WO2022176592A1 - 車載用切替装置 - Google Patents

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WO2022176592A1
WO2022176592A1 PCT/JP2022/003712 JP2022003712W WO2022176592A1 WO 2022176592 A1 WO2022176592 A1 WO 2022176592A1 JP 2022003712 W JP2022003712 W JP 2022003712W WO 2022176592 A1 WO2022176592 A1 WO 2022176592A1
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battery
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current
conductive path
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優介 伊佐治
孝佳 板東
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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    • H—ELECTRICITY
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]

Definitions

  • the present disclosure relates to an in-vehicle switching device.
  • the vehicle power supply device disclosed in Patent Document 1 is a device capable of connecting the first power storage means and the second power storage means in series or in parallel.
  • the control means turns on the third switch means to energize one charging resistor. .
  • the controller turns on the first switch means to form a circuit for series connection.
  • a device that can switch a plurality of batteries between a series connection state and a parallel connection state and can detect the current flowing between the batteries in both the series connection state and the parallel connection state is more easily realized. With the goal.
  • An in-vehicle switching device for a vehicle in the present disclosure includes: A vehicle comprising: a battery unit having at least a first battery and a second battery; and a switching circuit that switches between a series connection state in which the first battery and the second battery are connected in series and a parallel connection state in which the first battery and the second battery are connected in parallel.
  • An in-vehicle switching device used in a power supply system for the switching circuit; a first conducting path, which is a path through which current is permitted to flow in the series connection state and through which current does not flow in the parallel connection state; a second conductive path, which is a path through which current is allowed to flow in the parallel connection state and through which current does not flow in the series connection state; Forms a path between the negative electrode of the first battery and the positive electrode of the second battery in the series connection state, and between or both the positive electrodes of the first battery and the second battery in the parallel connection state.
  • a third conductive path forming a path between the negative electrodes; a current detection unit that detects the current flowing through the third conducting path; have
  • a vehicle-mounted switching device can switch a plurality of batteries between a series-connected state and a parallel-connected state, and can detect a current flowing between the batteries in both the series-connected state and the parallel-connected state. can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram conceptually showing an in-vehicle power supply system including an in-vehicle switching device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram conceptually showing an in-vehicle power supply system including an in-vehicle switching device according to the second embodiment.
  • An in-vehicle switching device of the present disclosure includes a battery unit having at least a first battery and a second battery, a series connection state in which the first battery and the second battery are connected in series, and a parallel connection state in which the first battery and the second battery are connected in parallel. and a switching circuit that switches to a power supply system for a vehicle.
  • the in-vehicle switching device has a switching circuit, a first conductive path, a second conductive path, a third conductive path, and a current detector.
  • the first conductive path is a path through which current is allowed to flow when in a series connection state and through which current does not flow when in a parallel connection state.
  • the second conducting path is a path through which current is allowed to flow when in the parallel connection state and through which current does not flow when in the series connection state.
  • the third conductive path forms a path between the negative electrode of the first battery and the positive electrode of the second battery when in a series connection state, and between or both the positive electrodes of the first battery and the second battery when in a parallel connection state. form a path between the negative electrodes.
  • the current detector detects current flowing through the third conductive path.
  • the third conductive path forms a path between the electrodes and current is allowed to flow in both the series connection state and the parallel connection state. Further, since the current detection section is provided in the third conductive path, the current between the batteries can be detected by the common current detection section in both the series connection state and the parallel connection state. Therefore, a device that can detect the current flowing between the batteries in both the series connection state and the parallel connection state is more easily realized.
  • the third conductive path includes a first common path and a second common path.
  • the first common path is a conductive path that conducts between the positive electrodes of the first battery and the second battery in the parallel connection state.
  • the second common path is a conducting path that conducts between the negative electrodes of the first battery and the second battery in the parallel connection state.
  • the current detection unit may include a first detection unit that detects current flowing through the first common path and a second detection unit that detects current flowing through the second common path.
  • the in-vehicle switching device described in [2] above can more accurately grasp the current generated between the batteries in the parallel connection state in both the positive-side path and the negative-side path.
  • the second conductive path may include an inter-positive conductive path and an inter-negative conductive path.
  • the inter-positive conductive path forms a path between the positive electrodes of the first battery and the second battery in the parallel connection state.
  • the inter-negative conductive path forms a path between both negative electrodes of the first battery and the second battery in the parallel connection state.
  • the second conductive path may comprise a first fuse provided in the positive-electrode conductive path and a second fuse provided in the negative-electrode conductive path.
  • the conductive path can be forcibly cut off.
  • An in-vehicle power supply system can have a power path that is a path for transmitting power from a battery unit in both a series connection state and a parallel connection state.
  • the power line is provided with an external fuse having a function of interrupting the flow of electricity through the power line, and in the vehicle-mounted switching device of [3] above, the rated current of the first fuse and the second fuse is higher than the rated current of the external fuse. can also be made smaller.
  • the in-vehicle switching device described in [4] above can have a smaller configuration for the first fuse and the second fuse. Since the path between the batteries in the parallel connection state is a path through which a relatively low current flows compared to the power path, arranging the first fuse and the second fuse in such a path makes it easy to reduce the size of the fuse. .
  • FIG. 1 illustrates an in-vehicle power supply system 100 provided with an in-vehicle switching device 1 according to the first embodiment.
  • the in-vehicle power supply system 100 is used as a power supply for operating a load R (for example, a motor for driving the wheels, etc.) of the vehicle mounted thereon.
  • the in-vehicle power supply system 100 includes a battery section 10 , a high potential side conducting path 16 , a low potential side conducting path 17 , an in-vehicle switching device 1 , and a junction box section 2 .
  • the battery section 10 has a first battery 10A and a second battery 10B.
  • the in-vehicle switching device 1 has a first conducting path 11, a second conducting path 12, a third conducting path 13, a switching circuit 14, and a current detection section 14H.
  • the in-vehicle switching device 1 is used in an in-vehicle power supply system 100 .
  • the first battery 10A and the second battery 10B in the battery section 10 are provided with a plurality of battery sections configured as unit cells, and the battery sections are integrally combined. A battery section is not shown.
  • the highest potential electrode of the plurality of unit cells electrically connected in series is the positive electrode BH
  • the plurality of unit cells electrically connected in series is the negative electrode BL.
  • electrically connected desirably refers to a configuration in which the objects to be connected are electrically connected to each other (a state in which current can flow) so that the potentials of both objects are equal.
  • electrically connected may be a configuration in which both connection objects are connected in a state in which an electric component is interposed between them and both connection objects are electrically connected.
  • One end of the high potential side conductive path 16 is electrically connected to the positive electrode BH of the first battery 10A.
  • One end of the low potential side conductive path 17 is electrically connected to the negative electrode BL of the second battery 10B.
  • the second conducting path 12 allows a current to flow when the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in parallel (hereinafter also simply referred to as a parallel connection state).
  • the second conducting path 12 is a path through which no current flows when the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in series (hereinafter also simply referred to as a series connection state).
  • the second conductive path 12 includes an inter-positive conductive path 12A and an inter-negative conductive path 12B.
  • One end of the inter-positive electrode conductive path 12A is electrically connected to the other end of the high potential side conductive path 16 .
  • One end of the inter-negative electrode conductive path 12B is electrically connected to the other end of the low potential side conductive path 17 .
  • the third conducting path 13 forms a path between the negative electrode BL of the first battery 10A and the positive electrode BH of the second battery 10B in the series connection state, and forms a path between the first battery 10A and the second battery 10A in the parallel connection state. It forms a path between both positive electrodes BH or between both negative electrodes BL of 10B.
