(57)【要約】【課題】大容量のプリチャージ抵抗とプリチャージスイッチを使用することなく、コンデンサーを速やかにプリチャージする。【解決手段】車両用の電源装置は、複数の電池セル１０を接続してなる走行用バッテリ１と、走行用バッテリ１の出力側に接続している出力スイッチ２と、車両側に接続されるコンデンサー２１を予備充電するプリチャージ回路３とを備え、プリチャージ回路３でコンデンサー２１を予備充電した状態で、出力スイッチ２をオンに切り換えて車両側に電力を供給する。プリチャージ回路３は、複数の電池セル１０の接続点１１をコンデンサー２１に接続する複数のプリチャージスイッチ４と、複数のプリチャージスイッチ４をオンオフに制御する制御回路５とを備え、制御回路５が、低電圧の接続点１１に接続しているプリチャージスイッチ４から高電圧の接続点１１に接続しているプリチャージスイッチ４へ順番にオンに切り換えてプリチャージする。【選択図】図２
2012034515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル(10)を直列に接続してなる走行用バッテリ(1)と、この走行用バッテリ(1)の出力側に接続している出力スイッチ(2)と、前記走行用バッテリ(1)から電力を供給する車両側に接続されるコンデンサー(21)を予備充電するプリチャージ回路(3；33)とを備え、
前記プリチャージ回路(3；33)でもって前記コンデンサー(21)を予備充電した状態で出力スイッチ(2)をオンに切り換えて走行用バッテリ(1)から車両側に電力を供給するようにしてなる車両用の電源装置であって、
前記プリチャージ回路(3；33)が、複数の電池セル(10)の接続点(11)をコンデンサー(21)に接続してプリチャージする複数のプリチャージスイッチ(4；34)と、複数のプリチャージスイッチ(4；34)をオンオフに制御する制御回路(5；35)とを備え、
制御回路(5；35)が、低電圧の接続点(11)に接続しているプリチャージスイッチ(4；34)から高電圧の接続点(11)に接続しているプリチャージスイッチ(4；34)へ順番にオンに切り換えてコンデンサー(21)をプリチャージするようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項２】
前記走行用バッテリ(1)の電池セル(10)の電圧を検出する電圧検出回路(8；38)を備え、この電圧検出回路(8；38)は、電池セル(10)の電圧を検出する検出スイッチ(14)を入力側に接続しており、この検出スイッチ(14)をプリチャージスイッチ(4；34)に併用してなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
前記プリチャージスイッチ(4；34)がプリチャージ抵抗(7；37)を介してコンデンサー(21)に接続してなる請求項１又は２に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
前記プリチャージスイッチ(4)と直列にダイオード(6)を接続してなる請求項１ないし３のいずれかに記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
前記制御回路(5；35)が、コンデンサー(21)の電圧を検出して前記プリチャージスイッチ(4；34)をオンまたはオフに切り換え、又はタイマ(18)で前記プリチャージスイッチ(4)をオンまたはオフに切り換える請求項１ないし４のいずれかに記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
