JP6407358B1

JP6407358B1 - 放電装置

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Publication number: JP6407358B1
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Inventors: 雅春永野
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Filing date: 2017-06-02
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Abstract

【課題】既存の構成を利用して放電時に平滑コンデンサを放電回路に接続できる。【解決手段】急速充電ポートＱＰと平滑コンデンサＣとを接続する正極ラインＰ及び負極ラインＮにＱＣリレー７のリレー７１，７３をそれぞれ設けた。また、正極ラインＰのリレー７１よりも平滑コンデンサＣ側と、負極ラインＮのリレー７３よりも急速充電ポートＱＰ側とを、放電抵抗Ｒ１を設けた放電ライン９１で接続し、負極ラインＮのリレー７３よりも平滑コンデンサＣ側と、正極ラインＰのリレー７１よりも急速充電ポートＱＰ側とを、放電抵抗Ｒ３を設けた放電ライン９３で接続した。そして、平滑コンデンサＣの放電時にリレー７１，７３の一方だけをコントローラ１３によりオンさせて、放電ライン９１，９３のどちらか一方で平滑コンデンサＣの放電回路９を形成するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、二次電池に接続される平滑コンデンサの放電装置に関する。

例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）等の電動車両では、充電用の電力を平滑コンデンサにより平滑化してリチウム−イオン電池等の二次電池に供給する。そして、二次電池への充電電力の供給停止後に、平滑コンデンサの残留電荷を放電回路を用いて放電する。

放電回路を用いて平滑コンデンサの残留電荷を放電させる放電制御装置としては、平滑コンデンサにより平滑化した電力の直流電源から負荷への供給を停止した際にスイッチをオンさせて、放電用の抵抗を有する放電回路を平滑コンデンサに接続するものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−８６５７８号公報

上述した放電制御装置では、放電時に平滑コンデンサを放電回路に接続するスイッチを新たに設ける必要がある。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、既存の構成を利用して放電時に平滑コンデンサを放電回路に接続できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様による放電装置は、
二次電池に並列に接続された平滑コンデンサと、
前記二次電池の充電用直流電源が接続される充電ポートに前記平滑コンデンサの両極をそれぞれ接続する高電位ライン及び低電位ラインと、
前記高電位ライン及び前記低電位ラインのうち少なくとも一方のラインに設けられ、前記充電ポートと前記平滑コンデンサとを接続又は遮断させる遮断モジュールと、
前記高電位ライン及び前記低電位ラインのうち他方のラインにある箇所と、前記一方のラインにおける前記遮断モジュールと前記充電ポートの間にある箇所と、の間を接続する放電ラインと、を備え、
前記平滑コンデンサは、前記二次電池にメインリレーを介して接続されており、
前記平滑コンデンサの放電時に、前記メインリレーがオフして前記二次電池と前記コンデンサとを遮断し、かつ、前記遮断モジュールがオンして前記放電ラインを導通させる。

本発明によれば、既存の構成を利用して放電時に平滑コンデンサを放電回路に接続することができる。

本発明の一実施形態に係る放電装置を適用した電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。図１のパワーコントロールユニットの要部の具体的な回路構成例を示す回路図である。（ａ），（ｂ）は図１のパワーコントロールユニットにおける平滑コンデンサの放電時に形成される放電回路部分を抽出して示す回路図である。図１のパワーコントロールユニットにおけるＱＣリレーを含む平滑コンデンサの放電回路部分を抽出して示す回路図である。図４のＱＣリレーを制御上オフ状態とした場合の平滑コンデンサの正極における電圧変動パターンを示すもので、（ａ）は正極ラインのＱＣリレーがオン固着した場合のグラフ、（ｂ）は負極ラインのＱＣリレーがオン固着した場合のグラフ、（ｃ）は正極ライン及び負極ラインのＱＣリレーが共にオン固着した場合のグラフである。図１のコントローラが行う図２のＱＣリレーのオン固着診断のシーケンスを含む平滑コンデンサの放電処理のシーケンスを示すフローチャートである。図１のコントローラが行う図２のＱＣリレーのオン固着診断のシーケンスを含む平滑コンデンサの放電処理のシーケンスを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る放電装置を適用した電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。図１に示す本実施形態のパワーコントロールユニット１は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）等の電動車両に搭載される。