  • the third conductive path 13 includes a first common path 13A and a second common path 13B. One end of the first common path 13A is electrically connected to the positive electrode BH of the second battery 10B. The other end of the first common path 13A is electrically connected to the other end of the inter-positive electrode conductive path 12A. One end of the second common path 13B is electrically connected to the negative electrode BL of the first battery 10A. The other end of the second common path 13B is electrically connected to the other end of the inter-negative conductive path 12B.
  • the high-potential-side conductive path 16, the positive-electrode conductive path 12A, and the first common path 13A form a path that conducts between the positive electrodes BH of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the first common path 13A is a conductive path that conducts between the positive electrodes BH of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the low-potential-side conductive path 17, the inter-negative conductive path 12B, and the second common path 13B form paths that conduct between the negative electrodes BL of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the second common path 13B is a conductive path that conducts between the negative electrodes BL of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the first conducting path 11 is a path through which current is allowed to flow when in a series connection state and through which current does not flow when in a parallel connection state.
  • One end of the first conductive path 11 is electrically connected to the other end of the second common path 13B and the other end of the inter-negative conductive path 12B.
  • the other end of the first conductive path 11 is electrically connected to the other end of the first common path 13A and the other end of the inter-positive electrode conductive path 12A. That is, the first conducting path 11 is electrically connected in series to the first battery 10A and the second battery 10B via the first common path 13A and the second common path 13B.
  • the switching circuit 14 has a function of switching between a series connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B are connected in series and a parallel connection state in which they are connected in parallel.
  • the switching circuit 14 has a first parallel switch 14A, a second parallel switch 14B, a series switch 14C, a first fuse 14D and a second fuse 14E.
  • the first parallel switch 14A, the second parallel switch 14B, and the series switch 14C are composed of semiconductor switches such as relay switches and MOSFETs, for example.
  • the first parallel switch 14A is interposed in the inter-positive conductive path 12A.
  • the second parallel switch 14B is interposed in the inter-negative conductive path 12B.
  • the series switch 14 ⁇ /b>C is interposed in the first conducting path 11 .
  • the first parallel switch 14A, the second parallel switch 14B, and the series switch 14C are configured to be switched between an ON state and an OFF state by a control section 50 configured by an information processing device such as a microcomputer.
  • the controller 50 is provided outside the in-vehicle power supply system 100, for example.
  • the first fuse 14D is interposed in the positive electrode conductive path 12A so as to be in series with the first parallel switch 14A. In the inter-positive electrode conductive path 12A, the first fuse 14D is located closer to one end than the first parallel switch 14A.
  • the second fuse 14E is interposed in the inter-negative conductive path 12B so as to be in series with the second parallel switch 14B. In the inter-negative electrode conductive path 12B, the second fuse 14E is located closer to one end than the second parallel switch 14B.
  • the first fuse 14D and the second fuse 14E are composed of, for example, thermal fuses.
  • the in-vehicle switching device 1 includes a first fuse 14D and a second fuse 14E that cut off the energization of the second conducting path 12 .
  • the current detector 14H has a first detector 14F and a second detector 14G.
  • the 1st detection part 14F is interposed and provided in 13 A of 1st common paths.
  • the 2nd detection part 14G is interposed and provided in the 2nd common path 13B.
  • the first detection unit 14F and the second detection unit 14G have, for example, resistors and differential amplifiers, and values indicating currents flowing through the first common path 13A and the second common path 13B (specifically, , analog voltage corresponding to the values of the currents flowing through the first common path 13A and the second common path 13B) can be output as current values.
  • the first detection unit 14F detects the state of the current flowing through the first common path 13A
  • the second detection unit 14G detects the state of the current flowing through the second common path 13B.
  • the current values output from the first detection unit 14F and the second detection unit 14G are configured to be input to the control unit 50, for example. That is, the current detection unit 14H detects currents flowing through the first common path 13A (the third conductive path 13) and the second common path 13B (the third conductive path 13).
  • the junction box section 2 has a function of supplying electric power from the battery section 10 to the load R and the like.
  • the junction box section 2 includes a high potential side power path 20A that is the power path 20, a low potential side power path 20B that is the power path 20, a high potential side switch 20D, a bypass section 20C, and a low potential side switch 20E. , and an external fuse 20K.
  • the power path 20 is a path for transmitting power from the battery unit 10 in both the series connection state and the parallel connection state.
  • One end of the high potential side power path 20A is electrically connected to the other end of the high potential side conductive path 16 and one end of the positive electrode conductive path 12A.
  • One end of the low potential side power path 20B is electrically connected to the other end of the low potential side conductive path 17 and one end of the inter-negative conductive path 12B.
  • the high potential side switch 20D is interposed in the high potential side power path 20A.
  • the bypass section 20C is electrically connected in parallel with the high potential side switch 20D.
  • the bypass section 20C has a bypass switch 20G and a resistor 20H. Bypass switch 20G and resistor 20H are electrically connected in series.
  • a bypass switch 20G is interposed between the resistor 20H and the high potential side conductive path 16 .
  • the low potential side switch 20E is interposed in the low potential side power path 20B.
  • the high potential side switch 20D, the bypass switch 20G, and the low potential side switch 20E are composed of semiconductor switches such as relay switches and MOSFETs, for example.
  • the external fuse 20K is interposed in the low potential side power path 20B on the opposite side of the low potential side conductive path 17 with the low potential side switch 20E interposed therebetween.
  • the external fuse 20K is composed of, for example, a thermal fuse.
  • the switching circuit 14 is in the series-connected state, the external fuse 20K is fused according to its own breaking characteristics (for example, rated current) to cut off the energization in the low-potential power path 20B. That is, the power line 20 is provided with an external fuse 20K having a function of interrupting the energization of the power line 20 .
  • a load R is electrically connected between the other end of the high-potential power path 20A and the other end of the low-potential power path 20B.
  • a parallel connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B of the battery section 10 are electrically connected in parallel will be described.
  • the control unit 50 switches the first parallel switch 14A and the second parallel switch 14B to the ON state, and switches the series switch 14C to the OFF state.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in parallel.
  • the switching circuit 14 is brought into a parallel connection state. After that, the high-potential side switch 20D and the low-potential side switch 20E are switched to the ON state, and power is supplied to the load R.
  • the high-potential-side conductive path 16, the positive-electrode conductive path 12A, and the first common path 13A form a path that conducts between the positive electrodes BH of the first battery 10A and the second battery 10B.
  • the low-potential-side conductive path 17, the inter-negative conductive path 12B, and the second common path 13B form a path that conducts between the negative electrodes BL of the first battery 10A and the second battery 10B.
  • the current generated from the second battery 10B is detected as the current value A by the first detector 14F provided in the first common path 13A.
  • the current generated from the first battery 10A is detected as the current value C by the second detector 14G provided in the second common path 13B.
  • the first detection unit 14F and the second detection unit 14G detect the currents in the first common path 13A and the second common path 13B as current values A and C at the same time.
  • the detected current values A and C are input to the control unit 50 at the same time.
  • the current value A and the current value C are added.
  • the current value B which is the calculation result of the addition in this way, corresponds to the current flowing through the low potential side power path 20B (high potential side power path 20A).
  • the current value B obtained in this way is a value at the same time when the first detection section 14F and the second detection section 14G detect the current in the first common path 13A and the second common path 13B.
  • control unit 50 sets the magnitude of the current flowing through the low potential side power path 20B as the current value B based on the current values C and A corresponding to the magnitudes of the currents generated from the first battery 10A and the second battery 10B. can grasp.
  • the switch circuit 14 when the switch circuit 14 is in the parallel connection state, if the series switch 14C is inadvertently switched to the ON state or short-circuited, each of the first battery 10A and the second battery 10B is connected to the positive electrode BH. A short circuit with the negative electrode BL will result. In this case, the first parallel switch 14A, the second parallel switch 14B, and the series switch 14C are prevented from malfunctioning due to the melting of the first fuse 14D and the second fuse 14E. Further, the control unit 50 controls the magnitude of the current flowing through the first common path 13A (the third conducting path 13) and the magnitude of the current flowing through the second common path 13B (the third conducting path 13) to reach a predetermined threshold value.
