特開 2024-12885 電気回路

(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】P2024012885

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】電気回路

(51)【国際特許分類】

   H02H 9/02 20060101AFI20240124BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240124BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240124BHJP

   B60L 50/60 20190101ALN20240124BHJP

   B60L 58/10 20190101ALN20240124BHJP

   B60L 58/27 20190101ALN20240124BHJP

【ＦＩ】

H02H9/02 D

H02J7/00 302B

H02J1/00 309R

B60L50/60

B60L58/10

B60L58/27

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114667

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】松田 英亮

【テーマコード（参考）】

5G013

5G165

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G013AA02

5G013BA01

5G013CA07

5G165BB05

5G165EA02

5G165GA09

5G165NA02

5G165NA04

5G503AA01

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503BB02

5G503DA17

5G503FA17

5H125AA01

5H125AC12

5H125BC01

5H125BC19

5H125CD04

5H125CD09

5H125DD05

5H125FF27

(57)【要約】

【課題】プリチャージ回路を削減することで、部品点数および重量を削減することが可能な電気回路を提供する。
【解決手段】電源と、負荷回路とを接続可能な電気回路であって、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第１端とを接続および遮断する第１断接装置と、前記電源の第２端と、前記負荷回路の第２端とを接続および遮断する第２断接装置と、前記第１断接装置と並列に前記電源の第１端と前記負荷回路の第１端とを接続するヒーターと、を備え、前記ヒーターは、抵抗器と、前記抵抗器と直列に接続された少なくとも１つ以上のスイッチ素子とを備え、前記抵抗器および前記スイッチ素子を介して、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第２端または前記電源の第２端とを接続し、前記電源により前記ヒーターを介して前記負荷回路が充電された後、前記第１断接装置が接続状態にされる、電気回路。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源と、負荷回路とを接続可能な電気回路であって、
前記電源の第１端と、前記負荷回路の第１端とを接続および遮断する第１断接装置と、
前記電源の第２端と、前記負荷回路の第２端とを接続および遮断する第２断接装置と、
前記第１断接装置と並列に前記電源の第１端と前記負荷回路の第１端とを接続するヒーターと、
を備え、
前記ヒーターは、
抵抗器と、前記抵抗器と直列に接続された少なくとも１つ以上のスイッチ素子とを備え、
前記抵抗器および前記スイッチ素子を介して、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第２端または前記電源の第２端とを接続し、
前記電源により前記ヒーターを介して前記負荷回路が充電された後、前記第１断接装置が接続状態にされる、
電気回路。

【請求項2】

前記ヒーターは、前記抵抗器を介して、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第２端とを接続する、
請求項１に記載の電気回路。

【請求項3】

前記抵抗器と、前記負荷回路の第１端との間に、前記充電と逆方向に流れる電流を阻止するダイオードが設けられている、
請求項２に記載の電気回路。

【請求項4】

前記電源は、二次電池であり、
前記ヒーターは、前記二次電池を加温する装置である、
請求項２に記載の電気回路。

【請求項5】

前記ヒーターは、
前記抵抗器と、前記電源の第１端との間に設けられた電磁開閉器と、
前記抵抗器と、前記負荷回路の第２端との間に設けられた半導体スイッチ素子と、
を備える、
請求項２に記載の電気回路。

【請求項6】

前記第１断接装置が遮断状態且つ前記第２断接装置が接続状態において前記電源により前記ヒーターを介して前記負荷回路が充電された後、前記第１断接装置が接続状態にされる、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気回路。

【請求項7】

前記第１断接装置は、前記電源の第１端と前記ヒーターの一端とを接続する第１ノードと、前記負荷回路との間に設けられる、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気回路。

