JP2020032831A - 車両電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置の搭載性を向上させることができる車両電源システムを提供する。【解決手段】メインバッテリ１２は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１により変圧された直流電力を蓄電し、当該直流電力を少なくとも第１負荷部２に供給する。メイン制御部１４は、第１制御プログラムにより動作し、メインバッテリ１２の蓄電状態に応じて高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御する。バックアップバッテリ２３は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により変圧された直流電力を蓄電し、当該直流電力を第２負荷部３に供給する。バックアップ制御部２６は、第１制御プログラムとは別の第２制御プログラムにより動作しバックアップバッテリ２３の蓄電状態に応じて低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両電源システムに関する。

従来、車両電源システムとして、例えば、車両の第１負荷部及び第２負荷部に電力を供給する第１電源系統を備えた電源システムがある。ここで、第２負荷部は、例えば、車両を走行させるために必要な最低限の負荷部を含んで構成されている。電源システムは、第１電源系統に異常が発生した場合に第２負荷部に電力を供給する第２電源系統を追加する場合がある。電源システムは、第２電源系統を追加することにより、第１電源系統に異常が発生した場合でも車両を一時的に走行させることができ、耐障害性を向上することができる。なお、特許文献１には、負荷部に電力を供給するメインバッテリと、負荷部に電力を供給するサブバッテリと、メインバッテリ及びサブバッテリを切り替えるリレーユニットとを備える車両用電源システムが開示されている。

特開２０１６−７９９３号公報

ところで、上述の電源システムは、例えば、第１電源系統が搭載された車両に第２電源系統を追加する場合に、当該第２電源系統を容易に追加できることが望まれている。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源装置の搭載性を向上させることができる車両電源システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両電源システムは、車両に搭載され電力供給部から出力される直流電力の電圧を変圧する第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータにより変圧された直流電力を蓄電し当該直流電力を少なくとも第１負荷部に供給する第１バッテリ、及び、第１制御プログラムにより動作し前記第１バッテリの蓄電状態に応じて前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する第１制御部を有するメイン電源装置と、前記車両に搭載され前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され当該第１ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力の電圧を変圧する第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより変圧された直流電力を蓄電し当該直流電力を第２負荷部に供給する第２バッテリ、及び、前記第１制御プログラムとは別の第２制御プログラムにより動作し前記第２バッテリの蓄電状態に応じて前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する第２制御部を有するバックアップ電源装置と、を備えることを特徴とする。

上記車両電源システムにおいて、前記メイン電源装置は、当該メイン電源装置の正常時、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記第１バッテリから前記第１負荷部に直流電力を供給し、且つ、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記第１バッテリから前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２負荷部に直流電力を供給し、当該メイン電源装置の異常時、前記第１負荷部及び前記第２負荷部に直流電力を供給しないことが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記バックアップ電源装置は、前記メイン電源装置の正常時、前記第２バッテリから前記第１負荷部及び前記第２負荷部に直流電力を供給せず、前記メイン電源装置の異常時、前記第２バッテリから前記第２負荷部に直流電力を供給し、且つ、前記第２バッテリから前記第１負荷部に直流電力を供給しないことが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記バックアップ電源装置は、当該バックアップ電源装置又は前記メイン電源装置の異常時、当該バックアップ電源装置と前記メイン電源装置との電流経路を遮断することが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記メイン電源装置は、前記第１制御プログラムを記憶する第１記憶部を有し、前記バックアップ電源装置は、前記第１記憶部とは異なる記憶部であり前記第２制御プログラムを記憶する第２記憶部を有することが好ましい。

上記車両電源システムにおいて、前記バックアップ電源装置は、少なくとも、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２制御部を収容する筐体を有することが好ましい。

本発明に係る車両電源システムは、バックアップ電源装置が、メイン電源装置を動作させる第１制御プログラムとは別の第２制御プログラムにより動作するので、バックアップ電源装置の搭載性を向上させることができる。