  • the control unit 50 the magnitude of the current flowing through the first common path 13A (the third conductive path 13) and the magnitude of the current flowing through the second common path 13B (the third conductive path 13) are predetermined. is reached, the first parallel switch 14A and the second parallel switch 14B can be switched to the OFF state to cut off the energization of the second conducting path 12.
  • the current generated from the first battery 10A flows through the positive electrode conductive path 12A, and the current generated from the second battery 10B flows through the negative electrode conductive path 12B.
  • the external fuse 20K has a current larger than the current flowing through each of the positive electrode conductive path 12A and the negative electrode conductive path 12B (that is, current generated from the first battery 10A and current from the second battery 10B) will flow. Therefore, the rated currents of the first fuse 14D and the second fuse 14E are made smaller than the rated current of the external fuse 20K.
  • a series connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B of the battery section 10 are electrically connected in series will be described.
  • the control unit 50 switches the first parallel switch 14A and the second parallel switch 14B to the OFF state, and switches the series switch 14C to the ON state.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in series.
  • the switching circuit 14 is brought into a series connection state. After that, the high-potential side switch 20D and the low-potential side switch 20E are switched to the ON state, and power is supplied to the load R.
  • the current flowing through the first common path 13A is detected as the current value F by the first detection unit 14F provided on the first common path 13A, and the second detection unit 14G provided on the second common path 13B detects A current value G is detected as the current flowing through the second common path 13B.
  • the 1st detection part 14F and the 2nd detection part 14G detect the electric current in the 1st common path 13A and the 2nd common path 13B at the same time, for example.
  • the current values F and G are input to the control unit 50 at the same time.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in series. Therefore, the current values F and G are the same value.
  • the current flowing through the low potential side power path 20B (high potential side power path 20A) is also the same value as the current value F (current value G).
  • the control unit 50 can grasp the magnitude of the current generated from the battery unit 10 as the current values F and G.
  • the control unit 50 is configured to monitor whether or not the magnitude of the current flowing through the third conductive path 13 (first conductive path 11) has reached a predetermined threshold. For example, when a ground fault occurs in the load R, etc., the external fuse 20K is blown if the current flowing through the external fuse 20K increases but does not meet its own breaking characteristics (rated current). Can not do it. In such a case, when the control unit 50 determines that the magnitude of the current flowing through the third conducting path 13 (the first conducting path 11) has reached a predetermined threshold value, the series switch 14C is turned off to turn off the first electric current. The energization of the conductive path 11 can be interrupted.
  • a vehicle-mounted switching device 1 of the present disclosure is used in a vehicle-mounted power supply system 100 that includes a battery section 10 and a switching circuit 14 .
  • the battery section 10 has a first battery 10A and a second battery 10B.
  • the switching circuit 14 switches between a series connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B are connected in series and a parallel connection state in which they are connected in parallel.
  • the in-vehicle switching device 1 has a switching circuit 14, a first conducting path 11, a second conducting path 12, a third conducting path 13, and a current detector 14H.
  • the first conductive path 11 is a path through which current is allowed to flow when in a series connection state and through which current does not flow when in a parallel connection state.
  • the second conducting path 12 is a path through which current is allowed to flow when in the parallel connection state and through which current does not flow when in the series connection state.
  • the third conducting path 13 forms a path between the negative electrode BL of the first battery 10A and the positive electrode BH of the second battery 10B in the series connection state, and forms a path between the first battery 10A and the second battery 10A in the parallel connection state. It forms a path between both positive electrodes BH or between both negative electrodes BL of 10B.
  • the current detector 14H detects current flowing through the third conductive path 13 .
  • the third conducting path 13 forms a path between the electrodes (positive electrode BH, negative electrode BL) in both the series connection state and the parallel connection state, allowing current to flow.
  • the current detection section 14H is provided in the third conductive path 13, the current between the first battery 10A and the second battery 10B can be detected by the common current detection section 14H in both the series connection state and the parallel connection state. can. Therefore, a device that can detect the current flowing between the first battery 10A and the second battery 10B in both the series connection state and the parallel connection state can be realized more easily.
  • the third conducting path 13 includes a first common path 13A and a second common path 13B.
  • the first common path 13A is a conductive path that conducts between the positive electrodes BH of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the second common path 13B is a conductive path that conducts between the negative electrodes BL of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the current detection unit 14H includes a first detection unit 14F that detects current flowing through the first common path 13A and a second detection unit 14G that detects current flowing through the second common path 13B.
  • the in-vehicle switching device 101 of the present disclosure can more accurately grasp the current generated between the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state in both the path on the positive electrode BH side and the path on the negative electrode BL side. .
  • the second conductive path 12 includes a positive electrode conductive path 12A and a negative electrode conductive path 12B.
  • the inter-positive conductive path 12A forms a path between the positive electrodes BH of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the inter-negative conductive path 12B forms a path between both negative electrodes BL of the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state.
  • the second conductive path 12 further includes a first fuse 14D provided in the positive electrode conductive path 12A and a second fuse 14E provided in the negative electrode conductive path 12B.
  • the in-vehicle switching device 1 of the present disclosure even if an excessive current is generated in the conductive path between the positive electrodes BH and when an excessive current is generated in the conductive path between the negative electrodes BL in the parallel connection state, the conductive paths are energized. can be forcibly shut down.
  • the in-vehicle power supply system 100 has a power path 20 that is a path for transmitting power from the battery section 10 in both the series connection state and the parallel connection state.
  • the electric power line 20 is provided with an external fuse 20K having a function of interrupting the energization of the electric power line 20.
  • the rated currents of the first fuse 14D and the second fuse 14E are Less than 20K rated current.
  • the first fuse 14D and the second fuse 14E can be configured in a smaller scale.
  • a path between the first battery 10A and the second battery 10B in the parallel connection state is a path through which a relatively low current flows with respect to the power path 20 . Therefore, by arranging the first fuse 14D and the second fuse 14E along such a path, it is easy to reduce the sizes of the first fuse 14D and the second fuse 14E.
  • an in-vehicle power supply system 200 provided with the in-vehicle switching device 101 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the in-vehicle switching device 101 differs from the first embodiment in that the second common path 13B is not provided with the second detection section and the low potential side power path 20B is provided with the external current detection section 20F.
  • the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first embodiment, and descriptions of the structures, functions and effects are omitted.
  • the current detector 114H includes a first detector 14F.
  • the first detector 14F detects the state of current flowing through the first common path 13A (the third conducting path 13). In other words, the current detector 114H detects the state of current flowing through one of the first common path 13A and the second common path 13B.
  • the junction box section 102 includes a high potential side power path 20A that is the power path 20, a low potential side power path 20B that is the power path 20, a high potential side switch 20D, a bypass section 20C, and a low potential side switch 20E. , an external fuse 20K and an external current detector 20F.
  • the external current detector 20F is interposed between the low potential side switch 20E and the low potential side conductive path 17.
  • the external current detector 20F has, for example, the same configuration as the first detector 14F.
  • the external current detector 20F detects the state of the current flowing through the low potential side power path 20B.
  • the current value output from the external current detection unit 20F is configured to be input to the control unit 50, for example.
  • a parallel connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B of the battery section 10 are electrically connected in parallel will be described.
  • the control unit 50 switches the first parallel switch 14A and the second parallel switch 14B to the ON state, and switches the series switch 14C to the OFF state.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in parallel.
  • the switching circuit 14 is brought into a parallel connection state. After that, the high-potential side switch 20D and the low-potential side switch 20E are switched to the ON state, and power is supplied to the load R.
