CN106458118B - 机动车的电源装置 - Google Patents
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Abstract
机动车的电源装置具备:多个蓄电池(1、2);介于各蓄电池与负载(7)之间的电源箱(3);设置在电源箱内,选择是否从各蓄电池向负载供给电力的开关单元(18a);及检测各蓄电池的输出电压,以选择向负载供给电力的蓄电池的方式对开关单元进行开闭控制的开关控制部(19)。开关控制部(19)能够基于在负载(7)的驱动时从负载控制部(24)输出的控制信号(wc),进行基于开关单元(18a)的蓄电池选择动作。
Description
技术领域
本发明涉及具备冗余功能的机动车用电源装置。
背景技术
在近年来的机动车用电源装置中,为了确保向各种电负载的电源供给的稳定性,提出了具备能够从多个蓄电池中的至少任一个向各负载供给电源的冗余功能的结构。
在这样的电源装置中,在一方的蓄电池的电压下降时或失灵时,自动地从另一方的蓄电池向各负载供给电力。
专利文献1公开了一种电源装置,具备蓄电池和利用从蓄电池供给的电力进行充电的电容器作为备用电源,且具备在蓄电池的输出电压下降的情况下从备用电源向负载供给电力的冗余功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-95238号公报
发明内容
在专利文献1公开的电源装置中,在蓄电池失灵的情况下,无法对备用电源进行充电,无法稳定地向负载供给电力。
另外,在向负载供给大电流时,因介于冗余路径的二极管而产生电压损失并发热。因此,专利文献1的电源装置不适合向电流容量大的负载供给电力。
本发明的目的在于提供一种能稳定地对负载供给电力的机动车的电源装置。
本发明的第一方案的机动车的电源装置具备:多个蓄电池;电源箱,介于所述各蓄电池与负载之间;开关单元,设置在所述电源箱内,选择是否从所述各蓄电池向所述负载供给电力;及开关控制部,检测所述各蓄电池的输出电压,对所述开关单元进行开闭控制以选择向所述负载供给电力的蓄电池,所述机动车的电源装置的特征在于,所述开关控制部能够基于在所述负载的驱动时从负载控制部输出的控制信号,进行基于所述开关单元的蓄电池选择动作。
通过该结构,若从负载控制部输入控制信号,则从由开关单元选择的蓄电池向负载供给电力。
另外,在上述的机动车的电源装置中,优选的是,所述开关控制部具备:比较器,对所述各蓄电池的输出电压进行比较;及逻辑电路,基于所述控制信号,对应于所述比较器的比较结果而对所述开关单元进行开闭控制。
通过该结构,基于各蓄电池的输出电压来选择向负载供给电力的蓄电池,基于控制信号的输入,从选择的蓄电池向负载供给电力。
另外,在上述的机动车的电源装置中,优选的是,所述开关控制部具备:电源监控部,基于所述各蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择所述蓄电池;及驱动部,基于所述控制信号,控制所述开关单元以从由所述电源监控部选择的蓄电池向负载供给电力。
通过该结构,基于各蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择向负载供给电力的蓄电池,基于控制信号的输入,从选择的蓄电池向负载供给电力。
另外,在上述的机动车的电源装置中,优选的是,所述开关控制部包括电源监控ECU,该电源监控ECU基于所述各蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择所述蓄电池,并基于所述控制信号,控制所述开关单元以从所选择的蓄电池向所述负载供给电力。
通过该结构,通过电源监控ECU,基于各蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择向负载供给电力的蓄电池,基于控制信号的输入,从所选择的蓄电池向负载供给电力。
另外,在上述的机动车的电源装置中,优选的是,所述开关单元包括由所述开关控制部进行开闭控制的一个或多个继电器。
通过该结构,从蓄电池经由继电器向负载供给电力。
另外,在上述的机动车的电源装置中,优选的是,所述开关单元包括由所述开关控制部进行开闭控制的一个或多个功率MOSFET。
通过该结构,从蓄电池经由功率MOSFET向负载供给电力。
在若干的例子中,机动车的电源装置具备电流控制单元,该电流控制单元利用一根电源配线将由所述各蓄电池供给的电力从所述电源箱向所述各负载供给,允许从所述各蓄电池向所述各负载的电力的供给并且阻止各蓄电池间的电流的蔓延(串流)。
通过该结构,能够通过一根电源配线从各蓄电池中的至少任一个向各负载供给电力,并且能够阻止各蓄电池间的电流的蔓延。
优选的是,所述电流控制单元具备:多个开关,构成所述开关单元,并且分别介于所述电源配线与所述各蓄电池之间;及所述开关控制部,包括:电源监控部,对所述各蓄电池的输出电压进行监控;和驱动部,当所述电源监控部对所述各蓄电池的输出电压检测到电位差时,使与输出电压低的蓄电池连接的开关为不导通,至少将所述多个开关设置在所述电源箱内。
通过该结构,从各蓄电池经由开关及电源配线向负载供给电力,若蓄电池产生电位差,则与输出电压低的蓄电池连接的开关成为不导通,阻止电流的蔓延。
优选的是,所述电流控制单元具备对所述各蓄电池的输出电压进行比较的比较器。
通过该结构,利用比较器将各蓄电池的输出电压进行比较,与输出电压低的蓄电池连接的开关基于比较器的输出信号而成为不导通。
优选的是,所述电源监控部构成为在检测到所述各蓄电池的输出电压或者输出电压的电位差处于异常范围时,使与该蓄电池连接的开关单元为不导通状态,并且所述电源监控部设置在所述电源箱内。
通过该结构,利用电源监控部监控蓄电池的输出电压,在输出电压处于异常范围时,或者输出电压的电位差处于异常范围时,与输出电压低的蓄电池连接的开关成为不导通。
优选的是,所述蓄电池中的任一个蓄电池与起动电动机直接连接,在所述起动电动机工作时,与该任一个蓄电池连接的开关为不导通状态。
通过该结构,在起动电动机工作时,与向该起动电动机供给电力的蓄电池连接的开关成为不导通。
优选的是,所述电流控制单元由阳极分别连接于所述各蓄电池侧且阴极连接于所述电源配线侧的多个二极管构成。
通过该结构,从蓄电池经由二极管向负载供给电力,并且通过二极管阻止蓄电池间的电流的蔓延。
在若干的例子中,电源装置还具备:电源冗余装置,构成为从所述多个蓄电池所包含的第一蓄电池及第二蓄电池中的至少任一个蓄电池向负载组供给电力;及切离装置,分别介于所述电源冗余装置与所述第一蓄电池之间以及所述电源冗余装置与所述第二蓄电池之间,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,使配设在该一方的蓄电池与另一方的蓄电池之间的接点断开。
通过该结构,若一方的蓄电池成为短路状态,则通过切离装置而接点断开,将一方的蓄电池与另一方的蓄电池电切离。
优选的是,所述切离装置包括继电器,该继电器具备:线圈,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,从另一方的蓄电池朝向所述一方的蓄电池流动的电流作为励磁电流而流动;及接点,基于所述励磁电流而断开,将所述一方的蓄电池从另一方的蓄电池电切离。
通过该结构,在一方的蓄电池短路时,从另一方的蓄电池朝向一方的蓄电池流动的电流作为励磁电流而在线圈中流动,基于该励磁电流而使接点断开,将第一蓄电池与第二蓄电池电切离。
在若干的例子中,优选的是,所述切离装置具备强制切离装置,该强制切离装置与所述继电器连接,并且基于切离信号的输入而使励磁电流流至所述线圈。
通过该结构,若从强制切离装置向线圈供给励磁电流,则将第一蓄电池与第二蓄电池电切离。
优选的是,所述切离装置包括继电器,该继电器具备:线圈,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,被切断从该一方的蓄电池供给的励磁电流;及接点,基于所述励磁电流的切断而断开,将所述一方的蓄电池从另一方的蓄电池电切离。
通过该结构,若一方的蓄电池成为短路状态,则从该一方的蓄电池供给的励磁电流被切断而接点断开,一方的蓄电池被从另一方的蓄电池电切离。
优选的是,将所述切离装置收容于在所述第一及第二蓄电池与所述电源冗余装置之间配设的所述电源箱。
通过该结构,若在连接箱内接点断开,则一方的蓄电池与另一方的蓄电池被电切离。
在若干的例子中,所述电源箱构成为从所述多个蓄电池中的至少任一个蓄电池向多个负载供给电力。电源装置具备:交流发电机,向所述各蓄电池及各负载供给电力;多个开关,包含于所述开关单元,且输入端子与所述多个蓄电池分别连接;逐根的电源供给配线,将所述多个开关的输出端子间的连接点与所述多个负载分别连接;及电力供给配线,从所述交流发电机向所述连接点供给电力,所述开关控制部构成为直接或间接地取得在所述多个开关及所述多个蓄电池中流动的电流值,当在所述各蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的开关中流动的电流值不同时,将该开关控制成不导通状态。例如,电源装置具备分别检测在所述多个开关及所述多个蓄电池中流动的电流值的多个电流检测单元,所述开关控制部构成为基于所述多个电流检测单元的检测信号,当在所述各蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的开关中流动的电流值不同时,将该开关控制成不导通状态。
通过该结构,能够按照各负载通过一根电源供给配线从各蓄电池中的至少任一个向各负载供给电力,并且能够通过一根电力供给配线从交流发电机向各蓄电池及各负载供给电力,且能够阻止各蓄电池间的电流的蔓延(日文:回り込み)。
优选的是,所述各电流检测单元由霍尔元件构成。
通过该结构,利用各霍尔元件能够检测在各蓄电池及各开关中流动的电流值。
优选的是,电源装置包含检测所述开关的输入端子与输出端子的端子间电压的电压检测部,所述开关控制部基于由所述电压检测部检测的所述端子间电压来检测电流值。
通过该结构,基于开关的输入端子与输出端子的端子间电压,来检测在开关中流动的电流值。
优选的是,所述开关由基于从所述开关控制部输出的励磁电流而被进行开闭控制的继电器、半导体继电器构成。
通过该结构,在各蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的继电器的接点流动的电流值不同时,将该继电器的接点控制成为不导通状态。
在若干的例子中,所述多个蓄电池是三台蓄电池,所述多个开关是与所述三台蓄电池分别连接的三个开关,电流检测单元设置成分别检测在所述三个开关及所述三台蓄电池中流动的电流值。
通过该结构,从三台蓄电池中的至少任一个向负载供给电力,切断从任一个蓄电池朝向其他的蓄电池流动的电流。