本実施形態のパワーコントロールユニット１は、電動車両の推進用モータＭの電源となる不図示の高電圧バッテリの充放電や、電動車両の不図示の低電圧負荷（補機）の電源となる不図示の低電圧バッテリの充電に関する要素を集約して設けたものである。

そして、パワーコントロールユニット１は、高電圧バッテリポートＨＢＰ、低電圧バッテリポートＬＢＰ、急速充電ポートＱＰ、商用電源ポートＣＰ、インバータ３、メインリレー４、ＤＣＤＣコンバータ５、プラグイン用充電器ＣＨＧ、ＱＣリレー７、平滑コンデンサＣ、放電回路９、電圧センサ１１及びコントローラ１３を有している。

高電圧バッテリポートＨＢＰ（請求項中の二次電池側に相当）には、電動車両の推進用モータＭに高電圧電力を供給する電源である不図示の高電圧バッテリ（請求項中の二次電池に相当）が接続される。

低電圧バッテリポートＬＢＰには、電動車両の不図示の低電圧負荷（補機類）に低電圧電力（例えば、１２Ｖ）を供給する電源である不図示の低電圧バッテリが接続される。

急速充電ポートＱＰ（請求項中の充電ポートに相当）は、高電圧バッテリを急速充電する不図示の急速充電器（ＱＣ：Quick Charger 、請求項中の充電用直流電源に相当）の充電プラグが接続される急速充電コンセントを有している。

商用電源ポートＣＰは、高電圧バッテリを通常充電するための不図示の商用電源プラグが接続される商用電源コンセントを有している。

インバータ３は、高電圧バッテリポートＨＢＰから入力される高電圧バッテリの直流電力（例えば、直流４００Ｖ）を、三相交流電力に変換して推進用モータＭに出力する。このインバータ３は、図２の回路図に示すように、ＵＶＷの各相の上アームと下アームにそれぞれパワー半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３，Ｑ４〜Ｑ６を有している。

なお、本実施形態では、インバータが三相交流電力に変換する構成を例に挙げたが、三相以上の多相交流に変換するものであってもよい（その場合のインバータの構成は省略する）。

各パワー半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、本実施形態では、それぞれＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor 、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）によって構成されている。

図１に示すメインリレー４は、インバータ３による直流電力から三相交流電力への変換時に、高電圧バッテリポートＨＢＰから入力される高電圧バッテリの直流電力の平滑コンデンサＣに対する出力を許容する（接続をＯＮにする）。

あるいは、このメインリレー４は、以下に示すＤＣＤＣコンバータ５が低電圧バッテリあるいは補器類（例えば、メータや室内ライトなど）に出力するために、高電圧バッテリからＤＣＤＣコンバータ５への出力を許容する。

さらに、このメインリレー４は、急速充電及び通常充電時に高電圧バッテリへの充電を許容する。

そして、電動車両がこれら以外の状態の時には、メインリレー４は、通常、ＯＦＦ状態となる。

なお、このメインリレー４は、図２に示すように、正極側のリレー４１と負極側のリレー４３とを有している。

図１に示すＤＣＤＣコンバータ５は、高電圧バッテリポートＨＢＰから入力される高電圧バッテリの直流電力を、低電圧の直流電力に電圧変換して低電圧バッテリポートＬＢＰに出力する。ＤＣＤＣコンバータ５には、例えば、ＬＬＣ回路を一次側に有する非対称ハーフブリッジ型のＬＬＣコンバータを用いることができる。

プラグイン用充電器（普通充電器）ＣＨＧは、商用電源ポートＣＰから入力される商用電源（例えば、単相交流２００Ｖ）を、高電圧バッテリに対応する電圧の直流電力に変換し、平滑コンデンサＣで平滑化して高電圧バッテリに出力するものである。

ＱＣリレー７（請求項中の遮断モジュールに相当）は、急速充電ポートＱＰから入力される急速充電用の直流電力（例えば、最大直流５００Ｖ）の平滑コンデンサＣに対する出力を許容、遮断する。

ＱＣリレー７は、図２に示すように、正極ラインＰ（請求項中の高電位ラインに相当）上のリレー７１（請求項中の第１遮断モジュールに相当）と、負極ラインＮ（請求項中の低電位ラインに相当）上のリレー７３（請求項中の第２遮断モジュールに相当）とを有している。

