特開 2023-178625 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178625

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231211BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 K

H02J7/00 S

H01M10/48 P

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091419

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】森本 充晃

(72)【発明者】

【氏名】杉村 一男

(72)【発明者】

【氏名】加藤 博照

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 翔也

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA05

5G503BB02

5G503CC02

5G503DA06

5G503DA16

5G503FA16

5G503GA01

5G503GA12

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

【課題】負荷の動作を中断することなく、複数の充電器に対応する電源装置を提供する。
【解決手段】正極側入力端子を、第１の正極側バッテリ端子に接続し、負極側入力端子を、第２の負極側バッテリ端子に接続し、スイッチを、第１の負極側バッテリ端子と第２の正極側バッテリ端子との間と、正極側入力端子と第１の正極側バッテリ端子との間の第１の接続点と第２の正極側バッテリ端子との間と、第１の負極側バッテリ端子と負極側入力端子と第２の負極側バッテリ端子との間の第２の接続点との間と、に接続し、正極側出力端子を、正極側変換器出力端子に接続し、負極側出力端子を、負極側変換器出力端子に接続し、正極側変換器入力端子を、正極側入力端子と第１の正極側バッテリ端子とを接続するラインに接続し、負極側変換器入力端子は、負極側入力端子と第２の負極側バッテリ端子とを接続するラインに接続する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリを接続するための第１の正極側バッテリ端子および第１の負極側バッテリ端子と、
バッテリを接続するための第２の正極側バッテリ端子および第２の負極側バッテリ端子と、
充電器を接続するための正極側入力端子および負極側入力端子と、
負荷を接続するための正極側出力端子および負極側出力端子と、
第１のスイッチと、
第２のスイッチと、
第３のスイッチと、
電力変換器と、を有し、
前記正極側入力端子は、前記第１の正極側バッテリ端子に接続され、
前記負極側入力端子は、前記第２の負極側バッテリ端子に接続され、
前記第１のスイッチは、前記第１の負極側バッテリ端子と前記第２の正極側バッテリ端子との間に接続され、
前記第２のスイッチは、前記正極側入力端子と前記第１の正極側バッテリ端子との間の第１の接続点と、前記第２の正極側バッテリ端子と、の間に接続され、
前記第３のスイッチは、前記第１の負極側バッテリ端子と、前記負極側入力端子と前記第２の負極側バッテリ端子との間の第２の接続点と、の間に接続され、
前記電力変換器は、正極側変換器入力端子と、負極側変換器入力端子と、正極側変換器出力端子と、負極側変換器出力端子と、を有し、
前記正極側出力端子は、前記正極側変換器出力端子に接続され、
前記負極側出力端子は、前記負極側変換器出力端子に接続され、
前記正極側変換器入力端子は、前記正極側入力端子と前記第１の正極側バッテリ端子とを接続するラインに接続され、
前記負極側変換器入力端子は、前記負極側入力端子と前記第２の負極側バッテリ端子とを接続するラインに接続されている、電源装置。

【請求項2】

前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記電力変換器を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、駆動電圧が第１の電圧である第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、駆動電圧が前記第１の電圧である第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、前記第１の電圧の電力を供給する第１の充電器が接続され、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、駆動電圧が前記第１の電圧である負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが開き、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが閉じるように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を変換せずに出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、前記第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、前記第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、前記第１の電圧の２倍の電圧である第２の電圧の電力を供給する第２の充電器が接続され、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、前記負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが閉じ、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが開くように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を前記第１の電圧の電力に変換して出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項２に記載の電源装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、前記第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、前記第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、充電器が接続されておらず、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、前記負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが開き、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが閉じるように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を変換せずに出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項３に記載の電源装置。

【請求項5】

前記電力変換器は、降圧チョッパの回路構成を含み、前記降圧チョッパの回路構成を構成するダイオードとして、ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子を有する、請求項４に記載の電源装置。

【請求項6】

前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、前記第３のスイッチ、および前記電力変換器を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、駆動電圧が第１の電圧である第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、駆動電圧が前記第１の電圧である第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、前記第１の電圧の２倍の電圧である第２の電圧の電力を供給する第２の充電器が接続され、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、駆動電圧が前記第２の電圧である負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが閉じ、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが開くように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を変換せずに出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項１に記載の電源装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、前記第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、前記第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、前記第１の電圧の電力を供給する第１の充電器が接続され、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、前記負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが開き、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが閉じるように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を前記第２の電圧の電力に変換して出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項６に記載の電源装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１の正極側バッテリ端子および前記第１の負極側バッテリ端子に、前記第１のバッテリが接続され、前記第２の正極側バッテリ端子および前記第２の負極側バッテリ端子に、前記第２のバッテリが接続され、前記正極側入力端子および前記負極側入力端子に、充電器が接続されておらず、前記正極側出力端子および前記負極側出力端子に、前記負荷が接続されたならば、前記第１のスイッチが閉じ、前記第２のスイッチおよび前記第３のスイッチが開くように、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記第３のスイッチを制御し、入力された電力を変換せずに出力するように、前記電力変換器を制御する、請求項７に記載の電源装置。

