特開 2023-181648 車両用の電源装置

(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】P2023181648

(43)【公開日】2023-12-25

(54)【発明の名称】車両用の電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231218BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20231218BHJP

   B60L 53/20 20190101ALI20231218BHJP

   B60L 58/19 20190101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 K

H02J7/00 P

B60L53/14

B60L53/20

B60L58/19

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022094901

(22)【出願日】2022-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】興津 直也

(72)【発明者】

【氏名】森本 亮

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA02

5G503BA02

5G503BA05

5G503BB01

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC23

5H125BC23

5H125BC30

5H125BE02

5H125DD03

5H125EE61

5H125FF16

(57)【要約】

【課題】既存の規格の準拠に不必要な装置を利用せずに、外部充電器の将来的な規格の変更に対応することが可能な車両用の電源装置を提供する。
【解決手段】複数のバッテリパック１１とジャンクションボックス１２と受電口１３と制御装置１４と、を備え、受電口１３に既存の急速充電規格を準拠した外部充電器１が接続されて複数のバッテリパック１１が充電される車両用の電源装置１０において、ジャンクションボックス１２により複数のバッテリパック１１の全てが直列に接続された状態での充電可能な最大電圧Ｖｍａｘは、次世代以降の規格により規格化される予定の電圧のうちでより高い側の電圧Ｖｈ以上の電圧であり、制御装置１４は、受電口１３に外部充電器１が接続された場合に、ジャンクションボックス１２により複数のバッテリパック１１どうしの接続を切り替えて、充電可能な電圧を外部充電器１の給電可能な最大電圧Ｖｍに近づける制御処理を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用モータの電力源である複数のバッテリパックと、それらの複数のバッテリパックどうしの接続を切り替えるジャンクションボックスと、このジャンクションボックスを介して前記複数のバッテリパックに接続されている受電口と、制御装置と、を備え、前記受電口に複数の既存の急速充電規格のなかのいずれかの規格を準拠した外部充電器が接続されて前記複数のバッテリパックが充電される車両用の電源装置において、
前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックの全てが直列に接続された状態での充電可能な最大電圧は、前記複数の既存の急速充電規格の次世代以降の規格により規格化される予定の電圧のうちでより高い側の電圧以上の電圧であり、
前記制御装置は、前記受電口に前記外部充電器が接続された場合に、前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックどうしの接続を切り替えて、充電可能な電圧を前記外部充電器の給電可能な最大電圧に近づける制御処理を実行することを特徴とする車両用の電源装置。

【請求項2】

前記最大電圧は、前記既存の急速充電規格から前記次世代の規格への推移に基づいて設定される請求項１に記載の車両用の電源装置。

【請求項3】

前記受電口に前記複数の既存の急速充電規格のなかのいずれかの規格を準拠した前記外部充電器が接続された場合に、前記ジャンクションボックスによる前記複数のバッテリパックどうしの接続には少なくとも一つの並列接続が存在する請求項１または２に記載の車両用の電源装置。

【請求項4】

前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックの全てが並列に接続された状態での充電可能な最小電圧は、前記複数の既存の急速充電規格により規格化された電圧に基づいて設定される請求項１または２に記載の車両用の電源装置。

【請求項5】

前記外部充電器による充電中以外に、前記制御装置は、前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックどうしの接続に少なくとも一つの並列接続が存在する接続に切り替える制御処理を実行する請求項１または２に記載の車両用の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用の電源装置に関し、より詳細には、車両の走行用モータの電力源として複数のバッテリパックを備える車両用の電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリの直並列を切り替え可能とする直並列切り替えリレーを備えた車両用の電源装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明は、車両の充電インフラストラクチャの現状の４００Ｖから８００Ｖの移行の過渡期に生じる車両用の電源装置と充電インフラストラクチャとの仕様の異なりへの対処として、外部充電器の給電可能な電圧に基づいて、第一バッテリと第二バッテリの直並列を切り替えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５０６１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、現状で普及している車両用の外部充電器は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）や米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）などで承認された複数の既存の急速充電規格に準拠している。よって、車両用の電源装置としては、特許文献１に記載の発明のように、複数の既存の急速充電規格のなかのいずれかの規格を準拠した外部充電器により充電可能な構成であればよい。

