(57)【要約】【課題】過電流が生じた場合に電源システムを適正に保護することができる電源システムを提供する。【解決手段】スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂは、互いに並列に接続される複数のスイッチ部２５〜２８を有している。電源システムは、スイッチ部２５〜２８に流れる電流を検出する電流検出部６１，６２と、電流検出部６１，６２の検出信号が入力され、検出信号と所定の過電流判定値とを比較し、その比較の結果に基づいて、過電流発生の旨を示す過電流信号を出力する比較回路部４２と、過電流信号が入力された場合に、制御部１００による開指令とは独立してスイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおけるスイッチ部２５〜２８を開放させ、過電流を遮断する遮断回路部４３とを有する遮断部４０Ａ，４０Ｂと、を備え、複数のスイッチ部２５〜２８のうち、少なくともいずれかのスイッチ部に遮断部４０Ａ，４０Ｂが設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧源（１１，１２，１６）と、前記電圧源から電力を供給される電気負荷（１５）と、前記電圧源と前記電気負荷とを接続する電気経路（Ｌ２，Ｌ３）に設けられ、該電気経路を開放又は閉鎖する開閉部（ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂ，ＳＷ１１，ＳＷ１２）と、前記開閉部を開放させる開指令及び前記開閉部を閉鎖させる閉指令により前記開閉部の開閉を制御する制御部（１００）と、を備え、
前記制御部は、前記電圧源から前記開閉部を介して前記電気負荷へ給電が行われる負荷給電時において前記開閉部に過電流が流れていることを判定するとともに、その判定に基づく前記開指令により前記開閉部を開放させる電源システムであって、
前記開閉部は、互いに並列に接続される複数のスイッチ部（２５〜２８，８１〜８４）を有しており、
前記スイッチ部に流れる電流を検出する電流検出部（６１〜６４）と、
前記電流検出部の検出信号が入力され、前記検出信号と所定の過電流判定値とを比較し、その比較の結果に基づいて、過電流発生の旨を示す過電流信号を出力する比較回路部（４２）と、前記過電流信号が入力された場合に、前記制御部による開指令とは独立して前記開閉部における前記スイッチ部を開放させ、過電流を遮断する遮断回路部（４３）とを有する遮断部（４０，４０Ａ，４０Ｂ）と、
を備え、
前記複数のスイッチ部のうち、少なくともいずれかのスイッチ部に前記遮断部が設けられている電源システム。
【請求項２】
前記開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチ部を有しており、
前記遮断部は、前記ｎ個のスイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下のスイッチ部に設けられている請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記電気経路において、前記電気負荷と前記スイッチ部同士の接続点（Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ）よりも前記電気負荷側にヒューズ（５１，５３）を備える請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記電気経路における前記スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記スイッチ部の前記並列経路にヒューズ（５２Ａ）を備える請求項２に記載の電源システム。
【請求項５】
前記電気経路において、前記電気負荷と前記スイッチ部同士の接続点（Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ）よりも前記電気負荷側に第１ヒューズ（５１）を備えるとともに、前記電気経路における前記スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記スイッチ部の前記並列経路に第２ヒューズ（５２Ａ）を備え、
前記第１ヒューズの許容通電電流は、前記第２ヒューズの許容通電電流よりも大きく設定されている請求項２に記載の電源システム。
【請求項６】
前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の電気経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部（ＳＷ２Ａ，ＳＷ１１）及び第２開閉部（ＳＷ２Ｂ，ＳＷ１２）を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点（Ｎ２，Ｎ５）に前記電気負荷が接続され、
前記制御部は、前記閉指令及び前記開指令により前記各開閉部の開閉を制御し、
前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）の第１スイッチ部（２５，２６，８１，８２）を有しており、
前記遮断部は、前記ｎ個の第１スイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下の第１スイッチ部に設けられている請求項１に記載の電源システム。
【請求項７】
前記電気経路において、前記中間点よりも前記電気負荷側にヒューズ（５１，５３）を備える請求項６に記載の電源システム。
【請求項８】
前記電気経路における前記第１スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記第１スイッチ部の前記並列経路にヒューズ（５２Ａ）を備える請求項６又は７に記載の電源システム。
【請求項９】
前記開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチ部を有しており、
前記電流検出部は、前記各スイッチ部に流れる電流を個別に検出するものであって、
前記遮断部は、前記ｎ個のスイッチ部にそれぞれ設けられ、前記電流検出部により検出される前記各スイッチ部に流れる電流に基づいて当該スイッチ部を開放させる請求項１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、車両等に適用される電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電池と電気負荷とを接続する電気経路にスイッチを設け、当該スイッチを開閉させることで蓄電池の充放電を適正化する技術が提案されている。例えば特許文献１では、電気負荷に対して並列接続された鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池の２電源を備える電源システムにおいて、電気負荷と鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池とを接続する各電気経路にスイッチがそれぞれ設けられている。各スイッチの開閉は、制御部（マイクロコンピュータ）によって、各蓄電池の充電状態等に基づいて実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、上記電源システムにおいて、蓄電池から電気負荷への給電電流を増大させるためには、電気経路に設けられたスイッチを並列に接続させる構成が考えられる。この場合、電気負荷への給電時には、並列接続された複数のスイッチを同時に閉鎖（オン）することで、より大きな電流を流すことが可能となる。
【０００５】
