特開 2024-77944 車載用電源装置

(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】P2024077944

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】車載用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20240603BHJP

   H02H 9/02 20060101ALI20240603BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240603BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240603BHJP

   B60L 58/10 20190101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 L

H02H9/02 D

H02J7/00 P

H02J7/00 S

H02J7/00 Y

H02H7/00 K

B60L50/60

B60L58/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190199

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【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

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【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】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 昂大

(72)【発明者】

【氏名】下田 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】柳田 泰次

【テーマコード（参考）】

5G013

5G053

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G013AA02

5G013AA04

5G013AA15

5G013BA01

5G013CA07

5G053AA05

5G053BA09

5G053CA04

5G053EC01

5G053FA05

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB02

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB13

5G503CC02

5G503DA04

5G503DA07

5G503FA17

5G503FA18

5G503GB06

5G503GD04

5H125AA01

5H125AC12

5H125BB00

5H125BC01

5H125EE68

(57)【要約】

【課題】リレーを含む装置の長寿命化を図りやすくする。
【解決手段】車載用電源装置１０は、車載用電源システム１００に用いられる。車載用電源システム１００は、バッテリ２０と、バッテリ２０に基づく電力が供給される電力路２１と、電力路２１に電気的に接続されるコンデンサ２２と、を備える。車載用電源装置１０は、第１回路（例えばプリチャージ回路６０）と、第２回路（例えばリレー回路５０）と、を備える。第１回路（例えばプリチャージ回路６０）は、コンデンサ２２をプリチャージするプリチャージ動作を行う。第２回路（例えばリレー回路５０）は、複数のリレー（例えば第１リレー５１）を並列に接続した構成をなし、コンデンサ２２よりもバッテリ２０側において電力路２１に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと、前記バッテリに基づく電力が供給される電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載用電源システムに用いられる車載用電源装置であって、
前記コンデンサをプリチャージするプリチャージ動作を行う第１回路と、
複数のリレーを並列に接続した構成をなし、前記コンデンサよりも前記バッテリ側において前記電力路に設けられる第２回路と、を備える
車載用電源装置。

【請求項2】

前記第１回路及び前記複数のリレーを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記バッテリの充放電を開始させる開始条件が成立した場合に、前記第１回路に前記プリチャージ動作を行わせる第１制御を実行し、
前記第１制御の実行中に第１切替条件が成立した場合に、前記プリチャージ動作を停止させ且つ前記複数のリレーのうち一部の切替対象の前記リレーをオン状態に切り替える第２制御を実行し、
前記第２制御の実行中に第２切替条件が成立した場合に、オフ状態の前記リレーの少なくとも一部をオン状態に切り替える第３制御を実行する
請求項１に記載の車載用電源装置。

【請求項3】

前記第１回路及び前記複数のリレーを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記バッテリの充放電を開始させる開始条件が成立した場合に、前記第１回路に前記プリチャージ動作を行わせ、前記プリチャージ動作中に切替条件が成立した場合に、前記プリチャージ動作を停止させ且つ２以上の切替対象の前記リレーを同時期にオン状態に切り替える
請求項１に記載の車載用電源装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記切替対象の前記リレーが前記複数のリレーの一部である場合に、所定の順序に従って前記切替対象の前記リレーを選択する
請求項２又は請求項３に記載の車載用電源装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記切替対象の前記リレーが前記複数のリレーの一部である場合に、各々の前記リレーの劣化度を判定して比較し、比較結果に基づいて前記切替対象の前記リレーを選択する
請求項２又は請求項３に記載の車載用電源装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記劣化度の最も小さい前記リレーを、前記切替対象の前記リレーとして選択する
請求項５に記載の車載用電源装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記劣化度の判定として、各々の前記リレーについてオン状態のときの抵抗値を測定する
請求項５に記載の車載用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示される電池システムは、プリチャージ回路による事前の充電の後、負荷装置と電池とを電気的に接続させるリレーを閉じる。この構成によれば、リレーを閉じたときにリレーに流れる突入電流が抑えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－７８１９６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、突入電流が抑えられたとしても、リレーのオンオフが繰り返されることで、リレーの劣化が進行する。リレーの劣化が進行すると、やがてリレーが使用不能な状態となり、リレーを含む装置の交換が必要となる。

