JP5301006B2 - 車両用の電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を走行させるモーターに電力を供給する高電圧バッテリの出力側にリレーを接続している車両用の電源装置に関する。

車両用の電源装置は、車両を走行させるモーターに電力を供給する高電圧バッテリを備えている。この電源装置は、正負の出力側にリレーを接続している。リレーは、イグニッションスイッチをオンにして車両を走行させるときにオンに切り換えられる。リレーをオンに切り換えている電源装置は、高電圧バッテリから車両の走行用モーターに電力を供給できる状態となる。イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させるときに、あるいは異常時に、リレーはオフに切り換えられて電流を遮断する。車両がクラッシュしたときやメンテナンスをするときに安全性を確保するためである。以上のことを実現するために、高電圧バッテリの出力側にリレーを接続する電源装置は開発されている。（特許文献１参照）

特開２００６−１２９６９１号公報

高電圧バッテリの正負の出力側に接点を接続しているリレーは、励磁コイルの通電を制御してオンオフに切り換えられる。すなわち、車両に搭載している電装用バッテリから励磁コイルに通電して接点をオン、励磁コイルの電流を遮断して接点をオフに切り換えている。リレーをオンオフに切り換えると、電装用バッテリは、種々の要因で電圧が大幅に変動する。たとえば、ハイブリッドカーにおいては、エンジンをアイドリング状態としてハンドルを大きく回すとき、電動パワーステアリングが大きな電流を消費して電装用バッテリの電圧を低下させる。とくに、エンジンをアイドリング状態として充電電流が制限される状態で、前照灯を点灯し、ワイパーを運転し、さらにエアコンを運転しながら電動パワーステアリングが操作されると、一時的には電装用バッテリの電圧が著しく低下する。また、電装用バッテリが劣化して内部抵抗が大きくなって、実質容量が小さくなっていると電圧の低下はさらに大きくなる。さらに、外気の温度が異常に低くなって電装用バッテリの能力が低下するときにも電圧は低下する。

リレーは、接点をオンに保持する励磁コイルの定格電圧を、電装用バッテリの定格電圧に設定している。したがって、電装用バッテリの電圧が一時的に低下すると、リレーの励磁コイルに供給される電圧が低下して、一時的にオフに切り換えられる瞬停の状態となる。この状態は、リレーの接点を劣化（例えば、溶着や接点不良等）させる原因となる。とくに、リレーが接点に大電流を流している状態で瞬停すると、接点をオフにする状態で接点にアークが発生して溶着しやすくなる弊害がある。リレーの接点が溶着すると、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態で、高電圧バッテリの出力を遮断できず、安全性が低下する。

本発明は、従来の電源装置が有するこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な回路構成としながら、リレーの瞬停による接点の劣化を確実に防止できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。

車両用の電源装置は、車両を走行させるモーター２２に電力を供給する高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接点２ａを接続しており、かつ励磁コイル２ｂの通電でオンオフに制御されるリレー２とを備える。この電源装置は、リレー２の励磁コイル２ｂを高電圧バッテリ１に接続して接点２ａをオンオフに切り換えている。

そして、リレー２の接点２ａと並列に接続してなるプリチャージ回路３を備えており、このプリチャージ回路３が、互いに直列に接続されてなるプリチャージ抵抗６とプリチャージリレー５を備えている。

さらに、リレー２が、高電圧バッテリ１の正負の出力側に接続している第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂからなり、第１リレー２Ａと並列にプリチャージ回路３を接続している。

さらに、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂの負荷側に接続しており、プリチャージされるコンデンサー２１で第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを励磁して、第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えている。

また車両用の電源装置において、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側とに接続しており、高電圧バッテリ１とプリチャージされるコンデンサー２１との電圧差でプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを励磁して、プリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えていてもよい。

また車両用の電源装置において、第１リレー２Ａを、高電圧バッテリ１の正極側に接続しているリレー２としていてもよい。

本発明の車両用の電源装置は、電装用バッテリの電圧低下によるリレーの瞬停を防止して、瞬停による接点の劣化を確実に防止できる。それは、本発明の電源装置が、高電圧バッテリから励磁コイルへの通電を制御して、リレーの接点をオンオフに切り換えるからである。高電圧バッテリは、電装用バッテリのように電動パワーステアリングや前照灯などに電力を供給しないことから、電装用バッテリのようには電圧変動しない。したがって、本発明の電源装置は、電装用バッテリの電圧が変動してもリレーの接点が瞬停することはなく、瞬停による接点の劣化を確実に阻止できる。