【0005】

しかし、脱炭素社会の実現に向けて全世界的に電気車両の普及がより進むと、既存の急速充電規格と異なる規格になる可能性が高い。例えば、外部充電器による充電時に要する時間をより短縮するために、外部充電器の給電可能な電圧が既存の急速充電規格により規格化された電圧よりも高い電圧になる可能性がある。そこで、既存の急速充電規格が変更される度に変更された新しい規格に対応した電源装置に交換することや車両自体を交換することを回避するために、車両用の電源装置には、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器が必須になっている。特許文献１に記載の電源装置も例外ではない。

【0006】

しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器は、将来的な規格の変更に対応するための備えであり、既存の急速充電規格に対応するには不必要となっている。ＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器は、車両への搭載品の増加やそれに伴う重量増の要因となっていることに加えて、既存の急速充電規格に準拠した外部充電器からの充電時に降圧器を介すことによる充電効率の悪化の要因にもなっている。このように、既存の急速充電規格への対応に不必要な装置を利用せずに、外部充電器の将来的な規格の変更に対応するには改善の余地がある。

【0007】

本開示の目的は、既存の急速充電規格への対応に不必要な装置を利用せずに、外部充電器の将来的な規格の変更に対応することが可能な車両用の電源装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成する本発明の一態様の車両用の電源装置は、走行用モータの電力源である複数のバッテリパックと、それらの複数のバッテリパックどうしの接続を切り替えるジャンクションボックスと、このジャンクションボックスを介して前記複数のバッテリパックに接続されている受電口と、制御装置と、を備え、前記受電口に複数の既存の急速充電規格のなかのいずれかの規格を準拠した外部充電器が接続されて前記複数のバッテリパックが充電される車両用の電源装置において、前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックの全てが直列に接続された状態での充電可能な最大電圧は、前記複数の既存の急速充電規格の次世代以降の規格により規格化される予定の電圧のうちでより高い側の電圧以上の電圧であり、前記制御装置は、前記受電口に前記外部充電器が接続された場合に、前記ジャンクションボックスにより前記複数のバッテリパックどうしの接続を切り替えて、充電可能な電圧を前記外部充電器の給電可能な最大電圧に近づける制御処理を実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、外部充電器が準拠する規格が、既存の急速充電規格の次世代以降の規格であっても、ジャンクションボックスによる複数のバッテリパックどうしの接続の切り替えで対応することができる。これにより、既存の急速充電規格に対応するためには不必要なＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器を利用することなく、外部充電器の規格の変更に対応することができる。また、充電可能な電圧を外部充電器の給電可能な最大電圧に近づけることで、充電効率を高めることができる。このように、本発明の一態様によれば、降圧器による重量増や車両への搭載性の悪化を回避しつつ、降圧器による充電効率の悪化も回避する構成でありながら、高い充電効率により充電に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両用の電源装置の実施形態を例示する説明図であり、複数のバッテリパックの全てが直列に接続された状態を示す。

【図2】複数の急速充電規格およびそれらの次世代以降の規格により規格化された電圧と、複数のバッテリパックにおける最小電圧と最大電圧とを比較するグラフ図である。

【図3】車両用の電源装置の実施形態を例示する説明図であり、複数のバッテリパックの全てが並列に接続された状態を示す。

【図4】車両用の電源装置の実施形態を例示する説明図であり、直列に接続された二つのバッテリパックを一組とし、複数組のバッテリパックが並列に接続された状態を示す。

【図5】車両用の電源装置の実施形態を例示する説明図であり、複数のバッテリパックの半数が直列に接続されたバッテリパックどうしが並列に接続された状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、車両用の電源装置を、図に示す実施形態に基づいて説明する。

【0012】

図１に例示する車両用の電源装置１０の実施形態は、図示しない公知の車両に搭載されていて、複数のバッテリパック１１が車両の走行用モータの電力源となっている。電源装置１０は、複数のバッテリパック１１、ジャンクションボックス１２、受電口１３、および、制御装置１４を備えている。電源装置１０は、受電口１３が外部充電器１に接続されて、複数のバッテリパック１１が充電される。

