JP2022044854A - 多出力電源装置 - Google Patents

多出力電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022044854A
JP2022044854A JP2020150195A JP2020150195A JP2022044854A JP 2022044854 A JP2022044854 A JP 2022044854A JP 2020150195 A JP2020150195 A JP 2020150195A JP 2020150195 A JP2020150195 A JP 2020150195A JP 2022044854 A JP2022044854 A JP 2022044854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
low
battery
sub
load
batteries
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2020150195A
Other languages
English (en)
Inventor
聡 伊藤
Satoshi Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2020150195A priority Critical patent/JP2022044854A/ja
Priority to US17/411,169 priority patent/US20220077790A1/en
Priority to DE102021122989.8A priority patent/DE102021122989A1/de
Publication of JP2022044854A publication Critical patent/JP2022044854A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/084—Three-wire systems; Systems having more than three wires for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H02J1/086—Three-wire systems; Systems having more than three wires for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources for providing alternative feeding paths between load or loads and source or sources when the main path fails
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0074—Plural converter units whose inputs are connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
    • H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33561—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

【課題】信頼性を向上することができる多出力電源装置を提供する。【解決手段】多出力電源装置１において、低負荷メイン回路３０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１のうち少なくとも１つをメインバッテリ１１ｄとし、当該メインバッテリ１１ｄから低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。低負荷サブ回路４０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１のうちメインバッテリ１１ｄとは異なるバッテリ１１をサブバッテリ１１ａ～１１ｃとし、当該サブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。フライバックコンバータ４２は、低負荷サブ回路４０に設けられ、電圧を変圧可能なコンバータである。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常の場合、フライバックコンバータ４２を駆動制御し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃからフライバックコンバータ４２を介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、多出力電源装置に関する。
従来、多出力電源装置として、例えば、特許文献１には、複数の電源電圧を出力可能な電源装置が記載されている。この電源装置は、複数のバッテリを直列に接続したバッテリ直列体において全てのバッテリから高圧の電力を第１負荷部に供給すると共に、バッテリ直列体の一部のバッテリから低圧の電力を第２負荷部に供給している。