なお、正極ラインＰは、急速充電ポートＱＰと平滑コンデンサＣの正極側とを接続するラインであり、負極ラインＮは、急速充電ポートＱＰと平滑コンデンサＣの負極側とを接続するラインである。

図１に示す平滑コンデンサＣは、インバータ３やＤＣＤＣコンバータ５の駆動時に電流を平滑化する。また、平滑コンデンサＣは、プラグイン用充電器ＣＨＧにより商用電源からの交流電力を直流電力に変換する際に、電流を平滑化する。

この平滑コンデンサＣには、インバータ３に内蔵された入力側の平滑コンデンサを用いてもよく、ＤＣＤＣコンバータ５に内蔵された入力側の平滑コンデンサを用いてもよい。すなわち、本実施形態では、インバータ３とＤＣＤＣコンバータ５で共用する平滑コンデンサＣを挙げたが、これに限定されず、個別に設ける構成としてもよい。

図１に示す放電回路９は、図２に示すように、ＱＣリレー７のリレー７１，７３を設けた正極ラインＰと負極ラインＮとの間を接続する２つの放電ライン９１，９３（請求項中の放電ラインに相当）のうち、リレー７１，７３がオンされた放電ライン９１，９３によって構成される。各放電ライン９１，９３上にはそれぞれ放電抵抗Ｒ１，Ｒ３が設けられている。放電抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値は任意である。

このうち、放電抵抗Ｒ１が設けられた放電ライン９１（請求項中の第１放電ラインに相当）は、正極ラインＰのリレー７１よりも平滑コンデンサＣ側と、負極ラインＮのリレー７３よりも急速充電ポートＱＰ側とを接続する。

一方、放電抵抗Ｒ３が設けられた放電ライン９３（請求項中の第２放電ラインに相当）は、負極ラインＮのリレー７３よりも平滑コンデンサＣ側と、正極ラインＰのリレー７１よりも急速充電ポートＱＰ側とを接続する。

電圧センサ１１は、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差を計測し、計測結果の信号をコントローラ１３に出力する。

コントローラ１３は、急速充電ポートＱＰの急速充電コンセントに急速充電器の充電プラグが接続されて急速充電器との通信が確立すると、メインリレー４の各リレー４１，４３やＱＣリレー７の各リレー７１，７３をオンさせる。

また、コントローラ１３は、商用電源ポートＣＰの商用電源コンセントに商用電源プラグが接続されて、接続確認の信号を受信すると、ＱＣリレー７の各リレー７１，７３をオフさせると共に、メインリレー４の各リレー４１，４３をオンさせて、プラグイン用充電器ＣＨＧを介した通常充電を許容する。

また、インバータ３により三相交流電力に変換された高電圧バッテリの高電圧電力で推進用モータＭが動作される電動車両の走行時や、ＤＣＤＣコンバータ５により低電圧に変換された高電圧バッテリの電力で低電圧バッテリが充電される際には、コントローラ１３は、ＱＣリレー７の各リレー７１，７３をオフ状態にして、その後、メインリレー４の各リレー４１，４３をオンさせてから、インバータ３等の駆動を開始させる。

さらに、コントローラ１３は、電圧印加中に平滑コンデンサＣに蓄積された電荷を放出する放電時に、メインリレー４の各リレー４１，４３をオフさせた後、ＱＣリレー７のリレー７１，７３のうちどちらか一方をオンさせ、他方をオフに維持する。

具体的には、例えばコントローラ１３がリレー７１をオンさせてリレー７３をオフに維持した場合は、図３（ａ）の回路図に示すように、平滑コンデンサＣの正極から正極ラインＰ、リレー７１、放電ライン９３、放電抵抗Ｒ３及び負極ラインＮを経て平滑コンデンサＣの負極に至る放電回路９が形成される。

一方、例えばコントローラ１３がリレー７３をオンさせてリレー７１をオフに維持した場合は、図３（ｂ）の回路図に示すように、平滑コンデンサＣの正極から正極ラインＰ、放電ライン９１、放電抵抗Ｒ１、リレー７３及び負極ラインＮを経て平滑コンデンサＣの負極に至る放電回路９が形成される。

そして、平滑コンデンサＣの放電時に、いずれの放電ライン９１，９３を選択しても、ＱＣリレー７の両方のリレー７１，７３がコントローラ１３の制御により同時にオンにされることはない。このため、平滑コンデンサＣの放電時における急速充電ポートＱＰは、平滑コンデンサＣ側と電気的に接続された活電状態にはならない。