【0005】

本開示は、リレーを含む装置の長寿命化を図り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】

【0006】

本開示の車載用電源装置は、
バッテリと、前記バッテリに基づく電力が供給される電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載用電源システムに用いられる車載用電源装置であって、
前記コンデンサをプリチャージするプリチャージ動作を行う第１回路と、
複数のリレーを並列に接続した構成をなし、前記コンデンサよりも前記バッテリ側において前記電力路に設けられる第２回路と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る技術は、リレーを含む装置の長寿命化を図りやすい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態の車載用電源装置を備えた車載用電源システムを概略的に示す回路図である。

【図2】図２は、第１制御を実行したときの車載用電源装置の動作を説明するための説明図である。

【図3】図３は、第２制御を実行したときの車載用電源装置の動作を説明するための説明図である。

【図4】図４は、第３制御を実行したときの車載用電源装置の動作を説明するための説明図である。

【図5】図５は、第４実施形態の車載用電源装置を備えた車載用電源システムを概略的に示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

【0010】

〔１〕バッテリと、前記バッテリに基づく電力が供給される電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載用電源システムに用いられる車載用電源装置であって、
前記コンデンサをプリチャージするプリチャージ動作を行う第１回路と、
複数のリレーを並列に接続した構成をなし、前記コンデンサよりも前記バッテリ側において前記電力路に設けられる第２回路と、を備える
車載用電源装置。

【0011】

上記車載用電源装置は、第１回路によってコンデンサをプリチャージしてからリレーをオン状態に切り替えることで、リレーに突入電流が流れることを抑えることができる。しかも、上記車載用電源装置は、複数のリレーのいずれかを選択的に使用することができる。また、上記車載用電源装置は、複数のリレーを同時期にオン状態に切り替えることで各リレーに流れる突入電流を抑えることができる。このため、上記車載用電源装置は、リレーを含む装置の長寿命化を図りやすい。

【0012】

〔２〕前記第１回路及び前記複数のリレーを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記バッテリの充放電を開始させる開始条件が成立した場合に、前記第１回路に前記プリチャージ動作を行わせる第１制御を実行し、
前記第１制御の実行中に第１切替条件が成立した場合に、前記プリチャージ動作を停止させ且つ前記複数のリレーのうち一部の切替対象の前記リレーをオン状態に切り替える第２制御を実行し、
前記第２制御の実行中に第２切替条件が成立した場合に、オフ状態の前記リレーの少なくとも一部をオン状態に切り替える第３制御を実行する
〔１〕に記載の車載用電源装置。

【0013】

上記車載用電源装置は、第２制御において一部のリレーのみをオン状態に切り替えることで、突入電流の流れるリレーを一部に限定しつつ、リレーを介してバッテリとコンデンサを導通させることができる。更に、上記車載用電源装置は、リレーを介してバッテリとコンデンサが導通された状態においてオフ状態のリレーの少なくとも一部をオン状態に切り替えることで、オン状態のリレーを増加させることができる。その結果、上記車載用電源装置は、各々のリレーに流れる電流を小さくすることができる。

【0014】

〔３〕前記第１回路及び前記複数のリレーを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記バッテリの充放電を開始させる開始条件が成立した場合に、前記第１回路に前記プリチャージ動作を行わせ、前記プリチャージ動作中に切替条件が成立した場合に、前記プリチャージ動作を停止させ且つ２以上の切替対象の前記リレーを同時期にオン状態に切り替える
〔１〕に記載の車載用電源装置。

【0015】

上記車載用電源装置は、２以上のリレーを同時期にオン状態に切り替えることで、各リレーに流れる突入電流を抑えることができる。

【0016】

〔４〕前記制御部は、前記切替対象の前記リレーが前記複数のリレーの一部である場合に、所定の順序に従って前記切替対象の前記リレーを選択する
〔２〕又は〔３〕に記載の車載用電源装置。

【0017】

上記車載用電源装置は、所定の順序に従って切替対象のリレーを選択するため、各リレーを均等に劣化させやすい。

【0018】

〔５〕前記制御部は、前記切替対象の前記リレーが前記複数のリレーの一部である場合に、各々の前記リレーの劣化度を判定して比較し、比較結果に基づいて前記切替対象の前記リレーを選択する
〔２〕又は〔３〕に記載の車載用電源装置。

