(57)【要約】【課題】少ない種類のバッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとを用いて、第１電圧で動作する第１電圧用負荷や第１電圧より高い第２電圧で動作する第２電圧用負荷に電力を供給可能とする。【解決手段】定格電圧が電圧Ｖ１の第１，第２低電圧バッテリ３０，３１を用いると共に出力電圧が電圧Ｖ１の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１を用いる。そして、第１，第２低電圧バッテリ３０，３１から大電流負荷４１に電力が供給されると共に第２低電圧バッテリ３１から低電圧負荷４０に電力が供給される。また、切替スイッチ６０が第１接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から第１，第２低電圧バッテリ３０，３１にそれぞれ電力が供給され、切替スイッチ６０が第２接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から共に第２低電圧バッテリ３１に電力が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動用の電力を供給する高電圧バッテリと、
定格電圧が第１電圧である第１低電圧バッテリと、
定格電圧が前記第１電圧で、前記第１低電圧バッテリの負極側に直列接続された第２低電圧バッテリと、
前記第２低電圧バッテリからの電力により前記第１電圧で動作する第１電圧用負荷と、
前記第１低電圧バッテリおよび前記第２低電圧バッテリからの電力により前記第１電圧の２倍の第２電圧で動作する第２電圧用負荷と、
前記高電圧バッテリが接続された高電圧系の電力を前記第１電圧に降圧して出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高電圧系の電力を前記第１電圧に降圧して前記第２低電圧バッテリに出力する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの出力先を前記第１低電圧バッテリとする第１接続状態と、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの出力先を前記第２低電圧バッテリとする第２接続状態と、を切り替える接続切替手段と、
を備える電力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力装置としては、高圧バッテリと、４２Ｖ系バッテリと、４２Ｖ系バッテリからの電力を用いて作動する負荷と、高圧バッテリと４２Ｖ系バッテリとの間に設けられる４２Ｖ系ＤＣ／ＤＣコンバータと、１４Ｖ系バッテリと、１４Ｖ系バッテリからの電力を用いて作動する負荷と、高圧バッテリと１４Ｖ系バッテリとの間に設けられる１４Ｖ系ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１０７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バスやトラックなどの大型車では、第１電圧で動作する第１電圧用負荷（例えば電子制御ユニットや補機など）の他に、第１電圧より高い第２電圧で動作する第２電圧用負荷（例えばバスの電動ドアのアクチュエータなど）を有することがある。この場合、第２電圧用負荷を有しない電力装置、例えば、普通車用に開発された電力装置をそのまま適用することが困難である。上述のように、定格電圧が異なる２つのバッテリおよび定格出力が異なる２つのＤＣ／ＤＣコンバータを用いて対応することも考えられるが、この場合、バッテリやＤＣ／ＤＣコンバータの種類が多くなってしまう。
【０００５】
本発明の電力装置は、少ない種類のバッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとを用いて、第１電圧で動作する第１電圧用負荷や第１電圧より高い第２電圧で動作する第２電圧用負荷に電力を供給可能とすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電力装置は、
車両の駆動用の電力を供給する高電圧バッテリと、
定格電圧が第１電圧である第１低電圧バッテリと、
定格電圧が前記第１電圧で、前記第１低電圧バッテリの負極側に直列接続された第２低電圧バッテリと、
前記第２低電圧バッテリからの電力により前記第１電圧で動作する第１電圧用負荷と、
前記第１低電圧バッテリおよび前記第２低電圧バッテリからの電力により前記第１電圧の２倍の第２電圧で動作する第２電圧用負荷と、
前記高電圧バッテリが接続された高電圧系の電力を前記第１電圧に降圧して出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高電圧系の電力を前記第１電圧に降圧して前記第２低電圧バッテリに出力する第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの出力先を前記第１低電圧バッテリとする第１接続状態と、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの出力先を前記第２低電圧バッテリとする第２接続状態と、を切り替える接続切替手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電力装置では、定格電圧が第１電圧の第１，第２低電圧バッテリを用いると共に出力電圧が第１電圧の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。そして、第１，第２低電圧バッテリから第２電圧用負荷に電力が供給されると共に第２低電圧バッテリから第１電圧用負荷に電力が供給される。また、接続切替手段が第１接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータから第１，第２低電圧バッテリにそれぞれ電力が供給され、接続切替手段が第２接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータから共に第２低電圧バッテリに電力が供給される。したがって、定格電圧が第１電圧の第１，第２低電圧バッテリを用いると共に出力電圧が第１電圧の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることにより、少ない種類の低電圧バッテリやＤＣ／ＤＣコンバータを用いて第１電圧用負荷や第２電圧用負荷に電力を供給することができる。また、接続切替手段を第１接続状態と第２接続状態とで適宜切り替えることにより、第１低電圧バッテリや第２低電圧バッテリの蓄電量（蓄電割合）の過度の低下を抑制しつつ第１電圧用負荷や第２電圧用負荷に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としての電力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】切替スイッチ６０を第１接続状態としたときの電力の主な流れを模式的に示す説明図である。