【請求項9】

前記電力変換器は、昇圧チョッパの回路構成を含み、前記昇圧チョッパの回路構成を構成するダイオードとして、ダイオードが並列に接続された２つのスイッチング素子を有する、請求項８に記載の電源装置。

【請求項10】

前記昇圧チョッパの回路構成を構成するインダクタが前記２つのスイッチング素子の間に接続されている、請求項９に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やプラグインハイブリッド車（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が普及し、これらの電動自動車のバッテリに充電を行うことが可能な充電設備も普及してきている。現在設置されている充電設備の規格には様々な種類があり、電動自動車の電源装置は複数の規格の充電装置に対応する必要ある。例えば、特許文献１には、２つのバッテリの接続を並列と直列に切り替えることで、急速充電器と、供給電力の電圧が急速充電器よりも高い超急速充電器と、に対応する電源装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５０７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された電源装置では、２つのバッテリの接続が切り替えられたときに、負荷にかかる電圧が大きく変化する。このため、特許文献１に開示された電源装置では、この２つのバッテリの接続の切り替え中は、負荷を動作させることができない。

【0005】

そこで、本発明は、負荷の動作を中断することなく、複数の充電器に対応する電源装置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】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態に係る電源装置は、バッテリを接続するための第１の正極側バッテリ端子および第１の負極側バッテリ端子と、バッテリを接続するための第２の正極側バッテリ端子および第２の負極側バッテリ端子と、充電器を接続するための正極側入力端子および負極側入力端子と、負荷を接続するための正極側出力端子および負極側出力端子と、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、電力変換器と、を有し、前記正極側入力端子は、前記第１の正極側バッテリ端子に接続され、前記負極側入力端子は、前記第２の負極側バッテリ端子に接続され、前記第１のスイッチは、前記第１の負極側バッテリ端子と前記第２の正極側バッテリ端子との間に接続され、前記第２のスイッチは、前記正極側入力端子と前記第１の正極側バッテリ端子との間の第１の接続点と、前記第２の正極側バッテリ端子と、の間に接続され、前記第３のスイッチは、前記第１の負極側バッテリ端子と、前記負極側入力端子と前記第２の負極側バッテリ端子との間の第２の接続点と、の間に接続され、前記電力変換器は、正極側変換器入力端子と、負極側変換器入力端子と、正極側変換器出力端子と、負極側変換器出力端子と、を有し、前記正極側出力端子は、前記正極側変換器出力端子に接続され、前記負極側出力端子は、前記負極側変換器出力端子に接続され、前記正極側変換器入力端子は、前記正極側入力端子と前記第１の正極側バッテリ端子とを接続するラインに接続され、前記負極側変換器入力端子は、前記負極側入力端子と前記第２の負極側バッテリ端子とを接続するラインに接続されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、負荷の動作を中断することなく、複数の充電器に対応する電源装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。

【図2】電源装置１００における電力の流れを説明する図である。

【図3】電源装置１００における電力の流れを説明する図である。

【図4】電源装置１００における電力の流れを説明する図である。

【図5】電源装置１００における電力の流れを説明する図である。

【図6】電力変換器１５０の構成例を示す図である。

【図7】電力変換器１５０の構成例を示す図である。

【図8】電力変換器１５０の構成例を示す図である。

【図9】電力変換器１５０の構成例を示す図である。

【図10】電力変換器１５０の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜電源装置１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。電源装置１００は、第１の正極側バッテリ端子１１１と、第１の負極側バッテリ端子１１２と、第２の正極側バッテリ端子１２１と、第２の負極側バッテリ端子１２２と、正極側入力端子１３１と、負極側入力端子１３２と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、正極側出力端子１４１と、負極側出力端子１４２と、電力変換部１５０と、を有する。

