JP2009153274A - Vehicular power supply unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular power supply unit capable of effectively preventing degradation in a contact of a precharge relay at current cut-off due to a precharge fault. <P>SOLUTION: This vehicular power supply unit includes: contactors 2 connected respectively to the positive and negative output sides of a travelling battery 1; a precharge circuit 3 that is a series circuit provided with a precharge resistance 6 and a precharge relay 7 and precharges a capacitor 21 in a load 20; and a control circuit 4 for controlling on-off operations of the precharge relay 7 and the contactors 2. The control circuit 4 includes: a fault detection part 8 for detecting a fault in a precharge state; and a delay control part 9 for switching on the precharge relay 7. In the power supply unit with the capacitor 21 precharged, when the fault detection part 8 detects a precharge fault, the control circuit 4 switches the contactor 2 off to cut off a current and the delay control part 9 switches off the contactor 2. After a lapse of predetermined delay time, the delay control part 9 switches off the precharge relay 7. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両に搭載される走行用バッテリでもって、負荷に並列に接続している大容量のコンデンサーをプリチャージ回路でプリチャージした状態で、コンタクターをオンに切り換える車両用の電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle that switches a contactor on in a state in which a large-capacitance capacitor connected in parallel to a load is precharged by a precharge circuit with a traveling battery mounted on the vehicle.

車両用の電源装置は、大容量コンデンサーを並列に接続している負荷に電力を供給する。この電源装置は、走行用バッテリの出力側に接続しているコンタクターをオンに切り換えて負荷に電力を供給する。コンタクターは、異常時にオフに切り換えられて、出力を遮断する。また、車両を使用しない状態、たとえば自動車のイグニッションスイッチをオフにする状態でオフに切り換えられて出力を遮断する。コンデンサーをプリチャージすることなくコンタクターがオンに切り換えられると、走行用バッテリから大容量のコンデンサーをチャージするために、瞬間的に極めて大きなチャージ電流が流れる。大きなチャージ電流は、コンタクターの接点に損傷を与える。とくに、大きなチャージ電流でコンタクターの接点が溶着することがある。接点が溶着すると、コンタクターはオフに切り換えて電流を遮断できなくなる。この弊害を防止するために、コンタクターをオンに切り換える前に、コンデンサーをプリチャージするプリチャージ回路を備える電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２００１−１２８３０５号公報 A vehicle power supply device supplies power to a load having a large-capacity capacitor connected in parallel. This power supply device switches on the contactor connected to the output side of the traveling battery and supplies power to the load. The contactor is switched off in the event of an abnormality and shuts off the output. Further, the output is cut off when the vehicle is not used, for example, when the ignition switch of the automobile is turned off. When the contactor is switched on without precharging the capacitor, an extremely large charge current instantaneously flows in order to charge a large capacity capacitor from the traveling battery. The large charge current damages the contactor contacts. In particular, contact points of the contactor may be welded by a large charge current. When the contacts are welded, the contactor switches off and cannot interrupt the current. In order to prevent this adverse effect, a power supply device having a precharge circuit for precharging the capacitor before switching the contactor on has been developed (see Patent Document 1).
JP 2001-128305 A

特許文献１の公報には、プリチャージ回路を備える電源装置が記載される。プリチャージ回路は、チャージ電流を制限しながらコンデンサーをプリチャージする。このプリチャージ回路は、電流を制限するためのプリチャージ抵抗と、このプリチャージ抵抗に直列に接続しているプリチャージリレーとを備える。プリチャージ回路は、コンタクターと並列に接続している。プリチャージ回路は、プリチャージリレーをオンして負荷に接続しているコンデンサーをプリチャージする。コンデンサーがプリチャージされた後、コンタクターをオンに切り換えて、走行用バッテリを負荷に接続する。コンタクターをオンに切り換えた後、プリチャージリレーをオフに切り換える。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a power supply device including a precharge circuit. The precharge circuit precharges the capacitor while limiting the charge current. The precharge circuit includes a precharge resistor for limiting current and a precharge relay connected in series to the precharge resistor. The precharge circuit is connected in parallel with the contactor. The precharge circuit turns on the precharge relay to precharge the capacitor connected to the load. After the capacitor is precharged, turn the contactor on and connect the battery for running to the load. After switching the contactor on, switch the precharge relay off.

以上のプリチャージ回路は、コンデンサーを正常にプリチャージできるときは、図１に示すように、チャージ電流が次第に減少する。しかしながら、負荷が異常な状態になるとコンデンサーをプリチャージできなくなる。たとえば、負荷がショートしていると、図２に示すように、プリチャージ回路に流れる電流が減少せず、コンデンサーをプリチャージできなくなる。負荷がショートして流れるショート電流は、走行用バッテリの電圧に比例して、プリチャージ抵抗と負荷の電気抵抗に反比例する。走行用バッテリの電圧は数百Ｖと相当に高く、プリチャージ抵抗の電気抵抗とショート状態にある負荷の電気抵抗は小さいことから、ショート電流は相当に大きくなる。たとえば、走行用バッテリの電圧を３００Ｖ、プリチャージ抵抗の電気抵抗を１０Ωとすれば、ショート電流は約３０Ａと相当に大きくなる。この状態になると、コンデンサーのプリチャージを停止するために、プリチャージリレーとコンタクターの両方がオフに切り換えられる。プリチャージ回路をプラス側のコンタクターと並列に接続している電源装置は、マイナス側のコンタクターをオンに切り換える状態でプリチャージリレーをオンに切り換えてコンデンサーをプリチャージするので、プリチャージを停止するには、マイナス側のコンタクターとプリチャージリレーをほぼ同時にオフに切り換えている。   In the above precharge circuit, when the capacitor can be normally precharged, the charge current gradually decreases as shown in FIG. However, if the load becomes abnormal, the capacitor cannot be precharged. For example, if the load is short-circuited, as shown in FIG. 2, the current flowing through the precharge circuit does not decrease, and the capacitor cannot be precharged. The short-circuit current that flows when the load is short-circuited is proportional to the voltage of the traveling battery and inversely proportional to the precharge resistance and the electrical resistance of the load. Since the voltage of the battery for traveling is considerably high as several hundred volts, and the electrical resistance of the precharge resistor and the electrical resistance of the load in a short state are small, the short-circuit current becomes considerably large. For example, if the voltage of the traveling battery is 300 V and the electrical resistance of the precharge resistor is 10Ω, the short-circuit current is considerably large at about 30A. When this occurs, both the precharge relay and the contactor are switched off to stop the capacitor precharging. The power supply unit with the precharge circuit connected in parallel with the positive contactor switches the precharge relay on in the state where the negative contactor is turned on to precharge the capacitor. Switches off the negative contactor and precharge relay almost simultaneously.

