(57)【要約】【課題】冗長性を有し、故障等が生じたときに電力供給を継続することができる電力供給装置および電池ユニットを提供すること。【解決手段】Ｌｉ電池パック１００は、それぞれが入力直流電圧を出力直流電圧に変換する複数の直流−直流変換モジュール１２０〜１２５と、一あるいは複数の直流−直流変換モジュールを選択的に低電圧負荷３２０、３２２、３２４等に接続する接続切替部１３０と、低電圧負荷３２０等と直流−直流変換モジュール１２０等の少なくとも一方の状態に基づいて接続切替部１３０を介した直流−直流変換モジュール１２０等の接続状態を切り替える切替制御部１４４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが入力直流電圧を出力直流電圧に変換する複数の直流−直流変換モジュール（１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５）と、
一あるいは複数の前記直流−直流変換モジュールを選択的に電気負荷（３００、３１０、３２０、３２２、３２４）に接続する接続切替手段（１３０）と、
を備えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電気負荷および前記直流−直流変換モジュールの少なくとも一方の状態に基づいて前記接続切替手段を介した前記直流−直流変換モジュールの接続状態を切り替える切替制御手段（１４４）をさらに備えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記電気負荷に接続されている前記直流−直流変換モジュールの故障を検出する故障検出手段（２２６）をさらに備え、
前記切替制御手段は、前記故障検出手段によって前記直流−直流変換モジュールの故障が検出されたときに、この故障が検出された前記直流−直流変換モジュールに代えて他の前記直流−直流変換モジュールに接続するように前記接続切替手段の接続状態を切り替えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項４】
請求項３において、
複数の前記電気負荷のそれぞれには優先度が設定されており、
前記切替制御手段は、故障した前記直流−直流変換モジュールに代えて、前記接続切替手段に接続された前記電気負荷よりも優先度が低い他の前記電気負荷に対応する他の前記直流−直流変換モジュールを接続するように前記接続切替手段の接続状態を切り替えることを特徴とする電力供給装置。
【請求項５】
請求項４において、
優先度が低い他の前記電気負荷には、前記接続切替手段によって接続状態が切り替えられた後に、少なくとも一つの前記直流−直流変換モジュールが接続されており、
これら少なくとも一つの前記直流−直流変換モジュールの出力電圧が、動作可能な範囲で低い値に変更されることを特徴とする電力供給装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
複数の前記電気負荷のそれぞれに対して設定された優先度は、個々の前記電気負荷を接続した際に設定されていることを特徴とする電力供給装置。
【請求項７】
請求項４または５において、
複数の前記電気負荷のそれぞれに対して設定された優先度は、前記電気負荷との間の通信によって取得されることを特徴とする電力供給装置。
【請求項８】
請求項２において、
前記電気負荷に実際に供給される電力量に対して、前記電気負荷に接続される複数の前記直流−直流変換モジュールの供給可能な電力量に余裕がある場合に、前記電気負荷に電力を供給する複数の前記直流−直流変換モジュールの数を減らして前記直流−直流変換モジュールの変換効率を増加させることを特徴とする電力供給装置。
【請求項９】
請求項８において、
複数の前記直流−直流変換モジュール同士で調停することにより、前記電気負荷に電力を供給する複数の前記直流−直流変換モジュールの数を減らすことを特徴とする電力供給装置。
【請求項１０】
請求項８において、
前記切替制御手段は、一部の前記直流−直流変換モジュールを接続対象から除外することにより、前記電気負荷に接続される前記直流−直流変換モジュールの数を減らすことを特徴とする電力供給装置。
【請求項１１】
請求項３において、
前記故障検出手段は、個々の前記直流−直流変換モジュールに内蔵されていることを特徴とする電力供給装置。
【請求項１２】
請求項３において、
前記電気負荷に供給されている電力量を検出する負荷電力検出手段（１４３）をさらに備え、
