JP2019146459A - Vehicle power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、車両用の電源システムに関する。特に、走行用モータのための高電圧電源と、補機のための低電圧電源を備えた電源システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a power supply system for a vehicle. In particular, the present invention relates to a power supply system including a high voltage power supply for a traveling motor and a low voltage power supply for an auxiliary machine.
電気自動車(燃料電池車とハイブリッド車を含む)は、走行用モータのための高電圧電源(主電源)と、補機のための低電圧電源(補機電源)を備えている。「補機」とは、走行用モータの電圧よりも低い電圧で動作する車載機器であって、動作電圧が概ね50ボルト以下の車載機器の総称である。走行用モータの駆動電圧は100ボルトよりも大きく、主電源の出力電圧は100ボルトを超える。即ち、補機電源の出力電圧は主電源の出力電圧よりも低い。主電源の典型は、リチウムイオンバッテリや燃料電池である。補機電源には、再充電可能な二次電池が採用される。補機電源の典型は鉛バッテリである。特許文献1、2に、そのような電源システムが例示されている。
An electric vehicle (including a fuel cell vehicle and a hybrid vehicle) includes a high voltage power source (main power source) for a traveling motor and a low voltage power source (auxiliary power source) for an auxiliary machine. “Auxiliary equipment” is an in-vehicle device that operates at a voltage lower than the voltage of the traveling motor, and is a generic term for an in-vehicle device whose operating voltage is approximately 50 volts or less. The driving voltage of the traveling motor is greater than 100 volts, and the output voltage of the main power supply exceeds 100 volts. That is, the output voltage of the auxiliary power supply is lower than the output voltage of the main power supply. Typical main power sources are lithium ion batteries and fuel cells. A rechargeable secondary battery is adopted as the auxiliary power source. A typical auxiliary power supply is a lead battery.
主電源は、システムメインリレ−を介して電力変換器に接続されている。電力変換器は、主電源の電力を走行用モータの駆動電力に変換する。電力変換器は、主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを備えている。コンデンサは、主電源から供給される電流を平滑化するために備えられていたり、チョッパタイプの電圧コンバータなどにおいて電力エネルギを一時的に蓄えるために備えられている。車両のメインスイッチがオフからオンに切り換えられたとき、システムメインリレ−を閉じて電力変換器を高電圧電源に接続すると、システムメインリレ−を通じてコンデンサへ大きな電流が流れる。いきなり大電流が流れるとシステムメインリレ−が溶着するおそれがある。そこで、特許文献1、2の電源システムでは、システムメインリレ−を接続状態に切り換えるのに先立って、補機電源を使ってコンデンサを充電する。システムメインリレ−を開放状態から接続状態に切り換える前のコンデンサの充電は、プリチャージと称される。
The main power source is connected to the power converter via the system main relay. The power converter converts the power of the main power source into the driving power of the traveling motor. The power converter includes a capacitor connected between the positive electrode and the negative electrode of the main power supply. The capacitor is provided for smoothing the current supplied from the main power supply, and is provided for temporarily storing power energy in a chopper type voltage converter or the like. When the main switch of the vehicle is switched from OFF to ON, when the system main relay is closed and the power converter is connected to the high voltage power source, a large current flows to the capacitor through the system main relay. If a large current suddenly flows, the system main relay may be welded. Therefore, in the power supply systems of
特許文献1、2の電源システムは、低電圧端が補機電源に接続されており、高電圧端がシステムメインリレ−を介さずに電力変換器に接続されている昇圧コンバータを備えている。電源システムのコントローラは、システムメインリレ−を接続状態に切り換えるのに先立って、昇圧コンバータを作動させ、補機電源の電力でコンデンサをプリチャージする。
The power supply systems of
特許文献2の電源システムでは、補機電源の残量が少ない場合でもプリチャージを実行できるように、プリチャージに必要な補機は起動を許可し、他の補機の起動を禁止する。 In the power supply system of Patent Document 2, the auxiliary equipment required for precharging is allowed to start and the other auxiliary machines are prohibited from starting so that the precharge can be executed even when the auxiliary power supply is low.
