JP2013102590A - Power supply device for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関し、特に、複数の蓄電部を備えた車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device mounted on a vehicle, and more particularly, to a vehicle power supply device including a plurality of power storage units.
近年、環境問題を考慮した車両として、電動機を駆動源とする電気自動車やハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車等(以下、「電動車両」と称する)が注目されている。 In recent years, electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, and the like (hereinafter referred to as “electric vehicles”) that use an electric motor as a drive source have attracted attention as vehicles that take environmental issues into consideration.
これらの電動車両には、電動機に電力を供給するとともに、減速時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電するために、二次電池や電気二重層キャパシタ等からなる蓄電部が搭載されている。 These electric vehicles are equipped with a power storage unit made up of a secondary battery, an electric double layer capacitor, and the like for supplying electric power to the electric motor and converting kinetic energy into electric energy for storage during deceleration.
このような電動車両において、システム効率を向上させるために、様々な取り組みが提案されている。従来の電動車両用ハイブリッド電源装置は、車両走行用の電動機、長時間小電力の充放電に適したエネルギー電源(蓄電部)、短時間大電力の充放電に適したパワー電源(蓄電部)、およびエネルギー電源とパワー電源との間に設けられた電力変換器(直流変換部)を備え、エネルギー電源およびパワー電源と電動機との間で授受される電力の配分を任意に調整することで、システム効率を向上させている(例えば、特許文献1参照)。 In such an electric vehicle, various approaches have been proposed in order to improve system efficiency. Conventional hybrid power supply devices for electric vehicles include an electric motor for driving a vehicle, an energy power source (power storage unit) suitable for long-time low power charge / discharge, a power power source (power storage unit) suitable for short-time high power charge / discharge, And a power converter (DC converter) provided between the energy power source and the power power source, and arbitrarily adjusting the distribution of power exchanged between the energy power source and the power power source and the electric motor, Efficiency is improved (for example, refer patent document 1).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1に示された従来の電動車両用ハイブリッド電源装置は、複数の蓄電部と、複数の蓄電部の間に設けられた直流変換部とを備えている。そのため、従来の電動車両用ハイブリッド電源装置では、単数の蓄電部を備えた電源装置と比較して、蓄電部および直流変換部等が増えることにより、システムトータルコストが高くなるという問題がある。
However, the prior art has the following problems.
The conventional hybrid power supply device for an electric vehicle disclosed in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の蓄電部と、複数の蓄電部の間に設けられた直流変換部とを備えた車両用電源装置であって、システムトータルコストを低減することができる車両用電源装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a vehicle power supply device including a plurality of power storage units and a DC conversion unit provided between the plurality of power storage units. An object of the present invention is to obtain a vehicle power supply device capable of reducing the total system cost.
この発明に係る車両用電源装置は、第1蓄電部と、第1蓄電部よりも内部抵抗および容量が小さい第2蓄電部と、第1蓄電部と第2蓄電部との間に設けられ、入力された直流電圧を大きさの異なる直流電圧に変換して出力する直流変換部と、直流変換部が出力する直流電圧の目標値を設定するとともに、設定した目標値と出力する直流電圧とが一致するように、直流変換部の動作を制御する制御部と、第2蓄電部と車両駆動用の電動機との間に設けられ、入力された直流電圧を交流電圧に変換して電動機に供給する電力変換部と、を備え、直流変換部は、第1蓄電部が接続されている方向から、第2蓄電部が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を変換するものである。 A power supply device for a vehicle according to the present invention is provided between a first power storage unit, a second power storage unit having lower internal resistance and capacity than the first power storage unit, and the first power storage unit and the second power storage unit, A DC converter that converts the input DC voltage into a DC voltage of a different magnitude and outputs it, a target value of the DC voltage that the DC converter outputs, and a set target value and the output DC voltage Provided between the control unit that controls the operation of the DC conversion unit, the second power storage unit, and the motor for driving the vehicle so as to match, the input DC voltage is converted into an AC voltage and supplied to the motor A power converter, and the DC converter converts the voltage only in one direction from the direction in which the first power storage unit is connected to the direction in which the second power storage unit is connected.
