JP2005204421A - Power unit - Google Patents
Power unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005204421A JP2005204421A JP2004008668A JP2004008668A JP2005204421A JP 2005204421 A JP2005204421 A JP 2005204421A JP 2004008668 A JP2004008668 A JP 2004008668A JP 2004008668 A JP2004008668 A JP 2004008668A JP 2005204421 A JP2005204421 A JP 2005204421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- energy storage
- storage source
- voltage
- power
- power supply
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/0093—Converters characterised by their input or output configuration wherein the output is created by adding a regulated voltage to or subtracting it from an unregulated input
Abstract
Description
本発明は、電源装置に係り、特に車輌に搭載される電源装置の改良に関する。 The present invention relates to a power supply device, and more particularly to an improvement of a power supply device mounted on a vehicle.
交差点などでの停止時にエンジンを停止させるアイドルストップ式自動車では、市街地走行などにおいて頻繁なエンジン始動を行う。エンジン始動時のようにバッテリに大電流が流れる場合、バッテリの内部インピーダンスによって出力電圧が低下する。特に、低温時やバッテリが劣化して内部インピーダンスが高い状態や、SOC(State Of Charge)が低くバッテリの開放電圧が低下している状態では、出力電圧の低下は顕著となる。バッテリ電圧が低下すると、ヘッドランプのちらつきや車載機器の異常動作を引き起こす可能性がある。 In an idling stop type vehicle that stops an engine when stopped at an intersection or the like, the engine is frequently started when traveling in an urban area. When a large current flows through the battery as when the engine is started, the output voltage is lowered due to the internal impedance of the battery. In particular, when the battery is deteriorated and the internal impedance is high, or when the SOC (State Of Charge) is low and the open circuit voltage of the battery is low, the output voltage is significantly reduced. If the battery voltage decreases, it may cause flickering of headlamps and abnormal operation of in-vehicle devices.
この対策として、次のような電源装置が提案されている。この電源装置は、エンジン始動装置を含んで電圧低下許容率が大きい第一負荷に給電するバッテリと、このバッテリ側から給電されて電圧低下許容率が小さい第二負荷へ送電するDC−DCコンバータと、DC−DCコンバータを経由することなくバッテリから第二負荷へ送電するスイッチ手段と、バッテリの電圧低下に関する情報を検出する電圧低下検出手段と、バッテリの電圧低下非検出時にスイッチ手段を通じての送電を許可し、バッテリの電圧低下検出時にスイッチ手段を通じての送電を停止するとともにDC−DCコンバータを通じての送電を許可する送電制御手段とを有する。 As a countermeasure, the following power supply device has been proposed. The power supply apparatus includes a battery that includes an engine starter and supplies power to a first load having a large voltage drop allowance rate, and a DC-DC converter that is fed from the battery side and transmits power to a second load having a low voltage drop allowance rate. Switch means for transmitting power from the battery to the second load without going through the DC-DC converter, voltage drop detection means for detecting information relating to the battery voltage drop, and power transmission through the switch means when no battery voltage drop is detected. Power transmission control means for permitting and stopping power transmission through the switch means when detecting a voltage drop of the battery and permitting power transmission through the DC-DC converter.
すなわち、DC−DCコンバータは、バッテリ電圧が低下していると想定される場合にはDC−DCコンバータを昇圧駆動することによりバッテリから第二負荷へ給電し、バッテリ電圧が十分な大きさの電源電圧を第二負荷に印加できる場合にはスイッチ手段を通じてDC−DCコンバータを介することなく給電する。これにより、DC−DCコンバータとしては短時間のみ給電すればよく、比較的小型軽量のものを用いることができる(例えば、特許文献1参照)。 That is, when it is assumed that the battery voltage is lowered, the DC-DC converter supplies power from the battery to the second load by boosting the DC-DC converter so that the battery voltage is sufficiently large. When voltage can be applied to the second load, power is supplied through the switch means without going through the DC-DC converter. Thereby, as a DC-DC converter, what is necessary is just to supply electric power only for a short time, and a comparatively small and lightweight thing can be used (for example, refer patent document 1).