補機電源は、様々な補機に電力を供給する。エアコン、ルームランプ、カーナビゲーションなどのほか、電源システムのコントローラを含む種々のコントローラも補機に属し、補機電源から電力供給を受けて動作する。プリチャージはできるだけ早く完了するのがよいが、プリチャージを高速に行おうとすると、昇圧コンバータが大電流を必要とし、その結果補機バッテリの電圧が下がる。補機バッテリの電圧が下がると、電源システムのコントローラなど、主要な補機の動作が不安定化するおそれがある。本明細書は、補機電源を使ってプリチャージする際に、補機の動作が不安定化することを防止する技術を提供する。 The auxiliary power supply supplies power to various auxiliary machines. In addition to air conditioners, room lamps, car navigation systems, and the like, various controllers including a controller of the power supply system also belong to the auxiliary machine and operate by receiving power supply from the auxiliary machine power supply. The precharge should be completed as soon as possible. However, if the precharge is performed at a high speed, the boost converter requires a large current, and as a result, the voltage of the auxiliary battery decreases. When the voltage of the auxiliary battery decreases, the operation of main auxiliary machines such as the controller of the power supply system may become unstable. This specification provides a technique for preventing the operation of an auxiliary machine from becoming unstable when precharging using an auxiliary machine power supply.
本明細書が開示する電源システムは、主電源と補機電源と電力変換器とリレーと昇圧コンバータとコントローラと、第1電圧センサと第2電圧センサを備えている。電力変換器は、主電源の出力電力を変換するデバイスであり、主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを有している。リレーは、電力変換器と主電源の間の接続と遮断を切り換える。補機電源は、出力電圧が主電源の出力電圧よりも低い。昇圧コンバータは、低電圧端が補機電源に接続されており、高電圧端がリレーを介さずに電力変換器に接続されている。コントローラは、リレーを接続状態に切り換えるのに先立って昇圧コンバータを作動させてコンデンサをプリチャージする。第1電圧センサは、昇圧コンバータの低電圧端の電圧を計測する。第2電圧センサは、補機電源から電力供給を受けて動作する補機の入力電圧を計測する。複数の補機の夫々に対して第2電圧センサが備えられている。 The power supply system disclosed in this specification includes a main power supply, an auxiliary power supply, a power converter, a relay, a boost converter, a controller, a first voltage sensor, and a second voltage sensor. The power converter is a device that converts the output power of the main power supply, and includes a capacitor connected between the positive electrode and the negative electrode of the main power supply. The relay switches between connection and disconnection between the power converter and the main power source. The auxiliary power supply has an output voltage lower than that of the main power supply. The boost converter has a low voltage end connected to the auxiliary power supply, and a high voltage end connected to the power converter without a relay. The controller operates the boost converter to precharge the capacitor prior to switching the relay to the connected state. The first voltage sensor measures the voltage at the low voltage end of the boost converter. The second voltage sensor measures the input voltage of the auxiliary machine that operates by receiving power supply from the auxiliary machine power supply. A second voltage sensor is provided for each of the plurality of auxiliary machines.
コントローラは、プリチャージに先立って、動作中の複数の補機の夫々について、第2電圧センサの計測値と、当該補機の最低動作電圧との電圧差(マージン電圧差)を取得するとともに、第1電圧センサの計測値(プリチャージ前電圧)を取得する。コントローラは、プリチャージの間、第1電圧センサの計測値(即ち低電圧端の電圧)が、プリチャージ前電圧からマージン電圧差の最小値を減じた値を下回らないように、昇圧コンバータの出力を調整する。 Prior to precharging, the controller acquires a voltage difference (margin voltage difference) between the measured value of the second voltage sensor and the minimum operating voltage of the auxiliary device for each of the plurality of operating auxiliary devices, The measurement value (voltage before precharge) of the first voltage sensor is acquired. During the precharge, the controller outputs the boost converter so that the measured value of the first voltage sensor (that is, the voltage at the low voltage end) does not fall below the value obtained by subtracting the minimum margin voltage difference from the pre-charge voltage. Adjust.
