JP7724889B1 - 電源装置及び電源装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波電流を通電することにより、コストの上昇を招くことなく従来よりも効率的に複数の電源を加温することができる電源装置及び電源装置の制御方法を提供する。
【解決手段】電源装置１は、第１電源１１、第２電源１２、第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を有するスイッチ回路１３、第１リアクトル１４、第２リアクトル１５、及びスイッチ回路１３を制御して、第１電源１１が第１リアクトル１４を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続される第１状態と、第２電源１２が第２リアクトル１５を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続される第２状態と、を交互に切り替える制御装置１９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置及び電源装置の制御方法に関する。

近年、低炭素社会を実現するために、動力発生源としてエンジンに代えて走行モータを備える車両、又は、エンジンとともに走行モータを備える車両が多くなっている。以下の特許文献１，２には、このような車両の走行モータに電力を供給するバッテリを昇温させるバッテリ制御システムが開示されている。例えば、以下の特許文献１に開示されたバッテリ制御システムは、温度によって出力特性が異なる第一バッテリと第二バッテリとを備え、第一バッテリの温度が所定温度未満のときに、第二バッテリを優先的に使用することで第一バッテリを昇温させている。

特開２０２０－０９２５０９号公報 特開２０２３－５２７４５１号公報

ところで、上述した特許文献１に開示されたバッテリ制御システムでは、温度によって出力特性が異なる２つのバッテリが必要になるため、コストの上昇を招いてしまう。また、上述した特許文献１に開示されたバッテリ制御システムでは、第二バッテリを第一バッテリの周囲に配置することで第一バッテリを昇温させており、バッテリが効果的に加温されているとは言い難い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高周波電流を通電することにより、コストの上昇を招くことなく従来よりも効率的に複数の電源を加温することができる電源装置及び電源装置の制御方法を提供することを目的とする。

この発明に係る電源装置及び電源装置の制御方法は、以下の構成を採用した。

（１）：この発明の一態様に係る電源装置は、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１電源と、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第２電源と、を備え、前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続された電気負荷に電力を供給する電源装置であって、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第１スイッチと、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２スイッチと、前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第３スイッチとを有するスイッチ回路と、前記第１電源と前記第１ノード又は前記第２ノードとの間に配置された第１リアクトルと、前記第２電源と前記第３ノード又は前記第４ノードとの間に配置された第２リアクトルと、前記スイッチ回路の前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第１スイッチを開状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルの両端に接続される第１状態と、前記スイッチ回路の前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを閉状態に、前記第３スイッチを開状態に制御して、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第１電源が前記第１リアクトルの両端に接続される第２状態と、を交互に切り替える制御装置と、を備えるものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記制御装置は、前記第１状態と前記第２状態との切り替えを行うときには、一旦、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを開状態に、前記第２スイッチを閉状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続される第３状態とする、ものである。

（３）：上記（１）又は（２）の態様において、前記第１電源及び前記第２電源の電圧を検出する電圧検出部を備えており、前記制御装置は、前記第１電源の電圧が前記第２電源の電圧よりも大である場合に、前記第１スイッチを閉状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを開状態にする第１制御と、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチを開状態にする第２制御と、を交互に行うバランス制御を実施する、ものである。

（４）：上記（１）又は（２）の態様において、前記第１電源及び前記第２電源の電圧を検出する電圧検出部を備えており、前記制御装置は、前記第２電源の電圧が前記第１電源の電圧よりも大である場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを開状態、前記第３スイッチを閉状態にする第３制御と、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチを開状態にする第２制御と、を交互に行うバランス制御を実施する、ものである。

（５）：上記（３）又は（４）の態様において、前記制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第２スイッチを開状態に制御して、前記第１電源及び前記第２電源が前記第１ノードと前記第４ノードとの間に並列接続される並列状態と、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを開状態に、前記第２スイッチを閉状態に制御して、前記第１電源及び前記第２電源が前記第１ノードと前記第４ノードとの間に直列接続される直列状態と、を切り替え可能であり、前記電圧検出部で検出された前記第１電源の電圧と前記第２電源の電圧との差が予め規定された基準値以上であって、前記並列状態への遷移が指示された場合に、前記バランス制御を実施する、ものである。

（６）この発明の一態様に係る電源装置の制御方法は、第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１電源と、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第２電源と、を備え、前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続された電気負荷に電力を供給する電源装置の制御方法であって、前記電源装置は、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第１スイッチと、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２スイッチと、前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第３スイッチとを有するスイッチ回路と、前記第１電源と前記第１ノード又は前記第２ノードとの間に配置された第１リアクトルと、前記第２電源と前記第３ノード又は前記第４ノードとの間に配置された第２リアクトルと、を備え、前記スイッチ回路の前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第１スイッチを開状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルの両端に接続される第１状態と、前記スイッチ回路の前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを閉状態に、前記第３スイッチを開状態に制御して、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第１電源が前記第１リアクトルの両端に接続される第２状態と、を交互に切り替えるステップを有する、ものである。

（１），（６）の態様によれば、スイッチ回路に設けられた複数のスイッチの開状態及び閉状態が制御され、第１状態と第２状態とが交互に切り替えられる。これにより、第１電源及び第２電源に高周波電流を流すことができるため、コストの上昇を招くことなく従来よりも効率的に第１電源及び第２電源を加温することができる。

