JP2014231327A

JP2014231327A - 車載電源装置

Info

Publication number: JP2014231327A
Application number: JP2013113727A
Authority: JP
Inventors: 菊地　義行; Yoshiyuki Kikuchi; 義行菊地
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-11

Abstract

【課題】高電圧バッテリーと低電圧バッテリーとを有する車両において、分離された電気負荷の一方にバッテリーを用いることなく、大電流負荷駆動時に電気負荷の作動がリセットされることを防ぐことが可能な車載電源装置を提供することである。【解決手段】高電圧バッテリー１からの電源電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３，４で降圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３に一定の電圧が必要な電気負荷６を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に低電圧バッテリー２と瞬間的に大電流が必要な電気負荷５とを接続する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側とＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側からＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側へ電流を流す向きが順方向となるようにダイオード７を接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載電源装置に関する。

アイドリングストップ機能を有する車両では、エンジンの再起動時にスターターモータに瞬間的な大電流が流れ、電源の電圧が大幅に降下する。これにより、一定の電圧が要求される電気負荷へ供給する電力の電圧が最低動作電圧を下回って、作動がリセットされるおそれがある。

そこで、特許文献１では、次の方法でこの問題を回避している。鉛蓄電池と並列接続されるリチウム蓄電池の間にＭＯＳＦＥＴを接続し、電気負荷をその特性に応じて２つに分離する。消費電力が大きい電気負荷は、鉛蓄電池から電力を供給し、一定の電圧が要求される電気負荷は、リチウム蓄電池から電力を供給する。回生充電時などはＭＯＳＦＥＴをオンとし、鉛蓄電池とリチウム蓄電池との間で電力のやりとりを行う。一方、エンジンの再起動時に鉛蓄電池の電源側が高負荷になり電圧が下がった場合は、ＭＯＳＦＥＴをオフとし、リチウム蓄電池から鉛蓄電池の電源側への電流を遮断して、リチウム蓄電池の電圧降下を回避する。これにより、リチウム蓄電池につながる電気負荷の作動がリセットされることを防ぐ。

特開２０１１−７８１４７号公報

特許文献１の電源装置では、エンジンの再起動時に電気負荷の作動がリセットされることは防げるものの、分離された電気負荷のそれぞれにバッテリーが必要になる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、分離された電気負荷の一方にバッテリーを用いることなく、エンジンの再起動等の大電流負荷駆動時に電気負荷の作動がリセットされることを防ぐことが可能な車載電源装置を提供することである。

本発明の一態様に係わる車載電源装置は、第１のバッテリーと、第１のバッテリーに並列接続されるとともに、第１のバッテリーからの電源電圧を降圧して出力する第１及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続される一定の電圧が必要な第１の電気負荷と、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に並列接続される第２のバッテリー及び瞬間的に大電流が必要な第２の電気負荷と、第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側と第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側との間に、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側から第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側へ電流を流す向きが順方向となるように接続される整流素子とを有すること特徴とする。

本発明によれば、分離された電気負荷の一方にバッテリーを用いることなく、大電流負荷駆動時に電気負荷の作動がリセットされることを防ぐことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車載電源装置の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る車載電源装置の構成図である。車載電源装置は、高電圧バッテリーと低電圧バッテリーとを有する車両に用いられる。

車載電源装置は、高電圧バッテリー（第１のバッテリー）１と、低電圧バッテリー（第２のバッテリー）２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，４と、電気負荷５，６と、ダイオード（整流素子）７とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ３及び４は、高電圧バッテリー１に対して並列に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側には、電気負荷６が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側には、低電圧バッテリー２と電力負荷５がＤＣ／ＤＣコンバータ４に対して並列に接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側とＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側からＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側へ電流を流す向きが順方向となるようにダイオード７が接続される。

高電圧バッテリー１は、例えば、１００〜４００Ｖ程度の直流電源である。本実施形態では、リチウムイオン電池を用いるが、これに限られることはなく、ニッケル水素電池を用いることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、高電圧バッテリー１からの電源電圧を１２Ｖに降圧して、電気負荷６に好適な電力を供給する。

電気負荷６は、一定の電圧が要求される補機であり、例えば、マイコン基板が使用されているナビゲーション装置やオーディオ装置である。電気負荷６は、電圧が瞬間的に最低動作電圧よりも低下すると作動がリセットされるおそれがある。そのため、電気負荷６に供給される電力の電圧は、最低動作電圧以上の一定値に安定していることが要求される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同様に高電圧バッテリー１からの電源電圧を１２Ｖに降圧して、電気負荷５に好適な電力を供給するとともに、低電圧バッテリー２を充電する。電気負荷５は、瞬間的に大電流が必要な電気負荷などであり、例えば、エンジンスタータ、電動パワーステアリング、パワーウインドウ、電動ブレーキなどがある。また、全体の電流負荷を増やしてバッテリーの電圧を低下させるものとして、ヘッドランプ、電動コンプレッサなどがある。

低電圧バッテリー２は、従来の一般的な車両が備える電圧１２Ｖの鉛蓄電池であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４からの電力により充電される。また、大電流負荷駆動時に、電気負荷５に瞬間的な大電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から供給される電力では不足する場合、低電圧バッテリー２は不足する電力を電気負荷５に供給する。

ダイオード７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力側からＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側へ電流を流す。ＤＣ／ＤＣコンバータ３から電気負荷６への電力供給に不具合があった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４や低電圧バッテリー２は、ダイオード７を介して電気負荷６へ電力を供給する。

以上より、本実施形態によれば、大電流負荷駆動時に、電気負荷５に瞬間的な大電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の電圧が大幅に降下するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から電気負荷５へ流れる電流はダイオード７により遮断される。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、大電流負荷駆動時の電圧変動による影響を受けることなく、一定の電圧が要求される電気負荷６に安定した電力を供給することができる。すなわち、電気負荷６にバッテリーを用いることなく、大電流負荷駆動時に電気負荷６の作動がリセットされることを防ぐことができる。また、本実施形態では、整流手段としてダイオード７を用いるため、特許文献１のようにＭＯＳＦＥＴを接続して開閉制御を行う必要がない。

また、本実施形態によれば、大電流負荷駆動時に、電気負荷５に瞬間的な大電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４から供給される電力では不足する場合、低電圧バッテリー２は不足する電力を電気負荷５に供給する。これにより、大電流負荷駆動時の電力不足を防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、電気負荷５，６を分離してそれぞれにＤＣ／ＤＣコンバータ３，４から電力を供給する。これにより、低電圧バッテリー２が劣化して低電圧バッテリー２の電圧が低下する場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、低電圧バッテリー２の劣化による電圧低下の影響を受けることなく、一定の電圧が要求される電気負荷６に安定した電力を供給することができる。

１高電圧バッテリー
２低電圧バッテリー
３，４ＤＣ／ＤＣコンバータ
５，６電気負荷
７ダイオード

Claims

第１のバッテリー（１）と、
前記第１のバッテリー（１）に並列接続されるとともに、前記第１のバッテリー（１）からの電源電圧を降圧して出力する第１及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（３，４）と、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（３）の出力側に接続される一定の電圧が必要な第１の電気負荷（６）と、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の出力側に並列接続される第２のバッテリー（２）及び瞬間的に大電流が必要な第２の電気負荷（５）と、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（３）の出力側と前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の出力側との間に、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（４）の出力側から前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（３）の出力側へ電流を流す向きが順方向となるように接続される整流素子（７）とを有すること
を特徴とする車載電源装置。