【0010】

第１の正極側バッテリ端子１１１および第１の負極側バッテリ端子１１２は、第１のバッテリ２１０を接続するための端子であり、第１のバッテリ２１０の正極は、第１の正極側端子１１１に接続され、第１のバッテリ２１０の負極は、第１の負極側バッテリ端子１１２に接続される。第２の正極側バッテリ端子１２１および第２の負極側バッテリ端子１２２は、第２のバッテリ２２０を接続するための端子であり、第２のバッテリ２２０の正極は、第２の正極側端子１２１に接続され、第２のバッテリ２２０の負極は、第２の負極側バッテリ端子１２２に接続される。第１のバッテリ２１０および第２のバッテリ２２０は、電力を充放電可能な蓄電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。第１のバッテリおよび第２のバッテリ２２０の駆動電圧は、同じであり、第１の電圧（例えば、４００Ｖや５００Ｖ）である。

【0011】

正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２は、充電器３００を接続するための端子である。第１の電圧の電力を供給する第１の充電器３００Ａ（例えば、急速充電器）が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されると、正極側入力端子１３１、負極側入力端子１３２から第１の電圧の電力が入力される。第１の電圧の２倍の電圧である第２の電圧（例えば、８００Ｖや１０００Ｖ）の電力を供給する第２の充電器３００Ｂ（例えば、超急速充電器）が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されると、正極側入力端子１３１、負極側入力端子１３２から第２の電圧の電力が入力される。

【0012】

電力変換部１５０は、正極側変換部入力端子１５１と、負極側変換部入力端子１５２と、正極側変換部出力端子１５３と、負極側変換部出力端子１５４と、を有し、正極側変換部入力端子１５１および負極側変換部入力端子１５２から入力された電力を、正極側変換部出力端子１５３および負極側変換部出力端子１５４から出力する。このとき、電力変換部１５０は、正極側変換部入力端子１５１および負極側変換部入力端子１５２から入力された電力の電圧を変換せずに正極側変換部出力端子１５３および負極側変換部出力端子１５４から出力するモード（中継モード）と、正極側変換部入力端子１５１および負極側変換部入力端子１５２から入力された電力の電圧を変換して正極側変換部出力端子１５３および負極側変換部出力端子１５４から出力するモード（電力変換モード）と、で動作する。電力変換モードは、第１の電圧の電力を第２の電圧の電力に変換するモード（昇圧モード）と、第２の電圧の電力を第１の電圧の電力に変換するモード（降圧モード）の少なくともいずれかを含む。

【0013】

本実施形態では、正極側入力端子１３１は、第１の正極側バッテリ端子１１１に接続されており、負極側入力端子１３２は、第２の負極側バッテリ端子１２２に接続されている。

【0014】

そして、第１のスイッチＳＷ１は、第１の負極側バッテリ端子１２２と第２の正極側バッテリ端子１２１との間に接続されている。第２のスイッチＳＷ２は、正極側入力端子１３１と第１の正極側バッテリ端子１１１との間の第１の接続点ＣＰ１と、第２の正極側バッテリ端子１２１と、の間に接続されている。第３のスイッチＳＷ３は、第１の負極側バッテリ端子１１２と、負極側入力端子１３２と第２の負極側バッテリ端子１２２との間の第２の接続点ＣＰ２と、の間に接続されている。

【0015】

このため、本実施形態では、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じた状態において、図２に示すように、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０は、正極側入力端子１３１と負極側入力端子１３２との間で、並列に接続される。よって、図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じた状態で、正極側入力端子１３１と負極側入力端子１３２に充電器を接続した場合、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０とが並列の状態で充電することが可能である。

【0016】

そこで、本実施形態では、第１の充電器３００Ａ（例えば、急速充電器）が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されるときに、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じ、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を並列の状態で充電する。このようにすることで、本実施形態では、第１のバッテリ２１０およぶ第２のバッテリ２２０を、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の駆動電圧である第１の電圧の電力により充電することが可能になる。

【0017】

また、本実施形態では、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開いた状態において、図３に示すように、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０は、正極側入力端子１３１と負極側入力端子１３２との間で、直列に接続される。よって、図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開いた状態で、正極側入力端子１３１と負極側入力端子１３２に充電器３００を接続した場合、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を直列の状態で充電することが可能である。

【0018】

そこで、本実施形態では、第２の充電器３００Ｂ（例えば、超急速充電器）が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されるときに、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３を開き、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を直列の状態で充電する。このようにすることで、本実施形態では、第１のバッテリ２１０およぶ第２のバッテリ２２０を、第２の電圧の半分の電圧である第１の電圧の電力により充電することが、つまり、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の駆動電圧である第１の電圧の電力により充電することが可能になる。

【0019】

正極側出力端子１２１および負極側出力端子１２１は、負荷４００を接続するための端子である。

【0020】

本実施形態では、正極側出力端子１２１は、電力変換部１５０の正極側変換器出力端子１５３に接続しており、負極側出力端子１２２は、電力変換部１５０の負極側変換器出力端子１５４に接続している。

【0021】

そして、電力変換部１５０の正極側変換器入力端子１５１は、正極側入力端子１４１と第１の正極側バッテリ端子１１１とを接続するラインに接続され、電力変換部１５０の負極側変換器入力端子１５２は、負極側入力端子１４２と第２の負極側バッテリ端子１２２とを接続するラインに接続されている。

【0022】

このため、本実施形態では、電力変換部１５０には、充電器３００から出力される電圧が入力されることになる。

【0023】

そこで、本実施形態では、図２に示すように、第１の充電器３００Ａが正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されている場合、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧であるならば、電力変換部１５０は、入力された電力の電圧を変換せずに出力する。また、このとき、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧よりも低いならば、電力変換部１５０は、第１の電圧を負荷４００の駆動電圧に降圧して出力し、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧よりも高いならば、電力変換部１５０は、第１の電圧を負荷４００の駆動電圧に昇圧して出力する。特に、このとき、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧であるならば、電力変換部１５０は、第１の電圧の電力を第２の電圧の電力に変換して出力する。

【0024】

また、本実施形態では、図３に示すように、第２の充電器３００Ｂが正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されている場合、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧であるならば、電力変換部１５０は、入力された電力の電圧を変換せずに出力する。また、このとき、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧よりも低いならば、電力変換部１５０は、第２の電圧を負荷４００の駆動電圧に降圧して出力し、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧よりも高いならば、電力変換部１５０は、第２の電圧を負荷４００の駆動電圧に昇圧して出力する。特に、このとき、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧であるならば、電力変換部１５０は、第２の電圧の電力を第１の電圧の電力に変換して出力する。

【0025】

また、本実施形態では、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていない場合（例えば、走行時）、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧であるならば、例えば、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じ、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が並列に接続されるようにし、電力変換部１５０は、入力された電力の電圧を変換せずに出力する。

【0026】

また、本実施形態では、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていない場合（例えば、走行時）、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧であるならば、例えば、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開き、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が直列に接続されるように、電力変換部１５０が、入力された電力の電圧を変換せずに出力する。

【0027】

また、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていない場合（例えば、走行時）、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧より低いならば、電力変換部１５０が、入力された電力の電圧を負荷４００の駆動電圧に降圧して出力する。このとき、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じ、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が並列に接続されるようにしても良いし、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開き、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が直列に接続されるようにしても良い。

【0028】

また、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていない場合（例えば、走行時）、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第１の電圧より高く、第２の電圧より低いならば、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じ、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が並列に接続されるようにし、電力変換部１５０が、入力された電力の電圧を負荷４００の駆動電圧に昇圧して出力するようにしても良いし、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開き、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が直列に接続されるようにし、電力変換部１５０が、入力された電力の電圧を負荷４００の駆動電圧に降圧して出力するようにしても良い。

【0029】

また、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていない場合（例えば、走行時）、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２に接続された負荷４００の駆動電圧が第２の電圧より高いならば、電力変換部１５０が、入力された電力の電圧を負荷４００の駆動電圧に昇圧して出力する。このとき、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１が開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が閉じ、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が並列に接続されるようにしても良いし、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１が閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３が開き、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０が直列に接続されるようにしても良い。

【0030】

このように、本実施形態では、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に第１の充電器３００Ａと第２の充電器３００Ｂのどちらが接続されたとしても、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を充電することが可能である。また、本実施形態では、正極側出力端子１４１および負極側出力端子１４２にどのような駆動電圧の負荷４００が接続されたとしても、負荷４００に適切な電圧の電力を供給することが可能である。このため、本実施形態では、負荷の動作を中断することなく、複数の充電器に対応する電源装置を提供することが可能である。

【0031】

また、本実施形態では、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていないとき（例えば、走行時）に、負荷４００には、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の両方から電力が供給することが可能である。このため、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を均等に使用することが可能である。

【0032】

＜第１～第３のスイッチ１４１～１４３と電力変換器１５０の制御＞
電源システム１００は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３、電力変換器１５０を制御する制御部１６０をさらに有するようにする良い。