そして、一方のリレーの接点と並列に、プリチャージ抵抗とプリチャージリレーとを直列に接続してなるプリチャージ回路を接続しているので、負荷のコンデンサーを確実にプリチャージした後、高電圧バッテリを負荷に接続できる。

さらに、プリチャージ回路を並列に接続している第１リレーの励磁コイルを、第１リレーと第２リレーの負荷側に接続しており、プリチャージされるコンデンサーで第１リレーの励磁コイルを励磁して、第１リレーの接点をオンに切り換えるので、簡単な回路構成としながら、プリチャージされたコンデンサーで第１リレーの接点をオンに切り換えできる。

また車両用の電源装置では、プリチャージリレーの励磁コイルを、第１リレーのバッテリ側と負荷側とに接続しており、高電圧バッテリとプリチャージされるコンデンサーとの電圧差でプリチャージリレーの励磁コイルを励磁してプリチャージリレーの接点をオンに切り換えるので、プリチャージリレーを制御する回路を設けることなく、簡単な回路構成としながら、プリチャージリレーの接点をオンに切り換えできる。

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。 図２に示す車両用の電源装置がリレーとプリチャージリレーを切り換える状態を示すタイミングチャートである。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１と図２に示す車両用の電源装置は、ハイブリッドカーに搭載され、あるいは電気自動車に搭載されて、モーター２２を駆動して車両を走行させる。これらの図の電源装置は、高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接点２ａを接続して、負荷２０への電力供給を制御するリレー２と、このリレー２の接点２ａをオンに切り換えるに先だって、負荷２０のコンデンサー２１をプリチャージするプリチャージ回路３と、このプリチャージ回路３とリレー２を切り換える制御回路４とを備える。

負荷２０は、大容量のコンデンサー２１と、このコンデンサー２１に並列に接続されたＤＣ／ＡＣインバータ２３と、このＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して接続されるモーター２２である。コンデンサー２１は、リレー２の接点２ａをオンに切り換える状態で、高電圧バッテリ１と共に、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に電力を供給する。とくに、コンデンサー２１からは、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に瞬間的に大電力を供給する。高電圧バッテリ１に並列にコンデンサー２１を接続することで、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる瞬間電力を大きくできる。コンデンサー２１からＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる電力は、静電容量に比例するので、このコンデンサー２１には、たとえば３０００〜６０００μＦと極めて大きい静電容量のものが使用される。放電状態にある大容量のコンデンサー２１が、出力電圧の高い高電圧バッテリ１に接続されると、瞬間的に極めて大きいチャージ電流が流れる。コンデンサー２１のインピーダンスが極めて小さいからである。

高電圧バッテリ１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して、車両を走行させるモーター２２を駆動する。モーター２２に大電力を供給できるように、高電圧バッテリ１は多数の二次電池１０を直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池が使用される。ただ、二次電池には、ニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池を使用できる。高電圧バッテリ１は、モーター２２に大電力を供給できるように、たとえば、出力電圧を２００〜４００Ｖと高くしている。ただし、電源装置は、ＤＣ／ＡＣインバータでもって、高電圧バッテリの電圧を昇圧して、モーターに電力を供給することもできる。この電源装置は、直列に接続する二次電池の個数を少なくして、高電圧バッテリの出力電圧を低くできる。したがって、高電圧バッテリは、たとえば出力電圧を１００〜４００Ｖとすることができる。