【請求項8】

前記第２断接装置は、前記電源の第２端と、前記電源の第２端と前記ヒーターの他端とを接続する第２ノードとの間に設けられる、
請求項７に記載の電気回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気回路に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球環境上の悪影響の軽減や自然災害の抑制の観点から、全エネルギーミックスにおける再生可能エネルギーの割合を拡大すること、汚染を生じる化石発電所を段階的に廃止することが要求されている。自動車の分野においては、特に、気候関連災害の観点からＣＯ_２削減のために、電気自動車への関心が高まっている。電気自動車のバッテリシステムにおいては、例えば、電源投入時等、バッテリを負荷回路に接続する際に生じる突入電流を抑制するために、バッテリと負荷回路とを接続する電気回路内に、プリチャージ抵抗およびプリチャージコンタクタにより構成されるプリチャージ回路が設けられている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－６３１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の電気自動車のバッテリシステムにおいて、プリチャージ回路は電源投入時等に生じる突入電流を抑制するためだけに設けられている。このような使用目的および使用タイミングが限定的なプリチャージ回路が存在することで、部品点数および重量の増大につながり、またコスト増の要因となっていた。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、プリチャージ回路を削減することで、部品点数および重量を削減することが可能な電気回路を提供することを目的の一つとする。そして、延いては、バッテリシステム全体を小型軽量化し、エネルギー効率の改善を図ることを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る電気回路は、以下の構成を採用した。
（１）この発明の一態様の電気回路は、電源と、負荷回路とを接続可能な電気回路であって、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第１端とを接続および遮断する第１断接装置と、前記電源の第２端と、前記負荷回路の第２端とを接続および遮断する第２断接装置と、前記第１断接装置と並列に前記電源の第１端と前記負荷回路の第１端とを接続するヒーターと、を備え、前記ヒーターは、抵抗器と、前記抵抗器と直列に接続された少なくとも１つ以上のスイッチ素子とを備え、前記抵抗器および前記スイッチ素子を介して、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第２端または前記電源の第２端とを接続し、前記電源により前記ヒーターを介して前記負荷回路が充電された後、前記第１断接装置が接続状態にされるものである。

【0007】

（２）の態様は、上記（１）の態様に係る電気回路において、前記ヒーターは、前記抵抗器を介して、前記電源の第１端と、前記負荷回路の第２端とを接続するものである。

【0008】

（３）の態様は、上記（２）の態様に係る電気回路において、前記抵抗器と、前記負荷回路の第１端との間に、前記充電と逆方向に流れる電流を阻止するダイオードが設けられているものである。

【0009】

（４）の態様は、上記（２）の態様に係る電気回路において、前記電源は、二次電池であり、前記ヒーターは、前記二次電池を加温する装置であるものである。

【0010】

（５）の態様は、上記（２）の態様に係る電気回路において、前記ヒーターは、前記抵抗器と、前記電源の第１端との間に設けられた電磁開閉器と、前記抵抗器と、前記負荷回路の第２端との間に設けられた半導体スイッチ素子と、を備えるものである。

【0011】

（６）の態様は、上記（１）から（５）のいずれかの態様に係る電気回路において、前記第１断接装置が遮断状態且つ前記第２断接装置が接続状態において前記電源により前記ヒーターを介して前記負荷回路が充電された後、前記第１断接装置が接続状態にされるものである。

【0012】

（７）の態様は、上記（１）から（５）のいずれかの態様に係る電気回路において、前記第１断接装置は、前記電源の第１端と前記ヒーターの一端とを接続する第１ノードと、前記負荷回路との間に設けられるものである。

【0013】

（８）の態様は、上記（７）の態様に係る電気回路において、前記第２断接装置は、前記電源の第２端と、前記電源の第２端と前記ヒーターの他端とを接続する第２ノードとの間に設けられるものである。

