特許 6569570 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6569570

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/16 20060101AFI20190826BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20190826BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20190826BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H02H3/16 A

   B60R16/02 635

   B60R16/03 A

   H02J7/00 302C

   H02J7/00 302B

   H02J7/00 P

   H02J7/00 S

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-50898(P2016-50898)

(22)【出願日】2016年3月15日

(65)【公開番号】特開2017-169307(P2017-169307A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】前川 広世

【審査官】 永井 啓司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２２１５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２１７８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４３３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３３９２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５９７１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ１６／００−１７／０２

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｈ３／０８−３／２５３

Ｈ０２Ｊ１／００−１／１６

７／００−７／１２

７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１バッテリと、
第２バッテリと、
複数の負荷へと給電する給電線と、
前記第１バッテリと前記給電線との間を接続する電源線と、
前記電源線と前記給電線との間に接続された第１ヒューズと、
前記電源線の電位の基準電位に対する高／低に応じて、前記第１ヒューズの電流容量に対する電流容量がそれぞれ小／大となるヒューズ部と、
前記第２バッテリと前記ヒューズ部との間に接続され、前記ヒューズ部を介して前記給電線に接続される第１スイッチと
を備える電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置であって、
前記ヒューズ部は、
その電流容量が前記第１ヒューズの電流容量よりも小さい第２ヒューズと、
前記第１スイッチの前記ヒューズ部側に接続される第１端と、第２端と、前記電源線に接続される第３端を有し、前記第３端の電位の高／低に応じて、前記第１端と前記第２端との間がそれぞれ非導通／導通する継電部と、
前記第２端と前記給電線との間に接続され、前記第１端と前記第２端との間が導通して前記第２ヒューズと並列に接続され、前記第２ヒューズとの並列接続の電流容量が前記第１ヒューズの電流容量よりも大きい第３ヒューズとを含む、電源装置。

【請求項3】

請求項２に記載の電源装置であって、
前記第３ヒューズの電流容量は前記第１ヒューズの電流容量よりも小さい、電源装置。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の電源装置であって、
前記第３ヒューズの電流容量は前記第２ヒューズの電流容量よりも小さい、電源装置。

【請求項5】

請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記ヒューズ部は、
前記第３端と前記電源線の間に設けられて前記第１ヒューズ、前記第２ヒューズ、前記第３ヒューズのいずれの電流容量よりも電流容量が小さい第４ヒューズ
を更に含む電源装置。

【請求項6】

請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記継電部は、
前記第１端に接続されるアノードとカソードとを有するダイオードと、
前記ダイオードを介して充電されるコンデンサと、
前記ダイオードの前記カソードと前記第３端との間で互いに直列に接続される限流抵抗及びリレーコイルと、
前記第１端と前記第２端との間に接続され前記リレーコイルへの通電の有／無に応じてそれぞれ導通／非導通する接触器と
を更に有する電源装置。

【請求項7】

請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記継電部は、
前記第１端に接続される入力端と出力端とを有するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記出力端と前記第３端との間で互いに直列に接続される限流抵抗及びリレーコイルと、
前記第１端と前記第２端との間に接続され前記リレーコイルへの通電の有／無に応じてそれぞれ導通／非導通する接触器と
を更に有する電源装置。

【請求項8】

請求項６又は請求項７に記載の電源装置であって、
前記継電部は、
前記限流抵抗及び前記リレーコイルの直列接続と前記第３端との間に設けられたスイッチと、
前記第１端の電位の前記第３端の電位の高／低に応じて前記スイッチをそれぞれオン／オフさせる比較器と
を更に有する、電源装置。

【請求項9】

請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記リレーコイルと前記接触器とはリレーを構成する、電源装置。

【請求項10】

請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記電源線及び前記第１スイッチのいずれをも経由せずに前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間に設けられる第２スイッチ
を更に備える、電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電源装置に関し、特に、複数のバッテリを備える車載用の電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車載用の電源装置として、従来から多く用いられてきた鉛バッテリのみならず、第２のバッテリを搭載する技術が知られている。第２のバッテリには車両の回生エネルギーを充電し、第２のバッテリから車両の電気的負荷（以下では単に「負荷」と称す：複数の負荷は「負荷群」とも称す）へ供給する。これは燃費を向上させる観点で有利である。

【0003】

例えば二つのバッテリの間に接続スイッチを設けることにより、二つのバッテリの接続／遮断を行う技術が知られている。接続スイッチをオフすることで一方のバッテリ（上述の説明でいう第２のバッテリ）だけで負荷を駆動し、以てエネルギーの効率的な利用ができる。接続スイッチをオンすることで、いずれか一方のバッテリが故障した場合でも負荷に電力を供給（以下「給電」とも称す）することができる。つまり給電のための構成に冗長性がある。かかる技術を例示するものとして特許文献１を挙げる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−３４２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さて、メインバッテリ（上述の説明では鉛バッテリが相当する）やサブバッテリ（上述の説明では第２のバッテリが相当する）から負荷への給電には、その安全性を得る観点でヒューズボックスが介在する。そしてメインバッテリやサブバッテリからヒューズボックスにはワイヤーハーネスと通称される配線群を用いて給電される。上述の様に冗長性がある給電を実現するためには、メインバッテリとサブバッテリのそれぞれについて給電のための経路が設けられることが望まれる。