この発明に係る車両用電源装置によれば、直流変換部は、第1蓄電部が接続されている方向から、第2蓄電部が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を変換する。
これにより、直流変換部において、スイッチング素子等の部品を減らすことができる。
そのため、複数の蓄電部と、複数の蓄電部の間に設けられた直流変換部とを備えた車両用電源装置であって、システムトータルコストを低減することができる車両用電源装置を得ることができる。
According to the vehicle power supply device of the present invention, the DC conversion unit converts the voltage only in one direction from the direction in which the first power storage unit is connected to the direction in which the second power storage unit is connected. .
Thereby, components, such as a switching element, can be reduced in a direct-current conversion part.
Therefore, it is possible to obtain a vehicle power supply device including a plurality of power storage units and a DC conversion unit provided between the plurality of power storage units and capable of reducing the total system cost. it can.
以下、この発明に係る車両用電源装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a vehicle power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る車両用電源装置1を示すブロック構成図である。図1において、車両用電源装置1は、電動機2、インバータ部(電力変換部)3、第1蓄電部4、第2蓄電部5、電圧センサ(充電状態検出部)6、直流変換部7および制御部8を備えている。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a vehicle
電動機2は、例えば永久磁石式交流同期モータであり、車両の駆動力を発生する。インバータ部3は、電動機2への供給電力を直流から交流に変換する。第1蓄電部4は、蓄電電力を、直流変換部7(後述する)およびインバータ部3を介して電動機2に供給する。
The
第2蓄電部5は、蓄電電力を、インバータ部3を介して電動機2に供給するとともに、電動機2の回生電力を蓄える。なお、第2蓄電部5は、第1蓄電部4よりも内部抵抗および容量が小さく、エネルギー密度が低い。電圧センサ6は、第2蓄電部5の電圧を検出する。
The second
直流変換部7は、第1蓄電部4と第2蓄電部5との間に並列に接続され、第1蓄電部4から出力される電圧または電流を、異なる電圧または電流に変換して、第2蓄電部5が接続された端子に出力する。制御部8は、直流変換部7が出力する直流電圧の目標値を設定するとともに、設定した目標値と出力する直流電圧とが一致するように、直流変換部7の動作を制御する。
The direct
ここで、従来の車両用電源装置に用いられている直流変換部の一例を図2に示す。図2において、この直流変換部は、昇降圧チョッパ回路で構成されており、トランジスタQ1、Q2、Q3およびQ4をオン・オフさせることにより、直流変換部が出力する電圧または電流を制御している。 Here, an example of a direct current converter used in a conventional vehicle power supply device is shown in FIG. In FIG. 2, this DC converter is composed of a step-up / step-down chopper circuit, and controls the voltage or current output from the DC converter by turning on and off the transistors Q1, Q2, Q3 and Q4. .
続いて、この発明の実施の形態1に係る車両用電源装置の直流変換部7の一例を図3に示す。図3において、直流変換部7は、昇圧チョッパ回路で構成されており、トランジスタQ2をオン・オフさせることにより、第1蓄電部4が接続されている方向から、第2蓄電部5が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を昇圧変換することができる。
Next, FIG. 3 shows an example of the
このように、直流変換部7を昇圧チョッパ回路で構成することにより、従来の車両用電源装置に用いられている昇降圧チョッパ回路の直流変換部と比較して、スイッチング素子の数を減らすことができる。
In this way, by configuring the
また、直流変換部7を昇圧チョッパ回路とした場合における、第1蓄電部4の充電状態−電圧特性と、第2蓄電部5の充電状態−電圧特性との関係の一例を図4に示す。図4において、直流変換部7を一方向の昇圧チョッパ回路としたので、第1蓄電部4の使用電圧範囲の上限電圧を、第2蓄電部5の使用電圧範囲の下限電圧よりも低くする必要がある。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the charge state-voltage characteristic of the first
これは、第1蓄電部4の電圧が、第2蓄電部5の電圧よりも高くなると、トランジスタQ2のオン・オフに関係なく、ダイオードD1を通して第1蓄電部4から第2蓄電部5へ電流が流れ込み、昇圧制御ができない状態になるからである。
This is because when the voltage of the first
次に、この発明の実施の形態1に係る車両用電源装置の直流変換部7の別の例を図5に示す。図5において、直流変換部7は、降圧チョッパ回路で構成されており、トランジスタQ1をオン・オフさせることにより、第1蓄電部4が接続されている方向から、第2蓄電部5が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を降圧変換することができる。
Next, FIG. 5 shows another example of
このように、直流変換部7を降圧チョッパ回路で構成することにより、従来の車両用電源装置に用いられている昇降圧チョッパ回路の直流変換部と比較して、スイッチング素子の数を減らすことができる。
In this way, by configuring the
また、直流変換部7を降圧チョッパ回路とした場合における、第1蓄電部4の充電状態−電圧特性と、第2蓄電部5の充電状態−電圧特性との関係の一例を図6に示す。図6において、直流変換部7を一方向の昇圧チョッパ回路としたので、第1蓄電部4の使用電圧範囲の下限電圧を、第2蓄電部5の使用電圧範囲の上限電圧よりも低くする必要がある。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the charging state-voltage characteristic of the first
これは、第1蓄電部4の電圧が、第2蓄電部5の電圧よりも低くなると、トランジスタQ1のオン・オフに関係なく、ダイオードD1を通して第2蓄電部5から第1蓄電部4へ電流が流れ込み、降圧制御ができない状態になるからである。
This is because when the voltage of the first
以上のように、実施の形態1によれば、直流変換部は、第1蓄電部が接続されている方向から、第2蓄電部が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を変換する。
これにより、直流変換部において、スイッチング素子等の部品を減らすことができる。
そのため、複数の蓄電部と、複数の蓄電部の間に設けられた直流変換部とを備えた車両用電源装置であって、システムトータルコストを低減することができる車両用電源装置を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the DC conversion unit converts the voltage only in one direction from the direction in which the first power storage unit is connected to the direction in which the second power storage unit is connected. To do.
Thereby, components, such as a switching element, can be reduced in a direct-current conversion part.
Therefore, it is possible to obtain a vehicle power supply device including a plurality of power storage units and a DC conversion unit provided between the plurality of power storage units and capable of reducing the total system cost. it can.
なお、上記実施の形態1では、第1蓄電部4および第2蓄電部5の充電状態について特に限定せず、すなわち第1蓄電部4を充電状態0〜100%、第2蓄電部5を充電状態0〜100%の範囲でそれぞれ使用することとしたが、これに限定されず、それぞれ適宜変更してもよい。
In
例えば、第1蓄電部4の使用範囲を充電状態0〜100%、第2蓄電部5の使用範囲を充電状態40〜60%とした場合であっても、第1蓄電部4の使用電圧範囲の上限電圧が、第2蓄電部5の使用電圧範囲の下限電圧よりも低いか、または、第1蓄電部4の使用電圧範囲の下限電圧が、第2蓄電部5の使用電圧範囲の上限電圧よりも高ければ、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
For example, even when the usage range of the first
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2に係る車両用電源装置1Aを示すブロック構成図である。図7において、車両用電源装置1Aは、図1に示した車両用電源装置1に加えて、充電部9、充電コネクタ10、接続検出センサ11、第1リレー部12a、12b、補機13、補機用電源部14、高電圧負荷15および第2リレー部16a、16bを備えている。
FIG. 7 is a block diagram showing a vehicle
また、車両用電源装置1Aは、図1に示した車両用電源装置1の制御部8に代えて、制御部8Aを備えている。その他の構成および動作は、上述した実施の形態1と同様なので、説明を省略する。
The vehicle
充電部9は、車両外部からの交流電力を直流電力に変換して、車両に搭載される第1蓄電部4および第2蓄電部5を充電する。充電コネクタ10は、車両外部に設けられ、直流電力を出力する外部充電装置(図示せず)と接続される。充電コネクタ10は、例えば第1蓄電部4および第2蓄電部5を急速に充電する場合に用いられる。接続検出センサ11は、充電コネクタ10と外部充電装置とが接続されているかどうかを検出する。
Charging unit 9 converts AC power from outside the vehicle into DC power, and charges first
第1リレー部12a、12bは、充電コネクタ10と第1蓄電部4との間に設けられ、制御部8Aからの制御指令に基づいて、充電コネクタ10と第1蓄電部4とを電気的に接続または遮断する。
補機13は、車両に搭載される補機であって、例えばコントロールユニット、ナビゲーションユニット、ヘッドライト等である。補機用電源部14は、車両に搭載される蓄電部、例えば第2蓄電部5から電圧を変換して、車両に搭載される補機13に給電する。
The
高電圧負荷15は、車両に搭載される高電圧な蓄電部から給電されることで動作する負荷であって、例えば電気ヒータ、電動コンプレッサ等である。第2リレー部16a、16bは、第2蓄電部5と直流変換部7との間に設けられ、制御部8Aからの制御指令に基づいて、第2蓄電部5と直流変換部7とを電気的に接続または遮断する。
The
制御部8Aは、直流変換部7が出力する直流電圧の目標値を設定するとともに、設定した目標値と出力する直流電圧とが一致するように、直流変換部7の動作を制御する。また、制御部8Aは、電圧センサ6や接続検出センサ11から出力される信号等に基づいて制御指令を出力し、第1リレー部12a、12bおよび第2リレー部16a、16bのオン・オフを制御する。
The
なお、この実施の形態2では図示しないが、第1蓄電部4と直流変換部7との間に設けられ、制御部8Aからの制御指令に基づいて、第1蓄電部4と直流変換部7とを電気的に接続または遮断するリレー部が設けられてもよい。
Although not shown in the second embodiment, the first
また、このリレー部と並列に、直流変換部7やインバータ部3等に搭載され、リプルを軽減または除去するための平滑コンデンサ(図示せず)を充電するためのプリチャージリレー部が設けられてもよい。
Further, in parallel with this relay unit, a precharge relay unit is provided for charging a smoothing capacitor (not shown) for reducing or removing ripples, which is mounted on the
また、この実施の形態2においては、第1蓄電部4を使用電圧範囲が200〜250Vのリチウムイオン電池と仮定し、第2蓄電部5を使用電圧範囲が300〜350Vのリチウムイオン電池と仮定し、直流変換部7を図3に示した昇圧チョッパ回路であると仮定するが、使用する蓄電部はこれに限定されない。
In the second embodiment, the first
例えば、第1蓄電部4には、ナトリウム硫黄電池、亜鉛空気電池等のエネルギー密度が高い二次電池や、燃料電池、太陽電池等を用いてもよい。また、第2蓄電部5には、電気二重層キャパシタ等の出力密度が高い二次電池等を用いてもよい。
For example, the first
次に、充電部9、充電コネクタ10、第1リレー部12a、12b、補機用電源部14、高電圧負荷15の取り付け位置についてそれぞれ説明する。
Next, attachment positions of the charging unit 9, the charging
充電部9は、直流変換部7から見て、第1蓄電部4が接続されている方に並列に取り付けられる。これは、第1蓄電部4および第2蓄電部5の両方を充電するためである。直流変換部7が、第1蓄電部4が接続されている方向から第2蓄電部5が接続されている方向への一方向の昇圧チョッパ回路なので、充電部9が、直流変換部7から見て、第2蓄電部5が接続されている方に並列に取り付けられると、第1蓄電部4を充電することができなくなる。
Charging unit 9 is attached in parallel to the side to which first
充電コネクタ10は、直流変換部7から見て、第1蓄電部4が接続されている方に並列に取り付けられる。この理由は、充電部9で説明したものと同様なので、説明を省略する。
Charging
第1リレー部12a、12bは、充電コネクタ10と第1蓄電部4との間に設けられる。第1リレー部12a、12bは、外部充電装置を用いて、車両に搭載される蓄電部を急速に充電する場合にオンにされる。
The
例えば、接続検出センサ11により、充電コネクタ10と外部充電装置とが接続されていることが検出された場合に、接続検出センサ11が接続検出信号を制御部8Aに送り、それを受けて制御部8Aが第1リレー部12a、12bに制御指令を送り、第1リレー部12a、12bをオンとする。その後、外部充電装置からの電力を第1蓄電部4または第2蓄電部5が受け取って充電する。
For example, when the
補機用電源部14は、直流変換部7から見て、第2蓄電部5が接続されている方に並列に取り付けられる。これは、補機用電源部14が、車両を制御するコントロールユニット等に給電する電源なので、車両の運転中は常に動作させるためである。
The auxiliary
直流変換部7が、第1蓄電部4が接続されている方向から第2蓄電部5が接続されている方向への一方向の昇圧チョッパ回路なので、補機用電源部14が、直流変換部7から見て、第1蓄電部4が接続されている方に並列に取り付けられると、第1蓄電部4の残容量が0になってしまった場合に、補機用電源部14は、電力供給源がなくなり、動作させることができなくなる。
Since the
そこで、補機用電源部14を、直流変換部7から見て、第2蓄電部5が接続されている方に並列に取り付けることにより、第2蓄電部5の残容量が0になってしまった場合でも、直流変換部7を介して第1蓄電部4から給電されるので、補機用電源部14を継続して動作させることができる。
Therefore, when the auxiliary
また、制動エネルギーの回生により、電動機2から補機用電源部14へ給電されることも考えられる。また、制動エネルギーの回生により、一度第2蓄電部5に充電した後、充電された第2蓄電部5から補機用電源部14へ給電されることも考えられる。
It is also conceivable that electric power is supplied from the
高電圧負荷15は、直流変換部7から見て、第2蓄電部5が接続されている方に並列に取り付けられる。これは、電気ヒータ、電動コンプレッサ等の高電圧負荷15は、常時動作しているものではないが、運転者の判断によりオン・オフが決定されるものであるためである。
The
直流変換部7が、第1蓄電部4が接続されている方向から第2蓄電部5が接続されている方向への一方向の昇圧チョッパ回路なので、高電圧負荷15が、直流変換部7から見て、第1蓄電部4が接続されている方に並列に取り付けられると、第1蓄電部4の残容量が0になってしまった場合に、高電圧負荷15は、電力供給源がなくなり、動作させることができなくなる。このことは、運転者に不快感を与える可能性がある。
Since the
そこで、高電圧負荷15を、直流変換部7から見て、第2蓄電部5が接続されている方に並列に取り付けることにより、第2蓄電部5の残容量が0になってしまった場合でも、直流変換部7を介して第1蓄電部4から給電されるので、高電圧負荷15を動作させることができる。
Therefore, when the
また、制動エネルギーの回生により、電動機2から高電圧負荷15へ給電されることも考えられる。また、制動エネルギーの回生により、一度第2蓄電部5に充電した後、充電された第2蓄電部5から高電圧負荷15へ給電されることも考えられる。
It is also conceivable that electric power is supplied from the
このように、充電部9、充電コネクタ10、第1リレー部12a、12b、補機用電源部14、高電圧負荷15および第2リレー部16a、16bを適切な場所に配置することにより、車両の機能を損なうことなく、直流変換部により、第1蓄電部が接続されている方向から、第2蓄電部が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を変換することができる。
Thus, by arranging the charging unit 9, the charging
続いて、図8のフローチャートを参照しながら、制御部8Aによる第2蓄電部5の充電制御について説明する。
Next, charging control of the second
まず、制御部8Aは、電圧センサ6によって検出された第2蓄電部5の電圧V2を取得する(ステップS101)。
First, the
続いて、制御部8Aは、車速センサ(図示せず)やキースイッチ(図示せず)等からの情報に基づいて、車両が運転状態にあるか否かを判定する(ステップS102)。
Subsequently, the
ステップS102において、車両が運転状態にない(すなわち、No)と判定された場合には、制御部8Aは、第2蓄電部5の電圧V2が、あらかじめ設定された充電上限電圧Vhよりも小さいか否かを判定する(ステップS103)。
If it is determined in step S102 that the vehicle is not in a driving state (that is, No), the
ステップS103において、第2蓄電部5の電圧V2が、あらかじめ設定された充電上限電圧Vhよりも小さい(すなわち、Yes)と判定された場合、およびステップS102において、車両が運転状態にある(すなわち、Yes)と判定された場合(アイドル状態を含む)には、制御部8Aは、第2リレー部16a、16bをオンにする(ステップS104)。
When it is determined in step S103 that the voltage V2 of the second
次に、制御部8Aは、直流変換部7を作動して、第1蓄電部4の電力を、直流変換部7を介して第2蓄電部5に受け渡し、第2蓄電部5を充電して(ステップS105)、図8の処理を終了する。
Next, the
一方、ステップS103において、第2蓄電部5の電圧V2が、あらかじめ設定された充電上限電圧Vh以上である(すなわち、No)と判定された場合には、制御部8Aは、第2リレー部16a、16bをオフにする(ステップS106)。
On the other hand, when it is determined in step S103 that the voltage V2 of the second
続いて、制御部8Aは、直流変換部7をさせることなく(ステップS107)、図8の処理を終了する。
Subsequently, the
以上のように、実施の形態2によれば、充電制御を行うことにより、第2蓄電部5を適切な充電状態にすることができる。そのため、車両を運転する場合において、加速シーンや追い越しシーン等のように、短時間大電力に適した第2蓄電部5(パワー電源)の出力が必要となるときに、第2蓄電部5の残容量が不足することによる車両の加速性能の低下を防止することができる。
As described above, according to the second embodiment, the second
なお、上記実施の形態2では、図8のステップS103において、制御部8Aが、第2蓄電部5の電圧V2の値を用いて第2リレー部16a、16bのオン・オフを判定したが、これに限定されない。すなわち、車両用電源装置1Aが、第2蓄電部5の充電状態、例えばSOC(State of Charge)を検出するセンサ(図示せず)を備え、制御部8Aが、第2蓄電部5の充電状態に応じて第2リレー部16a、16bのオン・オフを判定してもよい。
In the second embodiment, the
また、第1蓄電部4の充電状態によっては、例えば第1蓄電部4のSOCが低い状態では、第2蓄電部5を充電できない場合が考えられる。この場合には、図8のステップS105において、制御部8Aが、直流変換部7を作動しないように制御してもよい。
Further, depending on the state of charge of the first
また、この充電制御は、充電部9や充電コネクタ10を介して外部充電装置から車両に搭載される蓄電部を充電している場合にも適用することができる。ここで、充電コネクタ10を介して外部充電装置から車両に搭載される蓄電部を充電する場合には、制御部8Aによって第1リレー部12a、12bがオンにされることは言うまでもない。
This charging control can also be applied to the case where the power storage unit mounted on the vehicle is charged from the external charging device via the charging unit 9 or the charging
また、上記実施の形態2では、図7において、第1リレー部12a、12bおよび第2リレー部16a、16bを機械スイッチの記号で示しているが、これに限定されず、MOS−FET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、SiC(Silicon Carbide)といったスイッチング素子を用いてもよい。
In the second embodiment, in FIG. 7, the
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る車両用電源装置について、図1を参照しながら説明する。なお、図1の詳細な説明については、上述した実施の形態1で既に行っているので、省略する。
Embodiment 3 FIG.
A vehicle power supply apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the detailed description of FIG. 1 is omitted because it has already been performed in the first embodiment.
車両用電源装置の構成上、車両に搭載される電動機2を駆動する場合、第1蓄電部4と第2蓄電部5とで出力する電力を分担して電動機2に給電することができる。ただし、第1蓄電部4からは、直流変換部7を介して電動機2に給電する。
Due to the configuration of the vehicle power supply device, when the
このとき、電動機2を最大出力で駆動する場合においても、第1蓄電部4と第2蓄電部5とで出力する電力を分担することができるので、各蓄電部が、電動機2の最大出力と同等またはそれ以上の出力を持つ必要はなく、各蓄電部の出力を電動機2の最大出力より小さくしても、車両の走行性能に影響はない。
At this time, even when the
このことは、第1蓄電部4の出力を小さくすることができることを意味しており、すなわち、第1蓄電部4から電動機2への給電を仲介している直流変換部7の出力も小さくすることができることを意味している。
This means that the output of the first
以上のように、実施の形態3によれば、直流変換部7の出力を小さくすることができるので、直流変換部7の小型化が可能となり、直流変換部7に要するコストを低減することができる。
As described above, according to the third embodiment, since the output of the
1、1A 車両用電源装置、2 電動機、3 インバータ部(電力変換部)、4 第1蓄電部、5 第2蓄電部、6 電圧センサ、7 直流変換部、8、8A 制御部、9 充電部、10 充電コネクタ、11 接続検出センサ、12a、12b リレー部、13 補機、14 補機用電源部、15 高電圧負荷、16a、16b リレー部、Q1、Q2、Q3、Q4 トランジスタ、D1、D2、D3、D4 ダイオード、Ci、Co コンデンサ、L リアクトル。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1蓄電部よりも内部抵抗および容量が小さい第2蓄電部と、
前記第1蓄電部と前記第2蓄電部との間に設けられ、入力された直流電圧を大きさの異なる直流電圧に変換して出力する直流変換部と、
前記直流変換部が出力する直流電圧の目標値を設定するとともに、設定した前記目標値と前記出力する直流電圧とが一致するように、前記直流変換部の動作を制御する制御部と、
前記第2蓄電部と車両駆動用の電動機との間に設けられ、入力された直流電圧を交流電圧に変換して前記電動機に供給する電力変換部と、を備え、
前記直流変換部は、前記第1蓄電部が接続されている方向から、前記第2蓄電部が接続されている方向への一方向にのみ、電圧を変換する
ことを特徴とする車両用電源装置。 A first power storage unit;
A second power storage unit having lower internal resistance and capacity than the first power storage unit;
A direct-current converter that is provided between the first power storage unit and the second power storage unit, converts the input direct-current voltage into a direct-current voltage having a different magnitude, and outputs the converted direct-current voltage;
A control unit that sets the target value of the DC voltage output by the DC conversion unit and controls the operation of the DC conversion unit so that the set target value matches the output DC voltage;
A power conversion unit that is provided between the second power storage unit and the vehicle driving motor and converts an input DC voltage into an AC voltage and supplies the AC voltage to the motor;
The DC power converter converts a voltage only in one direction from a direction in which the first power storage unit is connected to a direction in which the second power storage unit is connected. .
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置。 The DC conversion unit is configured by a step-up chopper circuit, and an upper limit voltage of a use voltage range of the first power storage unit is lower than a lower limit voltage of a use voltage range of the second power storage unit. The vehicle power supply device described in 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置。 The DC conversion unit is configured by a step-down chopper circuit, and a lower limit voltage of a use voltage range of the first power storage unit is higher than an upper limit voltage of a use voltage range of the second power storage unit. The vehicle power supply device described in 1.
前記充電部は、前記第1蓄電部と並列に接続される
