CN108025689A - 车载用电源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种在对外部供电的主电池与副电池之间不易发生电流的蔓延的车载用电源装置。车载用电源装置具备车载用的主电池和车载用的副电池。车载用电源装置还具备至少一个继电器。开关连接在主电池与副电池之间，在与副电池相反一侧具有第一端。继电器具有至少一个第一接点及与第一接点成对的第二接点，第二接点连接于副电池。在继电器中，第一接点与第二接点形成对，为常闭型。至少在第一接点与第二接点非导通的状态下，第一接点与第一端连接。

Description

车载用电源装置

技术领域

本发明涉及车载用电源装置。

背景技术

近年来，车辆负载的电动化正在推进。在电动化的负载中，也存在起到与行驶、转向、停止相关的功能的负载。因此，应该避免电池功能的消失(包括该功能不良：下同)。因此，提出了作为电源的备用品而搭载副电池的技术(参照下述专利文献1)。

在专利文献1中，从主电池和副电池对作为支援的对象的负载(下面称为“支援负载”)供电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-83404号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中，如果主电池未发生劣化且副电池的充电率处于合适范围内，则将主电池和副电池经由开关并联地相对于支援负载连接。这有可能发生主电池与副电池之间的电流的蔓延(日文：回り込み)。

因此，本发明的目的在于提供一种在对外部供电的主电池与副电池之间不易发生电流的蔓延的车载用电源装置。

用于解决课题的技术方案

车载用电源装置具备车载用的主电池、车载用的副电池、开关和继电器。所述开关连接在所述主电池与所述副电池之间，在与所述副电池相反一侧具有第一端。所述继电器具有至少一个第一接点及与该第一接点成对的第二接点。所述第二接点连接于所述副电池。关于所述对，所述第一接点和所述第二接点为常闭型，至少在所述对非导通的状态下，所述第一接点与所述第一端连接。

发明效果

提供一种在对外部供电的主电池与副电池之间不易发生电流的蔓延的车载用电源装置。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的车载用电源装置的图。

图2是示出第二实施方式所涉及的车载用电源装置的图。

图3是示出第二实施方式的变形所涉及的车载用电源装置的图。

图4是示出第一比较例的电路图。

图5是示出第二比较例的电路图。

具体实施方式

{比较例}

为了使后述的实施方式的优点清楚，首先将比较例作为成为比较对象的技术而进行说明。

图4是示出第一比较例的电路图。车载用电源装置100C具备主电池1、副电池2、电源箱30C。

主电池1是车载用的电池，从车载用电源装置100C的外部进行充电。具体来说，主电池1连接于车载的交流发电机9，通过交流发电机9的发电功能来进行充电。

起动机8与一般负载5一起从车载用电源装置100C的外部连接于主电池1。一般负载5是不为副电池2的支援的对象的负载，例如是车载空调机。起动机8是使未图示的发动机启动的电动机。一般负载5及起动机8是公知的负载，在比较例及实施方式中不是具有特有特征的物体，所以省略详细说明。

支援负载60是期望即使来自主电池1的供电消失也维持电力供给的负载，作为例子，例如可以举出线控换档用致动器、电子控制制动力分配系统。

副电池2是车载用的电池，由交流发电机9及主电池1中的至少任一方进行充电。主电池1例如采用铅蓄电池，副电池2例如采用锂离子电池。主电池1、副电池2均是包括电容器的概念，例如，副电池2也可以采用双电层电容器。

为了避免向副电池2的充电电流变成过电流，车载用电源装置100C还具备与副电池2一起夹着电源箱30C(更详细地说是后述的开关31)而与它们一起串联连接的熔断器。在图4的示例中，该熔断器收容于熔断器箱4。

车载用电源装置100C经由主供电路径L1和副供电路径L2对支援负载60进行供电。主供电路径L1在该路径与固定电位点(在此是大地)之间将主电池1、一般负载5及支援负载60并联连接。即，一般负载5和支援负载60均经由主供电路径L1接受电力。

副供电路径L2连接于电源箱30C，是从副电池2向支援负载60供电的路径。因此，支援负载60不仅能够经由主供电路径L1从主电池1接受电力，还能够经由副供电路径L2从副电池2接受电力。