プリチャージリレーとコンタクターの両方がほぼ同時に、もしくはプリチャージリレーが先にオフに切り換えられるとき、プリチャージリレーの接点が劣化（例えば、溶着や接点不良等）する弊害がある。それは、通常、プリチャージリレーの設定容量がコンタクターよりも小さく、またコンタクターに比較して電流遮断能力が要求されないからである。コンタクターは、大電流が流れる状態で使用され、さらに異常な状態になると、大電流を速やかに遮断する優れた大電流遮断能力が要求される。これに対して、プリチャージリレーは、コンデンサーをプリチャージしてコンタクターをオンに切り換えた後にオフに切り換えられるので、電流を遮断する能力は要求されない。また、プリチャージ抵抗で電流を制限しながらコンデンサーをプリチャージするので、接点の電流容量もコンタクターに比較して小さく設計される。さらに、プリチャージリレーは、瞬間的にはコンデンサーをプリチャージする大電流が流れるが、このプリチャージ電流は、図１に示すように速やかに減少することから、接点に要求される定格電流容量はプリチャージするピーク電流に比較して相当に小さく設計できる。この特性のプリチャージリレーがコンタクターと一緒にオフに切り換えられることから、従来の電源装置は、プリチャージ異常でプリチャージを停止するときに、プリチャージリレーの接点が劣化するなど弊害が発生した。   When both the precharge relay and the contactor are substantially simultaneously or when the precharge relay is switched off first, there is a problem that the contact of the precharge relay deteriorates (for example, welding or contact failure). This is because the set capacity of the precharge relay is usually smaller than that of the contactor, and current interruption capability is not required as compared with the contactor. The contactor is used in a state where a large current flows, and when the contactor is in an abnormal state, the contactor is required to have an excellent large current interruption capability for quickly interrupting the large current. On the other hand, since the precharge relay is switched off after the capacitor is precharged and the contactor is switched on, the ability to cut off the current is not required. In addition, since the capacitor is precharged while limiting the current with the precharge resistor, the current capacity of the contact is designed to be smaller than that of the contactor. Furthermore, although a large current for precharging the capacitor flows instantaneously in the precharge relay, this precharge current decreases rapidly as shown in FIG. 1, so that the rated current capacity required for the contact is It can be designed to be considerably smaller than the peak current to be precharged. Since the precharge relay having this characteristic is switched off together with the contactor, the conventional power supply device has a problem such as deterioration of the contact of the precharge relay when the precharge is stopped due to a precharge abnormality.

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、プリチャージ異常における電流遮断において、プリチャージリレーの接点の劣化を効果的に防止できる車両用の電源装置を提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that can effectively prevent deterioration of a contact point of a precharge relay in a current interruption in a precharge abnormality.

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、走行用バッテリ１の正負の出力側に接続されている負荷２０への電力供給を制御するコンタクター２、３２と、このコンタクター２、３２のオフ状態において、負荷２０のコンデンサー２１をプリチャージするプリチャージ抵抗６、３６とプリチャージリレー７、３７との直列回路からなるプリチャージ回路３、３３と、このプリチャージリレー７、３７とコンタクター２、３２のオンオフを制御する制御回路４とを備える。電源装置は、プリチャージ回路３、３３のプリチャージリレー７、３７をオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージした後、コンタクター２、３２をオンに切り換える。制御回路４は、コンデンサー２１のプリチャージ状態の異常を検出する異常検出部８と、この異常検出部８がプリチャージ異常を検出すると、コンタクター２、３２をオフに切り換えてから所定の遅延時間後にプリチャージリレー７、３７をオフに切り換える遅延制御部９とを備えている。電源装置は、コンデンサー２１のプリチャージ状態において、異常検出部８がプリチャージ異常を検出すると、制御回路４がコンタクター２、３２をオフに切り換えて電流を遮断すると共に、遅延制御部９がコンタクター２、３２をオフに切り換えて所定の遅延時間後にプリチャージリレー７、３７をオフに切り換える。 The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The vehicle power supply device includes contactors 2 and 32 that control power supply to the load 20 connected to the positive and negative output sides of the traveling battery 1, and a capacitor of the load 20 when the contactors 2 and 32 are off. Control for controlling the on / off of the precharge relays 7 and 37 and the contactors 2 and 32, and the precharge circuits 7 and 37 comprising the series circuit of the precharge resistors 6 and 36 and the precharge relays 7 and 37. Circuit 4. The power supply device switches on the contactors 2 and 32 after switching the precharge relays 7 and 37 of the precharge circuits 3 and 33 on to precharge the capacitor 21. The control circuit 4 detects an abnormality in the precharge state of the capacitor 21. When the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality, the control circuit 4 switches off the contactors 2 and 32 and turns off a predetermined delay time. And a delay control unit 9 for switching off the precharge relays 7 and 37. When the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality in the precharge state of the capacitor 21, the control circuit 4 switches off the contactors 2 and 32 to cut off the current, and the delay control unit 9 causes the contactor 2 to turn off. , 32 are turned off, and the precharge relays 7, 37 are turned off after a predetermined delay time.

本発明の請求項２の車両用の電源装置は、プリチャージ回路３を、走行用バッテリ１のプラス側に接続しているプラス側のコンタクター２Ａと並列に接続しており、異常検出部８がプリチャージ異常を検出する状態で、制御回路４がマイナス側のコンタクター２Ｂをオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延制御部９がプリチャージリレー７をオフに切り換えている。   The power supply device for a vehicle according to claim 2 of the present invention is configured such that the precharge circuit 3 is connected in parallel with the plus-side contactor 2A connected to the plus side of the traveling battery 1, and the abnormality detection unit 8 is In a state where the precharge abnormality is detected, after the control circuit 4 switches off the negative contactor 2B and cuts off the current, the delay control unit 9 switches the precharge relay 7 off.

本発明の請求項３の車両用の電源装置は、プリチャージ回路３３を、走行用バッテリ１のマイナス側に接続しているマイナス側のコンタクター３２Ｂと並列に接続しており、異常検出部８がプリチャージ異常を検出する状態で、制御回路４がプラス側のコンタクター３２Ａをオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延制御部９がプリチャージリレー３７をオフに切り換えている。   In the power supply device for a vehicle according to claim 3 of the present invention, the precharge circuit 33 is connected in parallel with the negative contactor 32B connected to the negative side of the traveling battery 1, and the abnormality detection unit 8 is In a state where the precharge abnormality is detected, after the control circuit 4 switches off the positive contactor 32A and cuts off the current, the delay control unit 9 switches off the precharge relay 37.

本発明の請求項４の車両用の電源装置は、遅延制御部９がコンタクター２、３２を切り換えてからプリチャージリレー７、３７をオフに切り換える遅延時間を５ｍｓｅｃないし５０ｍｓｅｃとしている。さらに、本発明の請求項５の車両用の電源装置は、異常検出部８が負荷２０の短絡を検出している。   In the vehicle power supply device according to claim 4 of the present invention, the delay time for switching off the precharge relays 7 and 37 after the delay control unit 9 switches the contactors 2 and 32 is set to 5 msec to 50 msec. Furthermore, in the vehicle power supply device according to claim 5 of the present invention, the abnormality detection unit 8 detects a short circuit of the load 20.

本発明の車両用の電源装置は、プリチャージ異常で走行用バッテリの電流を遮断するときに、プリチャージリレーの接点の劣化を確実に防止できる特徴がある。それは、コンデンサーのプリチャージ異常において、オン状態のコンタクターをオフにして電流を遮断し、電流が遮断された状態でプリチャージリレーをオフに切り換えるからである。この状態でオンからオフに切り換えられるプリチャージリレーは、大電流を遮断することがなく、大電流を遮断して接点が劣化するのを確実に阻止できる。とくに、本発明の車両用の電源装置は、プリチャージリレーを遅れてオフに切り換える簡単な回路で、接点の劣化を確実に阻止できる。コンタクターは、大電流を遮断するための電流遮断器として使用されることから、大電流の遮断能力が高く、プリチャージ異常においてプリチャージ抵抗にて制限されている程度の電流を遮断しても接点の劣化はない。   The power supply device for a vehicle according to the present invention has a feature that can reliably prevent deterioration of the contact of the precharge relay when the current of the battery for traveling is interrupted due to abnormal precharge. This is because when the capacitor is precharged abnormally, the contactor in the on state is turned off to cut off the current, and the precharge relay is turned off in the state where the current is cut off. The precharge relay that is switched from on to off in this state does not block a large current, and can reliably prevent the contact from degrading by blocking the large current. In particular, the power supply device for a vehicle according to the present invention can reliably prevent contact deterioration by a simple circuit that switches off the precharge relay with a delay. Since the contactor is used as a current breaker to cut off a large current, it has a high ability to cut off a large current. There is no deterioration.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, for easy understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図３に示す車両用の電源装置は、ハイブリッドカーに搭載され、あるいは電気自動車に搭載されて、モーター２２を駆動して車両を走行させる。この図の電源装置は、走行用バッテリ１と、この走行用バッテリ１の正負の出力側に接続されて、負荷２０への電力供給を制御するコンタクター２と、このコンタクター２をオンに切り換えるに先だって、負荷２０のコンデンサー２１をプリチャージするプリチャージ回路３と、このプリチャージ回路３とコンタクター２を制御する制御回路４とを備える。   The vehicle power supply device shown in FIG. 3 is mounted on a hybrid car or mounted on an electric vehicle, and drives the motor 22 to drive the vehicle. The power supply device of this figure is connected to the traveling battery 1, the contactor 2 connected to the positive and negative output sides of the traveling battery 1 and controlling the power supply to the load 20, and prior to switching on the contactor 2. A precharge circuit 3 for precharging the capacitor 21 of the load 20, and a control circuit 4 for controlling the precharge circuit 3 and the contactor 2.