ところで、かかる構成において、負荷給電時に電気負荷で地絡が生じると、電気的に導通している経路に過電流が流れる。このとき、並列接続された複数のスイッチにも過電流が流れることになる。かかる場合には、制御部によって過電流の発生が判定され、過電流が流れている電気経路のスイッチが開放されることで、過電流が遮断される。しかし、制御部による過電流の遮断に際しては、過電流発生の状態が所定時間継続されることの判定処理などが行われ、これによりスイッチの開放に遅れが生じることが考えられる。その結果、並列接続された複数のスイッチが破損することが懸念される。
【０００６】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、過電流が生じた場合に電源システムを適正に保護することができる電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の手段では、
電圧源（１１，１２，１６）と、前記電圧源から電力を供給される電気負荷（１５）と、前記電圧源と前記電気負荷とを接続する電気経路（Ｌ２，Ｌ３）に設けられ、該電気経路を開放又は閉鎖する開閉部（ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂ，ＳＷ１１，ＳＷ１２）と、前記開閉部を開放させる開指令及び前記開閉部を閉鎖させる閉指令により前記開閉部の開閉を制御する制御部（１００）と、を備え、
前記制御部は、前記電圧源から前記開閉部を介して前記電気負荷へ給電が行われる負荷給電時において前記開閉部に過電流が流れていることを判定するとともに、その判定に基づく前記開指令により前記開閉部を開放させる電源システムであって、
前記開閉部は、互いに並列に接続される複数のスイッチ部（２５〜２８，８１〜８４）を有しており、
前記スイッチ部に流れる電流を検出する電流検出部（６１〜６４）と、
前記電流検出部の検出信号が入力され、前記検出信号と所定の過電流判定値とを比較し、その比較の結果に基づいて、過電流発生の旨を示す過電流信号を出力する比較回路部（４２）と、前記過電流信号が入力された場合に、前記制御部による開指令とは独立して前記開閉部における前記スイッチ部を開放させ、過電流を遮断する遮断回路部（４３）とを有する遮断部（４０，４０Ａ，４０Ｂ）と、
を備え、
前記複数のスイッチ部のうち、少なくともいずれかのスイッチ部に前記遮断部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記電源システムにおいて過電流発生時の制御部による遮断処理では、過電流の判定処理等に時間を要するため、過電流が発生してから実際に開閉部が開放されるまでに時間がかかる。そのため、開閉部における複数のスイッチ部が破損するおそれがある。
【０００９】
この点、上記構成では、過電流発生時において、複数のスイッチ部のうち少なくともいずれかのスイッチ部に、制御部とは別の機構でスイッチ部を開放させる遮断部（電気回路）を設けた。この場合、制御部による遮断処理とは異なる別系統の回路部によって、過電流を検出するとともにスイッチ部を開放させることで、当該スイッチ部に流れる過電流を迅速に遮断することができる。これにより、スイッチ部を保護することができる。
【００１０】
第２の手段では、前記開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチ部を有しており、前記遮断部は、前記ｎ個のスイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下のスイッチ部に設けられている。
【００１１】
上記構成では、ｎ個のスイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下のスイッチ部に遮断部を設けるようにした。つまり、少なくとも１個のスイッチ部には遮断部が設けられていない。この場合、開閉部は遮断部が設けられていないスイッチ部を有することで、例えば、負荷給電時において瞬間的な過電流（ノイズ）が発生しそのノイズに反応して遮断部により一部のスイッチ部が開放されたとしても、他のスイッチ部によって電気負荷への給電を継続することができる。これにより、スイッチ部を保護しつつ、電気負荷へ安定した給電を行うことができる。
【００１２】
第３の手段では、前記電気経路において、前記電気負荷と前記スイッチ部同士の接続点（Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ）よりも前記電気負荷側にヒューズ（５１，５３）を備える。
【００１３】
上記構成では、電気経路において、電気負荷とスイッチ部同士の接続点よりも電気負荷側にヒューズを備える構成とした。この場合、過電流発生時にはそのヒューズが溶断されることで過電流が遮断され、遮断部が設けられていないスイッチ部を保護することができる。また、スイッチ部同士の接続点よりも電気負荷側にヒューズを設けたことで、万が一遮断部が正常に作動しなかった場合は、遮断部が設けられているスイッチ部の破損も防ぐことができる。これにより、開閉部における各スイッチ部を好適に保護することができる。
【００１４】
第４の手段では、前記電気経路における前記スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記スイッチ部の前記並列経路にヒューズ（５２Ａ）を備える。
【００１５】
上記構成では、遮断部が設けられていないスイッチ部の並列経路にヒューズを設けたため、過電流発生時にはそのヒューズが溶断されることで、当該スイッチ部を保護することができる。これにより、開閉部における各スイッチ部を好適に保護することができる。また、ヒューズが溶断された場合であっても、過電流の異常状態が解消した際には、遮断部が設けられているスイッチ部を介して電気負荷へ給電を行うことができる。
【００１６】
第５の手段では、前記電気経路において、前記電気負荷と前記スイッチ部同士の接続点（Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂ）よりも前記電気負荷側に第１ヒューズ（５１）を備えるとともに、前記電気経路における前記スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記スイッチ部の前記並列経路に第２ヒューズ（５２Ａ）を備え、前記第１ヒューズの許容通電電流は、前記第２ヒューズの許容通電電流よりも大きく設定されている。
【００１７】
上記構成では、遮断部が設けられていないスイッチ部の並列経路に第２ヒューズを設けるともに、電気負荷とスイッチ部同士の接続点よりも電気負荷側に第１ヒューズを設けたため、過電流発生時には第２ヒューズが溶断されることで、遮断部が設けられていないスイッチ部を保護することができ、また、万が一遮断部が正常に作動しなかった場合は、遮断部が設けられているスイッチ部も保護することができる。
【００１８】
さらに上記構成では、第１ヒューズの許容通電電流を、第２ヒューズの許容通電電流よりも大きくした。この場合、過電流発生時には、まず第２ヒューズが溶断され、第１ヒューズは溶断されない。そのため、その後において過電流の異常状態が解消した際には、遮断部が設けられているスイッチ部を介して電気負荷へ給電を行うことができる。
【００１９】