なお、平滑コンデンサＣの放電時に急速充電ポートＱＰを活電状態にしない構成としているのは、次のような理由によるものである。

即ち、インバータ３やＤＣＤＣコンバータ５の駆動終了後に、平滑コンデンサＣの放電を開始しようとしてメインリレー４の各リレー４１，４３をオフにしても、そのときの平滑コンデンサＣの電圧は、高電圧バッテリの電圧と実質的に等価となっている。

そこで、平滑コンデンサＣが高電圧バッテリと実質的に等価な電圧となっている状態で急速充電ポートＱＰが開蓋された場合の、作業時の安全性を確保するために、平滑コンデンサＣの放電時に急速充電ポートＱＰを活電状態にしない構成を採用している。

本実施形態では、平滑コンデンサＣの放電時に、コントローラ１３の制御によって、ＱＣリレー７のリレー７１，７３のうちどちらか一方をオフ状態に維持しているため、急速充電ポートＱＰの露出可能な急速充電コンセントに平滑コンデンサＣの高電圧（高電圧バッテリの電圧と等価な電圧）が現れる状態となるのを確実に防ぐことができる。

その上で、平滑コンデンサＣの放電回路９を、新規のリレーを増設せずに既存のＱＣリレー７（のリレー７１，７３）を用いて構成することができる。また、平滑コンデンサＣが蓄積電荷の放電を行わない電動車両の走行状態（乗車状態）において、放電抵抗Ｒ１，Ｒ３を正極ラインＰや負極ラインＮから切り離して消費電力を抑えることができる。

なお、平滑コンデンサＣの蓄積電荷を放電する毎に、コントローラ１３がＱＣリレー７のリレー７１，７３を交互にオンさせるようにしてもよい。そのようにすれば、片方のリレー７１，７３が偏ってオンオフされて一方の劣化だけが進むのを防ぐことができる。

また、放電ライン９１及び放電ライン９３のどちらか一方を省略して、放電ライン９１を省略した場合はＱＣリレー７のリレー７３だけを、放電ライン９３を省略した場合はＱＣリレー７のリレー７１だけを、平滑コンデンサＣの放電時に毎回オンさせる構成としてもよい。

ところで、ＱＣリレー７の各リレー７１，７３は、正極ラインＰや負極ラインＮによって急速充電器から平滑コンデンサＣへの高電圧電力の供給経路上でオンオフされるので、オンオフを繰り返すうちにオン状態で固着してしまう可能性がある。

仮に、平滑コンデンサＣの放電時にコントローラ１３がＱＣリレー７のリレー７１をオンさせた場合に、コントローラ１３が制御上オフさせているＱＣリレー７のもう一方のリレー７３がオン状態で固着していると、正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３が同時にオン状態となる。

すると、急速充電ポートＱＰが平滑コンデンサＣと接続された活電状態となり、高電圧バッテリの電圧と等価な平滑コンデンサＣの高電圧が急速充電コンセントに現れる状態となる。平滑コンデンサＣの放電時には、急速充電ポートＱＰの急速充電コンセントに急速充電器の充電プラグが接続されないので、急速充電ポートＱＰが開蓋された場合の作業時の安全性を確保する必要がある。

このため、ＱＣリレー７のリレー７１，７３を利用して平滑コンデンサＣの放電回路９を形成する場合は、リレー７１，７３がオン状態で固着しているかどうかを診断できるようにすることが望ましい。

そこで、本実施形態では、ＱＣリレー７のリレー７１，７３を利用して平滑コンデンサＣを放電させるのに当たって、リレー７１，７３がオン状態で固着しているかどうかをコントローラ１３が診断できるようにするための構成を、パワーコントロールユニット１に設けている。以下、その構成について説明する。

まず、リレー７１，７３のオン固着を診断できるようにするために、放電ライン９１，９３上の放電抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値を異ならせている。放電抵抗Ｒ１，Ｒ３の抵抗値が異なると、正極ラインＰのリレー７１と負極ラインＮのリレー７３のうちどれがオン固着しているかによって、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差が異なるパターンで変動するからである。

なお、本実施形態では、図４の回路図に示すように、放電ライン９１上の放電抵抗Ｒ１の抵抗値よりも放電ライン９３上の放電抵抗Ｒ３の抵抗値を大きくしている。

そして、コントローラ１３が、電動車両の走行停止に伴い正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３を制御上オフさせた際に、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差に生じる変動パターンを取得する。