前記切替制御手段は、前記故障検出手段によって故障が検出された時点で前記電気負荷に接続されている正常動作可能な残りの前記直流−直流変換モジュールによって前記電気負荷に対する電力供給の継続が困難な場合に、接続状態の切り替えを行うことを特徴とする電力供給装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記負荷電力検出手段は、前記電気負荷に接続された複数の前記直流−直流変換モジュールのそれぞれの出力電流に基づいて、前記電気負荷に供給されている電力量を検出することを特徴とする電力供給装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載された電力供給装置と、前記直流−直流変換モジュールのそれぞれの入力側に接続されて複数個のセルを含む組電池モジュール（１１０）とが一体化されて組み込まれていることを特徴とする電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されて用いられ、所定の直流電圧を降圧する電力供給装置および電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両走行モータを駆動するための高圧バッテリの電圧を降圧して複数の負荷に対して、３種の電源電圧を効率よく安定して生成するようにした電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この電力変換装置では、第１のＤＣ／ＤＣコンバータによって入力電圧ＶＡを出力電圧Ｖ１に降圧するとともに、この電圧Ｖ１を第２のＤＣ／ＤＣコンバータによって出力電圧Ｖ２、Ｖ３に降圧することで、３種の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８６９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された電力変換装置では、３種の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を生成しているが、第１の電圧Ｖ１を生成する回路が故障すると、第１の電圧Ｖ１を生成することができなくなるだけでなく、他の電圧Ｖ２、Ｖ３も生成することができなくなり、冗長性に欠けるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、冗長性を有し、故障等が生じたときに電力供給を継続することができる電力供給装置および電池ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の電力供給装置は、それぞれが入力直流電圧を出力直流電圧に変換する複数の直流−直流変換モジュールと、一あるいは複数の直流−直流変換モジュールを選択的に電気負荷に接続する接続切替手段とを備える。
【０００７】
接続切替手段を用いて電気負荷に接続される一あるいは複数の直流−直流変換モジュールを切り替えることができるため、いずれかの直流−直流変換モジュールに故障等の異常が生じたときに、電気負荷に接続される直流−直流変換モジュールを切り替えることが可能となる。これにより、直流−直流変換モジュールを備える電力供給装置の構成に冗長性を持たせることができ、異常発生時に電力供給を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の車両電源システムの全体構成を示す図である。
【図２】直流−直流変換モジュールの概略的な構成を示す図である。
【図３】降圧型直流−直流変換モジュールの具体例を示す図である。
【図４】接続切替部の構成を示す図である。
【図５】正常動作時の直流−直流変換モジュールと電気負荷との間の接続状態を示す図である。
【図６】故障発生時の直流−直流変換モジュールと電気負荷との間の接続状態を示す図である。
【図７】接続切替部の変形例を示す図である。
【図８】出力電流と変換効率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の電力供給装置を適用した一実施形態の車両電源システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に示す一実施形態の車両電源システムは、Ｌｉ（リチウム）電池パック１００、車両用発電機（ＩＳＧ）２００、高電圧負荷２１０、低電圧バッテリ３００、スタータ（ＳＴ）３１０、低電圧負荷３２０、３２２、３２４を含んで構成されている。
【００１０】
Ｌｉ電池パック１００は、高電圧バッテリである組電池モジュールとしてのＬｉ電池セル１１０を内蔵し、Ｌｉ電池セル１１０の端子電圧から低電圧バッテリ３００の端子電圧への降圧動作を行う電池ユニットである。本実施形態では、Ｌｉ電池セル１１０は、定格電圧が４８Ｖに設定されている。また、低電圧バッテリ３００は、例えば鉛蓄電池が用いられており、定格電圧が１２Ｖに設定されている。Ｌｉ電池パック１００は、Ｌｉ電池セル１１０の端子電圧である４８Ｖを１２Ｖに降圧する動作を行う。Ｌｉ電池パック１００の詳細構成については後述する。
