(57)【要約】【課題】高電圧側の蓄電装置から低電圧側の蓄電装置に向けて短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、高電圧側の蓄電装置の電圧の印可によって電圧変換装置に含まれるリアクトルが損傷してしまうことを防止する。【解決手段】電源システム１００は、低電圧側のバッテリＢ１と、高電圧側のバッテリＢ２と、バッテリＢ１と給電ラインＰＬとの間に設けられた昇圧コンバータ１０とを備え、昇圧コンバータ１０は、バッテリＢ１の正極に一方端が接続されたリアクトルＬ１と、リアクトルＬ１の他方端と給電ラインＰＬとの間に設けられたスイッチング素子Ｑ１と、リアクトルＬ１の他方端とバッテリＢ１の負極との間に設けられたスイッチング素子Ｑ２とを含み、接続点ＸとリアクトルＬ１の他方端との間の経路には、スイッチング素子Ｑ１の短絡故障時に経路を遮断する開閉装置５０が設けられている。【選択図】図１
2017022872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置に電力を供給する電源システムであって、
前記駆動装置への給電ラインに電力を供給可能な第１蓄電装置と、
前記給電ラインに対して前記第１蓄電装置と並列に接続され、前記第１蓄電装置よりも高い電圧の電力を前記給電ラインに供給可能な第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられた第１電圧変換装置とを備え、
前記第１電圧変換装置は、
前記第１蓄電装置の正極に一方端が接続された第１リアクトルと、
前記第１リアクトルの他方端と前記給電ラインとの間に設けられた第１上側スイッチング素子と、
前記第１リアクトルの他方端と前記第１蓄電装置の負極との間に設けられた第１下側スイッチング素子とを含み、
前記第２蓄電装置からの電力を前記給電ラインに供給する供給ラインと前記給電ラインとの接続点と、前記第１リアクトルの他方端との間の第１経路には、前記第１上側スイッチング素子の短絡故障時に前記第１経路を遮断する第１遮断装置が設けられている、電源システム。
【請求項２】
前記第１遮断装置は、前記第１上側スイッチング素子および前記第１下側スイッチング素子のそれぞれと同仕様の２つのスイッチング素子を有する、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第２蓄電装置と前記給電ラインとの間に設けられた第２電圧変換装置をさらに備える、請求項１または２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第２電圧変換装置は、
前記第２蓄電装置の正極に一方端が接続された第２リアクトルと、
前記第２リアクトルの他方端と前記給電ラインとの間に設けられた第２上側スイッチング素子と、
前記第２リアクトルの他方端と前記第２蓄電装置の負極との間に設けられた第２下側スイッチング素子とを含み、
前記第１蓄電装置からの電力を前記給電ラインに供給する供給ラインと前記給電ラインとの接続点と、前記第２リアクトルの他方端との間の第２経路には、前記第２上側スイッチング素子の短絡故障時に前記第２経路を遮断する第２遮断装置が設けられている、請求項３に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関し、より特定的には、駆動装置に電力を供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド車などの電動車両においては、モータなどの駆動装置に電力を供給する電源システムが搭載されている。
【０００３】
たとえば、特開２０１０−２２６８６９号公報（特許文献１）には、モータへの給電ラインに対して互いの電圧が異なる２つのバッテリ（蓄電装置）が並列に接続されるとともに、低電圧側のバッテリと給電ラインとの間に設けられた昇圧コンバータ（電圧変換装置）によってバッテリの電圧を昇圧する電動車両が開示されている。この電動車両では、低電圧側のバッテリに接続される昇圧コンバータで上アーム素子の短絡故障が発生した場合に、高電圧側と低電圧側とでバッテリ間に流れる短絡電流を防止するため、低電圧側のバッテリと昇圧コンバータとの間の経路に設けられたスイッチで経路を遮断するようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された電動車両においては、低電圧側のバッテリと昇圧コンバータとの間の経路に設けられたスイッチで経路を遮断することにより、高電圧側と低電圧側とでバッテリ間に流れる短絡電流を防止することができる。