負荷２０は、大容量のコンデンサー２１と、このコンデンサー２１に並列に接続されたＤＣ／ＡＣインバータ２３と、このＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して接続されるモーター２２である。コンデンサー２１は、コンタクター２をオンに切り換える状態で、走行用バッテリ１と両方からＤＣ／ＡＣインバータ２３に電力を供給する。とくに、コンデンサー２１からは、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に瞬間的に大電力を供給する。このため、走行用バッテリ１に並列にコンデンサー２１を接続することで、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる瞬間電力を大きくできる。コンデンサー２１からＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる電力は、静電容量に比例するので、このコンデンサー２１には、たとえば３０００〜６０００μＦと極めて大きい静電容量のものが使用される。放電状態にある大容量のコンデンサー２１が、出力電圧の高い走行用バッテリ１に接続されると、瞬間的に極めて大きいチャージ電流が流れる。コンデンサー２１のインピーダンスが極めて小さいからである。   The load 20 is a large-capacity capacitor 21, a DC / AC inverter 23 connected in parallel to the capacitor 21, and a motor 22 connected via the DC / AC inverter 23. The capacitor 21 supplies power to the DC / AC inverter 23 from both the traveling battery 1 and the contactor 2 in a state where the contactor 2 is turned on. In particular, a large amount of power is instantaneously supplied from the capacitor 21 to the DC / AC inverter 23. For this reason, the instantaneous power that can be supplied to the DC / AC inverter 23 can be increased by connecting the capacitor 21 in parallel to the traveling battery 1. Since the electric power that can be supplied from the capacitor 21 to the DC / AC inverter 23 is proportional to the capacitance, a capacitor having an extremely large capacitance of 3000 to 6000 μF, for example, is used. When a large-capacity capacitor 21 in a discharged state is connected to the traveling battery 1 having a high output voltage, an extremely large charge current instantaneously flows. This is because the impedance of the capacitor 21 is extremely small.

走行用バッテリ１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して、車両を走行させるモーター２２を駆動する。モーター２２に大電力を供給できるように、走行用バッテリ１は多数の二次電池１０を直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池が使用される。ただ、二次電池には、ニッケルカドミウム電池など充電できる全ての電池を使用できる。走行用バッテリ１は、モーター２２に大電力を供給できるように、たとえば、出力電圧を２５０〜４００Ｖと高くしている。ただし、電源装置は、負荷のＤＣ／ＡＣインバータでもって走行用バッテリの電圧を昇圧して、モーターに電力を供給することもできる。この電源装置は、直列に接続する二次電池の個数を少なくして、走行用バッテリの出力電圧を低くできる。したがって、走行用バッテリは、たとえば出力電圧を１５０〜４００Ｖとすることができる。   The traveling battery 1 drives a motor 22 that causes the vehicle to travel through a DC / AC inverter 23. In order to supply a large amount of power to the motor 22, the traveling battery 1 has a large number of secondary batteries 10 connected in series to increase the output voltage. As the secondary battery 10, a nickel metal hydride battery or a lithium ion secondary battery is used. However, any rechargeable battery such as a nickel cadmium battery can be used as the secondary battery. The traveling battery 1 has an output voltage as high as 250 to 400 V, for example, so that large electric power can be supplied to the motor 22. However, the power supply device can boost the voltage of the traveling battery with a DC / AC inverter as a load and supply power to the motor. This power supply device can reduce the output voltage of the battery for traveling by reducing the number of secondary batteries connected in series. Therefore, the traveling battery can have an output voltage of 150 to 400V, for example.

プリチャージ回路３は、プリチャージ電流を制限しながらコンデンサー２１をプリチャージする。このプリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６とプリチャージリレー７を直列に接続している。プリチャージ抵抗６は、負荷２０のコンデンサー２１のプリチャージ電流を制限する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６の電気抵抗を大きくしてプリチャージ電流を小さくできる。たとえば、プリチャージ抵抗６を１０Ω、走行用バッテリ１の出力電圧を３００Ｖとする電源装置は、プリチャージ電流のピーク値が３０Ａとなる。プリチャージ抵抗６は、大きくしてプリチャージ電流の最大値を小さくできる。ただ、プリチャージ抵抗６が大きくなると、コンデンサー２１をプリチャージする時間が長くなる。プリチャージ電流が小さくなるからである。プリチャージ抵抗６の電気抵抗は、プリチャージ電流とプリチャージ時間とを考慮して、たとえば、５〜２０Ω、好ましくは６〜１８Ω、さらに好ましくは６〜１５Ωに設定される。   The precharge circuit 3 precharges the capacitor 21 while limiting the precharge current. The precharge circuit 3 has a precharge resistor 6 and a precharge relay 7 connected in series. The precharge resistor 6 limits the precharge current of the capacitor 21 of the load 20. The precharge circuit 3 can reduce the precharge current by increasing the electrical resistance of the precharge resistor 6. For example, a power supply device in which the precharge resistor 6 is 10Ω and the output voltage of the traveling battery 1 is 300 V has a peak value of the precharge current of 30A. The precharge resistor 6 can be increased to reduce the maximum value of the precharge current. However, as the precharge resistor 6 increases, the time for precharging the capacitor 21 increases. This is because the precharge current becomes small. The electric resistance of the precharge resistor 6 is set to, for example, 5 to 20Ω, preferably 6 to 18Ω, and more preferably 6 to 15Ω in consideration of the precharge current and the precharge time.

プリチャージ回路３は、コンタクター２の接点に並列に接続される。プリチャージ回路３は、プリチャージリレー７をオンにして、コンデンサー２１をプリチャージする。図の電源装置は、プラス側とマイナス側の両方にコンタクター２を設けて、プラス側のコンタクター２Ａの接点と並列にプリチャージ回路３を接続している。この電源装置は、マイナス側のコンタクター２Ｂをオンに切り換える状態で、プリチャージリレー７をオンにしてコンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージ回路３でコンデンサー２１がプリチャージされると、プラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換えて、プリチャージ回路３のプリチャージリレー７をオフに切り換える。   The precharge circuit 3 is connected to the contact of the contactor 2 in parallel. The precharge circuit 3 turns on the precharge relay 7 to precharge the capacitor 21. In the illustrated power supply device, contactors 2 are provided on both the plus side and the minus side, and the precharge circuit 3 is connected in parallel with the contact of the plus side contactor 2A. This power supply device precharges the capacitor 21 by turning on the precharge relay 7 in a state where the negative contactor 2B is switched on. When the capacitor 21 is precharged by the precharge circuit 3, the plus side contactor 2A is switched on and the precharge relay 7 of the precharge circuit 3 is switched off.