【0006】

単に負荷に対して二つの経路で給電を行う技術では、一方の経路に開放故障が生じても、その冗長性ゆえに他方の経路から負荷への給電が可能である。しかし一方の経路に地絡が生じた場合、両方の経路において電圧が低下し、負荷への給電がしにくくなる。

【0007】

そこで、本発明は一方の経路に地絡が生じた場合でも、負荷への給電を維持しやすい技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

電源装置の第１の態様は、第１バッテリと、第２バッテリと、複数の負荷へと給電する給電線と、前記第１バッテリと前記給電線との間を接続する電源線と、前記電源線と前記給電線との間に接続された第１ヒューズと、前記電源線の電位の基準電位に対する高／低に応じて、前記第１ヒューズの電流容量に対する電流容量がそれぞれ小／大となるヒューズ部と、前記第２バッテリと前記ヒューズ部との間に接続され、前記ヒューズ部を介して前記給電線に接続される第１スイッチとを備える。

【0009】

電源装置の第２の態様は、その第１の態様であって、前記ヒューズ部は、その電流容量が前記第１ヒューズの電流容量よりも小さい第２ヒューズと、前記他端に接続される第１端と、第２端と、前記電源線に接続される第３端を有し、前記第３端の電位の高／低に応じて、前記第１端と前記第２端との間がそれぞれ非導通／導通する継電部と、前記第２端と前記給電線との間に接続され、前記第１端と前記第２端との間が導通して前記第２ヒューズと並列に接続され、前記第２ヒューズとの並列接続の電流容量が前記第１ヒューズの電流容量よりも大きい第３ヒューズとを含む。

【0010】

電源装置の第３の態様は、その第２の態様であって、前記第３ヒューズの電流容量は前記第１ヒューズの電流容量よりも小さい。

【0011】

電源装置の第４の態様は、その第２の態様又は第３の態様のいずれかであって、前記第３ヒューズの電流容量は前記第２ヒューズの電流容量よりも小さい。

【0012】

電源装置の第５の態様は、その第２の態様〜第４の態様のいずれかであって、前記ヒューズ部は、前記第３端と前記電源線の間に設けられて前記第１ヒューズ、前記第２ヒューズ、前記第３ヒューズのいずれの電流容量よりも電流容量が小さい第４ヒューズを更に含む。

【0013】

電源装置の第６の態様は、その第２の態様〜第５の態様のいずれかであって、前記継電部は、前記第１端に接続されるアノードとカソードとを有するダイオードと、前記ダイオードを介して充電されるコンデンサと、前記ダイオードの前記カソードと前記第３端との間で互いに直列に接続される限流抵抗及びリレーコイルと、前記第１端と前記第２端との間に接続され前記リレーコイルへの通電の有／無に応じてそれぞれ導通／非導通する接触器とを更に有する。

【0014】

電源装置の第７の態様は、その第２の態様〜第５の態様のいずれかであって、前記継電部は、前記第１端に接続される入力端と出力端とを有するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記出力端と前記第３端との間で互いに直列に接続される限流抵抗及びリレーコイルと、前記第１端と前記第２端との間に接続され前記リレーコイルへの通電の有／無に応じてそれぞれ導通／非導通する接触器とを更に有する。

【0015】

電源装置の第８の態様は、その第６の態様又は第７の態様のいずれかであって、前記継電部は、前記限流抵抗及び前記リレーコイルの直列接続と前記第３端との間に設けられたスイッチと、前記第１端の電位の前記第３端の電位の高／低に応じて前記スイッチをそれぞれオン／オフさせる比較器とを更に有する。

【0016】

電源装置の第９の態様は、その第６の態様〜第８の態様のいずれかであって、リレーコイルと前記接触器とはリレーを構成する。

【0017】

電源装置の第１０の態様は、その第２の態様〜第９の態様のいずれかであって、前記電源線及び前記第１スイッチのいずれをも経由せずに前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間に設けられる第２スイッチを更に備える。

【発明の効果】

【0018】

第１の態様によると、電源線に地絡が発生した場合、ヒューズ部の電流容量は第１ヒューズの電流容量よりも大きいので、ヒューズ部は溶断せず第１ヒューズが溶断する。これにより給電線を地絡の箇所と分離しつつ第２バッテリから給電線への給電が維持される。第１スイッチのヒューズ部側に地絡が発生した場合、ヒューズ部の電流容量は第１ヒューズの電流容量よりも小さいので、第１ヒューズは溶断せずヒューズ部が溶断する。これにより給電線を地絡の箇所と分離しつつ第１バッテリから給電線への給電が維持される。