【0019】

上記車載用電源装置は、切替対象のリレーの選択に、劣化度の比較結果を反映させることができる。

【0020】

〔６〕前記制御部は、前記劣化度の最も小さい前記リレーを、前記切替対象の前記リレーとして選択する
〔５〕に記載の車載用電源装置。

【0021】

上記車載用電源装置は、各リレーを均等に劣化させやすいため、リレーを含む装置の長寿命化をより確実に実現することができる。

【0022】

〔７〕前記制御部は、前記劣化度の判定として、各々の前記リレーについてオン状態のときの抵抗値を測定する
〔５〕又は〔６〕に記載の車載用電源装置。

【0023】

上記車載用電源装置は、各リレーのオン状態のときの抵抗値を劣化度として用いることができる。

【0024】

＜第１実施形態＞
１．車載用電源システム１００の構成
図１には、車載用電源装置１０を備えた車載用電源システム１００が示されている。車載用電源システム１００は、図示しない車両に用いられる。車両は、電気自動車であってもよいし、エンジン車であってもよいし、ハイブリッド車であってもよい。車載用電源システム１００は、車載用電源装置１０の他に、バッテリ２０と、電力路２１と、コンデンサ２２と、を備える。

【0025】

バッテリ２０は、リチウムイオンバッテリであってもよいし、鉛バッテリであってもよいし、その他のバッテリであってもよい。

【0026】

電力路２１は、バッテリ２０に基づく電力が供給される電気経路である。電力路２１は、正極側電力線３０と、負極側電力線３１と、を有する。正極側電力線３０には、バッテリ２０の正極側の端子が電気的に接続される。負極側電力線３１には、バッテリ２０の負極側の端子が電気的に接続される。負極側電力線３１は、グラウンドに電気的に接続される。電力路２１（より具体的には、正極側電力線３０）には、バッテリ２０の出力電圧が印加される。なお、本明細書において、電圧とは、グラウンド電位を基準とした電位差のことであり、負極側電力線３１を基準とした電位差のことである。

【0027】

コンデンサ２２は、電力路２１に電気的に接続される。コンデンサ２２は、正極側電力線３０と負極側電力線３１との間に設けられる。コンデンサ２２の一端は、正極側電力線３０に電気的に接続される。コンデンサ２２の他端は、負極側電力線３１に電気的に接続される。コンデンサ２２には、バッテリ２０に基づく電力が、電力路２１を介して供給される。コンデンサ２２は、バッテリ２０に基づく電圧を平滑化する。

【0028】

コンデンサ２２は、本実施形態では、車載用電源システム１００に設けられる駆動部４０の一部として構成される。駆動部４０は、コンデンサ２２の他に、インバータ４１と、モータ４２と、を含む。コンデンサ２２は、インバータ４１よりもバッテリ２０側に設けられる。コンデンサ２２は、バッテリ２０に基づく電圧を平滑化してインバータ４１に供給する。インバータ４１は、電力路２１に電気的に接続される。インバータ４１は、バッテリ２０から供給される電圧に基づく直流電圧から交流電圧（例えば三相交流）を生成し、モータ４２に供給する。モータ４２は、例えば主機系モータである。モータ４２は、バッテリ２０から供給される電力に基づいて回転し、車両の車輪に対して回転力を与える装置である。

【0029】

車載用電源装置１０は、車載用電源システム１００に用いられる。車載用電源装置１０は、リレー回路５０と、プリチャージ回路６０と、第２リレー７０と、を備える。

【0030】

リレー回路５０は、「第２回路」の一例に相当する。リレー回路５０は、複数の第１リレー５１（より具体的には、第１リレー５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ）を並列に接続した構成をなす。第１リレー５１は、「リレー」の一例に相当する。第１リレー５１は、システムメインリレーである。第１リレー５１は、メカニカルリレーである。第１リレー５１は、接点を有する。

【0031】

複数の第１リレー５１のバッテリ２０側の端部は、互いに短絡する。複数の第１リレー５１のバッテリ２０側とは反対側の端部は、互いに短絡する。各々の第１リレー５１の一端は、バッテリ２０の正極に電気的に接続され、バッテリ２０の正極に短絡する。各々の第１リレー５１の他端は、コンデンサ２２の一端に電気的に接続され、コンデンサ２２の一端に短絡する。リレー回路５０は、全ての第１リレー５１がオフ状態のときに、リレー回路５０を介したバッテリ２０からコンデンサ２２への電流の流れを遮断する。リレー回路５０は、少なくとも１の第１リレー５１がオン状態のときに、バッテリ２０の正極をコンデンサ２２の一端に導通させる。リレー回路５０は、少なくとも１の第１リレー５１がオン状態のときに、リレー回路５０を介したバッテリ２０からコンデンサ２２への電流の流れを許容する。

【0032】

上述した正極側電力線３０は、リレー回路５０に対しバッテリ２０側に設けられる第１正極側電力線３２と、リレー回路５０に対しバッテリ２０側とは反対側に設けられる第２正極側電力線３３と、を有する。