しかしながら、高電圧側のバッテリから昇圧コンバータまでの経路は依然として繋がっているため、昇圧コンバータに含まれるリアクトルに対して高電圧側のバッテリの電圧が印可されてしまい、リアクトルが損傷する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高電圧側の蓄電装置から低電圧側の蓄電装置に向けて短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、高電圧側の蓄電装置の電圧の印可によって電圧変換装置に含まれるリアクトルが損傷してしまうことを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電源システムは、駆動装置に電力を供給する。電源システムは、第１蓄電装置と、第２蓄電装置と、第１電圧変換装置とを備える。第１蓄電装置は、駆動装置への給電ラインに電力を供給可能である。第２蓄電装置は、給電ラインに対して第１蓄電装置と並列に接続され、第１蓄電装置よりも高い電圧の電力を給電ラインに供給可能である。第１電圧変換装置は、第１蓄電装置と給電ラインとの間に設けられている。第１電圧変換装置は、第１リアクトルと、第１上側スイッチング素子と、第１下側スイッチング素子とを含む。第１リアクトルは、第１蓄電装置の正極に一方端が接続されている。第１上側スイッチング素子は、第１リアクトルの他方端と給電ラインとの間に設けられている。第１下側スイッチング素子は、第１リアクトルの他方端と第１蓄電装置の負極との間に設けられている。第２蓄電装置からの電力を給電ラインに供給する供給ラインと給電ラインとの接続点と、第１リアクトルの他方端との間の第１経路には、第１上側スイッチング素子の短絡故障時に第１経路を遮断する第１遮断装置が設けられている。
【０００８】
このような構成によれば、第１電圧変換装置で第１上側スイッチング素子の短絡故障が発生した場合、第２蓄電装置からの電力を給電ラインに供給する供給ラインと給電ラインとの接続点と、第１リアクトルの他方端との間の第１経路が第１遮断装置によって遮断される。このため、高電圧側の第２蓄電装置から低電圧側の第１蓄電装置に向けて短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、第２蓄電装置の電圧の印可によって第１リアクトルが損傷してしまうことを防止することができる。
【０００９】
好ましくは、第１遮断装置は、第１上側スイッチング素子および第１下側スイッチング素子のそれぞれと同仕様の２つのスイッチング素子を有する。
【００１０】
このような構成によれば、第１上側スイッチング素子および第１下側スイッチング素子が一体化されたモジュールと同じモジュールを第１遮断装置に用いることができるため、部品の共通化を図ることができる。
【００１１】
好ましくは、電源システムは、第２蓄電装置と給電ラインとの間に設けられた第２電圧変換装置をさらに備える。
【００１２】
このような構成によれば、第１電圧変換装置で上側スイッチング素子の短絡故障が発生した場合でも、電力を安定的に駆動装置に供給することができる。
【００１３】
好ましくは、第２電圧変換装置は、第２リアクトルと、第２上側スイッチング素子と、第２下側スイッチング素子とを含む。第２リアクトルは、第２蓄電装置の正極に一方端が接続されている。第２上側スイッチング素子は、第２リアクトルの他方端と給電ラインとの間に設けられている。第２下側スイッチング素子は、第２リアクトルの他方端と第２蓄電装置の負極との間に設けられている。第１蓄電装置からの電力を前記給電ラインに供給する供給ラインと給電ラインとの接続点と、第２リアクトルの他方端との間の第２経路には、第２上側スイッチング素子の短絡故障時に第２経路を遮断する第２遮断装置が設けられている。
【００１４】
このような構成によれば、第２電圧変換装置で第２上側スイッチング素子の短絡故障が発生した場合、第１蓄電装置からの電力を給電ラインに供給する供給ラインと給電ラインとの接続点と、第２リアクトルの他方端との間の第２経路が第２遮断装置によって遮断される。このため、第１蓄電装置および第２蓄電装置の電圧のばらつきなどによって高電圧側と低電圧側とが逆転しても、第１蓄電装置から第２蓄電装置に向けて短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、第１蓄電装置の電圧の印可によって第２リアクトルが損傷してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動車両の構成を示す図である。
【図２】低電圧側の蓄電装置に接続される昇圧コンバータで上アーム素子の短絡故障が発生した場合の短絡電流の経路を示す図である。
【図３】ＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】高電圧側の蓄電装置に接続される昇圧コンバータを設けない場合の電源システムを示す図である。
【図５】高電圧側の蓄電装置に接続される昇圧コンバータにおいて開閉装置を設けた場合の電源システムを示す図である。
【図６】開閉装置にリレーを用いた場合の電源システムを示す図である。
【図７】接続点Ｙとリアクトルの他方端との間に開閉装置を設けた場合の電源システムを示す図である。
