CN107078744B - 车载用dcdc转换器 - Google Patents

车载用dcdc转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN107078744B
CN107078744B CN201480082949.9A CN201480082949A CN107078744B CN 107078744 B CN107078744 B CN 107078744B CN 201480082949 A CN201480082949 A CN 201480082949A CN 107078744 B CN107078744 B CN 107078744B
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
rechargeable battery
voltage system
temperature
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480082949.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107078744A (zh
Inventor
齐藤博之
谷英明
和知敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN107078744A publication Critical patent/CN107078744A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107078744B publication Critical patent/CN107078744B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/11—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using DC generators and DC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/61—Arrangements of controllers for electric machines, e.g. inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/1205—Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121—Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215—Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

车载用DCDC转换器(6)由在低电压系统充电电池(3)与高电压系统充电电池(4)之间进行电力交换的电力交换部(20)，将低电压系统充电电池(3)和高电压系统充电电池(4)的电流、电压和温度的模拟值转换为数字值的低电压系统AD转换器(13、14、15)和高电压系统AD转换器(16、17、18)，将高电压系统充电电池(4)的模拟值切换为所对应的低电压系统充电电池(3)的模拟值的输入切换部(19)，以及将低电压系统AD转换器(13、14、15)的数字值与高电压系统AD转换器(16、17、18)的数字值进行比较的运算部(21)构成，在完成切换的状态下，将低电压系统AD转换器(13、14、15)的数字值与高电压系统AD转换器(16、17、18)的数字值进行比较，从而实施AD转换器的故障诊断。由此，即使在故障诊断时，也能持续对充电电池进行监控。

Description

车载用DCDC转换器
技术领域
本发明涉及车载用DCDC转换器，该车载用DCDC转换器是在低电压系统电源与高电压系统电源之间进行直流电力转换的车载用DCDC转换器，具有对这些电源所使用的充电电池的状态进行检测的AD转换器的故障诊断功能。
背景技术
通常，在车辆上搭载有用于对电源所使用的充电电池的状态进行管理的同时对整个车辆进行电力控制、动力控制的多个控制装置。特别是在混合动力车中，搭载有DCDC转换器，该DCDC转换器连接于包含向高电压系统负载提供电力的高电压系统充电电池的高电压系统电源、与包含连接了低电压系统负载的低电压系统充电电池的低电压系统电源之间，基于高电压系统充电电池和低电压系统充电电池的充电状况和负载状况的信息，进行电力交换的控制。
因此，为了高效地对低电压系统充电电池与高电压系统充电电池之间的电力交换进行控制，例如在专利文献1的DCDC转换器中，在DCDC转换器的内部具备电池监视装置，该电池监视装置在DCDC转换器所负责的充电电池间的电力交换中，利用传感器来对充电电池的电压状态、充电状态等进行监视。基于来自电池监视装置的信息来进行控制，使得DCDC转换器的输出电压通过PWM控制而成为恒定的电压。