【0013】

外部充電器１は、公知の充電スタンドなどの急速充電設備に設置されている。外部充電器１は、複数の既存の急速充電規格（急速充電用標準規格、電気自動車急速充電規格）のうちのいずれかの規格を準拠している。複数の急速充電規格としては、国際電気標準会議や米国自動車技術者協会など各団体で承認されたＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）規格、ＧＢ／Ｔ（中国推薦性国家標準）規格、ＣＣＳ（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）規格（欧州ＣＳＳと北米ＣＳＳとの二つの規格の総称）、テスラ社の専用の規格（以下、テスラ規格）の四つの規格が例示される。なお、複数の急速充電規格は、例示した四つの規格が全世界的に主流となっているが、四つの規格に限定されるものではなく、テスラ規格のように車両製造メーカや急速充電器製造メーカの独自の規格であってもよい。本開示において、既存の規格とは、その規格を準拠した外部充電器１が既に運用されていることを示している。

【0014】

バッテリパック１１は、公知のバッテリパックを用いることができる。バッテリパック１１は、内部に多数の単電池（バッテリセルやバッテリモジュール）を有していて、それらの多数の単電池の全てが直列に接続されている。複数のバッテリパック１１どうしは、ジャンクションボックス１２により直並列が切り替え可能に構成されている。複数のバッテリパック１１は、全てが直列に接続された状態での充電可能な最大電圧Ｖｍａｘが、複数の急速充電規格の次世代以降の規格で規格化される予定の電圧のうちでより高い側の電圧Ｖｈ以上の電圧になっている。また、複数のバッテリパック１１は、全てが並列に接続された状態での充電可能な最小電圧Ｖｍｉｎが、複数の急速充電規格で規格化された電圧のうちでより低い側の電圧Ｖｌ以下の電圧になっている。

【0015】

次世代以降の規格とは、既に公知となっている開発中の規格（次世代の規格を含む）を示し、その規格を準拠した外部充電器１が未だ運用されていないことを示している。なお、次世代以降の規格には、開発が進行しているが未発表の規格は含まれないものとする。次世代以降の規格は、将来的に既存の規格の代わりに普及する可能性が高い。それ故、電源装置１０は、既存の規格のみではなく、次世代以降の規格にも対応させることが重要となっている。複数の急速充電規格の次世代以降の規格としては、ＣＨＡｄｅＭＯ規格とＧＢ／Ｔ規格とを統一する方向で進められている次世代超高出力充電規格（プロジェクトコード：ＣｈａｏＪｉ規格）やＣＳＳ規格の次世代規格（ＣＳＳ３．０）が例示される。

【0016】

図２には、複数の急速充電規格およびそれらの次世代以降の規格により規格化された電圧（Ｖ１～Ｖ７）と、複数のバッテリパック１１の全てが並列に接続された状態で充電可能な最小電圧Ｖｍｉｎと、複数のバッテリパック１１の全てが直列に接続された状態での充電可能な最大電圧Ｖｍａｘと、を示す。規格化された電圧は、地域により図に示した電圧に対して多少の高低があるが、本開示では、それぞれの規格のロードマップに従った電圧とする。電圧Ｖ１、電圧Ｖ２は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格により規格化された電圧を示し、電圧Ｖ３は、ＧＢ／Ｔ規格で規格化された電圧を示す。電圧Ｖ４は、ＣｈａｏＪｉ規格で規格化された電圧を示す。電圧Ｖ５は、北米ＣＳＳ規格で規格化された電圧を示し、電圧Ｖ６は、欧州ＣＳＳ規格で規格化された電圧を示す。電圧Ｖ７は、ＣＳＳ規格の次世代の規格で規格化された電圧を示す。なお、図に示した規格化された電圧は、当業者であれば、各団体での承認の発表や開発発表などに基づいて電源装置１０の設計段階で予め把握することが可能になっている。