（２）の態様によれば、第１状態と第２状態との切り替えを行うときに、一旦、第１スイッチ及び第３スイッチを開状態に、第２スイッチを閉状態にしているため、第１スイッチ及び第３スイッチが同時に閉状態になるのを避けることができる。

（３），（４）の態様によれば、電圧検出部で検出された第１電源の電圧と第２電源の電圧との大小関係に応じてバランス制御が行われるため、第１電源の電圧と第２電源の電圧とを等しくすることができる。

（５）の態様によれば、電圧検出部で検出された第１電源の電圧と第２電源の電圧との差が予め規定された基準値以上であって、並列状態への遷移が指示された場合に、バランス制御が実施されるため、並列状態に遷移する際の短絡電流を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る電源装置の要部構成を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が直列モード又は並列モードで動作している際の電流経路を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際の電流経路を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際の電流変化を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際に流れる電流の振幅と、比率（Ｔ／Ｔｆ）との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が第１電圧バランスモードで動作している際の電流経路を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が第１電圧バランスモードで動作している際の電流変化を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が第２電圧バランスモードで動作している際の電流経路を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置が第２電圧バランスモードで動作している際の電流変化を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置において電圧バランス制御が行われる場合の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の電源装置及び電源装置の制御方法の実施形態について説明する。

〈電源装置〉
図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置の要部構成を示す回路図である。図１に示す通り、本実施形態に係る電源装置１は、第１電源１１、第２電源１２、スイッチ回路１３、第１リアクトル１４、第２リアクトル１５、コンデンサ１６、電圧検出部１７、電圧検出部１８、及び制御装置１９を備える。このような電源装置１は、例えば、コンタクタ２０を介して接続された電気負荷に直流電力を供給する。

ここで、電源装置１からの直流電力が供給される電気負荷としては、例えば、車両の走行駆動力を発生する電動機Ｍの力行及び回生を制御するインバータ２１、車両に設けられる補機２２及び補機ＶＣＵ（Voltage Control Unit）２３、及び車両に設けられるインレット２４が挙げられる。尚、電動機Ｍとしては、例えば、三相のブラシレスＤＣモータ等を用いることができる。また、補機ＶＣＵ２３は、補機２２に印加する電圧を制御する装置である。

第１電源１１は、充放電可能な二次電池（例えば、バッテリ等）である。第１電源１１の正極端子は第１ノードＮ１に接続され、負極端子は第２ノードＮ２に接続されている。第２電源１２は、充放電可能な二次電池（例えば、バッテリ等）である。第２電源１２の正極端子は第３ノードＮ３に接続され、負極端子は第４ノードＮ４に接続されている。第１電源１１と第２電源１２とは同様の電源であり、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とは等しい（或いは、ほぼ等しい）。尚、第１電源１１の電圧Ｖｓ１及び第２電源１２の電圧Ｖｓ２は、補機２２を動作させるのに適した電圧（例えば、４００Ｖ）である。

尚、上述した電気負荷（インバータ２１、補機ＶＣＵ２３、及びインレット２４）の一端は、コンタクタ２０を介して第１ノードＮ１に接続され、他端はコンタクタ２０を介して第４ノードＮ４に接続されている。

スイッチ回路１３は、直列接続された３つのスイッチング素子（第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３（第１スイッチ～第３スイッチ））を備えており、制御装置１９の制御の下で、第１電源１１、第２電源１２、及び電気負荷の接続状態を切り替える。第１スイッチング素子ＳＷ１は、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との間に接続され、第２スイッチング素子ＳＷ２は、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間に接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３は、第２ノードＮ２と第４ノードＮ４との間に接続されている。

ここで、第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３としては、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を用いることができる。第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合の具体的な接続関係は以下となる。第１スイッチング素子ＳＷ１のドレインは第１ノードＮ１に接続され、ソースは第３ノードＮ３に接続される。第２スイッチング素子ＳＷ２のドレインは第３ノードＮ３に接続され、ソースは第２ノードＮ２に接続される。第３スイッチング素子ＳＷ３のドレインは第２ノードＮ２に接続され、ソースは第４ノードＮ４に接続される。尚、第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３各々のソースド・レイン間には、ソースからドレインに向けて順方向になるようにダイオードが接続される。

スイッチ回路１３は、例えば、制御装置１９から出力されて第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）された信号（ＰＷＭ信号）によって切り替え制御される。尚、スイッチ回路１３の具体的な切り替え制御方法については後述する。

第１リアクトル１４は、第１電源１１と第２ノードＮ２との間に配置されている。より具体的に、第１リアクトル１４の一端は第１電源１１の負極端子に接続され、他端は第２スイッチング素子ＳＷ２のソースと第３スイッチング素子ＳＷ３のドレインとの接続点に接続されている。第２リアクトル１５は、第２電源１２と第３ノードＮ３との間に配置されている。より具体的に、第２リアクトル１５の一端は第２電源１２の正極端子に接続され、他端は第１スイッチング素子ＳＷ１のソースと第２スイッチング素子ＳＷ２のドレインとの接続点に接続されている。

コンデンサ１６は、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続されている。具体的には、コンデンサ１６の一方の電極が第１ノードＮ１に接続され、他方の電極が第４ノードＮ４に接続されている。コンデンサ１６は、電源装置１から出力される電流の平滑化のために設けられる。電圧検出部１７は、第１電源１１の電圧Ｖｓ１を検出し、その検出結果を制御装置１９に出力する。電圧検出部１８は、第２電源１２の電圧Ｖｓ２を検出し、その検出結果を制御装置１９に出力する。