本明細書が開示する電源システムは、プリチャージ中に動作しているそれぞれの補機の入力電圧を第2電圧センサでモニタし、入力電圧が補機の最低動作電圧を下回らないように、昇圧コンバータの出力を調整する。従って、プリチャージ中に補機の動作が不安定になることがない。本明細書が開示する電源システムは、特に、第2電圧センサによって各補機の入力電圧を計測することで、補機電源から各補機の間の電圧降下を考慮して、補機が不安定するのを防止する。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 The power supply system disclosed in this specification monitors the input voltage of each auxiliary machine that is operating during precharge with a second voltage sensor, and boosts the input voltage so that it does not fall below the minimum operating voltage of the auxiliary machine. Adjust the output of the converter. Therefore, the operation of the auxiliary machine does not become unstable during precharging. In the power supply system disclosed in this specification, in particular, the input voltage of each auxiliary machine is measured by the second voltage sensor, so that the auxiliary machine is not considered in consideration of the voltage drop between the auxiliary machine power supply and each auxiliary machine. Prevent stabilization. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
図面を参照して実施例の電源システム10を説明する。実施例の電源システム10はハイブリッド車100に搭載されている。図1に、電源システム10を含むハイブリッド車100の電力系のブロック図を示す。ハイブリッド車100は、走行用のモータ50とエンジン51を備えている。走行用のモータ50の出力トルクとエンジン51の出力トルクはギアセット52で合成されて車軸53へ伝達される。
A
ハイブリッド車100は、電源システム10と走行用のモータ50とエンジン51のほか、メインスイッチ41、エンジンコントローラ32、エアコン33、カーナビゲーション34を備えている。エンジンコントローラ32、エアコン33、カーナビゲーション34は、補機電力線31を通じて補機バッテリ15から電力の供給を受ける。詳しくは後述するが、電源システム10が備えているコントローラ13も補機バッテリ15から電力の供給を受ける。補機バッテリ15から電力の供給を受けるデバイスの総称が「補機」である。以下では、エンジンコントローラ32、エアコン33、カーナビゲーション34、コントローラ13などの補機を総称する場合には補機30と表記する。
The
電源システム10は、モータ50と補機30に電力を供給するシステムである。電源システム10は、メインバッテリ11、補機バッテリ15、システムメインリレ−12、電力変換器20、昇圧コンバータ14、コントローラ13を備えている。また、電源システム10は、第1電圧センサ18、複数の第2電圧センサ19a−19cを備えている。
The
メインバッテリ11は、主に、モータ50のための電源である。メインバッテリ11は、例えば、再充電が可能なリチウムイオンバッテリである。メインバッテリ11の出力電圧は例えば200ボルトである。
The
先に述べたように、補機バッテリ15は、補機30に電力を供給するための電源である。補機バッテリ15の出力電圧は、メインバッテリ11の出力電圧よりも低く、例えば、12ボルト、24ボルト、あるいは、48ボルトである。補機バッテリ15も再充電が可能な二次バッテリであり、例えば鉛バッテリである。補機バッテリ15は、車両に張り巡らされている補機電力線31を介して、図示されていない多数の補機に電力を供給する。なお、補機バッテリ15の負極と補機30の負極は、グランドを介して接続される。補機電力系は、車両のボディがグランド端子に相当する。
As described above, the