従来の電源装置は以上のように構成され、第二負荷に供給される電力は、全てDC/DCコンバータから供給する必要があるため、DC/DCコンバータはそれに見合うだけの出力容量が必要であった。また、第二負荷にはバッテリの開放電圧と同程度の電圧が必要となるため、DC/DCコンバータを構成する素子やコンデンサ2には、バッテリ電圧プラスアルファの耐圧を有するものを使用する必要があり、装置の小型化には限界があった。
The conventional power supply apparatus is configured as described above, and all the power supplied to the second load needs to be supplied from the DC / DC converter. Therefore, the DC / DC converter needs to have an output capacity corresponding to it. It was. Further, since the second load requires a voltage that is about the same as the open circuit voltage of the battery, it is necessary to use a battery voltage plus an alpha breakdown voltage for the elements and
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、第一の電気負荷よりも電圧変動率の許容値が小さい第二の電気負荷に電力を供給するための第一のエネルギー蓄積源と第二のエネルギー蓄積源との直列回路中の第二のエネルギー蓄積源に電力を供給するための電力供給手段を小形化でき、ひいては全体を小形化できる電源装置を得ることを目的とする。また、電力供給手段の耐圧を低くすることができ、さらに小形化が可能な電源装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a first for supplying electric power to a second electric load having a smaller allowable voltage fluctuation rate than the first electric load. An object of the present invention is to obtain a power supply apparatus that can reduce the size of the power supply means for supplying power to the second energy storage source in the series circuit of the energy storage source and the second energy storage source, and thus can reduce the overall size. And It is another object of the present invention to provide a power supply device that can reduce the withstand voltage of the power supply means and can be further miniaturized.
この発明に係る電源装置においては、発電機から供給されるエネルギーを蓄積し第一の電気負荷に給電する第一のエネルギー蓄積源と、第一のエネルギー蓄積源に直列接続された第二のエネルギー蓄積源と、第二のエネルギー蓄積源に電力を供給する電力供給手段と、第一の電気負荷よりも電圧変動率の許容値が小さい第二の電気負荷に電力を供給するためのエネルギー蓄積源を切り換えるものであって第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値以上のときに第一のエネルギー蓄積源から電力を供給し第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値より小さいときに第一のエネルギー蓄積源と第二のエネルギー蓄積源との直列回路から電力を供給するように切り換える切り換え手段とを備えたものである。 In the power supply device according to the present invention, a first energy storage source that stores energy supplied from the generator and supplies power to the first electrical load, and a second energy connected in series to the first energy storage source An energy storage source for supplying electric power to a second electric load having an allowable voltage fluctuation rate smaller than that of the first electric load; When the voltage of the first energy storage source is greater than or equal to a predetermined value, power is supplied from the first energy storage source, and when the voltage of the first energy storage source is less than the predetermined value, the first Switching means for switching to supply power from a series circuit of the energy storage source and the second energy storage source is provided.
以上のように、この発明によれば、発電機から供給されるエネルギーを蓄積し第一の電気負荷に給電する第一のエネルギー蓄積源と、第一のエネルギー蓄積源に直列接続された第二のエネルギー蓄積源と、第二のエネルギー蓄積源に電力を供給する電力供給手段と、第一の電気負荷よりも電圧変動率の許容値が小さい第二の電気負荷に電力を供給するためのエネルギー蓄積源を切り換えるものであって第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値以上のときに第一のエネルギー蓄積源から電力を供給し第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値より小さいときに第一のエネルギー蓄積源と第二のエネルギー蓄積源との直列回路から電力を供給するように切り換える切り換え手段とを備えたので、第二のエネルギー蓄積源は第一のエネルギー蓄積源よりも低い電圧のものとすることが可能となり、従って電力供給手段も低い電圧のものにでき小型化が可能となる。また、第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値以上のときに第一のエネルギー蓄積源から第二の電気負荷に電力を供給するので、電力供給手段を常時動作させる必要が無くなり動作時間を短くできるので、電力供給手段を小形化でき、ひいては電源装置の小形化が可能となる。 As described above, according to the present invention, the first energy storage source that stores energy supplied from the generator and supplies power to the first electrical load, and the second energy source connected in series to the first energy storage source Energy storage source, power supply means for supplying power to the second energy storage source, and energy for supplying power to the second electric load having a smaller allowable voltage fluctuation rate than the first electric load The storage source is switched. When the voltage of the first energy storage source is equal to or higher than a predetermined value, power is supplied from the first energy storage source, and when the voltage of the first energy storage source is lower than the predetermined value, Switching means for switching to supply power from a series circuit of one energy storage source and a second energy storage source, so that the second energy storage source is the first energy storage source. It is possible to assume also a low voltage, thus can be miniaturized can be those also low-voltage power supply unit. Further, since the power is supplied from the first energy storage source to the second electric load when the voltage of the first energy storage source is equal to or higher than a predetermined value, it is not necessary to always operate the power supply means and the operation time is shortened. As a result, the power supply means can be reduced in size, and the power supply device can be reduced in size.