为了防止向支援负载60的供电中的过电流，在主供电路径L1及副供电路径L2中分别设置有熔断器。在图4中，例示出主供电路径L1上的熔断器设置于熔断器箱70且副供电路径L2上的熔断器32设置于电源箱30C的情况。

电源箱30C收容开关31和上述熔断器32。开关31例如可以采用继电器。副供电路径L2从副电池2与开关31的连接点引出。

在对副电池2进行充电时，开关31处于闭合状态，在不对副电池2充电时，根据动作而选择闭合状态/断开状态。在比较例及实施方式中，不对副电池2进行充电时的开关31的这样的闭合状态/开路状态的选择不是本质性的内容。因此，省略关于该选择的详细说明，在此仅指出，该选择由未图示的控制装置、例如车载ECU(发动机控制单元)来进行。

在专利文献1中虽然不清楚，但在这样通过两个供电路径对支援负载60进行供电的情况下，期望避免主电池1与副电池2之间的电流的蔓延(下面暂时称为“电池间环流”)。这是因为，电池间环流会招致主电池1及副电池2中的一方或双方的劣化。

电池间环流的产生能够通过附设于支援负载60的二极管群60d来避免。在此，设想主电池1及副电池2均以高于大地的电位对支援负载60进行供电的情况。构成二极管群60d的一对二极管中的任何一方的阴极都朝向支援负载60配置，阳极分别朝向主供电路径L1和副供电路径L2配置。

图5是示出第二比较例的电路图。车载用电源装置100D具备主电池1、副电池2、电源箱30D。在第二比较例中，与第一比较例不同，设置多个支援负载61、62、63、…。

在第二比较例中，也与第一比较例同样，主供电路径L1在该路径与大地之间将主电池1、一般负载5及支援负载61、62、63、…并联连接。一般负载5与第一比较例同样地经由主供电路径L1接受电力。

主供电路径L1分支成供电支路L11、L12、L13、…，它们分别是向支援负载61、62、63、…的供电路径。为了防止支援负载61、62、63、…中的过电流，在供电支路L11、L12、L13、…中分别设置对应的熔断器71、72、73、…。在图5中，例示出熔断器71、72、73、…收容于熔断器箱70的情况。

第二比较例中的车载用电源装置100D具有将第一比较例中的车载用电源装置100C的电源箱30C置换成电源箱30D而得到的结构。电源箱30D具有在第一比较例中说明的开关31。开关31由副电池2和熔断器箱4内的熔断器夹着而与它们串联连接。

在第二比较例中，取代第一比较例所示的副供电路径L2而设置多个副供电路径L21、L22、L23、…，它们从电源箱30D(更详细地说是副电池2与开关31的连接点)引出。副电池2经由副供电路径L21、L22、L23、…分别向支援负载61、62、63、…供电。为了防止支援负载61、62、63、…中的过电流，在副供电路径L21、L22、L23、…中分别设置对应的熔断器321、322、323、…。在图5中，例示出熔断器321、322、323、…收容于电源箱30D的情况。

支援负载61不仅能够经由供电支路L11从主电池1接受电力，还能够经由副供电路径L21从副电池2接受电力。因此，为了避免支援负载61处的电池间环流的产生而设置二极管群61d。二极管群61d也与第一比较例所示的二极管群60d同样地由一对二极管构成。这一对二极管中的任何一方的阴极都朝向支援负载61配置，阳极分别朝向供电支路L11和副供电路径L21配置。

在其他的支援负载62、63、…处也同样地设置二极管群62d、63d、…。但是，这样分别对支援负载61、62、63、…设置二极管群61d、62d、63d、…不仅会招致由部件件数导致的成本上升，还会招致由设计工序的增大导致的成本上升。与第一比较例相比，在如第二比较例那样支援负载的个数多的情况下，这成为更显著的问题。

对由设计工序的增大导致的成本上升更具体地进行说明。存在以不采用副电池2的设计思想来设计车载用电源装置及负载的历史，在该负载的设计中，当然没有设想二极管群。因此，在以使用副电池2的设计思想来设计车载用电源装置100C、100D的情况下，除了它们自身以外，支援负载60、61、62、63、…的设计也必须设想二极管群而重新进行。