【0033】

プリチャージ回路６０は、コンデンサ２２をプリチャージするプリチャージ動作を行う。プリチャージ回路６０は、リレー回路５０に対して並列に設けられる。プリチャージ回路６０の一端は、第１正極側電力線３２に電気的に接続され、第１正極側電力線３２に短絡する。プリチャージ回路６０の他端は、第２正極側電力線３３に電気的に接続され、第２正極側電力線３３に短絡する。プリチャージ回路６０は、プリチャージリレー６１と抵抗部６２を直列に接続した構成をなす。

【0034】

プリチャージリレー６１は、メカニカルリレーである。プリチャージリレー６１は、接点を有する。抵抗部６２は、例えば公知の抵抗器によって構成される。

【0035】

第２リレー７０は、コンデンサ２２よりもバッテリ２０側において電力路２１に設けられる。第２リレー７０は、負極側電力線３１に設けられる。第２リレー７０の一端は、バッテリ２０の負極側の端子に電気的に接続され、バッテリ２０の負極側の端子に短絡する。第２リレー７０の他端は、コンデンサ２２の他端に電気的に接続され、コンデンサ２２の他端に短絡する。第２リレー７０は、システムメインリレーである。第２リレー７０は、メカニカルリレーである。第２リレー７０は、接点を有する。

【0036】

２．制御部７１の構成
車載用電源装置１０は、制御部７１と、電流検出部７２と、個別電流検出部７３と、第１電圧検出部７４と、第２電圧検出部７５と、温度検出部７６と、を備える。

【0037】

制御部７１は、例えば集積回路などの制御回路を含んで構成される。制御部７１は、ＣＰＵなどの処理部、メモリなどの記憶部、入出力部などを含む。

【0038】

電流検出部７２は、例えば公知の電流センサとして構成される。電流検出部７２は、電力路２１のうちリレー回路５０とプリチャージ回路６０を並列に接続した部位を除く経路（より具体的には、負極側電力線３１）を流れる電流の値を検出する。つまり、電流検出部７２は、リレー回路５０及びプリチャージ回路６０のうちリレー回路５０にのみ電流が流れるときには、リレー回路５０を流れる電流を検出する。また、電流検出部７２は、リレー回路５０及びプリチャージ回路６０のうちプリチャージ回路６０にのみ電流が流れるときには、プリチャージ回路６０を流れる電流を検出する。電流検出部７２は、検出値を特定可能な信号を出力する。制御部７１は、電流検出部７２の出力信号に基づいて、電力路２１（より具体的には、負極側電力線３１）を流れる電流の値を特定する。制御部７１は、プリチャージ回路６０がプリチャージ動作を行っているときの検出値を特定することで、プリチャージ回路６０を流れる電流を特定する。

【0039】

個別電流検出部７３は、例えば公知の電流センサとして構成される。個別電流検出部７３は、各々の第１リレー５１に対して個別に設けられる。各々の個別電流検出部７３は、対応する第１リレー５１がオン状態のときに当該第１リレー５１を流れる電流の値を検出する。各々の個別電流検出部７３は、検出値を特定可能な信号を出力する。制御部７１は、各々の個別電流検出部７３の出力信号に基づいて、各々の第１リレー５１を流れる電流の値を特定する。

【0040】

第１電圧検出部７４は、例えば公知の電圧検出回路として構成される。第１電圧検出部７４は、リレー回路５０（より具体的には、第１リレー５１）の両端の電位差を検出する。第１電圧検出部７４は、検出値を特定可能な信号を出力する。制御部７１は、第１電圧検出部７４の出力信号に基づいて、第１リレー５１の両端の電位差を特定する。

【0041】

第２電圧検出部７５は、例えば公知の電圧検出回路として構成される。第２電圧検出部７５は、コンデンサ２２の電圧を検出する。第２電圧検出部７５は、検出値を特定可能な信号を出力する。制御部７１は、第２電圧検出部７５の出力信号に基づいて、コンデンサ２２の電圧を特定する。

【0042】

温度検出部７６は、例えば公知の温度センサとして構成される。温度検出部７６は、各々の第１リレー５１に対して個別に設けられる。各々の温度検出部７６は、対応する第１リレー５１の接点の温度を検出する。各々の温度検出部７６は、検出値を特定可能な信号を出力する。制御部７１は、各々の温度検出部７６の出力信号に基づいて、各々の第１リレー５１の接点の温度を特定する。