制御装置１９は、例えば、第１制御部１９ａ及び第２制御部１９ｂを備えており、スイッチ回路１３の切り替え制御及び電気負荷の制御（例えば、インバータ２１の駆動制御）を行う。第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３の切り替え制御を行って、第１電源１１、第２電源１２、及び電気負荷の接続状態を切り替える。

ここで、本実施形態の電源装置１は、動作モードとして並列モードと直列モードがある。並列モードは、第１電源１１及び第２電源１２が電気負荷に並列に接続された状態（並列状態）で動作するモードである。直列モードは、第１電源１１及び第２電源１２が電気負荷に直列に接続された状態（直列状態）で動作するモードである。第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３を制御して、並列モードと直列モードとを切り替える。

また、上記の動作モードとして、上述した並列モード及び直列モード以外に、加温モードと電圧バランスモードとがある。加温モードは、第１電源１１及び第２電源１２をチョッパ方式により加温する動作モードである。電圧バランスモードは、第１電源１１の電圧と第２電源１２の電圧とを等しくする動作モードである。第１電源１１の電圧と第２電源１２の電圧とが異なると、第１電源１１及び第２電源１２の一方から他方へ短絡電流が流れる。これを防止するために、電圧バランスモードが実施される。尚、電源装置１の動作モード及び動作状態の詳細については後述する。

第２制御部１９ｂは、電源装置１から直流電力が供給される電気負荷の制御を行う。第２制御部１９ｂは、例えば、電動機Ｍの力行運転時において、インバータ２１の直流側の正極端子及び負極端子間に印加される直流電力を三相交流電力に変換させ、電動機Ｍの各相への通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。一方、第２制御部１９ｂは、例えば、電動機Ｍの回生運転時において、電動機Ｍの回転角に基づいて同期を取りつつ電動機Ｍから出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。

〈直列モード及び並列モード〉
図２は、本発明の一実施形態に係る電源装置が直列モード又は並列モードで動作している際の電流経路を示す図である。尚、図２においては、電圧検出部１７，１８、制御装置１９、及び電気負荷の図示を省略している。図２（ａ）は、直列モードで動作している際の電流経路を示す図であり、図２（ｂ）は、並列モードで動作している際の電流経路を示す図である。

図２（ａ）に示す通り、直列モードにおいては、制御装置１９の第１制御部１９ａが、第２スイッチング素子ＳＷ２を閉状態（ＯＮ）にし、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）にする。これにより、図２（ａ）に示す通り、第４ノードＮ４、第２電源１２、第２リアクトル１５、第２スイッチング素子ＳＷ２、第１リアクトル１４、第１電源１１、及び第１ノードＮ１を順に通る電流ループＬＰ１が形成される。つまり、直列モードでは、第１電源１１及び第２電源１２が、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に直列接続される。尚、回生時には、図２（ａ）に示す電流ループＬＰ１の電流の向きとは逆向きの電流が流れる。

図２（ｂ）に示す通り、並列モードにおいては、制御装置１９の第１制御部１９ａが、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３スイッチング素子ＳＷ３を閉状態（ＯＮ）にし、第２スイッチング素子ＳＷ２を開状態（ＯＦＦ）にする。これにより、図２（ｂ）に示す通り、第４ノードＮ４、第３スイッチング素子ＳＷ３、第１リアクトル１４、第１電源１１、及び第１ノードＮ１を順に通る電流ループＬＰ２と、第４ノードＮ４、第２電源１２、第２リアクトル１５、第１スイッチング素子ＳＷ１、及び第１ノードＮ１を順に通る電流ループＬＰ３とが形成される。つまり、並列モードでは、第１電源１１及び第２電源１２が、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に並列接続される。尚、回生時には、図２（ｂ）に示す電流ループＬＰ２，ＬＰ３の電流の向きとは逆向きの電流が流れる。

〈加温モード〉
図３は、本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際の電流経路を示す図である。尚、図３においては、図２と同様に、電圧検出部１７，１８、制御装置１９、及び電気負荷の図示を省略している。加温モードにおいて、制御装置１９の第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３を制御して、図３（ａ）に示す第１状態と図３（ｂ）に示す第２状態とを交互に切り替える。尚、第１状態と第２状態との切り替え周波数は、例えば、数十～数百ｋＨｚである。

ここで、第１制御部１９ａは、図３（ａ）に示す第１状態から図３（ｂ）に示す第２状態に切り替える場合には、一旦、図３（ｃ）に示す第３状態にしてから、図３（ｂ）に示す第２状態に切り替える。また、第１制御部１９ａは、図３（ｂ）に示す第２状態から図３（ａ）に示す第１状態に切り替える場合には、一旦、図３（ｃ）に示す第３状態にしてから、図３（ａ）に示す第１状態に切り替える。

ここで、上記の第１状態は、第１電源１１が第１リアクトル１４を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続される状態である。上記の第２状態は、第２電源１２が第２リアクトル１５を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続される状態である。上記の第３状態は、第１電源１１が第１リアクトル１４を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第２電源１２が第２リアクトル１５を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続される状態である。
尚、図３（ａ）～図３（ｃ）から分かる通り、加温モードでは、第１電源１１及び第２電源１２の少なくとも一方が、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に接続される。

