JP2019134635A - 充放電装置及び充放電システム - Google Patents

Abstract

【課題】直列に接続された複数の二次電池の夫々を各別に充電する場合であっても、ＤＣＤＣコンバータの効率の低下を抑制することが可能な充放電装置及び充放電システムを提供する。【解決手段】充放電装置は、直列に接続されて車両に搭載される複数の二次電池の互いに異なる一部に夫々の第１入出力部が並列に接続される複数の双方向性のＤＣＤＣコンバータと、夫々のＤＣＤＣコンバータの前記第１入出力部と電気的に絶縁された第２入出力部を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、直列に接続されて車両に搭載される複数の二次電池を充放電する充放電装置及び充放電システムに関する。

二次電池は、１個あたりの電池電圧及び充放電電力に限りがあるが、複数の二次電池を直並列に接続すれば、トータルの電池電圧及び充放電電力を増大させることが可能である。但しこの場合、各二次電池の自己放電量、内部抵抗、劣化度等の特性の違い、及び電池温度等の使用状態の違いにより、充放電が繰り返される間に二次電池間で容量バランスの崩れが発生することがある。

上記のような原因によって各二次電池間の容量バランスが崩れた状態で充放電を繰り返した場合、各二次電池に印加される充放電電圧が不均等になって容量バランスの崩れが助長されたり、劣化度の違いが拡大したりする傾向がある。また、充放電電圧が不均等になれば、最も電池電圧が高い二次電池に合わせて充電し、最も電池電圧が低い二次電池に合わせて放電しなければならないため、トータルの充放電電力が低下することになる。従って、二次電池間で容量バランスを保つことが非常に重要となる。

これに対し、特許文献１には、直列接続されている複数の二次電池の夫々に並列に接続されたＤＣＤＣコンバータが、二次電池の劣化度（ＳＯＨ：State Of Health ）を含む電池パラメータに基づいて電池状態を推定し、推定した電池状態が基準の電池状態に一致するように制御する電池システムが記載されている。この電池システムは、各二次電池が、夫々に接続されたＤＣＤＣコンバータによって、外部の充電器から各別に充電され、補機に対して同時的に放電することができるようになっている。

上記の容量バランスに加えて、自動車分野では、充電器と接続するための充電コネクタから二次電池までの配電線の重量を低減するために、配電線を細線化したいという要請がある。同じ容量の二次電池に対して充電時間を一定以下にする条件で配電線を細線化する場合は、細線化する前よりも高い電圧で二次電池を充電して充電電流を低減しなければならない。

米国特許出願公開第２０１５／０２１４７５７号明細書

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、充電電流を低減するために充電電圧を高圧にするほど、ＤＣＤＣコンバータの降圧比（出力電圧／入力電圧）が小さくなって変換効率が低下するという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直列に接続された複数の二次電池の夫々を各別に充電する場合であっても、ＤＣＤＣコンバータの効率の低下を抑制することが可能な充放電装置及び充放電システムを提供することにある。

本発明の一態様に係る充放電装置は、直列に接続されて車両に搭載される複数の二次電池の夫々に第１入出力部が並列に接続される複数の双方向性のＤＣＤＣコンバータと、各ＤＣＤＣコンバータの前記第１入出力部と電気的に絶縁された第２入出力部を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路とを備える。

なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える充放電装置及び充放電システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする充放電方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、充放電装置の一部又は全部を半導体集積回路として実現したり、充放電装置を含む他のシステムとして実現したりすることができる。

上記によれば、直列に接続された複数の二次電池の夫々を各別に充電する場合であっても、ＤＣＤＣコンバータの効率の低下を抑制することが可能となる。

実施の形態１に係る充放電システムの構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る充放電装置を含む電池パックの構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る充放電システムにおける組電池とＤＣＤＣコンバータを含むコンバータモジュールとの組み合わせを示す説明図である。 実施の形態２に係る充放電システムにおける電池パックの構成例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る充放電装置を含む電池パックの構成例を示すブロック図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本発明の一態様に係る充放電装置は、直列に接続されて車両に搭載される複数の二次電池の夫々に第１入出力部が並列に接続される複数の双方向性のＤＣＤＣコンバータと、各ＤＣＤＣコンバータの前記第１入出力部と電気的に絶縁された第２入出力部を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路とを備える。

