(57)【要約】【課題】コンタクタの故障の有無を適切に判定できるものを提供すること。【解決手段】電源システム１は、第１バッテリＢ１が接続された第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第２バッテリＢ２が接続された第２電力線３１ｐ，３１ｎと、電圧を変換する電圧変換器５と、電力を変換する電力変換器４３と、電圧変換器５を操作するマネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３と、第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続された平滑コンデンサと、システム停止時に、平滑コンデンサの電圧の変化に基づいてコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，３２ｍ，３２ｓの故障の有無を判定するシステム停止処理を実行するモータＥＣＵ７２と、を備える。マネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、システム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧が前記第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器５を操作する。【選択図】図１
2020202605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電器が第１コンタクタを介して接続された第１電力線と、
第２蓄電器が第２コンタクタを介して接続された第２電力線と、
前記第１電力線と前記第２電力線との間で電圧を変換する電圧変換器と、
前記第１電力線と駆動モータとの間で電力を変換する電力変換器と、
前記電圧変換器を操作する制御手段と、
前記第１電力線に接続されたコンデンサと、
システム停止時に、前記コンデンサの電圧の変化に基づいて前記第１及び第２コンタクタの故障の有無を判定する故障判定処理を実行する故障判定手段と、を備える電源システムであって、
前記制御手段は、遅くとも前記故障判定手段が前記故障判定処理を開始する前までには、前記第１蓄電器の電圧が前記第２蓄電器の電圧よりも所定の判定電位差以上高くなるように前記電圧変換器を操作することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記制御手段は、システム稼働中は、前記第１蓄電器の静的電圧が前記第２蓄電器の静的電圧よりも前記判定電位差以上高い状態が維持されるように前記電圧変換器を操作することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第１蓄電器の静的電圧に対する第１使用範囲の上限は、前記第２蓄電器の静的電圧に対する第２使用範囲の上限よりも高く、
前記制御手段は、システム稼働中に、前記第１蓄電器の静的電圧が前記第１使用範囲内に定められた所定電圧以下になった場合には、前記第１蓄電器よりも前記第２蓄電器から多くの電力が出力されるように前記電圧変換器を操作し、
前記所定電圧は前記第２使用範囲の上限よりも前記判定電位差以上高いことを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１蓄電器は、前記第２蓄電器よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高いことを特徴とする請求項２又は３に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、第１蓄電器が第１コンタクタを介して接続された第１電力線と、第２蓄電器がコンタクタを介して接続された第２電力線と、を備え、システム停止時に第１及び第２コンタクタの故障の有無を判定する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動力発生源として駆動モータを備える電動輸送機器や、動力発生源として駆動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両には、駆動モータに電気エネルギを供給するために蓄電器（バッテリ、及びキャパシタ等）や燃料電池等の電源装置も搭載されている。また近年では、電動車両に特性が異なる複数の電源装置を搭載するものも開発されている。
【０００３】
特許文献１には、駆動モータやインバータ等によって構成される駆動部と第１蓄電器とを接続する第１電力線と、第２蓄電器が接続された第２電力線と、これら第１電力線と第２電力線との間に設けられた電圧変換器と、この電圧変換器をスイッチング制御する制御装置と、を備える電動車両の電源システムが示されている。制御装置は、運転者からの要求に応じて電圧変換器を通過する電流である通過電流に対する目標電流を設定するとともに、通過電流が目標電流になるように電圧変換器のスイッチング制御を行い、第１蓄電器から出力される電力と第２蓄電器から出力される電力とを合成し、駆動モータに供給する。
【０００４】
またこれら第１及び第２蓄電器は、それぞれ第１及び第２電力線にコンタクタを介して電力線に接続されているが、これらコンタクタは、システム停止時に、故障していないかどうか、より具体的にはこれらコンタクタが溶着故障していないかどうかが判定される（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１６９３１１号公報
【特許文献２】特開２００７−２４４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような電源システムでは、第１蓄電器と第１電力線とを接続するコンタクタをオフにし、第１蓄電器と第１電力線との接続を遮断すると、第１電力線に設けられている平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されるため、この平滑コンデンサの電圧は低下する。これに対し、コンタクタがオンになっていると、第１蓄電器と平滑コンデンサは接続された状態で維持されるため、平滑コンデンサの電圧は低下しない。これを利用して特許文献２のコンタクタの溶着判定方法では、第１蓄電器のコンタクタをオフにする操作を行った後における平滑コンデンサの電圧の変化に基づいてコンタクタが溶着故障したか否かを判定する。
【０００７】
しかしながら上述のように第１電力線と第２蓄電器が接続された第２電力線とが電圧変換器を介して接続されている場合、第２蓄電器の電圧と第１蓄電器の電圧が近いと、平滑コンデンサの電圧は第２蓄電器の電圧に維持されるため、コンタクタをオフにしても平滑コンデンサの電圧がほとんど低下しない。このため特許文献２に示されたコンタクタ溶着判定方法では、コンタクタの溶着の有無を適切に判定できない場合がある。
【０００８】
本発明は、２つの蓄電器がそれぞれコンタクタを介して電力線に接続された電源システムにおいて、これら蓄電器のコンタクタの故障の有無を適切に判定できるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、第１蓄電器が第１コンタクタを介して接続された第１電力線と、第２蓄電器が第２コンタクタを介して接続された第２電力線と、前記第１電力線と前記第２電力線との間で電圧を変換する電圧変換器と、前記第１電力線と駆動モータとの間で電力を変換する電力変換器と、前記電圧変換器を操作する制御手段と、前記第１電力線に接続されたコンデンサと、システム停止時に、前記コンデンサの電圧の変化に基づいて前記第１及び第２コンタクタの故障の有無を判定する故障判定処理を実行する故障判定手段と、を備え、前記制御手段は、遅くとも前記故障判定手段が前記故障判定処理を開始する前までには、前記第１蓄電器の電圧が前記第２蓄電器の電圧よりも所定の判定電位差以上高くなるように前記電圧変換器を操作することを特徴とする。
【００１０】
（２）この場合、前記制御手段は、システム稼働中は、前記第１蓄電器の静的電圧が前記第２蓄電器の静的電圧よりも前記判定電位差以上高い状態が維持されるように前記電圧変換器を操作することが好ましい。
【００１１】
（３）この場合、前記第１蓄電器の静的電圧に対する第１使用範囲の上限は、前記第２蓄電器の静的電圧に対する第２使用範囲の上限よりも高く、前記制御手段は、システム稼働中に、前記第１蓄電器の静的電圧が前記第１使用範囲内に定められた所定電圧以下になった場合には、前記第１蓄電器よりも前記第２蓄電器から多くの電力が出力されるように前記電圧変換器を操作し、前記所定電圧は前記第２使用範囲の上限よりも前記判定電位差以上高いことが好ましい。
【００１２】
（４）この場合、前記第１蓄電器は、前記第２蓄電器よりもエネルギ重量密度が高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
（１）本発明の電源システムでは、第１蓄電器が第１コンタクタを介して接続された第１電力線と、第２蓄電器が第２コンタクタを介して接続された第２電力線と、を電圧変換器で接続する。また故障判定手段は、システム停止時に、第１電力線に接続されたコンデンサの電圧の変化に基づいて第１及び第２コンタクタの故障の有無を判定する。この電源システムでは、第１蓄電器は第１コンタクタを介してコンデンサに接続され、第２蓄電器は第２コンタクタ及び電圧変換器を介してコンデンサに接続されている。このため第２蓄電器の電圧と第１蓄電器の電圧との電位差が所定の判定電位差より小さい場合、第１コンタクタをオフにしてもコンデンサの電圧は第２蓄電器の電圧より低くならないため、故障判定手段によって第１コンタクタの故障の有無を判定することができない。そこで制御手段は、遅くともシステム停止時に故障判定手段が故障判定処理を開始する前までには、第１蓄電器の電圧が第２蓄電器の電圧よりも判定電位差以上高くなるように電圧変換器を操作する。これにより故障判定処理を開始する際には、第１蓄電器の電圧と第２蓄電器の電圧との電位差を判定電位差以上確保できるので、故障判定処理によって第１及び第２コンタクタの故障の有無を適切に判定できる。