【発明の効果】

【0014】

上記（１）～（８）の態様によれば、プリチャージ回路を削減することで、部品点数および重量を削減することができる。また、ヒーターは、従来のプリチャージ抵抗と比較すると電力容量が大きいため、負荷回路側のプリチャージに必要な電力が大きい場合でもサイズの増大なくプリチャージが可能となる。ヒーターは、プリチャージ後は本来の加温処理を実現するヒーターとして動作することができる。
上記（２）の態様によれば、第１断接装置が遮断状態である場合はヒーターに通電しないため、安全性を保つことができる。
上記（３）の態様によれば、負荷回路側から電源側または負荷回路側での短絡を防止することができる。
上記（４）の態様によれば、始動時に適温よりも低いバッテリを始動処理時の発熱で加温することができる。
上記（５）の態様によれば、負荷回路側と電源側が絶縁され安全性が保たれるとともに、ヒーターを２つの異なるスイッチで制御および保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係る車両Ｍの構成の一例を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る電気回路ＥＣの構成の一例を示す図である。

【図3】第１実施形態に係る制御部４０により実行されるプリチャージ処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図4】第２実施形態に係る電気回路ＥＣ－１の構成の一例を示す図である。

【図5】第２実施形態に係る制御部４０により実行されるプリチャージ処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図6】実施形態に係る電気回路のプリチャージ処理の動作例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し、本発明の電気回路の実施形態について説明する。実施形態の電気回路は、電動車両（以下、「車両Ｍ」）に設けられる電源と、電源により供給される電力を利用する各種負荷（例えば、電力を消費する機器、装置、設備）との間に設けられる。この電気回路は、プリチャージ回路を備えておらず、車載の各種ヒーターに備えられる抵抗器をプリチャージ回路の代わりに利用する（すなわち、ヒーター回路の抵抗をプリチャージ抵抗と兼用する）。これにより、部品点数および重量を削減することができる。

【0017】

尚、車両Ｍは、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いはバッテリの放電電力を使用して動作する。以下、車両Ｍは、例えば、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等、車載のバッテリから供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する電動車両であるものとする。

【0018】

＜第１実施形態＞
［車両Ｍ］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る車両Ｍの構成の一例を示す図である。車両Ｍは、例えば、モータ１０と、駆動輪１２と、ブレーキ装置１４と、車両センサ２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、制御部４０と、バッテリ５０と、バッテリヒーター５２と、空調装置６０とを備える。車両Ｍは、「車両」の一例である。

【0019】

モータ１０は、例えば、三相交流電動機である。モータ１０のロータは、駆動輪１２に連結される。モータ１０は、バッテリ５０から供給される電力を用いて動力を駆動輪１２に出力する。また、モータ１０は、車両の減速時に車両の運動エネルギーを用いて発電する。

【0020】

ブレーキ装置１４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータとを備える。ブレーキ装置１４は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。ブレーキ装置１４は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

【0021】

車両センサ２０は、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付けるアクセルペダルに取り付けられる。アクセル開度センサは、アクセルペダルの操作量を検出し、検出された操作量をアクセル開度として制御部４０に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備える。車速センサは、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両の速度（車速）を導出し、導出された速度情報を制御部４０に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられる。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルの操作量を検出し、検出された操作量をブレーキ踏量として制御部４０に出力する。

【0022】

ＰＣＵ３０は、例えば、変換器３２と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３４とを備える。変換器３２は、バッテリ５０とモータ１０との間に接続される。変換器３２は、ＶＣＵ３４により出力された電力をモータ１０に対応する電力に変換してモータ１０に供給する。変換器３２は、例えば、ＡＣ－ＤＣ変換器である。変換器３２の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ３４を介してバッテリ５０が接続される。変換器３２は、モータ１０により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力する。

【0023】

ＶＣＵ３４は、バッテリ５０とモータ１０との間に接続される。ＶＣＵ３４は、バッテリ５０から供給される電力を昇圧または降圧して、直流リンクＤＬに出力する。ＶＣＵ３４は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。