本態様にあっては、第１入出力部と第２入出力部とが電気的に絶縁された複数の双方向性のＤＣＤＣコンバータ夫々について、第１入出力部は複数直列に接続された車載の二次電池のうちの相異なる１つに接続し、第２入出力部は切換回路によって互いに直列又は並列に切り換えて外部と接続する。これにより、二次電池の充電時に各ＤＣＤＣコンバータの第２入出力部を直列に接続して電源に接続した場合は、電源電圧が夫々のＤＣＤＣコンバータの第２入出力部に分散して印加されるため、ＤＣＤＣコンバータが極端に小さな降圧比で動作することがなく、変換効率の低下が抑制される。更にこの場合、第１入出力部に接続される二次電池が互いに独立した充電電流で充電され得るため、各二次電池の電圧が揃うように夫々のＤＣＤＣコンバータによる充電動作を協調させた場合は、所謂セルバランスが良好に保たれる。

（２）前記切換回路が前記第２入出力部を直列に切り換えた場合の接続先は、前記車両に搭載された充電コネクタであることが好ましい。

本態様にあっては、各第２入出力部を切換回路によって互いに直列に切り換えて車両の充電コネクタと接続する。これにより、充電コネクタから印加される充電電圧が各ＤＣＤＣコンバータの第２入出力部に分散して印加される。

（３）前記二次電池は、複数の電池セルが直列に接続された組電池であることが好ましい。

本態様にあっては、電池セルが複数直列に接続された組電池が更に複数直列に接続されており、各組電池の夫々にＤＣＤＣコンバータの第１入出力部を各別に接続する。これにより、ＤＣＤＣコンバータの数が電池セルの数よりも削減される。

（４）前記切換回路は、前記第２入出力部を並列に切り換えた場合の接続先を、前記ＤＣＤＣコンバータ毎に更に切り換える複数の切換器を有することが好ましい。

本態様にあっては、各ＤＣＤＣコンバータの第２入出力部を切換回路によって互いに直列に切り換えていない場合に、各第２入出力部の接続先を夫々に対応する切換器で各別に切り換える。これにより、複数の外部の給電先に対して、夫々１又は複数のＤＣＤＣコンバータから給電が行える。

（５）本発明の一態様に係る充放電システムは、上述の充放電装置と、前記切換回路による切り換えを制御する制御部とを含む。

本態様にあっては、制御部が充放電装置の切換回路による切り換えを制御する。これにより、例えば二次電池の充電又は放電に応じて切換回路が適切に切り換えられる。

（６)前記複数の二次電池を更に含むことが好ましい。

本態様にあっては、ＤＣＤＣコンバータの効率の低下を抑制することが可能な充放電装置が、二次電池を含む充放電システムに適用される。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る充放電装置及び充放電システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る充放電システムの構成例を示すブロック図であり、図２は、実施の形態１に係る充放電装置を含む電池パックの構成例を示すブロック図である。充放電システムは、車両１００に搭載されており、電池パック１を含んで構成されている。

電池パック１は、直列に接続された３つの二次電池１ａと、各二次電池１ａを充放電する充放電装置１０１と、充放電装置１０１の動作を制御する制御部６とを含んで構成されている。二次電池１ａは、例えばリチウムイオン電池であるが、これに限定されるものではない。最高電位の二次電池１ａのプラス電極と、最低電位の二次電池１ａのマイナス電極との間に、車両１００を駆動する駆動系７が接続コネクタ３２を介して接続されている。

充放電装置１０１は、３つの二次電池１ａの夫々に第１入出力部ｉｏ１が並列に接続された双方向性のＤＣＤＣコンバータ２ａと、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路４１とを備える。二次電池１ａ及びＤＣＤＣコンバータ２ａ夫々の数は３つに限定されず、同数であればよい。各二次電池１ａが、複数直列又は直並列に接続された電池セルを含んでいてもよい。