プリチャージ回路３は、コンデンサー２１をプリチャージして、オンに切り換えられたリレー２の接点２ａに流れるチャージ電流を減少する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６とプリチャージリレー５を備え、プリチャージリレー５の接点５ａとプリチャージ抵抗６を直列に接続して、正極側の第１リレー２Ａの接点２ａに並列に接続している。プリチャージ抵抗６は、負荷２０のコンデンサー２１のプリチャージ電流を制限する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６の電気抵抗を大きくしてプリチャージ電流を小さくできる。たとえば、プリチャージ抵抗６を１０Ω、高電圧バッテリ１の出力電圧を４００Ｖとする電源装置は、プリチャージ電流の最大値が４０Ａとなる。プリチャージ抵抗６は、大きくしてプリチャージ電流の最大値を小さくできる。プリチャージ抵抗６は、たとえば、５〜２０Ω、好ましくは６〜１８Ω、さらに好ましくは６〜１５Ωに設定される。プリチャージ回路３は、プリチャージリレー５の接点５ａをオンにして、コンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージリレー５は、励磁コイル５ｂに通電して接点５ａをオン、通電を遮断して接点５ａをオフに切り換える。プリチャージリレー５は、制御回路４で励磁コイル５ｂの通電を制御してオンオフに切り換えられる。

リレー２は、励磁コイル２ｂに通電してオンに切り換えられる接点２ａを有するリレーである。電源装置は、高電圧バッテリ１の正負の出力側に一対のリレー２を接続している。図の電源装置は、高電圧バッテリ１の正極側に接続しているリレー２を第１リレー２Ａ、負極側に接続しているリレー２を第２リレー２Ｂとして、第１リレー２Ａの接点２ａと並列にプリチャージ回路３を接続している。ただし、本発明の電源装置は、高電圧バッテリの負極側のリレーを第１リレーとして、このリレーの接点と並列にプリチャージ回路を接続することもできる。図の電源装置は、第１リレー２Ａと並列にプリチャージ回路３を接続しているので、プリチャージ回路３を接続している第１リレー２Ａの接点２ａをオフに保持して、負極側に接続する第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換え、この状態で、プリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えて、プリチャージ抵抗３Ａを介してコンデンサー２１をプリチャージする。コンデンサー２１がプリチャージされた後、第１リレー２Ａの接点２ａをオフからオンに切り換えて、高電圧バッテリ１を負荷２０に接続する。その後、プリチャージ回路３のプリチャージリレー５をオフに切り換える。オン状態のリレー２の接点２ａをオフに切り換えるときは、両方のリレー２を同時にオフにする。

第１リレー２Ａ及び第２リレー２Ｂと、プリチャージリレー５は、制御回路４でオンオフに切り換えられる。図１と図２の制御回路４は、リレー２の励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１を接続するスイッチング素子７を備え、このスイッチング素子７をオンオフに切り換えて、リレー２の接点２ａをオンオフに制御する。スイッチング素子７と励磁コイル２ｂの直列回路は、高電圧バッテリ１の正負の出力側に接続される。図１の電源装置は、スイッチング素子７と励磁コイル２ｂの直列回路をリレー２のバッテリ側に接続している。図２の電源装置は、第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂと第２スイッチング素子７Ｂとの直列回路をリレー２のバッテリ側に接続している。第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂは、スイッチング素子を接続することなく、リレー２の負荷側に接続している。

制御回路４は、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの通電を制御する第１スイッチング素子７Ａと、第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂの通電を制御する第２スイッチング素子７Ｂとを備える。制御回路４は、第１スイッチング素子７Ａをオンに切り換えて第１リレー２Ａの接点２ａをオン、第１スイッチング素子７Ａをオフに切り換えて第１リレー２Ａの接点２ａをオフに切り換える。また、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの接点２ａをオン、第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて第２リレー２Ｂの接点２ａをオフに切り換える。図の制御回路４は、スイッチング素子７をＦＥＴとする。ただし、スイッチング素子にはＦＥＴ以外の半導体スイッチング素子、たとえばトランジスタも使用でき、またリレーも使用できる。

スイッチング素子７は、高電圧バッテリ１に接続されて励磁コイル２ｂの通電を制御する。スイッチング素子７をオンオフに制御する入力回路８は、電装用バッテリ２４を電源とする。図の制御回路４は、電源ライン１１を、車両に搭載される電装用バッテリ２４に接続しており、電装用バッテリ２４から供給される電源で動作している。入力回路８がスイッチング素子７に接続されると、高電圧バッテリ１と電装用バッテリ２４を絶縁できなくなる。安全性を目的として、高電圧バッテリ１は電装用バッテリ２４から絶縁される。高電圧バッテリ１と電装用バッテリ２４を絶縁するために、制御回路４は、絶縁回路９を内蔵している。絶縁回路９は、アースラインを接続することなくスイッチング素子７のオンオフ信号を入力回路８からスイッチング素子７に伝送できる光カップラやトランスである。絶縁回路９は、電装用バッテリ２４を電源とする入力回路８から、オンオフ信号を絶縁してスイッチング素子７の入力側に出力する。

