(57)【要約】【課題】補機のバックアップ用の専用電源を追加することなく、補機に対する電力供給のバックアップを実現する。【解決手段】高圧バッテリ３０は、複数のバッテリセルＣのうちの高圧バッテリ３０の正極端子側の一部のバッテリセルＣからなる第１分電池３０Ａ、及び複数のバッテリセルＣのうちの他のバッテリセルＣからなる第２分電池３０Ｂとで構成されている。第１分電池３０Ａには、当該第１分電池３０Ａの出力電圧を電圧変換して補機４１に出力する第１ＤＣＤＣコンバータ３１が接続されている。第２分電池３０Ｂには、当該第２分電池３０Ｂの出力電圧を電圧変換して補機４１に出力する第２ＤＣＤＣコンバータ３２が接続されている。第２分電池３０Ｂは、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介することなく、補機４１のうちの保護補機４１Ｐに接続されている。【選択図】図１
2020124060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数のバッテリセルで構成された高圧バッテリと、
前記高圧バッテリよりも電圧の低い低圧バッテリと、
前記低圧バッテリからの電力供給を受けて動作する補機と
を備える車両用電源回路であって、
前記高圧バッテリは、前記複数のバッテリセルのうちの前記高圧バッテリの正極端子側の一部のバッテリセルからなる第１分電池、及び前記複数のバッテリセルのうちの他のバッテリセルからなる第２分電池とで構成され、
前記第１分電池には、当該第１分電池の出力電圧を電圧変換して前記補機に出力する第１ＤＣＤＣコンバータが接続され、
前記第２分電池には、当該第２分電池の出力電圧を電圧変換して前記補機に出力する第２ＤＣＤＣコンバータが接続され、
前記第１分電池及び前記第２分電池のうち、出力電圧が前記低圧バッテリの出力電圧に近い方の分電池は、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータを介することなく前記補機に接続されている
ことを特徴とする車両用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動源としてのモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に適用される電源回路が開示されている。この電源回路には、モータジェネレータと電力の授受を行う高圧バッテリが設けられている。高圧バッテリには、当該高圧バッテリの出力電圧を降圧して出力するＤＣＤＣコンバータが接続されている。ＤＣＤＣコンバータの出力側には、高圧バッテリよりも電圧の低い低圧バッテリが接続されている。また、ＤＣＤＣコンバータの出力側及び低圧バッテリには、車室灯などの各種の補機が接続されている。これら補機は、ＤＣＤＣコンバータや低圧バッテリからの電力供給を受けて動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６１０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような車両用電源回路において、ＤＣＤＣコンバータや低圧バッテリからの電力供給が絶たれても補機が動作できるように、当該補機にバックアップ用の電源を接続することが考えられる。しかしながら、バックアップ専用の電源を追加するとなると、当該電源を設置するためのスペースを確保したり、コストが上昇したりするため好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、直列に接続された複数のバッテリセルで構成された高圧バッテリと、前記高圧バッテリよりも電圧の低い低圧バッテリと、前記低圧バッテリからの電力供給を受けて動作する補機とを備える車両用電源回路であって、前記高圧バッテリは、前記複数のバッテリセルのうちの前記高圧バッテリの正極端子側の一部のバッテリセルからなる第１分電池、及び前記複数のバッテリセルのうちの他のバッテリセルからなる第２分電池とで構成され、前記第１分電池には、当該第１分電池の出力電圧を電圧変換して前記補機に出力する第１ＤＣＤＣコンバータが接続され、前記第２分電池には、当該第２分電池の出力電圧を電圧変換して前記補機に出力する第２ＤＣＤＣコンバータが接続され、前記第１分電池及び前記第２分電池のうち、出力電圧が前記低圧バッテリの出力電圧に近い方の分電池は、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータを介することなく前記補機に接続されている。
【０００６】
上記構成によれば、異常が発生していない通常時には、補機は、低圧バッテリ、第１ＤＣＤＣコンバータ、及び第２ＤＣＤＣコンバータのいずれかから電力供給を受けて動作する。仮に、低圧バッテリ、第１ＤＣＤＣコンバータ、及び第２ＤＣＤＣコンバータのすべてに異常が発生して、これらからの電力供給を受けられなくなっても、第１分電池及び第２分電池のうち、出力電圧が低圧バッテリの出力電圧に近い方の分電池から、電力の供給を受けることができる。すなわち、上記構成によれば、高圧バッテリを構成するバッテリセルの一部が、補機のバックアップ用の電源として機能する。したがって、補機のバックアップ用の専用電源を追加しなくても、補機に対する電力供給のバックアップを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態におけるハイブリッドシステム及び電源回路の概略構成図。
【図２】第２実施形態における電源回路の概略構成図。
【図３】変更例における電源回路の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
本発明の車両用電源回路をハイブリッド車両のハイブリッドシステムに適用した第１実施形態について説明する。図１に示すように、ハイブリッドシステムは、車両の駆動源としてエンジン１０を備えている。エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、トランスミッション１１等を介して駆動輪に駆動連結されている。また、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、第１プーリ１２に駆動連結されている。第１プーリ１２には、伝達ベルト１３が掛け回されている。なお、図示は省略するが、エンジン１０のクランクシャフト１０ａは、ベルト、プーリ、ギア（スプロケット）、チェーン等を介して、油圧を発生するための油圧ポンプやエアコンのコンプレッサ等にも駆動連結されている。
【０００９】
ハイブリッドシステムは、上記エンジン１０とは別の駆動源として、モータジェネレータ２０を備えている。モータジェネレータ２０は、いわゆる三相交流電動機である。モータジェネレータ２０の出力軸２０ａは、第２プーリ１４に駆動連結されている。第２プーリ１４には、伝達ベルト１３が掛け回されている。すなわち、モータジェネレータ２０は、第２プーリ１４、伝達ベルト１３、及び第１プーリ１２を介して、エンジン１０のクランクシャフト１０ａに駆動連結されている。
【００１０】
モータジェネレータ２０は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１４に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１３及び第１プーリ１２を介してエンジン１０のクランクシャフト１０ａに入力される。すなわち、この場合には、モータジェネレータ２０は、エンジン１０の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２０は、発電機として機能する場合には、エンジン１０のクランクシャフト１０ａの回転トルクが、第１プーリ１２、伝達ベルト１３、及び第２プーリ１４を介して、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａに入力される。そして、出力軸２０ａの回転に応じて、モータジェネレータ２０が発電する。
【００１１】
モータジェネレータ２０には、インバータ２１を介して、直流の電源回路ＰＳが接続されている。インバータ２１は、いわゆる双方向インバータであり、モータジェネレータ２０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して電源回路ＰＳに出力し、電源回路ＰＳからの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２０に出力する。なお、図１では、インバータ２１をモータジェネレータ２０とは別のものとして描いているが、インバータ２１がモータジェネレータ２０の筐体内に内蔵されていることもある。
【００１２】
電源回路ＰＳは、複数のバッテリセルＣ（単位セル）が複数直列に接続されることによって構成された高圧バッテリ３０を備えている。高圧バッテリ３０全体の公称の出力電圧は、４８〜５２Ｖになっている。この実施形態では、高圧バッテリ３０は、リチウムイオン二次電池である。
【００１３】
高圧バッテリ３０は、正極端子側の一部のバッテリセルＣからなる第１分電池３０Ａと、負極端子側の他のバッテリセルＣからなる第２分電池３０Ｂとに分けられている。第１分電池３０Ａと第２分電池３０Ｂとは直列接続されている。各分電池を構成するバッテリセルＣの数は、第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧が１２Ｖに近く、第１分電池３０Ａの公称の出力電圧が３６Ｖに近くなるように定められている。この実施形態では、第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧が１２Ｖを超え且つ１２Ｖに最も近くなるように、第２分電池３０ＢのバッテリセルＣの数が定められており、第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧は１３〜１５Ｖ程度である。
【００１４】
図示は省略するが、第１分電池３０Ａには、当該第１分電池３０Ａの端子間に流れる電流値や端子間の電圧値を検出するセンサが内蔵されている。第１分電池３０Ａのセンサは、電流値や電圧値の検出値を第１分電池情報ＩＦ１として出力する。同様に、第２分電池３０Ｂには、当該第２分電池３０Ｂの端子間に流れる電流値や端子間の電圧値を検出するセンサが内蔵されている。第２分電池３０Ｂのセンサは、電流値や電圧値の検出値を第２分電池情報ＩＦ２として出力する。
【００１５】
第１分電池３０Ａの正極端子は、電気的な導通・遮断を切り替える第１リレーＲ１を介してインバータ２１に接続されている。また、第２分電池３０Ｂの負極端子は、電気的な導通・遮断を切り替える第２リレーＲ２を介してインバータ２１に接続されている。すなわち、インバータ２１は、第１分電池３０Ａ及び第２分電池３０Ｂを合わせた高圧バッテリ３０全体に対して電力の授受を行う。
【００１６】
第１分電池３０Ａの正極端子は、上述した第１リレーＲ１を介して、第１ＤＣＤＣコンバータ３１の高電位側の入力端子に接続されている。また、第１分電池３０Ａの負極端子は、電気的な導通・遮断を切り替える第３リレーＲ３を介して第１ＤＣＤＣコンバータ３１の低電位側の入力端子に接続されている。したがって、第１ＤＣＤＣコンバータ３１には、第１分電池３０Ａの出力電圧に応じた電位差が入力される。第１ＤＣＤＣコンバータ３１は、降圧コンバータであり、第１分電池３０Ａの出力電圧に応じた電位差の入力を１２〜１４Ｖの電位差に降圧して出力する。
【００１７】
第１ＤＣＤＣコンバータ３１の低電位側の出力端子は、グランドラインに接続されている。第１ＤＣＤＣコンバータ３１の高電位側の出力端子には、低圧バッテリ４０の正極端子が接続されている。低圧バッテリ４０の負極端子は、グランドラインに接続されている。低圧バッテリ４０は、鉛蓄電池であり、その公称の出力電圧は約１２Ｖである。
【００１８】
第１ＤＣＤＣコンバータ３１の高電位側の出力端子には、低圧バッテリ４０に対して並列になるように、複数の補機４１が接続されている。すなわち、各補機４１の正極端子は、低圧バッテリ４０の正極端子に接続されており、各補機４１の負極端子は、グランドラインに接続されている。複数の補機４１のうちの一部は、第１ＤＣＤＣコンバータ３１や低圧バッテリ４０等からの電力の供給を絶たれた場合であっても機能できるように保護された保護補機４１Ｐとして取り扱われている。また、保護補機４１Ｐは、正常動作電圧が第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧を含むように構成されている。なお、図１では、補機４１を２つのみ図示している。また、２つの補機４１のうちの一つを保護補機４１Ｐとして図示している。
【００１９】
第２分電池３０Ｂの正極端子は、上述した第３リレーＲ３を介して第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の入力端子に接続されている。また、第２分電池３０Ｂの負極端子は、上述した第２リレーＲ２を介して第２ＤＣＤＣコンバータ３２の低電位側の入力端子に接続されている。したがって、第２ＤＣＤＣコンバータ３２には、第２分電池３０Ｂの出力電圧に電位差が入力される。第２ＤＣＤＣコンバータ３２は、降圧コンバータであり、第２分電池３０Ｂの出力電圧に応じた電位差の入力を１２〜１４Ｖの電位差に降圧して出力する。
【００２０】
第２ＤＣＤＣコンバータ３２の低電位側の出力端子は、グランドラインに接続されている。第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の出力端子には、低圧バッテリ４０の正極端子、保護補機４１Ｐを含む各補機４１の正極端子が接続されている。
【００２１】
第２分電池３０Ｂの正極端子は、上述した第３リレーＲ３を介して、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介することなく保護補機４１Ｐの正極端子に接続されている。すなわち、第２分電池３０Ｂの正極端子は、電圧変換機構等を介することなく保護補機４１Ｐに直結されている。なお、この実施形態では、保護補機４１Ｐにおいて第２分電池３０Ｂが直結されている正極端子と、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２が接続されている正極端子とが別の端子となっている。そして、保護補機４１Ｐには、一方の正極端子から他方の正極端子へと電流が流れることがないように整流回路が内蔵されている。
【００２２】
電源回路ＰＳにおける第１リレーＲ１、第２リレーＲ２、第３リレーＲ３、第１ＤＣＤＣコンバータ３１、及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２は、電子制御装置５０によって制御される。
【００２３】
電子制御装置５０には、第１分電池３０Ａに内蔵されているセンサから第１分電池情報ＩＦ１が入力される。電子制御装置５０は、第１分電池情報ＩＦ１に基づいて、第１分電池３０Ａの充電容量を算出する。なお、ここでいう充電容量とは、満充電時の蓄電量に対する現状の蓄電量の割合を示すものであり、例えば、百分率で算出されるものである。また、電子制御装置５０には、第２分電池３０Ｂに内蔵されているセンサから第２分電池情報ＩＦ２が入力される。電子制御装置５０は、第２分電池情報ＩＦ２に基づいて、第２分電池３０Ｂの充電容量を算出する。
【００２４】
電子制御装置５０は、算出した第１分電池３０Ａの充電容量及び第２分電池３０Ｂの充電容量に基づいて、第１ＤＣＤＣコンバータ３１の動作を制御するための第１制御信号Ｓ１を第１ＤＣＤＣコンバータ３１に出力する。同様に、電子制御装置５０は、算出した第１分電池３０Ａの充電容量及び第２分電池３０Ｂの充電容量に基づいて、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の動作を制御するための第２制御信号Ｓ２を出力する。
【００２５】
電子制御装置５０は、第１リレーＲ１の電気的な導通・遮断を切り替えるための第１スイッチング信号ＳＷ１を第１リレーＲ１に出力する。また、電子制御装置５０は、第２リレーＲ２の電気的な導通・遮断を切り替えるための第２スイッチング信号ＳＷ２を第２リレーＲ２に出力し、第３リレーＲ３の電気的な導通・遮断を切り替えるための第３スイッチング信号ＳＷ３を第３リレーＲ３に出力する。電子制御装置５０は、電源回路ＰＳにおける異常の有無、異常発生箇所に応じて、各リレーを制御する。
【００２６】
第１実施形態の作用及び効果について説明する。
先ず、電源回路ＰＳにおいて異常が発生してなく、当該電源回路ＰＳが正常に機能している場合について説明する。電源回路ＰＳに異常が検出されていない場合には、電子制御装置５０は、第１スイッチング信号ＳＷ１〜第３スイッチング信号ＳＷ３を通じて、第１リレーＲ１〜第３リレーＲ３をすべて導通状態に切り替える。この状態では、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力が供給される。また、これらに加え、各補機４１のうちの保護補機４１Ｐには、第２分電池３０Ｂからの電力が第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さずに供給される。したがって、保護補機４１Ｐには、４系統の電力が供給可能になっている。
【００２７】
また、電源回路ＰＳに異常が検出されていない場合には、電子制御装置５０は、第１制御信号Ｓ１及び第２制御信号Ｓ２を通じて、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を制御する。具体的には、電子制御装置５０は、第１分電池３０Ａの充電容量と第２分電池３０Ｂの充電容量を比較して、どちらが大きいかを判定する。そして、電子制御装置５０は、第１分電池３０Ａの充電容量の方が大きい場合には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１の出力電圧が第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力電圧よりも高くなるように制御する。これにより、第１分電池３０Ａの充電容量の減少割合が第２分電池３０Ｂの充電容量の減少割合よりも大きくなり、第１分電池３０Ａの充電容量が第２分電池３０Ｂの充電容量に近づいていく。一方、電子制御装置５０は、第２分電池３０Ｂの充電容量の方が大きい場合には、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力電圧が第１ＤＣＤＣコンバータ３１の出力電圧よりも高くなるように制御する。これにより、第２分電池３０Ｂの充電容量の減少割合が第１分電池３０Ａの充電容量の減少割合よりも大きくなり、第２分電池３０Ｂの充電容量が第１分電池３０Ａの充電容量に近づいていく。
【００２８】
次に、電源回路ＰＳにおいて異常が発生している場合について、異常発生箇所別に説明する。なお、特に言及がない限り、異常が発生していない場合と同様に、第１リレーＲ１〜第３リレーＲ３は導通状態に制御されているものとする。
【００２９】
・低圧バッテリ４０に異常がある場合
低圧バッテリ４０に異常が生じている場合には、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力は供給されなくなる。一方、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力が供給される。また、これらに加え、各補機４１のうちの保護補機４１Ｐには、第２分電池３０Ｂからの電力が第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さずに供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００３０】
・高圧バッテリ３０に異常がある場合
高圧バッテリ３０に異常が生じた場合には、電子制御装置５０は、第１スイッチング信号ＳＷ１及び第２スイッチング信号ＳＷ２を通じて、第１リレーＲ１及び第２リレーＲ２を遮断状態に切り替える。これにより、高圧バッテリ３０は、電源回路ＰＳから切り離された状態となる。この状態では、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１分電池３０Ａ及び第２分電池３０Ｂからの電力は供給されなくなる。その一方で、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力が供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００３１】
・第１分電池３０Ａから第１ＤＣＤＣコンバータ３１を経て補機４１へと至る導電経路、第２分電池３０Ｂから第２ＤＣＤＣコンバータ３２を経て補機４１へと至る導電経路に異常がある場合
上記のような異常が生じた場合には、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１分電池３０Ａからの電力及び第２分電池３０Ｂからの電力の少なくとも一方が供給されなくなる。また、異常の発生箇所によっては、例えば補機４１の正極端子の直前において異常が発生した場合には、その補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力も供給されなくなる。その一方で、第２分電池３０Ｂは、上記の各配線とは独立して保護補機４１Ｐに接続されている。したがって、保護補機４１Ｐには、第２分電池３０Ｂから電力が供給され、当該保護補機４１Ｐは動作可能である。
【００３２】
・第２分電池３０Ｂから各ＤＣＤＣコンバータを経ずに直接的に保護補機４１Ｐへと至る導電経路に異常がある場合
上記のような異常が生じている場合には、電子制御装置５０は、第３スイッチング信号ＳＷ３を通じて、第３リレーＲ３を遮断状態に切り替える。これにより、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力は供給されなくなる。また、第２分電池３０Ｂから直接的に補機４１に至る配線に異常があるため、第２分電池３０Ｂからの直接的な電力は供給されない。一方、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力が供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００３３】
以上のとおり、第１実施形態の電源回路ＰＳによれば、当該電源回路ＰＳに種々の異常が生じたとしても、保護補機４１Ｐに電力を供給することができ、保護補機４１Ｐの動作を継続させることができる。しかも、第１実施形態の電源回路ＰＳでは、高圧バッテリ３０のうちの第２分電池３０Ｂが、保護補機４１Ｐのバックアップ用の電源としても機能する。したがって、保護補機４１Ｐのバックアップ用の専用電源を追加しなくても、保護補機４１Ｐに対する電力供給のバックアップを実現できる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
本発明の車両用電源回路をハイブリッド車両のハイブリッドシステムに適用した第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。また、第１分電池３０Ａと第１ＤＣＤＣコンバータ３１との接続関係、第２分電池３０Ｂと第２ＤＣＤＣコンバータ３２との接続関係、第１ＤＣＤＣコンバータ３１と補機４１及び低圧バッテリ４０との接続関係は、第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００３５】
図２に示すように、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の入力端子と高電位側の出力端子とは、ダイオード６１を介して接続されている。ダイオード６１は、第２ＤＣＤＣコンバータの入力側から出力側からの電流の流れを許容し、出力側から入力側への電流の流れを遮断するように接続されている。これにより、第２分電池３０Ｂの正極端子は、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さずに、第３リレーＲ３及びダイオード６１を介して、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側に接続されている。
【００３６】
第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の出力端子は、電気的な導通・遮断を切り替える第４リレーＲ４を介して、低圧バッテリ４０の正極端子及び補機４１の正極端子に接続されている。すなわち、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の出力端子に対して、低圧バッテリ４０及び各補機４１が並列に接続されている。
【００３７】
第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の出力端子と第４リレーＲ４との間の接続ノードＮ１は、保護補機４１Ｐの正極端子に接続されている。すなわち、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の高電位側の出力端子は、第４リレーＲ４を介さずに、保護補機４１Ｐの正極端子に接続されている。なお、上述した第１実施形態と同様に、第２ＤＣＤＣコンバータ３２が接続されている保護補機４１Ｐの正極端子は、第１ＤＣＤＣコンバータ３１等が接続されている保護補機４１Ｐの正極端子とは別の端子となっている。
【００３８】
第２実施形態の作用及び効果について説明する。
先ず、電源回路ＰＳにおいて異常が発生してなく、当該電源回路ＰＳが正常に機能している場合について説明する。電源回路ＰＳに異常が検出されていない場合には、電子制御装置５０は、第１スイッチング信号ＳＷ１〜第４スイッチング信号ＳＷ４を通じて、第１リレーＲ１〜第４リレーＲ４をすべて導通状態に切り替える。この状態では、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力が供給される。また、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さない第２分電池３０Ｂからの電力が第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側において合流し、その合流した電力が、第４リレーＲ４を介して、各補機４１に供給される。また、これらに加え、各補機４１のうちの保護補機４１Ｐには、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側において合流した第２分電池３０Ｂからの電力が第４リレーＲ４を介さずに直接的に供給される。したがって、保護補機４１Ｐには、４系統の電力が供給可能になっている。なお、第２実施形態における第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２の制御は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
次に、電源回路ＰＳにおいて異常が発生している場合について、異常発生箇所別に説明する。なお、特に言及がない限り、異常が発生していない場合と同様に、第１リレーＲ１〜第４リレーＲ４は導通状態に制御されているものとする。
【００４０】
・低圧バッテリ４０に異常がある場合
低圧バッテリ４０に異常が生じている場合には、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力は供給されなくなる。一方、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力が供給される。また、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さない第２分電池３０Ｂからの電力が第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側において合流し、その合流した電力が、第４リレーＲ４を介して、各補機４１に供給される。また、これらに加え、各補機４１のうちの保護補機４１Ｐには、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側において合流した第２分電池３０Ｂからの電力が第４リレーＲ４を介さずに直接的に供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００４１】
・高圧バッテリ３０に異常がある場合
高圧バッテリ３０に異常が生じた場合には、電子制御装置５０は、第１スイッチング信号ＳＷ１及び第２スイッチング信号ＳＷ２を通じて、第１リレーＲ１及び第２リレーＲ２を遮断状態に切り替える。これにより、高圧バッテリ３０は、電源回路ＰＳから切り離された状態となる。この状態では、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１分電池３０Ａ及び第２分電池３０Ｂからの電力は供給されなくなる。その一方で、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力が供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００４２】
・第１分電池３０Ａから第１ＤＣＤＣコンバータ３１を経て補機４１へと至る配線、接続ノードＮ１から第４リレーＲ４を経て補機４１へと至る配線に異常がある場合
上記のような異常が生じた場合には、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１分電池３０Ａからの電力及び第２分電池３０Ｂからの電力の少なくとも一方が供給されなくなる。また、異常の発生箇所によっては、例えば補機４１の正極端子の直前において異常が発生した場合には、その補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力も供給されなくなる。その一方で、第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力端子は、第４リレーＲ４を介さずに独立して保護補機４１Ｐに接続されている。したがって、保護補機４１Ｐには、第２分電池３０Ｂからの電力が供給され、当該保護補機４１Ｐは動作可能である。
【００４３】
・第２ＤＣＤＣコンバータ３２に異常がある場合
第２ＤＣＤＣコンバータ３２に異常が生じた場合には、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂの電力は、供給されなくなる。その一方で、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａの電力、低圧バッテリ４０からの電力が供給される。また、第２分電池３０Ｂは、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さずに当該第２ＤＣＤＣコンバータ３２の出力側に接続されているので、複数の補機４１のうちの保護補機４１Ｐには、第２分電池３０Ｂからの電力が直接的に供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００４４】
・第２分電池３０Ｂから第２ＤＣＤＣコンバータ３２を経て、第４リレーＲ４を経ずに直接的に保護補機４１Ｐへと至る導電経路に異常がある場合
上記のような異常が生じている場合には、電子制御装置５０は、第３スイッチング信号ＳＷ３を通じて、第３リレーＲ３を遮断状態に切り替える。これにより、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介した第２分電池３０Ｂからの電力は供給されなくなる。また、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さない第２分電池３０Ｂからの電力も供給されなくなる。一方、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１には、低圧バッテリ４０からの電力が供給される。したがって、保護補機４１Ｐは、動作可能である。
【００４５】
以上のとおり、第２実施形態の電源回路ＰＳによれば、当該電源回路ＰＳに種々の異常が生じたとしても、保護補機４１Ｐに電力を供給することができ、保護補機４１Ｐの動作を継続させることができる。しかも、第２実施形態の電源回路ＰＳでは、高圧バッテリ３０のうちの第２分電池３０Ｂが、保護補機４１Ｐのバックアップ用の電源としても機能する。したがって、保護補機４１Ｐのバックアップ用の専用電源を追加しなくても、保護補機４１Ｐに対する電力供給のバックアップを実現できる。
【００４６】
各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態におけるハイブリッドシステムの構成は一例であり、適宜変更できる。例えば、モータジェネレータ２０の出力軸２０ａとが、エンジン１０のクランクシャフト１０ａに対して同軸に配置され、両者がクラッチ等を介して接続されていてもよい。また、エンジン１０のクランクシャフト１０ａとモータジェネレータ２０の出力軸２０ａとが歯車機構等を介して駆動連結されていてもよい。すなわち、エンジン１０及びモータジェネレータ２０を駆動源とするハイブリッドシステムであれば、上記各実施形態の電源回路ＰＳに関する技術を適用できる。
【００４７】
・高圧バッテリ３０の種類は、リチウムイオン二次電池に限らない。高圧バッテリ３０は、充電可能な電池であればよく、例えば、鉛蓄電池であってもよいし、ニッケル水素蓄電池であってもよい。
【００４８】
・また、高圧バッテリ３０の出力電圧は、低圧バッテリ４０の出力電圧よりも高ければ、適宜変更できる。例えば、高圧バッテリ３０の公称の出力電圧は、２４Ｖであってもよいし、数百Ｖであってもよい。
【００４９】
・高圧バッテリ３０を構成する第１分電池３０Ａ及び第２分電池３０Ｂの出力電圧も変更できる。例えば、第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧は、低圧バッテリ４０の公称の出力電圧よりも相応に高くてもよい。保護補機４１Ｐが第２分電池３０Ｂの出力電圧に耐えられるのであれば、第２分電池３０Ｂの出力電圧がそのまま保護補機４１Ｐに供給されるように構成してもよいし、例えば抵抗等を介在させて電圧を調整した上で、保護補機４１Ｐに供給されるように構成してもよい。また、第２分電池３０Ｂの公称の出力電圧は、低圧バッテリ４０の公称の出力電圧よりも低くてもよい。この場合、第２ＤＣＤＣコンバータ３２を、第２分電池３０Ｂの出力電圧を約１２Ｖに昇圧して出力する昇圧コンバータとして構成すればよい。
【００５０】
・第１分電池３０Ａ及び第２分電池３０Ｂのうち、第１分電池３０Ａの公称の出力電圧の方が低圧バッテリ４０の公称の出力電圧に近い場合、第１分電池３０Ａの正極端子を、第１ＤＣＤＣコンバータ３１及び第２ＤＣＤＣコンバータ３２を介さずに、保護補機４１Ｐに接続すればよい。
【００５１】
・低圧バッテリ４０の種類は、鉛蓄電池に限らない。低圧バッテリ４０は、充電可能な電池であればよく、例えば、リチウムイオン二次電池であってもよいし、ニッケル水素蓄電池であってもよい。また、低圧バッテリ４０は、高圧バッテリ３０と同種であってもよい。
【００５２】
・低圧バッテリ４０の公称の出力電圧も変更できる。低圧バッテリ４０の公称の出力電圧は、高圧バッテリ３０の公称の出力電圧よりも低いのであれば、２４Ｖや４８Ｖであってもよいし、それ以上であってもよい。
【００５３】
・各実施形態において、第１ＤＣＤＣコンバータ３１は、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１に接続されていたが、少なくとも保護補機４１Ｐに接続されていれば、一部の補機４１に接続されていなくてもよい。具体的には、図３に示す例では、第１ＤＣＤＣコンバータ３１の高電位側の出力端子は、補機４１のうちの保護補機４１Ｐの正極端子に接続されており、他の補機４１の正極端子には接続されていない。一方、第２分電池３０Ｂの正極端子は、第３リレーＲ３及びダイオード６１を介して、保護補機４１Ｐを含めた各補機４１の正極端子に接続されている。したがって、第１ＤＣＤＣコンバータ３１が接続されていない補機４１には、第２分電池３０Ｂからの電力が供給され、当該補機４１は動作可能である。また、保護補機４１Ｐにおいては、例えば、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力供給が断たれても、第２分電池３０Ｂからの電力供給を受けることができる。したがって、保護補機４１Ｐに対する電力供給のバックアップが実現できている。このように、保護補機４１Ｐに対して、第１ＤＣＤＣコンバータ３１を介した第１分電池３０Ａからの電力供給経路の他に、各ＤＣＤＣコンバータを介さずに第２分電池３０Ｂから保護補機４１Ｐへと至る電力供給経路が確保されていればよい。
【００５４】
・第１実施形態、第２実施形態、及び上記変更例で説明した電源回路ＰＳの回路構成は、あくまでも概念的に例示したものであり、必要に応じて、電圧調整用の抵抗、逆流防止用のダイオード、電気的な導通・遮断を切り替えるリレーなどを追加すればよい。
【００５５】
・第１実施形態及び第２実施形態において説明した各リレーの制御態様は変更できる。少なくとも保護補機４１Ｐに電力が供給できる経路が確保されていればよい。ただし、できるだけ異常発生箇所が保護補機４１Ｐへと至る電力供給経路から切り離されるように各リレーが制御されることが好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１０…エンジン、１０ａ…クランクシャフト、１１…トランスミッション、１２…第１プーリ、１３…伝達ベルト、２０…モータジェネレータ、２０ａ…出力軸、２１…インバータ、３０…高圧バッテリ、３０Ａ…第１分電池、３０Ｂ…第２分電池、３１…第１ＤＣＤＣコンバータ、３２…第２ＤＣＤＣコンバータ、４０…低圧バッテリ、４１…補機、４１Ｐ…保護補機、５０…電子制御装置、６１…ダイオード、ＰＳ…電源回路、Ｃ…バッテリセル、ＩＦ１…第１分電池情報、ＩＦ２…第２分電池情報、Ｒ１…第１リレー、Ｒ２…第２リレー、Ｒ３…第３リレー、Ｎ１…接続ノード、Ｓ１…第１制御信号、Ｓ２…第２制御信号、ＳＷ１…第１スイッチング信号、ＳＷ２…第２スイッチング信号、ＳＷ３…第３スイッチング信号、ＳＷ４…第４スイッチング信号。
【図１】
2020124060.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020124060.tif 000005