(57)【要約】【課題】複数の蓄電モジュールの接続状態の自由度が高く、冗長性が高い電源装置を提供すること。【解決手段】電源装置は、蓄電手段を有するＮ個（Ｎは２以上の整数）の蓄電モジュールと、Ｎ個の第１スイッチ手段を含み、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、Ｎ）の第１スイッチ手段がｉ番目の蓄電モジュールの正極と正極側入出力部との間に接続された第１スイッチ群と、Ｎ個の第２スイッチ手段を含み、ｉ番目の第２スイッチ手段がｉ番目の蓄電モジュールの負極と負極側入出力部との間に接続された第２スイッチ群と、Ｎ個の第３スイッチ手段を含み、ｉ番目（但しｉ≠Ｎ）の第３スイッチ手段がｉ番目の蓄電モジュールの正極とｉ＋１番目の蓄電モジュールの負極との間に接続されており、Ｎ番目の第３スイッチ手段がＮ番目の蓄電モジュールの正極と１番目の蓄電モジュールの負極との間に接続された第３スイッチ群と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極側入出力部と、
負極側入出力部と、
蓄電手段を有するＮ個（Ｎは２以上の整数）の蓄電モジュールと、
電流を導通又は遮断するＮ個の第１スイッチ手段を含み、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、Ｎ）の前記第１スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの正極と前記正極側入出力部との間に接続された第１スイッチ群と、
電流を導通又は遮断するＮ個の第２スイッチ手段を含み、ｉ番目の前記第２スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの負極と前記負極側入出力部との間に接続された第２スイッチ群と、
電流を導通又は遮断するＮ個の第３スイッチ手段を含み、ｉ番目（但しｉ≠Ｎ）の前記第３スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの正極とｉ＋１番目の前記蓄電モジュールの負極との間に接続されており、Ｎ番目の前記第３スイッチ手段がＮ番目の前記蓄電モジュールの正極と１番目の前記蓄電モジュールの負極との間に接続された第３スイッチ群と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
各蓄電モジュールに直列に接続された少なくとも一つのコイルを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、及び前記第３スイッチ手段を電流の導通状態又は遮断状態に制御して前記蓄電モジュールの接続状態を切り替える制御部を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との間で所定の前記蓄電モジュールが直列接続、並列接続又は直並列接続されるように前記蓄電モジュールの接続状態を切り替える
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、直列接続、並列接続又は直並列接続される前記所定の蓄電モジュールを時間的に切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、直列接続、並列接続又は直並列接続される前記所定の蓄電モジュールを、前記蓄電モジュールの充電状態に基づいて切り替える
ことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、及び前記第３スイッチ手段のうちいずれかのスイッチ手段が故障している場合、前記故障しているスイッチ手段が電流経路とならないような前記蓄電モジュールの接続状態とする
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との電位差を変更するように前記蓄電モジュールの接続状態を切り替える
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記蓄電モジュールの接続状態を、直列接続、並列接続、直並列接続とで切り替える
ことを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との電位差を第１電圧から前記第１電圧とは値が異なる第２電圧に切り替えるときに、前記第１電圧と前記第２電圧との切り替えを繰り返し行いながら前記第１電圧の期間に対する前記第２電圧の期間の比を徐々に高め、その後継続的に前記第２電圧とする
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池や蓄電モジュールを備える電源装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の電池の接続状態を直列接続状態にするか並列接続状態にするかを、複数のスイッチ手段によって切り替える電源装置が記載されている。このように複数の電池の接続状態を切り替えることによって、電源装置の電圧を所望の電圧に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３９７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の蓄電モジュールの接続状態を切り替えることによって電圧を変更する電源装置は、或るスイッチ手段が故障した場合に、所望の電圧に変更できない場合がある。例えば、或るスイッチ手段が短絡故障した場合に、電圧の変更のために並列状態から直列状態に蓄電モジュールの接続状態を切り替えると、故障したスイッチ手段を通って短絡電流が流れてしまうことがある。このとき、直列接続への切り替えが実施できないので、電源装置を所望の電圧に変更することができず、スイッチ手段の故障に対する冗長性が低い。また、所望の電圧によっては、複数の蓄電モジュールの全てが接続されるのではなく、幾つかの蓄電モジュールが接続され、残りの蓄電モジュールは接続されない場合もある。このような場合、蓄電モジュール間で使用時間に差が生じ、充電状態にも差が生じることがある。このような充電状態の差を解消するためには、複数の蓄電モジュールを均等に使用することができるように、自由に接続状態を選択できることが望ましい。