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における電源装置の構成を示す構成図である。図2は電源装置の動作を説明するためのフローチャート、図3は電源装置の動作を説明するための説明図である。図1において、第一のエネルギー蓄積源としてのバッテリ1には車載機器として電圧変動許容率の大きな第一の電気負荷3(例えばポンプモータなど)とインバータ6が接続されている。
1 is a configuration diagram showing a configuration of a power supply device according to
なお、この実施の形態においては、インバータ6でモータ(兼発電機)5を制御することで、エンジンの始動や車輪の駆動や発電動作を行う。また、バッテリ1には、第二のエネルギー蓄積源としての小容量のコンデンサ2が直列に接続されるとともに、コンデンサ2と並列に切り換え手段としてのダイオード8が接続されている。そして、バッテリ1とコンデンサ2の直列回路には車載機器として電圧変動許容率の小さな第二の電気負荷4(例えば、ヘッドランプなど)が接続されている。電力供給手段としてのDC/DCコンバータ7は、バッテリ1の電力をコンデンサ2に供給することで、コンデンサ2の電圧を任意の電圧に制御する。
In this embodiment, the inverter (6) controls the motor (cum generator) 5 to start the engine, drive the wheels, and generate power. In addition, a
次に、動作について説明する。ここではバッテリ1の公称電圧が12Vのシステムとし、第一の電気負荷3の電圧変動許容範囲を8〜16V、第二の電気負荷4の電圧変動許容範囲を11〜15Vとして説明する。なお、特に断っていない場合も、電圧などの数値は例示であり、この例示した数値に限定されるものではない。車両の通常走行時においてモータ(兼発電機)5が発電動作を行っている場合、バッテリ1の電圧は13〜14Vに保たれており、第一の電気負荷3には13〜14Vの電圧が供給されている。この時、DC/DCコンバータ7は動作停止状態、ダイオード8はオン状態にあり、第二の電気負荷4には13〜14Vの電圧が供給されている。エンジン再始動時のようにバッテリ1の電圧が大きく低下する場合、DC/DCコンバータ7はバッテリ1の電圧とコンデンサ2の電圧の和が、第二の電気負荷4の電圧許容範囲内となるように動作する。
Next, the operation will be described. Here, it is assumed that the nominal voltage of the
エンジン再始動時のバッテリ1の電圧が8V以下になると、DC/DCコンバータ7はコンデンサ2の電圧が3〜7Vになるように動作することで、第二の電気負荷4は11〜15Vの電圧を供給することができる。この場合、コンデンサ2には数V〜10V程度の低耐圧のものを使用できるため、コンデンサ2の小型化と低損失化が可能となる。また、DC/DCコンバータ7を絶縁型のDC/DCコンバータとした場合、出力側の半導体素子も10V以下の低耐圧の素子を使用できるため、DC/DCコンバータ7の小型化ができるとともに低損失化も可能となる。
When the voltage of the
次に、DC/DCコンバータ7の動作について説明する。DC/DCコンバータ7の動作は、バッテリ1とコンデンサ2の加算電圧の常時一定電圧制御でもよいが、図2のフローチャートに示すような制御を行うことで、DC/DCコンバータ7をさらに小型化できる。以下、図2と図3を用いて、その動作の詳細について説明する。DC/DCコンバータ7の動作開始条件として、バッテリ1の電圧Vbとコンデンサ2の電圧Vcの加算電圧(Vb+Vc)(図3参照)が、第二の電気負荷4の電圧許容下限値(11V)よりも大きな値であって所定の第一のしきい値電圧Vth1(例えば11.5V)を下回ると(ステップS1)、動作を開始させる(ステップS2)。DC/DCコンバータ7の動作中は、バッテリ1とコンデンサ2の加算電圧(Vb+Vc)が所定の設定電圧Vrefとなるような一定電圧制御を行うが(ステップS3)、その設定電圧Vrefはバッテリ1の充電電圧(13.5〜15V)よりも低い値(例えば13V)とする。
Next, the operation of the DC /
以上の制御により、バッテリ1の負荷電流は図3の折れ線Jのように変化し、バッテリ1の電圧はVbのように降下するが、バッテリ1とコンデンサ2の各電圧を加算した加算電圧は点線で示す(Vb+Vc)のようになり、第二の電気負荷4の許容電圧範囲(11〜15V)内の値である(11〜13V)に保たれる。DC/DCコンバータ7の動作により、DC/DCコンバータ7とコンデンサ2との双方から第二の電気負荷4に電力が供給されることになる。なお、図3中の折れ線Pは、DC/DCコンバータ7の操作量である。
With the above control, the load current of the
DC/DCコンバータ7の動作停止条件としては、バッテリ1とコンデンサ2の加算電圧(Vb+Vc)が第二の電気負荷4の電圧許容上限値(15V)を超えない第二のしきい値電圧
Vth2(例えば13.5V)を超えると動作を停止させる(ステップS4)。DC/DCコンバータ7の動作が停止すると、ステップS1へ戻り再びDC/DCコンバータ7の動作開始条件である第一のしきい値電圧Vth1(11.5V)よりも低くなるまでは動作を開始させない。このように制御することで、DC/DCコンバータ7はバッテリ1とコンデンサ2の加算電圧(Vb+Vc)が11.5Vを下回ったときに動作を開始し、13.5Vを超えると動作を停止するため、DC/DCコンバータ7は短時間定格のものを用いることができ、DC/DCコンバータ7の小型化が可能となり、ひいては電源装置そのものを小型化できる。
The operation stop condition of the DC /
また、切り換え手段として半導体スイッチのダイオード8を用いて説明したが、リレーやコンタクタ等の機械スイッチでも同様の効果が得られる。また、エンジン始動装置や発電装置としてモータ(兼発電機)5とインバータ6を組み合わせた装置について説明したが、これに限らず、セルモータ及びオルタネータ並びに整流器を用いた装置でも同様の効果を奏する。
Further, the
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2による電源装置を示す構成図である。図4においては、コンデンサ7と直列に、第一の開閉手段としてのMOSFET9を接続している。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。なお、第二の開閉手段としてのダイオード8はMOSFET9の寄生ダイオードでもよく、この場合MOSFET9を同期整流動作させることで、ダイオード8の損失を低減することが可能となる。なお、第一及び第二の開閉手段にて、この発明の切り換え手段を構成している。