另外，在将来自各种传感器的模拟信号转换为数字信号的AD转换器发生故障的情况下，将充电电池作为电压源的充电电池的状态检测装置基于来自AD转换器的错误输出来计算充电电池的充电率，因此，无法正确地计算出充电电池的充电率。因此，在AD转换器发生故障的状态下持续使用该AD转换器的情况下，可能会因充电电池的劣化、过放电导致发动机无法起动。此外，有可能会成为不符合控制意图的DCDC转换器的输出电压，从而无法在高电压系统充电电池与低电压系统充电电池之间高效地进行电力交换。作为其对策，例如在专利文献2的用于充电电池的状态检测装置的故障诊断方法中，提出了以下的方法：在具有将来自检测充电电池状态的传感器的模拟值转换为数字值的多个AD转换器的充电电池的状态检测装置中，包括运算部，该运算部将输入到多个AD转换器的故障诊断用电压与多个AD转换器的输出值互相比较，从而对AD转换器进行故障判定，由此，即使在故障诊断用电压发生变化的情况下，也能高精度地实施AD转换器的故障诊断。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006－34006号公报
专利文献2：日本专利特开2013－102318号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
将专利文献2的AD转换器的故障诊断功能与专利文献1的设有对充电电池的状态进行监视的电池监视装置的DCDC转换器进行组合，以重新构成DCDC转换器，在这种情况下，在对AD转换器进行故障诊断时，将成为输入至AD转换器的输入信号的充电电池的电流、电压、温度的各参数的模拟值作为故障诊断电压来利用，与转换后的数字值进行比较，从而也能对DCDC转换器的AD转换器进行故障诊断。然而，在故障诊断中，无法对电流、电压、温度的各参数进行监控，存在充电电池的充电率(SOC：State of Charge(充电状态))的计算精度降低的问题。另外，在高电压系统充电电池和低电压系统充电电池的AD转换器中分别需要输入切换部。因此，存在以下问题：所需要的输入切换部的数量增加，其结构变得复杂，成本也会提高。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，获得一种车载用DCDC转换器，即使在AD转换器的故障诊断时，也能持续对充电电池的状态进行监控并实施AD转换器的故障诊断。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明所涉及的第1车载用DCDC转换器的特征在于，包括：电力转换部，该电力转换部在第1充电电池与第2充电电池之间进行电力交换；第1AD转换器，该第1AD转换器将所述第1充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；第2AD转换器，该第2AD转换器将所述第2充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；输入切换部，该输入切换部在所述第2AD转换器的输入部中，将所述第2充电电池的模拟值切换为分别与之对应的所述第1充电电池的模拟值；以及运算部，该运算部将分别对应的所述第1AD转换器的数字值与所述第2AD转换器的数字值进行比较，利用所述输入切换部来将所述第1充电电池的模拟值输入至所述第2AD转换器，用所述运算部对所述第2AD转换器的数字值与所述第1AD转换器的数字值进行比较，从而实施所述第1AD转换器和所述第2AD转换器的故障诊断。
另外，本发明所涉及的第2车载用DCDC转换器的特征在于，包括：电力转换部，该电力转换部在第1充电电池与第2充电电池之间进行电力交换；第1AD转换器，该第1AD转换器将所述第1充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；第2AD转换器，该第2AD转换器将所述第2充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；输入切换部，该输入切换部在所述第1AD转换器的输入部中，将所述第1充电电池的模拟值切换为分别与之对应的所述第2充电电池的模拟值；以及运算部，该运算部将分别对应的所述第1AD转换器的数字值与所述第2AD转换器的数字值进行比较，利用所述输入切换部将所述第2充电电池的模拟值输入至所述第1AD转换器，用所述运算部对所述第2AD转换器的数字值与所述第1AD转换器的数字值进行比较，从而实施所述第1AD转换器和所述第2AD转换器的故障诊断。
发明效果
根据本发明的车载用DCDC转换器，具有以下效果：将高电压系统充电电池和低电压系统充电电池中的任意一个AD转换器用于故障诊断，从而能持续对另一个充电电池进行监控并实施AD转换器的故障诊断。
附图说明