以上のことから、複数の蓄電モジュールの接続状態の自由度が高く、冗長性の高い電源装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の蓄電モジュールの接続状態の自由度が高く、冗長性が高い電源装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、正極側入出力部と、負極側入出力部と、蓄電手段を有するＮ個（Ｎは２以上の整数）の蓄電モジュールと、電流を導通又は遮断するＮ個の第１スイッチ手段を含み、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、Ｎ）の前記第１スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの正極と前記正極側入出力部との間に接続された第１スイッチ群と、電流を導通又は遮断するＮ個の第２スイッチ手段を含み、ｉ番目の前記第２スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの負極と前記負極側入出力部との間に接続された第２スイッチ群と、電流を導通又は遮断するＮ個の第３スイッチ手段を含み、ｉ番目（但しｉ≠Ｎ）の前記第３スイッチ手段がｉ番目の前記蓄電モジュールの正極とｉ＋１番目の前記蓄電モジュールの負極との間に接続されており、Ｎ番目の前記第３スイッチ手段がＮ番目の前記蓄電モジュールの正極と１番目の前記蓄電モジュールの負極との間に接続された第３スイッチ群と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記において、各蓄電モジュールに直列に接続された少なくとも一つのコイルを備えていてもよい。これにより、突入電流が発生した場合にもスイッチ手段の損傷を抑制できる。
【０００８】
上記において、前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、及び前記第３スイッチ手段を電流の導通状態又は遮断状態に制御して前記蓄電モジュールの接続状態を切り替える制御部を備えていてもよい。これにより、蓄電モジュールの接続状態を切り替える制御を実行することができる。
【０００９】
上記において、前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との間で所定の前記蓄電モジュールが直列接続、並列接続又は直並列接続されるように前記蓄電モジュールの接続状態を切り替えてもよい。これにより、蓄電モジュールの接続状態を様々な状態に切り替えることができる。
【００１０】
上記において、前記制御部は、直列接続、並列接続又は直並列接続される前記所定の蓄電モジュールを時間的に切り替えてもよい。これにより、蓄電モジュール間での充電状態の差を解消でき、また差の発生を抑制できる。
【００１１】
上記において、前記制御部は、直列接続、並列接続又は直並列接続される前記所定の蓄電モジュールを、前記蓄電モジュールの充電状態に基づいて切り替えてもよい。これにより、蓄電モジュール間での充電状態の差を解消できる。
【００１２】
上記において、前記制御部は、前記第１スイッチ手段、前記第２スイッチ手段、及び前記第３スイッチ手段のうちいずれかのスイッチ手段が故障している場合、前記故障しているスイッチ手段が電流経路とならないような前記蓄電モジュールの接続状態としてもよい。これにより、短絡電流が流れることを防止できる。
【００１３】
上記において、前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との電位差を変更するように前記蓄電モジュールの接続状態を切り替えてもよい。これにより、電源装置の電圧を変更することができる。
【００１４】
上記において、前記制御部は、前記蓄電モジュールの接続状態を、直列接続、並列接続、直並列接続とで切り替えてもよい。これにより、電源装置の電圧を切り替えることができる。
【００１５】
上記において、前記制御部は、前記正極側入出力部と前記負極側入出力部との電位差を第１電圧から前記第１電圧とは値が異なる第２電圧に切り替えるときに、前記第１電圧と前記第２電圧との切り替えを繰り返し行いながら前記第１電圧の期間に対する前記第２電圧の期間の比を徐々に高め、その後継続的に前記第２電圧としてもよい。これにより、突入電流によるスイッチ手段の損傷を防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各蓄電モジュールの正極に第１スイッチ手段、負極に第２スイッチ手が接続され、蓄電モジュールと第３スイッチ手段とが交互に直列接続されてループ回路が構成されるので、電源装置における複数の蓄電モジュールの接続状態の自由度が高く、冗長性が高いという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態１に係る電源装置を搭載した車両の一例の概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示す蓄電部の回路構成図である。
【図３】図３は、蓄電モジュールの接続状態とスイッチ手段の動作状態との関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、蓄電モジュールの接続状態とスイッチ手段の動作状態との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、蓄電モジュールの接続状態とスイッチ手段の動作状態との関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、車速と蓄電部の電圧値との関係の一例を示す図である。
【図７】図７は、制御例１における蓄電モジュールの接続状態の切り替えの例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る電源装置の一部の回路構成図である。
【図９】図９は、制御例３における蓄電モジュールの接続状態の例を示す図である。
【図１０】図１０は、蓄電部の電圧と電流との関係の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態３〜６に係る電源装置の蓄電部の回路構成図である。
【図１２】図１２は、制御例４における電圧の切り替えの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、蓄電モジュール間で充電状態の差が生じ得る蓄電部の一例の回路構成図である。
【図１４】図１４は、蓄電モジュール間で短絡電流が流れ得る電源装置の一例の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電源装置について具体的に説明する。本発明の実施形態に係る電源装置は、ハイブリッド車両や電気自動車（ＥＶ）等の電力を動力源とする車両の電源として好適に使用できるが、以下では主にハイブリッド車両に搭載される場合について説明する。
【００１９】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電源装置を搭載した車両の一例の概略構成図である。車両１００は、ハイブリッド走行モードやＥＶ走行モードで走行可能なハイブリッド車両である。車両１００は、内燃機関であるエンジン（ＥＮＧ）１と、動力分割機構２と、駆動輪３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、インバータ（ＩＮＶ）４ａ、４ｂと、蓄電部５と、コンデンサ１１と、電圧センサ１２、１４と、電流センサ１３と、温度センサ１５と、ＨＶ（Hybrid）−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２１と、電池ＥＣＵ２２と、を少なくとも備えている。本実施形態１に係る電源装置１０１は、少なくとも蓄電部５と、制御部としての電池ＥＣＵ２２とを含んで構成されている。
