JP2011223782A - 電源装置 - Google Patents

電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011223782A
JP2011223782A JP2010091792A JP2010091792A JP2011223782A JP 2011223782 A JP2011223782 A JP 2011223782A JP 2010091792 A JP2010091792 A JP 2010091792A JP 2010091792 A JP2010091792 A JP 2010091792A JP 2011223782 A JP2011223782 A JP 2011223782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
input
power supply
capacitor
secondary battery
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
Application number
JP2010091792A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5609226B2 (ja
Inventor
Sakaki Okamura
賢樹 岡村
Naoyoshi Takamatsu
直義 高松
Daigo Nobe
大悟 野辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010091792A priority Critical patent/JP5609226B2/ja
Publication of JP2011223782A publication Critical patent/JP2011223782A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5609226B2 publication Critical patent/JP5609226B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

【課題】簡便な構成によって外部の直流電源によって車両に搭載された二次電池を充電する。
【解決手段】電力を入出力する第1の入出力線45,46,47,48,49が接続される二次電池18と、電力を入出力する第2の入出力線51,52,53,54,55が接続されるキャパシタ19と、を有し、二次電池18とキャパシタ19とは第1、第2の入出力線を介して並列に接続され、第1の入力線と第2の入力線との接続点43,44とキャパシタ19との間に設けられる電圧変換器20と、を含む電源装置100であって、キャパシタ19は、外部電源70と接続される充電端子58,59を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、電源装置の構成に関する。
近年、ハイブリッド車両や電気自動車が多く用いられるようになってきている。このような電動車両には車両駆動用の電源装置として充放電可能な二次電池が用いられる。二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが用いられることが多い。電動車両には長い航続距離と高い加減速性能が求められるが、二次電池の重量の関係から、車両に搭載することの出来る二次電池の量をあまり大きくすることが出来ない。このため、二次電池と大容量のキャパシタを並列に接続した電源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
二次電池とキャパシタとを並列に接続した電源装置では、車両を始動する際にキャパシタを電動車両の電源系統と接続する必要がある。キャパシタを車両の電源系統に接続する際に、キャパシタの電圧と二次電池或いは電源系統との電圧差が大きいとキャパシタに対して突入電流が流れてキャパシタが損傷を受ける場合がある。このため、キャパシタの電圧が低い場合には、エンジンを始動してモータジェネレータで発電した電力でキャパシタを二次電池と略同様の電圧となるまで予め充電した後にキャパシタと二次電池とを接続し、キャパシタの電圧が二次電池の電圧よりも高い場合には、キャパシタが並列に接続されている電源系統のコンデンサを二次電池の電力で充電してキャパシタと略同電圧となるまで充電し、その後キャパシタと電源系統とを接続する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−158173号公報
特許文献1に記載された従来技術のハイブリッド車両では、キャパシタの出力電力によって直接モータジェネレータを駆動したり、モータジェネレータの逆起電力を直接回生して蓄電したりするため、キャパシタは高圧、大容量のものが必要となり、システムが大型化してしまうという問題があった。そこで、電動車両の電源系統とキャパシタとの間に電圧変換器を接続し、低電圧のキャパシタとする方法が検討されている。
一方、近年、ハイブリッド車両では、車両に搭載している二次電池に外部の電源から充電することが行われるようになって来ている。例えば、商用に100V又は200Vの交流電源を車両に接続し、車両に搭載した充電器によって直流に変換するとともに、二次電池を充電することができる電圧に昇圧して二次電池を充電する方法が用いられている。また、近年、二次電池に直接充電できる高圧の直流電力を供給することができる充電ステーションによって二次電池に充電することも多く行われるようになっている。
また、近年、環境への配慮から、太陽電池発電や風力発電、燃料電池といったクリーンな電源が注目されている。そして、このような発電方式で発電した電力を車両の二次電池に充電して走行用の電力とすることが行われようとしている。ところが、このような電力は、その出力が車両の二次電池よりも低圧の直流であり、そのままでは二次電池に充電をすることができず、例えば、車両に別途電圧変換器を搭載する必要があり、電動車両の構造が複雑になってしまうという問題があった。また、近年は、電動車両に太陽電池パネルを搭載し、この太陽電池の出力によって二次電池を充電することが行われようとしているが、この場合でも二次電池よりも低圧の太陽電池によって二次電池を充電するために別途電圧変換器あるいは充電器等が必要となってしまうという問題があった。また、この逆に外部の電源の電圧が二次電池よりも高い場合には、外部の電源の電圧を降圧する電圧変換器や充電器が必要となり構造が複雑になってしまうという問題があった。
そこで、本発明は、簡便な構成によって外部の直流電源によって車両に搭載された二次電池を充電することを目的とする。
本発明の電源装置は、電力を入出力する第1の入出力線が接続される第1の蓄電装置と、電力を入出力する第2の入出力線が接続される第2の蓄電装置と、を有し、前記第1の蓄電装置と前記第2の蓄電装置とは前記第1、第2の入出力線を介して並列に接続され、前記第1の入力線と第2の入力線との接続点と前記第2の蓄電装置との間に設けられる電圧変換器と、を含む電源装置であって、前記第2の蓄電装置は、外部電源と接続される充電端子を備えていること、を特徴とする。
本発明の電源装置において、前記第2の電源装置と前記充電端子との間にオンオフスイッチを設けたこと、としても好適であるし、前記電圧変換器は複数のスイッチング素子を含み、前記各スイッチング素子と前記スイッチとをオンオフする制御部を備え、前記制御部は、前記電圧変換器のスイッチング素子をオンオフさせて前記第1の蓄電装置の電力によって前記第2の蓄電装置を前記外部電源と略同電圧まで充電する第1の充電手段と、前記第1の充電手段によって前記第2の蓄電装置を充電した後、前記スイッチをオンとして前記外部電源と前記第2の蓄電装置とを接続する外部電源接続手段と、を有すること、としても好適である。
本発明の電源装置において、前記制御部は、前記外部電源接続手段によって前記外部電源と前記第2の蓄電装置とを接続した後、前記電圧変換器のスイッチング素子をオンオフさせて前記外部電源の電力によって前記第1の蓄電装置を充電する第2の充電手段を有すること、としても好適である。
本発明は、簡便な構成によって外部の直流電源によって車両に搭載された二次電池を充電することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態における電源装置の構成を示す系統図である。 本発明の実施形態における電源装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における電源装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態における電源装置の制御ブロックを示す説明図である。 本発明の他の実施形態における電源装置の構成を示す系統図である。
以下、図面を参照しながら本実施形態の電源装置について説明する。図1に示すように、電動車両に搭載される本実施形態の電源装置100は、第1の蓄電装置である充放電可能な二次電池18と、二次電池18の電力を昇圧してインバータ12に供給する昇圧コンバータ30と、インバータ12に対して二次電池18と並列に接続されている第2の蓄電装置であるキャパシタ19と、キャパシタ19とインバータ12との間に接続され、キャパシタ19の入出力電圧を変換する電圧変換器20と、キャパシタ19に設けられた充電端子56,57とを備えている。インバータ12には車両駆動用のモータジェネレータ11が接続されている。
二次電池18のプラス側入出力線48は昇圧コンバータ30の低圧側入出力線47に接続され、二次電池18のマイナス側入出力線49は昇圧コンバータ30の基準入出力線46に接続されている。また、二次電池18の入出力線48,49には二次電池18と昇圧コンバータ30とを遮断するシステムメインリレー17が設けられている。また、二次電池18のプラス側入出力線48には放電抵抗16が直列に挿入された放電抵抗ラインリレー15が設けられている。昇圧コンバータ30の低圧側入出力線47と基準入出力線46との間には低圧コンデンサ14が設けられている。
