順などは、一例を示すものであり、これに制限されることなく、目的により変更してもよい。
 実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することの他、下記の診断を実施することができる。例えば、ECU140は、コンタクタ115が遮断状態であり、コンタクタ116が導通状態である場合のコンデンサ133間の電圧を判定する(第1診断モード)。ECU140は、第1診断モードの後に、コンタクタ115が導通状態であり、コンタクタ116が遮断状態である場合のコンデンサ133間の電圧を判定する(第2診断モード)。これにより、コンデンサ133間の電圧に基づいて、コンタクタ115、116の作動状況を含めた電気回路110の状態を診断することができる。
 また、ECU140は、第1診断モードにおける判定の結果からコンタクタ116の故障の有無を判定し、第2診断モードにおける判定の結果からコンタクタ115の故障の有無を判定することができる。
(第2の実施形態の変形例その1)
 第2の実施形態の変形例その1について説明する。第2の実施形態では、バッテリ121とバッテリ122が、双方向スイッチをそれぞれ備える事例について説明した。これに代えて、本変形例は、電気回路110が双方向スイッチを備える事例に関するものである。
 図8は、本変形例の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
 制御系10は、電気回路110と、バッテリ120と、PDU130と、ECU140と、充電器150を含む。
 電気回路110は、ダイオード111、112と、コンタクタ115、116と、双方向スイッチ191、192と、バッテリ121、122と、それらを接続する導体171から175を備える。
 双方向スイッチ191、192は、前述の双方向スイッチ1213、1223にそれぞれ相当する。例えば、双方向スイッチ191は、導体171における分岐点P4とバッテリ121の高電位側端子121Pとの間に設けられている。双方向スイッチ192は、導体172における分岐点P2とバッテリ122の高電位側端子122Pとの間に設けられている。
 実施形態のバッテリ121は、バッテリ本体1211と、BMU1212とを備える。
 実施形態のバッテリ122は、バッテリ本体1221と、BMU1222とを備える。例えば、BMU1212は、後述のECU140にバッテリ本体1211の状態に関する情報を通知する。
 ECU140は、BMUによる上記の監視結果により双方向スイッチ191、192等を制御することにより、バッテリ本体1211等の充放電を制限する。
 上記のように構成された電気回路110を利用して、ECU140は、第2の実施形態と同様の処理を実施してもよい。
 上記の変形例によれば、双方向スイッチを備えていないバッテリ120を利用する事例においても、第2の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。さらに、ECU140の制御のもとで双方向スイッチ191、192を制御することができ、双方向スイッチを備えていないバッテリ120を適用する場合の安全を確保することができる。
(第3の実施形態)
 第3の実施形態について説明する。第1の実施形態におけるコンタクタ115の位置は、導体173における分岐点P3よりも分岐点P2側であった。これに代えて、本実施形態におけるコンタクタ115の位置を下記のように変更する。
 図9は、本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
 制御系10は、電気回路110と、バッテリ120と、PDU130と、ECU140と、充電器150を含む。
 電気回路110は、ダイオード111、112と、コンタクタ115、116と、導体171から178を備える。
 実施形態のコンタクタ115(第1のコンタクタ)は、バッテリ121の低電位側端子とバッテリ122の高電位側端子121Pとの間の接続および非接続を切り替える。例えば、コンタクタ115は、バッテリ121の高電位側端子121Pとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間、つまり、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間に設けられている。コンタクタ115は、バッテリ120を直列に接続し、バッテリ120の直列の接続を解列する。
 例えば、コンタクタ115は、下記の位置に設けられている。
 導体172により、分岐点P1とバッテリ122の高電位側端子122Pとが電気的に接続されている。導体172には、ダイオード112とコンタクタ115が介挿されている。例えば、ダイオード112のカソードがバッテリ122の高電位側端子122Pに接続され、ダイオード112のアノードが分岐点P1を介して充電器150の高電位側端子150Pに接続されている。ダイオード112のカソードからバッテリ122の高電位側端子122Pまでの間に分岐点P2(第2の分岐点)が設けられている。実施形態のコンタクタ115は、バッテリ122の高電位側端子122Pと分岐点P2の間に設けられている。
 導体173により、分岐点P2とバッテリ121の低電位側端子121Nとが電気的に接続される。導体173には分岐点P3(第3の分岐点)が設けられている。
 なお、上記以外の接続は、第1の実施形態と同様である。
 本実施形態のECU140は、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様の処理を実施してもよい。