但是，如果如在上述目的中所示那样得到在对外部供电的主电池1与副电池2之间不易发生电流的蔓延的车载用电源装置，则既不需要变更成为供电的对象的负载其自身的设计，另外也能够避免由分别设置二极管群导致的成本上升。

下面，对多个实施方式的车载用电源装置进行说明。在任何一个实施方式中，只要没有特别说明，则标注有与上述比较例相同的标号的构成要素起到与上述比较例的该构成要素相同或等同的功能。

{第一实施方式}

图1是示出支援负载61、62、63、…及其他的一般负载5与对它们进行供电的车载用电源装置100A的连接关系的电路图。

＜结构＞

车载用电源装置100A具备主电池1、副电池2、电源箱30A。与车载用电源装置100C、100D同样，车载用电源装置100A优选还具备与副电池2一起夹着电源箱3而与它们一起串联连接的熔断器。在此，例示出该熔断器与第一比较例及第二比较例同样地收容于熔断器箱4的情况。

主电池1通过交流发电机9的发电功能而从车载用电源装置100A的外部进行充电。起动机8与一般负载5一起从车载用电源装置100A的外部连接于主电池1。一般负载5与第一比较例、第二比较例同样地经由主供电路径L1接受电力。

本实施方式中的车载用电源装置100A具有将第二比较例中的车载用电源装置100D的电源箱30D置换成电源箱30A而得到的结构。电源箱30A具有在第一比较例、第二比较例中说明的开关31。开关31由副电池2和熔断器箱4内的熔断器夹着而与它们串联连接。副电池2经由开关31连接于主电池1。换言之，开关31连接在主电池1与副电池2之间。开关31在副电池2侧具有端部31b，在与副电池2相反一侧具有端部31a。

在本实施方式中，也与第二比较例同样，副电池2经由副供电路径L21、L22、L23、…分别向支援负载61、62、63、…供电。另外，与第二比较例同样，在副供电路径L21、L22、L23、…中分别设置对应的熔断器321、322、323、…。在图1中，例示出熔断器321、322、323、…收容于电源箱30A的情况。

电源箱30A除了开关31、熔断器321、322、323、…之外，还具备针对每个支援负载61、62、63、…设置的多个接点对。具体来说，具备继电器361、362、363、…作为接点对。继电器361具有第一接点361c及第二接点361b，是常闭型的继电器。同样地，继电器362具有第一接点362c及第二接点362b，继电器363具有第一接点363c及第二接点363b，继电器362、363、…也是常闭型的继电器。第二接点361b、362b、363b共同连接于副电池2。在此，第二接点361b、362b、363b连接于开关31的副电池2侧的端部31b。

全部的第一接点361c、362c、363c、…至少在接点对(在此是继电器361、362、363、…)断开的状态下与开关31的与副电池2相反一侧(在此是熔断器箱4侧)的端部31a连接。在本实施方式中，第一接点361c、362c、363c始终与端部31a连接。第一接点361c、362c、363c分别经由熔断器321、322、323、…也连接于副供电路径L21、L22、L23、…。

＜动作＞

在副电池2的充电率低的情况下，开关31导通而由主电池1及交流发电机9中的至少任一方对副电池2进行充电。此时，即使在主电池1与副电池2之间流动电流，该电流也是从主电池1朝向副电池2流动的充电电流，不会对两者造成不良影响。在副电池2的充电率成为了合适范围的情况下，开关31变成非导通而停止向副电池2的充电。

继电器361、362、363、…通常由未图示的控制装置、例如车载ECU(发动机控制单元)设定成非导通状态(断开)。因此，如果开关31变成非导通，则通常会以从第一接点361c、362c、363c向支援负载61、62、63、…的方式经由副供电路径L21、L22、L23、…从主电池1供电。

另一方面，第一接点361c、362c、363c不与副电池2连接，副电池2通过继电器361、362、363、…及开关31而与主电池1切断。由此，既能确保向外部(在此是支援负载61、62、63、…)的供电，又能避免电流间环流。

