JP2015095971A

JP2015095971A - Vehicle power supply

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Publication number: JP2015095971A
Application number: JP2013234589A
Authority: JP
Inventors: 横山　裕; Yutaka Yokoyama; 裕横山; 功中川; Isao Nakagawa
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-18
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: JP6204797B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stop power supply to an appliance which does not require power supply during charging of a main battery for improving a charging efficiency.SOLUTION: A battery controller 18 creates a control signal for controlling operation of a system relay part 17 on the basis of an operation mode signal which is external inputted. The system relay part 17 comprises relays 20-23 for switching connection and non-connection on the basis of the control signal of the battery controller 18. One connection parts of the relays 20, 21 are coupled to a positive side electrode of the main battery 16. The other connection part of the relay 20 is coupled to a charger 13 and a DC/DC converter 14, and the other connection part of the relay 21 is coupled to an inverter 15. One connection parts of the relays 22, 23 are coupled to a negative side electrode of the main battery 16. The other connection part of the relay 22 is coupled to the charger 13, and the other connection part of the relay 23 is coupled to the charger 13 and the DC/DC converter 14.

Description

本発明は、車両用電源装置に関し、特に、バッテリの充電時における高効率化に有効な技術に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a technique effective for improving efficiency during battery charging.

近年、プラグインハイブリッド車や電気自動車などの外部からの充電を可能とする二次電池などの大型のバッテリを搭載した車両の普及が進んでいる。プラグインハイブリッド車は、モータとエンジンを動力源とする車両である。 In recent years, a vehicle equipped with a large battery such as a secondary battery capable of being charged from the outside such as a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle has been popularized. A plug-in hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor and an engine as power sources.

この種の車両には、例えば、車両用電源装置が備えられている。この車両用電源装置は、バッテリパック、充電器、空調システム、ＤＣ／ＤＣコンバータ、およびインバータなどから構成されている。 This type of vehicle is provided with, for example, a vehicle power supply device. The vehicle power supply device includes a battery pack, a charger, an air conditioning system, a DC / DC converter, an inverter, and the like.

また、車両用電源装置において、バッテリ、空調システム、ＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいはインバータへの電源供給は、例えばリレーなどによって制御が行われている。 In the vehicle power supply device, power supply to the battery, the air conditioning system, the DC / DC converter, or the inverter is controlled by, for example, a relay.

リレーは、例えば充電器に接続されるリレーと、インバータ、空調システム、およびＤＣ／ＤＣコンバータとがそれぞれ共通接続されるリレーとを有している。これら２つのリレーの他方の接続部には、バッテリが共通接続されている。 The relay includes, for example, a relay connected to a charger and a relay commonly connected to an inverter, an air conditioning system, and a DC / DC converter. A battery is commonly connected to the other connecting portion of these two relays.

そして、各動作モードに応じて、これらリレーを導通状態または非導通状態とすることによって、バッテリ、充電器、空調システム、ＤＣ／ＤＣコンバータ、およびインバータなどに電源を供給している。 And according to each operation mode, by setting these relays to a conductive state or a non-conductive state, power is supplied to a battery, a charger, an air conditioning system, a DC / DC converter, an inverter, and the like.

なお、この種の車両における電源供給の制御技術については、例えば、外部電源から充電する際に、補助バッテリの電力を確保しながら、メインバッテリの充電時間を短縮する技術がある（例えば、特許文献１参照）。 As for the power supply control technology in this type of vehicle, for example, there is a technology that shortens the charging time of the main battery while securing the power of the auxiliary battery when charging from an external power source (for example, Patent Documents). 1).

特開２００９−８９５７７号公報JP 2009-89577 A

充電器からバッテリに充電を行う充電モードの場合、充電器からバッテリに電源を供給すると共に、補助バッテリの充電を行うために、ＤＣ／ＤＣコンバータにも電源を供給することが必要である。 In the charging mode in which the battery is charged from the charger, it is necessary to supply power to the battery from the charger and also to supply power to the DC / DC converter in order to charge the auxiliary battery.

よって、バッテリおよびＤＣ／ＤＣコンバータに電源供給を行う場合には、２つのリレーを導通状態とする。しかしながら、上述したリレーの接続構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに電源を供給するリレーが導通状態となると、該リレーに供給接続されているインバータにも電源が供給されてしまうことになる。 Therefore, when power is supplied to the battery and the DC / DC converter, the two relays are turned on. However, according to the relay connection configuration described above, when a relay that supplies power to the DC / DC converter becomes conductive, power is also supplied to the inverter that is connected to the relay.

これにより、バッテリを充電する際に、インバータに電源が供給されてしまうことになり、該インバータの暗電流などが発生してしまい、充電効率が低下するという問題がある。 As a result, when the battery is charged, power is supplied to the inverter, a dark current of the inverter is generated, and there is a problem that charging efficiency is lowered.

さらに、インバータへの電源供給が不要な充電モード時において、該インバータに対して高電圧が印加され続けることになるので、安全上においても、好ましくない傾向となってしまう。 Furthermore, since a high voltage is continuously applied to the inverter in a charging mode that does not require power supply to the inverter, it tends to be unfavorable in terms of safety.

本発明の目的は、メインバッテリの充電時に、電源供給が不要な機器への電源供給を停止し、充電効率を向上させることのできる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technology capable of improving the charging efficiency by stopping power supply to a device that does not require power supply when a main battery is charged.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、代表的なものの概要は、車両用電源装置に適用され、以下のような特徴を有するものである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
That is, a typical outline is applied to a power supply device for a vehicle and has the following characteristics.

車両用電源装置は、バッテリ部、充電器、降圧部、およびインバータを有する。バッテリ部は、車両を駆動するモータに電源を供給する。充電器は、外部から供給される電源を、バッテリ部に充電する直流電源に変換する。 The vehicle power supply device includes a battery unit, a charger, a step-down unit, and an inverter. The battery unit supplies power to a motor that drives the vehicle. The charger converts the power supplied from the outside into a direct current power source that charges the battery unit.

降圧部は、充電器が変換した直流電源またはバッテリ部から供給される直流電源を降圧し、降圧した直流電源を電子機器に電源を供給する補助バッテリの充電用の直流電源おして供給する。インバータは、バッテリ部から供給された電源から、モータを駆動するモータ駆動信号を生成する。 The step-down unit steps down a DC power source converted by the charger or a DC power source supplied from the battery unit, and supplies the stepped-down DC power source as a DC power source for charging an auxiliary battery that supplies power to the electronic device. The inverter generates a motor drive signal for driving the motor from the power supply supplied from the battery unit.

バッテリ部は、充電可能なメインバッテリ、該メインバッテリからの電源供給を制御するシステムリレー部、およびコントローラを有する。コントローラは、外部入力される動作モード信号に基づいて、システムリレー部の動作を制御する制御信号を生成する。システムリレー部は、コントローラから出力される制御信号に基づいて、接続と非接続とを切り替える第１〜第４のスイッチを具備する。 The battery unit includes a rechargeable main battery, a system relay unit that controls power supply from the main battery, and a controller. A controller produces | generates the control signal which controls operation | movement of a system relay part based on the operation mode signal input externally. The system relay unit includes first to fourth switches that switch between connection and non-connection based on a control signal output from the controller.

