JPWO2013030941A1 - 車両の電源システム - Google Patents

Abstract

車両の電源システムは、第１蓄電装置（ＭＢ）と、第２蓄電装置（５）と、第１ノード（Ｎ１Ｐ）と第２ノード（Ｎ２Ｐ）との間の電圧変換を行なう電圧コンバータ（６）と、第１ノードを第１蓄電装置と第３ノード（Ｎ３Ｐ）とのいずれか一方に接続することが可能な第１切替部（３２）と、第２ノードを第２蓄電装置と第３ノードとのいずれか一方に接続することが可能な第２切替部（３４）とを備える。第３ノードには、電源装置（９）が接続される。好ましくは、電源装置は、車両に搭載された太陽電池を含む。

Description

この発明は、車両の電源システムに関し、特に、複数の蓄電装置を搭載する車両の電源システムに関する。

近年、太陽電池で発電した電力を車両にも使用することが検討されている。特開平８−１９１９３号公報（特許文献１）は、太陽光発電システムを一般家庭に広く普及促進させ簡単かつ安価に設置する技術を開示している。

この文献に記載されている太陽光発電システムは、カーポートの屋根部に敷設され、多数の太陽電池セルを相互に接続して並置した太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールに接続され、その太陽電池モジュールからの直流発電電力を交流変換して家庭内負荷に供給する家庭用パワーコンディショナと、パワーコンディショナからの交流電力を直流電力に再変換してガソリン自動車又は電気自動車のバッテリに電力貯蔵し、又は、電力貯蔵された電力を交流変換して家庭内負荷に電力供給するバッテリ充電器とを含む。

特開平８−１９１９３号公報 特開２００９−２２５５８７号公報 特開２００７−２２８７５３号公報

しかしながら、上記の特開平８−１９１９３号公報に開示された太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールで発電された直流電力を変換する専用のパワーコンディショナを設ける必要がある。

また太陽電池モジュールで発電された電力を変換して複数の蓄電装置に充電したい場合に電圧変換器を複数設けるのでは部品点数が多くなり製造コストが増加してしまう。

この発明の目的は、部品点数の増加を抑制しつつ、太陽電池等の電源から蓄電装置への充電が可能となる車両の電源システムを提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源システムであって、第１蓄電装置と、第２蓄電装置と、第１ノードと第２ノードとの間の電圧変換を行なう電圧コンバータと、第１ノードを第１蓄電装置と第３ノードとのいずれか一方に接続することが可能な第１切替部と、第２ノードを第２蓄電装置と第３ノードとのいずれか一方に接続することが可能な第２切替部とを備える。第３ノードには、電源装置が接続される。

好ましくは、車両の電源システムは、第１切替部、第２切替部および電圧コンバータを制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、動作モードとして第１〜第３動作モードを有する。第１動作モードにおいて、制御装置は、第１蓄電装置と第１ノードとを接続するように第１切替部を制御し、第２蓄電装置と第２ノードとを接続するように第２切替部を制御し、電圧コンバータに第１蓄電装置と第２蓄電装置との間の電圧変換を行なわせる。第２動作モードにおいて、制御装置は、第１蓄電装置と第１ノードとを接続するように第１切替部を制御し、第３ノードと第２ノードとを接続するように第２切替部を制御し、電圧コンバータに第１蓄電装置と電源装置との間の電圧変換を行なわせる。第３動作モードにおいて、制御装置は、第３ノードと第１ノードとを接続するように第１切替部を制御し、第２蓄電装置と第２ノードとを接続するように第２切替部を制御し、電圧コンバータに第２蓄電装置と電源装置との間の電圧変換を行なわせる。

より好ましくは、電源装置は、車両に搭載された太陽電池を含む。
さらに好ましくは、制御装置は、太陽電池が発電可能であり、かつ第２蓄電装置が充電が必要である場合には、第３動作モードを選択する。