【００１１】
車両用発電機２００は、ＩＳＧ（インテグレーテッド・スターター・ジェネレーター）と称される車両用回転電機であって、出力電圧が４８Ｖに制御されて高電圧負荷２１０やＬｉ電池セル１１０に対して動作電力や充電電力を供給する。また、車両用発電機２００は、発電機の機能の他に電動機の機能を有している。例えば、主に駐車中のエンジンを始動させる場合にスタータ３１０を使用し、アイドリングストップ時にエンジンを再起動するために車両用発電機２００を使用する場合が考えられる。
【００１２】
高電圧負荷２１０は、４８Ｖの電圧で動作する電気負荷である。スタータ３１０は、アイドリングストップ時以外の駐車時や停車時にエンジンを起動するために用いられる。低電圧負荷３２０、３２２、３２４は、１２Ｖの電圧で動作する電気負荷である。これらの低電圧負荷３２０、３２２、３２４のそれぞれには、個々を接続した際に（車両に搭載された時点で）相対的な優先度が設定されている。
【００１３】
次に、Ｌｉ電池パック１００の詳細構成について説明する。図１に示すように、Ｌｉ電池パック１００は、Ｌｉ電池セル１１０、リレー１１２、電流センサ１１４、温度センサ１１６、直流−直流変換モジュール（ＤＣ／ＤＣ）１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、接続切替部１３０、制御部１４０、電源部１５０を含んで構成されている。Ｌｉ電池パック１００は、これらの構成が一体化されたパッケージの形態で車両の組み立て工程に提供される。
【００１４】
Ｌｉ電池セル１１０は、複数個のセルを含む組電池モジュールであって、リチウムイオン二次電池を構成する。リレー１１２は、Ｌｉ電池セル１１０のプラス端子側に直列に接続されており、異常発生時にＬｉ電池セル１１０を他の構成から分離するためのものである。電流センサ１１４は、Ｌｉ電池セル１１０のマイナス端子側の配線に流れる電流値を検出する。例えば、電流センサ１１４として電流検出用抵抗が用いられ、その両端電圧に基づいて電流値を検出する場合が考えられる。温度センサ１１６は、Ｌｉ電池セル１１０の温度を検出する。
【００１５】
直流−直流変換モジュール１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５のそれぞれは、Ｌｉ電池セル１１０の端子電圧である４８Ｖを、低電圧バッテリ３００の端子電圧である１２Ｖに降圧する。これら６つの直流−直流変換モジュール１２０〜１２５は、同じ負荷容量（例えば、３００Ｗ）を有するものが並列に接続されており、合計で１８００Ｗまでの電気負荷に電力を供給することができる。
【００１６】
接続切替部１３０は、６つの直流−直流変換モジュール１２０〜１２５の中の一あるいは複数を、電気負荷としての低電圧負荷３２０〜３２４や低電圧バッテリ３００、スタータ３１０のそれぞれに選択的に接続する。本実施形態では、例えば３系統の電力供給経路を有しており、接続切替部１３０は、それぞれの電力供給経路に対して、選択的に直流−直流変換モジュール１２０等を接続する。
【００１７】
制御部１４０は、Ｌｉ電池セル１１０の状態を監視するとともに、接続切替部１３０の接続状態を切り替える。このために、制御部１４０は、状態検知部１４１、リレー制御部１４２、負荷電力検出部１４３、切替制御部１４４、通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ）１４５を備えている。制御部１４０は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）によって構成されており、クロック信号に同期して所定の制御プログラムを実行することにより、各構成の動作を行っている。
【００１８】
状態検知部１４１は、電流センサ１１４と温度センサ１１６のそれぞれの出力に基づいてＬｉ電池セル１１０の状態（異常の有無）を監視し、異常発生時にはその旨をＥＣＵ４００に通知するために異常信号を生成する。リレー制御部１４２は、状態検知部１４１による監視動作によってＬｉ電池セル１１０の異常が検出されたときにリレー１１２をオフする。
【００１９】
負荷電力検出部１４３は、低電圧負荷３２０等の各種の電気負荷に供給されている電力量を検出する。具体的には、負荷電力検出部１４３は、各直流−直流変換モジュール１２０等から送られてくる電流値および電圧値に基づいて、３系統の電力供給経路のそれぞれを介して供給されている電力量を検出する。
【００２０】
切替制御部１４４は、３系統の電力供給経路のそれぞれについて直流−直流変換モジュール１２０〜１２５の接続状態を切り替える指示を接続切替部１３０に向けて出力する。この指示に応じて、接続切替部１３０における直流−直流変換モジュール１２０〜１２５の接続状態の切り替えが行われる。
【００２１】
通信インタフェース部１４５は、状態検知部１４１によって生成された異常信号を所定の通信方式によってＥＣＵ４００に向けて送信するとともに、直流−直流変換モジュール１２０〜１２５との間で各種の情報を送受信する。通信方式としては、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）プロトコルを用いた通信やＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルを用いた通信などが考えられるが、その他の通信方式を用いるようにしてもよい。
【００２２】
電源部１５０は、Ｌｉ電池パック１００の動作に必要な動作電圧を生成する。例えば、Ｌｉ電池セル１１０の端子電圧が印加されており、この端子電圧に基づいて制御部１４０および直流−直流変換モジュール１２０〜１２５のそれぞれの動作に必要な動作電圧が生成され、それぞれに動作電力が供給される。
【００２３】
次に、６つの直流−直流変換モジュール１２０〜１２５について説明する。図２に概略的な構成を示すように、直流−直流変換モジュール１２０は、パワー部２２１、フィルタ２２２、２２３、電圧センサ２２４、電流センサ２２５、制御部２２６、電源部２２７、通信インタフェース部（通信Ｉ／Ｆ）２２８を備えている。他の直流−直流変換モジュール１２１〜１２５も同じ構成を有しており、詳細な説明は省略する。なお、コストダウンを図る上では、直流−直流変換モジュール１２０〜１２５のそれぞれによって供給可能な電力量（定格出力）も同じにすることが望ましいが、構成や定格出力を少なくとも一部の直流−直流変換モジュールについて異ならせるようにしてもよい。
【００２４】
パワー部２２１は、リアクトル（あるいはトランス）、ダイオード、スイッチング素子によって構成されており、スイッチング素子が所定の周期でオンオフ制御される。フィルタ２２２、２２３は、入出力電圧を平滑するためのものである。電圧センサ２２４は、直流−直流変換モジュール１２０の出力電圧を検出する。電流センサ２２５は、直流−直流変換モジュール１２０の出力電流を検出する。制御部２２６は、電圧センサ２２４および電流センサ２２５の各出力が入力されており、パワー部２３１内のスイッチング素子をオンオフすることにより、入力電圧である４８Ｖを出力電圧である１２Ｖに変換する制御を行う。また、制御部２２６は、電圧センサ２２４および電流センサ２２５の各出力（温度センサ等の他のセンサを追加してその出力を追加するようにしてもよい）に基づいて、電流変換モジュール１２０の故障の有無を判定する。電源部２２７は、制御部２２６の動作電圧を生成する。通信インタフェース部２２８は、ＥＣＵ４００や他の直流−直流変換モジュール１２１等との間で各種の情報を送受信する。例えば、制御部２２６によって故障発生の判定が行われると、その旨やその時点で取得した各センサ出力（電流値、電圧値）が通信インタフェース部２２８を介して制御部１４０内の切替制御部１４４や他の電流変換モジュール１２１等に向けて送信される。
【００２５】
図２に示す構成によって降圧動作を行う場合のさらに具体的な例を図３に示す。図３に示す例では、フィルタ２２２、２２３は、コンデンサによって構成されている。また、パワー部２２１は、スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ２２１Ａと、リアクトル２２１Ｂと、ダイオード２２１Ｃとで構成されている。ＭＯＳトランジスタ２２１Ａとリアクトル２２１Ｂによって構成された直列回路が入出力端子間に挿入されており、ＭＯＳトランジスタ２２１Ａとリアクトル２２１Ｂの接続点がダイオード２２１Ｃを介して接地されている。制御部２２６は、ＭＯＳトランジスタ２２１Ａをオンオフする周期およびオンデューティの少なくとも一方を可変することにより、入力電圧（４８Ｖ）を出力電圧（１２Ｖ）に変換するとともに、この変換に際して伝達する電力量を制御している。
【００２６】
上述したように、本実施形態の車両電源システムには３系統の電力供給経路が備わっており、それぞれの電力供給経路に沿って各種の電気負荷が分散配置されている。例えば図１に示すように、本実施形態の車両電源システムには、互いに別々の電気負荷に電力を供給するために、３系統の電力供給経路Ａ、Ｂ、Ｃが備わっている。これら３系統の電力供給経路Ａ、Ｂ、Ｃに接続される各電気負荷の駆動電圧は基本的に同じ（１２Ｖ）であるが、一部の系統について異なる駆動電圧であってもよい。
【００２７】
この中で、電力供給経路Ａは、低電圧バッテリ３００、スタータ３１０、低電圧負荷３２０に対して電力を供給するために用いられる。この電力供給路Ａには、２つの直流−直流変換モジュール１２０、１２１が接続されており、これらを用いた電力の供給が行われる。
【００２８】
電力供給経路Ｂは、低電圧負荷３２２に対して電力を供給するために用いられる。この電力供給路Ｂには、２つの直流−直流変換モジュール１２２、１２３が接続されており、これらを用いた電力の供給が行われる。
【００２９】
電力供給経路Ｃは、低電圧負荷３２４に対して電力を供給するために用いられる。この電力供給路Ｃには、２つの直流−直流変換モジュール１２４、１２５が接続されており、これらを用いた電力の供給が行われる。
【００３０】
上述した接続切替部１３０が接続切替手段に、切替制御部１４４が切替制御手段に、制御部２２６が故障検出手段に、負荷電力検出部１４３が負荷電力検出手段にそれぞれ対応する。
【００３１】
本実施形態の車両電源システムはこのような構成を有しており、次に、直流−直流変換モジュール１２０等のいずれかが故障した場合の電力供給について説明する。図４に示すように、接続切替部１３０は、９個のスイッチ１３１〜１３９を含んで構成されている。スイッチ１３１は、直流−直流変換モジュール１２０の出力線１２０ａ（この出力線１２０ａが電力供給経路Ａとして用いられる）と直流−直流変換モジュール１２１の出力線１２１ａとの間に設けられている。スイッチ１３２は、直流−直流変換モジュール１２０の出力線１２０ａと直流−直流変換モジュール１２３の出力線１２３ａとの間に設けられている。スイッチ１３３は、直流−直流変換モジュール１２０の出力線１２０ａと直流−直流変換モジュール１２５の出力線１２５ａとの間に設けられている。
【００３２】
また、スイッチ１３４は、直流−直流変換モジュール１２２の出力線１２２ａ（この出力線１２２ａが電力供給経路Ｂとして用いられる）と直流−直流変換モジュール１２１の出力線１２１ａとの間に設けられている。スイッチ１３５は、直流−直流変換モジュール１２２の出力線１２２ａと直流−直流変換モジュール１２３の出力線１２３ａとの間に設けられている。スイッチ１３６は、直流−直流変換モジュール１２２の出力線１２２ａと直流−直流変換モジュール１２５の出力線１２５ａとの間に設けられている。
【００３３】
また、スイッチ１３７は、直流−直流変換モジュール１２４の出力線１２４ａ（この出力線１２４ａが電力供給経路Ｃして用いられる）と直流−直流変換モジュール１２１の出力線１２１ａとの間に設けられている。スイッチ１３８は、直流−直流変換モジュール１２４の出力線１２４ａと直流−直流変換モジュール１２３の出力線１２３ａとの間に設けられている。スイッチ１３９は、直流−直流変換モジュール１２４の出力線１２４ａと直流−直流変換モジュール１２５の出力線１２５ａとの間に設けられている。
【００３４】
直流−直流変換モジュール１２０〜１２５のそれぞれが正常動作している場合には、スイッチ１３１、１３５、１３９がオンされ、他のスイッチ１３２〜１３４、１３６〜１３８がオフされる。これら各スイッチのオン／オフ設定は、切替制御部１４４によって行われる。これにより、直流−直流変換モジュール１２０等との各電気負荷との間は、図５に示す接続状態となる。
【００３５】
このような状態において直流−直流変換モジュール１２１が故障すると、例えば、図６に示すように、故障した直流−直流変換モジュール１２１に代えて他の直流−直流変換モジュール１２５が電力供給経路Ａに接続されるように各スイッチのオン／オフ状態が切り替えられる。具体的には、スイッチ１３１がオンからオフに、スイッチ１３３がオフからオンに、スイッチ１３９がオンからオフに接続状態が変更される。なお、他のスイッチ１３２等はそれ以前の接続状態が維持される。
【００３６】
また、上述したような接続状態の切り替えを実施するか、および、どの直流−直流変換モジュールに切り替えるかは、そのときの各電気負荷の使用状態や優先度などを考慮して決められる。例えば、以下に示す（１）〜（３）のいずれかの条件を考慮して接続切替の実施の有無が判定される。
【００３７】
（１）故障した直流−直流変換モジュールが接続された電気負荷に供給されている電力量が少なく、この電気負荷に接続されている他の直流−直流変換モジュールのみで電力供給が可能な場合には接続切替は行わない。換言すれば、他の直流−直流変換モジュールのみで電力供給が困難な場合に接続切替を行う。なお、各電力供給経路に対応する電気負荷に供給されている電力量は、負荷電力検出部１４３によって検出された値が用いられる。
【００３８】
