JP7294101B2

JP7294101B2 - 電源装置

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Publication number: JP7294101B2
Application number: JP2019221141A
Authority: JP
Inventors: 和彦 ▲榊▼原
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2023-06-20
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Description

本発明は、電源装置に関し、詳しくは、電源からの電力を電源と異なる電圧で作動する負荷へ供給する電源装置に関する。

従来、この種の電源装置としては、第１、第２バッテリと、リレーと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１バッテリは、オルタネータと第１負荷（補機）に接続されている。第２バッテリは、第２負荷（補機）に接続されている。リレーは、第１バッテリと第２バッテリとの接続および接続の解除を行なう。この装置では、第２バッテリのＳＯＣが低下したときには、リレーによる第１バッテリと第２バッテリとの接続を解除する。そして、リレーにより第１バッテリと第２バッテリとを接続する接続要求がなされたときに、第１バッテリの端子間電圧と第２バッテリの端子間電圧との電圧差が閾値以下となるようにオルタネータを制御して、第１バッテリの端子間電圧と第２バッテリの端子間電圧との電圧差が閾値以下となったときにリレーにより第１バッテリと第２バッテリとを接続する。こうした制御により、２つのバッテリを接続する際に端子間電圧の高いバッテリから低いバッテリへ電流が流れることを抑制し、こうした電流によるエネルギ損失を抑制している。

特開２０１５－２２６３４１号公報

ところで、近年、電源からの電力を電源と異なる電圧で作動する負荷へ供給する電源装置として、第１、第２コンバータと、を備え、負荷に接続される蓄電装置を備えないものが提案されている。第１コンバータは、電源と負荷との間に接続され、電源からの電力を電圧の変換を伴って負荷へ供給する。第２コンバータは、第１コンバータに比して効率よく駆動する電流が低く、第１コンバータに並列に電源と負荷との間に接続され、電源からの電力を電圧の変換を伴って負荷へ供給する。この装置では、第１，第２コンバータのうち駆動するコンバータを切り替えることで、エネルギ効率の向上を図る。こうしたコンバータの切替の際に、負荷に供給する電圧が変動することがある。上述の従来の電源装置では、制御対象とする電源装置の構成が異なるから、こうした負荷に供給する電圧の変動に対処することができない。

本発明の電源装置は、負荷に供給する電圧の変動を抑制することを主目的とする。

本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源装置は、
電源からの電力を前記電源と異なる電圧で作動する負荷へ供給する電源装置であって、
前記電源と前記負荷に接続された負荷電力ラインとの間に接続され、前記電源からの電力を電圧の変換を伴って前記負荷電力ラインへ供給する第１コンバータと、
前記第１コンバータに比して効率よく駆動する電流が低く、前記第１コンバータに並列に前記電源と前記負荷電力ラインとの間に接続され、前記電源からの電力を電圧の変換を伴って前記負荷電力ラインへ供給する第２コンバータと、
前記第２コンバータを停止した状態で前記第１コンバータの駆動で前記負荷電力ラインの電圧が所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御する第１制御と、前記第１コンバータを停止した状態で前記第２コンバータの駆動で前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御する第２制御と、を切り替えて実行する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１制御から前記第２制御へ移行するときには、前記第１コンバータの出力電圧を徐々に低下させながら前記第２コンバータを駆動して前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御し、前記第１コンバータの出力電流が所定電流以下となったとき以降に前記第１コンバータを停止する、
ことを要旨とする。