また、第１のスイッチは、一方の接続部がメインバッテリの正側電極に接続され、他方の接続部が充電器および降圧部にそれぞれ接続される。第２のスイッチは、一方の接続部がメインバッテリの正側電極に接続され、他方の接続部がインバータに接続される。 The first switch has one connecting portion connected to the positive electrode of the main battery, and the other connecting portion connected to the charger and the step-down portion. The second switch has one connecting portion connected to the positive electrode of the main battery and the other connecting portion connected to the inverter.

第３のスイッチは、一方の接続部がメインバッテリの負側電極に接続され、他方の接続部が充電器に接続される。第４のスイッチは、一方の接続部がメインバッテリの負側電極に接続され、他方の接続部が充電器および降圧部にそれぞれ接続される。 One connection portion of the third switch is connected to the negative electrode of the main battery, and the other connection portion is connected to the charger. In the fourth switch, one connection portion is connected to the negative electrode of the main battery, and the other connection portion is connected to the charger and the step-down portion, respectively.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

（１）メインバッテリの充電効率を向上させることができる。 (1) The charging efficiency of the main battery can be improved.

（２）メインバッテリの充電中における安全性を確保することができる。 (2) Safety during charging of the main battery can be ensured.

本発明の一実施の形態による車両用電源装置における構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure in the vehicle power supply device by one embodiment of this invention. 車両用電源装置における動作モードの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the operation mode in the power supply device for vehicles. 走行中モード時における車両用電源装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the vehicle power supply device at the time of driving | running | working mode. 充電中モードにおける車両用電源装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the vehicle power supply device in charge mode. プレ空調中１モードにおける車両用電源装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the vehicle power supply device in 1 mode during pre air conditioning. プレ空調中２モードにおける車両用電源装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the vehicle power supply device in 2 mode in pre air conditioning. 充電最優先モードにおける車両用電源装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the power supply device for vehicles in charge top priority mode. 充電最優先モードにおけるバッテリコントローラの動作処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation process of the battery controller in charge top priority mode. 本発明者の検討による車両用電源装置の接続構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection structure of the vehicle power supply device by examination of this inventor.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of components, etc., the shape of the component is substantially the case unless it is clearly specified and the case where it is clearly not apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

〈車両用電源装置の構成例〉
図１は、本発明の一実施の形態による車両用電源装置１０における構成の一例を示す説明図である。 <Configuration example of power supply device for vehicle>
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention.

車両用電源装置１０は、例えばプラグインハイブリッド車や電気自動車などの外部のＡＣコンセントなどから二次電池に充電が可能な車両である。プラグインハイブリッド車は、モータとエンジンを動力源とする車両であり、電気自動車は、モータを駆動源とする車両である。 The vehicle power supply device 10 is a vehicle that can charge a secondary battery from an external AC outlet such as a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle. A plug-in hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor and an engine as power sources, and an electric vehicle is a vehicle that uses a motor as a drive source.

車両用電源装置１０は、図１に示すように、充電ユニット１１およびバッテリパック１２を有する。充電ユニット１１は、充電器１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、およびインバータ１５を有する。 As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 10 includes a charging unit 11 and a battery pack 12. The charging unit 11 includes a charger 13, a DC / DC converter 14, and an inverter 15.

充電器１３の入力部には、充電プラグ３０が接続されており、該充電器１３の出力部には、バッテリ部であるバッテリパック１２が接続されている。充電プラグ３０には、ＡＣコンセントなどに接続される充電用コードが接続される。 A charging plug 30 is connected to an input portion of the charger 13, and a battery pack 12, which is a battery portion, is connected to an output portion of the charger 13. A charging cord connected to an AC outlet or the like is connected to the charging plug 30.

充電器１３は、充電プラグ３０から供給さえる商用電源を直流電源に変換してバッテリパック１２に供給する。降圧部となるＤＣ／ＤＣコンバータ１４には、補助バッテリである１２Ｖバッテリ３１が接続されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、メインバッテリ１６に蓄電された直流電源をＤＣ／ＤＣ変換して降圧して充電用電源を生成し、１２Ｖバッテリ３１に供給することにより、該１２Ｖバッテリ３１を充電する。 The charger 13 converts the commercial power supplied from the charging plug 30 into a DC power and supplies it to the battery pack 12. A 12V battery 31 as an auxiliary battery is connected to the DC / DC converter 14 serving as a step-down unit. The DC / DC converter 14 DC / DC converts the DC power stored in the main battery 16 to generate a charging power source, and supplies the 12V battery 31 to charge the 12V battery 31. .

インバータ１５には、車両の駆動源となるモータ３２が接続されている。インバータ１５は、メインバッテリ１６を電源とし、モータ３２を駆動するモータ駆動信号となるＰＷＭ波形などを生成する。 The inverter 15 is connected to a motor 32 serving as a vehicle drive source. The inverter 15 uses the main battery 16 as a power source and generates a PWM waveform or the like serving as a motor drive signal for driving the motor 32.

また、バッテリパック１２は、メインバッテリ１６、システムリレー部１７、バッテリコントローラ１８、および接続端子部１９を有する。メインバッテリ１６は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池からなる。システムリレー部１７は、コントローラであるバッテリコントローラ１８から出力される制御信号に基づいて、接続状態を切り替える。 Further, the battery pack 12 includes a main battery 16, a system relay unit 17, a battery controller 18, and a connection terminal unit 19. The main battery 16 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The system relay unit 17 switches the connection state based on a control signal output from the battery controller 18 that is a controller.

バッテリコントローラ１８は、モータや電子機器などの各種制御を司る図示しないＥＣＵ(Electric Control Unit)から出力される動作モードに応じて前述した制御信号をシステムリレー部１７に出力する。また、バッテリコントローラ１８は、メインバッテリ１６および後述する１２Ｖバッテリ３１の充電状態を監視し、過電圧、過放電、過熱などを防止する。接続端子部１９は、接続端子１９ａ〜１９ｆを有し、充電ユニット１１とバッテリパック１２との接続部となる。 The battery controller 18 outputs the control signal described above to the system relay unit 17 in accordance with an operation mode output from an ECU (Electric Control Unit) (not shown) that controls various types of control of the motor and electronic equipment. Further, the battery controller 18 monitors the charging state of the main battery 16 and a 12V battery 31 described later, and prevents overvoltage, overdischarge, overheating, and the like. The connection terminal portion 19 has connection terminals 19 a to 19 f and serves as a connection portion between the charging unit 11 and the battery pack 12.