【0043】

制御部７１は、リレー回路５０と、プリチャージ回路６０と、第２リレー７０と、を制御する。つまり、制御部７１は、複数の第１リレー５１と、プリチャージリレー６１と、第２リレー７０と、を制御する。

【0044】

制御部７１は、バッテリ２０の充放電を開始させる開始条件が成立した場合に第１制御を実行する。開始条件が成立した時点では、全ての第１リレー５１、プリチャージリレー６１、及び第２リレー７０がオフ状態になっている。第１制御は、プリチャージ回路６０にプリチャージ動作を行わせる制御である。より具体的には、第１制御は、図２に示すように、全ての第１リレー５１をオフ状態に維持したまま、プリチャージリレー６１及び第２リレー７０をオン状態に切り替える制御である。第１制御が行われた状態では、バッテリ２０に基づく電力がプリチャージ回路６０を介してコンデンサ２２に供給される。この構成によれば、電力路２１を流れる電流が、プリチャージ回路６０の抵抗部６２によって抑えられる。このため、第１リレー５１、プリチャージリレー６１、及び第２リレー７０の損傷を抑えつつ、コンデンサ２２の電圧を上昇させることができる。コンデンサ２２の電圧が上昇するにつれて、コンデンサ２２の電圧とバッテリ２０の電圧との差が小さくなる。その結果、第１リレー５１の両端の電位差が小さくなる。

【0045】

制御部７１は、第１制御の実行中に第１切替条件が成立した場合に、第２制御を実行する。第２制御は、プリチャージ回路６０によるプリチャージ動作を停止させ且つ複数の第１リレー５１のうち一部の切替対象の第１リレー５１をオン状態に切り替える制御である。より具体的には、図３に示すように、第２制御は、第２リレー７０をオン状態に維持したまま、プリチャージリレー６１をオフ状態に切り替え、切替対象の第１リレー５１をオン状態に切り替える制御である。第２制御が行われた状態では、リレー回路５０（より具体的には、第１リレー５１）を介してバッテリ２０の正極がコンデンサ２２の一端と導通し、バッテリ２０の正極がコンデンサ２２の一端に短絡する。これにより、短時間でバッテリ２０の電圧がコンデンサ２２の電圧と同程度になり、第１リレー５１の両端の電位差が０Ｖに近づく。

【0046】

第１切替条件は、第１リレー５１の両端の電位差が所定値以下になったことであってもよいし、プリチャージ回路６０を流れる電流の値が所定値以下になったことであってもよいし、第１制御の開始から所定時間が経過したことであってもよいし、コンデンサ２２の電圧が所定値以上になったことであってもよいし、その他の条件であってもよい。

【0047】

切替対象の第１リレー５１の数は、リレー回路５０を構成する第１リレー５１の一部であればよく、１であってもよいし、２以上であってもよい。

【0048】

制御部７１は、所定の順序に従って切替対象の第１リレー５１を選択する。例えば、制御部７１は、第１リレー５１Ａ、第１リレー５１Ｂ、第１リレー５１Ｃの順に切替対象の第１リレー５１を選択してもよい。この場合、例えば制御部７１は、今回の第２制御において第１リレー５１Ａを選択し、次回の第２制御において第１リレー５１Ｂを選択する。このケースでは、制御部７１は、第１切替条件が成立するごとに切替対象の第１リレー５１を切り替える。これに対し、制御部７１は、所定条件が成立するごとに切替対象の第１リレー５１を切り替えるようにしてもよい。所定条件は、例えば、切替対象となっている第１リレー５１を所定回数連続でオン状態に切り替えたことであってもよいし、切替対象となっている第１リレー５１の劣化度が閾値を超えたことであってもよいし、別の条件であってもよい。劣化度について、詳しくは後述する。所定の順序は変更可能であってもよい。

【0049】

制御部７１は、第２制御の実行中に第２切替条件が成立した場合に、第３制御を実行する。第３制御は、オン状態の第１リレー５１を増加させる制御である。より具体的には、第３制御は、オフ状態の第１リレー５１の少なくとも一部をオン状態に切り替える制御である。例えば、制御部７１は、図４に示すように、第３制御において、全てのオフ状態の第１リレー５１をオン状態に切り替える。つまり、制御部７１は、第３制御において全ての第１リレー５１をオン状態に制御する。第３制御が行われた状態では、オン状態に制御される複数の第１リレー５１を介して電力路２１に電流が流れる。