【００２０】
エンジン１はガソリンエンジンやディ−ゼルエンジン等の周知の機関である。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は電動機及び発電機の両方の機能を有する。動力分割機構２は、例えば、サンギヤ、プラネタリーキャリア、リングギヤの三要素からなる遊星歯車機構からなる。エンジン１、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、それぞれ、三要素のいずれかに連結されている。
【００２１】
車両１００の走行時において、動力分割機構２は、例えば、エンジン１が出力する駆動力を二分割し、その一方をモータジェネレータＭＧ１側へ配分し、他方をモータジェネレータＭＧ２側へ配分する。モータジェネレータＭＧ１側へ配分された駆動力はモータジェネレータＭＧ１の発電に用いられる。モータジェネレータＭＧ２側へ配分された駆動力は、モータジェネレータＭＧ２が出力する駆動力と合成されて、駆動輪３へ出力される。
【００２２】
インバータ４ａ、４ｂは、直流電力と交流電力とを相互に変換する機能を有しており、正線ＰＬ及び負線ＮＬを介して蓄電部５に接続されている。インバータ４ａは、例えばモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換して、蓄電部５に供給する。インバータ４ｂは、例えば蓄電部５から供給された直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ２に供給し、駆動力を発生させる。
【００２３】
蓄電部５は、正線ＰＬ及び負線ＮＬを介してインバータ４ａ、４ｂ側に電力を放電し、又はインバータ４ａ、４ｂ側から供給される電力を充電する。
【００２４】
コンデンサ１１は、正線ＰＬ及び負線ＮＬに接続されており、蓄電部５とインバータ４ａ及び４ｂとの間を流れる電力の平滑化を行う。電圧センサ１２は、正線ＰＬ及び負線ＮＬに接続されており、コンデンサ１１に掛かる電圧Ｖｈを検出し、検出信号をＨＶ−ＥＣＵ２１に出力する。
【００２５】
電流センサ１３は、正線ＰＬに設けられており、蓄電部５が放電又は充電する電力の電流Ｉｂを検出し、その信号を電池ＥＣＵ２２に出力する。電圧センサ１４は、正線ＰＬ及び負線ＮＬに接続されており、蓄電部５の電圧Ｖｂを検出し、検出信号を電池ＥＣＵ２２に出力する。
【００２６】
温度センサ１５は、蓄電部５の近傍に設けられ、蓄電部５の温度Ｔｂを検出し、検出信号を電池ＥＣＵ２２に出力する。
【００２７】
ＨＶ−ＥＣＵ２１と電池ＥＣＵ２２とは、相互に通信可能に構成されており、各種指令や各種センサの検知結果等の各信号の送受信を行うことができる。ＨＶ−ＥＣＵ２１は、主に、車両１００の走行時においてドライバの要求に応じた車両駆動力を発生させるために、エンジン１及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を制御するとともに、蓄電部５の電圧を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ２１には、エンジン１の回転数ＮＥや、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転数や、車速や、アクセル開度や、電圧Ｖｈや、温度Ｔｂや、蓄電部５の充電状態値（ＳＯＣ：State  Of  Charge）等の各信号が入力される。また、ＨＶ−ＥＣＵ２１は、入力された情報に基づいて算出された、エンジン１に対する電子スロットル弁制御信号（弁制御信号）及び点火信号や、インバータ４ａ、４ｂに対するＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御信号である信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２や、蓄電部５の電圧を要求電圧に切り替えるための指令信号を出力する。ここで、蓄電部５に対する要求電圧は、蓄電部５に掛かる負荷に応じて算出される。
【００２８】
電池ＥＣＵ２２は、主に、蓄電部５の充電状態の管理や異常検出や電圧制御を行う。電池ＥＣＵ２２には、温度Ｔｂや、電圧Ｖｂや、電流Ｉｂ等の各信号が入力される。電池ＥＣＵ２２は、温度Ｔｂ、電圧Ｖｂ、電流Ｉｂに基づいて蓄電部５のＳＯＣを算出する。電池ＥＣＵ２２は、温度Ｔｂや、ＳＯＣ等の各信号をＨＶ−ＥＣＵ２１に送信する。また、電池ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信した指令信号に基づいて、蓄電部５に対する制御信号を出力する。
【００２９】
ＨＶ−ＥＣＵ２１と電池ＥＣＵ２２とは、物理的には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及び入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＨＶ−ＥＣＵ２１と電池ＥＣＵ２２との機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００３０】
（蓄電部の構成）
図２は、図１に示す蓄電部５の回路構成図である。蓄電部５は、正極側入出力部５ａと、負極側入出力部５ｂと、蓄電モジュール群５ｃと、第１スイッチ群５ｄと、第２スイッチ群５ｅと、第３スイッチ群５ｆとを備えている。
【００３１】
正極側入出力部５ａは、正線ＰＬに接続されている。負極側入出力部５ｂは、負線ＮＬに接続されている。蓄電モジュール群５ｃは、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎを含む。Ｎは２以上の整数であるが、本実施形態１では特に４以上である。蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎは、それぞれ、蓄電手段としての二次電池が複数個直列接続した構成を有する。二次電池は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等である。また、蓄電手段としては、二次電池に替えてキャパシタを用いてもよい。なお、以下では、説明の簡略化ためにＮ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの電圧はいずれもＶｍとする。
【００３２】
第１スイッチ群５ｄは、Ｎ個の第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎを含む。第１スイッチ手段５ｄ−１は、第１端子５ｄ−１１と第２端子５ｄ−１２とを備えており、第１端子５ｄ−１１と第２端子５ｄ−１２との間で電流を導通又は遮断するように動作する。他の第１スイッチ手段５ｄ−２〜５ｄ−Ｎについても同様に、第１端子と第２端子との間で電流を導通又は遮断するように動作する。また、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、Ｎ）の第１スイッチ手段５ｄ−ｉの第１端子がｉ番目の蓄電モジュール５ｃ−ｉの正極に接続され、第２端子が正極側入出力部５ａに接続されている。
【００３３】
第２スイッチ群５ｅは、Ｎ個の第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎを含む。第２スイッチ手段５ｅ−１は、第１端子５ｅ−１１と第２端子５ｅ−１２とを備えており、第１端子５ｅ−１１と第２端子５ｅ−１２との間で電流を導通又は遮断するように動作する。他の第２スイッチ手段５ｅ−２〜５ｅ−Ｎについても同様に、第１端子と第２端子との間で電流を導通又は遮断するように動作する。また、ｉ番目（ｉ＝１、・・・、Ｎ）の第２スイッチ手段５ｅ−ｉの第１端子が負極側入出力部５ｂに接続され、第２端子がｉ番目の蓄電モジュール５ｃ−ｉの負極に接続されている。
【００３４】
第３スイッチ群５ｆは、Ｎ個の第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎを含む。第３スイッチ手段５ｆ−１は、第１端子５ｆ−１１と第２端子５ｆ−１２とを備えており、第１端子５ｆ−１１と第２端子５ｆ−１２との間で電流を導通又は遮断するように動作する。他の第３スイッチ手段５ｆ−２〜５ｆ−Ｎについても同様に、第１端子と第２端子との間で電流を導通又は遮断するように動作する。
【００３５】
また、ｉ番目（但しｉ≠Ｎ）の第３スイッチ手段５ｆ−ｉの第１端子が、ｉ番目の蓄電モジュール５ｃ−ｉの正極とｉ番目の第１スイッチ手段５ｄ−ｉの第１端子とに接続され、第２端子がｉ＋１番目の蓄電モジュール５ｃ−（ｉ＋１）の負極とｉ＋１番目の第２スイッチ手段５ｅ−（ｉ＋１）の第２端子とに接続されている。また、Ｎ番目の第３スイッチ手段５ｆ−Ｎの第１端子５ｆ−Ｎ１がＮ番目の蓄電モジュール５ｃ−Ｎの正極とＮ番目の第１スイッチ手段５ｄ−Ｎの第１端子とに接続され、第２端子５ｆ−Ｎ２が１番目の蓄電モジュール５ｃ−１の負極と１番目の第２スイッチ手段５ｅ−１の第２端子５ｅ−１２とに接続されている。これにより、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎと第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎとが交互に直列接続されてループ回路が構成される。
【００３６】
第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、及び第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎは、それぞれ、トランジスタ等の半導体スイッチ素子とダイオートとで構成されており、電池ＥＣＵ２２からの制御信号の供給によって、動作状態が電流の導通状態（オン状態）と電流の遮断状態（オフ状態）とで切り替わるように制御される。例えば、半導体スイッチ素子が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の場合は、制御信号はゲート電圧信号である。なお、スイッチ手段としては、リレー素子を用いてもよい。
【００３７】
図３〜図５を参照して、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態と第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎの動作状態との関係の一例を説明する。なお、図３〜図５において、オン状態のスイッチ手段を丸で囲み、オフ状態のスイッチ手段に記号「×」を付している。
【００３８】
図３（ａ）は、図３（ｂ）に示すようにＮ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが直列接続する状態を示している。図３（ａ）の状態を実現する場合は、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−Ｎのみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−１のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第３スイッチ群５ｆのうち、第３スイッチ手段５ｆ−Ｎのみをオフ状態としその他をオン状態とする。これにより、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが直列接続し、放電状態の場合は太矢線で示す経路で電流が流れる。この場合、蓄電部５の電圧ＶｂはＮＶｍとなる。
【００３９】
図３（ｃ）は、図３（ｄ）に示すようにＮ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが並列接続する状態を示している。図３（ｃ）の状態を実現する場合は、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅを全てオン状態とする。また、第３スイッチ群５ｆを全てオフ状態とする。これにより、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが並列接続し、放電状態の場合は太矢線で示す経路で電流が流れる。この場合、蓄電部５の電圧ＶｂはＶｍとなる。
【００４０】
図４（ａ）は、図４（ｂ）に示すように（Ｎ−１）個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）が直列接続する状態を示している。図４（ａ）の状態を実現する場合は、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−（Ｎ−１）のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−１のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第３スイッチ群５ｆのうち、第３スイッチ手段５ｆ−（Ｎ−１）、５ｆ−Ｎをオフ状態としその他をオン状態とする。これにより、（Ｎ−１）個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）が直列接続し、放電状態の場合は太矢線で示す経路で電流が流れる。この場合、蓄電部５の電圧Ｖｂは（Ｎ−１）Ｖｍとなる。
【００４１】
図４（ｃ）は、図４（ｄ）に示すように（Ｎ−１）個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）が並列接続する状態を示している。図４（ｃ）の状態を実現する場合は、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−Ｎのみをオフ状態としその他をオン状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−Ｎのみをオフ状態としその他をオン状態とする。また第３スイッチ群５ｆを全てオフ状態とする。これにより、（Ｎ−１）個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）が並列接続し、放電状態の場合は太矢線で示す経路で電流が流れる。この場合、蓄電部５の電圧ＶｂはＶｍとなる。
【００４２】
なお、蓄電部５は、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の自由度が高いので、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち任意の一個を除いた（Ｎ−１）個が直列接続する状態を実現することができる。例えば、２番目の蓄電モジュール５ｃ−２を除いた（Ｎ−１）個が直列接続する状態を実現するためには、例えば、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−１のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−３のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第３スイッチ群５ｆのうち、第３スイッチ手段５ｆ−１、５ｆ−２をオフ状態としその他をオン状態とする。これにより、蓄電モジュール５ｃ−２を除いた（Ｎ−１）個が直列接続し、蓄電部５の電圧Ｖｂが（Ｎ−１）Ｖｍとなる。同様にして、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）のうち任意の個数を除いた蓄電モジュールが直列接続し、蓄電部５の電圧Ｖｂが２Ｖｍ、・・・、（Ｎ−２）Ｖｍとなる状態を実現することができる。
【００４３】
また、蓄電部５においては、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち任意の一個を除いた（Ｎ−１）個が並列接続する状態を実現することができる。例えば、２番目の蓄電モジュール５ｃ−２を除いた（Ｎ−１）個が並列接続する状態を実現するためには、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−２のみをオフ状態としその他をオン状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−２のみをオフ状態としその他をオン状態とする。また第３スイッチ群５ｆを全てオフ状態とする。これにより、蓄電モジュール５ｃ−２を除いた（Ｎ−１）個が並列接続する。同様にして、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち任意の個数を除いた蓄電モジュールが並列接続する状態を実現することができる。
【００４４】
図５（ａ）は、Ｎが４の場合の蓄電部５Ａであって、図５（ｂ）に示すように４個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−４が直並列接続、具体的には２直列２並列接続する状態を示している。図５（ａ）の状態を実現する場合は、電池ＥＣＵ２２からの制御信号によって、第１スイッチ手段５ｄ−１、５ｄ−３をオフ状態とし第１スイッチ手段５ｄ−２、５ｄ−４をオン状態とする。また、第２スイッチ手段５ｅ−２、５ｅ−４をオフ状態とし第２スイッチ手段５ｅ−１、５ｅ−３をオン状態とする。また、第３スイッチ手段５ｆ−２、５ｆ−４をオフ状態とし第３スイッチ手段５ｆ−１、５ｆ−３をオン状態とする。これにより、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−４が２直列２並列接続し、放電状態の場合は太矢線で示す経路で電流が流れる。この場合、蓄電部５の電圧Ｖｂは２Ｖｍとなる。
【００４５】
また、蓄電部５においては、Ｌ、Ｍを２以上の整数として、Ｌ×Ｍ≦Ｎの範囲であれば、Ｌ直列Ｍ並列接続を実現することができる。
【００４６】
以上のように、蓄電部５は、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の自由度が高いので、電圧Ｖｂ、すなわち正極側入出力部５ａと負極側入出力部５ｂとの電位差が、Ｖｍ〜ＮＶｍの範囲の所望の電圧を実現するために蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態を自由度高く切り替えることができる。上述した蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態を実現するための第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅ、第３スイッチ群５ｆの動作状態の組み合わせは、電池ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されている。電池ＥＣＵ２２は、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信した、蓄電部５に対する要求電圧の指令信号に基づいて、蓄電部５の電圧Ｖｂを要求電圧とするための第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅ、第３スイッチ群５ｆの動作状態の組み合わせを実行するための制御信号を蓄電部５に出力する。
【００４７】
ここで、蓄電部５に掛かる負荷が高いときに、蓄電部５の電圧Ｖｂを高くし、負荷が低いときに電圧Ｖｂを低くするように電圧Ｖｂを変更すると電力効率が良い。図６には、車速と蓄電部５の電圧Ｖｂとの関係の一例を示す。図６に示す例では、４個の蓄電モジュールがすべて並列状態、２直列２並列状態、すべて直列状態のいずれかの接続状態に切り替えられる場合であって、車速が高いときのような蓄電部５に掛かる負荷が高いときに、蓄電部５に対する要求電圧が高くされ、電圧Ｖｂが高い接続状態に切り替えられる。
【００４８】
（制御例１）
以下に、電池ＥＣＵ２２による蓄電部５の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の切り替えの制御例１を説明する。図７は、制御例１における蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の切り替えの例を示す図である。本制御例１では、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうちの（Ｎ−１）個が直列接続され、蓄電部５の電圧Ｖｂが（Ｎ−１）Ｖｍとされる。
【００４９】