システムリレー部１７は、５つのリレー２０〜２４を有する。第１のスイッチであるリレー２０の一方の接続部には、接続端子部１９の接続端子１９ａおよび接続端子１９ｂがそれぞれ接続されている。第２のスイッチであるリレー２１の一方の接続部には、接続端子部１９の接続端子１９ｃが接続されている。 The system relay unit 17 has five relays 20 to 24. The connection terminal 19a and the connection terminal 19b of the connection terminal part 19 are connected to one connection part of the relay 20 which is the first switch. A connection terminal 19c of the connection terminal portion 19 is connected to one connection portion of the relay 21 that is the second switch.

リレー２０の他方の接続部およびリレー２１の他方の接続部には、メインバッテリ１６の正（＋）側端子がそれぞれ接続されている。第３のスイッチであるリレー２２の一方の接続部には、接続端子部１９の接続端子１９ｄが接続されている。第４のスイッチであるリレー２３の一方の接続部には、接続端子部１９の接続端子１９ｅが接続されている。 The positive (+) side terminal of the main battery 16 is connected to the other connection portion of the relay 20 and the other connection portion of the relay 21. A connection terminal 19 d of the connection terminal portion 19 is connected to one connection portion of the relay 22 that is the third switch. The connection terminal 19e of the connection terminal part 19 is connected to one connection part of the relay 23 which is the fourth switch.

リレー２４の一方の接続部には、プリチャージ抵抗２５を介して接続端子部１９の接続端子１９ｆが接続されている。プリチャージ抵抗２５は、メインバッテリ１６からインバータ１５など電源を供給する際に、リレー２１やリレー２３などが大きな電位差によって溶着することを防止するために、先にリレー２４をオン、すなわち導通状態にさせてメインバッテリ１６からインバータ１５に流れる電流を制限する抵抗である。 A connection terminal 19 f of the connection terminal portion 19 is connected to one connection portion of the relay 24 via a precharge resistor 25. The precharge resistor 25 turns on the relay 24 first, that is, when the power is supplied from the main battery 16 such as the inverter 15 to prevent the relay 21 and the relay 23 from being welded due to a large potential difference. It is a resistor that limits the current flowing from the main battery 16 to the inverter 15.

接続端子１９ｅと接続端子１９ｆとは、共通接続されている。リレー２２〜２４の他方の接続部には、メインバッテリ１６の負（−）側端子がそれぞれ接続されている。 The connection terminal 19e and the connection terminal 19f are commonly connected. The negative (−) side terminals of the main battery 16 are connected to the other connecting portions of the relays 22 to 24, respectively.

また、接続端子部１９の接続端子１９ａおよび接続端子１９ｆは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と図示しない空調システムにそれぞれ接続されている。接続端子部１９の接続端子１９ｂおよび接続端子１９ｄは、充電器１３にそれぞれ接続されている。接続端子部１９の接続端子１９ｃおよび接続端子１９ｅは、インバータ１５にそれぞれ接続されている。 Moreover, the connection terminal 19a and the connection terminal 19f of the connection terminal part 19 are each connected to the DC / DC converter 14 and the air conditioning system which is not shown in figure. The connection terminal 19b and the connection terminal 19d of the connection terminal portion 19 are connected to the charger 13, respectively. The connection terminal 19c and the connection terminal 19e of the connection terminal portion 19 are connected to the inverter 15, respectively.

これらリレー２０〜２４の制御端子には、バッテリコントローラ１８から出力される制御信号がそれぞれ入力されるように接続されている。リレー２０〜２４は、制御端子に入力される制御信号に基づいて、オンあるいはオフとなるように制御される。 Control signals output from the battery controller 18 are connected to control terminals of the relays 20 to 24, respectively. The relays 20 to 24 are controlled to be turned on or off based on a control signal input to the control terminal.

また、１２Ｖバッテリ３１には、電流センサ３３および電圧センサ３４がそれぞれ接続されている。電流センサ３３は、１２Ｖバッテリ３１に流れる電流量を検出するセンサである。電圧センサ３４は、１２Ｖバッテリ３１の電圧値を検出するセンサである。 In addition, a current sensor 33 and a voltage sensor 34 are connected to the 12V battery 31. The current sensor 33 is a sensor that detects the amount of current flowing through the 12V battery 31. The voltage sensor 34 is a sensor that detects the voltage value of the 12V battery 31.

これら電流センサ３３および電圧センサ３４が検出した結果は、バッテリコントローラ１８に入力されるようにそれぞれ接続されている。バッテリコントローラ１８は、電流センサ３３および電圧センサ３４の検出結果に基づいて、１２Ｖバッテリ３１の充電状態を監視する。 The results detected by the current sensor 33 and the voltage sensor 34 are connected so as to be input to the battery controller 18. The battery controller 18 monitors the charge state of the 12V battery 31 based on the detection results of the current sensor 33 and the voltage sensor 34.

〈車両用電源装置の動作〉
次に、車両用電源装置１０における動作について、図１および図２を用いて説明する。 <Operation of vehicle power supply device>
Next, the operation of the vehicle power supply device 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

〈動作モードの例〉
図２は、車両用電源装置１０における動作モードの一例を示す説明図である。 <Example of operation mode>
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation mode in the vehicle power supply device 10.

図２の上方は、車両用電源装置１０における各動作モード時のリレーの動作状態および作動機器をそれぞれ示した説明図であり、図２の下方は、各動作モードの状態遷移を示す説明図である。 The upper part of FIG. 2 is an explanatory view showing the operation state of the relay and the operating device in each operation mode in the vehicle power supply device 10, and the lower part of FIG. 2 is an explanatory view showing the state transition of each operation mode. is there.

車両においては、図２に示すように、走行時と車両停止中との２つの状態がある。走行時は、第１の動作モードである走行中モードを有する。車両停止中は、キーＯＦＦモード、第２の動作モードである充電中モード、第３の動作モードであるプレ空調中１モード、第４の動作モードであるプレ空調中２モード、および充電最優先モードの５つのモードを有する。 As shown in FIG. 2, the vehicle has two states, that is, when the vehicle is running and when the vehicle is stopped. During traveling, the vehicle has a traveling mode that is the first operation mode. When the vehicle is stopped, the key OFF mode, the second operation mode during charging, the third operation mode during pre-air-conditioning 1 mode, the fourth operation mode during pre-air-conditioning 2 mode, and the charge top priority There are five modes.

走行中モードは、車両が走行しているモードである。走行中モードでは、リレー２０，２１，２３がそれぞれＯＮとなっており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、インバータ１５，およびメインバッテリ１６が動作している状態となっている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が動作状態となっているので、該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に共通接続されている空調システムも動作状態となっている。以下、同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が動作状態の際には、空調システムも動作状態となっているものとする。 The traveling mode is a mode in which the vehicle is traveling. In the traveling mode, the relays 20, 21, and 23 are respectively ON, and the DC / DC converter 14, the inverter 15, and the main battery 16 are operating. Further, since the DC / DC converter 14 is in an operating state, the air conditioning system commonly connected to the DC / DC converter 14 is also in an operating state. Hereinafter, similarly, when the DC / DC converter 14 is in an operating state, the air conditioning system is also in an operating state.