コンタクター２は、機械的に可動する接点を有するリレーである。コンタクター２は、コンデンサー２１をプリチャージするとき、第１の接点（図３においてはプラス側の接点）をオフに保持して、第２の接点（図３においてはマイナス側の接点）のみをオンに切り換える。この状態で、プリチャージ回路３のプリチャージリレー７をオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージする。コンデンサー２１がプリチャージされた後、第１の接点（図３においてはプラス側の接点）をオフからオンに切り換えて、走行用バッテリ１を負荷２０に接続する。その後、プリチャージ回路３のプリチャージリレー７をオフに切り換える。オン状態のコンタクター２をオフに切り換えるときは、両方の接点を同時にオフにする。   The contactor 2 is a relay having a mechanically movable contact. When the contactor 2 precharges the capacitor 21, it holds the first contact (positive contact in FIG. 3) off and turns on only the second contact (negative contact in FIG. 3). Switch to. In this state, the precharge relay 7 of the precharge circuit 3 is switched on to precharge the capacitor 21. After the capacitor 21 is precharged, the first contact (positive contact in FIG. 3) is switched from OFF to ON, and the traveling battery 1 is connected to the load 20. Thereafter, the precharge relay 7 of the precharge circuit 3 is switched off. When switching on the contactor 2 in the on state, both contacts are simultaneously turned off.

制御回路４は、コンデンサー２１のプリチャージ状態の異常を検出する異常検出部８と、この異常検出部８がプリチャージ異常を検出すると、コンタクター２をオフに切り換えてから所定の遅延時間後にプリチャージリレー７をオフに切り換える遅延制御部９とを備える。   The control circuit 4 detects an abnormality in the precharge state of the capacitor 21. When the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality, the control circuit 4 precharges after a predetermined delay time since the contactor 2 is switched off. And a delay control unit 9 for switching the relay 7 off.

異常検出部８は、プリチャージリレー７をオンに切り換えて、コンデンサー２１のプリチャージを開始した後、設定時間経過した後に、電流または電圧を検出するタイミングを特定するスタートタイマー（図示せず）と、走行用バッテリ１に流れる電流を検出する電流検出回路１１と、コンタクター２の走行用バッテリ側の電圧である１次側の電圧（Ｖｔ）と、コンタクター２の負荷側の電圧である２次側の電圧（Ｖｉ）との電圧差を検出する電圧検出回路１２とを備える。スタートタイマーの設定時間は、プリチャージ抵抗６にショート電流が流れても焼損しない時間であって、プリチャージ電流がピーク電流から減少する電流となる時間、たとえば５０ｍｓｅｃに設定される。ただし、このスタートタイマーの設定時間は、２０〜２００ｍｓｅｃ、好ましくは３０〜１５０ｍｓｅｃ、さらに好ましくは３０〜１００ｍｓｅｃに設定することができる。   The abnormality detection unit 8 switches on the precharge relay 7 and starts precharging the capacitor 21, and after a set time has elapsed, a start timer (not shown) for specifying the timing for detecting the current or voltage, , A current detection circuit 11 for detecting a current flowing in the traveling battery 1, a primary side voltage (Vt) which is a voltage on the traveling battery side of the contactor 2, and a secondary side which is a load side voltage of the contactor 2 And a voltage detection circuit 12 for detecting a voltage difference from the voltage (Vi). The set time of the start timer is set to a time during which the precharge current becomes a current that decreases from the peak current, for example, 50 msec, even if a short current flows through the precharge resistor 6. However, the set time of the start timer can be set to 20 to 200 msec, preferably 30 to 150 msec, and more preferably 30 to 100 msec.

スタートタイマーは、プリチャージを開始してから、走行用バッテリ１に流れる電流を検出するタイミングを特定する。スタートタイマーは、プリチャージ回路３がプリチャージを開始するタイミング、すなわちプリチャージリレー７がオンに切り換えられるタイミングでカウントを開始する。異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングで、電流検出回路１１で走行用バッテリ１の電流を検出し、あるいは電圧検出回路１２でプラス側コンタクター２の１次側と２次側の電圧差を検出して、プリチャージ異常を検出する。   The start timer specifies the timing for detecting the current flowing through the traveling battery 1 after the start of precharging. The start timer starts counting at the timing when the precharge circuit 3 starts precharging, that is, when the precharge relay 7 is switched on. The abnormality detection unit 8 detects the current of the traveling battery 1 with the current detection circuit 11 at the timing when the start timer expires, or the voltage on the primary side and the secondary side of the positive contactor 2 with the voltage detection circuit 12. The difference is detected and a precharge abnormality is detected.

異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングにおける走行用バッテリ１の電流値、または１次側と２次側の電圧差からプリチャージ異常を判定するが、１次側と２次側の電圧差は、実質的には走行用バッテリ１の電流値に相当する。それは、１次側と２次側の電圧差は、プリチャージ抵抗の電圧降下となり、この電圧降下はプリチャージ抵抗の電気抵抗と電流の積に比例するからである。すなわち、１次側と２次側の電圧差は、走行用バッテリ１の電流に比例することから、電圧差と電流とは特定の比率となる。したがって、異常検出部８は、走行用バッテリ１の電流、または１次側と２次側の電圧差のいずれかから、あるいは両方からプリチャージ異常を判定できる。   The abnormality detection unit 8 determines a precharge abnormality from the current value of the traveling battery 1 at the timing when the start timer expires or the voltage difference between the primary side and the secondary side, but the primary side and the secondary side The voltage difference substantially corresponds to the current value of the traveling battery 1. This is because the voltage difference between the primary side and the secondary side is a voltage drop of the precharge resistor, and this voltage drop is proportional to the product of the electrical resistance of the precharge resistor and the current. That is, the voltage difference between the primary side and the secondary side is proportional to the current of the battery 1 for traveling, so the voltage difference and the current have a specific ratio. Therefore, the abnormality detection unit 8 can determine the precharge abnormality from either the current of the traveling battery 1 or the voltage difference between the primary side and the secondary side, or both.

電流検出回路１１は、走行用バッテリ１の電流を検出する。電流検出回路１１は、コンタクター２の出力側に接続される。ただし、電流検出回路は、走行用バッテリと出力端子の間であって、コンデンサーをプリチャージする状態で走行用バッテリとプリチャージ抵抗に流れる電流を検出できる位置に連結こともできる。図の電流検出回路１１は、プリチャージ抵抗６の電圧を検出して電流を検出する。さらに、図示しないが、コンタクターと出力端子との間に、電気抵抗の小さい電流検出抵抗を接続し、この電流検出抵抗の電圧を検出して、電流を検出することもできる。   The current detection circuit 11 detects the current of the traveling battery 1. The current detection circuit 11 is connected to the output side of the contactor 2. However, the current detection circuit can be connected between the traveling battery and the output terminal at a position where the current flowing through the traveling battery and the precharge resistor can be detected in a state where the capacitor is precharged. The current detection circuit 11 shown in the figure detects the current by detecting the voltage of the precharge resistor 6. Further, although not shown, a current detection resistor having a small electrical resistance can be connected between the contactor and the output terminal, and the voltage of this current detection resistor can be detected to detect the current.