【0024】

制御部４０は、車両Ｍの全体の動作を制御する。制御部４０は、例えば、車両Ｍの始動時等にバッテリ５０を負荷に接続する際に、負荷のプリチャージのための制御を行う。その他、制御部４０は、例えば、車両センサ２０により出力された情報に基づいて、モータ１０およびブレーキ装置１４を制御する。また、制御部４０は、例えば、車両センサ２０により出力された情報に基づいて、モータ１０に対して供給される電力を調整するために、ＶＣＵ３４を制御する。また、制御部４０は、例えば、入力インターフェース（図示しない）を介して車両Ｍの乗員により入力された指示に基づいて、空調装置６０を制御する。

【0025】

制御部４０の機能部の各々は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコンピュータプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。制御部４０の機能部の各々は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御部４０の機能の各々は、それぞれ別体の制御装置、例えば、モータＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、バッテリ・ＶＣＵＥＣＵといった制御装置に組み込まれてもよい。

【0026】

バッテリ５０は、車両Ｍに搭載された各種部品に電力を供給する。バッテリ５０は、例えば、車両Ｍが走行するために用いる電力を蓄える蓄電部（不図示）を備えるバッテリパックである。バッテリ５０は、例えば、カセット式のバッテリパックなど、車両Ｍに対して容易に着脱可能な構成であってもよいし、車両Ｍに対する着脱が容易ではない据付式の構成であってもよい。バッテリ５０が備える蓄電部（不図示）は、例えば、リチウムイオン電池など、充放電可能な二次電池である。バッテリ５０が備える二次電池としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ナトリウムイオン電池などの他、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ、または二次電池とキャパシタとを組み合わせた複合電池なども考えられる。二次電池は、車両Ｍの外部の充電器（不図示）から導入される電力によって充電可能であってもよい。バッテリ５０は、ＦＣＳ（Fuel Cell Stack）であってもよい。バッテリ５０は、「電源」の一例である。

【0027】

バッテリヒーター５２は、例えば、制御部４０の制御に基づいて、バッテリ５０を加温するための高電圧ヒーターである。バッテリヒーター５２は、例えば、バッテリ起動時や冬場等の低温時に、バッテリ５０の性能を保証することを目的として設けられる。

【0028】

空調装置６０は、例えば、入力インターフェース（図示しない）を介して車両Ｍの乗員により入力された指示に基づく制御部４０の制御に応じて、車両Ｍの車室内の気温を調節する。空調装置６０は、例えば、車両Ｍの車室内の気温を上昇させるための暖房用ヒーター６２を備える。

【0029】

［電気回路ＥＣの構成］

【0030】

図２は、第１実施形態に係る電気回路ＥＣの構成の一例を示す図である。電気回路ＥＣは、バッテリ５０と、バッテリ５０により供給される電力を利用する各種負荷Ｌとの間に接続可能であり、この両者間の接続を制御する。電気回路ＥＣは、プリチャージ回路を備えておらず、車載の各種ヒーターに備えられる抵抗器をプリチャージ回路の代わりに利用する。車載の各種ヒーターには、例えば、バッテリヒーター５２、暖房用ヒーター６２等が含まれる。負荷Ｌには、例えば、モータ１０、車両センサ２０、ＰＣＵ３０、制御部４０等が含まれる。以下においては、プリチャージ回路の代わりに利用するヒーターとして、バッテリヒーター５２を利用する場合を例に挙げて説明する。負荷Ｌは、「負荷回路」の一例である。

【0031】

電気回路ＥＣは、例えば、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、およびバッテリヒーター５２により構成される。第１コンタクタＣＮＴ１は、制御部４０の制御に基づいて、バッテリ５０の第１端ＢＴ１（例えば、正極端）と、負荷Ｌの第１端ＬＴ１（例えば、正極端）とを接続および遮断する。第２コンタクタＣＮＴ２は、制御部４０の制御に基づいて、バッテリ５０の第２端ＢＴ２（例えば、負極端）と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２（例えば、負極端）とを接続および遮断する。バッテリヒーター５２は、第１コンタクタＣＮＴ１と並列にバッテリ５０の第１端ＢＴ１と負荷Ｌの第１端ＬＴ１とを接続する。第１コンタクタＣＮＴ１は、「第１断接装置」の一例である。第２コンタクタＣＮＴ１は、「第２断接装置」の一例である。