ここで、車両の走行停止時に、正極ラインＰと負極ラインＮの各リレー７１，７３のどちらもオン状態で固着していない場合は、平滑コンデンサＣの放電回路９が形成されないので、図５（ａ）のグラフに示すように、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差は変化しない。

なお、本実施形態では、平滑コンデンサＣの負極の電位が０Ｖであることから、図５（ａ）及び以後参照する図５（ｂ）〜（ｄ）の各グラフでは、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差として、平滑コンデンサＣの正極の電位を示している。

また、正極ラインＰと負極ラインＮの各リレー７１，７３のうち正極ラインＰのリレー７１がオン状態で固着している場合は、抵抗値が小さい方の放電抵抗Ｒ１を有する放電ライン９１を用いて平滑コンデンサＣの放電回路９が形成される。このため、図５（ｂ）のグラフに示すように、放電抵抗Ｒ１の抵抗値に応じた時定数［Ｐ］の傾斜で平滑コンデンサＣの正極の電位が減少する。

さらに、正極ラインＰと負極ラインＮの各リレー７１，７３のうち負極ラインＮのリレー７３がオン状態で固着している場合は、抵抗値が大きい方の放電抵抗Ｒ３を有する放電ライン９３を用いて平滑コンデンサＣの放電回路９が形成される。このため、図５（ｃ）のグラフに示すように、放電抵抗Ｒ３の抵抗値に応じた時定数［Ｎ］の傾斜で平滑コンデンサＣの正極の電位が減少する。

また、正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３が共にオン状態で固着している場合は、２つの放電ライン９１，９３の並列回路を含む放電回路９が形成される。このため、図５（ｄ）のグラフに示すように、放電抵抗Ｒ１，Ｒ３の合成抵抗値に応じた時定数［Ｐ＆Ｎ］の傾斜で平滑コンデンサＣの正極の電位が減少する。

そこで、コントローラ１３は、電動車両の走行停止に伴い平滑コンデンサＣの蓄積電荷を放出させる放電処理のシーケンスの中で、リレー７１，７３のオン固着を診断するシーケンスを実行する。

リレー７１，７３のオン固着を診断するシーケンスでは、コントローラ１３は、電動車両の走行停止に伴い正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３を制御上オフさせた際の、電圧センサ１１が計測する平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差の変動パターン（平滑コンデンサＣの正極電位の変動パターン）に基づいて、リレー７１，７３のオン固着を診断する。

以下、コントローラ１３が行うリレー７１，７３のオン固着診断シーケンスを含む平滑コンデンサＣの放電処理のシーケンスについて、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、コントローラ１３は、電動車両の走行停止に伴い正極ラインＰと負極ラインＮの各リレー７１，７３を制御上でいずれもオフさせた状態で、図６に示すように、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差（平滑コンデンサＣの正極電位）を電圧センサ１１により一定時間に亘って計測する（ステップＳ１）。

そして、コントローラ１３は、電圧センサ１１により計測した平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差（平滑コンデンサＣの正極電位）が一定時間の間に変動したか否かを確認し（ステップＳ３）、変動していない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、後述するステップＳ２３に処理を移行する。

一方、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差が一定時間の間に変動した場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、コントローラ１３は、電位差の変動の時定数が、正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３が共にオン状態で固着している場合の図５（ｄ）に示す［Ｐ＆Ｎ］であるか否かを確認する（ステップＳ５）。

そして、電位差の変動の時定数が［Ｐ＆Ｎ］である場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、コントローラ１３は、正極ラインＰと負極ラインＮの両リレー７１，７３が共にオン状態で固着しているものと判定して（ステップＳ７）、後述するステップＳ１８に処理を移行する。

また、平滑コンデンサＣの正負両極間に生じた電位差の変動の時定数が［Ｐ＆Ｎ］でない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、コントローラ１３は、電位差の変動の時定数が、負極ラインＮのリレー７３だけがオン状態で固着している場合の図５（ｃ）に示す［Ｎ］であるか否かを確認する（ステップＳ９）。

そして、電位差の変動の時定数が［Ｎ］である場合は（ステップＳ９でＹＥＳ）、コントローラ１３は、負極ラインＮのリレー７３がオン状態で固着しているものと判定して（ステップＳ１１）、ステップＳ１８に処理を移行する。