キーＯＦＦモードは、車両のキーがオフとなっているモードである。このキーＯＦＦモードでは、すべてのリレー２０〜２４がオフ、すなわち非導通状態となっており、充電器１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、インバータ１５、およびメインバッテリ１６は動作していない状態となっている。 The key OFF mode is a mode in which the vehicle key is off. In this key OFF mode, all the relays 20 to 24 are off, that is, are in a non-conductive state, and the charger 13, the DC / DC converter 14, the inverter 15, and the main battery 16 are not operating. Yes.

充電中モードは、メインバッテリ１６に充電をするモードである。充電中モードでは、リレー２０，２２，２３がそれぞれオンとなっており、充電器１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、およびメインバッテリ１６がそれぞれ動作している状態となっている。充電中モードの場合には、メインバッテリ１６に充電する際に、１２Ｖバッテリ３１のバッテリ上がりを防止するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を動作させて１２Ｖバッテリ３１にも充電を行う。 The charging mode is a mode in which the main battery 16 is charged. In the charging mode, the relays 20, 22, and 23 are turned on, and the charger 13, the DC / DC converter 14, and the main battery 16 are operating. In the charging mode, when the main battery 16 is charged, the DC / DC converter 14 is operated to charge the 12V battery 31 in order to prevent the 12V battery 31 from running out.

プレ空調中１モードは、車両の走行前などに予め空調システムを動作させるモードであり、該空調システムを動作させるための電源供給が充電器１３から行われる。プレ空調中１モードでは、リレー２２，２３がそれぞれオンとなっており、充電器１３、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４がそれぞれ動作している状態となっている。 The pre-air-conditioning 1 mode is a mode in which the air-conditioning system is operated in advance before the vehicle travels, and power supply for operating the air-conditioning system is performed from the charger 13. In the pre-air-conditioning 1 mode, the relays 22 and 23 are turned on, and the charger 13 and the DC / DC converter 14 are operating.

プレ充電中２モードにおいても、車両の走行前などに予め空調システムを動作させるモードである。プレ充電中２モードの場合、空調システムを動作させる電源供給をメインバッテリ１６から行っている。 Even in the pre-charging 2 mode, the air conditioning system is operated in advance before the vehicle travels. In the case of two modes during precharging, power is supplied from the main battery 16 to operate the air conditioning system.

プレ充電中２モードでは、リレー２０，２３がそれぞれオンとなっており、メインバッテリ１６、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４がそれぞれ動作している状態となっている。 In the pre-charging two mode, the relays 20 and 23 are each turned on, and the main battery 16 and the DC / DC converter 14 are operating.

充電最優先モードは、メインバッテリ１６への充電を最優先するモードである。充電最優先モードの場合には、メインバッテリ１６に充電する際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を動作させて１２Ｖバッテリ３１にも充電を行っているが、充電最優先モードでは、１２Ｖバッテリ３１への充電動作を行わずに、メインバッテリ１６への充電を優先するように動作するモードである。この場合、リレー２０，２２がそれぞれオンとなっており、充電器１３およびメインバッテリ１６がそれぞれ動作している状態となっている。 The charge highest priority mode is a mode in which the charge to the main battery 16 is given the highest priority. In the charging top priority mode, when charging the main battery 16, the DC / DC converter 14 is operated to charge the 12V battery 31. In the charging top priority mode, the charging to the 12V battery 31 is performed. In this mode, the charging to the main battery 16 is prioritized without performing the charging operation. In this case, the relays 20 and 22 are each turned on, and the charger 13 and the main battery 16 are operating.

続いて、車両用電源装置１０による各動作モードでも、動作の一例について、図３〜図７を用いて説明する。なお、図３〜図７に示す点線は、電源が供給されて動作中であることを示すものである。 Next, an example of the operation in each operation mode by the vehicle power supply device 10 will be described with reference to FIGS. The dotted lines shown in FIGS. 3 to 7 indicate that power is supplied and the device is operating.

〈走行中モードの動作例〉
図３は、走行中モード時における車両用電源装置１０の動作説明図である。 <Operation example during running mode>
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the vehicle power supply device 10 in the traveling mode.

走行中モードでは、車両が走行しているので、前述のようにリレー２０，２１，２３がそれぞれオンしており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、インバータ１５，およびメインバッテリ１６がそれぞれ動作している状態となっている。 In the traveling mode, since the vehicle is traveling, the relays 20, 21, and 23 are turned on as described above, and the DC / DC converter 14, the inverter 15, and the main battery 16 are operating. It has become.

この場合、バッテリコントローラ１８には、前述のＥＣＵから走行中モードを示す動作モード信号が入力される。バッテリコントローラ１８は、ＥＣＵからの動作モード信号を受け取ると、車両が走行中であることを認識し、リレー２０，２１，２３をそれぞれオンさせる制御信号を出力する。これによって、メインバッテリ１６から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４およびインバータ１５にそれぞれ電源が供給される。 In this case, the battery controller 18 receives an operation mode signal indicating the running mode from the ECU. When the battery controller 18 receives the operation mode signal from the ECU, the battery controller 18 recognizes that the vehicle is running and outputs a control signal for turning on the relays 20, 21, and 23, respectively. As a result, power is supplied from the main battery 16 to the DC / DC converter 14 and the inverter 15, respectively.

〈充電中モードの動作例〉
図４は、充電中モードにおける車両用電源装置１０の動作説明図である。 <Operation example during charging mode>
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the vehicle power supply device 10 in the charging mode.

充電中モードでは、充電器１３からメインバッテリ１６に充電を行うために、リレー２０，２２，２３がそれぞれオンしており、充電器１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、およびメインバッテリ１６がそれぞれ動作している状態となっている。 In the charging mode, in order to charge the main battery 16 from the charger 13, the relays 20, 22, and 23 are turned on, and the charger 13, the DC / DC converter 14, and the main battery 16 operate. It is in the state.

ここで、充電中モードでは、バッテリコントローラ１８によってリレー２１がオフとなるように制御されており、メインバッテリ１６への充電中は、インバータ１５への電源供給を停止することができる。 Here, in the charging mode, the relay 21 is controlled to be turned off by the battery controller 18, and the power supply to the inverter 15 can be stopped while the main battery 16 is being charged.

これによって、メインバッテリ１６の充電の際に、インバータ１５に流れる暗電流などの発生を防止することができ、無駄な消費電流を低減することができる。 As a result, when the main battery 16 is charged, it is possible to prevent the dark current flowing through the inverter 15 from being generated, and wasteful current consumption can be reduced.

その結果、メインの充電効率を向上させることができる。また、無駄な高電圧の電源供給を防止することは、安全上において好ましく、例えばインバータ１５を構成する電子部品の劣化などによるショートなども防止することができる。 As a result, the main charging efficiency can be improved. In addition, it is preferable from the viewpoint of safety to prevent useless supply of high-voltage power, and for example, a short circuit due to deterioration of electronic components constituting the inverter 15 can be prevented.