【0032】

バッテリヒーター５２は、例えば、抵抗器Ｒ、および抵抗器Ｒと直列に接続された少なくとも１つ以上のスイッチ素子（第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２）を備える。バッテリヒーター５２は、抵抗器Ｒおよびスイッチ素子（第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２）を介して、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２またはバッテリ５０の第２端ＢＴ２とを接続する。バッテリヒーター５２は、抵抗器Ｒを介して、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２とを接続する。第１コンタクタＣＮＴ１が遮断状態且つ第２コンタクタＣＮＴ２が接続状態においてバッテリ５０によりバッテリヒーター５２を介して負荷Ｌが充電された後、第１コンタクタＣＮＴ１が接続状態となるように制御される。抵抗器Ｒと、負荷Ｌの第１端ＬＴ１との間に、ダイオードＤが設けられる、ダイオードＤは、バッテリ５０によるバッテリヒーター５２を介した負荷Ｌの充電と逆方向に流れる電流を阻止する。

【0033】

バッテリヒーター５２の一端（例えば、正極端）は、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、第１コンタクタＣＮＴ１との間に設けられた第１ノードＮ１に接続される。バッテリヒーター５２の他端（例えば、負極端）は、第２コンタクタＣＮＴ２と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２との間に設けられた第２ノードＮ２に接続される。第１ノードＮ１と、バッテリヒーター５２の一端との間には、過大電流が流れたときに回路を遮断するための保護部品であるヒューズＦが設けられている。バッテリヒーター５２の抵抗器Ｒと第２トランジスタＴＲ２との間に設けられた第３ノードＮ３は、ダイオードＤを介して、第１コンタクタＣＮＴ１と、負荷Ｌの第１端ＬＴ１との間に設けられた第４ノードＮ４に接続される。第４ノードＮ４と、第２ノードＮ２との間において、負荷Ｌと並列にコンデンサＣが設けられている。バッテリヒーター５２は、抵抗器Ｒを介して、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２とを接続する。第１コンタクタＣＮＴ１は、バッテリ５０の第１端ＢＴ１とバッテリヒーター５２の一端とを接続する第１ノードＮ１と、負荷Ｌとの間に設けられる。第２コンタクタＣＮＴ２は、バッテリ５０の第２端ＢＴ２と、バッテリ５０の第２端ＢＴ２または負荷Ｌの第２端ＬＴ２とバッテリヒーター５２の他端とを接続する第２ノードＮ２との間に設けられる。

【0034】

［プリチャージ処理］
以下、プリチャージ処理における電気回路ＥＣの動作の一例について説明する。図３は、第１実施形態に係る制御部４０により実行されるプリチャージ処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示すプリチャージ処理は、例えば、車両Ｍの始動時（イグニッションＯＮ時）等、バッテリシステムが起動される際に実行される。尚、このプリチャージ処理の開始時点において、第１コンタクタＣＮＴ１および第２コンタクタＣＮＴ２は遮断状態（ＯＦＦ）に設定されているものとする。

【0035】

まず、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１および第２コンタクタＣＮＴ２に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１および第２コンタクタＣＮＴ２の溶接に異常が生じているか否かを判定する。制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１および第２コンタクタＣＮＴ２に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ１１３）。

【0036】

一方、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１および第２コンタクタＣＮＴ２に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、バッテリヒーター５２の回路に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部４０は、バッテリヒーター５２の回路に断線が生じているか否かを判定する。制御部４０は、バッテリヒーター５２の回路に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ１１３）。

【0037】

一方、制御部４０は、バッテリヒーター５２の回路に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、バッテリヒーター５２（例えば、Ｈｉ側）をＯＮにし、且つ、第２コンタクタＣＮＴ２を接続状態（ＯＮ）にする（ステップＳ１０５）。尚、この時点で、第１コンタクタＣＮＴ１は遮断状態（ＯＦＦ）のままである。この状態において、バッテリ５０の第１端ＢＴ１は、第１ノードＮ１、第１トランジスタＴＲ１、抵抗器Ｒ，第３ノードＮ３、ダイオードＤ、および第４ノードＮ４を介して、負荷Ｌの第１端ＬＴ１と接続され、プリチャージ用の経路が形成される。これにより、抵抗器Ｒを介して、負荷Ｌのプリチャージが開始される。

【0038】

次に、制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、制御部４０は、バッテリ５０の第１端ＢＴ１から負荷Ｌの第１端ＬＴ１に至るプリチャージ用の経路における電流値が閾値以上となっているか否か（大電流となっているか否か）を判定する。電流値が閾値以上となっている場合、ヒューズＦが遮断されるようにしてもよい。制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ１１３）。

【0039】

一方、制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、プリチャージ処理の終了条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。例えば、制御部４０は、負荷Ｌに印加されている電圧値、プリチャージ用の経路を流れる電流値、プリチャージ処理開始後の経過時間等に基づいて、プリチャージ処理の終了条件が満たされているか否かを判定する。制御部４０は、プリチャージ処理の終了条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、ステップＳ１０７に戻り、以降の処理を繰り返す。

【0040】

一方、制御部４０は、プリチャージ処理の終了条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、第１コンタクタＣＮＴ１を接続状態（ＯＮ）とする（ステップＳ１１１）。この状態において、バッテリ５０の第１端ＢＴ１は、第１ノードＮ１、第１コンタクタＣＮＴ１、および第４ノードＮ４を介して、負荷Ｌの第１端ＬＴ１と接続され、メインの電力供給を行う経路（メインコンタクタ）が形成される。これにより、プリチャージ処理が終了する。尚、プリチャージ処理後は、バッテリヒーター５２は、本来のバッテリ５０を加温するヒーターとして動作することができる。以上により、本フローチャートの処理が終了する。

【0041】

上記のような第１実施形態の電気回路によれば、プリチャージ回路を削減することで、部品点数および重量を削減することができる。すなわち、ヒーター回路の抵抗をプリチャージ抵抗と兼用することで、プリチャージ回路（プリチャージ抵抗、コンタクタ）の削減が可能となる。また、従来、プリチャージ回路で消費されていたエネルギーをヒーターの動力源として利用することができる（例えば、バッテリヒーター５２の場合、バッテリ５０の昇温に利用することができる）。これにより、エネルギー効率を向上させることが可能となる。また、ヒーターはｋＷオーダーの通電が可能であるため、従来のプリチャージ抵抗では通電できないような大規模な並列システムへの適用が可能となる。

【0042】

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、ヒーターの回路構成のみが、第１実施形態と異なる。このため、構成等については第１実施形態で説明した図および関連する記載を援用し、詳細な説明を省略する。

【0043】

［電気回路ＥＣ－１の構成］

【0044】

図４は、第２実施形態に係る電気回路ＥＣ－１の構成の一例を示す図である。電気回路ＥＣ－１は、例えば、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、およびバッテリヒーター５２－１により構成される。バッテリヒーター５２－１は、例えば、互いに直列に接続された第３コンタクタＣＮＴ３、抵抗器Ｒ、および第２トランジスタＴＲ２を備える。バッテリヒーター５２－１は、第３コンタクタＣＮＴ３、抵抗器Ｒ、および第２トランジスタＴＲ２を介して、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、負荷Ｌの第２端ＬＴ２またはバッテリ５０の第２端ＢＴ２とを接続する。バッテリヒーター５２－１は、抵抗器Ｒを介して、バッテリ５０の第１端ＢＴ１と、負荷Ｌの第１端ＬＴ１とを接続する。第１コンタクタＣＮＴ１が遮断状態且つ第２コンタクタＣＮＴ２および第３コンタクタＣＮＴ３が接続状態においてバッテリ５０によりバッテリヒーター５２－１を介して負荷Ｌが充電された後、第１コンタクタＣＮＴ１が接続状態となるように制御される。第３コンタクタＣＮＴ３は、「電磁開閉器」の一例である。第２トランジスタＴＲ２は、「半導体スイッチ素子」の一例である。第２トランジスタＴＲ２は、抵抗器Ｒと、負荷Ｌの第２端ＬＴ２との間に設けられる。

【0045】

［プリチャージ処理］
以下、プリチャージ時における電気回路ＥＣ－１の動作の一例について説明する。図５は、第２実施形態に係る制御部４０により実行されるプリチャージ処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示すプリチャージ処理は、例えば、車両Ｍの始動時（イグニッションＯＮ時）等、バッテリシステムが起動される際に実行される。尚、このプリチャージ処理の開始時点において、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、および第３コンタクタＣＮＴ３は、遮断状態（ＯＦＦ）に設定されているものとする。

【0046】

まず、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、および第３コンタクタＣＮＴ３に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、および第３コンタクタＣＮＴ３の溶接に異常が生じているか否かを判定する。制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、および第３コンタクタＣＮＴ３に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ２１３）。

【0047】

一方、制御部４０は、第１コンタクタＣＮＴ１、第２コンタクタＣＮＴ２、および第３コンタクタＣＮＴ３に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、バッテリヒーター５２－１の回路に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。例えば、制御部４０は、バッテリヒーター５２－１の回路に断線が生じているか否かを判定する。制御部４０は、バッテリヒーター５２－１の回路に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ２１３）。

【0048】

一方、制御部４０は、バッテリヒーター５２－１の回路に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、バッテリヒーター５２－１（例えば、Ｈｉ側）をＯＮにし、且つ、第２コンタクタＣＮＴ２および第３コンタクタＣＮＴ３を接続状態（ＯＮ）にする（ステップＳ２０５）。尚、この時点で、第１コンタクタＣＮＴ１は遮断状態（ＯＦＦ）のままである。この状態において、バッテリ５０の第１端ＢＴ１は、第１ノードＮ１、第３コンタクタＣＮＴ３、抵抗器Ｒ，第３ノードＮ３、ダイオードＤ、および第４ノードＮ４を介して、負荷Ｌの第１端ＬＴ１と接続され、プリチャージ用の経路が形成される。これにより、抵抗器Ｒを介して、負荷Ｌのプリチャージが開始される。

【0049】

次に、制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ２０７）。例えば、制御部４０は、バッテリ５０の第１端ＢＴ１から負荷Ｌの第１端ＬＴ１に至るプリチャージ用の経路における電流値が閾値以上となっているか否か（大電流となっているか否か）を判定する。電流値が閾値以上となっている場合、ヒューズＦが遮断されるようにしてもよい。制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じていると判定した場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、例えば、車両Ｍの車内に設けられた表示装置（図示しない）に異常が発生している旨の通知を表示させる等、異常対応を行う（ステップＳ２１３）。

【0050】

一方、制御部４０は、プリチャージ処理に異常が生じていないと判定した場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、プリチャージ処理の終了条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ２０９）。例えば、制御部４０は、負荷Ｌに印加されている電圧値、プリチャージ用の経路を流れる電流値、プリチャージ処理開始後の経過時間等に基づいて、プリチャージ処理の終了条件が満たされているか否かを判定する。制御部４０は、プリチャージ処理の終了条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、ステップＳ２０７に戻り、以降の処理を繰り返す。