在若干的例子中,所述电源箱构成为从所述多个蓄电池中的至少任一个蓄电池向多个负载供给电力,电源装置具备:多个开关,包含于所述开关单元,且输入端子与所述多个蓄电池分别连接;及电源供给配线,与所述各负载逐根连接,所述开关控制部检测在所述各开关中流动的电流的方向,对所述多个开关进行开闭控制以切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流。
通过该结构,通过一根电源供给配线能够从各蓄电池中的至少任一个向各负载供给电力,并且能够阻止各蓄电池间的电流的蔓延。
在若干的例子中,优选的是,电源装置具备检测所述各开关的输入端子与输出端子的端子间电压的电压检测部,所述开关控制部基于所述电压检测部的检测信号来检测在各开关的输入端子与输出端子之间流动的电流的方向,对各开关进行开闭控制。
通过该结构,利用电压检测部及开关控制部,若检测到从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流,则开关成为不导通状态而切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流。
优选的是,所述各开关由基于从所述开关控制部输出的励磁电流而被进行开闭控制的继电器构成。
通过该结构,利用电压检测部及开关控制部,若检测到从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流,则继电器的接点成为不导通状态而切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流。
优选的是,电源装置具备多个二极管,该多个二极管分别与所述多个开关连接,且阳极端子分别连接于所述多个蓄电池,阴极端子连接于所述多个负载中的一个或各负载。
通过该结构,通过二极管切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流。
优选的是,所述多个蓄电池是三台蓄电池,所述多个开关是与所述三台蓄电池分别连接的三个开关,所述电压检测部是分别检测所述三个开关的输入端子与输出端子的端子间电压的三个电压检测部。
通过该结构,从三台蓄电池中的至少任一个向负载供给电力,切断从任一个蓄电池朝向其他的蓄电池流动的电流。
发明效果
根据本发明的若干的方案,能够提供一种稳定地对负载供给电力的机动车的电源装置。本发明的其他的方案及优点与表示本发明的技术思想的例子的附图一起通过以下的记载而变得明确。
附图说明
图1是表示第一实施方式的框图。
图2是表示第一实施方式的开关控制部的框图。
图3是表示第一实施方式的动作的时间波形图。
图4是表示第二实施方式的框图。
图5是表示第二实施方式的动作的时间波形图。
图6是表示第二实施方式的动作的时间波形图。
图7是表示第二实施方式的动作的流程图。
图8是表示第二实施方式的动作的流程图。
图9是表示第二实施方式的动作的流程图。
图10是表示第三实施方式的框图。
图11是表示第三实施方式的动作的时间波形图。
图12是表示第三实施方式的动作的流程图。
图13是表示另一例的说明图。
图14是表示第四实施方式的框图。
图15是表示第五实施方式的框图。
图16是表示第六实施方式的框图。
图17是表示第七实施方式的框图。
图18是表示第八实施方式的配线图。
图19是表示第九实施方式的配线图。
图20是表示第十实施方式的配线图。
图21是表示第十实施方式的配线图。
图22是表示第十一实施方式的配线图。
图23是表示第十二实施方式的框图。
图24是表示第十二实施方式的动作的框图。
图25是表示第十二实施方式的动作的框图。
图26是表示第十二实施方式的动作的框图。
图27是表示第十三实施方式的框图。
图28是表示第十四实施方式的框图。
图29是表示第十五实施方式的框图。
图30是表示第十五实施方式的动作的框图。
图31是表示第十五实施方式的动作的框图。
图32是表示第十六实施方式的框图。
图33是表示第十七实施方式的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,根据图1~图3来说明机动车的电源装置的第一实施方式。主蓄电池1及副蓄电池2与电源箱3连接。主蓄电池1及副蓄电池2都是蓄电池,例如在再生动作时从交流发电机(未图示)被供给电力而被充电。
在所述电源箱3内具备能够从主蓄电池1及副蓄电池2中的至少任一个向电流容量大的负载或其他的负载组供给电力的冗余功能。
例如,所述主蓄电池1经由设置在电源箱3内的保险丝4、继电器5的接点t1及向电源箱3外延伸设置的电源配线6而与雨刮电动机等负载7连接。因此,若继电器5的接点t1成为导通状态,则从主蓄电池1经由保险丝4及接点t1向负载7供给电力。
另外,所述主蓄电池1经由设置在电源箱3内的保险丝8、继电器9的接点t3及向电源箱3外延伸设置的电源配线10而与头灯等负载11连接。因此,若继电器9的接点t3成为导通状态,则从主蓄电池1经由保险丝8及接点t3向负载11供给电力。
所述副蓄电池2经由设置在电源箱3内的保险丝12、继电器13的接点t2及向电源箱3外延伸设置的电源配线14而与所述负载7连接。因此,若继电器13的接点t2成为导通状态,则从副蓄电池2经由保险丝12及接点t2向负载7供给电力。
另外,所述副蓄电池2经由设置在电源箱3内的保险丝15、继电器16的接点t4及向电源箱3外延伸设置的电源配线17而与所述负载11连接。因此,若继电器16的接点t4成为导通状态,则从副蓄电池2经由保险丝15及接点t4向负载11供给电力。
通过这样的结构,负载7经由通过继电器5、13构成的开关单元18a而从主蓄电池1及副蓄电池2中的任一个被供给电力。而且,负载11经由通过继电器9、16构成的开关单元18b而被从主蓄电池1及副蓄电池2中的任一个被供给电力。对于雨刮电动机、灯以外的其他的负载25也经由同样的其他的开关单元18c供给电力。各开关单元18a、18b、18c有时称为开关电路(switch circuitry)。
在图1的例子中,例示了与雨刮ECU24和开关单元18a连接的开关控制部19及与灯ECU26和开关单元18b连接的开关控制部19。开关单元18c能与未图示的开关控制部连接。各开关控制部19有时称为开关控制电路(switch control circuitry)或开关控制器(switchcontroller)。雨刮ECU24及灯ECU26是负载控制部的例子。
所述各开关单元18a~18c由对应的开关控制部19进行开闭控制。根据图2来说明对开关单元18a进行开闭控制的开关控制部19。
开关控制部19具备比较器20、21和作为NAND电路22、23的逻辑电路。向比较器20、21输入主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv。
比较器20将主蓄电池1与副蓄电池2的输出电压mv、sv进行比较,在主蓄电池1的输出电压mv比副蓄电池2的输出电压sv低时,向NAND电路22的一方的输入端子输出H电平的输出信号。而且,在主蓄电池1的输出电压mv比副蓄电池2的输出电压sv高时,向NAND电路22的一方的输入端子输出L电平的输出信号。
从控制负载7的动作的雨刮ECU24输出的控制信号wc向NAND电路22的另一方的输入端子输入。控制信号wc是在驱动负载7的情况下成为H电平的信号。
因此,若主蓄电池1的输出电压mv比副蓄电池2的输出电压sv高,且控制信号wc成为H电平,则NAND电路22的输出信号成为L电平。于是,励磁电流从主蓄电池1流向继电器5的线圈,接点t1成为导通状态,能够从主蓄电池1向负载7供给电力。
另外,若主蓄电池1的输出电压mv比副蓄电池2的输出电压sv低,则比较器20的输出信号成为L电平。于是,无论控制信号wc如何,NAND电路22的输出信号都成为H电平,励磁电流不会流过继电器5的线圈。其结果是,继电器5的接点t1成为不导通状态,从主蓄电池1向负载7的电力的供给被切断。
比较器21将主蓄电池1与副蓄电池2的输出电压mv、sv进行比较,在副蓄电池2的输出电压sv比主蓄电池1的输出电压mv高时,向NAND电路23的一方的输入端子输出H电平的输出信号。而且,在副蓄电池2的输出电压sv比主蓄电池1的输出电压mv低时,向NAND电路23的一方的输入端子输出L电平的输出信号。
向NAND电路23的另一方的输入端子输入所述控制信号wc。因此,若副蓄电池2的输出电压sv比主蓄电池1的输出电压mv高且控制信号wc成为H电平,则NAND电路22的输出信号成为L电平。于是,励磁电流从副蓄电池2流向继电器13的线圈,接点t2成为导通状态,能够从副蓄电池2向负载7供给电力。
另外,若副蓄电池2的输出电压sv比主蓄电池1的输出电压mv低,则比较器21的输出信号成为L电平。于是,无论控制信号wc如何,NAND电路23的输出信号都成为H电平,励磁电流不会流过继电器13的线圈。其结果是,继电器13的接点t2成为不导通状态,从副蓄电池2向负载7的电力的供给被切断。
通过这样的结构,在开关单元18a中从雨刮ECU24输出H电平的控制信号wc时,以从主蓄电池1和副蓄电池2中的任一个向负载7供给电力的方式进行动作。
另外,在负载7的不使用时,从雨刮ECU24输出L电平的控制信号wc。于是,继电器5、13的接点t1、t2均成为不导通状态,不向负载7供给电力。
控制开关单元18b的开关控制部19除了被从灯控制用的ECU26输入控制信号的点之外,与控制开关单元18a的开关控制部19为同样的结构。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
在负载7即雨刮的不使用时,从雨刮ECU24输出L电平的控制信号wc。于是,NAND电路22、23的输出信号均成为H电平,接点t1、t2均成为不导通状态,向负载7的电力供给被切断。
在主蓄电池1及副蓄电池2被正常充电而输出大致相同电压的状态下,若被输入H电平的控制信号wc,则基于比较器20、21的输出信号而继电器5、13的接点t1、t2中的任一方成为导通状态。
于是,从主蓄电池1及副蓄电池2中的任一个向负载7供给电力。
如图3所示,在主蓄电池1的输出电压mv下降或失灵的情况下,比较器20的输出信号成为L电平而NAND电路22的输出信号成为H电平。其结果是,继电器5的接点t1不导通,继电器13的接点t2成为导通状态,从副蓄电池2向负载7供给电力。
另外,在副蓄电池2的电压下降或失灵的情况下,比较器21的输出信号成为L电平而NAND电路23的输出信号成为H电平。其结果是,继电器13的接点t2不导通,从主蓄电池1向负载7供给电力。在开关单元18b、18c中也同样地动作。
在第一实施方式中,能够得到如下所示的效果。
在主蓄电池1和副蓄电池2中的任一方的输出电压下降或者失灵或者接地的情况下,能够从另一方的蓄电池向负载7、11供给电力。因此,能够实现电源的冗余化而稳定地向负载7、11供给所需的电力。
控制是否向负载7、11供给电力的负载继电器的功能可以由电源箱内的继电器5、9、13、16共同具备。因此,在电源箱3与各负载7、11之间不需要另行设置负载继电器,因此能够削减零件个数,能够减少电源装置的成本。