第６の手段では、前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池（１１）及び第２蓄電池（１２）を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の電気経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部（ＳＷ２Ａ，ＳＷ１１）及び第２開閉部（ＳＷ２Ｂ，ＳＷ１２）を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点（Ｎ２，Ｎ５）に前記電気負荷が接続され、前記制御部は、前記閉指令及び前記開指令により前記各開閉部の開閉を制御し、前記第１開閉部及び前記第２開閉部のうち前記第１開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）の第１スイッチ部（２５，２６，８１，８２）を有しており、前記遮断部は、前記ｎ個の第１スイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下の第１スイッチ部に設けられている。
【００２０】
上記構成では、第１開閉部において少なくとも１個の第１スイッチ部には遮断部が設けられていない。これにより、例えば、第１開閉部を介した負荷給電時において瞬間的な過電流（ノイズ）が発生し、そのノイズに反応して遮断部により一部の第１スイッチ部が開放されたとしても、他の第１スイッチ部によって電気負荷への給電を継続することができる。これにより、スイッチ部を保護しつつ、電気負荷へ安定した給電を行うことができる。
【００２１】
第７の手段では、前記電気経路において、前記中間点よりも前記電気負荷側にヒューズ（５１，５３）を備える。
【００２２】
上記構成では、電気経路において、中間点よりも電気負荷側にヒューズを備える構成とした。この場合、第１開閉部を介した負荷給電中に過電流が発生した場合には、そのヒューズが溶断されることで過電流が遮断され、遮断部が設けられていない第１スイッチ部を保護することができる。また、中間点よりも電気負荷側にヒューズを設けたことで、万が一遮断部が正常に作動しなかった場合は、遮断部が設けられている第１スイッチ部も保護することができる。一方、第２開閉部を介した負荷給電中に過電流が発生した場合においてもヒューズは溶断されるため、かかる場合には第２開閉部の各スイッチを保護することができる。これにより、各開閉部における各スイッチ部を好適に保護することができる。
【００２３】
第８の手段では、前記電気経路における前記第１スイッチ部同士の各並列経路のうち、前記遮断部が設けられていない前記第１スイッチ部の前記並列経路にヒューズ（５２Ａ）を備える。
【００２４】
上記構成では、遮断部が設けられていない第１スイッチ部の並列経路にヒューズを設けたため、第１開閉部を介した負荷給電中に過電流が発生した場合には、そのヒューズが溶断されることで、当該第１スイッチ部を保護することができる。これにより、第１開閉部における各第１スイッチ部を好適に保護することができる。また、ヒューズが溶断された場合であっても、過電流の異常状態が解消した際には、遮断部が設けられている第１スイッチ部を介して電気負荷へ給電を行うことができる。
【００２５】
第９の手段では、前記開閉部は、前記複数のスイッチ部としてｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチ部を有しており、前記電流検出部は、前記各スイッチ部に流れる電流を個別に検出するものであって、前記遮断部は、前記ｎ個のスイッチ部にそれぞれ設けられ、前記電流検出部により検出される前記各スイッチ部に流れる電流に基づいて当該スイッチ部を開放させる。
【００２６】
上記構成では、ｎ個のスイッチ部すべてに遮断部を設けたため、過電流発生時には、開閉部のすべてのスイッチ部を迅速に開放させることができる。また、遮断部は、各スイッチ部にそれぞれ設けられ、各スイッチ部に流れる電流に基づいて当該スイッチ部を開放させるため、互いに独立した構成となっている。そのため、例えば負荷給電時において、一部の遮断部が故障し意図せずスイッチ部が開放されたとしても、他のスイッチ部によって電気負荷への給電を継続することができる。これにより、スイッチ部を保護しつつ、電気負荷へ安定した給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図２】遮断部の構成を説明するための図。
【図３】鉛蓄電池から電気負荷への電力供給を示す図。
【図４】第１実施形態におけるスイッチ部の保護を説明するためのタイムチャート。
【図５】第２実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図６】第３実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図７】第４実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図８】第５実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に示すように、本電源システムは、第１蓄電池としての鉛蓄電池１１と第２蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池１２とを有する２電源システムである。各蓄電池１１，１２からはスタータ１３や、各種の電気負荷１４，１５、回転電機１６への給電が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては回転電機１６による充電が可能となっている。本システムでは、回転電機１６に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されるとともに、電気負荷１４，１５に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されている。
【００３０】
図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。電池ユニットＵは、出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ０を有しており、このうち出力端子Ｐ１，Ｐ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３と電気負荷１４とが接続され、出力端子Ｐ２に回転電機１６が接続され、出力端子Ｐ３に電気負荷１５が接続されている。
【００３１】
各電気負荷１４，１５は、各蓄電池１１，１２から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷１４は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１５は被保護負荷とも言える。また、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷１４は、電気負荷１５に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。
【００３２】
定電圧要求負荷である電気負荷１５の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷１５として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷１４の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
【００３３】
回転電機１６は、３相交流モータとそのモータの駆動を制御するモータ制御部とを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。回転電機１６は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機１６の力行機能により、アイドリングストップ中、自動停止されているエンジンを再始動させる際にエンジンに回転力が付与される。回転電機１６は、発電電力を各蓄電池１１，１２や電気負荷１４，１５に供給する。
【００３４】