昇圧コンバータ30は、上アームスイッチング素子31と、上アームスイッチング素子31と逆並列に接続された上アームダイオード32と、上アームスイッチング素子31と直列に接続された下アームスイッチング素子33と、下アームスイッチング素子33と逆並列に接続された下アームダイオード34と、上アームスイッチング素子31と下アームスイッチング素子33との間に接続された低圧側入出力線47と、低圧側入出力線47の中に設けられたリアクトル35と、上アームスイッチング素子31の低圧側入出力線47と反対側に接続される高圧側入出力線45とを含み、下アームスイッチング素子33は基準入出力線46に接続されている。昇圧コンバータ30の高圧側入出力線45と基準入出力線46とはそれぞれ、インバータ12のプラス側入出力線41、マイナス側入出力線42にそれぞれ接続点43,44で接続されている。インバータ12の各入出力線41,42の間には高圧コンデンサ13が接続されている。
電圧変換器20は、二次側上アームスイッチング素子21と、二次側上アームスイッチング素子21と逆並列に接続された二次側上アームダイオード22と、二次側上アームスイッチング素子21と直列に接続された二次側下アームスイッチング素子23と、二次側下アームスイッチング素子23と逆並列に接続された二次側下アームダイオード24と、一次側上アームスイッチング素子26と、一次側上アームスイッチング素子26と逆並列に接続された一次側上アームダイオード27と、一次側上アームスイッチング素子26と直列に接続された一次側下アームスイッチング素子28と、一次側下アームスイッチング素子28と逆並列に接続された一次側下アームダイオード29と、二次側上アームスイッチング素子21と二次側下アームスイッチング素子23との間と一次側上アームスイッチング素子26と一次側下アームスイッチング素子28との間の接続線53aに接続されたリアクトル25と、二次側上アームスイッチング素子21の一端に接続された二次側入出力線51と、一次側上アームスイッチング素子26の一端に接続された一次側入出力線53と、各下アームスイッチング素子23,28の接続線53aと反対側に接続される基準入出力線52とを含んでいる。電圧変換器20の一次側入出力線53と基準入出力線52の一次側はそれぞれキャパシタ19のプラス側入出力線54、マイナス側入出力線55にそれぞれ接続されている。また、電圧変換器20の二次側入出力線51と基準入出力線52の二次側はそれぞれ接続点43,44に接続され、二次側入出力線51は昇圧コンバータ30の高圧側入出力線45、インバータ12のプラス側入出力線41にそれぞれ電気的に接続され、電圧変換器20の基準入出力線52の二次側は昇圧コンバータ30の基準入出力線46、インバータ12のマイナス側入出力線42と接続されている。
キャパシタ19のプラス側入出力線54にはプラス側充電線56が接続され、キャパシタ19のマイナス側入出力線55にはマイナス側充電線57が接続されている。プラス側充電線56にはプラス側充電線56を入り切りする外部電源入力スイッチ60が設けられている。また、外部電源入力スイッチ60とマイナス側充電線57の各一端には、直流の外部電源70の充電プラグ71,72が接続される充電端子58,59が設けられている。
二次電池18のプラス側入出力線48,マイナス側入出力線49、昇圧コンバータ30の低圧側入出力線47、基準入出力線46、高圧側入出力線45は第1の入出力線を構成し、電圧変換器20の二次側入出力線51、一次側入出力線53、基準入出力線52、キャパシタ19のプラス側入出力線54,マイナス側入出力線55は第2の入出力線を構成する。
二次電池18の出力側には二次電池18の出力電圧を検出する電圧センサ63が設けられ、二次電池18のプラス側入出力線48には二次電池18の入出力電流を検出する電流センサ62が設けられている。また、キャパシタ19の出力側には、キャパシタ19の出力電圧を検出する電圧センサ65が設けられ、キャパシタ19のプラス側入出力線54にはキャパシタ19の入出力電流を検出する電流センサ64が設けられている。また、高圧コンデンサ13には高圧コンデンサ13の両端の電圧を検出する電圧センサ61が設けられている。
インバータ12、昇圧コンバータ30の各スイッチング素子31,33、電圧変換器20の各スイッチング素子21,23,26,28、システムメインリレー17、放電抵抗ラインリレー15、外部電源入力スイッチ60は制御部80に接続され、制御部80の指令によって動作するよう構成されている。システムメインリレー17は、制御部80の指令によって、二次電池18のプラス側入出力線48とマイナス側入出力線49との各接点を同時にオンオフすることもできるし、何れか一方のみの接点をオンオフすることもできる。また、モータジェネレータ11、各電圧センサ61,63,65、各電流センサ62,64、二次電池18、キャパシタ19はそれぞれ制御部80に接続され、制御部80には各部の電圧値、電流値、モータジェネレータ11、二次電池18,キャパシタ19の状態が入力されるよう構成されている。制御部80は、内部に信号処理を行うCPUと、制御プログラムやデータを格納する記憶部とを含むコンピュータである。