ただ、制御回路４は、図３に示すように、電源ライン１１を、高電圧バッテリ１に接続して、高電圧バッテリ１から供給される電源で動作させることもできる。図に示す電源装
置は、高電圧バッテリ１の出力側に降圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１２を接続しており、高電圧バッテリ１の出力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で制御回路４の動作電圧に降圧して、制御回路４に供給している。このＤＣ／ＤＣコンバータ１２には、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータが使用される。この電源装置は、高電圧バッテリ１から制御回路４に電力を供給するので、電装用バッテリの電圧が変動しても、制御回路４が安定してリレー２やプリチャージリレー５を切り換えできる。

さらに、図１の制御回路４は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂも高電圧バッテリ１から通電してオンオフに切り換えている。この制御回路４は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに接続するプリチャージスイッチング素子７Ｃを備える。このプリチャージスイッチング素子７Ｃも、絶縁回路９を介して入力回路８からオンオフが入力される。図１に示すように、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを高電圧バッテリ１で励磁する電源装置は、電装用バッテリ２４の電圧変動でプリチャージリレー５が瞬間的に停止する弊害も防止できる。ただし、図２に示すように、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂには、電装用バッテリ２４から通電することもできる。

図１の電源装置は、以下の動作をしてリレー２とプリチャージリレー５を切り換える。（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、負荷２０に並列に接続しているコンデンサー２１をプリチャージする。このとき、制御回路４は、高電圧バッテリ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー５をオンに切り換える。第１スイッチング素子７Ａはオフ状態にあって、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂには通電されず、第１リレー２Ａの接点２ａはオフに制御される。制御回路４は、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換える。また、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオンに切り換えてプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに通電してプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換える。この状態でプリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。
（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、制御回路４は、第１スイッチング素子７Ａをオンに切り換えて、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して、第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換える。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａをオンに切り換えた後、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオフに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂの通電を遮断して、プリチャージリレー５の接点５ａをオフに切り換える。

図２の電源装置は、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、リレー２の負荷側に接続している。第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂは、スイッチング素子を接続することなく、一端をプリチャージ回路３の負荷側、言い換えると第１リレー２Ａの負荷側に接続して、他端を第２リレー２Ｂの負荷側に接続して、負荷２０のコンデンサー２１と並列に接続している。コンデンサー２１は、プリチャージされるにしたがって電圧が上昇するので、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに供給される電圧もコンデンサー２１が充電されるにしたがって上昇する。第１リレー２Ａは、励磁コイル２ｂが規定の電圧まで上昇すると、接点２ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着して接点２ａをオンに切り換える。この電源装置は、コンデンサー２１をプリチャージして電圧が上昇すると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられるので、第１リレー２Ａを制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。第１リレー２Ａが接点２ａをオンに切り換える励磁コイル２ｂの規定電圧は、コンデンサー２１がプリチャージされて、第１リレー２Ａをオンに切り換えて接点２ａに過大な電流が流れない状態に設定される。

図２の電源装置は、以下の動作をして、図４に示すタイミングで、リレー２とプリチャージリレー５を切り換える。
（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、制御回路４が、高電圧バッテリ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー５をオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージする。コンデンサー２１がプリチャージされるまで、第１リレー２Ａの接点２ａはオフに保持される。コンデンサー２１の電圧が第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに供給されることから、コンデンサー２１がプリチャージされて電圧が上昇するまで、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧よりも低くなるからである。制御回路４は、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換える。また、制御回路４は、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオンに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに電装用バッテリ２４から通電してプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えるこの状態でプリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。
（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、コンデンサー２１の電圧が上昇して、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの供給電圧を上昇させる。コンデンサー２１がプリチャージされて、励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧まで上昇すると、第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａがオンに切り換えられると、制御回路４は、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオフに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂへの通電を遮断して、プリチャージリレー５の接点５ａをオフに切り換える。