FIG. 4 is a block diagram showing a power supply device according to
次に、動作について説明する。車両の通常走行時においてモータ(兼発電機)5が発電動作を行っている場合は、MOSFET9はオフしている。また、バッテリ1の温度のモニタやバッテリコントロールユニット等の情報より、バッテリ1の内部抵抗を推定し、エンジン再始動時のバッテリ1の電圧降下値を推定しておく。推定されたバッテリ1の電圧降下値を元にDC/DCコンバータ7を動作させ、コンデンサ2を所望の電圧に充電しておく。
Next, the operation will be described. When the motor (cum generator) 5 is performing a power generation operation during normal traveling of the vehicle, the
車両が停止中の動作は特になく、エンジン再始動時の動作はDC/DCコンバータ7の動作開始のタイミングとほぼ同時にMOSFET9をオンすること以外は、実施の形態1と同様である。なお、この実施の形態では、コンデンサ2にバッテリ1の電圧降下相当の電圧が充電されているため、DC/DCコンバータ7の動作開始直後から、所望の出力電圧(バッテリ1の電圧とコンデンサ2の電圧の和(Vb+Vc))を得ることが可能となる。
There is no particular operation while the vehicle is stopped, and the operation at the time of engine restart is the same as in the first embodiment except that the
このように、本実施の形態2によれば、コンデンサ2と直列に第二のスイッチ手段であるMOSFET9を設け、バッテリ1の電圧降下推定値に応じてコンデンサ2を初期充電しておくことで、DC/DCコンバータ7の過渡応答性を向上でき、第二の電気負荷4に安定した電圧を供給することが可能となる。また、コンデンサ2として、大容量のコンデンサ(例えば電気二重層コンデンサ等)を用いることで、更なる効果を得ることができる。電気二重層コンデンサは数F(ファラッド)から数百Fの静電容量を有しており、サブ秒〜数十秒オーダーの出力が可能なコンデンサである。車両走行中に、MOSFET9をオフし、DC/DCコンバータ7で大容量のコンデンサ2を少しずつ充電しておき、エンジン再始動時にMOSFET9をオンし、その充電エネルギーを用いることで、DC/DCコンバータ7の定格容量を大幅に低減することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the
また、電圧補償用のコンデンサ2として電気二重層コンデンサを用いることで、電圧変動許容率の小さな第二の電気負荷4への供給電力はDC/DCコンバータ7だけでなく、バッテリ1の電力も供給されるため、DC/DCコンバータ7の小型化が可能となる。例えば、第二の電気負荷4の消費電力が100W、コンデンサ2の電圧を4Vとすると、DC/DCコンバータ7が伝送すべき電力は、100×4/(4+8)=33.3Wとなる。
このように、本実施の形態によれば、コンデンサ2として大容量の電気二重層コンデンサを用いることで、DC/DCコンバータ7コンバータ7の更なる小型化が可能となる。
Further, by using an electric double layer capacitor as the
Thus, according to the present embodiment, by using a large-capacity electric double layer capacitor as the
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3による電源装置を示す構成図である。図5において、バッテリ1と直列にバッテリ1よりも小容量の第二のバッテリ10を直列接続し、必要に応じてバッテリ1と第二のバッテリ10間の電力伝送を行うための第二の電力供給手段としての第二のDC/DCコンバータ11が接続されている。なお、第二のバッテリ10がこの発明における第三のエネルギー蓄積源である。
FIG. 5 is a block diagram showing a power supply device according to
モータ(兼発電機)5を力行動作及び発電動作させるためのインバータ6は、バッテリ1と第二のバッテリ10との直列回路に接続されている。その他の構成については、図1に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。このような構成はモータの高出力化を行うための手法として、例えば特開2002−218667号公報等に示されている公知技術である。このような複数のバッテリを直列接続した構成においても、エンジン再始動時のようにバッテリ1に大電流が流れると、バッテリ電圧は低下し、バッテリ1に接続されている車載機器に悪影響を及ぼす可能性がある。
An
本発明の実施の形態3では、DC/DCコンバータ7の入力電源を第二のバッテリ10とし、コンデンサ2の電圧を制御するように構成している。このような構成にすることで、DC/DCコンバータ7として非絶縁型の降圧コンバータを使用することが可能となり、DC/DCコンバータ7の小型・低コスト化が可能となる。
なお、第二のバッテリ10の代わりに、電気二重層コンデンサ等の大容量のコンデンサを用いるようにしてもよい。
In the third embodiment of the present invention, the input power supply of the DC /
Instead of the second battery 10, a large capacity capacitor such as an electric double layer capacitor may be used.
実施の形態4.
図6は、本発明の実施の形態4による電源装置を示す構成図である。図6において、第三のバッテリ22と直列に、第一の開閉手段としてのMOSFET9を接続している。また、第三のバッテリ22を充電するためにDC/DCコンバータ27が設けられている。なお、第二の開閉手段としてのダイオード8はMOSFETの寄生ダイオードでもよい。その他の構成については、図4に示した実施の形態2と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a power supply device according to