(第二实施方式)
图4~图9示出第二实施方式。该实施方式取代第一实施方式的开关控制部19而具备基于预先设定的程序来控制开关单元18a的动作的开关控制部。说明对开关单元18a进行控制的开关控制部,该开关单元18a对于向负载7的电力的供给进行开闭控制,与第一实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
如图4所示,在电源箱31内具备微机32作为开关控制部,在该微机32设有电源监控部33和继电器控制部(驱动部)34。
向电源监控部33输入主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv。并且,电源监控部33基于各输出电压mv、sv对继电器控制部34进行驱动,向继电器5、13的线圈供给励磁电流,将各继电器5、13的接点t1、t2中的任一方或两方控制成为导通状态。
所述电源监控部33具备对继电器5、13进行开闭控制的多个程序,能够选择任一个程序而控制继电器5、13的开闭动作。
另外,从雨刮ECU24输出的控制信号wc向继电器控制部34输入。控制信号wc是在驱动负载7的情况下成为H电平的信号。并且,继电器控制部34在控制信号wc成为H电平时,基于电源监控部33的输出信号而使继电器5、13的接点t1、t2中的至少任一个成为导通状态。
在控制信号wc成为L电平的情况下,继电器5、13的接点t1、t2均成为不导通状态,向负载7的电力供给被切断。
以下,说明控制信号wc成为H电平的情况下的基于各程序的开闭控制动作。
[第一开闭控制]
如图7所示,电源监控部33一边监控主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv,一边将主蓄电池1的输出电压mv与副蓄电池2的输出电压sv进行比较(步骤S1、S2)。
并且,若在步骤S2中主蓄电池1的输出电压mv是比副蓄电池2的输出电压sv高的电压,则使继电器5的接点t1为导通状态,使继电器13的接点t2不导通(步骤S3、S4)。在此状态下,能够从主蓄电池1向负载7供给电力。
另外,若在步骤S2中副蓄电池2的输出电压sv是比主蓄电池1的输出电压mv高的电压,则使继电器5的接点t1为不导通状态,使继电器13的接点t2为导通状态(步骤S5、S6)。在此状态下,能够从副蓄电池2向负载7供给电力。这样的开闭控制动作与第一实施方式相同。
[第二开闭控制]
如图8所示,电源监控部33一边监控主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv,一边将主蓄电池1的输出电压mv与预先设定的阈值电压vt进行比较(步骤S11、S12)。
阈值电压vt是用于判定为主蓄电池1及副蓄电池2的输出电压mv、sv正常的下限电压。
如图5所示,在步骤S12中,若主蓄电池1的输出电压mv比阈值电压vt低,则判定为主蓄电池1未正常动作,使继电器5的接点t1为不导通状态(步骤S13)。
另外,若主蓄电池1的输出电压mv比阈值电压vt高,则判定为主蓄电池1正常动作,使继电器5的接点t1为导通状态(步骤S14)。
接下来,将副蓄电池2的输出电压sv与预先设定的阈值电压vt进行比较(步骤S15)。
在步骤S15中,若副蓄电池2的输出电压sv比阈值电压vt低,则判定为副蓄电池2未正常动作,使继电器13的接点t2为不导通状态(步骤S16),结束开闭控制动作。
另外,若副蓄电池2的输出电压sv比阈值电压vt高,则判定为副蓄电池2正常动作,使继电器13的接点t2为导通状态(步骤S17),结束开闭控制动作。
在这样的开闭控制动作中,若主蓄电池1及副蓄电池2的输出电压mv、sv均比阈值电压vt高,则继电器5、13的接点t1、t2均成为导通状态。因此,从主蓄电池1及副蓄电池2向负载7供给电力。
另外,若主蓄电池1及副蓄电池2的输出电压mv、sv中的任一方比阈值电压vt低,则从正常维持输出电压的蓄电池供给电力。
在主蓄电池1及副蓄电池2的输出电压mv、sv均比阈值电压vt低的情况下,继电器5、13的接点t1、t2均成为不导通状态,向负载的电力供给被切断。
[第三开闭控制]
如图9所示,电源监控部33一边监控主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv,一边算出主蓄电池1的输出电压mv与副蓄电池2的输出电压sv的电位差vd(步骤S21、S22)。
接下来,判定算出的电位差vd是否为预先设定的阈值vdt以下(步骤S23)。阈值vdt是设定主蓄电池1的输出电压mv与副蓄电池的输出电压sv的电位差vd的上限的值,在电位差vd超过阈值vdt时,是主蓄电池1和副蓄电池2中的任一个的输出电压较大地下降的情况。
如图6所示,在步骤S23中,电位差vd为阈值vdt以下的情况下,使继电器5、13的接点t1、t2均为导通状态(步骤S24、S25)。
在步骤S23中,在电位差vd比阈值vdt大的情况下,向步骤S26转移,将主蓄电池1的输出电压mv与副蓄电池2的输出电压sv进行比较。
并且,在主蓄电池1的输出电压mv比副蓄电池2的输出电压sv高的情况下,判定为副蓄电池2的输出电压sv异常,使继电器5的接点t1为导通状态,使继电器13的接点t2为不导通。于是,能够从主蓄电池1向负载7供给电力。
在步骤S26中,在副蓄电池2的输出电压sv比主蓄电池1的输出电压mv高的情况下,判定为主蓄电池1的输出电压mv异常,使继电器13的接点t2为导通状态,使继电器5的接点t1不导通。于是,能够从副蓄电池2向负载7供给电力。
在第二实施方式的机动车的电源装置中,除了在第一实施方式中得到的效果之外,还能够得到如下所示的效果。
若主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv均比阈值电压vt高,则使接点t1、t2均为导通状态,能够从主蓄电池1及副蓄电池2向负载7供给电力。
在第三开闭控制中,基于主蓄电池1的输出电压mv与副蓄电池2的输出电压sv的电位差vd对继电器5、13的接点t1、t2进行开闭控制。因此,即使主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv均下降,只要其电位差vd不超过阈值vdt,就能够从主蓄电池1及副蓄电池2向负载7供给电力。而且,即使在主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv均下降且电位差vd超过了阈值vdt的情况下,也能够从输出电压高的一方的蓄电池向负载7供给电力。
(第三实施方式)
图10~图12示出第三实施方式。该实施方式设为通过设于电源箱外的电源监控ECU(开关控制部)对电源箱内的继电器(开关)进行开闭控制的结构。说明对开关单元18a进行开闭控制的电源监控ECU,该开关单元18a对于向负载7的电力的供给进行开闭控制,与第二实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
在主蓄电池1及副蓄电池2上连接对该蓄电池的输出电压mv、sv进行检测的蓄电池传感器42、43,各传感器42、43的检测信号向配设在电源箱41的外部的电源监控ECU44输入。
另外,被从主蓄电池1供给电力的起动电动机45在其起动时向电源监控ECU44输出起动器起动信号st。
电源监控ECU44基于从所述蓄电池传感器42、43输出的检测信号和起动器起动信号st及预先设定的程序,对电源箱41内的继电器5、13进行开闭控制。
从所述雨刮ECU24向所述电源监控ECU44输入控制信号wc。控制信号wc是在驱动负载7的情况下成为H电平的信号。并且,电源监控ECU44在控制信号wc成为H电平时,基于各传感器42、43的检测信号及起动器起动信号st对继电器5、13的接点t1、t2进行开闭控制。
在控制信号wc成为L电平的情况下,继电器5、13的接点t1、t2均成为不导通状态,向负载7的电力供给被切断。
接下来,根据图11及图12来说明电源监控ECU44的作用。
如图12所示,电源监控ECU44基于从蓄电池传感器42、43输出的检测信号来监控主蓄电池1的输出电压mv和副蓄电池2的输出电压sv(步骤S31、S32)。
若在步骤S32中检测到主蓄电池1的输出电压mv的下降,则电源监控ECU44使继电器5的接点t1为不导通状态(步骤S33),向步骤S35转移。
另外,若在步骤S32中未检测到主蓄电池1的输出电压mv的下降,则电源监控ECU44使继电器5的接点t1为导通状态(步骤S34),向步骤S35转移。
若在步骤S35中检测到副蓄电池2的输出电压sv的下降,则电源监控ECU44使继电器13的接点t2为不导通状态(步骤S36),向步骤S38转移。
另外,若在步骤S35中未检测到副蓄电池2的输出电压sv的下降,则电源监控ECU44使继电器13的接点t2为导通状态(步骤S37),向步骤S38转移。
接下来,在步骤S38中,监控起动器起动信号st的输入。如图11所示,若被输入起动器起动信号st(步骤S39),则判定副蓄电池2的输出电压sv是否正常(步骤S40),在正常的情况下,使继电器5的接点t1为不导通状态(步骤S41)。
在此状态下,若起动电动机45工作,则如图11所示,产生主蓄电池1的输出电压mv暂时下降的电源噪声N,但是由于接点t1为不导通状态,因此该电源噪声N不会对负载造成影响。并且,在起动电动机45的工作结束后,接点t1恢复为导通状态。
在步骤S39中未被输入起动器起动信号st的情况下,将接点t1维持为导通状态(步骤S42)。而且,在步骤S40中副蓄电池2的输出电压sv不正常的情况下,向步骤S42转移,将接点t1维持为导通状态。
因此,在起动器起动时,在副蓄电池2无法正常地进行电力供给时,从主蓄电池1向负载7供给电力,由此能够继续进行向负载7的电力供给。
在第三实施方式中,使电源监控ECU44具有与第二实施方式的电源监控部同样的功能,由此能够得到与第二实施方式同样的效果,并且能够得到如下所示的效果。
在被从主蓄电池1供给电力的起动电动机45的起动之前,能够使继电器5的接点t1为不导通状态。因此,能够避免由于起动电动机45的动作而在主蓄电池1的输出电压mv产生的电源噪声N向负载的传递。在连接容易受到电源噪声的影响的电子设备作为负载的情况下有用。
在副蓄电池2无法正常地供给电力的情况下,即使在起动电动机45的起动时,也能够将继电器5的接点t1维持为导通状态。因此,在起动电动机45的起动时,能够使得向负载的电力供给不被切断。
(第四实施方式)
以下,根据图14来说明机动车的电源装置的第四实施方式。主蓄电池101及副蓄电池102与电源箱103连接。在电源箱103内配设有二极管(电流控制部)104、105和保险丝106,所述主蓄电池101的输出电力向二极管104的阳极供给,所述副蓄电池102的输出电力向二极管105的阳极供给。
