(57)【要約】【課題】ヒータ等を追加せずに排熱を有効に利用してバッテリの温度を適切な値に近づけることができる車両の電源システムおよびそれを備える車両を提供する。【解決手段】車両の電源システムは、予備の補機バッテリ１５１を設置することが可能な補機バッテリ設置部１５４と、補機バッテリ１５１が補機バッテリ設置部１５４に設置されている場合に補機バッテリ１５１の電圧を昇圧してメインバッテリ１０に向けて供給するＤＣ／ＤＣ変換器１４１と、メインバッテリ１０を冷却するための冷媒に流れを発生させるバッテリ冷却用ファン１２と、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間に設けられ冷媒を通す経路とを含む。経路は、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間にＤＣ／ＤＣ変換器１４０が配置される第１経路と、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間にＤＣ／ＤＣ変換器１４１が配置される第２経路とを含む。【選択図】図１
2012257394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバッテリと、
予め車載された第１補機バッテリと、
前記第１補機バッテリとは別の第２補機バッテリを設置することが可能な補機バッテリ設置部と、
前記メインバッテリの電圧を降圧して前記第１補機バッテリに供給する第１電圧変換器と、
前記第２補機バッテリが前記補機バッテリ設置部に設置されている場合に前記第２補機バッテリの電圧を昇圧して前記メインバッテリに向けて供給する第２電圧変換器と、
前記メインバッテリを冷却するための冷媒に流れを発生させる流量発生部と、
前記メインバッテリと前記流量発生部との間に設けられ前記冷媒を通す経路とを備え、
前記経路は、
前記メインバッテリと前記流量発生部との間に前記第１電圧変換器が配置される第１経路と、
前記メインバッテリと前記流量発生部との間に前記第２電圧変換器が配置される第２経路とを含む、車両の電源システム。
【請求項２】
前記メインバッテリを収容する筐体をさらに備え、
前記第１経路は、前記筐体に設けられた第１孔から前記第１電圧変換器を経由して前記流量発生部に至り、
前記第２経路は、前記筐体の前記第１孔とは異なる位置に設けられた第２孔から前記第２電圧変換器を経由して前記流量発生部に至り、
前記第１経路と前記第２経路とは前記流量発生部からそれぞれ前記第１および第２電圧変換器に向けて分岐する、請求項１に記載の車両の電源システム。
【請求項３】
前記第２電圧変換器は、第１端子と第２端子とを有し、前記第１端子の電圧を降圧して前記第２端子に出力する降圧動作と、前記第２端子の電圧を昇圧して前記第１端子に出力する昇圧動作とが可能に構成され、
前記車両の電源システムは、前記第２端子の接続先を切換えるスイッチをさらに備え、
前記第１端子は、前記メインバッテリから前記第１電圧変換器に至る電力伝達経路上に接続され、
前記スイッチは、前記第２端子を、前記第１電圧変換器から前記第１補機バッテリに至る電力伝達経路上と、前記第２補機バッテリとのいずれかを選択して接続することが可能に構成される、請求項２に記載の車両の電源システム。
【請求項４】
前記流量発生部は前記冷媒の流れの方向を逆転させることが可能に構成され、
前記電源システムは、
前記流量発生部と、前記第１および第２電圧変換器とを制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記スイッチが前記第２端子を前記第１電圧変換器から前記第１補機バッテリに至る電力伝達経路上を選択して接続している場合であって、かつ前記メインバッテリの温度が所定温度よりも低いと推定される場合には、前記流量発生部を前記第１電圧変換器および前記第２電圧変換器から前記メインバッテリに向けて前記冷媒が流れるように制御し、前記第１電圧変換器によって前記メインバッテリから前記第１補機バッテリに向けて出力する電力の少なくとも一部を前記第２電圧変換器によって前記メインバッテリに向けて戻すことにより、前記第１および第２電圧変換器で発生した熱を前記メインバッテリに移す、請求項３に記載の車両の電源システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の電源システムを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源システムおよびそれを備える車両に関し、より特定的には、複数の補機バッテリを搭載することが可能に構成された車両の電源システムおよびそれを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
ところで、このような電動車両に搭載される蓄電装置は、性能を発揮するために一定の温度範囲で使用されることが好ましい。蓄電装置の温度が低すぎると、車両の動力性能が制限されることがある。
【０００５】