動作についても、図4に示したものと同様であり、車両の通常走行時においてモータ(兼発電機)5が発電動作を行っている場合は、MOSFET9はオフしている。また、バッテリ温度のモニタやバッテリコントロールユニット等の情報より、バッテリ1の内部抵抗を推定し、エンジン再始動時のバッテリ電圧降下値を推定しておく。推定されたバッテリ電圧降下値に基づいてDC/DCコンバータ27を動作させ、第三のバッテリ22を充電しておく。
The operation is also the same as that shown in FIG. 4, and the
車両が停止中の動作は特になく、エンジン再始動時の動作はDC/DCコンバータ27の動作開始のタイミングとほぼ同時にMOSFET9をオンする。この実施の形態では、第三のバッテリ22にバッテリ1の電圧降下に見合うエネルギーが充電されているため、DC/DCコンバータ27の動作開始直後から、所望の出力電圧(バッテリ1と第三のバッテリ22の電圧の和)を得ることが可能となる。なお、第三のバッテリ22の容量を大きくしておけば、エンジン再始動寺等の短時間大電流負荷の投入に合わせてDC/DCコンバータ27の動作を開始させる必要はなく、任意のタイミングで動作をさせることもできる。
There is no particular operation while the vehicle is stopped, and the operation at the time of engine restart turns on the
このように、この実施の形態によれば、第三のバッテリ22と直列に第一の開閉手段であるMOSFET9を設け、バッテリ1の電圧降下推定値に応じて第三のバッテリ22を初期充電しておくことで、DC/DCコンバータ27の過渡応答性を問う必要が無くなり、第二の電気負荷4に安定した電圧を供給することが可能となる。また、車両走行中に、MOSFET9をオフし、DC/DCコンバータ27で第三のバッテリ22を少しずつ充電しておき、エンジン再始動時にMOSFET9をオンし、第三のバッテリ22の充電エネルギーを用いることで、DC/DCコンバータ27の定格容量を大幅に低減することが可能となる。
Thus, according to this embodiment, the
以上のように、この発明によれば、発電機から供給されるエネルギーを蓄積し第一の電気負荷に給電する第一のエネルギー蓄積源と、第一のエネルギー蓄積源に直列接続された第二のエネルギー蓄積源と、第二のエネルギー蓄積源に電力を供給する電力供給手段と、第一の電気負荷よりも電圧変動率の許容値が小さい第二の電気負荷に電力を供給するためのエネルギー蓄積源を切り換えるものであって第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値以上のときに第一のエネルギー蓄積源から電力を供給し第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値より小さいときに第一のエネルギー蓄積源と第二のエネルギー蓄積源との直列回路から電力を供給するように切り換える切り換え手段とを備えたので、第二のエネルギー蓄積源は第一のエネルギー蓄積源よりも低い電圧のものとすることが可能となり、従って電力供給手段も低い電圧のものにでき小型化が可能となる。また、第一のエネルギー蓄積源の電圧が所定値以上のときに第一のエネルギー蓄積源から第二の電気負荷に電力を供給するので、電力供給手段を常時動作させる必要が無くなり動作時間を短くできるので、電力供給手段を小形化でき、ひいては電源装置の小形化が可能となる。 As described above, according to the present invention, the first energy storage source that stores energy supplied from the generator and supplies power to the first electrical load, and the second energy source connected in series to the first energy storage source Energy storage source, power supply means for supplying power to the second energy storage source, and energy for supplying power to the second electric load having a smaller allowable voltage fluctuation rate than the first electric load The storage source is switched. When the voltage of the first energy storage source is equal to or higher than a predetermined value, power is supplied from the first energy storage source, and when the voltage of the first energy storage source is lower than the predetermined value, Switching means for switching to supply power from a series circuit of one energy storage source and a second energy storage source, so that the second energy storage source is the first energy storage source. It is possible to assume also a low voltage, thus can be miniaturized can be those also low-voltage power supply unit. Further, since the power is supplied from the first energy storage source to the second electric load when the voltage of the first energy storage source is equal to or higher than a predetermined value, it is not necessary to always operate the power supply means, and the operation time is shortened. As a result, the power supply means can be reduced in size, and the power supply device can be reduced in size.