この本発明の電源装置では、電源と負荷に接続された負荷電力ラインとの間に接続され、電源からの電力を電圧の変換を伴って負荷電力ラインへ供給する第１コンバータと、
第１コンバータに比して効率よく駆動する電流が低く、第１コンバータに並列に電源と負荷電力ラインとの間に接続され、電源からの電力を電圧の変換を伴って負荷電力ラインへ供給する第２コンバータと、を備える。こうした構成により、負荷に蓄電装置を接続することなく、電源からの電力を負荷へ供給して負荷を駆動している。そして、第２コンバータを停止した状態で第１コンバータの駆動で負荷電力ラインの電圧が所定電圧となるように第１、第２コンバータを制御する第１制御と、第１コンバータを停止した状態で第２コンバータの駆動で負荷電力ラインの電圧が所定電圧となるように第１、第２コンバータを制御する第２制御と、を切り替えて実行する。第１制御と第２制御とを切り替えて実行することにより、エネルギ効率の向上を図っている。第１制御から第２制御へ移行するときにおいて、第１コンバータを直ちに停止すると、第１コンバータを介して負荷電力ラインへ供給する電力が急に値０となり、第２コンバータへの出力要求が急激に増加する。このとき、第２コンバータの応答が遅れて、負荷電力ラインへ供給する電圧、即ち、負荷に供給する電圧が変動することがある。こうしたことを考慮して、本発明では、第１制御から第２制御へ移行するときには、第１コンバータの出力電圧を徐々に低下させながら第２コンバータを駆動して負荷電力ラインの電圧が所定電圧となるように第１、第２コンバータを制御し、第１コンバータの出力電流が所定電流以下となったとき以降に第１コンバータを停止する。この結果、第１制御から第２制御へ移行する際に、負荷に供給する電圧の変動を抑制することができる。

こうした本発明の電源装置において、前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給および前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の
供給の遮断が可能な第１リレーと、前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給および前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給の遮断が可能な第２リレーと、を備え、前記制御装置は、前記第１制御では、前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうと共に前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１、第２リレーを制御し、前記第２制御では、前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうと共に前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１、第２リレーを制御し、更に、前記制御装置は、前記第１制御から前記第２制御へ移行するときには、前記第１、第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうように前記第１、第２リレーを制御した状態で前記第１コンバータの前記出力電圧を徐々に低下させながら前記第２コンバータを駆動して前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御し、前記第１コンバータの前記出力電流が前記所定電流以下となったとき以降に前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１リレーを制御してもよい。第１制御では、第１コンバータを介した電源から負荷への電力の供給を行なうと共に第２コンバータを介した電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように第１、第２リレーを制御するから、第２コンバータを介して負荷へ供給する電力を確実に遮断することができる。第２制御では、第２コンバータを介した電源から負荷への電力の供給を行なうと共に第１コンバータを介した電源から負荷への電力の供給が遮断されるように第１、第２リレーを制御するから、第２コンバータを介して負荷へ供給する電力を確実に遮断することができる。更に、第１制御から第２制御へ移行するときには、第１コンバータの出力電流が所定電流以下となったとき以降に第１コンバータを介した電源から負荷への電力の供給が遮断されるように第１リレーを制御するから、第１コンバータを介した電源から負荷への電力の供給を確実に遮断することができる。

また、本発明の電源装置において、前記電源装置は、車両に搭載され、前記制御装置は、前記車両が停車したときに、前記第１制御から前記第２制御へ移行してもよい。車両の停車中は、負荷の要求電流が低くなることが多い。こうした場合に、第１制御から第２制御へ移行して、効率がよい電流が低い第２コンバータを駆動させることにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。

また、本発明の電源装置において、前記第１制御から前記第２制御へ移行するときには、前記第１コンバータの出力電圧を所定のレートで低下させながら前記第２コンバータを駆動して前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御してもよい。「所定レート」としては、負荷の駆動に影響がない程度のレートとして予め定めたレートを挙げることができる。これにより、より適正に第１コンバータの出力電圧を低下させて、負荷に供給する電圧の変動を抑制することができる。

本発明の一実施例としての電源装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ＥＣＵ７０により実行される切替時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。比較例において、補機５２の要求電流が一定である場合における、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の端子電流（出力電流）Ｉｄｃ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の端子電流（出力電流）Ｉｄｃ２と補機電流Ｉａとの時間変化の一例を示す説明図である。実施例において、補機５２の要求電流が一定である場合における、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の端子電流（出力電流）Ｉｄｃ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の端子電流（出力電流）Ｉｄｃ２と補機電流Ｉａとの時間変化の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、バッテリ３６と、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２と、第１、第２リレー４８、５０と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０と、を備える。

モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ３２の回転子は、駆動輪２２ａ、２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。

インバータ３４は、モータ３２に接続されると共に高電圧系電力ライン３８に接続されている。このインバータ３４は、６つのトランジスタと、６つのダイオードと、を有する周知のインバータ回路として構成されている。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、高電圧系電力ライン３８に接続されている。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、高電圧系電力ライン３８に接続された第１電力ライン４４と、バッテリ３６の定格電圧より低い電圧で作動する補機５２が接続された低電圧系電力ライン５４と、に接続されている。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、周知の降圧コンバータとして構成されており、第１電力ライン４４の電力を降圧して低電圧系電力ライン５４に供給する。