【0017】

高い側の電圧Ｖｈは、次世代以降の規格により規格化される予定の電圧のうちでより高い側（例えば、電圧Ｖ４、電圧Ｖ７）の電圧を示している。高い側の電圧Ｖｈは、未だ運用されていないことから規格化される予定の電圧と定義している。高い側の電圧Ｖｈは、次世代以降の規格により規格化される予定の電圧のうちで最も高い電圧でもよいが、場合によっては最も高い電圧でなくてもよい。例えば、既存の急速充電規格の主流は地域により異なっている（例えば、日本ではＣＨＡｄｅＭＯ規格が主流であり、中国ではＧＢ／Ｔ規格が主流であり、米欧州ではＣＳＳ規格が主流である）。そこで、高い側の電圧Ｖｈは、電源装置１０を搭載した車両が走行する地域で主流となっている既存の急速充電規格の次世代以降の規格で規格化される予定の電圧であってもよい。なお、次世代以降の規格により規格化される予定の電圧は、既存の急速充電規格の推移から分かるとおり、既存の急速充電規格により規格化された電圧よりも高い電圧となることが予想される。

【0018】

最大電圧Ｖｍａｘは、高い側の電圧Ｖｈよりも高い電圧であることが望ましい。最大電圧Ｖｍａｘがより高い電圧であればその分、未だ発表もされていない次々世代以降の規格により規格される予定の電圧にも対応可能になる。詳述すると、最大電圧Ｖｍａｘは、その上限が既存の急速充電規格から次世代の規格への推移に基づいて設定されることが望ましい。つまり、最大電圧Ｖｍａｘは、その推移から予想される次々世代以降の規格により規格される予定の電圧に近い電圧に設定されることがより望ましい。例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ規格からＣｈａｏＪｉ規格の推移（電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ４の順に推移）では、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１の２倍になっていて、電圧４が電圧Ｖ２の１．５倍になっている。ＧＢ／Ｔ規格からＣｈａｏＪｉ規格の推移（電圧Ｖ３、電圧Ｖ４の順に推移）では、電圧Ｖ４が電圧Ｖ３の２倍になっている。ＣＳＳ規格の推移（電圧Ｖ５、Ｖ６から電圧Ｖ７への推移）では、電圧Ｖ７が電圧Ｖ５の２．５倍、電圧Ｖ６の約１．７倍になっている。つまり、本願出願時における既存の急速充電規格から次世代以降の規格への推移では、次世代以降の規格により規格化される予定の電圧が既存の規格により規格化された電圧の１．５倍以上、２．５倍以下となっていることが分かる。そこで、本願出願時における最大電圧Ｖｍａｘの上限としては、高い側の電圧Ｖｈの１．５倍以上、２．５倍以下であることが望ましい。最大電圧Ｖｍａｘが高い側の電圧Ｖｈの１．５倍未満の場合に、次々世代以降の急速充電規格により規格化される予定の電圧に対応することができなくなる可能性が高い。また、最大電圧Ｖｍａｘが高い側の電圧Ｖｈの２．５倍よりも高くなる場合に、複数のバッテリパック１１の重量の増加や車両への搭載性の悪化などのデメリットが大きくなる。そこで、最大電圧Ｖｍａｘの上限が、既存の急速充電規格から次世代の規格への推移に基づいて設定されることで、将来的な備えには十分で、かつ、複数のバッテリパック１１が増えることにより生じるデメリットを最小限に抑えるには有利になる。

【0019】

例えば、最大電圧Ｖｍａｘは、高い側の電圧Ｖｈを電圧Ｖ４または電圧Ｖ７とした場合に、１．５ｋＶ以上の電圧になり、より望ましくは２．２５ｋＶ～３．７５ｋＶの範囲内の電圧になる。最大電圧Ｖｍａｘがより高い値になるほど、複数のバッテリパック１１の総重量が重くなり、車両への搭載性が悪化する。一方で、最大電圧Ｖｍａｘがより小さい値になるほど、将来的な規格変更への対応が難しくなる。よって、最大電圧Ｖｍａｘは、電源装置１０の設計段階で把握できている将来的な規格変更を考慮して、適宜、設定することが望ましい。

【0020】

最大電圧Ｖｍａｘは、最小電圧Ｖｍｉｎと複数のバッテリパック１１の総数Ｎと、に基づいている。最小電圧Ｖｍｉｎは、複数のバッテリパック１１の全てが並列に接続された状態での充電可能な電圧であり、一つのバッテリパック１１に充電可能な電圧でもある。以下に、最小電圧Ｖｍｉｎおよび総数Ｎについて詳述する。