【図３】切替スイッチ６０を第２接続状態としたときの電力の主な流れを模式的に示す説明図である。
【図４】大電流負荷４１が低頻度で動作すると共に低電圧負荷４０の電力消費がある程度大きい場合（こうしたタイプの大型車）における大電流負荷４１および低電圧負荷４０の消費電力と切替スイッチ６０の接続状態との時間変化の様子を示す説明図である。
【図５】大電流負荷４１の電力消費が常時ある程度大きく且つ低電圧負荷４０の電力消費が比較的小さい場合（こうしたタイプの大型車）における大電流負荷４１および低電圧負荷４０の消費電力と切替スイッチ６０の接続状態との時間変化の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としての電力装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電力装置２０は、走行用のモータなどと共にバスやトラックなどの大型車（電気自動車やハイブリッド自動車，燃料電池自動車）などに搭載され、図示するように、モータなどと共に高圧側電力ライン２２に接続されて定格電圧が電圧Ｖｈ（例えば数百Ｖなど）の高電圧バッテリ２４と、定格電圧が電圧Ｖ１（例えば１２Ｖなど）の第１低電圧バッテリ３０と、定格電圧が電圧Ｖ１で第１低電圧バッテリ３０の負極側に直列接続されると共に負極側が接地された第２低電圧バッテリ３１と、第２低電圧バッテリ３１の正極側と接地との間に設けられて電圧Ｖ１で動作する低電圧負荷（例えば電子制御ユニットや各種補機など）４０と、第１低電圧バッテリ３０の正極側と接地との間に設けられて電圧Ｖ１の２倍の電圧Ｖ２（＝２・Ｖ１）で動作する大電流負荷（例えばバスの電動ドアのアクチュエータなど）４１と、高圧側電力ライン２２の電力を電圧Ｖ１（例えば１２Ｖ）に降圧して出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、高圧側電力ライン２２の電力を電圧Ｖ１に降圧して第２低電圧バッテリ３１に出力する第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力先を第１低電圧バッテリ３０とする第１接続状態と第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力先を第２低電圧バッテリ３１とする第２接続状態とを切り替える切替スイッチ６０と、を備える。
【００１２】
第１，第２低電圧バッテリ３０，３１は、同一仕様（定格電圧が電圧Ｖ１）のバッテリとして構成されている。また、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１は、同一仕様（定格出力電圧が電圧Ｖ１）のコンバータとして構成されている。第１，第２低電圧バッテリ３０，３１や第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１，低電圧負荷４０は、普通車で用いられる機器を転用して用いることができる。これにより、電力装置２０の開発の低コスト化・容易化を図ることができる。
【００１３】
低電圧負荷４０のうち電子制御ユニットは、モータなどの駆動系や第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１，切替スイッチ６０などの制御を行なう。
【００１４】
図２，図３は、それぞれ、切替スイッチ６０を第１接続状態，第２接続状態としたときの電力の主な流れを模式的に示す説明図である。切替スイッチ６０が第１接続状態のときには、図２に示すように、主として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力が第１低電圧バッテリ３０に供給されると共に第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の出力が第２低電圧バッテリ３１に供給され、第１低電圧バッテリ３０および第２低電圧バッテリ３１の電力が大電流負荷４１に供給されると共に第２低電圧バッテリ３１の電力が低電圧負荷４０に供給される。この場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１とを同様に駆動する即ち第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０から第１低電圧バッテリ３０に供給される電力と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１から第２低電圧バッテリ３１に供給される電力とが等しいものとすれば、第２低電圧バッテリ３１の蓄電量（蓄電割合）は、低電圧負荷４０に供給される電力の分、第１低電圧バッテリ３０の蓄電量より低下する。切替スイッチ６０が第２接続状態のときには、図３に示すように、主として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１の出力が第２低電圧バッテリ３１に供給され、第１低電圧バッテリ３０および第２低電圧バッテリ３１の電力が大電流負荷４１に供給されると共に第２低電圧バッテリ３１の電力が低電圧負荷４０に供給される。この場合、第１低電圧バッテリ３０の蓄電量は、大電流負荷４１への電力供給によって低下し、第２低電圧バッテリ３０の蓄電量は、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１の出力と低電圧負荷４０や大電流負荷４１への供給電力との大小関係に応じて変化する。実施例の電力装置２０では、このように切替スイッチ６０を第１接続状態や第２接続状態としながら、低電圧負荷４０や大電流負荷４１に電力を供給することができる。また、実施例では、同一仕様（定格電圧が電圧Ｖ１）の第１，第２低電圧バッテリ３０，３１と同一仕様（出力電圧が電圧Ｖ１）の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１とを用いるから、大電流負荷４１用の定格電圧Ｖ２のバッテリおよび出力電圧Ｖ２のＤＣ／ＤＣコンバータと低電圧負荷４０用の定格電圧Ｖ１のバッテリおよび出力電圧Ｖ１のＤＣ／ＤＣコンバータとを用いるものに比して、少ない種類の低電圧バッテリやＤＣ／ＤＣコンバータを用いて低電圧負荷４０や大電流負荷４１に電力を供給することができる。