特開平３－５６０４０号公報
ところで、上述の特許文献１に記載の電源装置は、例えば、上記第２負荷用のバッテリが異常である場合、第２負荷部に電力を供給することができず、この点で更なる改善の余地がある。
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性を向上することができる多出力電源装置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、本発明に係る多出力電源装置は、複数のバッテリが直列に接続されたバッテリ直列体と、前記バッテリ直列体から高圧負荷部に電力を供給する高負荷メイン回路と、前記バッテリ直列体を構成する前記複数のバッテリのうち少なくとも１つをメインバッテリとし、前記メインバッテリから前記高圧負荷部よりも駆動電圧が低い低圧負荷部に電力を供給する低負荷メイン回路と、前記バッテリ直列体を構成する前記複数のバッテリのうち前記メインバッテリとは異なるバッテリをサブバッテリとし、前記サブバッテリから前記低圧負荷部に電力を供給する低負荷サブ回路と、前記低負荷サブ回路に設けられ電圧を変圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記メインバッテリが異常の場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、前記サブバッテリから前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給することを特徴とする。
上記多出力電源装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブバッテリは、それぞれ複数設けられ、複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが前記サブバッテリの各々に対応して設けられ、前記制御部は、前記メインバッテリが異常であり、かつ、複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータのうち一部の前記ＤＣ／ＤＣコンバータが異常である場合、正常な前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、前記サブバッテリから当該正常なＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給することが好ましい。
上記多出力電源装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブバッテリは、それぞれ複数設けられ、複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが前記サブバッテリの各々に対応して設けられ、前記制御部は、前記メインバッテリが異常の場合、正常な全ての前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、それぞれの前記サブバッテリからそれぞれの前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給することで、前記低圧負荷部に必要な電力をそれぞれの前記サブバッテリが分担することが好ましい。
上記多出力電源装置において、前記制御部は、前記低負荷メイン回路及び前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記メインバッテリを優先して前記低負荷メイン回路により電力を前記低圧負荷部に供給する通常モードと、前記低負荷メイン回路及び前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記サブバッテリを優先して前記低負荷サブ回路により電力を前記低圧負荷部に供給するサブバッテリ電力消費モードと、前記低負荷メイン回路が異常でありかつ前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記低負荷サブ回路により電力を前記低圧負荷部に供給する異常モードとに応じて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することが好ましい。
本発明に係る多出力電源装置は、メインバッテリが異常の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、サブバッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介して低圧負荷部に電力を供給するので、信頼性を向上することができる。
図１は、実施形態に係る多出力電源装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る多出力電源装置の動作例（通常モード）を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る多出力電源装置の動作例（異常モード）を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る多出力電源装置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。更に、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多出力電源装置１について説明する。図１は、実施形態に係る多出力電源装置１の構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係る多出力電源装置１の動作例（通常モード）を示すブロック図である。図３は、実施形態に係る多出力電源装置１の動作例（異常モード）を示すブロック図である。
多出力電源装置１は、例えば、車両に搭載され、当該車両の様々な負荷部に電力を供給するマルチ電源装置である。車両に搭載される負荷部には、例えば、空調等の電装品に相当する４８Ｖ電源の高圧負荷部Ｒ１、車両の走行を制御する車両制御ＥＣＵ、将来的に車両に搭載され自動運転を制御する自動運転ＥＣＵ等に相当する１２Ｖ電源の低圧負荷部Ｒ２がある。低圧負荷部Ｒ２は、高圧負荷部Ｒ１よりも駆動電圧が低い負荷部である。多出力電源装置１は、このような４８Ｖ電源の高圧負荷部Ｒ１及び１２Ｖ電源の低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。以下、多出力電源装置１について詳細に説明する。
多出力電源装置１は、図１に示すように、バッテリ直列体１０と、高負荷メイン回路２０と、低負荷メイン回路３０と、低負荷サブ回路４０と、制御部５０とを備える。
バッテリ直列体１０は、複数のバッテリ１１が直列に接続されたものである。複数のバッテリ１１は、直流電力を充放電可能な電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。複数のバッテリ１１は、例えば、複数のバッテリ１１ａ～１１ｄを含んで構成され、各々のバッテリ１１ａ～１１ｄの電圧が１２Ｖ程度である。複数のバッテリ１１ａ～１１ｄは、それぞれのバッテリ１１ａ～１１ｄが互いに直列に接続されることでバッテリ直列体１０を構成している。バッテリ直列体１０は、外部充電機器（図示省略）に接続され、当該外部充電機器から供給される電力を充電する。また、バッテリ直列体１０は、４８Ｖ電源の高圧負荷部Ｒ１に接続されている。バッテリ直列体１０は、例えば、当該バッテリ直列体１０の正極端子が高圧負荷部Ｒ１の第１端子ｒ１１に接続され、当該バッテリ直列体１０の負極端子が高圧負荷部Ｒ１の第２端子ｒ１２に接続され、当該高圧負荷部Ｒ１に４８Ｖ電圧の電力を供給する。なお、複数のバッテリ１１ａ～１１ｄは、それぞれバッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ；Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）や、セルボルテージセンサ（ＣＶＳ；Ｃｅｌｌ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）が設けられており、バッテリマネージメントシステムやセルボルテージセンサからバッテリ電圧、バッテリ電流等の検出値が制御部５０に出力される。
高負荷メイン回路２０は、高圧負荷部Ｒ１に電力を供給する回路である。高負荷メイン回路２０は、電流センサ２１と、高圧負荷部Ｒ１と、バッテリ直列体１０とを含んで構成される。
電流センサ２１は、電流を検出するものである。電流センサ２１は、例えば、ホール素子を用いたホール式の電流センサや、シャント抵抗器を用いたシャント式の電流センサ等を適用することができる。電流センサ２１は、バッテリ直列体１０の負極端子と高圧負荷部Ｒ１の第２端子ｒ１２との間に設けられ、バッテリ直列体１０の負極端子と高圧負荷部Ｒ１の第２端子ｒ１２との間に流れる電流を検出する。電流センサ２１は、制御部５０に接続され、検出した電流の電流値を制御部５０に出力する。
高圧負荷部Ｒ１は、上述したように、空調等の電装品に相当する４８Ｖ電源の高電圧の負荷部である。バッテリ直列体１０は、複数のバッテリ１１ａ～１１ｄが直列に接続されたものである。
高負荷メイン回路２０は、バッテリ直列体１０から高圧負荷部Ｒ１に４８Ｖ電圧の電力を供給する。なお、高負荷メイン回路２０は、バッテリ直列体１０の正極端子と高圧負荷部Ｒ１の第１端子ｒ１１との間にヒューズＦ１が設けられている。ヒューズＦ１は、バッテリ直列体１０から高圧負荷部Ｒ１に過電流が流れたときに溶断して回路を保護する。
低負荷メイン回路３０は、低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する回路である。低負荷メイン回路３０は、電流センサ３１と、低圧負荷部Ｒ２と、１つのバッテリ（メインバッテリ）１１ｄとを含んで構成され、グランドＧＮＤに接続されている。
電流センサ３１は、電流を検出するものである。電流センサ３１は、例えば、ホール素子を用いたホール式の電流センサや、シャント抵抗器を用いたシャント式の電流センサ等を適用することができる。電流センサ３１は、バッテリ１１ｄの正極端子と低圧負荷部Ｒ２の第１端子ｒ２１との間に設けられ、バッテリ１１ｄの正極端子と低圧負荷部Ｒ２の第１端子ｒ２１との間に流れる電流を検出する。電流センサ３１は、制御部５０に接続され、検出した電流の電流値を制御部５０に出力する。
低圧負荷部Ｒ２は、上述したように、車両制御ＥＣＵ、自動運転ＥＣＵ等に相当する１２Ｖ電源の低電圧の負荷部である。
低負荷メイン回路３０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１ａ～１１ｄのうち、少なくとも１つをメインバッテリとし、このメインバッテリから低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。ここでは、低負荷メイン回路３０は、バッテリ直列体１０の負極側の端部に位置する１つのバッテリ１１ｄをメインバッテリとしている。なお、以下の説明では、バッテリ１１ｄをメインバッテリ１１ｄとも称する場合がある。メインバッテリ１１ｄは、後述するフライバックコンバータ４２を介さずに低圧負荷部Ｒ２に接続されている。メインバッテリ１１ｄは、例えば、当該メインバッテリ１１ｄの正極端子が低圧負荷部Ｒ２の第１端子ｒ２１に接続され、当該メインバッテリ１１ｄの負極端子が低圧負荷部Ｒ２の第２端子ｒ２２に接続され、当該低圧負荷部Ｒ２に１２Ｖ電圧の電力を供給する。なお、低負荷メイン回路３０は、メインバッテリ１１ｄの正極端子と低圧負荷部Ｒ２の第１端子ｒ２１との間にヒューズＦ４が設けられている。ヒューズＦ４は、メインバッテリ１１ｄから低圧負荷部Ｒ２に過電流が流れたときに溶断して回路を保護する。
低負荷サブ回路４０は、低圧負荷部Ｒ２に電力を供給するものである。低負荷サブ回路４０は、電流センサ４１ａ～４１ｃと、平滑用コンデンサＣ１～Ｃ４と、低圧負荷部Ｒ２と、３つのバッテリ（サブバッテリ）１１ａ～１１ｃと、フライバックコンバータ４２とを含んで構成される。
電流センサ４１ａ～４１ｃは、電流を検出するものである。電流センサ４１ａ～４１ｃは、例えば、ホール素子を用いたホール式の電流センサや、シャント抵抗器を用いたシャント式の電流センサ等を適用することができる。電流センサ４１ａは、バッテリ１１ａの正極端子と後述する１次側変換部４２ＡのコイルＬ１との間に設けられ、バッテリ１１ａの正極端子と１次側変換部４２ＡのコイルＬ１との間に流れる電流を検出する。電流センサ４１ｂは、バッテリ１１ｂの正極端子と後述する１次側変換部４２ＢのコイルＬ２との間に設けられ、バッテリ１１ｂの正極端子と１次側変換部４２ＢのコイルＬ２との間に流れる電流を検出する。電流センサ４１ｃは、バッテリ１１ｃの正極端子と後述する１次側変換部４２ＣのコイルＬ３との間に設けられ、バッテリ１１ｃの正極端子と１次側変換部４２ＣのコイルＬ３との間に流れる電流を検出する。電流センサ４１ａ～４１ｃは、それぞれが制御部５０に接続され、検出した電流の電流値を制御部５０に出力する。
平滑用コンデンサＣ１～Ｃ４は、電流を平滑化するものである。平滑用コンデンサＣ１は、１次側変換部４２Ａに並列に接続され、当該１次側変換部４２Ａに入力される電流を平滑化する。平滑用コンデンサＣ２は、１次側変換部４２Ｂに並列に接続され、当該１次側変換部４２Ｂに入力される電流を平滑化する。平滑用コンデンサＣ３は、１次側変換部４２Ｃに並列に接続され、当該１次側変換部４２Ｃに入力される電流を平滑化する。平滑用コンデンサＣ４は、２次側変換部４２Ｄに並列に接続され、当該２次側変換部４２Ｄから出力される電流を平滑化する。
低負荷サブ回路４０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１ａ～１１ｄのうち、メインバッテリ１１ｄとは異なるバッテリ１１ａ～１１ｃをサブバッテリとし、これらのサブバッテリから低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。ここでは、低負荷サブ回路４０は、バッテリ直列体１０の正極側に位置する３つのバッテリ１１ａ～１１ｃをサブバッテリとしている。なお、以下の説明では、バッテリ１１ａ～１１ｃをそれぞれサブバッテリ１１ａ～１１ｃとも称する場合がある。サブバッテリ１１ａ～１１ｃは、フライバックコンバータ４２に接続され、当該フライバックコンバータ４２に電力を供給する。
フライバックコンバータ４２は、電圧を変圧可能なものである。フライバックコンバータ４２は、例えば、フライバック式のＤＣ／ＤＣコンバータであり、１２Ｖ電圧の電力を出力する。フライバックコンバータ４２は、低負荷サブ回路４０に設けられ、複数の１次側変換部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと、１つの２次側変換部４２Ｄとを含んで構成される。複数の１次側変換部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、それぞれがサブバッテリ１１ａ～１１ｃの各々に対応して設けられ、それぞれが２次側変換部４２Ｄに対して並列して配置されている。そして、複数の１次側変換部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、２次側変換部４２Ｄに対して絶縁された状態で磁界結合可能に配置されている。１次側変換部４２Ａ及び２次側変換部４２Ｄは、１つのＤＣ／ＤＣコンバータを構成し、同様に、１次側変換部４２Ｂ及び２次側変換部４２Ｄ、１次側変換部４２Ｃ及び２次側変換部４２Ｄは、それぞれ１つのＤＣ／ＤＣコンバータを構成する。