次に、電池ユニットＵの電気的構成について説明する。
【００３５】
電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、出力端子Ｐ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ第１電気経路Ｌ１を有しており、その第１電気経路Ｌ１の中間点である接続点Ｎ１に出力端子Ｐ２が接続されている。この場合、第１電気経路Ｌ１は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを電気的に繋ぐ経路であり、第１電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１に回転電機１６が接続されている。第１電気経路Ｌ１において、接続点Ｎ１よりも鉛蓄電池１１の側に第１ＡスイッチＳＷ１Ａが設けられ、接続点Ｎ１よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第１ＢスイッチＳＷ１Ｂが設けられている。
【００３６】
また、電池ユニットＵには、第１電気経路Ｌ１に並列に第２電気経路Ｌ２が設けられており、その第２電気経路Ｌ２の中間点である接続点Ｎ２に出力端子Ｐ３が接続されている。なお、第２電気経路Ｌ２の一端は、第１電気経路Ｌ１上において出力端子Ｐ１と第１ＡスイッチＳＷ１Ａとの間の分岐点Ｎ３に接続され、他端は、第１電気経路Ｌ１上において第１ＢスイッチＳＷ１Ｂとリチウムイオン蓄電池１２との間の分岐点Ｎ４に接続されている。第２電気経路Ｌ２において、接続点Ｎ２よりも鉛蓄電池１１の側に第２ＡスイッチＳＷ２Ａが設けられ、接続点Ｎ２よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第２ＢスイッチＳＷ２Ｂが設けられている。この場合、第２電気経路Ｌ２は、各蓄電池１１，１２と電気負荷１５とを電気的に繋ぐ経路である。
【００３７】
各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂは、それぞれＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、言うなればノーマリオープン式のスイッチである。具体的には、例えば第２ＡスイッチＳＷ２Ａは、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部２５と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部２６とを有し、これら各スイッチ部２５，２６が互いに並列接続されることで構成されている。より詳しくは、スイッチ部２５が設けられた並列経路とスイッチ部２６が設けられた並列経路は、一端が分岐点Ｎ３と各スイッチ部２５，２６同士の接続点Ｎ３Ａで接続され、他端が電気負荷１５と各スイッチ部２５，２６同士の接続点Ｎ２Ａで接続される。
【００３８】
なお、他のスイッチも同様の構成を有している。すなわち、第１ＡスイッチＳＷ１Ａは、スイッチ部２１，２２が並列接続されることで構成され、第１ＢスイッチＳＷ１Ｂは、スイッチ部２３，２４が並列接続されることで構成され、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂは、スイッチ部２７，２８が並列接続されることで構成されている。
【００３９】
上記の各スイッチ部２１〜２８では、寄生ダイオードの向きを互いに逆にする一対の半導体スイッチング素子をそれぞれ有することから、例えば第１ＡスイッチＳＷ１Ａがオフ（開放）となった場合、つまり各半導体スイッチング素子がオフとなった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、各電気経路Ｌ１，Ｌ２において意図せず電流が流れることを回避できる。
【００４０】
なお、図１では、各スイッチ部２１〜２８において、半導体スイッチング素子は寄生ダイオードが互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードのカソード同士が接続されるようにしてもよい。半導体スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードを各半導体スイッチング素子にそれぞれ並列に接続させればよい。
【００４１】
また、第１電気経路Ｌ１において第１ＡスイッチＳＷ１Ａの一端側と他端側との間にはバイパス経路Ｌ１１が設けられ、そのバイパス経路Ｌ１１に、ノーマリクローズ式のバイパスリレー３１とヒューズ３２とが設けられている。また、接続点Ｎ１と接続点Ｎ２とを繋ぐバイパス経路Ｌ１２にはバイパスリレー３３が設けられている。本構成では、鉛蓄電池１１と電気負荷１５との間に、バイパスリレー３１とバイパスリレー３３とが直列に設けられている。なお、ヒューズ３２は、電池ユニットＵの外部に設けられていてもよいし、電池ユニットＵの内部に設けられていてもよい。
【００４２】
バイパスリレー３１を閉鎖することで、第１ＡスイッチＳＷ１Ａがオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と回転電機１６とが電気的に接続される。また、両方のバイパスリレー３１，３３を閉鎖することで、各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂが全てオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされている状態では、各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂがオフ（閉鎖）されており、かかる状態では、バイパスリレー３１，３３を介して電気負荷１５に対して暗電流が供給される。
【００４３】
電池ユニットＵは、各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂ、及び各バイパスリレー３１，３３の開閉を制御する制御部１００を備えている。制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。制御部１００には、電池ユニットＵ外のＥＣＵ２００が接続されている。つまり、これら制御部１００及びＥＣＵ２００は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部１００及びＥＣＵ２００に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。
【００４４】
制御部１００は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態や、上位制御装置であるＥＣＵ２００からの指令信号に基づいて、各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂ、及び各バイパスリレー３１，３３の開閉を制御する。具体的には、制御部１００は、各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂを開放させる開指令、及び各スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂを閉鎖させる閉指令により、各スイッチの開閉を制御する。
【００４５】
スイッチの開閉について、図２を用いて説明する。スイッチを閉鎖させる際には、制御部１００は駆動回路７２に閉指令を出力する。そして、駆動回路７２によって、対応するスイッチ（図２では第２ＡスイッチＳＷ２Ａ）の半導体スイッチング素子のゲート信号、つまり閉鎖駆動信号が出力される。具体的には、例えば１０Ｖに昇圧生成されたゲート電圧が出力されることで、対応するスイッチ、つまり各半導体スイッチがオンされる。一方、スイッチを開放させる際には、制御部１００は駆動回路７２への閉指令の出力を停止する。