第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、高電圧系電力ライン３８に接続された第３電力ライン４６と低電圧系電力ライン５４とに接続されている。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、周知の降圧コンバータとして構成されており、第３電力ライン４６の電力を降圧して低電圧系電力ライン５４に供給する。

実施例では、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に比して効率よく動作する電流が低い特性を備えている。また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、駆動を開始してある程度の電力を出力するまで比較的時間を要する特性を備えている。

第１リレー４８は、第１電力ライン４４に取り付けられている。第１リレー４８は、オンのときには、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を可能とし、オフのときには第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を遮断する。

第２リレー５０は、第３電力ライン４６に取り付けられている。第２リレー５０は、オンのときには、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を可能とし、オフのときには第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を遮断する。

ＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポート（いずれも図示せず）などを備える。

ＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３２ａからの回転位置θｍを挙げることができる。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧（端子間電圧）を検出する電圧センサ４０ａからの出力電圧Ｖｄｃ１や第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流（端子電流）を検出する電流センサ４０ｂからの出力電流Ｉｄｃ１、低電圧系電力ライン５４の電圧を検出する電圧センサ５４ａからの電圧ＶＬや補機５２に供給される電流を検出する電流センサ５４ｂからの補機電流Ｉａも挙げることができる。なお、ＥＣＵ７０は、車両の駆動電源装置としても機能するため、走行制御に必要な情報も入力されている。これらの情報としては、例えば、図示しないが、イグニッションスイッチからのイグニッション信号や、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサからのシフトポジション、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジション、車速センサからの車速などを挙げることができる。

ＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＥＣＵ７０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４のトランジスタへのスイッチング制御信号や、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２への駆動制御信号、第１、第２リレー４８、５０への駆動制御信号などを挙げることができる。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、ＥＣＵ７０により、モータ３２からの動力で走行するようにインバータ３４が制御される。

実施例の電気自動車２０では、走行中は、第１リレー４８をオンし第２リレー５０をオフして第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止した状態で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を制御する第１制御を実行する。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に比して効率よく駆動する電流が高い。走行中は、補機５２の要求電力（要求電流）が比較的大きいことから、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止した状態で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬを補機５２の定格電圧Ｖａとすることにより、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を駆動する場合に比してエネルギ効率の向上を図ることができる。

停車中（駐車中を含む）は、第１リレー４８をオフし第２リレー５０をオンして第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止した状態で第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を制御する第２制御を実行する。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に比して効率よく駆動する電流が低い。停車中は、補機５２の要求電力（要求電流）が比較的小さいことから、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止した状態で第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬを補機５２の定格電圧Ｖａとすることにより、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を駆動する場合に比してエネルギ効率の向上を図ることができる。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、走行している車両が停車して第１制御から第２制御へ切り替える際の動作について説明する。図２は、ＥＣＵ７０により実行される切替時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、走行中で第１制御を実行している車両が停車したときに実行される。よって、本ルーチンの実行前は、第１制御が実行されており、第１リレー４８はオンで第２リレー５０はオフしている。

本ルーチンを実行すると、ＥＣＵ７０は、第１リレー４８のオンした状態で第２リレー５０をオンし（ステップＳ１００）、停止していた第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動を開始し（ステップＳ１１０）、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を制御すると共に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１が所定レートＲｄｃ１で低下するように第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する（ステップＳ１２０）。こうした制御を行なうのは、以下の理由に基づく。

図３は、比較例において、補機５２の要求電力（要求電流）が一定である場合における、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１、出力電流Ｉｄｃ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧Ｖｄｃ２、出力電流Ｉｄｃ２と低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬと補機電流Ｉａとの時間変化の一例を示す説明図である。比較例では、車両が停車すると直ちに第１制御から第２制御へ移行する。図４は、実施例における、補機５２の要求電力（要求電流）が一定である場合における、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１、出力電流Ｉｄｃ１と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧Ｖｄｃ２、出力電流Ｉｄｃ２と低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬと補機電流Ｉａとの時間変化の一例を示す説明図である。図３、図４において、破線は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１、出力電流Ｉｄｃ１の時間変化の一例を示している。一点鎖線は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧Ｖｄｃ２、出力電流Ｉｄｃ２の時間変化の一例を示している。実線は、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬ、補機電流Ｉａの時間変化の一例を示している。