【0033】

制御部１６０は、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に充電器３００が接続されていないときに、駆動電圧が第１の電圧である負荷４００が接続されたならば、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１を開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を閉じるように制御し、電力変換器１５０を中継モードで動作するように制御すると良い。このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０とが並列に接続され、電力変換器１５０における電力変換を行うことなく、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の両方から負荷４００に電力を供給することが可能になる。

【0034】

また、制御部１６０は、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に充電器３００が接続されていないときに、駆動電圧が第２の電圧である負荷４００が接続されたならば、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を開くように制御し、電力変換器１５０を中継モードで動作するように制御すると良い。このようにすることで、このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０とが直列に接続され、電力変換器１５０における電力変換を行うことなく、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の両方から負荷４００に電力を供給することが可能になる。

【0035】

また、制御部１６０は、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に充電器４００が接続されていないときに、駆動電圧が第１の電圧とも第２の電圧とも異なる負荷４００が接続されたならば、電力変換器１５０を入力された電力を負荷４００の駆動電圧の電力に変換するように制御すると良い。このようにすることで、駆動電圧が第１の電圧とも第２の電圧ともと異なる負荷４００にも、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０の両方から負荷４００に電力を供給することが可能になる。このとき、制御部１６０は、図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１を開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を閉じるように制御しても良いし、図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を開くように制御しても良い。

【0036】

制御部１６０は、例えば、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に第１の充電器３００Ａが接続されたときに、駆動電圧が第１の電圧である負荷４００が接続されたならば、図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１を開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を閉じるように制御し、電力変換器１５０を中継モードで動作するように制御すると良い。このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０と負荷４００とを並列に接続することが可能になり、第１の充電器３００Ａから、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０と負荷４００に、第１の電圧の電力を供給することが可能になる。

【0037】

制御部１６０は、例えば、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に第１の充電器３００Ａが接続されたときに、駆動電圧が第１の電圧とは異なる負荷４００が接続されたならば、図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１を開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を閉じるように制御し、電力変換器１５０を入力された電力を負荷４００の駆動電圧の電力に変換するように制御すると良い。特に、駆動電圧が第２の電圧である負荷４００が接続されたならば、図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１を開き、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を閉じるように制御し、電力変換器１５０を入力された電力を第２の電圧の電力に変換するように制御すると良い。このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０に、第１の電圧の電力を供給しつつ、負荷４００に、負荷４００の駆動電圧の電力を供給することが可能になる。

【0038】

制御部１６０は、例えば、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に第２の充電器３００Ｂが接続されたときに、駆動電圧が第２の電圧である負荷４００接続されたならば、図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を開くように制御し、電力変換器１５０を中継モードで動作するように制御すると良い。このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０を直列に接続することが可能になり、第２の充電器３００Ｂから、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０に、第１の電圧の電力を供給しつつ、負荷４００に、第２の電圧の電力を供給することが可能になる。

【0039】

制御部１６０は、例えば、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に第２の充電器３００Ｂが接続されたときに、駆動電圧が第２の電圧とは異なる負荷４００が接続されたならば、図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を開くように制御し、電力変換器１５０を第２の電圧の電力を負荷４００の駆動電圧の電力に変換するように制御すると良い。特に、駆動電圧が第１の電圧である負荷４００が接続されたならば、図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１を閉じ、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチ１４２を開くように制御し、電力変換器１５０を入力された電力を第１の電圧の電力に変換するように制御すると良い。このようにすることで、第１のバッテリ２１０と第２のバッテリ２２０に、第１の電圧の電力を供給しつつ、負荷４００に、負荷４００の駆動電圧の電力を供給することが可能になる。

【0040】

図１、２に示すように、正極側入力端子１３１に第４のスイッチＳＷ４を設け、負極側入力端子１３２に第５のスイッチＳＷ５を設けるようにしても良い。そして、制御部１６０は、第４のスイッチＳＷ４、第５のスイッチＳＷ５を制御するようにしても良い。

【0041】

このとき、制御部１６０は、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されているときは、図２、３に示すように、第４のスイッチＳＷ４、第５のスイッチＳＷ５を閉じるようにし、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続していないときは、図４、５に示すように、第４のスイッチＳＷ４、第５のスイッチＳＷ５を開くようにし、第４のスイッチＳＷ４、第５のスイッチＳＷ５を制御するようにしても良い。このようにすることで、充電器３００が正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２に接続されていないときに、正極側入力端子１３１および負極側入力端子１３２を第１のバッテリ２１０、第２のバッテリ２２０から分離することが可能になる。