【0019】

第２の態様によると、電源線に地絡が発生した場合、第２ヒューズは溶断せず第１ヒューズが溶断する。第１スイッチのヒューズ部側に地絡が発生した場合、第１ヒューズは溶断せず第２ヒューズが溶断する。これにより給電線を地絡の箇所と分離しつつ給電線への給電が維持される。

【0020】

第３の態様によると、継電部の第１端に地絡が発生したときに、第１ヒューズは溶断せず第３ヒューズが溶断し、当該溶断によって地絡の箇所と電源線との間が遮断され、以て当該電源線による給電線への給電が維持される。

【0021】

第４の態様によると、継電部の第２端に地絡が発生したときに、第１ヒューズ及び第２ヒューズは溶断せず第３ヒューズが溶断し、当該溶断によって地絡の箇所と給電線との間が遮断され、以て第１バッテリ及び第２バッテリからの給電線への給電が維持される。

【0022】

第５の態様によると、継電部の第３端に地絡が発生したときに、第１ヒューズ、第２ヒューズ及び第３ヒューズは溶断せずに第４ヒューズが溶断し、当該溶断によって地絡の箇所と給電線との間が遮断され、以て第１バッテリ及び第２バッテリからの給電線への給電が維持される。

【0023】

第６の態様または第７の態様によると、継電部の実現に資する。

【0024】

第８の態様によると、第１スイッチの第２バッテリ側に地絡が発生したときに電源線の電位が低下した場合に対処できる。

【0025】

第９の態様によると、継電部に公知のリレーを利用することができ、構成が容易となる。

【0026】

第１０の態様によると、第１バッテリと第２バッテリの両方の充電経路は第２スイッチをオンして実現され、電源線における地絡と第２バッテリとの分離及び第１スイッチの一端における地絡と第１バッテリとの分離のためには、第２スイッチがオフされる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態にかかる電源装置の構成を示すブロック図である。

【図2】継電部の構造を例示する回路図である。

【図3】第２実施形態にかかる電源装置の、継電部及び電源支線の近傍の構成を示すブロック図である。

【図4】継電部の変形の構成を例示するブロック図である。

【図5】比較例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

実施の形態の説明に先立ち、実施の形態に対する比較例として、図５に車載用の電源装置の構成例をブロック図で示す。第１バッテリ１はヒューズ群１１を介して電源幹線６１０に接続され、第２バッテリ２はヒューズ群１２を介して電源幹線６２に接続される。第１バッテリ１はスタータ３の駆動用の電源として機能し、オルタネータ４によって充電される。スイッチ５０はヒューズ群１１，１２の間を接続し、オルタネータ４からの回生電力を第２バッテリ２へ伝える。

【0029】

電源幹線６１０，６２にはそれぞれスイッチ５１，５２が介挿されている。ヒューズボックス７２にはヒューズ群８０が設けられ、これを介して給電線７０から外部の負荷群９０に給電する。ヒューズボックス７２には給電線７０に接続されたヒューズ８１，８２が設けられる。ヒューズ８１はスイッチ５１を介してヒューズ群１１に、ヒューズ８２はスイッチ５２を介してヒューズ群１２に、それぞれ接続される。

【0030】

正常時にはスイッチ５１，５２がオンしており、スイッチ５０は、例えばオルタネータ４からの回生エネルギーでヒューズ群１１を介して第２バッテリ２を充電する際にオンする。

【0031】

かかる構成において、スイッチ５１よりも第１バッテリ１側で電源幹線６１０に地絡が発生した場合、スイッチ５０，５１をオフすることによって、当該地絡はヒューズボックス７２及び第２バッテリ２のいずれとも分離される。そしてスイッチ５２のオンを維持することにより、給電線７０には第２バッテリ２から電源幹線６２及びヒューズ８２を介した給電線７０への給電が維持される。

【0032】

同様に、スイッチ５２よりも第２バッテリ２側で電源幹線６２に地絡が発生した場合、スイッチ５０，５２をオフすることによって、当該地絡はヒューズボックス７２及び第１バッテリ１のいずれとも分離される。そしてスイッチ５１のオンを維持することにより、給電線７０には第１バッテリ１から電源幹線６１０及びヒューズ８１を介した給電線７０への給電が維持される。

【0033】

しかしながら、スイッチ５１よりもヒューズボックス７２側で電源幹線６１０に地絡が発生した場合、スイッチ５０をオフしてもヒューズ８１，８２及び給電線７０を介して電源幹線６２の電位が低下する。逆にスイッチ５２よりもヒューズボックス７２側で電源幹線６２に地絡が発生した場合、スイッチ５０をオフしてもヒューズ８１，８２及び給電線７０を介して電源幹線６１０の電位が低下する。