バッテリコントローラ１８には、ＥＣＵから充電中モードを示す動作モード信号が入力される。バッテリコントローラ１８は、ＥＣＵからの動作モード信号を受け取ると、メインバッテリ１６を充電するモードとなったことを認識し、リレー２０，２２，２３をそれぞれオンさせる制御信号を出力する。 The battery controller 18 receives an operation mode signal indicating the charging mode from the ECU. When the battery controller 18 receives the operation mode signal from the ECU, the battery controller 18 recognizes that the main battery 16 is in a charging mode, and outputs a control signal for turning on the relays 20, 22, and 23, respectively.

これによって、充電器１３から、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４およびメインバッテリ１６にそれぞれ電源が供給される。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４にも電源が供給されるので、空調システムを動作させる、すなわちプレ空調を行うことも可能である。 Thus, power is supplied from the charger 13 to the DC / DC converter 14 and the main battery 16, respectively. In this case, since power is also supplied to the DC / DC converter 14, the air conditioning system can be operated, that is, pre-air conditioning can be performed.

〈プレ空調中１モードの動作例〉
図５は、プレ空調中１モードにおける車両用電源装置１０の動作説明図である。 <Operation example of pre-air-conditioning 1 mode>
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the vehicle power supply device 10 in the pre-air-conditioning 1 mode.

プレ空調中１モードでは、予め空調システムを動作させる際に、充電器１３の電源を用いる。プレ空調中１モードでは、リレー２２，２３がそれぞれオンしているので、充電器１３およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４がそれぞれ動作している状態となっている。ここでは、リレー２０，２１がそれぞれオフであるので、充電器１３からの電源は、インバータ１５およびメインバッテリ１６には供給されないことになる。 In the pre-air-conditioning 1 mode, the power source of the charger 13 is used when operating the air-conditioning system in advance. In the pre-air-conditioning 1 mode, since the relays 22 and 23 are respectively turned on, the charger 13 and the DC / DC converter 14 are operating. Here, since the relays 20 and 21 are respectively off, the power from the charger 13 is not supplied to the inverter 15 and the main battery 16.

バッテリコントローラ１８には、ＥＣＵからプレ空調中１モードを示す動作モード信号が入力される。バッテリコントローラ１８は、ＥＣＵからの動作モード信号を受け取ると、充電器１３の電源を用いてプレ空調を行うプレ空調中１モードとなったことを認識し、リレー２２，２３をそれぞれオンさせる制御信号を出力する。 The battery controller 18 receives an operation mode signal indicating one mode during pre-air conditioning from the ECU. When the battery controller 18 receives the operation mode signal from the ECU, the battery controller 18 recognizes that the pre-air-conditioning mode 1 is performed in which pre-air-conditioning is performed using the power supply of the charger 13, and turns on the relays 22 and 23, respectively. Is output.

〈プレ空調中２の動作例〉
図６は、プレ空調中２モードにおける車両用電源装置１０の動作説明図である。 <Example of operation during pre-air conditioning 2>
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the vehicle power supply device 10 in the pre-air-conditioning two-mode.

プレ空調中２モードでは、予め空調システムを動作させる際に、メインバッテリ１６の電源を用いる。プレ空調中２モードでは、リレー２０，２３がそれぞれオンしているので、メインバッテリ１６の電源をＤＣ／ＤＣコンバータ１４に供給する状態となる。このモードでは、リレー２１，２２がそれぞれオフであるので、メインバッテリ１６からの電源は、充電器１３およびインバータ１５には供給されないことになる。 In the pre-air-conditioning 2 mode, the power source of the main battery 16 is used when operating the air-conditioning system in advance. In the pre-air-conditioning 2 mode, since the relays 20 and 23 are turned on, the main battery 16 is supplied with power to the DC / DC converter 14. In this mode, since the relays 21 and 22 are respectively off, the power from the main battery 16 is not supplied to the charger 13 and the inverter 15.

バッテリコントローラ１８には、ＥＣＵからプレ空調中２モードを示す動作モード信号が入力される。バッテリコントローラ１８は、ＥＣＵからの動作モード信号を受け取ると、メインバッテリ１６の電源を用いてプレ空調を行うプレ空調中１モードとなったことを認識し、リレー２０，２３をそれぞれオンさせる制御信号を出力する。 The battery controller 18 receives an operation mode signal indicating the two modes during pre-air conditioning from the ECU. When the battery controller 18 receives the operation mode signal from the ECU, the battery controller 18 recognizes that the pre-air-conditioning 1 mode in which the pre-air-conditioning is performed using the power supply of the main battery 16 and turns on the relays 20 and 23 respectively. Is output.

〈充電最最優先モードの動作例〉
図７は、充電最優先モードにおける車両用電源装置１０の動作説明図である。 <Example of operation in charging highest priority mode>
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the vehicle power supply device 10 in the charge highest priority mode.

充電最優先モードは、メインバッテリ１６への充電を最優先する。この場合、リレー２０，２２がそれぞれオンしており、充電器１３およびメインバッテリ１６がそれぞれ動作している状態となっている。リレー２１，２３はオフとなっているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４およびインバータ１５は動作していない。 The charge highest priority mode gives the highest priority to charging the main battery 16. In this case, the relays 20 and 22 are turned on, and the charger 13 and the main battery 16 are operating. Since the relays 21 and 23 are off, the DC / DC converter 14 and the inverter 15 are not operating.

これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４およびインバータ１５には、メインバッテリ１６の電源が供給されず、優先してメインバッテリ１６の充電を行うことが可能である。 Thus, the main battery 16 is not supplied to the DC / DC converter 14 and the inverter 15, and the main battery 16 can be preferentially charged.

バッテリコントローラ１８には、ＥＣＵから充電最優先モードを示す動作モード信号が入力される。バッテリコントローラ１８は、ＥＣＵからの動作モード信号を受け取ると、メインバッテリ１６への充電を優先する充電最優先モードとなったことを認識し、リレー２０，２３をそれぞれオンさせる制御信号を出力する。 The battery controller 18 receives an operation mode signal indicating the charge highest priority mode from the ECU. When the battery controller 18 receives the operation mode signal from the ECU, the battery controller 18 recognizes that the charging top priority mode is given priority to charge the main battery 16, and outputs a control signal for turning on the relays 20 and 23, respectively.

〈受電最優先モードの処理例〉
図８は、充電最優先モードにおけるバッテリコントローラ１８の動作処理の一例を示すフローチャートである。 <Example of power receiving highest priority mode>
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation process of the battery controller 18 in the charge highest priority mode.

充電最優先モードは、充電中モードにおいて、１２Ｖバッテリ３１の充電容量が十分にある際に、該１２Ｖバッテリ３１への充電を停止して優先的にメインバッテリ１６を充電するモードである。 The charging highest priority mode is a mode in which, when the charging capacity of the 12V battery 31 is sufficient in the charging mode, the charging to the 12V battery 31 is stopped and the main battery 16 is preferentially charged.