より好ましくは、制御装置は、太陽電池が発電可能であり、かつ第２蓄電装置が充電が必要でなく、第１蓄電装置に充電可能である場合には、第２動作モードを選択する。

より好ましくは、制御装置は、太陽電池が発電可能でない場合には、第１動作モードを選択する。

好ましくは、車両の電源システムは、第１蓄電装置から電力の供給を受け車両を推進させる動力を発生するモータをさらに含む。

この発明は、他の局面では、上記いずれか１項に記載の車両の電源システムを備える車両である。

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、太陽電池等の電源から蓄電装置への充電が可能となる。

実施の形態１に係る車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ６の接続の切替について説明するための図である。 図１，２に示す制御装置３０が切替部３２，３４を制御する処理を説明するためのフローチャートである。 ＤＣ／ＤＣコンバータ６を３つの用途に使用した場合の電力の移動方向について説明するための図である。 実施の形態２に係る車両の電源システムが搭載された車両１Ａの構成を示す回路図である。

以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。

図１を参照して、車両１は、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）５０と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、イグニッションスイッチ５１と、制御装置３０とを含む。

車両１は、さらに、蓄電装置である主バッテリＭＢと、電圧センサ１０と、電流センサ１１と、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰと、抵抗Ｒ１と、充電用リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧとを含む。

ＰＣＵ５０は、電圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣＨ２と、電圧センサ１３と、インバータ１４，２２とを含む。

電圧コンバータ１２は、電圧センサ２１と、一方端が正極母線ＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、コンデンサＣＬ，ＣＨ１とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

電圧コンバータ１２には、制御装置３０から制御信号ＰＷＵＤが与えられる。ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は、制御信号ＰＷＵＤに基づいてオンオフ制御される。

平滑用コンデンサＣＬは、正極母線ＰＬ１と負極母線ＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１は、平滑用コンデンサＣＬの両端間の電圧ＶＬを検出して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣＬの端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨ１，ＣＨ２は、電圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨ２の端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

インバータ１４は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。

遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

イグニッションスイッチ５１の操作に応じて制御装置３０は車両を走行可能状態に設定する。イグニッションスイッチ５１は、キーを回転させる方式でもプッシュボタン式でも良い。このとき、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

まず、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰによって抵抗Ｒ１を介した状態でコンデンサＣＬへのプリチャージが行なわれ、その後システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧによって主バッテリＭＢから負荷への電流が供給されるように接続が変更される。

なお、イグニッションスイッチ５１が操作されなくても、コネクタ４４に充電ケーブルが接続され外部充電が実行される場合には、充電開始前に同様な手順でシステムメインリレーが接続される。

電圧センサ１０は、主バッテリＭＢの端子間の電圧ＶＢを測定する。電流センサ１１は、電圧センサ１０とともにバッテリＭＢの充電状態を監視するために、バッテリＭＢに流れる電流ＩＢを測定する。バッテリＭＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

システムメインリレーＳＭＲＧに一端が接続されている負極母線ＳＬ２は、電圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４および２２に延びている。

インバータ１４は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、電圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびイグニッション信号ＩＧＯＮ、プラグイン通知信号ＩＧＰを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２に対して昇圧指示および降圧指示を行なう制御信号ＰＷＵＤを出力する。

さらに、制御装置３０は、制御信号ＰＷＭ１によって、インバータ１４を制御する。インバータ１４は、制御信号ＰＷＭ１に基づいて、電圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換したり、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生を行なったりする。

同様に、制御装置３０は、制御信号ＰＷＭ２によって、インバータ２２を制御する。インバータ２２は、制御信号ＰＷＭ２に基づいて、電圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換したり、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生を行なったりする。

車両１は、主バッテリＭＢを外部から充電するための充電器４２と、電圧センサ４５，４７と、電流センサ４８と、コネクタ４４とをさらに含む。コネクタ４４は、ＣＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）リレー４６を介して商用電源８に接続される。商用電源８は、たとえば車両の外部に設置された交流１００Ｖの電源である。

充電器４２は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧して主バッテリＭＢに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式や電圧コンバータ１２を複数含む場合に複数の電圧コンバータを合わせて交流直流変換装置として機能させる方式を用いても良い。

電圧センサ４５は、コネクタ４４に外部から電圧が与えられた電圧ＶＡＣを検出する。コネクタ４４は外部からの電源ケーブルの接続の有無を示すプラグイン通知信号ＩＧＰを出力する。電圧センサ４７は充電器４２が出力する電圧ＶＣＨＧを検出する。電流センサ４８は、充電器４２から出力される電圧ＶＣＨＧを検出する。

