CN112236917A - 车辆用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明更小型且简易地实现可良好地对输出电压比高压用的第一蓄电池低的第二蓄电池及输出电压比第二蓄电池低的第三蓄电池进行充电的结构。车辆用电源装置(1)用于具备高压用的第一蓄电池(10)的车辆用电源系统(100)，并具备：绝缘型的第一电压变换部(13)，进行如下的第一降压动作：对施加到第一导电路径(17)的电压进行降压而向第二导电路径(18)施加输出电压；及非绝缘型的第二电压变换部(14)，进行如下的第二降压动作：对施加到第二导电路径(18)的电压进行降压而向第三导电路径(19)施加输出电压。

Description

车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及车辆用电源装置。
背景技术
在专利文献1公开了一种电源系统，在EV、HEV、PEV等所谓的xEV的电源系统中，以提高车辆的低温启动性、扩大低电压电源的容量为目的，除了高压蓄电池、低电压的14V系蓄电池以外，还具备比低电压大的中电压的42V系蓄电池。
该电源系统能够使42V系蓄电池和14V系蓄电池经由单独的DCDC转换器而与高压蓄电池进行电力的交换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－110700号公报
发明内容
发明所要解决的课题
由于该电源系统使42V系蓄电池和14V系蓄电池分别经由单独的DCDC转换器而与高压蓄电池进行电力的交换，所以各DCDC转换器需要为绝缘型。在该情况下，在各DCDC转换器搭载有变压器。由此，该电源系统由于使用两个变压器而有可能导致系统的尺寸变大。
本发明是为了解决上述课题中的至少一个而提出的，其目的在于，在具备高压用的第一蓄电池的车辆用电源系统中，更小型且简易地实现可良好地对输出电压比第一蓄电池低的第二蓄电池及输出电压比第二蓄电池低的第三蓄电池进行充电的结构。
用于解决课题的技术方案
作为本发明之一的车辆用电源装置用于车辆用电源系统，该车辆用电源系统具备：高压用的第一蓄电池；第一导电路径，作为所述第一蓄电池的充放电路径；第二蓄电池，输出比所述第一蓄电池的输出电压低的电压；第二导电路径，作为所述第二蓄电池的充放电路径；第三蓄电池，输出比所述第二蓄电池的输出电压低的电压；及第三导电路径，作为所述第三蓄电池的充放电路径，所述车辆用电源装置具备：第一电压变换部，作为绝缘型的DCDC转换器而构成，并进行如下的第一降压动作：对施加到所述第一导电路径的电压进行降压而向所述第二导电路径施加输出电压；及第二电压变换部，作为非绝缘型的DCDC转换器而构成，并进行如下的第二降压动作：对施加到所述第二导电路径的电压进行降压而向所述第三导电路径施加输出电压。
发明效果
上述车辆用电源装置成为如下结构：不是将施加于针对高压用负载的电力供给路径(第一导电路径)的高电压通过两个绝缘型DCDC转换器分别进行降压而对第二蓄电池及第三蓄电池进行充电，而是采用将第一导电路径的高电压通过绝缘型的DCDC转换器(第一电压变换部)进行降压而向第二导电路径施加中电压并经由第二导电路径对第二蓄电池进行充电的结构，而且将该第二导电路径的中电压通过非绝缘型的DCDC转换器(第二电压变换部)进行降压而对第三蓄电池进行充电。
这样，在基于输出高电压的第一蓄电池的电力对第二蓄电池及第三蓄电池进行充电时，能够将一个电压变换部(第二电压变换部)构成为非绝缘型的DCDC转换器，所以与通过两个绝缘型的DCDC转换器直接对第二蓄电池及第三蓄电池进行充电的结构相比，容易实现小型化及轻量化。另外，第二电压变换部是以将施加于第二导电路径的中电压作为输入电压的形式而生成第三导电路径的低电压的结构，因此输入电压被抑制，即使作为非绝缘型的DCDC转换器也不易产生问题。
因此，在具备高压用的第一蓄电池的车辆用电源系统中，能够更小型且简易地实现可良好地对第二蓄电池(与第一蓄电池相比输出电压低的蓄电池)及第三蓄电池(与第二蓄电池相比输出电压低的蓄电池)进行充电的结构。
附图说明
图1是例示具备实施例1的车辆用电源装置的车辆用电源系统的电路图。
图2是表示实施例1的车辆用电源装置中的第一控制部及第二控制部的控制的流程图。
图3是表示在实施例1的车辆用电源装置中第一蓄电池的充电状态为异常状态时的第一控制部及第二控制部的控制的流程图。
图4是表示在实施例1的车辆用电源装置中第一电压变换部的状态为异常状态时的第一控制部及第二控制部的控制的流程图。
具体实施方式
在此，示出发明的优选的一例。但是，本发明并不限定于以下的例子。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；及第二控制部，控制第二电压变换部的动作，第一控制部在第二蓄电池的充电状态为预定的下降状态时，以使从第一电压变换部向第二导电路径输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部的目标电流值的方式控制第一电压变换部的降压动作，第二控制部在第二蓄电池的充电状态为预定的下降状态时，以使从第二电压变换部向第三导电路径输出的电流的值小于预先规定的第二电压变换部的目标电流值的方式控制第二电压变换部的降压动作。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，即使通过第一电压变换部的降压动作而供给电流，在第二电压变换部的降压动作被进行时也不得不降低第二蓄电池的充电速度。该问题在第二蓄电池的充电状态成为预定的下降状态时变得显著，在第二电压变换部的降压动作被进行时，第二蓄电池的下降状态难以被消除。但是，如果如上述结构那样，在第二蓄电池的充电状态为预定的下降状态时，若增大从第一电压变换部向第二导电路径输出的电流，并减小从第二电压变换部向第三导电路径输出的电流，则能够在维持向第三导电路径的输出的同时优先进行第二蓄电池的充电，从而能够更早地消除第二蓄电池的下降状态。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；及第二控制部，控制第二电压变换部的动作，第一控制部在第三蓄电池的充电状态为预定的第二下降状态时，以使从第一电压变换部向第二导电路径输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部的目标电流值的方式控制第一电压变换部的降压动作，第二控制部在第三蓄电池的充电状态为预定的第二下降状态时，以使从第二电压变换部向第三导电路径输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部的目标电流值的方式控制第二电压变换部的降压动作。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，在第三蓄电池的充电状态下降的情况下，通过增大来自第二电压变换部的充电电流，容易尽早地消除第三蓄电池的充电状态的下降，但在采用这样的方式时，有可能过度促进第二蓄电池的放电，或者使第二蓄电池的充电速度降低。但是，如果如上述结构那样，在第三蓄电池的充电状态为预定的第二下降状态时，若增大来自第一电压变换部的充电电流，并且也增大来自第二电压变换部的充电电流，则能够促进第三蓄电池的充电而更早地消除第二下降状态，并且能够抑制由于这样的充电促进而导致第二蓄电池侧的放电过度发展、或者充电速度过度降低的情况。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；及第二控制部，控制第二电压变换部的动作，第一控制部在第一蓄电池的充电状态为预定的异常状态时，停止第一电压变换部的动作，第二控制部至少在第一电压变换部的动作停止且第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部进行如下的升压动作：对施加到第三导电路径的电压进行升压而向第二导电路径施加输出电压。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，优选在第一蓄电池的充电状态为异常状态时停止第一电压变换部的动作。但是，在如上述这样停止第一电压变换部的动作时，存在即使第二蓄电池的充电状态下降而偏离正常状态也不能对第二蓄电池进行充电这样的问题。因此，在上述结构中，在第一电压变换部的动作停止且第二蓄电池的充电状态不是预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部进行升压动作。如此，即使发生了上述事态，也能够利用第三蓄电池的电力而尽早地消除第二蓄电池的充电不足。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；及第二控制部，控制第二电压变换部的动作，第一控制部在第一蓄电池的充电状态为预定的异常状态时，停止第一电压变换部的动作，第二控制部至少在第一电压变换部的动作停止且第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态的情况下，若第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态，则以使从第二电压变换部输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部的目标电流值的方式控制第二电压变换部的降压动作。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，优选在第一蓄电池的充电状态为异常状态时停止第一电压变换部的动作。但是，即使在这样的情况下，也优选在第三蓄电池的充电状态下降时增大来自第二电压变换部的充电电流而促进第三蓄电池的充电，但是如果在第二蓄电池不是正常状态时进行这样的动作，则有可能使第二蓄电池过度放电。但是，如果如上述结构那样，在第一电压变换部的动作停止且第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态的情况下，若以第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态为条件而增大第二电压变换部的输出电流，则能够避免由于在第一电压变换部的动作停止时促进第三蓄电池的充电而导致第二蓄电池的充电状态过度恶化这样的事态。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；第二控制部，控制第二电压变换部的动作；及异常检测部，检测第一电压变换部的异常，第二控制部在由异常检测部检测出第一电压变换部的异常且第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部进行如下的升压动作：对施加到第三导电路径的电压进行升压而向第二导电路径施加输出电压。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，在第一电压变换部为异常的情况下，即使第二蓄电池的充电状态下降而偏离正常状态，也不能通过第一电压变换部正常地供给充电电流，因此有可能无法使第二蓄电池迅速地恢复到正常状态。因此，在上述结构中，在检测出第一电压变换部的异常且第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部进行升压动作。如此，即使发生了上述事态，也能够利用第三蓄电池的电力而尽早地消除第二蓄电池的充电不足。
本发明的车辆用电源装置也可以为如下结构：所述车辆用电源装置具备：第一控制部，控制第一电压变换部的动作；第二控制部，控制第二电压变换部的动作；及异常检测部，检测第一电压变换部的异常，第二控制部在由异常检测部检测出第一电压变换部的异常且第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态的情况下，若第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态，则以使从第二电压变换部输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部的目标电流值的方式控制第二电压变换部的降压动作。
在通过第一电压变换部的第一降压动作而对第二蓄电池进行充电并通过第二电压变换部的第二降压动作而对第三蓄电池进行充电的结构中，在第一电压变换部为异常的情况下，不能期待由第一电压变换部进行的充电动作。但是，即使在这样的情况下，也优选在第三蓄电池的充电状态下降时增大来自第二电压变换部的充电电流而促进第三蓄电池的充电，但是如果在第二蓄电池不为正常状态时进行这样的动作，则有可能在无法充分地进行对第二蓄电池的电流供给的状况下使第二蓄电池过度放电。但是，如果如上述结构那样，在检测出第一电压变换部的异常且第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态的情况下，若以第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态为条件而增大第二电压变换部的输出电流，则能够避免由于在第一电压变换部异常时促进第三蓄电池的充电而导致第二蓄电池的充电状态过度恶化这样的事态。
<实施例1>
以下，对将本发明具体化的实施例1进行说明。
图1所示的车辆Ca是通过从第一蓄电池10接受电力供给的行驶用电动机产生使车轮旋转的动力的车辆，为电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车等所谓的xEV车辆。车辆用电源系统100是搭载于车辆Ca的电源系统，具备：高压用的第一蓄电池10；作为第一蓄电池10的充放电路径的第一导电路径17；输出比第一蓄电池10的输出电压低的电压的第二蓄电池11；作为第二蓄电池11的充放电路径的第二导电路径18；输出比第二蓄电池11的输出电压低的电压的第三蓄电池12；作为第三蓄电池12的充放电路径的第三导电路径19；及车辆用电源装置1(以下，也称为电源装置1)。
如图1所示，电源装置1构成为可向高压系统的第一导电路径17、中压系统的第二导电路径18及低压系统的第三导电路径19这三个系统供给电力。
电源装置1构成为，向第一导电路径17施加第一蓄电池10的输出电压(例如200V左右)，向第二导电路径18施加第二蓄电池11的输出电压(例如48V左右)，并向第三导电路径19施加第三蓄电池12的输出电压(例如12V左右)，电源装置1可向连接到第一导电路径17、第二导电路径18及第三导电路径19的电气负载供给电力。第二蓄电池11的满充电时的输出电压比第一蓄电池10的满充电时的输出电压低。另外，第三蓄电池12的满充电时的输出电压比第二蓄电池11的满充电时的输出电压低。另外，第一蓄电池10的输出电压意味着第一蓄电池10的高电位侧端子与地之间的电位差，第二蓄电池11的输出电压意味着第二蓄电池11的高电位侧端子与地之间的电位差，第三蓄电池12的输出电压意味着第三蓄电池12的高电位侧端子与地之间的电位差。
第一导电路径17与第一蓄电池10的高电位侧端子电连接。第一蓄电池10是可向高压用的负载(在图1的例子中为电动机30等)供给电力的蓄电池。第一蓄电池10例如是将锂离子蓄电池或镍氢蓄电池等单蓄电池串联组合多个而构成的蓄电池组，能够输出约200V的电压。第一蓄电池10的电压并不限于200V，也可以是300V左右。另外，在第一蓄电池10的低电位侧端子电连接有低电位侧导电路径20。低电位侧导电路径20例如作为接地部发挥功能，是保持在预定的接地电位(例如0V)的导电路径。
在第一导电路径17连接有作为电气负载的PCU(功率控制单元)32。在PCU32电连接有电动机30，在电动机30连接发动机31。PCU32是包括进行直流电力与被实施了预定的控制的交流驱动信号之间的变换的逆变器电路的电路单元，能够向电动机30供给交流电力。另外，电动机30被用作用于使发动机31启动的启动源。
在第一蓄电池10与PCU32之间的第一导电路径17和低电位侧导电路径20连接有SMR(系统主继电器)33。SMR3具有第一继电器33A、第二继电器33B及第三继电器33C。第一继电器33A、第二继电器33B及第三继电器33C是继电器开关。第一继电器33A设置于第一导电路径17，第二继电器33B设置于低电位侧导电路径20。第三继电器33C与电阻串联连接，并与第一继电器33A并联地电连接于第一导电路径17。第一继电器33A、第二继电器33B及第三继电器33C通过预定的控制装置的控制而切换接通断开。
另外，在SMR3与PCU32之间的第一导电路径17和低电位侧导电路径20连接有第一电压变换部13。第一电压变换部13具有变压器，是能够进行降压的公知的绝缘型降压DCDC转换器。在第一电压变换部13电连接有第二导电路径18。第一电压变换部13以第一导电路径17为输入侧导电路径，以第二导电路径18为输出侧导电路径，并可进行降压动作以对施加到第一导电路径17的输入电压进行降压而向第二导电路径18施加输出电压。由此，第一电压变换部13能够基于来自第一蓄电池10的电力对后述的第二蓄电池11进行充电，并且向后述的第一负载34供给电力。另外，第一电压变换部13的输出电压是与第二蓄电池11的满充电时的充电电压(例如48V)为相同程度或者比其稍高的电压。在本结构中，由第一电压变换部13进行的降压动作(对施加到第一导电路径17的电压进行降压而向第二导电路径18施加预定的输出电压的动作)相当于第一降压动作的一例。
在第二导电路径18电连接有第二蓄电池11、作为电气负载的第一负载34及第二电压变换部14。
第二蓄电池11例如可以使用与第一蓄电池10为相同种类的单电池，并由串联组合的个数不同的单电池构成，能够输出约48V的电压。另外，第二蓄电池11为与第一蓄电池10分体的结构。第二蓄电池11的高电位侧端子与第二导电路径18连接，低电位侧端子保持在接地电位(0V)。
第一负载34通过经由第二导电路径18供给的电力进行动作。第一负载34是需要相对较大的电力的设备及随着xEV车辆的进化而新追加的辅机和电子设备等，例如是电动助力转向的电动机、空调的压缩机等。
第二电压变换部14不具有变压器，是能够执行降压和升压这两者的公知的非绝缘型的双向DCDC转换器，例如可以是同步整流方式的DCDC转换器，也可以是二极管整流方式的DCDC转换器。在第二电压变换部14的一侧电连接有第二导电路径18，在另一侧电连接有第三导电路径19。第二电压变换部14可进行如下的降压动作：对施加到第二导电路径18的电压进行降压而向第三导电路径19施加输出电压。另外，第二电压变换部14如此进行的降压动作(对施加到第二导电路径18的电压进行降压而向第三导电路径19施加输出电压的降压动作)相当于第二降压动作的一例。在第二降压动作时第二电压变换部14向第三导电路径19施加的输出电压例如是与满充电时的第三蓄电池12的充电电压为相同程度或比其稍高的电压。而且，第二电压变换部14也可进行如下的升压动作：对施加到第三导电路径19的电压进行升压而向第二导电路径18施加输出电压。在升压动作时第二电压变换部14向第二导电路径18施加的输出电压例如是与满充电时的第一蓄电池10的充电电压为相同程度或比其稍高的电压。由于如此构成，所以在第二电压变换部14进行第二降压动作时，能够基于来自第二蓄电池11的电力对后述的第三蓄电池12进行充电，并且还能够向后述的第二负载35供给电力。另外，在第二电压变换部14进行升压动作时，能够基于来自第三蓄电池12的电力对第二蓄电池11进行充电，并且还能够向第一负载34供给电力。
在第三导电路径19电连接有第三蓄电池12及作为电气负载的第二负载35。
第三蓄电池12例如能够使用一直以来被用作车载用蓄蓄电池的公知的铅蓄电池，能够输出约12V的电压。第三蓄电池12的高电位侧的端子与第三导电路径19连接，低电位侧的端子被保持在接地电位(0V)。
第二负载35通过经由第三导电路径19供给的电力进行动作。第二负载35例如是用于刮水器的电动机等辅机及各种电子设备等低压用的负载。
另外，电源装置1具备第一控制部15、第二控制部16及BMU(蓄电池管理单元)36。另外，第一控制部15和第二控制部16既可以由共用的控制装置兼用，也可以由单独的控制装置实现，以下，以由单独的控制装置实现的情况为代表例进行说明。
第一控制部15例如作为微型计算机而构成，具备CPU、ROM、RAM、非易失性存储器等。第一控制部15为如下结构：基于第二蓄电池11、第三蓄电池12的充电状态(以下，也称为SOC(State of Charge))对提供给第一电压变换部13的PWM信号D1的占空比进行运算，并且将被设定为通过运算所得的预定值的占空比的PWM信号D1输出到第一电压变换部13，从而可控制第一电压变换部13的动作。另外，第一控制部15构成为可取得与第二蓄电池11连接的第二导电路径18的电压值V2、电流值A2等，通过基于所取得的这些值来获得第二蓄电池11的SOC，由此监视第二蓄电池11的SOC。第一控制部15检测第二蓄电池11的SOC的方法可以采用公知的各种方法。
第二控制部16例如作为微型计算机而构成，具备CPU、ROM、RAM、非易失性存储器等。第二控制部16为如下结构：基于第三蓄电池12、第二蓄电池11的SOC对提供给第二电压变换部14的PWM信号D2的占空比进行运算，并且将被设定为通过运算所得的预定值的占空比的PWM信号D2输出到第二电压变换部14，从而可控制第二电压变换部14的动作。另外，第二控制部16构成为可取得与第三蓄电池12连接的第三导电路径19的电压值V3、电流值A3等，通过基于所取得的这些值来获得第三蓄电池12的SOC，由此可监视第三蓄电池12的SOC。第二控制部16检测第三蓄电池12的SOC的方法可以采用公知的各种方法。
BMU36构成为可取得第一蓄电池10的各单蓄电池的电压值V1、电流值A1等，基于所取得的这些值来检测第一蓄电池10的SOC。BMU36检测第一蓄电池10的SOC的方法可以采用公知的各种方法。
接着，参照图2等对由第一控制部15及第二控制部16执行的控制进行说明。第一控制部15及第二控制部16的动作开始条件例如是点火信号从关闭切换到开启等，也可以是除此之外的动作开始条件。
图2的控制是在未执行图3及图4的控制时被反复进行的控制。在图2的控制中，第一控制部15及第二控制部16中的至少任一个判定第二蓄电池11的SOC是否为预定的下降状态(S1)。这里，所谓第二蓄电池11的SOC为预定的下降状态意味着基于第二导电路径18的电压值V2、电流值A2等所得到的当前的第二蓄电池11的SOC是相对于第二蓄电池11被充满电的状态低于预定的比例的状态。具体而言，将由第一控制部15监视的第二蓄电池11的SOC为预定的第二SOC阈值以下的情况作为“第二蓄电池11的充电状态为预定的下降状态的情况”的一例，在步骤S1中，在第二蓄电池11的SOC为第二SOC阈值以下的情况下进行步骤S2的处理，在第二蓄电池11的SOC超过第二SOC阈值的情况下进行步骤S3的处理。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S1中判定为第二蓄电池11的SOC为第二SOC阈值以下的情况下，在步骤S2中进行控制以增大来自第一电压变换部13的输出电流，并减小来自第二电压变换部14的输出电流。另外，在本结构中，预先规定了第一电压变换部13的目标电流值(第一目标电流值It1)，在对第二蓄电池11进行充电时使第一电压变换部13进行通常的降压动作的情况下(步骤S2、S4以外的情况)，第一控制部15以使来自第一电压变换部13的输出电流成为第一目标电流值It1的方式控制第一电压变换部13的降压动作(第一降压动作)。另外，预先规定了第二电压变换部14的目标电流值(第二目标电流值It2)，在对第三蓄电池12进行充电时使第二电压变换部14进行通常的降压动作的情况下(步骤S2、S4以外的情况)，第二控制部16以使来自第二电压变换部14的输出电流成为第二目标电流值It2的方式控制第二电压变换部14的降压动作(第二降压动作)。另一方面，在步骤S1中判定为第二蓄电池11的SOC为第二SOC阈值以下的情况下(第二蓄电池11的充电状态为预定的下降状态时)，第一控制部15以使从第一电压变换部13向第二导电路径18输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部13的目标电流值(第一目标电流值It1)的方式控制第一电压变换部13的降压动作，第二控制部16以使从第二电压变换部14向第三导电路径19输出的电流的值小于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值(第二目标电流值It2)的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S1中判定为第二蓄电池11的SOC不为第二SOC阈值以下的情况下，在步骤S2中判定第三蓄电池12的SOC是否为预定的下降状态(S3)。这里，所谓第三蓄电池12的SOC为预定的下降状态意味着基于第三导电路径19的电压值V3、电流值A3等所得到的当前的第三蓄电池12的SOC是相对于第三蓄电池12被满充电的状态低于预定的比例的状态。具体而言，将由第二控制部16监视的第三蓄电池12的SOC为预定的第三SOC阈值以下的情况作为“第三蓄电池12的充电状态为预定的第二下降状态的情况”的一例，在步骤S3中，在第三蓄电池12的SOC为第三SOC阈值以下的情况下进行步骤S4的处理，在第三蓄电池12的SOC超过第三SOC阈值的情况下结束图2的处理。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S3中判定为第三蓄电池12的SOC为第三SOC阈值以下的情况下，在步骤S4中进行控制以增大来自第一电压变换部13的输出电流，并增大来自第二电压变换部14的输出电流。具体而言，第一控制部15以使从第一电压变换部13向第二导电路径18输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部13的目标电流值(第一目标电流值It1)的方式控制第一电压变换部13的降压动作，第二控制部16以使从第二电压变换部14向第三导电路径19输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值(第二目标电流值It2)的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S3中判定为第三蓄电池12的SOC不为第三SOC阈值以下的情况下，结束图2的控制，第一控制部15及第二控制部16返回到通常动作。并且，在第一控制部15及第二控制部16进行通常动作的状态下再次进行图2的控制。在通常动作中，第一控制部15以使从第一电压变换部13向第二导电路径18输出的电流的值成为第一目标电流值It1的方式控制第一电压变换部13的降压动作，第二控制部16以使从第二电压变换部14向第三导电路径19输出的电流的值成为第二目标电流值It2的方式控制第二电压变换部14的降压动作。另外，第一控制部15及第二控制部16也可以在第二蓄电池11的充电电压超过第一阈值且第三蓄电池的充电电压超过第二阈值的情况下，使第一电压变换部13及第二电压变换部14的动作停止。
接着，说明图3的控制。图3的控制是在图2的控制被反复进行时预定条件成立的情况下被开始的控制。预定条件是“第一蓄电池10或第一电压变换部13中的任一个为异常状态”这样的条件。在图2的控制被反复进行时预定条件成立的情况下，第一控制部15及第二控制部16判定第一蓄电池10是否为异常状态。在本结构中，BMU36基于所取得的第一蓄电池10的各单蓄电池的电压值V1、电流值A1，通过公知的方法来检测第一蓄电池10的SOC。并且，BMU36在判定为第一蓄电池10的SOC为第一SOC阈值以下的情况下，将异常状态通知信号R1输出到第一控制部15。第一控制部15判定在步骤S11中是否输入了异常状态通知信号R1，在输入了异常状态通知信号R1的情况下(第一蓄电池10的充电状态为预定的异常状态(SOC为第一SOC阈值以下的状态)的情况下)，在步骤S12中停止第一电压变换部13的动作。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S12之后，在步骤S13中判定第二蓄电池11的SOC是否为第二SOC阈值以下，在步骤S13中判定为第二蓄电池11的SOC为第二SOC阈值以下的情况下(第二蓄电池11的充电状态不为预定的正常状态的情况下)，进入步骤S14，使第二电压变换部14进行升压动作。例如，在步骤S13、S14被反复进行的期间从第一控制部15向第二控制部16输出升压动作指示信号L3，第二控制部16根据该升压动作指示信号L3使第二电压变换部14进行升压动作。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S13中判定为第二蓄电池11的SOC不为第二SOC阈值以下的情况下(第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态的情况下)，在步骤S15中判定第三蓄电池12的SOC是否为第三SOC阈值以下(S15)。第一控制部15及第二控制部16在步骤S15中判定为第三蓄电池12的SOC为第三SOC阈值以下的情况下(第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态的情况下)，在步骤S16中以使从第二电压变换部14输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值(第二目标电流值It2)的方式控制第二电压变换部14的降压动作。反复进行该控制，直到第三蓄电池12的SOC超过第三SOC阈值为止。第一控制部15及第二控制部16在步骤S15中判定为第三蓄电池12的SOC不为第三SOC阈值以下的情况下，结束图3的控制。另外，在步骤S11中，在判定为第一蓄电池10的SOC不为第一SOC阈值以下的情况下，也结束图3的控制。
接着，说明图4的控制。图4的控制例如是在图3的控制之后被开始的控制。第一控制部15(或第二控制部16)在步骤S21中，判定第一电压变换部13是否为异常状态。步骤S21中的异常状态的判定方法多种多样，例如，可以将第一电压变换部13的输出电压在预定电压范围外的情况判定为异常状态，也可以将来自第一电压变换部13的输出电流在预定电流范围外的情况判定为异常状态。在该结构中，例如，第一控制部15相当于异常检测部的一例。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S21中判定为第一电压变换部13为异常状态的情况下，在步骤S22中判定第二蓄电池11的SOC是否为第二SOC阈值以下，在步骤S22中判定为第二蓄电池11的SOC为第二SOC阈值以下的情况下(第二蓄电池11的充电状态不是预定的正常状态的情况下)，进入步骤S23，使第二电压变换部14进行升压动作。例如，在步骤S22、S23被反复进行的期间从第一控制部15向第二控制部16输出升压动作指示信号L3，第二控制部16根据该升压动作指示信号L3使第二电压变换部14进行升压动作。
第一控制部15及第二控制部16在步骤S22中判定为第二蓄电池11的SOC不为第二SOC阈值以下的情况下(第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态的情况下)，在步骤S24中判定第三蓄电池12的SOC是否为第三SOC阈值以下。第一控制部15及第二控制部16在步骤S24中判定为第三蓄电池12的SOC为第三SOC阈值以下的情况下(第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态的情况下)，在步骤S25中以使从第二电压变换部14输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值(第二目标电流值It2)的方式控制第二电压变换部14的降压动作。反复进行该控制，直到第三蓄电池12的SOC超过第三SOC阈值为止。第一控制部15及第二控制部16在步骤S24中判定为第三蓄电池12的SOC不为第三SOC阈值以下的情况下，结束图4的控制。另外，在步骤S21中，在判定为第一电压变换部13不为异常状态的情况下，也结束图4的控制。
下面，例示本结构的效果。
上述车辆用电源装置1成为如下结构：不是将施加于针对高压用负载的电力供给路径(第一导电路径17)的高电压通过两个绝缘型DCDC转换器分别进行降压而对第二蓄电池11及第三蓄电池12进行充电，而是采用将第一导电路径17的高电压通过绝缘型的DCDC转换器(第一电压变换部13)进行降压而向第二导电路径18施加中电压并经由第二导电路径18对第二蓄电池11进行充电的结构，而且将该第二导电路径18的中电压通过非绝缘型的DCDC转换器(第二电压变换部14)进行降压而对第三蓄电池进行充电。这样，在基于输出高电压的第一蓄电池10的电力对第二蓄电池11及第三蓄电池12进行充电时，能够将一个电压变换部(第二电压变换部14)构成为非绝缘型的DCDC转换器，所以与通过两个绝缘型的DCDC转换器直接对第二蓄电池11及第三蓄电池12进行充电的结构相比，容易实现小型化及轻量化。另外，第二电压变换部14是以将施加于第二导电路径18的中电压作为输入电压的形式生成第三导电路径19的低电压的结构，因此输入电压被抑制，即使作为非绝缘型的DCDC转换器也不易产生问题。
因此，在具备高压用的第一蓄电池10的车辆用电源系统100中，能够更小型且简易地实现可良好地对第二蓄电池11(与第一蓄电池10相比输出电压较低的蓄电池)及第三蓄电池12(与第二蓄电池11相比输出电压较低的蓄电池)进行充电的结构。
另外，本结构的车辆用电源装置1的第二电压变换部14不与第一导电路径17连接。因此，在对第二电压变换部14、第三蓄电池12、第二负载35等进行维护时，能够以不易受到第一导电路径17的高电压的影响的形式进行维护，从而容易进行维护作业。
另外，本结构的车辆用电源装置1具备：第一控制部15，控制第一电压变换部13的动作；及第二控制部，控制第二电压变换部14的动作，第一控制部15以如下方式进行动作：在第二蓄电池11的充电状态为预定的下降状态时，以使从第一电压变换部13输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部13的目标电流值的方式控制第一电压变换部13的降压动作，第二控制部16以如下方式进行动作：在第二蓄电池11的充电状态为预定的下降状态时，以使从第二电压变换部14输出的电流的值小于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作而对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，即使通过第一电压变换部13的降压动作而供给电流，在第二电压变换部14的降压动作被进行时也不得不降低第二蓄电池11的充电速度。该问题在第二蓄电池11的充电状态成为预定的下降状态时变得显著，在第二电压变换部14的降压动作被进行时，第二蓄电池11的下降状态难以被消除。但是，如果如上述结构那样，在第二蓄电池11的充电状态为预定的下降状态时，增大从第一电压变换部13向第二导电路径18输出的电流，并减小从第二电压变换部14向第三导电路径19输出的电流，则能够在维持向第三导电路径19的输出的同时优先进行第二蓄电池11的充电，从而能够更早地消除第二蓄电池11的下降状态。
另外，第一控制部15以如下方式进行动作：在第三蓄电池12的充电状态为预定的第二下降状态时，以使从第一电压变换部13输出的电流的值大于预先规定的第一电压变换部13的目标电流值的方式控制第一电压变换部13的降压动作，第二控制部16以如下方式进行动作：在第三蓄电池12的充电状态为预定的第二下降状态时，以使从第二电压变换部14输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作来对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，在第三蓄电池12的充电状态下降的情况下，通过增大来自第二电压变换部14的充电电流，容易尽早地消除第三蓄电池12的充电状态的下降，但在采用这样的方式时，有可能过度促进第二蓄电池11的放电，或者使第二蓄电池11的充电速度降低。但是，如果如上述结构那样，在第三蓄电池12的充电状态为预定的第二下降状态时，增大来自第一电压变换部13的充电电流，并且也增大来自第二电压变换部14的充电电流，则能够促进第三蓄电池12的充电而更早地消除第二下降状态，并且能够抑制由于这样的充电促进而导致第二蓄电池11侧的放电过度发展、或者充电速度过度降低的情况。
另外，第一控制部15以如下方式进行动作：在第一蓄电池10的充电状态为预定的异常状态时，停止第一电压变换部13的动作，第二控制部16以如下方式进行动作：至少在第一电压变换部13的动作停止且第二蓄电池11的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部14进行如下的升压动作：对施加到第三导电路径19的电压进行升压而向第二导电路径18施加输出电压。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作而对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，优选在第一蓄电池10的充电状态为异常状态时停止第一电压变换部13的动作。但是，在如上述这样停止第一电压变换部13的动作时，存在即使第二蓄电池11的充电状态下降而偏离正常状态也不能对第二蓄电池11进行充电这样的问题。因此，在上述结构中，在第一电压变换部13的动作停止且第二蓄电池11的充电状态不是预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部14进行升压动作。如此，即使发生了上述事态，也能够利用第三蓄电池12的电力而尽早地消除第二蓄电池11的充电不足。
另外，第一控制部15以如下方式进行动作：在第一蓄电池10的充电状态为预定的异常状态时，停止第一电压变换部13的动作，第二控制部16以如下方式进行动作：至少在第一电压变换部13的动作停止且第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态的情况下，若第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态，则以使从第二电压变换部14输出的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作而对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，优选在第一蓄电池10的充电状态为异常状态时停止第一电压变换部13的动作。但是，即使在这样的情况下，也优选在第三蓄电池12的充电状态下降时增大来自第二电压变换部14的充电电流而促进第三蓄电池12的充电，但是如果在第二蓄电池11不是正常状态时进行这样的动作，则有可能使第二蓄电池11过度放电。但是，如果如上述结构那样，在第一电压变换部13的动作停止且第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态的情况下，若以第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态为条件而增大第二电压变换部14的输出电流，则能够避免由于在第一电压变换部13的动作停止时促进第三蓄电池12的充电而导致第二蓄电池11的充电状态过度恶化这样的事态。
另外，第二控制部16以如下方式进行动作：在由异常检测部40检测出第一电压变换部13的异常且第二蓄电池11的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部14进行如下的升压动作：对施加到第三导电路径19的电压进行升压而向第二导电路径18施加输出电压。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作而对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，在第一电压变换部13为异常的情况下，即使第二蓄电池11的充电状态下降而偏离正常状态，也不能通过第一电压变换部13正常地供给充电电流，因此有可能无法使第二蓄电池11迅速地恢复到正常状态。因此，在上述结构中，在检测出第一电压变换部13的异常且第二蓄电池11的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使第二电压变换部14进行升压动作。如此，即使发生了上述事态，也能够利用第三蓄电池12的电力而尽早地消除第二蓄电池11的充电不足。
另外，本结构的车辆用电源装置1为如下结构：具备：第一控制部15，控制第一电压变换部13的动作；第二控制部16，控制第一电压变换部14的动作；及异常检测部40，检测第一电压变换部13的异常，第二控制部16在由异常检测部40检测出第一电压变换部13的异常且第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态的情况下，若第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态，则以使从第二电压变换部输出14的电流的值大于预先规定的第二电压变换部14的目标电流值的方式控制第二电压变换部14的降压动作。
在通过第一电压变换部13的第一降压动作而对第二蓄电池11进行充电并通过第二电压变换部14的第二降压动作而对第三蓄电池12进行充电的结构中，在第一电压变换部13为异常的情况下，不能期待由第一电压变换部13进行的充电动作。但是，即使在这样的情况下，也优选在第三蓄电池12的充电状态下降时增大来自第二电压变换部14的充电电流而促进第三蓄电池12的充电，但是如果在第二蓄电池11不为正常状态时进行这样的动作，则有可能在无法充分地进行对第二蓄电池11的电流供给的状况下使第二蓄电池11过度放电。但是，如果如上述结构那样，在检测出第一电压变换部13的异常且第三蓄电池12的充电状态为预定的低电平状态的情况下，若以第二蓄电池11的充电状态为预定的正常状态为条件而增大第二电压变换部14的输出电流，则能够避免由于在第一电压变换部13异常时促进第三蓄电池12的充电而导致第二蓄电池11的充电状态过度恶化这样的事态。
<其他实施例>
本发明并不限定于通过上述描述和附图所说明的实施例，例如以下的实施例也包含在本发明的技术范围内。
在实施例1中，车辆用电源系统100具备3个蓄电池(第一蓄电池、第二蓄电池及第三蓄电池)，但也可以进一步具备输出电压不同的其他蓄电池。在该情况下，该电压不同的其他蓄电池优选为进一步经由其他的电压变换部而与第二蓄电池连接。
在实施例1中，例示了第一控制部及第二控制部的动作开始条件是点火信号从关闭切换为开启的情况，但是例如在混合动力车辆、电动汽车等中，也可以是从车辆启动用的电源未被接通的状态切换为电源被接通的状态等。
在实施例1中，例示了将第一控制部及第二控制部分别作为单独的信息处理装置(单独的微型计算机等)而构成的情况，但是它们也可以由共用的信息处理装置(共用的微计算机等)构成。
在实施例1中，将第一蓄电池和第二蓄电池设为分体，但也可以采用如下结构：将单电池串联地组合多个而构成248V的蓄电池，并在该蓄电池设置中间抽头，使200V的第一蓄电池与48V的第二蓄电池一体化。另外，在实施例1中，第一蓄电池和第二蓄电池使用了相同的单电池，但也可以将48V的第二蓄电池构成为与构成200V的第一蓄电池的单电池不同的种类的电池。
在任何例子中，所谓第二蓄电池的充电状态为预定的下降状态均可以是第二蓄电池的输出电压为阈值电压以下的状态。另外，所谓第三蓄电池的充电状态为预定的第二下降状态均可以是第三蓄电池的输出电压为阈值电压以下的状态。另外，所谓第一蓄电池的充电状态为预定的异常状态均可以是第三蓄电池的输出电压为阈值电压以下的状态。或者，所谓第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况均可以是第二蓄电池的输出电压为阈值电压以下的情况。另外，所谓第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态均可以是第三蓄电池的充电电压为阈值电压以下的状态。
附图标记说明
1…车载用电源装置
10…第一蓄电池
11…第二蓄电池
12…第三蓄电池
13…第一电压变换部
14…第二电压变换部
15…第一控制部(异常检测部)
16…第二控制部
17…第一导电路径
18…第二导电路径
19…第三导电路径
100…车辆用电源系统。

Claims (7)

1.一种车辆用电源装置，用于车辆用电源系统，该车辆用电源系统具备：
高压用的第一蓄电池；
第一导电路径，作为所述第一蓄电池的充放电路径；
第二蓄电池，输出比所述第一蓄电池的输出电压低的电压；
第二导电路径，作为所述第二蓄电池的充放电路径；
第三蓄电池，输出比所述第二蓄电池的输出电压低的电压；及
第三导电路径，作为所述第三蓄电池的充放电路径，
所述车辆用电源装置具备：
第一电压变换部，作为绝缘型的DCDC转换器而构成，并进行如下的第一降压动作：对施加到所述第一导电路径的电压进行降压而向所述第二导电路径施加输出电压；及
第二电压变换部，作为非绝缘型的DCDC转换器而构成，并进行如下的第二降压动作：对施加到所述第二导电路径的电压进行降压而向所述第三导电路径施加输出电压。
2.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；及
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作，
所述第一控制部在所述第二蓄电池的充电状态为预定的下降状态时，以使从所述第一电压变换部向所述第二导电路径输出的电流的值大于预先规定的所述第一电压变换部的目标电流值的方式控制所述第一电压变换部的降压动作，
所述第二控制部在所述第二蓄电池的充电状态为所述预定的下降状态时，以使从所述第二电压变换部向所述第三导电路径输出的电流的值小于预先规定的所述第二电压变换部的目标电流值的方式控制所述第二电压变换部的降压动作。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；及
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作，
所述第一控制部在所述第三蓄电池的充电状态为预定的第二下降状态时，以使从所述第一电压变换部向所述第二导电路径输出的电流的值大于预先规定的所述第一电压变换部的目标电流值的方式控制所述第一电压变换部的降压动作，
所述第二控制部在所述第三蓄电池的充电状态为所述预定的第二下降状态时，以使从所述第二电压变换部向所述第三导电路径输出的电流的值大于预先规定的所述第二电压变换部的目标电流值的方式控制所述第二电压变换部的降压动作。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；及
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作，
所述第一控制部在所述第一蓄电池的充电状态为预定的异常状态时，停止所述第一电压变换部的动作，
所述第二控制部至少在所述第一电压变换部的动作停止且所述第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使所述第二电压变换部进行如下的升压动作：对施加到所述第三导电路径的电压进行升压而向所述第二导电路径施加输出电压。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；及
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作，
所述第一控制部在所述第一蓄电池的充电状态为预定的异常状态时，停止所述第一电压变换部的动作，
所述第二控制部至少在所述第一电压变换部的动作停止且所述第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态的情况下，若所述第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态，则以使从所述第二电压变换部输出的电流的值大于预先规定的所述第二电压变换部的目标电流值的方式控制所述第二电压变换部的降压动作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作；及
异常检测部，检测所述第一电压变换部的异常，
所述第二控制部至少在由所述异常检测部检测出所述第一电压变换部的异常且所述第二蓄电池的充电状态不为预定的正常状态的情况下，使所述第二电压变换部进行如下的升压动作：对施加到所述第三导电路径的电压进行升压而向所述第二导电路径施加输出电压。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆用电源装置，具备：
第一控制部，控制所述第一电压变换部的动作；
第二控制部，控制所述第二电压变换部的动作；及
异常检测部，检测所述第一电压变换部的异常，
所述第二控制部至少在由所述异常检测部检测出所述第一电压变换部的异常且所述第二蓄电池的充电状态为预定的正常状态的情况下，若所述第三蓄电池的充电状态为预定的低电平状态，则以使从所述第二电压变换部输出的电流的值大于预先规定的所述第二电压变换部的目标电流值的方式控制所述第二电压变换部的降压动作。
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