図３（ａ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１を開状態（ＯＦＦ）にし、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３を閉状態（ＯＮ）にすることで上述した第１状態にする。第１状態では、第３スイッチング素子ＳＷ３、第１リアクトル１４、第１電源１１、及びコンデンサ１６を順に通る電流ループＬＰ１１が形成される。また、第２電源１２、第２リアクトル１５、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第３スイッチング素子ＳＷ３を順に通る電流ループＬＰ１２も形成される。電流ループＬＰ１１は、第１電源１１が第１リアクトル１４を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続された状態の電流経路である。電流ループＬＰ１２は、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続された状態の電流経路である。

図３（ｂ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を閉状態（ＯＮ）にし、第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）にすることで上述した第２状態にする。第２状態では、第１電源１１、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第１リアクトル１４を順に通る電流ループＬＰ１３が形成される。また、第２電源１２、第２リアクトル１５、第１スイッチング素子ＳＷ１、及びコンデンサ１６を順に通る電流ループＬＰ１４も形成される。電流ループＬＰ１３は、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続された状態の電流経路である。電流ループＬＰ１４は、第２電源１２が第２リアクトル１５を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続された状態の電流経路である。

図３（ｃ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）にし、第２スイッチング素子ＳＷ２を閉状態（ＯＮ）にすることで上述した第３状態にする。第３状態では、図３（ａ）に示す電流ループＬＰ１１と、図３（ｂ）に示す電流ループＬＰ１４とが形成される。つまり、第３状態では、第１電源１１及び第２電源１２が、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に並列接続される。

図４は、本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際の電流変化を示す図である。尚、図４では、図３（ａ）に示す第１状態とされる期間を期間Ｔａ１とし、図３（ｂ）に示す第２状態とされる期間を期間Ｔｂ１としている。また、図３（ａ）に示す第１状態から図３（ｂ）に示す第２状態に切り替えられる場合に、一旦、図３（ｃ）に示す第３状態とされる期間を期間Ｔａ２としている。また、図３（ｂ）に示す第２状態から図３（ａ）に示す第１状態に切り替えられる場合に、一旦、図３（ｃ）に示す第３状態とされる期間を期間Ｔｂ２としている。

図４に示す通り、第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３の第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を制御し、図３（ａ）～図３（ｃ）に示す各状態の切り替えを行う。具体的には、図３（ａ）に示す第１状態（期間Ｔａ１）、図３（ｃ）に示す第３状態（期間Ｔａ２）、図３（ｂ）に示す第２状態（期間Ｔｂ１）、図３（ｃ）に示す第３状態（期間Ｔｂ２）、図３（ａ）に示す第１状態（期間Ｔａ１）、…といった具合に順次切り替える。

図３（ａ）に示す第１状態とされる期間Ｔａ１では、第１電源１１の電圧Ｖｓ１は、電源装置１の出力電圧Ｖｏよりも低い。このため、図４に示す通り、第１電源１１を流れる電流Ｉｓ１（図３（ａ）に示す電流ループＬＰ１１を流れる電流）は減少する。具体的に、第１リアクトル１４のリアクタンスをＬ１とすると、電流Ｉｓ１の減少率は、ｄＩｓ１／ｄｔ＝（Ｖｓ１－Ｖｏ）／Ｌ１で表される。これに対し、第２電源１２の電圧Ｖｓ２は、０よりも高い。このため、図４に示す通り、第２電源１２を流れる電流Ｉｓ２（図３（ａ）に示す電流ループＬＰ１２を流れる電流）は増加する。具体的に、第２リアクトル１５のリアクタンスをＬ２とすると、電流Ｉｓ２の増加率は、ｄＩｓ２／ｄｔ＝Ｖｓ２／Ｌ２で表される。

図３（ｂ）に示す第２状態とされる期間Ｔｂ１では、第１電源１１の電圧Ｖｓ１は、０よりも高い。このため、図４に示す通り、第１電源１１を流れる電流Ｉｓ１（図３（ｂ）に示す電流ループＬＰ１３を流れる電流）は増加する。具体的に、電流Ｉｓ１の増加率は、ｄＩｓ１／ｄｔ＝Ｖｓ１／Ｌ１で表される。これに対し、第２電源１２の電圧Ｖｓ２は、電源装置１の出力電圧Ｖｏよりも低い。このため、図４に示す通り、第２電源１２を流れる電流Ｉｓ２（図３（ｂ）に示す電流ループＬＰ１４を流れる電流）は減少する。具体的に、電流Ｉｓ２の減少率は、ｄＩｓ２／ｄｔ＝（Ｖｓ２－Ｖｏ）／Ｌ２で表される。

図３（ｃ）に示す第３状態とされる期間Ｔａ２及び期間Ｔｂ２では、第１電源１１の電圧Ｖｓ１及び第２電源１２の電圧Ｖｓ２は共に、電源装置１の出力電圧Ｖｏよりも低い。このため、図４に示す通り、第１電源１１を流れる電流Ｉｓ１（図３（ｃ）に示す電流ループＬＰ１１を流れる電流）、及び第２電源１２を流れる電流Ｉｓ２（図３（ｃ）に示す電流ループＬＰ１４を流れる電流）は減少する。具体的に、電流Ｉｓ１の減少率は、ｄＩｓ１／ｄｔ＝（Ｖｓ１－Ｖｏ）／Ｌ１で表され、電流Ｉｓ２の減少率は、ｄＩｓ２／ｄｔ＝（Ｖｓ２－Ｖｏ）／Ｌ２で表される。