特開２００８−６００４７号公報（特許文献１）は、複数バッテリおよびコンバータを並列接続し、各バッテリの許容放電電力または許容充電電力の範囲内でバッテリ間で電力が授受され、充放電に伴い各バッテリを昇温させる電動車両を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６００４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１１０７００号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９８８３７号公報
【特許文献４】特開２００４−２０７１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特開２００８−６００４７号公報では、充放電時のバッテリの発熱量をフィードバックして昇圧コンバータの出力レベルを調整してバッテリ昇温の制御をしているが、昇圧コンバータの排熱の利用については具体的には記載されていない。一般に、空冷の昇圧コンバータ等は、荷室等からの吸気によって冷却され、その排熱は空気とともに車外に排出されており有効には利用されていなかった。
【０００８】
この発明の目的は、ヒータ等を追加せずに排熱を有効に利用してバッテリの温度を適切な値に近づけることができる車両の電源システムおよびそれを備える車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両の電源システムであって、メインバッテリと、予め車載された第１補機バッテリと、第１補機バッテリとは別の第２補機バッテリを設置することが可能な補機バッテリ設置部と、メインバッテリの電圧を降圧して第１補機バッテリに供給する第１電圧変換器と、第２補機バッテリが補機バッテリ設置部に設置されている場合に第２補機バッテリの電圧を昇圧してメインバッテリに向けて供給する第２電圧変換器と、メインバッテリを冷却するための冷媒に流れを発生させる流量発生部と、メインバッテリと流量発生部との間に設けられ冷媒を通す経路とを含む。経路は、メインバッテリと流量発生部との間に第１電圧変換器が配置される第１経路と、メインバッテリと流量発生部との間に第２電圧変換器が配置される第２経路とを含む。
【００１０】
好ましくは、車両の電源システムは、メインバッテリを収容する筐体をさらに含む。第１経路は、筐体に設けられた第１孔から第１電圧変換器を経由して流量発生部に至る。第２経路は、筐体の第１孔とは異なる位置に設けられた第２孔から第２電圧変換器を経由して流量発生部に至る。第１経路と第２経路とは流量発生部からそれぞれ第１および第２電圧変換器に向けて分岐する。
【００１１】
より好ましくは、第２電圧変換器は、第１端子と第２端子とを有し、第１端子の電圧を降圧して第２端子に出力する降圧動作と、第２端子の電圧を昇圧して第１端子に出力する昇圧動作とが可能に構成される。車両の電源システムは、第２端子の接続先を切換えるスイッチをさらに含む。第１端子は、メインバッテリから第１電圧変換器に至る電力伝達経路上に接続される。スイッチは、第２端子を、第１電圧変換器から第１補機バッテリに至る電力伝達経路上と、第２補機バッテリとのいずれかを選択して接続することが可能に構成される。
【００１２】
さらに好ましくは、流量発生部は冷媒の流れの方向を逆転させることが可能に構成される。車両の電源システムは、流量発生部と、第１および第２電圧変換器とを制御する制御装置をさらに含む。制御装置は、スイッチが第２端子を第１電圧変換器から第１補機バッテリに至る電力伝達経路上を選択して接続している場合であって、かつメインバッテリの温度が所定温度よりも低いと推定される場合には、流量発生部を第１電圧変換器および第２電圧変換器からメインバッテリに向けて冷媒が流れるように制御し、第１電圧変換器によってメインバッテリから第１補機バッテリに向けて出力する電力の少なくとも一部を第２電圧変換器によってメインバッテリに向けて戻すことにより、第１および第２電圧変換器で発生した熱をメインバッテリに移す。
【００１３】
この発明は、他の局面では、上記いずれかに記載の車両の電源システムを備える車両である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ヒータ等を設けなくてよいので部品点数が削減され、排熱が有効に利用されるのでエネルギ効率が改善された電動車両を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の電源システムを搭載した電動車両１００の全体ブロック図である。
【図２】図１を簡略化して示した図であり、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０とサブＤＣ／ＤＣ変換器の主たる動作を説明するための図である。
【図３】切換スイッチ１５３およびＤＣ／ＤＣ変換器１４１の切換制御の変形例を示す図である。
【図４】メインバッテリ１０の冷却に関する構成を説明するための上面図である。
【図５】メインバッテリ１０の冷却に関する構成を説明するための側面図である。
【図６】制御装置１６０が実行するバッテリ冷却または昇温時の制御を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ３における電力の流れを説明するための図である。
【図８】図６のステップＳ３における空気の流れを説明するための図である。
【図９】図６のステップＳ４における電力の流れを説明するための図である。
【図１０】図６のステップＳ４における空気の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