图1是表示包含实施方式1所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图。
图2是表示实施方式1中的车载用DCDC转换器的AD转换器的故障诊断处理的步骤的图。
图3是表示包含实施方式2所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图。
图4是表示包含实施方式3所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图。
图5是表示对是否需要实施方式3中的AD转换器的故障诊断处理进行判定的步骤的图。
图6是对实施方式3中的AD转换器的故障诊断处理的判定温度进行说明的图。
图7是表示实施方式3中的AD转换器的温度与判定温度之间的关系的示例的图。
图8是表示其它实施方式中的AD转换器的温度与时间间隔的关系的示例的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示包含实施方式1所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图，图2是表示AD转换器的故障诊断处理的步骤的图。
首先，利用图1，对包含具有实施方式1所涉及的AD转换器的故障诊断功能的车载用DCDC转换器在内的电力转换系统的简要结构进行说明。
如图1所示，实施方式1所涉及的车载用DCDC转换器6由以下部分构成：电力转换部20，该电力转换部20连接在低电压系统充电电池3与高电压系统充电电池4之间，互相进行电力交换，所述低电压系统充电电池3是向作为第1负载的低电压系统负载1提供电力的第1充电电池，所述高电压系统充电电池4是向作为第2负载的高电压系统负载2提供电力的第2充电电池；低电压系统AD转换器13，该低电压系统AD转换器13将来自电流传感器7的模拟值转换为数字值，所述电流传感器7对低电压系统充电电池3的电流进行检测；低电压系统AD转换器14，该低电压系统AD转换器14将来自电压传感器8的模拟值转换为数字值，所述电压传感器8对低电压系统充电电池3的电压进行检测；低电压系统AD转换器15，该低电压系统AD转换器15将来自温度传感器9的模拟值转换为数字值，所述温度传感器9对低电压系统充电电池3的温度进行检测；高电压系统AD转换器16，该高电压系统AD转换器16将来自电流传感器10的模拟值转换为数字值，所述电流传感器10对高电压系统充电电池4的电流进行检测；高电压系统AD转换器17，该高电压系统AD转换器17将来自电压传感器11a、11b、11c的模拟值转换为数字值，所述电压传感器11a、11b、11c对高电压系统充电电池4的电压进行检测；高电压系统AD转换器18，该高电压系统AD转换器18将来自温度传感器12a、12b、12c的模拟值转换为数字值，所述温度传感器12a、12b、12c对高电压系统充电电池4的温度进行检测；输入切换部19A，该输入切换部19A将来自电流传感器10的模拟值切换为来自电流传感器7的模拟值，所述电流传感器10设置于高电压系统AD转换器16的输入部，在故障诊断时对高电压系统充电电池4的电流进行检测，所述电流传感器7对低电压系统充电电池3的电流进行检测；输入切换部19B，该输入切换部19B将来自电压传感器11a、11b、11c的模拟值切换为来自电压传感器8的模拟值，所述电压传感器11a、11b、11c设置于高电压系统AD转换器17的输入部，在故障诊断时对构成高电压系统充电电池4的每个电池的电压进行检测，所述电压传感器8对低电压系统充电电池3的电压进行检测；输入切换部19C，该输入切换部19C将来自温度传感器12a、12b、12c的模拟值切换为来自温度传感器9的模拟值，所述温度传感器12a、12b、12c设置于高电压系统AD转换器18的输入部，在故障诊断时对构成高电压系统充电电池4的每个电池的温度进行检测，所述温度传感器9对低电压系统充电电池3的温度进行检测；运算部21，该运算部21基于从低电压系统AD转换器13、14、15和高电压系统AD转换器16、17、18输出的数字值，来对电力转换部20的输出电压、低电压系统充电电池3、高电压系统充电电池4的状态进行计算；以及控制部22,该控制部22基于来自运算部21的输出信号对电力转换部20进行控制。
这里，高电压系统充电电池4的输出侧连接有发电电动机5，该发电电动机5与内燃机相连结。另外，在电流传感器7、电压传感器8和温度传感器9与低电压系统AD转换器13、14、15、输入切换部19A、19B、19C之间具有接口电路，但图1中进行了省略。
接着，对实施AD转换器的故障诊断的要点进行说明。在故障诊断时，控制部22对输入切换部19A、19B、19C进行操作来进行切换，使得将从检测低电压系统充电电池3的状态(电流、电压、温度)的电流传感器7、电压传感器8以及温度传感器9输出的模拟值输入至高电压系统AD转换器16、17、18，用运算部21来将从高电压系统AD转换器16、17、18输出的数字值与从低电压系统AD转换器13、14、15输出的数字值互相比较，从而进行分别与电流、电压、温度相关的AD转换器的故障诊断。将该故障诊断结果输出至控制部22。但是，无法对是低电压系统AD转换器的故障还是高电压系统AD转换器的故障进行区别。