（２）故障した直流−直流変換モジュールが接続された電気負荷以外の他の電気負荷に接続された直流−直流変換モジュールに代える接続切替を行った場合に、他の電気負荷に対する電力供給に支障を来さない場合には接続切替を行う。例えば、図６に示す例では、電力供給経路Ｃを介して低電圧負荷３２４に供給される電力量が少なく、直流−直流変換モジュール１２５の接続を切り替えても、この低電圧負荷３２４に対する電力供給が維持できる場合である。
【００３９】
（３）故障した直流−直流変換モジュールが接続された電気負荷よりも優先度が低い他の電気負荷がある場合に、この他の電気負荷に対応する直流−直流変換モジュールに代える接続切替を行う。例えば、図６に示す例では、電力供給経路Ａに接続された電気負荷（低電圧負荷３２０等）の優先度よりも、電極供給経路Ｃに接続された電気負荷（低電圧負荷３２４）の優先度の方が低く設定されている場合である。なお、電気負荷毎の優先度は、各電気負荷を接続した際に予め設定されているものとしたが（この場合は、電気負荷の優先度に応じた直流−直流変換モジュールの切り替えが容易となる利点がある）、電気負荷接続時（車両搭載時）にこの電気負荷との間で通信を行って、制御部１４０内の切替制御部１４４が取得するようにしてもよい。これにより、優先度が高い電気負荷を追加した場合であっても、電気負荷の優先度に応じた直流−直流変換モジュールの切り替えを確実に行うことが可能となる。
【００４０】
このように、本実施形態の車両電源システムでは、接続切替部１３０を用いて電気負荷に接続される一あるいは複数の直流−直流変換モジュール１２０等を切り替えることができるため、いずれかの直流−直流変換モジュールに故障等の異常が生じたときに、電気負荷に接続される直流−直流変換モジュールを切り替えることが可能となる。これにより、直流−直流変換モジュールを備える車両電源システムの構成に冗長性を持たせることができ、異常発生時に電力供給を継続することが可能となる。
【００４１】
直流−直流変換モジュール１２０〜１２５の故障をそれぞれの制御部２２６で検出（判定）しているため、いずれかの直流−直流変換モジュールが故障したときに、確実に代わりの直流−直流変換モジュールに接続を切り替えて、電気負荷に対する電力供給を継続することができる。なお、直流−直流変換モジュール１２０〜１２５のそれぞれの制御部２２６で故障検出を行う代わりに、直流−直流変換モジュール１２０〜１２５のそれぞれの故障検出を行う故障検出部を制御部１４０内に設けるようにしてもよい。
【００４２】
また、一具体例として、電力供給経路Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに接続された電気負荷に優先度が設定されている場合に、優先度が高い電気負荷に対応する直流−直流変換モジュールが故障したときに優先度が低い電気負荷に対応する直流−直流変換モジュールを代わりに使用して優先度が高い電気負荷に対する電力供給を継続している。これにより、重要度が高い電気負荷に対する電力供給の継続を、重要度が低い電気負荷に対する電力供給の継続よりも優先させて行うことができる。
【００４３】
また、このような優先度が低い電気負荷については、電力供給を行っていた直流−直流変換モジュールの数が減少した後、残りの直流−直流変換モジュールの出力電圧を動作可能な範囲で低い値に変更するようにしてもよい。優先度が低い電気負荷の出力電圧を低くして、この電気負荷に対する電力供給を維持（継続）することが可能となる。なお、この場合には、優先度が低い電気負荷として、駆動電圧を所定の範囲で低くすることにより、動作電力を下げて動作可能な電気負荷を割り当てておく必要がある。
【００４４】
また、直流−直流変換モジュールの故障が検出された時点で正常動作可能な残りの直流−直流変換モジュールによって電気負荷に対する電力供給の継続が困難な場合に、接続状態の切り替えを行うことにより、一部の直流−直流変換モジュールが故障して供給電力が足りなくなった場合に接続状態を切り替えて電力供給を維持することが可能となる。
【００４５】
また、負荷電力検出部１４３による電力量の検出は、電気負荷に接続された直流−直流変換モジュールのそれぞれから送られてくる各出力電流値に基づいて行っている。それぞれの直流−直流変換モジュールの出力電流を監視することにより、直流−直流変換モジュールに接続された電気負荷に供給される電力量を容易に検出することが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態のＬｉ電池パック１００は、Ｌｉ電池セル１１０が一体化されて組み込まれている。