充電器４２は、商用電源８からの交流を直流に変換する変換部４３とコンデンサＣＣと、逆流防止ダイオードＤ３とを含む。変換部４３は、外部から入力された交流１００Ｖを一旦直流に整流する第１の整流回路と、その後直流を周波数の高い交流に変換する回路と、絶縁トランスと、第２の整流回路とを含む。絶縁トランスの一次側には周波数の高い交流が与えられる。絶縁トランスの二次側からは昇圧された交流電圧が出力される。その後再びその交流電圧は第２の整流回路によって整流されて主バッテリＭＢに供給される。

車両１は、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、接続を切替える切替部３２，３４と、電源装置９と、補機バッテリ５と、補機負荷７と、電圧センサ３０と、電流センサ３９とを含む。電源装置９は、たとえば、車両の屋根部に設置された太陽電池や、走行風のあたる部分に設置された風力発電機などの発電装置を含む。

補機負荷７は、たとえば、各種情報表示用モニタと、カーナビゲーション装置と、ヒーターと、ブロア等を含む。

本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を３つの用途に使用する。第１の用途は、メインバッテリＭＢと補機バッテリ５との間の電圧変換である。第２の用途は、太陽電池などの電源装置９とメインバッテリＭＢとの間の電圧変換である。第３の用途は太陽電池などの電源装置９と補機バッテリ５との間の電圧変換である。

ただし、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は２つのノードの間の電圧変換しかできないため、切替部３２，３４によって、接続を切替えて上記の３つの用途に使用可能としている。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の接続の切替について説明するための図である。理解の容易のため、図２において、車両１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の接続先に関連する部分のみが示されている。

図２を参照して、切替部３２は、リレーＲＬＹ１Ｐと、リレーＲＬＹ１Ｎとを含む。リレーＲＬＹ１Ｐは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側正極ノードＮ１Ｐを端子Ｔ０，Ｔ１のいずれかに選択的に接続する。リレーＲＬＹ１Ｐの端子Ｔ０は、メインバッテリＭＢの正極に接続され、リレーＲＬＹ１Ｐの端子Ｔ１は、電源装置９の正極ノードＮ３Ｐに接続されている。リレーＲＬＹ１Ｎは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側負極ノードＮ１Ｎを端子Ｔ０，Ｔ１のいずれかに選択的に接続する。リレーＲＬＹ１Ｎの端子Ｔ０は、メインバッテリＭＢの負極に接続され、リレーＲＬＹ１Ｎの端子Ｔ１は、太陽電池等の電源装置９の負極ノードＮ３Ｎに接続されている。

切替部３４は、リレーＲＬＹ２Ｐと、リレーＲＬＹ２Ｎとを含む。リレーＲＬＹ２Ｐは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側正極ノードＮ２Ｐを端子Ｔ０，Ｔ１のいずれかに選択的に接続する。リレーＲＬＹ２Ｐの端子Ｔ０は、補機バッテリ５の正極に接続され、リレーＲＬＹ２Ｐの端子Ｔ１は、電源装置９の正極ノードＮ３Ｐに接続されている。リレーＲＬＹ２Ｎは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側負極ノードＮ２Ｎを端子Ｔ０，Ｔ１のいずれかに選択的に接続する。リレーＲＬＹ２Ｎの端子Ｔ０は、補機バッテリ５の負極に接続され、リレーＲＬＹ２Ｎの端子Ｔ１は、太陽電池等の電源装置９の負極ノードＮ３Ｎに接続されている。

制御装置（ＥＣＵ）３０は、電源装置９の出力電圧ＶＳと、電流センサ３９からの電流ＩＤと、電圧センサ３６からの電圧ＶＢ２とに基づいて、切替部３２，３４に対して切替を制御する制御信号ＳＤ１，ＳＤ２を出力する。

図３は、図１，２に示す制御装置３０が切替部３２，３４を制御する処理を説明するためのフローチャートである。

図２、図３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において制御装置３０は、電源装置９が電力を出力可能であるか否かを判断する。たとえば電源装置９が太陽電池である場合には、太陽電池に日射があれば電圧ＶＳが上昇するので、電圧ＶＳがしきい値を超えるか否かで電力を出力可能であるか否かを判断すればよい。なお、電源装置９として風力発電機などを用いる場合であっても、風車が風を受けて回転すれば電圧ＶＳが上昇するので、同様に判断することができる。