【0021】

低い側の電圧Ｖｌは、複数の既存の急速充電規格により規格化された電圧のうちでより低い側（例えば、電圧Ｖ１、電圧Ｖ３、電圧Ｖ５）の電圧を示している。低い側の電圧Ｖｌは、複数の既存の急速充電規格により規格化さえた電圧のうちで最も高い電圧でもよいが、場合によっては最も高い電圧でなくてもよい。低い側の電圧Ｖｌは、電源装置１０を搭載した車両が走行する地域で主流となっている既存の急速充電規格により規格化された電圧のうちで最も低い電圧であってもよい（例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ規格では電圧Ｖ１、北米ＣＳＳ規格では電圧Ｖ５、欧州ＣＳＳ規格では電圧Ｖ６）。

【0022】

最小電圧Ｖｍｉｎは、複数の既存の急速充電規格により規格化された電圧に基づいて設定されることが望ましい。最小電圧Ｖｍｉｎは、ジャンクションボックス１２による複数のバッテリパック１１どうしの接続を切り替えることで、複数の既存の急速充電規格により規格化された電圧のより低い側の電圧Ｖｌに対応可能な電圧であることがより望ましい。つまり、最小電圧Ｖｍｉｎは、既存の複数の急速充電規格により規格化された電圧の最大公約数的な電圧であることが望ましい。なお、最小電圧Ｖｍｉｎは、既存の全ての急速充電規格により規格化された電圧に対応する必要はなく、電源装置１０を搭載した車両が走行する地域に応じて選択された急速充電規格により規格化された電圧に対応できればよい。例えば、最小電圧ＶｍｉｎをＣＨＡｄｅＭＯ規格の電圧Ｖ１相当に設定することで、複数のバッテリパック１１どうしの接続によりＣＨＡｄｅＭＯ規格の電圧Ｖ２やＣＳＳ規格により規格化された電圧Ｖ５やＶ６に対応可能になる。なお、最小電圧Ｖｍｉｎは、規格化された電圧により充電可能な電圧であり、規格化された電圧よりも低い電圧になる。つまり、本願出願時における最小電圧Ｖｍｉｎを電圧Ｖ１相当に設定することは、例えば、最小電圧Ｖｍｉｎを３５０Ｖ～４００Ｖ程度の電圧に設定することになる。

【0023】

電源装置１０におけるバッテリパック１１の総数Ｎは、最小電圧Ｖｍｉｎと総数Ｎとの乗算した値が高電圧Ｖｈよりも大きくなることを条件に、その総数Ｎの重複も含めた素因数の数が二つ以上であることが望ましい。バッテリパック１１の総数Ｎの重複も含めた素因数の数が二つ以上であれば、ジャンクションボックス１２による直並列の切り替えにより、複数のバッテリパック１１の全てが直列に接続された状態と全てが並列に接続された状態との他に、直列に接続された状態の一組のバッテリパック１１が複数組、並列に接続された状態が存在する。さらに、バッテリパック１１の総数Ｎは、その総数Ｎの重複も含めた素因数の数が三つ以上、または、その総数Ｎの相違なる素因数の数が二つ以上かつその総数の重複も含めた素因数の数が二つ以上、であることが望ましい。バッテリパック１１の総数Ｎがそのような条件を満たすと、前述の三つの状態に加えて、複数のバッテリパック１１の半数が直列に接続された状態と残りの半数が直列に接続された状態とが互いに並列に接続された状態が存在する。このように、バッテリパック１１の総数Ｎにより、複数のバッテリパック１１の接続状態の数が増えることで、複数のバッテリパック１１の充電可能な電圧が段階的になり、様々な充電の規格に対応させるには有利になる。