【図８】接続点Ｘと上アーム素子との間に開閉装置を設けた場合の電源システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、参照する図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
本実施の形態においては、電動車両の１つの例示的形態として、エンジンを搭載せずにモータジェネレータＭＧの働きによって走行可能な電気自動車について説明する。なお、電動車両は、電気自動車に限らず、エンジンおよびモータジェネレータＭＧの両方の働きによって走行可能なハイブリッド車であってもよい。
【００１８】
[電動車両の構成]
図１は、電動車両１の構成を示す図である。電動車両１は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）４０と、モータジェネレータＭＧと、インバータ３０と、平滑コンデンサＣＨと、電源システム１００とを備える。
【００１９】
ＥＣＵ４０は、いずれも図示を省略するが、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、バッファとを含む。ＥＣＵ４０は、メモリに記憶されたマップおよびプログラムなどに基づいて、各センサからの検出結果を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、ＥＣＵ４０の一部あるいは全部は、電子回路などのハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００２０】
モータジェネレータＭＧおよびインバータ３０は、「駆動装置」の一実施形態に対応する。モータジェネレータＭＧは、インバータ３０から供給される交流電力によって駆動輪（図示は省略）を回転させる。インバータ３０は、ＥＣＵ４０からの制御信号ＰＷＭに応じて、電源システム１００から給電ラインＰＬを介して供給される直流電流を三相交流電流に変換してモータジェネレータＭＧに出力する。
【００２１】
平滑コンデンサＣＨは、給電ラインＰＬと接地ラインＮＬとの間に接続され、端子間の電圧ＶＨを平滑化する。平滑コンデンサＣＨには、電圧ＶＨを検出してＥＣＵ４０に出力する電圧センサ４３が設けられている。
【００２２】
電源システム１００は、給電ラインＰＬに電力を供給可能なバッテリＢ１およびバッテリＢ２と、バッテリＢ１の正極および負極の両端に接続された平滑コンデンサＣ１と、バッテリＢ２の正極および負極の両端に接続された平滑コンデンサＣ２と、バッテリＢ１と給電ラインＰＬおよび接地ラインＮＬとの間に設けられた昇圧コンバータ１０と、バッテリＢ２と給電ラインＰＬおよび接地ラインＮＬとの間に設けられた昇圧コンバータ２０とを備える。
【００２３】
バッテリＢ１は、「第１蓄電装置」の一実施形態に対応し、バッテリＢ２は、「第２蓄電装置」の一実施形態に対応する。バッテリＢ１およびバッテリＢ２は、充放電が可能に構成された直流電源であり、たとえば、リチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または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。なお、バッテリＢ１およびバッテリＢ２は、外部からの電力を用いて充電することが可能に構成されていてもよい。たとえば、バッテリＢ１およびバッテリＢ２は、外部電源に接続可能な充電器と接続され、ユーザが充電器を外部電源に接続することにより、外部電源からバッテリＢ１およびバッテリＢ２に対して電力が供給されるものであってもよい。
【００２４】
バッテリＢ２は、給電ラインＰＬに対してバッテリＢ１と並列に接続される。また、本実施の形態においては、バッテリＢ２は、バッテリＢ１よりも高い電圧の電力を給電ラインＰＬに供給可能である。
【００２５】
平滑コンデンサＣ１は、バッテリＢ１の端子間の電圧ＶＢ１を平滑化する。バッテリＢ１には、電圧ＶＢ１を検出してＥＣＵ４０に出力する電圧センサ４１が設けられている。
【００２６】
平滑コンデンサＣ２は、バッテリＢ２の端子間の電圧ＶＢ２を平滑化する。バッテリＢ２には、電圧ＶＢ２を検出してＥＣＵ４０に出力する電圧センサ４２が設けられている。
【００２７】
昇圧コンバータ１０は、「第１電圧変換装置」の一実施形態に対応する。昇圧コンバータ１０は、バッテリＢ１の電圧を昇圧して給電ラインＰＬに電力を供給する。
【００２８】
昇圧コンバータ１０は、バッテリＢ１の正極に一方端が接続されたリアクトルＬ１と、リアクトルＬ１の他方端と給電ラインＰＬとの間に設けられたスイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１からなる上アーム素子と、リアクトルＬ１の他方端とバッテリＢ１の負極との間に設けられたスイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２からなる下アーム素子とを備える。リアクトルＬ１は、「第１リアクトル」の一実施形態に対応する。また、以下では、バッテリＢ１の正極に接続されたリアクトルＬ１の端を「リアクトルＬ１の一方端」と称し、スイッチング素子Ｑ２に接続されたリアクトルＬ１の端を「リアクトルＬ１の他方端」とも称する。