また、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差の変動の時定数が［Ｎ］でない場合は（ステップＳ９でＮＯ）、コントローラ１３は、電位差の変動の時定数が、正極ラインＰのリレー７１だけがオン状態で固着している場合の図５（ｂ）に示す［Ｐ］であるか否かを確認する（ステップＳ１３）。

そして、電位差の変動の時定数が［Ｐ］である場合は（ステップＳ１３でＹＥＳ）、コントローラ１３は、正極ラインＰのリレー７１がオン状態で固着しているものと判定して（ステップＳ１５）、ステップＳ１８に処理を移行する。

また、平滑コンデンサＣの正負両極間に生じた電位差の変動の時定数が［Ｐ］でない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、平滑コンデンサＣの正負両極間に生じた電位差の変動パターンが、リレー７１，７３のオン固着による変動パターンとは異なることになる。そこで、コントローラ１３は、パワーコントロールユニット１の回路異常チェックのシーケンスに移行して（ステップＳ１７）、平滑コンデンサＣの放電処理のシーケンスを終了する。

そして、ステップＳ７、ステップＳ１１、ステップＳ１５で、平滑コンデンサＣの正負両極間に生じた電位差の変動の時定数がそれぞれ［Ｐ＆Ｎ］、［Ｎ］、［Ｐ］であると確認した場合に進むステップＳ１８では、コントローラ１３は、ＱＣリレー７の固着フラグを「ＯＮ」に設定する。

ＱＣリレー７の固着フラグが「ＯＮ」であるということは、正極ラインＰと負極ラインＮの各リレー７１，７３の少なくとも一方がオン状態で固着していて、対応する放電ライン９１，９３及び放電抵抗Ｒ１，Ｒ３により放電回路９が形成されているので、平滑コンデンサＣは、蓄積電荷の放出（放電）を既に開始していることになる。

そこで、コントローラ１３は、図７に示すように、平滑コンデンサＣの蓄積電荷の放出（放電）が完了するまで完了確認を繰り返し（ステップＳ１９でＮＯ）、完了したならば（ステップＳ１９でＹＥＳ）、コントローラ１３は、平滑コンデンサＣの放電制御を終了し（ステップＳ２１）、平滑コンデンサＣの放電処理のシーケンスを終了する。

また、ステップＳ１において、電圧センサ１１により計測した平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差（平滑コンデンサＣの正極電位）が一定時間の間に変動していない場合（ＮＯ）に進むステップＳ２３では、コントローラ１３は、ＱＣリレー７のリレー７１及びリレー７３のどちらか一方を放電処理のためにオンさせるＱＣリレー操作を行う。

そして、コントローラ１３は、平滑コンデンサＣの蓄積電荷の放出（放電）が完了するまで完了確認を繰り返し（ステップＳ２５でＮＯ）、完了したならば（ステップＳ２５でＹＥＳ）、コントローラ１３は、ＱＣリレー７（のリレー７１，７３のうちオンさせた一方のリレー７１，７３）をオフさせた後（ステップＳ２７）、平滑コンデンサＣの放電処理のシーケンスを終了する。

以上に説明した本実施形態のパワーコントロールユニット１では、急速充電ポートＱＰと平滑コンデンサＣとを接続する正極ラインＰ及び負極ラインＮにＱＣリレー７のリレー７１，７３をそれぞれ設けた。

また、正極ラインＰのリレー７１よりも平滑コンデンサＣ側と、負極ラインＮのリレー７３よりも急速充電ポートＱＰ側とを、放電抵抗Ｒ１を設けた放電ライン９１で接続し、負極ラインＮのリレー７３よりも平滑コンデンサＣ側と、正極ラインＰのリレー７１よりも急速充電ポートＱＰ側とを、放電抵抗Ｒ３を設けた放電ライン９３で接続した。

そして、平滑コンデンサＣの放電時にリレー７１，７３の一方だけをコントローラ１３によりオンさせて、放電ライン９１，９３のどちらか一方で平滑コンデンサＣの放電回路９を形成するようにした。

このため、新規のリレーを増設せずに、正極ラインＰ及び負極ラインＮ上の既存のＱＣリレー７（リレー７１，７３）を利用して、平滑コンデンサＣの放電時以外は放電抵抗Ｒ１，Ｒ３が高電圧バッテリから切り離されるように、平滑コンデンサＣの放電回路９を形成することができる。