本制御例１では、電池ＥＣＵ２２は、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち直列接続される蓄電モジュールを時間的に切り替える。具体的には、図７（ａ）は蓄電モジュール５ｃ−Ｎを除く（Ｎ−１）個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）が直列接続されている接続状態を示す。図７（ｂ）は蓄電モジュール５ｃ−１を除く（Ｎ−１）個が直列接続されている接続状態を示す。図７（ｃ）は蓄電モジュール５ｃ−２を除く（Ｎ−１）個が直列接続されている接続状態を示す。図中、太矢印は放電時の電流経路を示している。
【００５０】
図７（ａ）の接続状態は、図４（ａ）の接続状態と同じである。図７（ｂ）の接続状態は、以下のように実現される。すなわち、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−Ｎのみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−２のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第３スイッチ群５ｆのうち、第３スイッチ手段５ｆ−１、５ｆ−Ｎをオフ状態としその他をオン状態とする。図７（ｃ）の接続状態は、以下のように実現される。すなわち、第１スイッチ群５ｄのうち、第１スイッチ手段５ｄ−１のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第２スイッチ群５ｅのうち、第２スイッチ手段５ｅ−３のみをオン状態としその他をオフ状態とする。また、第３スイッチ群５ｆのうち、第３スイッチ手段５ｆ−１、５ｆ−２をオフ状態としその他をオン状態とする。
【００５１】
電池ＥＣＵ２２は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の状態を含む、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうちのいずれか１個を除く（Ｎ−１）個の直列接続状態を、時間的に切り替える。なお、この切り替えは、直列接続から除かれる蓄電モジュールが５ｃ−１→５ｃ−２、・・・のように除かれる蓄電モジュールが隣接するものに順次移り変わるように行ってもよいし、ランダムに移り変わるように行ってもよい。これにより、全ての蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが同じような頻度で使用されることとなる。その結果、蓄電モジュール間での充電状態の差が解消され、また差の発生が抑制され、蓄電部５の冗長性が高くなる。なお、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−（Ｎ−１）のうちのいずれか１個を除く（Ｎ−１）個の直列接続状態はＮパターンあるので、Ｎパターンの全てで切り替えを行うことが好ましいが、必ずしも全てのパターンで切り替えなくてもよい。
【００５２】
また、本制御例１の変形例として、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち並列接続又は直並列接続される蓄電モジュールを時間的に切り替える制御を行ってもよい。例えば、図４（ｃ）のように蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち（Ｎ−１）個が並列接続される状態を時間的に切り替える場合は、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのうち、並列接続から除かれる蓄電モジュールが５ｃ−１→５ｃ−２、・・・のように除かれる蓄電モジュールが隣接するものに順次移り変わるように行ってもよいし、ランダムに移り変わるように行ってもよい。また、例えば、Ｌ直列Ｍ並列接続を行う場合、Ｌ×Ｍ＜Ｎであれば蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−ＮのうちＬ直列Ｍ並列接続に使用されない蓄電モジュールが存在するので、使用されない蓄電モジュールを時間的に切り替える制御を行ってもよい。これらの制御によっても蓄電モジュール間での充電状態の差が解消され、また差の発生が抑制され、冗長性が高くなる。なお、制御例１及びその変形例において、各接続状態の期間は均等であることが好ましいが、蓄電モジュール間での充電状態の差が解消され、また差の発生が抑制されるものであれば、均等には限定されない。
【００５３】
ここで、比較形態１として、図１３に示すように、蓄電モジュール間で充電状態の差が生じ得る蓄電部５００について説明する。蓄電部５００は、蓄電部５の構成において、第１スイッチ群５ｄを、第１スイッチ手段５ｄ−Ｎを削除した第１スイッチ群５００ｄに置き換え、第２スイッチ群５ｅを、第２スイッチ手段５ｅ−１を削除した第２スイッチ群５００ｅに置き換え、第３スイッチ群５ｆを、第３スイッチ手段５ｆ−Ｎを削除した第３スイッチ群５００ｆに置き換えた構成を有している。すなわち、蓄電部５００は、各蓄電モジュールの正極に第１スイッチ手段、負極に第２スイッチ手が接続された構成ではなく、蓄電モジュールと第３スイッチ手段とが交互に直列接続されてループ回路が構成されたものではない。このような蓄電部５００では、（Ｎ−１）個の直列接続状態を実現するために、図１３（ａ）、（ｂ）に示す２つの接続状態をとり得る。しかし、いずれの接続状態でも蓄電モジュール５ｃ−２〜５ｃ−（Ｎ−１）は常に使用される状態であるので、使用されない場合がある蓄電モジュール５ｃ−１、５ｃ−ＮとのＳＯＣの差が発生しやすく、かつ差を解消できないので、冗長性が低い。
【００５４】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る電源装置の一部の回路構成図である。実施形態２に係る電源装置は、実施形態１に係る電源装置１０１にさらに電流・電圧センサ１６を設けたものである。
【００５５】
電流・電圧センサ１６は、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎのそれぞれに流れる電流を検出でき、かつ、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのそれぞれの電圧を検出できるように構成されている。例えば、電流・電圧センサ１６は、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎのそれぞれに流れる電流を検出するための３Ｎ個の電流センサと、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのそれぞれの電圧を検出するためのＮ個の電圧センサとを備えていてもよい。
【００５６】
電流・電圧センサ１６は、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎのそれぞれに流れる電流Ｉｄ１、・・・、ＩｄＮ、Ｉｅ１、・・・、ＩｅＮ、Ｉｆ１、・・・、ＩｆＮを検出し、その信号を電池ＥＣＵ２２に出力する。また、電流・電圧センサ１６は、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのそれぞれの電圧Ｖ１、・・・、ＶＮを検出し、その信号を電池ＥＣＵ２２に出力する。電池ＥＣＵ２２は、これらの情報及び温度Ｔｂに基づいて蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−ＮのそれぞれのＳＯＣを算出する。