各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第１入出力部ｉｏ１及び第２入出力部ｉｏ２は、互いに電気的に絶縁されている。このため、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第１入出力部ｉｏ１は、任意の電位を有する二次電池１ａに接続することができる。各ＤＣＤＣコンバータ２ａの夫々は、制御回路３ａによって電圧変換が制御されるようになっている。

切換回路４１は、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２の高電位側及び低電位側夫々に共通接点が接続された１回路２接点（単極双投型）のスイッチ４ａ及び４ｂを有する。但し、本実施の形態２では、最も低電位に配されたスイッチ４ｂを導線で置き換えてもよい。また、各スイッチ４ａ及び４ｂ夫々のＮＣ（常閉）接点とＮＯ（常開）接点とが、図とは逆に接続されていてもよい。スイッチ４ａ及び４ｂが１つの２回路２接点（双極双投型）のスイッチであってもよい。各スイッチ４ａ及び４ｂは、制御部６によってオン／オフが連動して制御されるようになっている。

最も高電位に配されたスイッチ４ａのＮＣ接点は、接続コネクタ３２を介して車両１００の充電コネクタ８に接続されている。２番目に高電位に配されたスイッチ４ａのＮＣ接点は、最も高電位に配されたスイッチ４ｂのＮＣ接点に接続されている。最も低電位に配されたスイッチ４ａのＮＣ接点は、２番目に高電位に配されたスイッチ４ｂのＮＣ接点に接続されている。各スイッチ４ａのＮＯ接点は、接続コネクタ３３を介して車両１００の補機９に接続されている。各スイッチ４ｂのＮＯ接点と、最も低電位に配されたスイッチ４ｂのＮＣ，ＮＯ接点とは、ボディアース（ＧＮＤ）に接続されている。

制御部６は、各制御回路３ａとデイジーチェーン接続されており、例えばＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit ）又はＣＡＮ（Controller Area Network ）により、自身がマスタとなって相互に通信する。これにより、各ＤＣＤＣコンバータ２ａは、制御部６からの指令により、協調して二次電池１ａに対する充電を行う。制御部６は、電池パック１の内部に収容されているが、例えば電池パック１の外部にある充電制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）であってもよい。

上述の構成において、各二次電池１ａが充電される場合、各スイッチ４ａ及び４ｂはオフに制御されて、共通接点がＮＣ接点と接続されている。これにより、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２は、スイッチ４ａ及び４ｂを介して互いに直列に接続される。この状態で、充電コネクタ８を介して充電器から印加される直流電圧が、最高電位のＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２の高電位側と、最低電位のＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２の低電位側との間に印加される。各ＤＣＤＣコンバータ２ａは、第２入出力部ｉｏ２に印加される直流電圧を電圧変換して、第１入出力部ｉｏ１に接続された二次電池１ａに印加することにより、当該二次電池１ａを充電する。

充電中、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２には、夫々の第１入出力部ｉｏ１から二次電池１ａに出力される電力に応じた大きさの電力が入力される。一方、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２に入力される電流は同じであり、第１入出力部ｉｏ１に接続される二次電池１ａの電池電圧は概ね一定であるから、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２に印加される電圧は、第１入出力部ｉｏ１に接続された二次電池１ａに出力される電流に応じた大きさの電圧となる。

このように、充電コネクタ８から印加される充電電圧は、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２に分散して入力されるため、上記充電電圧を分散せずに入力した場合と比較して、ＤＣＤＣコンバータ２ａの入力電圧に対する出力電圧の比は、小さくなり過ぎることがない。このことから、ＤＣＤＣコンバータ２ａの変換効率は、従来のように充電電圧をそのまま降圧して二次電池１ａを充電するＤＣＤＣコンバータよりも一般的に高いと言える。また、１つ１つのＤＣＤＣコンバータ２ａが低電圧化されて、設計製造が容易となる側面もある。

各ＤＣＤＣコンバータ２ａは、制御部６からの指令により協調して二次電池１ａに対する充電を行う際に、一部の二次電池１ａの電圧が他の二次電池１ａの電圧より高いときは、当該二次電池１ａを充電するＤＣＤＣコンバータ２ａの充電電流を低減したり充電動作を停止したりしてもよい。このように調整することにより、充電中に各二次電池１ａの電圧に不揃いが生じて、所謂セルバランスが崩れるのを防止することができる。制御部６を用いない場合は、４つの制御回路３ａのうちの１つがマスタとなり、制御部６の役割を兼ねるようにしてもよい。

次に、各二次電池１ａを放電させる場合、各スイッチ４ａ及び４ｂはオンに制御されて、共通接点がＮＯ接点と接続される。これにより、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２は、スイッチ４ａ及び４ｂを介して互いに並列に接続される。この状態で、各ＤＣＤＣコンバータ２ａが夫々の二次電池１ａの電池電圧を変換した電圧が、補機９に並列的に印加される。

一方、各二次電池１ａは、車両１００の走行時等の、自身がＤＣＤＣコンバータ２ａによって充電されていない間に適時放電が可能であり、駆動系７に接続コネクタ３２を介して放電電流を供給する。車両１００の走行中に駆動系７にて回生電力が発生した場合は、接続コネクタ３２を介して流入する回生電流によって各二次電池１ａが充電される。

なお、二次電池１ａの充電時と放電時とで第２入出力部ｉｏ２の接続先が全く異なるため、本来であればＤＣＤＣコンバータ２ａを充電用と放電用とに分離することが考えられる。しかしながら、充電用のコンバータと放電用のコンバータとで回路が共用化される部分が多いため、本実施の形態１では、１つのＤＣＤＣコンバータ２ａを用いて二次電池１ａの充電及び放電を行うものである。

以上のように本実施の形態１によれば、第１入出力部ｉｏ１と第２入出力部ｉｏ２とが電気的に絶縁された３つの双方向性のＤＣＤＣコンバータ２ａ夫々について、第１入出力部ｉｏ１は３つ直列に接続された車載の二次電池１ａのうちの相異なる１つに接続し、第２入出力部ｉｏ２は切換回路４１によって互いに直列又は並列に切り換えて充電コネクタ８又は補機９と接続する。従って、二次電池１ａの充電時に各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２を直列に接続して充電コネクタ８と接続することにより、外部からの充電電圧が夫々のＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２に分散して印加されるため、ＤＣＤＣコンバータ２ａが極端に小さな降圧比で動作することがなく、変換効率の低下を抑制することができる。更にこの場合、第１入出力部ｉｏ１に接続される二次電池１ａが互いに独立した充電電流で充電され得るため、各二次電池１ａの電圧が揃うように夫々のＤＣＤＣコンバータ２ａによる充電動作を協調させることにより、所謂セルバランスを良好に保つことができる。

（実施の形態２）
実施の形態１が、基本的には１つの二次電池１ａを１つのＤＣＤＣコンバータ２ａで充電する形態であるのに対し、実施の形態２は、複数の電池セルが直列に接続された組電池を１つのＤＣＤＣコンバータで充電する形態である。本実施の形態２では、組電池とＤＣＤＣコンバータを含むコンバータモジュールとを一体化した電池装置を、電池パック１ａａ（後述する図４参照）に収容してある。

図３は、実施の形態２に係る充放電システムにおける組電池とＤＣＤＣコンバータを含むコンバータモジュールとの組み合わせを示す説明図である。図３の下段には、ＤＣＤＣコンバータ２ｂと、該ＤＣＤＣコンバータ２ｂの動作を制御する制御回路３ｂと、該制御回路３ｂに制御されてＤＣＤＣコンバータ２ｂの第２入出力部ｉｏ２の接続先を切り換えるスイッチ４ａ及び４ｂ（切換回路に相当）とを含むコンバータモジュール２０の構成を示すブロック図が示されている。図３の上段には、隣り合う電極の極性が逆になるように組み合わされた７つの電池セル１ｂを含む組電池１０の上部に、コンバータモジュール２０を積み重ねた電池装置３０の平面図が示されている。図３の上段と下段とを結ぶ一点鎖線は、同じ符号が付された部位の対応関係を示すものである。