【0034】

このような場合を想定してヒューズ８１，８２の電流容量を設定し、地絡時にヒューズ８１，８２の少なくともいずれか一方が溶断することが望まれる。しかしながら、両方が溶断すると給電線７０へは第１バッテリ１及び第２バッテリ２のいずれからも給電できない。

【0035】

ヒューズ８１の電流容量をヒューズ８２の電流容量よりも小さく設定すれば、スイッチ５１よりもヒューズボックス７２側で電源幹線６１０に地絡が発生した場合、ヒューズ８２は溶断せずにヒューズ８１が溶断する。よってスイッチ５０，５１の少なくともいずれか一方をオフすることにより、当該地絡はヒューズボックス７２及び第２バッテリ２のいずれとも分離される。これにより、第２バッテリ２から（オン状態を維持した）スイッチ５２を介した給電線７０への給電は維持される。

【0036】

しかしながら、このような電流容量の関係にあっては、スイッチ５２よりもヒューズボックス７２側で電源幹線６２に地絡が発生した場合であっても、ヒューズ８２は溶断せずにヒューズ８１が溶断する。この場合、スイッチ５１を導通させていても電源幹線６１０から給電線７０へは給電されないし、地絡した電源幹線６２からも給電線７０には給電されないという不都合が生じる。

【0037】

ヒューズ８２の電流容量をヒューズ８１の電流容量よりも小さく設定すれば、上記の不都合の説明において電源幹線６１０，６２を互いに読み替えた内容の不都合が発生する。以下の実施の形態ではかかる不都合が解消される。

【0038】

｛第１実施形態｝．
＜構成＞
図１は本実施形態にかかる電源装置１００の構成を示すブロック図である。電源装置１００は車載用の電源装置である。電源装置１００は第１バッテリ１、第２バッテリ２、ヒューズボックス７２を備える。ヒューズボックス７２は給電線７０を有し、給電線７０はヒューズ群８０を介して外部の負荷群９０に給電する。

【0039】

ここでは第１バッテリ１及び第２バッテリ２は、それぞれメインバッテリ及びサブバッテリである場合について説明する。メインバッテリとしては、例えば鉛蓄電池が採用される。サブバッテリとしては例えばリチウムイオン電池や電気二重層キャパシタが採用される。第１バッテリ１はオルタネータ４によって充電される。第１バッテリ１はスタータ３にも接続され、スタータ３を駆動させる際にスタータ３に電流を流す。第１バッテリ１はスタータ３、オルタネータ４とヒューズ群１１を介して接続される。

【0040】

第１バッテリ１と第２バッテリ２とはスイッチ５０で接続される。スイッチ５０は電源幹線６１０及びスイッチ５２のいずれをも経由せずに第１バッテリ１と第２バッテリ２との間に設けられる。スイッチ５０は例えば公知のリレーによって実現される。より具体的にはスイッチ５０はヒューズ群１１を介して第１バッテリ１と接続され、ヒューズ群１２を介して第２バッテリ２と接続される。スイッチ５０は例えば、オルタネータ４において発生する回生電力を用いて第２バッテリ２へ充電する際に導通する。

【0041】

第２バッテリ２はヒューズ群１２を介して電源幹線６２に接続され、電源幹線６２はスイッチ５２の一端５２ａに接続される。但し、以下の動作ではヒューズ群１１，１２が溶断しない場合を考慮するので、ヒューズ群１１を第１バッテリ１に含め、ヒューズ群１２を第２バッテリ２に含めて説明する。ヒューズ群１１，１２は例えばバッテリ・ヒューズ・ターミナルとして実現される。

【0042】

ヒューズボックス７１はヒューズ群８６，８７を有する。ヒューズ群８６，８７は、それぞれ電源支線６１１，６２１に接続される。電源支線６１１，６１２は電源幹線６１０を介して第１バッテリ１に、電源支線６２１，６２２はスイッチ５２の他端５２ｂに、それぞれ接続される。

【0043】

第１バッテリ１は電源幹線６１０、電源支線６１１、ヒューズ群８６を介して外部の負荷群９６に給電する。第２バッテリ２は導通状態のスイッチ５２と電源支線６２１、ヒューズ群８７を介して外部の負荷群９７に給電する。電源支線６１１はヒューズ群８７とは接続されず、電源支線６２１はヒューズ群８６とは接続されない。よって第１バッテリ１の失陥、又は電源幹線６１０若しくは電源支線６１１、６１２に地絡が発生した場合、スイッチ５２が導通していても、ヒューズ群８６を介した給電を正常に行うことはできない。また第２バッテリ２の失陥、又は電源支線６２１，６２２に地絡が発生した場合、ヒューズ群８６を介した給電を正常に行うことはできない。

【0044】

このようなヒューズボックス７１とは異なり、ヒューズボックス７２は以下のように、上記の失陥や地絡が発生しても、給電線７０から負荷群９０へと給電すべく冗長な給電経路を有する。