此外，在本实施方式中，开关31与继电器361、362、363、…处于并联连接的关系，所以在开关31导通的情况下，继电器361、362、363、…处于断开/闭合中的哪一个状态无关紧要。因此，在开关31导通的情况下，根据在此不考虑的情形，上述控制装置也可以使继电器361、362、363、…成为闭合状态。在该情况下，在开关31变成非导通的同时，或者从此时起经过规定时间之后，使继电器361、362、363、…成为断开状态。该规定时间能够设定为电池间环流主电池1与副电池2的电位差小等电池间环流实际上不会成为问题的时间。

在交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能的情况下(也包括失效)，控制装置将继电器361、362、363、…设定成导通状态(闭合)。或者，也存在由于交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能而控制装置无法设定继电器361、362、363、…的情况。但是，由于继电器361、362、363、…为常闭型，所以在这样的情况下，继电器361、362、363、…也实现导通状态。

这样，第一接点361c、362c、363c、…分别与第二接点361b、362b、363b、…连接，从而从副电池2经由副供电路径L21、L22、L23、…向支援负载61、62、63、…供电。

并且，在支援负载61、62、63、…处，不需要对支援负载60、61、62、63、…设置第一比较例、第二比较例那样的二极管群60d、61d、62d、63d、…，不需要分别针对它们的新的设计工序。

而且，在本实施方式中，由于不设置第二比较例那样的供电支路L11、L12、L13、…，所以布线变得简易，另外也不需要熔断器71、72、73、…。具体来说，与第二比较例相比，熔断器的个数减少支援负载的个数。

继电器361、362、363既可以作为单独的继电器而设置，也可以由具有多个接点对的继电器来实现。

{第二实施方式}

图2是示出支援负载61、62、63、…及此外的一般负载5与对它们供电的车载用电源装置100B的连接关系的电路图。

＜结构＞

车载用电源装置100B具有将在第一实施方式中说明的车载用电源装置100A中的电源箱30A置换成电源箱30B而得到的结构。电源箱30B具有开关31、继电器35、熔断器32。

继电器35具有第一接点35c、第二接点35b和第三接点35a。将第二接点35b及第三接点35a互补地连接于第一接点35c。第三接点35a连接于开关31的一端、在此是离主电池1比离副电池2近的一侧的端部31a。第二接点35b连接于开关31的另一端、在此是离副电池2比离主电池1近的一侧的端部31b。

因此，能够使用与第一实施方式相同的表述而如以下那样描述：至少在第一接点35c与第二接点35b之间非导通的状态下，全部(在此是一个)第一接点35c与开关31的与副电池2相反一侧(在此是熔断器箱4侧)的端部31a连接。

从车载用电源装置100B引出副供电路径L20。具体来说，副供电路径L20连接于第一接点35c。熔断器32设置于副供电路径L20。

副供电路径L20在相对于熔断器32与继电器35相反的一侧分支成供电支路L201、L202、L203、…，它们分别是向支援负载61、62、63、…的供电路径。为了防止支援负载61、62、63、…中的过电流，在供电支路L201、L202、L203、…中分别设置对应的熔断器71、72、73、…。在图2中，例示出熔断器71、72、73、…收容于熔断器箱70的情况。

在本实施方式中，第一实施方式中的继电器361、362、363、…置换成继电器35，熔断器321、322、323、…由熔断器32兼用。

＜动作＞

在副电池2进行充电时，与第一实施方式同样，开关31导通而由主电池1及交流发电机9中的至少任一方对副电池2进行充电。此时，即使在主电池1与副电池2之间流动电流，该电流也是从主电池1朝向副电池2流动的充电电流，不会对两者造成不良影响。

此时，由于开关31导通，所以在继电器35中无论第一接点35c连接于第二接点35b和第三接点35a中的哪一方，电流的流动都不会改变。即，充电时的继电器35的动作无关紧要。

在副电池2的充电率成为了合适范围的情况下，开关31变成非导通而停止向副电池2的充电。由于继电器35将第一接点35c互补地连接于第二接点35b和第三接点35a中的任一方，所以继电器35不妨碍开关31非导通的状况。因此，在经由继电器35(或者进一步经由熔断器32)向车载用电源装置100的外部(在此是支援负载61、62、63、…)供电时，能够避免电池间环流。

不过，一般来说，为了维持副电池2的充电量，通常将第一接点35c设定成与第二接点35b非导通且与第三接点35a导通的状态。该继电器35的设定由未图示的控制装置、例如车载ECU来执行。

因此，如果开关31变成非导通，则通常以从第一接点35c向支援负载61、62、63、…的方式经由供电支路L201、L202、L203、…从主电池1供电。或者，在开关31导通的情况下，根据在此不考虑的情形，上述控制装置也可以在继电器35中将第一接点35c设定成与第二接点35b导通且与第三接点35a非导通的状态。在该情况下，从副电池2经由供电支路L201、L202、L203、…向支援负载61、62、63、…供电。

并且，在交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能的情况下，通过继电器35将其第一接点35c连接于第二接点35b，能够确保从副电池2经由第一接点35c向外部的供电。

或者，也存在由于交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能而控制装置无法设定继电器35的情况。但是，如果继电器35的第三接点35a是常开接点且第二接点35b是常闭接点(换言之，如果第一接点35c与第二接点35b为常闭型)，则在这样的情况下，在继电器35中第一接点35c也与第二接点35b导通。因此，从副电池2经由供电支路L201、L202、L203、…向支援负载61、62、63、…供电。

在本实施方式中，也无需在支援负载61、62、63、…处对支援负载60、61、62、63、…设置第一比较例、第二比较例所示的二极管群60d、61d、62d、63d、…，不需要分别针对它们的新的设计工序。

而且，即使在交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能的情况下，也能够确保从副电池2向外部(在此是支援负载61、62、63、…)的供电。

在本实施方式中，与第一实施方式相比，接点对的个数进一步按从支援负载的个数减去1而得到的值降低。即，即使支援负载的个数多，也不需要设置大量接点对，能够降低部件件数。这在能够使所采用的继电器小型化的观点上比第一实施方式更为有利。

另外，第一实施方式中的熔断器321、322、323的功能实质上通过熔断器71、72、73的功能来提供，所以在本实施方式中也能够省略熔断器32，在该情况下，能够进一步地降低部件件数。

另一方面，在第一实施方式中，由于针对每个支援负载设置接点对，所以在与第二实施方式相比能够减小对各个接点对要求的电流容量的观点上是有利的。

＜变形＞

在电源箱30B中，即使是继电器35不具有或不使用第三接点35a的方式，也能得到第二实施方式的效果。图3是示出该变形的电路图。在第二实施方式中，熔断器32不仅与第一接点35c连接，还与端部31a连接。另外，在继电器35中，第一接点35c与第二接点35b为常闭型(第二接点35b是常闭接点)。

在这样的结构中，如果与第一实施方式的继电器361、362、363、…同样地控制继电器35，则能够与第一实施方式同样地避免电池间环流。当然，不需要二极管群61d、62d、63d的新的设计工序。而且，即使在交流发电机9及主电池1的双方丧失了其供电功能的情况下，也能够确保从副电池2向支援负载61、62、63、…的供电。而且，与第二实施方式同样，相比于第一实施方式，接点对的个数以从支援负载的个数减去1而得到的值降低。

虽然如以上那样详细说明了本发明，但上述说明在所有方面都是示例，本发明并不限定于此。应当认为，能够以不脱离本发明的范围的方式设想出未例示的无数变形例。

标号说明

1 主电池

2 副电池

31 开关

31a 端部

35、361、362、363 继电器

35a 第三接点

35b、361b、362b、363b 第二接点

35c、361c、362c、363c 第一接点

61、62、63 支援负载

100A、100B 车载用电源装置

Claims (3)

1.一种车载用电源装置，具备：

车载用的主电池；

车载用的副电池；

开关，连接在所述主电池与所述副电池之间，在与所述副电池相反一侧具有第一端；及

继电器，具有至少一个第一接点及与所述第一接点成对的第二接点，所述第二接点连接于所述副电池，关于所述对，所述第一接点和所述第二接点为常闭型，至少在所述对非导通的状态下，所述第一接点与所述第一端连接。

2.根据权利要求1所述的车载用电源装置，

所述对存在多个，针对作为来自所述副电池的供电的对象的每个负载而设置。

3.根据权利要求1所述的车载用电源装置，

所述继电器还具有第三接点，该第三接点与所述第一端连接，且与所述第二接点互补地连接于所述第一接点。