JP2019088085A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

To provide a power supply system capable of avoiding an unintentional conduction state of a plurality of storage batteries when a system stops.SOLUTION: A power supply system comprises: first and second storage batteries connected in parallel with a generator and an electric load; first and second electric paths connecting the first and second storage batteries; a normally-closed type relay electrically connecting the first storage battery and the electric load; and a switch unit provided on respective electric paths. The switch unit comprise: a first switch provided at a first storage battery side and a second switch provided at a second storage battery side in the first electric path; a third switch provided at the first storage battery side and a fourth switch provided at the second storage battery side in the second electric path. The relay is connected with the third switch in parallel and with the fourth switch in series. The fourth switch of the second and fourth switches at the second storage battery side has a redundant section for interrupting a current flowing between the first and second storage batteries via the relay.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両等に搭載される電源システムに関するものである。   The present invention relates to a power supply system mounted on a vehicle or the like.

車両に搭載される電源システムとして、発電機に対して第1蓄電池(鉛蓄電池等)及び第2蓄電池(リチウムイオン蓄電池等)が並列接続されており、かつ電気負荷に対しても第1蓄電池及び第2蓄電池が並列接続されているシステムがある(例えば、特許文献1)。   As a power supply system mounted on a vehicle, a first storage battery (lead storage battery etc.) and a second storage battery (lithium ion storage battery etc.) are connected in parallel to a generator, and a first storage battery There is a system in which second storage batteries are connected in parallel (for example, Patent Document 1).

この車載電源システムでは、2つの蓄電池を使い分けながら各種電気負荷に対して電力を供給したり、蓄電池を選択して発電機からの電力を供給したりしている。   In this on-vehicle power supply system, power is supplied to various electric loads while using two storage batteries properly, or storage batteries are selected to supply power from a generator.

またこのような電源システムにおいては、2つの蓄電池を使い分けるために複数の半導体スイッチが設けられている。また、システム停止時における電気負荷への暗電流供給やフェイルセーフ処置のために、各スイッチを迂回するバイパス経路にバイパスリレーが設けられている。   In such a power supply system, a plurality of semiconductor switches are provided to selectively use two storage batteries. In addition, bypass relays are provided in bypass paths that bypass each switch for dark current supply to the electric load at the time of system stop and fail safe treatment.

システム作動時には、制御部により各スイッチの開閉が適宜制御されることで、発電機、両蓄電池及び電気負荷の電気的な接続状態が切り替えられる。システムの停止時には、スイッチは開状態とされて、バイパスリレーを介して蓄電池と電気負荷とが接続される。   At the time of system operation, by controlling the opening and closing of each switch by the control unit appropriately, the electrical connection state of the generator, the two storage batteries and the electric load is switched. When the system is stopped, the switch is opened to connect the storage battery and the electrical load via the bypass relay.

特開2015−93554号公報JP, 2015-93554, A

第1蓄電池及び第2蓄電池を接続する電気経路に設けられるスイッチのうち、バイパスリレーと直列接続されるスイッチがシステムの停止時に意図せずに導通状態となると、両蓄電池が電気的に接続されてしまう。この際、両蓄電池の電位差に起因して意図しない電流が流れると、両蓄電池において過充電や過放電が生じるおそれがある。なおバイパスリレーと直列接続されていないスイッチについては、そのスイッチが意図せず導通状態になったとしても、このような異常は生じ難いことも考えられる。   Of the switches provided in the electrical path connecting the first storage battery and the second storage battery, when the switch connected in series with the bypass relay becomes unintentionally conductive when the system is stopped, the two storage batteries are electrically connected. I will. At this time, if an unintended current flows due to the potential difference between both storage batteries, overcharging and overdischarging may occur in both storage batteries. In addition, about the switch which is not connected in series with the bypass relay, even if the switch is unintentionally brought into conduction, such an abnormality may be less likely to occur.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、システムの停止時において、複数の蓄電池が意図せず導通状態となることを回避することができる電源システムを提供することを主たる目的としている。   The present invention has been made in view of the above, and it is a main object of the present invention to provide a power supply system capable of preventing a plurality of storage batteries from being unintentionally turned on when the system is stopped.

第1の手段では、発電機(16)及び電気負荷(15)に対してそれぞれ並列接続される第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)と、
前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池を接続する電気経路であって、互いに並列接続された第1電気経路(L1)及び第2電気経路(L2)と、
前記発電機と、前記各蓄電池と、前記電気負荷との互いの電気的な接続状態を切り替えるために、前記第1電気経路及び前記第2電気経路に設けられるスイッチユニット(SWU)と、
前記第1蓄電池と前記電気負荷とを電気的に接続する常閉式のリレー(31)と、を備え、
前記スイッチユニットは、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記発電機との第1接続点よりも前記第1蓄電池の側に設けられる第1スイッチ(SW1)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられる第2スイッチ(SW2)と、
前記第2電気経路のうち前記第1電気経路との並列部分において前記電気負荷との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられる第3スイッチ(SW3)と、
前記第2電気経路のうち前記第1電気経路との並列部分において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられる第4スイッチ(SW4)と、を有しており、
前記リレーは、前記第3スイッチに並列接続され、かつ前記第4スイッチとは直列接続されており、
前記第2蓄電池の側に設けられる前記第2スイッチ及び前記第4スイッチのうち、前記第4スイッチは、前記リレーを介して前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の間を流れる電流を遮断する冗長性を確保するための冗長部(SW4a,SW4b,S3)を有している。
In the first means, a first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the generator (16) and the electric load (15), respectively.
An electrical path connecting the first storage battery and the second storage battery, a first electrical path (L1) and a second electrical path (L2) connected in parallel with each other,
A switch unit (SWU) provided on the first electrical path and the second electrical path to switch the electrical connection between the generator, the storage batteries, and the electrical load;
A normally closed relay (31) electrically connecting the first storage battery and the electrical load;
The switch unit is
A first switch (SW1) provided closer to the first storage battery than a first connection point with the generator in a portion parallel to the second electrical path of the first electrical path;
A second switch (SW2) provided closer to the second storage battery than the first connection point in a portion parallel to the second electrical path of the first electrical path;
A third switch (SW3) provided closer to the first storage battery than a second connection point (N2) with the electric load in a portion parallel to the first electric path in the second electric path;
And a fourth switch (SW4) provided closer to the second storage battery than the second connection point in a portion parallel to the first electrical path in the second electrical path,
The relay is connected in parallel to the third switch, and connected in series to the fourth switch,
Among the second switch and the fourth switch provided on the side of the second storage battery, the fourth switch is a redundancy that cuts off the current flowing between the first storage battery and the second storage battery via the relay. It has a redundant part (SW4a, SW4b, S3) for securing the property.

第1蓄電池と電気負荷とを電気的に接続する常閉式のリレーを、第2電気経路の第3スイッチに並列接続する場合、システムの停止時にスイッチユニットを構成する各スイッチがオフになったとしても、リレーを介して第1蓄電池と電気負荷とが電気的に接続されるため、電気負荷に対する電力供給を行うことができる。   When a normally closed relay electrically connecting the first storage battery and the electric load is connected in parallel to the third switch of the second electric path, each switch constituting the switch unit is turned off when the system is stopped Also, since the first storage battery and the electrical load are electrically connected via the relay, power can be supplied to the electrical load.