接着，利用图2对AD转换器的故障诊断处理的步骤进行具体说明。
首先，在步骤S01的工序中，利用电流传感器7、10、电压传感器8、11a、11b、11c、温度传感器9、12a、12b、12c来对低电压系统充电电池3和高电压系统充电电池4的状态进行检测，利用低电压AD转换器13、14、15和高电压AD转换器16、17、18分别将其模拟值转换为数字值。
接着，在步骤S02的工序中，基于这些数字值，用运算部21来计算电力转换部20的输出电压、低电压系统充电电池3和高电压系统充电电池4的状态(电流、电压、温度)。
在步骤S03的工序中，控制部22对是否需要AD转换器的故障诊断进行判定。在内燃机起动时，每隔内燃机运转时的规定时间间隔Δt(例如5至10分钟间隔等)进行AD转换器的故障诊断处理。在判断为需要进行故障诊断的情况下，前进至下一步骤S04的工序，在判断为不需要进行故障诊断的情况下，返回步骤S01的工序。
在步骤S04的工序中，控制部22对输入切换部19A、19B、19C进行操作，将输入高电压系统AD转换器16、17、18的模拟值分别切换为来自检测出低电压系统充电电池3的状态的电流传感器7、电压传感器8、温度传感器9的模拟值。由此，将来自与低电压系统AD转换器13、14、15相同的参数(电流、电压、温度)的低电压系统的传感器的模拟值输入至高电压系统AD转换器16、17、18。另外，有多个高电压系统充电电池4的电池，分别对各个电池准备有高电压系统AD转换器，在这种情况下，对输入切换部19A、19B、19C进行切换，使得低电压系统的传感器的模拟值同时被输入至所有的高电压系统AD转换器。之后，运算部21将与电流传感器7相连接的低电压系统AD转换器13的数字值与经由输入切换部19A而与电流传感器7相连接的高电压系统AD转换器16的数字值进行比较，将与电压传感器8相连接的低电压系统AD转换器14的数字值与经由输入切换部19B而与电压传感器8相连接的高电压系统AD转换器17的数字值进行比较，再将与温度传感器9相连接的低电压系统AD转换器15的数字值与经由输入切换部19C而与温度传感器9相连接的高电压系统AD转换器18的数字值进行比较。
在步骤S05的工序中，当在步骤S04的工序中由运算部21进行比较的参数的数字值的任意一个不一致时，判定为与该参数相对应的AD转换器(低电压系统AD转换器或高电压系统AD转换器的任意一个)发生故障，并转移至步骤S06的工序，当进行比较的参数的数字值相一致时，判定为AD转换器正常，并转移至步骤S07的工序。
在步骤S06的工序中，运算部21将表示电流、电压、温度的任意一个的AD转换器发生故障的情况的故障信号输出至控制部22。
在步骤S07的工序中，运算部21将表示电流、电压、温度的所有AD转换器均未发生故障的情况的正常信号输出至控制部22。
若故障诊断结束，则控制部22使输入切换部19A、19B、19C返回通常时的状态。即，进行切换，使得将从检测高电压系统充电电池4的状态的参数(电流、电压、温度)的电流传感器7、电压传感器8、温度传感器9输出的模拟值输入至高电压系统AD转换器16、17、18。
另外，在步骤S02的工序中，若电力转换部20基于所计算出的输出电压来进行电力交换，并将电力交换的转换效率成为最恰当的、对高电压系统充电电池4的电压值与低电压系统充电电池3的电流值之间的关系进行了规定的表格存储于存储部(未图示)，则能利用本发明在AD转换器的故障诊断中也基于低电压系统充电电池3的数字状态值来获取低电压系统充电电池的电压，并根据低电压系统充电电池3的电压值，参照表格来向电力转换部20发送高电压系统充电电池4的电压值的指令，使得成为电力交换的转换效率最恰当的高电压系统充电电池4的电流值。
如上所述，在故障诊断时，未切换输入的AD转换器(这里为低电压系统充电电池)在故障诊断时也能持续对低电压系统充电电池的状态的参数(电流、电压、温度)进行监控，因此，电力转换部能基于来自低电压系统充电电池的输入电压高效地进行电力交换。另外，能计算出高精度的SOC。另外，仅对高电压系统AD转换器配置输入切换部(低电压系统不需要)，从而能进行AD转换器的故障诊断，能降低成本。
由此，根据实施方式1所涉及的车载用DCDC转换器，包括对高电压系统充电电池和低电压系统充电电池的状态进行监控的AD转换器，将高电压系统AD转换器的输入值切换成来自低电压系统充电电池的传感器的输入值，将低电压系统AD转换器的输出值与高电压系统AD转换器的输出值进行比较，从而进行AD转换器的故障诊断，因此，具有能实施低电压系统充电电池的状态的持续监控和AD转换器的故障诊断两者的效果。
实施方式2.