異常検出部８の電圧検出回路１２は、コンタクター２の１次側と２次側との電圧差を検出する。電圧検出回路１２は、コンタクター２の１次側の電圧（Ｖｔ）と２次側の電圧（Ｖｉ）を検出し、これらより１次側と２次側の電圧差を検出する。また、プリチャージ抵抗６の両端の電圧を検出して、１次側と２次側の電圧差を検出することもできる。   The voltage detection circuit 12 of the abnormality detection unit 8 detects a voltage difference between the primary side and the secondary side of the contactor 2. The voltage detection circuit 12 detects the primary side voltage (Vt) and the secondary side voltage (Vi) of the contactor 2, and detects the voltage difference between the primary side and the secondary side from these. It is also possible to detect the voltage across the precharge resistor 6 to detect the voltage difference between the primary side and the secondary side.

異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングで、走行用バッテリ１の電流を設定電流に比較し、あるいはプラス側のコンタクター２Ａの１次側と２次側の電圧差を設定電圧に比較してプリチャージ異常を検出する。異常検出部８は、プリチャージ異常を判定する設定電流と設定電圧を記憶している。記憶される設定電流は、完全に放電されたコンデンサー２１をプリチャージする状態において、スタートタイマーがタイムアップするタイミングにおける正常なプリチャージ電流よりも大きく設定される。また、設定電圧は、このプリチャージ電流がプリチャージ抵抗６に流れる状態におけるプリチャージ抵抗６の電圧降下に設定される。正常な状態でプリチャージされるコンデンサー２１のプリチャージ電流は、図１に示すように時間とともに減少する。この図は、プリチャージリレー７がオンになって電流が減少する状態を示している。負荷がショートし、あるいはショートに近い状態となってプリチャージ異常になると、図２に示すように、プリチャージ回路に流れる電流が正常なプリチャージ電流よりも大きくなる。したがって、異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングにおいて、走行用バッテリ１の電流を設定電流に比較し、あるいは、１次側と２次側の電圧差を設定電圧に比較してプリチャージ異常を判定する。   The abnormality detection unit 8 compares the current of the traveling battery 1 with the set current at the timing when the start timer expires, or compares the voltage difference between the primary side and the secondary side of the positive contactor 2A with the set voltage. Then, a precharge abnormality is detected. The abnormality detection unit 8 stores a set current and a set voltage for determining a precharge abnormality. The stored set current is set to be larger than the normal precharge current at the timing when the start timer expires in the state where the fully discharged capacitor 21 is precharged. The set voltage is set to a voltage drop of the precharge resistor 6 in a state where the precharge current flows through the precharge resistor 6. The precharge current of the capacitor 21 precharged in a normal state decreases with time as shown in FIG. This figure shows a state in which the precharge relay 7 is turned on and the current decreases. If the load is short-circuited or close to a short-circuit and a precharge abnormality occurs, the current flowing through the precharge circuit becomes larger than the normal precharge current as shown in FIG. Therefore, the abnormality detection unit 8 compares the current of the traveling battery 1 with the set current at the timing when the start timer expires, or compares the voltage difference between the primary side and the secondary side with the set voltage. Judge abnormal charging.

制御回路４は、異常検出部８がプリチャージ異常を検出しない状態、いいかえると、コンデンサー２１が正常にプリチャージされたことを検出して、プリチャージ回路３と並列に接続しているプラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換える。その後、プリチャージリレー７はオフに切り換えられる。   The control circuit 4 detects a state in which the abnormality detection unit 8 does not detect the precharge abnormality, in other words, detects that the capacitor 21 has been normally precharged, and detects that the positive side is connected in parallel with the precharge circuit 3. Switch contactor 2A on. Thereafter, the precharge relay 7 is switched off.

制御回路４は、異常検出部８でプリチャージ異常を検出すると、遅延制御部９でもってオンに切り換えているマイナス側のコンタクター２Ｂをオフに切り換えて電流を遮断した後、プリチャージリレー７をオフに切り換える。遅延制御部９は、コンタクター２をオフに切り換えてからプリチャージリレー７をオフに切り換える遅延時間を記憶している。遅延制御部９が記憶する遅延時間は、たとえば１０ｍｓｅｃに設定される。ただ、この遅延時間は、５ｍｓｅｃないし５０ｍｓｅｃとすることもできる。遅延時間が短すぎると、コンタクター２をオフにして電流を完全に遮断しない状態でプリチャージリレー７がオフに切り換えられることになって、プリチャージリレー７が劣化しやすくなる。反対に遅延時間が長すぎると、プリチャージリレー７をオフに切り換えるのに時間がかかる。このため、遅延時間は、コンタクター２で完全に電流を遮断しながら、速やかにプリチャージリレー７をオフに切り換えられるタイミングに設定される。   When the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality, the control circuit 4 turns off the negative contactor 2B switched on by the delay control unit 9 to cut off the current, and then turns off the precharge relay 7 Switch to. The delay control unit 9 stores a delay time for switching off the precharge relay 7 after switching the contactor 2 off. The delay time stored in the delay control unit 9 is set to 10 msec, for example. However, this delay time can be set to 5 msec to 50 msec. If the delay time is too short, the precharge relay 7 is switched off in a state where the contactor 2 is turned off and the current is not completely cut off, and the precharge relay 7 is likely to deteriorate. On the other hand, if the delay time is too long, it takes time to switch the precharge relay 7 off. For this reason, the delay time is set to a timing at which the precharge relay 7 can be quickly switched off while the contactor 2 completely cuts off the current.

遅延制御部９は、異常検出部８がプリチャージ異常を検出すると、先にオン状態にあるマイナス側のコンタクター２Ｂをオフに切り換えて走行用バッテリ１の電流を遮断し、その後、遅延時間を経過した後、プリチャージリレー７をオフに切り換える。   When the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality, the delay control unit 9 switches off the minus-side contactor 2B that has been turned on first to cut off the current of the traveling battery 1, and then the delay time has elapsed. After that, the precharge relay 7 is switched off.

さらに、制御回路４は、プリチャージの終了を判定するプリチャージタイマー（図示せず）も備えている。スタートタイマーとプリチャージタイマーを備える制御回路４は、スタートタイマーの設定時間をプリチャージタイマーの設定時間よりも短くして、速やかにプリチャージ異常を検出できる。この制御回路４は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングで、プリチャージ異常を検出すると、速やかにプリチャージを停止する。また、この制御回路４は、正常にプリチャージされて、プリチャージが完了したことを検出すると、プリチャージ回路３と並列に接続しているプラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換えてプリチャージを終了する。ただ、本発明の電源装置は、スタートタイマーとプリチャージリレーとをひとつのタイマーとすることもできる。   Further, the control circuit 4 includes a precharge timer (not shown) for determining the end of the precharge. The control circuit 4 including the start timer and the precharge timer can quickly detect the precharge abnormality by setting the start timer set time shorter than the precharge timer set time. When detecting a precharge abnormality at the timing when the start timer expires, the control circuit 4 immediately stops the precharge. Further, when the control circuit 4 detects that the precharge is normally completed and the precharge is completed, the control circuit 4 switches on the positive contactor 2A connected in parallel with the precharge circuit 3 and ends the precharge. To do. However, the power supply device of the present invention can also use a start timer and a precharge relay as one timer.

プリチャージタイマーの設定時間は、たとえば、６００ｍｓｅｃとしている。このプリチャージタイマーは、プリチャージを開始するタイミングにカウントを開始して、６００ｍｓｅｃ経過するとタイムアップする。プリチャージタイマーの設定時間は、完全に放電されたコンデンサー２１をプリチャージ抵抗６でプリチャージできる時間に設定され、あるいはプリチャージ時間よりも長く設定される。プリチャージタイマーの設定時間が短すぎると、コンデンサー２１を完全にプリチャージした後、プラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換えできなくなり、反対に長すぎると、正常なプリチャージの検出に時間がかかってしまう。このため、このプリチャージタイマーの設定時間は、完全に放電されたコンデンサー２１をプリチャージできる時間に設定される。   The set time of the precharge timer is 600 msec, for example. The precharge timer starts counting at the timing of starting precharge, and times up when 600 msec elapses. The set time of the precharge timer is set to a time during which the fully discharged capacitor 21 can be precharged by the precharge resistor 6, or is set longer than the precharge time. If the precharge timer setting time is too short, the positive contactor 2A cannot be switched on after the capacitor 21 is completely precharged. On the other hand, if the precharge timer is too long, it takes time to detect normal precharge. End up. For this reason, the set time of the precharge timer is set to a time during which the fully discharged capacitor 21 can be precharged.