【００２９】
スイッチング素子Ｑ１は、「第１上側スイッチング素子」の一実施形態に対応する。スイッチング素子Ｑ１は、ＩＧＢＴ素子で構成される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタは、供給ラインＰＬ１を介して給電ラインＰＬに接続される。供給ラインＰＬ１は、バッテリＢ１からの電力を給電ラインＰＬに供給する供給ラインである。ダイオードＤ１のカソードは、スイッチング素子Ｑ１のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のアノードは、スイッチング素子Ｑ１のエミッタに接続される。
【００３０】
スイッチング素子Ｑ２は、「第１下側スイッチング素子」の一実施形態に対応する。スイッチング素子Ｑ２は、ＩＧＢＴ素子で構成される。スイッチング素子Ｑ２のコレクタは、リアクトルＬ１の他方端に接続される。スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、バッテリＢ１の負極に接続される。ダイオードＤ２のカソードは、スイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ２のアノードは、スイッチング素子Ｑ２のエミッタに接続される。
【００３１】
このような構成を有する昇圧コンバータ１０は、電圧センサ４１によって検出された電圧ＶＢ１および電圧センサ４３によって検出された電圧ＶＨに基づいてＥＣＵ４０から出力された制御信号ＰＷＣ１に応じて、バッテリＢ１の電圧を昇圧して給電ラインＰＬに電力を供給する。昇圧動作時の昇圧コンバータ１０では、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態に維持され、かつスイッチング素子Ｑ２が所定のデューティ比でオン／オフされる。これにより、スイッチング素子Ｑ２のオン時に流れる電流がリアクトルＬ１に電磁エネルギとして蓄積され、スイッチング素子Ｑ２がオフ状態に遷移すると、蓄積された電磁エネルギが放電電流に重畳される。これにより、バッテリＢ１の電圧が昇圧される。
【００３２】
また、昇圧コンバータ１０においては、供給ラインＰＬ２および給電ラインＰＬの接続点Ｘと、リアクトルＬ１の他方端との間の経路に開閉装置５０が設けられている。開閉装置５０は、「第１遮断装置」の一実施形態に対応する。なお、供給ラインＰＬ２は、バッテリＢ２からの電力を給電ラインＰＬに供給する供給ラインである。開閉装置５０については、後ほど詳しく説明する。
【００３３】
昇圧コンバータ２０は、「第２電圧変換装置」の一実施形態に対応する。昇圧コンバータ２０は、バッテリＢ２の電圧を昇圧して給電ラインＰＬに電力を供給する。
【００３４】
昇圧コンバータ２０は、バッテリＢ２の正極に一方端が接続されたリアクトルＬ２と、リアクトルＬ２の他方端と給電ラインＰＬとの間に設けられたスイッチング素子Ｑ３およびダイオードＤ３からなる上アーム素子と、リアクトルＬ２の他方端とバッテリＢ２の負極との間に設けられたスイッチング素子Ｑ４およびダイオードＤ４からなる下アーム素子とを備える。リアクトルＬ２は、「第２リアクトル」の一実施形態に対応する。また、以下では、バッテリＢ２の正極に接続されたリアクトルＬ２の端を「リアクトルＬ２の一方端」と称し、スイッチング素子Ｑ４に接続されたリアクトルＬ２の端を「リアクトルＬ２の他方端」とも称する。
【００３５】
スイッチング素子Ｑ３は、「第２上側スイッチング素子」の一実施形態に対応する。昇圧コンバータ２０の上アーム素子（スイッチング素子Ｑ３，ダイオードＤ３）は、上述した昇圧コンバータ１０の上アーム素子（スイッチング素子Ｑ１，ダイオードＤ１）と構成が同じであるため、説明を繰り返さない。
【００３６】
スイッチング素子Ｑ４は、「第２下側スイッチング素子」の一実施形態に対応する。昇圧コンバータ２０の下アーム素子（スイッチング素子Ｑ４，ダイオードＤ４）は、上述した昇圧コンバータ１０の下アーム素子（スイッチング素子Ｑ２，ダイオードＤ２）と構成が同様であるため、説明を繰り返さない。
【００３７】
このような構成を有する昇圧コンバータ２０は、電圧センサ４２によって検出された電圧ＶＢ２および電圧センサ４３によって検出された電圧ＶＨに基づいてＥＣＵ４０から出力された制御信号ＰＷＣ２に応じて、バッテリＢ２の電圧を昇圧して給電ラインＰＬに電力を供給する。昇圧コンバータ２０の昇圧動作は昇圧コンバータ１０の昇圧動作と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００３８】
なお、昇圧コンバータ１０，２０は、昇圧回路として動作するが、電動車両１の回生制動時にモータＭＧで発電された電力をバッテリＢ１，Ｂ２に戻す際には降圧回路として動作してもよい。
【００３９】
このように、２つのバッテリＢ１，Ｂ２と２つの昇圧コンバータ１０，２０とを用いることで、モータＭＧを動作させるための十分な蓄電量を安定的に確保することができる。また、一方のバッテリの蓄電状態が悪化した場合でも、他方のバッテリのみを用いてモータＭＧに電力を供給することも可能である。
【００４０】
[電源システムにおける短絡電流の防止]
上記で説明した電源システム１００において、低電圧側のバッテリＢ１に接続される昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障（スイッチング素子Ｑ１が常にオン状態に維持される故障）が発生した場合について説明する。
【００４１】
昇圧コンバータ１０が正常に動作している間は、上アーム素子の働きによってバッテリＢ２からバッテリＢ１に向けて短絡電流が発生することがない。しかし、昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生した場合、バッテリＢ１よりも高電圧のバッテリＢ２による電圧が接続点Ｘに印可されていることに起因してバッテリＢ２からバッテリＢ１に向けて短絡電流が発生してしまう虞がある。
【００４２】
たとえば、図２は、低電圧側の昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生した場合の短絡電流の経路を示す図である。ここでは、開閉装置５０における後述のスイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６がオン状態に維持されている場合（すなわち、開閉装置５０が設けられていないことと同じ場合）について説明する。
【００４３】
図２の点線矢印で示すように、昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生した場合、バッテリＢ２の正極から、リアクトルＬ２、昇圧コンバータ２０のダイオードＤ３、供給ラインＰＬ２、接続点Ｘ、供給ラインＰＬ１、スイッチング素子Ｑ１、およびリアクトルＬ１の順に導かれる経路をたどって、バッテリＢ１に向けて短絡電流が発生する。
【００４４】
バッテリＢ１には、昇圧コンバータ１０で下アーム素子の短絡故障が発生した場合に流れるような大電流の短絡電流を防止するためのヒューズ機構が備わっている。しかし、上述したようなバッテリＢ２から流れる短絡電流ではヒューズ機構が作動するまでの時間が掛かってしまい、バッテリＢ１が過充電になる虞がある。
【００４５】
そこで、バッテリＢ１と昇圧コンバータ１０との間、具体的にはバッテリＢ１とリアクトルＬ１の一方端との間に開閉装置を設けて経路を遮断することが考えられる。しかし、バッテリＢ１と昇圧コンバータ１０との間の経路を開閉装置で遮断したとしても、バッテリＢ２からリアクトルＬ１までの経路は依然として繋がっている。このため、リアクトルＬ１に対してはバッテリＢ２の電圧が印可されてしまい、リアクトルＬ１が損傷する虞がある。さらに、平滑コンデンサＣ１よりもバッテリＢ１側に開閉装置を設けた場合には、平滑コンデンサＣ１に対してもバッテリＢ２の電圧が印可されてしまい、平滑コンデンサＣ１までも損傷する虞がある。
【００４６】
このような問題に鑑み、本実施の形態による電源システム１００では、昇圧コンバータ１０において、接続点ＸとリアクトルＬ１の他方端との間の経路（「第１経路」の一実施形態に対応する）に開閉装置５０が設けられている。具体的には、リアクトルＬ１の他方端とスイッチング素子Ｑ２との接続点Ｙと、スイッチング素子Ｑ１との間に開閉装置５０が設けられている。
【００４７】
開閉装置５０は、スイッチング素子Ｑ１と同仕様のＩＧＢＴ素子で構成されるスイッチング素子Ｑ５と、スイッチング素子Ｑ２と同仕様のＩＧＢＴ素子で構成されるスイッチング素子Ｑ６と、ダイオードＤ１と同仕様のダイオードＤ５と、ダイオードＤ２と同仕様のダイオードＤ６とを備える。なお、同仕様とは、互いの部品が同じ形状（たとえば、パッケージが同じ）であり、かつ同じ性能を有することを意味する。すなわち、互いの部品が同仕様であるならば、互いの部品を共通化することができる。
【００４８】
スイッチング素子Ｑ５のコレクタおよびスイッチング素子Ｑ６のコレクタは、スイッチング素子Ｑ１のエミッタに接続される。スイッチング素子Ｑ５のエミッタおよびスイッチング素子Ｑ６のエミッタは、リアクトルＬ１の他方端およびスイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ５のカソードは、スイッチング素子Ｑ５のコレクタに接続される。ダイオードＤ５のアノードは、スイッチング素子Ｑ５のエミッタに接続される。ダイオードＤ６のカソードは、スイッチング素子Ｑ６のコレクタに接続される。ダイオードＤ６のアノードは、スイッチング素子Ｑ６のエミッタに接続される。
【００４９】