なお、図３、図４では、時間ｔ０～ｔ１において、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１の時間変化と低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬの時間変化とが一致し、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流Ｉｄｃ１の時間変化と補機電流Ｉａの時間変化とが一致している。図３では、時間ｔ１以降において、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧Ｖｄｃ２の時間変化と低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬの時間変化とが一致し、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電流Ｉｄｃ２の時間変化と補機電流Ｉａの時間変化とが一致している。図４では、時間ｔ１以降において、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧Ｖｄｃ２の時間変化と低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬの時間変化とが一致している。図４では、時間ｔ２以降において、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電流Ｉｄｃ２の時間変化と補機電流Ｉａの時間変化とが一致している。

比較例では、図３に示すように、車両が停車したときに（時間ｔ１）、第１制御からすぐに第２制御へ移行する。このとき、第１リレー４８をオフするから第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からの出力電圧Ｖｄｃ１に急に値０となり、第２リレー５０をオンして第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動を開始する。上述したように、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、駆動を開始してある程度の電力を出力するまで比較的時間を要することから、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが大きく変動（低下）する。

実施例では、図４に示すように、車両が停車したときに（時間ｔ１）、第１リレー４８をオンした状態で第２リレー５０をオンし、停止した第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２については駆動を開始する（ステップＳ１００，Ｓ１１０）。このとき、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は駆動しており、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬを保持しているから、電圧ＶＬの変動を抑制できる。そして、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を制御すると共に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１が所定レートＲｄｃ１で低下するように第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する（時間ｔ１～ｔ２，ステップＳ１２０）。こうして、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１を所定レートＲｄｃ１で低下させつつ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２がある程度の電力を出力できる状態になるまで、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からの電力の供給を継続する。これにより、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬ、即ち、補機５２へ供給する電圧の変動を抑制できる。ここで、所定レートＲｄｃ１は、停車時に補機５２が消費する電力と補機５２の定格電圧Ｖａとから計算される補機５２の要求電流と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動を開始した直後の出力電力（出力電流）の時間変化と、を予め実験や解析などで求めておき、補機５２の要求電流に対して第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２からの電流で不足する分を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０からの電流で補えるように、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電力（出力電流）の立ち上がりの時定数に対応して設定されている。

ステップＳ１２０を実行すると、次に、電流センサ４０ｂから第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流Ｉｄｃ１を入力し（ステップＳ１３０）、出力電流Ｉｄｃ１が所定電流Ｉｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。所定電流Ｉｒｅｆは、第１リレー４８をオフして第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して補機５２へ供給する電流を直ちに値０としたときに補機５２の駆動に影響があるか否かを判定する閾値であり、例えば、８０ｍＡ、１００ｍＡ、１２０ｍＡなどに設定される。

ステップＳ１４０で出力電流Ｉｄｃ１が所定電流Ｉｒｅｆ以上であるときには、第１リレー４８をオフすると補機５２の駆動に影響があると判断して、出力電流Ｉｄｃ１が所定電流Ｉｒｅｆ未満となるまでステップＳ１２０～Ｓ１４０を繰り返す。このとき、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流Ｉｄｃ１は、所定レートＲｄｃ１で徐々に低下する。

そして、ステップＳ１４０で出力電流Ｉｄｃ１が所定電流Ｉｒｅｆ未満となったときには、第１リレー４８をオフして（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了し、第２制御へ移行する。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電力が値０となることから、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが変動（低下）することがあるが（時間ｔ２）、比較例に比して低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬの変動量が小さくなる。このように、実施例では、低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬ、即ち、補機５２へ供給する電圧の変動を抑制できる。

以上説明した実施例の電源装置によれば、第１制御から第２制御へ移行するときには、第１、第２リレー４８、５０をオンした状態で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１を所定レートＲｄｃ１で低下させながら第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を駆動して低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を制御し、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流Ｉｄｃ１が所定電流Ｉｒｅｆ以下となったとき以降に第１リレー４８をオフすることにより、補機５２へ供給する電圧の変動を抑制できる。

実施例の電源装置では、ステップＳ１２０で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１を所定レートＲｄｃ１で低下させている。しかしながら、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１を徐々に低下させればよいから、例えば、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖｄｃ１を時間に対して曲線を描いて低下するように制御してもよい。