图3是表示包含实施方式2所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图。与实施方式1所涉及的DCDC转换器的不同点在于，输入切换部设置于低电压系统AD转换器。
首先，利用图3，对包含具有实施方式2所涉及的AD转换器的故障诊断功能的车载用DCDC转换器在内的电力转换系统的简要结构进行说明。
如图3所示，实施方式2所涉及的车载用DCDC转换器6由以下部分构成：电力转换部20，该电力转换部20连接在低电压系统充电电池3与高电压系统充电电池4之间，互相进行电力交换，所述低电压系统充电电池3向低电压系统负载1提供电力，所述高电压系统充电电池4向高电压系统负载2提供电力；低电压系统AD转换器13，该低电压系统AD转换器13将来自电流传感器7的模拟值转换为数字值，所述电流传感器7对低电压系统充电电池3的电流进行检测；低电压系统AD转换器14，该低电压系统AD转换器14将来自电压传感器8的模拟值转换为数字值，所述电压传感器8对低电压系统充电电池3的电压进行检测；低电压系统AD转换器15，该低电压系统AD转换器15将来自温度传感器9的模拟值转换为数字值，所述温度传感器9对低电压系统充电电池3的温度进行检测；高电压系统AD转换器16，该高电压系统AD转换器16将来自电流传感器10的模拟值转换为数字值，所述电流传感器10对高电压系统充电电池4的电流进行检测；高电压系统AD转换器17，该高电压系统AD转换器17将来自电压传感器11a、11b、11c的模拟值转换为数字值，所述电压传感器11a、11b、11c对高电压系统充电电池4的电压进行检测；高电压系统AD转换器18，该高电压系统AD转换器18将来自温度传感器12a、12b、12c的模拟值转换为数字值，所述温度传感器12a、12b、12c对高电压系统充电电池4的温度进行检测；输入切换部19A，该输入切换部19A将来自电流传感器7的模拟值切换为来自电流传感器10的模拟值，所述电流传感器7设置于低电压系统AD转换器13的输入部，在故障诊断时对低电压系统充电电池3的电流进行检测，所述电流传感器10对高电压系统充电电池4的电流进行检测；输入切换部19B，该输入切换部19B将来自电压传感器8的模拟值切换为来自电压传感器11a、11b、11c的任意一个模拟值，所述电压传感器8设置于低电压系统AD转换器14的输入部，在故障诊断时对低电压系统充电电池3的电压进行检测，所述电压传感器11a、11b、11c对构成高电压系统充电电池4的每个电池的电压进行检测；输入切换部19C，该输入切换部19C将来自温度传感器9的模拟值切换为来自温度传感器12a、12b、12c的任意一个的模拟值，所述温度传感器9设置于低电压系统AD转换器15的输入部，在故障诊断时对低电压系统充电电池3的温度进行检测，所述温度传感器12a、12b、12c对构成高电压系统充电电池4的每个电池的温度进行检测；运算部21，该运算部21基于从低电压系统AD转换器13、14、15和高电压系统AD转换器16、17、18输出的数字值，来对电力转换部20的输出电压、低电压系统充电电池3、高电压系统充电电池4的状态进行计算；以及控制部22,该控制部22基于来自运算部21的输出信号对电力转换部20进行控制。其它构成要素与实施方式1相同，因此省略说明。
这里，高电压系统充电电池4的输出侧连接有5发电电动机5，该发电电动机5与内燃机相连结。另外，在电流传感器10、电压传感器11a、11b、11c和温度传感器12a、12b、12c与高电压系统AD转换器16、17、18、输入切换部19A、19B、19C之间具有接口电路，但图3中进行了省略。
接着，对AD转换器的故障诊断处理要点进行说明。在故障诊断时，控制部22对输入切换部19A、19B、19C进行操作来进行切换，使得将从检测高电压系统充电电池4的状态(电流、电压、温度)的电流传感器10、电压传感器11a、11b、11c以及温度传感器12a、12b、12c输出的模拟值输入至低电压系统AD转换器16、17、18，用运算部21来将从低电压系统AD转换器13、14、15输出的数字值与从高电压系统AD转换器16、17、18输出的数字值进行比较，从而进行分别与电流、电压、温度相关的AD转换器的故障诊断。将该故障诊断结果输出至控制部22。但是，无法对是低电压系统AD转换器的故障还是高电压系统AD转换器的故障进行区别。
关于实施方式2中的AD转换器的故障诊断处理的步骤，除了输入切换部19A、19B、19C位于低电压系统AD转换器侧以外，都与实施方式1的图2所示的步骤相同，因此省略说明。
由此，根据实施方式2所涉及的车载用DCDC转换器，包括对高电压系统充电电池和低电压系统充电电池的状态进行监控的AD转换器，将低电压系统AD转换器的输入值切换成来自高电压系统充电电池的传感器的输入值，将低电压系统AD转换器的输出值与高电压系统AD转换器的输出值进行比较，从而进行AD转换器的故障诊断，因此，具有能实施高电压系统充电电池的状态的持续监控和AD转换器的故障诊断两者的效果。
实施方式3.