【００４６】
制御部１００は、第２ＡスイッチＳＷ２Ａ及び第２ＢスイッチＳＷ２Ｂを選択的に閉鎖させることで、鉛蓄電池１１又はリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５へ電力が常時供給されるようにしている。例えば、図３には第２ＡスイッチＳＷ２Ａを閉鎖（オン）させて、鉛蓄電池１１から電気負荷１５へ給電を行っている状態を示している。
【００４７】
ところで、電気負荷１５への給電時において電気負荷１５で地絡が発生すると、電気的に導通している経路に過電流が流れる。例えば、図３の場合には第２ＡスイッチＳＷ２Ａを介して鉛蓄電池１１から電気負荷１５に至る経路で過電流が流れることになる。このように過電流が生じた場合、従来の電源システムでは、制御部１００によるフェイルセーフ処理（遮断処理）が実施される。かかるフェイルセーフ処理について以下に説明する。
【００４８】
第２電気経路Ｌ２には、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂに流れる電流を検出する電流検出部がそれぞれ設けられている。図２では、第２ＡスイッチＳＷ２Ａのスイッチ部２６を構成するスイッチング素子２６ａとスイッチング素子２６ｂとの間に電流検出部６１が設けられ、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂのスイッチ部２８を構成するスイッチング素子２８ａとスイッチング素子２８ｂとの間に電流検出部６２が設けられている。
【００４９】
第２ＡスイッチＳＷ２Ａを介した負荷給電時において、電流検出部６１から出力される検出値（電流値）は、第１フィルタ７１に入力される。第１フィルタ７１は、ローパスフィルタであり、ここでは検出値の変化を抑制するために第１なまし処理が実施される。そして、第１なまし処理が実施された検出信号が制御部１００に入力され、その検出信号に基づいて過電流が流れていることが判定される。具体的には、入力された電流値（検出信号）が閾値Ｔｈ１よりも大きくなっている状態が所定時間継続した場合に、過電流が流れていると判定される。そして、制御部１００は、過電流が流れていると判定すると、駆動回路７２に第２ＡスイッチＳＷ２Ａ、つまりスイッチ部２５，２６の開指令を出力する。そして、この開指令に基づいて第２ＡスイッチＳＷ２Ａが開放（オフ）されることで、過電流が遮断される。なお、他のスイッチに対しても同様に、制御部１００によるフェイルセーフ処理が実施される。
【００５０】
このフェイルセーフ処理では、過電流発生の状態が所定時間継続されることの判定処理などが行われ、過電流が生じてから実際にスイッチが開放されるまでに時間がかかる。そのため、過電流発生時において、例えば第２ＡスイッチＳＷ２Ａの各スイッチ部２５，２６や、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂの各スイッチ部２７，２８が故障するおそれがある。また、制御部１００における演算負荷等によってはフェイルセーフ処理自体に遅れが生じ、各スイッチ部の開放がさらに遅れることも考えられる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおける複数のスイッチ部のうち少なくともいずれかのスイッチ部に対して、制御部１００とは別の機構でスイッチ部を開放させる遮断部４０（電気回路）を設けた。具体的には、図２に示すように、第２ＡスイッチＳＷ２Ａにおいてスイッチ部２５，２６のうちスイッチ部２６に対して遮断部４０Ａを設け、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂにおいてスイッチ部２７，２８のうちスイッチ部２８に対して遮断部４０Ｂを設けた。この場合、電気回路により構成されるハードウェアである遮断部４０Ａ，４０Ｂを用いることにより、制御部１００によるフェイルセーフ処理に比べてより迅速に当該スイッチ部に流れる過電流を遮断することができる。
【００５２】
本実施形態において、第２ＡスイッチＳＷ２Ａが「第１開閉部」に相当し、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂが「第２開閉部」に相当する。また、スイッチ部２５，２６が「第１スイッチ部」に相当し、スイッチ部２７，２８が「第２スイッチ部」に相当する。なお、図２では、説明の便宜上、遮断部４０をそれぞれ遮断部４０Ａ，４０Ｂとしている。
【００５３】
ここで、遮断部４０Ａは、電流検出部６１の検出信号と所定の過電流判定値とを比較し、その比較の結果に基づいて過電流発生の旨を示す過電流信号を出力する比較回路部４２と、過電流信号が入力された場合に、制御部１００による開指令とは独立してスイッチ部２６を開放させて過電流を遮断する遮断回路部４３とを有している。なお、図２では省略するが、遮断部４０Ｂも同様の構成を有している。
【００５４】
以下に、遮断部４０Ａによるスイッチ部２６の強制遮断について説明する。ここで、電流検出部６１から出力される検出値（電流値）は、第１フィルタ７１に入力されるとともに、第２フィルタ４１にも入力される。第２フィルタ４１は、ローパスフィルタであり、ここでは検出値の変化を抑制するために第２なまし処理が実施される。なお、本実施形態では、第１なまし処理のなまし度合に比べて、第２なまし処理のなまし度合の方が小さくなるように設定されている。すなわち、第２フィルタ４１から出力される検出信号（電流値Ｉｂ）は、第１フィルタ７１から出力される検出信号（電流値Ｉａ）よりも応答性が良いものとなっている。
【００５５】
そして、第２フィルタ４１から出力される検出信号は、比較回路部４２に入力される。比較回路部４２は、コンパレータ４２ａとラッチ回路４２ｂとを有している。コンパレータ４２ａでは、第２なまし処理が実施された電流値Ｉｂと、閾値Ｔｈ２とが大小比較される。閾値Ｔｈ２は、過電流が流れていることを判定できる過電流判定値として設けられるものであって、通常時の電流の使用領域に電流検出部のばらつきを考慮した値となっている。ここでは、閾値Ｔｈ２は数百Ａに設定される。なお、閾値Ｔｈ２と閾値Ｔｈ１は、同じ値であってもよく、互いに異なる値であってもよい。例えば、閾値Ｔｈ２を閾値Ｔｈ１よりも大きい値としてもよく、又、閾値Ｔｈ２を閾値Ｔｈ１よりも小さい値としてもよい。コンパレータ４２ａは、入力された電流値Ｉｂが閾値Ｔｈ２を超えるとハイ状態の信号、すなわち過電流信号をラッチ回路４２ｂに出力する。
【００５６】
ラッチ回路４２ｂは、例えばフリップフロップ回路を用いて構成されており、コンパレータ４２ａから出力される信号を保持できるようになっている。そのためコンパレータ４２ａから出力される信号がハイ状態の信号である間、そのハイ状態の信号が保持される。つまり過電流が検出された場合、比較回路部４２から過電流信号が出力される。
【００５７】
そして、比較回路部４２から出力された過電流信号は、遮断回路部４３に入力される。遮断回路部４３は、遮断回路４３ａとバイポーラトランジスタ４３ｂとを有している。遮断回路４３ａは過電流信号に基づいて、バイポーラトランジスタ４３ｂのベース信号を出力する。これにより、バイポーラトランジスタ４３ｂが閉鎖（オン）される。バイポーラトランジスタ４３ｂのコレクタ側は、駆動回路７２が出力するスイッチ部２６のゲート信号の信号経路に接続されている。一方、エミッタ側は、グランドに接続されている。そのため、遮断回路部４３に過電流信号が入力されるとバイポーラトランジスタ４３ｂがオン状態となり、スイッチ部２６の閉鎖駆動信号に基づく電圧がグランドレベルに落ちる。つまり、スイッチ部２６の閉指令が強制的に無効化（停止）される。これにより、スイッチ部２６が開放され、過電流が遮断される。なお、バイポーラトランジスタ４３ｂに代えて、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等を用いることも可能である。
