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JP7754345B2 - 電源システム及びプログラム - Google Patents
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JP7754345B2 - 電源システム及びプログラム - Google Patents

電源システム及びプログラム

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2022年11月4日に出願された日本出願番号2022-177698号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、電源システム及びプログラムに関する。
従来、特許文献1に記載されているように、複数の蓄電部を備える車載用電源装置が知られている。この車載用電源装置は、蓄電部の高圧側において何らかの異常が生じた場合、低電位側の蓄電部との間の通電を遮断し、正常な低電位側の蓄電部から電力を低圧系の負荷に供給するようにしている。これにより、低圧系の負荷に電力が供給されなくなることを抑制することができる。
特開2018-148733号公報
しかしながら、第1実施形態の車載用電源装置では、回路構成の都合上、蓄電部に異常がないとき、高圧側の蓄電部と、低圧側の蓄電部との間を遮断し、高圧側の蓄電部から高圧系の負荷に電力を供給しつつ、低圧側の蓄電部から低圧系の負荷に電力を供給するということができなかった。
本開示は、電力の供給源を柔軟に変更することができる電源システム及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
上記課題を解決するための電源システムは、
高圧負荷が接続される高圧系電源ラインと、低圧負荷が接続される低圧系電源ラインとに接続され、複数の蓄電部を備える電源システムにおいて、
複数の蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドラインとの間に接続する第1接続状態と、
前記高圧系グランドラインと低圧系グランドラインとの間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
を設定する。
この構成により、電力の供給源を柔軟に変更することができる。
上記課題を解決するためのプログラムは、
高圧負荷が接続される高圧系電源ラインと、低圧負荷が接続される低圧系電源ラインとに接続され、複数の蓄電部を備える電源システムの制御装置が実施するプログラムであって、
複数の前記蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部を制御するスイッチング処理を実施するように構成され、
前記スイッチング処理において、
複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドラインとの間に接続する第1接続状態と、
前記高圧系グランドラインと低圧系グランドラインとの間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
を設定する。
この構成により、電力の供給源を柔軟に変更することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態の電源システムの構成図であり、 図2は、電源システムの第1直列接続状態を示す図であり、 図3は、電源システムの第1並列接続状態を示す図であり、 図4は、電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図5は、電源システムの第3接続状態を示す図であり、 図6は、通常時スイッチング処理を示すフローチャートであり、 図7は、電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図8は、電源システムの第1直列接続状態を示す図であり、 図9は、電源システムの第1並列接続状態を示す図であり、 図10は、停車時均等化処理を示すフローチャートであり、 図11は、第2実施形態の電源システムの構成図であり、 図12は、第2実施形態の電源システムの第1直列接続状態を示す図であり、 図13は、第2実施形態の電源システムの第1並列接続状態を示す図であり、 図14は、第2実施形態の電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図15は、第3実施形態の電源システムの構成図であり、 図16は、第3実施形態の電源システムの第1接続状態を示す図であり、 図17は、第3実施形態の電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図18は、第4実施形態の電源システムの構成図であり、 図19は、第4実施形態の電源システムの第1接続状態を示す図であり、 図20は、第4実施形態の電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図21は、変形例1の電源システムの構成図であり、 図22は、変形例1における異常時スイッチング処理を示すフローチャートであり、 図23は、変形例2の電源システムの第3接続状態を示す図であり、 図24は、変形例2の電源システムの第2接続状態を示す図であり、 図25は、変形例2における均等化処理を示すフローチャートであり、 図26は、変形例3における均等化処理を示すフローチャートであり、 図27は、変形例4の電源システムを示す図であり、 図28は、変形例4の電源システムを示す図であり、 図29は、変形例4における均等化処理を示すフローチャートであり、 図30は、変形例5の電源システムの構成図であり、 図31は、変形例6の電源システムの構成図であり、 図32は、変形例7の電源システムの構成図であり、 図33は、変形例8の電源システムの構成図であり、 図34は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図35は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図36は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図37は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図38は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図39は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図40は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図41は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図42は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図43は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図44は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図45は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図46は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図47は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図48は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図49は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図50は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図51は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図52は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図53は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図54は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図55は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図56は、他の変形例の電源システムの構成図であり、 図57は、他の変形例の電源システムの構成図である。
図面を参照しながら、複数の実施形態及びそれらの変形例について説明する。複数の実施形態及びそれらの変形例において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分及び/又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び/又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
(第1実施形態)
以下、本開示に係る電源システムを具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電源システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載され、車載システムを構成する。
車載システムは、図1に示すように、モータ10と、インバータ20(インバータ回路)と、高圧系電源ラインH1と、高圧系グランドラインL1と、低圧系電源ラインH2と、低圧系グランドラインL2と、電源システム30と、DCDCコンバータ70(電圧変換装置)と、を備えている。
モータ10は、複数の電機子巻線を備える。本実施形態において、モータ10は、3相の同期機であり、星形結線されたU,V,W相の電機子巻線11と、図示しないロータとを備えている。各相の電機子巻線11は、電気角で120°ずつずれて配置されている。モータ10は、例えば永久磁石同期機である。ロータは、車両の駆動輪と動力伝達可能になっている。このため、モータ10は、車両を走行させるトルクの発生源となる。
インバータ20は、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体を3相分備えている。上アームスイッチSWHには、フリーホイールダイオードである上アームダイオードDHが逆並列に接続され、下アームスイッチSWLには、フリーホイールダイオードである下アームダイオードDLが逆並列に接続されている。本実施形態において、各スイッチSWH,SWLはIGBTである。
インバータ20は、平滑コンデンサ21を備えている。平滑コンデンサ21の高電位側端子には、高圧系電源ラインH1に接続されている。平滑コンデンサ21の低電位側端子には、高圧系グランドラインL1に接続されている。なお、平滑コンデンサ21は、インバータ20の外部に設けられていてもよい。
各相において、上アームスイッチSWHの低電位側端子であるエミッタと、下アームスイッチSWLの高電位側端子であるコレクタとの接続点には、バスバー等の導電部材23を介して、電機子巻線11の第1端が接続されている。各相の電機子巻線11の第2端同士は、中性点で接続されている。なお、本実施形態において、各相の電機子巻線11は、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相の電機子巻線11は、例えばインダクタンスが同じに設定されている。
各相の上アームスイッチSWHのコレクタは、高圧系電源ラインH1に接続されている。各相の下アームスイッチSWLのエミッタは、高圧系グランドラインL1に接続されている。高圧系グランドラインL1は、車両ボディなどのフレームグランドFGに接続される。したがって、モータ10は、インバータ20を介して高圧系電源ラインH1に接続されていることとなる。なお、モータ10及びインバータ20の両方、又はいずれか一方は、電源システム30に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1の間には、図示しない各種の高圧負荷71が接続されている。高圧負荷71は、要求電圧が高圧の電気負荷のことであり、例えば、エアーコンプレッサーなどである。なお、モータ10も高圧負荷71の一種である。
低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2の間には、各種の低圧負荷72が接続されている。低圧負荷72は、要求電圧が低圧(高圧負荷71よりも低圧)の電気負荷のことであり、例えば、ECU等の各種制御装置などである。低圧系グランドラインL2は、シグナルグランドSGに接続される。シグナルグランドSGは、フレームグランドFGに対して絶縁されている。
DCDCコンバータ70は、入力した電力の電圧を変換する機能を有する。DCDCコンバータ70は、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に接続されており、高圧系電源ラインH1の側から入力された電力の電圧を降圧し、送電ラインL3を介して、低圧系電源ラインH2に接続された低圧負荷72などに供給可能に構成されている。また、逆に、DCDCコンバータ70は、送電ラインL3を介して、低圧系電源ラインH2の側から入力された電力の電圧を昇圧し、高圧系電源ラインH1に接続された高圧負荷71に供給可能に構成されている。なお、DCDCコンバータ70は、後述する制御装置100により制御される。DCDCコンバータ70は、電源システム30に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。また、第1実施形態において、DCDCコンバータ70は、昇圧機能を有していなくてもよい。
次に電源システム30について説明する。電源システム30は、第1蓄電池31(「第1蓄電部」に相当)と、第2蓄電池32(「第2蓄電部」に相当)と、第3蓄電池33(「第3蓄電部」に相当)を備えている。各蓄電池31,32,33は、モータ10のロータを回転駆動させるための電力供給源となる。各蓄電池31,32,33は、それぞれ単電池である電池セルの直列接続体として構成された組電池である。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池等の2次電池である。