しかし、このようなリレーが設けられた構成においては、リレーと直列接続される第4スイッチが意図せずに導通状態となってしまうと、リレー(及び第4スイッチ)を介して、第1蓄電池及び第2蓄電池が電気的に接続されてしまう。この際、第1蓄電池及び第2蓄電池に電位差があると、両電池間に意図しない電流が流れてしまう。   However, in the configuration in which such a relay is provided, when the fourth switch connected in series with the relay unintentionally becomes conductive, the first storage battery is relayed via the relay (and the fourth switch). And the second storage battery are electrically connected. At this time, if there is a potential difference between the first storage battery and the second storage battery, an unintended current flows between the two batteries.

なおシステムの停止時には、スイッチユニットを構成する各スイッチの状態を切り替えることができない。そのため、このような意図しない電流が流れてしまうと、両蓄電池において過放電や過充電に至るおそれがある。ところで、第1電気経路には、第1蓄電池と電気負荷とを電気的に接続する常閉式のリレーが設けられていないため、第2電気経路に比べるとこのような異常は生じ難いと考えられる。   When the system is stopped, the states of the switches constituting the switch unit can not be switched. Therefore, if such an unintended current flows, there is a risk that overcharging and overcharging may occur in both storage batteries. By the way, since the first electrical path is not provided with a normally closed relay for electrically connecting the first storage battery and the electrical load, it is considered that such an abnormality is less likely to occur compared to the second electrical path. .

そこで、第2蓄電池の側に設けられる第2スイッチ及び第4スイッチのうち、第4スイッチに、リレーを介して第1蓄電池及び第2蓄電池の間を流れる電流を遮断する冗長性を確保するための冗長部を設けるようにした。   Therefore, in order to ensure redundancy for interrupting the current flowing between the first storage battery and the second storage battery via the relay in the fourth switch among the second switch and the fourth switch provided on the side of the second storage battery. Provided a redundant part of

このような構成とすることで、システムの停止時に、リレーを介して第1蓄電池及び第2蓄電池の間に意図しない電流が流れることを遮断する機能を高めることができる。また、第2蓄電池の側に設けられる第2スイッチ及び第4スイッチのうち、第2電気経路の第4スイッチにのみに冗長部を持たせることとしたため、第2スイッチ及び第4スイッチの両方のスイッチに冗長部を持たせる場合と比べると、構成の簡略化を図ることができる。   With such a configuration, it is possible to enhance the function of blocking unintended flow of current between the first storage battery and the second storage battery via the relay when the system is stopped. Further, among the second switch and the fourth switch provided on the side of the second storage battery, only the fourth switch of the second electric path is made to have a redundant portion, so that both the second switch and the fourth switch The configuration can be simplified as compared with the case where the switch has a redundant part.

第2の手段では、前記各スイッチは、それぞれ半導体スイッチを用いて構成されており、前記冗長部は、前記第4スイッチにおいて、前記第2スイッチよりも多くなる前記半導体スイッチを直列接続することで設けられている。   In the second means, each of the switches is configured using a semiconductor switch, and the redundant portion is connected in series by connecting the semiconductor switches in the fourth switch more than the second switches. It is provided.

このように、第2スイッチよりも多くなる半導体スイッチを直列接続することで、第4スイッチに冗長部を設けることができる。   As described above, by connecting in series the semiconductor switches whose number is larger than that of the second switch, the redundant part can be provided in the fourth switch.

第3の手段では、前記各スイッチは、一対の半導体スイッチを用いて構成されており、かつ当該一対の半導体スイッチは、互いの寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列接続されており、前記冗長部は、前記接続点よりも前記第2電気経路側において、前記一対の半導体スイッチに対して更に別の前記半導体スイッチを直列接続することで設けられている。   In the third means, each of the switches is configured using a pair of semiconductor switches, and the pair of semiconductor switches are connected in series so that the directions of the parasitic diodes are opposite to each other. The redundant portion is provided by connecting in series another semiconductor switch to the pair of semiconductor switches on the second electric path side with respect to the connection point.

各スイッチを、一対の半導体スイッチを用いて構成するとともに、当該一対の半導体スイッチの互いの寄生ダイオードの向きが逆極性となるように直列接続した場合、それらの半導体スイッチをオフにすれば、半導体スイッチ固有のダイオード成分を介して流れる電流成分についても遮断できる。   When each switch is configured using a pair of semiconductor switches and connected in series so that the directions of the parasitic diodes of the pair of semiconductor switches are opposite to each other, the semiconductor switches can be turned off if the semiconductor switches are turned off. It is also possible to shut off the current component flowing through the switch specific diode component.

しかし、スイッチの電流遮断機能に何等かの異常が生じた場合には、スイッチをオフにしたとしても電流を完全に遮断できなくなってしまう。そして第4スイッチにおいて、このような異常が生じた場合には、第1蓄電池及び第2蓄電池の間が導通状態となるため、他のスイッチに同様の異常が生じた場合と比べると、その影響が大きくなると考えられる。   However, if any abnormality occurs in the current interruption function of the switch, the current can not be completely interrupted even if the switch is turned off. Then, in the fourth switch, when such an abnormality occurs, the first storage battery and the second storage battery are in a conducting state, and the influence is the same as in the case where the same abnormality occurs in the other switches. Is considered to be larger.

そこで第4スイッチについては、一対の半導体スイッチに、更に別の半導体スイッチを直列接続することで冗長部を設ける。このような構成とすることで、第4スイッチについては一対の半導体スイッチの電流遮断機能に異常が生じたとしても、その一対の半導体スイッチに直列接続された別の半導体スイッチによって、リレーを介して第1蓄電池及び第2蓄電池の間を流れる電流を遮断することができる。   Therefore, as for the fourth switch, a redundant portion is provided by connecting another semiconductor switch in series to the pair of semiconductor switches. With such a configuration, even if an abnormality occurs in the current interrupting function of the pair of semiconductor switches in the fourth switch, another semiconductor switch connected in series with the pair of semiconductor switches is connected via the relay. The current flowing between the first storage battery and the second storage battery can be cut off.

以上により、第1蓄電池及び第2蓄電池の間で意図しない電流が流れる不都合の発生を抑えることができる。   By the above, generation | occurrence | production of the malfunction which an unintended electric current flows between a 1st storage battery and a 2nd storage battery can be suppressed.

第4の手段では、前記冗長部として設けられる前記半導体スイッチは、前記寄生ダイオードの向きが前記第2電気経路において前記第1蓄電池から第2蓄電池へと流れる電流を遮断する向きに設けられる。   In the fourth means, the semiconductor switch provided as the redundant portion is provided in a direction in which the direction of the parasitic diode cuts off the current flowing from the first storage battery to the second storage battery in the second electric path.

第1蓄電池及び第2蓄電池の間を流れる電流のうち、第1蓄電池から第2蓄電池へと流れる電流を遮断する機能を高めることができる。   Among the current flowing between the first storage battery and the second storage battery, the function of interrupting the current flowing from the first storage battery to the second storage battery can be enhanced.

第5の手段では、前記第1蓄電池は鉛蓄電池であり、前記第2蓄電池はリチウムイオン蓄電池である。   In a fifth means, the first storage battery is a lead storage battery, and the second storage battery is a lithium ion storage battery.

鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池の間で意図しない電流が流れることの遮断機能を高めることができる。   It is possible to enhance the blocking function of unintended current flow between the lead storage battery and the lithium ion storage battery.

第1実施形態の電源システムを示す電気回路図。The electric circuit diagram showing the power supply system of a 1st embodiment. 第1実施形態の電源システムにおける作用効果の説明図。Explanatory drawing of the effect in the power supply system of 1st Embodiment. 第2実施形態の電源システムを示す電気回路図。The electric circuit diagram which shows the power supply system of 2nd Embodiment.

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。   Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings. In each of the following embodiments, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, an on-vehicle power supply system for supplying power to various devices of the vehicle is embodied. In addition, in the following each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the mutually same or equal part in the figure, and the description is used about the part of the same code | symbol.

(第1実施形態)
図1に示すように、電源システムは、発電機16及び電気負荷15に対してそれぞれ並列接続される鉛蓄電池11(第1蓄電池)及びリチウムイオン蓄電池12(第2蓄電池)を有する2電源システムである。
First Embodiment
As shown in FIG. 1, the power supply system is a dual power supply system having a lead storage battery 11 (first storage battery) and a lithium ion storage battery 12 (second storage battery) connected in parallel to the generator 16 and the electric load 15, respectively. is there.

以下、電源システムの具体的な構成について説明する。両蓄電池11,12のうち、リチウムイオン蓄電池12は、収容ケース(図示略)に収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。電池ユニットUは、出力端子P1,P2,P3を有しており、このうち出力端子P1に鉛蓄電池11及びスタータ13が接続され、出力端子P2に発電機16が接続され、出力端子P3に電気負荷15が接続されている。   Hereinafter, the specific configuration of the power supply system will be described. Of the two storage batteries 11 and 12, the lithium ion storage battery 12 is housed in a housing case (not shown) and configured as a battery unit U integrated with a substrate. The battery unit U has output terminals P1, P2 and P3. Among them, the lead storage battery 11 and the starter 13 are connected to the output terminal P1, the generator 16 is connected to the output terminal P2, and electricity is output to the output terminal P3. The load 15 is connected.

電気負荷15には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷、及び定電圧要求負荷以外の一般的な負荷が含まれている。定電圧要求負荷の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。また定電圧要求負荷には、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、一般的な負荷の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。   The electrical load 15 includes a constant voltage required load that is required to be stable so that the voltage of the supplied power fluctuates within a predetermined or at least a predetermined range, and a general load other than the constant voltage required load. . Specific examples of the constant voltage required load include navigation devices, audio devices, meter devices, and various ECUs such as engine ECUs. In this case, by suppressing the voltage fluctuation of the supplied power, the occurrence of unnecessary reset or the like in each of the above devices is suppressed, and stable operation can be realized. The constant voltage demand load may include a traveling system actuator such as an electric steering device or a brake device. Moreover, as a specific example of a general load, a seat heater, a heater for a rear window defroster, a headlight, a wiper for a front window, a blower fan for an air conditioner, and the like can be mentioned.

発電機16は、3相交流モータとそのモータの駆動を制御するモータ制御部とを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。発電機16は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。発電機16の力行機能により、アイドリングストップ中、自動停止されているエンジンを再始動させる際にエンジンに回転力が付与される。発電機16は、発電電力を各蓄電池11,12や電気負荷15に供給する。   The generator 16 is a generator with a motor function that has a three-phase AC motor and a motor control unit that controls the drive of the motor, and is configured as a mechanical-electrical integrated ISG (Integrated Starter Generator). The generator 16 has a power generation function that generates power (regeneration power) by rotation of an engine output shaft or an axle, and a power running function that applies a rotational force to the engine output shaft. The power running function of the generator 16 applies rotational power to the engine when restarting the automatically stopped engine during idling stop. The generator 16 supplies generated power to the storage batteries 11 and 12 and the electric load 15.

次に、電池ユニットUの電気的構成について説明する。   Next, the electrical configuration of the battery unit U will be described.

電池ユニットUには、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12を接続するユニット内電気経路として、互いに並列接続された第1電気経路L1及び第2電気経路L2を有している。具体的には、第1電気経路L1は、出力端子P1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ電気経路である。この第1電気経路L1の中間点である接続点N1に、出力端子P2が接続されている。なお第1電気経路L1上の接続点N1には発電機16が接続されている。   The battery unit U has a first electric path L1 and a second electric path L2 connected in parallel to each other as an in-unit electric path connecting the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12. Specifically, the first electric path L1 is an electric path connecting the output terminal P1 and the lithium ion storage battery 12. An output terminal P2 is connected to a connection point N1 which is an intermediate point of the first electric path L1. The generator 16 is connected to the connection point N1 on the first electric path L1.

各電気経路L1,L2には、発電機16と、各蓄電池11,12と、電気負荷15との互いの電気的な接続状態を切り替えるために、複数個のスイッチSW1〜SW4から構成されるスイッチユニットSWUが設けられている。具体的には、第1電気経路L1には、接続点N1よりも鉛蓄電池11の側にスイッチSW1が設けられている。また接続点N1よりもリチウムイオン蓄電池12の側にスイッチSW2が設けられている。第1電気経路L1とN1−P2間の電気経路とは、発電機16に対する入出力電流を流すことを想定した大電流経路であり、この経路を介して、各蓄電池11,12及び発電機16の相互の通電が行われる。   A switch configured of a plurality of switches SW1 to SW4 in each of the electric paths L1 and L2 in order to switch the electrical connection state of the generator 16, the storage batteries 11 and 12, and the electric load 15 with each other. A unit SWU is provided. Specifically, in the first electric path L1, the switch SW1 is provided closer to the lead storage battery 11 than the connection point N1. A switch SW2 is provided closer to the lithium ion storage battery 12 than the connection point N1. The electrical path between the first electrical path L1 and the N1-P2 is a large current path on the assumption that the input / output current to the generator 16 flows, and the storage batteries 11, 12 and the generator 16 are connected via this path. Mutual energization is performed.

第2電気経路L2は、その一端が第1電気経路L1上において出力端子P1とスイッチSW1との間の分岐点N3に接続され、他端は第1電気経路L1上においてスイッチSW2とリチウムイオン蓄電池12との間の分岐点N4に接続されている。   One end of the second electric path L2 is connected to the branch point N3 between the output terminal P1 and the switch SW1 on the first electric path L1, and the other end is the switch SW2 and the lithium ion storage battery on the first electric path L1. It is connected to a branch point N4 between T12 and T12.

第2電気経路L2の中間点である接続点N2には、出力端子P3が接続されている。そして第2電気経路L2において、接続点N2よりも鉛蓄電池11の側にスイッチSW3が設けられている。接続点N2よりもリチウムイオン蓄電池12の側にスイッチSW4が設けられている。   An output terminal P3 is connected to a connection point N2 which is an intermediate point of the second electric path L2. In the second electric path L2, the switch SW3 is provided closer to the lead storage battery 11 than the connection point N2. The switch SW4 is provided closer to the lithium ion storage battery 12 than the connection point N2.

第2電気経路L2とN2−P3間の電気経路とは、第1電気経路L1側と比べて小電流を流すことを想定した小電流経路(すなわち、第1電気経路L1に比べて許容電流が小さい小電流経路)であり、この経路を介して、各蓄電池11,12から電気負荷15への通電が行われる。   The electric path between the second electric path L2 and the N2-P3 is a small current path on the assumption that a small current flows compared to the first electric path L1 side (that is, the allowable current is smaller than that of the first electric path L1). A small current path is a small current path, and the storage batteries 11 and 12 supply power to the electric load 15 through this path.

また、電池ユニットUには、出力端子P1と出力端子P3とを繋ぐバイパス経路L3が設けられ、そのバイパス経路L3にはバイパスリレー31が設けられている。つまり、バイパスリレー31は、スイッチSW3に並列に設けられている。なお図1では、バイパスリレー31として、ノーマリクローズ式のメカニカルリレースイッチを用いている。   Further, the battery unit U is provided with a bypass path L3 connecting the output terminal P1 and the output terminal P3, and a bypass relay 31 is provided in the bypass path L3. That is, the bypass relay 31 is provided in parallel to the switch SW3. In FIG. 1, a normally closed mechanical relay switch is used as the bypass relay 31.

バイパス経路L3は、第2電気経路L2と同様に、第1電気経路L1に比べて許容電流が小さい小電流経路である。   The bypass path L3 is a small current path whose allowable current is smaller than that of the first electric path L1, similarly to the second electric path L2.

電源システムの作動状態においては、スイッチSW1及びスイッチSW2が選択的に閉状態に操作されることで、第1電気経路L1を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと発電機16との間で通電が行われる。また、スイッチSW3及びスイッチSW4が選択的に閉状態に操作されることで、第2電気経路L2を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと電気負荷15との間で通電が行われる。   In the operating state of the power supply system, the switch SW1 and the switch SW2 are selectively operated in the closed state, whereby at least one of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 and the generator 16 via the first electric path L1. Power is supplied between the Further, by selectively operating the switch SW3 and the switch SW4 in the closed state, energization between at least one of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 and the electrical load 15 is performed via the second electrical path L2. To be done.

一方、電源システムの停止時(車両のイグニッションスイッチがオフの状態)では、各スイッチSW1〜SW4はオフであるが、バイパスリレー31はオンとなる。かかる状況では、各スイッチSW1〜SW4によって、発電機16,各蓄電池11,12及び各種電気負荷15とは互いに電気的に非接続とされる。一方、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11及び電気負荷15が電気的に接続されて、鉛蓄電池11から電気負荷15に対して暗電流が供給される。   On the other hand, when the power supply system is stopped (the ignition switch of the vehicle is off), the switches SW1 to SW4 are off, but the bypass relay 31 is on. In such a situation, the generators 16, the storage batteries 11 and 12, and the various electric loads 15 are electrically disconnected from one another by the switches SW1 to SW4. Meanwhile, the lead storage battery 11 and the electrical load 15 are electrically connected via the bypass relay 31, and dark current is supplied from the lead storage battery 11 to the electrical load 15.

ところで、電源システムの停止時において、バイパスリレー31と直列接続されるスイッチSW4が意図せずに導通状態となると、バイパスリレー31を介して両蓄電池11,12が導通状態となってしまう。この際、両蓄電池11,12の電位差があると、両蓄電池11,12の間を意図しない電流が流れてしまう。   When the switch SW4 connected in series with the bypass relay 31 is unintentionally brought into conduction when the power supply system is stopped, both the storage batteries 11 and 12 are brought into conduction through the bypass relay 31. At this time, if there is a potential difference between the two storage batteries 11 and 12, an unintended current flows between the two storage batteries 11 and 12.

なお電源システムの停止時には、制御部51による各スイッチSW1〜SW4の開閉操作は行われない。そのため、システムの停止時に、第2電気経路L2に意図しない電流が流れてしまう場合には、両蓄電池11,12において過放電や過充電に至るおそれがある。   When the power supply system is stopped, the opening / closing operation of the switches SW1 to SW4 by the control unit 51 is not performed. Therefore, when an unintended current flows in the second electric path L2 when the system is stopped, there is a risk that overcharging or overcharging may occur in both the storage batteries 11, 12.

そこで本実施形態では、スイッチSW1〜SW4のうち、バイパスリレー31に直列接続されるスイッチSW4については、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間を流れる電流を遮断するための冗長部を設けている。   Therefore, in the present embodiment, among the switches SW1 to SW4, the switch SW4 connected in series to the bypass relay 31 is for interrupting the current flowing between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 via the bypass relay 31. A redundant part is provided.

ここで各スイッチSW1〜SW4の構成を具体的に説明する。各スイッチSW1〜SW4は、それぞれMOSFET等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、言うなればノーマリオープン式のスイッチである。   Here, the configuration of each of the switches SW1 to SW4 will be specifically described. Each of the switches SW1 to SW4 is configured using a semiconductor switching element such as a MOSFET, and is a switch of a normally open type.

スイッチSW1は、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部21と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部22とを有し、これら各スイッチ部21,22が並列接続されることで構成されている。なおスイッチSW2,SW3も同様の構成を有している。すなわちスイッチSW2は、スイッチ部23,24が並列接続されることで構成されている。スイッチSW3は、スイッチ部25,26が並列接続されることで構成されている。   The switch SW1 includes a switch portion 21 formed of semiconductor switching elements connected in series with the parasitic diodes in opposite directions, and a switch portion 22 formed of semiconductor switching elements in the same direction connected in the parasitic diode directions. , And these switch sections 21 and 22 are connected in parallel. The switches SW2 and SW3 also have the same configuration. That is, the switch SW2 is configured by connecting the switch units 23 and 24 in parallel. The switch SW3 is configured by connecting the switch units 25 and 26 in parallel.

上記の各スイッチ部21〜26では、寄生ダイオードの向きを互いに逆にする一対の半導体スイッチング素子をそれぞれ有している。そのため、各スイッチSW1〜SW3がオフ(開放)となった場合、つまり各半導体スイッチング素子がオフとなった場合には、寄生ダイオードを通じて流れる電流についても遮断できる。   Each of the switch portions 21 to 26 described above has a pair of semiconductor switching elements in which the directions of the parasitic diodes are opposite to each other. Therefore, when the switches SW1 to SW3 are turned off (opened), that is, when the semiconductor switching elements are turned off, the current flowing through the parasitic diode can also be interrupted.

スイッチSW4は、寄生ダイオードの向きを互いの逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部27a,27b,28a,28bを有している。これらのうちスイッチ部27a,28aは並列接続されてスイッチSW4aを構成している。またスイッチ部27b,28bは並列接続されてスイッチSW4bを構成している。そして、これらのスイッチSW4a,SW4bを直列接続することでスイッチSW4が構成されている。   The switch SW4 includes switch portions 27a, 27b, 28a, and 28b formed of semiconductor switching elements connected in series in which the directions of parasitic diodes are opposite to each other. Among these, the switch parts 27a and 28a are connected in parallel to constitute a switch SW4a. The switch portions 27b and 28b are connected in parallel to form a switch SW4b. The switch SW4 is configured by connecting the switches SW4a and SW4b in series.

すなわちスイッチユニットSWUにおいて、スイッチSW1〜SW3は、それぞれ4つの半導体スイッチング素子を用いて構成している。これに対して、スイッチSW4は8つの半導体スイッチング素子を用いて構成している。そのためスイッチSW4については、システムの停止時において、例えばスイッチSW4aが導通状態となる異常が生じていたとしても、スイッチSW4bが非導通であることによって、両蓄電池11,12の間が電気的に遮断された状態とすることができる。   That is, in the switch unit SWU, the switches SW1 to SW3 are configured using four semiconductor switching elements. On the other hand, the switch SW4 is configured using eight semiconductor switching elements. Therefore, with regard to the switch SW4, even if there is an abnormality in which the switch SW4a becomes conductive, for example, when the system is stopped, the storage battery 11, 12 is electrically disconnected due to the switch SW4b being nonconductive. Can be in the

すなわちスイッチSW4a,SW4bは、いずれか一方により第2電気経路L2の開閉が可能であり、その意図からして、スイッチSW4a,SW4bのうちいずれか一方は、スイッチSW4に冗長性を付与する冗長部となっている。   That is, one of the switches SW4a and SW4b can open and close the second electric path L2, and from that intention, any one of the switches SW4a and SW4b provides redundancy to the switch SW4. It has become.

電池ユニットUは、各スイッチSW1〜SW4、及びバイパスリレー31のオンオフ(開閉)を制御する制御部51を備えている。制御部51は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されており、例えば同一基板に実装されている。   The battery unit U includes a control unit 51 that controls on / off (opening and closing) of the switches SW1 to SW4 and the bypass relay 31. The control unit 51 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface and the like, and is mounted on, for example, the same substrate.

制御部51は、システム作動状態で、電気負荷15や発電機16への通電要求に応じて、各スイッチSW1〜SW4を閉状態に操作するとともに、バイパスリレー31を開状態とする。この場合、制御部51は、各スイッチSW1〜SW4のいずれかを閉鎖させる際にはスイッチ指令信号としてオン信号(ハイ信号)を出力し、開放させる際にはスイッチ指令信号としてオフ信号(ロー信号)を出力する。また、制御部51は、バイパスリレー31を開放させる際にはリレー指令信号としてオン信号(ハイ信号)を出力し、閉鎖させる際にはリレー指令信号としてオフ信号(ロー信号)を出力する。   The control unit 51 operates the switches SW1 to SW4 in the closed state and opens the bypass relay 31 in the system operation state according to the energization request to the electric load 15 and the generator 16. In this case, the control unit 51 outputs an on signal (high signal) as a switch command signal when closing any of the switches SW1 to SW4, and an off signal (low signal) as a switch command signal when opening the switches. Output). The control unit 51 outputs an on signal (high signal) as a relay command signal when opening the bypass relay 31 and outputs an off signal (low signal) as a relay command signal when closing the bypass relay 31.

電池ユニットU内の制御部51には、電池ユニットU外のECU100が接続されている。これら制御部51及びECU100は、CAN等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部51及びECU100に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ECU100は、制御部51に対して上位制御装置となっており、各蓄電池11,12の蓄電状態や車両の運転状態等に基づいて、制御部51に対して、各スイッチSW1〜SW4やバイパスリレー31の開閉制御に関する指令を出力する。これにより、本電源システムにおいて、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電が実施される。   An ECU 100 outside the battery unit U is connected to the control unit 51 in the battery unit U. The control unit 51 and the ECU 100 are connected by a communication network such as CAN and can communicate with each other, and various data stored in the control unit 51 and the ECU 100 can be shared with each other. The ECU 100 is an upper control apparatus with respect to the control unit 51, and switches the switches SW1 to SW4 and the bypass relay with respect to the control unit 51 based on the storage state of the storage batteries 11 and 12 and the driving state of the vehicle. Output the command related to the switching control of 31. Thereby, in the present power supply system, charge and discharge are carried out selectively using the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12.

次に上記図1の構成による作用効果について図2を用いて説明する。なお以下の説明では、スイッチSW4aの電流遮断機能に何等かの異常があり、システムの停止状態においてスイッチSW4aが導通状態となる状況を想定している。また、リチウムイオン蓄電池12の端子間電圧よりも、鉛蓄電池11の端子間電圧が大きいことを想定している。   Next, the operation and effect of the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that there is some abnormality in the current interrupting function of the switch SW4a, and the switch SW4a becomes conductive when the system is stopped. Moreover, it is assumed that the voltage between terminals of the lead storage battery 11 is larger than the voltage between terminals of the lithium ion storage battery 12.

図2に示すように、システムの停止時では、各スイッチSW1〜SW4はオフ、バイパスリレー31はオンとなる。ここでスイッチSW4に冗長部が設けられておらず、スイッチSW4がスイッチSW4aのみで構成されていることを想定すると、図示の矢印に示すように、鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12へと電流Aが流れることとなる。一方、システムの停止時では、この電流経路を遮断することができないため、鉛蓄電池11の放電が継続されることで鉛蓄電池11が過放電となったり、リチウムイオン蓄電池12の充電が継続されることで過充電となったりするおそれがある。   As shown in FIG. 2, when the system is stopped, the switches SW1 to SW4 are turned off and the bypass relay 31 is turned on. Here, assuming that the switch SW4 is not provided with a redundant portion, and it is assumed that the switch SW4 is configured only by the switch SW4a, as shown by the arrows in the figure, the current A from the lead storage battery 11 to the lithium ion storage battery 12 Will flow. On the other hand, when the system is stopped, this current path can not be cut off, so that the lead storage battery 11 is overdischarged by continuing the discharge of the lead storage battery 11, and the charging of the lithium ion storage battery 12 is continued. There is a risk of overcharging.

またスイッチSW4aの異常に起因して、バイパスリレー31及び第2電気経路L2のうちの一部(接続点N2からリチウムイオン蓄電池12までの範囲)に電流Aが流れることによって、電池ユニットU内の基板の温度が上昇し、その影響が同一基板上の各素子にも及ぶおそれがある。   Further, the current A flows in a part of the bypass relay 31 and the second electric path L2 (a range from the connection point N2 to the lithium ion storage battery 12) due to the abnormality of the switch SW4a. The temperature of the substrate rises, and the influence may be exerted on each element on the same substrate.

一方、図1の本実施形態の構成によれば、スイッチSW4aの電流遮断機能に異常があったとしても、バイパスリレー31及び第2電気経路L2のうちの一部を介して流れる電流AをスイッチSW4bにより遮断することができる。   On the other hand, according to the configuration of the present embodiment of FIG. 1, even if there is an abnormality in the current interrupting function of the switch SW4a, the current A flowing through a part of the bypass relay 31 and the second electric path L2 is switched It can be shut off by SW4b.

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。   According to the above, the following excellent effects can be achieved.

・鉛蓄電池11と電気負荷15とを電気的に接続する常閉式のバイパスリレー31を、第2電気経路L2のスイッチSW3に並列接続する場合、システムの停止時にスイッチユニットSWUを構成する各スイッチSW1〜SW4がオフになったとしても、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11と電気負荷15とが電気的に接続されるため、電気負荷15に対する電力供給を行うことができる。   When connecting a normally closed bypass relay 31 electrically connecting the lead storage battery 11 to the electric load 15 in parallel with the switch SW3 of the second electric path L2, each switch SW1 configuring the switch unit SWU when the system is stopped Even when the switch SW4 is turned off, the lead storage battery 11 and the electrical load 15 are electrically connected to each other through the bypass relay 31, so that power can be supplied to the electrical load 15.

しかし、このようなバイパスリレー31が設けられた構成においては、バイパスリレー31と直列接続されるスイッチSW4が意図せずに導通状態となってしまうと、バイパスリレー31(スイッチSW4)を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が電気的に接続されてしまう。この際、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12に電位差があると、両蓄電池11,12に意図しない電流が流れてしまう。   However, in the configuration in which such a bypass relay 31 is provided, when the switch SW4 connected in series with the bypass relay 31 unintentionally becomes conductive, through the bypass relay 31 (switch SW4), The lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are electrically connected. At this time, if there is a potential difference between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12, unintended current flows in both the storage batteries 11, 12.

なおシステムの停止時には、スイッチユニットSWUを構成する各スイッチSW1〜SW4の状態を切り替えることができない。そのため、このような意図しない電流が流れてしまうと、両蓄電池11,12において過放電や過充電に至るおそれがある。   When the system is stopped, the states of the switches SW1 to SW4 constituting the switch unit SWU can not be switched. Therefore, if such an unintended current flows, there is a risk that overcharging and overcharging may occur in both storage batteries 11 and 12.

ところで、第1電気経路L1には、鉛蓄電池11と電気負荷15とを電気的に接続する常閉式のリレー(バイパスリレー)が設けられていないため、第2電気経路L2に比べるとこのような異常は生じ難いと考えられる。   By the way, since the first electric path L1 is not provided with a normally closed relay (bypass relay) for electrically connecting the lead storage battery 11 and the electric load 15, such an electric relay is compared to the second electric path L2. It is thought that abnormalities do not easily occur.

そこで、リチウムイオン蓄電池12の側に設けられるスイッチSW2及びスイッチSW4のうち、スイッチSW4に、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間を流れる電流を遮断する冗長性を確保するための冗長部を持たせるようにした。なおスイッチSW4aに対しては、スイッチSW4bが冗長部となる。スイッチSW4bに対しては、スイッチSW4aが冗長部になる。   Therefore, among the switch SW2 and the switch SW4 provided on the side of the lithium ion storage battery 12, the switch SW4 ensures redundancy for interrupting the current flowing between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 via the bypass relay 31. It was made to have a redundant part for The switch SW4b is a redundant unit for the switch SW4a. The switch SW4a is a redundant part for the switch SW4b.

このような構成とすることで、システムの停止時に、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間に意図しない電流が流れることを遮断する機能を高めることができる。また、リチウムイオン蓄電池12の側に設けられるスイッチSW2及びスイッチSW4のうち、第2電気経路L2のスイッチSW4にのみに冗長部を持たせることとしたため、スイッチSW2及びスイッチSW4の両方に冗長部を持たせる場合と比べると、構成の簡略化を図ることができる。   With such a configuration, it is possible to enhance the function of blocking unintended flow of current between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 via the bypass relay 31 when the system is stopped. Further, among the switch SW2 and the switch SW4 provided on the side of the lithium ion storage battery 12, only the switch SW4 of the second electric path L2 has a redundant part, so both of the switch SW2 and the switch SW4 have redundant parts. The configuration can be simplified as compared to the case where it is provided.

・スイッチSW2よりも多くなる半導体スイッチを直列接続することで、スイッチSW4に冗長部を設けることができる。   A redundant portion can be provided in the switch SW4 by connecting in series semiconductor switches that are larger than the switch SW2.

・スイッチユニットSWUを構成する各スイッチSW1〜SW4を、一対の半導体スイッチを用いて構成するとともに、当該一対の半導体スイッチの互いの寄生ダイオードの向きが逆極性となるように直列接続した場合、それらの半導体スイッチをオフにすれば、半導体スイッチ固有のダイオード成分を介して流れる電流成分についても遮断できる。   -When the switches SW1 to SW4 constituting the switch unit SWU are configured using a pair of semiconductor switches and connected in series so that the directions of the parasitic diodes of the pair of semiconductor switches are opposite to each other, By turning off the semiconductor switch, the current component flowing through the diode component specific to the semiconductor switch can also be interrupted.

しかし、各スイッチSW1〜SW4の電流遮断機能に何等かの異常が生じた場合には、各スイッチSW1〜SW4をオフにしたとしても電流を完全に遮断できなくなってしまう。そしてスイッチSW4において、このような異常が生じた場合には、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間が導通状態となるため、他のスイッチSW1〜SW3に同様の異常が生じた場合と比べると、その影響が大きくなると考えられる。   However, if any abnormality occurs in the current interrupting function of each of the switches SW1 to SW4, the current can not be completely interrupted even if each of the switches SW1 to SW4 is turned off. Then, in the switch SW4, when such an abnormality occurs, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are in a conducting state, and this is compared to the case where the same abnormality occurs in the other switches SW1 to SW3. The influence is considered to be greater.

そこでスイッチSW4については、一対の半導体スイッチに、更に別の半導体スイッチを直列接続することで冗長部を設けるようにした。このような構成とすることで、スイッチSW4については一対の半導体スイッチの電流遮断機能に異常が生じたとしても、その一対の半導体スイッチに直列接続された別の半導体スイッチによって、バイパスリレー31を介して鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間を流れる電流を遮断することができる。以上により、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間で意図しない電流が流れる不都合の発生を抑えることができる。   Therefore, with regard to the switch SW4, a redundant portion is provided by connecting another semiconductor switch in series to the pair of semiconductor switches. With such a configuration, even if an abnormality occurs in the current interrupting function of the pair of semiconductor switches for the switch SW4, another semiconductor switch connected in series to the pair of semiconductor switches may be connected via the bypass relay 31. Thus, the current flowing between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 can be cut off. By the above, generation | occurrence | production of the problem which the electric current which is not intended flows between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 can be suppressed.

・スイッチSW4に冗長部として設けられる半導体スイッチは、第2電気経路L2において、寄生ダイオードの向きが鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12へと流れる電流を遮断する向きとなるようにした。この場合、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間を流れる電流のうち、鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12へと流れる電流を遮断する機能を高めることができる。   The semiconductor switch provided as the redundant portion in the switch SW4 is configured such that the direction of the parasitic diode in the second electric path L2 is the direction of blocking the current flowing from the lead storage battery 11 to the lithium ion storage battery 12. In this case, of the current flowing between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12, the function of interrupting the current flowing from the lead storage battery 11 to the lithium ion storage battery 12 can be enhanced.

・鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の間で意図しない電流が流れることの遮断機能を高めることができる。   -The interruption | blocking function of an unintended electric current flowing between the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 can be heightened.

・リチウムイオン蓄電池12が、収容ケースに収容された基板一体の電池ユニットUとして構成されている場合において、スイッチSW4における電流遮断機能の異常に起因して、バイパスリレー31及び第2電気経路L2のうちの一部(接続点N2からリチウムイオン蓄電池12までの範囲)に電流Aが流れると、電池ユニットU内の基板の温度が上昇し、その影響が同一基板上の各素子にも及ぶおそれがある。これに対して、スイッチSW4に上記の冗長部が設ける場合には、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12を繋ぐ第2電気経路L2における電流の遮断機能が高められることとなり、このような異常が生じることを抑制することができる。   -When the lithium ion storage battery 12 is configured as a substrate integrated battery unit U housed in the housing case, the bypass relay 31 and the second electric path L2 are caused due to an abnormality in the current interrupting function of the switch SW4. If current A flows to a part of them (a range from the connection point N2 to the lithium ion storage battery 12), the temperature of the substrate in the battery unit U rises, and the influence may be exerted on each element on the same substrate is there. On the other hand, when the above-mentioned redundant portion is provided in the switch SW4, the function of interrupting the current in the second electric path L2 connecting the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 is enhanced, and such an abnormality occurs. Can be suppressed.

本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施してもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成には同じ図番号を付して詳述は省略する。また各実施形態は適宜相互に組み合わせたり、択一的に選択したりすることもできる。   The present invention is not limited to the contents described in the above embodiment, and may be implemented as follows. In the following description, the same components as those described above will be assigned the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted. Also, the embodiments can be combined with each other as appropriate, or alternatively selected.

(第2実施形態)
図3に第2実施形態の電源システムを示す。なお図3では、スイッチユニットSWUが有する各スイッチSW1〜SW4のうち、スイッチSW1〜SW3は図1と同じ構成である。これに対して、スイッチSW4は次のように構成している。
Second Embodiment
The power supply system of 2nd Embodiment is shown in FIG. In FIG. 3, among the switches SW1 to SW4 of the switch unit SWU, the switches SW1 to SW3 have the same configuration as that of FIG. On the other hand, the switch SW4 is configured as follows.

まず、3つの半導体スイッチング素子S1,S2,S3を用いてスイッチ部27,28をそれぞれ構成する。この際、2つの半導体スイッチング素子S1,S2については、寄生ダイオードの向きが互いに逆向きとなるように接続する。そして残りの一つの半導体スイッチング素子S3については、その寄生ダイオードの向きが、第2電気経路L2において鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12へと流れる電流を遮断する向きとなるようにする。そして、一対の半導体スイッチング素子S1,S2のうち、半導体スイッチング素子S1側に直列接続する。なお図3では半導体スイッチング素子S3を、カソードが鉛蓄電池11側、アノードがリチウムイオン蓄電池12側となるように設けている。   First, the switch parts 27 and 28 are respectively configured using three semiconductor switching elements S1, S2 and S3. At this time, the two semiconductor switching elements S1 and S2 are connected such that the parasitic diodes are in opposite directions. The direction of the parasitic diode of the remaining one semiconductor switching element S3 is set so as to cut off the current flowing from the lead storage battery 11 to the lithium ion storage battery 12 in the second electric path L2. And it connects in series in semiconductor switching element S1 side among a pair of semiconductor switching elements S1 and S2. In FIG. 3, the semiconductor switching element S3 is provided such that the cathode is on the side of the lead storage battery 11 and the anode is on the side of the lithium ion storage battery 12.

このような構成とすることで、両蓄電池11,12の間を流れる電流のうち、特に鉛蓄電池11からリチウムイオン蓄電池12へと流れる電流を遮断する効果が高めることができる。よって、システムの停止時において、リチウムイオン蓄電池12が意図しない電流により過充電となるといった不都合の発生を抑えることができる。   With such a configuration, it is possible to enhance the effect of interrupting the current flowing from the lead storage battery 11 to the lithium ion storage battery 12 among the currents flowing between both the storage batteries 11 and 12. Therefore, at the time of the stop of the system, it is possible to suppress the occurrence of the inconvenience that the lithium ion storage battery 12 is overcharged by the unintended current.

また、図3の構成の電池システムの場合には、図1の構成の電池システムと比べて、少ない数の半導体スイッチを用いてスイッチSW4に冗長部が設けられることとなる。そのため、構成の簡略化及びコスト面でより有利な構成となっている。   Further, in the case of the battery system of the configuration of FIG. 3, a redundant portion is provided in the switch SW4 using a smaller number of semiconductor switches as compared with the battery system of the configuration of FIG. Therefore, the configuration is more advantageous in simplification of the configuration and cost.

(他の実施形態)
・上記の各構成以外にも、スイッチSW2を構成する半導体スイッチの個数よりも、スイッチSW4を構成する半導体スイッチの個数を多くすることで、スイッチSW4に冗長部を設けることができる。例えば、図1において、スイッチSW2を、2つの半導体スイッチング素子の直列接続体により構成する。この場合には、スイッチSW4を、少なくとも3つの半導体スイッチを直列接続して構成することで冗長部が設けられることとなる。なお、この場合にも、3つの半導体スイッチのうちの少なくとも2つの半導体スイッチは、互いの寄生ダイオードの向きが逆方向となるように直列接続する。そしてこの一対の半導体スイッチの直列接続体に対して、残りの半導体スイッチを直列接続することで、冗長部を設けることができる。
(Other embodiments)
In addition to the above-described configurations, a redundant portion can be provided in the switch SW4 by increasing the number of semiconductor switches constituting the switch SW4 more than the number of semiconductor switches constituting the switch SW2. For example, in FIG. 1, the switch SW2 is configured by a series connection of two semiconductor switching elements. In this case, a redundant portion is provided by configuring the switch SW4 by connecting at least three semiconductor switches in series. Also in this case, at least two semiconductor switches of the three semiconductor switches are connected in series so that the directions of the parasitic diodes are opposite to each other. A redundant portion can be provided by serially connecting the remaining semiconductor switches to the series connected body of the pair of semiconductor switches.

・上記の各実施形態では、各スイッチSW1〜SW4において、2つの半導体スイッチを直列接続する際に、寄生ダイオードのアノード同士が向かい合うように接続しているが、寄生ダイオードのカソード同士が向かい合うように接続してもよい。   In the above embodiments, when connecting two semiconductor switches in series in each of the switches SW1 to SW4, the anodes of the parasitic diodes are connected to face each other, but the cathodes of the parasitic diodes face each other. It may be connected.

・上記の各実施形態では、半導体スイッチング素子として、MOSFETを用いている。これ以外にも半導体スイッチング素子としては、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いることもできる。なおIGBTやバイポーラトランジスタの場合には、一対の半導体スイッチング素子を直列接続する際に、各半導体スイッチング素子に並列接続される還流ダイオードの向きが互いに逆方向となるようにすればよい。   -In each said embodiment, MOSFET is used as a semiconductor switching element. Besides this, IGBTs, bipolar transistors, etc. can also be used as semiconductor switching elements. In the case of an IGBT or a bipolar transistor, when connecting a pair of semiconductor switching elements in series, the directions of reflux diodes connected in parallel to the respective semiconductor switching elements may be opposite to each other.

・上記において、スイッチSW4に冗長部として設ける半導体スイッチング素子は、リチウムイオン蓄電池12から鉛蓄電池11へ流れる電流を遮断する向きに設けられていてもよい。この場合には、両蓄電池11,12を流れる電流のうち、特にリチウムイオン蓄電池12から鉛蓄電池11に流れる電流の遮断機能が高められることとなる。   -In the above, the semiconductor switching element provided in the switch SW4 as a redundant part may be provided in the direction to interrupt the current flowing from the lithium ion storage battery 12 to the lead storage battery 11. In this case, the function of interrupting the current flowing from the lithium ion storage battery 12 to the lead storage battery 11 among the currents flowing from both the storage batteries 11 and 12 is enhanced.

・上記において、バイパスリレー31はスイッチSW3に並列接続され、かつスイッチSW4に直列接続されていればよく、電池ユニットU外に設けられていてもよい。   In the above, the bypass relay 31 may be provided outside the battery unit U as long as it is connected in parallel to the switch SW3 and in series to the switch SW4.

・上記において、バイパスリレー31に代えて、常閉式の各種スイッチを用いることができる。   In the above, instead of the bypass relay 31, various types of normally closed switches can be used.

・上記では、スイッチユニットSWUが備える各スイッチSW1〜SW4を、半導体スイッチで構成する例を示した。これ以外にも、これらの各スイッチSW1〜SW4は機械式のスイッチを用いて構成することもできる。この場合にもリチウムイオン蓄電池12の側に設けられるスイッチSW2,SW4のうち、スイッチSW2よりもスイッチSW4を構成するスイッチ素子の数を多くすることで、スイッチSW4に冗長部を設けることができる。   -In the above, the example which comprised each switch SW1-SW4 with which switch unit SWU is comprised with a semiconductor switch was shown. Besides these, these switches SW1 to SW4 can also be configured using mechanical switches. Also in this case, by increasing the number of switch elements constituting the switch SW4 out of the switches SW2 and SW4 provided on the lithium ion storage battery 12 side, it is possible to provide a redundant portion in the switch SW4.

11…鉛蓄電池、12…リチウムイオン蓄電池、15…電気負荷、16…回転電機、31…バイパスリレー、L1…第1電気経路、L2…第2電気経路、S3…半導体スイッチング素子、SW1…スイッチ、SW2…スイッチ、SW3…スイッチ、SW4…スイッチ、SW4a…スイッチ、SW4b…スイッチ、SWU…スイッチユニット。   11: Lead storage battery, 12: lithium ion storage battery, 15: electric load, 16: rotating electric machine, 31: bypass relay, L1: first electric path, L2: second electric path, S3: semiconductor switching element, SW1: switch, SW2 ... switch, SW3 ... switch, SW4 ... switch, SW4a ... switch, SW4b ... switch, SWU ... switch unit.

Claims (5)

発電機(16)及び電気負荷(15)に対してそれぞれ並列接続される第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)と、
前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池を接続する電気経路であって、互いに並列接続された第1電気経路(L1)及び第2電気経路(L2)と、
前記発電機と、前記各蓄電池と、前記電気負荷との互いの電気的な接続状態を切り替えるために、前記第1電気経路及び前記第2電気経路に設けられるスイッチユニット(SWU)と、
前記第1蓄電池と前記電気負荷とを電気的に接続する常閉式のリレー(31)と、を備え、
前記スイッチユニットは、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記発電機との第1接続点よりも前記第1蓄電池の側に設けられる第1スイッチ(SW1)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられる第2スイッチ(SW2)と、
前記第2電気経路のうち前記第1電気経路との並列部分において前記電気負荷との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられる第3スイッチ(SW3)と、
前記第2電気経路のうち前記第1電気経路との並列部分において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられる第4スイッチ(SW4)と、を有しており、
前記リレーは、前記第3スイッチに並列接続され、かつ前記第4スイッチとは直列接続されており、
前記第2蓄電池の側に設けられる前記第2スイッチ及び前記第4スイッチのうち、前記第4スイッチは、前記リレーを介して前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の間を流れる電流を遮断する冗長性を確保するための冗長部(SW4a,SW4b,S3)を有していることを特徴とする電源システム。
A first storage battery (11) and a second storage battery (12) respectively connected in parallel to the generator (16) and the electric load (15);
An electrical path connecting the first storage battery and the second storage battery, a first electrical path (L1) and a second electrical path (L2) connected in parallel with each other,
A switch unit (SWU) provided on the first electrical path and the second electrical path to switch the electrical connection between the generator, the storage batteries, and the electrical load;
A normally closed relay (31) electrically connecting the first storage battery and the electrical load;
The switch unit is
A first switch (SW1) provided closer to the first storage battery than a first connection point with the generator in a portion parallel to the second electrical path of the first electrical path;
A second switch (SW2) provided closer to the second storage battery than the first connection point in a portion parallel to the second electrical path of the first electrical path;
A third switch (SW3) provided closer to the first storage battery than a second connection point (N2) with the electric load in a portion parallel to the first electric path in the second electric path;
And a fourth switch (SW4) provided closer to the second storage battery than the second connection point in a portion parallel to the first electrical path in the second electrical path,
The relay is connected in parallel to the third switch, and connected in series to the fourth switch,
Among the second switch and the fourth switch provided on the side of the second storage battery, the fourth switch is a redundancy that cuts off the current flowing between the first storage battery and the second storage battery via the relay. Power supply system characterized by having a redundant part (SW4a, SW4b, S3) for securing the power.
前記各スイッチは、それぞれ半導体スイッチを用いて構成されており、
前記冗長部は、前記第4スイッチにおいて、前記第2スイッチよりも多くなる前記半導体スイッチを直列接続することで設けられている請求項1に記載の電源システム。
Each of the switches is configured using a semiconductor switch,
2. The power supply system according to claim 1, wherein the redundant portion is provided by connecting in series the semiconductor switches whose number is larger than that of the second switch in the fourth switch.
前記各スイッチは、一対の半導体スイッチを用いて構成されており、かつ当該一対の半導体スイッチは、互いの寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列接続されており、
前記冗長部は、前記接続点よりも前記第2電気経路側において、前記一対の半導体スイッチに対して更に別の前記半導体スイッチを直列接続することで設けられている請求項1又は2に記載の電源システム。
Each of the switches is configured using a pair of semiconductor switches, and the pair of semiconductor switches are connected in series so that the directions of the parasitic diodes are opposite to each other.
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the redundant portion is provided by connecting in series another semiconductor switch to the pair of semiconductor switches on the second electric path side with respect to the connection point. Power system.
前記冗長部として設けられる前記半導体スイッチは、前記寄生ダイオードの向きが前記第2電気経路において前記第1蓄電池から第2蓄電池へと流れる電流を遮断する向きに設けられる請求項3に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 3, wherein the semiconductor switch provided as the redundant portion is provided in a direction in which a direction of the parasitic diode cuts off a current flowing from the first storage battery to the second storage battery in the second electric path. . 前記第1蓄電池は鉛蓄電池であり、前記第2蓄電池はリチウムイオン蓄電池である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源システム。   The power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the first storage battery is a lead storage battery, and the second storage battery is a lithium ion storage battery.
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