前記プリチャージスイッチ(4；34)が半導体スイッチング素子である請求項１ないし５のいずれかに記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させる走行用バッテリを出力スイッチを介して車両側に接続する電源装置に関し、とくに、出力スイッチをオンに切り換えるのに先だって、車両側に接続している大容量のコンデンサーを予備充電するプリチャージ回路を有する車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置は、図１に示すように、複数の電池セル８０を直列に接続してなる走行用バッテリ９１の出力側に出力スイッチのコンタクタ９２を接続している。この電源装置は、コンタクタ９２をオンに切り換えて走行用バッテリ９１を車両側に接続する。コンタクタ９２は、車両を使用しない状態、たとえば自動車のイグニッションスイッチ（図示せず）をオフにする状態でオフに切り換えられる。また、自動車が衝突した時などにもコンタクタ９２をオフにして出力を遮断して安全性を向上させる。さらに、図に示す電源装置は、各々の電池セル８０の過充電や過放電を防止しながら充放電をコントロールするために、各電池セル８０の電圧を検出する電圧検出回路９８を備えている。走行用バッテリ９１は、複数の電池セル８０の接続点８１を、検出スイッチ８４を接続してなる電圧検出ライン９９を介して電圧検出回路９８に接続している。電圧検出回路９８は、この検出スイッチ８４をオンに切り換えて、入力される接続点８１の電圧から、各々の電池セル８０の電圧を検出している。
【０００３】
走行用バッテリ９１に接続される車両側は、大きな静電容量のコンデンサー２１を負荷２０と並列に接続している。瞬間的に大きなパワーを出力するためである。このコンデンサー２１は走行用バッテリ９１で充電される。コンデンサー２１の静電容量が大きいので、完全に放電されたコンデンサー２１の充電電流は極めて大きくなる。したがって、コンデンサー２１を充電しない状態でコンタクタ９２をオンに切り換えると、走行用バッテリ９１から瞬間的に極めて大きなチャージ電流が流れ、コンタクタ９２の可動接点と固定接点とを溶着する等の損傷を与える。接点が溶着すると、コンタクタ９２はオフに切り換えできなくなって、走行用バッテリ９１を負荷２０から切り離しできなくする。この弊害を防止するために、図１に示す車両用の電源装置は、コンタクタ９２をオンに切り換える前に、コンデンサー２１を小さなチャージ電流でプリチャージするプリチャージ回路９３を設けている。
【０００４】
プリチャージ回路９３は、プリチャージ抵抗９７とプリチャージスイッチ９４の直列回路で、コンタクタ９２の接点に並列に接続している。このプリチャージ回路９３は、出力スイッチであるコンタクタ９２をオンに切り換えるのに先だって、プリチャージスイッチ９４をオンに切り換えて、コンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージ回路９３は、プリチャージ抵抗９７でプリチャージする電流を制限しながら、コンデンサー２１をプリチャージできる。
【０００５】
プリチャージ回路９３は、できる限り短時間でコンデンサー２１をプリチャージすることが大切である。プリチャージに要する時間が短いほど、イグニッションスイッチをオンに切り換えて、車両を走行できるまでの時間を短くできるからである。プリチャージ回路は、プリチャージ抵抗の電気抵抗を小さくしてコンデンサーの充電時間を短くできるが、電気抵抗の小さいプリチャージ抵抗を使用した場合は大きな電流が流れてジュール熱が大きくなる。このため、プリチャージ抵抗には電気抵抗が小さく、かつ大きなジュール熱を許容するために定格電力の大きい抵抗器を使用している。そのため、プリチャージ抵抗器自体のサイズは大容量となる。このプリチャージ抵抗として、一般的には、セメント抵抗が使用される。さらに、小さな電気抵抗を有したプリチャージ抵抗を使用した場合、プリチャージ電流が比較的大きくなるので、プリチャージスイッチにも大電流用のスイッチを使用する必要がある。したがって、従来の電源装置は、プリチャージ回路を構成する大容量のプリチャージ抵抗や大電流用のプリチャージスイッチを配置するための広いスペースを確保する必要があって省スペースに配置できない問題点がある。また、大容量のプリチャージ抵抗と大電流用のプリチャージスイッチとを使用するので、プリチャージ回路の部品コストが高く、また発熱も大きくなる問題点もある。
【０００６】
以上の欠点を解消するために、車両を走行させるのとは別に設けた車載用バッテリの出力をＤＣ／ＤＣコンバータで次第に高くしてコンデンサーを充電する電源装置が開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１５３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載される電源装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、コンデンサーを充電する電圧を次第に高くして充電するので、大容量のプリチャージ抵抗やプリチャージスイッチを使用する必要がない。しかしながら、この電源装置は、コンデンサーのプリチャージに複雑な回路構成のＤＣ／ＤＣコンバータを必要とする欠点がある。また、この電源装置は、コンデンサーをプリチャージするために、ＤＣ／ＤＣコンバータに加えて専用のバッテリを必要とする。さらに、このバッテリを充電するための充電回路も必要となって回路構成はさらに複雑になる。この欠点は、車両に搭載している電装用のバッテリを併用して解消できる。しかしながら、電装用のバッテリでコンデンサーをプリチャージする回路構成は、高電圧の走行用バッテリのグランドラインをシャーシーアースに接続することになって、走行用バッテリをシャーシーアースから絶縁することができなくなる。ハイブリッドカーや電気自動車は、高電圧の走行用バッテリを車両のシャーシーアースから絶縁して安全性を高くしている。電装用バッテリでコンデンサーをプリチャージする電源装置は、電装用バッテリと走行用バッテリのマイナス側を接続する必要がある。電装用バッテリを車両のシャーシーアースに接続しているので、走行用バッテリのマイナス側もシャーシーアースに接続される。
【０００９】
本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、大容量のプリチャージ抵抗とプリチャージスイッチとを使用することなく、コンデンサーを速やかにプリチャージでき、さらに、走行用バッテリをシャーシーアースから絶縁する状態でコンデンサーをプリチャージできる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池セル１０を直列に接続してなる走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の出力側に接続している出力スイッチ２と、走行用バッテリ１から電力を供給する車両側に接続されるコンデンサー２１を予備充電するプリチャージ回路３、３３とを備えている。車両用の電源装置は、プリチャージ回路３、３３でもってコンデンサー２１を予備充電した状態で、出力スイッチ２をオンに切り換えて走行用バッテリ１から車両側に電力を供給する。プリチャージ回路３、３３は、複数の電池セル１０の接続点１１をコンデンサー２１に接続してプリチャージする複数のプリチャージスイッチ４、３４と、複数のプリチャージスイッチ４、３４をオンオフに制御する制御回路５、３５とを備えており、制御回路５、３５が、低電圧の接続点１１に接続しているプリチャージスイッチ４、３４から高電圧の接続点１１に接続しているプリチャージスイッチ４、３４へ順番にオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージする。
【００１１】
以上の車両用の電源装置は、大容量のプリチャージ抵抗とプリチャージスイッチとを使用することなくコンデンサーを速やかにプリチャージできる。また、高電圧の走行用バッテリをシャーシーアースから絶縁する状態でコンデンサーをプリチャージできる特徴もある。それは、走行用バッテリを構成している電池セルの接続点を低電圧側から次第に高電圧側に接続して、コンデンサーをプリチャージするからである。
【００１２】
本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ１の電池セル１０の電圧を検出する電圧検出回路８、３８を備えて、この電圧検出回路８、３８が、電池セル１０の電圧を検出する検出スイッチ１４をオンに切り替えて電圧入力側に接続する。また、この検出スイッチ１４をコンデンサーと接続することで、検出スィッチ１４をプリチャージスイッチ４、３４に併用することができる。
以上の車両用の電源装置は、電池セルの電圧を検出するために設けているスイッチをプリチャージスイッチに併用するので、専用のプリチャージスイッチを設けることなく、さらに簡単な回路構成でコンデンサーをプリチャージできる。
【００１３】
本発明の車両用の電源装置は、プリチャージスイッチ４、３４をプリチャージ抵抗７、３７を介してコンデンサー２１に接続することができる。
以上の電源装置は、プリチャージスイッチに流れる電流を制限しながらコンデンサーをプリチャージできる。それは、プリチャージ抵抗でプリチャージスイッチの電流を制限できるからである。この電源装置は、プリチャージ抵抗を必要とするが、プリチャージ抵抗の電圧降下を小さくしてコンデンサーをプリチャージできるので、プリチャージ抵抗の容量、すなわちＷ数の小さいプリチャージ抵抗でコンデンサーをプリチャージできる。
【００１４】
本発明の車両用の電源装置は、プリチャージスイッチ４と直列にダイオード６を接続することができる。
以上の電源装置は、プリチャージスイッチを介して走行用バッテリの電池セルをショートすることがなく、安全にコンデンサーをプリチャージできる。
【００１５】
本発明の車両用の電源装置は、制御回路５、３５が、コンデンサー２１の電圧を検出してプリチャージスイッチ４、３４をオンに切り換え、又はタイマ１８でプリチャージスイッチ４をオンに切り換えることができる。
以上のように、コンデンサーの電圧を検出してプリチャージスイッチを制御してコンデンサーをプリチャージする電源装置は、コンデンサーを速やかにプリチャージできる。また、タイマでプリチャージスイッチを制御してコンデンサーをプリチャージする電源装置は、簡単な回路構成でコンデンサーをプリチャージできる。
【００１６】
本発明の車両用の電源装置は、プリチャージスイッチ４、３４を半導体スイッチング素子とすることができる。
半導体スイッチング素子であるプリチャージスイッチは、機械的な接点を有するスイッチであるコンタクタ等に比べて低コストで、省スペースに配置できると共に、信頼性を向上できる特徴もある。また、機械的な接点のような劣化がないので、寿命を長くできる特徴もある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の車両用の電源装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
図２と図３に示す車両用の電源装置は、ハイブリッドカーに搭載され、あるいは電気自動車に搭載されて、負荷２０として接続されるモーター２２を駆動して車両を走行させる。この図の電源装置は、走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の出力側に接続されて、車両側の負荷２０への電力供給を制御する出力スイッチ２と、出力スイッチ２をオンに切り換えるに先だって、負荷２０のコンデンサー２１をプリチャージするプリチャージ回路３、３３とを備える。
【００２０】
車両側の負荷２０は、並列に大容量のコンデンサー２１を接続している。このコンデンサー２１は、出力スイッチ２をオンに切り換える状態で、走行用バッテリ１と両方から負荷２０に電力を供給する。とくに、コンデンサー２１からは、負荷２０に瞬間的に大電力を供給する。このため、走行用バッテリ１に並列にコンデンサー２１を接続することで、負荷２０に供給できる瞬間電力を大きくできる。コンデンサー２１から負荷２０に供給できる電力は、静電容量に比例するので、このコンデンサー２１には、たとえば４０００〜６０００μＦと極めて大きい静電容量のものが使用される。放電状態にある大容量のコンデンサー２１が、出力電圧の高い走行用バッテリ１に接続されると、瞬間的に極めて大きいチャージ電流が流れる。コンデンサー２１のインピーダンスが極めて小さいからである。
【００２１】