第1蓄電池31は、蓄電池31,32,33のうち出力電圧が最も高圧であり、例えば、400Vの出力電圧となっている。また、第2蓄電池32は、第1蓄電池31に比較して出力電圧が低圧であり、例えば、12Vの出力電圧となっている。第3蓄電池33の出力電圧は、任意であり、本実施形態では、例えば、200Vの出力電圧となっている。なお、各蓄電池31~33の端子間電圧は、任意に変更可能である。
電源システム30は、第1蓄電池31の正極端子と高圧系電源ラインH1との間を接続する第1A電気経路1Aに設けられた第1AスイッチSW1aを備える。第1AスイッチSW1aにより第1A電気経路1Aにおける通電及び通電遮断が切り替えられる。
なお、プリチャージスイッチPreーP及び抵抗体R1の直列接続体が第1AスイッチSW1aに並列接続されていてもよい。また、第1AスイッチSW1aは、高電位側のシステムメインリレースイッチに相当する。
電源システム30は、第1蓄電池31の負極端子と高圧系グランドラインL1との間を接続する第1B電気経路1Bに設けられた第1BスイッチSW1bを備える。第1BスイッチSW1bにより第1B電気経路1Bにおける通電及び通電遮断が切り替えられる。
電源システム30は、第1蓄電池31の負極端子と、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40の正極端子と接続する第2A電気経路2Aに設けられた第2AスイッチSW2aを備える。第2AスイッチSW2aにより、第2A電気経路2Aにおける通電及び通電遮断、つまり、第1蓄電池31の負極端子と、第1直列接続体40の正極端子との間の通電及び通電遮断が切り替えられる。
なお、第1直列接続体40は、第3蓄電池33の負極端子に、第2蓄電池32の正極端子が直列接続されることにより構成されている。このため、本実施形態において第1直列接続体40の正極端子は、第3蓄電池33の正極端子に相当し、第1直列接続体40の負極端子は、第2蓄電池32の負極端子に相当する。
電源システム30は、第1直列接続体40の負極端子と高圧系グランドラインL1とを接続する第2B電気経路2Bに設けられた第2BスイッチSW2bを備える。第2BスイッチSW2bにより、第2B電気経路2Bにおける通電及び通電遮断、つまり、第1直列接続体40の負極端子と、高圧系グランドラインL1との間の通電及び通電遮断が切り替えられる。なお、第2BスイッチSW2bは、低電位側のシステムメインリレースイッチに相当する。
電源システム30は、第2蓄電池32の正極端子と低圧系電源ラインH2との間を接続する第3A電気経路3Aに設けられた第3AスイッチSW3aを備える。第3AスイッチSW3aにより、第3A電気経路3Aの通電及び通電遮断が切り替えられる。
電源システム30は、第2蓄電池32の負極端子と低圧系グランドラインL2との間を接続する第3B電気経路3Bに設けられた第3BスイッチSW3bを備える。第3BスイッチSW3bにより、第3B電気経路3Bの通電及び通電遮断が切り替えられる。
電源システム30は、モータ10の電機子巻線11の中性点と、第1直列接続体40の正極端子との間を接続するバイパス経路60に設けられた第4スイッチSW4を備える。第4スイッチSW4により、バイパス経路60の通電及び通電遮断が切り替えられる。なお、バイパス経路60には、中性点側にスイッチRNが設けられている。このスイッチRNは、少なくとも第4スイッチSW4がオンとなったとき、同様にオンされる。また、バイパス経路60と高圧系グランドラインL1との間には、コンデンサC1が設けられている。
本実施形態において、各スイッチSW1a,SW1b,SW2a,SW2b,SW3a,SW3b,SW4(以下、まとめて各スイッチSWと示す場合がある)は、機械式のリレーである。各スイッチSWは、オフされると双方向の電流の流通を阻止し、オンされると双方向の電流の流通を許容する。なお、各スイッチSWは、機械式のリレーに限らず、例えば半導体スイッチング素子であってもよい。これらのスイッチSW1a,SW1b,SW2a,SW2b,SW3a,SW3b,SW4がスイッチ部に相当する。
また、電源システム30は、制御装置100を備える。制御装置100は、マイコン101を主体として構成され、マイコン101は、CPU、RAM,ROM等を備えている。マイコン101が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン101がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコン101は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述する図6等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法(処理)が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えばOTA(Over The Air)等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。
制御装置100には、各種センサからの情報(検出値)が入力されるようになっている。例えば、各種センサには、図示しないが、各蓄電池31,32,33の端子間電圧を検出する電圧センサや、各蓄電池31,32,33に流れる電流を検出する電流センサ、その他、ロータの回転角(電気角)を検出する回転角センサ、各相の電機子巻線11に流れる相電流を検出する相電流センサなどがある。
制御装置100は、各種センサから入力した検出値などの情報に基づいて、プログラムに従って各種処理を実施する。実施する各種処理には、例えば、インバータ20を制御する処理がある。詳しくは、制御装置100は、各センサの検出値に基づいて、モータ10の制御量を指令値にフィードバック制御すべく、インバータ20を構成する各スイッチSWH,SWLのスイッチング制御を行う。制御量は例えばトルクである。各相において、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとは交互にオンされる。このフィードバック制御により、ロータの回転動力が駆動輪に伝達され、車両が走行する。このため、制御装置100が、インバータ制御部としての機能を有する。
また、制御装置100は、前述したようにDCDCコンバータ70を制御することにより、電圧変換に係る処理を実施する。また、詳しくは後述するが、制御装置100は、低圧電源部80から電力供給が正常に行われているか否かを検出するための処理を実施する。このため、制御装置100が、異常判定部としての機能を有する。
また、制御装置100は、電源システム30の各スイッチSWのオンオフを制御可能に構成されている。このため、制御装置100が、スイッチ制御部としての機能を有する。ここで、本実施形態において制御装置100がどのように電源システム30の各スイッチSWのオンオフ状態を制御するかについて説明する。
図2及び図3に示すように、制御装置100は、電源システム30が備える複数の蓄電池(第1蓄電池31、第2蓄電池32及び第3蓄電池33)のうち一部又は全部を高圧系電源ラインH1だけに接続する第1接続状態を設定可能に構成されている。本実施形態において、制御装置100は、第1接続状態において、電源システム30が備える全ての蓄電池31~33を高圧系電源ラインH1に接続する。また、第1実施形態において、制御装置100は、第1接続状態として、第1直列接続状態及び第1並列接続状態のうちいずれかを選択して設定可能に構成されている。
第1接続状態のうち、第1直列接続状態は、第1蓄電池31、第3蓄電池33及び第2蓄電池32を直列に接続して構成した第2直列接続体50を高圧系電源ラインH1に接続する状態のことを示す。具体的には、図2に示すように、制御装置100は、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a、第3BスイッチSW3b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオンすることにより、第1直列接続状態(第1接続状態)を設定し得る。
この第1直列接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31、第3蓄電池33及び第2蓄電池32が直列に接続された第2直列接続体50が接続される。つまり、一点鎖線で示すように、第2直列接続体50から高電圧(400V+200V+12V)の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給される。なお、図2に示す通り、第2蓄電池32から低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に電力が直接的に供給されることはない。
第1接続状態のうち、第1並列接続状態は、高圧系電源ラインH1に第1蓄電池31と第1直列接続体40とを並列に接続する状態のことを示す。具体的には、図3に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオンすることにより、第1並列接続状態(第1接続状態)を設定し得る。この第1並列接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に第1蓄電池31を接続するとともに、モータ10の中性点と高圧系グランドラインL1との間に第1直列接続体40を接続する。つまり、第1蓄電池31及び第1直列接続体40が、高圧系電源ラインH1に並列に接続され、第1蓄電池31及び第1直列接続体40から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給される。
なお、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40の端子間電圧(12V+200V)は、第1蓄電池31の端子間電圧(400V)よりも低圧である。しかしながら、モータ10及びインバータ20によって、昇圧されて高圧系電源ラインH1に供給される。なお、インバータ20による昇圧制御は、制御装置100がインバータ20の各スイッチSWH,SWLを制御することにより実施される。
また、図4に示すように、制御装置100は、電源システム30が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2に接続し、残りの蓄電池のうち一部又は全部(本実施形態では第1蓄電池31)を高圧系電源ラインH1に接続する第2接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、図4に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第2接続状態を設定し得る。この第2接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31を接続するとともに、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32を接続する。なお、第2接続状態では、高圧系グランドラインL1と、低圧系グランドラインL2との間が絶縁される。これにより、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給されつつ、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。
また、図5に示すように、制御装置100は、電源システム30が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)だけを低圧系電源ラインH2に接続する第3接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、制御装置100は、図5に示すように、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第3接続状態を設定し得る。第3接続状態では、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、図5に示す通り、第1蓄電池31などから高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に電力が供給されることはない。なお、前述した図4に示す第2接続状態は、高圧系グランドラインL1と低圧系グランドラインL2との間の通電を遮断するとともに、複数の蓄電池31~33のうち一部(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に接続しているので、第3接続状態の一種ともいえる。以下では、説明の都合上、図5に示すような状態を、第3接続状態と示し、図4に示すような第2接続状態と区別する。
次に、制御装置100による第1接続状態~第3接続状態の切り替え制御(スイッチング処理)について説明する。まず、通常時における通常時スイッチング処理について図6を参照して説明する。この通常時スイッチング処理は、所定周期ごとに制御装置100により実行される。
図6に示すように、通常時スイッチング処理を開始すると、制御装置100は、車両停車中、具体的にはイグニッションスイッチがオフされている起動停止期間中であるか否かを判定する(ステップS101)。この判定結果が肯定の場合、第3接続状態を設定する(ステップS102)。なお、スイッチング処理の実施前から第3接続状態中である場合には、第3接続状態の設定を継続し、第3接続状態中でない場合には、第3接続状態に切り替える。
前述したように、制御装置100は、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第3接続状態を設定する。図5に示すように、第3接続状態では、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。
次に、制御装置100は、車両が起動して、低圧負荷72の消費電力が第1の電力閾値よりも増加したか否かを判定する(ステップS103)。第1の電力閾値は、第2蓄電池32から出力可能な電力に基づいて、任意の値が設定される。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、通常時スイッチング処理を終了する。
一方、ステップS103の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、第2接続状態を設定する(ステップS104)。すなわち、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第2接続状態を設定する。