【0024】

ジャンクションボックス１２は、複数のバッテリパック１１どうしの接続を切り替える装置であり、公知のジャンクションボックスを用いることができる。ジャンクションボックス１２は、多数のスイッチ１５を有しており、これらの多数のスイッチ１５の入り切りが制御装置１４により制御されている。ジャンクションボックス１２は、複数のバッテリパック１１の全てが直列に接続された状態と全てが並列に接続された状態とを切り替えることが可能であればよいが、それらの状態に加えて、直列に接続された状態の一組のバッテリパック１１が複数組、並列に接続された状態や、複数のバッテリパック１１の半数が直列に接続された状態と残りの半数が直列に接続された状態に切り替えることが可能であることが望ましい。つまり、ジャンクションボックス１２は、複数のバッテリパック１１どうしの接続の切り替えにより、複数のバッテリパック１１の充電可能な電圧が三段階以上の段階に調節可能な構成であることが望ましい。

【0025】

受電口１３は、公知の受電口を用いることができる。受電口１３は、外部充電器１に接続されるが、既存の規格により形状などが異なる。そのため、受電口１３は、既存の規格のうちのいくつかの規格に対応するように、別途、アダプタを取り付けることでそれらの規格に対応可能な構造になっていることが望ましい。

【0026】

制御装置１４は、公知の種々のコンピュータを用いることができる。制御装置１４は、中央演算処理部、主記憶部、補助記憶部、入出力部を有している。制御装置１４は、受電口１３を介して、外部充電器１から外部充電器１の給電可能な電圧Ｖｍを含むデータを受信し、そのデータに基づいて、ジャンクションボックス１２の多数のスイッチ１５の入り切りを制御する。なお、制御装置１４は、ジャンクションボックス１２の内部に配置されてもよく、車両の制御を行う車両用制御装置であってもよい。

【0027】

制御装置１４は、受電口１３に外部充電器１が接続された場合に、ジャンクションボックス１２により複数のバッテリパック１１どうしの接続を切り替えて、充電可能な電圧を外部充電器１の給電可能な電圧Ｖｍに近づける制御処理を実行する。給電可能な電圧Ｖｍは、外部充電器１が準拠する規格で規格化された電圧であり、外部充電器１が準拠する規格ごとに異なる。外部充電器１が準拠する規格が既存の複数の急速充電規格の場合に、給電可能な電圧Ｖｍは、図２の電圧Ｖ１～電圧Ｖ３、電圧Ｖ５、電圧Ｖ６のいずれかが例示される。また、外部充電器１が準拠する規格が次世代以降の規格の場合に、給電可能な電圧Ｖｍは、図２の電圧Ｖ４、電圧Ｖ７のどちらかが例示される。給電可能な電圧Ｖｍに近づけた充電可能な電圧は、給電可能な電圧Ｖｍ未満の電圧であることが望ましい。また、給電可能な電圧Ｖｍに近づけた充電可能な電圧は、複数のバッテリパック１１どうしの接続により段階的に変化する電圧のうちで、給電可能な電圧Ｖｍ未満で、かつ、最も高い電圧であることがより望ましい。

【0028】

制御装置１４は、外部充電器１による充電中以外に、ジャンクションボックス１２により複数のバッテリパック１１どうしの接続に少なくとも一つの並列接続が存在する接続に切り替える制御処理を実行する。外部充電器１による充電中以外に、複数のバッテリパック１１どうしは、全てが並列に接続されることが望ましい。これにより、車両の走行中は、走行用モータなどに供給可能な電力量を最大限確保することが可能となり、車両の航続距離を延ばすには有利になる。

【0029】

図１、図３～図５は、ジャンクションボックス１２による複数のバッテリパック１１の総数Ｎを六つ（相違なる素因数の数が二つ、かつ、重複も含めた素因数の数が二つ）とした接続状態の一例を示している。また、一つのバッテリパック１１の充電可能な最小電圧Ｖｍｉｎは、４００Ｖを一例とする。図１に示す、複数のバッテリパック１１の全てが直列に接続された状態では、電源装置１０の充電可能な電圧（最大電圧Ｖｍａｘ）が２４００Ｖになる。図３に示す、複数のバッテリパック１１の全てが並列に接続された状態では、電源装置１０の充電可能な電圧（最小電圧Ｖｍｉｎ）が４００Ｖになる。図４に示す、直列に接続された二つのバッテリパック１１を一組とし、三組のバッテリパック１１が並列に接続された状態では、電源装置１０の充電可能な電圧が８００Ｖになる。図５に示す、直列に接続された三つ（総数の半数）のバッテリパック１１どうしが並列に接続された状態では、電源装置１０の充電可能な電圧が１２００Ｖになる。