コンバータモジュール２０は、入出力端子２２，２３がＤＣＤＣコンバータ２ｂの第１入出力部ｉｏ１と接続されており、入力端子２４，２５及び出力端子２６，２７夫々がスイッチ４ａ，４ｂのＮＣ接点及びＮＯ接点と接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２ｂの第２入出力部ｉｏ２は、スイッチ４ａ，４ｂの共通接点と接続されている。組電池１０は、隣り合う電池セル１ｂ，１ｂの隣り合う電極同士が交互にバスバー１１で接続されることによって、７つの電池セル１ｂが直列に接続されている。電池セル１ｂの数は７つに限定されない。組電池１０における最高電位の電池セル１ｂのプラス電極、及び最低電位の電池セル１ｂのマイナス電極夫々には、タブ１２及び１３が接続されている。タブ１２及び１３夫々は、コンバータモジュール２０の入出力端子２２及び２３と接続されている。電池装置３０におけるこのような接続により、ＤＣＤＣコンバータ２ｂが、組電池１０を構成する７つの電池セル１ｂを直列に充放電する。

次に、電池パック１ａａ内の接続について説明する。図４は、実施の形態２に係る充放電システムにおける電池パック１ａａの構成例を示すブロック図である。電池パック１ａａは、４つの電池装置３０と、充電時及び放電時の接続を切り換えるジャンクションボックス３１と、該ジャンクションボックス３１を介して駆動系７，充電コネクタ８及び補機９夫々と接続するための接続コネクタ３２及び３３とを有する。ジャンクションボックス３１内の接続は不図示のリレーによって切り換えられる。図４の上段には、充電時に利用される接続が示されており、下段には、放電時（例えば走行時）に利用される接続が示されている。但し、ジャンクションボックス３１内の接続以外は、充電時も放電時も切り換わることはなく、常時接続が維持されている。

互いに電位が隣り合う電池装置３０，３０のうち、一方の電池装置３０は、入力端子２４及びプラス側のタブ１２夫々が、他方の電池装置３０の入力端子２５及びマイナス側のタブ１３と接続されている。最高電位の電池装置３０は、入力端子２４及びプラス側のタブ１２夫々が、ジャンクションボックス３１内の端子３１１及び３１３と接続されている。最低電位の電池装置３０は、入力端子２５及びマイナス側のタブ１３夫々が、ジャンクションボックス３１内の端子３１２及び端子３１４と接続されている。全ての電池装置３０は、出力端子２６及び２７夫々が、ジャンクションボックス３１内の端子３１５及び端子３１６と接続されている。

各コンバータモジュール２０に含まれる制御回路３ｂ（図４参照）は、不図示の接続コネクタを介して制御部６（実施の形態１の図２参照）とデイジーチェーン接続されている。本実施の形態２では、制御回路３ｂがスイッチ４ａ及び４ｂを制御するが、実施の形態１と同様に、制御部６がスイッチ４ａ及び４ｂを制御するようにしてもよい。その他、実施の形態１と対応する箇所には同様の符号を付して、その説明を省略する。

上述の接続により、充電時には、端子３１１及び３１２夫々が接続コネクタ３２内のプラス側の端子３２１及びマイナス側の端子３２２と接続される。これにより、充電コネクタ８からの充電電圧が、接続コネクタ３２及びジャンクションボックス３１を介して４つの電池装置３０に直列に印加される。

一方、放電時には、端子３１３及び３１４夫々が端子３２１及び端子３２２と接続されると共に、端子３１５及び３１６夫々が接続コネクタ３３内のプラス側の端子３３１及びマイナス側の端子３３２と接続される。これにより、直列に接続された各二次電池１ａからの放電電流が、ジャンクションボックス３１及び接続コネクタ３２を介して駆動系７に供給されると共に、各ＤＣＤＣコンバータ２ｂが変換した電圧が、ジャンクションボックス３１及び接続コネクタ３３を介して補機９に印加される。