  • the current generated from the second battery 10B is detected as the current value A by the first detector 14F provided in the first common path 13A.
  • the current flowing through the low potential side power path 20B is detected as the current value B by the external current detection section 20F provided in the low potential side power path 20B.
  • the first detector 14F and the external current detector 20F detect currents in the first common path 13A and the low potential side power path 20B at the same time.
  • the current values A and B are input to the control unit 50 at the same time.
  • the current value A is subtracted from the current value B in the control unit 50 .
  • the current value C which is the result of the subtraction, corresponds to the current generated from the first battery 10A.
  • the current value C obtained in this manner is a value at the same time as when the first detection section 14F and the external current detection section 20F detect the current in the first common path 13A and the low potential side power path 20B.
  • the control unit 50 can grasp the magnitudes of the currents generated from the first battery 10A and the second battery 10B as the current values C and A.
  • a series connection state in which the first battery 10A and the second battery 10B of the battery section 10 are electrically connected in series will be described.
  • the control unit 50 switches the first parallel switch 14A and the second parallel switch 14B to the OFF state, and switches the series switch 14C to the ON state.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in series.
  • the switching circuit 14 is brought into a series connection state.
  • the high-potential side switch 20D and the low-potential side switch 20E are switched to the ON state, and power is supplied to the load R.
  • the first conductive path 11, the first common path 13A, and the second common path 13B form a path that conducts between the negative electrode BL of the first battery 10A and the positive electrode BH of the second battery 10B.
  • the current flowing through the first common path 13A is detected as the current value D by the first detection section 14F provided on the first common path 13A, and the external current detection section 20F provided on the low potential side power path 20B detects , the current flowing through the low potential side power path 20B is detected as a current value E.
  • the first detector 14F and the external current detector 20F for example, detect currents in the first common path 13A and the low potential side power path 20B at the same time.
  • the current values D and E are input to the control section 50 at the same time.
  • the first battery 10A and the second battery 10B are electrically connected in series. Therefore, the current values D and E are of the same magnitude. In this way, the control section 50 can grasp the magnitude of the current generated from the battery section 10 .
  • the switching circuit switches the first battery 10A and the second battery 10B between a series connection state and a parallel connection state. It is good also as a structure which switches to a connection state and a parallel connection state.
  • Embodiments 1 and 2 the configuration in which the control unit 50 is provided outside is disclosed. .
  • the external current detection section 20F is provided in the low potential side power path 20B, but the present invention is not limited to this, and the external current detection section may be provided in the high potential side power path.
  • the first detection unit 14F is provided on the first common path 13A and the second detection unit is not provided on the second common path 13B.
  • a configuration in which the second detection unit is provided and the first detection unit is not provided in the first common path may be employed.
  • the current detection unit is configured to output a current value corresponding to the magnitude of the current flowing through the conductive path.
  • the current detector determines whether or not the current value exceeds the threshold value, and outputs a threshold excess signal indicating that the current has exceeded the threshold value when the current value exceeds the threshold value.

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Abstract