【００５７】
（制御例２）
以下に、実施形態２に係る電源装置により実行可能な、電池ＥＣＵ２２による蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の切り替えの制御例２を説明する。本制御例２では、電池ＥＣＵ２２は、算出した蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−ＮのそれぞれのＳＯＣと、ＨＶ−ＥＣＵ２１から受信した指令信号に基づいて、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎに対する制御信号を出力する。具体的には、電池ＥＣＵ２２は、蓄電部５に対する要求電圧を実現するとともに、蓄電部５が放電状態の場合はＳＯＣが高い蓄電モジュールが優先して放電するように蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態を切り替える。例えば、（Ｎ−１）個の直列接続を実行する場合、電池ＥＣＵ２２が蓄電モジュール５ｃ−１のＳＯＣが最も低いと判定した場合、図７（ｂ）と同様に蓄電モジュール５ｃ−２〜５ｃ−Ｎが放電する接続状態に切り替える。また、蓄電部５が充電状態の場合はＳＯＣが低い蓄電モジュールが優先して充電されるように蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態を切り替える。これにより、蓄電モジュール間での充電状態の差が解消され、冗長性が高くなる。
【００５８】
（制御例３）
次に、実施形態２に係る電源装置により実行可能な、電池ＥＣＵ２２による蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の切り替えの制御例３を説明する。本制御例３では、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、及び第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎのいずれかのスイッチ手段が故障している場合、故障しているスイッチ手段が電流経路とならないような蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態とする制御を行う。
【００５９】
例えば、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが所定の接続状態にある場合に、電池ＥＣＵ２２は、電流・電圧センサ１６から入力された電流Ｉｄ１、・・・、ＩｄＮ、Ｉｅ１、・・・、ＩｅＮ、Ｉｆ１、・・・、ＩｆＮに基づいて、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎのいずれかのスイッチ手段が故障しているか否かを判定する。例えば、所定の接続状態において電流が流れていないはずのスイッチ手段に電流が流れている状態や、電流が流れているはずのスイッチ手段に電流が流れていない状態を検出したときには、そのスイッチ手段が故障していると判定する。
【００６０】
電池ＥＣＵ２２は、或るスイッチ手段が故障していると判定すると、故障しているスイッチ手段が電流経路とならないような蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態とする。
【００６１】
例えば、図４（ａ）のような（Ｎ−１）個の接続状態において、第１スイッチ手段５ｄ−１が短絡故障した場合、蓄電モジュール５ｃ−（Ｎ−１）から第１スイッチ手段５ｄ−１を通って蓄電モジュール５ｃ−１に短絡電流が流れる場合がある。電流・電圧センサ１６は第１スイッチ手段５ｄ−１に流れる電流を検出する。
【００６２】
電池ＥＣＵ２２は、電流・電圧センサ１６からの信号によって、第１スイッチ手段５ｄ−１が故障していると判定すると、第１スイッチ手段５ｄ−１が電流経路とならないような蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態とする。例えば、図９に示す接続状態となるように、第１スイッチ手段５ｄ−２〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎの動作状態を制御する。これにより、短絡電流が流れることを防止できる。その結果、スイッチ手段の故障に対して冗長性が高くなる。
【００６３】
なお、制御例３の変形例として以下のような制御をしてもよい。すなわち、Ｎ個の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎが直列接続して電圧がＮＶｍとなっている図３（ａ）のような接続状態の場合に、第１スイッチ手段５ｄ−１が短絡故障すると、蓄電モジュール５ｃ−Ｎから第１スイッチ手段５ｄ−１を通って蓄電モジュール５ｃ−１に短絡電流が流れ得る。この場合に、電池ＥＣＵ２２は、電流・電圧センサ１６からの信号によって、第１スイッチ手段５ｄ−１が故障していると判定すると、図９に示す接続状態となるように、第１スイッチ手段５ｄ−２〜５ｄ−Ｎ、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ、第３スイッチ手段５ｆ−１〜５ｆ−Ｎの動作状態を制御してもよい。これにより、蓄電部５の電圧をＮＶｍに近い（Ｎ−１）Ｖｍにしつつ、短絡電流が流れることを防止できるので、スイッチ手段の故障に対する冗長性を発揮できる。
【００６４】
ここで、比較形態２として、図１４を参照して、図１３と同様の構成を有し、蓄電モジュール間で短絡電流が流れ得る蓄電部５００について説明する。蓄電部５００では、第１スイッチ手段５ｄ−１が短絡故障した場合に、制御例３のように図９と同様の接続状態として短絡電流を防止しようとしても、蓄電モジュール５ｃ−１の負極側に電流を遮断する第２スイッチ手段が存在しないために、太矢線で示すように流れる短絡電流を防止できない。
【００６５】
（実施形態３〜６）
次に、実施形態３〜６に係る電源装置について説明するが、まず、電源装置１０１の蓄電部５の電圧を切り替える際に発生し得る問題について説明する。
【００６６】
図１０は、蓄電部５の電圧Ｖｂと電流Ｉｂとの関係の一例を示す図である。例えば、時刻ｔ１で電圧Ｖｂの値をＶｂ１から、Ｖｂ１よりも高いＶｂ２に切り替えると、正方向へサージ状の突入電流が流れる場合がある。同様に、時刻ｔ２で電圧Ｖｂの値をＶｂ２から、Ｖｂ２よりも高いＶｂ３に切り替えると、正方向へ突入電流が流れる場合がある。同様に、時刻ｔ３、ｔ４でそれぞれ電圧Ｖｂの値をＶｂ３からＶｂ２、Ｖｂ２からＶｂ１に切り替えると、負方向へ突入電流が流れる場合がある。ここで、正方向とは蓄電部５の放電時に電流が流れる方向であり、負方向とは蓄電部５の充電時に電流が流れる方向である。この突入電流は、蓄電部５の電圧Ｖｂを切り替えたときに、蓄電部５とコンデンサ１１（図１参照）とに電位差が生じることで発生すると考えられる。このような突入電流が流れると蓄電部５のスイッチ手段が損傷するおそれがある。