【００１４】
（２）本発明の電源システムでは、制御手段は、システム稼働中は、第１蓄電器の静的電圧が第２蓄電器の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器を操作する。これによりシステム停止時には常に第１蓄電器の静的電圧と第２蓄電器の静的電圧との電位差を判定電位差以上確保できるので、システムを停止する指令が生じた場合には、直ちに故障判定処理を開始することができる。
【００１５】
（３）本発明の電源システムにおいて、第２蓄電器は電圧変換器を介して電力変換器及び駆動モータに接続されている。このため第２蓄電器から電力変換器及び駆動モータに電力を供給しようとすると、電圧変換器における損失が発生するため、電力変換器及び駆動モータにおいて要求される電力は、電源システム全体における損失を小さくするためには、できるだけ第１蓄電器から供給することが好ましい。しかしながら第２蓄電器の電力の出力を温存し続けると、第１蓄電器の静的電圧と第２蓄電器の静的電圧との電位差が小さくなってしまい、システム停止時には、故障判定処理によって第１及び第２コンタクタの故障の有無を適切に判定できなくなるおそれがある。これに対し本発明の電源システムにおいて、制御手段は、システム稼働中に、第１蓄電器の静的電圧が第１使用範囲内に定められた所定電圧以下になった場合には、第１蓄電器よりも第２蓄電器から多くの電力が出力されるように電圧変換器を操作する。また本発明の電源システムにおいて、上記所定電圧は、第２蓄電器の静的電圧に対する第２使用範囲の上限よりも判定電位差以上高くする。従って本発明の電源システムによれば、第１蓄電器の静的電圧が所定電圧より高い場合には、電源システム全体における損失が小さくなるように第１蓄電器から出力される電力で電力変換器及び駆動モータを駆動しつつ、第１蓄電器の静的電圧が所定電圧以下になった場合には、システム停止時には常に第１蓄電器の静的電圧と第２蓄電器の静的電圧との電位差を判定電位差以上確保できるように第１蓄電器よりも第２蓄電器から多くの電力が出力されるように電圧変換器を操作する。これにより、システム稼働中には、電源システム全体の損失をできるだけ小さくしながら、システム停止時には、故障判定処理によって第１及び第２コンタクタの故障の有無を適切に判定できる。
【００１６】
（４）本発明の電源システムにおいて、第１蓄電器は、第２蓄電器よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。すなわち電源システムでは、第１蓄電器として容量型のものを用い、第２蓄電器として出力型のものを用いる。また本発明の電源システムにおいて、出力型である第２蓄電器は電圧変換器を介して電力変換器及び駆動モータに接続されている。このような電源システムでは、電源システム全体の損失ができるだけ小さくなるよう、電力変換器及び駆動モータで要求される電力が比較的小さい低負荷時には、第２蓄電器を温存しながら主に第１蓄電器から電力を出力させ、電力変換器及び駆動モータで要求される電力が比較的大きい高負荷時には、第１蓄電器及び第２蓄電器の両方から電力を出力させる場合が多い。またこの場合、高負荷時には要求に応じた電力を第２蓄電器から出力できるよう、システム稼働中における第２蓄電器の充電率は比較的高めに維持される場合が多い。このように本発明の電源システムでは、出力型の第２蓄電器の充電率は比較的高めに維持されるため、第２蓄電器の静的電圧と第１蓄電器の静的電圧とは接近しがちになりやすい。これに対し本発明において制御手段は、システム稼働中は、第１蓄電器の静的電圧が第２蓄電器の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器を操作する。これにより、電源システム全体の損失をできるだけ小さくしながら、高負荷時には要求に応じた電力を第２蓄電器から出力させ、さらにシステム停止時には故障判定処理によって第１及び第２コンタクタの故障の有無を適切に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源システムを搭載する車両の構成を示す図である。
【図２】第１バッテリ及び第２バッテリの使用電圧範囲を比較した図である。
【図３】電圧変換器の回路構成の一例を示す図である。
【図４】第１バッテリ及び第２バッテリのＳＯＣ−ＯＣＶカーブを比較した図である。
【図５Ａ】モータＥＣＵにおけるシステム停止処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】モータＥＣＵにおけるシステム停止処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図６】図５Ａ及び図５Ｂのシステム停止処理によって実現される各種コンタクタや電圧の変化の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１を搭載する電動車両Ｖ（以下、単に「車両」という）の構成を示す図である。
【００１９】
車両Ｖは、駆動輪Ｗと、この駆動輪Ｗに連結された駆動モータＭと、この駆動モータＭと後述の第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２との間での電力の授受を行う電源システム１と、を備える。なお本実施形態では、車両Ｖは、主として駆動モータＭで発生する動力によって加減速するもの例に説明するが、本発明はこれに限らない。車両Ｖは、動力発生源として駆動モータＭとエンジンとを搭載する所謂ハイブリッド車両としてもよい。また本実施形態では、電源システム１は、２つのバッテリＢ１，Ｂ２に蓄えられた電力を駆動モータＭに供給することによって走行するものを例に説明するが、本発明はこれに限らない。電源システム１が備える２つのバッテリＢ１，Ｂ２の何れかは燃料電池としてもよい。
【００２０】
駆動モータＭは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに連結されている。電源システム１から駆動モータＭに三相交流電力を供給することによって駆動モータＭで発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動輪Ｗを回転させ、車両Ｖを走行させる。また駆動モータＭは、車両Ｖの減速時には発電機の機能を発揮し、回生電力を発電するとともに、この回生電力の大きさに応じた回生制動トルクを駆動輪Ｗに付与する。駆動モータＭによって発電された回生電力は、電源システム１のバッテリＢ１，Ｂ２に適宜充電される。
【００２１】
電源システム１は、第１バッテリＢ１を有する第１電力回路２と、第２バッテリＢ２を有する第２電力回路３と、これら第１電力回路２と第２電力回路３とを接続する電圧変換器５と、駆動モータＭを含む各種電気負荷を有する負荷回路４と、これら電力回路２，３，４及び電圧変換器５を制御する電子制御ユニット群７と、を備える。電子制御ユニット群７は、それぞれコンピュータであるマネジメントＥＣＵ７１と、モータＥＣＵ７２と、コンバータＥＣＵ７３と、第１バッテリＥＣＵ７４と、第２バッテリＥＣＵ７５と、を備える。
【００２２】
第１バッテリＢ１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第１バッテリＢ１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。
【００２３】
第１バッテリＢ１には、第１バッテリＢ１の内部状態を推定するための第１バッテリセンサユニット８１が設けられている。第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＥＣＵ７４において第１バッテリＢ１の充電率（バッテリの蓄電量を百分率で表したもの）や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＢ１の端子電圧を検出する電圧センサ、第１バッテリＢ１を流れる電流を検出する電流センサ、及び第１バッテリＢ１の温度を検出する温度センサ等によって構成される。
【００２４】
第２バッテリＢ２は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第２バッテリＢ２として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。第２バッテリＢ２は、例えばキャパシタを用いてもよい。
【００２５】
第２バッテリＢ２には、第２バッテリＢ２の内部状態を推定するための第２バッテリセンサユニット８２が設けられている。第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＥＣＵ７５において第２バッテリＢ２の充電率や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＢ２の端子電圧を検出する電圧センサ、第２バッテリＢ２を流れる電流を検出する電流センサ、及び第２バッテリＢ２の温度を検出する温度センサ等によって構成される。
【００２６】
ここで第１バッテリＢ１の特性と第２バッテリＢ２の特性とを比較する。
第１バッテリＢ１は、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。また第１バッテリＢ１は第２バッテリＢ２よりも容量が大きい。すなわち、第１バッテリＢ１は、エネルギ重量密度の点で第１バッテリＢ１よりも優れる。なお、エネルギ重量密度とは、単位重量あたりの電力量［Ｗｈ／ｋｇ］であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力［Ｗ／ｋｇ］である。したがって、エネルギ重量密度が優れている第１バッテリＢ１は、高容量を主目的とした容量型の蓄電器であり、出力重量密度が優れている第２バッテリＢ２は、高出力を主目的とした出力型の蓄電器である。このため電源システム１では、第１バッテリＢ１を主電源として用い、第２バッテリＢ２をこの第１バッテリＢ１を補う副電源として用いる。