【００５８】
このように、遮断部４０Ａ，４０Ｂによる強制遮断では、制御部１００のフェイルセーフ処理に比べて、迅速に電源システムを保護することができる。この場合、制御部１００のフェイルセーフ処理は確実性を優先した制御であるのに対して、本実施形態における強制遮断は、迅速性を優先した制御であるとみなすことができる。
【００５９】
本実施形態では、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおいてそれぞれ２並列のスイッチ部のうち一方のスイッチ部２６，２８には遮断部４０Ａ，４０Ｂを設け、他方のスイッチ部２５，２７には遮断部を設けていない。つまり、各スイッチにおけるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチ部のうちゼロよりも大きくてかつｎ−１個以下のスイッチ部に遮断部４０を設けている。言い換えると、各スイッチにおいて少なくとも１個のスイッチ部には遮断部４０を設けていない。ここで、遮断部４０は、迅速性を優先した電気回路であるため、例えば負荷給電時における瞬間的な過電流（ノイズ）に反応して、意図せずスイッチ部を開放させてしまうことが考えられる。そのため、スイッチ部２５，２７に対しては遮断部を設けないことで、負荷給電時にノイズが発生した場合であっても、スイッチ部２５又はスイッチ部２７を介して電気負荷１５への給電を継続することができる。
【００６０】
また、本実施形態における電源システムでは、第２電気経路Ｌ２において接続点Ｎ２よりも電気負荷１５側にヒューズ５１が設けられている。より詳しくは、出力端子Ｐ３と電気負荷１５の間にヒューズ５１が設けられている。そのため、過電流発生時には、このヒューズ５１が溶断されることによってスイッチ部２５，２７が保護される。この場合、第２ＡスイッチＳＷ２Ａに関して言えば、スイッチ部２６は遮断部４０Ａにより開放されることで保護され、スイッチ部２５はヒューズ５１が溶断されることで保護される。また、万が一遮断部４０Ａが正常に作動しなかった場合には、ヒューズ５１が溶断されることによってスイッチ部２６も保護されることになる。
【００６１】
続いて、図４のタイミングチャートを用いて、本実施形態におけるスイッチ部２５，２６の保護について説明する。図４では、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への給電時に電気負荷１５で地絡が生じた場合を想定しており、タイミングチャートの開始時において、第２ＡスイッチＳＷ２Ａ（スイッチ部２５，２６）はオン状態、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂ（スイッチ部２７，２８）はオフ状態となっている。なお、図中のスイッチ部２５，２６の電流値を示すグラフの実線は、比較回路部４２に入力される検出信号に基づく値Ｉｂを示している。つまり、第２なまし処理が実施された電流値を示している。また、同グラフの一点鎖線は、制御部１００に入力される検出信号に基づく値Ｉａを示している。
【００６２】
タイミングｔ１１において電気負荷１５で地絡が発生するとスイッチ部２５，２６を流れる電流が大きくなる。そして、タイミングｔ１２にてスイッチ部２６の電流値Ｉｂが閾値Ｔｈ２を上回ると、比較回路部４２のコンパレータ４２ａの出力信号がハイの状態となり、過電流信号として直ちに遮断回路部４３へ出力される。
【００６３】
そして、過電流信号に基づいて、タイミングｔ１３にて遮断回路部４３によりスイッチ部２６の閉指令が停止されることで、スイッチ部２６が開放（オフ）される。これにより、スイッチ部２６における過電流が遮断され、スイッチ部２６が保護される。一方、遮断部４０Ａが設けられていないスイッチ部２５には、引き続き電流が流れる。そして、タイミングｔ１４においてヒューズ５１が溶断されるとスイッチ部２５における過電流が遮断され、スイッチ部２５が保護される。なお、遮断部４０Ａによる強制遮断の方が、ヒューズ５１の溶断よりも早くなっている。
【００６４】
図４より、スイッチ部２５，２６が保護されるタイミングは、制御部１００にて過電流が流れていると判定されるタイミングｔ１５よりも早くなっている。つまり、本実施形態では、制御部１００のフェイルセーフ処理よりも迅速にスイッチ部２５，２６を保護することができる。
【００６５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６６】
上記電源システムにおいて、制御部１００は、第２ＡスイッチＳＷ２Ａ及び第２ＢスイッチＳＷ２Ｂを選択的に閉鎖させることで、各蓄電池１１，１２から電気負荷１５への給電を行っている。負荷給電時において過電流が発生した際には制御部１００によるフェイルセーフ処理が実施されるが、過電流の判定処理等に時間を要するため、過電流が発生してから実際に各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂが開放されるまでに時間がかかる。この点を考慮し、過電流発生時において、複数のスイッチ部のうち少なくともいずれかのスイッチ部に、制御部１００とは別の機構でスイッチ部を開放させる遮断部４０（電気回路）を設けた。この場合、制御部１００によるフェイルセーフ処理とは異なる別系統の回路部によって、過電流を検出するとともにスイッチ部を開放させることで、当該スイッチ部に流れる過電流を迅速に遮断することができる。これにより、スイッチ部を保護することができる。
【００６７】
具体的には、スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおいてそれぞれ２並列のスイッチ部のうち一方のスイッチ部２６，２８には遮断部４０Ａ，４０Ｂを設け、他方のスイッチ部２５，２７には遮断部を設けない構成とした。この場合、スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂは遮断部が設けられていないスイッチ部２５，２７を有することで、例えば、負荷給電時において瞬間的な過電流（ノイズ）が発生しそのノイズに反応して遮断部４０Ａ，４０Ｂによりスイッチ部２６，２８が開放されたとしても、他のスイッチ部２５，２７によって電気負荷１５への給電を継続することができる。これにより、スイッチ部を保護しつつ、電気負荷１５へ安定した給電を行うことができる。
【００６８】
上記構成では、第２電気経路Ｌ２において、電気負荷１５とスイッチ部２５，２６同士の接続点Ｎ２Ａよりも電気負荷１５側にヒューズ５１を備える構成とした。より詳しくは、第２電気経路Ｌ２において、接続点Ｎ２よりも電気負荷１５側にヒューズ５１を備える構成とした。この場合、第２ＡスイッチＳＷ２Ａを介した負荷給電中に過電流が発生した場合には、ヒューズ５１が溶断されることで過電流が遮断され、遮断部が設けられていないスイッチ部２５を保護することができる。また、接続点Ｎ２よりも電気負荷１５側にヒューズ５１を設けたことで、万が一遮断部４０Ａが正常に作動しなかった場合は、遮断部４０Ａが設けられているスイッチ部２６も保護することができる。一方、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂを介した負荷給電中に過電流が発生した場合においてもヒューズ５１は溶断されるため、かかる場合には第２ＢスイッチＳＷ２Ｂの各スイッチ部２７，２８を保護することができる。これにより、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおける各スイッチ部２５〜２８を好適に保護することができる。