複数のバッテリを直列接続状態と並列接続状態とに切り替えることができ、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ間を流れる電流を検出し得る装置を、より簡易に実現する。　車載用切替装置（１）は、切替回路（１４）と、直列接続状態のとき電流が流れ、並列接続状態のとき電流が流れない第１導電路（１１）と、並列接続状態のとき電流が流れ、直列接続状態のとき電流が流れない第２導電路（１２）と、直列接続状態のとき第１バッテリ（１０Ａ）の負極（ＢＬ）と第２バッテリ（１０Ｂ）の正極（ＢＨ）との間の経路をなし、並列接続状態のとき第１バッテリ（１０Ａ）及び第２バッテリ（１０Ｂ）の両正極（ＢＨ）間又は両負極（ＢＬ）間の経路をなす第３導電路（１３）と、第３導電路（１３）を流れる電流を検知する電流検知部（１４Ｈ）とを有する。

Description

車載用切替装置
　本開示は、車載用切替装置に関する。
　特許文献１に開示される車両用電力供給装置は、第１の蓄電手段と第２の蓄電手段を直列又は並列に接続することができる装置である。この車両用電力供給装置では、第１の蓄電手段と第２の蓄電手段とをインバータに対して直列に接続するとき、制御手段が第３のスイッチ手段をオンして１つの充電抵抗に通電させる。制御装置は、その通電の後に、第１のスイッチ手段をオンして直列接続するための回路を構成する。
特開２００７－２７４８３０号公報
　特許文献１のような技術を含め、複数のバッテリを直列接続状態及び並列接続状態に切り替え得るシステムでは、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ間を流れる電流が正確に把握されることが望まれる。但し、単に複数の電流センサを付加するだけでは、構成の大型化、複雑化を招く懸念がある。
　そこで、本開示では、複数のバッテリを直列接続状態と並列接続状態とに切り替えることができ、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ間を流れる電流を検出し得る装置を、より簡易に実現することを目的とする。
　本開示における車両用の車載用切替装置は、
　少なくとも第１バッテリ及び第２バッテリを有するバッテリ部と、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリを直列に接続する直列接続状態と並列に接続する並列接続状態とに切り替わる切替回路と、を備えた車載用電源システムに用いられる車載用切替装置であって、
　前記切替回路と、
　前記直列接続状態のときに電流が流れることが許容され、前記並列接続状態のときに電流が流れない経路である第１導電路と、
　前記並列接続状態のときに電流が流れることが許容され、前記直列接続状態のときに電流が流れない経路である第２導電路と、
　前記直列接続状態のときに前記第１バッテリの負極と前記第２バッテリの正極との間の経路をなし、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両正極間又は両負極間の経路をなす第３導電路と、
　前記第３導電路を流れる電流を検知する電流検知部と、
　を有する。
　本開示に係る車載用切替装置は、複数のバッテリを直列接続状態と並列接続状態とに切り替えることができ、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ間を流れる電流を検出し得る装置を、より簡易に実現できる。
図１は、実施形態１に係る車載用切替装置を備えた車載用電源システムを概念的に示す模式図である。 図２は、実施形態２に係る車載用切替装置を備えた車載用電源システムを概念的に示す模式図である。
　以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。なお、以下で示す〔１〕から〔４〕の特徴は、矛盾しない態様でどのように組み合わせてもよい。
　〔１〕本開示の車載用切替装置は、少なくとも第１バッテリ及び第２バッテリを有するバッテリ部と、第１バッテリ及び第２バッテリを直列に接続する直列接続状態と並列に接続する並列接続状態とに切り替わる切替回路と、を備えた車載用電源システムに用いられる。車載用切替装置は、切替回路と、第１導電路と、第２導電路と、第３導電路と、電流検知部とを有する。第１導電路は、直列接続状態のときに電流が流れることが許容され、並列接続状態のときに電流が流れない経路である。第２導電路は、並列接続状態のときに電流が流れることが許容され、直列接続状態のときに電流が流れない経路である。第３導電路は、直列接続状態のときに第１バッテリの負極と第２バッテリの正極との間の経路をなし、並列接続状態のときに第１バッテリ及び第２バッテリの両正極間又は両負極間の経路をなす。電流検知部は、第３導電路を流れる電流を検知する。
　上記〔１〕の車載用切替装置では、直列接続状態でも並列接続状態でも第３導電路が電極間の経路をなし、電流が流れることが許容される。そして、この第３導電路に電流検知部が設けられるため、直列接続状態でも並列接続状態でも共通の電流検知部によってバッテリ間の電流を検知することができる。ゆえに、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ間を流れる電流を検出し得る装置が、より簡易に実現される。
　〔２〕上記〔１〕の車載用切替装置において、第３導電路は、第１共通路と、第２共通路とを備えている。第１共通路は、並列接続状態のときに第１バッテリ及び第２バッテリの両正極間を導通させる導電路である。第２共通路は、並列接続状態のときに第１バッテリ及び第２バッテリの両負極間を導通させる導電路である。電流検知部は、第１共通路を流れる電流を検知する第１検知部と、第２共通路を流れる電流を検知する第２検知部と、を備え得る。
　上記〔２〕に記載された車載用切替装置は、並列接続状態時にバッテリ間で生じる電流を、正極側の経路でも負極側の経路でも、より正確に把握することができる。
　〔３〕上記〔１〕又は〔２〕の車載用切替装置において、第２導電路は、正極間導電路と、負極間導電路とを備え得る。正極間導電路は、並列接続状態のときに第１バッテリ及び第２バッテリの両正極間の経路をなす。負極間導電路は、並列接続状態のときに第１バッテリ及び第２バッテリの両負極間の経路をなす。更に、第２導電路は、正極間導電路に設けられる第１ヒューズと、負極間導電路に設けられる第２ヒューズと、を備え得る。
　上記〔３〕に記載された車載用切替装置は、並列接続状態時に正極間の導電路で過剰な電流が生じた場合でも、負極間の導電路で過剰な電流が生じた場合でも、導電路の通電を強制的に遮断することができる。
　〔４〕車載用電源システムは、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ部から電力を伝送するための経路である電力路を有し得る。電力路には、電力路の通電を遮断する機能を有する外部ヒューズが設けられ、上記〔３〕の車載用切替装置において、第１ヒューズ及び第２ヒューズの定格電流は、外部ヒューズの定格電流よりも小さくし得る。
　上記〔４〕に記載された車載用切替装置は、第１ヒューズ及び第２ヒューズをより小規模な構成とすることができる。並列接続状態時のバッテリ間の経路は、電力路に対して相対的に低い電流が流れる経路であるため、このような経路に第１ヒューズ及び第２ヒューズを配置すればヒューズのサイズを抑え易い。
［本開示の実施形態の詳細］
＜実施形態１＞
　図１には、実施形態１に係る車載用切替装置１が設けられた車載用電源システム１００が例示される。車載用電源システム１００は、搭載された車両の負荷Ｒ（例えば、車輪を駆動するモータ等）を動作させるための電源として使用される。車載用電源システム１００は、バッテリ部１０と、高電位側導電路１６と、低電位側導電路１７と、車載用切替装置１と、ジャンクションボックス部２とを備えている。バッテリ部１０は、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを有する。車載用切替装置１は、第１導電路１１と、第２導電路１２と、第３導電路１３と、切替回路１４と、電流検知部１４Ｈと、を有している。車載用切替装置１は、車載用電源システム１００に用いられる。
［バッテリ部の構成］
　バッテリ部１０における第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂは、単位電池として構成される電池部を複数備え、電池部が一体的に組み合わされた構成とされている。電池部は図示しない。第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂの各々において、電気的に直列に接続された複数の単位電池の最も高電位の電極が正極ＢＨであり、電気的に直列に接続された複数の単位電池の最も低電位の電極が負極ＢＬである。
　本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。
［高電位側導電路、低電位側導電路の構成］
　高電位側導電路１６の一端は、第１バッテリ１０Ａの正極ＢＨに電気的に接続されている。低電位側導電路１７の一端は、第２バッテリ１０Ｂの負極ＢＬに電気的に接続されている。
［車載用切替装置の構成］
　第２導電路１２は、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に並列に接続する並列接続状態（以下、単に並列接続状態ともいう）のときに電流が流れることが許容される。また、第２導電路１２は、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に直列に接続する直列接続状態（以下、単に直列接続状態ともいう）のときに電流が流れない経路である。第２導電路１２は、正極間導電路１２Ａ、及び負極間導電路１２Ｂを備えている。正極間導電路１２Ａの一端は、高電位側導電路１６の他端に電気的に接続されている。負極間導電路１２Ｂの一端は、低電位側導電路１７の他端に電気的に接続されている。
　第３導電路１３は、直列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａの負極ＢＬと第２バッテリ１０Ｂの正極ＢＨとの間の経路をなし、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間又は両負極ＢＬ間の経路をなす。第３導電路１３は、第１共通路１３Ａ、及び第２共通路１３Ｂを備えている。第１共通路１３Ａの一端は、第２バッテリ１０Ｂの正極ＢＨに電気的に接続されている。第１共通路１３Ａの他端は、正極間導電路１２Ａの他端に電気的に接続されている。第２共通路１３Ｂの一端は、第１バッテリ１０Ａの負極ＢＬに電気的に接続されている。第２共通路１３Ｂの他端は、負極間導電路１２Ｂの他端に電気的に接続されている。
　高電位側導電路１６、正極間導電路１２Ａ、及び第１共通路１３Ａは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間を導通させる経路をなす。つまり、第１共通路１３Ａは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間を導通させる導電路である。低電位側導電路１７、負極間導電路１２Ｂ、及び第２共通路１３Ｂは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両負極ＢＬ間を導通させる経路をなす。つまり、第２共通路１３Ｂは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両負極ＢＬ間を導通させる導電路である。
　第１導電路１１は、直列接続状態のときに電流が流れることが許容され、並列接続状態のときに電流が流れない経路である。第１導電路１１の一端は、第２共通路１３Ｂの他端、及び負極間導電路１２Ｂの他端に電気的に接続されている。第１導電路１１の他端は、第１共通路１３Ａの他端、及び正極間導電路１２Ａの他端に電気的に接続されている。つまり、第１導電路１１は、第１共通路１３Ａ及び第２共通路１３Ｂを介して第１バッテリ１０Ａと第２バッテリ１０Ｂとに電気的に直列に接続されている。
［切替回路の構成］
　切替回路１４は、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを直列に接続する直列接続状態と、並列に接続する並列接続状態とに切り替わる機能を有する。切替回路１４は、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂ、直列スイッチ１４Ｃ、第１ヒューズ１４Ｄ、及び第２ヒューズ１４Ｅを有している。
　第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂ、及び直列スイッチ１４Ｃは、例えば、リレースイッチや、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチで構成されている。第１並列スイッチ１４Ａは、正極間導電路１２Ａに介在して設けられている。第２並列スイッチ１４Ｂは、負極間導電路１２Ｂに介在して設けられている。直列スイッチ１４Ｃは、第１導電路１１に介在して設けられている。第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂ、及び直列スイッチ１４Ｃは、例えば、マイクロコンピュータ等の情報処理装置で構成された制御部５０によってオン状態又はオフ状態に切り替えられ得る構成とされている。制御部５０は、例えば、車載用電源システム１００の外部に設けられている。
　第１ヒューズ１４Ｄは、第１並列スイッチ１４Ａに直列になるように正極間導電路１２Ａに介在して設けられている。正極間導電路１２Ａにおいて、第１ヒューズ１４Ｄは、第１並列スイッチ１４Ａよりも一端側に位置している。第２ヒューズ１４Ｅは、第２並列スイッチ１４Ｂに直列になるように負極間導電路１２Ｂに介在して設けられている。負極間導電路１２Ｂにおいて、第２ヒューズ１４Ｅは、第２並列スイッチ１４Ｂよりも一端側に位置している。第１ヒューズ１４Ｄ、第２ヒューズ１４Ｅは、例えば、サーマルヒューズ等で構成されている。第１ヒューズ１４Ｄ、第２ヒューズ１４Ｅは、切替回路１４が並列接続状態のとき、自身が有する遮断特性（例えば、定格電流）に応じて溶断し、正極間導電路１２Ａ、及び負極間導電路１２Ｂにおける通電を遮断する。つまり、車載用切替装置１は、第２導電路１２の通電を遮断する第１ヒューズ１４Ｄと、第２ヒューズ１４Ｅと、を備えている。
［電流検知部の構成］
　電流検知部１４Ｈは、第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇを有している。第１検知部１４Ｆは、第１共通路１３Ａに介在して設けられている。第２検知部１４Ｇは、第２共通路１３Ｂに介在して設けられている。第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇは、例えば、抵抗器及び差動増幅器を有し、第１共通路１３Ａ、第２共通路１３Ｂの各々を流れる電流を示す値（具体的には、第１共通路１３Ａ、第２共通路１３Ｂを流れる電流の値に応じたアナログ電圧）を電流値として出力し得る構成をなす。第１検知部１４Ｆは、第１共通路１３Ａに流れる電流の状態を検出し、第２検知部１４Ｇは、第２共通路１３Ｂに流れる電流の状態を検出する。第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇから出力された電流値は、例えば、制御部５０に入力され得る構成とされている。つまり、電流検知部１４Ｈは、第１共通路１３Ａ（第３導電路１３）、及び第２共通路１３Ｂ（第３導電路１３）を流れる電流を検知する。
［ジャンクションボックス部の構成］
　ジャンクションボックス部２は、バッテリ部１０からの電力を負荷Ｒ等に供給し得る機能を有している。ジャンクションボックス部２は、電力路２０である高電位側電力路２０Ａと、電力路２０である低電位側電力路２０Ｂと、高電位側スイッチ２０Ｄと、バイパス部２０Ｃと、低電位側スイッチ２０Ｅと、外部ヒューズ２０Ｋとを有している。
　電力路２０は、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ部１０から電力を伝送するための経路である。高電位側電力路２０Ａの一端は、高電位側導電路１６の他端、及び正極間導電路１２Ａの一端に電気的に接続されている。低電位側電力路２０Ｂの一端は、低電位側導電路１７の他端、及び負極間導電路１２Ｂの一端に電気的に接続されている。
　高電位側スイッチ２０Ｄは、高電位側電力路２０Ａに介在して設けられている。バイパス部２０Ｃは、高電位側スイッチ２０Ｄに対して電気的に並列に接続して設けられている。バイパス部２０Ｃは、バイパススイッチ２０Ｇと、抵抗２０Ｈと、を有している。バイパススイッチ２０Ｇと、抵抗２０Ｈとは、電気的に直列に接続されている。抵抗２０Ｈと、高電位側導電路１６との間には、バイパススイッチ２０Ｇが介在している。
　低電位側スイッチ２０Ｅは、低電位側電力路２０Ｂに介在して設けられている。高電位側スイッチ２０Ｄ、バイパススイッチ２０Ｇ、及び低電位側スイッチ２０Ｅは、例えば、リレースイッチや、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチで構成されている。
　外部ヒューズ２０Ｋは、低電位側スイッチ２０Ｅを挟み、低電位側導電路１７の反対側の低電位側電力路２０Ｂに介在して設けられている。外部ヒューズ２０Ｋは、例えば、サーマルヒューズ等で構成されている。外部ヒューズ２０Ｋは、切替回路１４が直列接続状態のとき、自身が有する遮断特性（例えば、定格電流）に応じて溶断し、低電位側電力路２０Ｂにおける通電を遮断する。つまり、電力路２０には、電力路２０の通電を遮断する機能を有する外部ヒューズ２０Ｋが設けられている。高電位側電力路２０Ａの他端側、及び低電位側電力路２０Ｂの他端側の間には、負荷Ｒが電気的に接続されている。
［切替回路が並列接続状態の場合］
　バッテリ部１０の第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に並列に接続する並列接続状態の場合について説明する。この場合、例えば、制御部５０が、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂをオン状態に切り替えると共に、直列スイッチ１４Ｃをオフ状態に切り替える。これにより、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂが電気的に並列に接続された状態になる。こうして、切替回路１４が並列接続状態にされる。そして、この後、高電位側スイッチ２０Ｄ、低電位側スイッチ２０Ｅがオン状態に切り替わり、負荷Ｒに電力が供給されることになる。このとき、高電位側導電路１６、正極間導電路１２Ａ、及び第１共通路１３Ａは、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間を導通させる経路をなす。これと共に、低電位側導電路１７、負極間導電路１２Ｂ、及び第２共通路１３Ｂは、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両負極ＢＬ間を導通させる経路をなす。
　このとき、第１共通路１３Ａに設けられた第１検知部１４Ｆによって、第２バッテリ１０Ｂから生じる電流が電流値Ａとして検知される。これと共に、第２共通路１３Ｂに設けられた第２検知部１４Ｇによって、第１バッテリ１０Ａから生じる電流が電流値Ｃとして検知される。
　第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇは、例えば、同時期に第１共通路１３Ａ、及び第２共通路１３Ｂにおける電流を電流値Ａ，Ｃとして検知する。そして、検知した電流値Ａ，Ｃは、同時期に制御部５０に入力される。制御部５０では、電流値Ａと電流値Ｃとが加算される。こうして加算した演算結果である電流値Ｂは、低電位側電力路２０Ｂ（高電位側電力路２０Ａ）に流れる電流に相当する。こうして得た電流値Ｂは、第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇが第１共通路１３Ａ、第２共通路１３Ｂにおける電流を検知したときと同時期の値である。こうして、制御部５０は、第１バッテリ１０Ａ、第２バッテリ１０Ｂから生じる電流の大きさに対応する電流値Ｃ，Ａに基づいて低電位側電力路２０Ｂに流れる電流の大きさを電流値Ｂとして把握することができる。
　また、切替回路１４が並列接続状態のときに、直列スイッチ１４Ｃが不用意にオン状態に切り替わったり、ショート故障したりした場合、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂの各々は、正極ＢＨと負極ＢＬとが短絡した状態になってしまう。この場合、第１ヒューズ１４Ｄ、及び第２ヒューズ１４Ｅの各々が溶断することによって、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂ、及び直列スイッチ１４Ｃが故障することを防止する。また、制御部５０は、第１共通路１３Ａ（第３導電路１３）に流れる電流の大きさ、及び第２共通路１３Ｂ（第３導電路１３）に流れる電流の大きさが所定の閾値に達したか否かを監視し得る構成とされている。例えば、直列スイッチ１４Ｃが不用意にオン状態に切り替わったり、ショート故障したりした場合、第１ヒューズ１４Ｄ、及び第２ヒューズ１４Ｅに流れる電流の大きさが増加しつつも自身が有する遮断特性（定格電流）に満たない電流が流れた場合、第１ヒューズ１４Ｄ、及び第２ヒューズ１４Ｅは溶断することができない。このような場合、制御部５０において、第１共通路１３Ａ（第３導電路１３）に流れる電流の大きさ、及び第２共通路１３Ｂ（第３導電路１３）に流れる電流の大きさが所定の閾値に達したと判別すると、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂをオフ状態に切り替えて第２導電路１２の通電を遮断することができる。
　並列接続状態の場合、正極間導電路１２Ａには、第１バッテリ１０Ａから生じる電流が流れ、負極間導電路１２Ｂには、第２バッテリ１０Ｂから生じる電流が流れる。これに対して、並列接続状態の場合、外部ヒューズ２０Ｋには、正極間導電路１２Ａ、及び負極間導電路１２Ｂの各々に流れる電流よりも大きい電流（すなわち、第１バッテリ１０Ａから生じる電流、及び第２バッテリ１０Ｂから生じる電流の両方）が流れることになる。このため、第１ヒューズ１４Ｄ、及び第２ヒューズ１４Ｅの定格電流は、外部ヒューズ２０Ｋの定格電流よりも小さくされている。
［切替回路が直列接続状態の場合］
　バッテリ部１０の第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に直列に接続する直列接続状態の場合について説明する。この場合、例えば、制御部５０が、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂをオフ状態に切り替えると共に、直列スイッチ１４Ｃをオン状態に切り替える。これにより、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂが電気的に直列に接続された状態になる。こうして、切替回路１４が直列接続状態にされる。そして、この後、高電位側スイッチ２０Ｄ、低電位側スイッチ２０Ｅがオン状態に切り替わり、負荷Ｒに電力が供給されることになる。
　このとき、第１共通路１３Ａに設けられた第１検知部１４Ｆによって第１共通路１３Ａに流れる電流が電流値Ｆとして検知され、第２共通路１３Ｂに設けられた第２検知部１４Ｇによって、第２共通路１３Ｂに流れる電流が電流値Ｇとして検知される。第１検知部１４Ｆ、及び第２検知部１４Ｇは、例えば、同時期に第１共通路１３Ａ、第２共通路１３Ｂにおける電流を検知する。そして、電流値Ｆ，Ｇは、同時期に制御部５０に入力される。第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂは、電気的に直列に接続されている。このため、電流値Ｆ，Ｇは、同じ値である。低電位側電力路２０Ｂ（高電位側電力路２０Ａ）に流れる電流も電流値Ｆ（電流値Ｇ）と同じ値である。こうして、制御部５０は、バッテリ部１０から生じる電流の大きさを電流値Ｆ，Ｇとして把握することができる。
　制御部５０は、第３導電路１３（第１導電路１１）に流れる電流の大きさが所定の閾値に達したか否かを監視し得る構成とされている。例えば、負荷Ｒ等において地絡が発生した場合、外部ヒューズ２０Ｋに流れる電流の大きさが増加しつつも自身が有する遮断特性（定格電流）に満たない電流が流れた場合、外部ヒューズ２０Ｋは溶断することができない。このような場合、制御部５０において、第３導電路１３（第１導電路１１）に流れる電流の大きさが所定の閾値に達したと判別すると、直列スイッチ１４Ｃをオフ状態に切り替えて第１導電路１１の通電を遮断することができる。
　次に、本開示に係る構成の効果が例示される。
　本開示の車載用切替装置１は、バッテリ部１０と、切替回路１４と、を備えた車載用電源システム１００に用いられる。バッテリ部１０は、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂを有する。切替回路１４は、第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂを直列に接続する直列接続状態と並列に接続する並列接続状態とに切り替わる。車載用切替装置１は、切替回路１４と、第１導電路１１と、第２導電路１２と、第３導電路１３と、電流検知部１４Ｈとを有する。第１導電路１１は、直列接続状態のときに電流が流れることが許容され、並列接続状態のときに電流が流れない経路である。第２導電路１２は、並列接続状態のときに電流が流れることが許容され、直列接続状態のときに電流が流れない経路である。第３導電路１３は、直列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａの負極ＢＬと第２バッテリ１０Ｂの正極ＢＨとの間の経路をなし、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間又は両負極ＢＬ間の経路をなす。電流検知部１４Ｈは、第３導電路１３を流れる電流を検知する。
　本開示の車載用切替装置１では、直列接続状態でも並列接続状態でも第３導電路１３が電極（正極ＢＨ、負極ＢＬ）間の経路をなし、電流が流れることが許容される。そして、この第３導電路１３に電流検知部１４Ｈが設けられるため、直列接続状態でも並列接続状態でも共通の電流検知部１４Ｈによって第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂ間の電流を検知することができる。ゆえに、直列接続状態でも並列接続状態でも第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂ間を流れる電流を検出し得る装置が、より簡易に実現される。
　本開示の車載用切替装置１０１において、第３導電路１３は、第１共通路１３Ａと、第２共通路１３Ｂとを備える。第１共通路１３Ａは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間を導通させる導電路である。第２共通路１３Ｂは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両負極ＢＬ間を導通させる導電路である。電流検知部１４Ｈは、第１共通路１３Ａを流れる電流を検知する第１検知部１４Ｆと、第２共通路１３Ｂを流れる電流を検知する第２検知部１４Ｇと、を備える。
　本開示の車載用切替装置１０１は、並列接続状態時に第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂ間で生じる電流を、正極ＢＨ側の経路でも負極ＢＬ側の経路でも、より正確に把握することができる。
　本開示の車載用切替装置１において、第２導電路１２は、正極間導電路１２Ａと、負極間導電路１２Ｂとを備える。正極間導電路１２Ａは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両正極ＢＨ間の経路をなす。負極間導電路１２Ｂは、並列接続状態のときに第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂの両負極ＢＬ間の経路をなす。第２導電路１２は、更に、正極間導電路１２Ａに設けられる第１ヒューズ１４Ｄと、負極間導電路１２Ｂに設けられる第２ヒューズ１４Ｅと、を備える。
　本開示の車載用切替装置１は、並列接続状態時に正極ＢＨ間の導電路で過剰な電流が生じた場合でも、負極ＢＬ間の導電路で過剰な電流が生じた場合でも、導電路の通電を強制的に遮断することができる。
　車載用電源システム１００は、直列接続状態でも並列接続状態でもバッテリ部１０から電力を伝送するための経路である電力路２０を有する。電力路２０には、電力路２０の通電を遮断する機能を有する外部ヒューズ２０Ｋが設けられ、本開示の車載用切替装置１において、第１ヒューズ１４Ｄ及び第２ヒューズ１４Ｅの定格電流は、外部ヒューズ２０Ｋの定格電流よりも小さい。
　本開示の車載用切替装置１は、第１ヒューズ１４Ｄ及び第２ヒューズ１４Ｅをより小規模な構成とすることができる。並列接続状態時の第１バッテリ１０Ａ及び第２バッテリ１０Ｂ間の経路は、電力路２０に対して相対的に低い電流が流れる経路である。このため、このような経路に第１ヒューズ１４Ｄ及び第２ヒューズ１４Ｅを配置すれば第１ヒューズ１４Ｄ及び第２ヒューズ１４Ｅのサイズを抑え易い。
＜実施形態２＞
　次に、実施形態２に係る車載用切替装置１０１が設けられた車載用電源システム２００について図２を参照しつつ説明する。車載用切替装置１０１は、第２共通路１３Ｂに第２検知部が設けられていない点、及び低電位側電力路２０Ｂに外部電流検知部２０Ｆが設けられている点等が実施形態１と異なる。実施形態１と同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
［電流検知部の構成］
　電流検知部１１４Ｈは、第１検知部１４Ｆを備えている。第１検知部１４Ｆは、第１共通路１３Ａ（第３導電路１３）に流れる電流の状態を検出する。つまり、電流検知部１１４Ｈは、第１共通路１３Ａ及び第２共通路１３Ｂの内の一方の経路に流れる電流の状態を検出する。
［ジャンクションボックス部の構成］
　ジャンクションボックス部１０２は、電力路２０である高電位側電力路２０Ａと、電力路２０である低電位側電力路２０Ｂと、高電位側スイッチ２０Ｄと、バイパス部２０Ｃと、低電位側スイッチ２０Ｅと、外部ヒューズ２０Ｋと、外部電流検知部２０Ｆとを有する。
　外部電流検知部２０Ｆは、低電位側スイッチ２０Ｅと低電位側導電路１７との間に介在して設けられている。外部電流検知部２０Ｆは、例えば、第１検知部１４Ｆと同様の構成をなす。外部電流検知部２０Ｆは、低電位側電力路２０Ｂに流れる電流の状態を検出する。外部電流検知部２０Ｆから出力された電流値は、例えば、制御部５０に入力され得る構成とされている。
［切替回路が並列接続状態の場合］
　バッテリ部１０の第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に並列に接続する並列接続状態の場合について説明する。この場合、例えば、制御部５０が、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂをオン状態に切り替えると共に、直列スイッチ１４Ｃをオフ状態に切り替える。これにより、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂが電気的に並列に接続された状態になる。こうして、切替回路１４が並列接続状態にされる。そして、この後、高電位側スイッチ２０Ｄ、低電位側スイッチ２０Ｅがオン状態に切り替わり、負荷Ｒに電力が供給されることになる。
　このとき、第１共通路１３Ａに設けられた第１検知部１４Ｆによって、第２バッテリ１０Ｂから生じる電流が電流値Ａとして検知される。これと共に、低電位側電力路２０Ｂに設けられた外部電流検知部２０Ｆによって、低電位側電力路２０Ｂに流れる電流が電流値Ｂとして検知される。第１検知部１４Ｆ、及び外部電流検知部２０Ｆは、例えば、同時期に第１共通路１３Ａ、低電位側電力路２０Ｂにおける電流を検知する。そして、電流値Ａ，Ｂは、同時期に制御部５０に入力される。制御部５０では、電流値Ｂから電流値Ａが減算される。こうして減算した演算結果である電流値Ｃは、第１バッテリ１０Ａから生じる電流に相当する。こうして得た電流値Ｃは、第１検知部１４Ｆ、及び外部電流検知部２０Ｆが第１共通路１３Ａ、低電位側電力路２０Ｂにおける電流を検知したときと同時期の値である。こうして、制御部５０は、第１バッテリ１０Ａ、第２バッテリ１０Ｂから生じる電流の大きさを電流値Ｃ，Ａとして把握することができる。
［切替回路が直列接続状態の場合］
　バッテリ部１０の第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを電気的に直列に接続する直列接続状態の場合について説明する。この場合、例えば、制御部５０が、第１並列スイッチ１４Ａ、第２並列スイッチ１４Ｂをオフ状態に切り替えると共に、直列スイッチ１４Ｃをオン状態に切り替える。これにより、第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂが電気的に直列に接続された状態になる。こうして、切替回路１４が直列接続状態にされる。そして、この後、高電位側スイッチ２０Ｄ、低電位側スイッチ２０Ｅがオン状態に切り替わり、負荷Ｒに電力が供給されることになる。このとき、第１導電路１１、第１共通路１３Ａ、及び第２共通路１３Ｂは、第１バッテリ１０Ａの負極ＢＬ、及び第２バッテリ１０Ｂの正極ＢＨ間を導通させる経路をなす。
　このとき、第１共通路１３Ａに設けられた第１検知部１４Ｆによって第１共通路１３Ａに流れる電流が電流値Ｄとして検知され、低電位側電力路２０Ｂに設けられた外部電流検知部２０Ｆによって、低電位側電力路２０Ｂに流れる電流が電流値Ｅとして検知される。第１検知部１４Ｆ、及び外部電流検知部２０Ｆは、例えば、同時期に第１共通路１３Ａ、低電位側電力路２０Ｂにおける電流を検知する。そして、電流値Ｄ，Ｅは、同時期に制御部５０に入力される。第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂは、電気的に直列に接続されている。このため、電流値Ｄ，Ｅは、同じ大きさである。こうして、制御部５０は、バッテリ部１０から生じる電流の大きさを把握することができる。
　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。
　実施形態１、２では、切替回路が第１バッテリ１０Ａ、及び第２バッテリ１０Ｂを直列接続状態、及び並列接続状態に切り替えているが、これに限らず、切替回路が３つ以上のバッテリを直列接続状態、及び並列接続状態に切り替える構成としてもよい。
　実施形態１、２では、制御部５０が外部に設けられている構成を開示しているが、これに限らず、制御部を車載用電源システム、又は車載用切替装置に設けた構成としてもよい。
　実施形態１では、外部電流検知部２０Ｆが低電位側電力路２０Ｂに設けられているが、これに限らず、外部電流検知部を高電位側電力路に設けてもよい。
　実施形態２では、第１共通路１３Ａに第１検知部１４Ｆが設けられ、第２共通路１３Ｂに第２検知部が設けられていない構成であるが、これに限らず、第２共通路に第２検知部が設けられ、第１共通路に第１検知部が設けられていない構成であってもよい。
　実施形態１では、電流検知部が、導電路に流れる電流の大きさに対応する電流値を出力する構成であることが開示されているが、これに限らず、電流検知部にコンパレータを用いた構成としてもよい。この場合、電流検知部は、電流値が閾値を超えたか否かを判定し、電流値が閾値を超えた場合に、電流が閾値を超えたことを示す閾値超過信号を出力する。
　なお、今回開示された実施の形態は全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、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１，１０１…車載用切替装置
２，１０２…ジャンクションボックス部
１０…バッテリ部
１０Ａ…第１バッテリ（バッテリ部）
１０Ｂ…第２バッテリ（バッテリ部）
１１…第１導電路
１２…第２導電路
１２Ａ…正極間導電路（第２導電路）
１２Ｂ…負極間導電路（第２導電路）
１３…第３導電路
１３Ａ…第１共通路（第３導電路）
１３Ｂ…第２共通路（第３導電路）
１４…切替回路
１４Ａ…第１並列スイッチ
１４Ｂ…第２並列スイッチ
１４Ｃ…直列スイッチ
１４Ｄ…第１ヒューズ
１４Ｅ…第２ヒューズ
１４Ｆ…第１検知部（電流検知部）
１４Ｇ…第２検知部（電流検知部）
１４Ｈ，１１４Ｈ…電流検知部
１６…高電位側導電路
１７…低電位側導電路
２０…電力路
２０Ａ…高電位側電力路
２０Ｂ…低電位側電力路
２０Ｃ…バイパス部
２０Ｄ…高電位側スイッチ
２０Ｅ…低電位側スイッチ
２０Ｆ…外部電流検知部
２０Ｇ…バイパススイッチ
２０Ｈ…抵抗
２０Ｋ…外部ヒューズ
５０…制御部
１００，２００…車載用電源システム
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ…電流値
ＢＨ…正極
ＢＬ…負極
Ｒ…負荷

Claims (4)

  1. 　少なくとも第１バッテリ及び第２バッテリを有するバッテリ部と、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリを直列に接続する直列接続状態と並列に接続する並列接続状態とに切り替わる切替回路と、を備えた車載用電源システムに用いられる車載用切替装置であって、
    　前記切替回路と、
    　前記直列接続状態のときに電流が流れることが許容され、前記並列接続状態のときに電流が流れない経路である第１導電路と、
    　前記並列接続状態のときに電流が流れることが許容され、前記直列接続状態のときに電流が流れない経路である第２導電路と、
    　前記直列接続状態のときに前記第１バッテリの負極と前記第２バッテリの正極との間の経路をなし、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両正極間又は両負極間の経路をなす第３導電路と、
    　前記第３導電路を流れる電流を検知する電流検知部と、
    　を有する車載用切替装置。
  2. 　前記第３導電路は、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両正極間を導通させる導電路である第１共通路と、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両負極間を導通させる導電路である第２共通路と、を備え、
    　前記電流検知部は、前記第１共通路を流れる電流を検知する第１検知部と、前記第２共通路を流れる電流を検知する第２検知部と、
    　を備える請求項１に記載の車載用切替装置。
  3. 　前記第２導電路は、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両正極間の経路をなす正極間導電路と、前記並列接続状態のときに前記第１バッテリ及び前記第２バッテリの両負極間の経路をなす負極間導電路と、を備え、
    　更に、前記正極間導電路に設けられる第１ヒューズと、前記負極間導電路に設けられる第２ヒューズと、
    　を備える請求項１又は請求項２に記載の車載用切替装置。
  4. 　前記車載用電源システムは、前記直列接続状態でも前記並列接続状態でも前記バッテリ部から電力を伝送するための経路である電力路を有し、
    　前記電力路には、前記電力路の通電を遮断する機能を有する外部ヒューズが設けられ、
    　前記第１ヒューズ及び前記第２ヒューズの定格電流は、前記外部ヒューズの定格電流よりも小さい請求項３に記載の車載用切替装置。
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