充電最優先モードでは、メインバッテリ１６のみを充電するか、あるいはバッテリと１６および１２Ｖバッテリ３１を両方充電するかの判定をバッテリコントローラ１８によって行う。 In the charge highest priority mode, the battery controller 18 determines whether only the main battery 16 is charged or whether both the battery and the 16 and 12V battery 31 are charged.

まず、充電中モードにおいて、メインバッテリ１６の充電が開始されると（ステップＳ１０１）、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の電圧値を測定し、その測定値が、電圧しきい値以上か否かを判定する（ステップＳ１０２）。１２Ｖバッテリ３１における電圧の測定は、図１に示す該１２Ｖバッテリ３１に備えられた電圧センサ３４を用いて測定する。 First, when charging of the main battery 16 is started in the charging mode (step S101), the battery controller 18 measures the voltage value of the 12V battery 31, and whether or not the measured value is equal to or greater than the voltage threshold value. Is determined (step S102). The voltage in the 12V battery 31 is measured using a voltage sensor 34 provided in the 12V battery 31 shown in FIG.

１２Ｖバッテリ３１の電圧が、電圧しきい値よりも低い場合、１２Ｖバッテリ３１の容量が低下していると判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を動作させる制御を行う（ステップＳ１０３）。 When the voltage of the 12V battery 31 is lower than the voltage threshold value, it is determined that the capacity of the 12V battery 31 is reduced, and control is performed to operate the DC / DC converter 14 (step S103).

よって、バッテリコントローラ１８は、リレー２０，２２，２３をそれぞれオンさせるように制御信号を出力する。これにより、メインバッテリ１６の充電と１２Ｖバッテリ３１との充電が行われる。 Therefore, the battery controller 18 outputs a control signal so as to turn on the relays 20, 22, and 23, respectively. Thereby, the main battery 16 and the 12V battery 31 are charged.

また、ステップＳ１０２の処理において、１２Ｖバッテリ３１の電圧が電圧しきい値以上であると判定した際でも、バッテリコントローラ１８は、リレー２０，２２，２３をそれぞれオンさせて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を動作させ（ステップＳ１０４）、１２Ｖバッテリ３１を充電する。 Even when it is determined in step S102 that the voltage of the 12V battery 31 is equal to or higher than the voltage threshold, the battery controller 18 turns on the relays 20, 22, and 23 to turn on the DC / DC converter 14. The 12V battery 31 is charged by operating (step S104).

バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の充電電流を測定し、その充電電流が予め設定されている電流しきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。１２Ｖバッテリ３１における充電電流の測定は、図１に示す該１２Ｖバッテリ３１に備えられた電流センサ３３を用いて測定する。 The battery controller 18 measures the charging current of the 12V battery 31, and determines whether or not the charging current is equal to or less than a preset current threshold value (step S105). The charging current in the 12V battery 31 is measured by using a current sensor 33 provided in the 12V battery 31 shown in FIG.

１２Ｖバッテリ３１の充電電流が、電流しきい値以下の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電流を測定し、該出力電流が出力電流しきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。 If the charging current of the 12V battery 31 is less than or equal to the current threshold, the output current of the DC / DC converter 14 is measured to determine whether or not the output current is less than or equal to the output current threshold (step S106). .

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電流の測定は、例えば該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に図示しない電流センサなどを設け、該電流センサによって測定するようにする。電流センサの測定結果は、バッテリコントローラ１８に入力される。 The output current of the DC / DC converter 14 is measured, for example, by providing a current sensor (not shown) in the DC / DC converter 14 and using the current sensor. The measurement result of the current sensor is input to the battery controller 18.

ステップＳ１０５の処理において１２Ｖバッテリ３１の充電電流が電流しきい値以下であり、ステップＳ１０６の処理において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電流が出力電流しきい値以下である場合、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の容量が十分であると判断し、充電最優先モードに移行する。 When the charging current of the 12V battery 31 is equal to or lower than the current threshold value in the process of step S105, and the output current of the DC / DC converter 14 is equal to or lower than the output current threshold value in the process of step S106, the battery controller 18 It is determined that the capacity of the 12V battery 31 is sufficient, and the mode shifts to the charge highest priority mode.

充電最優先モードでは、バッテリコントローラ１８が、リレー２３をオフしてＤＣ／ＤＣコンバータ１４のみを停止させ（ステップＳ１０７）、メインバッテリ１６を充電する。 In the charge highest priority mode, the battery controller 18 turns off the relay 23 to stop only the DC / DC converter 14 (step S107), and charges the main battery 16.

この充電最優先モードによるメインバッテリ１６への充電中、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の電圧が、第１のしきい値であるバッテリ電圧しきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。 During charging of the main battery 16 in the charge top priority mode, the battery controller 18 determines whether or not the voltage of the 12V battery 31 is equal to or higher than the battery voltage threshold value which is the first threshold value (step). S108).

１２Ｖバッテリ３１の電圧がバッテリ電圧しきい値以上の場合、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１から出力される電流値の総和である積算電流が予め設定されている第２のしきい値である積算電流しきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。 When the voltage of the 12V battery 31 is equal to or greater than the battery voltage threshold, the battery controller 18 integrates an accumulated current that is a sum of current values output from the 12V battery 31 as a second threshold that is set in advance. It is determined whether or not the current threshold value is below (step S109).

１２Ｖバッテリ３１の積算電流が積算電流しきい値以下の場合、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の出力電流値が予め設定されている第３のしきい値であるバッテリ出力電流しきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。 When the accumulated current of the 12V battery 31 is less than or equal to the accumulated current threshold, the battery controller 18 causes the output current value of the 12V battery 31 to be less than or equal to the preset third threshold battery output current threshold. It is determined whether or not there is (step S110).

これらステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理における条件を満たす、すなわち１２Ｖバッテリ３１の電圧がバッテリ電圧しきい値以上、１２Ｖバッテリ３１の積算電流が積算電流しきい値以下、および１２Ｖバッテリ３１の出力電流値がバッテリ出力電流しきい値以下である場合、バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の充電容量が十分であると判定する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は起動させずに、充電最優先モードを維持する。 The conditions in the processing of steps S108 to S110 are satisfied, that is, the voltage of the 12V battery 31 is equal to or higher than the battery voltage threshold, the integrated current of the 12V battery 31 is equal to or lower than the integrated current threshold, and the output current value of the 12V battery 31 When the output current threshold value is less than or equal to the output current threshold, the battery controller 18 determines that the charging capacity of the 12V battery 31 is sufficient. In this case, the DC / DC converter 14 is not activated and maintains the charge highest priority mode.