[実施の形態に共通する車両構成]
図１は、本発明の実施の形態の電源システムを搭載した電動車両１００の全体ブロック図である。
【００１８】
図１を参照して、車両１００は、メインバッテリ１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay）ＳＭＲＤと、駆動装置であるインバータ１２０と、モータジェネレータ１３０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とも称する。）１６０とを備える。図示しないが、モータジェネレータ１３０は動力伝達ギアを介して駆動輪を回転させる。
【００１９】
メインバッテリ１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。メインバッテリ１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２０】
メインバッテリ１０の正極端および負極端は、システムメインリレーＳＭＲＤに含まれるスイッチＳＷ１，ＳＷ２および電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介して負荷であるモータジェネレータ１３０を駆動するためのインバータ１２０に接続される。そして、メインバッテリ１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をインバータ１２０に供給する。また、メインバッテリ１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。メインバッテリ１０の電圧は、限定されるものではないが、たとえば２００Ｖである。
【００２１】
システムメインリレーＳＭＲＤに含まれるスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、メインバッテリ１０とインバータ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１およびＮＬ１上にそれぞれ設けられる。そして、システムメインリレーＳＭＲＤは、制御装置１６０からの制御信号に基づいて、メインバッテリ１０とインバータ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００２２】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００２３】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギアを介して駆動輪に伝達され、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、インバータ１２０によってメインバッテリ１０の充電電力に変換される。
【００２４】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車の例では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、メインバッテリ１０を充電することも可能である。
【００２５】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などが車両１００に該当しうる。
【００２６】
車両１００は、さらに低電圧系（補機系）の構成として、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０と、補機バッテリ１５０と、補機負荷１７０とを含む。
【００２７】
メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１に接続され、制御装置１６０からの制御信号に基づいて、メインバッテリ１０から供給される直流電圧を低圧系の電源電圧（たとえば１４Ｖ）に電圧変換する。そして、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、補機負荷１７０に電源電圧を供給するとともに、補機バッテリ１５０に充電電力を供給する。システムメインリレーＳＭＲＤが開放されて、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０が電圧変換動作を中止しているときには、補機バッテリ１５０から補機負荷１７０および制御装置１６０に対して電力の供給が行なわれる。
【００２８】
補機バッテリ１５０は、他の種類の蓄電池でもよいが、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１５０の出力電圧は、メインバッテリ１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。鉛蓄電池は、古くから自動車用のバッテリとして使用されている。
【００２９】
制御装置１６０は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力処理部を含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３０】