【0045】

ヒューズボックス７２は給電線７０に接続されたヒューズ８１，８２，８３を更に有する。具体的には、ヒューズ８１は電源支線６１２と給電線７０の間に接続され、ヒューズ８２は電源支線６２２を介したスイッチ５２の他端５２ｂと給電線７０との間に接続される（換言すれば他端５２ｂは電源支線６２２及びヒューズ８２を介して給電線７０に接続される）。電源支線６１２は電源幹線６１０に接続され、両者は纏めて、第１バッテリ１と給電線７０との間を接続する電源線６１として把握できる。そして給電線７０は負荷群９０へと給電する機能を有すると把握することができる。給電線７０に、ヒューズ群８０を含めて考えても、上記の把握は成立する。またヒューズ８１は電源線６１と給電線７０の間に接続されるとも言える。

【0046】

電源幹線６１０，６２、電源支線６１１，６１２，６２１，６２２は、例えばワイヤーハーネスの態様で車両に敷設される。

【0047】

電源装置１００は継電部５３を更に備え、本実施形態では継電部５３はヒューズボックス７２の外部に設けられる。継電部５３は端５３ａ，５３ｂ，５３ｃを有する。端５３ａは他端５２ｂに接続され、端５３ｃは電源支線６１２に接続される。端５３ａ，５３ｂの間は、端５３ｃの電位の基準電位（第１バッテリ１や第２バッテリ２が正常であるときのそれらの電圧の下限よりも低い電位）に対する高／低に応じて非導通（オフ）／導通（オン）する。

【0048】

端５３ａ，５３ｂの間が導通することにより、ヒューズ８２，８３は他端５２ｂと給電線７０との間で並列に接続される。この並列接続の電流容量はヒューズ８１の電流容量よりも大きい。ヒューズ８２の電流容量はヒューズ８１の電流容量よりも小さい。

【0049】

このように、給電線７０には電源支線６１２，６２２という冗長な給電経路が設けられるので、電源幹線６１０及び電源支線６１１，６１２に地絡が発生しても第２バッテリ２から、電源幹線６２及び電源支線６２１，６２２に地絡が発生しても第１バッテリ１から、それぞれ給電線７０へと給電することができる。以下、地絡の発生の有無に応じて、電源装置１００の動作を説明する。

【0050】

＜正常時動作＞．
電源幹線６１０，６２、電源支線６１１，６１２，６２１，６２２のいずれにも地絡が発生していない場合、第１バッテリ１からヒューズボックス７１，７２に給電される。スイッチ５２を導通させることにより、ヒューズボックス７１，７２のいずれにも第２バッテリ２から給電される。

【0051】

この場合、スイッチ５０の導通（オン）／非導通（オフ）は、第２バッテリ２への充電の要否などの要求に応じて切り替えられる。つまりオルタネータ４から第２バッテリ２への充電経路はスイッチ５０をオンして実現される。

【0052】

＜第１の地絡時の動作＞．
電源幹線６２における地絡（これはスイッチ５２の第２バッテリ２側の地絡であり、一端５２ａにおける地絡と見ることができる）が発生すれば、スイッチ５０，５２を非導通とし、電源支線６１１，６１２，６２１，６２２を地絡の箇所から分離する。これにより第２バッテリ２からヒューズボックス７１への給電はできなくなるが、ヒューズボックス７２への、より具体的には第１バッテリ１から給電線７０への給電が電源線６１によって確保される。

【0053】

＜第２の地絡時の動作＞．
電源支線６２１あるいは電源支線６２２における地絡（これはスイッチ５２のヒューズ８２側の地絡であり、他端５２ｂにおける地絡と見ることができる）が発生すれば、スイッチ５０を非導通にしても、電源線６１は、ヒューズ８１，８２及び給電線７０を経由して地絡に接続される。

【0054】

ヒューズ８１よりもヒューズ８２の電流容量が小さい。よって当該地絡によってヒューズ８１は溶断しないままヒューズ８２が溶断し、その結果、ヒューズ８１は溶断されない。これにより、給電線７０は電源支線６２２と分離される。従ってスイッチ５０を非導通にすることにより、第１バッテリ１、電源線６１は地絡の箇所から分離される。またスイッチ５２を非導通とすることで第２バッテリ２と地絡箇所とを分離し、地絡による大電流の発生を回避できる。

【0055】

電源線６１の電位は第１バッテリ１の電位を保持し、端５３ｃの電位は高く、端５３ａ，５３ｂの間は非導通である。よって当該動作においてはヒューズ８３には電流は流れない。

【0056】

スイッチ５０，５２を非導通とすることにより、第２バッテリ２からヒューズボックス７１への給電はできなくなるが、ヒューズボックス７２への、より具体的には給電線７０への給電は電源線６１によって確保される。