一方、ステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理における条件を１つも満たさない場合には、１２Ｖバッテリ３１の充電容量が低下していると判断する。１２Ｖバッテリ３１の電圧がバッテリ電圧しきい値よりも小さい、１２Ｖバッテリ３１の積算電流が積算電流しきい値よりも大きい、または１２Ｖバッテリ３１の出力電流値がバッテリ出力電流しきい値よりも大きいのいずれかの場合である。 On the other hand, when none of the conditions in the processing of steps S108 to S110 is satisfied, it is determined that the charging capacity of the 12V battery 31 has decreased. The voltage of the 12V battery 31 is smaller than the battery voltage threshold, the accumulated current of the 12V battery 31 is larger than the accumulated current threshold, or the output current value of the 12V battery 31 is larger than the battery output current threshold. Either case.

バッテリコントローラ１８は、１２Ｖバッテリ３１の充電容量が低下していると判断すると、リレー２３をオンしてＤＣ／ＤＣコンバータ１４を起動させ（ステップＳ１０３）、１２Ｖバッテリ３１を充電する。 When the battery controller 18 determines that the charging capacity of the 12V battery 31 has decreased, the battery controller 18 turns on the relay 23 to activate the DC / DC converter 14 (step S103), and charges the 12V battery 31.

このように、１２Ｖバッテリ３１に十分な容量がある場合には、１２Ｖバッテリ３１の充電を停止するので、メインバッテリ１６の充電効率を向上させることができる。 Thus, when the 12V battery 31 has a sufficient capacity, the charging of the 12V battery 31 is stopped, so that the charging efficiency of the main battery 16 can be improved.

また、図８のステップＳ１０１〜１１０の処理においては、図８の右側に示す割り込み判定処理が定期的に実行されるものとする。この割り込み判定処理は、バッテリコントローラ１８によってメインバッテリ１６が満充電となったか否かを判定し（ステップＳ２０１）、満充電であると判定した際には、該メインバッテリ１６の充電動作を停止する（ステップＳ２０２）。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が動作中であれば、該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の動作を停止させる（ステップＳ２０３）。 Further, in the processing of steps S101 to S110 in FIG. 8, it is assumed that the interrupt determination processing shown on the right side of FIG. 8 is periodically executed. In this interrupt determination process, the battery controller 18 determines whether or not the main battery 16 is fully charged (step S201). When it is determined that the battery is fully charged, the charging operation of the main battery 16 is stopped. (Step S202). If the DC / DC converter 14 is operating, the operation of the DC / DC converter 14 is stopped (step S203).

〈対比例〉
図９は、本発明者の検討による車両用電源装置１００の接続構成を示す説明図である。 <Comparison>
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a connection configuration of the vehicle power supply device 100 studied by the present inventors.

車両用電源装置１００は、図９に示すように、充電ユニット１０１およびバッテリパック１０２を有する。充電ユニット１０１は、充電器１０３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４、およびインバータ１０５を有する。バッテリパック１０２は、メインバッテリ１０６、システムリレー部１０７、バッテリコントローラ１０８、および接続端子部１０９を有する。システムリレー部１０７は、リレー２００〜２０４を有する。 As shown in FIG. 9, the vehicle power supply device 100 includes a charging unit 101 and a battery pack 102. The charging unit 101 includes a charger 103, a DC / DC converter 104, and an inverter 105. The battery pack 102 includes a main battery 106, a system relay unit 107, a battery controller 108, and a connection terminal unit 109. The system relay unit 107 includes relays 200 to 204.

充電器１０３の入力部には、充電プラグ３００が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４には、補助バッテリである１２Ｖバッテリ３０１が接続されている。インバータ１０５には、車両の駆動源となるモータ３０２が接続されている。 A charging plug 300 is connected to the input portion of the charger 103, and a 12V battery 301, which is an auxiliary battery, is connected to the DC / DC converter 104. The inverter 105 is connected to a motor 302 serving as a vehicle drive source.

車両用電源装置１００の構成は、図１の車両用電源装置１０と同様であり、異なる点は、システムリレー部１０７による接続である。 The configuration of the vehicle power supply device 100 is the same as that of the vehicle power supply device 10 of FIG. 1, and the difference is the connection by the system relay unit 107.

リレー２００の一方の接続部には、接続端子部１０９の接続端子１０９ｂが接続されている。リレー２０１の一方の接続部には、接続端子部１０９の接続端子１０９ａ，１０９ｃがそれぞれ接続されている。 The connection terminal 109 b of the connection terminal unit 109 is connected to one connection unit of the relay 200. Connection terminals 109 a and 109 c of the connection terminal section 109 are connected to one connection section of the relay 201, respectively.

リレー２０２の一方の接続部には、接続端子部１０９の接続端子１０９ｄが接続され、リレー２０３の一方の接続部には、接続端子部１０９の接続端子１０９ｅ，１０９ｆがそれぞれ接続されている。 The connection terminal 109d of the connection terminal unit 109 is connected to one connection part of the relay 202, and the connection terminals 109e and 109f of the connection terminal part 109 are connected to one connection part of the relay 203, respectively.

リレー２０４の一方の接続部には、プリチャージ抵抗２０５を介して接続端子部１９の接続端子１０９ｅが接続されている。また、接続端子１０９ｅと接続端子１０９ｆとは共通接続されている。 One connection portion of the relay 204 is connected to a connection terminal 109 e of the connection terminal portion 19 through a precharge resistor 205. Further, the connection terminal 109e and the connection terminal 109f are commonly connected.

リレー２００の他方の接続部およびリレー２０１の他方の接続部には、メインバッテリ１０６の正（＋）側端子がそれぞれ接続されている。リレー２０２〜２０４の他方の接続部には、メインバッテリ１０６の負（−）側端子がそれぞれ接続されている。 The positive (+) side terminal of the main battery 106 is connected to the other connection portion of the relay 200 and the other connection portion of the relay 201. The negative (−) side terminals of the main battery 106 are connected to the other connecting portions of the relays 202 to 204, respectively.

接続端子１０９ｆおよび接続端子１０９ｄは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４および図示しない空調システムにそれぞれ接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４には、補助バッテリである１２Ｖバッテリ３０１が接続されている。 The connection terminal 109f and the connection terminal 109d are connected to the DC / DC converter 104 and an air conditioning system (not shown). The DC / DC converter 104 is connected to a 12V battery 301 that is an auxiliary battery.

これらリレー２００〜２０４の制御端子には、バッテリコントローラ１０８から出力される制御信号がそれぞれ入力される。リレー２００〜２０４は、制御端子に入力される制御信号に基づいて、オンあるいはオフとなるように制御される。 Control signals output from the battery controller 108 are input to the control terminals of the relays 200 to 204, respectively. Relays 200 to 204 are controlled to be turned on or off based on a control signal input to the control terminal.

ここで、車両用電源装置１００の各動作モードにおける接続関係について説明する。車両用電源装置１００は、図２に示した動作モードと同様のモードを有しているものとする。 Here, the connection relationship in each operation mode of the vehicle power supply device 100 will be described. It is assumed that vehicle power supply device 100 has a mode similar to the operation mode shown in FIG.