この第2接続状態では、高圧系グランドラインL1と、低圧系グランドラインL2との間を絶縁しつつ、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31を接続するとともに、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32を接続する。これにより、第1蓄電池31からの高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、DCDCコンバータ70に供給可能となる。なお、このときにおいても、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。
そして、制御装置100は、高圧系電源ラインH1を介して第1蓄電池31からの入力電圧を変換(降圧)させるようにDCDCコンバータ70を動作させる(ステップS105)。そして、このステップS105で、図7に示すように、DCDCコンバータ70から送電ラインL3を介して、低圧負荷72に電力を供給する。
その後、制御装置100は、第1接続状態を設定する(ステップS106)。このとき、第1直列接続状態と第1並列接続状態のうちいずれを選択して設定してもよい。第1直列接続状態を設定する場合、制御装置100は、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a、第3BスイッチSW3b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオンすることにより、第1直列接続状態を設定する。これにより、図8に示すように、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第2直列接続体50が接続される。
一方、第1並列接続状態を設定する場合、制御装置100は、第2AスイッチSW2a、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオンすることにより、第1並列接続状態を設定する。この第1並列接続状態では、図9に示すように、第1蓄電池31及び第1直列接続体40が、高圧系電源ラインH1に並列に接続される。
また、図8及び図9に示すように、第1接続状態が設定されたとき、高圧系電源ラインH1に接続された蓄電池31~33からDCDCコンバータ70に電力が供給され、そのDCDCコンバータ70によって供給された電力の電圧が降圧されて低圧負荷72に供給される。なお、ステップS106の切替前から、第2接続状態に切り替えて、DCDCコンバータ70を介して、第1蓄電池31からの電力が供給されている。このため、接続状態の切替に伴って、低圧負荷72への電力供給が途絶えることを防止できる。そして、制御装置100は、通常時スイッチング処理を終了する。
一方、ステップS101の判定結果が否定の場合、すなわち、起動停止期間でない場合、制御装置100は、第1接続状態(第1直列接続状態又は第1並列接続状態)を設定する(ステップS111)。これにより、図8に示すように、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第2直列接続体50が接続される。若しくは、図9に示すように、高圧系電源ラインH1に対して第1蓄電池31と、第1直列接続体40とが並列に接続される。このとき、DCDCコンバータ70を動作させ、第1蓄電池31~第3蓄電池33から供給される高電圧の電力を降圧させて、低圧負荷72に供給している。
そして、制御装置100は、車両が停止して、低圧負荷72の消費電力が第2の電力閾値以下に低下したか否かを判定する(ステップS112)。第2の電力閾値は、任意の値であるが、第1の電力閾値と同じ値であってもよい。また、例えば、起動や機能維持のために必要な暗電流を流すための電力に基づいて第2の電力閾値を設定してもよい。これにより、本実施形態では、制御装置100が消費電力監視部として機能を有する。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、通常時スイッチング処理を終了する。
一方、この判定結果が肯定の場合、つまり、低圧負荷72の消費電力が第2の電力閾値以下に低下した場合、制御装置100は、図7に示す第2接続状態を設定する(ステップS113)。これにより、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、DCDCコンバータ70に供給されつつ、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。
そして、制御装置100は、DCDCコンバータ70を停止させる(ステップS114)。その後、制御装置100は、図5に示す第3接続状態を設定する(ステップS115)。図5に示すように、第3接続状態では、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、ステップS113の処理により低圧負荷72に電力が供給されているため、ステップS114において、DCDCコンバータ70を停止させても、低圧負荷72への電力供給が途絶えることはない。これにより、DCDCコンバータ70を動作させることによる電力消費や電圧変換に伴う電力ロスを抑制することができる。その後、制御装置100は、通常時スイッチング処理を終了する。
ところで、上述したように、停車時において第2蓄電池32の電力を低圧負荷72に供給すると、第2蓄電池32のSOC(蓄電状態)が第3蓄電池33に比較して小さくなる可能性がある。つまり、SOCにバラツキが生じる。そこで、第1実施形態では、停車中、各蓄電池31,32,33のSOCを均等化させるための停車時均等化処理を実施している。以下、停車時均等化処理について図10に基づいて説明する。
停車時均等化処理は、制御装置100により所定周期ごとに実行される。停車時均等化処理を実行すると、図10に示すように、制御装置100は、車両停車中、具体的にはイグニッションスイッチがオフされている起動停止期間中であるか否かを判定する(ステップS201)。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、停車時均等化処理を終了する。一方、ステップS201の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS202)。SOCの推定方法は周知の方法で行われる。このため、制御装置100は、推定部としての機能を有する。また、ステップS202において、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが下限値以下、又は第2蓄電池32のSOCのほうが、第3蓄電池33のSOCよりも均等化閾値以上、小さい場合、均等化する必要性があると肯定判定する。
この判定結果が否定の場合、つまり、均等化の必要性がない場合、制御装置100は、第3接続状態を設定する(ステップS211)。なお、この処理の実施前から第3接続状態中である場合には、第3接続状態の設定を継続し、第3接続状態中でない場合には、第3接続状態に切り替える。
一方、ステップS202の判定結果が肯定の場合、すなわち、均等化の必要性がある場合、制御装置100は、第2接続状態を設定する(ステップS203)。図4に示すように、この第2接続状態では、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、DCDCコンバータ70に供給可能となっている。なお、第2接続状態中も、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して低圧負荷72に供給されることとなる。
そして、制御装置100は、第1蓄電池31からの入力電圧を変換(降圧)させるため、DCDCコンバータ70を動作させる(ステップS205)。そして、ステップS205で、図7に示すように、DCDCコンバータ70から送電ラインL3を介して、低圧負荷72に電力を供給するとともに、第2蓄電池32に電力を供給し、充電する。
制御装置100は、ステップS202と同様に、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS205)。なお、ステップS205では、ステップS202と同様に判定をしたが、条件を異ならせてもよい。例えば、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが許容範囲内となり、かつ、第2蓄電池32と第3蓄電池33のSOC差が許容範囲内となった場合、均等化する必要性がないと否定判定し、それ以外の場合には、必要性があると肯定判定してもよい。
この判定結果が肯定の場合、制御装置100は、所定時間経過後、再びステップS205の処理を実行する。一方、この判定結果が否定の場合、つまり、均等化の必要性がない場合、制御装置100は、第3接続状態を設定する(ステップS206)。これにより、図5に示す通り、第1AスイッチSW1a及び第1BスイッチSW1bがオフされて、第1蓄電池31から第2蓄電池32への電力供給が停止する。また、第2蓄電池32から低電圧の電力が、低圧負荷72に供給される。その後、制御装置100は、DCDCコンバータ70を停止させ(ステップS207)、停車時均等化処理を終了する。
以上、第1実施形態における効果について説明する。
上記電源システム30によれば、全ての蓄電池31~33を高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に接続する第1接続状態と、高圧系グランドラインL1と低圧系グランドラインL2との間の通電を遮断するとともに、第2蓄電池32を低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に接続し、残りの蓄電池32,33のうち第1蓄電池31を高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に接続する第2接続状態とを切り替えることができる。これにより、電力の供給源を柔軟に変更することができる。
また、第2接続状態を設定することにより、低圧負荷72に低圧電力を供給することができる。このため、低圧電源部80を設けなくてもよくなり、部品点数や工数などを削減できる。
また、第3接続状態を継続することにより、蓄電池31~33のSOCにバラツキが生じても、SOCを均等化することができる。その際、第2接続状態に切り替えて、第1蓄電池31からの入力電圧を降圧して第3蓄電池33を充電する。このため、充電器などの構成を備えなくてよく、構成を簡素化することができる。
また、第3接続状態から第1接続状態に切り替える際、一旦、第2接続状態に切り替え、当該第2接続状態中にDCDCコンバータ70を動作させて、低圧負荷72に電力を供給している。その後、第1接続状態に切り替えている。このため、切り替える際に、低圧負荷72への電力供給が途切れることを防止できる。
同様に、第1接続状態から第3接続状態に切り替える際、一旦、第2接続状態に切り替え、第2蓄電池32から低圧負荷72に電力を供給してから、第3接続状態に切り替え、その後、第1接続状態に切り替えている。このため、切り替える際に、低圧負荷72への電力供給が途切れることを防止できる。
また、上記電源システム30によれば、第1接続状態として、高圧系電源ラインH1に対して複数の蓄電池31~33を直列に接続する第1直列接続状態と、高圧系電源ラインH1に対して複数の蓄電池31~33を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されている。このため、状況に応じて高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間における電圧を任意に変更することができる。例えば、低圧の充電器に接続される場合には、第1並列接続状態を設定し、高圧の充電器に接続される場合には、第1直列接続状態を設定するというように使い分けることができる。
また、上記電源システム30によれば、第2蓄電池32だけを低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に接続する第3接続状態を設定することができる。これにより、停車中、第1蓄電池31等の高圧電力をDCDCコンバータ70により降圧させて低圧負荷72に供給する必要がなくなる。これにより、DCDCコンバータ70を動作させるための消費電力や、降圧時における変換ロスを削減することができる。
(第2実施形態)
第1実施形態における電源システム30の構成を一部変更した第2実施形態の電源システム230について説明する。第2実施形態の電源システム230は、図11に示すように、バイパス経路160は、第1端が第1A電気経路1Aにおいて第1AスイッチSW1aと第1蓄電池31の正極端子との間に接続され、第2端が第1直列接続体40の正極端子に接続される。なお、バイパス経路160は、第1端が高圧系電源ラインH1に接続され、第2端が第1直列接続体40の正極端子に接続されていてもよい。電源システム230は、当該バイパス経路160に、第4スイッチSW4を備える。
また、第3蓄電池33の端子間電圧は、第1実施形態と異なり、388Vとなっている。すなわち、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40の端子間電圧が、第1蓄電池31の端子間電圧とほぼ等しくなるように、第2蓄電池32及び第3蓄電池33の端子間電圧がそれぞれ設定されている。
ここで、第2実施形態において制御装置100がどのように電源システム230の各スイッチSWのオンオフ状態を制御するかについて説明する。
第2実施形態の制御装置100は、電源システム230が備える複数の蓄電池(第1蓄電池31、第2蓄電池32及び第3蓄電池33)のうち一部または全部を高圧系電源ラインH1に接続する第1接続状態を設定可能に構成されている。第2実施形態では、第1接続状態において、電源システム30が備える全ての蓄電池31~33を高圧系電源ラインH1に接続する。第2実施形態において、制御装置100は、第1接続状態として、第1直列接続状態及び第1並列接続状態のうちいずれかを選択して設定可能に構成されている。
第1接続状態のうち、第1直列接続状態は、第1蓄電池31、第3蓄電池33及び第2蓄電池32を直列に接続して構成した第2直列接続体50を高圧系電源ラインH1に接続する状態のことを示す。具体的には、図12に示すように、制御装置100は、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a、第3BスイッチSW3b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオンすることにより、第1直列接続状態(第1接続状態)を設定し得る。