【0057】

＜第３の地絡時の動作＞．
電源幹線６１０あるいは電源支線６１１，６１２における地絡（これは、電源支線６１２が電源幹線６１０及び電源支線６１１に接続されていることから、電源線６１における地絡と見ることができる）が発生すれば、スイッチ５０を非導通としても、電源幹線６２及び電源支線６２１，６２２は、ヒューズ８１，８２及び給電線７０を経由して地絡に接続される。よって端５３ｃの電位は接地電位へと低下し、端５３ａ，５３ｂの間が導通する。よって当該動作においてはヒューズ８２，８３は並列に接続され、当該並列接続が電源支線６２２と地絡の箇所との間でヒューズ８１に対して直列に接続される。

【0058】

当該並列接続の電流容量がヒューズ８１の電流容量よりも大きいので、当該地絡によってヒューズ８２，８３は溶断しないままヒューズ８１が溶断し、その結果、ヒューズ８２，８３は溶断されない。スイッチ５０を非導通とすることで第２バッテリ２及び電源支線６２１，６２２を地絡の箇所と分離し、地絡による大電流の発生を回避できる。

【0059】

第１バッテリ１からヒューズボックス７２への給電はできなくなるが、ヒューズボックス７２への、より具体的には導通したままのスイッチ５２を介しての給電線７０への給電が電源支線６２２によって確保される。

【0060】

＜継電部５３の具体例＞．
図２は継電部５３の構造を例示する回路図である。換言すれば図２を用いて説明される構成は、継電部５３の実現に資する。

【0061】

当該例示では、継電部５３はリレー５３０と、限流抵抗５３３と、ダイオード５３４と、コンデンサ５３５と、スイッチ（ここでは電界効果トランジスタ）５３７と、比較器５３８とを含んだモジュールとして実現される。当該例示では継電部５３は端５３ｄを更に有しており、端５３ｄは接地される。

【0062】

リレー５３０は接触器５３１とリレーコイル５３２とを含む。接触器５３１は端５３ａ，５３ｂの間に接続され、リレーコイル５３２への通電の有／無に応じてそれぞれ導通（オン）／非導通（オフ）する。

【0063】

ダイオード５３４のアノードは端５３ａに接続され、カソードはコンデンサ５３５に接続され、コンデンサ５３５を介して端５３ｄに接続される。限流抵抗５３３とリレーコイル５３２とスイッチ５３７とは、ダイオード５３４のカソードと端５３ｃとの間で互いに直列に接続される。図２の例示ではリレーコイル５３２はダイオード５３４のカソードと直接に接続され（あるいはリレーコイル５３２はコンデンサ５３５を介して端５３ｄに接続され）、限流抵抗５３３はスイッチ５３７を介して端５３ｃと接続される。

【0064】

比較器５３８は端５３ａ，５３ｃの電位を比較した結果に基づいてスイッチ５３７をオン／オフする。具体的には、端５３ｃの電位が端５３ａの電位よりも高いときに比較器５３８はスイッチ５３７をオフし、端５３ｃの電位が端５３ａの電位よりも低いときに比較器５３８はスイッチ５３７をオンする。

【0065】

電源線６１に地絡が発生していない場合において、端５３ｃの電位が端５３ａの電位より高い事象が想定され得る。このときスイッチ５３７はオフするので端５３ｃから端５３ａ、５３ｄへは電流が流れず、端５３ｃの電位は第１バッテリ１の電位を保持し、リレーコイル５３２には通電されず、端５３ａ，５３ｂの間は導通しない。

【0066】

端５３ｄは接地されているものの、端５３ｄと端５３ｃとの間にはコンデンサ５３５が存在し、コンデンサ５３５は電源支線６２２に地絡が発生する前にダイオード５３４を介して充電されている。そして電源支線６２２に地絡が発生しても、ダイオード５３４の機能により、コンデンサ５３５は電源支線６２２へは放電しない。これによりコンデンサ５３５はほぼ第２バッテリ２の電圧を保持する。

【0067】

電源幹線６２に地絡（これはスイッチ５２の第２バッテリ２側の地絡と見ることができる）が発生すると、＜第１の地絡時の動作＞で説明したスイッチ５０，５２の非導通が実現される前に、スイッチ５０及びヒューズ群１１を介して電源線６１の電位が、スイッチ５２を介して電源支線６２２の電位が、いずれも低下することも想定される。また電源支線６２１，６２２に地絡が発生した場合も同様である。

【0068】

しかしながら、電源線６１に地絡が発生していない場合においては端５３ｃの電位の低下は顕著では無く、地絡箇所に近い端５３ａの電位より高いので、スイッチ５３７はオフする。よって電源線６１に地絡が発生していない場合であれば、このようなときにも端５３ａ，５３ｂの間は導通しない。よって＜第２の地絡時の動作＞のようにヒューズ８２が溶断される。

【0069】

つまりここで例示された継電部５３を採用することにより、スイッチ５０の導通／非導通に依らず、電源幹線６２，電源支線６２１，６２２のいずれの地絡にも対応してヒューズ８２を溶断することができる。

【0070】

電源幹線６１０，６２、電源支線６１１，６１２，６２１，６２２のいずれにも地絡が発生していない場合において、端５３ｃの電位が端５３ａの電位より低い事象も想定され得る。このときスイッチ５３７はオンする。しかし電源線６１に地絡が発生していないのであれば、リレーコイル５３２には殆ど電流は流れず、端５３ａ，５３ｂの間は導通しない。

【0071】

他方、電源線６１に地絡が発生した場合、端５３ｃの電位は接地電位まで低下する。これによりスイッチ５３７はオンする。コンデンサ５３５が保持していた電圧により、ダイオード５３４のカソードの電位は高く維持されており、リレーコイル５３２に通電される。これにより接触器５３１は導通し、＜第３の地絡時の動作＞で説明したようにヒューズ８１が溶断する。

【0072】

ヒューズ８１が溶断した後は、電源支線６２２から地絡した箇所へは、給電線７０を経由せずにリレーコイル５３２を経由して電流が流れる。しかし限流抵抗５３３がリレーコイル５３２に流れる電流を制限するので、電源支線６２２から地絡の箇所へ流れる電流を抑制し、以て電源支線６２２から給電線７０への給電の毀損を低減することができる。

【0073】

なお、電源幹線６２に地絡が発生したとき、スイッチ５０を非導通とするなどして電源線６１の電位が低下しなければ、スイッチ５３７をオフさせる必要はない。よって簡易的には比較器５３８を削除し、スイッチ５３７を短絡除去してもよい。つまり端５３ｃ，５３ｄの間には、限流抵抗５３３、リレーコイル５３２、コンデンサ５３５の直列接続のみを設けてもよい。換言すれば、電源幹線６２に地絡が発生したときの、電源線６１の電位の低下に対処する観点で、スイッチ５３７及び比較器５３８を設けることが望ましい。

【0074】

第１実施形態では、継電部５３がヒューズボックス７２の外部に設けられていたため、ヒューズボックス７２の外部において、端５３ａと電源支線６２２及びヒューズ８２との間、端５３ｂとヒューズ８３との間、端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で地絡が発生する可能性がある。

【0075】

端５３ａと電源支線６２２及びヒューズ８２との間で地絡が発生した場合には、第１実施形態の＜第２の地絡時の動作＞と同様にして、ヒューズ８２が溶断する。

【0076】

端５３ｂとヒューズ８３との間で地絡が発生した場合を想定すると、ヒューズ８３の電流容量はヒューズ８１の電流容量よりも小さいことが望ましい。当該地絡によってヒューズ８１は溶断せずにヒューズ８３が溶断し、当該溶断によって地絡の箇所と電源幹線６１０、電源支線６１１，６１２との間が遮断され、以てこれらによる給電線７０への給電が維持されるからである。

【0077】

また、ヒューズ８３の電流容量はヒューズ８２の電流容量よりも小さいことが望ましい。当該地絡によってヒューズ８１，８２は溶断せずにヒューズ８３が溶断し、当該溶断によって地絡の箇所と給電線７０との間が遮断され、以て第１バッテリ１及び第２バッテリ２からの給電線７０への給電が維持されるからである。

【0078】

例えばヒューズ８１，８２，８３の電流容量の比を６：４：３と設定すれば、ヒューズ８２の電流容量がヒューズ８１の電流容量よりも小さく、ヒューズ８３の電流容量がヒューズ８１，８２の電流容量よりも小さく、ヒューズ８１の電流容量よりもヒューズ８２，８３の並列接続の電流容量が大きい。

【0079】

ヒューズボックス７２の外部において端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で地絡が発生した場合の対処は第２実施形態で説明する。

【0080】

なお、ヒューズボックス７２の外部において、端５３ａと電源支線６２２及びヒューズ８２との間、端５３ｂとヒューズ８３との間、端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で開放故障が発生しても、第１バッテリ１及び第２バッテリ２から給電線７０への給電には支障がないことは明白である。

【0081】

｛第２実施形態｝．
図３は本実施形態にかかる電源装置の、継電部５３及び電源支線６２１，６２２近傍の構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる電源装置は、第１実施形態にかかる電源装置１００と比較して、端５３ｃと電源支線６２１との間に介在するヒューズ８４を追加した点で異なる。ここではヒューズ８４はヒューズボックス７２が有する場合を例示した。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

【0082】

ヒューズ８４の電流容量は、ヒューズ８１，８２，８３のいずれの電流容量よりも小さい。よってヒューズボックス７２の外部において端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で地絡が発生した場合、ヒューズ８１，８２，８３は溶断せずにヒューズ８４が溶断し、当該地絡の箇所を電源支線６１２，６２２及び給電線７０から分離する。

【0083】

このようにして、ヒューズボックス７２の外部において端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で地絡が発生した場合でも、第１バッテリ１及び第２バッテリ２から給電線７０への給電が維持される。

【0084】

｛上位概念としての説明｝．
継電部５３の上述の機能により、継電部５３及びヒューズ８２，８３は、下記の電流容量を有するヒューズ部５として捉えられ、ヒューズ部５を介して他端５２ｂが給電線７０に接続されると把握できる。即ち、ヒューズ部５は、電源線６１の電位の、基準電位に対する高／低に応じて、その電流容量がヒューズ８１の電流容量に対してそれぞれ小／大となる。電源支線６１２に接続された端５３ｃの電位が高いとヒューズ部５は実質的には（ヒューズ８１よりも電流容量が小さい）ヒューズ８２であり、当該電位が低いとヒューズ部５は実質的には（ヒューズ８１よりも電流容量が大きい）ヒューズ８２，８３の並列接続となるからである。

【0085】

この見方で言えば、上述の実施形態は下記のように表現できる：
(i)電源線６１に地絡が発生した場合、ヒューズ部５は溶断せずヒューズ８１が溶断する。これにより給電線７０を地絡の箇所と分離しつつ第２バッテリ２から給電線７０への給電が維持され；
(ii)他端５２ｂ側（スイッチ５２のヒューズ部５）に地絡が発生した場合、ヒューズ８１は溶断せずヒューズ部５が溶断する。これにより給電線７０を地絡の箇所と分離しつつ第１バッテリ１から給電線７０への給電が維持される。

【0086】

電源支線６２２はヒューズ部５に接続されるので、スイッチ５２は第２バッテリ２とヒューズ部５との間に接続され、かつヒューズ部５を介して給電線７０に接続されるとも言える。ヒューズ８４をヒューズ部５に含めて把握することができる。

【0087】

｛変形例｝．
ヒューズボックス７２の外部において、端５３ａと電源支線６２２及びヒューズ８２との間、端５３ｂとヒューズ８３との間、端５３ｃと電源支線６１２及びヒューズ８１との間で地絡が発生する可能性を低くするため、継電部５３がヒューズボックス７２の内部に設けられることが望ましい。

【0088】

あるいは継電部５３がヒューズボックス７２の外部に設けられる場合には、継電部５３とヒューズボックス７２との間の配線を短くすることが望ましい。

【0089】

図４は継電部５３の変形の構成を例示するブロック図である。図４に示された構成は、図２に示された構成に対して、ダイオード５３４及びコンデンサ５３５をＤＣ／ＤＣコンバータ５３６に置換した構成を呈する。

【0090】

具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３６の入力端（図中「IN」と表記）は端５３ａに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５３６の出力端（図中「OUT」と表記）と端５３ｃとの間には限流抵抗５３３とリレーコイル５３２とが互いに直列に接続される。図４では図２と同様に、限流抵抗５３３とリレーコイル５３２との直列接続と、端５３ｃとの間にはスイッチ５３７が設けられている場合が例示されている。スイッチ５３７をオン／オフする比較器５３８の機能も図２を用いて説明されたものと同様である。ＤＣ／ＤＣコンバータ５３６の共通端（図中「COM」と表記）は端５３ｄに接続され、例えば端５３ｄを介して接地される。

【0091】

図２と同様に、接触器５３１は端５３ａ，５３ｂの間に接続され、リレーコイル５３２への通電の有／無に応じてそれぞれ導通／非導通する。

【0092】

ＤＣ／ＤＣコンバータ５３６は、第２バッテリ２と同程度の電圧を、その出力端と共通端との間に出力する。これにより、端５３ｃの電位が低下すればリレーコイル５３２に通電され、接触器５３１が導通する。また端５３ｃの電位が高くても端５３ｃから端５３ａへは電流が流れない。よってかかる構成を採用しても、正常時の動作はもちろん、第１乃至第３の地絡時の動作においても、第１実施形態で示されたように継電部５３は機能する。換言すれば上述の変形にかかる構成は継電部５３の実現に資する。

【0093】

接触器５３１とリレーコイル５３２とを有するリレー５３０は公知であるので、これを用いた継電部５３は、その構成が容易となる。しかし、接触器５３１とリレーコイル５３２とがリレー５３０に含まれない状態で、個別に継電部５３において採用することができることは当然である。

【0094】

なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

【0095】

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0096】

１ 第１バッテリ
２ 第２バッテリ
５ ヒューズ部
５０ スイッチ（第２スイッチ）
５２ スイッチ（第１スイッチ）
５３ 継電部
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 端（第１端、第２端、第３端、第４端）
６１ 電源線
７０ 給電線
７１，７２ ヒューズボックス
８０ ヒューズ群
８１，８２，８３，８４ ヒューズ（第１ヒューズ、第２ヒューズ、第３ヒューズ、第４ヒューズ）
９０ 負荷群（複数の負荷）
１００ 電源装置
５３０ リレー
５３１ 接触器
５３２ リレーコイル
５３３ 限流抵抗
５３４ ダイオード
５３５ コンデンサ
５３６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５３７ スイッチ
５３８ 比較器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】