CN110352545A - 电源系统 - Google Patents
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Abstract
包括:第一A开关(SW1A),其在第一电气路径(L1)中设置成比第一电气路径(L1)与第一电气装置(16)的第一连接点(N1)更靠近第一蓄电池(11)侧;第一B开关(SW1B),其在第一电气路径中设置成比第一连接点更靠近第二蓄电池(12)侧;第二A开关(SW2A),其在第二电气路径(L2)中设置成比第二电气路径(L2)与第二电气设备(15)的第二连接点(N2)更靠近第一蓄电池侧;第二B开关(SW2B),其在第二电气路径中设置成比第二连接点更靠近第二蓄电池侧;旁通开关(31、62),其与第二A开关并联设置;以及开关控制部(51),其在系统工作状态下,根据对第一电气设备以及第二电气设备的通电请求,将第一A、第一B、第二A、第二B开关操作为闭合状态,并且使旁通开关变成断开状态。
Description
相关申请的援引
本申请基于2017年2月28日申请的日本申请号2017-037526号,在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及使用多个蓄电池的电源系统。
背景技术
以往,作为例如装设于车辆的车载电源系统,存在如下系统:铅蓄电池和锂离子蓄电池与发电机(例如ISG等)并联连接,并且该铅蓄电池和该锂离子蓄电池与电负载并联连接(例如专利文献1)。在该车载电源系统中,分开使用两个蓄电池,来对各种电负载供给电力,并且选择蓄电池,将来自ISG的电力充电。
在这样的电源系统中,为了分别使用2个蓄电池而使用多个半导体开关,在系统工作时,通过控制部适当控制各开关的开闭。此外,在电源系统中,为了在非工作时向电负载供给暗电流或进行故障安全处置,在绕过各开关的旁通路径上设置有旁通继电器。此外,作为防止过电流流过旁通路径的措施,在该旁通路径中适当地设置保险丝。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2015-93554号公报
发明内容
在此,在电源系统中,若控制部产生异常,则不能进行各开关的控制,从而各开关可能被意外地断开,产生对于电负载的电源故障的隐患。另外,在各个开关断开的状态下,考虑经由旁通路径的供电,但在旋转电机等中流过大电流的状况下,考虑保险丝被熔断,存在由于保险丝的熔断而导致电负载的电源故障的隐患。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的,其主要目的在于提供一种能够在控制部产生异常时适当地抑制电气设备的意外的电源故障的电源系统。
以下,对用于解决上述技术问题的手段及其作用效果进行说明。
第一方式是一种电源系统,其包括与第一电气路径并联连接的第一蓄电池和第二蓄电池,第一电气设备连接到上述第一电气路径,并且第二电气设备连接到第二电气路径,上述第二电气路径与上述第一电气路径并联地设置在两个蓄电池之间,
上述电源系统包括:第一A开关,其在上述第一电气路径的与上述第二电气路径并联的部分中,设置成比上述第一电气路径与上述第一电气设备的第一连接点更靠近上述第一蓄电池侧;
第一B开关,其在上述第一电气路径的与上述第二电气路径并联的部分中,设置成比上述第一连接点更靠近上述第二蓄电池侧;
第二A开关,其在上述第二电气路径中设置成比上述第二电气路径与上述第二电气设备的第二连接点更靠近上述第一蓄电池侧;
第二B开关,其在上述第二电气路径中设置成比上述第二连接点更靠近上述第二蓄电池侧;
常闭式旁通开关,其与上述第二A开关并联设置;以及
开关控制部,其在系统工作状态下,根据对上述第一电气设备以及上述第二电气设备的通电请求,将上述第一A、上述第一B、上述第二A、上述第二B开关操作为闭合状态,并且使上述旁通开关成为断开状态。
在电源系统的工作状态下,通过将第一A开关和第一B开关选择性地操作为闭合状态,能经由第一电气路径在第一蓄电池和第二蓄电池中的至少任一个与第一电气设备之间进行通电。此外,通过将第二A开关和第二B开关选择性地操作为闭合状态,能经由第二电气路径在第二电气设备与第一蓄电池和第二蓄电池中的至少任一个之间进行通电。
在上述情况下,当开关控制部中产生异常时,不能控制第一A、第一B、第二A和第二B中的各开关,从而使这些各开关成为断开状态。然而,由于常闭式旁通开关闭合,所以可以持续从第一蓄电池向第二电气设备通电。由此,能够避免因对第二电气设备的通电被意外地切断而产生的不良情况。也就是说,能够在控制部发生异常时适当地抑制电气设备的意外的电源故障。
根据第二方式,包括:常闭式第一旁通开关,其被设置在旁通路径中,上述旁通路径在上述第一电气路径中将上述第一A开关的一端侧与另一端侧连接;以及保险丝,其设置在上述旁通路径中,与上述第二A开关并联设置的上述旁通开关是第二旁通开关,并且设置在连接上述第二连接点和上述第一电气路径中的与上述第二电气路径的分支点的旁通路径中,上述开关控制部在系统工作状态下将上述第一旁通开关和上述第二旁通开关设定为断开状态。
在上述构造中,常闭式第一旁通开关和保险丝设置在第一A开关侧的旁通路径中,在第一A开关由于开关控制部中的异常发生而断开并且第一旁通开关闭合的状态中,如果过剩的电流流过第一A开关侧的旁通路径,则保险丝随之被熔断。在上述情况下,即使处于第一A、第一B、第二A和第二B中的各开关断开并且第一A开关侧的旁通路径中的保险丝熔断的状态下,通过将第二A开关侧的第二旁通开关设为闭合状态,从而能够持续从第一蓄电池到第二电气设备的通电。
在第三方式中,上述第一电气设备为具有发电功能的发电机,包括监视控制部,其监视上述开关控制部的状态,在判定为上述开关控制部异常的情况下,上述监视控制部进行发电限制并实施上述发电机的发电控制,以避免上述保险丝熔断。
在上述构造中,当开关控制部中产生异常时,通过监视控制部进行发电限制且实施发电控制,以在发电机中避免保险丝熔断。由此,避免了第一A开关侧的旁通路径上的保险丝熔断。因此,可以经由第一A开关侧的旁通路径实施从发电机向第一蓄电池的电力供给,并且可以实现第一蓄电池的持续使用。
在第四方式中,在判定为上述开关控制部异常的情况下,上述监视控制部将上述第一A开关控制为闭合状态,并且在该状态下,进行发电限制并实施上述发电机的发电控制,以避免上述保险丝熔断。
在上述情况下,在开关控制部中发生异常后,第一蓄电池和发电机(第一电气设备)之间经由第一旁通开关导通,并且经由第一A开关导通。在这种状态下,进行发电限制并实施发电机的发电控制,以避免第一A开关侧的旁通路径上的保险丝熔断。在上述情况下,可以提高从发电机供给到第一蓄电池的发电电力的容许水平,可以实现更适于对第一蓄电池进行充电的构造。
根据第五方式,包括:常开式或闩锁式的第一旁通开关,其设置在旁通路径上,上述旁通路径在上述第一电气路径中将上述第一A开关的一端侧与另一端侧连接;以及保险丝,其在上述旁通路径中设置成比上述第一旁通开关更靠近上述第一蓄电池一侧,与上述第二A开关并联设置的上述旁通开关是第二旁通开关,并且设置在旁通分支路径中,上述旁通分支路径连接上述旁通路径中的上述第一旁通开关与上述保险丝之间的中间点和上述第二连接点,上述开关控制部在系统工作状态下将上述第一旁通开关和上述第二旁通开关设置为断开状态。
在上述构造中,常开式或闩锁式第一旁通开关和保险丝设置在第一A开关侧的旁通路径中,第一旁通开关由于开关控制部中的异常发生而变为断开状态,避免了旁通路径上保险丝的熔断。另外,由于第二旁通开关成为闭合状态,从而能够持续从第一蓄电池向第二电气设备的通电。
在该方式中,特别地,连接第一A开关的一端侧和另一端侧的旁通路径被分支为两个路径,简而言之,第一电气路径中的第一A开关的位于第一蓄电池侧的一端侧分别连接至第一连接点(第一电气路径中的与第一电气设备的连接点)和第二连接点(第二电气路径中的与第二电气设备的连接点)。此外,在旁通路径中,在从第一A开关的一端侧延伸的分支前的路径部中设置有保险丝。在上述情况下,在开关控制部中发生异常时,若保险丝熔断则不可向第二电气设备通电,但如上所述,由于避免了保险丝的熔断,因此能够持续向第二电气设备的通电。
在第六方式中,上述第一电气设备是具有发电功能的发电机,包括监视上述开关控制部的状态的监视控制部,在判定为上述开关控制部异常的情况下,上述监视控制部将上述第一A开关控制为闭合状态。
在上述构造中,在开关控制部中发生异常后,通过监视控制部闭合第一A开关,从而使发电机(第一电气设备)和第一蓄电池之间导通。在这种情况下,通过使用发电机对第一蓄电池进行适当地充电,能够实现第一蓄电池的持续使用。
此外,在方式2的构造中,在开关控制部中发生异常后,第一A开关侧的旁通路径上的保险丝可能会被熔断,从而旁通路径被切断,但通过由监视控制部来闭合第一A开关,发电机(第一电气设备)与第一蓄电池之间被导通,从而能够对第一蓄电池进行适当地充电。
根据第七方式,包括:常闭式第一旁通开关,其设置在旁通路径中,上述旁通路径在上述第一电气路径中连接上述第一A开关的一端侧和另一端侧;保险丝,其在上述旁通路径中设置成比上述第一旁通开关更靠近上述第一蓄电池一侧;以及监视控制部,其监视上述开关控制部的状态,与上述第二A开关并联设置的上述旁通开关是第二旁通开关,并且设置在旁通分支路径中,上述旁通分支路径连接上述第二连接点和上述旁通路径中的上述第一旁通开关和上述保险丝之间的中间点,上述开关控制部在系统工作状态下将上述第一旁通开关和上述第二旁通开关设定为断开状态,当判定为上述开关控制部异常时,上述监视控制部将上述第一旁通开关设定为断开状态。
在上述构造中,常闭式第一旁通开关和保险丝设置在第一A开关侧的旁通路径中,当在开关控制部中发生异常时,第一A开关断开并且第一旁通开关被监视控制部断开,从而避免了旁通路径上的保险丝的熔断。另外,由于第二旁通开关成为闭合状态,从而能够持续从第一蓄电池向第二电气设备的通电。
在该方式中,特别地,连接第一A开关的一端侧和另一端侧的旁通路径被分支为两个路径,简而言之,第一电气路径中的第一A开关的位于第一蓄电池侧的一端侧分别连接至第一连接点(第一电气路径中的与第一电气设备的连接点)和第二连接点(第二电气路径中的与第二电气设备的连接点)。此外,在旁通路径中,在从第一A开关的一端侧延伸的分支前的路径部中设置有保险丝。在上述情况下,在开关控制部中发生异常时,若保险丝熔断则不可向第二电气设备通电,但如上所述,由于避免了保险丝的熔断,因此能够持续向第二电气设备的通电。
在第八方式中,具有延迟部,在从上述开关控制部输出指示上述第一旁通开关从断开状态转移到闭合状态的信号的情况下,上述延迟部使上述第一旁通开关的状态转移延迟,上述延迟部延迟该第一旁通开关的状态转移,直到上述监视控制部断开上述第一旁通开关之后为止。
在开关控制部中发生异常时,如果在通过监视控制部将第一旁通开关控制为断开状态之前,第一旁通开关由于来自开关控制部的断开指令停止而闭合,则存在保险丝因过大的电流而熔断的风险。另外,在开关控制部中异常发生时,考虑到监视控制部中的异常判定需要时间。在这方面,在上述构造中,设置有用于延迟第一旁通开关的状态转移的延迟部,通过该延迟部延迟第一旁通开关的状态转移,直到监视控制部断开第一旁通开关之后为止。由此,避免了保险丝的熔断,能够持续对第二电气设备的通电。
在第九方式中,上述监视控制部在系统工作状态下将上述第一旁通开关设定为常开状态。
在上述构造中,在系统工作时,第一旁通开关在开关控制部的异常发生前后维持在断开状态。由于第一旁通开关保持断开状态,所以避免了由于过电流而导致的保险丝熔断。
在第十方式中,上述第一电气设备是具有发电功能的发电机,在判定为上述开关控制部异常的情况下,上述监视控制部将上述第一A开关控制为闭合状态。
在上述构造中,在开关控制部中发生异常后,通过监视控制部闭合第一A开关,从而使发电机(第一电气设备)和第一蓄电池之间导通。在这种情况下,通过使用发电机对第一蓄电池进行适当地充电,能够实现第一蓄电池的持续使用。
在第十一方式中,上述第一A开关具有相互并联设置的多个开关部,对于上述多个开关部,分别单独地设置有电源驱动部,上述多个开关部根据输入到每个上述电源驱动部的指令信号而被操作为闭合状态。
在上述构造中,在设置于第一电气路径的第一A开关中,相互并联的多个开关部分别由单独的电源驱动部驱动而被操作为闭合状态。在这种情况下,即使假设在第一A开关中的任一开关部产生电源故障,也能够实现没有产生电源故障的开关部的开闭。因此,在开关控制部中发生异常后,可以通过发电机的发电来可靠地向第一蓄电池进行供电。
第十二方式是一种电源系统,其包括与第一电气路径并联连接的第一蓄电池和第二蓄电池,第一电气设备连接到上述第一电气路径,并且第二电气设备连接到第二电气路径,上述第二电气路径与上述第一电气路径并联地设置在两个蓄电池之间,
上述电源系统包括:第一A开关,其在上述第一电气路径的与上述第二电气路径并联的部分中设置成比上述第一电气路径与上述第一电气设备的第一连接点更靠近上述第一蓄电池侧;
第一B开关,其在上述第一电气路径的与上述第二电气路径并联的部分中设置成比上述第一连接点更靠近上述第二蓄电池侧;
第二A开关,其在上述第二电气路径中设置成比上述第二电气路径与上述第二电气设备的第二连接点更靠近上述第一蓄电池侧;
第二B开关,其在上述第二电气路径中设置成比上述第二连接点更靠近上述第二蓄电池侧;
常闭式第一旁通开关,其设置在第一旁通路径中,上述第一旁通路径在上述第一电气路径中连接上述第一A开关的一端侧和另一端侧;
常闭式第二旁通开关,其设置在连接上述第一连接点和上述第二连接点的第二旁通路径中;
保险丝,其设置在上述第一旁通路径中;
开关控制部,其在系统工作状态下,根据对上述第一电气设备以及上述第二电气设备的通电请求,将上述第一A、上述第一B、上述第二A、上述第二B开关操作为闭合状态,并且使上述第一旁通开关和第二旁通开关成为断开状态;以及
监视控制部,其监视上述开关控制部的状态,
上述监视控制部在判定为上述开关控制部异常的情况下,将上述第二A开关控制为闭合状态。
在电源系统的工作状态下,将第一A开关和第一B开关选择性地操作为闭合状态,能经由第一电气路径在第一蓄电池和第二蓄电池中的至少任一个与第一电气设备之间进行通电。此外,通过将第二A开关和第二B开关选择性地操作为闭合状态,能经由第二电气路径在第二电气设备与第一蓄电池和第二蓄电池中的至少任一个之间进行通电。
在这种情况下,当开关控制部中发生异常时,不能控制第一A、第一B、第二A和第二B中的各开关,从而这些各开关成为断开状态,并且第一蓄电池和第二电气设备经由第一旁通路径和第二旁通路径连接。此时,假设过剩的电流流过第一旁通路径,则保险丝熔断。但是,由于通过监视控制部来闭合第二A开关,因此能够持续从第一蓄电池向第二电气设备的通电。由此,能够避免因对第二电气设备的通电被意外地切断而产生的不良情况。也就是说,能够在控制部发生异常时适当地抑制电气设备的意外的电源故障。
在第十三方式中,具有延迟部,在从上述开关控制部输出指示上述第二A开关从闭合状态转移到断开状态的信号的情况下,上述延迟部使上述第二A开关的状态转移延迟,上述延迟部延迟该第一A开关的状态转移,直到上述监视控制部闭合第二A开关之后为止。
在开关控制部中发生异常时,如果在通过监视控制部将第二A开关控制为闭合状态之前,第二A开关由于来自开关控制部的闭合指令停止而断开,则第二电气设备中存在电源故障的风险。另外,在开关控制部中发生异常时,考虑到监视控制部中的异常判定需要时间。在这方面,在上述构造中,设置有用于延迟第二A开关的状态转移的延迟部,通过该延迟部延迟第二A开关的状态转移,直到监视控制部闭合第二A开关之后为止。由此,能够避免第二电气设备的电源故障,能够适当地实施对第二电气设备的通电。
在第十四方式中,上述第一电气设备是具有发电功能的发电机,在判定为上述开关控制部异常的情况下,上述监视控制部除了上述第二A开关以外,还将上述第一A开关控制为闭合状态。
在上述构造中,在开关控制部中发生异常后,通过监视控制部闭合第一A开关和第二A开关,从而使发电机(第一电气设备)和第一蓄电池之间导通。在这种情况下,通过使用发电机对第一蓄电池进行适当地充电,能够实现第一蓄电池的持续使用。
附图说明
本发明的上述目的和其他目的、特征和优点将通过以下参照附图的详细描述而更加清楚。附图如下所述。
图1是表示第一实施方式的电源系统的电路图。
图2是表示第一A开关的驱动部的构造的电路图。
图3是表示由副控制部进行的主控制部的监视处理的流程图。
图4是表示主控制部中异常发生时的处置的时序图。
图5是表示第二实施方式的电源系统的电路图。
图6是表示主控制部中异常发生时的处置的时序图。
图7是表示第三实施方式的电源系统的电路图。
图8是表示主控制部中异常发生时的处置的时序图。
图9是表示在第4实施方式中与继电器驱动相关的构造的图。
图10是表示由副控制部进行的主控制部的监视处理的流程图。
图11是表示主控制部中异常发生时的处置的时序图。
图12是表示第五实施方式的电源系统的电路图。
图13是表示与开关驱动相关的构造的图。
图14是表示主控制部中异常发生时的处置的时序图。
具体实施方式
以下,基于附图对实施方式进行说明。在本实施方式中,在将发动机(内燃机)作为驱动源而行驶的车辆中,将向该车辆的各种设备供给电力的车载电源系统具体化。另外,在以下各实施方式中,对比彼此相同或等同的部分在附图中用相同的符号标注,并且对于相同符号的部分援引其他说明。
(第一实施方式)
如图1所示,本电源系统是具有作为第一蓄电部的铅蓄电池11和作为第二蓄电部的锂离子蓄电池12的双电源系统。能够从各蓄电池11、12向起动器13、各种电负载14、15、旋转电机16供电。另外,能够通过旋转电机16对各蓄电池11、12进行充电。在本系统中,相对于旋转电机16并联地连接有铅蓄电池11和锂离子蓄电池12,并且相对于电负载14、15并联地连接有铅蓄电池11和锂离子蓄电池12。此外,旋转电机16相当于“第一电气设备”,电负载15相当于“第二电气设备”。电负载15的请求电流比旋转电机16的请求电流小。
虽然省略了基于图示的具体说明,但锂离子蓄电池12被收容在收容壳体中,构成为基板一体的电池单元U。电池单元U具有输出端子P1、P2、P3,其中,输出端子P1与铅蓄电池11、起动器13和电负载14连接,输出端子P2与旋转电机16连接,输出端子P3与电负载15连接。
各电负载14、15对于从各蓄电池11、12供给的供给电力的电压请求不同。其中,电负载15包括请求供给电力的电压恒定或至少在规定范围内变动而稳定的恒定电压请求负载。相反,电负载14是除了恒定电压请求负载之外的普通电负载。电负载15也可以称为被保护负载。并且,也可以说电负载15是不允许电源故障的负载,电负载14与电负载15相比可以称为允许电源故障的负载。
作为恒定电压请求负载的电负载15的具体例,可举出导航装置、音频装置、仪表装置、发动机ECU等各种ECU。在这种情况下,通过抑制供给电力的电压变动,从而抑制在上述各装置中产生不需要的复位等,能够实现稳定动作。作为电负载15,也可以包括电动转向装置、制动装置等行驶系统致动器。此外,作为电负载14的具体例,可举出座椅加热器、后窗的除霜器用加热器、前照灯、前窗的雨刮器、空调装置的送风扇等。
旋转电机16是包括三相交流电动机和用于控制电动机的驱动的电动机控制部的具有电动机功能的发电机,并且被构造成机电一体型的ISG(Integrated StarterGenerator)。旋转电机16包括通过发动机输出轴或车轴的旋转进行发电(再生发电)的发电功能、和对发动机输出轴施加旋转力的动力运行功能。通过旋转电机16的动力运行功能,在使处于怠速停止中、自动停止的发动机再起动时对发动机施加旋转力。旋转电机16将发电电力供给到各蓄电池11、12和电负载14、15。
接下来,对电池单元U的电气构造进行说明。
电池单元U具有作为单元内电气路径的将输出端子P1和锂离子蓄电池12连接的第一电气路径L1,并且输出端子P2连接到该第一电气路径L1的中间点、即连接点N1。在这种情况下,第一电气路径L1是将铅蓄电池11和锂离子蓄电池12电连接的路径,并且旋转电机16连接到第一电气路径L1上的连接点N1。在第一电气路径L1中,第一A开关SW1A设置成比连接点N1更靠近铅蓄电池11侧,第一B开关SW1B设置成比连接点N1更靠近锂离子蓄电池12侧。第一电气路径L1与N1-P2之间的电气路径是假定对于旋转电机16的输入输出电流流过的大电流路径,经由该路径,进行各蓄电池11、12以及旋转电机16的相互通电。
此外,电池单元U设置有与第一电气路径L1并联的第二电气路径L2,并且输出端子P3连接至作为第二电气路径L2的中间点的连接点N2。另外,第二电气路径L2的一端连接至第一电气路径L1上的输出端子P1与第一A开关SW1A之间的分支点N3,而另一端连接至第一电气路径L1上的第一B开关SW1B与锂离子蓄电池12之间的分支点N4。在第二电气路径L2中,第二A开关SW2A设置为比连接点N2更靠近铅蓄电池11侧,第二B开关SW2B设置为比连接点N2更靠近锂离子蓄电池12侧。第二电气路径L2和N2-P3之间的电气路径是假定与第一电气路径L1侧相比流过小电流的小电流路径(即允许电流小于第一电气路径L1的小电流路径),通过该路径从各蓄电池11和12向电负载15进行通电。另外,连接点N1相当于“第一连接点”,连接点N2相当于“第二连接点”。
在电源系统的工作状态下,通过选择性地将第一A开关SW1A和第一B开关SW1B操作为闭合状态,经由第一电气路径L1在铅蓄电池11和锂离子蓄电池12中的至少任一个与旋转电机16之间进行通电。此外,通过选择性地将第二A开关SW2A和第二B开关SW2B操作为闭合状态,经由第二电气路径L2在铅蓄电池11和锂离子蓄电池12中的至少任一个与电负载15之间进行通电。
各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B分别使用MOSFET等半导体开关元件而构成,是所谓的常开式开关。具体而言,例如第一A开关SW1A具有由使寄生二极管的方向彼此相反地串联连接的半导体开关元件构成的开关部21、和同样由使寄生二极管的方向彼此相反地串联连接的半导体开关元件构成的开关部22,通过将这些各开关部21、22并联连接而构成。其它开关也具有相同的构造。也就是说,第一B开关SW1B通过并联连接开关部23和24而构成,第二A开关SW2A通过并联连接开关部25和26而构成,第二B开关SW2B通过并联连接开关部27和28而构成。
在上述的各开关部21~28中,由于分别具有使寄生二极管的方向彼此相反的一对半导体开关元件,因此在例如第一A开关SW1A断开(打开)的情况下,即在各半导体开关元件断开的情况下,通过寄生二极管流过的电流被完全切断。也就是说,能够避免在各电气路径L1、L2中意外地流过电流。
另外,在图1中,寄生二极管通过阳极相互彼此连接,但也可以是寄生二极管的阴极彼此连接。作为半导体开关元件,也可以代替MOSFET而使用IGBT或双极晶体管等。在使用IGBT或双极晶体管的情况下,可以将代替上述寄生二极管的二极管分别并联连接在各半导体开关元件上。
这里,将对各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B的驱动部的构成进行说明。图2是表示第一A开关SW1A的驱动部的构造的电路图。第一A开关SW1A具有构成开关部21的开关元件21A、21b以及构成开关部22的开关元件22a、22b。而且,作为驱动开关部21的电源驱动部41,对各开关元件21a、21b设置有驱动电路41a、41b,作为驱动开关部22的电源驱动部42,对各开关元件22a、22b设置有驱动电路42a、42b。从控制部(后述的主控制部51或副控制部52)向各驱动电路41a、41b、42a、42b输入用于开闭操作的指令信号。各驱动电路41a、41b、42a、42b基于指令信号使各开关元件21a、21b、22a、22b断开或闭合。在本实施方式中,特别是各驱动电路41a、41b、42a、42b具有延迟功能,在开关闭合状态下被输入来自控制部的断开指令信号(例如低电平信号)的情况下,使各开关元件21a、21b、22a、22b等待规定的延迟时间而断开。例如,延迟时间为50毫秒左右。
电源电压Vcc被分别供给至电源驱动部41、42。根据上述构造,由于相互并联的开关部21、22分别由各自的电源驱动部41、42驱动,因此即使在一方的开关部中产生电源故障,也能够进行另一方的开关部的开闭。尽管省略图示说明,但是其它开关SW1B、SW2A和SW2B也具有相同的构造。
此外,电池单元U设置有连接输出端子P1和输出端子P3的旁通路径L3,并且旁通继电器31和保险丝32设置在旁通路径L3上。也就是说,旁通继电器31与第二A开关SW2A并联设置。旁通继电器31对应于“旁通开关”,并且是常闭式机械继电器开关。通过闭合旁通继电器31,即使第二A开关SW2A断开,铅蓄电池11和电负载15也电连接。例如,在车辆的电源开关(点火开关)断开的状态下,各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B被断开(关闭),在该状态下,经由旁通继电器31向电负载15供给暗电流。
与第二电气路径L2类似,旁通路径L3是和第一电气路径L1相比允许电流较小的小电流路径,保险丝32因与其允许电流对应的路径上限电流流过而熔断。另外,旁通路径L3和旁通继电器31可以设置在电池单元U外。
电池单元U包括:控制各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B以及旁通继电器31的闭合断开(开闭)的主控制部51;以及监视主控制部51的状态的副控制部52。这些各控制部51、52由包括CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机构成,例如安装在相同基板上。主控制部51在电源开关闭合状态即系统工作状态下,根据对电负载15或旋转电机16的通电请求,将各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B操作为闭合状态,并且使旁通继电器31成为断开状态。在这种情况下,主控制部51在使各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B中的任一个闭合时输出接通信号(高电平信号)作为开关指令信号,并且在断开时输出断开信号(低电平信号)作为开关指令信号。另外,主控制部51在使旁通继电器31断开时,作为继电器指令信号输出接通信号(高电平信号),而在闭合时,作为继电器指令信号输出断开信号(低电平信号)。
副控制部52能够与主控制部51之间相互通信,基于通信状况监视主控制部51的状态。也就是说,由副控制部52判定主控制部51有无异常。另外,副控制部52具有在判定为主控制部51异常的情况下使第一A开关SW1A接通的功能。此外,主控制部51相当于“开关控制部”,副控制部52相当于“监视控制部”。
电池单元U外的ECU100与电池单元U内的各控制部51、52连接。这些控制部51、52和ECU100通过CAN等通信网络连接,能够相互通信,存储在各控制部51、52和ECU100中的各种数据能够相互共享。ECU100相对于各控制部51、52成为上位控制装置,基于各蓄电池11、12的蓄电状态或车辆的运行状态等,对各控制部51、52输出与各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B或旁通继电器31的开关控制有关的指令。由此,在本电源系统中,选择性地使用铅蓄电池11和锂离子蓄电池12来实施充放电。
顺便提及,当在电源系统的工作状态下在主控制部51中产生异常时,主控制部51被复位,随之,各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B被断开(打开)。在这种情况下,存在由于开关的断开,对于作为受保护负载的电负载15产生电源故障的隐患。关于这点,通过使与第二A开关SW2A并联设置的常闭型旁通继电器31闭合,从铅蓄电池11向电负载15的通电持续,从而避免了电负载15的电源故障。
此外,在本实施方式中,当判定为主控制部51异常时,副控制部52控制各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B中的第一A开关SW1A以使其处于闭合状态。由此,在发生主控制部51的异常后,铅蓄电池11和旋转电机16导通,铅蓄电池11能够充电。
图3是表示副控制部52对主控制部51的监视处理的流程图,本处理例如以规定周期反复实施。
在步骤S11中,判定主控制部51中有无异常。此时,例如通过判定主控制部51与副控制部52之间的通信异常,来判定出在主控制部51中产生异常。如果主控制部51中没有产生异常,则直接结束本处理。
此外,如果主控制部51中产生异常,则进入步骤S12,发出将第一A开关SW1A接通(闭合)的指令。另外,此时也可以不是以步骤S11的“是”为条件立即接通第一A开关SW1A,而是基于产生了来自ECU100的旋转电机16的发电请求来接通第一A开关SW1A。
然后,在步骤S13中,向ECU100通知在主控制部51中产生了异常。ECU100基于主控制部51的异常信息,实施禁止旋转电机16的动力运行驱动等的故障保护处理。
图4是表示主控制部51中发生异常时的处置的时序图。另外,在系统工作时,主控制部51根据每次情况适当地接通和断开各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B,但是为了方便,在此仅示出第一A开关SW1A和第二A开关SW2A。
在图4中,在时刻t11之前,主控制部51正常地动作,例如根据主控制部51的指令信号,使开关SW1A和SW2A闭合,并且将旁通继电器31保持在断开状态。
然后,当在时刻t11主控制部51产生异常时,从主控制部51到各开关SW1A和SW2A以及到旁通继电器31的指令信号分别被切断。在这种情况下,通过电源驱动部(参照图2),使断开各开关SW1A、SW2A的时刻延迟,在从断开指令信号的输出到各开关SW1A、SW2A的断开操作为止的期间(t11~t12的期间)内,旁通继电器31被断开。另外,在图4中,期间Ta是电源驱动部产生的延迟期间,期间Tb是旁通继电器31转移到闭合状态所需的期间(设备动作期间),Ta>Tb。此时,在断开第二A开关SW2A之前,旁通继电器31被闭合,因此从铅蓄电池11向电负载15的电力供给不会中断而是持续进行。由此,抑制了在电负载15中因电源故障而导致的动作不良。
之后,在时刻t13,在副控制部52中判定为主控制部51异常,通过副控制部52使第一A开关SW1A接通(闭合)。在时刻t13以后,铅蓄电池11和旋转电机16经由第一电气路径L1导通,因此,通过旋转电机16的发电,铅蓄电池11被适当地充电。
根据以上详细叙述的本实施方式,能够得到以下的优异效果。
当在系统工作时在主控制部51中产生异常的情况下,与第二A开关SW2A并联设置的常闭型旁通继电器31被闭合,从而能够持续从铅蓄电池11向电负载15的供电。由此,能够避免因对电负载15的通电被意外地切断而产生的不良情况。也就是说,能够在主控制部51发生异常时适当地抑制电负载15的意外的电源故障。电负载15是包括各种ECU的被保护负载,当发生电源故障时,存在伴随车辆控制的停止产生的发动机失速等隐患,但能够避免这样的不良情况。
构成为在判定为主控制部51异常的情况下,通过副控制部52使第一A开关SW1A闭合,因此即使在主控制部51发生异常后,也能够使铅蓄电池11与旋转电机16之间导通。由此,能够通过旋转电机16使铅蓄电池11适当充电,能够实现铅蓄电池11的持续使用。
在电池单元U内设置有主控制部51和副控制部52,通过这两方的控制部51、52能够分别对相同开关进行开闭操作。在这种情况下,在电池单元U中,能够适当地实现用于开关操作的冗余构造。例如,在电池单元U中,可以比较简单地实现用于开关控制的输出端子、信号线和电气路径。
在设置于第一电气路径L1上的第一A开关SW1A中,相互并联的多个开关部21、22分别由单独的电源驱动部41、42驱动而被操作为闭合状态。在这种情况下,即使假设在第一A开关SW1A中的任一开关部产生了电源故障,也能够实现没有产生电源故障的开关部的开闭。因此,在主控制部51发生异常后,能够可靠地进行基于旋转电机16的发电向铅蓄电池11的供电。
(第一实施方式的另一例)
·在电源系统中,也可以不具有在主控制部51发生异常后由副控制部52使第一A开关SW1A闭合的构造。另外,第一电气设备也可以是具有发电功能和动力运行功能的旋转电机16以外的设备,例如也可以是仅具有上述两功能中的发电功能的发电机、仅具有动力运行功能的电动机。
以下,对第一实施方式以外的实施方式进行说明。另外,关于以下的各实施方式,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明。
(第二实施方式)
图5示出了第二实施方式的电源系统。图5与图1相比在与旁通继电器相关的构造上不同。也就是说,旁通路径L11设置在第一电气路径L1上的第一A开关SW1A的一端侧和另一端侧之间,常闭型第一旁通继电器61和保险丝63设置在旁通路径L11中。此外,第二旁通继电器62设置在旁通路径L12中,旁通路径L12将连接点N2连接到第一电气路径L1与铅蓄电池11侧的第二电气路径L2的分支点N3。在图5的构造中,第二旁通继电器62设置在铅蓄电池11和电负载15之间而没有保险丝介入。第一旁通继电器61相当于“第一旁通开关”,第二旁通继电器62相当于“第二旁通开关”。另外,保险丝63可以设置在电池单元U的外部,也可以设置在电池单元U的内部。
主控制部51在系统工作状态下,将各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B以及各旁通继电器61、62控制为断开状态。另外,在判定为主控制部51异常的情况下,副控制部52将第一A开关SW1A控制为闭合状态,并且将主控制部51异常的情况通知给ECU100。ECU100基于主控制部51的异常信息,实施旋转电机16的发电控制。此时,ECU100允许旋转电机16的发电,但将发电电流限制为规定的上限值。该上限值用于防止保险丝63被流过第一电气路径L1的发电电流熔断,最好根据保险丝63的熔断电流值来确定。在旋转电机16中,基于来自ECU100的指示实施发电。此外,在本实施方式中,副控制部52以及ECU100相当于“监视控制部”。
图6是表示主控制部51中发生异常时的处置的时序图。另外,图6是将上述图4的一部分变更后的图,在此对与图4的不同点进行说明。
在图6中,在时刻t21以前,主控制部51正常动作,例如开关SW1A、SW2A被闭合,并且旁通继电器61、62保持断开状态。
然后,当在时刻t21主控制部51发生异常时,对开关SW1A和SW2A以及旁通继电器61和62的指令信号分别被切断。由此,在到时刻t22为止的期间,旁通继电器61、62被闭合,并且,接下来各开关SW1A、SW2A被断开。此时,从铅蓄电池11向电负载15的电力供给不中断地持续进行。
之后,在时刻t23,基于主控制部51的异常判定,由副控制部52使第一A开关SW1A接通(闭合)。进而,之后,在时刻t24,由ECU100掌握主控制部51异常的情况,开始旋转电机16的发电限制。此外,在时刻t24以后,禁止旋转电机16的动力运行驱动。
在此,通过实施旋转电机16的发电限制,避免保险丝63的熔断,由此经由旁通路径L11实施从旋转电机16向铅蓄电池11的电力供给,能够持续使用铅蓄电池11。另外,在本实施方式中,在主控制部51中发生异常后,由副控制部52使第一A开关SW1A闭合,因此在铅蓄电池11与旋转电机16之间,除了旁通路径L11之外,第一电气路径L1也成为导通状态。因此,能够提高从旋转电机16向铅蓄电池11供给的发电电力的容许水平。在这种情况下,即使电负载15、其他电负载14中的电力消耗变大,也能够抑制铅蓄电池11的容量降低。
另外,当主控制部51发生异常时,考虑到在实施旋转电机16的发电限制之前保险丝63可能会熔断。然而,在这种情况下,即使处于保险丝63熔断的状态,由于第二旁通继电器62处于闭合状态,因此也可以持续从铅蓄电池11向电负载15的通电。另外,由于通过副控制部52来闭合第一A开关SW1A,因此能够通过旋转电机16的发电来对铅蓄电池11进行充电。
根据本实施方式,能够得到以下的优异效果。
在主控制部51中发生异常后,假设过剩的电流流过旁通路径L11,保险丝63熔断。在这种情况下,假设即使保险丝63熔断,由于第二旁通继电器62处于闭合状态,因此也能够持续从铅蓄电池11向电负载15的通电。由此,能够避免因对电负载15的通电被意外地切断而产生的不良情况。
在主控制部51发生异常后,限制发电并且实施旋转电机16的发电控制以使保险丝63不熔断。在这种情况下,若通过发电限制避免保险丝63的熔断,则能够经由旁通路径L11实施从旋转电机16向铅蓄电池11的电力供给。
在保险丝63未熔断的状态下,如果第一A开关SW1A被副控制部52闭合,则能够在铅蓄电池11与旋转电机16之间通过旁通路径L11和第一电气路径L1这两个系统进行通电。在这种情况下,能够提高从旋转电机16向铅蓄电池11供给的发电电力的容许水平,在进行铅蓄电池11的充电方面能够实现更合适的构造。
(第二实施方式的另一例)
·在图5的构造中,在主控制部51中发生异常后,也可以省略由副控制部52闭合第一A开关SW1A的处理和由副控制部52将异常发生通知给ECU100的处理中的至少任一个。在这种情况下,能够通过旁通路径L11和第一电气路径L1中的任一个在铅蓄电池11与旋转电机16之间进行通电。
·在图5的构造中,作为第一旁通继电器61也可以使用常开式的旁通开关。在这种情况下,当主控制部51发生异常时,第一旁通继电器61变成断开状态,因此可以避免保险丝63的熔断。
(第三实施方式)
图7示出了第三实施方式的电源系统。图7与图1相比在与旁通继电器相关的构造上不同。也就是说,旁通路径L11设置在第一电气路径L1上的第一A开关SW1A的一端侧和另一端侧之间,常开型第一旁通继电器61和保险丝63设置在旁通路径L11中。保险丝63在旁通路径L11中设置成比第一旁通继电器61更靠近铅蓄电池11侧。此外,第二旁通继电器62设置在旁通分支路径L13中,旁通分支路径L13将连接点N2连接到旁通路径L11中第一旁通继电器61与保险丝63之间的中间点N5。另外,保险丝63可以设置在电池单元U的外部,也可以设置在电池单元U的内部。
主控制部51在系统工作状态下,将各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B以及各旁通继电器61、62控制为断开状态。另外,在本实施方式中,由于第一旁通继电器61是常开式,因此在系统工作时,向第一旁通继电器61发出的指令信号成为断开信号。另外,在判定为主控制部51异常的情况下,副控制部52将第一A开关SW1A控制为闭合状态,并且将主控制部51异常的情况通知给ECU100。ECU100基于主控制部51的异常信息,实施禁止旋转电机16的动力运行驱动等的故障保护处理。
图8是表示主控制部51中发生异常时的处置的时序图,另外,图8是将上述图4的一部分变更后的图,在此对与图4的不同点进行说明。
在图8中,在时刻t31以前,主控制部51正常动作,例如开关SW1A、SW2A被闭合,并且旁通继电器61、62保持断开状态。
然后,当在时刻t31主控制部51发生异常时,对各开关SW1A和SW2A以及第二旁通继电器62的指令信号分别被切断。由此,在到时刻t32为止的期间,第二旁通继电器62被闭合,并且,接下来各开关SW1A、SW2A被断开。此时,从铅蓄电池11向电负载15的电力供给不中断地持续进行。由于第一旁通继电器61是常开式,因此在主控制部51的异常发生前后都被维持在断开状态。由于第一旁通继电器61保持断开状态,因此避免了由于过电流而导致的保险丝63的熔断。
之后,在时刻t33,基于主控制部51的异常判定,由副控制部52使第一A开关SW1A接通(闭合)。在时刻t33以后,铅蓄电池11和旋转电机16经由第一电气路径L1导通,因此,通过旋转电机16的发电,铅蓄电池11被适当地充电。
根据本实施方式,能够得到以下的优异效果。
在主控制部51中发生异常后,常开式的第一旁通继电器61成为断开的状态,由此能够避免保险丝63的熔断。另外,通过使第二旁通继电器62成为闭合状态,能够持续从铅蓄电池11向电负载15的通电。由此,能够避免因向电负载15的通电意外地切断而产生的不良情况。
在本实施方式中,特别地,连接第一A开关SW1A的一端侧和另一端侧的旁通路径L11被分支为两个路径,简而言之,第一电气路径L1中第一A开关SW1A的铅蓄电池11侧的一端侧分别与连接点N1(第一电气路径L1中与旋转电机16的连接点)和连接点N2(第二电气路径L2中与电负载15的连接点)连接。另外,在旁通路径L11中,在从第一A开关SW1A的一端侧延伸的分支前的路径部(在旁通路径L11中比中间点N5更靠铅蓄电池11侧)设置有保险丝63。在该情况下,在主控制部51中发生异常时,铅蓄电池11与电负载15通过经由保险丝63的路径连接,因此若保险丝63熔断,则不可向电负载15通电,但如上所述,由于避免了保险丝63的熔断,所以能够持续向电负载15的通电。
在判定为主控制部51异常的情况下,通过副控制部52使第一A开关SW1A闭合,因此即使在主控制部51产生异常后,也能够使铅蓄电池11与旋转电机16之间导通。由此,能够通过旋转电机16使铅蓄电池11适当充电,能够实现铅蓄电池11的持续使用。
(第三实施方式的另一例)
在图7中,也可以使用锁存式旁通继电器来代替常开式第一旁通继电器61。在这种情况下,在主控制部51发生异常后,如果没有输出使第一旁通继电器61闭合的指令信号,则第一旁通继电器61保持断开状态不变。
(第四实施方式)
本实施方式的构造与第三实施方式中说明的图7的构造基本相同,但不同之处在于,设置在旁通路径L11中的第一旁通继电器61是常闭式的。
主控制部51在系统工作状态下,将各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B以及各旁通继电器61、62控制为断开状态。另外,在判定为主控制部51异常的情况下,副控制部52将第一旁通继电器61控制为断开状态,并将第一A开关SW1A控制为闭合状态,且将主控制部51异常的情况通知给ECU100。ECU100基于主控制部51的异常信息,实施禁止旋转电机16的动力运行驱动等的故障保护处理。
此外,在本实施方式中,当第一旁通继电器61由于继电器指令信号而从断开状态转变到闭合状态时,第一旁通继电器61的状态转移被延迟。具体而言,如图9所示,在主控制部51与第一旁通继电器61之间设置有继电器驱动部71,该继电器驱动部71相当于“延迟部”。例如,预先假定副控制部52进行异常判定所需的时间,将比该假定时间长的时间作为继电器驱动部71的延迟时间。延迟时间例如为150毫秒。
图10是表示副控制部52对主控制部51的监视处理的流程图,本处理例如以规定周期反复实施。本处理是将上述图3的处理的一部分变更后的处理,具体而言,仅是追加了步骤S21这一点不同。
在图10中,当判定为在主控制部51中发生异常时(步骤S11为“是”),在步骤S21中,指令使第一旁通继电器61断开。然后,实施第一A开关SW1A的闭合指令和向ECU100的通知(步骤S12、S13)。
图11是表示主控制部51中发生异常时的处置的时序图。另外,图11是将上述图4的一部分变更后的图,在此对与图4的不同点进行说明。
在图11中,在时刻t41以前,主控制部51正常动作,例如开关SW1A、SW2A被闭合,并且旁通继电器61、62保持断开状态。
然后,当在时刻t41主控制部51发生异常时,对各开关SW1A和SW2A以及旁通继电器61和62的指令信号分别被切断。由此,在到时刻t42为止的期间,第二旁通继电器62被闭合,并且,接下来各开关SW1A、SW2A被断开。此时,从铅蓄电池11向电负载15的电力供给不中断地持续进行。
此外,在本实施方式中,对于第一旁通继电器61,在根据来自主控制部51的继电器指令信号而从断开状态转移为闭合状态时,状态转移被延迟,例如期间Tc为延迟期间。在这种情况下,延迟期间Tc是从主控制部51的异常发生时到第一旁通继电器61被副控制部52断开为止的期间。因此,第一旁通继电器61在主控制部51的异常发生的前后维持断开状态。由于第一旁通开关保持断开状态,所以避免了由于过电流而导致的保险丝熔断。
之后,在时刻t43,基于主控制部51的异常判定,由副控制部52使第一A开关SW1A接通(闭合)。在时刻t43以后,铅蓄电池11和旋转电机16经由第一电气路径L1导通,因此,通过旋转电机16的发电,铅蓄电池11被适当地充电。
根据本实施方式,能够得到以下的优异效果。
在主控制部51的异常发生后,第一旁通继电器61被副控制部52断开,从而能够避免保险丝63熔断。另外,通过使第二旁通继电器62成为闭合状态,能够继续从铅蓄电池11向电负载15的通电。由此,能够避免因对电负载15的通电被意外地切断而产生的不良情况。
在本实施方式中,特别地,连接第一A开关SW1A的一端侧和另一端侧的旁通路径L11被分支为两个路径,简而言之,第一电气路径L1中第一A开关SW1A的铅蓄电池11侧的一端侧分别与连接点N1(第一电气路径L1中与旋转电机16的连接点)和连接点N2(第二电气路径L2中与电负载15的连接点)连接。另外,在旁通路径L11中,在从第一A开关SW1A的一端侧延伸的分支前的路径部(在旁通路径L11中比中间点N5更靠铅蓄电池11侧)设置有保险丝63。在该情况下,在主控制部51中发生异常时,铅蓄电池11与电负载15通过经由保险丝63的路径连接,因此若保险丝63熔断,则不可向电负载15通电,但如上所述,由于避免了保险丝63的熔断,所以能够持续向电负载15的通电。
当在主控制部51中发生异常时,如果在由副控制部52将第一旁通继电器61控制为断开状态之前,通过停止来自主控制部51的断开指令而使第一旁通继电器61闭合,则存在由于对保险丝63的过大的通电而使保险丝63熔断的风险。针对这一点,设置使第一旁通继电器61的状态转移延迟的构造,使第一旁通继电器61的状态转移延迟,直至通过副控制部52使第一旁通继电器61断开之后为止。由此,避免了保险丝63的熔断,并且能够持续对电负载15的通电。
在判定为主控制部51异常的情况下,通过副控制部52使第一A开关SW1A闭合,因此即使在主控制部51发生异常后,也能够使铅蓄电池11与旋转电机16之间导通。由此,能够通过旋转电机16使铅蓄电池11适当充电,能够实现铅蓄电池11的持续使用。
(第四实施方式的另一例)
·也可以构成为在系统工作时,通过来自副控制部52的继电器指令信号使第一旁通继电器61始终断开。在这种情况下,第一旁通继电器61在主控制部51的异常发生前后维持断开状态。由于第一旁通继电器61保持断开状态,因此避免了由于过电流而导致的保险丝63的熔断。
(第五实施方式)
图12示出了第五实施方式的电源系统。图12与图1相比在与旁通继电器相关的构造上不同。也就是说,旁通路径L11(第一旁通路径)设置在第一电气路径L1上第一A开关SW1A的一端侧和另一端侧之间,常闭式第一旁通继电器61和保险丝63设置在旁通路径L11中。此外,第二旁通继电器65设置在连接连接点N1和连接点N2的旁通路径L14(第二旁通路径)中。在本构造中,在铅蓄电池11与电负载15之间串联设置有第一旁通继电器61和第二旁通继电器62。第一旁通继电器61相当于“第一旁通开关”,第二旁通继电器65相当于“第二旁通开关”。另外,保险丝63可以设置在电池单元U的外部,也可以设置在电池单元U的内部。
主控制部51在系统工作状态下,将各开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B以及各旁通继电器61、65控制为断开状态。此外,在判定为主控制部51异常的情况下,副控制部52将第一A开关SW1A和第二A开关SW2A控制为闭合状态,将第二旁通继电器65控制为断开状态,并且进一步将主控制部51异常的情况通知给ECU100。ECU100基于主控制部51的异常信息,实施禁止旋转电机16的动力运行驱动等的故障保护处理。
此外,在本实施方式中,当从主控制部51输出指示开关SW1A和SW2A从闭合状态转移到断开状态的信号时,延迟开关SW1A和SW2A的状态转移。具体地,如图13所示,在主控制部51与开关SW1A和SW2A之间设置了开关驱动部81和82,开关驱动部81和82相当于“延迟部”。例如,预先假定副控制部52进行异常判定所需的时间,将比该假定时间长的时间作为开关驱动部81、82的延迟时间。延迟时间例如为150毫秒。另外,开关驱动部81、82按各驱动部相当于图2所示的电源驱动部41、42。
图14是表示主控制部51中发生异常时的处置的时序图。另外,图14是将上述图4的一部分变更后的图,在此对与图4的不同点进行说明。
在图14中,在时刻t51以前,主控制部51正常动作,例如开关SW1A、SW2A被闭合,并且旁通继电器61、65保持断开状态。
然后,当在时刻t51主控制部51发生异常时,对各开关SW1A和SW2A以及各旁通继电器61和65的指令信号分别被切断。此时,各开关SW1A、SW2A的状态转移被延迟,例如期间Td是延迟期间。之后,在时刻t52,各旁通继电器61、65被闭合。
之后,在时刻t53,基于主控制部51的异常判定,副控制部52输出第一A开关SW1A和第二A开关SW2A的接通指令信号。在这种情况下,各开关SW1A和SW2A的状态转移的延迟期间Td是从主控制部51中的异常发生开始到由副控制部52闭合各开关SW1A和SW2A之后为止的期间。因此,各开关SW1A和SW2A在主控制部51的异常发生前后维持闭合。由于第二A开关SW2A保持闭合状态,所以从铅蓄电池11向电负载15的电力供给不中断地持续进行。
在时刻t53之后,第一A开关SW1A处于闭合状态,铅蓄电池11与旋转电机16经由第一电气路径L1导通,因此铅蓄电池11通过旋转电机16的发电而被适当地充电。
在时刻t53之后,保险丝63也可能没有熔断。假定该状况,ECU100也可以是指示旋转电机16的发电控制以使保险丝63不熔断的构造。
根据本实施方式,能够得到以下的优异效果。
在构成为当主控制部51中发生异常时铅蓄电池11和电负载15随着各开关SW1A、SW1B、SW2A和SW2B的断开而经由旁通路径L11和L14连接的构造中,在主控制部51中发生异常后,通过副控制部52将第二A开关SW2A控制为闭合状态。在这种情况下,假设即使旁通路径L11上的保险丝63熔断,也能够持续从铅蓄电池11向电负载15的通电。由此,能够避免因对电负载15的通电被意外地切断而产生的不良情况。
当在主控制部51中发生异常时,如果在第二A开关SW2A由副控制部52控制为闭合状态之前,根据来自主控制部51的闭合指令停止而将第二A开关SW2A断开,则存在电负载15中的电源故障的风险。在这一点,在上述构造中,设置了使第二A开关SW2A的状态转移延迟的构造,使第二A开关SW2A的状态转移延迟,直到通过副控制部52使第二A开关SW2A闭合之后。由此,能够避免电负载15的电源故障,能够适当地实施向电负载15的通电。
另外,在没有通过副控制部52执行第二A开关SW2A的闭合控制的情况下,如果保险丝63由于旁通继电器61和65闭合状态下的通电而熔断,则存在电负载15的电源故障的风险,根据本实施方式,能够避免这样的不良情况。
在判定为主控制部51异常的情况下,通过副控制部52使第一A开关SW1A和第二A开关SW2A闭合,因此即使在主控制部51发生异常后,也能够使铅蓄电池11与旋转电机16之间导通。由此,能够通过旋转电机16使铅蓄电池11适当充电,能够实现铅蓄电池11的持续使用。
(第五实施方式的另一例)
也可以构成为在系统工作时,通过来自副控制部52的继电器指令信号使第二旁通继电器65始终断开。
(其他实施方式)
也可以对上述实施方式例如以如下方式进行变更。
·在上述各实施方式中,也可以构成为通过ECU100监视主控制部51的状态。在这种情况下,ECU100基于与主控制部51的通信状况等来判定主控制部51是否异常。另外,构成为能够通过ECU100的指令信号对第一A开关SW1A进行闭合操作,此外,在主控制部51的异常发生时从ECU100输出使第一A开关SW1A闭合的指令信号。在本构造中,ECU100相当于“监视控制部”。
在通过ECU100监视主控制部51的状态的构造中,除了上述以外,在第四实施方式(图7)中,在判定为主控制部51异常的情况下,最好将第一旁通继电器61控制为断开状态。此外,在第五实施方式(图12)中,在判定为主控制部51异常的情况下,最好将第一A开关SW1A和第二A开关SW2A控制为闭合状态,并且将第二旁通继电器65控制为断开状态。
·在电池单元U中,也可以将主控制部51和副控制部52设为单元外部的构造。另外,本发明不限于包括电池单元U而实现。也就是说,也可以通过将锂离子蓄电池12、各开关一体地集成化构造以外的结构来实现。
电源系统不限于包括铅蓄电池11和锂离子蓄电池12作为第一蓄电池和第二蓄电池的电源系统。例如,也可以代替铅蓄电池11和锂离子蓄电池12中的任一个,而使用镍氢蓄电池等其他二次电池。此外,第一蓄电池和第二蓄电池可以都是铅蓄电池或锂离子蓄电池。在电源系统中也可以使用3个以上的蓄电池。
·不限于车载电源装置,也可以将本发明应用于车载以外的电源装置。
虽然根据实施例对本发明进行了描述,但是应当理解为,本发明不限于这些实施例或构造。本发明还包括各种变形例、等同范围内的变形。此外,各种组合、方式、以及进一步包含仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本发明的范畴和思想范围。
Claims (14)
1.一种电源系统,其特征在于,
包括与第一电气路径(L1)并联连接的第一蓄电池(11)和第二蓄电池(12),第一电气设备(16)连接到所述第一电气路径,第二电气设备(15)连接到第二电气路径(L2),第二电气路径(L2)在两个蓄电池之间与所述第一电气路径并联地设置,
所述电源系统包括:
第一A开关(SW1A),所述第一A开关在所述第一电气路径的与所述第二电气路径并联的部分中设置成比所述第一电气路径与所述第一电气设备的第一连接点(N1)更靠近所述第一蓄电池一侧;
第一B开关(SW1B),所述第一B开关在所述第一电气路径的与所述第二电气路径并联的部分中设置成比所述第一连接点更靠近所述第二蓄电池一侧;
第二A开关(SW2A),所述第二A开关在所述第二电气路径中设置成比所述第二电气路径与所述第二电气设备的第二连接点(N2)更靠近所述第一蓄电池一侧;
第二B开关(SW2B),所述第二B开关在所述第二电气路径中设置成比所述第二连接点更靠近所述第二蓄电池一侧;
常闭式旁通开关(31、62),所述常闭式旁通开关与所述第二A开关并联设置;以及
开关控制部(51),所述开关控制部在系统工作状态下,根据对所述第一电气设备以及所述第二电气设备的通电请求,将所述第一A开关、所述第一B开关、所述第二A开关、所述第二B开关操作为闭合状态,并且使所述旁通开关成为断开状态。
2.如权利要求1所述的电源系统,其特征在于,包括:
常闭式第一旁通开关(61),所述常闭式第一旁通开关设置于在所述第一电气路径中将所述第一A开关的一端侧与另一端侧连接的旁通路径(L11);以及
保险丝(63),所述保险丝设置在所述旁通路径中,
与所述第二A开关并联设置的所述旁通开关是第二旁通开关(62),所述第二旁通开关设置在将所述第一电气路径中的与所述第二电气路径的分支点(N3)和所述第二连接点连接的旁通路径(L12)上,
所述开关控制部在系统工作状态下将所述第一旁通开关和所述第二旁通开关设置为断开状态。
3.如权利要求2所述的电源系统,其特征在于,
所述第一电气设备是具有发电功能的发电机,
包括监视所述开关控制部的状态的监视控制部(52、100),
在判定为所述开关控制部异常的情况下,所述监视控制部进行发电限制并实施所述发电机的发电控制,以避免所述保险丝熔断。
4.如权利要求3所述的电源系统,其特征在于,
所述监视控制部在判定为所述开关控制部异常的情况下,将所述第一A开关控制为闭合状态,并且在该状态下,进行发电限制并实施所述发电机的发电控制,以避免所述保险丝熔断。
5.如权利要求1所述的电源系统,其特征在于,包括:
常开式或闩锁式的第一旁通开关(61),所述第一旁通开关设置于在所述第一电气路径中将所述第一A开关的一端侧与另一端侧相连的旁通路径(L11);以及
保险丝(63),所述保险丝在所述旁通路径中设置成比所述第一旁通开关更靠近所述第一蓄电池一侧,
与所述第二A开关并联设置的所述旁通开关是第二旁通开关(62),所述第二旁通开关设置在旁通分支路径(L13)中,所述旁通分支路径(L13)将所述旁通路径中的所述第一旁通开关和所述保险丝之间的中间点(N5)与所述第二连接点连接,
所述开关控制部在系统工作状态下将所述第一旁通开关和所述第二旁通开关设为断开状态。
6.如权利要求1、2、5中任一项所述的电源系统,其特征在于,
所述第一电气设备是具有发电功能的发电机,
包括监视所述开关控制部的状态的监视控制部(52、100),
所述监视控制部在判定为所述开关控制部异常的情况下,将所述第一A开关控制为闭合状态。
7.如权利要求1所述的电源系统,其特征在于,包括:
常闭式第一旁通开关(61),所述常闭式第一旁通开关设置于在所述第一电气路径中将所述第一A开关的一端侧与另一端侧连接的旁通路径(L11);
保险丝(63),所述保险丝在所述旁通路径中设置成比所述第一旁通开关更靠近所述第一蓄电池一侧;以及
监视控制部(52、100),所述监视控制部监视所述开关控制部的状态,
与所述第二A开关并联设置的所述旁通开关是第二旁通开关(62),所述第二旁通开关设置在旁通分支路径(L13)中,所述旁通分支路径(L13)将所述旁通路径中的所述第一旁通开关和所述保险丝之间的中间点(N5)与所述第二连接点连接,
在系统工作状态下,所述开关控制部根据指令信号将所述第一旁通开关和所述第二旁通开关设置为断开状态,
所述监控控制部在判定为所述开关控制部异常时,根据指令信号将所述第一旁通开关设置为断开状态。
8.如权利要求7所述的电源系统,其特征在于,
具有延迟部(71),所述延迟部在从所述开关控制部输出指示所述第一旁通开关从断开状态转移到闭合状态的信号的情况下,延迟所述第一旁通开关的状态转移,
所述延迟部使所述第一旁通开关的状态转移延迟,直到所述监视控制部断开所述第一旁通开关之后为止。
9.如权利要求7所述的电源系统,其特征在于,
在系统工作状态下,所述监视控制部将所述第一旁通开关设置为常开状态。
10.如权利要求7至9中任一项所述的电源系统,其特征在于,
所述第一电气设备是具有发电功能的发电机,
所述监视控制部在判定为所述开关控制部异常的情况下,将所述第一A开关控制为闭合状态。
11.如权利要求4、6、10中任一项所述的电源系统,其特征在于,
所述第一A开关具有相互并联设置的多个开关部(21、22),
对于所述多个开关部,分别单独地设置有电源驱动部(41、42),
所述多个开关部根据输入到每个所述电源驱动部的指令信号而被操作为闭合状态。
12.一种电源系统,其特征在于,
包括与第一电气路径(L1)并联连接的第一蓄电池(11)和第二蓄电池(12),第一电气设备(16)连接到所述第一电气路径,第二电气设备(15)连接到第二电气路径(L2),所述第二电气路径(L2)在两个蓄电池之间与所述第一电气路径并联设置,
所述电源系统包括:
第一A开关(SW1A),所述第一A开关在所述第一电气路径的与所述第二电气路径并联的部分中设置成比所述第一电气路径与所述第一电气设备的第一连接点(N1)更靠近所述第一蓄电池一侧;
第一B开关(SW1B),所述第一B开关在所述第一电气路径的与所述第二电气路径并联的部分中设置成比所述第一连接点更靠近所述第二蓄电池一侧;
第二A开关(SW2A),所述第二A开关在所述第二电气路径中设置成比所述第二电气路径与所述第二电气设备的第二连接点(N2)更靠近所述第一蓄电池一侧;
第二B开关(SW2B),所述第二B开关在所述第二电气路径中设置成比所述第二连接点更靠近所述第二蓄电池一侧;
常闭式第一旁通开关(61),所述常闭式第一旁通开关设置在第一旁通路径(L11)中,所述第一旁通路径在所述第一电气路径中将所述第一A开关的一端侧与另一端侧连接;
常闭式第二旁通开关(65),所述常闭式第二旁通开关设置在连接所述第一连接点和所述第二连接点的第二旁通路径(L14)中;
保险丝(63),所述保险丝设置在所述第一旁通路径中;
开关控制部(51),所述开关控制部在系统工作状态下,根据对所述第一电气设备以及所述第二电气设备的通电请求,将所述第一A开关、所述第一B开关、所述第二A开关、所述第二B开关操作为闭合状态,并且使所述第一旁通开关和所述第二旁通开关成为断开状态;以及
监视控制部(52、100),所述监视控制部监视所述开关控制部的状态,
所述监视控制部在判定为所述开关控制部异常的情况下,将所述第二A开关控制为闭合状态。
13.如权利要求12所述的电源系统,其特征在于,
具有延迟部(82),所述延迟部在从所述开关控制部输出指示所述第二A开关从闭合状态转移到断开状态的信号的情况下,延迟所述第二A开关的状态转移,
所述延迟部使所述第二A开关的状态转移延迟,直到所述监视控制部闭合所述第二A开关之后为止。
14.如权利要求12或13所述的电源系统,其特征在于,
所述第一电气设备是具有发电功能的发电机,
所述监视控制部在判定为所述开关控制部异常的情况下,除了所述第二A开关以外,还将所述第一A开关控制为闭合状态。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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