图4是表示包含实施方式3所涉及的车载用DCDC转换器的电力转换系统的概要的结构图，图5是表示对是否需要AD转换器的故障诊断处理进行判定的步骤的图。图6是说明对是否需要AD转换器的故障诊断处理进行判定的判定温度的图。与实施方式1所涉及的车载用DCDC转换器的不同点在于，AD转换器设置有温度传感器，AD转换器的故障诊断处理基于AD转换器的温度来决定。
如图4所示，在实施方式3所涉及的车载用DCDC转换器6中，在低电压系统AD转换器14中设置有温度传感器23，将所检测出的温度输入至运算部21。其它构成要素与实施方式1相同，因此省略说明。
接着，利用图5对AD转换器的故障诊断处理的步骤进行具体说明。实施方式1中的AD转换器的故障诊断处理每隔规定的时间间隔执行，但在实施方式3中，基于AD转换器的温度来进行故障诊断处理。
首先，在步骤S11的工序中，利用温度传感器23来检测低电压系统AD转换器14的温度，将所检测出的温度T输入至运算部21。
接着，在步骤S12的工序中，将运算部21中所检测出的温度T与预先设定的判定温度TTHn(其中，n＝1、2、3、……)进行比较，在T通过了TTHn的情况下，转移至步骤S13。在T未通过TTHn的情况下，跳过步骤S13的工序。作为示例，图6示出了车辆行驶的时间、AD转换器的温度变化与判定温度之间的关系。这里，例如TTH1设定为假设从内燃机起动开始达到稳定状态的判定温度，TTH2设定为假设在市区道路等的行驶的状态的诊断温度，TTH3设定为假设在高速道路等的高速行驶状态的判定温度。
在步骤S13的工序中，实施AD转换器的故障诊断处理，但关于该步骤，从图2所示的实施方式1的AD转换器的故障诊断处理的步骤中所记载的步骤S04起实施与步骤S07的工序相同的处理。该处理与图2相同，因此省略说明。
由于包含AD转换器的车载用DCDC转换器所使用的半导体元件具有故障率随着温度的上升而增加的倾向，因此，利用该AD转换器的温度所进行的故障诊断较为重要。因此，如图7所示，也可以设AD转换器的温度越高则将判定温度TTH的间隔设定得越窄。由此，能早期发现高温时的故障，对于AD转换器的故障诊断而言较为优选。
此外，在本实施方式中，对将温度传感器23设置于低电压系统AD转换器14的情况进行了说明，但也可以设置于其它AD转换器或多个AD转换器。
另外，也可以基于大气温度来对判定温度进行设定、变更。特别是由于内燃机起动时会受到大气温度的影响，因此，优选为将低温侧的判定温度TTH与大气温度相匹配地进行变更。
由此，根据实施方式3所涉及的车载用DCDC转换器，在AD转换器中设置温度传感器，在所检测出的温度通过了判定温度TTH的情况下，进行AD转换器的故障诊断，因此，与实施方式1相同，具有能实施高电压系统充电电池的持续监视和AD转换器的故障诊断两者的效果，并具有能可靠地利用AD转换器的温度来实施故障诊断的效果。
此外，在上述实施方式1和实施方式2中，对每隔一定时间间隔进行故障诊断的情况进行了说明，但如图8所示，也可以利用所检测出的AD转换器的温度，以该温度越高则越短的时间间隔Δtn来进行故障诊断。
另外，也可以将实施方式1的利用时间间隔所进行的故障诊断与实施方式3的利用AD转换器的温度所进行的故障诊断进行并用。
另外，在实施方式中，对电力转换部从低电压系统充电电池向高电压系统充电电池输送电力的情况进行了说明，但并不局限于此，也可以为以下情况：沿升压方向、降压方向或两个方向交换电力。
另外，在上述实施方式中，以使用充电电池来进行电力转换的车载用DCDC转换器为例进行了说明，但也可以是不使用充电电池的电压源的情况。
另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。
另外，在图中，同一标号表示相同或相当的部分。
标号说明
1 低电压系统负载
2 高电压系统负载
3 低电压系统充电电池
4 高电压系统充电电池
5 发电电动机
6 DCDC转换器
7、10 电流传感器
8、11a、11b、11c 电压传感器
9、12a、12b、12c 温度传感器
13、14、15 低电压系统AD转换器
16、17、18 高电压系统AD转换器
19A、19B、19C 输入切换部
20 电力转换部
21 运算部
22 控制部
23 温度传感器

Claims (12)

1.一种车载用DCDC转换器，其特征在于，包括：
电力转换部，该电力转换部在第1充电电池与第2充电电池之间进行电力交换；
第1AD转换器，该第1AD转换器将所述第1充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；
第2AD转换器，该第2AD转换器将所述第2充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；
输入切换部，该输入切换部在所述第2AD转换器的输入部中，将所述第2充电电池的模拟值切换为分别与之对应的所述第1充电电池的模拟值；以及
运算部，该运算部将分别对应的所述第1AD转换器的数字值与所述第2AD转换器的数字值进行比较，
利用所述输入切换部来将与所述第2充电电池的模拟值对应的所述第1充电电池的模拟值输入至所述第2AD转换器，用所述运算部对所述第2AD转换器的数字值与所述第1AD转换器的数字值进行比较，从而实施所述第1AD转换器和所述第2AD转换器的故障诊断。
2.如权利要求1所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
每隔规定时间间隔实施所述故障诊断。
3.如权利要求2所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
温度越高，所述规定时间间隔被设定得越窄。
4.如权利要求1所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
对所述第1AD转换器和所述第2AD转换器中的至少一个设置温度传感器，在所述温度传感器的温度通过了判定温度的情况下实施所述故障诊断。
5.如权利要求4所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
基于大气温度来设定所述判定温度。
