(57)【要約】【課題】電気自動車の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することができる電気自動車のバッテリ制御装置を提供すること。【解決手段】電気自動車に搭載される複数のバッテリを充電する充電回路と、外部給電装置より受電する直流電流を前記充電回路に供給する電力供給回路と、前記複数のバッテリの接続状態を切換える接続状態切換え手段と、を含み、前記接続状態切換え手段は、前記電気自動車の走行時には前記複数のバッテリの接続状態を並列接続とし、前記外部給電装置による前記複数のバッテリの充電時には前記複数のバッテリの接続状態を直列接続とすること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車に搭載される複数のバッテリを充電する充電回路と、
外部給電装置より受電する直流電流を前記充電回路に供給する電力供給回路と、
前記複数のバッテリの接続状態を切換える接続状態切換え手段と、を含み、
前記接続状態切換え手段は、前記電気自動車の走行時には前記複数のバッテリの接続状態を並列接続とし、前記外部給電装置による前記複数のバッテリの充電時には前記複数のバッテリの接続状態を直列接続とする電気自動車のバッテリ制御装置。
【請求項２】
前記接続状態切換え手段は、前記複数のバッテリからなる蓄電部ごとに前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項１に記載の電気自動車のバッテリ制御装置。
【請求項３】
前記接続状態切換え手段は、前記蓄電部の外側において前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項２に記載の電気自動車のバッテリ制御装置。
【請求項４】
前記接続状態切換え手段は、前記蓄電部の内側において前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項２に記載の電気自動車のバッテリ制御装置。
【請求項５】
前記接続状態切換え手段は、前記電気自動車の受電口に対する前記外部給電装置の充電プラグの着脱を契機に前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気自動車のバッテリ制御装置。
【請求項６】
電気自動車に搭載される複数のバッテリを制御する電気自動車のバッテリ制御方法であって、
前記電気自動車の走行時には前記複数のバッテリの接続状態を並列接続に維持する並列接続維持ステップと、
外部給電装置による前記複数のバッテリの充電時には前記複数のバッテリの接続状態を直列接続に維持する直列接続維持ステップと、
前記複数のバッテリの接続状態を前記外部給電装置による前記複数のバッテリの充電前後において切換える接続状態切換えステップと、を含む電気自動車のバッテリ制御方法。
【請求項７】
前記並列接続維持ステップ及び直列接続維持ステップにおいては、前記複数のバッテリからなる蓄電部ごとに前記バッテリの接続状態を維持し、
前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部ごとに前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項６に記載の電気自動車のバッテリ制御方法。
【請求項８】
前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部の外側において前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項７に記載の電気自動車のバッテリ制御方法。
【請求項９】
前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部の内側において前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項７に記載の電気自動車のバッテリ制御方法。
【請求項１０】
前記接続状態切換えステップにおいては、前記電気自動車の受電口に対する前記外部給電装置の充電プラグの着脱を契機に前記複数のバッテリの接続状態を切換える請求項６乃至９のいずれか１項に記載の電気自動車のバッテリ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車のバッテリ制御装置及びバッテリ制御方法に係り、詳しくは、電気自動車に搭載されたバッテリの充放電の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関を有さず、搭載されたバッテリから供給される電力によって駆動する電気自動車や、発電用の内燃機関を備えるレジエクステンダー等の電気自動車が知られている。また、電気自動車普及の観点から、このような電気自動車の航続距離を延ばすことが要求され、当該要求を満たすための開発及び研究がなされている。例えば、特許文献１には、ギア機構を潤滑するオイルについて、その粘度の状態が高く維持されることを抑制することにより、航続距離を延ばすことができる電気自動車が開示されている。
【０００３】
そして、このような電気自動車においては、搭載されたバッテリを充電するために、車両外に設けられた外部給電装置によって直流電流をバッテリに供給するバッテリ充電方法が取られている。また、電気自動車普及の観点から、充電時間の短縮が要求され、当該要求を満たすための開発及び研究がなされている。例えば、特許文献２には、車両側に複数の交流給電口を設けることにより、得られる電流の最大値を大きくて充電時間を短縮することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３５５７９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５５４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリの電力を使用する放電ではバッテリから車両内部に搭載された各種の装置に電力が供給されることになるが、バッテリの充電では車両の外部からバッテリに電力が供給されるため、それぞれの電力供給経路及びバッテリに関連する装置が異なってくる。このため、航続距離を延ばすこと及び充電時間を短縮することの両方を満たすための研究及び開発はあまり行われていない。
【０００６】
しかしながら、環境への考慮を鑑みた更なる電気自動車普及の観点からは、航続距離を延ばすこと及び充電時間を短縮することの両方を満たすことが重要となり、その要求も高くなる。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電気自動車の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することができる電気自動車のバッテリ制御装置及びバッテリ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置は、電気自動車に搭載される複数のバッテリを充電する充電回路と、外部給電装置より受電する直流電流を前記充電回路に供給する電力供給回路と、前記複数のバッテリの接続状態を切換える接続状態切換え手段と、を含み、前記接続状態切換え手段は、前記電気自動車の走行時には前記複数のバッテリの接続状態を並列接続とし、前記外部給電装置による前記複数のバッテリの充電時には前記複数のバッテリの接続状態を直列接続とする。
【０００９】
本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置においては、並列状態に接続されたバッテリを電気自動車の動力源として使用することで、バッテリの電圧上昇を抑えることができ、バッテリ自体の消費電力を低減することができる。すなわち、電気自動車の走行中においては、バッテリにおける消費電力が抑制されることになり、電気自動車の航続距離性能を優れた状態に維持することができる。一方、直列状態に接続されたバッテリに充電する場合には、バッテリの接続状態を並列状態とする場合と比較してバッテリの電圧を上昇させることができる。すなわち、バッテリの充電時においては、外部給電装置からより高電圧にて充電が可能となり、並列状態での充電と比較して充電時間の短縮が可能になる。そして、当該バッテリの接続状態を接続状態切換え手段によって実現するため、電気自動車の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することが可能になる。
【００１０】
（２）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置は、上記（１）において、前記接続状態切換え手段は、前記複数のバッテリからなる蓄電部ごとに前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、充電の不要な蓄電部に対しても、無駄な接続状態の切換えが行われなくなり、より最適な充電を実現することが可能になる。
【００１１】
（３）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置は、上記（２）において、前記接続状態切換え手段は、前記蓄電部の外側において前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、蓄電部が故障した場合であっても、蓄電部のみを交換すればよいため、電気自動車のメンテナンス性を向上させることができる。また、蓄電部内の回路を簡素することができ、汎用性の高いバッテリの使用が可能になり、コストの低減を実現することができる。
【００１２】
（４）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置は、上記（２）において、前記接続状態切換え手段は、前記蓄電部の内側において前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、バッテリ周辺の回路構成をより簡素することができ、更には電気自動車に搭載する部品点数を削減することも可能になる。
【００１３】
（５）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御装置は、上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記接続状態切換え手段は、前記電気自動車の受電口に対する前記外部給電装置の充電プラグの着脱を契機に前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、電気自動車の充電者が接続状態を切換える必要がなくなり、バッテリの不適切な接続状態にて走行又は充電が行われることを防止できる。
【００１４】
（６）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法は、電気自動車に搭載される複数のバッテリを制御する電気自動車のバッテリ制御方法であって、前記電気自動車の走行時には前記複数のバッテリの接続状態を並列接続に維持する並列接続維持ステップと、外部給電装置による前記複数のバッテリの充電時には前記複数のバッテリの接続状態を直列接続に維持する直列接続維持ステップと、前記複数のバッテリの接続状態を前記外部給電装置による前記複数のバッテリの充電前後において切換える接続状態切換えステップと、を含む。
【００１５】
本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法においては、並列状態に接続維持されたバッテリを電気自動車の動力源として使用することで、バッテリの電圧上昇を抑えることができ、バッテリ自体の消費電力を低減することができる。すなわち、電気自動車の走行中においては、バッテリにおける消費電力が抑制されることになり、電気自動車の航続距離性能を優れた状態に維持することができる。一方、直列状態に接続維持されたバッテリに充電する場合には、バッテリの接続状態を並列状態とする場合と比較してバッテリの電圧を上昇させることができる。すなわち、バッテリの充電時においては、外部給電装置からより高電圧にて充電が可能となり、並列状態での充電と比較して充電時間の短縮が可能になる。そして、当該バッテリの接続状態を切換る接続状態切換えステップが適切に行われるため、電気自動車の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することが可能になる。
【００１６】
（７）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法は、上記（６）において、前記並列接続維持ステップ及び直列接続維持ステップにおいては、前記複数のバッテリからなる蓄電部ごとに前記バッテリの接続状態を維持し、前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部ごとに前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、充電の不要な蓄電部に対しても、無駄な接続状態の切換えが行われなくなり、より最適な充電を実現することが可能になる。
【００１７】
（８）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法は、上記（７）において、前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部の外側において前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、バッテリ周辺の回路構成をより簡素することができ、更には電気自動車に搭載する部品点数を削減することも可能になる。
【００１８】
（９）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法は、上記（８）において、前記接続状態切換えステップにおいては、前記蓄電部の内側において前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、蓄電部が故障した場合であっても、蓄電部のみを交換すればよいため、電気自動車のメンテナンス性を向上させることができる。また、蓄電部内の回路を簡素することができ、汎用性の高いバッテリの使用が可能になり、コストの低減を実現することができる。
【００１９】
（１０）本適用例に係る電気自動車のバッテリ制御方法は、上記（６）乃至（９）のいずれかにおいて、前記接続状態切換えステップにおいては、前記電気自動車の受電口に対する前記外部給電装置の充電プラグの着脱を契機に前記複数のバッテリの接続状態を切換えてもよい。これにより、電気自動車の充電者が接続状態を切換える必要がなくなり、バッテリの不適切な接続状態にて走行又は充電が行われることを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
上記手段を用いる本発明によれば、電気自動車の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ制御装置を備える電気自動車のシステム構成図である。
【図２】外部給電装置からの受電がない状態における高電圧蓄電部周辺の概略回路図である。
【図３】外部給電装置からの受電がある状況における高電圧蓄電部周辺の概略回路図である。
【図４】外部給電装置によるバッテリへの充電を説明するためのバッテリ周辺の回路図である。
【図５】車両走行時によるバッテリの放電を説明するためのバッテリ周辺の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態におけるバッテリ制御装置を備える電気自動車のシステム構成図であり、同図に基づき説明する。
【００２４】
図１に示す車両１は、走行駆動源としてのモータ２を備える電気自動車のトラック（すなわち、電気トラック）である。モータ２は例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能な電動機である。モータ２の出力軸はプロペラシャフト３を介して差動装置４が連結され、差動装置４には駆動軸５を介して左右の駆動輪６が連結されている。なお、車両１は、トラックタイプに限定されることなく、走行駆動源としてのモータを備えていれば、一般的な乗用自動車、バス、及びその他の自動車のタイプであってもよい。
【００２５】
モータ２にはインバータ・コンバータ（以下、単にインバータという）１０、ジャンクションボックス１１、及び充電回路１２を介して高電圧蓄電部１３が接続されている。高電圧蓄電部１３に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ２に供給され、モータ２が発生した駆動力は駆動輪６に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時（回生走行時）には、駆動輪６側からの逆駆動によりモータ２が発電機として作動する（回生運転）。モータ２が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪６側に伝達されると共に、モータ２が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されて、ジャンクションボックス１１及び充電回路１２を介して高電圧蓄電部１３に充電される。
【００２６】
ジャンクションボックス１１は、車両１に搭載された各種電気機器と接続されている。当該ジャンクションボックス１１の内部には、電路の断接を行う各種のスイッチ又はコンタクタ（電磁接触器）が設けられており、当該スイッチの切換え又は当該コンタクタの断接を行うことで、各種電気機器への電力の供給及び遮断を制御可能である。なお、ジャンクションボックス１１の詳細な構造については、後述する。
【００２７】
例えば、ジャンクションボックス１１には、クーラコンプレッサや、パワーステアリング装置のポンプ等の高圧補機類１４が接続されている。高圧補機類１４は高電圧蓄電部１３からの電力供給を受けることでそれぞれ作動する。
【００２８】
また、ジャンクションボックス１１には、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して低電圧蓄電部（いずれも図示せず）が接続されていてもよい。これにより、例えば、後述するＥＣＵ及びコネクタ等の低電圧で駆動する装置に適切な電力供給が可能になる。
【００２９】
更に、ジャンクションボックス１１には、受電口１５が電力供給回路１６を介して接続されている。これにより、ジャンクションボックス１１には、高電圧蓄電部１３を充電するための直流電流が外部給電装置２０から供給可能となる。本実施形態において、外部給電装置２０は、充電プラグ２１、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２、交流電源２３を備えている。このような構成から、充電プラグ２１を車両１の側面又は背面に設けられた受電口１５に差し込むことにより、交流電源２３から供給される交流電流がＡＣ−ＤＣコンバータ２２によって直流電流に変換され、当該直流電流が充電プラグ２１から車両１に供給されることになる。なお、外部給電装置２０には、例えば家庭用の１００Ｖ、２００Ｖの普通充電や、急速充電、非接触充電を適宜用いることができる。
【００３０】
電力供給回路１６は、受電口１５を介して外部給電装置２０より受電する直流電流をジャンクションボックス１１を介して充電回路１２に供給する。例えば、電力供給回路１６は、コイル、ダイオード、トランジスタ、及びコンデンサ等の電子部品が配設され、所望の特性を備える回路であってもよく、或いは単なる直流電流を一方向に供給する回路であってもよい。また、電力供給回路１６は、ジャンクションボックス１１内の所望の回路と共通化してもよい。すなわち、電力供給回路１６をジャンクションボックス１１内に設けてもよい。
【００３１】
そして、ジャンクションボックス１１には、充電回路１２を介して高電圧蓄電部１３が接続されている。このような接続構成により、充電回路１２には、電力供給回路１６からジャンクションボックス１１を介して直流電流が供給され、更に当該直流電流が高電圧蓄電部１３に供給されることになる。
【００３２】
充電回路１２は、例えば、コイル、ダイオード、トランジスタ、及びコンデンサ等の電子部品が配設され、所望の特性を備える回路であってもよく、或いは単なる直流電流を一方向に供給する回路であってもよい。また、充電回路１２は、ジャンクションボックス１１内の所望の回路と共通化してもよい。すなわち、充電回路１２をジャンクションボックス１１内に設けてもよい。
【００３３】
上述したように、本実施形態においては、高電圧蓄電部１３に蓄電された電力が、充電回路１２を介してジャンクションボックス１１に供給されるため、充電回路１２は放電回路としても機能することになる。なお、充電回路と放電回路とを独立して設けてもよい。
【００３４】
高電圧蓄電部１３は、後述する複数のバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄから構成されており、駆動源であるモータ２等に用いる走行用の電源である。また、高電圧蓄電部１３は、性能を発揮するのに適正な所定の作動温度範囲を有している。
【００３５】
図１に示すように、車両１には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ３０が搭載されている。本実施形態におけるＥＣＵ３０は主にジャンクションボックス１１を制御する制御ユニットであるが、車両１にはこの他にも種々のＥＣＵが設けられていてもよい。
【００３６】
ＥＣＵ３０は、上記高電圧蓄電部１３及び受電口１５と、電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、高電圧蓄電部１３の充電量に相当するＳＯＣ（State Of Charge）及びバッテリ温度等のバッテリ状態に関する情報を高電圧蓄電部１３から取得可能である。また、ＥＣＵ３０は、高電圧蓄電部１３に対する充電の進行状況等に係る情報も取得可能である。更に、ＥＣＵ３０は、受電口１５から外部給電装置２０の接続の有無についての情報も取得可能である。例えば、受電口１５には接触センサが設けられ、充電プラグ２１が受電口１５に接触することで、当該接触センサからのセンサ信号がＥＣＵ３０に供給され、外部給電装置２０が接続されていることをＥＣＵ３０が認識してもよい。
【００３７】
なお、ＥＣＵ３０は、ジャンクションボックス１１、充電回路１２、及び電力供給回路１６とも電気的に接続されていてもよい。このような場合には、各装置から供給される情報（例えば、直流電流値）に基づき、高電圧蓄電部１３に対する充電が的確に行われているか否か、更には充電が的確に行われていない原因等を解析することができる。
【００３８】
そして、ＥＣＵ３０は、ジャンクションボックス１１の作動を制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、ジャンクションボックス１１内のスイッチの切換え、又はコンタクタの断接の実行を命令するための制御信号を供給する。ジャンクションボックス１１は当該制御信号を受信すると、当該制御信号に対応する制御を開始し、各種電気機器への電力の供給及び遮断を行う。
【００３９】
次に、図２及び図３を参照しつつ、ジャンクションボックス１１による、高電圧蓄電部１３内の接続状態の切換えについて説明する。ここで、図２は、車両１が走行中であり、外部給電装置２０からの受電がない状態における高電圧蓄電部１３周辺の概略回路図である。一方、図３は、車両１が停車中であり、外部給電装置２０からの受電がある状況における高電圧蓄電部１３周辺の概略回路図である。
【００４０】
先ず、図２及び図３に示すように、高電圧蓄電部１３は４つのバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄを有している。ここで、バッテリモジュール１３ａは、例えばリチウムイオンバッテリをバッテリセルとして複数備える構造を有している。なお、バッテリモジュールの数量は４つに限定されることなく、高電圧蓄電部１３に要求される充電量、及び１つのバッテリモジュールの充電容量に応じて適宜変更することができる。
【００４１】
図２に示すように、車両１が走行中においては、ジャンクションボックス１１の制御により、４つのバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの接続状態は並列接続に維持されることになる（並列接続維持ステップ）。このような並列状態に接続されたバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄをモータ２の動力源として使用することで、高電圧蓄電部１３の電圧上昇を抑えることができ、高電圧蓄電部１３自体の消費電力を低減することができる。すなわち、車両１の走行中においては、高電圧蓄電部１３における消費電力が抑制されることになり、車両１の航続距離性能を優れた状態に維持することができる。
【００４２】
一方、図３に示すように、車両１が停車した状態において充電プラグ２１が受電口１５に差し込まれて高電圧蓄電部１３を充電する場合には、ジャンクションボックス１１の制御により、４つのバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの接続状態は直列接続に維持されることになる（直列接続維持ステップ）。これにより、充電プラグ２１より受電する直流電流が、電力供給回路１６及び充電回路１２を経由して、高電圧蓄電部１３に供給されることになる。
【００４３】
このような直列状態に接続されたバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄから高電圧蓄電部１３が構成されると、上述した並列状態の場合と比較して高電圧蓄電部１３の電圧を上昇させることができる。すなわち、高電圧蓄電部１３の充電時においては、外部給電装置２０からより高電圧にて充電が可能となり、並列状態での充電と比較して充電時間の短縮が可能になる。
【００４４】
なお、車両１の走行時において高電圧蓄電部１３からモータ２に流れる電流の値と、外部給電装置２０による車両１の充電時において高電圧蓄電部１３に流れる電流の値とは、同一になるように設定されている。当該設定については、例えば、ジャンクションボックス１１、充電回路１２、電力供給回路１６、及び外部給電装置２０により調整されてもよい。
【００４５】
ジャンクションボックス１１は、高電圧蓄電部１３の充電前後において、４つのバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの接続状態を切換えることになる（接続状態切換えステップ）。より具体的に、ジャンクションボックス１１は、受電口１５に対する充電プラグ２１の着脱を契機に当該接続状態を自動的に切換えてもよい。これにより、車両１の充電者が接続状態を切換える必要がなくなり、バッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの不適切な接続状態にて走行又は充電が行われることを防止できる。
【００４６】
以上のことから、本実施形態に係るジャンクションボックス１１は、車両１の走行時にはバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの接続状態を並列接続とし、外部給電装置２０によるバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの充電時にはバッテリモジュール１３ａ〜１３ｄの接続状態を直列接続とする接続状態切換え手段として機能することになる。このようなジャンクションボックス１１による当該接続状態切換え手段の実現により、車両１の航続距離走行性能を維持しつつ、充電時間を短縮することが可能になる。特に、充電時間については、従来（並列状態で充電する場合）の半分又はそれ未満の時間となり、充電時間の短縮が可能になる。
【００４７】
また、本実施形態においては、当該接続状態切換え手段として機能するジャンクションボックス１１を、高電圧蓄電部１３の外部に設けているため、高電圧蓄電部１３が故障した場合であっても、高電圧蓄電部１３のみを交換すればよいため、車両１のメンテナンス性を向上させることができる。また、高電圧蓄電部１３内の回路を簡素することができ、汎用性の高い高電圧蓄電部の使用が可能になり、コストの低減を実現することができる。
【００４８】
次に、図４及び図５を参照しつつ、複数のバッテリ（モジュールベースである場合又はより大型の蓄電体の場合も含む）の接続状態の切換えを行うジャンクションボックス１１の回路の一例を説明しつつ、図３とは異なる接続状態を維持する場合を説明する。ここで、図４は本実施形態に係るバッテリに対する外部給電装置による充電を説明するためのバッテリ周辺の回路図であり、図５は本実施形態に係るバッテリの車両走行時における放電を説明するためのバッテリ周辺の回路図である。
【００４９】
図４及び図５に示すように、ジャンクションボックス１１の入力端子１１ａには、受電口１５及び電力供給回路１６が接続され、出力端子１１ｂにはモータ２が接続されている。また、ジャンクションボックス１１の入出力端子１１ｃには、充電回路１２が接続されている。更に、ジャンクションボックス１１の内部には、４つのスイッチが設けられており、ＥＣＵ３０からのスイッチ制御信号によってスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が切り替わるような構成となっている。
【００５０】
一方、充電回路１２には４つのバッテリ４１、４２、４３、４４が接続されている。これらのバッテリには、複数のリチウムイオンバッテリがバッテリセルとして直列接続されて内蔵されている。なお、上述したように、当該バッテリは、上記のようにモジュール化してもよく、更に大型の蓄電体として形成されたものを使用してもよい。
【００５１】
外部給電装置２０による充電時においては、図４に示すように、電力供給回路１６のうち外部給電装置２０のプラス端子と電気的に接続されている配線（太い実線で示す）は、ジャンクションボックス１１内のスイッチＳ１を介してバッテリ４１、４２のプラス端子に接続される。また、バッテリ４１、４２のマイナス端子に接続されている配線（細い実線で示す）は、ジャンクションボックス１１内のスイッチＳ２、バイパス配線Ｗ１、スイッチＳ３を介してバッテリ４３、４４のプラス端子に接続される。更に、バッテリ４３、４４のマイナス端子に接続されている配線（細い実線で示す）は、スイッチＳ４を介して外部給電装置２０のマイナス端子と電気的に接続されることになる。
【００５２】
このようなジャンクションボックス１１の各スイッチ及び回路配線の状態においては、バッテリ４１とバッテリ４２との接続状態が並列接続となり、バッテリ４３とバッテリ４４との接続状態が並列接続となるとともに、バッテリ４１とバッテリ４２とからなる第１バッテリ群と、バッテリ４３とバッテリ４４からなる第１バッテリ群との接続状態が直列接続となる。従って、バッテリ４１〜４４の全てが並列に接続された状態よりも、４つのバッテリ４１〜４４からなる蓄電部の電圧をより高めることができ、急速な充電を行うことが可能になる。
【００５３】
一方、図５に示すような車両走行時における放電時においては、バッテリ４１、４２のプラス端子に接続された配線（太い実線で示す）は、スイッチＳ１を介してモータ２のプラス端子と電気的に接続される。また、バッテリ４３、４４のプラス端子に接続された配線（太い実線で示す）も、スイッチＳ３を介してモータ２のプラス端子と電気的に接続される。ここで、バッテリ４１、４２のプラス端子に接続された配線と、バッテリ４３、４４のプラス端子に接続された配線とは、ジャンクションボックス１１内で接続されており、共通回路が構成されている。一方、バッテリ４１、４２のマイナス端子に接続された配線（細い実線で示す）は、スイッチＳ２を介してモータ２のマイナス端子と電気的に接続される。また、バッテリ４３、４４のマイナス端子に接続された配線（補い実線で示す）も、スイッチＳ４を介してモータ２のマイナス端子と電気的に接続される。プラス側の配線構成と同様に、バッテリ４１、４２のマイナス端子に接続された配線と、バッテリ４３、４４のマイナス端子に接続された配線とは、ジャンクションボックス１１内で接続されており、共通回路が構成されている。
【００５４】
このようなジャンクションボックス１１の各スイッチ及び回路配線の状態においては、バッテリ４１〜バッテリ４４の接続状態が並列接続となる。従って、バッテリ４１〜４４の一部が直列に接続された状態よりも、４つのバッテリ４１〜４４からなる蓄電部の電圧をより下げることができ、消費電力の低下及び車両１の航続距離性能の向上を図ることができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態においては、ジャンクションボックス１１がバッテリモジュール又はバッテリの接続状態を切換える接続状態切換え手段として機能したが、ジャンクションボックス１１以外の部品を当該接続状態切換え手段として用いてもよい。例えば、ディストリビューションユニット又は単なるスイッチを当該接続状態切換え手段として用いてもよい。
【００５６】
また、高電圧蓄電部１３の数量は１つに限定されることなく、車両１の寸法、車両１に必要となる電力量、及び１つの高電圧蓄電部１３の充電容量等に応じて適宜増加することもできる。更に、モータ２、及び高圧補機類１４のそれぞれに対して個別の蓄電部が対応するように、高電圧蓄電部１３を２つ以上に分けてもよい。このような場合には、充電の不要な蓄電部に対しても、無駄な接続状態の切換えが行われなくなり、より最適な充電を実現することが可能になる。
【００５７】
そして、上述した実施形態においては、当該接続状態切換え手段として機能するジャンクションボックス１１が高電圧蓄電部１３の外側に設けられていたが、高電圧蓄電部１３の内側にスイッチを設け、当該スイッチを当該接続状態切換え手段として機能させてもよい。すなわち、バッテリの接続状態を切換える接続状態切換え手段は、バッテリモジュールや蓄電部内に設けられてもよい。これにより、回路構成をより簡素することができ、更には車両１に搭載する部品点数を削減することも可能になる。
【００５８】
また、バッテリの接続状態を切換えが可能であれば、車両１の外部に当該接続状態切換え手段を設けてもよい。これにより、車両１に搭載する部品点数を削減することができ、車両１のメンテナンス性を向上させることもできる。
【００５９】
更に、上述した実施形態においては、直流電流を車両１に供給していたが、交流電流を車両１に供給し、車両１内で交流電流を直流電流に変換してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１    車両
２    モータ
３    プロペラシャフト
４    差動装置
５    駆動軸
６    駆動輪
１０    インバータ・コンバータ（インバータ）
１１    ジャンクションボックス
１２    充電回路
１３    高電圧蓄電部
１４    高圧補機類
１５    受電口
１６    電力供給回路
２０    外部給電装置
２１    充電プラグ
２２    ＡＤ−ＤＣコンバータ
２３    交流電源
３０    ＥＣＵ
４１、４２、４３、４４    バッテリ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４    スイッチ
Ｗ１    バイパス配線
【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５】
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