この電源装置は、制御回路４で第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて、高電圧バッテリ１の電流を遮断する。第２スイッチング素子７Ｂがオフに切り換えられて、第２リレー２Ｂの接点２ａがオフになると、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに電圧が供給されなくなって、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。したがって、第２リレー２Ｂをオフにすると、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。このとき、図４に示すように、第１リレー２Ａの接点５ａがオンに切り換えられる規定電圧（Ｖ１）と、オフに切り換えられる規定電圧（Ｖ２）とにヒステリシスを設けることにより、第２リレー２Ｂをオフに切り換えるタイミングと第１リレー２Ａがオフに切り換えられるタイミングとの時間差を大きくすることができる。これにより、電源の瞬停により、第２のリレー２Ｂの接点２ａにチャタリングや溶着等の不具合が生じても、第１リレー２Ａを確実に切り離して安全性を保証できる。

以上の電源装置は、プリチャージリレー５のオンオフを制御回路４で制御している。ただ、本発明の電源装置は、必ずしも、プリチャージリレーのオンオフを制御回路で制御する必要はない。図５は、プリチャージリレーのオンオフを制御回路で制御しない電源装置の一例を示している。

図５の電源装置は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側とに接続している。プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂは、スイッチング素子を接続することなく、一端を第１リレー２Ａのバッテリ側、言い換えると高電圧バッテリ１の出力側に接続して、他端を第１リレー２Ａの負荷側に接続して、第１リレー２Ａと並列に接続している。このプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂは、高電圧バッテリ１とプリチャージされるコンデンサー２１との電圧差で励磁されてプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換える。したがって、この電源装置は、第２リレー２Ｂがオン、第１リレー２Ａがオフの状態で、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差が、接点５ａをオンに切り換える規定電圧よりも高い時には、プリチャージリレー５の励磁コ
イル５ｂが接点５ａをオンに切り換える。また、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差が、規定電圧よりも低くなると、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂが接点５ａをオフに切り換える。さらに、イグニッションスイッチがオンに切り換えられた時に、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差、すなわち、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１の電圧差が規定電圧よりも低い場合には、コンデンサー２１が十分に充電されていると判定して、プリチャージリレー５をオンに切り換えることなく、第１リレー２Ａをオンに切り換えることもできる。

この電源装置は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂがオフの状態から第２リレー２Ｂがオンに切り換えられると、高電圧バッテリ１の電圧がプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに印可される。この状態で、負荷２０のコンデンサー２１が充分にプリチャージされていない場合、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１との電圧差によって、励磁コイル５ｂは、接点５ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着して接点５ａをオンに切り換える。この電源装置は、高電圧バッテリ１の電圧でプリチャージリレー５の接点５ａがオンに切り換えられるので、プリチャージリレー５を制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。

プリチャージリレー５がオンに切り換えられると、プリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。プリチャージされるコンデンサー２１は、充電されるにしたがって電圧が上昇する。このため、プリチャージされるコンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなると、接点５ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着できなくなって接点５ａがオフに切り換えられる。したがって、コンデンサー２１がプリチャージされて、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなる前に、第１リレー２Ａをオンに切り換えてプリチャージを終了することができる。この電源装置は、規定電圧よりも大きい設定電圧を閾値として、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が、この閾値よりも小さくなると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられるように設定する。この設定電圧は、第１リレー２Ａがオンに切り換えられても、接点２ａに過大な電流が流れない状態に設定する。ただ、第１リレー２Ａは、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなって、プリチャージリレー５がオフに切り換えられるタイミングで、あるいは、プリチャージリレー５がオフに切り換えられた後、第１リレー２Ａをオンに切り換えることもできる。

さらに、図５に示す電源装置は、図２に示す電源装置と同様に、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、第１リレー２Ａの負荷側と第２リレー２Ｂの負荷側に接続している。この第１リレー２Ａは、コンデンサー２１がプリチャージされて電圧が上昇すると、励磁コイル２ｂに供給される電圧も大きくなって、励磁コイル２ｂが規定の電圧まで上昇すると、接点２ａをオンに切り換える。したがって、この電源装置は、コンデンサー２１をプリチャージして電圧が上昇すると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。ここで、第１リレー２Ａが接点２ａをオンに切り換える励磁コイル２ｂの規定電圧は、プリチャージされるコンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が小さくなってプリチャージリレー５の接点５ａがオフに切り換えられる前に第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えるような電圧値であって、第１リレー２Ａをオンに切り換えても接点２ａもに過大な電流が流れない電圧値に設定される。図５の電源装置は、プリチャージされるコンデンサー２１の電圧で第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えるので、第１リレー２Ａを制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。ただ、第１リレーの接点は、制御回路でオンオフに制御することもできる。

図５の電源装置は、以下の動作をしてリレー２とプリチャージリレー５を切り換える。（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、制御回路４が、高電圧バッテ
リ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換える。この状態で、高電圧バッテリ１の電圧がプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに印可される。このとき、負荷２０のコンデンサー２１はプリチャージされていないので、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１との電圧差が規定電圧よりも大きくなって、プリチャージリレー５の接点５ａがオンに切り換えられる。この状態で、プリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。
（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、コンデンサー２１の電圧が上昇して、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの供給電圧を上昇させる。コンデンサー２１がプリチャージされて、励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧まで上昇すると、第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａがオンに切り換えられると、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂの電圧が規定電圧よりも低くなるので、プリチャージリレー５の接点５ａはオフに切り換えられる。

この電源装置は、制御回路４で第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて、高電圧バッテリ１の電流を遮断する。第２スイッチング素子７Ｂがオフに切り換えられて、第２リレー２Ｂの接点２ａがオフになると、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに電圧が供給されなくなって、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。したがって、第２リレー２Ｂをオフにすると、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。

１…高電圧バッテリ
２…リレー ２Ａ…第１リレー
２Ｂ…第２リレー
２ａ…接点
２ｂ…励磁コイル
３…プリチャージ回路
４…制御回路
５…プリチャージリレー ５ａ…接点
５ｂ…励磁コイル
６…プリチャージ抵抗
７…スイッチング素子 ７Ａ…第１スイッチング素子
７Ｂ…第２スイッチング素子
７Ｃ…プリチャージスイッチング素子
８…入力回路
９…絶縁回路
１０…二次電池
１１…電源ライン
１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０…負荷
２１…コンデンサー
２２…モーター
２３…ＤＣ／ＡＣインバータ
２４…電装用バッテリ

Claims (3)

1. 車両を走行させるモーター(22)に電力を供給する高電圧バッテリ(1)と、この高電圧バッテリ(1)の出力側に接点(2a)を接続しており、かつ励磁コイル(2b)の通電でオンオフに制御されるリレー(2)とを備える車両用の電源装置であって、
   前記リレー(2)が励磁コイル(2b)を高電圧バッテリ(1)に接続して接点(2a)をオンオフに切り換えるようにしてなり、
   前記リレー(2)の接点(2a)と並列に接続してなるプリチャージ回路(3)を備え、プリチャージ回路(3)が互いに直列に接続されてなるプリチャージ抵抗(6)とプリチャージリレー(5)を備え、
   前記リレー(2)が、高電圧バッテリ(1)の正負の出力側に接続している第１リレー(2A)と第２リレー(2B)からなり、第１リレー(2A)と並列にプリチャージ回路(3)を接続しており、
   前記第１リレー(2A)の励磁コイル(2b)を、第１リレー(2A)と第２リレー(2B)の負荷側に接続しており、プリチャージされるコンデンサー(21)で第１リレー(2A)の励磁コイル(2b)を励磁して第１リレー(2A)の接点(2a)をオンに切り換える車両用の電源装置。
2. 前記プリチャージリレー(5)の励磁コイル(5b)を、第１リレー(2A)のバッテリ側と負荷側とに接続しており、高電圧バッテリ(1)とプリチャージされるコンデンサー(21)との電圧差でプリチャージリレー(5)の励磁コイル(5b)を励磁してプリチャージリレー(5)の接点(5a)をオンに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. 前記第１リレー(2A)が、高電圧バッテリ(1)の正極側に接続しているリレー(2)である請求項１または２に記載される車両用の電源装置。