【００６９】
（第１実施形態の別例）
・上記実施形態では、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂの構成として、２個のスイッチ部が互いに並列接続された構成としたが、３個以上のスイッチ部が互いに並列接続された構成であってもよい。この場合、各スイッチＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｂにおいて、少なくとも１個のスイッチ部に対しては遮断部が設けられていない構成とするとよい。
【００７０】
・上記電源システムにおいて、ヒューズ５１は接続点Ｎ２と電気負荷１５の間に設けられていればよい。例えば、ヒューズ５１を電池ユニットＵ内に設ける構成とし、接続点Ｎ２と出力端子Ｐ３に設けてもよい。
【００７１】
・上記電源システムにおいて、ヒューズ５１に代えて又は加えて、接続点Ｎ２Ａと接続点Ｎ２の間に別のヒューズを設けてもよい。同様に、ヒューズ５１に代えて又は加えて、接続点Ｎ２Ｂと接続点Ｎ２の間に別のヒューズを設けてもよい。
【００７２】
以下に、第１実施形態以外の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態については上記第１実施形態との相違点を中心に説明をする。
【００７３】
（第２実施形態）
第２実施形態の電源システムを図５に示す。図５では、図１と比べて、ヒューズに関する構成が相違している。すなわち、第２電気経路Ｌ２におけるスイッチ部２５，２６同士の各並列経路のうち、遮断部４０が設けられていないスイッチ部２５の並列経路にヒューズ５２Ａが設けられている。具体的には、スイッチ部２５と接続点Ｎ２Ａの間にヒューズ５２Ａが設けられている。なお、図５の構成では、図１の構成におけるヒューズ５１が設けられていない。すなわち、接続点Ｎ２はヒューズを介さずに電気負荷１５に接続されている。
【００７４】
第２実施形態において、第２ＡスイッチＳＷ２Ａを介した負荷給電時において電気負荷１５で地絡が発生すると、やはり過電流が第２ＡスイッチＳＷ２Ａを流れることになる。かかる場合、上述のとおり、スイッチ部２６は遮断部４０により開放されることで保護される。一方、スイッチ部２５は、並列経路に設けられたヒューズ５２Ａが溶断されることで保護される。これにより、第２ＡスイッチＳＷ２Ａにおける各スイッチ部２５，２６を保護することができる。つまり、並列接続された各スイッチ部２５，２６の保護手段として、互いに構成が異なる遮断部４０とヒューズ５２Ａとをそれぞれ設けている。これにより、ロバスト性の向上を図っている。
【００７５】
一方、過電流による異常状態が解消した（地絡が解消した等）場合には、制御部１００は、ラッチ回路４２ｂに対してリセット信号を出力する。そして、このリセット信号によって、ラッチ回路４２ｂから出力される過電流信号がリセットされる。その結果、スイッチ部２６の強制遮断が解除され、制御部１００による通常の開閉制御が実施されることになる。この場合、仮にヒューズ５２Ａが溶断されたとしても、スイッチ部２６を介して鉛蓄電池１１から電気負荷１５へ給電を行うことができる。
【００７６】
なお、図５では省略するが、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂにおいても、第２ＡスイッチＳＷ２Ａと同様にしてヒューズが設けられてもよい。この場合例えば、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂにおいて遮断部４０が設けられていないスイッチ部２７の並列経路にヒューズ５２Ｂが設けられる。
【００７７】
上記構成では、遮断部４０が設けられていないスイッチ部２５の並列経路にヒューズ５２Ａを設けたため、第２ＡスイッチＳＷ２Ａを介した負荷給電中に過電流が発生した場合には、ヒューズ５２Ａが溶断されることで、スイッチ部２５を保護することができる。これにより、第２ＡスイッチＳＷ２Ａにおける各スイッチ部２５，２６を好適に保護することができる。また、ヒューズ５２Ａが溶断された場合であっても、過電流の異常状態が解消した際には、遮断部４０が設けられているスイッチ部２６を介して電気負荷１５へ給電を行うことができる。
【００７８】
（第２実施形態の別例）
・上記電源システムにおいて、ヒューズ５２Ａは、スイッチ部２５の並列経路に設けられていればよく、例えば、スイッチ部２５と接続点Ｎ３Ａの間に設けられていてもよく、また、スイッチ部２５における各スイッチング素子の間に設けられていてもよい。
【００７９】
（第３実施形態）
第３実施形態の電源システムを図６に示す。図６では、図１と比べて、ヒューズに関する構成が相違している。すなわち、図１に対し、さらにヒューズ５２Ａを設けた構成としている。具体的には、第２ＡスイッチＳＷ２Ａにおけるスイッチ部２５の並列経路にヒューズ５２Ａが設けられている。なお、ヒューズ５１が「第１ヒューズ」に相当し、ヒューズ５２Ａが「第２ヒューズ」に相当する。
【００８０】
第３実施形態において、ヒューズ５１の許容通電電流は、ヒューズ５２Ａの許容通電電流よりも大きく設定されている。例えば、ヒューズ５１の許容通電電流は、各スイッチ部２５，２６の許容通電電流に基づいて設定され、ヒューズ５２Ａの許容通電電流は、通常時における各スイッチ部２５，２６の電流値に基づいて設定される。例えば、第２ＡスイッチＳＷ２Ａにおいて過電流が生じた場合には、遮断部４０の強制遮断によってスイッチ部２６が保護されるとともに、ヒューズ５２Ａの溶断によってスイッチ部２５が保護される。この場合、各ヒューズ５１，５２Ａの許容通電電流の関係から、ヒューズ５１は溶断されない。
【００８１】
その後、過電流の異常状態が解消されると、制御部１００からラッチ回路４２ｂにリセット信号が出力される。これにより、スイッチ部２６の強制遮断は解除される。かかる場合において、ヒューズ５１は溶断されていないため、スイッチ部２６を介して鉛蓄電池１１から電気負荷１５へ給電を行うことができる。
【００８２】
一方で、過電流が生じた際において、万が一遮断部４０の強制遮断が実施されない場合には、ヒューズ５１が溶断されることによってスイッチ部２６が保護される。つまり、並列接続された各スイッチ部２５，２６に対し保護手段として遮断部４０とヒューズ５２Ａをそれぞれ設けるとともに、各スイッチ部２５，２６の共通の電気経路（接続点Ｎ２Ａと電気負荷１５の間の電気経路）にヒューズ５１を設けることで、スイッチ保護の観点において冗長性を持たせた設計としている。
【００８３】
なお、図６では省略するが、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂにおいても、第２ＡスイッチＳＷ２Ａと同様にしてヒューズが設けられてもよい。この場合例えば、第２ＢスイッチＳＷ２Ｂにおいて遮断部４０が設けられていないスイッチ部２７の並列経路にヒューズ５２Ｂが設けられる。
【００８４】
上記構成では、遮断部４０が設けられていないスイッチ部２５の並列経路にヒューズ５２Ａを設けるともに、電気負荷１５とスイッチ部２５，２６同士の接続点Ｎ２Ａよりも電気負荷側にヒューズ５１を設けたため、過電流発生時にはヒューズ５２Ａが溶断されることで、遮断部４０が設けられていないスイッチ部２５を保護することができ、また、万が一遮断部４０が正常に作動しなかった場合は、遮断部４０が設けられているスイッチ部２６も保護することができる。さらに上記構成では、ヒューズ５１の許容通電電流を、ヒューズ５２Ａの許容通電電流よりも大きくした。この場合、過電流発生時には、まずヒューズ５２Ａが溶断され、ヒューズ５１は溶断されない。そのため、その後において過電流の異常状態が解消した際には、遮断部４０が設けられているスイッチ部２６を介して電気負荷１５へ給電を行うことができる。