電力変換器20は、システムメインリレ−12を介してメインバッテリ11と接続されている。電力変換器20は、メインバッテリ11の出力電力をモータ50の駆動電力に変換する。電力変換器20は、双方向DC−DCコンバータ回路21、インバータ回路22、コンデンサ23を備えている。モータ50の駆動電圧は200ボルトから600ボルトの間である。モータ50の駆動電圧目標がメインバッテリ11の出力電圧よりも高い場合、双方向DC−DCコンバータ回路21が、メインバッテリ11の出力電圧をモータ50の駆動電圧まで昇圧する。インバータ回路22が、昇圧された直流電力を、モータ50を駆動するための交流電力に変換する。以下では、説明の便宜のため、双方向DC−DCコンバータ回路21を単純に双方向コンバータ回路21と称する。
The
モータ50は、運転者がブレーキペダルを踏んだとき、車両の慣性力を利用して発電する。モータ50が発電した電力は回生電力と称される。インバータ回路22は、交流の回生電力を直流電力に変換して双方向コンバータ回路21に送ることもできる。双方向コンバータ回路21は、直流電力に変換された回生電力をメインバッテリ11の電圧まで降圧する。降圧された回生電力でメインバッテリ11が充電される。
When the driver steps on the brake pedal, the
双方向コンバータ回路21の回路構成を説明する。双方向コンバータ回路21は、2個のトランジスタ211、212、2個のダイオード215、216、リアクトル213、コンデンサ214で構成されている。2個のトランジスタ211、212は、双方向コンバータ回路21のインバータ側の端子(正極端子203と負極端子204)の間で直列に接続されている。ダイオード215はトランジスタ211に逆並列に接続されており、ダイオード216はトランジスタ212に逆並列に接続されている。ダイオード215、216は、オフ時のトランジスタ211、212を迂回して電流を流すために備えられている。
A circuit configuration of the
リアクトル213の一端は、トランジスタ211、212の直列接続の中点に接続されており、他端は、双方向コンバータ回路21のバッテリ側の正極端子201に接続されている。コンデンサ214は、双方向コンバータ回路21のバッテリ側の正極端子201と負極端子202の間に接続されている。双方向コンバータ回路21のバッテリ側の負極端子202とインバータ側の負極端子204は直接に接続されている。
One end of the
直列接続の正極側のトランジスタ211が主に降圧動作に関与し、負極側のトランジスタ212が主に昇圧動作に関与する。図1の双方向コンバータ回路21の回路構成と動作は良く知られているので詳しい説明は省略する。
The positive-
コンデンサ214は、双方向コンバータ21回路において、電気エネルギを一時的に蓄える役割を果たす。双方向コンバータ回路21とインバータ回路22の間には、メインバッテリ11から送られる電流を平滑化するコンデンサ23が並列に接続されている。図1に示されているように、コンデンサ214、23は、システムメインリレ−12を介してメインバッテリ11の正極と負極の間に接続されている。
The
システムメインリレ−12は、電力変換器20とメインバッテリ11の間を接続したり切断したりするスイッチである。システムメインリレ−12は、電源システム10のコントローラ13によって制御される。コントローラ13は、車両のメインスイッチ41がオンに切り換えられると、コンデンサ214、23のプリチャージ(後述)の後、システムメインリレ−12を閉じ、電力変換器20をメインバッテリ11に接続する。なお、図1における点線矢印線は、信号線を表している。
The system
昇圧コンバータ14は、低電圧端142が補機バッテリ15に接続されており、高電圧端141がシステムメインリレ−12よりも電力変換器20の側で電力変換器20に接続されている。別言すれば、昇圧コンバータ14の高電圧端141は、システムメインリレ−12を介さずに電力変換器20に接続されている。昇圧コンバータ14は、補機バッテリ15の出力電圧を昇圧して電力変換器20(コンデンサ214、23)に供給することができる。
コントローラ13は、システムメインリレ−12と昇圧コンバータ14を制御する。コントローラ13は、CPU131とメモリ132を備えており、メモリ132に格納されたブログラムをCPU131が実行することで、様々な処理を実行することができる。
The
電源システム10は、昇圧コンバータ14の低電圧端142の電圧を計測する第1電圧センサ18と、各補機30の入力電圧を計測する第2電圧センサ19a−19cを備えており、それらのセンサのデータはコントローラ13に送られる。図示を省略しているが、補機に属するコントローラ13、及び、その他の主要な補機の電力入力端にも、第2電圧センサが備えられている。さらに、図示を省略しているが、双方向コンバータ回路21のバッテリ側の正極端子201と負極端子202の間にも電圧センサが接続されており、その電圧センサの計測データもコントローラ13に送られる。正極端子201と負極端子202の間の電圧センサは、後述するプリチャージ処理において、コンデンサ214、23の両端電圧を計測する。
The
図1のブロック図から理解されるように、システムメインリレ−12を開放状態(開)から接続状態(閉)に切り換えると、電力変換器20がメインバッテリ11に接続され、メインバッテリ11の電流が電力変換器20のコンデンサ214、23に流れ込む。トランジスタ211がオフしていても、メインバッテリ11の電流はダイオード215を通じてコンデンサ23へ流れ込む。コンデンサ214、23が完全に放電された状態でシステムメインリレ−12を接続状態に切り換えると、システムメインリレ−12を通じてメインバッテリ11の電流が急激にコンデンサ214、23に流れ込む。大電流がシステムメインリレ−12を流れるとシステムメインリレ−12が溶着するおそれがある。そこで、コントローラ13は、メインスイッチ41がオフからオンに切り換えられると、システムメインリレ−12を開放状態(開)から接続状態(閉)に切り換えるのに先立って、補機バッテリ15と昇圧コンバータ14を使って予めコンデンサ214、23を充電する。システムメインリレ−12を接続状態に切り換える前のコンデンサ214、23の充電をプリチャージと称する。
As understood from the block diagram of FIG. 1, when the system
車両のメインスイッチ41がオフからオンに切り換えられた後、プリチャージが完了しないとシステムメインリレ−12を接続状態に切り換えることができない。従ってプリチャージは、速やかに達成されることが望ましい。
After the
一方、プリチャージを高速に行うには、大電流を必要とする。プリチャージのための昇圧コンバータ14が大電流を消費すると、補機バッテリ15の電圧が下がる。補機バッテリ15の電圧が下がりすぎると、補機30の動作が不安定になりかねない。補機30の中には、電源システム10のコントローラ13や、エンジンコントローラ32など、重要なデバイスが含まれる。実施例の電源システム10は、補機30を不安定にするほどには補機バッテリ15の電圧を下げることなく、プリチャージを実行することができる。以下、電源システム10が実行するプリチャージ処理を説明する。
On the other hand, a large current is required to perform precharging at high speed. When the
コントローラ13は、プリチャージに先立って、図2に示す処理(プリチャージ前処理)を実行する。図2のフローチャートについて説明する。
Prior to the precharge, the
コントローラ13は、第2電圧センサ19a−19cから、各補機30の入力端の電圧(入力電圧)を取得する(ステップS2)。先に述べたように、図1に図示されていない補機についても、主要な補機には第2電圧センサが備えられており、コントローラ13は、それらの第2電圧センサから、各補機の入力電圧を取得する。なお、プリチャージの前に動作していない補機、および、消費電力の小さい補機については、入力電圧取得の対象外とする。
The
補機30の電力入力端は、補機電力線31に接続されているが、補機電力線31の内部抵抗などにより、各補機30に入力される電圧は、補機バッテリ15の出力電圧よりも低くなる。また、各補機30に入力される電圧は、補機バッテリ15との間の電力線の長さに依存して補機ごとに異なる。実施例の電源システム10は、補機ごとに異なる入力電圧の差異も考慮した上で、補機30が不安定化しないようにプリチャージする。
The power input terminal of the
コントローラ13には、各補機の最低動作電圧のデータが予め記憶されている。「最低動作電圧」とは、補機に入力される電圧がその値を下回ると、補機の動作が不安定になってしまう、あるいは、補機の動作が停止してしまう電圧を意味する。最低動作電圧は、各補機に固有の値であり、予めコントローラ13に記憶されている。
The
コントローラ13は、各補機30について、プリチャージ前の入力電圧(即ち、各第2電圧センサ19a−19cの計測値)と最低動作電圧との電圧差dVを算出する(ステップS3)。以下では、各補機のプリチャージ前の入力電圧と最低動作電圧の電圧差dVをマージン電圧差dVと表記する場合がある。「マージン電圧差dV」は、入力電圧が電圧差dVよりも下がると、その補機の動作が不安定になるおそれがある、という技術的な意味を有する。コントローラ13は、複数のマージン電圧差dVの中から、最小の電圧差dVminを特定する(ステップS4)。最小の電圧差dVminを、以下では最小マージンdVminと表記する。
The
コントローラ13は、プリチャージ前の昇圧コンバータ14の低電圧端142の電圧を取得する(ステップS5)。低電圧端142の電圧は、第1電圧センサ18から取得できる。なお、この時点では、昇圧コンバータ14は動作していない。プリチャージ前の昇圧コンバータ14の低電圧端142の電圧を以下ではプリチャージ前電圧Vdc0と表記する。
The
図2のプリチャージ前処理が終了すると、コントローラ13は、続けてプリチャージ処理を実行する。図3にプリチャージ処理のフローチャートを示す。
When the precharge preprocessing in FIG. 2 is completed, the
図3に沿ってプリチャージ処理を説明する。コントローラ13は、昇圧コンバータを起動する(ステップS12)。昇圧コンバータ14が起動すると、高電圧端141から電流が出力され、コンデンサ214、23が充電され始める。
The precharge process will be described with reference to FIG. The
コントローラ13は、プリチャージ中の昇圧コンバータ14の低電圧端142の電圧Vdcを取得する(ステップS13)。コントローラ13は、第1電圧センサ18から低電圧端142の電圧Vdcを取得する。昇圧コンバータ14が起動すると、補機バッテリ15から昇圧コンバータ14へ電流が流れるので補機バッテリ15の電圧が下がり、低電圧端142の電圧Vdcもプリチャージ前電圧Vdc0よりも低くなる。コントローラ13は、低電圧端142の電圧Vdc(即ち、第1電圧センサ18の計測値)が、プリチャージ前電圧Vdc0から最小マージンdVminを減じた値を下回ったら(ステップS14:NO)、昇圧コンバータ14の出力を下げる(ステップS15)。昇圧コンバータ14の出力を下げると、補機バッテリ15から昇圧コンバータ14へ流れる電流が減少するので低電圧端142の電圧Vdcが上昇する。
The
コントローラ13は、低電圧端142の電圧Vdc(即ち、第1電圧センサ18の計測値)が、プリチャージ前電圧Vdc0から最小マージンdVminを減じた値を上回るまで、昇圧コンバータ14の出力を漸減する。低電圧端142の電圧Vdcがプリチャージ前電圧Vdc0から最小マージンdVminを減じた値を上回ったら(ステップS14:YES)、コントローラ13は、プリチャージが完了するまで、昇圧コンバータ14を駆動し続ける。コントローラ13は、プリチャージの間、低電圧端142の電圧Vdc(即ち、第1電圧センサ18の計測値)をモニタし(ステップS13)、常に、電圧Vdcが「Vdc0−dVmin」を下回らないように、昇圧コンバータ14の出力電圧を調整する(ステップS14:NO、S15)。
The
先に述べたように、電源システム2は、コンデンサ214、23の両端電圧を計測する電圧センサを備えており、コントローラ13は、コンデンサ214、23の両端電圧が、メインバッテリ11の電圧に近くなったら、プリチャージを完了する。コントローラ13は、コンデンサ214、23の両端電圧が、例えば、メインバッテリ11の電圧の80%に達したらプリチャージを終了する(ステップS16:YES)。プリチャージが終了したら、コントローラ13は、昇圧コンバータ14を停止する(ステップS17)。
As described above, the power supply system 2 includes the voltage sensor that measures the voltage across the
プリチャージが完了したら、コントローラ13は、システムメインリレ−12を閉じ、メインバッテリ11を電力変換器20に接続する。コンデンサ214、23は、所定の電圧まで充電されているので、システムメインリレ−12を閉じても大電流が流れることはない。メインバッテリ11が電力変換器20に接続されると、モータ50は駆動可能状態となる。
When the precharge is completed, the
昇圧コンバータ14の低電圧端142の電圧Vdcが「Vdc0−dVmin」を下回ってしまったら、いずれかの補機30の入力電圧が最低動作電圧を下回ることになる。その結果、その補機30の動作が不安定になるおそれがある。実施例の電源システム10は、補機30の入力電圧が最低動作電圧を下回ることがないように昇圧コンバータ14の出力を調整するので、補機の動作が不安定になることはない。
If the voltage Vdc at the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。第2電圧センサは、補機に内蔵されていてもよい。 Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The second voltage sensor may be built in the auxiliary machine.
昇圧コンバータ14は、双方向DC−DCコンバータであってもよい。その場合、システムメインリレ−12を接続状態に切り換えた後、メインバッテリ11の電力を降圧して補機バッテリ15を充電することが可能となる。
実施例で説明したプリチャージ処理は、車内ネットワークで相互に通信可能な複数のコンピュータによって実行されてもよい。即ち、実施例で説明したコントローラ13の実態は、ネットワークで相互に通信可能に接続された複数のコンピュータであってもよい。
The precharge process described in the embodiment may be executed by a plurality of computers that can communicate with each other via an in-vehicle network. That is, the actual state of the
実施例の車両は走行用のモータ50とエンジン51を備えるハイブリッド車であった。本明細書が開示する車両用電源システムは、燃料電池車、エンジンを備えない電気自動車にも適用できる。
The vehicle of the example was a hybrid vehicle including a traveling
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
10:電源システム
11:メインバッテリ
13:コントローラ
14:昇圧コンバータ
15:補機バッテリ
18:第1電圧センサ
19a−19c:第2電圧センサ
20:電力変換器
21:双方向DC−DCコンバータ回路
22:インバータ回路
23:コンデンサ
30:補機
31:補機電力線
32:エンジンコントローラ
33:エアコン
34:カーナビゲーション
41:メインスイッチ
50:モータ
51:エンジン
100:ハイブリッド車
10: Power supply system 11: Main battery 13: Controller 14: Boost converter 15: Auxiliary battery 18:
Claims (1)
前記主電源の出力電力を変換する電力変換器であって、前記主電源の正極と負極の間に接続されるコンデンサを有している電力変換器と、
前記電力変換器と前記主電源の間の接続と遮断を切り換えるリレーと、
出力電圧が前記主電源の出力電圧よりも低い補機電源と、
低電圧端が前記補機電源に接続されており、高電圧端が前記リレーを介さずに前記電力変換器に接続されている昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの前記低電圧端の電圧を計測する第1電圧センサと、
前記補機電源から電力供給を受けて動作する複数の補機の夫々の入力電圧を計測する複数の第2電圧センサと、
前記リレーを接続状態にするのに先立って前記昇圧コンバータを作動させて前記コンデンサをプリチャージするコントローラと、
を備えており、
前記コントローラは、前記プリチャージに先立って、
動作中の前記複数の補機の夫々について、前記第2電圧センサの計測値と、当該補機の最低動作電圧との電圧差を取得するとともに、前記第1電圧センサの計測値(プリチャージ前電圧)を取得し、
前記コントローラは、前記プリチャージの間に、前記第1電圧センサの計測値が、前記プリチャージ前電圧から前記電圧差の最小値を減じた値を下回らないように、前記昇圧コンバータの出力を調整する、車両用の電源システム。 A main power supply,
A power converter for converting the output power of the main power supply, the power converter having a capacitor connected between a positive electrode and a negative electrode of the main power supply;
A relay for switching between connection and disconnection between the power converter and the main power source;
An auxiliary power source whose output voltage is lower than the output voltage of the main power source,
A boost converter in which a low voltage end is connected to the auxiliary power source, and a high voltage end is connected to the power converter without going through the relay;
A first voltage sensor for measuring a voltage at the low voltage end of the boost converter;
A plurality of second voltage sensors for measuring respective input voltages of a plurality of auxiliary machines operating by receiving power supply from the auxiliary power supply;
A controller for precharging the capacitor by operating the boost converter prior to connecting the relay;
With
Prior to the precharge, the controller
For each of the plurality of auxiliary machines in operation, the voltage difference between the measured value of the second voltage sensor and the minimum operating voltage of the auxiliary machine is acquired, and the measured value of the first voltage sensor (before precharging) Voltage)
The controller adjusts the output of the boost converter so that the measured value of the first voltage sensor does not fall below a value obtained by subtracting the minimum value of the voltage difference from the pre-charge voltage during the precharge. A vehicle power supply system.
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