所述二极管104、105的阴极与共通的保险丝106的一端连接,该保险丝106的另一端经由向电源箱103外延伸设置的电源配线107而与负载(例如ECU)108连接。通过一根电源配线107向一个负载108供给电力。在从电源箱103向大量的负载供给电力的情况下,电源配线107分支,按照每个负载利用1根电源配线供给电力。需要说明的是,第四实施方式的负载108是电力消耗少的小电力容量的负载。
主蓄电池101及副蓄电池102例如在再生动作时被从交流发电机(未图示)供给电力而被充电。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
在主蓄电池101及副蓄电池102被正常充电而输出大致相同电压的状态下,从主蓄电池101及副蓄电池102中的至少任一个经由二极管104、105及保险丝106向负载108供给电力。
例如,在副蓄电池102被正常充电的状态下,在主蓄电池101的输出电压下降时或者主蓄电池101失灵时,从副蓄电池102经由二极管105及保险丝106向负载108供给电力。
此时,通过二极管104的作用,阻止从副蓄电池102向主蓄电池101的电流的流入,因此不会出现副蓄电池102与主蓄电池101一起失灵的情况。
同样,在主蓄电池101被正常充电的状态下,在副蓄电池102的输出电压下降时或者副蓄电池102失灵时,从主蓄电池101经由二极管104及保险丝106向负载108供给电力。
此时,通过二极管105的作用,阻止从主蓄电池101向副蓄电池102的电流的流入,因此不会出现主蓄电池101与副蓄电池102一起失灵的情况。
在第四实施方式的机动车的电源装置中,能够得到如下所示的效果。
在主蓄电池101和副蓄电池102中的任一方的输出电压下降或者失灵的情况下,能够从另一方的蓄电池向负载108供给电力。因此,能够实现电源的冗余化而稳定地向负载108供给所需的电力。
从电源箱103至负载108能够利用1根电源配线107供给电力。能够削减电源配线107的根数,能够有助于机动车的车辆重量的降低并减少成本。
通过二极管104、105的动作,能够阻止主蓄电池101与副蓄电池102之间的电流的蔓延。因此,在一方的蓄电池失灵的情况下或者输出电压下降的情况下,能够阻止另一方的蓄电池的无用的放电,从而保护该蓄电池。
(第五实施方式)
图15所示的第五实施方式取代第四实施方式的二极管而使用继电器。
在电源箱111配设有继电器112、113和比较器114、115。在继电器112的接点t1的一方的端子连接主蓄电池101,在继电器113的接点t2的一方的端子连接副蓄电池102。
主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池102的输出电压sv分别向比较器114、115输入。
比较器114将主蓄电池101与副蓄电池102的输出电压mv、sv进行比较,在主蓄电池101的输出电压mv比副蓄电池102的输出电压sv低时,输出H电平的输出信号,由此以使励磁电流流至继电器112的线圈的方式进行动作。
并且,在继电器112中,若励磁电流在线圈中流动,则将继电器112的接点t1控制成为不导通状态。
比较器115将主蓄电池101与副蓄电池102的输出电压mv、sv进行比较,在副蓄电池102的输出电压sv比主蓄电池101的输出电压mv低时,输出H电平的输出信号,由此以使励磁电流流至继电器113的线圈的方式进行动作。
并且,在继电器113中,若励磁电流在线圈中流动,则将继电器113的接点t2控制成为不导通状态。
需要说明的是,继电器112、113通过基于主蓄电池101和副蓄电池102的输出电压mv、sv的比较器114、115的动作而任一方成为导通状态。在主蓄电池101与副蓄电池102的输出电压mv、sv大致相同时,优选将吸收各蓄电池101、102的短周期的电压变动的过滤器单元与各比较器114、115的输入端子连接,以避免继电器112、113的切换动作频繁反复。
另外,比较器114、115需要具备能够向继电器112、113的线圈供给充分的励磁电流的输出电路。
所述继电器112、113的接点t1、t2的另一方的端子相互连接,且与保险丝116、117的一端连接。
保险丝116的另一端经由负载继电器118的接点及电源配线120而与负载(例如雨刮电动机)122连接。保险丝117的另一端经由负载继电器119的接点及电源配线121而与负载(灯)123连接。电动机122及灯123是电力容量大的负载。而且,所述负载继电器118、119是基于驾驶者的操作而被开闭的继电器。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
在主蓄电池101及副蓄电池102被正常充电而输出大致相同电压的状态下,继电器112、113的接点t1、t2中的任一个成为导通状态。于是,能够从主蓄电池101及副蓄电池102中的任一个经由保险丝116、117及负载继电器118、119向负载122、123供给电力。
例如若主蓄电池101成为接地状态而输出电压mv比副蓄电池102的输出电压sv更大地下降(参照图3),则通过比较器114、115的动作而继电器112的接点成为不导通状态,继电器113的接点t2成为导通状态。
在此状态下,能够从副蓄电池102经由继电器113、保险丝116、117及负载继电器118、119向负载122、123供给电力。而且,由于继电器112的接点t1成为不导通状态,因此能防止从副蓄电池102向主蓄电池101的电流的蔓延,从而保护副蓄电池102。
另一方面,若副蓄电池102成为接地状态而输出电压sv下降,则通过比较器114、115的动作而继电器113的接点t2成为不导通状态,继电器112的接点t1成为导通状态。
在此状态下,能够从主蓄电池101经由继电器112、保险丝116、117及负载继电器118、119向负载122、123供给电力。而且,由于继电器113的接点t2成为不导通状态,因此能防止从主蓄电池101向副蓄电池102的电流的蔓延,从而保护主蓄电池101。
在第五实施方式的机动车的电源装置中,能够得到如下所示的效果。
在主蓄电池101和副蓄电池102中的任一方的输出电压下降或者失灵的情况下,能够从另一方的蓄电池向负载122、123供给电力。因此,能够实现电源的冗余化而稳定地向负载供给所需的电力。
从电源箱111至各负载122、123能够通过1根电源配线120、121供给电力。因此,能够削减电源配线120、121的根数,因此能够有助于机动车的车辆重量的降低,并减少成本。
通过基于比较器114、115的动作而开闭的继电器112、113,能够阻止主蓄电池101与副蓄电池102之间的电流的蔓延。因此,在一方的蓄电池失灵的情况下,或者输出电压下降的情况下,能够阻止另一方的蓄电池的无用的放电,从而保护该蓄电池。
在继电器112、113的接点t1、t2容易确保充分的电力容量,因此对于电动机或灯那样的需要大电流的供给的负载122、123,能够实现电源的冗余化并削减电源配线120、121的根数。
(第六实施方式)
图16所示的第六实施方式取代第五实施方式的比较器114、115而利用微机来控制继电器112、113的开闭。与第五实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
如图16所示,在电源箱131内具备微机132,在该微机132设有电源监控部133和继电器控制部134。继电器控制部134有时称为驱动部。
向电源监控部133输入主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池102的输出电压sv。并且,电源监控部133基于各输出电压mv、sv来驱动继电器控制部134,向继电器112、113的线圈供给励磁电流,将各继电器112、113的接点t1、t2中的任一方或两方控制成为导通状态。
在所述电源监控部133具备对继电器112、113进行开闭控制的多个程序,能够选择任一个程序来控制继电器112、113的开闭动作。电源监控部133及继电器控制部134能够进行图7~9中说明的第一~第三开闭控制。
在第六实施方式中,与主蓄电池101及副蓄电池102中的输出电压比阈值电压vt低的蓄电池(例如副蓄电池102)连接的继电器的接点成为不导通状态,因此能阻止从正常的蓄电池(例如主蓄电池101)向处于异常状态的蓄电池(例如副蓄电池102)的电流的蔓延。
在第六实施方式的机动车的电源装置中,除了第五实施方式的几个效果之外,还能够得到如下所示的效果。
通过基于电源监控部133的动作而开闭的继电器112、113,能够阻止主蓄电池101与副蓄电池102之间的电流的蔓延。因此,在一方的蓄电池失灵的情况下,或者输出电压下降的情况下,能够阻止另一方的蓄电池的无用的放电,从而保护该蓄电池。
在第二开闭控制中,在主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池的输出电压sv比阈值电压vt低时,即成为异常电压时,使继电器112、113的接点t1、t2不导通。因此,若主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池102的输出电压sv均比阈值电压vt高,则使接点t1、t2均为导通状态,能够从主蓄电池101及副蓄电池102向负载供给电力。
在第三开闭控制中,基于主蓄电池101的输出电压mv与副蓄电池102的输出电压sv的电位差vd,对继电器112、113的接点t1、t2进行开闭控制。因此,即使主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池102的输出电压sv均下降,只要其电位差vd不超过阈值vdt,就能够从主蓄电池101及副蓄电池102向负载供给电力。而且,即使在主蓄电池101的输出电压mv和副蓄电池102的输出电压sv均下降且电位差vd超过了阈值vdt的情况下,也能够从输出电压高的一方的蓄电池向负载供给电力。
(第七实施方式)
图17所示的第七实施方式通过设置在电源箱外的电源监控ECU来控制电源箱内的继电器的开闭。与第六实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
主蓄电池101及副蓄电池102的输出电压mv、sv向配设在电源箱141的外部的电源监控ECU144输入。
另外,从主蓄电池101被供给电力的起动电动机145在其起动时向电源监控ECU144输出起动器起动信号st。
电源监控ECU144基于主蓄电池101及副蓄电池102的输出电压mv、sv、起动器起动信号st及预先设定的程序,对电源箱141内的继电器112、113进行开闭控制。
电源监控ECU144能够与图11及图12同样地进行动作。
在第七实施方式的机动车的电源装置中,通过使电源监控ECU144具有与第六实施方式的电源监控部同样的功能,能够得到与第六实施方式同样的效果,并且能够得到如下所示的效果。
在从主蓄电池101被供给电力的起动电动机145的起动之前,能够使继电器112的接点t1为不导通状态。因此,能够避免由于起动电动机145的动作而在主蓄电池101的输出电压mv产生的电源噪声N向负载的传递。在连接容易受到电源噪声的影响的电子设备作为负载的情况下有用。