図１は、実施形態に係る車両電源システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係るメイン電源装置の正常時の動作例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係るメイン電源装置の異常時の動作例を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る充電制御を示す図である。 図５は、実施形態に係る放電制御を示す図である。 図６は、実施形態に係る充電制御及び放電制御を示す図である。 図７は、実施形態に係る車両電源システムの動作例を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る車両電源システム１について説明する。図１は、実施形態に係る車両電源システム１の構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係るメイン電源装置１０の正常時の動作例を示すブロック図である。図３は、実施形態に係るメイン電源装置１０の異常時の動作例を示すブロック図である。図４は、実施形態に係る充電制御を示す図であり、縦軸が電圧又は電流を表し、横軸が時間を表す。図５は、実施形態に係る放電制御を示す図であり、縦軸が電圧又は電流を表し、横軸が時間を表す。図６は、実施形態に係る充電制御及び放電制御を示す図であり、縦軸が電圧又は電流を表し、横軸が時間を表す。図７は、実施形態に係る車両電源システム１の動作例を示すフローチャートである。

車両電源システム１は、車両に搭載され、第１負荷部２及び第２負荷部３に直流電力（単に「電力」とも称する。）を供給するものである。ここで、第１負荷部２は、例えば、エアコン、オーディオ等の一般負荷部、及び、操舵装置、ブレーキ装置、センサ等の重要負荷部を含んで構成される。第２負荷部３は、例えば、操舵装置、ブレーキ装置、センサ等の重要負荷部を含んで構成される。車両電源システム１は、図１に示すように、メイン電源装置１０と、バックアップ電源装置２０とを備える。

メイン電源装置１０は、第１負荷部２及び第２負荷部３に電力を供給するものである。メイン電源装置１０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、メインバッテリ１２と、メイン記憶部１３と、メイン制御部１４とを有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、直流電圧を変圧するものである。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、例えば、電力供給部４に接続され、当該電力供給部４から出力される直流電力の電圧を降圧する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、メインバッテリ１２に接続され、降圧した直流電力をメインバッテリ１２に出力する。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、電流経路１５を介して第１負荷部２に接続され、且つ、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して第２負荷部３に接続されている。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、図２に示すように、電流経路１５を介して電力を第１負荷部２に供給し、且つ、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して電力を第２負荷部３に供給する。

メインバッテリ１２は、電力を蓄電するものであり、例えば鉛蓄電池である。メインバッテリ１２は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、当該高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１により降圧された直流電力を蓄電する。メインバッテリ１２は、電流経路１５を介して第１負荷部２に接続され、且つ、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して第２負荷部３に接続されている。メインバッテリ１２は、図２に示すように、電流経路１５を介して電力を第１負荷部２に供給し、且つ、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して電力を第２負荷部３に供給する。

メイン記憶部１３は、情報を記憶するメモリである。メイン記憶部１３は、メイン制御部１４を動作させるための第１制御プログラム等を記憶している。

メイン制御部１４は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御するものである。メイン制御部１４は、ＣＰＵ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。メイン制御部１４は、メイン記憶部１３に接続され、当該メイン記憶部１３に記憶された第１制御プログラムを読み出す。そして、メイン制御部１４は、読み出した第１制御プログラムにより動作する。メイン制御部１４は、例えば、第１制御プログラムに基づいて、メインバッテリ１２の蓄電状態を監視し、当該メインバッテリ１２の蓄電状態に応じて高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御する。メイン制御部１４は、例えば、メインバッテリ１２の蓄電率が予め定められた第１基準値未満の場合、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧を上げて、メインバッテリ１２を充電する。また、メイン制御部１４は、メインバッテリ１２の蓄電率が第１基準値以上の場合、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧を下げてメインバッテリ１２の蓄電率を維持する。