実施例の電源装置は、電気自動車２０に搭載されている。しかしながら、電気自動車２０に代えて、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２と、第１、第２リレー４８、５０と、を備える電力装置に搭載してもよい。この場合、補機５２へ供給する電流が所定電流Ｉｒｅｆより高く第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０より第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の方が効率よく駆動する所定電流Ｉｔｈ以下となったときに、第１制御から第２制御へ移行すればよい。

実施例の電源装置では、補機５２の定格電圧Ｖａがバッテリ３６の定格電圧より低く、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を周知の降圧コンバータとして構成している。しかしながら、補機５２の定格電圧Ｖａがバッテリ３６の定格電圧より高いときには、第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を周知の昇圧コンバータとして構成してもよい。

実施例の電源装置では、第１リレー４８を第１電力ライン４４に取り付けられている。しかしながら、第１リレー４８は、オンのときには、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を可能とし、オフのときには第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を遮断すればよいから、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力端子と低電圧系電力ライン５４との間に取り付けられていてもよい。

実施例の電源装置では、第２リレー５０を第３電力ライン４６に取り付けられている。しかしながら、第２リレー５０は、オンのときには、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を可能とし、オフのときには第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を介したバッテリ３６から補機５２への電力の供給を遮断すればよいから、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力端子と低電圧系電力ライン５４との間に取り付けられていてもよい。

実施例の電源装置では、第１、第２リレー４８、５０を第１、第３電力ライン４４、４６に取り付けている。しかしながら、第１、第２リレー４８、５０を取り付けなくともよい。この場合、第１制御では、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を停止した状態で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を制御すればよい。第２制御では、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止した状態で第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の駆動で低電圧系電力ライン５４の電圧ＶＬが補機５２の定格電圧Ｖａとなるように第１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、４２を制御すればよい。この場合、図２に例示した切り替え制御ルーチンにおいて、ステップＳ１００を実行せずにステップＳ１１０～Ｓ１４０を実行し、ステップＳ１５０で、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止させればよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が「第１コンバータ」に相当し、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ４２が「第２コンバータ」に相当し、ＥＣＵ７０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２ａ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、３２モータ、３４インバータ、３６バッテリ、３８高電圧系電力ライン、４０第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、４０ａ電圧センサ、４０ｂ電流センサ、４２第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４第１電力ライン、４６第３電力ライン、４８第１リレー、５０第２リレー、５２補機、５４低電圧系電力ライン、５４ａ電圧センサ、５４ｂ電流センサ、７０ＥＣＵ。

Claims

電源からの電力を前記電源と異なる電圧で作動する負荷へ供給する電源装置であって、
前記電源と前記負荷に接続された負荷電力ラインとの間に接続され、前記電源からの電力を電圧の変換を伴って前記負荷電力ラインへ供給する第１コンバータと、
前記第１コンバータに比して効率よく駆動する電流が低く、前記第１コンバータに並列に前記電源と前記負荷電力ラインとの間に接続され、前記電源からの電力を電圧の変換を伴って前記負荷電力ラインへ供給する第２コンバータと、
前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給および前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給の遮断が可能な第１リレーと、
前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給および前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給の遮断が可能な第２リレーと、
前記第２コンバータを停止した状態で前記第１コンバータの駆動で前記負荷電力ラインの電圧が所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御する第１制御と、前記第１コンバータを停止した状態で前記第２コンバータの駆動で前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御する第２制御と、を切り替えて実行する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１制御では、前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうと共に前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１、第２リレーを制御し、
前記第２制御では、前記第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうと共に前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１、第２リレーを制御し、
更に、前記制御装置は、
前記第１制御から前記第２制御へ移行するときには、前記第１、第２コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給を行なうように前記第１、第２リレーを制御した状態で前記第１コンバータの出力電圧を徐々に低下させながら前記第２コンバータを駆動して前記負荷電力ラインの電圧が前記所定電圧となるように前記第１、第２コンバータを制御し、前記第１コンバータの出力電流が所定電流以下となったとき以降に前記第１コンバータを介した前記電源から前記負荷への電力の供給が遮断されるように前記第１リレーを制御する、
電源装置。
請求項１記載の電源装置であって、
前記電源装置は、車両に搭載され、
前記制御装置は、前記車両が停車したときに、前記第１制御から前記第２制御へ移行する、
電源装置。