 上記の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することの他、コンタクタ115を、導体172における分岐点P2よりもバッテリ122側に介挿して構成することができる。
(第4の実施形態)
 第4の実施形態について説明する。第1から第3の実施形態のバッテリ120は、2つのバッテリを含むものであった。これに代えて、本実施形態におけるバッテリ120は、3つのバッテリを含むものである。以下、相違点を中心に説明する。
 図10は、本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
 制御系10は、電気回路110と、バッテリ120と、PDU130(負荷)と、ECU140(制御部)と、充電器150(電源)を含む。
 電気回路110は、ダイオード111、112、113、114と、コンタクタ115、116、117、118と、導体171から178と、導体182から184とを備える。
 バッテリ120は、例えば、バッテリ121、122、123を含む。例えば、バッテリ121、122、123は、互いに同じ構成のものである。
 ダイオード113は、充電器150の高電位側端子150Pと、分岐点P1との間に流れる電流を整流する。例えば、ダイオード113は、充電器150の高電位側端子150Pから分岐点P1に向かう方向に電流を流す。
 ダイオード114は、充電器150の高電位側端子150Pと、バッテリ123(第3の蓄電部)の高電位側端子123P(第1極端子)との間に流れる電流を整流する。例えば、ダイオード113は、充電器150の高電位側端子150Pからバッテリ123の高電位側端子123Pに向かう方向に電流を流す。
 なお、ダイオード111、112、114にそれぞれ流れる電流は、互いに異なるものである。充電器150の高電位側端子150Pと、バッテリ121の高電位側端子121Pと、バッテリ122の高電位側端子122P、バッテリ123の高電位側端子123Pのそれぞれの極性は、同じ極性であり、例えば、本実施形態では正極である。
 コンタクタ117(第1のコンタクタ)は、バッテリ122の低電位側端子122Nとバッテリ123の高電位側端子123Pとの間の接続および非接続を切り替える。例えば、コンタクタ115は、バッテリ122の高電位側端子122Pとバッテリ123の高電位側端子123Pとの間、つまり、バッテリ122の低電位側端子122Nとバッテリ123の高電位側端子123Pとの間に設けられている。コンタクタ117は、導通状態でバッテリ120を直列に接続することに寄与し、遮断状態でバッテリ120の直列の接続を解列する。
 コンタクタ118(第2のコンタクタ)は、バッテリ122の低電位側端子122Nとバッテリ123の低電位側端子123Nとの間の接続および非接続を切り替える。例えば、コンタクタ118は、導通状態において、バッテリ122の低電位側端子122Nとバッテリ123の低電位側端子123Nとの間を接続する。コンタクタ118が導通状態にある期間には、少なくとも充電器150がバッテリ120に電力を供給する期間が含まれる。
 直列に接続されるバッテリ120の両端がPDU130に対してそれぞれ接続されている。コンタクタ115、116、117、118の状態の切換によりバッテリ120内のバッテリ121、122、123のそれぞれが直列に接続され、又は、並列に接続される。コンタクタ115、116117、118と、ダイオード111、112、113、114は、接続切換手段の一例である。
 なお、図10に示す接続構成は、一例であり、これに制限されることはなく、適宜変更可能である。
 上記のように構成された電気回路110を利用して、ECU140は、第1又は第2の実施形態に示した処理と同様の処理を実施することができる。
 上述の通り、本実施形態のバッテリ120は、3つのバッテリを備えている。ECU140は、コンデンサ133に充電を開始する際に、充電電圧を3段階に分けて充電することにより、更に突入電流を低減することができる。
 例えば、第1段階では、バッテリ121を放電させてコンデンサ133を充電する。第2段階では、バッテリ121とバッテリ122を直列に接続して放電させてコンデンサ133を充電する。第3段階では、バッテリ121とバッテリ122とバッテリ123とを直列に接続して放電させてコンデンサ133を充電する。
 詳細の説明を省略するが、上記のコンデンサ133を充電する段階で、第2の実施形態に示したように、各バッテリ内の双方向スイッチと各コンタクタの状態を診断してもよい。
 上記の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することの他、3つ以上のバッテリを組み合わせてバッテリ120を構成する場合についても適用できることから、電気回路110をより簡素に構成することができ、少なくともバッテリ121とバッテリ122と123に蓄えた電力を利用することができる。
 以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第1の蓄電部(121)と第2の蓄電部(122)とを含む複数の蓄電部(120)と、前記複数の蓄電部の負荷(130)と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源(150)との接続を切換える電気回路(110)であって、前記電源の第1極端子(150P)と、前記電源の第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子(121P)との間に流れる電流を整流する第1の整流器(111)と、前記電流とは異なる電流であって、前記電源の第1極端子と、前記電源の第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子(122P)との間に流れる電流を整流する第2の整流器(112)と、前記第1の蓄電部の第1極端子と前記第2の蓄電部の第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段(115、116)と、を備えることにより、複数の蓄電部に蓄えた電力を、より簡素な構成で利用することができる。
 なお、実施形態によるECU140は、コンピュータシステムを含む。ECU140は、上記の処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
 さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
 以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
1・・・電動二輪車(移動体)
110・・・電気回路
115、116、117、118・・・コンタクタ(接続切換手段)
120、121、122、123・・・バッテリ(蓄電部)
120C・・・バッテリ収納部(収納部)
130・・・PDU(負荷)
133・・・コンデンサ(第3の蓄電部)
135・・・電動モータ
140・・・ECU(制御部)
150・・・充電器(電源)
171、172、173、174、175、176、177、178・・・導体
1212、1222、1232・・・BMU

Claims (18)

  1.  第1の蓄電部と第2の蓄電部とを含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の負荷と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源との接続を切換える電気回路であって、
     前記電源の第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第1の整流器と、
     前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第2の整流器と、
     前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段と、
     を備えることを特徴とする電気回路。
  2.  直列に接続される前記複数の蓄電部の組の両端が前記負荷に対してそれぞれ接続されており、
     前記接続切換手段は、
     切換により前記複数の蓄電部を直列に接続する、
     ことを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
  3.  前記接続切換手段は、
     切換により前記直列の接続を解列し、前記複数の蓄電部のそれぞれを前記電源に対して並列に接続する、
     ことを特徴とする請求項1又は請求項2の何れか1項に記載の電気回路。
  4.  前記接続切換手段は、
     前記第1の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間の接続および非接続を切り替える第1のコンタクタと、
     前記第1の蓄電部の前記第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子との間の接続および非接続を切り替える第2のコンタクタと、
     を備える請求項1から請求項3の何れか1項に記載の電気回路。
  5.  前記第1のコンタクタが導通状態にあり、前記第2のコンタクタが遮断状態にある場合に、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部から前記負荷に電力を供給する、
     ことを特徴とする請求項4に記載の電気回路。
  6.  前記第1のコンタクタが遮断状態にあり、前記第2のコンタクタが導通状態にある場合に、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部に前記電源から電力を供給する、
     ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の電気回路。
  7.  前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とを並列に接続する第1接続モードと、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とを直列に接続した組の両端に、第3の蓄電部を並列に接続する第2接続モードと、を切り替える制御部
     をさらに備えることを特徴とする請求項4から請求項6の何れか1項に記載の電気回路。
  8.  前記第3の蓄電部は前記負荷に備えられ、
     前記接続切換手段は、
     前記第1の蓄電部と前記第3の蓄電部とを電気的に並列に接続可能であり、
     前記制御部は、
     前記第1接続モードと、前記第2接続モードと、前記第1の蓄電部と前記第3の蓄電部とを電気的に並列に接続する第3接続モードとを切り替える、
     ことを特徴とする請求項7に記載の電気回路。
  9.  前記制御部は、
     前記第1接続モードにおいて、前記第1のコンタクタを遮断状態に制御し、前記第2のコンタクタを導通状態に制御して、
     前記第2接続モードにおいて、前記第1のコンタクタを導通状態に制御し、前記第2のコンタクタを遮断状態に制御する、
     ことを特徴とする請求項8に記載の電気回路。
  10.  前記第1の蓄電部の充放電電流を遮断する第1の双方向スイッチと、
     前記第2の蓄電部の充放電電流を遮断する第2の双方向スイッチと、
     をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項に記載の電気回路。
  11.  前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部とは、前記負荷を備える移動体に設けられ、前記移動体の外部に設けられた電源から給電される、
     ことを特徴とする請求項1から請求項10の何れか1項に記載の電気回路。
  12.  前記移動体には、前記第1の蓄電部と前記第2の蓄電部をそれぞれ収納する収納部が設けられており、
     前記第1の蓄電部と、前記第2の蓄電部は、着脱容易に前記収納部に収納される、
     ことを特徴とする請求項11に記載の電気回路。
  13.  前記第1の整流器を介して、前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記電源の前記第1極端子とを電気的に接続する第1の導体と、
     前記第1の導体に第1の分岐点が設けられており、前記第2の整流器を介して、該第1の分岐点と前記第2の蓄電部の前記第1極端子とを電気的に接続する第2の導体と、
     を備えることを特徴とする請求項4から請求項9の何れか1項に記載の電気回路。
  14.  前記第2の導体において、前記第2の整流器より前記第2の蓄電部の前記第1極端子側には第2の分岐点が設けられており、該第2の分岐点と、前記第1の蓄電部の前記第2極端子とを電気的に接続する第3の導体と、
     前記第3の導体には第3の分岐点が設けられており、該第3の分岐点と、前記電源の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子とを電気的に接続する第4の導体と、
     をさらに備え、
     前記第1のコンタクタは、前記第3の導体における前記第3の分岐点よりも前記第2の分岐点側に、又は、前記第2の導体における前記第2の分岐点よりも前記第2の蓄電部側に介挿されており、
     前記第2のコンタクタは、前記第4の導体に介挿されている、
     ことを特徴とする請求項13に記載の電気回路。
  15.  前記電源の前記第1極端子の極性が正極であり、
     前記第1の整流器は、
     前記電源の前記第1極端子から前記第1の蓄電部の前記第1極端子に向かう方向に電流を流し、
     前記第2の整流器は、
     前記電源の前記第1極端子から前記第2の蓄電部の前記第1極端子に向かう方向に電流を流す、
     ことを特徴とする請求項1から請求項14の何れか1項に記載の電気回路。
  16.  第1の蓄電部と第2の蓄電部とを含む複数の蓄電部と、前記複数の蓄電部の負荷と、前記複数の蓄電部に対して電力を供給する電源との接続を切換える電気回路の診断方法であって、
     前記電気回路は、
     前記電源の第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第1の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第1の整流器と、
     前記電流とは異なる電流であって、前記電源の前記第1極端子と、前記電源の前記第1極端子の極性と同極性の前記第2の蓄電部の第1極端子との間に流れる電流を整流する第2の整流器と、
     前記第1の蓄電部の前記第1極端子と前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間で、前記複数の蓄電部を直列に接続し、前記電源が前記複数の蓄電部に電力を供給する期間における前記複数の蓄電部の直列の接続を解列する接続切換手段と、
     を備え、
     前記接続切換手段は、
     前記第1の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子との間の接続および非接続を切り替える第1のコンタクタと、
     前記第1の蓄電部の前記第2極端子と、前記第2の蓄電部の前記第1極端子の極性と異極性の第2極端子との間の接続および非接続を切り替える第2のコンタクタと、
     を備えており、
     前記第1のコンタクタを遮断状態にし、前記第2のコンタクタを導通状態にし、前記負荷に備えられたコンデンサの電圧を判定する第1診断モードを実行することと、
     前記第1診断モードの後に、
     前記第1のコンタクタを導通状態にし、前記第2のコンタクタを遮断状態にし、前記負荷に備えられたコンデンサの電圧を判定する第2診断モードを実行することと、
     を含む電気回路の診断方法。
  17.  前記第1診断モードにおける判定の結果から前記第2のコンタクタの故障の有無を判定する、
     ことを含む請求項16に記載の電気回路の診断方法。
  18.  前記第2診断モードにおける判定の結果から前記第1のコンタクタの故障の有無を判定する、
     ことを含む請求項16又は請求項17に記載の電気回路の診断方法。
PCT/JP2017/042479 2016-12-28 2017-11-28 電気回路、及び診断方法 WO2018123391A1 (ja)

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