車両用電源装置１００において、充電中モードの場合には、充電器１０３からの電源をメインバッテリ１０６に供給すると共に、１２Ｖバッテリ３０１の充電が行われるのでＤＣ／ＤＣコンバータ１０４にも充電器１０３の電源を供給する必要がある。よって、リレー２００〜２０３がオンとなる。 In the vehicle power supply device 100, in the charging mode, the power from the charger 103 is supplied to the main battery 106 and the 12V battery 301 is charged, so that the DC / DC converter 104 is also connected to the charger 103. It is necessary to supply power. Therefore, the relays 200 to 203 are turned on.

これらリレー２００〜２０３がオンとなった場合、リレー２０１，２０３によって動作が不要となっているインバータ１０５にも電源が供給されることになる。これによって、インバータ１０５には、暗電流などの無駄な電流が流れてしまい、消費電流が大きくなってしまうことなる。 When these relays 200 to 203 are turned on, power is also supplied to the inverter 105 whose operation is unnecessary by the relays 201 and 203. As a result, a wasteful current such as a dark current flows through the inverter 105, resulting in an increase in current consumption.

一方、図１の車両用電源装置１０による構成では、リレー２１をオフとすることにより、されており、メインバッテリ１６への充電中にインバータ１５への電源供給を停止することができる。 On the other hand, in the configuration of the vehicle power supply device 10 of FIG. 1, the relay 21 is turned off, and the power supply to the inverter 15 can be stopped while the main battery 16 is being charged.

以上により、メインバッテリ１６への充電時において、インバータ１５に供給される電源を遮断することができるので、充電効率を向上させることができる。また、充電時に動作不要となるインバータ１５への電源が遮断されるので、安全性を担保することができる。 As described above, when the main battery 16 is charged, the power supplied to the inverter 15 can be cut off, so that the charging efficiency can be improved. In addition, since the power supply to the inverter 15 that does not require operation during charging is shut off, safety can be ensured.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.

また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

１０車両用電源装置
１１充電ユニット
１２バッテリパック
１３充電器
１４ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５インバータ
１６メインバッテリ
１７システムリレー部
１８バッテリコントローラ
１９接続端子部
１９ａ接続端子
１９ｂ接続端子
１９ｃ接続端子
１９ｄ接続端子
１９ｅ接続端子
１９ｆ接続端子
２０リレー
２１リレー
２２リレー
２３リレー
２４リレー
２５プリチャージ抵抗
３０充電プラグ
３１１２Ｖバッテリ
３２モータ
３３電流センサ
３４電圧センサ
１００車両用電源装置
１０１充電ユニット
１０２バッテリパック
１０３充電器
１０４ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０５インバータ
１０６メインバッテリ
１０７システムリレー部
１０８バッテリコントローラ
１０９接続端子部
１０９ａ接続端子
１０９ｂ接続端子
１０９ｃ接続端子
１０９ｄ接続端子
１０９ｅ接続端子
１０９ｆ接続端子
２００リレー
２０１リレー
２０２リレー
２０３リレー
２０４リレー
２０５プリチャージ抵抗
３００充電プラグ
３０１１２Ｖバッテリ
３０２モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle power supply device 11 Charging unit 12 Battery pack 13 Charger 14 DC / DC converter 15 Inverter 16 Main battery 17 System relay part 18 Battery controller 19 Connection terminal part 19a Connection terminal 19b Connection terminal 19c Connection terminal 19d Connection terminal 19e Connection terminal 19f connection terminal 20 relay 21 relay 22 relay 23 relay 24 relay 25 precharge resistor 30 charging plug 31 12V battery 32 motor 33 current sensor 34 voltage sensor 100 power supply device for vehicle 101 charging unit 102 battery pack 103 charger 104 DC / DC converter 105 Inverter 106 Main battery 107 System relay part 108 Battery controller 109 Connection terminal part 109a Connection terminal 109b Connection terminal 109c Connection Terminal 109d Connection terminal 109e Connection terminal 109f Connection terminal 200 Relay 201 Relay 202 Relay 203 Relay 204 Relay 205 Precharge resistor 300 Charging plug 301 12V battery 302 Motor

Claims

A battery unit that supplies power to a motor that drives the vehicle;
A charger for converting power supplied from the outside into a DC power source for charging the battery unit;
A step-down unit that steps down the DC power source converted from the charger or the DC power source supplied from the battery unit, and supplies the stepped-down DC power source as a power source for charging an auxiliary battery that supplies power to an electronic device;
An inverter that generates a motor drive signal for driving the motor from a power source supplied from the battery unit;
Have
The battery unit is
A rechargeable main battery,
A system relay unit for controlling power supply from the main battery;
A controller that generates a control signal for controlling the operation of the system relay unit based on an externally input operation mode signal;
With
The system relay unit is
Based on a control signal output from the controller, comprising first to fourth switches for switching between connection and disconnection,
The first switch has one connecting portion connected to the positive electrode of the main battery, and the other connecting portion connected to the charger and the step-down portion,
The second switch has one connection portion connected to the positive electrode of the main battery, and the other connection portion connected to the inverter.
The third switch has one connecting portion connected to the negative electrode of the main battery, the other connecting portion connected to the charger,
The fourth switch is a vehicle power supply device in which one connecting portion is connected to the negative electrode of the main battery, and the other connecting portion is connected to the charger and the step-down portion, respectively.

The vehicle power supply device according to claim 1,
The controller outputs a control signal for conducting the first, second, and fourth switches, respectively, when the operation mode signal is in a first operation mode for driving a motor, and the operation mode signal is A vehicular power supply device that outputs a control signal for conducting the first, third, and fourth switches in the second operation mode for charging the main battery.

The vehicle power supply device according to claim 1,
The step-down unit is a vehicle power supply device in which an air-conditioning system that air-conditions the interior of the vehicle is connected in parallel, and the air-conditioning system operates when power is supplied to the step-down unit.

In the vehicle power supply device according to claim 3,
The controller causes the third switch and the fourth switch to conduct in a third operation mode in which only the air conditioning system is operated using a power source supplied with the operation mode signal from the charger. In the fourth operation mode in which only the air conditioning system is operated using a power source that outputs a control signal and the operation mode signal is supplied from the main battery, the first and fourth switches are respectively A power supply device for a vehicle that outputs a control signal for conducting.

The vehicle power supply device according to claim 2,
When charging the main battery in the second operation mode, the controller determines whether or not the auxiliary battery has a sufficient charging capacity, and the auxiliary battery has a sufficient charging capacity. When it determines with it being, it outputs the control signal which makes the said 4th switch non-conducting, The power supply device for vehicles which stops the said pressure | voltage fall part.

The vehicle power supply device according to claim 5,
When the controller stops the step-down unit, the controller monitors the voltage value of the auxiliary battery, the integrated current value output from the auxiliary battery, and the output current value output from the auxiliary battery. When the integrated current value is greater than the second threshold value, or when the output current value is greater than the third threshold value. When it becomes either, the vehicle power supply device which determines that the charge capacity of the auxiliary battery is not sufficient, outputs a control signal for turning on the fourth switch, and operates the step-down unit.