6.如权利要求4或5所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
对于所述判定温度，温度越高间隔被设定得越窄。
7.一种车载用DCDC转换器，其特征在于，包括：
电力转换部，该电力转换部在第1充电电池与第2充电电池之间进行电力交换；
第1AD转换器，该第1AD转换器将所述第1充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；
第2AD转换器，该第2AD转换器将所述第2充电电池的电流、电压和温度中的至少一个的模拟值转换为数字值；
输入切换部，该输入切换部在所述第1AD转换器的输入部中，将所述第1充电电池的模拟值切换为分别与之对应的所述第2充电电池的模拟值；以及
运算部，该运算部将分别对应的所述第1AD转换器的数字值与所述第2AD转换器的数字值进行比较，
利用所述输入切换部来将与所述第1充电电池的模拟值对应的所述第2充电电池的模拟值输入至所述第1AD转换器，用所述运算部对所述第2AD转换器的数字值与所述第1AD转换器的数字值进行比较，从而实施所述第1AD转换器和所述第2AD转换器的故障诊断。
8.如权利要求7所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
每隔规定时间间隔实施所述故障诊断。
9.如权利要求8所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
温度越高，所述规定时间间隔被设定得越窄。
10.如权利要求7所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
对所述第1AD转换器和所述第2AD转换器中的至少一个设置温度传感器，在所述温度传感器的温度通过了判定温度的情况下实施所述故障诊断。
11.如权利要求10所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
基于大气温度来设定所述判定温度。
12.如权利要求10或11所述的车载用DCDC转换器，其特征在于，
对于所述判定温度，温度越高间隔被设定得越窄。
CN201480082949.9A 2014-10-28 2014-10-28 车载用dcdc转换器 Active CN107078744B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/078545 WO2016067353A1 (ja) 2014-10-28 2014-10-28 車載用ｄｃｄｃコンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107078744A CN107078744A (zh) 2017-08-18
CN107078744B true CN107078744B (zh) 2020-08-04

Family

ID=55856747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480082949.9A Active CN107078744B (zh) 2014-10-28 2014-10-28 车载用dcdc转换器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10173546B2 (zh)
JP (1) JP6253800B2 (zh)
CN (1) CN107078744B (zh)
DE (1) DE112014007109B4 (zh)
WO (1) WO2016067353A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9964599B2 (en) * 2016-06-20 2018-05-08 Lg Chem, Ltd. Diagnostic system for a DC-DC voltage converter
US10222429B2 (en) * 2016-06-20 2019-03-05 Lg Chem, Ltd. Diagnostic system for a DC-DC voltage converter
US10128648B2 (en) * 2016-06-20 2018-11-13 Lg Chem, Ltd. Diagnostic system for a DC-DC voltage converter
US10790844B2 (en) * 2018-06-21 2020-09-29 Lear Corporation Sensor measurement verification in quasi real-time
CN109720204A (zh) * 2018-12-24 2019-05-07 汉腾汽车有限公司 一种dc/dc转换器的故障检测系统及方法
DE102020203512A1 (de) 2020-03-19 2021-09-23 Psa Automobiles Sa Verfahren zur Diagnose eines Akkumulators, Computerprogrammprodukt sowie Kraftfahrzeug
JP7378626B2 (ja) 2020-06-30 2023-11-13 三菱電機株式会社 電力変換装置
US11835584B2 (en) * 2020-08-19 2023-12-05 Analog Devices International Unlimited Company Battery SOH determination circuit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014453A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Denso Corp ２電源型電池搭載車用冷却制御装置
CN101576581A (zh) * 2008-04-04 2009-11-11 株式会社电装 具有压控振荡器的电压检测装置以及电池状态控制系统