この第1直列接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31、第3蓄電池33及び第2蓄電池32が直列に接続された第2直列接続体50が接続される。つまり、第2直列接続体50から高電圧(400V+388V+12V)の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給される。一方、第2蓄電池32から低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に電力が供給されることはない。なお、図8と同様に、DCDCコンバータ70を介して、第2直列接続体50の電圧を降圧して、低圧負荷72に供給することは可能となっている。
第1接続状態のうち、第1並列接続状態は、高圧系電源ラインH1に第1蓄電池31と第1直列接続体40とを並列に接続する状態のことを示す。具体的には、図13に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオンすることにより、第1並列接続状態(第1接続状態)を設定し得る。この第1並列接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31、第3蓄電池33及び第2蓄電池32が直列に接続された第2直列接続体50が並列に接続される。また、第2蓄電池32から低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に電力が供給されることはない。なお、図9と同様に、DCDCコンバータ70を介して、第2直列接続体50の電圧を降圧して、低圧負荷72に供給することは可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム30が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2に接続し、残りの蓄電池のうち一部又は全部(本実施形態では第1蓄電池31)を高圧系電源ラインH1に接続する第2接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、図14に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第2接続状態を設定し得る。この第2接続状態では、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31を接続するとともに、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32を接続する。これにより、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給されつつ、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、第2接続状態では、高圧系グランドラインL1と、低圧系グランドラインL2との間が絶縁される。ちなみに、図7と同様に、DCDCコンバータ70を介して、第1蓄電池31の電圧を降圧して、低圧負荷72に供給することや、第2蓄電池32を充電することは可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム30が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)だけを低圧系電源ラインH2に接続する第3接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、制御装置100は、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a、第2BスイッチSW2b及び第4スイッチSW4をオフし、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第3接続状態を設定し得る。第3接続状態では、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、第1蓄電池31などから高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に電力が供給されることはない。
なお、通常時スイッチング処理及び停車時均等化処理は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。以上により、第2実施形態の電源システム230は、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第3実施形態)
第1実施形態における電源システム30の構成を一部変更した第3実施形態の電源システム330について説明する。第3実施形態の電源システム330は、図15に示す通り、高圧系電源ラインH1に対して、第1蓄電池31と、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40とが並列に接続されている。以下、図15を参照して詳しく説明する。
第3実施形態の第3蓄電池33の端子間電圧は、第1実施形態と異なり、388Vとなっている。すなわち、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40の端子間電圧が、第1蓄電池31の端子間電圧とほぼ等しくなるように、第2蓄電池32及び第3蓄電池33の端子間電圧が設定されている。
電源システム330は、第1蓄電池31の正極端子と高圧系電源ラインH1との間を接続する第1A電気経路1Aに設けられた第1AスイッチSW1aと、第1蓄電池31の負極端子と高圧系グランドラインL1との間を接続する第1B電気経路1Bに設けられた第1BスイッチSW1bと、を備える。なお、プリチャージスイッチPreーP2及び抵抗体R2の直列接続体が第1AスイッチSW1aに並列接続されている。
また、電源システム330は、第1直列接続体40の正極端子と高圧系電源ラインH1との間を接続する第2A電気経路2Aに設けられた第2AスイッチSW2aと、第1直列接続体40の負極端子と高圧系グランドラインL1との間を接続する第2B電気経路2Bに設けられた第2BスイッチSW2bと、を備える。
なお、第3実施形態において、高圧系電源ラインH1の側から第3蓄電池33→第2蓄電池32の順に接続されている。このため、第3実施形態において、第1直列接続体40の正極端子とは、第3蓄電池33の正極端子に相当し、第1直列接続体40の負極端子は、第2蓄電池32の負極端子に相当する。また、プリチャージスイッチPreーP3及び抵抗体R3の直列接続体が第2AスイッチSW2aに並列接続されている。
また、電源システム330は、第2蓄電池32の正極端子と、低圧系電源ラインH2との間を接続する第3A電気経路3Aに設けられた第3AスイッチSW3aと、第2蓄電池32の負極端子と低圧系グランドラインL2との間を接続する第3B電気経路3Bに設けられた第3BスイッチSW3bと、を備える。
ここで、第3実施形態において制御装置100がどのように電源システム330の各スイッチSWのオンオフ状態を制御するかについて説明する。
制御装置100は、電源システム330が備える複数の蓄電池(第1蓄電池31、第2蓄電池32及び第3蓄電池33)の一部又は全部を高圧系電源ラインH1に接続する第1接続状態を設定可能に構成されている。
第3実施形態の第1接続状態は、高圧系電源ラインH1に第1蓄電池31と第1直列接続体40とを並列に接続する状態のことを示す。具体的には、図16に示すように、制御装置100は、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bオンすることにより、第1接続状態を設定し得る。なお、図16の破線で示すように、第1接続状態において、DCDCコンバータ70によって、高電圧の電力を降圧して、低圧負荷72に供給することが可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム330が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2に接続し、残りの蓄電池のうち一部又は全部(本実施形態では第1蓄電池31)を高圧系電源ラインH1に接続する第2接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、図17に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第2接続状態を設定し得る。この第2接続状態では、高圧系グランドラインL1と、低圧系グランドラインL2との間を絶縁しつつ、高圧系電源ラインH1と高圧系グランドラインL1との間に、第1蓄電池31を接続するとともに、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32を接続する。これにより、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給されつつ、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、図示はしないが、第2接続状態においても、DCDCコンバータ70によって、第1蓄電池31から供給された高電圧の電力を降圧して、低圧負荷72に供給することや第2蓄電池32を充電することが可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム330が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)だけを低圧系電源ラインH2に接続する第3接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、制御装置100は、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオフし、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第3接続状態を設定し得る。第3接続状態では、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、第1蓄電池31などから高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に電力が供給されることはない。
なお、通常時スイッチング処理及び停車時均等化処理は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。以上により、第3実施形態の電源システム330は、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(第4実施形態)
第1実施形態における電源システム30の構成を一部変更した第4実施形態の電源システム430について説明する。第4実施形態の電源システム430は、図18に示す通り、第1インバータ420aと、第2インバータ420bと、を備える。以下、図18を参照して詳しく説明する。
第1インバータ420aは、第1実施形態のインバータ20と同様に、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体を3相分備えている。また、第1インバータ420aは、第1実施形態のインバータ20と同様に、平滑コンデンサ21aを備えている。なお、平滑コンデンサ21aは、第1インバータ420aの外部に設けられていてもよい。
そして、第1インバータ420aは、第1高圧系電源ラインH401及び第1高圧系グランドラインL401に接続されている。つまり、各相における上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体は、それぞれ第1高圧系電源ラインH401及び第1高圧系グランドラインL401の間に接続されている。
各相において、第1インバータ420aの上アームスイッチSWHの低電位側端子であるエミッタと、第1インバータ420aの下アームスイッチSWLの高電位側端子であるコレクタとの接続点には、バスバー等の導電部材23を介して、電機子巻線11の第1端が接続されている。
第2インバータ420bは、第1実施形態のインバータ20と同様に、上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体を3相分備えている。また、第2インバータ420bは、第1実施形態のインバータ20と同様に、平滑コンデンサ21bを備えている。なお、平滑コンデンサ21bは、第2インバータ420bの外部に設けられていてもよい。そして、第2インバータ420bは、第2高圧系電源ラインH402及び第2高圧系グランドラインL402に接続されている。つまり、第2インバータ420bにおいて、各相における上アームスイッチSWHと下アームスイッチSWLとの直列接続体は、それぞれ第2高圧系電源ラインH402及び第2高圧系グランドラインL402の間に接続されている。
各相において、第2インバータ420bの上アームスイッチSWHの低電位側端子であるエミッタと、第2インバータ420bの下アームスイッチSWLの高電位側端子であるコレクタとの接続点には、バスバー等の導電部材23を介して、電機子巻線11の第2端が接続されている。なお、第2高圧系電源ラインH402及び第2高圧系グランドラインL402は、モータ10の電機子巻線11を介して、第1高圧系電源ラインH401及び第1高圧系グランドラインL401に接続されている。
また、第4実施形態の第3蓄電池33の端子間電圧は、第1実施形態と異なり、388Vとなっている。すなわち、第2蓄電池32及び第3蓄電池33からなる第1直列接続体40の端子間電圧が、第1蓄電池31の端子間電圧とほぼ等しくなるように、第2蓄電池32及び第3蓄電池33の端子間電圧が設定されている。なお、第4実施形態では、第1直列接続体40の端子間電圧が、第1蓄電池31の端子間電圧と等しくなっていなくてもよい。
電源システム430は、第1蓄電池31の正極端子と第1高圧系電源ラインH401との間を接続する第1A電気経路1Aに設けられた第1AスイッチSW1aと、第1蓄電池31の負極端子と第1高圧系グランドラインL401との間を接続する第1B電気経路1Bに設けられた第1BスイッチSW1bと、を備える。これにより、第1インバータ420aは、第1高圧系電源ラインH401及び第1高圧系グランドラインL401を介して、第1蓄電池31との間で電力を伝達することとなる。なお、プリチャージスイッチPreーP2及び抵抗体R2の直列接続体が第1AスイッチSW1aに並列接続されている。
また、電源システム430は、第1直列接続体40の正極端子と第2高圧系電源ラインH402との間を接続する第2A電気経路2Aに設けられた第2AスイッチSW2aと、第1直列接続体40の負極端子と第2高圧系グランドラインL402との間を接続する第2B電気経路2Bに設けられた第2BスイッチSW2bと、を備える。なお、プリチャージスイッチPreーP3及び抵抗体R3の直列接続体が第2AスイッチSW2aに並列接続されている。
また、電源システム430は、第1実施形態と同様に、第2蓄電池32の正極端子と、低圧系電源ラインH2との間を接続する第3A電気経路3Aに設けられた第3AスイッチSW3aと、第2蓄電池32の負極端子と低圧系グランドラインL2との間を接続する第3B電気経路3Bに設けられた第3BスイッチSW3bと、を備える。
ここで、第4実施形態において制御装置100がどのように電源システム430の各スイッチSWのオンオフ状態を制御するかについて説明する。
制御装置100は、電源システム430が備える複数の蓄電池(第1蓄電池31、第2蓄電池32及び第3蓄電池33)のうち一部又は全部を、第1高圧系電源ラインH401及び第2高圧系電源ラインH402からなる高圧系電源ラインH1に接続する第1接続状態を設定可能に構成されている。
第4実施形態の第1接続状態は、第1高圧系電源ラインH401に第1蓄電池31を接続し、第2高圧系電源ラインH402に第1直列接続体40を接続する状態のことを示す。具体的には、図19に示すように、制御装置100は、第3AスイッチSW3a及び第3BスイッチSW3bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a、及び第2BスイッチSW2bをオンすることにより、第1接続状態を設定し得る。第1接続状態では、第1高圧系電源ラインH401と第1高圧系グランドラインL401との間に第1蓄電池31が接続されるとともに、第2高圧系電源ラインH402と第2高圧系グランドラインL402との間に第1直列接続体40が接続される。なお、図19の破線で示すように、第1接続状態において、DCDCコンバータ70によって、高電圧の電力を降圧して、低圧負荷72に供給することが可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム430が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2に接続し、残りの蓄電池のうち一部又は全部(本実施形態では第1蓄電池31)を第1高圧系電源ラインH401に接続する第2接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、図20に示すように、制御装置100は、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオフし、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第3AスイッチSW3a、及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第2接続状態を設定し得る。これにより、第1高圧系電源ラインH401と第1高圧系グランドラインL401との間に、第1蓄電池31が接続される一方で、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32が接続される。なお、図示しないが、第2接続状態において、DCDCコンバータ70によって、高電圧の電力を降圧して、低圧負荷72に供給することが可能となっている。
また、制御装置100は、電源システム430が備える蓄電池31~33のうち一部の蓄電池(第2蓄電池32)を低圧系電源ラインH2だけに接続する第3接続状態を設定可能に構成されている。
具体的には、制御装置100は、第1AスイッチSW1a、第1BスイッチSW1b、第2AスイッチSW2a及び第2BスイッチSW2bをオフし、第3AスイッチSW3a、及び第3BスイッチSW3bをオンすることにより、第3接続状態を設定し得る。これにより、第1高圧系電源ラインH401と第1蓄電池31との間の通電が遮断される一方で、低圧系電源ラインH2と低圧系グランドラインL2との間に、第2蓄電池32が接続される。なお、第3蓄電池33は、第2高圧系電源ラインH402との間の通電が遮断される。
なお、通常時スイッチング処理及び停車時均等化処理は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。以上により、第4実施形態の電源システム430は、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(変形例)
上記実施形態の構成の一部を変更した変形例(実施形態の別例)について説明する。
(変形例1)
・上記実施形態の電源システム30,230,330,430に、低圧系電源ラインH2を介して、低圧電力(例えば、12Vの電力)を低圧負荷72に供給する低圧電源部80を備えてもよい。例えば、図21に示すように、第1実施形態の電源システム30に、低圧電源部80を備えてもよい。低圧電源部80は、例えば鉛蓄電池及びスイッチ等により構成される。なお、低圧電源部80からの電力供給は、制御装置100により制御される。また、DCDCコンバータ70及び低圧電源部80の両方、又はいずれか一方は、電源システム30の内部に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
このように低圧電源部80を備えた場合、通常の停車期間等において、第3蓄電池33から低圧電力を低圧負荷72に供給する必要がなくなる。しかしながら、低圧電源部80に異常が生じた場合などにおいて、蓄電池31,32,33の一部(第2蓄電池32)を異常時の低圧電源として使用することができる。すなわち、電源システム30,230,330,430に冗長性を持たせることができる。
以下、図22に従って、異常時において接続状態を切り替えるための異常時スイッチング処理について説明する。なお、この変形例において、車両起動時では、第1接続状態が設定され、第1蓄電池31~第3蓄電池33から、モータ10などの高圧負荷71に電力が供給され、低圧負荷72に対しては低圧電源部80、又はDCDCコンバータ70から電力が供給されることを前提とする。
図22に示す異常時スイッチング処理は、所定周期ごとに制御装置100により実施される。異常時スイッチング処理が開始されると、車両起動中であるか否か、具体的にはイグニッションスイッチがオンされているか否かについて判定する(ステップS301)。この判定結果が否定の場合、異常時スイッチング処理を終了する。
一方、ステップS301の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、第1接続状態を設定する(ステップS302)。なお、ステップS302の処理前から第1接続状態中である場合には、第1接続状態の設定を継続し、第1接続状態中でない場合には、第1接続状態に切り替える。この第1接続状態では、第2直列接続体50から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給される。一方、第2蓄電池32から低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に電力が供給されることはなく、低圧電源部80から低圧負荷72に電力が供給される。
そして、制御装置100は、低圧電源部80から低圧負荷72への電力供給に異常が生じているか否かを判定する(ステップS303)。具体的には、制御装置100は、各種センサの検出値から、低圧電源部80からの電流量、電圧、低圧電源部80の温度などを検出し、それらの値に基づいて異常が生じているか否かを判定する。このステップS303の処理により、制御装置100は、異常判定部として機能する。
この判定結果が否定の場合、すなわち、異常が生じていない場合、制御装置100は、異常時スイッチング処理を終了する。一方、ステップS303の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、高圧負荷71の消費電力を制限するように、各高圧負荷71を制御する(ステップS304)。例えば、モータ10の出力トルクを低下させるように、インバータ20を制御する。このステップS304の処理により、制御装置100は、負荷制御部として機能する。
次に、制御装置100は、第3接続状態を設定する(ステップS305)。これにより、第2蓄電池32からの低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、第1蓄電池31などから高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に電力が供給されることはないが、しばらくの間、平滑コンデンサ21から電力が供給される。
次に、制御装置100は、インバータ20を制御して、平滑コンデンサ21の電圧を調整する(ステップS306)。このステップS306では、第1蓄電池31の端子間電圧と同等となるように平滑コンデンサ21の端子間電圧を調整する。このステップS306の電圧調整により、第2接続状態に切り替えたとき、平滑コンデンサ21の電圧が、第1蓄電池31の電圧よりも高いという状態を防止できる。このステップS306の処理により、制御装置100は、インバータ制御部として機能する。
ステップS306における調整後、制御装置100は、第2接続状態に切り替える(ステップS307)。この第2接続状態では、第1蓄電池31から高電圧の電力が高圧系電源ラインH1を介して、高圧負荷71に供給されつつ、第2蓄電池32から低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給されることとなる。このため、しばらくの間、車両を退避走行することが可能となっている。そして、制御装置100は、異常時スイッチング処理を終了する。
次に、車両停車時に低圧電源部80に異常が発生した場合のスイッチング処理について説明する。車両停車時では、第1蓄電池31~第3蓄電池33から電力が供給されず、低圧電源部80から低圧負荷72に対して電力が供給される。このため、車両停止時において低圧電源部80から低圧負荷72への電力供給に異常が生じていると判定された場合、制御装置100は、第3接続状態を設定し、第2蓄電池32からの低電圧の電力が低圧系電源ラインH2を介して、低圧負荷72に供給される。なお、車両停止時においては、退避走行をする必要がないので、第3接続状態に設定しなくてもよい。
(変形例2)
・上記各実施形態の各電源システム30、230,330,430は、車両停止時に第2蓄電池32を充電するための充電装置と接続されてもよい。例えば、図23に示すように、電源システム30は、充電装置500と接続されていてもよい。充電装置500は、外部の充電設備であってもよいし、車両に搭載されるソーラー式発電装置であってもよい。この充電装置500は、低圧系電源ラインH2及び第3A電気経路3Aなどを介して第2蓄電池32に接続され、第2蓄電池32を充電することとなる。このとき、電源システム30は、第3接続状態に設定される。
ところで、図23に示すように第2蓄電池32のみを充電すると、第2蓄電池32と第3蓄電池33との間でSOCに差が生じてしまう場合がある。そこで、SOCを均等化すべく、この変形例では、図25に示す均等化処理を実施する。図25に示す均等化処理は車両停止中であって、充電中において所定周期ごとに制御装置100により実施される。
図25に示す均等化処理を開始すると、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS401)。SOCの推定方法は周知の方法で行われる。また、ステップS401において、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが上限値以上、又は第2蓄電池32のSOCのほうが、第3蓄電池33のSOCよりも均等化閾値以上、大きい場合、均等化する必要性があると肯定判定する。
この判定結果が否定の場合、制御装置100は、第3制御状態を設定する(ステップS402)。なお、この処理の実施前から第3接続状態中である場合には、第3接続状態の設定を継続し、第3接続状態中でない場合には、第3接続状態に切り替える。これにより、図23に示すように、充電装置500から第2蓄電池32に電力が供給され、充電される。そして、制御装置100は、図25に示す均等化処理を終了する。
一方、ステップS401の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、第2接続状態を設定する(ステップS403)。その後、図24に示すように、制御装置100は、送電ラインL3を介して第2蓄電池32から入力される電力の電圧を変換(昇圧)させるようにDCDCコンバータ70を動作させる(ステップS404)。そして、DCDCコンバータ70で昇圧した電力を、高圧系電源ラインH1を介して高圧負荷71や第1蓄電池31等に対して供給して、第2蓄電池32の放電を行う。
その後、制御装置100は、ステップS401と同様にして、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS405)。なお、ステップS405では、ステップS401と同様に判定をしたが、条件を異ならせてもよい。例えば、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが許容範囲内となり、かつ、第2蓄電池32と第3蓄電池33のSOC差が許容範囲内となった場合、均等化する必要性がないと否定判定し、それ以外の場合には、必要性があると肯定判定してもよい。この判定結果が肯定の場合、制御装置100は、所定時間経過後、再びステップS405の処理を実行する。
一方、この判定結果が否定の場合、つまり、均等化の必要性がない場合、制御装置100は、第3接続状態を設定する(ステップS406)。これにより、図23に示す通り、第1AスイッチSW1a及び第1BスイッチSW1bがオフされて、第2蓄電池32の放電が停止する。その後、制御装置100は、DCDCコンバータ70を停止させ(ステップS407)、図25に示す均等化処理を終了する。これにより、第2蓄電池32のSOCと、第3蓄電池33のSOCとを均等化することができる。また、第2蓄電池32を放電する際、高圧負荷71や第1蓄電池31等に対して供給するため、効率よく放電でき、また、電力の無駄を抑制できる。また、放電するための構成を少なくすることができる。
(変形例3)
・上記実施形態において、低圧電源部80の有無にかかわらず、車両起動時等に、第2接続状態を設定してもよい。すなわち、車両起動時において、高圧系電源ラインH1を介して高圧負荷71に第1蓄電池31からの高圧電力を供給するとともに、低圧系電源ラインH2を介して低圧負荷72に第2蓄電池32からの低圧電力を供給してもよい。
ところで、この変形例を採用して、第2接続状態を継続的に設定すると、蓄電池31,32,33のSOCにバラツキが生じる場合がある。そこで、蓄電池31,32,33のSOCを均等化すべく、図26に示す均等化処理を実施する。図26に示す均等化処理は、第2接続状態中、所定周期ごとに実施される。
図26に示す均等化処理を開始すると、制御装置100は、第2接続状態中であるか否かを判定する(ステップS501)。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、図26に示す均等化処理を終了する。