【００２７】
図２は、電源システム１における第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を比較した図である。図２において、左側は第１バッテリＢ１の使用電圧範囲を示す図であり、右側は第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を示す図である。図２において、横軸はバッテリを流れる電流を示し、縦軸はバッテリの電圧を示す。
【００２８】
図２に示すように、バッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧（すなわち、バッテリに電流が流れていない状態における電圧であって、開回路電圧ともいう）は、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、充電率が最大値（例えば、１００％）のときにおける各々の静的電圧であり、下限は、充電率が最小値（例えば、０％）のときにおける各々の静的電圧である。図２に示すように、第１バッテリＢ１の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも高い。このため車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。
【００２９】
図２に示すように、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧（すなわち、バッテリに電流が流れている状態における電圧）も、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。またバッテリＢ１，Ｂ２には内部抵抗が存在することから、その閉回路電圧は、放電電流が大きくなるほど静的電圧から低くなり、充電電流が大きくなるほど静的電圧から高くなる特性がある。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも高く、下限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の下限よりも低くなっている。換言すれば、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲を含む。図２に示すように、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、第２バッテリＢ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲と重複する。
【００３０】
また充電電流が大きくなりすぎるとバッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧の使用範囲の上限を、劣化上限電圧ともいう。
【００３１】
また放電電流が大きくなりすぎると、バッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限を、劣化下限電圧ともいう。
【００３２】
また電源システム１では、第１バッテリＢ１を主電源として用いることから、その静的電圧が第１バッテリＢ１の静的電圧に対する使用電圧範囲内のうち下限よりもやや高いレベルに設定されたエンプティレベル以下になった場合には、運転者に対し第１バッテリＢ１の外部充電を促すため、図示しない充電ランプを点灯する。なお図２に示すように、このエンプティレベルは第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも電位差ｄＶだけ高いレベルに設定される。またこの電位差ｄＶは、後述のシステム停止処理（図５Ａ及び図５Ｂ参照）において参照される判定電位差以上になるように設定される。従って少なくとも第１バッテリＢ１の静的電圧がエンプティレベル以上である間、第１バッテリＢ１の静的電圧と第２バッテリＢ２の静的電圧との間で判定電位差以上の電位差を確保することができる。
【００３３】
図１に戻り、第１電力回路２は、第１バッテリＢ１と、この第１バッテリＢ１の正負両極と電圧変換器５の高圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第１電力線２１ｐに設けられたメインコンタクタ２２ｍと、第１電力線２１ｎに設けられたサブコンタクタ２２ｓと、第１電力線２１ｐ，２１ｎの間に接続された第１回路電圧センサ２４と、第１電力線２１ｐ，２１ｎの間に接続された放電抵抗２５と、を備える。
【００３４】
コンタクタ２２ｍ，２２ｓは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第１バッテリＢ１の両電極と第１電力線２１ｐ，２１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第１バッテリＢ１と第１電力線２１ｐ，２１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ２２ｍ，２２ｓは、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される指令信号に応じて開閉する。なお第１電力線２１ｐには、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタ２２ｐが、メインコンタクタ２２ｍと並列になるように接続されている。
【００３５】
第１回路電圧センサ２４は、第１電力回路２における電圧、すなわち第１電力線２１ｐ，２１ｎの間の電位差の値に応じた検出信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。なお本実施形態では、第１回路電圧センサ２４によって検出される第１電力回路２の電圧を第１回路電圧といい、“Ｖ１”と表記する。
【００３６】
第２電力回路３は、第２バッテリＢ２と、この第２バッテリＢ２の正負両極と電圧変換器５の低圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第２電力線３１ｐ，３１ｎと、第２電力線３１ｐに設けられたメインコンタクタ３２ｍと、第２電力線３１ｎに設けられたサブコンタクタ３２ｓと、第２電力線３１ｐに設けられた電流センサ３３と、第２電力線３１ｐ，３１ｎの間に接続された第２回路電圧センサ３４と、を備える。
【００３７】
コンタクタ３２ｍ，３２ｓは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第２バッテリＢ２の両電極と第２電力線３１ｐ，３１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第２バッテリＢ２と第２電力線３１ｐ，３１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ３２ｍ，３２ｓは、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される指令信号に応じて開閉する。なお第２電力線３１ｐには、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタ３２ｐが、メインコンタクタ３２ｍと並列になるように接続されている。
【００３８】
電流センサ３３は、第２電力線３１ｐを流れる電流、すなわち電圧変換器５を流れる電流である通過電流の値に応じた検出信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。なお本実施形態では、通過電流の向きは、第２電力回路３側から第１電力回路２側を正とし、第１電力回路２側から第２電力回路３側を負とする。従って本実施形態において、通過電流取得手段は、電流センサ３３によって構成される。
【００３９】
第２回路電圧センサ３４は、第２電力回路３における電圧、すなわち第２電力線３１ｐ，３１ｎの間の電位差の値に応じた検出信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。なお本実施形態では、第２回路電圧センサ３４によって検出される第２電力回路３の電圧を第２回路電圧といい、“Ｖ２”と表記する。
【００４０】
負荷回路４は、車両補機４２と、駆動モータＭが接続された電力変換器４３と、これら車両補機４２及び電力変換器４３と第１電力回路２とを接続する負荷電力線４１ｐ，４１ｎと、を備える。
【００４１】
車両補機４２は、バッテリヒータ、エアコンプレッサ、ＤＣＤＣコンバータ、及び車載充電器等の複数の電気負荷によって構成される。車両補機４２は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって第１電力回路２の第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されており、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を消費することによって作動する。車両補機４２を構成する各種電気負荷の作動状態に関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。
【００４２】
電力変換器４３は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって、車両補機４２と並列になるように第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されている。電力変換器４３は、第１電力線２１ｐ，２１ｎと駆動モータＭとの間で電力を変換する。電力変換器４３は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。電力変換器４３は、その直流入出力側において第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続され、その交流入出力側において駆動モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。電力変換器４３は、モータＥＣＵ７２の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける直流電力を三相交流電力に変換して駆動モータＭに供給したり、駆動モータＭから供給される三相交流電力を直流電力に変換して第１電力線２１ｐ，２１ｎに供給したりする。
【００４３】
電圧変換器５は、第１電力回路２と第２電力回路３とを接続し、これら両回路２，３の間で電圧を変換する。この電圧変換器５には、既知の昇圧回路が用いられる。
【００４４】
図３は、電圧変換器５の回路構成の一例を示す図である。電圧変換器５は、第１バッテリＢ１が接続される第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第２バッテリＢ２が接続される第２電力線３１ｐ，３１ｎと、を接続し、これら第１電力線２１ｐ，２１ｎ及び第２電力線３１ｐ，３１ｎの間で電圧を変換する。電圧変換器５は、リアクトルＬと、第１平滑コンデンサＣ１と、第２平滑コンデンサＣ２と、ハイアーム素子５３Ｈと、ローアーム素子５３Ｌと、負母線５５と、低圧側端子５６ｐ，５６ｎと、高圧側端子５７ｐ，５７ｎと、を組み合わせて構成されるＤＣＤＣコンバータである。
【００４５】
低圧側端子５６ｐ，５６ｎは、第２電力線３１ｐ，３１ｎに接続され、高圧側端子５７ｐ，５７ｎは第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続される。負母線５５は、低圧側端子５６ｎと高圧側端子５７ｎとを接続する配線である。
【００４６】
リアクトルＬは、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側がハイアーム素子５３Ｈとローアーム素子５３Ｌとの接続ノード５３に接続される。第１平滑コンデンサＣ１は、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側が低圧側端子５６ｎに接続される。第２平滑コンデンサＣ２は、その一端側が高圧側端子５７ｐに接続され、その他端側が高圧側端子５７ｎに接続される。
【００４７】
ハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌは、それぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に接続された還流ダイオードと、を備える。これらハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌは、高圧側端子５７ｐと負母線５５との間で、直列に、この順で接続される。
【００４８】
ハイアーム素子５３Ｈのパワースイッチング素子のコレクタは高圧側端子５７ｐに接続され、そのエミッタはローアーム素子５３Ｌのコレクタに接続される。ローアーム素子５３Ｌのパワースイッチング素子のエミッタは、負母線５５に接続される。ハイアーム素子５３Ｈに設けられる還流ダイオードの順方向は、リアクトルＬから高圧側端子５７ｐへ向かう向きである。またローアーム素子５３Ｌに設けられる還流ダイオードの順方向は、負母線５５からリアクトルＬへ向かう向きである。
【００４９】
電圧変換器５は、コンバータＥＣＵ７３の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従い、ハイアーム素子５３Ｈとローアーム素子５３Ｌとを交互にオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎと第２電力線３１ｐ，３１ｎとの間で電圧を変換する。
【００５０】
図２を参照して説明したように、車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。したがって基本的には、第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧は第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧よりも高い。そこでコンバータＥＣＵ７３は、第１バッテリＢ１から出力される電力と第２バッテリＢ２から出力される電力との両方を用いて駆動モータＭを駆動する場合には、電圧変換器５において昇圧機能が発揮されるように電圧変換器５を操作する。昇圧機能とは、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎにおける電力を昇圧して、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力する機能をいい、これにより第２電力線３１ｐ，３１ｎ側から第１電力線２１ｐ，２１ｎ側へ正の通過電流が流れる。また第２バッテリＢ２の放電を抑制し、第１バッテリＢ１から出力される電力のみで駆動モータＭを駆動する場合、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５をオフにし、第１電力線２１ｐ，２１ｎから第２電力線３１ｐ，３１ｎへ電流が流れないようにする。ただしこの場合、第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧が第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧よりも高くなった場合、第２バッテリＢ２が放電に転じ、第２電力線３１ｐ，３１ｎから第１電力線２１ｐ，２１ｎへ、ハイアーム素子５３Ｈの還流ダイオードを介して正の通過電流が流れる場合がある。
【００５１】
また減速時に駆動モータＭから第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力される回生電力によって第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２を充電する場合には、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５において降圧機能を発揮されるように電圧変換器５を操作する。降圧機能とは、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を降圧して、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎに出力する機能をいい、これにより第１電力線２１ｐ，２１ｎ側から第２電力線３１ｐ，３１ｎ側へ負の通過電流が流れる。また第１電力線２１ｐ，２１ｎ側の電圧が第２電力線３１ｐ，３１ｎ側の電圧よりも高い状態で電圧変換器５が故障した場合、より具体的にはハイアーム素子５３Ｈがオン故障した場合には、第１電力線２１ｐ，２１ｎ側から第２電力線３１ｐ，３１ｎ側へ負の通過電流が流れる。
【００５２】
図１に戻り、第１バッテリＥＣＵ７４は、主に第１バッテリＢ１の状態監視、及び第１電力回路２のコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐの開閉操作を担うコンピュータである。第１バッテリＥＣＵ７４は、第１バッテリセンサユニット８１から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第１バッテリＢ１の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第１バッテリＢ１の温度、第１バッテリＢ１の内部抵抗、第１バッテリＢ１の静的電圧、第１バッテリＢ１の閉回路電圧、及び第１バッテリＢ１の充電率等を算出する。第１バッテリＥＣＵ７４において取得した第１バッテリＢ１の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。
【００５３】
第２バッテリＥＣＵ７５は、主に第２バッテリＢ２の状態監視、及び第２電力回路３のコンタクタ３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの開閉操作を担うコンピュータである。第２バッテリＥＣＵ７５は、第２バッテリセンサユニット８２から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第２バッテリＢ２の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第２バッテリＢ２の温度、第２バッテリＢ２の内部抵抗、第２バッテリＢ２の静的電圧、第２バッテリＢ２の閉回路電圧、及び第２バッテリＢ２の充電率等を算出する。第２バッテリＥＣＵ７５において取得した第２バッテリＢ２の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。
【００５４】
マネジメントＥＣＵ７１は、主に電源システム１全体における電力の流れを管理するコンピュータである。マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭで発生するトルクに対する指令に相当するトルク指令信号と、電圧変換器５を通過する電力に対する指令に相当する通過電力指令信号とを、以下の手順に従って生成する。
【００５５】
マネジメントＥＣＵ７１は、運転者によるアクセルペダルやブレーキペダル等のペダル類Ｐの操作量に基づいて、運転者による要求駆動トルクを算出し、この要求駆動トルクに応じたトルク指令信号をモータＥＣＵ７２へ送信する。
【００５６】
マネジメントＥＣＵ７１は、車両補機４２において要求されている電力である要求補機電力と、駆動モータＭにおいて要求されている電力である要求駆動電力と、を合算することにより、負荷回路４全体において要求されている電力である総要求電力を算出する。ここで要求補機電力は、車両補機４２から送信される各種電気負荷の作動状態に関する情報に基づいて、マネジメントＥＣＵ７１において算出される。また要求駆動電力は、上述の要求駆動トルクを電力に換算することによって、マネジメントＥＣＵ７１において算出される。
【００５７】
マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報と、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第２バッテリＢ２の内部状態に関する情報と、上述の要求駆動電力と、を用いたエネルギマネジメント処理を行うことによって、総要求電力に対する第２バッテリＢ２から出力される電力の割合に相当する第２負担率を算出する。またマネジメントＥＣＵ７１は、エネルギマネジメント処理によって算出した第２負担率を総要求電力に乗算することによって、第２バッテリＢ２から出力される電力に対する目標である第２目標電力を算出し、この第２目標電力に応じた通過電力指令信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。
【００５８】
次に、図４を参照しながら、マネジメントＥＣＵ７１におけるエネルギマネジメント処理の概要を説明する。
【００５９】
図４は、第１バッテリＢ１（右側）及び第２バッテリＢ２（左側）のＳＯＣ−ＯＣＶカーブを比較した図である。ここでＳＯＣ−ＯＣＶカーブとは、各バッテリＢ１，Ｂ２の充電率（横軸）と静的電圧（縦軸）との関係を示す曲線である。
【００６０】
図４に示すように、一般的なバッテリは、充電率が低くなるほど静的電圧も低下する特性がある。したがって各バッテリＢ１，Ｂ２の各々の充電率に対する上限は、各バッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧が各々の使用電圧範囲の上限にあるときにおける充電率である。また各バッテリＢ１，Ｂ２の各々の充電率に対する下限は、各バッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧が各々の使用電圧範囲の下限にあるときにおける充電率である。また図２を参照して説明したように、第１バッテリＢ１の静的電圧に対する使用電圧範囲内に定められるエンプティレベルは、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも電位差ｄＶだけ高く、またこの電位差ｄＶは後述の判定電位差以上である。また以下では、混同のない限り、第１バッテリＢ１の静的電圧がエンプティレベルにあるときにおける充電率もまたエンプティレベルという。
【００６１】
上述のように電源システム１では、容量型である第１バッテリＢ１を主電源として用い、出力型である第２バッテリＢ２をこの第１バッテリＢ１を補う副電源として用いる。このように電源システム１では、第１バッテリＢ１を主電源として用いるため、第１バッテリＢ１の充電率は、システム稼働中は、基本的には下限へ向けて徐々に低下する傾向がある。これに対し第２バッテリＢ２の充電率は、第１バッテリＢ１よりも大きく上下に変動する傾向がある。そこでマネジメントＥＣＵ７１では、第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベルより高い場合と、第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下である場合とに分けてエネルギマネジメント処理を行う。
【００６２】
先ず第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベルより高い場合における、エネルギマネジメント処理の概要について説明する。
この場合、マネジメントＥＣＵ７１は、低負荷走行時であって総要求電力の全てを第１バッテリＢ１から出力される電力のみで賄うことができる場合には、基本的には第２負担率を０％とし、第２バッテリＢ２からの電力の出力を抑制する。またマネジメントＥＣＵ７１は、高負荷走行時であって総要求電力の全てを第１バッテリＢ１から出力される電力のみで賄うことができない場合には、その不足分が第２バッテリＢ２から出力される電力で補われるように第２負担率を０％より大きな値に設定する。このように第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベルより高い場合、基本的には高負荷走行時にのみ第２バッテリＢ２から電力が出力される。このためマネジメントＥＣＵ７１は、回生走行時である場合には、後の高負荷走行時における要求に応えられるよう、第２バッテリＢ２の充電率がその上限の近傍に定められた目標充電率範囲内に収まるように、すなわち回生電力が第２バッテリＢ２に優先的に充電されるように第２負担率を設定する。これによりシステム稼働中でありかつ第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベルより高い場合、第１バッテリＢ１の静的電圧はエンプティレベルへ向けて徐々に低下し、第２バッテリＢ２の静的電圧は使用電圧範囲の上限の近傍において上下に変動する。なお第２バッテリＢ２は、電圧変換器５を介して電力変換器４３及び駆動モータＭに接続されていることから、このように第２バッテリＢ２からの電力の出力を抑制することは、電圧変換器５における損失を低減する上で合理的である。
【００６３】
ここで上述のように第１バッテリＢ１の静的電圧に対するエンプティレベルは、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも電位差ｄＶだけ高い。したがってシステム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも少なくとも電位差ｄＶ以上高い状態が維持されるように電圧変換器５が操作される。
【００６４】
次に第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下である場合における、エネルギマネジメント処理の概要について説明する。なお第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下になると、上述のように充電ランプが点灯する。このため運転者は、第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下になった以降、電力の消費を抑制するため、高負荷走行を要求することはまれであると考えられる。
【００６５】
また第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下になると、第１バッテリＢ１の静的電圧と第２バッテリＢ２の静的電圧との間に電位差ｄＶ以上の電位差を確保できなくなってしまう場合がある。また第１バッテリＢ１の静的電圧と第２バッテリＢ２の静的電圧との間に電位差ｄＶ以上、より詳しくは後述の判定電位差以上の電位差を確保できなくなると、後述の図５Ａ及び図５Ｂに示すシステム停止処理において、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障を精度良く判定できなくなってしまうおそれがある。
【００６６】
そこでマネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の充電率がエンプティレベル以下である場合、第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２から多くの電力が出力されるように第２負担率を５０％より大きな値、より好ましくは１００％に設定する。これにより、システム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧の低下を抑制しながら、第２バッテリＢ２の静的電圧の低下を促進できるので、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも電位差ｄＶ以上、より詳しくは判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器が操作される。
【００６７】
またマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率がその下限の近傍まで低下した後は、第２バッテリＢ２よりも第１バッテリＢ１から多くの電力が出力されるように第２負担率を５０％より小さな値、より好ましくは０％に設定する。これにより第１バッテリＢ１の充電率が下限に達するまで、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも電位差ｄＶ以上、より詳しくは判定電位差以上高い状態を維持しながら走行を継続することができる。
【００６８】
図１に戻り、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５を通過する電力の管理を担うコンピュータである。コンバータＥＣＵ７３は、マネジメントＥＣＵ７１から送信される通過電力指令信号に応じて、指令に応じた通過電力が電圧変換器５を通過するように、ＰＷＭ制御によって電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌを操作する。より具体的には、コンバータＥＣＵ７３は、通過電力指令信号に基づいて、電圧変換器５における通過電流に対する目標である目標電流を算出するとともに、電流センサ３３によって検出される通過電流が目標電流になるように、既知のフィードバック制御アルゴリズムに従ってデューティ比を決定し、このデューティ比の下で生成したゲート駆動信号を電圧変換器５のハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌに入力する。これにより第２バッテリＢ２から第１電力回路２へ、第２目標電力に応じた電力が出力される。また総要求電力から第２目標電力を除いた不足分は、第１バッテリＢ１から出力される。
【００６９】
モータＥＣＵ７２は、主に第１電力回路２から駆動モータＭへの電力の流れの管理と、図５Ａ及び図５Ｂ並びに図６を参照して説明するシステム停止処理と、を担うコンピュータである。モータＥＣＵ７２は、マネジメントＥＣＵ７１から送信されるトルク指令信号に基づいて、この指令に応じたトルクが駆動モータＭにおいて発生するように電力変換器４３を操作する。これにより第１電力回路２から駆動モータＭへ、要求駆動電力に応じた電力が供給される。
【００７０】
次に、図５Ａ及び図５Ｂのフローチャート並びに図６のタイムチャートを参照しながら、モータＥＣＵ７２によるシステム停止処理について説明する。
【００７１】
図５Ａ及び図５Ｂは、モータＥＣＵ７２におけるシステム停止処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図５に示すシステム停止処理は、運転者によって図示しないパワースイッチがオフに操作され、電源システム１の停止を指令するシステム停止指令が生じたことに応じて、モータＥＣＵ７２によって実行される。
図６は、図５Ａ及び図５Ｂのシステム停止処理によって実現される各種コンタクタや電圧の変化の一例を示すタイムチャートである。
【００７２】
なおシステム稼働中は、第１電力回路２のメインコンタクタ２２ｍ及びサブコンタクタ２２ｓ並びに第２電力回路３のメインコンタクタ３２ｍ及びサブコンタクタ３２ｓはオンに維持され、第１電力回路２のプリチャージコンタクタ２２ｐ及び第２電力回路３のプリチャージコンタクタ３２ｐはオフに維持される。このため、図５のシステム停止処理を開始する時点では、これらコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，３２ｍ，３２ｓはオンであり、コンタクタ２２ｐ，３２ｐはオフである。
【００７３】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、システム停止処理は、より電圧が高い第１電力回路２に設けられているコンタクタ２２ｍ，２２ｐ，２２ｓの故障の有無を判定する第１コンタクタ故障判定処理と（Ｓ１〜Ｓ１０）、より電圧が低い第２電力回路３に設けられているコンタクタ３２ｍ，３２ｐ，３２ｓの故障の有無を判定する第２コンタクタ故障判定処理と（Ｓ１２〜Ｓ２３）、第１電力回路２及び第２電力回路３等の回路の電圧を低下させる急速放電処理と（Ｓ１１，Ｓ２４）、を含む。また図６には、これらコンタクタ２２ｍ，２２ｐ，２２ｓ，３２ｍ，３２ｐ，３２ｓは何れも正常であった場合を示す。
【００７４】
始めにＳ１では、モータＥＣＵ７２は、第１電力回路２のメインコンタクタ２２ｍをオフにする指令を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信し、Ｓ２に移る。これにより第１バッテリＥＣＵ７４は、メインコンタクタ２２ｍをオフにする。
【００７５】
ここで指令通りにメインコンタクタ２２ｍがオフになると、第１バッテリＢ１は第１電力線２１ｐから切り離される。また第１バッテリＢ１が第１電力線２１ｐから切り離されると、電圧変換器５の第２平滑コンデンサＣ２（図３参照）の電荷が、例えば放電抵抗２５（図１参照）へ放電されるため、図６の時刻ｔ１〜ｔ２に示すように第１回路電圧Ｖ１が低下する。またメインコンタクタ２２ｍが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど低下しない。なお第２平滑コンデンサＣ２には、電圧変換器５を介して第２バッテリＢ２が接続されているため、第１回路電圧Ｖ１は、第２バッテリＢ２の静的電圧より低くなることはない。しかしながら上述のようにシステム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧、すなわち第１回路電圧Ｖ１は、第２バッテリＢ２の静的電圧よりも電位差ｄＶ以上、より詳しくは判定電位差以上高い状態が維持されるため、指令通りにメインコンタクタ２２ｍがオフになれば、第１回路電圧Ｖ１は、メインコンタクタ２２ｍをオフにする直前における電圧から判定電位差以上低下する。
【００７６】
Ｓ２では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、メインコンタクタ２２ｍを初めてオフにする直前の電圧から判定電位差以上低下したか否かを判定する。Ｓ２の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ３に移る。Ｓ３では、モータＥＣＵ７２は、メインコンタクタ２２ｍを初めてオフにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ３の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２に戻る。
【００７７】
Ｓ３の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、メインコンタクタ２２ｍは溶着故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【００７８】
Ｓ２の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過する前に第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下した場合には、モータＥＣＵ７２は、メインコンタクタ２２ｍは正常である、より具体的にはメインコンタクタ２２ｍは溶着故障していないと判断し、Ｓ４に移る。
【００７９】
Ｓ４では、モータＥＣＵ７２は、第１電力回路２のプリチャージコンタクタ２２ｐをオンにする指令を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信し、Ｓ５に移る。これにより第１バッテリＥＣＵ７４は、プリチャージコンタクタ２２ｐをオンにする。
【００８０】
ここで指令通りにプリチャージコンタクタ２２ｐがオンになると、第１バッテリＢ１は再び第１電力線２１ｐに接続される。また第１バッテリＢ１が第１電力線２１ｐに接続されると、電圧変換器５の第２平滑コンデンサＣ２が充電されるため、図６の時刻ｔ２〜ｔ３に示すように第１回路電圧Ｖ１が上昇する。またプリチャージコンタクタ２２ｐが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど上昇しない。
【００８１】
Ｓ５では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、プリチャージコンタクタ２２ｐを初めてオンにする直前の電圧から判定電位差以上上昇したか否かを判定する。Ｓ５の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ６に移る。Ｓ６では、モータＥＣＵ７２は、プリチャージコンタクタ２２ｐを初めてオンにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ６の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ５に戻る。
【００８２】
Ｓ６の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上上昇しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、プリチャージコンタクタ２２ｐは断線故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【００８３】
Ｓ７では、モータＥＣＵ７２は、第１電力回路２のサブコンタクタ２２ｓをオフにする指令を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信し、Ｓ８に移る。これにより第１バッテリＥＣＵ７４は、サブコンタクタ２２ｓをオフにする。
【００８４】
ここで指令通りにサブコンタクタ２２ｓがオフになると、第１バッテリＢ１は第１電力線２１ｎから切り離される。また第１バッテリＢ１が第１電力線２１ｎから切り離されると、電圧変換器５の第２平滑コンデンサＣ２（図３参照）の電荷が、例えば放電抵抗２５（図１参照）へ放電されるため、図６の時刻ｔ３〜ｔ４に示すように第１回路電圧Ｖ１が低下する。またサブコンタクタ２２ｓが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど低下しない。なお第２平滑コンデンサＣ２には、電圧変換器５を介して第２バッテリＢ２が接続されているため、第１回路電圧Ｖ１は、第１バッテリＢ１の静的電圧より低くなることはない。しかしながら上述のようにシステム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧、すなわち第１回路電圧Ｖ１は、第２バッテリＢ２の静的電圧よりも電位差ｄＶ以上、より詳しくは判定電位差以上高い状態が維持されるため、指令通りにサブコンタクタ２２ｓがオフになれば、第１回路電圧Ｖ１は、サブコンタクタ２２ｓをオフにする直前における電圧から判定電位差以上低下する。
【００８５】
Ｓ８では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、サブコンタクタ２２ｓを初めてオフにする直前の電圧から判定電位差以上低下したか否かを判定する。Ｓ８の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ９に移る。Ｓ９では、モータＥＣＵ７２は、サブコンタクタ２２ｓを初めてオフにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ９の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ８に戻る。
【００８６】
Ｓ９の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、サブコンタクタ２２ｓは溶着故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【００８７】
Ｓ８の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過する前に第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下した場合には、モータＥＣＵ７２は、サブコンタクタ２２ｓは正常である、より具体的にはサブコンタクタ２２ｓは溶着故障していないと判断し、Ｓ１０に移る。Ｓ１０では、モータＥＣＵ７２は、第１電力回路２のプリチャージコンタクタ２２ｐをオフにする指令を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信し、Ｓ１１に移る。これにより第１バッテリＥＣＵ７４は、プリチャージコンタクタ２２ｐをオフにし、これにより第１バッテリＢ１は、第１電力線２１ｐ，２１ｎから切り離される。
【００８８】
Ｓ１１では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１と第２回路電圧Ｖ２とが等しくなるまで第２平滑コンデンサＣ２の電荷を放電させる急速放電処理を実行し、Ｓ１２に移る。この急速放電処理では、モータＥＣＵ７２は、例えば電力変換器４３のスイッチング制御を行ったり放電抵抗２５に電流を流したりすることによって、第２平滑コンデンサＣ２の電荷を速やかに放電させる。これにより図６の時刻ｔ４〜ｔ５に示すように、第１回路電圧Ｖ１が低下する。
【００８９】
Ｓ１２では、モータＥＣＵ７２は、第２電力回路３のメインコンタクタ３２ｍをオフにする指令を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信し、Ｓ１３に移る。これにより第２バッテリＥＣＵ７５は、メインコンタクタ３２ｍをオフにする。
【００９０】
ここで指令通りにメインコンタクタ３２ｍがオフになると、第２バッテリＢ２は第２電力線３１ｐから切り離される。また第２バッテリＢ２が第２電力線３１ｐから切り離されると、電圧変換器５の第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２（図３参照）の電荷が、例えば放電抵抗２５（図１参照）へ放電されるため、図６の時刻ｔ５〜ｔ６に示すように第１回路電圧Ｖ１が低下する。またメインコンタクタ３２ｍが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど低下しない。なお上記Ｓ１１では、急速放電処理を実行することによって第１回路電圧Ｖ１と第２回路電圧Ｖ２とが等しくなるまで第２平滑コンデンサＣ２の電荷を放電させている。このため、指令通りにメインコンタクタ３２ｍがオフになれば、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２の電荷は、第１電力回路２側に設けられた放電抵抗２５へ放電される。
【００９１】
Ｓ１３では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、メインコンタクタ３２ｍを初めてオフにする直前の電圧から判定電位差以上低下したか否かを判定する。Ｓ１３の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ１４に移る。Ｓ１４では、モータＥＣＵ７２は、メインコンタクタ３２ｍを初めてオフにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ１４の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ１３に戻る。
【００９２】
Ｓ１４の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、メインコンタクタ３２ｍは溶着故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【００９３】
Ｓ１３の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過する前に第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下した場合には、モータＥＣＵ７２は、メインコンタクタ３２ｍは正常である、より具体的にはメインコンタクタ３２ｍは溶着故障していないと判断し、Ｓ１５に移る。
【００９４】
Ｓ１５では、モータＥＣＵ７２は、第２電力回路３のプリチャージコンタクタ３２ｐをオンにする指令を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信し、Ｓ１６に移る。これにより第２バッテリＥＣＵ７５は、プリチャージコンタクタ３２ｐをオンにする。
【００９５】
ここで指令通りにプリチャージコンタクタ３２ｐがオンになると、第２バッテリＢ２は再び第２電力線３１ｐに接続される。また第２バッテリＢ２が第２電力線３１ｐに接続されると、電圧変換器５の第２平滑コンデンサＣ２及び第１平滑コンデンサＣ１が充電されるため、図６の時刻ｔ６〜ｔ７に示すように第１回路電圧Ｖ１が上昇する。またプリチャージコンタクタ３２ｐが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど上昇しない。
【００９６】
Ｓ１６では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、プリチャージコンタクタ３２ｐを初めてオンにする直前の電圧から判定電位差以上上昇したか否かを判定する。Ｓ１６の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ１７に移る。Ｓ１７では、モータＥＣＵ７２は、プリチャージコンタクタ３２ｐを初めてオンにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ１７の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ１６に戻る。
【００９７】
Ｓ１７の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上上昇しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、プリチャージコンタクタ３２ｐは断線故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【００９８】
Ｓ１８では、モータＥＣＵ７２は、第２電力回路３のサブコンタクタ３２ｓをオフにする指令を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信し、Ｓ１９に移る。これにより第２バッテリＥＣＵ７５は、サブコンタクタ３２ｓをオフにする。
【００９９】
ここで指令通りにサブコンタクタ３２ｓがオフになると、第２バッテリＢ２は第２電力線３１ｎから切り離される。また第２バッテリＢ２が第２電力線３１ｎから切り離されると、電圧変換器５の第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２（図３参照）の電荷が、例えば放電抵抗２５（図１参照）へ放電されるため、図６の時刻ｔ７〜ｔ８に示すように第１回路電圧Ｖ１が低下する。またサブコンタクタ３２ｓが指令通りにオフにならなかった場合、第１回路電圧Ｖ１はほとんど低下しない。
【０１００】
Ｓ１９では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１は、サブコンタクタ３２ｓを初めてオフにする直前の電圧から判定電位差以上低下したか否かを判定する。Ｓ１９の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２０に移る。Ｓ２０では、モータＥＣＵ７２は、サブコンタクタ３２ｓを初めてオフにしてから所定時間経過したか否かを判定する。Ｓ２０の判定結果がＮＯである場合、モータＥＣＵ７２は、Ｓ１９に戻る。
【０１０１】
Ｓ２０の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過しても第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下しなかった場合には、モータＥＣＵ７２は、Ｓ２２に移り、サブコンタクタ３２ｓは溶着故障したと判断し、Ｓ２３に移る。またＳ２３では、モータＥＣＵ７２は、残りのコンタクタを全てオフにした後、Ｓ２４に移る。
【０１０２】
Ｓ１９の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち所定時間経過する前に第１回路電圧Ｖ１が判定電位差以上低下した場合には、モータＥＣＵ７２は、サブコンタクタ３２ｓは正常である、より具体的にはサブコンタクタ３２ｓは溶着故障していないと判断し、Ｓ２１に移る。Ｓ２１では、モータＥＣＵ７２は、第２電力回路３のプリチャージコンタクタ３２ｐをオフにする指令を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信し、Ｓ２４に移る。これにより第２バッテリＥＣＵ７５は、プリチャージコンタクタ３２ｐをオフにし、これにより第２バッテリＢ２は、第２電力線３１ｐ，３１ｎから切り離される。
【０１０３】
Ｓ２４では、モータＥＣＵ７２は、第１回路電圧Ｖ１が予め定められた所定電圧以下になるまで第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２の電荷を放電させる急速放電処理を実行し、図５Ａ及び図５Ｂのシステム停止処理を終了する。この急速放電処理では、モータＥＣＵ７２は、例えば電力変換器４３のスイッチング制御を行ったり放電抵抗２５に電流を流したりすることによって、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２の電荷を速やかに放電させる。これにより図６の時刻ｔ８以降に示すように、第１回路電圧Ｖ１が低下する。
【０１０４】
以上のような電源システム１によれば、以下の効果を奏する。
（１）電源システム１では、第１バッテリＢ１がコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐを介して接続された第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第２バッテリＢ２がコンタクタ３２ｍ，３２ｓ，３２ｐを介して接続された第２電力線３１ｐ，３１ｎと、を電圧変換器５で接続する。またモータＥＣＵ７２は、システム停止時に、第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続された第２平滑コンデンサＣ２の電圧である第１回路電圧Ｖ１の変化に基づいてコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障の有無を判定する。またマネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、システム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器５を操作する。これによりシステム停止時には常に第１バッテリＢ１の静的電圧と第２バッテリＢ２の静的電圧との電位差を判定電位差以上確保できるので、システム停止処理では、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障の有無を適切に判定できる。またシステム稼働中は常に上記電位差を確保することにより、電源システム１を停止する指令が生じた場合には、直ちにコンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障の判定を開始することができる。
【０１０５】
（２）電源システム１において、第２蓄電器は電圧変換器を介して電力変換器及び駆動モータに接続されている。このため第２蓄電器から電力変換器及び駆動モータに電力を供給しようとすると、電圧変換器における損失が発生するため、電力変換器及び駆動モータにおいて要求される電力は、電源システム全体における損失を小さくするためには、できるだけ第１蓄電器から供給することが好ましい。しかしながら第２蓄電器の電力の出力を温存し続けると、第１蓄電器の静的電圧と第２蓄電器の静的電圧との電位差が小さくなってしまい、システム停止時には、故障判定処理によって第１及び第２コンタクタの故障の有無を適切に判定できなくなるおそれがある。
電源システム１において、マネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、システム稼働中に、第１バッテリＢ１の静的電圧がその使用電圧範囲内に定められたエンプティレベル以下になった場合には、第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２から多くの電力が出力されるように電圧変換器５を操作する。また電源システム１において、上記エンプティレベルは、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも判定電位差以上高くする。従って電源システム１によれば、第１バッテリＢ１の静的電圧がエンプティレベルより高い場合には、電源システム１全体における損失が小さくなるように第１バッテリＢ１から出力される電力で電力変換器４３及び駆動モータＭを駆動しつつ、第１バッテリＢ１の静的電圧がエンプティレベル以下になった場合には、システム停止時には常に第１バッテリＢ１の静的電圧と第２バッテリＢ２の静的電圧との電位差を判定電位差以上確保できるように第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２から多くの電力が出力されるように電圧変換器５を操作する。これにより、システム稼働中には、電源システム１全体の損失をできるだけ小さくしながら、システム停止処理では、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障の有無を適切に判定できる。
【０１０６】
（３）電源システム１において、第１バッテリＢ１は、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。すなわち電源システム１では、第１バッテリＢ１として容量型のものを用い、第２バッテリＢ２として出力型のものを用いる。また電源システム１において、出力型である第２バッテリＢ２は電圧変換器５を介して電力変換器４３及び駆動モータＭに接続されている。このような電源システム１では、電源システム１全体の損失ができるだけ小さくなるよう、電力変換器４３及び駆動モータＭで要求される電力が比較的小さい低負荷走行時には、第２バッテリＢ２を温存しながら主に第１バッテリＢ１から電力を出力させ、電力変換器４３及び駆動モータＭで要求される電力が比較的大きい高負荷走行時には、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の両方から電力を出力させる場合が多い。またこの場合、高負荷走行時には要求に応じた電力を第２バッテリＢ２から出力できるよう、システム稼働中における第２バッテリＢ２の充電率はその上限の近傍に維持される場合が多い。このように電源システム１では、出力型の第２バッテリＢ２の充電率は比較的高めに維持されるため、第２バッテリＢ２の静的電圧と第１バッテリＢ１の静的電圧とは接近しがちになりやすい。これに対し電源システム１においてマネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、システム稼働中は、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器５を操作する。これにより、電源システム１全体の損失をできるだけ小さくしながら、高負荷走行時には要求に応じた電力を第２バッテリＢ２から出力させ、さらにシステム停止処理では、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐ，３２ｍ，３２ｓ，３２ｐの故障の有無を適切に判定できる。
【０１０７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。
【０１０８】
例えば上記実施形態では、マネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、システム稼働中は、常に第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高い状態が維持されるように電圧変換器５を操作するが、本発明はこれに限らない。上記電位差は、遅くともシステム停止処理の実行時において、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐの故障を判定する前までに確保されていればよい。このため、マネジメントＥＣＵ７１及びコンバータＥＣＵ７３は、例えばシステム停止処理を開始した時に第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高くない場合には、コンタクタ２２ｍ，２２ｓ，２２ｐの故障の判定を開始する前に、例えば第２バッテリＢ２の電力を第１バッテリＢ１に供給し、第１バッテリＢ１を充電することによって、第１バッテリＢ１の静的電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧よりも判定電位差以上高くなるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
Ｖ…車両
Ｗ…駆動輪
Ｍ…駆動モータ
１…電源システム
２…第１電力回路
２１ｐ，２１ｎ…第１電力線
２２ｍ…メインコンタクタ（第１コンタクタ）
２２ｓ…サブコンタクタ（第１コンタクタ）
２２ｐ…プリチャージコンタクタ（第１コンタクタ）
Ｂ１…第１バッテリ（第１蓄電器）
３…第２電力回路
３１ｐ，３１ｎ…第２電力線
３２ｐ，３２ｎ…コンタクタ（第２電気機器）
３２ｍ…メインコンタクタ（第２コンタクタ）
３２ｓ…サブコンタクタ（第２コンタクタ）
３２ｐ…プリチャージコンタクタ（第２コンタクタ）
Ｂ２…第２バッテリ（第２蓄電器）
４…負荷回路
４３…電力変換器
５…電圧変換器
Ｃ２…第２平滑コンデンサ（コンデンサ）
７１…マネジメントＥＣＵ（制御手段）
７２…モータＥＣＵ（故障判定手段）
７３…コンバータＥＣＵ（制御手段）
７４…第１バッテリＥＣＵ（故障判定手段）
７５…第２バッテリＥＣＵ（故障判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2020202605.tif 000008
【図６】
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