コンデンサー２１のプリチャージ時間は、コンデンサー２１の静電容量とプリチャージ抵抗６の電気抵抗で特定される。静電容量が大きくなることと、プリチャージ抵抗６の電気抵抗が大きくなることは、コンデンサー２１のプリチャージ時間を長くする。反対にコンデンサー２１の静電容量とプリチャージ抵抗６の電気抵抗を小さくして、プリチャージ時間を短縮できる。したがって、プリチャージタイマーの設定時間は、コンデンサー２１の静電容量とプリチャージ抵抗６の電気抵抗と設定電圧を考慮して最適値に設定され、たとえば、４００〜１０００ｍｓｅｃ、好ましくは４５０〜８００ｍｓｅｃ、さらに好ましくは５００〜７００ｍｓｅｃに設定される。   The precharge time of the capacitor 21 is specified by the capacitance of the capacitor 21 and the electric resistance of the precharge resistor 6. Increasing the capacitance and increasing the electrical resistance of the precharge resistor 6 lengthen the precharge time of the capacitor 21. On the contrary, the electrostatic capacity of the capacitor 21 and the electrical resistance of the precharge resistor 6 can be reduced to shorten the precharge time. Therefore, the set time of the precharge timer is set to an optimum value in consideration of the capacitance of the capacitor 21, the electric resistance of the precharge resistor 6 and the set voltage, for example, 400 to 1000 msec, preferably 450 to 800 msec, Preferably, it is set to 500 to 700 msec.

コンデンサー２１のプリチャージ時間をカウントするプリチャージタイマーを有する制御回路４は、プリチャージタイマーがタイムアップする状態で、プリチャージが完了したかどうかを判定し、かつプリチャージ異常も検出するために、第２の設定電流を異常検出部８に記憶している。この異常検出部８は、プリチャージタイマーがタイムアップするタイミングで、走行用バッテリ１の電流を第２の設定電流に比較する。走行用バッテリ１の電流が、第２の設定電流よりも小さいと、制御回路４の異常検出部８はコンデンサー２１のプリチャージが完了したと判定する。この状態で、制御回路４は、プラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換えた後、プリチャージリレー７をオフに切り換える。走行用バッテリ１の電流が第２の設定電流よりも大きいと、異常検出部８はプリチャージ異常と判定する。プリチャージ異常と判定されると、前述と同様に、遅延制御部９が、マイナス側のコンタクター２をオフに切り換えて電流を遮断した後、プリチャージリレー７をオフに切り換えて、プリチャージを停止する。   The control circuit 4 having a precharge timer that counts the precharge time of the capacitor 21 determines whether or not the precharge is completed in a state where the precharge timer is up, and detects a precharge abnormality. The second set current is stored in the abnormality detection unit 8. The abnormality detection unit 8 compares the current of the traveling battery 1 with the second set current at the timing when the precharge timer expires. If the current of the traveling battery 1 is smaller than the second set current, the abnormality detection unit 8 of the control circuit 4 determines that the precharge of the capacitor 21 has been completed. In this state, the control circuit 4 switches the pre-charge relay 7 off after switching the plus-side contactor 2A on. If the current of the traveling battery 1 is larger than the second set current, the abnormality detection unit 8 determines that the precharge is abnormal. If it is determined that the precharge is abnormal, the delay control unit 9 switches off the contactor 2 on the negative side to cut off the current, and then switches off the precharge relay 7 to stop the precharge, as described above. To do.

以上の電源装置は、図４のフローチャートで、プリチャージ異常を検出してプリチャージを停止し、また、コンデンサー２１が正常にプリチャージされて、プリチャージが完了したことを検出すると、コンタクター２をオンに切り換えて、走行用バッテリ１から負荷２０に電力を供給できる状態とする。なお、図５は、コンデンサー２１が正常にプリチャージされる状態における、時間と電流の関係を示している。   The above power supply apparatus detects the precharge abnormality and stops the precharge in the flowchart of FIG. 4. When the capacitor 21 is normally precharged and the precharge is completed, the contactor 2 is turned off. The power is switched to ON so that power can be supplied from the traveling battery 1 to the load 20. FIG. 5 shows the relationship between time and current when the capacitor 21 is normally precharged.