そして、電力供給手段は、第一のエネルギー蓄積源から第二のエネルギー蓄積源に電力を供給するものであることを特徴とするので、第一のエネルギー蓄積源を利用して容易に電力を供給でき、装置が簡易になる。 Since the power supply means supplies power from the first energy storage source to the second energy storage source, power is easily supplied using the first energy storage source. And the device becomes simple.
さらに、第一のエネルギー蓄積源に直列接続された第三のエネルギー蓄積源を有し発電機は第一のエネルギー蓄積源と第三のエネルギー蓄積源との直列回路にエネルギーを供給するものであり、電力供給手段は第三のエネルギー蓄積源から第二のエネルギー蓄積源に電力を供給するものであることを特徴とするので、第三のエネルギー源への電力の供給を発電機から行うことができる。 Furthermore, the generator has a third energy storage source connected in series with the first energy storage source, and the generator supplies energy to the series circuit of the first energy storage source and the third energy storage source. The power supply means supplies power from the third energy storage source to the second energy storage source, so that power can be supplied from the generator to the third energy source. it can.
また、電力供給手段は、第一のエネルギー蓄積源の電圧と第二のエネルギー蓄積源の電圧との和が、所定値未満のとき動作し、上記所定値よりも大きい別の所定値を超えたとき動作を停止するものであることを特徴とするので、電力供給手段の動作開始条件と動作停止条件を設けることにより、電力供給手段の動作時間を制限して短時間定格のものを用いることができ、電力供給手段ひいては電源装置の小型化が可能となる。 The power supply means operates when the sum of the voltage of the first energy storage source and the voltage of the second energy storage source is less than a predetermined value, and exceeds another predetermined value larger than the predetermined value. Since the operation is sometimes stopped, it is possible to limit the operation time of the power supply means by using the operation start condition and the operation stop condition of the power supply means, and use the one with a short-time rating. Thus, it is possible to reduce the size of the power supply means and thus the power supply device.
そして、切り換え手段は、第一の開閉手段と第二の開閉手段とを有するものであって第一の開閉手段は第二のエネルギー蓄積源と直列に接続されており第二の開閉手段は第一の開閉手段と第二のエネルギー蓄積源との直列回路に並列に接続されたものであることを特徴とするので、第一のエネルギー蓄積源の電圧と第二のエネルギー蓄積源の電圧の和が、例えば予め決められた値よりも大きくなった場合に第一の開閉手段を開路させ第二の開閉手段を閉路させて、第一のエネルギー蓄積源から第二の電気負荷へ直接給電することにより、第一のエネルギー蓄積源電圧が急激に上昇した時でも安定した電圧を第二の電気負荷に印加することが可能となる。 The switching means includes a first opening / closing means and a second opening / closing means. The first opening / closing means is connected in series with the second energy storage source, and the second opening / closing means is the first opening / closing means. Since it is connected in parallel to a series circuit of one switching means and a second energy storage source, the sum of the voltage of the first energy storage source and the voltage of the second energy storage source For example, when the value becomes larger than a predetermined value, the first opening / closing means is opened and the second opening / closing means is closed so that power is directly supplied from the first energy storage source to the second electric load. This makes it possible to apply a stable voltage to the second electric load even when the first energy storage source voltage suddenly increases.