ステップＳ１において、電力が出力可能（発電可能）であると判断された場合には、ステップＳ２に処理が進む。ステップＳ２においては、制御装置３０は、補機バッテリ５に充電が必要であるか否かを判断する。制御装置３０は、補機バッテリ５の電圧ＶＢ２を電圧センサ３６から取得し、電圧ＶＢ２が所定のしきい値以上であれば充電不要と判断し、電圧ＶＢ２が所定のしきい値より低ければ充電が必要と判断する。

ステップＳ２において、補機バッテリ５に充電が必要と判断された場合には、ステップＳ５に処理が進み、補機バッテリ５に充電が不要と判断された場合には、ステップＳ３に処理が進む。

ステップＳ５では、制御装置３０は、制御信号ＳＤ１，ＳＤ２を用いて、切替部３２，３４を設定する。このとき、リレーＲＬＹ１ＰおよびリレーＲＬＹ１Ｎでは、端子Ｔ１が接続対象として選択され、リレーＲＬＹ２ＰおよびリレーＲＬＹ２Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択される。切替部３２，３４がこのように設定されることによって、電源装置９とＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側とが接続され、補機バッテリ５とＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側とが接続される。

ステップＳ５の切替部３２，３４の設定が完了すると、ステップＳ６において電源装置９（たとえば太陽電池）からの電力によって、補機バッテリ５が充電されるように、制御装置３０はＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。たとえば、太陽電池で１００Ｖ程度の電圧が発生している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６はこれを１４Ｖ程度に降圧して補機バッテリ５を充電する。

一方、ステップＳ２からステップＳ３に処理が進んだ場合には、ステップＳ３において制御装置３０はメインバッテリＭＢに充電が必要か否かを判断する。たとえば、制御装置３０は、メインバッテリＭＢを監視している監視ユニット（図示せず）からメインバッテリＭＢの充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、残容量、充電量などとも言う）を受け取り、ＳＯＣ（％）がしきい値よりも低いか否かで充電が必要か否かを判断する。なお、ＳＯＣは、メインバッテリの電圧および電流に基づいて公知の方法によって監視ユニットにおいて算出または推定される。

ステップＳ３において、メインバッテリＭＢに充電が必要と判断された場合には、ステップＳ７に処理が進み、メインバッテリＭＢに充電が不要と判断された場合には、ステップＳ９に処理が進む。

ステップＳ７では、制御装置３０は、制御信号ＳＤ１，ＳＤ２を用いて、切替部３２，３４を設定する。このとき、リレーＲＬＹ１ＰおよびリレーＲＬＹ１Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択され、リレーＲＬＹ２ＰおよびリレーＲＬＹ２Ｎでは、端子Ｔ１が接続対象として選択される。切替部３２，３４がこのように設定されることによって、メインバッテリＭＢとＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側とが接続され、電源装置９とＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側とが接続される。

ステップＳ７の切替部３２，３４の設定が完了すると、ステップＳ８において電源装置９（たとえば太陽電池）からの電力によって、メインバッテリＭＢが充電されるように、制御装置３０はＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。たとえば、太陽電池で１００Ｖ程度の電圧が発生している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６はこれを２００Ｖ程度に昇圧してメインバッテリＭＢを充電する。

また、ステップＳ１において、電源装置９から電力を出力することが不可である（太陽光発電不可）と判断された場合には、ステップＳ４に処理が進む。

ステップＳ４においては、制御装置３０は、補機バッテリ５に充電が必要であるか否かを判断する。制御装置３０は、補機バッテリ５の電圧ＶＢ２を電圧センサ３６から取得し、電圧ＶＢ２が所定のしきい値以上であれば充電不要と判断し、電圧ＶＢ２が所定のしきい値より低ければ充電が必要と判断する。

ステップＳ４において、補機バッテリ５に充電が必要と判断された場合には、ステップＳ１１に処理が進み、補機バッテリ５に充電が不要と判断された場合には、ステップＳ９に処理が進む。

ステップＳ１１では、制御装置３０は、制御信号ＳＤ１，ＳＤ２を用いて、切替部３２，３４を設定する。このとき、リレーＲＬＹ１ＰおよびリレーＲＬＹ１Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択され、リレーＲＬＹ２ＰおよびリレーＲＬＹ２Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択される。切替部３２，３４がこのように設定されることによって、メインバッテリＭＢとＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側とが接続され、補機バッテリ５とＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側とが接続される。