バックアップ電源装置２０は、メイン電源装置１０が短絡等の異常時に当該メイン電源装置１０に代わって第２負荷部３に電力を供給するものである。バックアップ電源装置２０は、例えば、コネクタ（図示省略）を介してメイン電源装置１０及び第２負荷部３に接続される。バックアップ電源装置２０は、筐体２１と、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、バックアップバッテリ２３と、スイッチ回路２４と、バックアップ記憶部２５と、バックアップ制御部２６とを有する。

筐体２１は、各種電子部品を収容するものである。筐体２１は、放熱機能を備えた箱状に形成されている。筐体２１は、メイン電源装置１０とは別体で構成されている。筐体２１は、その内部空間部に、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、バックアップバッテリ２３、スイッチ回路２４、バックアップ記憶部２５、及び、バックアップ制御部２６を収容する。なお、筐体２１は、バックアップバッテリ２３を内部空間部に収容せずに外付けにしてもよい。

低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、直流電圧を変圧し、昇圧及び降圧するものである。低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、バックアップバッテリ２３に充電が必要な場合、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、当該高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１で高圧から低圧に変圧され出力される直流電力を受け、電圧をバックアップバッテリ２３の端子電圧以上に昇圧する。低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、バックアップバッテリ２３に接続され、昇圧した直流電力をバックアップバッテリ２３に出力する。

バックアップバッテリ２３は、電力を蓄電するものであり、例えばリチウムイオンバッテリである。バックアップバッテリ２３は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に接続され、当該低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により昇圧された直流電力を蓄電する。バックアップバッテリ２３は、第２負荷部３に接続され、図３に示すように、蓄電した直流電力を第２負荷部３に供給する。

スイッチ回路２４は、電流を通電又は遮断するものである。スイッチ回路２４は、メイン電源装置１０とバックアップ電源装置２０との間に設けられる。スイッチ回路２４は、例えば、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間に設けられる。スイッチ回路２４は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２との電気的な接続をオン又はオフする。スイッチ回路２４は、バックアップ制御部２６に接続され、バックアップ制御部２６から当該スイッチ回路２４をオンするオン信号又は当該スイッチ回路２４をオフするオフ信号を入力する。スイッチ回路２４は、オン信号に基づいてオンして電流を通電し、オフ信号に基づいてオフして電流を遮断する。スイッチ回路２４は、例えば、バックアップ電源装置２０又はメイン電源装置１０の異常時、バックアップ制御部２６からオフ信号を入力し、当該バックアップ電源装置２０とメイン電源装置１０との電流経路１７を遮断する。また、スイッチ回路２４は、バックアップ電源装置２０及びメイン電源装置１０の正常時、バックアップ制御部２６からオン信号を入力し、当該バックアップ電源装置２０とメイン電源装置１０との電流経路１７を通電する。

バックアップ記憶部２５は、情報を記憶するメモリである。バックアップ記憶部２５は、上述のメイン記憶部１３とは異なる記憶部であり、バックアップ制御部２６を動作させるための第２制御プログラムを記憶している。第２制御プログラムは、上述の第１制御プログラムとは別のプログラムである。つまり、第２制御プログラムは、第１制御プログラムとは別のソースコードで記載されている。

バックアップ制御部２６は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御するものである。バックアップ制御部２６は、ＣＰＵ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。バックアップ制御部２６は、バックアップ記憶部２５に接続され、当該バックアップ記憶部２５に記憶された第２制御プログラムを読み出す。そして、バックアップ制御部２６は、読み出した２１制御プログラムにより動作する。バックアップ制御部２６は、例えば、自己診断部２６ａと、電圧検出部２６ｂと、電流検出部２６ｃと、バッテリ状態推定部２６ｄと、バックアップ判定部２６ｅと、充電制御部２６ｆと、異常遮断部２６ｇとを有する。