JP2010256634A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Canon Inc 画像形成装置及びその制御方法
CN102869534A (zh) * 2010-02-15 2013-01-09 矢崎总业株式会社 电压检测装置
JP2013102318A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Mitsubishi Electric Corp 二次電池の状態検知装置、二次電池の状態検知装置のための故障診断方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2658912B2 (ja) * 1994-10-28 1997-09-30 日本電気株式会社 半導体集積回路及びそのテスト方法
JP2001345699A (ja) * 2000-06-02 2001-12-14 Nec Microsystems Ltd Ａ／ｄ変換器の試験回路及びその試験方法
JP4259411B2 (ja) 2004-07-16 2009-04-30 株式会社デンソー Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP5510639B2 (ja) * 2010-01-15 2014-06-04 日本電気株式会社 Ａｄ変換器
JP2013085332A (ja) * 2011-10-06 2013-05-09 Denso Corp 電源システムの異常判断装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014453A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Denso Corp ２電源型電池搭載車用冷却制御装置
CN101576581A (zh) * 2008-04-04 2009-11-11 株式会社电装 具有压控振荡器的电压检测装置以及电池状态控制系统
JP2010256634A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Canon Inc 画像形成装置及びその制御方法
CN102869534A (zh) * 2010-02-15 2013-01-09 矢崎总业株式会社 电压检测装置
JP2013102318A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Mitsubishi Electric Corp 二次電池の状態検知装置、二次電池の状態検知装置のための故障診断方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016067353A1 (ja) 2016-05-06
US20170232861A1 (en) 2017-08-17
DE112014007109B4 (de) 2022-11-03
US10173546B2 (en) 2019-01-08
DE112014007109T5 (de) 2017-07-27
JPWO2016067353A1 (ja) 2017-04-27
JP6253800B2 (ja) 2017-12-27
CN107078744A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107078744B (zh) 车载用dcdc转换器
US10069314B2 (en) String control unit auto-configuration and fault communication systems and methods
KR102253328B1 (ko) 차량용 전원 시스템
JP6072912B2 (ja) ハイブリッド駆動システム
JP5854242B2 (ja) 電動車両を用いた電力供給装置
EP2670018A1 (en) Electric vehicle battery system
US10343524B2 (en) Weld detection apparatus and weld detection method
JP6412847B2 (ja) 蓄電装置及び制御方法
CN107428254A (zh) 车辆的电源装置
KR20150077820A (ko) 자동차의 보조배터리 충전 시스템 및 방법
KR101856367B1 (ko) 배터리 전류 검출용 전류 센서의 옵셋 전류 측정 시스템 및 방법
US20170352203A1 (en) Method and device for controlling an electric or a hybrid electric vehicle
JP4225122B2 (ja) 負荷駆動回路における異常監視装置
CN111391665A (zh) 充电系统
KR102542960B1 (ko) 전기자동차용 전력변환장치의 고장진단 시스템
US20130043861A1 (en) Voltage detection device for fuel cell
KR101673345B1 (ko) 연료전지 차의 절연저항 측정방법 및 절연저항 측정장치
EP3640075A1 (en) Railroad vehicle
JP2010273412A (ja) 二次電池の充電制御装置
KR20140065209A (ko) 전기자동차 및 그 제어방법
JP2014232674A (ja) リレー診断装置
JP5724866B2 (ja) 監視システムおよび監視方法
JP2018033269A (ja) 電動車両の電源制御装置
JP2017063544A (ja) 電流判定装置及び車載機器
US20190047420A1 (en) Electric power control device and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant