JP2018057202A - Power supply device for vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve energy efficiency of a vehicle by increasing regenerative electric power.SOLUTION: The power supply device has: a starter generator 16 coupled with an engine; a lithium ion battery 31 connected to the starter generator 16 via a connection point 36; a lead battery 32 connected to the starter generator 16 via the connection point 36; a positive pole line 33 for connecting the connection point 36 and the starter generator 16 to each other; a positive pole line 34 for connecting the connection point 36 and the lithium ion battery 31 to each other; a positive pole line 35 for connecting the connection point 36 and the lead battery 32 to each other; and a power generation control part for increasing a power generation voltage of the starter generator 16 more than a voltage resistance of the lead battery 32, when the starter generator 16 is controlled to a regenerative power generation state. Electric resistance values of the positive pole line 33 and the positive pole line 35 make an applied voltage to the lead battery 32 lower than the voltage resistance, when the power generation voltage of the starter generator 16 is made bigger than the voltage resistance.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device mounted on a vehicle.

車両に搭載される車両用電源装置として、車両減速時にISG(integrated starter generator)等の発電機を回生発電させる電源装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載される電源装置は、蓄電体として互いに並列接続される鉛バッテリおよびリチウムイオンバッテリを有している。これにより、鉛バッテリだけでなくリチウムイオンバッテリにも回生電力を充電することができ、回生電力を増やして車両のエネルギー効率を高めることができる。   As a vehicle power supply device mounted on a vehicle, a power supply device that regeneratively generates a generator such as an ISG (integrated starter generator) during vehicle deceleration has been proposed (see Patent Document 1). The power supply device described in Patent Document 1 includes a lead battery and a lithium ion battery that are connected in parallel as a power storage unit. Thereby, not only a lead battery but a lithium ion battery can be charged with regenerative electric power, and regenerative electric power can be increased and the energy efficiency of a vehicle can be improved.

特開2014−36557号公報JP 2014-36557 A

ところで、電源装置に設けられる鉛バッテリや電気機器等のデバイスには、印加可能な上限電圧として耐電圧が設定されている。このため、発電機を回生発電させる際には、耐電圧を下回るように発電電圧を制御することが必要であった。すなわち、耐電圧によって発電電圧が制限されることから、回生電力を増やして車両のエネルギー効率を高めることが困難となっていた。   By the way, withstand voltage is set as an upper limit voltage that can be applied to devices such as lead batteries and electric devices provided in the power supply device. For this reason, when the generator is regeneratively generated, it is necessary to control the generated voltage so as to be lower than the withstand voltage. That is, since the generated voltage is limited by the withstand voltage, it has been difficult to increase the regenerative power and increase the energy efficiency of the vehicle.

本発明の目的は、回生電力を増やして車両のエネルギー効率を高めることにある。   An object of the present invention is to increase the energy efficiency of a vehicle by increasing regenerative power.

本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、エンジンに連結される発電機と、前記発電機に接続点を介して接続される蓄電体と、前記発電機に前記接続点を介して接続されるデバイスと、前記接続点と前記発電機とを互いに接続する第1通電経路と、前記接続点と前記蓄電体とを互いに接続する第2通電経路と、前記接続点と前記デバイスとを互いに接続する第3通電経路と、前記発電機を回生発電状態に制御する際に、前記発電機の発電電圧を前記デバイスの耐電圧よりも上昇させる発電制御部と、を有し、前記第1通電経路および前記第3通電経路の電気抵抗値は、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させた場合に、前記デバイスに対する印加電圧を前記耐電圧よりも低下させる電気抵抗値である。   The vehicle power supply device of the present invention is a vehicle power supply device mounted on a vehicle, and includes a generator connected to an engine, a power storage unit connected to the generator via a connection point, and the generator A device connected via the connection point, a first energization path that connects the connection point and the generator, a second energization path that connects the connection point and the power storage unit, and A third energization path that connects the connection point and the device to each other; and a power generation control unit that raises the power generation voltage of the generator above the withstand voltage of the device when the generator is controlled to a regenerative power generation state; The electrical resistance values of the first energization path and the third energization path are such that when the power generation voltage of the generator is increased above the withstand voltage, the voltage applied to the device is less than the withstand voltage. The electrical resistance value to decrease

本発明によれば、デバイスの耐久性を損なうことなく、発電機の発電電圧をデバイスの耐電圧よりも上昇させることができる。これにより、回生電力を増やして車両のエネルギー効率を高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the generated voltage of a generator can be raised rather than the withstand voltage of a device, without impairing durability of a device. Thereby, regenerative electric power can be increased and the energy efficiency of a vehicle can be improved.

本発明の一実施の形態である車両用電源装置が搭載された車両を示す概略図である。It is the schematic which shows the vehicle by which the vehicle power supply device which is one embodiment of this invention is mounted. 電源回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a power supply circuit. スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric current supply condition when controlling a starter generator to a combustion electric power generation state. スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electric current supply condition when controlling a starter generator to a power generation stop state. スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an electric current supply condition when controlling a starter generator to a regenerative electric power generation state. 電源回路の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage drop condition in each site | part of a power supply circuit. 本発明の他の実施の形態である車両用電源装置が備える電源回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the power supply circuit with which the vehicle power supply device which is other embodiment of this invention is provided. 本発明の他の実施の形態である車両用電源装置が備える電源回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the power supply circuit with which the vehicle power supply device which is other embodiment of this invention is provided. 電源回路の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage drop condition in each site | part of a power supply circuit.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である車両用電源装置10が搭載された車両11を示す概略図である。図1に示すように、車両11には、エンジン12を備えたパワーユニット13が搭載されている。エンジン12のクランク軸14には、ベルト機構15を介してスタータジェネレータ(発電機)16が機械的に連結されている。また、エンジン12にはトルクコンバータ17を介して変速機構18が連結されており、変速機構18にはデファレンシャル機構19等を介して車輪20が連結されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle 11 equipped with a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a power unit 13 including an engine 12 is mounted on the vehicle 11. A starter generator (generator) 16 is mechanically connected to the crankshaft 14 of the engine 12 via a belt mechanism 15. Further, a transmission mechanism 18 is connected to the engine 12 via a torque converter 17, and wheels 20 are connected to the transmission mechanism 18 via a differential mechanism 19 and the like.

エンジン12に連結されるスタータジェネレータ16は、発電機および電動機として機能する所謂ISG(integrated starter generator)である。スタータジェネレータ16は、クランク軸14に駆動される発電機として機能するだけでなく、アイドリングストップ制御等においてクランク軸14を始動回転させる電動機として機能する。スタータジェネレータ16は、ステータコイルを備えたステータ21と、フィールドコイルを備えたロータ22と、を有している。また、スタータジェネレータ16には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびコンピュータ等からなるISGコントローラ23が設けられている。ISGコントローラ23によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態が制御され、スタータジェネレータ16の発電電圧等が制御される。   The starter generator 16 connected to the engine 12 is a so-called ISG (integrated starter generator) that functions as a generator and an electric motor. The starter generator 16 not only functions as a generator driven by the crankshaft 14, but also functions as an electric motor that starts and rotates the crankshaft 14 in idling stop control or the like. The starter generator 16 includes a stator 21 having a stator coil and a rotor 22 having a field coil. The starter generator 16 is provided with an ISG controller 23 including an inverter, a regulator, a computer, and the like in order to control the energization state of the stator coil and the field coil. The ISG controller 23 controls the energization state of the field coil and the stator coil, and the generated voltage of the starter generator 16 and the like are controlled.

[電源回路]
車両用電源装置10が備える電源回路30について説明する。図2は電源回路30の一例を示す回路図である。図2に示すように、電源回路30は、スタータジェネレータ16に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ(蓄電体)31と、これと並列にスタータジェネレータ16に電気的に接続される鉛バッテリ(デバイス、第2の蓄電体)32と、を備えている。リチウムイオンバッテリ31や鉛バッテリ32には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加可能な上限電圧としての耐電圧が設定されている。なお、リチウムイオンバッテリ31を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ31の端子電圧は、鉛バッテリ32の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ31を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ31の内部抵抗は、鉛バッテリ32の内部抵抗よりも小さく設計されている。
[Power supply circuit]
The power supply circuit 30 provided in the vehicle power supply device 10 will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the power supply circuit 30. As shown in FIG. 2, the power supply circuit 30 includes a lithium ion battery (power storage unit) 31 that is electrically connected to the starter generator 16, and a lead battery (device) that is electrically connected to the starter generator 16 in parallel therewith. , Second power storage body) 32. The lithium ion battery 31 and the lead battery 32 are set with a withstand voltage as an upper limit voltage that can be applied from the viewpoint of suppressing deterioration such as capacity reduction and output reduction. In order to positively discharge the lithium ion battery 31, the terminal voltage of the lithium ion battery 31 is designed to be higher than the terminal voltage of the lead battery 32. Further, in order to positively charge and discharge the lithium ion battery 31, the internal resistance of the lithium ion battery 31 is designed to be smaller than the internal resistance of the lead battery 32.

スタータジェネレータ16の正極端子16aには正極ライン(第1通電経路)33が接続され、リチウムイオンバッテリ31の正極端子31aには正極ライン(第2通電経路)34が接続され、鉛バッテリ32の正極端子32aには正極ライン(第3通電経路)35が接続される。これらの正極ライン33〜35は、接続点36を介して互いに接続されている。また、リチウムイオンバッテリ31の負極端子31bには負極ライン37が接続され、鉛バッテリ32の負極端子32bには負極ライン38が接続され、スタータジェネレータ16の負極端子16bには負極ライン39が接続される。これらの負極ライン37〜39は、基準電位点40に接続されている。   A positive line (first energization path) 33 is connected to the positive terminal 16 a of the starter generator 16, and a positive line (second energization path) 34 is connected to the positive terminal 31 a of the lithium ion battery 31. A positive line (third energization path) 35 is connected to the terminal 32a. These positive electrode lines 33 to 35 are connected to each other through a connection point 36. A negative electrode line 37 is connected to the negative electrode terminal 31 b of the lithium ion battery 31, a negative electrode line 38 is connected to the negative electrode terminal 32 b of the lead battery 32, and a negative electrode line 39 is connected to the negative electrode terminal 16 b of the starter generator 16. The These negative electrode lines 37 to 39 are connected to the reference potential point 40.

リチウムイオンバッテリ31の正極ライン34には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチSW1が設けられている。また、鉛バッテリ32の正極ライン35には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチSW2が設けられている。これらのスイッチSW1,SW2は、後述するバッテリコントローラ45やメインコントローラ50によって制御される。また、スイッチSW1,SW2は、MOSFET等の半導体素子によって構成されるスイッチであるが、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチSW1,SW2は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。   The positive electrode line 34 of the lithium ion battery 31 is provided with a switch SW1 that can be switched between a conduction state and a cutoff state. The positive line 35 of the lead battery 32 is provided with a switch SW2 that can be switched between a conductive state and a cut-off state. These switches SW1 and SW2 are controlled by a battery controller 45 and a main controller 50 described later. The switches SW1 and SW2 are switches composed of semiconductor elements such as MOSFETs, but may be switches that mechanically open and close the contacts using electromagnetic force or the like. The switches SW1 and SW2 are also called relays, contactors and the like.

鉛バッテリ32の正極ライン35には、正極ライン41を介して複数の電気機器42からなる電気機器群43が接続されている。電気機器群43を構成する電気機器42として、例えば、横滑り防止装置、電動パワーステアリング、ヘッドライトがある。また、図示していないが、鉛バッテリ32の正極ライン35には、ISGコントローラ23や後述するメインコントローラ50等の各種コントローラも電気機器42として接続される。これらの電気機器42には、電子部品等を損傷させることなく正常に機能させるため、印加可能な上限電圧として耐電圧が設定されている。   An electric device group 43 including a plurality of electric devices 42 is connected to the positive electrode line 35 of the lead battery 32 via the positive electrode line 41. Examples of the electric device 42 constituting the electric device group 43 include a skid prevention device, an electric power steering, and a headlight. Although not shown, various controllers such as an ISG controller 23 and a main controller 50 described later are also connected to the positive electrode line 35 of the lead battery 32 as an electric device 42. In order for these electric devices 42 to function normally without damaging electronic components, a withstand voltage is set as an upper limit voltage that can be applied.

図1に示すように、電源回路30には、バッテリモジュール44が設けられている。バッテリモジュール44には、リチウムイオンバッテリ31およびスイッチSW1が組み込まれている。また、バッテリモジュール44には、コンピュータ等からなるバッテリコントローラ45が設けられている。バッテリコントローラ45は、リチウムイオンバッテリ31の充電状態SOC、充放電電流、端子電圧、セル温度等を監視する機能や、スイッチSW1を制御する機能を有している。また、鉛バッテリ32の負極ライン38には、バッテリセンサ46が設けられている。このバッテリセンサ46は、鉛バッテリ32の充電状態SOC、充放電電流、端子電圧等を検出する機能を有している。なお、正極ライン35には、電気機器群43等を保護するヒューズ47が設けられている。   As shown in FIG. 1, the power supply circuit 30 is provided with a battery module 44. The battery module 44 incorporates a lithium ion battery 31 and a switch SW1. The battery module 44 is provided with a battery controller 45 made of a computer or the like. The battery controller 45 has a function of monitoring the state of charge SOC, charge / discharge current, terminal voltage, cell temperature, and the like of the lithium ion battery 31, and a function of controlling the switch SW1. A battery sensor 46 is provided on the negative electrode line 38 of the lead battery 32. The battery sensor 46 has a function of detecting the state of charge SOC, charge / discharge current, terminal voltage, and the like of the lead battery 32. The positive line 35 is provided with a fuse 47 that protects the electrical device group 43 and the like.

[スタータジェネレータの発電制御]
スタータジェネレータ16の発電電圧を制御するため、車両用電源装置10には、コンピュータ等からなるメインコントローラ(発電制御部)50が設けられている。メインコントローラ50や前述した各コントローラ23,45は、CANやLIN等の車載ネットワーク51を介して互いに通信自在に接続されている。
[Power generation control of starter generator]
In order to control the power generation voltage of the starter generator 16, the vehicle power supply device 10 is provided with a main controller (power generation control unit) 50 including a computer or the like. The main controller 50 and the controllers 23 and 45 described above are connected to each other via a vehicle-mounted network 51 such as CAN or LIN so as to be communicable with each other.

メインコントローラ50は、リチウムイオンバッテリ31の充電状態SOCに基づいて、スタータジェネレータ16の目標発電電圧を設定する。そして、メインコントローラ50は目標発電電圧をISGコントローラ23に出力し、ISGコントローラ23は目標発電電圧に従ってスタータジェネレータ16の発電電圧を制御し、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態または発電休止状態に制御する。このように、リチウムイオンバッテリ31の充電状態SOCに基づいて、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態または発電休止状態に制御することにより、後述するように、リチウムイオンバッテリ31の充放電が制御される。なお、充電状態SOC(state of charge)とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。この充電状態SOCは、バッテリコントローラ45からメインコントローラ50に送信される。   Main controller 50 sets a target power generation voltage of starter generator 16 based on the state of charge SOC of lithium ion battery 31. Then, the main controller 50 outputs a target power generation voltage to the ISG controller 23. The ISG controller 23 controls the power generation voltage of the starter generator 16 according to the target power generation voltage, and controls the starter generator 16 to the combustion power generation state or the power generation halt state. Thus, by controlling the starter generator 16 to the combustion power generation state or the power generation halt state based on the state of charge SOC of the lithium ion battery 31, charging and discharging of the lithium ion battery 31 is controlled as will be described later. The state of charge (SOC) is the ratio of the amount of stored electricity to the design capacity of the battery. The state of charge SOC is transmitted from the battery controller 45 to the main controller 50.

図3はスタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ31の充電状態SOCが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ31を充電して充電状態SOCを高めるため、エンジン動力によってスタータジェネレータ16が発電駆動される。このように、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態(通常発電状態)に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ31に印加される発電電圧が端子電圧よりも高く調整される。これにより、図3に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16から、リチウムイオンバッテリ31、電気機器群43および鉛バッテリ32等に対して電流が供給され、リチウムイオンバッテリ31や鉛バッテリ32が緩やかに充電される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a current supply state when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state. For example, when the state of charge SOC of the lithium ion battery 31 falls below a predetermined lower limit value, the starter generator 16 is driven to generate power by engine power in order to charge the lithium ion battery 31 and increase the state of charge SOC. Thus, when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state (normal power generation state), the power generation voltage of the starter generator 16 is raised and the power generation voltage applied to the lithium ion battery 31 is adjusted to be higher than the terminal voltage. Is done. As a result, as indicated by the black arrows in FIG. 3, current is supplied from the starter generator 16 to the lithium ion battery 31, the electric device group 43, the lead battery 32, and the like, and the lithium ion battery 31 and the lead battery 32 are thereby supplied. Is slowly charged.

図4はスタータジェネレータ16を発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ31の充電状態SOCが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ31を積極的に放電させるため、エンジン動力によるスタータジェネレータ16の発電駆動が休止される。このように、スタータジェネレータ16を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の発電電圧が引き下げられ、リチウムイオンバッテリ31に印加される発電電圧が端子電圧よりも低く調整される。これにより、図4に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ31から電気機器群43に電流が供給されるため、スタータジェネレータ16の発電駆動を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を軽減することができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a current supply state when the starter generator 16 is controlled to the power generation halt state. For example, when the state of charge SOC of the lithium ion battery 31 exceeds a predetermined upper limit value, the power generation drive of the starter generator 16 by engine power is suspended in order to positively discharge the lithium ion battery 31. As described above, when the starter generator 16 is controlled to the power generation halt state, the power generation voltage of the starter generator 16 is lowered and the power generation voltage applied to the lithium ion battery 31 is adjusted to be lower than the terminal voltage. As a result, as indicated by black arrows in FIG. 4, current is supplied from the lithium ion battery 31 to the electric device group 43, so that the power generation drive of the starter generator 16 can be suppressed or stopped, and the engine load can be reduced. Can be reduced.

前述したように、メインコントローラ50は、充電状態SOCに基づきスタータジェネレータ16を燃焼発電状態や発電休止状態に制御しているが、車両減速時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、車両減速時には、スタータジェネレータ16の発電電圧が大きく引き上げられ、スタータジェネレータ16は回生発電状態に制御される。これにより、スタータジェネレータ16の発電電力を増大させることができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両11のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。   As described above, the main controller 50 controls the starter generator 16 to the combustion power generation state or the power generation halt state based on the state of charge SOC. However, when the vehicle decelerates, the main controller 50 can recover a large amount of kinetic energy and improve fuel efficiency. is necessary. Therefore, when the vehicle decelerates, the power generation voltage of the starter generator 16 is greatly increased, and the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state. Thereby, since the electric power generated by the starter generator 16 can be increased, the kinetic energy can be actively converted into electric energy and recovered, and the energy efficiency of the vehicle 11 can be improved and the fuel efficiency performance can be improved. it can.

このように、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づき決定される。つまり、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト時や、ブレーキペダルが踏み込まれる車両制動時には、エンジン12の燃料カットが実施されて車両11が減速する状況であり、車両11から多くの運動エネルギーが放出される状況であるため、スタータジェネレータ16が回生発電状態に制御される。一方、アクセルペダルが踏み込まれる加速走行や定常走行においては、エンジン12の燃料噴射が実施される状況であり、車両11から多くの運動エネルギーが放出される状況ではないため、スタータジェネレータ16は燃焼発電状態や発電休止状態に制御される。   As described above, whether or not to control the starter generator 16 to the regenerative power generation state is determined based on the operation state of the accelerator pedal and the brake pedal. That is, during coasting when the accelerator pedal is released or when the vehicle is braked when the brake pedal is depressed, the fuel is cut by the engine 12 and the vehicle 11 decelerates, and a lot of kinetic energy is released from the vehicle 11. Therefore, the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state. On the other hand, in acceleration traveling and steady traveling in which the accelerator pedal is depressed, the fuel injection of the engine 12 is performed, and not much kinetic energy is released from the vehicle 11, so the starter generator 16 generates combustion power. It is controlled to the state and the power generation halt state.

ここで、図5はスタータジェネレータ16を回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。なお、図5に示した黒塗りの矢印は、電流の流れ方向を示す矢印であり、電流が増加する程に太く示されている。スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する際には、前述した燃焼発電状態よりもスタータジェネレータ16の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ31に印加される発電電圧が端子電圧よりも大幅に引き上げられる。これにより、図5に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ16から、リチウムイオンバッテリ31や鉛バッテリ32に対して大きな電流が供給されるため、リチウムイオンバッテリ31や鉛バッテリ32が急速に充電される。また、リチウムイオンバッテリ31の内部抵抗は、鉛バッテリ32や電気機器群43の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の大部分はリチウムイオンバッテリ31に供給される。   Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a current supply state when the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state. In addition, the black arrow shown in FIG. 5 is an arrow which shows the flow direction of an electric current, and is shown so thickly that the electric current increases. When the starter generator 16 is controlled to be in the regenerative power generation state, the power generation voltage of the starter generator 16 is raised more than the combustion power generation state described above, and the power generation voltage applied to the lithium ion battery 31 is greatly raised above the terminal voltage. . As a result, as indicated by the solid arrows in FIG. 5, since a large current is supplied from the starter generator 16 to the lithium ion battery 31 and the lead battery 32, the lithium ion battery 31 and the lead battery 32 rapidly Charged. Further, since the internal resistance of the lithium ion battery 31 is smaller than the internal resistance of the lead battery 32 or the electric equipment group 43, most of the generated current is supplied to the lithium ion battery 31.

なお、図3〜図5に示すように、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチSW1,SW2は導通状態に保持されている。つまり、車両用電源装置10においては、スイッチSW1,SW2の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ16の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ31の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ31の充放電を制御することができるとともに、スイッチSW1,SW2の耐久性を向上させることができる。   As shown in FIGS. 3 to 5, when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state, the regenerative power generation state, and the power generation halt state, the switches SW <b> 1 and SW <b> 2 are kept in a conductive state. That is, in the vehicle power supply device 10, charging / discharging of the lithium ion battery 31 can be controlled only by controlling the power generation voltage of the starter generator 16 without performing switching control of the switches SW <b> 1 and SW <b> 2. Thereby, charging / discharging of the lithium ion battery 31 can be easily controlled, and durability of the switches SW1 and SW2 can be improved.

[回生発電状態および燃焼発電状態における電圧降下状況]
図6は電源回路30の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。図6には、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態や回生発電状態に制御したときの電圧降下状況が示されている。また、図6には、スタータジェネレータ16の正極端子16aから接続点36に至るまでの電圧降下、つまり正極ライン(第1通電経路)33における電圧降下が実線L1で示されており、接続点36からリチウムイオンバッテリ31の正極端子31aに至るまでの電圧降下、つまり正極ライン(第2通電経路)34における電圧降下が破線L2で示されている。また、接続点36から鉛バッテリ32の正極端子32aに至るまでの電圧降下、つまり正極ライン(第3通電経路)35における電圧降下が一点鎖線L3で示されている。なお、図6の横軸には、スタータジェネレータ16の正極端子16aが符号P1で示され、接続点36が符号P2で示され、リチウムイオンバッテリ31の正極端子31aが符号P3で示され、鉛バッテリ32の正極端子32aが符号P4で示されている。
[Voltage drop in regenerative power generation and combustion power generation]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a voltage drop situation in each part of the power supply circuit 30. FIG. 6 shows a voltage drop situation when the starter generator 16 is controlled to a combustion power generation state or a regenerative power generation state. In FIG. 6, a voltage drop from the positive terminal 16 a of the starter generator 16 to the connection point 36, that is, a voltage drop in the positive line (first energization path) 33 is indicated by a solid line L <b> 1. The voltage drop from the lithium ion battery 31 to the positive electrode terminal 31a, that is, the voltage drop in the positive electrode line (second energization path) 34 is indicated by a broken line L2. A voltage drop from the connection point 36 to the positive electrode terminal 32a of the lead battery 32, that is, a voltage drop in the positive electrode line (third energization path) 35 is indicated by a one-dot chain line L3. 6, the positive electrode terminal 16a of the starter generator 16 is indicated by reference numeral P1, the connection point 36 is indicated by reference numeral P2, the positive electrode terminal 31a of the lithium ion battery 31 is indicated by reference numeral P3, and lead The positive terminal 32a of the battery 32 is indicated by reference numeral P4.

前述したように、車両減速時には、車両11の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するため、スタータジェネレータ16が回生発電状態に制御される。この回生発電状態において、多くの運動エネルギーを回収するためには、スタータジェネレータ16の発電電圧を大きく上昇させることが必要である。しかしながら、スタータジェネレータ16の発電電圧を過度に上昇させることは、耐電圧Pbmaxを超えた電圧を鉛バッテリ32に印加する要因であり、鉛バッテリ32の劣化を促進させる要因となっていた。このため、スタータジェネレータ16の発電電圧は、鉛バッテリ32の劣化を抑制する観点から、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmax以下に制限されることが一般的である。   As described above, when the vehicle decelerates, the kinetic energy of the vehicle 11 is converted into electric energy and recovered, so that the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state. In this regenerative power generation state, in order to recover a large amount of kinetic energy, it is necessary to greatly increase the power generation voltage of the starter generator 16. However, excessively increasing the power generation voltage of the starter generator 16 is a factor for applying a voltage exceeding the withstand voltage Pbmax to the lead battery 32, and a factor for promoting the deterioration of the lead battery 32. For this reason, the generated voltage of the starter generator 16 is generally limited to the withstand voltage Pbmax or less of the lead battery 32 from the viewpoint of suppressing the deterioration of the lead battery 32.

そこで、本発明の一実施の形態である車両用電源装置10においては、鉛バッテリ32の劣化を抑制しつつ回生電力を増加させるため、以下に示すように、スタータジェネレータ16の目標発電電圧が設定されるとともに、正極ライン33,35の電気抵抗値が設定されている。つまり、図6に符号a1で示すように、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の目標発電電圧が、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを上回るV1に設定される。そして、図6に符号a2で示すように、スタータジェネレータ16の発電電圧をV1まで上昇させた場合であっても、鉛バッテリ32に対する印加電圧VPbが耐電圧Pbmaxを下回るように、スタータジェネレータ16と鉛バッテリ32とを接続する正極ライン33,35の電気抵抗値が設定される。   Therefore, in the vehicle power supply device 10 according to one embodiment of the present invention, in order to increase the regenerative power while suppressing deterioration of the lead battery 32, the target power generation voltage of the starter generator 16 is set as shown below. In addition, the electrical resistance values of the positive electrode lines 33 and 35 are set. That is, as indicated by reference sign a1 in FIG. 6, when the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state, the target power generation voltage of the starter generator 16 is set to V1 that exceeds the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. 6, even if the power generation voltage of the starter generator 16 is increased to V1, the starter generator 16 and the starter generator 16 are arranged so that the applied voltage VPb to the lead battery 32 is lower than the withstand voltage Pbmax. Electric resistance values of the positive lines 33 and 35 connecting the lead battery 32 are set.

すなわち、図6に符号a1で示すように、スタータジェネレータ16の発電電圧をV1まで上昇させた場合であっても、図6に符号a2で示すように、鉛バッテリ32の印加電圧VPbが耐電圧Pbmaxを下回るように、正極ライン33、接続点36および正極ライン34を電流が流れる過程で電圧を降下させている。このように、正極ライン33,35の電気抵抗値を高めることにより、鉛バッテリ32の印加電圧VPbを耐電圧Pbmax以下に抑えつつ、スタータジェネレータ16の発電電圧を大幅に上昇させることができる。これにより、鉛バッテリ32の劣化を抑制することができるとともに、スタータジェネレータ16の回生電力を飛躍的に増やすことができる。なお、電線である正極ライン33,35の電気抵抗値は、正極ライン33,35の長さや太さを変更することや、正極ライン33,35の素材を適宜選定すること等によって調整可能である。   That is, as indicated by reference numeral a1 in FIG. 6, even when the power generation voltage of the starter generator 16 is increased to V1, the applied voltage VPb of the lead battery 32 is the withstand voltage as indicated by reference numeral a2 in FIG. The voltage is lowered in the process of current flowing through the positive electrode line 33, the connection point 36, and the positive electrode line 34 so as to be lower than Pbmax. As described above, by increasing the electric resistance values of the positive electrode lines 33 and 35, it is possible to significantly increase the power generation voltage of the starter generator 16 while suppressing the applied voltage VPb of the lead battery 32 to be equal to or lower than the withstand voltage Pbmax. Thereby, deterioration of the lead battery 32 can be suppressed, and the regenerative power of the starter generator 16 can be dramatically increased. In addition, the electrical resistance value of the positive electrode lines 33 and 35 which are electric wires can be adjusted by changing the length and thickness of the positive electrode lines 33 and 35, or selecting the material of the positive electrode lines 33 and 35 as appropriate. .

ところで、正極ライン33,35の電気抵抗値を高めることは、発電電流の送電効率を低下させる要因であるため、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御する際には、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を最低限に抑えることが必要である。そこで、図6に符号b1で示すように、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の目標発電電圧が鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを下回るV2に設定される。このように、燃焼発電状態においては発電電圧をV2に下げることにより、回生発電時に比べて発電電流を大幅に絞ることができる。すなわち、正極ライン33,35の電気抵抗値を高めていた場合であっても、図3に示すように、正極ライン33や正極ライン34を流れる電流を小さくすることができ、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を最低限に抑えることができる。これにより、スタータジェネレータ16を燃焼発電状態に制御した場合であっても、エンジン12に供給される燃料エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することが可能である。   By the way, increasing the electrical resistance value of the positive electrode lines 33 and 35 is a factor that decreases the transmission efficiency of the generated current. Therefore, when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state, the energy associated with the decrease in the transmission efficiency. It is necessary to minimize losses. Therefore, as indicated by reference sign b <b> 1 in FIG. 6, when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state, the target power generation voltage of the starter generator 16 is set to V <b> 2 that is lower than the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. Thus, in the combustion power generation state, by reducing the power generation voltage to V2, the power generation current can be significantly reduced as compared with the time of regenerative power generation. That is, even when the electrical resistance values of the positive electrode lines 33 and 35 are increased, the current flowing through the positive electrode line 33 and the positive electrode line 34 can be reduced as shown in FIG. The accompanying energy loss can be minimized. Thereby, even when the starter generator 16 is controlled to the combustion power generation state, the fuel energy supplied to the engine 12 can be efficiently converted into electric energy.

これまで説明したように、スタータジェネレータ16の燃焼発電状態、つまりエンジン動力によってスタータジェネレータ16を発電駆動する状況においては、スタータジェネレータ16の発電電圧V2が、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxよりも引き下げられる。これにより、正極ライン33,35の電気抵抗値が高い場合であっても、発電電流を減少させて送電効率の低下を抑制することができ、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を抑制することができる。つまり、スタータジェネレータ16から鉛バッテリ32やリチウムイオンバッテリ31までの電圧降下量を小さく抑えることができる。   As described above, in the combustion power generation state of the starter generator 16, that is, in the situation where the starter generator 16 is driven to generate power by engine power, the power generation voltage V2 of the starter generator 16 is reduced below the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. . Thereby, even if it is a case where the electrical resistance value of the positive electrode lines 33 and 35 is high, a power generation current can be decreased and the fall of power transmission efficiency can be suppressed, and the energy loss accompanying the fall of power transmission efficiency can be suppressed. it can. That is, the amount of voltage drop from the starter generator 16 to the lead battery 32 or the lithium ion battery 31 can be kept small.

一方、スタータジェネレータ16の回生発電状態、つまり車両11の運動エネルギーによってスタータジェネレータ16を発電駆動する状況においては、スタータジェネレータ16の発電電圧V1が、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxよりも引き上げられる。この場合には、スタータジェネレータ16の発電電流が増加して送電効率が低下し、回生発電時のエネルギー損失が増加する。しかしながら、車両11の運動エネルギーが失われる車両減速時に実行される回生発電とは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する発電モードであるため、エネルギー損失が増加したとしてもエネルギー回収量つまり発電電力を増加させることが重要である。このように、スタータジェネレータ16の回生発電状態においては、エネルギー損失が増加するものの発電電力を大幅に増加させることが可能である。これにより、より多くの運動エネルギーを回収することができ、車両11の燃費性能を向上させることができる。   On the other hand, in the regenerative power generation state of the starter generator 16, that is, in the situation where the starter generator 16 is driven to generate power by the kinetic energy of the vehicle 11, the generated voltage V 1 of the starter generator 16 is raised above the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. In this case, the power generation current of the starter generator 16 increases, the power transmission efficiency decreases, and the energy loss during regenerative power generation increases. However, the regenerative power generation executed when the vehicle 11 decelerates when the kinetic energy of the vehicle 11 is lost is a power generation mode in which kinetic energy is converted into electric energy and recovered. Therefore, even if the energy loss increases, the energy recovery amount, that is, power generation It is important to increase the power. Thus, in the regenerative power generation state of the starter generator 16, although the energy loss increases, the generated power can be significantly increased. Thereby, more kinetic energy can be collect | recovered and the fuel consumption performance of the vehicle 11 can be improved.

前述の説明では、鉛バッテリ32に対する印加電圧VPbが耐電圧Pbmaxを超えないように、回生発電時の目標発電電圧を設定するとともに、正極ライン33,35の電気抵抗値を設定しているが、これに限られることはない。例えば、図6に符号c1で示すように、接続点36に対する印加電圧Vcが耐電圧Pbmaxを超えないように、回生発電時の目標発電電圧を設定するとともに、正極ライン33の電気抵抗値を設定しても良い。このように、接続点36の印加電圧Vcを耐電圧Pbmaxよりも下げることにより、確実に鉛バッテリ32の印加電圧VPbを耐電圧Pbmaxよりも下げることができる。なお、図6に符号d1で示すように、スタータジェネレータ16の回生発電状態において、リチウムイオンバッテリ31には電圧VLiが印加されているが、この印加電圧VLiがリチウムイオンバッテリ31の耐電圧を下回ることはいうまでもない。   In the above description, the target power generation voltage at the time of regenerative power generation is set and the electric resistance values of the positive electrode lines 33 and 35 are set so that the applied voltage VPb to the lead battery 32 does not exceed the withstand voltage Pbmax. It is not limited to this. For example, as indicated by reference sign c1 in FIG. 6, the target power generation voltage during regenerative power generation is set and the electrical resistance value of the positive electrode line 33 is set so that the applied voltage Vc to the connection point 36 does not exceed the withstand voltage Pbmax You may do it. Thus, by lowering the applied voltage Vc at the connection point 36 below the withstand voltage Pbmax, the applied voltage VPb of the lead battery 32 can be reliably lowered below the withstand voltage Pbmax. 6, in the regenerative power generation state of the starter generator 16, the voltage VLi is applied to the lithium ion battery 31, and the applied voltage VLi is lower than the withstand voltage of the lithium ion battery 31. Needless to say.

また、前述の説明では、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxが、電気機器42の耐電圧よりも低いことから、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを基準に、発電電圧や電気抵抗値が設定されている。つまり、電気機器42の耐電圧が鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxよりも低い場合には、電気機器42の耐電圧を基準に発電電圧や電気抵抗値が設定される。なお、電気機器42の耐電圧が鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxよりも低い場合には、電気機器42が本願発明を構成するデバイスとして機能することになる。   In the above description, since the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32 is lower than the withstand voltage of the electric device 42, the generated voltage and the electric resistance value are set based on the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. . That is, when the withstand voltage of the electric device 42 is lower than the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32, the generated voltage and the electric resistance value are set based on the withstand voltage of the electric device 42. When the withstand voltage of the electric device 42 is lower than the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32, the electric device 42 functions as a device constituting the present invention.

[他の実施の形態]
前述の説明では、鉛バッテリ32の劣化を抑制する観点から、鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを基準に、スタータジェネレータ16の発電電圧を設定するとともに、正極ライン33,35の電気抵抗値を設定しているが、これに限られることはない。つまり、鉛バッテリ32を備えていない車両用電源装置であっても、本発明を有効に適用することが可能である。ここで、図7は本発明の他の実施の形態である車両用電源装置60が備える電源回路61の一例を示す回路図である。なお、図7において、図2に示す部品や部材と同様の部品や部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Other embodiments]
In the above description, from the viewpoint of suppressing deterioration of the lead battery 32, the power generation voltage of the starter generator 16 is set based on the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32, and the electric resistance values of the positive lines 33 and 35 are set. However, it is not limited to this. That is, the present invention can be effectively applied even to a vehicle power supply device that does not include the lead battery 32. Here, FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a power supply circuit 61 provided in the vehicle power supply device 60 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 7, parts and members similar to the parts and members shown in FIG.

図7に示すように、電源回路61は、スタータジェネレータ16に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ31と、これと並列にスタータジェネレータ16に電気的に接続される電気機器(デバイス)62と、を備えている。電気機器62として、例えば、横滑り防止装置、電動パワーステアリング、ヘッドライトがある。電気機器62には、電子部品等を損傷させることなく正常に機能させるため、印加可能な上限電圧として耐電圧Emaxが設定されている。   As shown in FIG. 7, the power supply circuit 61 includes a lithium ion battery 31 that is electrically connected to the starter generator 16, and an electric device (device) 62 that is electrically connected to the starter generator 16 in parallel with the lithium ion battery 31. It has. Examples of the electric device 62 include a skid prevention device, an electric power steering, and a headlight. In order for the electric device 62 to function normally without damaging electronic components or the like, a withstand voltage Emax is set as an upper limit voltage that can be applied.

スタータジェネレータ16の正極端子16aには正極ライン(第1通電経路)33が接続され、リチウムイオンバッテリ31の正極端子31aには正極ライン(第2通電経路)34が接続され、電気機器62の正極端子62aには正極ライン(第3通電経路)63が接続される。これらの正極ライン33,34,63は、接続点36を介して互いに接続されている。また、リチウムイオンバッテリ31の負極端子31bには負極ライン37が接続され、電気機器62の負極端子62bには負極ライン64が接続され、スタータジェネレータ16の負極端子16bには負極ライン39が接続される。これらの負極ライン37,39,64は、基準電位点40に接続されている。   A positive line (first energization path) 33 is connected to the positive terminal 16 a of the starter generator 16, and a positive line (second energization path) 34 is connected to the positive terminal 31 a of the lithium ion battery 31. A positive line (third energization path) 63 is connected to the terminal 62a. These positive electrode lines 33, 34, and 63 are connected to each other through a connection point 36. A negative electrode line 37 is connected to the negative electrode terminal 31 b of the lithium ion battery 31, a negative electrode line 64 is connected to the negative electrode terminal 62 b of the electric device 62, and a negative electrode line 39 is connected to the negative electrode terminal 16 b of the starter generator 16. The These negative electrode lines 37, 39 and 64 are connected to the reference potential point 40.

このように、リチウムイオンバッテリ31に並列接続されるデバイスとして、前述した鉛バッテリ32ではなく電気機器62を備えた電源回路30であっても、電気機器62を正常に機能させる観点から、電気機器62の耐電圧Emaxを基準に、スタータジェネレータ16の発電電圧が設定されるとともに、正極ライン33,63の電気抵抗値が設定されている。すなわち、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ16の目標発電電圧が、電気機器62の耐電圧Emaxを上回る電圧に設定される。そして、スタータジェネレータ16の発電電圧を目標発電電圧まで上昇させた場合であっても、電気機器62に対する印加電圧が耐電圧Emaxを下回るように、スタータジェネレータ16と電気機器62とを接続する正極ライン35,63の電気抵抗値が設定される。これにより、電気機器62を正常に機能させつつ、回生電力を増加させることができる。また、スタータジェネレータ16の燃焼発電状態においては、スタータジェネレータ16の発電電圧が、電気機器62の耐電圧Emaxよりも引き下げられる。これにより、正極ライン35,63の電気抵抗値が高い場合であっても、発電電流を減少させて送電効率の低下を抑制することができ、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を抑制することができる。   Thus, even if it is the power supply circuit 30 provided with the electric equipment 62 instead of the lead battery 32 mentioned above as a device connected in parallel with the lithium ion battery 31, it is an electric equipment from a viewpoint of making the electric equipment 62 function normally. Based on the withstand voltage Emax of 62, the power generation voltage of the starter generator 16 is set, and the electric resistance values of the positive lines 33 and 63 are set. That is, when controlling the starter generator 16 to the regenerative power generation state, the target power generation voltage of the starter generator 16 is set to a voltage that exceeds the withstand voltage Emax of the electrical device 62. And even if it is a case where the electric power generation voltage of the starter generator 16 is raised to the target electric power generation voltage, the positive electrode line which connects the starter generator 16 and the electric equipment 62 so that the applied voltage with respect to the electric equipment 62 may be less than the withstand voltage Emax. Electric resistance values 35 and 63 are set. Thereby, regenerative electric power can be increased, making the electric equipment 62 function normally. Further, in the combustion power generation state of the starter generator 16, the power generation voltage of the starter generator 16 is lowered from the withstand voltage Emax of the electric device 62. Thereby, even if it is a case where the electrical resistance value of the positive electrode lines 35 and 63 is high, a generated current can be decreased and the fall of power transmission efficiency can be suppressed, and the energy loss accompanying the fall of power transmission efficiency can be suppressed. it can.

前述の説明では、電気機器62に対する印加電圧が耐電圧Emaxを超えないように、回生発電時の目標発電電圧を設定するとともに、正極ライン35,63の電気抵抗値を設定しているが、これに限られることはない。例えば、接続点36に対する印加電圧が耐電圧Emaxを超えないように、回生発電時の目標発電電圧を設定するとともに、正極ライン33の電気抵抗値を設定しても良い。このように、接続点36の印加電圧を耐電圧Emaxよりも下げることにより、確実に電気機器62の印加電圧を耐電圧Emaxよりも下げることができる。   In the above description, the target power generation voltage at the time of regenerative power generation is set and the electric resistance values of the positive lines 35 and 63 are set so that the applied voltage to the electric device 62 does not exceed the withstand voltage Emax. It is not limited to. For example, the target power generation voltage during regenerative power generation may be set and the electrical resistance value of the positive electrode line 33 may be set so that the applied voltage to the connection point 36 does not exceed the withstand voltage Emax. Thus, by lowering the applied voltage at the connection point 36 below the withstand voltage Emax, the applied voltage of the electrical device 62 can be reliably lowered below the withstand voltage Emax.

[他の実施の形態]
図6に示すように、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する場合には、スタータジェネレータ16の発電電圧をV1まで上昇させているが、この発電電圧V1としては、実験やシミュレーション等に基づいて予め設定された値であっても良く、鉛バッテリ32や接続点36に対する印加電圧に基づき変化する値であって良い。
[Other embodiments]
As shown in FIG. 6, when the starter generator 16 is controlled to be in the regenerative power generation state, the power generation voltage of the starter generator 16 is increased to V1, but this power generation voltage V1 is based on experiments, simulations, and the like. It may be a value set in advance, or may be a value that changes based on the voltage applied to the lead battery 32 or the connection point 36.

図8は本発明の他の実施の形態である車両用電源装置70が備える電源回路71の一例を示す回路図である。なお、図8において、図2に示す部品や部材と同様の部品や部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図9は電源回路71の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。図9には、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御したときの電圧降下状況が示されており、スタータジェネレータ16から接続点36を介して鉛バッテリ32に至るまでの電圧降下、つまり第1および第3通電経路を構成する正極ライン33,35での電圧降下が実線Lx,Lyで示されている。なお、図9において、図6に示す箇所と同様の箇所については、同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a power supply circuit 71 provided in a vehicle power supply device 70 according to another embodiment of the present invention. In FIG. 8, parts and members that are the same as the parts and members shown in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a voltage drop situation in each part of the power supply circuit 71. FIG. 9 shows a voltage drop situation when the starter generator 16 is controlled to the regenerative power generation state. The voltage drop from the starter generator 16 to the lead battery 32 through the connection point 36, that is, the first and the second A voltage drop in the positive lines 33 and 35 constituting the third energization path is indicated by solid lines Lx and Ly. In FIG. 9, the same parts as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図8に示すように、電源回路71には、鉛バッテリ32の正極端子32aに印加される電圧VPbを検出する電圧センサ(電圧検出部)72が設けられている。電圧センサ72によって検出された印加電圧VPbは、スタータジェネレータ16の発電電圧を制御するメインコントローラ50に送信される。そして、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する場合に、メインコントローラ50は、印加電圧VPbが鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを超えない範囲で、スタータジェネレータ16の発電電圧を上昇させる。つまり、図9に符号a1,a2で示すように、鉛バッテリ32に対する印加電圧VPbを耐電圧Pbmaxに近づけるように、スタータジェネレータ16の発電電圧がV1aに引き上げられる。これにより、鉛バッテリ32の劣化を抑制しつつ、スタータジェネレータ16の回生電力を最大限に増やすことができる。   As shown in FIG. 8, the power supply circuit 71 is provided with a voltage sensor (voltage detection unit) 72 that detects a voltage VPb applied to the positive terminal 32 a of the lead battery 32. The applied voltage VPb detected by the voltage sensor 72 is transmitted to the main controller 50 that controls the generated voltage of the starter generator 16. When the starter generator 16 is controlled to be in the regenerative power generation state, the main controller 50 increases the power generation voltage of the starter generator 16 within a range where the applied voltage VPb does not exceed the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. That is, as indicated by reference signs a1 and a2 in FIG. 9, the generated voltage of the starter generator 16 is raised to V1a so that the voltage VPb applied to the lead battery 32 approaches the withstand voltage Pbmax. Thereby, regenerative electric power of starter generator 16 can be increased to the maximum while suppressing deterioration of lead battery 32.

前述の説明では、鉛バッテリ32に対する印加電圧VPbが耐電圧Pbmaxを超えない範囲で、スタータジェネレータ16の発電電圧を上昇させているが、これに限られることはなく、接続点36に対する印加電圧Vcが耐電圧Pbmaxを超えない範囲で、スタータジェネレータ16の発電電圧を上昇させても良い。   In the above description, the power generation voltage of the starter generator 16 is increased within a range where the applied voltage VPb to the lead battery 32 does not exceed the withstand voltage Pbmax. However, the present invention is not limited to this. However, the generated voltage of the starter generator 16 may be raised within a range that does not exceed the withstand voltage Pbmax.

図8に示すように、電源回路71には、接続点36に印加される電圧Vcを検出する電圧センサ(電圧検出部)73が設けられている。電圧センサ73によって検出された印加電圧Vcは、スタータジェネレータ16の発電電圧を制御するメインコントローラ50に送信される。そして、スタータジェネレータ16を回生発電状態に制御する場合に、メインコントローラ50は、印加電圧Vcが鉛バッテリ32の耐電圧Pbmaxを超えない範囲で、スタータジェネレータ16の発電電圧を上昇させる。つまり、図9に符号b1,b2で示すように、接続点36に対する印加電圧Vcを耐電圧Pbmaxに近づけるように、スタータジェネレータ16の発電電圧がV1bに引き上げられる。これにより、鉛バッテリ32の劣化を抑制しつつ、スタータジェネレータ16の回生電力を増やすことができる。   As shown in FIG. 8, the power supply circuit 71 is provided with a voltage sensor (voltage detection unit) 73 that detects the voltage Vc applied to the connection point 36. The applied voltage Vc detected by the voltage sensor 73 is transmitted to the main controller 50 that controls the generated voltage of the starter generator 16. When the starter generator 16 is controlled to be in the regenerative power generation state, the main controller 50 increases the power generation voltage of the starter generator 16 within a range where the applied voltage Vc does not exceed the withstand voltage Pbmax of the lead battery 32. That is, as indicated by reference numerals b1 and b2 in FIG. 9, the generated voltage of the starter generator 16 is raised to V1b so that the applied voltage Vc applied to the connection point 36 approaches the withstand voltage Pbmax. Thereby, the regenerative power of the starter generator 16 can be increased while suppressing the deterioration of the lead battery 32.

なお、図8に示した例では、電源回路71に2つの電圧センサ72,73を設けているが、これに限られることはない。例えば、印加電圧VPbを基準に発電電圧を制御する場合には、電圧センサ72だけを設けても良く、印加電圧Vcを基準に発電電圧を制御する場合には、電圧センサ73だけを設けても良い。また、電圧センサ72によって鉛バッテリ32の印加電圧VPbを検出しているが、これに限られることはなく、前述したバッテリセンサ46によって鉛バッテリ32の印加電圧VPbを検出しても良い。また、図8に示した例では、電源回路71にデバイスとして鉛バッテリ32を設けているが、これに限られることはなく、前述した電気機器42,62等をデバイスとして設けても良い。   In the example shown in FIG. 8, the two voltage sensors 72 and 73 are provided in the power supply circuit 71, but the present invention is not limited to this. For example, when the generated voltage is controlled based on the applied voltage VPb, only the voltage sensor 72 may be provided, and when the generated voltage is controlled based on the applied voltage Vc, only the voltage sensor 73 may be provided. good. The voltage sensor 72 detects the applied voltage VPb of the lead battery 32. However, the present invention is not limited to this. The battery sensor 46 described above may detect the applied voltage VPb of the lead battery 32. In the example shown in FIG. 8, the lead battery 32 is provided as a device in the power supply circuit 71. However, the present invention is not limited to this, and the above-described electric devices 42 and 62 may be provided as devices.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、蓄電体としてリチウムイオンバッテリ31を採用し、第2の蓄電体として鉛バッテリ32を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、各蓄電体は、異なる種類の蓄電体に限られることはなく、同じ種類の蓄電体であっても良いことはいうまでもない。また、前述の説明では、発電機としてスタータジェネレータ16を採用しているが、これに限られることはなく、電動機として機能しないジェネレータを採用しても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ50を発電制御部として機能させているが、これに限られることはなく、他のコントローラを発電制御部として機能させても良いことはいうまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In the above description, the lithium ion battery 31 is used as the power storage unit and the lead battery 32 is used as the second power storage unit. However, the present invention is not limited to this, and other types of batteries and capacitors are used. May be. Each power storage unit is not limited to a different type of power storage unit, and may be the same type of power storage unit. In the above description, the starter generator 16 is employed as the generator, but the present invention is not limited to this, and a generator that does not function as an electric motor may be employed. In the above description, the main controller 50 functions as a power generation control unit. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that another controller may function as a power generation control unit.

なお、図示する例では、リチウムイオンバッテリ31の正極ライン34にスイッチSW1を設けているが、これに限られることはない。例えば、図2に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ31の負極ライン37にスイッチSW1を設けても良い。また、図示する例では、リチウムイオンバッテリ31の異常発生時に充放電を停止させる観点からスイッチSW1が設けられており、電気機器群43に対する瞬間的な電圧低下つまり瞬低を防止する観点からスイッチSW2が設けられているが、これに限られることはなく、電源回路30からスイッチSW1やスイッチSW2を削除しても良い。   In the example shown in the figure, the switch SW1 is provided in the positive electrode line 34 of the lithium ion battery 31, but the present invention is not limited to this. For example, a switch SW1 may be provided in the negative electrode line 37 of the lithium ion battery 31 as indicated by a one-dot chain line in FIG. Further, in the illustrated example, the switch SW1 is provided from the viewpoint of stopping charging / discharging when an abnormality occurs in the lithium ion battery 31, and the switch SW2 from the viewpoint of preventing an instantaneous voltage drop, that is, an instantaneous drop in the electrical device group 43. However, the present invention is not limited to this, and the switch SW1 and the switch SW2 may be deleted from the power supply circuit 30.

10 車両用電源装置
11 車両
12 エンジン
16 スタータジェネレータ(発電機)
31 リチウムイオンバッテリ(蓄電体)
32 鉛バッテリ(デバイス,第2の蓄電体)
33 正極ライン(第1通電経路)
34 正極ライン(第2通電経路)
35 正極ライン(第3通電経路)
36 接続点
50 メインコントローラ(発電制御部)
60 車両用電源装置
62 電気機器(デバイス)
63 正極ライン(第3通電経路)
70 車両用電源装置
72 電圧センサ(電圧検出部)
73 電圧センサ(電圧検出部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle power supply device 11 Vehicle 12 Engine 16 Starter generator (generator)
31 Lithium ion battery (power storage unit)
32 Lead battery (device, second battery)
33 Positive line (first energization path)
34 Positive line (second energization path)
35 Positive line (third energization path)
36 Connection point 50 Main controller (power generation control unit)
60 Vehicle Power Supply Device 62 Electric Equipment (Device)
63 Positive line (third energization path)
70 Vehicle Power Supply Device 72 Voltage Sensor (Voltage Detection Unit)
73 Voltage sensor (voltage detector)

Claims (7)

車両に搭載される車両用電源装置であって、
エンジンに連結される発電機と、
前記発電機に接続点を介して接続される蓄電体と、
前記発電機に前記接続点を介して接続されるデバイスと、
前記接続点と前記発電機とを互いに接続する第1通電経路と、
前記接続点と前記蓄電体とを互いに接続する第2通電経路と、
前記接続点と前記デバイスとを互いに接続する第3通電経路と、
前記発電機を回生発電状態に制御する際に、前記発電機の発電電圧を前記デバイスの耐電圧よりも上昇させる発電制御部と、
を有し、
前記第1通電経路および前記第3通電経路の電気抵抗値は、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させた場合に、前記デバイスに対する印加電圧を前記耐電圧よりも低下させる電気抵抗値である、車両用電源装置。
A vehicle power supply device mounted on a vehicle,
A generator coupled to the engine;
A power storage unit connected to the generator via a connection point;
A device connected to the generator via the connection point;
A first energization path connecting the connection point and the generator to each other;
A second energization path connecting the connection point and the power storage unit to each other;
A third energization path connecting the connection point and the device to each other;
When controlling the generator to a regenerative power generation state, a power generation control unit that raises the power generation voltage of the generator above the withstand voltage of the device;
Have
The electrical resistance values of the first energization path and the third energization path are electrical resistances that lower the applied voltage to the device below the withstand voltage when the power generation voltage of the generator is increased above the withstand voltage. Value, the vehicle power supply.
請求項1に記載の車両用電源装置において、
前記第1通電経路の電気抵抗値は、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させた場合に、前記接続点に対する印加電圧を前記耐電圧よりも低下させる電気抵抗値である、車両用電源装置。
The vehicle power supply device according to claim 1,
The electric resistance value of the first energization path is an electric resistance value that lowers the applied voltage to the connection point below the withstand voltage when the generated voltage of the generator is raised above the withstand voltage. Power supply.
請求項1または2に記載の車両用電源装置において、
前記発電制御部は、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させる回生発電状態と、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも低下させる通常発電状態と、に前記発電機を制御する、車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to claim 1 or 2,
The power generation control unit controls the generator in a regenerative power generation state in which the power generation voltage of the generator is increased above the withstand voltage and a normal power generation state in which the power generation voltage of the generator is reduced below the withstand voltage. A vehicle power supply device.
請求項3に記載の車両用電源装置において、
前記発電機が回生発電状態に制御される場合には、前記エンジンの燃料カットが実施される一方、前記発電機が通常発電状態に制御される場合には、前記エンジンの燃料噴射が実施される、車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to claim 3,
When the generator is controlled to be in a regenerative power generation state, fuel cut of the engine is performed. On the other hand, when the generator is controlled to be in a normal power generation state, fuel injection of the engine is performed. Vehicle power supply.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用電源装置において、
前記デバイスは、電気機器または第2の蓄電体である、車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 4,
The device is a vehicular power supply device, which is an electrical device or a second power storage unit.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用電源装置において、
前記デバイスに対する印加電圧を検出する電圧検出部、を有し、
前記発電制御部は、前記電圧検出部から送信される印加電圧が前記耐電圧を超えない範囲で、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させる、車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 5,
A voltage detector for detecting an applied voltage to the device;
The vehicle power supply device, wherein the power generation control unit raises the power generation voltage of the generator above the withstand voltage in a range where the applied voltage transmitted from the voltage detection unit does not exceed the withstand voltage.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用電源装置において、
前記接続点に対する印加電圧を検出する電圧検出部、を有し、
前記発電制御部は、前記電圧検出部から送信される印加電圧が前記耐電圧を超えない範囲で、前記発電機の発電電圧を前記耐電圧よりも上昇させる、車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 5,
A voltage detector for detecting an applied voltage to the connection point;
The vehicle power supply device, wherein the power generation control unit raises the power generation voltage of the generator above the withstand voltage in a range where the applied voltage transmitted from the voltage detection unit does not exceed the withstand voltage.
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