【0050】

第２切替条件は、第１リレー５１の両端の電位差が０Ｖ付近になった場合に成立する条件であることが好ましい。第２切替条件は、第１リレー５１の両端の電位差が所定値以下になったことであってもよいし、プリチャージ回路６０を流れる電流の値が所定値以下になったことであってもよいし、第１制御の開始から所定時間が経過したことであってもよいし、コンデンサ２２の電圧が所定値以上になったことであってもよいし、その他の条件であってもよい。

【0051】

３．劣化度について
各々の第１リレー５１の劣化度は、例えば、他の第１リレー５１が全てオフ状態で且つ対象の第１リレー５１がオン状態であるときの第１リレー５１の両端の電位差（以下、「対象の第１リレー５１の両端の電位差」ともいう）、第１リレー５１を流れる電流の値、第１リレー５１のオン状態のときの抵抗値、第１リレー５１の動作回数、第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度、これらの複数の組み合わせ、などに基づいて特定される。各々の第１リレー５１の劣化度は、上記の例示した値そのものであってもよいし、例示した値を演算式に代入して得られる値であってもよい。第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度は、第１リレー５１の劣化度（例えば抵抗値）のみでなく、第１リレー５１を流れる電流の値にも依存する。このため、第１リレー５１の劣化度が第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度に基づいて特定される構成においては、第１リレー５１の劣化度が第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度と第１リレー５１を流れる電流の値とに基づいて特定されることが好ましい。

【0052】

第１リレー５１の劣化度は、対象の第１リレー５１の両端の電位差が大きいほど大きい。第１リレー５１の劣化度は、第１リレー５１を流れる電流の値が小さいほど大きい。第１リレー５１の劣化度は、第１リレー５１のオン状態のときの抵抗値が大きいほど大きい。第１リレー５１の劣化度は、第１リレー５１の動作回数が大きいほど大きい。第１リレー５１の劣化度は、第１リレー５１を流れる電流の値が一定と仮定した場合、第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度が大きいほど大きい。

【0053】

制御部７１は、対象の第１リレー５１の両端の電位差を特定する方法として、例えばオン状態にする第１リレー５１を順に切り替えるとともに、各第１リレー５１をオン状態にしたときの第１リレー５１の両端の電位差を特定する。特定開始タイミングは、例えば、第３制御の実行中であってもよい。

【0054】

制御部７１は、各々の第１リレー５１を流れる電流の値を特定する方法として、例えば各々の個別電流検出部７３の出力信号に基づいて、各々の第１リレー５１を流れる電流の値を特定する。また、別の例として、制御部７１は、オン状態にする第１リレー５１を順に切り替えるとともに、各第１リレー５１をオン状態にしたときの電流検出部７２の出力信号に基づいて、各々の第１リレー５１を流れる電流の値を特定する。特定開始タイミングは、例えば、第３制御の実行中であってもよい。

【0055】

制御部７１は、第１リレー５１のオン状態のときの抵抗値を特定する方法として、例えば、上述した方法によって、対象の第１リレー５１の両端の電位差、及び各々の第１リレー５１を流れる電流の値を特定する。そして、制御部７１は、特定した電位差と電流の値とに基づいて各々の第１リレー５１の抵抗値を特定する。特定開始タイミングは、例えば、第３制御の実行中であってもよい。

【0056】

制御部７１は、第１リレー５１の動作回数を特定する方法として、例えば、第２制御においてオン状態に切り替わった回数を第１リレー５１ごとにカウントする。

【0057】

制御部７１は、第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度を特定する方法として、例えば、各々の温度検出部７６の出力信号に基づいて、各第１リレー５１のオン状態のときの接点の温度を特定する。

【0058】

４．効果の例
車載用電源装置１０は、プリチャージ回路６０によってコンデンサ２２をプリチャージしてから第１リレー５１をオン状態に切り替えることで、第１リレー５１に突入電流が流れることを抑えることができる。しかも、車載用電源装置１０は、複数の第１リレー５１のいずれかを選択的に使用することができる。このため、車載用電源装置１０は、第１リレー５１を含む装置の長寿命化を図りやすい。

【0059】

車載用電源装置１０は、第２制御において一部の第１リレー５１のみをオン状態に切り替えることで、突入電流の流れる第１リレー５１を一部に限定しつつ、第１リレー５１を介してバッテリ２０とコンデンサ２２を導通させることができる。更に、車載用電源装置１０は、第１リレー５１を介してバッテリ２０とコンデンサ２２が導通された状態においてオフ状態の第１リレー５１の少なくとも一部をオン状態に切り替えることで、オン状態の第１リレー５１を増加させることができる。その結果、車載用電源装置１０は、各々の第１リレー５１に流れる電流を小さくすることができる。