【００６７】
そこで、実施形態３〜６に係る電源装置は、蓄電部において、各蓄電モジュールに直列に接続された少なくとも一つのコイルを備える構成としている。このコイルは、突入電流が流れると、突入電流のピーク値を低くする方向に起電力が発生するので、突入電流が弱められ、スイッチ手段の損傷を防止できる。なお、コイルとしては、蓄電部の電圧切り替え前後の電位差に応じて、スイッチ手段の損傷を防止できる程度に突入電流のピーク値を低くできるような自己インダクタンスを有するコイルを使用することが好ましい。
【００６８】
図１１は、実施形態３〜６に係る電源装置の蓄電部の回路構成図である。図１１（ａ）に示す、実施形態３に係る電源装置の蓄電部５Ｂは、図２に示す蓄電部５の構成において、第１スイッチ群５ｄと正極側入出力部５ａとの間に１個のコイル５ｇを設けた構成を有する。コイル５ｇは、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのいずれにも直列接続する。
【００６９】
図１１（ｂ）に示す、実施形態４に係る電源装置の蓄電部５Ｃは、蓄電部５の構成において、第２スイッチ群５ｅと負極側入出力部５ｂとの間に１個のコイル５ｇを設けた構成を有する。この場合も、コイル５ｇは、蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎのいずれにも直列接続する。
【００７０】
図１１（ｃ）に示す、実施形態５に係る電源装置の蓄電部５Ｄは、蓄電部５の構成において、第１スイッチ手段５ｄ−１〜５ｄ−Ｎのそれぞれと正極側入出力部５ａとの間にコイル５ｇ−１〜５ｇ−Ｎのそれぞれを設けた構成を有する。この場合、コイル５ｇ−ｉ（ｉ＝１、・・・、Ｎ）は、蓄電モジュール５ｃ−ｉと直列接続する。
【００７１】
図１１（ｄ）に示す、実施形態６に係る電源装置の蓄電部５Ｅは、蓄電部５の構成において、第２スイッチ手段５ｅ−１〜５ｅ−Ｎのそれぞれと負極側入出力部５ｂとの間にコイル５ｇ−１〜５ｇ−Ｎのそれぞれを設けた構成を有する。この場合、コイル５ｇ−ｉ（ｉ＝１、・・・、Ｎ）は、蓄電モジュール５ｃ−ｉと直列接続する。
【００７２】
図１１（ａ）、（ｂ）の構成の場合、複数の蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎに対してコイル５ｇは１個でよいという利点がある。一方、図１１（ｃ）、（ｄ）の構成の場合、２つの蓄電モジュール間に電位差が生じている状態で接続状態を切り替えて２つの蓄電モジュールに電流が流れて場合に、２つの蓄電モジュール間に設けられたコイルによって、流れる電流のピーク値を低くできるという利点がある。
【００７３】
（制御例４）
次に、実施形態１に係る電源装置で実行可能な蓄電モジュール５ｃ−１〜５ｃ−Ｎの接続状態の切り替えの制御例４を説明する。本制御例４は、電池ＥＣＵ２２が、蓄電部５の正極側入出力部５ａと負極側入出力部５ｂとの電位差（すなわち蓄電部の電圧Ｖｂ）を、第１電圧から、第１電圧とは値が異なる第２電圧に切り替えるときに行う。具体的には、電池ＥＣＵ２２は、第１電圧から第２電圧に切り替えるときに、第１電圧と第２電圧との切り替えを繰り返し行いながら第１電圧の期間に対する第２電圧の期間の比を徐々に高め、その後継続的に第２電圧とする制御を行う。
【００７４】
図１２は、制御例４における電圧値の切り替えの一例を示す図である。図１２（ａ）は、時刻ｔ１で蓄電部５の電圧ＶｂをＶｂ１からＶｂ２に切り替える場合を示しており、図１２（ｂ）は、時刻ｔ２でＶｂ２からＶｂ３に切り替える場合を示している。
【００７５】
図１２（ａ）に示すように、電池ＥＣＵ２２は、電圧Ｖｂの値をＶｂ１からＶｂ２に切り替えるときに、第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅ、及び第３スイッチ群５ｆを制御して、Ｖｂ１からＶｂ２との切り替えを繰り返し行いながらＶｂ１の期間に対するＶｂ２の期間の比を徐々に高め、その後継続的にＶｂ２とする。すなわち、電池ＥＣＵ２２は、ＰＷＭ制御と同様の制御を行う。その結果、電圧Ｖｂの値は、線Ｌ１で示すようにＶｂ１からＶｂ２へ徐々に増大するように変化する。これにより、電圧Ｖｂの値をＶｂ１からＶｂ２に切り替えるときの突入電流の発生を防止できる。なお、Ｖｂ１の期間及びＶｂ２の期間は、突入電流が発生しないように設定する。
【００７６】
図１２（ｂ）に示す場合も同様に、電池ＥＣＵ２２は、電圧Ｖｂの値をＶｂ２からＶｂ３に切り替えるときに、第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅ、及び第３スイッチ群５ｆを制御して、Ｖｂ２からＶｂ３との切り替えを繰り返し行いながらＶｂ２の期間に対するＶｂ３の期間の比を徐々に高め、その後継続的にＶｂ３とする。Ｖｂ２の期間及びＶｂ３の期間も、突入電流が発生しないように設定する。これにより、電圧Ｖｂの値は、線Ｌ２で示すようにＶｂ２からＶｂ３へ徐々に増大するように変化するので、突入電流の発生を防止できる。
【００７７】
なお、図１２では、電圧Ｖｂを大きい値に切り替える場合について説明しているが、図１０における時刻ｔ３、ｔ４のように、Ｖｂ３からＶｂ２、又はＶｂ２からＶｂ１のように大きい値から小さい値に切り替える場合にも、制御例４と同様の制御を行うことにより、突入電流の発生を防止できる。
【００７８】
なお、制御例４は、実施形態１に係る電源装置だけでなく、実施形態２〜６に係る電源装置のいずれでも実行可能である。
【００７９】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、電池ＥＣＵ２２が第１スイッチ群５ｄ、第２スイッチ群５ｅ、及び第３スイッチ群５ｆを制御しているが、ＨＶ−ＥＣＵ２１が制御するように構成してもよい。また、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ  蓄電部
５ａ  正極側入出力部
５ｂ  負極側入出力部
５ｃ  蓄電モジュール群
５ｃ−１〜５ｃ−Ｎ  蓄電モジュール
５ｄ  第１スイッチ群
５ｄ−１〜５ｄ−Ｎ  第１スイッチ手段
５ｅ  第２スイッチ群
５ｅ−１〜５ｅ−Ｎ  第２スイッチ手段
５ｆ  第３スイッチ群
５ｆ−１〜５ｆ−Ｎ  第３スイッチ手段
５ｇ、５ｇ−１〜５ｇ―Ｎ  コイル
２１  ＨＶ−ＥＣＵ
２２  電池ＥＣＵ
１０１  電源装置
【図１】
2019054677.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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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