これにより、Ｌｉ電池セル１１０と直流−直流変換モジュール１２０〜１２５とを含んで一体化されたＬｉ電池パック１００において、一部の直流−直流変換モジュールが故障した場合であっても残りの直流−直流変換モジュールを用いて電気負荷に対する電力供給を継続することが可能となる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、３系統の電力供給経路Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに２つの直流−直流変換モジュール１２０等を接続する場合について説明したが、電力供給経路の数は３以外であってもよい。また、各電力供給経路に対応する直流−直流変換モジュールの数は２以外であってもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態では、Ｌｉ電池パック１００としてＬｉ電池セル１１０と直流−直流変換モジュール１２０〜１２５等とを一体化した場合について説明したが、一部の構成を一体化の対象から除くようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、図４に示すように、直流−直流変換モジュール１２０、１２２、１２４については、それぞれに対応する電力供給経路に常時接続されるようにしたが、図７に示す接続切替部１３０Ａを用いることにより、各電力供給経路について直流−直流変換モジュール１２０〜１２５の組合せを接続可能にしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、一部の直流−直流変換モジュールに故障が生じたときに、この故障した直流−直流変換モジュールの代わりに他の直流−直流変換モジュールを接続する場合について説明したが、各電力供給経路を介して電気負荷に実際に供給される電力量に対して、この電気負荷に接続される２つ（あるいは３つ以上であってもよい）の直流−直流変換モジュールによって供給可能な電力量に余裕がある場合に、直流−直流変換モジュールの数を減らして、接続を維持している直流−直流変換モジュールの変換効率を増加させるようにしてもよい。例えば、図８に示す変換効率を有する場合に、２つの直流−直流変換モジュールのそれぞれの出力電流がＩａ以下の場合には、いずれかの一方の直流−直流変換モジュールの動作を停止させ、他方の直流−直流変換モジュールのみの動作を有効にしてもよい。
【００５１】
この場合に、１つの電力供給経路に接続されている２つの直流−直流変換モジュールの中のどちらの動作を停止させ、どちらの動作を継続させるかを決定する方法は、２つの直流−直流変換モジュール同士で調停する場合と、切替制御部１４４が判定する場合のいずれであってもよい。２つの直流−直流変換モジュール同士で調停する場合は、例えば、先に動作停止を決定した直流−直流変換モジュールから他の直流−直流変換モジュールにその旨を通知し、この通知を受け取った直流−直流変換モジュールが動作を継続する場合が考えられる。あるいは、反対に、先に動作継続を決定した直流−直流変換モジュールから他の直流−直流変換モジュールにその旨を通知し、この通知を受け取った直流−直流変換モジュールが動作を停止させればよい。
【００５２】
また、切替制御部１４４が判定する場合は、動作を停止させる予定の直流−直流変換モジュールに対して切替制御部１４４から動作停止の指示を送るようにすればよい。また、動作を停止させた直流−直流変換モジュールに対応するスイッチ１３１等はオフすることが望ましい。このように、直流−直流変換モジュールのそれぞれの出力電力が少ない場合に一部の動作を停止し、残りの出力電力を増加させて動作効率（変換効率）を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
上述したように、本発明によれば、接続切替手段を用いて電気負荷に接続される一あるいは複数の直流−直流変換モジュールを切り替えることができるため、いずれかの直流−直流変換モジュールに故障等の異常が生じたときに、電気負荷に接続される直流−直流変換モジュールを切り替えることが可能となる。これにより、直流−直流変換モジュールを備える電力供給装置の構成に冗長性を持たせることができ、異常発生時に電力供給を継続することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１１０  Ｌｉ電池セル
１２０〜１２５  直流−直流変換モジュール
１３０  接続切替部
１４３  負荷電力検出部
１４４  切替制御部
２２６  制御部
３００  低電圧バッテリ
３１０  スタータ（ＳＴ）
３２０、３２２、３２４  低電圧負荷
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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