一方、この判定結果が肯定の場合、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS502)。SOCの推定方法は周知の方法で行われる。また、ステップS502において、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが下限値以下の場合、均等化する必要性があると肯定判定する。また、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOC差のうちいずれかが、均等化閾値以上である場合、均等化する必要性があると肯定判定する。
ステップS502の判定結果が否定の場合、制御装置100は、図26に示す均等化処理を終了する。一方、ステップS502の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、DCDCコンバータ70を動作させて、第1蓄電池31の高圧電力を降圧させて、第2蓄電池32を充電する(ステップS503)。若しくは、第2蓄電池32の充電量が大きくなるように、DCDCコンバータ70の供給電力が大きくなるように制御する。
所定時間経過後、制御装置100は、ステップS502と同様にして、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS504)。なお、ステップS504では、ステップS502と同様に判定をしたが、条件を異ならせてもよい。例えば、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが許容範囲内となり、かつ、各SOC差が許容範囲内となった場合、均等化する必要性がないと否定判定し、それ以外の場合には、必要性があると肯定判定してもよい。この判定結果が肯定の場合、所定時間経過後、制御装置100は、再びステップS504を実施する。一方、この判定結果が否定の場合、制御装置100は、DCDCコンバータ70を停止させる、若しくは、第2蓄電池32の充電量が小さくなるように、DCDCコンバータ70の供給電力を小さくする(ステップS505)。そして、制御装置100は、図26に示す均等化処理を終了する。これにより、第2接続状態を継続的に設定しても、蓄電池31,32,33を均等化させることができる。
(変形例4)
・上記各実施形態の各電源システム30、230,330,430において、第2蓄電池32を充電するための充電装置に接続されているときに、第2制御状態を設定してもよい。例えば、図27に示すように、第1実施形態の電源システム30が、前述したような充電装置500と接続されているときに、第2制御状態を設定してもよい。これにより、充電装置500によって第2蓄電池32を充電しつつ、第1蓄電池31から高圧負荷71に電力を供給することができる。
ところで、上述したように、第2接続状態中に、第2蓄電池32を充電する場合、蓄電池31,32,33のSOCにバラツキが生じる場合がある。そこで、蓄電池31,32,33のSOCを均等化すべく、図29に示す均等化処理を実施する。図29に示す均等化処理は、充電装置500によって第2蓄電池32が充電されている時であって、第2接続状態が設定されている時、所定周期ごとに実施される。
図29に示す均等化処理を開始すると、制御装置100は、充電装置500による第2蓄電池32の充電中であって、第2接続状態中であるか否かを判定する(ステップS601)。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、図29に示す均等化処理を終了する。
一方、この判定結果が肯定の場合、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOC(蓄電状態)を推定し、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS602)。SOCの推定方法は周知の方法で行われる。また、ステップS602において、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが上限値以上の場合、均等化する必要性があると肯定判定する。また、制御装置100は、各蓄電池31,32,33のSOCの差のうちいずれかが、均等化閾値以上である場合、均等化する必要性があると肯定判定する。この判定結果が否定の場合、制御装置100は、図29に示す均等化処理を終了する。
一方、ステップS602の判定結果が肯定の場合、制御装置100は、DCDCコンバータ70を動作させ、図28に示すように、DCDCコンバータ70で第2蓄電池32からの電力を昇圧し、高圧負荷71等に供給することにより、第2蓄電池32の放電を行う(ステップS602)。若しくは、DCDCコンバータ70が動作中である場合、第2蓄電池32の放電量が大きくなるように、DCDCコンバータ70に入力する電力が大きくなるように制御する。
所定時間経過後、制御装置100は、ステップS602と同様にして、均等化する必要性があるか否かを判定する(ステップS604)。なお、ステップS604では、ステップS602と同様に判定をしたが、条件を異ならせてもよい。例えば、制御装置100は、第2蓄電池32のSOCが許容範囲内となり、かつ、各SOC差が許容範囲内となった場合、均等化する必要性がないと否定判定し、それ以外の場合には、必要性があると肯定判定してもよい。この判定結果が肯定の場合、所定時間経過後、制御装置100は、再びステップS604を実施する。一方、この判定結果が否定の場合、制御装置100は、DCDCコンバータ70を停止させる、若しくは、第2蓄電池32の放電量が小さくなるように、DCDCコンバータ70に入力する電力を小さくする(ステップS605)。そして、制御装置100は、図29に示す均等化処理を終了する。これにより、第2蓄電池32の充電中、第2接続状態を継続的に設定しても、蓄電池31,32,33のSOCを均等化させることができる。
(変形例5)
・上記各実施形態の各電源システム30、230,330,430において、第2蓄電池32と、第3蓄電池33との間に、それらの間の通電及び通電遮断を切り替えるためのスイッチが設けられてもよい。例えば、図30に示すように、第1実施形態の電源システム30において、第2蓄電池32の正極端子と、第3蓄電池33の負極端子との間に、それらの間の通電及び通電遮断を切り替えるためのスイッチSW5が設けられてもよい。このスイッチSW5も、第2A電気経路2Aの通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチとしての役割を有する。
(変形例6)
・上記各実施形態の各電源システム30、230,330,430において、第2蓄電池32と第3蓄電池33の配置を変更してもよい。例えば、図31に示すように、第1実施形態の電源システム30において、高圧系電源ラインH1の側から第1蓄電池31→第2蓄電池32→第3蓄電池33の順番で直列に接続されるように配置してもよい。この場合、第2蓄電池32の負極端子と、第3蓄電池33の正極端子との間に、それらの間の通電及び通電遮断を切り替えるためのスイッチSW5が設けられてもよい。
(変形例7)
・上記各実施形態の各電源システム30、230において、第1蓄電池31、第2蓄電池32及び第3蓄電池33の配置を変更してもよい。例えば、図32に示すように、第1実施形態の電源システム30において、高圧系電源ラインH1の側から、第2蓄電池32→第3蓄電池33→第1蓄電池31の順番で配置される。このときバイパス経路60は、第1直列接続体40の負極端子(第3蓄電池33の負極端子)とモータ10の中性点との間を接続する経路となっている。また、プリチャージスイッチPreーG及び抵抗体R1の直列接続体が第1BスイッチSW1bに並列接続される。
(変形例8)
・上記各実施形態の各電源システム30、230,330,430において、第3蓄電池33を省略してもよい。例えば、図33に示すように、第1実施形態における電源システム30の第3蓄電池33を省略してもよい。なお、各電源システム230,330において、第3蓄電池33を省略する場合、第3蓄電池33の端子間電圧と、第1蓄電池31の端子間電圧とをほぼ同等にする必要がある。
(その他の変形例)
・上記実施形態又は変形例において、プリチャージスイッチ及び抵抗体の直列接続体は、高圧系電源ライン側のスイッチと、高圧系グランドライン側のスイッチの両側にそれぞれ並列接続されていてもよい。
・上記実施形態又は変形例において、均等化の必要性を判断する際、蓄電池31~33のSOCを用いて蓄電状態を把握したが、SOC以外の要素を用いて判断してもよい。例えば、蓄電状態として、残容量又は電圧を検出し、若しくは推定し、均等化の必要性を判断してもよい。
・上記第1実施形態の電源システム30は、図34~図57に示すようにその回路構成を任意に変更してもよい。
・上記実施形態又は変形例において、低圧電源部80から低圧負荷72への電力供給に異常が生じているか否かを判定する際(ステップS303等)、低圧電源部80の故障、DCDCコンバータ70の故障、送電ラインL3又は低圧系電源ラインH2の地絡、DCDCコンバータ70に電力を供給している蓄電部の故障のうちいずれかを検出した場合、異常が生じていると判定してもよい。
・上記第4実施形態において、第1接続状態から第2接続状態に切り替える際、第1インバータ420aだけを動作させるようにしてもよい。これにより、第2蓄電池32及び第3蓄電池33と第2インバータ420bとの間の通電を遮断する際、スイッチの故障を防止できる。また、遮断に伴うトルク変動を抑制することができる。
・上記実施形態又は変形例において、各スイッチSWとして、1つのスイッチで構成されているものに限らず、複数のスイッチの直列接続体又は複数のスイッチの並列接続体で構成されていてもよい。
・上記実施形態又は変形例において、インバータ20,420a,420bのスイッチとしては、IGBTに限らず、例えばボディダイオードを備えるNチャネルMOSFETであってもよい。
・上記実施形態又は変形例において、モータとしては、星形結線されるものに限らず、Δ結線されるものであってもよい。また、モータ及びインバータとしては、3相のものに限らず、2相のもの、又は4相以上のものであってもよい。また、モータとしては、ロータに界磁極として永久磁石を有する永久磁石型の同期機に限らず、ロータに界磁極として界磁巻線を有する巻線界磁型の同期機であってもよい。この場合、ロータに界磁巻線及び永久磁石の双方が備えられていてもよい。また、モータとしては、同期機に限らず、誘導機であってもよい。
・上記実施形態又は変形例において、蓄電部としては、蓄電池に限らず、例えば、大容量の電気二重層キャパシタ、又は蓄電池及び電気二重層キャパシタの双方を備えるものであってもよい。
・上記実施形態又は変形例において、第3蓄電池33は、他の蓄電池、例えば、第3蓄電池33と比較して過酷に使用される。このため、第3蓄電池33は、他の蓄電池に比較して耐久性、安全性、容量などが優れた蓄電池を採用してもよい。
・上記実施形態又は変形例において、電源システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、電力変換装置の搭載先は、移動体に限らず、定置式の装置であってもよい。
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
[構成1]
高圧負荷(71)が接続される高圧系電源ライン(H1)と、低圧負荷(72)が接続される低圧系電源ライン(H2)とに接続され、複数の蓄電部(31~33)を備える電源システム(30,230,330,430)において、
複数の蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部(SW)と、
前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部(100)と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドライン(L1)との間に接続する第1接続状態と、
前記高圧系グランドラインと低圧系グランドライン(L2)との間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
を設定する電源システム。
[構成2]
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されている構成1に記載の電源システム。
[構成3]
前記スイッチ制御部は、前記高圧系グランドラインと低圧系グランドライン(L2)との間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続し、残りの前記蓄電部のうち一部又は全部を前記高圧系電源ラインと前記高圧系グランドラインとの間に接続する第2接続状態を設定するように、前記スイッチ部を制御する構成1又は2に記載の電源システム。
[構成4]
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部が直列に接続された第1直列接続体(40)の正極端子と、前記第1蓄電部の負極端子との間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
前記第1直列接続体の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成5]
前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第1直列接続体の正極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、前記第1並列接続状態を設定する構成4に記載の電源システム。
[構成6]
前記スイッチ部には、前記第1直列接続体の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続するバイパス経路(160)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する構成4に記載の電源システム。
[構成7]
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部が直列に接続された第1直列接続体(40)の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
前記第1直列接続体の負極端子と、前記第1蓄電部の正極端子との間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成8]