［ｎ＝１のステップ］
制御回路４がコンデンサー２１のプリチャージを開始する。
［ｎ＝２のステップ］
このステップで、制御回路４は、マイナス側のコンタクター２Ｂをオンに切り換える。このステップにおいて、プラス側のコンタクター２Ａはオフに保持される。
［ｎ＝３のステップ］
制御回路４が、プリチャージリレー７をオンに切り換える。この状態になると、走行用バッテリ１は、プリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１に接続される。プリチャージ抵抗６は、プリチャージ電流を制限しながら、走行用バッテリ１でコンデンサー２１のプリチャージを開始する。
［ｎ＝４のステップ］
プリチャージリレー７がオンに切り換えられて、コンデンサー２１のプリチャージが開始されると、スタートタイマーとプリチャージタイマーがカウントを開始する。
［ｎ＝５のステップ］
異常検出部８のスタートタイマーがタイムアップするまで、このステップをループして設定時間（図５では５０ｍｓｅｃ）を経過させる。
［ｎ＝６のステップ］
スタートタイマーの設定時間が経過すると、異常検出部８がプリチャージ異常を判定する。異常検出部８は、このステップにおいて、電流検出回路１１でもって、コンデンサー２１を充電する電流、すなわち走行用バッテリ１の電流を検出し、検出電流を設定電流（図５では１５Ａ）に比較する。異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングにおいて、走行用バッテリ１またはプリチャージ抵抗６の電流が設定電流よりも小さいと、負荷２０に過大な電流が流れることなく正常にプリチャージされている、すなわちプリチャージ異常でないと判定する。また、異常検出部８は、検出電流が設定電流よりも大きいと、負荷２０に過大な電流が流れているプリチャージ異常と判定する。
ただ、異常検出部８は、このステップにおいて、電圧検出回路１２で検出されるプラス側のコンタクター２Ａの１次側と２次側の電圧差を設定電圧に比較してプリチャージ異常を判定することもできる。この異常検出部８は、スタートタイマーがタイムアップするタイミングで、１次側と２次側の電圧差であるプリチャージ抵抗６の電圧降下を設定電圧に比較し、プリチャージ抵抗６の電圧降下が設定電圧よりも低いと、正常にプリチャージされていると判定し、設定電圧よりも高いとプリチャージ異常と判定する。
［ｎ＝７ないし９のステップ］
異常検出部８がプリチャージ異常と判定すると、遅延制御部９は、マイナス側のコンタクター２をオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延時間経過してからプリチャージリレー７をオフに切り換えて、プリチャージを停止する。プリチャージ異常になると、プリチャージを強制的に停止するので、プラス側のコンタクター２Ａはオンに切り換えられない。
［ｎ＝１０のステップ］
コンデンサー２１が正常にプリチャージされていると判定されると、プリチャージタイマーがタイムアップするまで、このステップをループして設定時間（図５では６００ｍｓｅｃ）を経過させる。
［ｎ＝１１のステップ］
プリチャージタイマーがタイムアップするタイミングで、異常検出部８は、電流検出回路１１で走行用バッテリ１の電流を検出し、第２の設定電流（図５では２Ａ）に比較する。
異常検出部８は、電流検出回路１１が検出する走行用バッテリ１の検出電流が第２の設定電流よりも小さいと、コンデンサー２１のプリチャージが完了したと判定し、検出電流が第２の設定電流よりも大きいと、プリチャージ異常と判定する。
［ｎ＝１２ないし図１４のステップ］
異常検出部８がプリチャージ異常と判定すると、遅延制御部９は、マイナス側のコンタクター２をオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延時間経過してからプリチャージリレー７をオフに切り換えて、プリチャージを停止する。プリチャージ異常になると、プリチャージを強制的に停止するので、プラス側のコンタクター２Ａはオンに切り換えられない。
［ｎ＝１５、１６のステップ］
コンデンサー２１のプリチャージが完了したと判定されると、プラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換えた後、プリチャージリレー７をオフに切り換えて、プリチャージを終了する。 [Step of n = 1]
The control circuit 4 starts precharging the capacitor 21.
[Step of n = 2]
In this step, the control circuit 4 switches on the negative contactor 2B. In this step, the plus side contactor 2A is held off.
[Step n = 3]
The control circuit 4 switches on the precharge relay 7. In this state, the traveling battery 1 is connected to the capacitor 21 via the precharge resistor 6. The precharge resistor 6 starts the precharge of the capacitor 21 with the battery 1 for traveling while limiting the precharge current.
[Step n = 4]
When the precharge relay 7 is switched on and the precharge of the capacitor 21 is started, the start timer and the precharge timer start counting.
[Step n = 5]
This step is looped until the start timer of the abnormality detection unit 8 times out, and the set time (50 msec in FIG. 5) elapses.
[Step n = 6]
When the set time of the start timer has elapsed, the abnormality detection unit 8 determines a precharge abnormality. In this step, the abnormality detection unit 8 detects the current for charging the capacitor 21, that is, the current of the battery 1 for traveling with the current detection circuit 11, and compares the detected current with the set current (15A in FIG. 5). If the current of the battery 1 for traveling or the precharge resistor 6 is smaller than the set current at the timing when the start timer expires, the abnormality detection unit 8 is normally precharged without excessive current flowing through the load 20. It is determined that there is no precharge abnormality. Further, when the detected current is larger than the set current, the abnormality detection unit 8 determines that the precharge abnormality is caused by an excessive current flowing through the load 20.
However, in this step, the abnormality detection unit 8 determines the precharge abnormality by comparing the voltage difference between the primary side and the secondary side of the positive contactor 2A detected by the voltage detection circuit 12 with the set voltage. You can also. The abnormality detection unit 8 compares the voltage drop of the precharge resistor 6, which is the voltage difference between the primary side and the secondary side, with the set voltage at the timing when the start timer expires. When the voltage is lower than the set voltage, it is determined that the precharge is normally performed. When the voltage is higher than the set voltage, it is determined that the precharge is abnormal.
[Steps n = 7 to 9]
When the abnormality detection unit 8 determines that the precharge abnormality has occurred, the delay control unit 9 switches off the negative contactor 2 to cut off the current, and then switches off the precharge relay 7 after the delay time has elapsed. Stop precharging. When the precharge abnormality occurs, the precharge is forcibly stopped, so that the plus side contactor 2A cannot be switched on.
[Step n = 10]
When it is determined that the capacitor 21 is normally precharged, this step is looped until the precharge timer expires, and the set time (600 msec in FIG. 5) elapses.
[Step n = 11]
At the timing when the precharge timer expires, the abnormality detection unit 8 detects the current of the traveling battery 1 with the current detection circuit 11 and compares it with the second set current (2A in FIG. 5).
The abnormality detection unit 8 determines that the precharge of the capacitor 21 is completed when the detected current of the traveling battery 1 detected by the current detection circuit 11 is smaller than the second set current, and the detected current is set to the second setting. If it is larger than the current, it is determined that the precharge is abnormal.
[N = 12 to step of FIG. 14]
When the abnormality detection unit 8 determines that the precharge abnormality has occurred, the delay control unit 9 switches off the negative contactor 2 to cut off the current, and then switches off the precharge relay 7 after the delay time has elapsed. Stop precharging. When the precharge abnormality occurs, the precharge is forcibly stopped, so that the plus side contactor 2A cannot be switched on.
[Steps n = 15, 16]
If it is determined that the precharge of the capacitor 21 has been completed, the positive-side contactor 2A is switched on, the precharge relay 7 is switched off, and the precharge is terminated.

以上の異常検出部８は、走行用バッテリ１の電流を第２の設定電流に比較して、コンデンサー２１のプリチャージ完了とプリチャージ異常を判定するが、プリチャージ抵抗の両端の電圧降下でプリチャージ完了とプリチャージ異常を判定することもできる。この異常検出部は、第２の設定電圧を記憶しており、プリチャージタイマーがタイムアップするタイミングで、プリチャージ抵抗の電圧を第２の設定電圧に比較する。この異常検出部は、プリチャージタイマーがタイムアップするタイミングでプリチャージ抵抗の電圧降下が第２の設定電圧よりも低いと、コンデンサーのプリチャージ完了と判定し、第２の設定電圧よりも高いとプリチャージ異常と判定する。   The above abnormality detection unit 8 compares the current of the traveling battery 1 with the second set current and determines the precharge completion and precharge abnormality of the capacitor 21, but the precharge resistance is preliminarily detected by the voltage drop across the precharge resistor. Completion of charge and abnormality of precharge can also be determined. The abnormality detection unit stores the second set voltage, and compares the voltage of the precharge resistor with the second set voltage at the timing when the precharge timer expires. The abnormality detection unit determines that the precharge of the capacitor is completed when the voltage drop of the precharge resistor is lower than the second set voltage at the timing when the precharge timer expires, and if the voltage is higher than the second set voltage. Judged as precharge abnormality.

さらに、図の車両用の電源装置は、プリチャージ回路３をプラス側のコンタクター２Ａと並列に接続しているので、マイナス側のコンタクター２Ｂをオン、プラス側のコンタクター２Ａをオフとする状態で、プリチャージリレー７をオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージする。したがって、異常検出部８がコンデンサー２１のプリチャージ異常を検出するときに、マイナス側のコンタクター２Ｂをオフに切り換えて走行用バッテリ１の電流を遮断する。プラス側のコンタクター２Ａはオフ状態にあるからである。また、コンデンサー２１のプリチャージが完了した後は、プリチャージ回路３と並列に接続しているプラス側のコンタクター２Ａをオンに切り換える。ただ、本発明の車両用の電源装置は、図６に示すように、マイナス側のコンタクター３２Ｂと並列にプリチャージ回路３３を接続することもできる。この電源装置は、プラス側のコンタクター３２Ａをオン、マイナス側のコンタクター３２Ｂをオフとする状態で、プリチャージリレー３７をオンにしてコンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージが完了すると、マイナス側のコンタクター３２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー３７をオフに切り換える。プリチャージ異常が検出されると、プラス側のコンタクター３２Ａをオフに切り換えて電流を遮断した後、所定の遅延時間後にプリチャージリレー３７をオフに切り換える。なお、この図において、３２はコンタクターを、３６はプリチャージ抵抗を示している。   Furthermore, since the power supply device for a vehicle in the figure has the precharge circuit 3 connected in parallel with the plus-side contactor 2A, the minus-side contactor 2B is turned on and the plus-side contactor 2A is turned off. The precharge relay 7 is switched on to precharge the capacitor 21. Therefore, when the abnormality detection unit 8 detects a precharge abnormality of the capacitor 21, the minus-side contactor 2B is switched off to cut off the current of the traveling battery 1. This is because the plus-side contactor 2A is in the off state. Further, after the precharge of the capacitor 21 is completed, the plus side contactor 2A connected in parallel with the precharge circuit 3 is switched on. However, as shown in FIG. 6, the power supply device for a vehicle of the present invention can also connect a precharge circuit 33 in parallel with the negative contactor 32B. This power supply device precharges the capacitor 21 by turning on the precharge relay 37 in a state in which the plus side contactor 32A is turned on and the minus side contactor 32B is turned off. When the precharge is completed, the negative contactor 32B is turned on and then the precharge relay 37 is turned off. When a precharge abnormality is detected, the positive contactor 32A is turned off to cut off the current, and then the precharge relay 37 is turned off after a predetermined delay time. In this figure, 32 indicates a contactor, and 36 indicates a precharge resistor.

コンデンサーを正常にプリチャージする電流特性を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current characteristic which precharges a capacitor | condenser normally. プリチャージ異常における電流特性を示すグラフである。It is a graph which shows the current characteristic in precharge abnormality. 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning one Example of the present invention. 図３に示す電源装置がコンデンサーをプリチャージする工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in which the power supply device shown in FIG. 3 precharges a capacitor | condenser. 図３に示す電源装置でコンデンサーを正常にプリチャージする電流特性を示すグラフ３ある。Fig. 4 is a graph 3 showing current characteristics for normally precharging a capacitor in the power supply device shown in Fig. 3. 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…走行用バッテリ
２…コンタクター ２Ａ…プラス側のコンタクター
２Ｂ…マイナス側のコンタクター
３…プリチャージ回路
４…制御回路
６…プリチャージ抵抗
７…プリチャージリレー
８…異常検出部
９…遅延制御部
１０…二次電池
１１…電流検出回路
１２…電圧検出回路
２０…負荷
２１…コンデンサー
２２…モーター
２３…ＤＣ／ＡＣインバータ
３２…コンタクター ３２Ａ…プラス側のコンタクター
３２Ｂ…マイナス側のコンタクター
３３…プリチャージ回路
３６…プリチャージ抵抗
３７…プリチャージリレー 1 ... Battery for traveling 2 ... Contactor 2A ... Contactor on the plus side
2B: Negative contactor 3 ... Precharge circuit 4 ... Control circuit 6 ... Precharge resistor 7 ... Precharge relay 8 ... Abnormality detection unit 9 ... Delay control unit 10 ... Secondary battery 11 ... Current detection circuit 12 ... Voltage detection circuit 20 ... Load 21 ... Condenser 22 ... Motor 23 ... DC / AC inverter 32 ... Contactor 32A ... Plus side contactor
32B ... Negative contactor 33 ... Precharge circuit 36 ... Precharge resistor 37 ... Precharge relay

Claims (5)

走行用バッテリ(1)の正負の出力側に接続されている負荷(20)への電力供給を制御するコンタクター(2)、(32)と、このコンタクター(2)、(32)のオフ状態において、負荷(20)のコンデンサー(21)をプリチャージするプリチャージ抵抗(6)、(36)とプリチャージリレー(7)、(37)との直列回路からなるプリチャージ回路(3)、(33)と、このプリチャージリレー(7)、(37)とコンタクター(2)、(32)のオンオフを制御する制御回路(4)とを備え、プリチャージ回路(3)、(33)のプリチャージリレー(7)、(37)をオンに切り換えてコンデンサー(21)をプリチャージした後、コンタクター(2)、(32)をオンに切り換えるようにしてなる車両用の電源装置であって、
前記制御回路(4)が、コンデンサー(21)のプリチャージ状態の異常を検出する異常検出部(8)と、この異常検出部(8)がプリチャージ異常を検出すると、コンタクター(2)、(32)をオフに切り換えてから所定の遅延時間後にプリチャージリレー(7)、(37)をオフに切り換える遅延制御部(9)とを備えており、
コンデンサー(21)のプリチャージ状態において、異常検出部(8)がプリチャージ異常を検出すると、前記制御回路(4)は、コンタクター(2)、(32)をオフに切り換えて電流を遮断すると共に、遅延制御部(9)がコンタクター(2)、(32)をオフに切り換えて所定の遅延時間後にプリチャージリレー(7)、(37)をオフに切り換えるようにしてなる車両用の電源装置。 In the off state of the contactors (2) and (32) that control the power supply to the load (20) connected to the positive and negative outputs of the traveling battery (1) and the contactors (2) and (32) Precharge circuit (3), (33) consisting of a series circuit of precharge resistors (6), (36) and precharge relays (7), (37) for precharging the capacitor (21) of the load (20) ) And a control circuit (4) for controlling on / off of the contactors (2) and (32), and the precharge circuits (3) and (33). A power supply device for a vehicle configured to switch on the contactors (2) and (32) after switching on the relays (7) and (37) to precharge the capacitor (21),
When the control circuit (4) detects an abnormality in the precharge state of the capacitor (21), the abnormality detection unit (8), and when the abnormality detection unit (8) detects a precharge abnormality, the contactor (2), ( 32) is provided with a delay control unit (9) for switching off the precharge relay (7), (37) after a predetermined delay time from switching off,
When the abnormality detector (8) detects a precharge abnormality in the precharge state of the capacitor (21), the control circuit (4) switches off the contactors (2) and (32) to cut off the current. The vehicle power supply apparatus in which the delay control section (9) switches the contactors (2), (32) off and switches the precharge relays (7), (37) off after a predetermined delay time. 前記プリチャージ回路(3)が走行用バッテリ(1)のプラス側に接続しているプラス側のコンタクター(2A)と並列に接続されており、前記異常検出部(8)がプリチャージ異常を検出する状態で、前記制御回路(4)がマイナス側のコンタクター(2B)をオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延制御部(9)がプリチャージリレー(7)をオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。   The precharge circuit (3) is connected in parallel with the positive contactor (2A) connected to the positive side of the battery (1) for traveling, and the abnormality detection unit (8) detects a precharge abnormality. The delay control unit (9) switches the precharge relay (7) off after the control circuit (4) switches off the negative contactor (2B) and cuts off the current in the state of The vehicle power supply described. 前記プリチャージ回路(33)が走行用バッテリ(1)のマイナス側に接続しているマイナス側のコンタクター(32B)と並列に接続されており、前記異常検出部(8)がプリチャージ異常を検出する状態で、前記制御回路(4)がプラス側のコンタクター(32A)をオフに切り換えて電流を遮断した後、遅延制御部(9)がプリチャージリレー(37)をオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。   The precharge circuit (33) is connected in parallel with the negative contactor (32B) connected to the negative side of the traveling battery (1), and the abnormality detection unit (8) detects a precharge abnormality. The delay control unit (9) switches off the precharge relay (37) after the control circuit (4) switches off the positive contactor (32A) and cuts off the current in a state of The vehicle power supply described. 前記遅延制御部(9)がコンタクター(2)、(32)を切り換えてからプリチャージリレー(7)、(37)をオフに切り換える遅延時間が５ｍｓｅｃないし５０ｍｓｅｃである請求項１に記載される車両用の電源装置。   The vehicle according to claim 1, wherein a delay time for switching off the precharge relays (7), (37) after the delay control unit (9) switches the contactors (2), (32) is 5 msec to 50 msec. Power supply. 前記異常検出部(8)が負荷(20)の短絡を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。   The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the abnormality detection unit (8) detects a short circuit of the load (20).
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