【００１５】
図４は、大電流負荷４１が低頻度で動作すると共に低電圧負荷４０の電力消費がある程度大きい場合（こうしたタイプの大型車）における大電流負荷４１および低電圧負荷４０の消費電力と切替スイッチ６０の接続状態との時間変化の様子を示す説明図である。この場合、図示するように、基本的には、切替スイッチ６０を第２接続状態として、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から第２低電圧バッテリ３１に電力が供給されるようにする。これにより、低電圧負荷４０の電力消費に十分に対応することができる。そして、大電流負荷４１の動作時には、切替スイッチ６０を第１接続状態として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０から第１低電圧バッテリ３０に電力が供給されるようにする。これにより、第１低電圧バッテリ３０の蓄電量（蓄電割合）が過度に低下しないようにすることができる。これらの結果、定格値の比較的小さな第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１と第１，第２低電圧バッテリ３０，３１とを用いて低電圧負荷４０や大電流負荷４１に効率的に電力を供給することができる。
【００１６】
図５は、大電流負荷４１の電力消費が常時ある程度大きく且つ低電圧負荷４０の電力消費が比較的小さい場合（こうしたタイプの大型車）における大電流負荷４１および低電圧負荷４０の消費電力と切替スイッチ６０の接続状態との時間変化の様子を示す説明図である。この場合、図示するように、大電流負荷４１の電力消費が十分に大きいときには、切替スイッチ６０を第１接続状態として、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から第１，第２低電圧バッテリ３０，３１にそれぞれ電力が供給されるようにする。これにより、大電流負荷４１の電力消費に十分に対応することができる。なお、このときには、上述したように、第２低電圧バッテリ３１の蓄電量（蓄電割合）が第１低電圧バッテリ３０の蓄電量（蓄電割合）より低下する。したがって、第２低電圧バッテリ３１の蓄電量（蓄電割合）が比較的小さいとき（且つ大電流負荷４１の電力消費が若干小さいとき）には、切替スイッチ６０を第２接続状態として、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から第２低電圧バッテリ３１に電力が供給されるようにする。これにより、第２低電圧バッテリ３１の蓄電量（蓄電割合）が過度に低下しないようにすることができる。これらの結果、定格値の比較的小さな第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１と第１，第２低電圧バッテリ３０，３１とを用いて低電圧負荷４０や大電流負荷４１に効率的に電力を供給することができる。
【００１７】
以上説明した実施例の電力装置２０では、定格電圧が電圧Ｖ１の第１，第２低電圧バッテリ３０，３１を用いると共に出力電圧が電圧Ｖ１の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１を用いる。そして、第１，第２低電圧バッテリ３０，３１から大電流負荷４１に電力が供給されると共に第２低電圧バッテリ３１から低電圧負荷４０に電力が供給される。また、切替スイッチ６０が第１接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から第１，第２低電圧バッテリ３０，３１にそれぞれ電力が供給され、切替スイッチ６０が第２接続状態のときには、第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１から共に第２低電圧バッテリ３１に電力が供給される。したがって、定格電圧が電圧Ｖ１の第１，第２低電圧バッテリ３０，３１を用いると共に出力電圧が電圧Ｖ１の第１，第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，５１を用いることにより、少ない種類のバッテリやＤＣ／ＤＣコンバータを用いて低電圧負荷４０や大電流負荷４１に電力を供給することができる。また、切替スイッチ６０を第１接続状態と第２接続状態とで適宜切り替えることにより、第１低電圧バッテリ３０や第２低電圧バッテリ３１の蓄電量（蓄電割合）の過度の低下を抑制しつつ低電圧負荷４０や大電流負荷４１に電力を供給することができる。
【００１８】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、高電圧バッテリ２４が「高電圧バッテリ」に相当し、第１低電圧バッテリ３０が「第１低電圧バッテリ」に相当し、第２低電圧バッテリ３１が「第２低電圧バッテリ」に相当し、低電圧負荷４０が「第１電圧用負荷」に相当し、大電流負荷４１が「第２電圧用負荷」に相当し、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５０が「第１ＤＣ／ＤＣコンバータ」に相当し、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５１が「第２ＤＣ／ＤＣコンバータ」に相当し、切替スイッチ６０が「接続切替手段」に相当する。
【００１９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、電力装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
２０  電力装置、２２  高圧側電力ライン、２４  高電圧バッテリ、３０  第１低電圧バッテリ、３１  第２低電圧バッテリ、４０  低電圧負荷、４１  大電流負荷、５０  第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、５１  第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０  切替スイッチ。
【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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