以上のように構成された電源装置100に外部電源70を接続して二次電池18の充電を行う動作について説明する。電源装置100を搭載した電動車両は停止しており、高圧コンデンサ13、キャパシタ19は放電されてその電圧は略ゼロで、二次電池18は残存容量(SOC)が充電可能な範囲となっている。外部電源70は、直流電源であって、例えば太陽電池、他の二次電池等で、その電圧は電動車両に搭載されている二次電池18よりも低圧である。例えば、二次電池18の電圧が200V,或いは300Vである場合に、外部電源70の電圧が50V程度等である。なお、初期状態では、全てのスイッチング素子21,23,26,28,31,33はオフとなっており、各リレー15,17もオフとなっている。
図2のステップS101に示すように、作業者によって外部電源70の充電プラグ71,72がキャパシタ19の充電端子58,59に差し込まれる。すると、図示しない信号線によって外部電源70が充電端子58,59に差し込まれた信号が制御部80に入力される。すると、図2のステップS102に示すように、制御部80は、放電抵抗ラインリレー15をオンとすると同時に二次電池18のマイナス側入出力線49側のシステムメインリレー17の接点をオンとする。これによって二次電池18は放電抵抗16を介して昇圧コンバータ30に接続される。すると、二次電池18の電流は、プラス側入出力線48から放電抵抗ラインリレー15、放電抵抗16から昇圧コンバータ30の低圧側入出力線47に流れる。そして、リアクトル25から上アームダイオード32を通って高圧側入出力線45に流れ、高圧側入出力線45から接続点43を通ってインバータ12のプラス側入出力線41に流れ、図2のステップS103に示すように、高圧コンデンサ13を充電し始める。この際、二次電池18のマイナス側入出力線49はシステムメインリレー17のマイナス側接点、昇圧コンバータ30の基準入出力線46、接続点44を介してインバータ12のマイナス側入出力線42に接続されている。高圧コンデンサ13を充電すると、図3に示すように、高圧コンデンサ13の両端の電圧VHは次第に上昇していく。
図2のステップS104に示すように、制御部80は、電圧センサ61によって高圧コンデンサ13の両端の電圧を取得し、例えば、二次電池18の電圧VB等の所定の電圧まで昇圧されたかどうかを監視する。そして、制御部80は、高圧コンデンサ13の電圧が、例えば、二次電池18の電圧VBと略同様の電圧となった場合には、図2のステップS105に示すように、放電抵抗ラインリレー15をオフとし、二次電池18のシステムメインリレー17のプラス側接点をオンとし、二次電池18と昇圧コンバータ30とを放電抵抗16を介さずに直接接続する。また、図2のステップS106に示すように、制御部80は、昇圧コンバータ30の上アームスイッチング素子31をオンとし、二次電池18を充電するために高圧側入出力線45から二次電池18のプラス側入出力線48に大きな電流を流せるように準備する。
制御部80は、図2のステップS107に示すように、電圧変換器20の二次側下アームスイッチング素子23、一次側上アームスイッチング素子26、一次側下アームスイッチング素子28をオフのままとし、二次側上アームスイッチング素子21をオンオフ動作させる降圧動作を開始し、二次電池18と略同様の電圧VBに昇圧されている高圧コンデンサ13の電圧を降圧してキャパシタ19の充電を開始する。電圧変換器20の二次側上アームスイッチング素子21がオンとなると、高圧コンデンサ13のプラス側は、インバータ12のプラス側入出力線41、接続点43、電圧変換器20の二次側入出力線51、二次側上アームスイッチング素子21を介してリアクトル25に接続され、高圧コンデンサ13に蓄電されている電荷はリアクトル25に電気エネルギとして蓄積される。そして、電圧変換器20の二次側上アームスイッチング素子21がオフとなるとリアクトル25に蓄積された電力は、リアクトル25、一次側上アームダイオード27、キャパシタ19、二次側下アームダイオード24をつなぐ回路を流れてキャパシタ19に充電される。この際、電圧変換器20の一次側入出力線53の電圧は二次側入出力線51の電圧よりも降圧されている。どの程度の電圧まで降圧するかは電圧変換器20の二次側上アームスイッチング素子21のオンオフのデューティ比によって決まる。初期状態ではキャパシタ19は放電状態となっており、その電圧は略ゼロとなっていることから、キャパシタ19の充電開始の際には、二次側上アームスイッチング素子21のデューティ比を小さくして、キャパシタ19に突入電流が流れないように、充電を開始する。このキャパシタ19の充電制御は、電流センサ64、電圧センサ65によってキャパシタ19に流入する電流が最適な充電電流となるようにフィードバック制御をかけるようにしてもよい。
キャパシタ19の充電を開始すると、図3に示すように、キャパシタ19の電圧は次第に上昇していく。図2のステップS108に示すように、制御部80は電圧センサ65によってキャパシタ19の電圧を取得し、キャパシタ19の電圧が外部電源70の電圧と略同一の電圧となったどうかを確認する。そして、制御部80は、キャパシタ19の電圧が外部電源70の電圧と略同様の電圧となったら、図2のステップS109に示すように、外部電源入力スイッチ60をオンとする。キャパシタ19の電圧は外部電源70の電圧と略同一の電圧となっているので、外部電源入力スイッチ60をオンとする際に大きな突入電流が流れることは無い。
外部電源入力スイッチ60がオンとなったら、図2のステップS110に示すように、制御部80は、一次側下アームスイッチング素子28をオフ、一次側上アームスイッチング素子26をオンとしたまま、二次側上アームスイッチング素子21,二次側下アームスイッチング素子23をオンオフ動作させて電圧変換器20の昇圧動作を開始する。昇圧動作は次のように行う。まず、二次側上アームスイッチング素子21をオフとし、二次側下アームスイッチング素子23をオンとしてリアクトル25にエネルギを蓄える。次に二次側下アームスイッチング素子23をオフとするとリアクトル25に蓄えられたエネルギによって昇圧された電力が二次側上アームダイオード22から二次側入出力線51に流れる。この際、二次側上アームスイッチング素子21をオンとしてもよい。各スイッチング素子21,23のオンオフのデューティを変化させることによって電圧変換器20の二次側入出力線51から出力される電力の電圧、電流を変化させることが出来る。図4に示すように、制御部80は、電圧センサ61,68によって高圧コンデンサ13の電圧VHとキャパシタ19の電圧VCとを取得し、キャパシタ19の電圧VCの高圧コンデンサ13の電圧VHに対する割合を、二次側下アームスイッチング素子23のオンオフのデューティ比として設定し、電流センサ64によって取得した電流値と二次電池18への充電電流との差をデューティ比にフィードバックして二次電池18に流れる電流を図3に示す二次電池18の充電電流設定値Aとなるように制御する。
図2のステップS111に示すように、制御部80は、二次電池18の充電を開始したら、二次電池18の残存容量(SOC)を取得する。これは、初期の二次電池18の残存容量(SOC)に電流センサ62によって取得した電流を積算して残存容量(SOC)を計算してもよいし、電圧センサ63によって二次電池18の電圧を取得し、電圧と二次電池18の温度とから存容量(SOC)を求めるようにしてもよい。そして、図2のステップS112に示すように、二次電池18の残存容量(SOC)が、所定の値以上となったら、制御部80は電圧変換器20の二次側下アームスイッチング素子23のオンオフ動作を停止し、電圧変換器20の各スイッチング素子21,23,26,28を全てオフとする。そして、図2のステップS114に示すように、制御部80は、外部電源入力スイッチ60をオフとし、図2のステップS115に示すように、昇圧コンバータ30の上アームスイッチング素子31をオフとすると共に、システムメインリレー17をオフとして、外部電源70による二次電池18の充電動作を終了する。
以上、外部電源70の電圧が二次電池18の電圧VBよりも低い場合について説明したが、外部電源70の電圧が二次電池18の電圧VBと同一又は二次電池18の電圧VBよりも高い場合には、電圧変換器20の一次側の各スイッチング素子26,28を用い、最初に高圧コンデンサ13からの電圧を昇圧してキャパシタ19を外部電源70の電圧と同様の電圧まで昇圧し、その後、電圧変換器20の一次側の各スイッチング素子26,28をオンオフ動作させて外部電源70の電圧を高圧コンデンサ13の電圧VHまで降圧して二次電池18を充電する。
また、電圧変換器20によって二次電池18の電圧VBよりも高い電圧を出力して高圧コンデンサ13を二次電池18の電圧VBよりも高い電圧となるまで充電し、その後、昇圧コンバータ30の上アームスイッチング素子31をオンオフさせることによって高圧コンデンサ13の電圧を降圧して二次電池18を充電するようにしてもよい。
以上説明した実施形態では、電動車両の電源系統に電圧変換器20を介して並列に接続したキャパシタ19に外部電源70との充電端子58,59を取り付けるという簡便な構成で、外部の直流電源によって車両に搭載された二次電池18を充電することができるという効果を奏する。また、電圧変換器20によって外部電源70の電圧を昇圧又は降圧して二次電池18を充電することができるので、多くの種類の電源に広く対応することが出きるという効果がある。また、最初に二次電池18によってキャパシタ19の電圧を外部電源の電圧と同じ電圧となるまで充電した後、外部電源入力スイッチ60をオンとして外部電源70とキャパシタ19とを接続するので接続の際に突入電流が流れないようにしてキャパシタ19の損傷を防止することが出来るという効果を奏する。
図5を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。先に図1から図3を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図5に示すように、本実施形態は、図1から図3を参照して説明した実施形態の電圧変換器20を一次側の各スイッチング素子とダイオードとが無い昇圧のみを行う電圧変換器20aとしたものである。外部電源70の電圧が二次電池18の電圧よりも低い場合には、図1に示した実施形態の電圧変換器20のように、外部電源70の電圧を昇圧、降圧ともに出来る電圧変換器20ではなく、外部電源70の電圧を昇圧するだけが出来る電圧変換器20aとしてもよい。動作については、先に説明した実施形態と同様で、その効果も同様である。本実施形態は、先に説明した実施形態よりもスイッチング素子やダイオードの数か少なくなるためより簡便な構成で外部電源70によって二次電池18を充電することが出来るという効果を奏する。また、二次電池18の電圧VBが外部電源70の電圧よりも低い場合には、電圧変換器20の構成を図1に示す一次側上アームスイッチング素子26,一次側下アームスイッチング素子28、各ダイオード27,29、リアクトル25のみで構成され、外部電源70の電圧を降圧するのみ電圧変換器としてもよい。
以上説明した各実施形態では、第1の蓄電装置を二次電池18、第2の蓄電装置をキャパシタ19とした場合について説明したが、第2の蓄電装置を二次電池としてもよいし、第1の蓄電装置をキャパシタとしてもよい。
11 モータジェネレータ、12 インバータ、13 高圧コンデンサ、14 低圧コンデンサ、15 放電抵抗ラインリレー、16 放電抵抗、17 システムメインリレー、18 二次電池、19 キャパシタ、20,20a 電圧変換器、21 二次側上アームスイッチング素子、22 二次側上アームダイオード、23 二次側下アームスイッチング素子、24 二次側下アームダイオード、25,35 リアクトル、26 一次側上アームスイッチング素子、27 一次側上アームダイオード、28 一次側下アームスイッチング素子、29 一次側下アームダイオード、30 昇圧コンバータ、31 上アームスイッチング素子、32 上アームダイオード、33 下アームスイッチング素子、34 下アームダイオード、41,48,54 プラス側入出力線、43,44 接続点、45 高圧側入出力線、46,52 基準入出力線、47 低圧側入出力線、42,49,55 マイナス側入出力線、51 二次側入出力線、53a 接続線、53 一次側入出力線、56 プラス側充電線、57 マイナス側充電線、58,59 充電端子、60 外部電源入力スイッチ、61,63,65,68 電圧センサ、62,64 電流センサ、70 外部電源、71,72 充電プラグ、80 制御部、100 電源装置。

Claims (4)

  1. 電力を入出力する第1の入出力線が接続される第1の蓄電装置と、
    電力を入出力する第2の入出力線が接続される第2の蓄電装置と、を有し、
    前記第1の蓄電装置と前記第2の蓄電装置とは前記第1、第2の入出力線を介して並列に接続され、
    前記第1の入力線と第2の入力線との接続点と前記第2の蓄電装置との間に設けられる電圧変換器と、を含む電源装置であって、
    前記第2の蓄電装置は、外部電源と接続される充電端子を備えていること、
    を特徴とする電源装置。
  2. 請求項1に記載の電源装置であって、
    前記第2の電源装置と前記充電端子との間にオンオフスイッチを設けたこと、
    を特徴とする電源装置。
  3. 請求項2に記載の電源装置であって、
    前記電圧変換器は複数のスイッチング素子を含み、
    前記各スイッチング素子と前記スイッチとをオンオフする制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記電圧変換器のスイッチング素子をオンオフさせて前記第1の蓄電装置の電力によって前記第2の蓄電装置を前記外部電源と略同電圧まで充電する第1の充電手段と、
    前記第1の充電手段によって前記第2の蓄電装置を充電した後、前記スイッチをオンとして前記外部電源と前記第2の蓄電装置とを接続する外部電源接続手段と、
    を有することを特徴とする電源装置。
  4. 請求項3に記載の電源装置であって、
    前記制御部は、
    前記外部電源接続手段によって前記外部電源と前記第2の蓄電装置とを接続した後、前記電圧変換器のスイッチング素子をオンオフさせて前記外部電源の電力によって前記第1の蓄電装置を充電する第2の充電手段を有すること、
    を特徴とする電源装置。
JP2010091792A 2010-04-12 2010-04-12 電源装置 Active JP5609226B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091792A JP5609226B2 (ja) 2010-04-12 2010-04-12 電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091792A JP5609226B2 (ja) 2010-04-12 2010-04-12 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011223782A true JP2011223782A (ja) 2011-11-04
JP5609226B2 JP5609226B2 (ja) 2014-10-22

Family

ID=45039992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010091792A Active JP5609226B2 (ja) 2010-04-12 2010-04-12 電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5609226B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012019673A (ja) * 2010-07-09 2012-01-26 Hyundai Motor Co Ltd プラグインハイブリッド自動車の充電装置
JPWO2014181631A1 (ja) * 2013-05-08 2017-02-23 日本電気株式会社 電源装置および電力供給方法
JP2017143669A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社安川電機 モータ制御装置、電力変換装置、及び補助電源装置
CN111516518A (zh) * 2019-02-05 2020-08-11 马自达汽车株式会社 车辆电源系统
JP2020127299A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 マツダ株式会社 車両電源システム
JP2020127298A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 マツダ株式会社 車両電源システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274784A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp 車両駆動用電源システム
JP2008046751A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp 太陽光発電システム、車両、太陽光発電システムの制御方法、およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP2008167620A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Toyota Motor Corp 車両の電源装置および車両
JP2008199786A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Toyota Motor Corp 車両の電源装置、車両の電源装置の制御方法、車両の電源装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2009071897A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Toyota Motor Corp 自動車および自動車の充電方法
JP2009153245A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Mazda Motor Corp バッテリの充電方法および充電制御装置
JPWO2008041418A1 (ja) * 2006-09-29 2010-02-04 トヨタ自動車株式会社 電源装置、および電源装置を備える車両

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274784A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toyota Motor Corp 車両駆動用電源システム
JP2008046751A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp 太陽光発電システム、車両、太陽光発電システムの制御方法、およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JPWO2008041418A1 (ja) * 2006-09-29 2010-02-04 トヨタ自動車株式会社 電源装置、および電源装置を備える車両
JP2008167620A (ja) * 2007-01-04 2008-07-17 Toyota Motor Corp 車両の電源装置および車両
JP2008199786A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Toyota Motor Corp 車両の電源装置、車両の電源装置の制御方法、車両の電源装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2009071897A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Toyota Motor Corp 自動車および自動車の充電方法
JP2009153245A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Mazda Motor Corp バッテリの充電方法および充電制御装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012019673A (ja) * 2010-07-09 2012-01-26 Hyundai Motor Co Ltd プラグインハイブリッド自動車の充電装置
JPWO2014181631A1 (ja) * 2013-05-08 2017-02-23 日本電気株式会社 電源装置および電力供給方法
JP2017143669A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社安川電機 モータ制御装置、電力変換装置、及び補助電源装置
US10158316B2 (en) 2016-02-10 2018-12-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor control apparatus, power conversion device, auxiliary power source device, and method for controlling auxiliary power source device
CN111516518A (zh) * 2019-02-05 2020-08-11 马自达汽车株式会社 车辆电源系统
JP2020127299A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 マツダ株式会社 車両電源システム
JP2020127297A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 マツダ株式会社 車両電源システム
JP2020127298A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 マツダ株式会社 車両電源システム
JP7168913B2 (ja) 2019-02-05 2022-11-10 マツダ株式会社 車両電源システム
JP7168912B2 (ja) 2019-02-05 2022-11-10 マツダ株式会社 車両電源システム
CN111516518B (zh) * 2019-02-05 2023-08-25 马自达汽车株式会社 车辆电源系统
JP7397572B2 (ja) 2019-02-05 2023-12-13 マツダ株式会社 車両電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5609226B2 (ja) 2014-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11208006B2 (en) Electric power supply system
JP5199673B2 (ja) 電池/キャパシタエネルギ貯蔵システムを持つ、ハイブリッド燃料電池システム
JP5614085B2 (ja) 電源装置
CN102574470B (zh) 车辆的充电系统及包含该车辆的充电系统的电动车辆
JP3931446B2 (ja) 組電池の充電状態調整装置
JP6722058B2 (ja) 電源システムの制御装置
JP2011199934A (ja) 電源装置
JP5609226B2 (ja) 電源装置
US20120299545A1 (en) Rechargeable battery power supply starter and cell balancing apparatus
CN103119822A (zh) 蓄电系统以及蓄电系统的控制方法
CN207972603U (zh) 一种基于bsg的轻型混合动力系统的双电网结构
US9252608B2 (en) Electrical storage system, and control method for electrical storage system
KR101567557B1 (ko) 이차 전지 셀의 전압 벨런싱 장치 및 방법
KR20180038822A (ko) 보조배터리의 릴레이 제어 시스템 및 그 방법
JP2014023231A (ja) 車載充電制御装置
RU2520180C2 (ru) Система электропитания транспортного средства
US20180233929A1 (en) Battery to battery charger using asymmetric batteries
JP2015220949A (ja) 電気自動車
JP2004234907A (ja) 燃料電池車両用電源システム
KR102336964B1 (ko) 마일드 하이브리드 자동차의 배터리 및 배터리 제어 방법
JP2019088140A (ja) 車両用電源システム
JP2011223837A (ja) 電源装置
KR102030179B1 (ko) 마이크로 하이브리드 시스템용 전력관리장치
JP6001364B2 (ja) 充電装置
JP6834911B2 (ja) 車両用電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140319

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: 20140805

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140818

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5609226

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151