【0051】

一方、制御部４０は、プリチャージ処理の終了条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、第１コンタクタＣＮＴ１を接続状態（ＯＮ）とする（ステップＳ２１１）。この状態において、バッテリ５０の第１端ＢＴ１は、第１ノードＮ１、第１コンタクタＣＮＴ１、および第４ノードＮ４を介して、負荷Ｌの第１端ＬＴ１と接続され、メインの電力供給を行う経路（メインコンタクタ）が形成される。これにより、プリチャージ処理が終了する。尚、プリチャージ処理後は、バッテリヒーター５２－１は、本来のバッテリ５０を加温するヒーターとして動作することができる。以上により、本フローチャートの処理が終了する。

【0052】

上記のような第２実施形態の電気回路によれば、プリチャージ回路を削減することで、部品点数および重量を削減することができる。すなわち、ヒーター回路の抵抗をプリチャージ抵抗と兼用することで、プリチャージ回路（プリチャージ抵抗、コンタクタ）の削減が可能となる。また、従来、プリチャージ回路で消費されていたエネルギーをヒーターの動力源として利用することができる（例えば、バッテリヒーター５２－１の場合、バッテリ５０の昇温に利用することができる）ため、エネルギー効率を向上させることが可能となる。また、ヒーターはｋＷオーダーの通電が可能であるため、従来のプリチャージ抵抗では通電できないような大規模な並列システムへの適用が可能となる。

【0053】

＜動作例＞
次に、図２および図４に示すような実施形態の電気回路におけるプリチャージ処理の動作例について説明する。図６は、実施形態に係る電気回路のプリチャージ処理の動作例を説明する図である。図６（ａ）は、第１コンタクタＣＮＴ１（メインコンタクタ）の制御信号Ｑ１の時間変化を示すグラフである。図６（ｂ）は、バッテリ５０のバッテリ電圧Ｖ１および負荷Ｌの負荷電圧Ｖ２の時間変化を示すグラフである。図６（ｃ）は、バッテリヒーター５２（５２－１）の消費電力Ｐｈの時間変化を示すグラフである。図６（ｄ）は、第１コンタクタＣＮＴ１に流れる電流Ｉ２の時間変化を示すグラフである。図６（ａ）に示すように、プリチャージ区間Ｔの後、制御信号Ｑ１に応じて第１コンタクタＣＮＴ１が接続状態（ＯＮ）となる。図６（ｂ）に示すように、プリチャージ区間Ｔの間、負荷Ｌに印加される負荷電圧Ｖ２の電圧値が徐々に上昇し、プリチャージ区間Ｔの後は、その電圧値が一定となる。また、図６（ｃ）に示すように、バッテリヒーター５２（５２－１）の消費電力Ｐｈはプリチャージ後に上昇し、本来のヒーターとして動作可能となる。また、図６（ｄ）に示すように、プリチャージ後の突入電流（電流Ｉ２）は、突入許容値よりも低い値に抑えられ、プリチャージ処理が正常に動作していることがわかる。

【0054】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態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の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0055】

１０…モータ、１２…駆動輪、１４…ブレーキ装置、２０…車両センサ、３０…ＰＣＵ、３２…変換器、３４…ＶＣＵ、４０…制御部、５０…バッテリ、５２，５２－１…バッテリヒーター、６０…空調装置、６２…暖房用ヒーター、ＥＣ，ＥＣ－１…電気回路、バッテリの第１端…ＢＴ１、バッテリの第２端…ＢＴ２、負荷…Ｌ、負荷の第１端…ＬＴ１、負荷の第２端…ＬＴ２、ＣＮＴ１…第１コンタクタ、ＣＮＴ２…第２コンタクタ、ＣＮＴ３…第３コンタクタ、Ｆ…ヒューズ、ＴＲ１…第１トランジスタ、ＴＲ２…第２トランジスタ、Ｒ…抵抗器、Ｄ…ダイオード、Ｃ…コンデンサ、Ｎ１…第１ノード、Ｎ２…第２ノード、Ｎ３…第３ノード、Ｎ４…第４ノード、Ｍ…車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】