このように、開閉装置５０は、昇圧コンバータ１０の上アーム素子のスイッチング素子Ｑ１および下アーム素子のスイッチング素子Ｑ２のそれぞれと同仕様の２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を有する。このため、昇圧コンバータ１０に用いられるスイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２が一体化されたモジュールと同じモジュール（すなわち、スイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６が一体化されたモジュール）を開閉装置５０に用いることができるため、部品の共通化を図ることができる。なお、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２、スイッチング素子Ｑ５、およびスイッチング素子Ｑ６の全てが同仕様のスイッチング素子であってもよい。
【００５０】
開閉装置５０では、正常時にスイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６がオン状態に維持される。このため、正常時においては、開閉装置５０で経路が遮断されることがない。一方、開閉装置５０では、昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生した場合には、ＥＣＵ４０から出力される制御信号ＰＷＤに応じて、スイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６がオフ状態に維持される。このため、開閉装置５０で経路が遮断される。
【００５１】
具体的なＥＣＵ４０の処理について説明する。図３は、ＥＣＵ４０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ４０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ４０内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００５２】
ＥＣＵ４０は、低電圧側の昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生したか否かを判定する（Ｓ１０）。スイッチング素子Ｑ１は、図示しないＩＣ（Integrated Circuit）とともに自己異常検出機能を備えたＩＰＭ（Intelligent Power Module）を構成している。Ｓ１０の処理では、過電流や過電圧などの検出時にＩＰＭによって出力される故障検出信号に基づいて短絡故障の発生有無が判定される。ＥＣＵ４０は、短絡故障が発生していない場合（Ｓ１０でＮＯ）、本ルーチンを終了する。
【００５３】
一方、ＥＣＵ４０は、短絡故障が発生した場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、開閉装置５０のスイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６をオン状態からオフ状態に切り替えるための制御信号ＰＷＤを生成する（Ｓ２０）。その後、ＥＣＵ４０は、制御信号ＰＷＤを開閉装置５０に出力することによりスイッチング素子Ｑ５およびスイッチング素子Ｑ６をオン状態からオフ状態に切り替えて開閉装置５０を遮断させ（Ｓ３０）、本ルーチンを終了する。
【００５４】
これにより、昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生した場合、接続点ＸとリアクトルＬ１の他方端との間の経路が開閉装置５０によって遮断される。このため、高電圧側のバッテリＢ２から低電圧側のバッテリＢ１に向けて図２の点線矢印で示すような短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、バッテリＢ２の電圧がリアクトルＬ１に印可されてしまい、リアクトルＬ１が損傷してしまうことを防止することができる。また、バッテリＢ２の電圧が平滑コンデンサＣ１に印可されてしまうことも防止することができる。
【００５５】
また、接続点Ｙとスイッチング素子Ｑ１との間に開閉装置５０を設けることで、下アーム素子（スイッチング素子Ｑ１，ダイオードＤ２）に対するバッテリＢ２の電圧の印可も防止することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態のようにバッテリＢ２に対しても昇圧コンバータ２０を設けている場合、昇圧コンバータ１０で上アーム素子の短絡故障が発生して開閉装置５０によって経路が遮断されたときでも、より安定した電力をモータＭＧに供給できる。これにより、バッテリＢ２の電力によって電動車両１を退避走行させることができる。
【００５７】
[変形例]
本実施の形態においては、バッテリＢ１およびバッテリＢ２のそれぞれに昇圧コンバータ１０，２０を設けた。しかし、バッテリＢ２は元々高電圧であるため、図４に示すように、昇圧コンバータ２０を設けなくてもよい。
【００５８】
本実施の形態においては、昇圧コンバータ１０においてのみ開閉装置５０を設けた。しかし、バッテリＢ１,Ｂ２の電圧のばらつきや昇圧コンバータ１０，２０における昇圧動作のばらつきなどによって高電圧側と低電圧側とが逆転する場合がある。そこで、図５に示すように、昇圧コンバータ２０においても開閉装置５０の位置に対応する位置（リアクトルＬ２の他方端とスイッチング素子Ｑ４との接続点Ｚと、スイッチング素子Ｑ３との間）に、開閉装置５０と同仕様の開閉装置５０ａを設けてもよい。開閉装置５０ａは、「第２遮断装置」の一実施形態に対応する。
【００５９】
このようにすれば、昇圧コンバータ２０でスイッチング素子Ｑ３の短絡故障が発生した場合、接続点ＸとリアクトルＬ２の他方端（スイッチング素子Ｑ４に接続されたリアクトルＬ２の端）との間の経路（「第２経路」の一実施形態に対応する）が開閉装置５０ａによって遮断される。このため、バッテリＢ１,Ｂ２の電圧のばらつきなどによって高電圧側と低電圧側とが逆転しても、バッテリＢ１からバッテリＢ２に向けて短絡電流が発生してしまうことを防止するとともに、バッテリＢ２の電圧がリアクトルＬ２に印可されてしまい、リアクトルＬ２が損傷してしまうことを防止することができる。
【００６０】
本実施の形態においては、開閉装置５０は、ＩＧＢＴ素子からなるスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６およびダイオードＤ５，Ｄ６で構成されていた。しかし、開閉装置５０は、その他の部材で構成されていてもよい。たとえば、図６に示すように、開閉装置５０は、リレー６０で構成されてもよい。
【００６１】
本実施の形態においては、開閉装置５０は、接続点Ｙとスイッチング素子Ｑ１との間に設けられていた。しかし、バッテリＢ２の電圧がリアクトルＬ１に印可されてしまうことを防止することを考慮すると、接続点ＸとリアクトルＬ１の他方端との間の経路であれば、いずれの位置に開閉装置５０を設けてもよい。
【００６２】
たとえば、図７に示すように、接続点ＹとリアクトルＬ１の他方端との間に開閉装置５０を設けてもよい。あるいは、図８に示すように、接続点Ｘとスイッチング素子Ｑ１との間に開閉装置５０を設けてもよい。
【００６３】
なお、図７および図８は、開閉装置５０がリレー６０で構成されているが、本実施の形態のように２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を含んで構成されてもよい。
【００６４】
本実施の形態において、昇圧コンバータ１０の開閉装置５０では、２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を含んで構成されているが、１つのスイッチング素子を含んで構成されてもよい。さらに、この場合には、昇圧コンバータ２０の開閉装置５０ａにおいても、１つのスイッチング素子を含んで構成される方が好ましい。このようにすれば、昇圧コンバータ１０の上アーム素子と下アーム素子とで一体化されたモジュール、昇圧コンバータ２０の上アーム素子と下アーム素子とで一体化されたモジュール、昇圧コンバータ１０の開閉装置５０と昇圧コンバータ２０の開閉装置５０ａとで一体化されたモジュールといったように、複数のモジュールを共通に用いることができ、冷却器の構造を検討する際の効率を上げることができる。
【００６５】
また、本実施の形態においては、昇圧コンバータ１０の上アーム素子および下アーム素子のいずれも１つのスイッチング素子を含んで構成されているが、各々が２つのスイッチング素子を含んで構成されてもよい。このようにすれば、昇圧コンバータ１０の上アーム素子と下アーム素子とで一体化されたモジュールと同じモジュールを開閉装置５０に用いることができ、部品の共通化を図ることができる。
【００６６】
また、上述した実施の形態およびその変形例については、適宜組合せることも可能である。
【００６７】
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】
【００６８】
１  電動車両、１０，２０  昇圧コンバータ、３０  インバータ、４０  ＥＣＵ、４１，４２，４３  電圧センサ、５０  開閉装置、１００  電源システム、Ｂ１，Ｂ２  バッテリ、Ｌ１，Ｌ２  リアクトル、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６  スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６  ダイオード。
【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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