在副蓄电池102无法正常地供给电力的情况下,即使在起动电动机145的起动时,也能够将继电器112的接点t1维持为导通状态。因此,在起动电动机145的起动时,能够避免向负载的电力供给被切断。
在第四~第七实施方式中,主蓄电池101及副蓄电池102为蓄电池。二极管104、105、继电器112、113、比较器114、115、微机132(电源监控部133、继电器控制部134)、及电源监控ECU144分别是电流控制单元或电流控制电路的优选的具体例。继电器112、113是开关的优选的例子。比较器114、115、微机132(电源监控部133、继电器控制部134)、及电源监控ECU144分别能够作为开关控制部发挥功能。
(第八实施方式)
以下,根据图18来说明机动车的电源装置的第八实施方式。第一蓄电池201经由保险丝202而与连接箱203连接,第二蓄电池204经由保险丝205而与连接箱206连接。在图示的例子中,第一蓄电池201由铅蓄电池构成,第二蓄电池204由电容器构成。连接箱203、206例如为电源箱。
在所述连接箱203内设有继电器207和多个保险丝215a~215c,继电器207的接点208介于所述保险丝202与保险丝215a~215c的一方的端子之间。接点208与保险丝215a~215c由汇流条连接。而且,对继电器207的接点208进行电磁性地驱动的线圈209的一端经由电阻210而与所述保险丝202连接。
在所述连接箱206内设有继电器211和多个保险丝216a、216b,继电器211的接点212介于所述保险丝205与保险丝216a、216b的一方的端子之间。接点212与保险丝216a、216b由汇流条连接。而且,对继电器211的接点212进行电磁性地驱动的线圈213的一端经由电阻214而与所述保险丝205连接。
所述连接箱203内的接点208的所述保险丝215a~215c侧的端子经由保险丝217及二极管218而与所述线圈213的另一方的端子连接。二极管218将线圈213侧连接作为阴极。
同样,所述连接箱206内的接点212的所述保险丝216a、216b侧的端子经由保险丝219及二极管220而与所述线圈209的另一方的端子连接。二极管220将线圈209侧连接作为阴极。
所述继电器207、211具备在励磁电流流过线圈209、213时接点208、212断开而成为不导通状态的常闭接点。并且,若第一蓄电池201成为短路状态,则励磁电流从第二蓄电池204经由保险丝205、接点212、保险丝219及二极管220而流向线圈209,接点208断开。
另外,若第二蓄电池204成为短路状态,则励磁电流从第一蓄电池201经由保险丝202、接点208、保险丝217及二极管218流向线圈213,接点212断开。
通过这样的结构,继电器207、电阻210、保险丝219及二极管220构成切离装置221,在第一蓄电池201成为短路状态时,该切离装置221切断第一蓄电池201与保险丝215a~215c的连接。
同样,所述连接箱206内的继电器211、电阻214、保险丝217及二极管218构成切离装置222,在第二蓄电池204成为短路状态时,该切离装置222切断第二蓄电池204与保险丝216a、216b的连接。
在所述保险丝215a的另一端连接交流发电机223。并且,在第一蓄电池201正常动作的状态下,若交流发电机223工作,则交流发电机223的发电电力经由保险丝215a、接点208及保险丝202向第一蓄电池201供给,第一蓄电池201被充电。
同样,在第二蓄电池204正常动作的状态下,若交流发电机223工作,则交流发电机223的发电电力经由保险丝215a、保险丝215b、继电器226、保险丝216a、接点212及保险丝205向第二蓄电池204供给,第二蓄电池204被充电。
在所述连接箱203的保险丝215b与所述连接箱206的保险丝216a之间介有继电器226的接点。继电器226在第一蓄电池201和第二蓄电池204中的任一个失灵时,或者根据第一蓄电池201及第二蓄电池204的充电状态,通过电源控制ECU将接点控制成为导通状态。
在所述连接箱203的保险丝215c的另一端连接第一负载组224,在所述连接箱206的保险丝216b的另一端连接第二负载组225。并且,若第一蓄电池201及第二蓄电池204均正常地动作而继电器226的接点为不导通状态,则从第一蓄电池201向第一负载组224供给电力,从第二蓄电池204向第二负载组225供给电力。
另一方面,若第一蓄电池201失灵而继电器226的接点成为导通状态,则从第二蓄电池204经由保险丝216a、继电器226的接点、保险丝215b、215c向第一负载组224供给电力。
同样,若第二蓄电池204失灵而继电器226的接点成为导通状态,则从第一蓄电池201经由保险丝215b、继电器226的接点、保险丝216a、216b向第二负载组225供给电力。通过这样的动作,继电器226作为电源冗余装置进行动作。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
若第一及第二蓄电池201、204正常动作,则第一及第二蓄电池201、204的输出电压为大致相同电压,因此励磁电流不会在继电器207、211的线圈209、213中流动。
于是,继电器207、211的接点208、212维持为导通状态,从第一蓄电池201向第一负载组224供给电力,从第二蓄电池204向第二负载组225供给电力。
此时,若继电器226的接点为导通状态,则从第一蓄电池201向第二负载组225也供给电力,从第二蓄电池204向第一负载组224也供给电力。
需要说明的是,即使在第一蓄电池201与第二蓄电池204的输出电压间产生微小的电压差,也能通过电阻210、214抑制在线圈209、213中流动的电流,因此接点208、212维持为导通状态。
若第一蓄电池201成为短路状态而失灵,则通过电源控制ECU将继电器226的接点维持为导通状态,并且励磁电流从第二蓄电池204经由接点212、二极管220流向线圈209,接点208成为不导通状态。
于是,从第二蓄电池204经由保险丝216a、继电器226的接点、保险丝215b、接点208流向第一蓄电池201的电流被切断,第一蓄电池201从第二蓄电池204被电切离。
其结果是,从第二蓄电池204流向第一蓄电池201的短路电流被切断,从而保护第二蓄电池204。而且,从第二蓄电池204向第一负载组224及第二负载组225供给电力。
另一方面,若第二蓄电池204成为短路状态而失灵,则通过电源控制ECU将继电器226的接点维持为导通状态,并且励磁电流从第一蓄电池201经由接点208、二极管218流向线圈213,接点212成为不导通状态。
于是,从第一蓄电池201经由保险丝215b、继电器226的接点、保险丝216a、接点212流向第二蓄电池204的电流被切断,第二蓄电池204从第一蓄电池201被电切离。
其结果是,从第一蓄电池201流向第二蓄电池204的短路电流被切断,从而保护第一蓄电池201。而且,从第一蓄电池201向第一负载组224及第二负载组225供给电力。
在第八实施方式的电源装置中,能够得到如下所示的效果。
在第一蓄电池201和第二蓄电池204中的任一方的短路时使配设在该一方的蓄电池与另一方的蓄电池之间的接点断开的切离装置221、222分别介于继电器226与第一蓄电池201之间及继电器226与第二蓄电池204之间。在第一蓄电池201和第二蓄电池204中的任一个成为短路状态而失灵时,失灵的蓄电池被从正常动作的蓄电池电切离。能够切断从正常动作的蓄电池流过失灵的蓄电池的短路电流。因此,能够保护正常动作的蓄电池。
在第一蓄电池201和第二蓄电池204中的任一个成为短路状态而失灵时,能够从正常动作的蓄电池向第一负载组224及第二负载组225供给电力。
在第一蓄电池201及第二蓄电池204中的一方为铅蓄电池且另一方为电容器的情况下,若电容器自身成为短路状态,则铅蓄电池也经由电容器而成为接地状态,因此电容器及铅蓄电池可能均失灵。在电容器与负载之间介有二极管且在电容器的接地时切断从铅蓄电池流入电容器的电流的参考例的情况下,成为短路状态的电容器通过二极管而从铅蓄电池被切离。然而,在通常动作时,产生介于电容器与负载之间的二极管的正方向电压下降引起的电压损失。关于这一点,在第八实施方式中,在从第一蓄电池201及第二蓄电池204向第一负载组224及第二负载组225供给电力的路径上未介有二极管。因此,能够防止由二极管引起的电压损失。
使用具备常闭接点的继电器207、211,只要是第一蓄电池201或第二蓄电池204失灵的情况,就能够使励磁电流向继电器207、211的线圈209、213流动。因此,在第一及第二蓄电池201、204正常动作时,能够避免因继电器207、211而消耗电力。
(第九实施方式)
图19所示的第九实施方式在所述第八实施方式的连接箱203、206内包含晶体管231、232和电阻233、234。其他的结构与第八实施方式相同,与第八实施方式相同的构成部分标注同一符号,省略其说明。
晶体管231、232由NPN晶体管构成,晶体管231的集电极连接在所述线圈209与二极管220之间,晶体管232的集电极连接在所述线圈213与二极管218之间。
晶体管231、232的基极与电源控制ECU235连接,发射极与地面GND连接。
在这样构成的电源装置中,在第一蓄电池201和第二蓄电池204正常动作的状态下,若通过从电源控制ECU235输出的切离信号而使晶体管231、232中的任一方进行ON动作,则励磁电流流过线圈209或线圈213,接点208或接点212成为不导通状态。
其结果是,能够将第一蓄电池201及第二蓄电池204强制性地切离,且从一方的蓄电池向第一负载组224及第二负载组225供给电力。
因此,在该实施方式中,除了在第八实施方式中得到的效果之外,无论第一蓄电池201及第二蓄电池204的失灵的有无,都能够通过电源控制ECU235对继电器207、211进行开闭控制。
根据这样的结构,通过对继电器207、211进行开闭控制而能够进行第一蓄电池201及第二蓄电池204的充电控制。晶体管231、232是强制切离装置的优选的具体例。
(第十实施方式)
图20及图21示出第十实施方式。在上述第八及第九实施方式中,从第二蓄电池204向将第一蓄电池201从第二蓄电池204切离的继电器207的线圈209供给励磁电流,从第一蓄电池201向将第二蓄电池204从第一蓄电池201切离的继电器211的线圈213供给励磁电流。
第十实施方式构成为,从第一蓄电池201向继电器241的线圈242供给励磁电流,该继电器241构成将第一蓄电池201从第二蓄电池204切离的切离装置245,从第二蓄电池204向将第二蓄电池204从第一蓄电池201切离的继电器的线圈供给励磁电流。
图20及图21仅示出与第一蓄电池201连接的连接箱203,与第八实施方式相同的构成部分标注同一符号进行说明。与第二蓄电池204连接的连接箱206也是同样的结构。
如图20所示,连接箱203内的继电器241的线圈242的一端经由电阻210、保险丝243及保险丝202而与第一蓄电池201连接,线圈242的另一端与地面GND连接。其他的结构与第八实施方式相同。继电器241是在励磁电流在线圈242中流动时接点244成为导通状态的常开接点构造。
在这样构成的电源装置中,如图20所示,在通常状态下从第一蓄电池201向继电器241的线圈242供给励磁电流,将接点244维持为导通状态。
另外,若第一蓄电池201成为短路状态而失灵,则切断向线圈242的励磁电流的供给。于是,如图21所示,接点244断开而将第一蓄电池201从第二蓄电池204电切离。
因此,阻止从第二蓄电池204向第一蓄电池201的短路电流的流入,因此能够保护第二蓄电池204。即使在第二蓄电池204成为短路状态的情况下,也能够通过同样的动作来保护第一蓄电池201。
(第十一实施方式)
图22示出第十一实施方式。该实施方式是利用线束253将与所述第十实施方式相同的结构的切离装置245与收容有保险丝215a~215c的熔线252连接的结构。其他的结构与第十实施方式相同。
根据这样的结构,在第一蓄电池201成为短路状态时,与第十实施方式同样地动作。而且,在线束253发生接地S时,保险丝202及保险丝215b被切断,因此能够保护第一蓄电池201及第二蓄电池204。
(第十二实施方式)
图23~图26示出机动车的电源装置的第十二实施方式。交流发电机301在再生动作时或通常行驶时基于发动机的输出轴的旋转进行发电,其发电电力经由一根电力供给配线302向电源箱303供给。
主蓄电池304的输出电力经由保险丝f1向电源箱303供给,副蓄电池305的输出电力经由保险丝f2向电源箱303供给。
另外,在与主蓄电池304连接的接地线上装配有霍尔元件h1,能够检测从主蓄电池304输出的电流及向主蓄电池304供给的电流的方向及电流值。
同样,在与副蓄电池305连接的接地线上装配有霍尔元件h2,能够检测从副蓄电池305输出的电流及向副蓄电池305供给的电流的电流值及方向。并且,霍尔元件h1、h2的检测信号向电源控制ECU306输出。
在所述电源箱303内配设有继电器307、308。从主蓄电池304向继电器307的接点309的一方的端子(输入端子)310a供给输出电力,从副蓄电池305向继电器308的接点311的一方的端子(输入端子)312a供给输出电力。继电器307、308形成开关单元或开关电路的至少一部分。
与所述接点309、311的另一方的端子(输出端子)310b、312b连接的配线在连接点C处相互连接,并且经由保险丝f3及电源箱303外的电源供给配线313而与第一负载315连接,经由保险丝f4及电源箱303外的电源供给配线314而与第二负载316连接。
在接点309、311的另一方的端子310b、312b与所述连接点C之间的配线上分别装配有霍尔元件h3、h4,能够检测在接点309、311中流动的电流的电流值及电流的方向。并且,霍尔元件h3、h4的检测信号向电源控制ECU306输出。
所述电力供给配线302与所述连接点C连接。并且,交流发电机301的发电电力能够经由接点309向主蓄电池304供给,能够经由接点311向副蓄电池305供给。
另外,交流发电机301的发电电力经由保险丝f3及电源供给配线313向第一负载315供给,经由保险丝f4及电源供给配线314向第二负载316供给。
所述电源控制ECU306基于由所述霍尔元件h1~h4检测的电流值和电流的方向,判断是否向继电器307、308的线圈供给励磁电流,由此对接点309、311进行开闭控制。
具体而言,在由霍尔元件h1检测的电流值远小于由霍尔元件h3检测的电流值且由霍尔元件h3检测的电流方向与由霍尔元件h4检测的电流方向不同的情况下,使继电器307的接点309为不导通状态。
同样,在由霍尔元件h2检测的电流值远小于由霍尔元件h4检测的电流值且由霍尔元件h3检测的电流方向与由霍尔元件h4检测的电流方向不同的情况下,使继电器308的接点311为不导通状态。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
如图24所示,在交流发电机301停止发电动作时,从主蓄电池304经由继电器307向第一及第二负载315、316供给电力,从副蓄电池305经由继电器308向第一及第二负载315、316供给电力。
此时,由霍尔元件h1、h3检测的电流I1的电流值相同且电流方向也为相同方向。而且,由霍尔元件h2、h4检测的电流I2的电流值相同且电流方向也为相同方向。于是,继电器307、308的接点309、311维持为导通状态。
如图25所示,在交流发电机301动作时,其发电电力经由继电器307向主蓄电池304供给,并经由继电器308向副蓄电池305供给。而且,也向第一及第二负载315、316供给发电电力。
此时,由霍尔元件h1、h3检测的电流I3的电流值相同且电流方向也为相同方向。而且,由霍尔元件h2、h4检测的电流I4的电流值相同且电流方向也为相同方向。于是,继电器307、308的接点309、311维持为导通状态。
如图26所示,例如若在主蓄电池304发生接地而保险丝f1熔断,则从副蓄电池305经由继电器308向第一及第二负载315、316供给电力,并且接地电流从副蓄电池305经由继电器308、307流动。
于是,流过霍尔元件h2、h4的电流I5、I6的电流值和电流方向相同。另一方面,电流I6在霍尔元件h3中流动,而在霍尔元件h1未流过电流。
其结果是,由霍尔元件h1、h3检测的电流值及电流方向不一致,因此将继电器307的接点309控制成不导通状态,阻止来自副蓄电池305的接地电流的产生。
同样,在副蓄电池305发生接地的情况下,从主蓄电池304向第一及第二负载315、316供给电力。并且,由霍尔元件h2、h4检测的电流值及电流方向不一致,因此继电器308的接点311被控制成不导通状态,阻止来自主蓄电池304的接地电流的产生。
在第十二实施方式的机动车的电源装置中,能够得到如下所示的效果。
在主蓄电池304和副蓄电池305中的任一方接地的情况下,能够从另一方的蓄电池向第一及第二负载315、316供给电力。因此,能够实现电源的冗余化而稳定地向负载供给所需的电力。
从电源箱303至负载315、316能分别通过逐根的电源供给配线313、314供给电力。因此,能够实现电源的冗余化并削减电源供给配线313、314的根数,因此有助于机动车的车辆重量的降低,并且能够减少成本。
通过基于霍尔元件h1~h4及电源控制ECU306的动作而开闭的继电器307、308,能够阻止主蓄电池304与副蓄电池305之间的电流的蔓延。因此,在一方的蓄电池接地或失灵的情况下,能够阻止另一方的蓄电池的无用的放电,保护该蓄电池。
在继电器307、308的接点309、311容易确保充分的电力容量,因此即使第一及第二负载315、316是电动机或灯那样的需要大电流的供给的负载,也能够实现电源的冗余化并削减电源供给配线313、314的根数。
能够利用一根电力供给配线302从交流发电机301向电源箱303供给发电电力,对主蓄电池304及副蓄电池305进行充电,并且能够向第一及第二负载315、316供给交流发电机301的发电电力。因此,能够削减电力供给配线302的根数,有助于机动车的车辆重量的降低,并减少成本。
(第十三实施方式)
图27示出第十三实施方式。该实施方式在追加第二副蓄电池317的点上与第十二实施方式不同。与第十二实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
第二副蓄电池317经由保险丝f5及继电器318而与连接点C连接。而且,在与第二副蓄电池317连接的接地线上连接有霍尔元件h5,在继电器318的接点319与连接点C之间的配线上装配有霍尔元件h6。
并且,霍尔元件h5检测在第二副蓄电池317中流动的电流的电流值及方向,并将其检测信号向电源控制ECU306输出。而且,霍尔元件h6检测在继电器318的接点319流动的电流的电流值及方向,并将其检测信号向电源控制ECU306输出。
电源控制ECU306基于从霍尔元件h5、h6输出的检测信号,与继电器307、308的控制同样地对继电器318的接点319进行开闭控制。其他的结构与第十二实施方式相同。
在这样构成的电源装置中,从蓄电池304、305、317中的至少任一个向第一及第二负载315、316供给电力。而且,若在蓄电池304、305、317中的任一个发生接地,则将与该蓄电池连接的继电器的接点控制为不导通状态。
根据第十三实施方式,除了在第十二实施方式中得到的效果之外,还能够得到如下所示的效果。
能够从3台蓄电池中的至少任一个向第一及第二负载315、316供给电力,因此能够使冗余功能更加充实。
(第十四实施方式)
图28示出第十四实施方式。该实施方式将第十二实施方式的霍尔元件h3、h4置换为第一及第二电压检测部320、321。与第十二实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
第一电压检测部320检测继电器307的接点309的两端子310a、310b的端子间电压,并将其检测信号向电源控制ECU306输出。同样,第二电压检测部321检测继电器308的接点311的两端子312a、312b的端子间电压,并将其检测信号向电源控制ECU306输出。
电源控制ECU306基于从第一及第二电压检测部320、321输出的检测信号,检测在继电器307、308的接点309、311流动的电流的电流值及方向,基于其检测结果,通过与第十二实施方式同样的控制动作,对继电器307、308的接点309、311进行开闭控制。
在这样构成的电源装置中,从主蓄电池304及副蓄电池305中的至少任一个向第一及第二负载315、316供给电力。而且,若在主蓄电池304及副蓄电池305中的任一个发生接地,则将与该蓄电池连接的继电器的接点控制为不导通状态。
因此,能够得到与第十二实施方式同样的效果。
第十二~第十四实施方式的电源控制ECU306作为开关控制部发挥功能。电源控制ECU306、霍尔元件h1~h6、电压检测部320、321可以单独或组合而作为电流检测单元、电流检测电路或电流检测装置发挥功能。
(第十五实施方式)
图29~图31示出机动车的电源装置的第十五实施方式。交流发电机401在再生动作时或通常行驶时基于发动机的输出轴的旋转而发电,其发电电力经由保险丝f11、f13向主蓄电池402及副蓄电池403分别供给。
主蓄电池402的输出电力经由保险丝f12向配设在电源箱404内的继电器405的接点406的一方的端子(输入端子)407a供给,副蓄电池403的输出电力经由保险丝f14向配设在电源箱404内的继电器408的接点409的一方的端子(输入端子)410a供给。继电器405、408是开关的优选的例子。
所述接点406、409的另一方的端子(输出端子)407b、410b经由保险丝f15通过一根电源供给配线416而与电源箱404外的第一负载411连接,并且经由保险丝f16通过一根电源供给配线417而与电源箱404外的第二负载412连接。
因此,若所述继电器405的接点406成为导通状态,则从主蓄电池402向第一及第二负载411、412供给电力,若所述继电器408的接点409成为导通状态,则从副蓄电池403向第一及第二负载411、412供给电力。
所述继电器405的接点406的两端子407a、407b与第一电压检测部413连接。第一电压检测部413检测两端子407a、407b的端子间电压,将其检测电压转换为数字信号而向电源控制ECU415输出。电源控制ECU415能够作为开关控制部发挥功能。
所述继电器408的接点409的两端子410a、410b与第二电压检测部414连接。第二电压检测部414检测两端子410a、410b的端子间电压,将其检测电压转换为数字信号而向电源控制ECU415输出。
电源控制ECU415基于继电器405的两端子407a、407b的端子间电压来判断是否向继电器405的线圈供给励磁电流。并且,在端子407a的电压比端子407b的电压高时,即电流从端子407a朝向端子407b流动时,将接点406维持为导通状态,在端子407b的电压比端子407a的电压高时,即电流从端子407b朝向端子407a流动时,使接点406为不导通状态。
同样,电源控制ECU415基于继电器408的两端子410a、410b的端子间电压来判断是否向继电器408的线圈供给励磁电流。并且,在端子410a的电压比端子410b的电压高时,即电流从端子410a朝向端子410b流动时,将接点409维持为导通状态,在端子410b的电压比端子410a的电压高时,即电流从端子410b朝向端子410a流动时,使接点409为不导通状态。
接下来,说明如上所述构成的电源装置的作用。
在机动车的行驶时,通过发动机的驱动力或者再生控制在减速行驶时而交流发电机401工作时,通过交流发电机401的输出电力对主蓄电池402及副蓄电池403充电。
另外,如图30所示,主蓄电池402及副蓄电池403的输出电力经由继电器405、408向第一及第二负载411、412供给。此时,电流I1从端子407a朝向端子407b流过继电器405的接点406,因此接点406维持为导通状态。
同样,电流I2从端子410a朝向端子410b流过继电器408的接点409,因此接点409维持为导通状态。
如图31所示,在此状态下,例如若主蓄电池402因接地等而失灵,在副蓄电池403的输出电流要从继电器408经由继电器405流向主蓄电池402。
于是,在继电器405中,电流I3从接点406的端子407b流向端子407a,因此端子407b的电压比端子407a的电压高。其结果是,通过第一电压检测部413检测电流的方向的变化,通过电源控制ECU415将继电器405的接点406控制成为不导通。
其结果是,阻止从副蓄电池403向主蓄电池402的电流的蔓延,防止伴随着主蓄电池402的失灵而副蓄电池403失灵的情况。并且,在此状态下从副蓄电池403向第一及第二负载411、412供给电力。
另外,在主蓄电池402正常动作而副蓄电池403失灵的情况下,同样,能阻止从主蓄电池402向副蓄电池403的电流的蔓延,从主蓄电池402向第一及第二负载411、412供给电力。
根据第十五实施方式,能够得到如下所示的效果。
在主蓄电池402和副蓄电池403中的任一方失灵的情况下,能够从另一方的蓄电池向第一及第二负载411、412供给电力。因此,能够实现电源的冗余化而稳定地向负载供给所需的电力。
从电源箱404至负载411、412能够分别通过各1根的电源供给配线416、417供给电力。因此,能够实现电源的冗余化并削减电源供给配线416、417的根数,因此能够有助于机动车的车辆重量的降低,并减少成本。
通过基于第一及第二电压检测部413、414及电源控制ECU415的动作而开闭的继电器405、408,能够阻止主蓄电池402与副蓄电池403之间的电流的蔓延。因此,在一方的蓄电池失灵的情况下,能够阻止另一方的蓄电池的无用的放电,保护该蓄电池。
在继电器405、408的接点406、409容易确保充分的电力容量,因此即使第一及第二负载411、412是电动机或灯那样的需要大电流的供给的负载,也能够实现电源的冗余化并削减电源供给配线416、417的根数。
(第十六实施方式)
图32示出第十六实施方式。该实施方式在附加了从电源箱404向小电流容量的第三负载421供给电力的结构的点上与第十五实施方式不同。与第十五实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
主蓄电池402的输出电力向配设在电源箱404内的二极管422的阳极端子供给,副蓄电池403的输出电力向配设在电源箱404内的二极管423的阳极端子供给。
二极管422、423的阴极端子经由保险丝f17及电源箱404外的电源供给配线424而与第三负载421连接。与第一及第二负载411、412相比,第三负载421是电流容量小的负载。
在这样构成的电源装置中,对于第一及第二负载411、412的电力的供给动作及主蓄电池402或副蓄电池403的失灵时的继电器405、408的动作与第十五实施方式相同。
另外,在主蓄电池402及副蓄电池403正常动作的情况下,从主蓄电池402及副蓄电池403经由二极管422、423向第三负载421供给电力。
在主蓄电池402失灵的情况下,从副蓄电池403经由二极管423向第三负载421供给电力,并且通过二极管422阻止从副蓄电池403向主蓄电池402的电流的蔓延。
在副蓄电池403失灵的情况下,从主蓄电池402经由二极管422向第三负载421供给电力,并且通过二极管423阻止从主蓄电池402向副蓄电池403的电流的蔓延。
在上述那样的机动车的电源装置中,除了在第十五实施方式中得到的效果之外,还能够得到如下所示的效果。
对于电流容量小的负载,能够从主蓄电池402及副蓄电池403经由二极管422、423供给电力,并且在一方的蓄电池失灵的情况下,能够防止从另一方的蓄电池向一方的蓄电池的电流的蔓延。
利用二极管422、423能够得到与通过电源控制ECU415控制的继电器405、408同等的功能,因此与使用继电器的情况相比,能够减少成本。
(第十七实施方式)
图33示出第十七实施方式。该实施方式在第十五实施方式中还加入了第二副蓄电池431,能够从第二副蓄电池431经由继电器432向第一及第二负载411、412供给电力。与第十五实施方式相同的构成部分标注同一符号而省略详细的说明。
继电器432与第十五实施方式的继电器405、408同样地由第三电压检测部433及电源控制ECU415进行开闭控制。
通过这样的结构,能够从3台蓄电池中的至少任一个向第一及第二负载411、412供给电源,因此能进一步强化电源的冗余功能,并且能够阻止各蓄电池间的电流的蔓延。
在第十六实施方式中,除了在第十五实施方式中得到的效果之外,还能够得到如下所示的效果。
能够从3台蓄电池中的至少任一个向第一及第二负载411、412供给电力,因此能够使冗余功能更加充实。
上述实施方式可以如以下进行变更。
第一实施方式的电源装置可以具备在各接点t1~t4为导通状态及不导通状态时检测向各负载7、11供给的电源电压的检测单元。可以基于该检测单元的检测结果而开关控制部对各继电器5、9、13、16的接点t1~t4进行开闭控制。该检测单元可以是与开关控制部连接的电压传感器,也可以包含于开关控制部。通过这样的结构,能够检测保险丝4、8、12、15的熔断、各接点t1~t4的熔敷、电源配线6、10、14、17的断线等。通过这样的结构,能够利用正常动作的电源路径从主蓄电池1或副蓄电池2向负载7、11供给电力。
在第一~第三、第五~第七、第十二~第十七实施方式中,可以取代继电器5、9、13、16、112、113、307、308、318、405、408而使用图13所示的功率MOSFET46。
在第七实施方式中,也可以通过与主蓄电池101及副蓄电池102连接的蓄电池传感器检测从各蓄电池输出的电流(步骤S32),来检测各蓄电池101、102的输出电压。在第四~第六实施方式中也同样。
开关控制部可以具备1个或多个处理器和与所述处理器结合且包含通过所述处理器能够执行的命令的存储器。存储器可以是ROM、RAM等的内装式,也可以是移动式。
在第八及第九实施方式中,连接箱203、206可以作为共通的连接箱。而且,可以将继电器226收容在连接箱内。
在第八~第十一实施方式中,切离装置可以是检测成为短路状态的蓄电池的输出电压,以将该蓄电池从其他的蓄电池切离的方式进行动作的半导体接点。
在第十五~第十七实施方式中,可以利用霍尔元件检测在继电器的各接点流动的电流的方向。
实施方式及变更例可以适当组合,可以将一实施方式的一部分的结构置换为其他的实施方式的一部分的结构,也可以将一实施方式的一部分的结构向其他的实施方式追加。若是本领域技术人员,则根据本申请说明书及附图的公开应该能够理解通过这样的置换及/或追加而得到的作用效果。
例如,可以使用图14的电源箱103的电路将图1的开关单元18a与负载7连接。
图16的微机132、图17的电源监控ECU144可以构成为能够基于从例如图1的雨刮ECU24或灯ECU26等的负载控制部输出的控制信号wc来进行基于继电器112、113的蓄电池选择动作。关于图23~26的电源控制ECU306、图29~33的电源控制ECU415也同样。
例如,可以将图1、图4、图10的开关单元18a~18c如图18~22的切离装置221、222、245那样构成。
图1的开关控制部19、图4的微机32或图10的电源监控ECU44可以对图18~22的继电器207、211、241的开闭进行控制。
本公开包含以下的实施例。
[附记1]一种机动车的电源装置,是与多个负载一起使用的机动车的电源装置,具备:多个蓄电池;及电源箱,介于所述各蓄电池与所述多个负载之间,并从所述蓄电池中的至少任一个向各负载供给电力,所述机动车的电源装置的特征在于,
所述机动车的电源装置具备电流控制电路,该电流控制电路利用一根电源配线将从所述各蓄电池供给的电力从所述电源箱向所述各负载供给,允许从所述各蓄电池向所述各负载的电力的供给,并阻止所述多个蓄电池间的电流的蔓延。
[附记2]一种机动车用电源装置,具备第一蓄电池、第二蓄电池以及构成为从所述第一蓄电池及第二蓄电池中的至少任一个向负载组供给电力的电源冗余装置,其特征在于,
所述机动车用电源装置具备切离装置,该切离装置分别介于所述电源冗余装置与所述第一蓄电池及第二蓄电池之间,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池的短路时,使配设在该一方的蓄电池与另一方的蓄电池之间的接点断开。
[附记3]一种机动车的电源装置,具备:多个蓄电池;电源箱,介于所述各蓄电池与多个负载之间,并从所述蓄电池中的至少任一个向所述各负载供给电力;及交流发电机,向所述各蓄电池及所述各负载供给电力,所述机动车的电源装置的特征在于,具备:
多个开关,设置在所述电源箱内,且输入端子与所述各蓄电池分别连接;
逐根的电源供给配线,将连接所述各开关的输出端子的连接点与所述各负载分别连接;
电力供给配线,从所述交流发电机向所述连接点供给电力;
电流检测电路,分别检测在所述各开关及所述各蓄电池中流动的电流值;及
控制电路,基于所述各电流检测电路的检测信号,在所述各蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的开关中流动的电流值不同时,将该开关控制成不导通状态。
[附记4]一种机动车的电源装置,具备:多个蓄电池;及电源箱,介于所述各蓄电池与多个负载之间,并从所述蓄电池中的至少任一个向所述各负载供给电力,所述机动车的电源装置的特征在于,具备:
多个开关,设置在所述电源箱内,且输入端子与所述各蓄电池分别连接;及
电源供给配线,与所述各负载逐根连接,
所述开关控制部检测在所述各开关中流动的电流的方向,以切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流的方式对所述多个开关进行开闭控制。
本发明并不限定于例示的结构。例如,例示的特征对于本发明而言不应解释为必须,本发明的主旨存在于比公开的特定的实施方式的全部特征少的特征中。
Claims (27)
1.一种机动车的电源装置,具备:
多个蓄电池;
电源箱,介于各所述蓄电池与负载之间;
开关单元,设置在所述电源箱内,选择是否从各所述蓄电池向所述负载供给电力;
电源冗余装置,构成为从多个所述蓄电池所包含的第一蓄电池及第二蓄电池中的至少任一个蓄电池向负载组供给电力;
切离装置,分别介于所述电源冗余装置与所述第一蓄电池之间以及所述电源冗余装置与所述第二蓄电池之间,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,使配设在该一方的蓄电池与另一方的蓄电池之间的接点断开;及
开关控制部,检测各所述蓄电池的输出电压,对所述开关单元进行开闭控制以选择向所述负载供给电力的蓄电池,
所述机动车的电源装置的特征在于,
所述开关控制部能够基于在所述负载的驱动时从负载控制部输出的控制信号,进行基于所述开关单元的蓄电池选择动作。
2.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关控制部具备:
比较器,对各所述蓄电池的输出电压进行比较;及
逻辑电路,基于所述控制信号,对应于所述比较器的比较结果而对所述开关单元进行开闭控制。
3.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关控制部具备:
电源监控部,基于各所述蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择所述蓄电池;及
驱动部,基于所述控制信号,控制所述开关单元以从由所述电源监控部选择的蓄电池向负载供给电力。
4.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关控制部包括电源监控ECU,该电源监控ECU基于各所述蓄电池的输出电压,基于预先设定的程序来选择所述蓄电池,并基于所述控制信号,控制所述开关单元以从所选择的蓄电池向所述负载供给电力。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关单元包括由所述开关控制部进行开闭控制的一个或多个继电器。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关单元包括由所述开关控制部进行开闭控制的一个或多个功率MOSFET。
7.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述机动车的电源装置具备电流控制单元,该电流控制单元利用一根电源配线将由各所述蓄电池供给的电力从所述电源箱向各所述负载供给,允许从各所述蓄电池向各所述负载的电力的供给并且阻止各蓄电池间的电流的蔓延。
8.根据权利要求7所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电流控制单元具备:
多个开关,构成所述开关单元,并且分别介于所述电源配线与各所述蓄电池之间;及
所述开关控制部,包括:电源监控部,对各所述蓄电池的输出电压进行监控;和驱动部,当所述电源监控部对各所述蓄电池的输出电压检测到电位差时,使与输出电压低的蓄电池连接的开关为不导通,
至少将多个所述开关设置在所述电源箱内。
9.根据权利要求7所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电流控制单元具备对各所述蓄电池的输出电压进行比较的比较器。
10.根据权利要求8所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电源监控部构成为在检测到各所述蓄电池的输出电压或者输出电压的电位差处于异常范围时,使与该蓄电池连接的开关单元为不导通状态,并且所述电源监控部设置在所述电源箱内。
11.根据权利要求8或10所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述蓄电池中的任一个蓄电池与起动电动机直接连接,在所述起动电动机工作时,与该任一个蓄电池连接的开关为不导通状态。
12.根据权利要求7所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电流控制单元由阳极分别连接于各所述蓄电池侧且阴极连接于所述电源配线侧的多个二极管构成。
13.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述切离装置包括继电器,该继电器具备:
线圈,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,从另一方的蓄电池朝向所述一方的蓄电池流动的电流作为励磁电流而在该线圈中流动;及
接点,基于所述励磁电流而断开,将所述一方的蓄电池从另一方的蓄电池电切离。
14.根据权利要求13所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述切离装置具备强制切离装置,该强制切离装置与所述继电器连接,并且基于切离信号的输入而使励磁电流流至所述线圈。
15.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述切离装置包括继电器,该继电器具备:
线圈,在所述第一蓄电池和第二蓄电池中的任一方的蓄电池短路时,被切断从该一方的蓄电池供给的励磁电流;及
接点,基于所述励磁电流的切断而断开,将所述一方的蓄电池从另一方的蓄电池电切离。
16.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
将所述切离装置收容于在所述第一及第二蓄电池与所述电源冗余装置之间配设的所述电源箱。
17.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电源箱构成为从多个所述蓄电池中的至少任一个蓄电池向多个负载供给电力,
所述机动车的电源装置具备:
交流发电机,向各所述蓄电池及各负载供给电力;
多个开关,包含于所述开关单元,且输入端子与多个所述蓄电池分别连接;
逐根的电源供给配线,将多个所述开关的输出端子间的连接点与多个所述负载分别连接;及
电力供给配线,从所述交流发电机向所述连接点供给电力,
所述开关控制部构成为直接或间接地取得在多个所述开关及多个所述蓄电池中流动的电流值,当在各所述蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的开关中流动的电流值不同时,将该开关控制成不导通状态。
18.根据权利要求17所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述机动车的电源装置具备分别检测在多个所述开关及多个所述蓄电池中流动的电流值的多个电流检测单元,
所述开关控制部构成为基于多个所述电流检测单元的检测信号,当在各所述蓄电池中流动的电流值与在连接于该蓄电池的开关中流动的电流值不同时,将该开关控制成不导通状态。
19.根据权利要求18所述的机动车的电源装置,其特征在于,
各所述电流检测单元由霍尔元件构成。
20.根据权利要求17所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述机动车的电源装置具备检测各开关的输入端子与输出端子的端子间电压的电压检测部,
所述开关控制部基于由所述电压检测部检测的所述端子间电压来检测在各开关中流动的电流值。
21.根据权利要求17~20中任一项所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述开关由基于从所述开关控制部输出的励磁电流而被进行开闭控制的继电器构成。
22.根据权利要求17~20中任一项所述的机动车的电源装置,其特征在于,
多个所述蓄电池是三台蓄电池,
多个所述开关是与所述三台蓄电池分别连接的三个开关,
电流检测单元设置成分别检测在所述三个开关及所述三台蓄电池中流动的电流值。
23.根据权利要求1所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述电源箱构成为从多个所述蓄电池中的至少任一个蓄电池向多个负载供给电力,
所述电源装置具备:
多个开关,包含于所述开关单元,且输入端子与多个所述蓄电池分别连接;及
电源供给配线,与各所述负载逐根连接,
所述开关控制部检测在各所述开关中流动的电流的方向,对多个所述开关进行开闭控制以切断从一方的蓄电池朝向另一方的蓄电池流动的电流。
24.根据权利要求23所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述机动车的电源装置具备检测各所述开关的输入端子与输出端子的端子间电压的电压检测部,
所述开关控制部基于所述电压检测部的检测信号来检测在各开关的输入端子与输出端子之间流动的电流的方向,对各开关进行开闭控制。
25.根据权利要求24所述的机动车的电源装置,其特征在于,各所述开关由基于从所述开关控制部输出的励磁电流而被进行开闭控制的继电器构成。
26.根据权利要求25所述的机动车的电源装置,其特征在于,
所述机动车的电源装置具备多个二极管,该多个二极管分别与多个所述开关连接,且阳极端子分别连接于多个所述蓄电池,阴极端子连接于多个所述负载中的一个或各负载。
27.根据权利要求24~26中任一项所述的机动车的电源装置,其特征在于,
多个所述蓄电池是三台蓄电池,
多个所述开关是与所述三台蓄电池分别连接的三个开关,
所述电压检测部是分别检测所述三个开关的输入端子与输出端子的端子间电压的三个电压检测部。
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