【００８５】
（第４実施形態）
第４実施形態の電源システムを図７に示す。上記第１〜第３実施形態では、出力端子Ｐ１，Ｐ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３と電気負荷１４とが接続され、出力端子Ｐ２に回転電機１６が接続され、出力端子Ｐ３に電気負荷１５が接続された電源システムを用いたが、本実施形態では、出力端子Ｐ１，Ｐ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３と電気負荷１４とが接続され、出力端子Ｐ２に電気負荷１５が接続された電源システムを用いる。図７においては、説明の便宜上、上述の図１に準ずる構成については同じ符号を付すとともに説明を適宜割愛する。
【００８６】
電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、出力端子Ｐ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ第３電気経路Ｌ３を有しており、その第３電気経路Ｌ３の中間点である接続点Ｎ５に出力端子Ｐ２が接続されている。この場合、第３電気経路Ｌ３は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを電気的に繋ぐ経路であり、第３電気経路Ｌ３上の接続点Ｎ５に電気負荷１５が接続されている。第３電気経路Ｌ３において、接続点Ｎ５よりも鉛蓄電池１１の側にスイッチＳＷ１１が設けられ、接続点Ｎ５よりもリチウムイオン蓄電池１２の側にスイッチＳＷ１２が設けられている。
【００８７】
スイッチＳＷ１１は、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部８１と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部８２とを有し、これら各スイッチ部８１，８２が互いに並列接続されることで構成されている。なお、スイッチＳＷ１２も同様に構成されている。すなわち、スイッチＳＷ１２は、スイッチ部８３，８４が並列接続されることで構成されている。
【００８８】
また、第３電気経路Ｌ３においてスイッチＳＷ１１の一端側と他端側との間にはバイパス経路Ｌ１３が設けられ、そのバイパス経路Ｌ１３に、ノーマリクローズ式のバイパスリレー３４とヒューズ３５とが設けられている。
【００８９】
第４実施形態において、制御部１００は、スイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２を選択的に閉鎖させることで、鉛蓄電池１１又はリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５へ電力が常時供給されるようにしている。このような負荷給電時には電気負荷１５で地絡等が生じることにより、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２に過電流が流れることが懸念される。
【００９０】
そこで、第４実施形態では、スイッチＳＷ１１のスイッチ部８１，８２のうちスイッチ部８２に遮断部４０を設けるとともに、スイッチＳＷ１２のスイッチ部８３，８４のうちスイッチ部８４に遮断部４０を設けた。この場合、図７の電源システムには、スイッチ部８２に流れる電流を検出する電流検出部６３、及びスイッチ部８４に流れる電流を検出する電流検出部６４がそれぞれ設けられており、これら各電流検出部６３，６４の検出値に基づいて、遮断部４０により各スイッチ部８２，８４がそれぞれ開放される。これにより、過電流発生時には、各スイッチ部８２，８４が迅速に開放されることで保護される。
【００９１】
また、第４実施形態における電源システムでは、第３電気経路Ｌ３において接続点Ｎ５よりも電気負荷１５側にヒューズ５３が設けられている。より詳しくは、出力端子Ｐ２と電気負荷１５の間にヒューズ５３が設けられている。そして、過電流発生時には、このヒューズ５３が溶断されることにより遮断部４０が設けられていないスイッチ部８１，８３が保護される。
【００９２】
第４実施形態において、スイッチＳＷ１１が「第１開閉部」に相当し、スイッチＳＷ１２が「第２開閉部」に相当する。また、スイッチ部８１，８２が「第１スイッチ部」に相当し、スイッチ部８３，８４が「第２スイッチ部」に相当する。
【００９３】
（第４実施形態の変形例）
・上記第４実施形態におけるヒューズ５３に代えて又は加えて、スイッチＳＷ１１において遮断部４０が設けられていないスイッチ部８１の並列経路に別のヒューズを設けてもよい。同様に、ヒューズ５３に代えて又は加えて、スイッチＳＷ１２において遮断部４０が設けられていないスイッチ部８３の並列経路に別のヒューズを設けてもよい。
【００９４】
（第５実施形態）
第５実施形態の電源システムを図８に示す。図８では、図７と比べて、遮断部に関する構成が相違している。すなわち、２並列の各スイッチ部８１，８２にそれぞれ遮断部４０が設けられている。また、２並列の各スイッチ部８３，８４にそれぞれ遮断部４０が設けられている。
【００９５】
第５実施形態では、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２の各スイッチ部８１〜８４すべてにおいて、遮断部４０が設けられている。また、各遮断部４０は、互いに独立しており、各スイッチ部８１〜８４をそれぞれ開放させる。図８では、スイッチＳＷ１１において各スイッチ部８１，８２に流れる電流が電流検出部６３によって個別に検出され、スイッチＳＷ１２において各スイッチ部８３，８４に流れる電流が電流検出部６４によって個別に検出される。そして、電流検出部６３，６４により検出された各電流値に基づいて、遮断部４０により各スイッチ部８１〜８４がそれぞれ開放される。これにより、過電流発生時には、各スイッチ部８１〜８４が迅速に開放されることで保護される。
【００９６】
上記構成では、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２において２並列の各スイッチ部８１〜８４にそれぞれ遮断部４０を設ける構成とした。この場合、過電流発生時には、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２におけるすべてのスイッチ部８１〜８４を迅速に開放させることができる。また、遮断部４０は、各スイッチ部８１〜８４にそれぞれ流れる電流に基づいて、対応するスイッチ部８１〜８４を開放させるため、互いに独立した構成となっている。そのため、例えば負荷給電時において、一部の遮断部４０が故障し意図せずスイッチ部が開放されたとしても、他のスイッチ部によって電気負荷１５への給電を継続することができる。これにより、スイッチ部を保護しつつ、電気負荷１５へ安定した給電を行うことができる。
【符号の説明】
【００９７】
１１…鉛蓄電池（第１蓄電池）、１２…リチウムイオン蓄電池（第２蓄電池）、１５…電気負荷、１６…回転電機、２５〜２８…スイッチ部、４０，４０Ａ，４０Ｂ…遮断部、４２…比較回路部、４３…遮断回路部、６１〜６４…電流検出部、８１〜８４…スイッチ部、１００…制御部、Ｌ２…第２電気経路、Ｌ３…第３電気経路、ＳＷ２Ａ…第２Ａスイッチ、ＳＷ２Ｂ…第２Ｂスイッチ、ＳＷ１１…スイッチ、ＳＷ１２…スイッチ。
【図１】
2018164339.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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