ステップＳ１１の切替部３２，３４の設定が完了すると、ステップＳ１２においてメインバッテリＭＢからの電力によって、補機バッテリ５が充電されるように、制御装置３０はＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。たとえば、メインバッテリＭＢの電圧が２００Ｖ程度である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６はこれを１４Ｖ程度に降圧して補機バッテリ５を充電する。

最後に、ステップＳ３でメインバッテリＭＢが充電不要と判断されたか、またはステップＳ４で補機バッテリ５が充電不要と判断された場合には、ステップＳ９に処理が進む。

ステップＳ９では、制御装置３０は、制御信号ＳＤ１，ＳＤ２を用いて、切替部３２，３４を設定する。このとき、リレーＲＬＹ１ＰおよびリレーＲＬＹ１Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択され、リレーＲＬＹ２ＰおよびリレーＲＬＹ２Ｎでは、端子Ｔ０が接続対象として選択される。切替部３２，３４がこのように設定されることによって、メインバッテリＭＢとＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側とが接続され、補機バッテリ５とＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側とが接続される。

ステップＳ９の切替部３２，３４の設定が完了すると、ステップＳ１０において制御装置３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の動作を停止させる。

以上のようにして、ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１２のいずれかの処理が終了すると、ステップＳ１３において充電処理が終了する。

図４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を３つの用途に使用した場合の電力の移動方向について説明するための図である。

図３、図４を参照して、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が実行される場合には、矢印Ｒ１に示すルートで電力が移動する。ステップＳ５，Ｓ６の処理が実行される場合には、矢印Ｒ２に示すルートで電力が移動する。ステップＳ７，Ｓ８の処理が実行される場合には、矢印Ｒ３に示すルートで電力が移動する。

図４に示すように、高圧蓄電部（メインバッテリＭＢ）と低圧蓄電部（補機バッテリ５）との間に位置するＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力部または出力部を車両状況（たとえば、蓄電部のＳＯＣや日射量など）に応じて開放し、開放した側を太陽電池等（電源装置９）に接続する。

このようにすることによって、電源装置９（太陽電池など）に専用のＤＣ／ＤＣコンバータを追加することなく、電源装置９による補機バッテリまたはメインバッテリへの充電を両方とも実現することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ＤＣ／ＤＣコンバータが１つの例を示したが、充電器の中にＤＣ／ＤＣコンバータが内蔵されている場合がある。このような場合には、接続する場所を変えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧調整範囲をあまり広くしなくても同様な充電が実現できる。

図５は、実施の形態２に係る車両の電源システムが搭載された車両１Ａの構成を示す回路図である。

図５を参照して、車両１Ａは、図２に示した車両１の構成において、充電器４２に代えて充電器４２Ａを含む。充電器４２Ａは、力率改善回路（ＰＦＣ回路：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）５２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４とを含む。

ＰＦＣ回路５２は、商用電源８から与えられる電圧を力率改善するとともに直流に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５４は、力率改善回路５２の出力をメインバッテリＭＢの充電電圧に変換する。

図２においては切替部３２の端子Ｔ０はメインバッテリＭＢに直接接続されていたが、図５においては、切替部３２の端子Ｔ０はＰＦＣ回路の出力に接続される。

なお、図５の他の部分の構成は図２と同様であるので、ここでは説明は繰返さない。このように２つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の両側の接続を切替部３２，３４で切替えることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を３つの用途に使用可能となる。

さらに、たとえば、電源装置（太陽電池）９を用いてメインバッテリＭＢを充電する場合には、太陽電池の出力電圧が低い場合にＤＣ／ＤＣコンバータ６で第１段階の昇圧（たとえば５０Ｖから１００Ｖに昇圧）を行ない、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４で第２段階の昇圧（たとえば１００Ｖから２００Ｖに昇圧）を行なうので、実施の形態１で示した場合よりもＤＣ／ＤＣコンバータ６の昇圧可能範囲が狭くても対応することが可能となる。