【0030】

電源装置１０は、既存の複数の急速充電規格やそれらの次世代以降の規格により規格化された電圧であれば、図３～図５に示す状態で対応することが可能となっている。つまり、受電口１３に既存の複数の急速充電規格のいずれかの規格に準拠した外部充電器１が接続された場合に、ジャンクションボックス１２による複数のバッテリパック１１どうしの接続には少なくとも一つの並列接続が存在する。例えば、ＣＨＡｄｅＭＯ規格に準ずる外部充電器１による充電時には、制御装置１４により、ジャンクションボックス１２に複数のバッテリパック１１の全てを並列に接続させて、充電可能な電圧を調節する。また、ＣＳＳ規格に準ずる外部充電器１による充電時には、制御装置１４により、ジャンクションボックス１２に直列に接続された二つのバッテリパック１１を一組とし、三組のバッテリパック１１を並列に接続させて、充電可能な電圧を調節する。また、開発中のＣｈａｏＪｉ規格に準ずる外部充電器１による充電時には、制御装置１４により、ジャンクションボックス１２に直列に接続された三つ（総数の半数）のバッテリパック１１どうしを並列に接続させて、充電可能な電圧を調節する。さらに、既存の複数の急速充電規格やそれらの次世代以降の規格に準拠しておらず、未だ発表もされていない次々世代以降の規格に準拠した外部充電器１による充電時には、制御装置１４により、ジャンクションボックス１２に複数のバッテリパック１１の全てを直列に接続させて、充電可能な電圧を調節する。

【0031】

以上のように、本実施形態によれば、外部充電器１が準拠する規格が、既存の急速充電規格の次世代以降の規格であっても、ジャンクションボックス１２による複数のバッテリパック１１どうしの接続の切り替えで対応することができる。このように、複数のバッテリパック１１の接続の切り替えのみで充電可能な電圧を調節することで、受電口１３からジャンクションボックス１２を経由して複数のバッテリパック１１までの充電回路には、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器を設ける必要がなくなる。それ故、既存の急速充電規格への対応では不必要なＤＣ／ＤＣコンバータなどの降圧器を利用することなく、外部充電器１の規格の変更に対応することができる。

【0032】

また、本実施形態は、ジャンクションボックス１２による複数のバッテリパック１１どうしの接続の切り替えにより、充電可能な電圧を段階的に変更することが可能である。それ故、充電可能な電圧を外部充電器１の給電可能な電圧Ｖｍに近づけることができる。これにより、充電効率を高めることができる。このように、本実施形態によれば、降圧器による重量増や車両への搭載性の悪化を回避しつつ、降圧器による充電効率の悪化も回避する構成でありながら、高い充電効率により充電に要する時間を短縮することができる。さらに、本実施形態によれば、電力に関する効率を示す指標である電費も向上することができる。

【0033】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の車両用の電源装置は特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0034】

既述した実施形態の説明での高い側の電圧Ｖｈ、最大電圧Ｖｍａｘ、および、最小電圧Ｖｍｉｎは、一例であり、本開示はその数値が限定されるものではない。それらの電圧は、電源装置１０の設計段階で把握されている複数の既存の急速充電規格や次世代以降の規格に応じた適切な値に設定されることが望ましい。つまり、電源装置１０の設計段階で、外部充電器１が準拠する急速充電規格が新しい規格に変更されたことや、準拠する急速充電規格の次世代以降の規格の開発が公知になったことを把握した場合に、それらの電圧は、その新しい規格や次世代以降の規格に応じた値に設定される。

【0035】

最小電圧Ｖｍａｘは、低い側の電圧Ｖｌよりも低い電圧として、直列接続された二つあるいは三つのバッテリパック１１の電圧を低い側の電圧Ｖｌに対応させることもできる。これにより、バッテリパック１１の総数がより増えることになるが、一つのバッテリパック１１を短小軽量化することが可能となる。これにより、複数のバッテリパック１１の配置の自由度が増す。

【符号の説明】

【0036】

１ 外部充電器
１０ 電源装置
１１ バッテリパック
１２ ジャンクションボックス
１３ 受電口
１４ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】