制御装置１６０は、インバータ１２０およびメインＤＣ／ＤＣ変換器１４０を駆動するための制御信号を生成して出力する。また、制御装置１６０は、システムメインリレーＳＭＲＤを制御するための制御信号を出力する。
【００３１】
電源システムは、さらに、外部電源３００からの電力によってメインバッテリ１０を充電するための構成として、接続部３２０から外部電源の電力を受けてメインバッテリ１０の充電電圧（直流電圧）に変換する充電器２００と、充電用のシステムメインリレーＳＭＲＣとを含む。充電用のシステムメインリレーＳＭＲＣは、スイッチＳＷ３，ＳＷ４を含む。
【００３２】
接続部３２０には、外部電源３００から電力を送電するための充電ケーブルの充電コネクタ３１０が接続される。そして、外部電源３００からの電力が、充電ケーブルを介して車両１００に伝達される。
【００３３】
スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、それぞれメインバッテリ１０と充電器２００とを結ぶ電力線ＰＬ２およびＮＬ２をメインバッテリ１０に接続する。そして、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、制御装置１６０からの制御信号に基づいて、メインバッテリ１０と充電器２００との間での電力の供給と遮断とを切換える。
【００３４】
充電器２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して接続部３２０と接続される。また、充電器２００は、電力線ＰＬ２およびＮＬ２を介してメインバッテリ１０と接続される。そして、充電器２００は、制御装置１６０からの制御信号に基づいて、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２によって供給される外部電源３００からの交流電力をメインバッテリ１０が充電可能な直流電力に変換する。充電器２００は、その変換した直流電力を電力線ＰＬ２およびＮＬ２に出力する。
【００３５】
ところで、電気自動車においては、メインバッテリがバッテリ上がりを起こしてしまうとさらなる走行ができなくなる。この場合内燃機関を搭載する車両であれば、燃料切れの場合であれば、少量の燃料を応急的に補給することで、近くのガソリンスタンドまで走行させることができる。これに比べて電気自動車の場合にはメインバッテリにその場で充電を行なうことは困難であり、レッカー車などで車両を近隣の充電スタンドまで運ぶ必要がある。
【００３６】
またハイブリッド自動車であっても、メインバッテリと補機バッテリがバッテリ上がりを起こしてしまえば、ハイブリッド自動車を制御しているＥＣＵを作動させることができなくなるので、やはりレッカー車などで車両を近隣の充電スタンドまで運ぶ必要がある。
【００３７】
このような場合に、追加の補機バッテリ１５１によって車両を始動させる構成として、車両１００は、サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１と、切換スイッチ１５３と、電圧センサ１５２と、補機バッテリ設置部１５４とをさらに含む。補機バッテリ設置部１５４には、端子１５５，１５６が設けられており、補機バッテリ１５０とは別に補機バッテリ１５１を設置することができる。端子１５５には補機バッテリ１５１の正極が接続され、端子１５６には補機バッテリ１５１の負極が接続される。
【００３８】
切換スイッチ１５３はサブＤＣ／ＤＣ変換器１４１の正極側出力をＡ端子とＢ端子に選択的に接続することができる。通常時に補機バッテリ１５１が補機バッテリ設置部１５４に設置されていない場合には、切換スイッチ１５３においてＢ端子が選択されている。切換スイッチ１５３の切換は、補機バッテリ１５１が補機バッテリ設置部１５４に設置されると自動的に切換えることが好ましいが、切換スイッチ１５３の切換をユーザが補機バッテリ１５１の設置時に手動で行なっても良い。
【００３９】
サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、第１端子と第２端子とを有する。第１端子は電力線ＰＬ１に接続される端子である。第２端子は、切換スイッチ１５３に接続される端子である。サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、第１端子の電圧を降圧して第２端子に出力する降圧動作と、第２端子の電圧を昇圧して第１端子に出力する昇圧動作とが可能に構成されている。
【００４０】
電圧センサ１５２は、端子１５５の電圧を検出し、制御装置１６０に検出値を出力する。制御装置１６０は、電圧センサ１５２の出力によって補機バッテリ設置部１５４に補機バッテリ１５１が設置されているか否かを認識することができる。なお、電圧センサ１５２に代えて、補機バッテリ１５１の有無を検出する他の検出スイッチやユーザが補機バッテリ１５１を設置したことを入力するスイッチなどを設けても良い。
【００４１】
制御装置１６０は、図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含む。制御装置１６０は、外部充電時には、充電器２００およびシステムメインリレーＳＭＲＣを制御する。制御装置１６０は、走行時にはメインＤＣ／ＤＣ変換器１４０、インバータ１２０、サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１、切換スイッチ１５３およびシステムメインリレーＳＭＲＤを制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００４２】
車両１００は、さらに、メインバッテリ１０の温度ＴＢを検出する温度センサ１４と、バッテリ冷却用ファン１２とを含む。制御装置１６０は、温度センサ１４から受けた温度ＴＢに基づいてバッテリ冷却用ファン１２を制御する。また、制御装置１６０は、後に詳細に説明するように、メインバッテリ１０の温度ＴＢがしきい値よりも低いときには、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０および１４１の排熱をメインバッテリ１０に移すようにバッテリ冷却用ファン１２を制御する。
【００４３】
なお、図１では制御装置１６０は、外部充電時と車両走行時とに充電器２００、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０、インバータ１２０、サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１、切換スイッチ１５３およびシステムメインリレーＳＭＲＤ，ＳＭＲＣを制御する例を示したが、他の構成とすることもできる。たとえば、外部充電時に起動して充電器２００およびシステムメインリレーＳＭＲＣを制御する充電制御用のＥＣＵを設ける。このＥＣＵを、走行時にメインＤＣ／ＤＣ変換器１４０、インバータ１２０、サブＤＣ／ＤＣ変換器１４１、およびシステムメインリレーＳＭＲＤを制御するＥＣＵとは別にしてもよい。
【００４４】
また、図１の車両１００の構成において、モータジェネレータ１３０に加えて、内燃機関を搭載したハイブリッド自動車や、燃料電池セルを搭載した燃料電池自動車であっても、本願発明は適用が可能である。
【００４５】
図２は、図１を簡略化して示した図であり、メインＤＣ／ＤＣ変換器１４０とサブＤＣ／ＤＣ変換器１４１の主たる動作を説明するための図である。
【００４６】
図２を参照して、この車両は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０に加えてＤＣ／ＤＣ変換器１４１を含む。
【００４７】
ＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、メインバッテリ１０の高圧電圧（たとえば２００Ｖ）を補機負荷の電源電圧や補機バッテリの充電電圧（たとえば１４Ｖ）に降圧する一方向の動作が可能である。
【００４８】
これに対し、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、メインバッテリ１０の高圧電圧（たとえば２００Ｖ）を切換スイッチ１５３の端子Ｃに降圧する動作と、端子Ｃの電圧をメインバッテリ１０の高圧電圧に昇圧する双方向の動作が可能である。
【００４９】
切換スイッチ１５３は、端子Ｃを端子Ａ、Ｂのいずれか一方に接続可能であり、制御装置１６０からの制御信号により切換スイッチ１５３は接続を切換えることができる。
【００５０】
本実施の形態の車両の電源システムは、通常時および動作モード１〜３の４つの動作モードで動作することが可能である。
【００５１】
通常時には、切換スイッチ１５３は端子Ｃと端子Ｂとが接続されるように制御される。切換スイッチ１５３が端子Ｃと端子Ｂとを接続している状態では、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１はメインバッテリ１０と補機負荷１７０との間に並列接続された状態となる。そして、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、通常出力（たとえば１４Ｖ）で補機を駆動する。また、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０と同様に通常出力（たとえば１４Ｖ）で補機を駆動するように降圧動作を行なう。この状態ではＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０を補助するように降圧動作を行なう。なお、補機負荷１７０の消費電力によっては、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１を停止させておいても良い。
【００５２】
動作モードが動作モード１の場合には、切換スイッチ１５３は端子Ｃと端子Ａとが接続されるように制御される。そして、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、通常出力（たとえば１４Ｖ）よりも低い電圧（たとえば１２Ｖ）で補機を駆動する。また、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、補機バッテリ１５１の電圧をメインバッテリ１０側に昇圧する動作を行なう。
【００５３】
動作モードが動作モード２の場合には、切換スイッチ１５３は端子Ｃと端子Ａとが接続されるように制御される。そして、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、通常出力（たとえば１４Ｖ）で補機を駆動する。また、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、補機バッテリ１５１の電圧をメインバッテリ１０側に昇圧する動作を行なう。
【００５４】
動作モードが動作モード３の場合には、切換スイッチ１５３は端子Ｃと端子Ａとが接続されるように制御される。そして、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０は、通常出力（たとえば１４Ｖ）で補機を駆動する。また、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、メインバッテリ１０側（充電器２００側）の電圧を補機バッテリ１５１側に降圧し補機バッテリ１５１を充電する動作を行なう。
【００５５】
図３は、切換スイッチ１５３およびＤＣ／ＤＣ変換器１４１の切換制御の変形例を示す図である。
【００５６】
図３を参照して、切換スイッチ１５３をリレーとし、補機バッテリ１５１が設置されるとリレーのコイルに電流が流れるように回路を構成しておく。すると補機バッテリ１５１が接続されるとコイルに電流が流れ、Ｂ端子からＡ端子に接続を切換えるようにリレー切片がコイルの磁力で吸引される。また、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１には補機バッテリ１５１を検出する検出線が接続されている。検出線は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１の制御入力端子に接続されている。この検出線は、補機バッテリ１５１が接続されていない状態では、抵抗によってプルダウンされている。そして補機バッテリ１５１が接続されると検出線がハイレベル（たとえば１２〜１４Ｖ）になるので、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は降圧から昇圧に動作を切換えることが可能となる。
【００５７】
図４は、メインバッテリ１０の冷却に関する構成を説明するための上面図である。
図５は、メインバッテリ１０の冷却に関する構成を説明するための側面図である。
【００５８】
図４、図５を参照して、メインバッテリ１０は、筐体４１０に収容されている。すなわち筐体４１０はメインバッテリ１０のケースである。限定されるものではないが、筐体４１０には、メインバッテリ１０の温度ＴＢなどを検出して図１の制御装置１６０に送信する温度センサなどを含むバッテリ監視部４１２がさらに収容されている。
【００５９】
筐体４１０の上面には、孔４０１，４０３が設けられている。筐体４１０の上面には、バッテリ冷却用ファン（たとえばブロワファン）１２と、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１と、ダクト４００，４０２とが配置されている。
【００６０】
ダクト４００は、孔４０１からＤＣ／ＤＣ変換器１４０を経由してバッテリ冷却用ファン１２に至る通風経路である。ダクト４０２は、孔４０３からＤＣ／ＤＣ変換器１４１を経由してバッテリ冷却用ファン１２に至る通風経路である。ダクト４００，４０２は、バッテリ冷却用ファン１２から分岐してそれぞれＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１に接続されている。このように分岐しているので、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０の熱がＤＣ／ＤＣ変換器１４１を加熱したり、その逆が発生したりすることを避けることができる。また、２つのＤＣ／ＤＣコンバータの互いの熱が影響しないため、部品保護を確保しつつメインバッテリ１０の昇温が可能となる。
【００６１】
図４、図５に示した例では、孔４０１が筐体４１０の上面中央部に設けられ、孔４０３は上面右端部に設けられる。限定されるものではないが、孔４０１，４０３は、メインバッテリ１０を均一に冷却や暖機するためには、離れた位置であることが好ましい。
【００６２】
なお、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１の発熱量に差がある場合には発熱量の大きい方を中央の孔に接続すると好ましい。
【００６３】
バッテリ冷却用ファン１２は、図１の制御装置１６０によって通風方向を逆転させるように制御することが可能である。
【００６４】
通常時には、制御装置１６０は、バッテリ冷却用ファン１２によってメインバッテリ１０の筐体４１０の内部の空気を吸気させて、メインバッテリ１０に外部の空気を図示しない吸気孔から導入することによってメインバッテリを冷却するとともに、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１も冷却する。
【００６５】
一方、メインバッテリ１０の温度が低く、メインバッテリ１０の性能を発揮させるために昇温したほうがよい場合には、制御装置１６０は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１の排熱をメインバッテリ１０に移すようにバッテリ冷却用ファン１２の通風方向を逆転させる。このときは、バッテリ冷却用ファン１２はバッテリ昇温用ファンとして使用される。
【００６６】
図６は、制御装置１６０が実行するバッテリ冷却または昇温時の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００６７】
図１、図６を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１において、切換スイッチ１５３が端子Ｂを選択中であるか否かが判断される。ステップＳ１において切換スイッチ１５３が端子Ｂを選択中である場合にはステップＳ２に処理が進み、端子Ｂを選択していない場合にはステップＳ３に処理が進む。
【００６８】
ステップＳ２では、メインバッテリ１０の温度ＴＢがしきい値よりも低いか否かが判断される。このしきい値は、メインバッテリ１０が性能を発揮できる程度の温度に設定される。ステップＳ２においてメインバッテリ１０の温度ＴＢがしきい値よりも低いと判断された場合にはステップＳ４に処理が進み、メインバッテリ１０の温度ＴＢがしきい値よりも低いと判断されない場合にはステップＳ３に処理が進む。
【００６９】
ステップＳ３では、通常モードとしてメインバッテリ１０を空冷する処理が実行される。
【００７０】
図７は、図６のステップＳ３における電力の流れを説明するための図である。図８は、図６のステップＳ３における空気の流れを説明するための図である。図７を参照して、ステップＳ３においては通常時の処理として、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は降圧モード、つまりメインバッテリ１０の電圧を降圧して補機負荷１７０に供給するように制御装置１６０によって制御される。このとき、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０も同様の降圧を行なっており、破線矢印に示すようにＤＣ／ＤＣ変換器１４１はＤＣ／ＤＣ変換器１４０と並列動作を行なう。なお、補機負荷１７０の消費電力が少ない場合にはＤＣ／ＤＣ変換器１４１を停止させても良い。
【００７１】
図８を参照して、このとき制御装置１６０はバッテリ冷却用ファン１２を正方向に回転されており、図８の矢印に示すように、筐体４１０の内部の空気は吸引され、さらにＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１を冷却したのちにバッテリ冷却用ファン１２を通って排出される。
【００７２】
つまりステップＳ３では、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１はＤＣ／ＤＣ変換器１４０を補助するように動作し、バッテリ冷却用ファン１２によってメインバッテリ１０の熱は排出される。
【００７３】
再び図６を参照して、ステップＳ４では、暖機モードとしてメインバッテリ１０を昇温させる処理が実行される。
【００７４】
図９は、図６のステップＳ４における電力の流れを説明するための図である。図１０は、図６のステップＳ４における空気の流れを説明するための図である。図９を参照して、ステップＳ４においてはメインバッテリ１０を暖機する処理として、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は降圧モード、つまりメインバッテリ１０の電圧を降圧して補機負荷１７０側に向けて供給するように制御装置１６０によって制御される。このとき、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１も昇圧を行なっており、破線矢印に示すようにＤＣ／ＤＣ変換器１４１はＤＣ／ＤＣ変換器１４０と逆方向の動作を行なう。これにより、メインバッテリ１０からの電力の少なくとも一部は、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０とＤＣ／ＤＣ変換器１４１との間で循環する。ＤＣ／ＤＣ変換器１４０とＤＣ／ＤＣ変換器１４１はともに電圧変換時に熱損失を発生させるので、この熱がメインバッテリ１０を昇温させるのに使用される。
【００７５】
図１０を参照して、このとき制御装置１６０はバッテリ冷却用ファン１２を逆方向に回転されており、図１０の矢印に示すように、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０および１４１で加温された空気が筐体４１０に導入されることによって、メインバッテリ１０が昇温される。このとき同時にメインバッテリ１０にも充放電が行なわれることによって、メインバッテリ１０自身も発熱することによって昇温されている。
【００７６】
つまりステップＳ４では、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０，１４１によってメインバッテリ１０からの電力を循環させ熱に変換し、発生した熱をバッテリ冷却用ファン１２によってメインバッテリ１０に移す。このときバッテリ冷却用ファン１２は暖機用のファンとして動作する。
【００７７】
最後に、再度図面を参照して本実施の形態について総括する。図１を参照して、本実施の形態の車両の電源システムは、メインバッテリ１０と予め車載された第１補機バッテリ１５０と、第１補機バッテリ１５０とは別の第２補機バッテリ１５１を設置することが可能な補機バッテリ設置部１５４と、メインバッテリ１０の電圧を降圧して第１補機バッテリ１５０に供給するＤＣ／ＤＣ変換器１４０と、第２補機バッテリ１５１が補機バッテリ設置部１５４に設置されている場合に第２補機バッテリ１５１の電圧を昇圧してメインバッテリ１０に向けて供給するＤＣ／ＤＣ変換器１４１と、メインバッテリ１０を冷却するための冷媒に流れを発生させる流量発生部（バッテリ冷却用ファン１２）と、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間に設けられ冷媒を通す経路とを含む。図４、図５に示すように、経路は、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間にＤＣ／ＤＣ変換器１４０が配置されるダクト４００と、メインバッテリ１０とバッテリ冷却用ファン１２との間にＤＣ／ＤＣ変換器１４１が配置されるダクト４０２とを含む。
【００７８】
好ましくは、図４、図５に示すように、車両の電源システムは、メインバッテリ１０を収容する筐体４１０をさらに含む。ダクト４００は、筐体４１０に設けられた第１孔４０１からＤＣ／ＤＣ変換器１４０を経由してバッテリ冷却用ファン１２に至る。ダクト４０２は、筐体４１０の第１孔４０１とは異なる位置に設けられた第２孔４０３からＤＣ／ＤＣ変換器１４１を経由してバッテリ冷却用ファン１２に至る。ダクト４００とダクト４０２とはバッテリ冷却用ファン１２からそれぞれＤＣ／ＤＣ変換器１４０および１４１に向けて分岐する。
【００７９】
より好ましくは、ＤＣ／ＤＣ変換器１４１は、第１端子と第２端子とを有し、第１端子の電圧を降圧して第２端子に出力する降圧動作と、第２端子の電圧を昇圧して第１端子に出力する昇圧動作とが可能に構成される。車両の電源システムは、第２端子の接続先を切換える切換スイッチ１５３をさらに含む。第１端子は、メインバッテリ１０からＤＣ／ＤＣ変換器１４０に至る電力伝達経路上に接続される。切換スイッチ１５３は、第２端子を、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０から第１補機バッテリ１５０に至る電力伝達経路上と、第２補機バッテリ１５１とのいずれかを選択して接続することが可能に構成される。
【００８０】
さらに好ましくは、図８、図９に示すように、バッテリ冷却用ファン１２は冷媒の流れの方向を逆転させることが可能に構成される。車両の電源システムは、バッテリ冷却用ファン１２と、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０および１４１とを制御する制御装置１６０をさらに含む。図６のフローチャートに示すように、制御装置１６０は、切換スイッチ１５３が第２端子をＤＣ／ＤＣ変換器１４０から第１補機バッテリ１５０に至る電力伝達経路上を選択して接続している場合であって、かつメインバッテリ１０の温度が所定温度よりも低いと推定される場合には、図１０に示すようにバッテリ冷却用ファン１２をＤＣ／ＤＣ変換器１４０およびＤＣ／ＤＣ変換器１４１からメインバッテリ１０に向けて冷媒が流れるように制御し、図９に示すようにＤＣ／ＤＣ変換器１４０によってメインバッテリ１０から第１補機バッテリ１５０に向けて出力する電力の少なくとも一部をＤＣ／ＤＣ変換器１４１によってメインバッテリ１０に向けて戻すことにより、ＤＣ／ＤＣ変換器１４０および１４１で発生した熱をメインバッテリ１０に移す。
【００８１】
なお、本実施の形態においては、メインバッテリ１０の冷媒が空気である場合を例示したが、冷媒はたとえば冷却水など他のものであってもよい。また、本実施の形態においては、バッテリ冷却用ファン１２の回転方向を逆転させることによって冷媒の流れの方向を変えたが、切換弁などでバッテリ冷却用ファン１２と流路との接続関係を変更することによって流路における冷媒の流れを反転させるようにしてもよい。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８３】
１０  メインバッテリ、１２  バッテリ冷却用ファン、１４  温度センサ、１００  電動車両、１２０  インバータ、１３０  モータジェネレータ、１４０，１４１  変換器、１５０，１５１  補機バッテリ、１５２  電圧センサ、１５３  切換スイッチ、１５４  補機バッテリ設置部、１６０  制御装置、１７０  補機負荷、２００  充電器、３００  外部電源、３１０  充電コネクタ、３２０  接続部、４００，４０２  ダクト、４０１，４０３  孔、４１０  筐体、４１２  バッテリ監視部、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＰＬ１，ＰＬ１，ＮＬ１，ＰＬ２  電力線、ＳＭＲＣ，ＳＭＲＤ，ＳＭＲＣ，ＳＭＲＤ  システムメインリレー、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４  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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【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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