CN108025691A - 车载用电源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种车载用电源装置，在对外部供电的主电池与副电池之间不易产生潜行电流。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多个二极管对以及与全部二极管对并联连接的开关。副电池经由开关而连接于主电池。二极管对所具有的两个二极管以正向彼此相反的方式串联连接。

Description

车载用电源装置

技术领域

本发明涉及一种车载用电源装置。

背景技术

近年来，车辆负载的电动化正推进。在电动化的负载中还存在起到与行驶、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(包括该功能失灵：下同)。因此，提出了作为电源的备用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备用的对象的负载(以下称为“备用负载”)进行供电。

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在适合范围内，则主电池和副电池经由开关而并联连接于备用负载。这有可能在主电池与副电池之间产生潜行电流。

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产生潜行电流的车载用电源装置。

用于解决课题的技术方案

车载用电源装置包括：至少一个二极管对；开关，与全部所述二极管对并联连接；车载用的主电池；以及车载用的副电池，经由所述开关而连接于所述主电池。所述二极管对具有以正向彼此相反的方式串联连接的第1二极管和第2二极管。

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产生潜行电流的车载用电源装置。

附图说明

图1是示出第1实施方式的车载用电源装置的图。

图2是示出第2实施方式的车载用电源装置的图。

图3是示出与变形相关的车载用电源装置的图。

图4是示出第1比较例的电路图。

图5是示出第2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明确，首先，作为成为比较对象的技术，说明比较例。

图4是示出第1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，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的发电功能进行充电。

从车载用电源装置100C的外部对主电池1连接普通负载5以及起动机8。普通负载5是不成为副电池2的备用的对象的负载，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。普通负载5以及起动机8是公知的负载，不是具有在比较例以及实施方式中特有的特征的装置，因此省略详细的说明。

备用负载60是期望即使来自主电池1的供电消失仍维持电力供给的负载，作为例子，能够列举例如线控换档用促动器、电子控制制动力分配系统。

副电池2是车载用的，由交流发电机9以及主电池1中的至少某一方充电。作为主电池1，例如采用铅蓄电池，作为副电池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还能够采用双电层电容器。

为了避免向副电池2的充电电流变成过电流，在车载用电源装置100C还设置与副电池2一起夹着电源箱30C(更详细地说，后述的开关31)并且与它们一起串联连接的熔断器。在图4的示例中，该熔断器容纳在熔断器箱4中。

车载用电源装置100C经由主供电路径L1和副供电路径L2向备用负载60供电。主供电路径L1在与固定电位点(在此接地)之间并联连接有主电池1、普通负载5和备用负载60。即，普通负载5和备用负载60均经由主供电路径L1而接受电力。

副供电路径L2连接于电源箱30C，是从副电池2向备用负载60供电的路径。因此，备用负载60不仅经由主供电路径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。

为了防止向备用负载60的供电中的过电流，在主供电路径L1以及副供电路径L2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、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容纳开关31和上述熔断器32。作为开关31，例如能够采用继电器。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，在不充电时，根据动作，选择闭合状态/开路状态。在比较例以及实施方式中，不对副电池2进行充电时的开关31中的这样的闭合状态/开路状态的选择不是本质内容。因此，省略关于上述选择的详细说明，在此，仅限于指出通过未图示的控制装置、例如车载ECU(发动机控制单元)来进行。

不过，在专利文献1中虽然不明确，在这样通过两个供电路径对备用负载60进行供电的情况下，期望避免主电池1与副电池2之间产生潜行电流(以下暂时称为“电池间回流”)。这是由于，电池间回流会导致主电池1以及副电池2中的一方或者双方的劣化。

电池间回流的产生能够通过附带设置于备用负载60的二极管组60d来避免。在此，设想主电池1以及副电池2均对备用负载60的正极侧施加电压的情况。构成二极管组60d的一对二极管中的任一方的阴极都朝向备用负载60地配置，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2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2比较例中，与第1比较例不同，设置有多个备用负载61、62、63、…。

在第2比较例中，也与第1比较例同样地，主供电路径L1在与接地之间并联连接有主电池1、普通负载5和备用负载61、62、63、…。与第1比较例同样地，普通负载5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、…，分别成为向备用负载61、62、63、…的供电路径。为了防止备用负载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、…容纳于熔断器箱70的情况。

第2比较例中的车载用电源装置100D具有将第1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1比较例中说明的开关31。开关31夹在副电池2与熔断器箱4内的熔断器之间，并与它们串联连接。

在第2比较例中，代替第1比较例所示的副供电路径L2，而设置有多个副供电路径L21、L22、L23、…，它们从电源箱30D引出，更详细地说，从副电池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、…分别向备用负载61、62、63、…供电。为了防止备用负载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、…容纳于电源箱30D的情况。

备用负载61不仅经由供电支路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，为了避免备用负载61中的电池间回流的产生，设置有二极管组61d。二极管组61d也与第1比较例所示的二极管组60d同样地，由一对二极管构成。这一对二极管中的任一方的阴极都朝向备用负载61而配置，阳极分别朝向供电支路L11和副供电路径L21而配置。

在其他备用负载62、63、…中也同样地，设置有二极管组62d、63d、…。但是，这样分别对备用负载61、62、63、…设置二极管组61d、62d、63d、…不仅会招致由部件个数引起的成本上升，还会招致由设计工序的增多引起的成本上升。与第1比较例相比，这在如第2比较例那样备用负载的个数较多的情况下成为更显著的问题。

更具体地说明由设计工序的增大引起的成本上升。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以及负载的经历，在该负载的设计中当然未设想到二极管组。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，除它们自身以外，备用负载60、61、62、63、…的设计也必须设想二极管组而重新进行。

但是，如果如在上述目的中所示的那样得到在对外部供电的主电池1与副电池2之间不易产生潜行电流的车载用电源装置，则不需要变更作为供电的对象的负载其自身的设计，另外，还能够避免由分别设置二极管组引起的成本上升。

以下，说明多个实施方式的车载用电源装置。在任一个实施方式中，只要没有特别地说明，则附加有与上述比较例相同的标号的结构要素都起到与上述比较例的该结构要素相同或者等同的功能。

{第1实施方式}

图1是示出备用负载61、62、63、…以及此外的普通负载5与对它们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同样地，车载用电源装置100A期望还具备与副电池2一起夹着电源箱3并且与它们一起串联连接的熔断器。在此，与第1比较例以及第2比较例同样地，例示出该熔断器容纳于熔断器箱4的情况。

主电池1从车载用电源装置100A的外部通过交流发电机9的发电功能进行充电。从车载用电源装置100A的外部对主电池1连接普通负载5以及起动机8。与第1比较例、第2比较例同样地，普通负载5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2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1比较例、第2比较例中说明的开关31。开关31夹在副电池2与熔断器箱4内的熔断器之间，并与它们串联连接。副电池2经由开关31连接到主电池1。

在本实施方式中，也与第2比较例同样地，副电池2经由副供电路径L21、L22、L23、…分别向备用负载61、62、63、…供电。另外，与第2比较例同样地，在副供电路径L21、L22、L23、…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、…容纳于电源箱30A的情况。

电源箱30A具备构成二极管对的二极管331、341。二极管331、341以各自的正向彼此相反的方式串联连接。在此，设想主电池1以及副电池2均对备用负载的正极侧施加电压的情况，因此，二极管331、341的阴极之间彼此连接。副供电路径L21连接到二极管331、341彼此的连接点，在此连接到它们的阴极。

电源箱30A还具备构成二极管对的二极管332、342。它们也以各自的正向彼此反向的方式串联连接，双方之间的连接点(在此是各自的阴极)连接于副供电路径L22。二极管333、343也同样地以各自的正向彼此反向的方式串联连接而构成二极管对，双方之间的连接点连接到副供电路径L23。

将开关31与上述全部二极管对并联连接。即，二极管331、332、333的阳极连接到开关31的熔断器箱4侧的端部31a，二极管341、342、343的阳极连接到开关31的副电池2侧的端部31b。

＜动作＞

在副电池2的充电率较低的情况下，开关31导通，通过主电池1以及交流发电机9中的至少某一方对副电池2进行充电。此时，即使在主电池1与副电池2之间流过电流，该电流也是从主电池1流向副电池2的充电电流，不会对两者造成不良影响。在副电池2的充电率处于适合范围内的情况下，开关31未导通，停止向副电池2的充电。

此外，在对副电池2进行了充电的状态下，开关31未导通。此时，二极管331、341以正向为相反朝向的方式串联连接，因此，二极管组不妨碍开关31开路的状况。关于二极管332、342以及二极管333、343，也一样。

因此，无论从主电池1还是从副电池2，都能够经由副供电路径L21、L22、L23、…(或者进一步地经由熔断器321、322、323、…)向车载用电源装置100A的外部(在此是备用负载61、62、63、…)供电，并且避免电池间回流。

并且，由于二极管331、332、333、341、342、343设置在车载用电源装置100A中，因此，在备用负载61、62、63、…中，不需要对备用负载60、61、62、63、…设置如第1比较例、第2比较例所示的二极管组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以及主电池1这两者丧失其供电功能的情况下(还包括失效)，也能够确保从副电池2经由二极管341、342、343、…的阴极向外部(在此是备用负载61、62、63、…)的供电。

在本实施方式中，进而，不设置第2比较例那样的供电支路L11、L12、L13、…，因此，布线变得简易，另外，也不需要熔断器71、72、73、…，存在削减部件个数的优点。具体来说，与第2比较例相比，熔断器的个数与备用负载的个数相应地降低。

{第2实施方式}

图2是示出备用负载61、62、63、…以及此外的普通负载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1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具有从电源箱30A删除二极管332、333、…和二极管342、343、…以及熔断器322、323、…而得到的结构。更具体来说，构成二极管对的二极管331、341串联连接，各自的阴极连接到副供电路径L21。将开关31与该二极管对并联连接。在此，二极管对是一个，但与第1实施方式同样地，能够将开关31与全部二极管对并联连接。

副供电路径L21在相对于熔断器321与二极管331、341相反一侧分支成供电支路L211、L212、L213、…，分别成为向备用负载61、62、63、…的供电路径。为了防止备用负载61、62、63、…中的过电流，在供电支路L211、L212、L213、…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、…容纳于熔断器箱70的情况。

在本实施方式中，由二极管331兼顾第1实施方式中的二极管331、332、333、…，由二极管341兼顾第1实施方式中的二极管341、342、343、…，由熔断器321兼顾第1实施方式中的熔断器321、322、323、…。

＜动作＞

这样，在一个二极管对中，连接二极管331与二极管341之间的连接点被连接到多个备用负载61、62、63、…各自的一端。因此，无论从主电池1还是从副电池2，都能够经由副供电路径L2以及供电支路L211、L212、L213、…(或者进一步地经由熔断器321、71、72、73、…)向车载用电源装置100B的外部(在此是备用负载61、62、63、…)供电，并且避免电池间回流。

然后，与第1实施方式同样地，在备用负载61、62、63、…中，不需要对备用负载60、61、62、63、…设置二极管组60d、61d、62d、63d、…，不需要针对各负载的新的设计工序。

而且，即使在交流发电机9以及主电池1这两者丧失其供电功能的情况下，也能够确保从副电池2向外部(在此是备用负载61、62、63、…)的供电。

在本实施方式中，进而，与第1实施方式相比，二极管的个数降低从备用负载的个数减1而得到的值的两倍。即，即使备用负载的个数较多，也不需要将二极管的个数设置得较多，根据降低部件个数的观点，比第1实施方式更有利。

另外，第1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，因此，在本实施方式中，还能够省略熔断器321，在该情况下，进一步地降低部件个数。

另一方面，在第1实施方式中，针对每个备用负载设置二极管对，因此，能够适当地选定构成二极管对的二极管的规格。因此，与第2实施方式相比，二极管的规格不易变得过度(超规格)，根据该观点是有利的。

如上所述详细说明了本发明，但上述说明在所有方面都是示例，本发明不限定于此。应当认为，在不脱离本发明的范围的情况下，能够设想到未例示的无数变形例。

例如，也可以是，将第2实施方式的副供电路径L21应用于第1实施方式的副供电路径L21，并使其分支成供电支路L211、L212、L213，这些供电支路成为向多个备用负载的供电路径。进而，第1实施方式的副供电路径L22也可以与第2实施方式的副供电路径L21同样地，使其分支成多个供电支路而成为向多个备用负载的供电路径(参照图3)。

标号说明

1 主电池

2 副电池

31 开关

331、332、333、341、342、343 二极管

61、62、63 备用负载

100A、100B 车载用电源装置。

Claims (3)

1.一种车载用电源装置，包括：

至少一个二极管对，该二极管对具有以正向彼此相反的方式串联连接的第1二极管和第2二极管；

开关，与全部所述二极管对并联连接；

车载用的主电池；以及

车载用的副电池，经由所述开关而连接于所述主电池。

2.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于，

所述二极管对针对作为从所述副电池供电的对象的负载中的每个负载而设置。

3.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其特征在于，

在一个所述二极管对中将所述第1二极管与所述第2二极管连接的连接点被连接到作为从所述副电池供电的对象的负载中的一个负载或者多个负载。