ここで、第１電源１１の電圧Ｖｓ１及び第２電源１２の電圧Ｖｓ２を電圧Ｖｓとする（Ｖｓ１＝Ｖｓ２＝Ｖｓ）。また、第１リアクトル１４のリアクタンスＬ１及び第２リアクトル１５のリアクタンスＬ２をリアクタンスＬとする（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ）。更に、図３（ａ）に示す第１状態とされる期間Ｔａ１の長さＴａ及び図３（ｂ）に示す第２状態とされる期間Ｔｂ１の長さＴｂを長さＴとする（Ｔａ＝Ｔｂ＝Ｔ）。加えて、切替周期Ｔｆ（図４参照）に対する上記期間Ｔａ１又は上記期間Ｔｂ１の長さＴの比率が０．５以下であるとする（Ｔ／Ｔｆ＜０．５）。すると、第１電源１１を流れる電流Ｉｓ１の振幅ΔＩ＿１、及び第２電源１２を流れる電流Ｉｓ２の振幅ΔＩ＿２は、ΔＩ＿１＝ΔＩ＿２＝Ｖｓ×Ｔ／Ｌで表される。

図５は、本発明の一実施形態に係る電源装置が加温モードで動作している際に流れる電流の振幅と、比率（Ｔ／Ｔｆ）との関係を示す図である。図５を参照すると、加温モードで動作している際に、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２の振幅ΔＩは、比率（Ｔ／Ｔｆ）に比例する。尚、上記の振幅ΔＩは、比率（Ｔ／Ｔｆ）が０のときに０になり、比率（Ｔ／Ｔｆ）が０．５のときに最大になる。

つまり、図４に示す切替周期Ｔｆ中における期間Ｔａ２及び期間Ｔｂ２の割合が大きくなるにつれて、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２の振幅ΔＩが小さくなる。これに対し、図４に示す切替周期Ｔｆ中における期間Ｔａ２及び期間Ｔｂ２の割合が小さくなるにつれて、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２の振幅ΔＩが大きくなる。このため、第１電源１１及び第２電源１２を効率的に加温するには、図４に示す切替周期Ｔｆ中における期間Ｔａ２及び期間Ｔｂ２の割合を極力小さくするのが望ましい。

図４に示す切り替えが行われることで、第１電源１１及び第１電源１１及び第２電源１２の少なくとも一方が、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に接続された状態で、第１電源１１の昇圧動作と第２電源１２の昇圧動作が交互に行われる。これにより、第１電源１１及び第２電源１２に高周波電流を流すことができるため、コストの上昇を招くことなく従来よりも効率的に第１電源及び第２電源１２を加温することができる。

〈電圧バランスモード〉
《第１電圧バランスモード》
図６は、本発明の一実施形態に係る電源装置が第１電圧バランスモードで動作している際の電流経路を示す図である。尚、図６においては、図２，３と同様に、電圧検出部１７，１８、制御装置１９、及び電気負荷の図示を省略している。第１電圧バランスモードは、第１電源１１の電圧Ｖｓ１が第２電源１２の電圧Ｖｓ２よりも高い場合に、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とを等しくするために行われる。第１電圧バランスモードにおいて、制御装置１９の第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３を制御して、図６（ａ）に示すエネルギー移動状態と図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態とを交互に切り替える。

ここで、図６（ａ）に示すエネルギー移動状態は、第１電源１１と第２電源１２とが並列接続される状態である。図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態は、第１電源１１がコンデンサ１６、第３スイッチング素子ＳＷ３、及び第１リアクトル１４を経由して接続されるとともに、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続される状態である。

図６（ａ）に示すエネルギー移動状態では、電圧の高い第１電源１１から第２電源１２へ電気的エネルギーが移動される。但し、第１電源１１と第２電源１２との電圧差が大きい場合には、第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流のピーク値Ｉｐが大きくなる。このため、第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流の大きさがある値になったときに、電圧の高い第１電源１１から第２電源１２への電気的エネルギーの移動を停止するために、エネルギー回収状態に移行する。

図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態では、大きくなった第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流のピーク値Ｉｐを下げるために、第１リアクトル１４及び第２リアクトル１５に蓄えられていた電気的エネルギーをそれぞれ、第１電源１１及び第２電源１２に回収させる。図６に示すエネルギー回収状態は、第１電源１１に流れる電流ＩＳ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が共に０になるまで継続される。

図６（ａ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１を閉状態（ＯＮ）にし、第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）にする制御（第１制御）を行うことで上述したエネルギー移動状態にする。エネルギー移動状態では、第１電源１１、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２リアクトル１５、第２電源１２、第３スイッチング素子ＳＷ３、及び第１リアクトル１４を順に通る電流ループＬＰ２０が形成される。電流ループＬＰ２０は、第１電源１１と第２電源１２とが並列接続された状態の電流経路である。

図６（ｂ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）する制御（第２制御）を行うことで上述したエネルギー回収状態にする。エネルギー回収状態では、第１電源１１、コンデンサ１６、第３スイッチング素子ＳＷ３、及び第１リアクトル１４を順に通る電流ループＬＰ２１が形成される。また、第２電源１２、第３スイッチング素子ＳＷ３、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第２リアクトル１５を順に通る電流ループＬＰ２２も形成される。電流ループＬＰ２１は、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続された状態の電流経路であり、電流ループＬＰ２２は、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続された状態の電流経路である。

図７は、本発明の一実施形態に係る電源装置が第１電圧バランスモードで動作している際の電流変化を示す図である。尚、図７では、図６（ａ）に示すエネルギー移動状態とされる期間を期間Ｔｃ１とし、図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態とされる期間を期間Ｔｃ２としている。図７に示す通り、第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３の第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を制御し、図６（ａ）に示すエネルギー移動状態と、図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態とを交互に切り替える。

図６（ａ）に示すエネルギー移動状態とされる期間Ｔｃ１では、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１が減少する一方で、第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が増加する。期間Ｔｃ１が開始されてからの時間をｔとすると、第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２は、Ｉｓ２＝（Ｖｓ１－Ｖｓ２）／（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔで表される。期間Ｔｃ１の長さをｔ＿ｃ１とすると、第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓのピーク値Ｉｐは、Ｉｐ＝（Ｖｓ１－Ｖｓ２）／（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔ＿ｃ１で表される。

図６（ｂ）に示すエネルギー回収状態とされる期間Ｔｃ２では、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が共に減少して０になる。第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１が０になるのに要する時間は、Ｖｓ１／Ｌ１×Ｉｐで表される。また、第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が０になるのに要する時間は、Ｖｓ２／Ｌ２×Ｉｐで表される。よって、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が共に０になるのに要する時間ｔ＿ｃ２は、Ｖｓ１／Ｌ１×Ｉｐと、Ｖｓ２／Ｌ２×Ｉｐとの大きい方である。

図７に示す切り替えが行われると、図示の通り、第１電源１１の電圧Ｖｓ１が徐々に低下する一方で、第２電源１２の電圧Ｖｓ２が徐々に上昇する。そして、図７に示す切り替えが繰り返されることで、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とが等しくなる。このように、第１電圧バランスモードにおける制御（第１電圧バランス制御）が行われることで、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とが等しくなる。

《第２電圧バランスモード》
図８は、本発明の一実施形態に係る電源装置が第２電圧バランスモードで動作している際の電流経路を示す図である。尚、図８においては、図２，３，６と同様に、電圧検出部１７，１８、制御装置１９、及び電気負荷の図示を省略している。第２電圧バランスモードは、第２電源１２の電圧Ｖｓ２が第１電源１１の電圧Ｖｓ１よりも高い場合に、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とを等しくするために行われる。第２電圧バランスモードにおいて、制御装置１９の第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３を制御して、図８（ａ）に示すエネルギー移動状態と図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態とを交互に切り替える。

ここで、図８（ａ）に示すエネルギー移動状態は、図６（ａ）に示すエネルギー移動状態と同様に、第１電源１１と第２電源１２とが並列接続される状態である。図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態は、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続されるとともに、第２電源１２が第２リアクトル１５、第１スイッチング素子ＳＷ１、及びコンデンサ１６を経由して接続される状態である。

図８（ａ）に示すエネルギー移動状態では、電圧の高い第２電源１２から第１電源１１へ電気的エネルギーが移動される。図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態では、大きくなった第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流のピーク値Ｉｐを下げるために、第１リアクトル１４及び第２リアクトル１５に蓄えられていた電気的エネルギーをそれぞれ、第１電源１１及び第２電源１２に回収させる。

図８（ａ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を開状態（ＯＦＦ）にし、第３スイッチング素子ＳＷ３を閉状態（ＯＮ）にする制御（第３制御）を行うことで上述したエネルギー移動状態にする。エネルギー移動状態では、第１電源１１、第１リアクトル１４、第３スイッチング素子ＳＷ３、第２電源１２、第２リアクトル１５、及び第１スイッチング素子ＳＷ１を順に通る電流ループＬＰ３０が形成される。電流ループＬＰ３０は、第１電源１１と第２電源１２とが並列接続された状態の電流経路である。

図８（ｂ）に示す通り、第１制御部１９ａは、第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態（ＯＦＦ）する制御（第２制御）を行うことで上述したエネルギー回収状態にする。エネルギー回収状態では、第１電源１１、第１リアクトル１４、第２スイッチング素子ＳＷ２、及び第１スイッチング素子ＳＷ１を順に通る電流ループＬＰ３１が形成される。また、第２電源１２、第２リアクトル１５、第１スイッチング素子ＳＷ１、及びコンデンサ１６を順に通る電流ループＬＰ３２も形成される。電流ループＬＰ３１は、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続された状態の電流経路であり、電流ループＬＰ３２は、第２電源１２が第２リアクトル１５及びコンデンサ１６を経由して接続された状態の電流経路である。

図９は、本発明の一実施形態に係る電源装置が第２電圧バランスモードで動作している際の電流変化を示す図である。尚、図９では、図８（ａ）に示すエネルギー移動状態とされる期間を期間Ｔｄ１とし、図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態とされる期間を期間Ｔｄ２としている。図９に示す通り、第１制御部１９ａは、スイッチ回路１３の第１スイッチング素子ＳＷ１～第３スイッチング素子ＳＷ３を制御し、図８（ａ）に示すエネルギー移動状態と、図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態とを交互に切り替える。

図８（ａ）に示すエネルギー移動状態とされる期間Ｔｄ１では、第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が減少する一方で、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１が増加する。期間Ｔｄ１が開始されてからの時間をｔとすると、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１は、Ｉｓ１＝（Ｖｓ２－Ｖｓ１）／（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔで表される。期間Ｔｄ１の長さをｔ＿ｄ１とすると、第１電源１１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓのピーク値Ｉｐは、Ｉｐ＝（Ｖｓ２－Ｖｓ１）／（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔ＿ｄ１で表される。

図８（ｂ）に示すエネルギー回収状態とされる期間Ｔｄ２では、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が共に減少して０になる。尚、第１電源１１に流れる電流Ｉｓ１及び第２電源１２に流れる電流Ｉｓ２が共に０になるのに要する時間ｔ＿ｄ２は、第１電圧バランスモードで動作している場合における時間ｔ＿ｃ２と同様に、Ｖｓ１／Ｌ１×Ｉｐと、Ｖｓ２／Ｌ２×Ｉｐとの大きい方である。

図９に示す切り替えが行われると、図示の通り、第２電源１２の電圧Ｖｓ２が徐々に低下する一方で、第１電源１１の電圧Ｖｓ１が徐々に上昇する。そして、図９に示す切り替えが繰り返されることで、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とが等しくなる。このように、第２電圧バランスモードにおける制御（第２電圧バランス制御）が行われることで、第１電源１１の電圧Ｖｓ１と第２電源１２の電圧Ｖｓ２とが等しくなる。

図１０は、本発明の一実施形態に係る電源装置において電圧バランス制御が行われる場合の処理を示すフローチャートである。尚、図１０に示すフローチャートは、例えば、上位装置（図示省略）が電源装置１の制御装置１９に対して、並列接続への移行指示を行う度に開始される。このような移行指示は、例えば、車両の起動時に行われる。

処理が開始されると、制御装置１９の第１制御部１９ａは、電圧検出部１７で検出された第１電源１１の電圧Ｖｓ１と、電圧検出部１８で検出された第２電源１２の電圧Ｖｓ２との差（電圧差）が、予め規定された基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。第１制御部１９ａは、上記の電圧差が上記の基準値以上ではないと判断した場合には、図１０に示す処理を終了する。これに対し、第１制御部１９ａは、上記の電圧差が上記の基準値以上であると判断した場合には、上位装置から指示されたステータスが並列状態であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

第１制御部１９ａは、上位装置から指示されたステータスが並列状態ではないと判断した場合には、図１０に示す処理を終了する。これに対し、第１制御部１９ａは、上位装置から指示されたステータスが並列状態であると判断した場合には、第１電源１１の電圧Ｖｓ１から第２電源１２の電圧Ｖｓ２を差し引いた値（以下、第１電位差という）が、予め規定された閾値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１３）。

第１制御部１９ａは、第１電位差が上記の閾値よりも小さくない（上記の閾値以上である）と判断した場合には、図６，７を用いて説明した第１電圧バランスモードに移行して、第１電圧バランス制御を行う（ステップＳ１４）。尚、第１制御部１９ａは、ステップＳ１３において、上記の第１電位差が上記の閾値よりも小さいと判断するまで、ステップＳ１４における第１電圧バランス制御を行う。これに対し、第１制御部１９ａは、第１電位差が上記の閾値よりも小さいと判断した場合には、第２電源１２の電圧Ｖｓ２から第１電源１１の電圧Ｖｓ１を差し引いた値（以下、第２電位差という）が、予め規定された閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１５）。

第１制御部１９ａは、第２電位差が上記の閾値よりも小さくない（上記の閾値以上である）と判断した場合には、図８，９を用いて説明した第２電圧バランスモードに移行して、第２電圧バランス制御を行う（ステップＳ１６）。尚、第１制御部１９ａは、ステップＳ１５において、上記の第２電位差が上記の閾値よりも小さいと判断するまで、ステップＳ１６における第２電圧バランス制御を行う。これに対し、第１制御部１９ａは、第２電位差が上記の閾値よりも小さい判断した場合には、図２（ｂ）に示す並列状態に遷移させる制御を行う（ステップＳ１７）。以上の処理が終了すると、第１制御部１９ａは、図１０に示す処理を終了する。

以上の通り、本実施形態の電源装置１は、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間に接続された第１電源１１と、第３ノードＮ３と第４ノードＮ４との間に接続された第２電源１２と、を備える。電源装置１は、第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続された電気負荷（インバータ２１、補機ＶＣＵ２３、インレット２４等）に電力を供給する。

電源装置１は、スイッチ回路１３、第１リアクトル１４、第２リアクトル１５、及び制御装置１９を備える。スイッチ回路１３は、第１ノードＮ１と第３ノードＮ３との間に接続された第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２ノードＮ２と第３ノードＮ３との間に接続された第２スイッチング素子ＳＷ２と、第２ノードＮ２と第４ノードＮ４との間に接続された第３スイッチング素子ＳＷ３とを有する。第１リアクトル１４は、第１電源１１と第１ノードＮ１又は第２ノードＮ２との間に配置され、第２リアクトル１５は、第２電源１２と第３ノードＮ３又は第４ノードＮ４との間に配置される。

制御装置１９は、第１状態と第２状態とを交互に切り替える。第１状態は、第１電源１１が第１リアクトル１４を介して第１ノードＮ１と第４ノードＮ４との間に接続され、第２電源１２が第２リアクトル１５の両端に接続される状態である。第２状態は、第１電源１１が第１リアクトル１４の両端に接続される状態である。

制御装置１９は、第１状態にする場合には、スイッチ回路１３の第２スイッチング素子ＳＷ２及び第３スイッチング素子ＳＷ３を閉状態に、第１スイッチング素子ＳＷ１を開状態に制御する。制御装置１９は、第２状態にする場合には、スイッチ回路１３の第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２を閉状態に、第３スイッチング素子ＳＷ３を開状態に制御する。

これにより、スイッチ回路１３に設けられた複数のスイッチング素子の開状態及び閉状態を切り替えるだけで、第１電源１１及び第２電源１２に高周波電流を流すことができるため、コストの上昇を招くことなく従来よりも効率的に第１電源１１及び第２電源１２を加温することができる。

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。例えば、上述した実施形態では、第１リアクトル１４が、第１電源１１と第２ノードＮ２との間に配置されており、第２リアクトル１５が、第２電源１２と第３ノードＮ３との間に配置されている例について説明した。しかしながら、第１リアクトル１４は、第１電源１１と第１ノードＮ１との間に配置されてもよい。同様に、第２リアクトル１５は、第２電源１２と第４ノードＮ４との間に配置されていてもよい。

また、制御装置１９は、組み込みコンピュータ等のコンピュータによって実現することができる。制御装置１９がコンピュータによって実現される場合には、制御装置１９が備える各部の機能は、それらの機能を実現するためのプログラムが、コンピュータに設けられたＣＰＵ（中央処理装置）で実行されることによって実現される。つまり、制御装置１９が備える各部の機能は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することによって実現される。尚、制御装置１９は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

１…電源装置、１１…第１電源、１２…第２電源、１３…スイッチ回路、１４…第１リアクトル、１５…第２リアクトル、１６…コンデンサ、１７，１８…電圧検出部、１９…制御装置、２１…インバータ、２２…補機、２３…補機ＶＣＵ、２４…インレット、Ｎ１…第１ノード、Ｎ２…第２ノード、Ｎ３…第３ノード、Ｎ４…第４ノード、ＳＷ１…第１スイッチング素子、ＳＷ２…第２スイッチング素子、ＳＷ３…第３スイッチング素子

Claims (6)

1. 第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１電源と、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第２電源と、を備え、前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続された電気負荷に電力を供給する電源装置であって、
   前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第１スイッチと、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２スイッチと、前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第３スイッチとを有するスイッチ回路と、
   前記第１電源と前記第１ノード又は前記第２ノードとの間に配置された第１リアクトルと、
   前記第２電源と前記第３ノード又は前記第４ノードとの間に配置された第２リアクトルと、
   前記スイッチ回路の前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第１スイッチを開状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルの両端に接続される第１状態と、前記スイッチ回路の前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを閉状態に、前記第３スイッチを開状態に制御して、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第１電源が前記第１リアクトルの両端に接続される第２状態と、を交互に切り替える制御装置と、
   を備える電源装置。
2. 前記制御装置は、前記第１状態と前記第２状態との切り替えを行うときには、一旦、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを開状態に、前記第２スイッチを閉状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続される第３状態とする、請求項１記載の電源装置。
3. 前記第１電源及び前記第２電源の電圧を検出する電圧検出部を備えており、
   前記制御装置は、前記第１電源の電圧が前記第２電源の電圧よりも大である場合に、前記第１スイッチを閉状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを開状態にする第１制御と、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチを開状態にする第２制御と、を交互に行うバランス制御を実施する、
   請求項１記載の電源装置。
4. 前記第１電源及び前記第２電源の電圧を検出する電圧検出部を備えており、
   前記制御装置は、前記第２電源の電圧が前記第１電源の電圧よりも大である場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを開状態、前記第３スイッチを閉状態にする第３制御と、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記第３スイッチを開状態にする第２制御と、を交互に行うバランス制御を実施する、
   請求項１記載の電源装置。
5. 前記制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第２スイッチを開状態に制御して、前記第１電源及び前記第２電源が前記第１ノードと前記第４ノードとの間に並列接続される並列状態と、前記第１スイッチ及び前記第３スイッチを開状態に、前記第２スイッチを閉状態に制御して、前記第１電源及び前記第２電源が前記第１ノードと前記第４ノードとの間に直列接続される直列状態と、を切り替え可能であり、
   前記電圧検出部で検出された前記第１電源の電圧と前記第２電源の電圧との差が予め規定された基準値以上であって、前記並列状態への遷移が指示された場合に、前記バランス制御を実施する、
   請求項３又は請求項４記載の電源装置。
6. 第１ノードと第２ノードとの間に接続された第１電源と、第３ノードと第４ノードとの間に接続された第２電源と、を備え、前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続された電気負荷に電力を供給する電源装置の制御方法であって、
   前記電源装置は、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第１スイッチと、前記第２ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２スイッチと、前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第３スイッチとを有するスイッチ回路と、
   前記第１電源と前記第１ノード又は前記第２ノードとの間に配置された第１リアクトルと、
   前記第２電源と前記第３ノード又は前記第４ノードとの間に配置された第２リアクトルと、を備え、
   前記スイッチ回路の前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを閉状態に、前記第１スイッチを開状態に制御して、前記第１電源が前記第１リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第２電源が前記第２リアクトルの両端に接続される第１状態と、前記スイッチ回路の前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを閉状態に、前記第３スイッチを開状態に制御して、前記第２電源が前記第２リアクトルを介して前記第１ノードと前記第４ノードとの間に接続され、前記第１電源が前記第１リアクトルの両端に接続される第２状態と、を交互に切り替えるステップを有する、
   電源装置の制御方法。