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 A charging unit that converts AC power from outside the vehicle into DC power and charges the first power storage unit and the second power storage unit;
4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the charging unit is connected in parallel with the first power storage unit. 5.
前記充電コネクタと前記第1蓄電部との間に設けられ、前記制御部からの制御指令に基づいて、前記充電コネクタと前記第1蓄電部とを電気的に接続または遮断する第1リレー部と、をさらに備え、
前記充電コネクタは、前記第1蓄電部と並列に接続される
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 A charging connector provided outside the vehicle and connected to an external charging device that outputs DC power;
A first relay unit that is provided between the charging connector and the first power storage unit, and electrically connects or disconnects the charging connector and the first power storage unit based on a control command from the control unit; Further comprising
The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the charging connector is connected in parallel with the first power storage unit.
前記補機用電源部は、前記第2蓄電部と並列に接続される
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 An auxiliary power supply unit for converting a voltage from the second power storage unit and supplying power to an auxiliary device mounted on the vehicle;
The vehicular power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the auxiliary power supply unit is connected in parallel to the second power storage unit.
前記高電圧負荷は、前記第2蓄電部と並列に接続される
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 A high-voltage load that operates by being fed from a high-voltage power storage unit mounted on the vehicle;
4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the high voltage load is connected in parallel to the second power storage unit. 5.
前記第2蓄電部と前記直流変換部との間に設けられ、前記制御部からの制御指令に基づいて、前記第2蓄電部と前記直流変換部とを電気的に接続または遮断する第2リレー部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記充電状態検出部により、前記第2蓄電部の充電状態が所定値よりも小さい場合には、前記第2リレー部を閉じて前記直流変換部を作動し、前記第2蓄電部を充電する
ことを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 A charge state detection unit for detecting a charge state of the second power storage unit;
A second relay provided between the second power storage unit and the DC conversion unit, and electrically connects or disconnects the second power storage unit and the DC conversion unit based on a control command from the control unit. And further comprising
When the state of charge of the second power storage unit is smaller than a predetermined value by the state of charge detection unit, the control unit closes the second relay unit and operates the DC conversion unit, and the second power storage unit The vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 7, wherein the unit is charged.
ことを特徴とする請求項1から請求項8までの何れか1項に記載の車両用電源装置。 The power supply device for a vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein electric power that can be converted by the DC converter is smaller than a maximum output of the electric motor.
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