前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第1直列接続体の負極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する構成7に記載の電源システム。
[構成9]
前記スイッチ部には、前記第1直列接続体の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続するバイパス経路(160)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する構成7に記載の電源システム。
[構成10]
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部からなる第1直列接続体(40)の正極端子と前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
前記第1直列接続体の負極端子と前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成11]
前記高圧系電源ラインには、第1高圧系電源ライン(H401)と第2高圧電源ライン(H402)が含まれ、
前記高圧系グランドラインには、第1高圧系グランドライン(L401)と第2高圧系グランドライン(L402)が含まれ、
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
前記電源システムは、
モータ(10)の電機子巻線(11)の両端のうち第1端側に電気的に接続される第1インバータ(420a)に対して第1高圧系電源ラインを介して接続され、前記第1インバータと前記第1蓄電部との間で電力を伝達するように構成されているとともに、
前記電機子巻線の両端のうち第2端側に電気的に接続される第2インバータ(420b)に対して第2高圧系電源ラインを介して接続され、前記第2インバータと前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部からなる第1直列接続体(40)との間で電力を伝達するように構成され、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と前記第1高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と前記第1高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第1直列接続体(40)の正極端子と前記第2高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
前記第1直列接続体の負極端子と前記第2高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成12]
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、が含まれ、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記第1蓄電部の負極端子との間を接続する第2A電気経路(2A)に設けられた第2Aスイッチ(SW2a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成13]
前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第2蓄電部の正極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、前記第1並列接続状態を設定する構成12に記載の電源システム。
[構成14]
前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、が含まれ、
前記スイッチ部には、
前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)に設けられた第2Aスイッチ(SW2a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記第1蓄電部の正極端子との間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する構成3に記載の電源システム。
[構成15]
前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第2蓄電部の負極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
前記スイッチ制御部は、
前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する構成14に記載の電源システム。
[構成16]
前記低圧系電源ラインに電力を供給する低圧電源部からの前記低圧系電源ラインへの電力供給に異常が生じたか否かを判定する異常判定部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態中、前記異常判定部により異常が判定された場合、前記第2接続状態を設定する構成3~15のうちいずれかに記載の電源システム。[構成17]
前記スイッチ制御部により前記第1接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる場合、前記第1接続状態中、前記第2接続状態に切り替えられる前に、前記電源システムから電力が供給されている高圧負荷に入力される電圧を制限する負荷制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記負荷制御部により、高圧負荷への入力電圧が制限されたのち、前記第2接続状態を設定する構成3~16のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成18]
前記高圧系電源ラインには、インバータ及び平滑コンデンサが接続されており、
前記インバータを制御するインバータ制御部を備え、
前記スイッチ制御部は、
第1接続状態から第2接続状態に切り替える場合、一旦前記蓄電部と前記高圧系電源ラインとの間の通電を遮断してから、第2接続状態に切り替えるように構成されており、
前記インバータ制御部は、前記蓄電部と前記高圧系電源ラインとの間の通電遮断中、前記インバータを制御して、前記平滑コンデンサを放電させて電圧を調整する構成3~17のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成19]
複数の前記蓄電部の各蓄電状態を推定する推定部と、
前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部の蓄電状態と、それ以外の蓄電部の蓄電状態の差が閾値以上となった場合、又は前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部の蓄電状態が予め定められた範囲外となった場合、各蓄電状態が近づくように、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電又は放電する充放電制御部と、を備える構成3~18のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成20]
電圧を昇圧する電圧変換装置を備え、
前記充放電制御部は、前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を放電して各蓄電状態を近づける場合、前記電圧変換装置を利用して当該蓄電部の出力電力を昇圧し、前記高圧系電源ラインの側に供給する構成19に記載の電源システム。[構成21]
電圧を降圧する電圧変換装置を備え、
前記充放電制御部は、前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電して各蓄電状態を近づける場合、前記電圧変換装置を利用して前記高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧させ、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電する構成19に記載の電源システム。
[構成22]
前記第1接続状態中、高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧し、前記低圧系電源ラインに供給する電圧変換装置を備え、
前記電圧変換装置は、前記スイッチ制御部により前記第1接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる際、前記第2接続状態の設定が完了した後に、前記低圧系電源ラインへの供給を停止する構成3~21のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成23]
前記第1接続状態中、高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧し、前記低圧系電源ラインに供給する電圧変換装置を備え、
前記電圧変換装置は、前記スイッチ制御部により前記第3接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる際、前記第2接続状態への設定完了後に、前記低圧系電源ラインへの供給を開始する構成3~22のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成24]
前記低圧負荷の消費電力を監視する消費電力監視部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記第3接続状態中、前記電力監視部により消費電力が閾値を超えたと判定された場合、前記第1または第2接続状態を設定する構成3~23のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成25]
前記低圧負荷の消費電力を監視する消費電力監視部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態中、前記電力監視部により消費電力が閾値以下となったと判定された場合、前記第3接続状態を設定する構成3~24のうちいずれかに記載の電源システム。
[構成26]
高圧負荷(71)が接続される高圧系電源ライン(H1)と、低圧負荷(72)が接続される低圧系電源ライン(H2)とに接続され、複数の蓄電部(31~33)を備える電源システム(30,230,330,430)の制御装置(100)が実施するプログラムであって、
複数の前記蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部(SW)を制御するスイッチング処理を実施するように構成され、
前記スイッチング処理において、
複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドラインとの間に接続する第1接続状態と、
前記高圧系グランドラインと低圧系グランドラインとの間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
を設定するプログラム。
[構成27]
前記スイッチング処理において、第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、が選択可能とされている構成26に記載のプログラム。
[構成28]
前記低圧系電源ラインに電力を供給する低圧電源部からの前記低圧系電源ラインへの電力供給に異常が生じたか否かを判定する異常判定ステップを含み、
前記スイッチング処理において、前記第1接続状態中、前記異常判定ステップにより異常が判定された場合、前記第3接続状態を設定する構成26又は27に記載のプログラム。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (28)

  1. 高圧負荷(71)が接続される高圧系電源ライン(H1)と、低圧負荷(72)が接続される低圧系電源ライン(H2)とに接続され、複数の蓄電部(31~33)を備える電源システム(30,230,330,430)において、
    複数の蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部(SW)と、
    前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部(100)と、を備え、
    前記スイッチ制御部は、
    複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドライン(L1)との間に接続する第1接続状態と、
    前記高圧系グランドラインと低圧系グランドライン(L2)との間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
    を設定する電源システム。
  2. 前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されている請求項1に記載の電源システム。
  3. 前記スイッチ制御部は、前記高圧系グランドラインと低圧系グランドライン(L2)との間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続し、残りの前記蓄電部のうち一部又は全部を前記高圧系電源ラインと前記高圧系グランドラインとの間に接続する第2接続状態を設定するように、前記スイッチ部を制御する請求項1に記載の電源システム。
  4. 前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部が直列に接続された第1直列接続体(40)の正極端子と、前記第1蓄電部の負極端子との間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
    前記第1直列接続体の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  5. 前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
    前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第1直列接続体の正極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、前記第1並列接続状態を設定する請求項4に記載の電源システム。
  6. 前記スイッチ部には、前記第1直列接続体の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続するバイパス経路(160)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する請求項4に記載の電源システム。