【0042】

＜電力変換部１５０の構成＞
電力変換器１５０は、例えば、スイッチとダイオードとインダクタＬとコンデンサＣとからなる降圧チョッパの回路構成を含むようにすると良い。このとき、電力変換器１５０は、例えば、図６に示すように、降圧チョッパの回路構成を構成するスイッチとして、第６のスイッチＳＷ６を有するようにすると良い。第６のスイッチＳＷ６は、図６に示すように、スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））で構成されるようにすると良い。このようにすることで、高電圧経路に異常電流が発生した場合、スイッチＳＷ６は、半導体ＦＵＳＥとして動作し、異常電流を遮断することが可能になる。また、このように、半導体で遮断した場合、アークも発生しないため、安全で高速な遮断が可能である。また、第６のスイッチＳＷ６は、図７に示すように、直列に接続した２つのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２で構成されるようにしても良い。

【0043】

また、電力変換器１５０は、例えば、図６、７に示すように、降圧チョッパの回路構成を構成するダイオードとして、ダイオードが並列に接続されたスイッチング素子Ｓ１を有するようにしても良い。このようにすることで、負荷４００への電力供給を停止する際に、第６のスイッチＳＷ６を開いた後、スイッチングＳ１をオンすることで、コンデンサＣに蓄えられた電力を速やかに放電することが可能になる。

【0044】

電力変換器１５０は、例えば、スイッチとダイオードとインダクタＬとコンデンサＣとからなる昇圧チョッパの回路構成を含むようにしても良い。このとき、電力変換器１５０は、例えば、図８に示すように、降圧チョッパの回路構成を構成するダイオードとして、第７のスイッチＳＷ７を有するようにすると良い。第７のスイッチＳＷ７は、例えば、ダイオードが並列に接続された２つのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５で構成されるようにすると良い。このとき、２つにスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５に並列に接続されるダイオードは、順方向が互いに逆向きになるようにする。

【0045】

第６のスイッチＳＷ６を２つのスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３で構成する場合、図９に示すように、２つのスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３の間にインダクタＬが接続されるようにし、第７のスイッチＳＷ７を２つのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５で構成する場合、図１０に示すように、２つのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５の間にインダクタＬが接続されるようにしても良い。このようにすることで、図９の降圧チョッパの回路構成における３つのスイッチング素子Ｓ１～Ｓ３とインダクタＬからなる部分と、図１０の昇圧チョッパの回路構成における３つのスイッチング素子Ｓ４～Ｓ６とインダクタＬからなる部分と、は、接続方向が異なるだけになる。このため、図９の降圧チョッパの回路構成における３つのスイッチング素子Ｓ１～Ｓ３とインダクタＬからなる部分の接続方向を変更するだけで、図１０の昇圧チョッパの回路構成を得ることが可能になり、降圧チョッパと昇圧チョッパで同じ部品を使用することが可能になる。

【0046】

また、電力変換器１５０は、図６～１０に示すように、負極側変換器入力端子１５２と負極側変換器出力端子１５４との間に接続された第８のスイッチＳＷ８を有するようにしても良い。このとき、負荷４００への電力供給を開始する際に、第８のスイッチを閉じた後に、第６のスイッチＳＷ６または第７のスイッチＳＷ７を閉じるようにすると、インダクタＬの電流の立ち上がりが遅れ、負荷４００へのプリチャージが可能になる。また、負荷４００への電力供給を停止する際に、コンデンサＣに蓄えられた電力の放電後に、第８のスイッチＳＷ８を開くことで、負荷４００側の残留電圧を速やかに除去することが可能になる。

【0047】

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

【符号の説明】

【0048】

１００ 電源装置
１１１ 第１の正極側バッテリ端子
１１２ 第１の負極側バッテリ端子
１２１ 第２の正極側バッテリ端子
１２２ 第２の負極側バッテリ端子
１３１ 正極側入力端子
１３２ 負極側入力端子
１４１ 正極側出力端子
１４２ 負極側出力端子
１５０ 電力変換器
１５１ 正極側変換器入力端子
１５２ 負極側変換器入力端子
１５３ 正極側変換器出力端子
１５４ 負極側変換器出力端子
１６０ 制御部
ＳＷ１ 第１のスイッチ
ＳＷ２ 第２のスイッチ
ＳＷ３ 第３のスイッチ
２１０ 第１のバッテリ
２２０ 第２のバッテリ
３００ 充電器
３００Ａ 第１の充電器
３００Ｂ 第２の充電器
４００ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】