自己診断部２６ａは、バックアップ電源装置２０を診断するものである。自己診断部２６ａは、例えば、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２やスイッチ回路２４等の動作を診断する。自己診断部２６ａは、例えば、バックアップ電源装置２０の起動直後にスイッチ回路２４の動作確認を行い、スイッチ回路２４の正常動作を確認した場合、バックアップ判定部２６ｅにスイッチ回路２４の正常を表す自己診断正常信号を出力する。一方、自己診断部２６ａは、スイッチ回路２４の異常を確認した場合、バックアップ判定部２６ｅにスイッチ回路２４の異常を表す自己診断異常信号を出力する。自己診断部２６ａは、バックアップ電源装置２０の起動直後や、当該バックアップ電源装置２０を起動後、定期的に当該バックアップ電源装置２０を診断する。

電圧検出部２６ｂは、電圧を検出するものである。電圧検出部２６ｂは、バックアップバッテリ２３に接続され、当該バックアップバッテリ２３の出力電圧を検出する。電圧検出部２６ｂは、検出したバックアップバッテリ２３の出力電圧を表すバッテリ電圧Ｖｂをバッテリ状態推定部２６ｄ及び充電制御部２６ｆに出力する。

電流検出部２６ｃは、電流を検出するものである。電流検出部２６ｃは、バックアップバッテリ２３に接続され、当該バックアップバッテリ２３の出力電流を検出する。電流検出部２６ｃは、検出したバックアップバッテリ２３の出力電流を表すバッテリ電流Ｉｂをバッテリ状態推定部２６ｄに出力する。

バッテリ状態推定部２６ｄは、バックアップバッテリ２３の状態を推定するものである。バッテリ状態推定部２６ｄは、例えば、電圧検出部２６ｂから出力されたバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、当該バックアップバッテリ２３の蓄電率を求め、求めたバックアップバッテリ２３の蓄電率をバックアップ判定部２６ｅに出力する。また、バッテリ状態推定部２６ｄは、電圧検出部２６ｂから出力されたバッテリ電圧Ｖｂ及び電流検出部２６ｃから出力されたバッテリ電流Ｉｂに基づいて、バックアップバッテリ２３の内部抵抗を求め、求めた内部抵抗をバックアップ判定部２６ｅに出力する。

バックアップ判定部２６ｅは、バックアップ処理の可否を判断するものである。バックアップ判定部２６ｅは、自己診断部２６ａから自己診断異常信号を入力した場合、バックアップ処理を不可とする。また、バックアップ判定部２６ｅは、バッテリ状態推定部２６ｄから出力されたバックアップバッテリ２３の蓄電率が予め定められた第２基準値未満の場合、バックアップ処理を不可とする。一方、バックアップ判定部２６ｅは、自己診断部２６ａから自己診断正常信号を入力し、且つ、バッテリ状態推定部２６ｄから出力されたバックアップバッテリ２３の蓄電率が第２基準値以上の場合、バックアップ処理を可能とする。なお、バックアップ判定部２６ｅは、バッテリ状態推定部２６ｄから出力された内部抵抗に基づいてバックアップバッテリ２３の劣化を判定し、当該劣化の程度に応じてバックアップ処理を不可としてもよい。

充電制御部２６ｆは、バックアップバッテリ２３の充電（蓄電）状態に基づいて当該バックアップバッテリ２３を充電するものである。充電制御部２６ｆは、例えば、電圧検出部２６ｂから出力されたバッテリ電圧Ｖｂと予め定められた目標電圧Ｖｇとに基づいて低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御し、バックアップバッテリ２３を充電する。充電制御部２６ｆは、例えば、図４に示すように、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｇと同等となるように低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧（充電電圧）Ｖｃを制御する。充電制御部２６ｆは、図４に示す時刻ｔ１において、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｇよりも小さいので、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して電力（出力電圧Ｖｃ）をバックアップバッテリ２３に供給する。このとき、出力電圧Ｖｃは、目標電圧Ｖｇよりも高い電圧である。充電制御部２６ｆは、時刻ｔ２において、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｇよりも大きくなったので、出力電圧Ｖｃを目標電圧Ｖｇと同等の電圧まで下げる。これにより、充電制御部２６ｆは、バッテリ電圧Ｖｂを目標電圧Ｖｇと同等することができる。なお、バックアップバッテリ２３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間では、バッテリ電流Ｉｂが低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２からバックアップバッテリ２３に流れることで充電し、時刻ｔ２の後、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｇと同等となるまでバッテリ電流Ｉｂを放電する。

異常遮断部２６ｇは、異常を検出して電流経路１７を遮断するものである。異常遮断部２６ｇは、メイン電源装置１０又はバックアップ電源装置２０に短絡（ショート）等の異常を検出していない場合、メイン電源装置１０とバックアップ電源装置２０との電流経路１７を通電するオン信号をスイッチ回路２４に出力する。一方、異常遮断部２６ｇは、例えば、メイン電源装置１０に短絡（ショート）等の異常が発生した場合、メイン電源装置１０とバックアップ電源装置２０との電流経路１７を遮断するオフ信号をスイッチ回路２４に出力する。異常遮断部２６ｇは、スイッチ回路２４により電流流路を遮断後、バックアップバッテリ２３から第２負荷部３に電力を供給する。

異常遮断部２６ｇは、例えば、図５に示すように、時刻ｔ１でメイン電源装置１０の短絡等の異常を検出した場合、スイッチ回路２４をオフにして低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力（出力電圧Ｖｃ）の供給を停止する。バックアップバッテリ２３は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力（出力電圧Ｖｃ）の供給が停止されると、第２負荷部３に電力（バッテリ電圧Ｖｂ）を供給する。このとき、バックアップバッテリ２３は、図５に示すように、バッテリ電圧Ｖｂが時間の経過と共に徐々に下降する。そして、バックアップバッテリ２３は、バッテリ電圧Ｖｂが第２負荷部３を駆動可能な最大許容電圧Ｖｍに到達するまで電力を第２負荷部３に供給する。このとき、バックアップバッテリ２３は、バッテリ電流Ｉｂが流れて放電する。

異常遮断部２６ｇは、例えば、図６に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２からの電力（出力電圧Ｖｃ）の供給を停止し、バックアップバッテリ２３から第２負荷部３に電力（バッテリ電圧Ｖｂ）を供給する。このとき、バックアップバッテリ２３は、バッテリ電流Ｉｂが第２負荷部３に流れて放電する。放電後、充電制御部２６ｆは、図６に示すように、バックアップバッテリ２３の放電によりバッテリ電圧Ｖｂが低下したので、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間で低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力（出力電圧Ｖｃ）を供給し、バックアップバッテリ２３を充電する。

次に、図７を参照して車両電源システム１の動作例について説明する。車両電源システム１のメイン電源装置１０は、第１負荷部２及び第２負荷部３に電力を供給する（ステップＳ１）。

次に、バックアップ電源装置２０は、メイン電源装置１０に短絡（ショート）等の異常が発生したか否かを判定する（ステップＳ２）。バックアップ電源装置２０は、メイン電源装置１０に短絡等の異常が発生した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、異常遮断部２６ｇによりバックアップ電源装置２０とメイン電源装置１０との電流経路１７を遮断する。異常遮断部２６ｇは、例えば、スイッチ回路２４をオフにして低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力（出力電圧Ｖｃ）の供給を停止する。次に、バックアップ電源装置２０は、図３に示すように、バックアップバッテリ２３から第２負荷部３に電力を供給する（ステップＳ４）。このとき、バックアップ電源装置２０は、バックアップバッテリ２３から第１負荷部２に電力を供給しない。

以上のように、実施形態に係る車両電源システム１は、メイン電源装置１０と、バックアップ電源装置２０とを備える。メイン電源装置１０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、メインバッテリ１２、及び、メイン制御部１４を有する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、車両に搭載され、電力供給部４から出力される直流電力の電圧を変圧する。メインバッテリ１２は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１により変圧された直流電力を蓄電し、当該直流電力を少なくとも第１負荷部２に供給する。メイン制御部１４は、第１制御プログラムにより動作し、メインバッテリ１２の蓄電状態に応じて高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を制御する。

バックアップ電源装置２０は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、バックアップバッテリ２３、及び、バックアップ制御部２６を有する。低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、車両に搭載され、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、当該高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から出力される直流電力の電圧を変圧する。バックアップバッテリ２３は、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により変圧された直流電力を蓄電し、当該直流電力を第２負荷部３に供給する。バックアップ制御部２６は、第１制御プログラムとは別の第２制御プログラムにより動作しバックアップバッテリ２３の蓄電状態に応じて低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。

この構成により、車両電源システム１は、メイン電源装置１０に異常が発生した場合、バックアップ電源装置２０により第２負荷部３を動作させることで車両を安全な場所まで走行させることができる。また、車両電源システム１は、バックアップ制御部２６がメイン制御部１４とは別の第２制御プログラムにより動作するので、メイン電源装置１０の第１制御プログラムの仕様変更を行わずに、バックアップ電源装置２０を車両に追加することができる。また、車両電源システム１は、バックアップ電源装置２０を搭載した車両とバックアップ電源装置２０を搭載していない車両とにおいて、メイン電源装置１０の第１制御プログラムの仕様を同等することができる。これにより、車両電源システム１は、バックアップ電源装置２０を容易に追加することができ、バックアップ電源装置２０の搭載性を向上させることができる。バックアップ電源装置２０は、例えば、自動運転のレベルによって車両への搭載が決まるが、現状、車両に搭載されていないことが多く、本発明により車両への搭載を容易にするメリットが大きい。

上記車両電源システム１において、メイン電源装置１０は、当該メイン電源装置１０の正常時、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１又はメインバッテリ１２から第１負荷部２に直流電力を供給し、且つ、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１又はメインバッテリ１２から低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して第２負荷部３に直流電力を供給する。また、メイン電源装置１０は、当該メイン電源装置１０の異常時、メイン電源装置１０から第１負荷部２及び第２負荷部３に直流電力を供給しない。この構成により、車両電源システム１は、メイン電源装置１０の正常時、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１又はメインバッテリ１２により第１負荷部２及び第２負荷部３を駆動させることで車両を正常に走行させることができる。

上記車両電源システム１において、バックアップ電源装置２０は、メイン電源装置１０の正常時、バックアップバッテリ２３から第１負荷部２及び第２負荷部３に直流電力を供給しない。また、メイン電源装置１０の異常時、バックアップバッテリ２３から電流経路２７で第２負荷部３に直流電力を供給し、且つ、バックアップバッテリ２３から第１負荷部２に直流電力を供給しない。この構成により、車両電源システム１は、メイン電源装置１０に異常が発生し当該メイン電源装置１０から電力を供給できない場合でも、バックアップ電源装置２０により第２負荷部３を動作させることで車両を安全な場所まで走行させることができる。

上記車両電源システム１において、バックアップ電源装置２０は、当該バックアップ電源装置２０又はメイン電源装置１０の異常時、当該バックアップ電源装置２０とメイン電源装置１０との電流経路１７を遮断する。車両電源システム１は、電流経路１７を遮断することにより、短絡等の異常が発生した側の装置を正常な装置から切り離すことができ、正常な装置を適正に動作させることができる。

上記車両電源システム１において、メイン電源装置１０は、第１制御プログラムを記憶するメイン記憶部１３を有する。また、バックアップ電源装置２０は、メイン記憶部１３とは異なる記憶部であり、第２制御プログラムを記憶するバックアップ記憶部２５を有する。この構成により、車両電源システム１は、メイン電源装置１０の第１制御プログラムの仕様変更を行わずに、バックアップ電源装置２０を車両に追加することができる。

上記車両電源システム１において、バックアップ電源装置２０は、少なくとも、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２２及びバックアップ制御部２６を収容する筐体２１を有する。この構成により、バックアップ電源装置２０を車両に容易に後付けすることができ、当該バックアップ電源装置２０の搭載性を向上することができる。

なお、上記説明において、メイン電源装置１０は、当該メイン電源装置１０の正常時、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１又はメインバッテリ１２から第１負荷部２及び第２負荷部３に電力を供給する例について説明したが、これに限定されない。メイン電源装置１０は、メイン電源装置１０の正常時、例えば、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１１又はメインバッテリ１２から第２負荷部３に電力を供給せずに第１負荷部２に電力を供給するような構成としてもよい。

また、バックアップ電源装置２０は、メイン電源装置１０の異常時、バックアップバッテリ２３から第１負荷部２に電力を供給するような構成としてもよい。

また、第１負荷部２は、エアコン、オーディオ等の一般負荷部、及び、操舵装置、ブレーキ装置、センサ等の重要負荷部を含んで構成され、第２負荷部３は、操舵装置、ブレーキ装置、センサ等の重要負荷部を含んで構成される例について説明したが、これに限定されない。

また、バックアップ電源装置２０は、自動運転の車両に適用される例について説明したが、これに限定されず、自動運転の車両以外の車両に適用してもよい。

１ 車両電源システム
２ 第１負荷部
３ 第２負荷部
４ 電力供給部
１０ メイン電源装置
１１ 高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１ＤＣ／ＤＣコンバータ）
１２ メインバッテリ（第１バッテリ）
１３ メイン記憶部（第１記憶部）
１４ メイン制御部（第１制御部）
２０ バックアップ電源装置
２１ 筐体
２２ 低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２ＤＣ／ＤＣコンバータ）
２３ バックアップバッテリ（第２バッテリ）
２５ バックアップ記憶部（第２記憶部）
２６ バックアップ制御部（第２制御部）

Claims (6)

1. 車両に搭載され電力供給部から出力される直流電力の電圧を変圧する第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータにより変圧された直流電力を蓄電し当該直流電力を少なくとも第１負荷部に供給する第１バッテリ、及び、第１制御プログラムにより動作し前記第１バッテリの蓄電状態に応じて前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する第１制御部を有するメイン電源装置と、
   前記車両に搭載され前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され当該第１ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力の電圧を変圧する第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより変圧された直流電力を蓄電し当該直流電力を第２負荷部に供給する第２バッテリ、及び、前記第１制御プログラムとは別の第２制御プログラムにより動作し前記第２バッテリの蓄電状態に応じて前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する第２制御部を有するバックアップ電源装置と、
   を備えることを特徴とする車両電源システム。
2. 前記メイン電源装置は、当該メイン電源装置の正常時、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記第１バッテリから前記第１負荷部に直流電力を供給し、且つ、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記第１バッテリから前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２負荷部に直流電力を供給し、
   当該メイン電源装置の異常時、前記第１負荷部及び前記第２負荷部に直流電力を供給しない請求項１に記載の車両電源システム。
3. 前記バックアップ電源装置は、前記メイン電源装置の正常時、前記第２バッテリから前記第１負荷部及び前記第２負荷部に直流電力を供給せず、
   前記メイン電源装置の異常時、前記第２バッテリから前記第２負荷部に直流電力を供給し、且つ、前記第２バッテリから前記第１負荷部に直流電力を供給しない請求項１又は２に記載の車両電源システム。
4. 前記バックアップ電源装置は、当該バックアップ電源装置又は前記メイン電源装置の異常時、当該バックアップ電源装置と前記メイン電源装置との電流経路を遮断する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両電源システム。
5. 前記メイン電源装置は、前記第１制御プログラムを記憶する第１記憶部を有し、
   前記バックアップ電源装置は、前記第１記憶部とは異なる記憶部であり前記第２制御プログラムを記憶する第２記憶部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両電源システム。
6. 前記バックアップ電源装置は、少なくとも、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２制御部を収容する筐体を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両電源システム。

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