  7. 前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部が直列に接続された第1直列接続体(40)の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
    前記第1直列接続体の負極端子と、前記第1蓄電部の正極端子との間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  8. 前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
    前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第1直列接続体の負極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する請求項7に記載の電源システム。
  9. 前記スイッチ部には、前記第1直列接続体の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続するバイパス経路(160)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する請求項7に記載の電源システム。
  10. 前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部からなる第1直列接続体(40)の正極端子と前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
    前記第1直列接続体の負極端子と前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  11. 前記高圧系電源ラインには、第1高圧系電源ライン(H401)と第2高圧電源ライン(H402)が含まれ、
    前記高圧系グランドラインには、第1高圧系グランドライン(L401)と第2高圧系グランドライン(L402)が含まれ、
    前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、前記第2蓄電部に直列に接続される第3蓄電部(33)と、が含まれ、
    前記電源システムは、
    モータ(10)の電機子巻線(11)の両端のうち第1端側に電気的に接続される第1インバータ(420a)に対して第1高圧系電源ラインを介して接続され、前記第1インバータと前記第1蓄電部との間で電力を伝達するように構成されているとともに、
    前記電機子巻線の両端のうち第2端側に電気的に接続される第2インバータ(420b)に対して第2高圧系電源ラインを介して接続され、前記第2インバータと前記第2蓄電部及び前記第3蓄電部からなる第1直列接続体(40)との間で電力を伝達するように構成され、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と前記第1高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と前記第1高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第1直列接続体(40)の正極端子と前記第2高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)の通電及び通電遮断を切り替える第2Aスイッチ(SW2a,SW5)と、
    前記第1直列接続体の負極端子と前記第2高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  12. 前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、が含まれ、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記第1蓄電部の負極端子との間を接続する第2A電気経路(2A)に設けられた第2Aスイッチ(SW2a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  13. 前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
    前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第2蓄電部の正極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Bスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、前記第1並列接続状態を設定する請求項12に記載の電源システム。
  14. 前記蓄電部には、第1蓄電部(31)と、前記第1蓄電部に比較して低圧の第2蓄電部(32)と、が含まれ、
    前記スイッチ部には、
    前記第1蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第1A電気経路(1A)に設けられた第1Aスイッチ(SW1a)と、
    前記第1蓄電部の負極端子と、前記高圧系グランドラインとの間を接続する第1B電気経路(1B)に設けられた第1Bスイッチ(SW1b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記高圧系電源ラインとの間を接続する第2A電気経路(2A)に設けられた第2Aスイッチ(SW2a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記第1蓄電部の正極端子との間を接続する第2B電気経路(2B)に設けられた第2Bスイッチ(SW2b)と、
    前記第2蓄電部の正極端子と、前記低圧系電源ラインとの間を接続する第3A電気経路(3A)に設けられた第3Aスイッチ(SW3a)と、
    前記第2蓄電部の負極端子と、前記低圧系グランドラインとの間を接続する第3B電気経路(3B)に設けられた第3Bスイッチ(SW3b)と、が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1接続状態を設定し、
    前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオンすることにより、前記第2接続状態を設定する請求項3に記載の電源システム。
  15. 前記電源システムは、前記高圧系電源ライン及び前記高圧系グランドラインを介してインバータ(20)に接続され、当該インバータには、モータ(10)が接続され、
    前記スイッチ部には、前記モータの電機子巻線の中性点と、前記第2蓄電部の負極端子との間を接続するバイパス経路(60)に設けられた第4スイッチ(SW4)が含まれ、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、を選択可能に構成されており、
    前記スイッチ制御部は、
    前記第1Aスイッチ、前記第3Aスイッチ、前記第3Bスイッチ及び前記第4スイッチをオフし、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第2Bスイッチをオンすることにより、前記第1直列接続状態を設定する一方、
    前記第2Bスイッチ、前記第3Aスイッチ及び前記第3Bスイッチをオフし、前記第1Aスイッチ、前記第1Bスイッチ、前記第2Aスイッチ及び前記第4スイッチをオンすることにより、第1並列接続状態を設定する請求項14に記載の電源システム。
  16. 前記低圧系電源ラインに電力を供給する低圧電源部からの前記低圧系電源ラインへの電力供給に異常が生じたか否かを判定する異常判定部を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態中、前記異常判定部により異常が判定された場合、前記第2接続状態を設定する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  17. 前記スイッチ制御部により前記第1接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる場合、前記第1接続状態中、前記第2接続状態に切り替えられる前に、前記電源システムから電力が供給されている高圧負荷に入力される電圧を制限する負荷制御部を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記負荷制御部により、高圧負荷への入力電圧が制限されたのち、前記第2接続状態を設定する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  18. 前記高圧系電源ラインには、インバータ及び平滑コンデンサが接続されており、
    前記インバータを制御するインバータ制御部を備え、
    前記スイッチ制御部は、
    第1接続状態から第2接続状態に切り替える場合、一旦前記蓄電部と前記高圧系電源ラインとの間の通電を遮断してから、第2接続状態に切り替えるように構成されており、
    前記インバータ制御部は、前記蓄電部と前記高圧系電源ラインとの間の通電遮断中、前記インバータを制御して、前記平滑コンデンサを放電させて電圧を調整する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  19. 複数の前記蓄電部の各蓄電状態を推定する推定部と、
    前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部の蓄電状態と、それ以外の蓄電部の蓄電状態の差が閾値以上となった場合、又は前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部の蓄電状態が予め定められた範囲外となった場合、各蓄電状態が近づくように、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電又は放電する充放電制御部と、を備える請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  20. 電圧を昇圧する電圧変換装置を備え、
    前記充放電制御部は、前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を放電して各蓄電状態を近づける場合、前記電圧変換装置を利用して当該蓄電部の出力電力を昇圧し、前記高圧系電源ラインの側に供給する請求項19に記載の電源システム。
  21. 電圧を降圧する電圧変換装置を備え、
    前記充放電制御部は、前記第2接続状態中、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電して各蓄電状態を近づける場合、前記電圧変換装置を利用して前記高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧させ、前記低圧系電源ラインに接続されている蓄電部を充電する請求項19に記載の電源システム。
  22. 前記第1接続状態中、高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧し、前記低圧系電源ラインに供給する電圧変換装置を備え、
    前記電圧変換装置は、前記スイッチ制御部により前記第1接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる際、前記第2接続状態の設定が完了した後に、前記低圧系電源ラインへの供給を停止する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  23. 前記第1接続状態中、高圧系電源ラインに接続されている蓄電部から入力した電力を降圧し、前記低圧系電源ラインに供給する電圧変換装置を備え、
    前記電圧変換装置は、前記スイッチ制御部により前記第3接続状態から前記第2接続状態に切り替えられる際、前記第2接続状態への設定完了後に、前記低圧系電源ラインへの供給を開始する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  24. 前記低圧負荷の消費電力を監視する消費電力監視部を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記第3接続状態中、前記消費電力監視部により消費電力が閾値を超えたと判定された場合、前記第1または第2接続状態を設定する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  25. 前記低圧負荷の消費電力を監視する消費電力監視部を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記第1接続状態中、前記消費電力監視部により消費電力が閾値以下となったと判定された場合、前記第3接続状態を設定する請求項3~15のうちいずれか1項に記載の電源システム。
  26. 高圧負荷(71)が接続される高圧系電源ライン(H1)と、低圧負荷(72)が接続される低圧系電源ライン(H2)とに接続され、複数の蓄電部(31~33)を備える電源システム(30,230,330,430)の制御装置(100)が実施するプログラムであって、
    複数の前記蓄電部の接続状態を切り替えるスイッチ部(SW)を制御するスイッチング処理を実施するように構成され、
    前記スイッチング処理において、
    複数の前記蓄電部のうち一部又は全部を高圧系電源ラインと高圧系グランドラインとの間に接続する第1接続状態と、
    前記高圧系グランドラインと低圧系グランドラインとの間の通電を遮断するとともに、複数の前記蓄電部のうち一部を前記低圧系電源ラインと前記低圧系グランドラインとの間に接続する第3接続状態と、
    を設定するプログラム。
  27. 前記スイッチング処理において、第1接続状態として、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を直列に接続する第1直列接続状態と、前記高圧系電源ラインに対して複数の前記蓄電部を並列に接続する第1並列接続状態と、が選択可能とされている請求項26に記載のプログラム。
  28. 前記低圧系電源ラインに電力を供給する低圧電源部からの前記低圧系電源ラインへの電力供給に異常が生じたか否かを判定する異常判定ステップを含み、
    前記スイッチング処理において、前記第1接続状態中、前記異常判定ステップにより異常が判定された場合、前記第3接続状態を設定する請求項26又は27に記載のプログラム。
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