走行用バッテリ１は、車両を走行させるモーター２２を駆動する。モーター２２に大電力を供給できるように、走行用バッテリ１は多数の電池セル１０を直列に接続して出力電圧を高くしている。電池セル１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池が使用される。ただ、二次電池には、ニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池を使用できる。走行用バッテリ１は、モーター２２に大電力を供給できるように、たとえば、出力電圧を２００〜４００Ｖと高くしている。ただし、バッテリの電圧を昇圧してモーターに供給するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を装備する車両側の負荷に電力を供給する走行用バッテリは、バッテリの電圧を低くしてモーターに大電力を供給することもできる。この電源装置は、直列に接続する二次電池の個数を少なくして、走行用バッテリの出力電圧を低くできる。したがって、走行用バッテリは、たとえば出力電圧を１００〜４００Ｖとすることができる。
【００２２】
プリチャージ回路３、３３は、電流を制限しながら走行用バッテリ１でコンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージ回路３、３３がコンデンサー２１をプリチャージした状態で、出力スイッチ２がオンに切り換えられて走行用バッテリ１は出力側の負荷２０に接続される。出力スイッチ２は、コントロール回路（図示せず）に制御されて、コンデンサー２１をプリチャージした後にオン状態に切り換えられる。出力スイッチ２は、励磁コイルに通電して接点をオンに切り換えるリレー式のコンタクタ、あるいはＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子である。
【００２３】
図２と図３のプリチャージ回路３、３３は、電池セル１０の接続点１１に接続しているプリチャージスイッチ４、３４と、このプリチャージスイッチ４、３４をオンオフに制御する制御回路５、３５とを備える。
【００２４】
プリチャージスイッチ４、３４は、複数の電池セル１０の接続点１１をコンデンサー２１に接続してコンデンサー２１をプリチャージするスイッチで、半導体スイッチング素子が使用される。半導体スイッチング素子は、フォトモススイッチやＦＥＴである。プリチャージスイッチ４、３４は、電池セル１０の各々の接続点１１をコンデンサー２１に接続するように接続している。半導体スイッチング素子は、接続点１１からコンデンサー２１に向かって電流を流すことができるように接続される。このように、プリチャージスイッチ４、３４を半導体スイッチング素子とする構造は、低コストとして省スペースに配置しながら、信頼性を向上できる特徴もある。
【００２５】
図２のプリチャージ回路３は、プリチャージスイッチ４と直列にダイオード６を接続している。ダイオード６も接続点１１からコンデンサー２１に向かって電流を流すことができる方向に接続される。プリチャージスイッチ４と直列にダイオード６を接続するプリチャージ回路３は、複数のプリチャージスイッチ４が同時にオンに切り換えられても、プリチャージスイッチ４を介して電池セル１０の接続点１１同士をショートすることがない。このため、このプリチャージ回路３は、コンデンサー２１をプリチャージする状態で、複数のプリチャージスイッチ４を同時にオンの状態に保持しておくこともできる。
【００２６】
図２のプリチャージ回路３は、ダイオード６の出力側をプリチャージ抵抗７を介してコンデンサー２１に接続している。プリチャージ抵抗７は、プリチャージスイッチ４に流れる電流を制限する。図２のプリチャージ抵抗７は、図１に示す走行用バッテリ９１を電圧検出ラインを通さずコンデンサー２１に接続する従来の電源装置のプリチャージ回路９３を構成するプリチャージ抵抗９７に比較して、極めて小さい小容量のすなわち定格電力の小さいものが使用できる。プリチャージ抵抗７の定格電力は、両端に掛かる電圧差と電流の積に比例する。図２のプリチャージ抵抗７は、プリチャージスイッチ４を順にオンに切り替えることで、プリチャージ抵抗両端にかかる電圧差が小さくなるため、定格電力及び容量を小さくできる。プリチャージ抵抗７の両端にかかる電圧差を小さくできるのは、コンデンサー２１をプリチャージして電圧が上昇するにしたがって高電圧の接続点１１を接続することで、コンデンサー２１と接続点１１の電圧差を小さくできるからである。このように、小容量で定格電力の小さいプリチャージ抵抗７は、回路のスペースを小さくして省スペースに配置できる特徴もある。さらに、プリチャージ抵抗は必ずしも必要としない。コンデンサー２１と接続点１１の電圧差を小さくすることで、コンデンサー２１のプリチャージ電流を小さく制限できるからである。したがって、ダイオードの出力側を直接にコンデンサーに接続してコンデンサーをプリチャージすることもできる。この構造は、さらに、回路のスペースを小さくできる。
【００２７】
さらに、プリチャージ回路３３は、図３に示すように、ダイオードを使用することなく接続点１１をコンデンサー２１に接続して、コンデンサー２１をプリチャージすることができる。このプリチャージ回路３３は、いずれかひとつのプリチャージスイッチ３４をオン、他の全てのプリチャージスイッチ３４をオフとしながら、低電圧の接続点１１から高電圧の接続点１１へと切り換えながらコンデンサー２１に接続してコンデンサー２１をプリチャージする。
【００２８】
図２のプリチャージ回路３は、ダイオード６の出力側をプリチャージ抵抗７を介してコンデンサー２１に接続しているが、図３のプリチャージ回路３３は、電圧検出回路３８とプリチャージ抵抗３７を介してプリチャージスイッチ３４の出力側をコンデンサー２１に接続している。このプリチャージ回路３３は、電圧検出回路３８の電圧検出ライン３９を利用して、コンデンサー２１をプリチャージできる。さらに、図３のプリチャージ回路３３は、プリチャージ抵抗３７と直列に半導体スイッチング素子３６を接続している。この半導体スイッチング素子３６は、コンデンサー２１をプリチャージするタイミングでオン、プリチャージが終了された状態でオフに切り換えられる。このプリチャージ抵抗３７も、従来のプリチャージ抵抗に比較して、極めて小さい小容量のすなわち定格電力の小さいものが使用できる。したがって、プリチャージ抵抗を低コストにしながら、省スペースに配置できる。なお、プリチャージ抵抗７、３７を設けないでコンデンサー２１をプリチャージすることもできる。
【００２９】
図２と図３の電源装置は、プリチャージスイッチ４、３４を、電圧検出回路８、３８が接続点１１の電圧、すなわち電池セル１０の電圧を検出するスイッチに併用している。さらに、電池セル１０の電圧を検出する電圧検出ライン９、３９をコンデンサー２１をプリチャージするラインにも併用している。いいかえると、電池セル１０の電圧を検出するために設けている回路の一部を、コンデンサー２１をプリチャージする回路に併用している。この電源装置は、電池セル１０の電圧を検出する回路をコンデンサー２１のプリチャージに併用するので、回路構成をより簡単にできる。
【００３０】
複数の電池セル１０を直列に接続して出力電圧を高くしている車両用の電源装置は、各々の電池セル１０の過充電や過放電を防止しながら充放電をコントロールする。過充電や過放電による電池セル１０の劣化を防止するためである。電池セル１０は、ひとつの電池、あるいは複数の電池を直列に接続したものである。リチウムイオン電池は、ひとつの電池で電池セルを構成し、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池は、複数の電池で電池セルを構成する。走行用バッテリ１全体でなく、電池セル１０の単位で過充電や過放電を防止する電源装置は、全ての電池セル１０の劣化を防止して、走行用バッテリ１の寿命を長くできる。言い換えると、多数の電池セル１０を備えることから高価となる走行用バッテリ１は、劣化を少なくして寿命を長くするために、ほとんど例外なく電池セル１０の電圧を検出して、電池セル１０の単位で劣化を防止している。したがって、電池セル１０の電圧を検出する回路をコンデンサー２１のプリチャージに利用する電源装置は、コンデンサー２１をプリチャージするために設ける専用の回路を少なくして、コンデンサー２１をプリチャージする回路を安価にできる。
【００３１】
プリチャージスイッチ４、３４は、制御回路５、３５でオンオフに切り換えられて、順番に接続点１１をコンデンサー２１に接続する。制御回路５、３５は、低電圧の接続点１１から高電圧の接続点１１へ向かって順番にコンデンサー２１に接続して、コンデンサー２１をプリチャージするようにプリチャージスイッチ４、３４をオンオフに制御する。電池セル１０の電圧を検出する検出スイッチ１４は、電圧検出回路８、３８に内蔵される制御回路５、３５でオンオフに切り換えられる。検出スイッチ１４をプリチャージスイッチ４、３４に併用する電源装置は、検出スイッチ１４をオンオフに制御する制御回路５、３５を、プリチャージスイッチ４、３４の制御回路として利用できる。ただし、図示しないが検出スイッチをプリチャージスイッチに併用することなく専用の半導体スイッチング素子を設けることができる。また、プリチャージスイッチを制御する制御回路も、電圧検出回路に内蔵することなく専用に設けることができる。
【００３２】
制御回路５、３５は、コンデンサー２１の電圧を検出してプリチャージスイッチ４、３４を順番にオンに切り換え、あるいは、タイマ１８でプリチャージスイッチ４を順番にオンに切り換える。コンデンサー２１の電圧を検出してプリチャージスイッチ４をオンに切り換えるプリチャージ回路３、３３は、コンデンサー２１の電圧を検出する検出回路１５を備えている。図２と図３のプリチャージ回路３、３３は、コンデンサー２１の電圧の検出や、出力スイッチのリレーのオンオフの検出や、リレーの溶着検出を行う検出回路１５を備える。この検出回路１５は、コンデンサー電圧検出スイッチ１６と検出抵抗１７との直列回路で構成される。ただし、この検出回路１５は必ずしも設ける必要がなく、半導体スイッチング素子３６及びプリチャージ抵抗３７を検出回路１５に併用することができる。このプリチャージ回路３、３３は、制御回路５、３５が、コンデンサー２１の電圧を検出して、プリチャージスイッチ４、３４を順番にオンに切り換える。この制御回路５、３５は、コンデンサー２１の電圧と接続点１１の電圧差が設定値になると順番にプリチャージスイッチ４、３４をオンに切り換えて、コンデンサー２１をプリチャージする。すなわち、コンデンサー２１と接続点１１との電圧差が設定値よりも小さくならないように、順番に高電圧の接続点１１をコンデンサー２１に接続してコンデンサー２１をプリチャージする。
【００３３】
また、制御回路５は、図２の破線で示すように、タイマ１８でプリチャージスイッチ４を順番にオンに切り換えることもできる。この制御回路５は、各々のプリチャージスイッチ４をオンに切り換えるタイミングをタイマ１８で特定する。この制御回路５は、コンデンサー２１の電圧が上昇するにしたがって、定められたタイミングで、コンデンサー２１をより高電圧の接続点１１に接続してコンデンサー２１をプリチャージする。
【００３４】
コンデンサー２１がプリチャージされると、出力スイッチ２がオンに切り換えられて、走行用バッテリ１の出力側が負荷２０に接続される。図２と図３の電源装置は、走行用バッテリ１のプラス側にのみ出力スイッチ２を接続しているが、走行用バッテリのプラス側とマイナス側の両方に出力スイッチを接続することもできる。プラス側とマイナス側に接続している出力スイッチは、両方をオンに切り換えて走行用バッテリを車両側の負荷に接続する。異常時にはプラス側とマイナス側の両方の出力スイッチをオフに切り換えて、電源装置の出力電圧を遮断する。さらに、走行用バッテリのマイナス側に接続している出力スイッチは、コンデンサーをプリチャージする状態でオンに切り換えられ、プラス側の出力スイッチはコンデンサーをプリチャージした後にオンに切り換えられる。
【符号の説明】
【００３５】
１…走行用バッテリ
２…出力スイッチ
３…プリチャージ回路
４…プリチャージスイッチ
５…制御回路
６…ダイオード
７…プリチャージ抵抗
８…電圧検出回路
９…電圧検出ライン
１０…電池セル
１１…接続点
１４…検出スイッチ
１５…検出回路
１６…コンデンサー電圧検出スイッチ
１７…検出抵抗
１８…タイマ
２０…負荷
２１…コンデンサー
２２…モーター
３３…プリチャージ回路
３４…プリチャージスイッチ
３５…制御回路
３６…半導体スイッチング素子
３７…プリチャージ抵抗
３８…電圧検出回路
３９…電圧検出ライン
８０…電池セル
８１…接続点
８４…検出スイッチ
９１…走行用バッテリ
９２…コンタクタ
９３…プリチャージ回路
９４…プリチャージスイッチ
９７…プリチャージ抵抗
９８…電圧検出回路
９９…電圧検出ライン
【図１】
2012034515.tif 000003
【図２】
2012034515.tif 000004
【図３】
2012034515.tif 000005