また、リレー７１，７３のうち一方だけをオンさせて平滑コンデンサＣの放電回路９を形成するので、平滑コンデンサＣの電圧が高電圧バッテリの電圧と等価となっている平滑コンデンサＣの放電時に、コントローラ１３の制御によりリレー７１，７３が両方ともオンされて急速充電ポートＱＰが平滑コンデンサＣと接続状態となることがない。

よって、急速充電器の充電プラグが急速充電ポートＱＰの急速充電コンセントに接続されない平滑コンデンサＣの放電時に、コントローラ１３の制御によって、高電圧バッテリの電圧と等価な平滑コンデンサＣの高電圧が急速充電コンセントに現れる状態とならないようにし、急速充電ポートＱＰが開蓋された場合の作業時の安全性を確保することができる。

さらに、本実施形態のパワーコントロールユニット１では、平滑コンデンサＣの放電時にＱＣリレー７の一方のリレー７１，７３をオンさせて平滑コンデンサＣを放電させるのに当たって、コントローラ１３がリレー７１，７３を両方とも制御上オフさせた状態で、平滑コンデンサＣの正負両極間の電位差の変動パターンによりリレー７１，７３のオン固着の診断を行うようにした。

このため、ＱＣリレー７のリレー７１，７３のオン固着の診断を、オン固着したリレー７１，７３の特定と共に平滑コンデンサＣを放電させるのに当たって行い、コントローラ１３が平滑コンデンサＣの放電のために一方のリレー７１，７３を制御上オンさせても、急速充電ポートＱＰに高電圧バッテリと等価な平滑コンデンサＣの高電圧が現れないようにすることができる。

なお、ＱＣリレー７のリレー７１，７３のオン固着診断のシーケンスを平滑コンデンサＣの放電前にコントローラ１３に実行させるための構成は、省略してもよい。また、ＱＣリレー７のオン固着診断のシーケンスをコントローラ１３に実行させるための構成を省略する場合は、二組の放電ライン９１，９３及び放電抵抗Ｒ１，Ｒ３のうち一組を省略してもよい。

そして、上述した実施形態では、インバータ３とＤＣＤＣコンバータ５とを有し、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ）等の電動車両に搭載されるパワーコントロールユニット１に本発明を適用したが、本発明は、充電可能な二次電池に接続される平滑コンデンサの放電装置に広く適用可能である。

本発明は、二次電池に接続される平滑コンデンサの放電装置において利用することができる。

１パワーコントロールユニット
３インバータ
４メインリレー
５ＤＣＤＣコンバータ
７ＱＣリレー（遮断モジュール）
９放電回路
１１電圧センサ
１３コントローラ
４１，４３リレー
７１リレー（第１遮断モジュール）
７３リレー（第２遮断モジュール）
９１放電ライン（第１放電ライン）
９３放電ライン（第２放電ライン）
Ｃ平滑コンデンサ
ＣＨＧプラグイン用充電器
ＣＰ商用電源ポート
ＨＢＰ高電圧バッテリポート
ＬＢＰ低電圧バッテリポート
Ｍ推進用モータ
Ｎ負極ライン（低電位ライン）
Ｐ正極ライン（高電位ライン）
Ｑ１〜Ｑ６パワー半導体スイッチング素子
ＱＰ急速充電ポート（充電ポート）
Ｒ１，Ｒ３放電抵抗