さらに、第二のエネルギー蓄積源はコンデンサであり、切り換え手段はコンデンサと並列に接続された一方向導通素子であることを特徴とするので、第二のエネルギー蓄積源及び切り換え手段を簡易なものにできる。 Further, the second energy storage source is a capacitor, and the switching means is a unidirectional conducting element connected in parallel with the capacitor. Therefore, the second energy storage source and the switching means are simplified. it can.
また、第一の電気負荷が負荷されたときの第一のエネルギー蓄積源の電圧降下値を推定する電圧降下値推定手段を有するものであり、電力供給手段は推定される電圧降下値に応じてコンデンサに供給する電力を調整するものであることを特徴とするので、例えば第一のエネルギー蓄積源の温度や内部抵抗からエンジン始動装置や電動パワステ等の瞬時高負荷の動作時における電圧降下値を推定し、コンデンサに供給する電力すなわちコンデンサの初期充電電圧を第一のエネルギー蓄積源の推定される電圧降下値に応じた値にすることにより、第一のエネルギー蓄積源電圧の急激な変化時においても、第二の電気負荷に安定した電圧を印加することが可能となる。 In addition, it has voltage drop value estimation means for estimating the voltage drop value of the first energy storage source when the first electric load is loaded, and the power supply means is in accordance with the estimated voltage drop value. Since the power supplied to the capacitor is adjusted, the voltage drop value during the operation of an instantaneous high load such as an engine starter or an electric power steering is calculated from the temperature or internal resistance of the first energy storage source, for example. Estimate the power supplied to the capacitor, that is, the initial charging voltage of the capacitor according to the estimated voltage drop value of the first energy storage source. In addition, a stable voltage can be applied to the second electric load.
そして、コンデンサは、電気二重層コンデンサであることを特徴とするので、容量の大きな電気二重層コンデンサを用いて第二の電気負荷に大きな電力を供給できるようにすることにより、電源装置の小型化が可能となる。 Since the capacitor is an electric double layer capacitor, it is possible to reduce the size of the power supply device by enabling a large electric power to be supplied to the second electric load using the electric double layer capacitor having a large capacity. Is possible.
1 バッテリ、2 コンデンサ、3 第一の電気負荷、4 第二の電気負荷、
5 モータ(兼発電機)、7 DC−DCコンバータ、8 ダイオード、
9 MOSFET、10 第二のバッテリ、11 第二のDC−DCコンバータ、
22 DC−DCコンバータ、27 第三のバッテリ。
1 battery, 2 capacitor, 3 first electrical load, 4 second electrical load,
5 Motor (cum generator), 7 DC-DC converter, 8 Diode,
9 MOSFET, 10 second battery, 11 second DC-DC converter,
22 DC-DC converter, 27 3rd battery.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004008668A JP4468708B2 (en) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004008668A JP4468708B2 (en) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005204421A true JP2005204421A (en) | 2005-07-28 |
JP4468708B2 JP4468708B2 (en) | 2010-05-26 |
Family
ID=34821920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004008668A Expired - Fee Related JP4468708B2 (en) | 2004-01-16 | 2004-01-16 | Power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4468708B2 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1749701A1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-07 | Ford Global Technologies, LLC | Circuit arrangement for regenerative energy of vehicles |
WO2008007540A1 (en) | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Panasonic Corporation | Power supply device |
JP2008040117A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
JP2008046152A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
WO2008105161A1 (en) | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Panasonic Corporation | Electric power source device |
JP2012105408A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply apparatus |
US8210145B2 (en) * | 2005-05-17 | 2012-07-03 | Panasonic Corporation | Engine start device |
US20140354058A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Delta Electronics, Inc. | Power converter and power supplying method thereof |
JP2016010288A (en) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | Fdk株式会社 | Uninterruptible power supply |
CN105850018A (en) * | 2013-09-30 | 2016-08-10 | 罗伯特·博世有限公司 | Dc-dc converter and method for controlling a dc-dc converter |
JP2016220530A (en) * | 2012-08-30 | 2016-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Electric power generation system |
JPWO2015060139A1 (en) * | 2013-10-25 | 2017-03-09 | 日立化成株式会社 | Power storage system |
JP2020043752A (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | In-vehicle power supply system |
JP2020198715A (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | マツダ株式会社 | Vehicle drive device |
JP2020198716A (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | マツダ株式会社 | Vehicle drive device |
-
2004