各ＤＣＤＣコンバータ２ｂは、制御部６からの指令により協調して組電池１０に対する充電を行う際に、一部の組電池１０の電圧が他の組電池１０の電圧より高いときは、当該組電池１０を充電するＤＣＤＣコンバータ２ｂの充電電流を低減したり充電動作を停止したりしてもよい。このように調整することにより、充電中に各組電池１０の電圧に不揃いが生じて、各組電池１０間の容量バランスが崩れるのを防止することができる。各組電池１０における電池セル１ｂ間の容量バランスの崩れは、例えば並列抵抗を用いた所謂パッシブバランス方式によって抑制することができる。なお、制御部６を用いない場合は、４つの制御回路３ｂのうちの１つがマスタとなり、制御部６の役割を兼ねるようにしてもよい。

以上のように本実施の形態２によれば、電池セル１ｂが７つ直列に接続された組電池１０が更に４つ直列に接続されており、各組電池１０夫々のタブ１２，１３にＤＣＤＣコンバータ２ｂの第１入出力部ｉｏ１を各別に接続する。これにより、ＤＣＤＣコンバータ２ｂの数を電池セル１ｂの数よりも削減できる。また、各ＤＣＤＣコンバータ２ｂの第１入出力部ｉｏ１に夫々接続される組電池１０が互いに独立した電流で充電され得るため、各組電池１０の電圧が揃うように夫々のＤＣＤＣコンバータ２ｂによる充電動作を協調させることにより、各組電池１０間の容量バランスを良好に保つことができる。

（実施の形態３）
実施の形態１が、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２の接続先をスイッチ４ａ及び４ｂで切り換える形態であるのに対し、実施の形態３は、上記スイッチ４ａ及び４ｂによる切換先の１つを、更に他のスイッチで切り換える形態である。図５は、実施の形態３に係る充放電装置を含む電池パックの構成例を示すブロック図である。電池パック１ｂｂは、直列に接続された３つの二次電池１ａと、各二次電池１ａを充放電する充放電装置１０２と、充放電装置１０２の動作を制御する制御部６とを含んで構成されている。

充放電装置１０２は、３つのＤＣＤＣコンバータ２ａと、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路４２とを備える。切換回路４２は、実施の形態１における切換回路４１に対して３つの３ポジション型のスイッチ４ｃ（切換器に相当）を追加したものである。切換回路４１に相当する回路を削除して、各第２入出力部ｉｏ２の接続先をスイッチ４ｃで直接的に切り換えるようにしてもよい。各スイッチ４ｃは、制御部６によって切り換えが各別に制御されるようになっている。スイッチ４ｃは、４つ以上のポジションが切り換えできるものであってもよい。

具体的には、各スイッチ４ａのＮＯ接点がスイッチ４ｃの共通接点に接続されている。各スイッチ４ｃのＡ側の接点は、接続コネクタ３３を介して補機９に接続されている。この補機は、例えば１２Ｖで動作するものである。各スイッチ４ｃのＢ側の接点は、不図示の接続コネクタを介して、例えば１６Ｖの電源ラインに接続されている。その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

上述の構成において、各二次電池１ａを放電させる場合、制御部６は、各スイッチ４ａ及び４ｂをオンにして各ＤＣＤＣコンバータ２ａ夫々の第２入出力部ｉｏ２の接続先をスイッチ４ｃの共通接点にする。更に、制御部６は、１つ以上の第２入出力部ｉｏ２の接続先を補機９とすべく、１つ以上のスイッチ４ｃをＡ側にオンし、他の１つ以上の第２入出力部ｉｏ２の接続先を１６Ｖの電源ラインとすべく、他の１つ以上のスイッチ４ｃをＢ側にオンする。これにより、例えば図５に示すように、最も高電位に配されたスイッチ４ｃがＡ側にオンし、２番目に高電位に配されたスイッチ４ｃがＢ側にオンし、最も低電位に配されたスイッチ４ｃはＡ側，Ｂ側何れにもオンしない。

一般的には、複数のＤＣＤＣコンバータ２ａ夫々の第２入出力部ｉｏ２の接続先を、複数の電源ラインの何れかに接続してもよいし、何れにも接続しないようにしてもよい。その結果、複数の電源ラインの夫々が、１つ以上の第２入出力部ｉｏ２と接続されるようにすればよい。

以上のように本実施の形態３によれば、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２を切換回路４２によって互いに直列に切り換えていない場合、即ちスイッチ４ａ及び４ｂをオンにしている場合に、各第２入出力部ｉｏ２の接続先を、夫々に対応するスイッチ４ｃで１２Ｖの電源ライン、１６Ｖの電源ライン又は何れでもない中立各別に切り換える。従って、複数の外部の電源ラインに対して、夫々１又は複数のＤＣＤＣコンバータ２ａから給電を行うことができる。

また、実施の形態１又は３によれば、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２を切換回路４１又は４２によって互いに直列に切り換えて車両１００の充電コネクタ８と接続する。これにより、充電コネクタ８から印加される充電電圧を、各ＤＣＤＣコンバータ２ａの第２入出力部ｉｏ２に分散させて印加することができる。

更に、実施の形態１又は３によれば、制御部６が、充放電装置１０１又は１０２の切換回路４１又は４２による切り換えを制御する。従って、二次電池１ａ又は組電池１０の充電又は放電に応じて切換回路４１又は４２を適切に切り換えることができる。

更に、実施の形態１又は３によれば、ＤＣＤＣコンバータ２ａの効率の低下を抑制することが可能な充放電装置１０１又は１０２を、二次電池１ａを含む充放電システムに適用することができる。

更に、実施の形態１、２又は３によれば、駆動系７と電池パック１、１ａａ又は１ｂｂとの接続に影響を与えることなく、二次電池１ａ又は組電池１０を充電することが可能であり、機能的にも安全面でも優れている。

１００ 車両
１０１、１０２ 充放電装置
１、１ａａ、１ｂｂ 電池パック
１ａ 二次電池
１ｂ 電池セル
１０ 組電池
１１ バスバー
１２、１３ タブ
２、２ａ、２ｂ ＤＣＤＣコンバータ
ｉｏ１ 第１入出力部
ｉｏ２ 第２入出力部
２０ コンバータモジュール
２２、２３ 入出力端子
２４、２５ 入力端子
２６、２７ 出力端子
３０ 電池装置
３１ ジャンクションボックス
３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６ 端子
３２、３３ 接続コネクタ
３２１、３２２、３３１、３３２ 端子
３ａ、３ｂ 制御回路
４１、４２ 切換回路
４ａ、４ｂ スイッチ
４ｃ スイッチ（切換器）
６ 制御部
７ 駆動系
８ 充電コネクタ
９ 補機

Claims (6)

1. 直列に接続されて車両に搭載される複数の二次電池の夫々に第１入出力部が並列に接続される複数の双方向性のＤＣＤＣコンバータと、
   各ＤＣＤＣコンバータの前記第１入出力部と電気的に絶縁された第２入出力部を直列又は並列に切り換えて外部と接続する切換回路と
   を備える充放電装置。
2. 前記切換回路が前記第２入出力部を直列に切り換えた場合の接続先は、前記車両に搭載された充電コネクタである請求項１に記載の充放電装置。
3. 前記二次電池は、複数の電池セルが直列に接続された組電池である請求項１又は２に記載の充放電装置。
4. 前記切換回路は、前記第２入出力部を並列に切り換えた場合の接続先を、前記ＤＣＤＣコンバータ毎に更に切り換える複数の切換器を有する請求項１から３の何れか１項に記載の充放電装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の充放電装置と、
   前記切換回路による切り換えを制御する制御部と
   を含む充放電システム。
6. 前記複数の二次電池を更に含む請求項５に記載の充放電システム。

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