【0060】

車載用電源装置１０は、所定の順序に従って切替対象の第１リレー５１を選択するため、各第１リレー５１を均等に劣化させやすい。

【0061】

車載用電源装置１０は、劣化度の判定として、各々の第１リレー５１についてオン状態のときの抵抗値を測定することができる。この構成によれば、車載用電源装置１０は、 各第１リレー５１のオン状態のときの抵抗値を劣化度として用いることができる。

【0062】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、切替対象の第１リレー５１を所定の順序で選択する構成であった。これに対し、第２実施形態では、各々の第１リレー５１の劣化度を判定して比較し、比較結果に基づいて切替対象の第１リレー５１を選択する構成について説明する。第２実施形態では、主に第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第２実施形態の車載用電源システムは、第１実施形態で説明した図１の構成と同じである。このため、第２実施形態は、図１を参照して説明される。

【0063】

第２実施形態では、制御部７１が、各々の第１リレー５１の劣化度を判定する。そして、制御部７１は、判定した劣化度を比較し、比較結果に基づいて切替対象の第１リレー５１を選択する。より具体的には、制御部７１は、劣化度の最も小さい第１リレー５１を、切替対象の第１リレー５１として選択する。なお、切替対象の数が２以上である場合には、制御部７１は、劣化度の小さい順に２以上の第１リレー５１を選択する。例えば、制御部７１は、切替対象の数が２である場合には、劣化度の最も小さい２の第１リレー５１を選択する。

【0064】

第２実施形態の車載用電源装置１０は、切替対象の第１リレー５１の選択に、劣化度の比較結果を反映させることができる。更に、第２実施形態の車載用電源装置１０は、各第１リレー５１を均等に劣化させやすいため、第１リレー５１を含む装置の長寿命化をより確実に実現することができる。

【0065】

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、制御部７１が、２以上の切替対象の第１リレー５１を同時期にオン状態に切り替える構成について説明する。第３実施形態では、主に第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第３実施形態の車載用電源システムは、第１実施形態で説明した図１の構成と同じである。このため、第３実施形態は、図１を参照して説明される。

【0066】

第３実施形態では、制御部７１が、第２制御において、プリチャージ回路６０によるプリチャージ動作を停止させ、且つ２以上の切替対象の第１リレー５１を同時期にオン状態に切り替える。つまり、制御部７１は、バッテリ２０の充放電を開始させる開始条件が成立した場合に、プリチャージ回路６０にプリチャージ動作を行わせ、プリチャージ動作中に第１切替条件が成立した場合に、プリチャージ動作を停止させ且つ２以上の切替対象の第１リレー５１を同時期にオン状態に切り替える。

【0067】

第１実施形態、及び第２実施形態では、切替対象の第１リレー５１の数は、リレー回路５０を構成する第１リレー５１の一部であった。これに対し、第３実施形態では、切替対象の第１リレー５１の数は、リレー回路５０を構成する第１リレー５１の全部であってもよい。

【0068】

第３実施形態の車載用電源装置１０は、２以上の第１リレー５１を同時期にオン状態に切り替えることで、各第１リレー５１に流れる突入電流を抑えることができる。

【0069】

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、プリチャージ回路６０ではなく、ＤＣＤＣコンバータによってプリチャージ動作を行う例について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成について同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。

【0070】

図５に示す第４実施形態の車載用電源システム４００は、プリチャージ回路６０を備えず、低圧バッテリ９０及びＤＣＤＣコンバータ９１を備える点で、第１実施形態の車載用電源システム１００とは異なり、その他の点で共通する。

【0071】

第４実施形態の車載用電源システム４００は、バッテリ２０と、電力路２１と、コンデンサ２２と、低圧バッテリ９０と、車載用電源装置４１０と、を備える。

【0072】

低圧バッテリ９０は、バッテリ２０と比較して、満充電時の出力電圧の低いバッテリである。つまり、バッテリ２０は、「高圧バッテリ」と言える。低圧バッテリ９０は、鉛バッテリであってもよいし、リチウムイオンバッテリであってもよいし、別のバッテリであってもよい。

【0073】

車載用電源装置４１０は、リレー回路５０と、第２リレー７０と、制御部７１と、電流検出部７２と、個別電流検出部７３と、第１電圧検出部７４と、第２電圧検出部７５と、温度検出部７６と、ＤＣＤＣコンバータ９１と、を備える。

【0074】

ＤＣＤＣコンバータ９１は、「第１回路」の一例に相当する。ＤＣＤＣコンバータ９１は、第１導電路９２に印加された電圧を変換（本実施形態では、降圧）して第２導電路９３に印加する第１動作を行う。また、ＤＣＤＣコンバータ９１は、第２導電路９３に印加された電圧を変換（本実施形態では、昇圧）して第１導電路９２に印加する第２動作を行う。第１導電路９２は、電力路２１に電気的に接続されており、電力路２１を介してコンデンサ２２に電気的に接続される。第１導電路９２は、コンデンサ２２に短絡する。第２導電路９３には、低圧バッテリ９０が接続される。

【0075】

制御部７１は、ＤＣＤＣコンバータ９１を制御する。制御部７１は、バッテリ２０から電力路２１に電力が供給されているときに、ＤＣＤＣコンバータ９１に第１動作を行わせることで、低圧バッテリ９０を充電する。「バッテリ２０から電力路２１に電力が供給されているとき」とは、少なくとも１の第１リレー５１がオン状態で且つ第２リレー７０がオン状態のときである。

【0076】

制御部７１は、ＤＣＤＣコンバータ９１に第２動作を行わせることで、低圧バッテリ９０に基づく電圧を昇圧して第１導電路９２に印加させる。第１導電路９２に印加された電圧に基づき、コンデンサ２２に電圧が印加される。つまり、ＤＣＤＣコンバータ９１は、コンデンサ２２をプリチャージするプリチャージ動作を行うことができる。ＤＣＤＣコンバータ９１は、プリチャージ動作において、コンデンサ２２の電圧を、バッテリ２０と同程度の電圧まで上昇させる。つまり、第２動作によってコンデンサ２２の電圧を、バッテリ２０と同程度の電圧まで上昇させる動作が、プリチャージ動作である。

【0077】

制御部７１は、開始条件が成立した場合に、ＤＣＤＣコンバータ９１にプリチャージ動作を行わせる。その後、制御部７１は、第１実施形態で説明した第１切替条件が成立した場合に、ＤＣＤＣコンバータ９１によるプリチャージ動作を停止させ、且つ、第１リレー５１及び第２リレー７０をオン状態に切り替える。オン状態に切り替える第１リレー５１は、一部であってもよいし、全部であってもよい。オン状態に切り替える第１リレー５１が一部である場合、その後、第１実施形態で説明した第３制御が実行されてもよい。

【0078】

第４実施形態の車載用電源装置４１０は、低圧バッテリ９０を充電するＤＣＤＣコンバータ９１を利用して、コンデンサ２２をプリチャージすることができる。このため、第１実施形態で説明したプリチャージ回路６０が不要である。また、プリチャージ回路６０の場合、コンデンサ２２の電圧がバッテリ２０の電圧に近づくにつれて上昇しにくくなる。これに対し、ＤＣＤＣコンバータ９１を利用する構成では、コンデンサ２２の電圧をバッテリ２０の電圧まで迅速に上昇させることができる。

【0079】

＜他の実施形態＞
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。

【0080】

上記各実施形態において、第２リレー７０は設けられていなくてもよい。

【0081】

上記各実施形態は、第３制御が実行されない構成であってもよい。

【0082】

上記第１実施形態では、リレー回路５０及びプリチャージ回路６０が正極側電力線３０に設けられる構成であったが、リレー回路５０及びプリチャージ回路６０が負極側電力線３１に設けられる構成であってもよい。

【0083】

なお、今回開示された実施の形態は全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、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0084】

１０…車載用電源装置
２０…バッテリ
２１…電力路
２２…コンデンサ
３０…正極側電力線
３１…負極側電力線
３２…第１正極側電力線
３３…第２正極側電力線
４０…駆動部
４１…インバータ
４２…モータ
５０…リレー回路（第２回路）
５１…第１リレー（リレー）
５１Ａ…第１リレー（リレー）
５１Ｂ…第１リレー（リレー）
５１Ｃ…第１リレー（リレー）
６０…プリチャージ回路（第１回路）
６１…プリチャージリレー
６２…抵抗部
７０…第２リレー
７１…制御部
７２…電流検出部
７３…個別電流検出部
７４…第１電圧検出部
７５…第２電圧検出部
７６…温度検出部
９０…低圧バッテリ
９１…ＤＣＤＣコンバータ（第１回路）
９２…第１導電路
９３…第２導電路
１００…車載用電源システム
４００…車載用電源システム
４１０…車載用電源装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】