- 2004-01-16 JP JP2004008668A patent/JP4468708B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8210145B2 (en) * | 2005-05-17 | 2012-07-03 | Panasonic Corporation | Engine start device |
EP1749701A1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-07 | Ford Global Technologies, LLC | Circuit arrangement for regenerative energy of vehicles |
WO2008007540A1 (en) | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Panasonic Corporation | Power supply device |
JP4835690B2 (en) * | 2006-07-10 | 2011-12-14 | パナソニック株式会社 | Power supply |
JP2008040117A (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
JP2008046152A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
WO2008105161A1 (en) | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Panasonic Corporation | Electric power source device |
JP2012105408A (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply apparatus |
JP2016220530A (en) * | 2012-08-30 | 2016-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Electric power generation system |
US20140354058A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Delta Electronics, Inc. | Power converter and power supplying method thereof |
US9627965B2 (en) * | 2013-06-04 | 2017-04-18 | Delta Electronics, Inc. | Power converter and power supplying method thereof |
US10476366B2 (en) | 2013-09-30 | 2019-11-12 | Robert Bosch Gmbh | DC-DC converter and method for controlling a DC-DC converter |
CN105850018A (en) * | 2013-09-30 | 2016-08-10 | 罗伯特·博世有限公司 | Dc-dc converter and method for controlling a dc-dc converter |
CN105850018B (en) * | 2013-09-30 | 2019-03-29 | 罗伯特·博世有限公司 | DC voltage converter and method for manipulating DC voltage converter |
JPWO2015060139A1 (en) * | 2013-10-25 | 2017-03-09 | 日立化成株式会社 | Power storage system |
US10097035B2 (en) | 2014-06-26 | 2018-10-09 | Fdk Corporation | Uninterruptible power supply unit |
EP3163712A4 (en) * | 2014-06-26 | 2018-01-10 | FDK Corporation | Uninterruptible power-supply system |
JP2016010288A (en) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | Fdk株式会社 | Uninterruptible power supply |
JP2020043752A (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | In-vehicle power supply system |
JP7340775B2 (en) | 2018-09-10 | 2023-09-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Vehicle power system |
JP2020198715A (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | マツダ株式会社 | Vehicle drive device |
JP2020198716A (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | マツダ株式会社 | Vehicle drive device |
JP7344436B2 (en) | 2019-06-03 | 2023-09-14 | マツダ株式会社 | vehicle drive system |
JP7344435B2 (en) | 2019-06-03 | 2023-09-14 | マツダ株式会社 | vehicle drive system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4468708B2 (en) | 2010-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109168326B (en) | Power supply device | |
US10065523B2 (en) | Engine start and battery support module | |
US9415732B2 (en) | Vehicle power unit | |
JP4862823B2 (en) | Power stabilization device and vehicle using the same | |
JP4468708B2 (en) | Power supply | |
JP5837236B2 (en) | In-vehicle electrical system, control device for in-vehicle electrical system, and vehicle equipped with the device | |
RU2696539C2 (en) | Onboard network for vehicle | |
JP4876773B2 (en) | Power supply | |
US9843184B2 (en) | Voltage conversion apparatus | |
KR20030019133A (en) | Dc-dc converter | |
WO2006123682A1 (en) | Engine start device | |
WO2004055963A1 (en) | Power unit for automobile | |
JP2010110192A (en) | Vehicle power supply unit | |
JP2015532574A (en) | Electronic network for self-propelled vehicles | |
JP2008211952A (en) | Power supply unit | |
JP2010022077A (en) | Power supply device | |
JP5182788B2 (en) | Power supply apparatus and power supply system using the same | |
US11155221B2 (en) | Power supply device for vehicle | |
US11299138B2 (en) | Hybrid vehicle control device | |
US9758043B2 (en) | Method for operating an energy supply unit for a motor vehicle electrical system | |
JP4923831B2 (en) | Power supply | |
JP2012035756A (en) | Power supply device for vehicle | |
JP6324575B1 (en) | Power converter | |
JP2010068650A (en) | Power system | |
JP6375977B2 (en) | Power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061102 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100223 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4468708 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |