(57)【要約】充電器（２００）は、外部充電時に、外部電源（４００）からの交流電力をメインバッテリ（１０）の充電電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ（１７０）は、電力線（１５１）の交流電力を補機系電力に変換して電力線（１５５ｐ）に出力する。充電器（２００）は、メインバッテリ（１０）の出力電力を交流電力に変換して電力線（１５１）に出力する電力変換をさらに実行可能である。車両走行時には、通常、充電器（２００）およびＡＣ／ＤＣコンバータ（１７０）が停止され、主ＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）によって、メインバッテリ（１０）の出力電力を変換した補機系電力が電力線（１５５ｐ）に出力される。車両回生制動時に、メインバッテリ（１０）の充電が禁止あるいは制限されている場合は、充電器（２００）およびＡＣ／ＤＣコンバータ（１７０）をさらに動作させることで、意図的に損失電力を増大させて補機系電力が発生される。
2012140746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蓄電装置（１０）と、
車輪（５０）との間で駆動力を授受可能に構成された電動機（３０）と前記主蓄電装置との間での電力変換によって前記電動機の出力を制御するように構成された電力制御ユニット（２０）と、
前記主蓄電装置よりも出力電圧が低い副蓄電装置（７０）と、
前記副蓄電装置と接続されて、補機負荷（９５）を作動させるための補機系電力を供給する電力線（１５５ｐ）と、
前記主蓄電装置の出力電力を前記補機系電力に変換して前記電力線へ出力するための第１の電力変換器（６０）と、
外部充電時に、外部電源（４００）からの電力を前記主蓄電装置の充電電力に変換する第１の電力変換を実行するための充電器（２００）と、
前記第１の電力変換の経路上の所定ノードに接続されて、前記所定ノードの電力を前記補機系電力に変換して前記電力線へ出力するための第２の電力変換器（１７０，１７１）と、
前記充電器、前記第１の電力変換器、および前記第２の電力変換器の動作を制御するための制御装置（８０）とを備え、
前記第１の電力変換器は、前記制御装置からの第１の補機給電指示に応答して動作することによって前記補機系電力を出力し、
前記充電器は、車両走行時に、前記制御装置からの第２の補機給電指示に応答して、前記第１の電力変換の少なくとも一部の逆変換によって、前記主蓄電装置の電力を前記第２の電力変換器への入力電力に変換して前記所定ノードへ出力する第２の電力変換を実行するように構成され、
前記第２の電力変換器は、前記車両走行時には、前記制御装置からの前記第２の補機給電指示に応答して動作することによって前記補機系電力を出力し、
前記制御装置は、前記車両走行時に、前記主蓄電装置の充電制限および、前記電動機による回生電力の少なくとも一方に応じて、前記第１の補機給電指示のみを発生する第１のモードと、前記第１および第２の補機給電指示の両方を発生する第２のモードとを切換えて前記補機系電力を発生するように、前記充電器、前記第１の電力変換器、および前記第２の電力変換器を制御する、電動車両の電源装置。
【請求項２】
前記制御装置（８０）は、前記車両走行時に、前記主蓄電装置（１０）への充電が禁止されているときに前記第２のモードを選択する、請求項１記載の電動車両の電源装置。
【請求項３】
前記制御装置（８０）は、前記車両走行時に、前記電動機（３０）が回生発電中であって、かつ、前記主蓄電装置への充電電力上限値が所定値よりも低いときに前記第２のモードを選択する、請求項１記載の電動車両の電源装置。
【請求項４】
前記制御装置（８０）は、前記第２のモードの選択時に、前記第１および前記第２の電力変換器からのトータル出力電力に応じて、前記第１の電力変換器（６０）の出力電力と、前記第２の電力変換器（１７０，１７１）の出力電力との比率（Ｐｒ）を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の電源装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記トータル出力電力毎に、前記第１および前記第２の電力変換器での損失の合計が最大となる前記比率を予め求めたマップ（８５）に基づいて、前記第２のモードの選択時における前記比率（Ｐｒ）を設定する、請求項４記載の電動車両の電源装置。
【請求項６】
主蓄電装置および前記主蓄電装置よりも出力電圧が低い副蓄電装置を備えた電動車両の電源装置の制御方法であって、
前記電源装置は、
車輪（５０）との間で駆動力を授受可能に構成された電動機（３０）と前記主蓄電装置との間での電力変換によって前記電動機の出力を制御するように構成された電力制御ユニット（２０）と、
前記副蓄電装置と接続されて、補機負荷（９５）を作動させるための補機系電力を供給する電力線（１５５ｐ）と、
前記主蓄電装置の出力電力を前記補機系電力に変換して前記電力線へ出力するための第１の電力変換器（６０）と、
外部充電時に、外部電源（４００）からの電力を前記主蓄電装置の充電電力に変換する第１の電力変換を実行するための充電器（２００）と、
前記第１の電力変換の経路上の所定ノードに接続されて、前記所定ノードの電力を前記補機系電力に変換して前記電力線へ出力するための第２の電力変換器（１７０，１７１）とを備え、
前記第１の電力変換器は、第１の補機給電指示に応答して動作することによって前記補機系電力を出力し、
前記充電器は、車両走行時に、第２の補機給電指示に応答して、前記第１の電力変換の少なくとも一部の逆変換によって、前記主蓄電装置の電力を前記第２の電力変換器への入力電力に変換して前記所定ノードへ出力する第２の電力変換を実行するように構成され、
前記第２の電力変換器は、前記車両走行時には、前記第２の補機給電指示に応答して動作することによって前記補機系電力を出力し、
前記制御方法は、
前記車両走行時に、前記主蓄電装置の充電制限および、前記電動機による回生電力の少なくとも一方に応じて、前記第１の補機給電指示のみを発生する第１のモードと、前記第１および第２の補機給電指示の両方を発生する第２のモードとの一方を選択するステップ（Ｓ１１０−Ｓ１３０，Ｓ１６０）
選択された前記第１または第２のモードに従って前記補機系電力を発生するように、前記充電器、前記第１の電力変換器、および前記第２の電力変換器を制御するステップ（Ｓ１４０、Ｓ１５０，Ｓ１７０，Ｓ１８０，Ｓ２００）とを備える、電動車両の電源装置の制御方法。
【請求項７】
前記制御するステップは、
前記第２のモードの選択時に、前記第１および前記第２の電力変換器からのトータル出力電力（Ｐｔｌ）に応じて、前記第１の電力変換器（６０）の出力電力と、前記第２の電力変換器（１７０，１７１）の出力電力との比率（Ｐｒ）を設定するステップ（Ｓ１５０）を含む、請求項６記載の電動車両の電源装置の制御方法。
【請求項８】
前記設定するステップ（Ｓ１５０）は、前記トータル出力電力（Ｐｔｌ）毎に、前記第１および前記第２の電力変換器での損失の合計が最大となる前記比率（Ｐｒ）を予め求めたマップ（８５）に基づいて、前記第２のモードの選択時における前記比率を設定する、請求項７記載の電動車両の電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両の電源装置およびその制御方法に関し、より特定的には、車両外部の電源によって充電可能な主蓄電装置および副蓄電装置を搭載した電動車両の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池に代表される車載蓄電装置からの電力を用いて車両駆動用電動機を駆動可能に構成された電動車両として、電気自動車やハイブリッド自動車、あるいは燃料電池自動車が知られている。電動車両では、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）によって、車載蓄電装置を充電する構成が提案されている。以下では、外部電源による蓄電装置の充電を、単に「外部充電」とも称する。【０００３】
特開２００９−２２５５８７号公報（特許文献１）には、外部電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した電動車両の構成が記載されている。特許文献１に記載された電動車両では、外部充電時に充電効率および補機負荷系の動作確保を両立するために、補機バッテリを含む補機負荷系が、外部充電のための電力変換器とメインバッテリとの間の電力経路に接続される。【０００４】
一方、電動車両では、減速時に車両駆動用電動機による回生発電によってエネルギが回収される。しかしながら、車載蓄電装置の充電が禁止あるいは強度に制限されているときには、回生電力を蓄電装置で回収することができない。このような状況で、回生電力を発生させる余地を生じさせるための制御が、特開２００８−１９３７７２号公報（特許文献２）および特開２００７−１５９２３６号公報（特許文献３）に記載されている。【０００５】
特開２００８−１９３７７２号公報（特許文献２）には、車両のずり下がりが検知された場合に、バッテリ（蓄電装置）の蓄積電力または電動機の回生電力をコンプレッサ等の電気負荷によって消費させる制御が記載されている。これにより、良好な登坂路発進性能を得ることができる。【０００６】
特開２００７−１５９２３６号公報（特許文献３）には、走行用電動機に回生電力が発生した場合に、主蓄電装置の受入可能電力に応じて、補機系のＤＣ／ＤＣコンバータを制御して副蓄電装置に充放電を行なわれる制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２５５８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１９３７７２号公報
【特許文献３】特開２００７−１５９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された外部充電可能な電動車両においても、車両駆動用電動機による回生制動力と、油圧等によって発生される機械的な制動力との組合せによって車両制動力が発生される。したがって、主蓄電装置への充電が制限あるいは禁止されている場合には、電動機による回生制動力の発生が困難となるケースがある。このようなケースでは、機械的な制動力を発生するための制動機構の使用頻度が高くなることにより、当該制動機構の過熱を招く虞がある。【０００９】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、外部充電可能な主蓄電装置および副蓄電装置を搭載した電動車両において、主蓄電装置への充電が禁止あるいは制限されている場合にも回生制動力を発生するための制御を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のある局面では、電動車両の電源装置は、主蓄電装置と、電力制御ユニットと、主蓄電装置よりも出力電圧が低い副蓄電装置と、電力線と、充電器と、第１の電力変換器と、第２の電力変換器と、充電器、第１の電力変換器、および第２の電力変換器の動作を制御するための制御装置とを含む。電力制御ユニットは、車輪との間で駆動力を授受可能に構成された電動機と主蓄電装置との間での電力変換によって電動機の出力を制御するように構成される。電力線は、副蓄電装置と接続されて、補機負荷を作動させるための補機系電力を供給する。第１の電力変換器は、主蓄電装置の出力電力を補機系電力に変換して電力線へ出力するように構成される。充電器は、外部充電時に、外部電源からの電力を主蓄電装置の充電電力に変換する第１の電力変換を実行するように構成される。第２の電力変換器は、第１の電力変換の経路上の所定ノードに接続されて、所定ノードの電力を補機系電力に変換して電力線へ出力するように構成される。第１の電力変換器は、制御装置からの第１の補機給電指示に応答して動作することによって補機系電力を出力する。充電器は、車両走行時に、制御装置からの第２の補機給電指示に応答して、第１の電力変換の少なくとも一部の逆変換によって、主蓄電装置の電力を第２の電力変換器への入力電力に変換して所定ノードへ出力する第２の電力変換を実行するように構成される。第２の電力変換器は、車両走行時には、制御装置からの第２の補機給電指示に応答して動作することによって補機系電力を出力する。そして、制御装置は、車両走行時に、主蓄電装置の充電制限および、電動機による回生電力の少なくとも一方に応じて、第１の補機給電指示のみを発生する第１のモードと、第１および第２の補機給電指示の両方を発生する第２のモードとを切換えて補機系電力を発生するように、充電器、第１の電力変換器、および第２の電力変換器を制御する。【００１１】
好ましくは、制御装置は、車両走行時に、主蓄電装置への充電が禁止されているときに第２のモードを選択する。【００１２】
また好ましくは、制御装置は、車両走行時に、電動機が回生発電中であって、かつ、主蓄電装置への充電電力上限値が所定値よりも低いときに第２のモードを選択する。【００１３】
好ましくは、制御装置は、第２のモードの選択時に、第１および第２の電力変換器からのトータル出力電力に応じて、第１の電力変換器の出力電力と、第２の電力変換器の出力電力との比率を制御する。【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、トータル出力電力毎に、第１および第２の電力変換器での損失の合計が最大となる比率を予め求めたマップに基づいて、第２のモードの選択時における比率を設定する。【００１５】
この発明の他の局面によれば、主蓄電装置および主蓄電装置よりも出力電圧が低い副蓄電装置を備えた電動車両の電源装置の制御方法であって、電源装置は、電力制御ユニットと、電力線と、第１の電力変換器と、充電器と、第２の電力変換器とを含む。電力制御ユニットは、車輪との間で駆動力を授受可能に構成された電動機と、主蓄電装置との間での電力変換によって電動機の出力を制御するように構成される。電力線は、副蓄電装置と接続されて、補機負荷を作動させるための補機系電力を供給する。第１の電力変換器は、主蓄電装置の出力電力を補機系電力に変換して電力線へ出力する。充電器は、外部充電時に、外部電源からの電力を主蓄電装置の充電電力に変換する第１の電力変換を実行するように構成される。第２の電力変換器は、第１の電力変換の経路上の所定ノードに接続されて、所定ノードの電力を補機系電力に変換して電力線へ出力するように構成される。第１の電力変換器は、第１の補機給電指示に応答して動作することによって補機系電力を出力する。充電器は、車両走行時に、第２の補機給電指示に応答して、第１の電力変換の少なくとも一部の逆変換によって、主蓄電装置の電力を第２の電力変換器への入力電力に変換して所定ノードへ出力する第２の電力変換を実行するように構成される。第２の電力変換器は、車両走行時には、第２の補機給電指示に応答して動作することによって補機系電力を出力する。制御方法は、車両走行時に、主蓄電装置の充電制限および、電動機による回生電力の少なくとも一方に応じて、第１の補機給電指示のみを発生する第１のモードと、第１および第２の補機給電指示の両方を発生する第２のモードとの一方を選択するステップと、選択された第１または第２のモードに従って補機系電力を発生するように、充電器、第１の電力変換器、および第２の電力変換器を制御するステップとを備える。【００１６】
好ましくは、制御するステップは、第２のモードの選択時に、第１および第２の電力変換器からのトータル出力電力に応じて、第１の電力変換器の出力電力と、第２の電力変換器の出力電力との比率を設定するステップを含む。【００１７】
さらに好ましくは、設定するステップは、トータル出力電力毎に、第１および第２の電力変換器での損失の合計が最大となる比率を予め求めたマップに基づいて、第２のモードの選択時における比率を設定する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、外部充電可能な主蓄電装置および副蓄電装置を搭載した電動車両において、主蓄電装置への充電が禁止あるいは制限されている場合にも回生制動力を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した充電器の構成例を説明するための回路図である。
【図３】本発明の実施の形態による電動車両の電源装置における車両走行時の補機給電系の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】主ＤＣ／ＤＣコンバータとＡＣ／ＤＣコンバータとの出力電力の比と電力損失との関係を示すグラフである。
【図５】補機電力と損失が最大となる電力比との関係を予め記憶したマップを示す概念図である。
【図６】本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の第１の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の第２の変形例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図１を参照して、電動車両１００は、メインバッテリ１０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power  Control  Unit）２０と、モータジェネレータ３０と、動力伝達ギア４０と、駆動輪５０と、制動機構５５と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）８０とを備える。
【００２３】
メインバッテリ１０は、「主蓄電装置」の一例として示され、代表的にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池により構成される。たとえば、メインバッテリ１０の出力電圧は２００Ｖ程度である。なお、電気二重層キャパシタによって、あるいは二次電池とキャパシタとの組合せによって、主蓄電装置を構成してもよい。
【００２４】
ＰＣＵ２０は、メインバッテリ１０の充放電電力を、モータジェネレータ３０を駆動制御するための電力に変換する。たとえば、モータジェネレータ３０は、永久磁石型の三相同期電動機で構成され、かつ、ＰＣＵ２０は、インバータ２６を含むように構成される。
【００２５】
モータジェネレータ３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア４０を介して駆動輪に伝達されて電動車両１００を走行させる。モータジェネレータ３０は、電動車両１００の回生制動時には、駆動輪５０の回転力によって発電することができる。そしてその発電電力は、ＰＣＵ２０によってメインバッテリ１０の充電電力に変換される。
【００２６】
制動機構５５は、車輪５０に対して機械的な制動力を発生する。制動機構５５は、代表的には、油圧の供給に応じて摩擦制動力を発生する油圧ブレーキによって構成される。電動車両１００のブレーキペダル操作時には、制動機構５５による機械制動力と、モータジェネレータ３０による回生制動力との和によって、ブレーキペダル操作に対応した全体制動力が確保される。すなわち、ＥＣＵ８０は、メインバッテリ１０の充電電力上限値Ｗｉｎを反映して、メインバッテリ１０が過充電とならない範囲内で、モータジェネレータ３０による回生制動力を発生させる。一方、全体制動力および回生制動力の差分は、制動機構５５による機械制動力によって確保される。したがって、メインバッテリ１０の充電が禁止されている場合には、制動機構５５のみが継続的に動作する必要が生じる。このようなケースでは、制動機構５５の過熱が懸念される。
【００２７】
なお、モータジェネレータ３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ３０を協調的に動作させることによって、必要な電動車両１００の車両駆動力が発生される。この際には、エンジンの回転による発電電力を用いて、メインバッテリ１０を充電することも可能である。
【００２８】
すなわち、電動車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車、燃料電池車等を含む。
【００２９】
図示された電動車両１００の構成から、モータジェネレータ３０、動力伝達ギア４０および、駆動輪５０を除いた部分によって、「電動車両の電源装置」が構成される。以下では、電源装置の構成を詳細に説明する。
【００３０】
電力制御ユニット（ＰＣＵ）２０は、コンバータＣＮＶと、平滑コンデンサＣＨと、インバータ２６とを含む。
【００３１】
コンバータＣＮＶは、電力線１５３ｐ，１５３ｇ間の直流電圧ＶＬと、電力線１５４ｐ、１５４ｇ間の直流電圧ＶＨとの間で直流電圧変換を行うように構成される。
【００３２】
電力線１５３ｐ，１５３ｇは、システムメインリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２をそれぞれ介して、メインバッテリ１０の正極端子および負極端子とそれぞれ電気的に接続される。平滑コンデンサＣＨは、電力線１５４ｐ，１５４ｇに接続されて直流電圧を平滑する。同様に平滑コンデンサＣ０は電力線１５３ｐ，１５３ｇに接続されて、直流電圧ＶＬを平滑する。
【００３３】
コンバータＣＮＶは、図１に示すように、電力用半導体スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂと、リアクトルＬ０と平滑コンデンサＣ０とを含むチョッパ回路として構成される。本実施の形態では、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を例示する。ただし、電力用ＭＯＳ（Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等、オンオフが制御可能な任意の素子を、スイッチング素子として用いることが可能である。
【００３４】
スイッチング素子Ｑａ，Ｑｂにはそれぞれ逆並列ダイオードが接続されているため、コンバータＣＮＶは、電力線１５３ｐおよび電力線１５４ｐの間で双方向の電圧変換を実行できる。あるいは、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑａをオンに固定する一方で下アーム素子であるスイッチング素子Ｑｂをオフに固定して、電力線１５４ｐおよび１５３ｐの電圧を同一（ＶＨ＝ＶＬ）とするように、コンバータＣＮＶを動作させることもできる。
【００３５】
インバータ２６は、一般的な三相インバータであるので、詳細な回路構成については図示を省略する。たとえば、各相に上アーム素子および下アーム素子を配置するとともに、各相での上下アーム素子の接続点がモータジェネレータ３０の対応相の固定子コイル巻線と接続されるように、インバータ２６は構成される。
【００３６】
電動車両１００の走行時には、インバータ２６は、各スイッチング素子がＥＣＵ８０によってオンオフ制御されることによって、電力線１５４ｐの直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータ３０へ供給する。あるいは、電動車両１００の回生制動動作時には、インバータ２６は、モータジェネレータ３０からの交流電圧を直流電圧に変換して、電力線１５４ｐへ出力するように、各スイッチング素子がＥＣＵ８０によってオンオフ制御される。
【００３７】
ＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニットにより構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵ８０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。ＥＣＵ８０は、電動車両１００の車両走行時および外部充電時における制御機能を有するブロックとして包括的に表記される。ＥＣＵ８０は、電力線１５５ｐから低電圧系の電源電圧を供給されることによって動作する。
【００３８】
電動車両１００の電源装置は、低電圧系（補機系）の構成として、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、補機バッテリ７０と、電力線１５５ｐとを含む。補機バッテリ７０は、電力線１５５ｐに接続される。補機バッテリ７０は、「副蓄電装置」の一例として示される。たとえば、補機バッテリ７０は、鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ７０の出力電圧は、低電圧系の電源電圧Ｖｓに相当する。この電源電圧Ｖｓの定格は、メインバッテリ１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００３９】
主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力側は、電力線１５５ｐと接続される。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の入力側は、電力線１５３ｐ，１５３ｇと接続される。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、メインバッテリ１０の出力電力を補機系電力（電源電圧Ｖｓレベル）に変換して、電力線１５５ｐに出力する。この電力変換により、メインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が、補機系の電源電圧Ｖｓに降圧される。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、代表的には、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータであり、公知の任意の回路構成を適用することができる。
【００４０】
電力線１５５ｐには、低電圧系の補機負荷群９５が接続される。補機負荷群９５は、たとえば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、照明機器（ハザードランプ、室内灯、ヘッドランプ等）等を含む。これらの補機負荷群は、車両走行中および外部充電時のそれぞれにおいて、ユーザ操作に応じて作動することによって電力を消費する。
【００４１】
さらに、電動車両１００の電源装置は、メインバッテリ１０の外部充電系の構成として、充電コネクタ１０５と、ＡＣコンセント１２０と、ＬＣフィルタ１３０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０と、充電器２００と、リレーＲＬ１，ＲＬ２とを含む。
【００４２】
充電コネクタ１０５は、外部電源４００と接続された状態である充電ケーブルの充電プラグ４１０と接続されることによって、外部電源４００と電気的に接続される。なお、充電ケーブルには、外部電源４００の充電経路を遮断するためのリレー４０５が内蔵されているものとする。一般的には、外部電源４００は商用交流電源で構成される。
【００４３】
なお、図１に示す構成に代えて、外部電源４００と電動車両１００とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して、外部電源４００から電動車両１００へ電力を供給してもよい。このような外部充電を行なう場合でも、外部電源４００からの供給電力を変換するＬＣフィルタ１３０以降の構成は共通化できる。
【００４４】
電力線１５１は、充電コネクタ１０５および充電器２００の間を電気的に接続する。ＬＣフィルタ１３０は、電力線１５１に介挿接続されて、交流電圧の高調波成分を除去する。
【００４５】
充電器２００は、電力線１５１に伝達された、外部電源４００からの交流電圧を、メインバッテリ１０を充電するための直流電圧に変換する。変換された直流電圧は、電力線１５２ｐ，１５２ｇの間へ出力される。このとき、電力線１５２ｐ，１５２ｇの直流電圧は、メインバッテリ１０の充電に適した電圧レベルに制御される。
【００４６】
リレーＲＬ１は、電力線１５２ｐおよびメインバッテリ１０の正極の間に電気的に接続される。リレーＲＬ２は、電力線１５２ｇおよびメインバッテリ１０の負極の間に電気的に接続される。
【００４７】
リレーＲＬ１，ＲＬ２およびシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の各々は、代表的には、図示しない励磁回路による励磁電流の供給時に閉成（オン）する一方で、励磁電流の非供給時には開放（オフ）される電磁リレーにより構成される。但し、通電経路の導通（オン）／遮断（オフ）を制御可能な開閉器であれば、任意の回路要素を当該リレーもしくはシステムメインリレーとして使用することができる。
【００４８】
ＥＣＵ８０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２およびリレーＲＬ１，ＲＬ２のオンオフを制御するための、制御指令ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＲ１，ＳＲ２を生成する。制御指令ＳＭ１，ＳＭ２およびＳＲ１，ＳＲ２の各々に応答して、補機バッテリ７０を電源として、対応するシステムメインリレーまたはリレーの励磁電流が発生される。
【００４９】
ＡＣコンセント１２０は、電力線１５１と接続される。ＡＣコンセント１２０に接続された電気機器（図示せず）は、電力線１５１上の交流電力によって作動できる。なお、充電ケーブルの接続時には、外部電源４００からの電力によって、ＡＣコンセント１２０から交流電力を供給することができる。また、充電器２００を双方向の電力変換器によって構成することにより、充電ケーブルの非接続時にも、ＡＣコンセント１２０から交流電力を供給することができる。この場合には、充電器２００には、メインバッテリ１０の出力電力を、外部電源４００からの交流電力と同等の交流電力に変換する機能が必要である。言い換えると、ＡＣコンセント１２０を具備した電動車両では、充電器２００に双方向の電力変換機能を持たせることが好ましい。ただし、ＡＣコンセント１２０を具備していない電動車両に対しても本発明を適用可能である点について、確認的に記載する。
【００５０】
図２は、図１の充電器２００の構成例を説明するための回路図である。
図２を参照して、充電器２００は、電力変換ユニット２１０と、電力変換ユニット２２０と、平滑リアクトルＬ１および平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００５１】
電力変換ユニット２１０は、電力用半導体スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２を含む。スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２に対しては、逆並列ダイオードＤ９〜Ｄ１２がそれぞれ配置されている。
【００５２】
スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２は、電力線１５１と電力線１５７ｐ，１５７ｇとの間に、フルブリッジ回路（以下、第１のフルブリッジ回路とも称する）を構成する。スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２のオンオフは、ＥＣＵ８０（図１）からの制御信号ＣＳ２に応答して制御される。
【００５３】
電力変換ユニット２２０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４およびＱ５〜Ｑ８と、絶縁トランス２３０とを含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８には、それぞれ逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ８が接続されている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８のオンオフは、ＥＣＵ８０からの制御信号ＣＳ１に応答して制御される。
【００５４】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、電力線１５７ｐ，１５７ｇと電力線１５８との間にフルブリッジ回路（以下、第２のフルブリッジ回路とも称する）を構成する。スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８は、電力線１５９と電力線１５２ｐ，１５２ｇとの間にフルブリッジ回路（以下、第３のフルブリッジ回路とも称する）を構成する。
【００５５】
電力変換ユニット２１０，２２０の各フルブリッジ回路は、周知のように、スイッチング素子のオンオフ制御によって、双方向のＡＣ／ＤＣ電力変換を実行することができる。また、オンオフ制御におけるスイッチング素子のデューティ比制御によって、直流電圧（電流）あるいは交流電圧（電流）のレベルについても制御可能であることが知られている。
【００５６】
絶縁トランス２３０は、電力線１５８が接続された一次側と、電力線１５９が接続された二次側とを有する。周知のように、絶縁トランス２３０は、一次側および二次側を電気的に絶縁した上で交流電圧を巻数に応じて変換するように構成されている。
【００５７】
平滑コンデンサＣ２は、電力線１５７ｐ，１５７ｇの直流電圧を平滑する。平滑コンデンサＣ１および平滑リアクトルＬ１は、電力線１５２ｐ，１５２ｇの直流電圧および直流電流を平滑する。
【００５８】
次に、充電器２００の動作についてさらに詳細に説明する。充電器２００は、外部充電時には、以下の電力変換（第１の電力変換）を行う。
【００５９】
外部充電時には、ＥＣＵ８０は、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンする。また、外部充電の許可条件が整うと、充電ケーブル内のリレー４０５がオンされる。これにより、電力線１５１には、外部電源４００からの交流電圧が供給される。
【００６０】
電力変換ユニット２１０の第１のフルブリッジ回路（Ｑ９〜Ｑ１２）は、電力線１５１上の交流電圧を直流電圧に変換して、電力線１５７ｐ，１５７ｇに出力する。この際に、電力変換ユニット２１０は、外部電源４００からの供給電力の力率を改善するように、ＡＣ／ＤＣ変換を制御する。すなわち、電力変換ユニット２１０は、外部充電時には、ＰＦＣ（Power  Factor  Correction）回路としても動作することが好ましい。
【００６１】
一般的には、外部充電時における電力線１５７ｐ，１５７ｇの電圧は、電力変換ユニット２１０によって、外部電源４００からの交流電圧振幅よりも高い直流電圧に制御される。
【００６２】
電力変換ユニット２５０において、第２のフルブリッジ回路（Ｑ１〜Ｑ４）は、電力線１５７ｐ，１５７ｇの直流電圧を、高周波交流電圧に変換して、電力線１５８に出力する。電力線１５８に出力された高周波交流電圧は、絶縁トランス２３０の一次側および二次側の巻数比に従って変圧されて、電力線１５９に出力される。
【００６３】
第３のフルブリッジ回路（Ｑ５〜Ｑ８）は、電力線１５９に出力された高周波交流電圧を直流電圧に変換して、電力線１５２ｐ，１５２ｇに出力する。第２および第３のフルブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８のオンオフ制御によって、電力線１５２ｐ，１５２ｇの直流電圧は制御される。
【００６４】
外部充電時には、リレーＲＬ１，ＲＬ２がオンされるので、電力線１５２ｐ，１５２ｇの直流電圧によって、メインバッテリ１０が充電される。
【００６５】
充電器２００は、出力電圧および／または出力電流のフィードバック制御により、外部充電時の充電指令に従って、メインバッテリ１０を充電するための直流電力を出力する。当該充電指令は、メインバッテリ１０の状態、たとえば、ＳＯＣ（State  Of  Charge）や温度に応じて設定される。
【００６６】
そして、ＥＣＵ８０は、外部充電が終了すると、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオフする。このように、充電器２００は、外部充電時には、外部電源４００からの交流電力を、メインバッテリ１０の充電電力に変換する第１の電力変換を実行する。
【００６７】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、充電器２００による上記電力変換経路に含まれる電力線１５１に接続される。すなわち、図１および図２の構成例では、電力線１５１が「所定ノード」に対応する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線１５１上の交流電圧を、補機系電力（電源電圧Ｖｓレベル）に変換して電力線１５５ｐへ出力する。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、充電器２００と一体的に構成されてもよい。ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と同様に、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータで構成され、公知の任意の回路構成を適用することができる。
【００６８】
上述のように、電力変換ユニット２１０，２２０の各フルブリッジ回路は、双方向のＡＣ／ＤＣ電力変換を実行することができる。したがって、充電器２００は、上記第１の電力変換とは逆変換である第２の電力変換を実行できる。具体的には、リレーＲＬ１，ＲＬ２のオンによって電力線１５２ｐ，１５２ｇに伝達された、メインバッテリ１０の出力電圧が、第３のフルブリッジ回路（Ｑ５〜Ｑ８）によって、高周波交流電圧に変換されて、電力線１５９に出力される。そして、絶縁トランス２３０によって電力線１５９から電力線１５８へ伝達された高周波交流電圧は、第２のフルブリッジ回路（Ｑ１〜Ｑ４）によって直流電圧に変換されて、電力線１５７ｐ，１５７ｇに出力される。そして、電力変換ユニット２１０の第１のフルブリッジ回路（Ｑ９〜Ｑ１２）は、電力線１５７ｐ，１５７ｇ上の直流電圧を、交流電圧に変換して電力線１５１に出力する。これにより、充電器２００により、メインバッテリ１０の出力電力を、充電ケーブルを介して外部電源４００へ戻す交流電力および／またはＡＣコンセント１２０から出力される交流電力に変換することが可能となる。
【００６９】
再び図１を参照して、外部充電時および車両走行時の各々における電源装置の動作を説明する。
【００７０】
外部充電時には、リレーＲＬ１，ＲＬ２がオンされる一方で、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされる。これにより、オン状態のリレーＲＬ１，ＲＬ２を経由して、外部電源４００からの交流電力を充電器２００によって変換した直流電圧によって、メインバッテリ１０が充電される。
【００７１】
また、オフ状態のシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２によって、電力線１５３ｐ，１５３ｇは、充電器２００およびメインバッテリ１０から電気的に切離される。したがって、ＰＣＵ２０を始めとする高圧系機器にメインバッテリ１０の出力電圧（直流電圧ＶＬ）が印加されないので、高圧系機器の構成部品の耐久寿命が外部充電によって低下することを防止できる。
【００７２】
低電圧系（補機系）では、外部充電時には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０が作動することにより、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオフされても、電力線１５５ｐに補機系電力を供給することができる。これにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止できるので、電力損失を抑制できる。
【００７３】
なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の電力容量（出力定格）は、外部充電時における補機系（低電圧系）の通常の消費電力をカバーできるように設計される。したがって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力定格（たとえば、出力電力定格が１００Ｗ程度）は、車両走行時におけるＥＣＵ８０および補機負荷群９５の消費電力を賄う必要がある主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力定格（たとえば、出力電力定格が数ｋＷ程度）と比較して、低く抑えることができる。
【００７４】
外部充電時には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止する一方で、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０によって低電圧系の電源電圧Ｖｓを発生することによって、外部充電の効率向上が図られる。
【００７５】
電動車両１００において、車両走行時には、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２がオンされる。これにより、メインバッテリ１０からの出力電圧が、オン状態のシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を経由して電力線１５３ｐ，１５３ｇに伝達される。すなわち、メインバッテリ１０と電気的に接続された電力線１５３ｐ，１５３ｇの電力が、ＰＣＵ２０によってモータジェネレータ３０の駆動制御に用いられる。
【００７６】
車両走行時には、リレーＲＬ１，ＲＬ２は、基本的にはオフされる。これにより、オフ状態のリレーＲＬ１，ＲＬ２によって、充電器２００を始めとする外部充電構成を、メインバッテリ１０ならびに電力線１５３ｐ，１５３ｇから電気的に切離すことができる。
【００７７】
本実施の形態による電動車両の電源装置では、車両走行時における低電圧系（補機系）の給電は、通常モード（第１のモード）と、損失増加モード（第２のモード）とが切換えられる。主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は「第１の電力変換器」に対応し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は「第２の電力変換器」に対応する。
【００７８】
ＥＣＵ８０は、通常モードでは、上記のように、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオフするとともに、充電器２００およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０を停止して、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０に対してのみ給電指示を発生する。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０が動作して、メインバッテリ１０の出力電力を補機系電力に変換する。
【００７９】
ＥＣＵ８０は、損失増加モードでは、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０に対する給電指示に加えて、充電器２００およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０に対しても給電指示を発生する。さらに、ＥＣＵ８０は、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンする。これにより、補機系電力の供給のために、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０に加えて、充電器２００、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０およびリレーＲＬ１，ＲＬ２が動作する。このため、同一の補機系電力を出力する際に、第２のモードでは、第１のモードよりも消費電力が増加する。すなわち、電源装置での電力損失が増加する。
【００８０】
主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０には、出力電流および／または出力電圧を検出するためのセンサ６５が設けられる。同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０には、出力電圧および／または出力電流を検出するためのセンサ１７５が設けられる。
【００８１】
センサ６５，１７５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０および主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電力が検出できるように設けられる。さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０および主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の少なくとも一方は、その出力電力を制御可能に構成されている。
【００８２】
一般的に、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、電圧指令値に従った一定電圧を出力する定電圧レギュレータとして構成される。したがって、センサ６５として、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電流を検出するための電流センサを設けることにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を検出できる。また、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電圧指令値を変化させることにより、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電力を等価的に制御することができる。
【００８３】
同様に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０についても、出力電流を検出できるようにセンサ１７５を設けることで、出力電力を検出することができる。また、出力電圧指令値または出力電流指令値を調整することによって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力電力を制御することができる。
【００８４】
このように、図１に示した電動車両の電源装置は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０によるトータル供給電力Ｐｔｌに対する、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電力と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力電力との比を制御可能に構成されている。
【００８５】
トータル供給電力Ｐｔｌと、補機バッテリ７０の充放電電力との和によって、補機負荷群９５の消費電力が供給される。また、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０および／またはＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力電圧または出力電流を変化させることにより、トータル供給電力Ｐｔｌ、ならびに、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力電力比を変化させることができる。
【００８６】
図３は、本発明の実施の形態による電動車両の電源装置における車両走行時の補機系給電の制御動作を説明するためのフローチャートである。図３に示す制御処理は、ＥＣＵ８０によって、所定周期毎に実行される。また、図３に示す各ステップの制御処理は、ＥＣＵ８０によるハードウェア処理および／またはソフトウェア処理によって実行される。
【００８７】
図３を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１００により、走行中であるかどうかを判定する。外部充電時を含む非走行中（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以下に説明する制御処理は実行されない。
【００８８】
ＥＣＵ８０は、車両走行中（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０に処理を進めて、メインバッテリ１０の充電が制限されている状態であるかどうかを判定する。充電の制限が進行すると、メインバッテリ１０の充電電力上限値Ｗｉｎ＝０に設定されて、メインバッテリ１０への充電が禁止される。すなわち、ステップＳ１１０で判定される「充電制限」は「充電禁止」を含む概念である。ここでは、Ｗｉｎ＝０のとき（すなわち、充電禁止のとき）、ステップＳ１００がＹＥＳ判定されるものとする。
【００８９】
ＥＣＵ８０は、ステップＳ１２０により、電動車両１００が回生制動中であるかどうか、すなわち、モータジェネレータ３０が回生電力を発生しているかどうかを判定する。
【００９０】
ステップＳ１１０およびＳ１２０の判定結果により、補機系給電について第１のモード（通常モード）および第２のモード（損失増加モード）の一方が選択される。
【００９１】
図３の例では、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１１０およびＳ１２０の両方がＹＥＳ判定のとき、すなわち、回生発電中であってメインバッテリ１０の充電が禁止されているときに、ステップＳ１３０に処理を進めて、損失増加モード（第２のモード）を選択する。
【００９２】
ＥＣＵ８０は、ステップＳ１１０およびＳ１２０の少なくとも一方がＮＯ判定のときは、ステップＳ１６０に処理を進めて、通常モード（第１のモード）を選択する。
【００９３】
ＥＣＵ８０は、通常モードの選択時には、ステップＳ１７０により、充電器２００およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０を停止するとともに、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオフする。そして、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１８０により、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力指令値を生成する。一般的には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧が定電圧に制御される。
【００９４】
一方、ＥＣＵ８０は、損失増加モードの選択時には、ステップＳ１４０により、充電器２００およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０を作動するとともに、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンする。
【００９５】
図４は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０とＡＣ／ＤＣコンバータ１７０との出力電力の比と電力損失との関係を示すグラフである。
【００９６】
図４の横軸には、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０によるトータル供給電力Ｐｔｌに対する主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電力の比（電力比）が示される。電力比＝１．０は、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０のみが動作している状態、すなわち、通常モードが選択されている状態を示す。一方で、電力比＜１．０は、損失増加モードが選択されている状態を示す。
【００９７】
図４の縦軸には、補機系給電における電源装置全体での電力損失が示される。図４には、トータル供給電力Ｐｔｌ＝Ｐ１のときの特性が符号５０１で示され、Ｐｔｌ＝Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）のときの特性が符号５０２で示される。
【００９８】
図４から、第１のモードから第２のモードへ移行することによって、充電器２００、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０およびリレーＲＬ１，ＲＬ２の消費電力によって、電源装置全体での損失が増加することが理解される。さらに、第２のモードでは、電力比に応じて損失が変わるため、損失が最大となる電力比が存在することが理解される。そして、損失が最大となる電力比は、トータル供給電力Ｐｔｌによって変わる。
【００９９】
このため、意図的に損失を増大される第２のモードでは、トータル供給電力Ｐｔｌに応じて、最適な電力比、すなわち、電源装置での損失が最大となる電力比Ｐｒを予め実験等によって求めることができる。
【０１００】
そして、図５に示されるように、トータル供給電力Ｐｔｌと、損失が最大となる電力比との関係を予め記憶させたマップ８５を形成することができる。このマップ８５は、たとえば、ＥＣＵ８０に搭載されたメモリに記憶される。
【０１０１】
再び図３を参照して、ＥＣＵ８０は、ステップＳ１４０に続いて、ステップＳ１５０に処理を進める。ＥＣＵ８０は、ステップＳ１５０では、センサ６５，１７５の出力に基づいてトータル供給電力Ｐｔｌを算出するとともに、算出したトータル供給電力Ｐｔｌによってマップ８５（図５）を参照することによって、損失が最大となる電力比Ｐｒを求める。そして、最適な電力比Ｐｒに従った、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電力およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の出力電力の配分を設定することができる。ＥＣＵ８０は、この電力配分を実現するように、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０のおよびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の指令値を生成する。
【０１０２】
そして、ＥＣＵ８０は、ステップＳ２００により、ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０、Ｓ１７０での設定に従って、主ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、充電器２００およびＡＣ／ＤＣコンバータ１７０の動作あるいは停止指令を生成する。
【０１０３】
なお、第１および第２のモードを選択するためのステップＳ１１０，Ｓ１２０については、以下のような変形例とすることもできる。たとえば、ステップＳ１２０を省略して、メインバッテリ１０の充電禁止時には、回生電力が発生されていなくても、メインバッテリ１０の放電電力を増大させるように、第２のモードを選択するように制御処理を変形することができる。
【０１０４】
また、ステップＳ１１０については、メインバッテリ１０の充電が禁止されていなくても、ある程度充電が制限されているときにＹＥＳ判定となるように、｜Ｗｉｎ｜＜α（α：所定の閾値）であるか否かを判定してもよい。いずれにせよ、本実施の形態による電動車両の電源装置では、車両走行時において、メインバッテリ１０の充電制限（あるいは禁止）およびモータジェネレータ３０による回生電力の少なくとも一方に応じて、第１および第２のモードを選択する。
【０１０５】
このように、本発明の実施の形態による電動車両の電源装置によれば、メインバッテリ１０の充電制限（あるいは充電禁止）によって、モータジェネレータ３０による回生電力の受入れ余地が低いとき（あるいは、受入れ余地がないとき）には、第２のモードを選択することにより補機給電系の損失を増加させることができる。これにより、発生された回生電力を消費することができる。あるいは、回生制動前に予備的にメインバッテリ１０の電力を消費して、回生電力の受入れ余地を確保できる。したがって、メインバッテリ１０への充電が制限あるいは禁止されている場合にも、回生制動力が継続的に発生不能となることを回避できる。この結果、機械的な制動機構の発熱を抑制することが可能となる。
【０１０６】
（外部充電系における補機給電構成の変形例）
図６は、本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の第１の変形例を示す回路図である。
【０１０７】
図６を図２と比較して、第１の変形例では、充電器２００は、図２に示した構成と比較して、電力変換ユニット２２０の絶縁トランス２３０の構成が異なる。充電器２００のその他の部分の構成は、図２と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【０１０８】
絶縁トランス２３０は、図２の構成と比較して、コイル巻線２６１をさらに有する。コイル巻線２６１は、図２の絶縁トランス２３０にタップをさらに設けることによって構成できる。そして、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、絶縁トランス２３０のコイル巻線２６１と接続される。すなわち、図６の構成では、コイル巻線２６１が「所定ノード」に対応する。
【０１０９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、コイル巻線２６１に生じた交流電圧を補機系電力に変換して、電力線１５５ｐに発生する。したがって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、外部充電時には、外部電源４００からの交流電力を源に、充電器２００による電力変換経路中の絶縁トランス２３０（コイル巻線２６１）の電力から、補機系電力を発生できる。
【０１１０】
さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０は、車両走行時には、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンするとともに充電器２００を動作させることによって、メインバッテリ１０からの電力を源に、コイル巻線２６１に発生された交流電圧を変換することによって、補機系電力を出力することができる。
【０１１１】
したがって、図６に示した第１の変形例においても、図３に示した制御処理を適用できる。すなわち、車両走行中に第１のモードおよび第２のモードを選択して補機系電力を発生することができる。
【０１１２】
図７は、本発明の実施の形態による電動車両の電源装置の第２の変形例を示す回路図である。
【０１１３】
図７を図２と比較して、第２の変形例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０に代えて、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１が「第２の電力変換器」として設けられる。副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１は、電力線１５７ｐ，１５７ｇに接続される。すなわち、図７の構成では、電力線１５７ｐ，１５７ｇが「所定ノード」に対応する。なお、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１の電力容量（出力定格）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１７０と同等である。
【０１１４】
副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１は、充電器２００による第１の電力変換によって、電力線１５７ｐ，１５７ｇに生じた直流電圧を補機系電力に変換して、電力線１５５ｐに発生する。したがって、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１は、外部充電時には、外部電源４００からの交流電力を源に、充電器２００による電力変換経路中の電力線１５７ｐ，１５７ｇの電力から、補機系電力を発生できる。
【０１１５】
さらに、車両走行時には、リレーＲＬ１，ＲＬ２をオンするとともに充電器２００を動作させることによって、充電器２００による第２の電力変換によって、電力線１５７ｐ，１５７ｇに直流電力を発生できる。したがって、副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１により、電力線１５７ｐ，１５７ｇに発生された直流電力を変換することによって、メインバッテリ１０からの電力を源に、補機系電力を出力することができる。
【０１１６】
この結果、図７に示した第２の変形例においても、図３に示した制御処理を適用できる。すなわち、車両走行中に第１のモードおよび第２のモードを選択して補機系電力を発生することができる。
【０１１７】
図６および図７に示した変形例のように、充電器２００によるメインバッテリ１０および電力線１５１の間の電力変換経路の途中に、補機電力発生用のＡＣ／ＤＣコンバータ１７０または副ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１（すなわち、第２の電力変換器）を設けるような構成とすることも可能である。
【０１１８】
なお、本実施の形態による電動車両の電源装置およびその変形例において、電力線１５３ｐ，１５３ｇ以降（車両走行系）の構成は、図示された構成に限定されるものではない。すなわち、上述したように、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車等、走行用電動機を搭載した電動車両に対して、走行用電動機の個数や駆動システムの構成を限定することなく、本発明は共通に適用することができる。
【０１１９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、車両外部の電源によって充電可能な主蓄電装置および副蓄電装置を搭載した電動車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  メインバッテリ、２０  ＰＣＵ、２６  インバータ、３０  モータジェネレータ、４０  動力伝達ギア、５０  駆動輪、５５  制動機構、６０  主ＤＣ／ＤＣコンバータ、６５，１７５，１７５  センサ、７０  補機バッテリ、８５  マップ（電力比率）、９５  補機負荷群、１００  電動車両、１０５  充電コネクタ、１２０  ＡＣコンセント、１３０  ＬＣフィルタ、１５１，１５２ｐ，１５２ｇ，１５３ｐ，１５３ｇ，１５４ｐ，１５５ｐ，１５７ｐ，１５７ｇ，１５８，１５９  電力線、１７０  ＡＣ／ＤＣコンバータ、１７１  副ＤＣ／ＤＣコンバータ、２００  充電器、２１０，２２０，２５０  電力変換ユニット、２３０  絶縁トランス、２６１  コイル巻線、４００  外部電源、４０５  リレー（充電ケーブル）、４１０  充電プラグ、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ  コンデンサ、ＣＮＶ  コンバータ、ＣＳ１，ＣＳ２  制御信号（充電器）、Ｄ１〜Ｄ１２  逆並列ダイオード、Ｌ０，Ｌ１  リアクトル、Ｐｒ  電力比、Ｐｔｌ  トータル供給電力、Ｑ１〜Ｑ１２，Ｑａ，Ｑｂ  電力用半導体スイッチング素子、ＲＬ１，ＲＬ２  リレー、ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＲ１，ＳＲ２  制御指令（リレー）、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー、ＶＨ，ＶＬ  直流電圧、Ｖｓ  電源電圧（補機系）。
【図１】
2012140746.tif 000003
【図２】
2012140746.tif 000004
【図３】
2012140746.tif 000005
【図４】
2012140746.tif 000006
【図５】
2012140746.tif 000007
【図６】
2012140746.tif 000008
【図７】
2012140746.tif 000009
【国際調査報告】
2012140746.tif 000010
2012140746.tif 000011
2012140746.tif 000012
2012140746.tif 000013