Claims

二次電池に並列に接続された平滑コンデンサ（Ｃ）と、
前記二次電池の充電用直流電源が接続される充電ポート（ＱＰ）に前記平滑コンデンサ（Ｃ）の両極をそれぞれ接続する高電位ライン（Ｐ）及び低電位ライン（Ｎ）と、
前記高電位ライン（Ｐ）及び前記低電位ライン（Ｎ）のうち少なくとも一方のラインに設けられ、前記充電ポート（ＱＰ）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）とを接続又は遮断させる遮断モジュール（７）と、
前記高電位ライン（Ｐ）及び前記低電位ライン（Ｎ）のうち他方のラインにある箇所と、前記一方のラインにおける前記遮断モジュール（７）と前記充電ポート（ＱＰ）の間にある箇所と、の間を接続する放電ライン（９１，９３）と、を備え、
前記平滑コンデンサ（Ｃ）は、前記二次電池にメインリレー（４）を介して接続されており、
前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時に、前記メインリレー（４）がオフして前記二次電池と前記コンデンサ（Ｃ）とを遮断し、かつ、前記遮断モジュール（７）がオンして前記放電ライン（９１，９３）を導通させる、
放電装置。
二次電池に並列に接続された平滑コンデンサ（Ｃ）と、
前記二次電池の充電用直流電源が接続される充電ポート（ＱＰ）に前記平滑コンデンサ（Ｃ）の両極をそれぞれ接続する高電位ライン（Ｐ）及び低電位ライン（Ｎ）と、
前記高電位ライン（Ｐ）に設けられ、前記充電ポート（ＱＰ）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）とを接続又は遮断させる第１遮断モジュール（７１）と、
前記低電位ライン（Ｎ）に設けられ、前記充電ポート（ＱＰ）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）とを接続又は遮断させる第２遮断モジュール（７３）と、
前記高電位ライン（Ｐ）における前記第１遮断モジュール（７１）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）との間にある箇所と、前記低電位ライン（Ｎ）における前記第２遮断モジュール（７３）と前記充電ポート（ＱＰ）との間にある箇所と、の間を接続する第１放電ライン（９１）と、
前記低電位ライン（Ｎ）における前記第２遮断モジュール（７３）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）との間にある箇所と、前記高電位ライン（Ｐ）における前記第１遮断モジュール（７１）と前記充電ポート（ＱＰ）との間にある箇所と、の間を接続する第２放電ライン（９３）とを備え、
それぞれの放電ライン（９１，９３）は、前記充電ポート（ＱＰ）と前記平滑コンデンサ（Ｃ）との接続により前記平滑コンデンサ（Ｃ）に接続されて該平滑コンデンサ（Ｃ）の放電回路（９）を構成し、
前記第１遮断モジュール（７１）及び前記第２遮断モジュール（７３）のうち少なくとも一方の遮断モジュールは、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオンして対応する前記放電ライン（９１，９３）を導通させる、
放電装置。
前記第１放電ライン（９１）及び前記第２放電ライン（９３）を備え、前記一方のモジュールのみが、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオンし前記第１放電ライン（９１）及び前記第２放電ライン（９３）のうち一方の放電ラインを前記平滑コンデンサ（Ｃ）に接続して該一方の放電ラインに前記放電回路（９）を構成させ、前記第１遮断モジュール（７１）及び前記第２遮断モジュール（７３）のうち他方のモジュールは、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオフして前記第１放電ライン（９１）及び前記第２放電ライン（９３）のうち他方の放電ラインを前記平滑コンデンサ（Ｃ）から切り離す請求項２記載の放電装置。
前記第１放電ライン（９１）の抵抗値と前記第２放電ライン（９３）の抵抗値とが異なる請求項３記載の放電装置。
前記第１遮断モジュール（７１）は、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオンし、前記第２放電ライン（９３）を前記平滑コンデンサ（Ｃ）に接続して該第２放電ライン（９３）に前記放電回路（９）を構成させ、前記第２遮断モジュール（７３）は、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオフして、前記第１放電ライン（９１）を前記平滑コンデンサ（Ｃ）から切り離す請求項３又は４記載の放電装置。
前記第２遮断モジュール（７３）は、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオンし、前記第１放電ライン（９１）を前記平滑コンデンサ（Ｃ）に接続して該第１放電ライン（９１）に前記放電回路（９）を構成させ、前記第１遮断モジュール（７１）は、前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時にオフして、前記第２放電ライン（９３）を前記平滑コンデンサ（Ｃ）から切り離す請求項３又は４記載の放電装置。
前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電時毎に、前記第１遮断モジュール（７１）及び前記第２遮断モジュール（７３）が交互に入れ替わって、前記一方のモジュールとなる請求項４記載の放電装置。
前記平滑コンデンサ（Ｃ）の放電開始時に、前記第１遮断モジュール（７１）及び前記第２遮断モジュール（７３）により前記充電ポート（ＱＰ）との接続を遮断させた前記平滑コンデンサ（Ｃ）の両極間電位差の推移から、前記第１遮断モジュール（７１）及び前記第２遮断モジュール（７３）の固着診断を行う固着診断部（１３）をさらに備える請求項２、３、４、５、６又は７記載の放電装置。