他にも、種々の変形が可能である。たとえば、図２において、電源装置９とノードＮ３Ｐ，Ｎ３Ｎとの間にＤＣ／ＤＣコンバータを１つ追加しても良い。また、切替部３２，３４の何れか一方のみを切替え可能とし、他方については電源装置９とは接続しない構成としても２つの用途にＤＣ／ＤＣコンバータ６を使用することが可能となる。

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請求の範囲によって示され、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。

１，１Ａ 車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、５ 補機バッテリ、６，５４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７ 補機負荷、８ 商用電源、９ 電源装置、１０，１３，２１，３０，３６，４５，４７ 電圧センサ、１１，２４，２５，３９，４８ 電流センサ、１２ 電圧コンバータ、１４，２２ インバータ、３０ 制御装置、３２，３４ 切替部、４２，４２Ａ 充電器、４３ ＡＣ／ＤＣ変換部、４４ コネクタ、４６，ＲＬＹ１Ｐ，ＲＬＹ１Ｎ，ＲＬＹ２Ｎ，ＲＬＹ２Ｐ リレー、５１ イグニッションスイッチ、５２ ＰＦＣ回路、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＬ 平滑用コンデンサ、ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ 充電用リレー、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１Ｐ，Ｎ２Ｐ，Ｎ３Ｐ 正極ノード、Ｎ１Ｎ，Ｎ２Ｎ，Ｎ３Ｎ 負極ノード、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極母線、Ｑ１，Ｑ２ ＩＧＢＴ素子、Ｒ１ 抵抗、ＳＬ２ 負極母線、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧ システムメインリレー。

Claims (8)

1. 第１蓄電装置（ＭＢ）と、
   第２蓄電装置（５）と、
   第１ノード（Ｎ１Ｐ）と第２ノード（Ｎ２Ｐ）との間の電圧変換を行なう電圧コンバータ（６）と、
   前記第１ノードを前記第１蓄電装置と第３ノード（Ｎ３Ｐ）とのいずれか一方に接続することが可能な第１切替部（３２）と、
   前記第２ノードを前記第２蓄電装置と前記第３ノードとのいずれか一方に接続することが可能な第２切替部（３４）とを備え、
   前記第３ノードには、電源装置（９）が接続される、車両の電源システム。
2. 前記第１切替部、前記第２切替部および前記電圧コンバータを制御する制御装置（３０）をさらに備え、
   前記制御装置は、動作モードとして第１〜第３動作モードを有し、
   前記第１動作モードにおいて、前記制御装置は、前記第１蓄電装置と前記第１ノードとを接続するように前記第１切替部を制御し、前記第２蓄電装置と前記第２ノードとを接続するように前記第２切替部を制御し、前記電圧コンバータに前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間の電圧変換を行なわせ、
   前記第２動作モードにおいて、前記制御装置は、前記第１蓄電装置と前記第１ノードとを接続するように前記第１切替部を制御し、前記第３ノードと前記第２ノードとを接続するように前記第２切替部を制御し、前記電圧コンバータに前記第１蓄電装置と前記電源装置との間の電圧変換を行なわせ、
   前記第３動作モードにおいて、前記制御装置は、前記第３ノードと前記第１ノードとを接続するように前記第１切替部を制御し、前記第２蓄電装置と前記第２ノードとを接続するように前記第２切替部を制御し、前記電圧コンバータに前記第２蓄電装置と前記電源装置との間の電圧変換を行なわせる、請求項１に記載の車両の電源システム。
3. 前記電源装置は、車両に搭載された太陽電池を含む、請求項２に記載の車両の電源システム。
4. 前記制御装置は、前記太陽電池が発電可能であり、かつ前記第２蓄電装置が充電が必要である場合には、前記第３動作モードを選択する、請求項３に記載の車両の電源システム。
5. 前記制御装置は、前記太陽電池が発電可能であり、かつ前記第２蓄電装置が充電が必要でなく、前記第１蓄電装置に充電可能である場合には、前記第２動作モードを選択する、請求項３に記載の車両の電源システム。
6. 前記制御装置は、前記太陽電池が発電可能でない場合には、前記第１動作モードを選択する、請求項３に記載の車両の電源システム。
7. 前記第１蓄電装置から電力の供給を受け車両を推進させる動力を発生するモータ（ＭＧ１，ＭＧ２）をさらに含む、請求項１に記載の車両の電源システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両の電源システムを備える車両。

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