１次側変換部４２Ａは、コイルＬ１と、ＦＥＴＱ１とを含んで構成される。コイルＬ１は、螺旋状に巻き回された巻線部を有し、当該巻線部が２次側変換部４２Ｄの巻線部と絶縁された状態で磁界結合可能に配置されている。コイルＬ１は、巻線部の一端がサブバッテリ１１ａの正極端子に接続され、巻線部の他端がＦＥＴＱ１を介してサブバッテリ１１ａの負極端子に接続されている。コイルＬ１は、サブバッテリ１１ａから供給される電力に応じて電気エネルギーを蓄積する。
ＦＥＴＱ１は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子であり、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ＦＥＴＱ１は、コイルＬ１とサブバッテリ１１ａの負極端子との間に設けられ、ドレイン端子と、ソース端子と、ゲート端子とを含んで構成される。ＦＥＴＱ１は、ドレイン端子がコイルＬ１の巻線部の他端に接続され、ソース端子がサブバッテリ１１ａの負極端子に接続され、ゲート端子が制御部５０に接続されている。ＦＥＴＱ１は、制御部５０によりゲート端子に印加されるゲート電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、コイルＬ１に流れる電流を通電又は遮断する。
１次側変換部４２Ｂは、上述の１次側変換部４２Ａと同様に構成されている。すなわち、１次側変換部４２Ｂは、コイルＬ２と、ＦＥＴＱ２とを含んで構成される。コイルＬ２は、螺旋状に巻き回された巻線部を有し、当該巻線部が２次側変換部４２Ｄの巻線部と絶縁された状態で磁界結合可能に配置されている。コイルＬ２は、巻線部の一端がサブバッテリ１１ｂの正極端子に接続され、巻線部の他端がＦＥＴＱ２を介してサブバッテリ１１ｂの負極端子に接続されている。コイルＬ２は、サブバッテリ１１ｂから供給される電力に応じて電気エネルギーを蓄積する。
ＦＥＴＱ２は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子であり、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。ＦＥＴＱ２は、コイルＬ２とサブバッテリ１１ｂの負極端子との間に設けられ、ドレイン端子と、ソース端子と、ゲート端子とを含んで構成される。ＦＥＴＱ２は、ドレイン端子がコイルＬ２の巻線部の他端に接続され、ソース端子がサブバッテリ１１ｂの負極端子に接続され、ゲート端子が制御部５０に接続されている。ＦＥＴＱ２は、制御部５０によりゲート端子に印加されるゲート電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、コイルＬ２に流れる電流を通電又は遮断する。
１次側変換部４２Ｃは、上述の１次側変換部４２Ａ、４２Ｂと同様に構成されている。すなわち、１次側変換部４２Ｃは、コイルＬ３と、ＦＥＴＱ３とを含んで構成される。コイルＬ３は、螺旋状に巻き回された巻線部を有し、当該巻線部が２次側変換部４２Ｄの巻線部と絶縁された状態で磁界結合可能に配置されている。コイルＬ３は、巻線部の一端がサブバッテリ１１ｃの正極端子に接続され、巻線部の他端がＦＥＴＱ３を介してサブバッテリ１１ｃの負極端子に接続されている。コイルＬ３は、サブバッテリ１１ｃから供給される電力に応じて電気エネルギーを蓄積する。
ＦＥＴＱ３は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子であり、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。ＦＥＴＱ３は、コイルＬ３とサブバッテリ１１ｃの負極端子との間に設けられ、ドレイン端子と、ソース端子と、ゲート端子とを含んで構成される。ＦＥＴＱ３は、ドレイン端子がコイルＬ３の巻線部の他端に接続され、ソース端子がサブバッテリ１１ｃの負極端子に接続され、ゲート端子が制御部５０に接続されている。ＦＥＴＱ３は、制御部５０によりゲート端子に印加されるゲート電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、コイルＬ３に流れる電流を通電又は遮断する。
２次側変換部４２Ｄは、コイルＬ４と、ＦＥＴＱ４とを含んで構成される。コイルＬ４は、螺旋状に巻き回された巻線部を有し、当該巻線部が１次側変換部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの巻線部と絶縁された状態で磁界結合可能に配置されている。コイルＬ４は、巻線部の一端が低圧負荷部Ｒ２の第１端子ｒ２１に接続され、巻線部の他端がＦＥＴＱ４を介して低圧負荷部Ｒ２の第２端子ｒ２２に接続されている。コイルＬ４は、１次側変換部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから供給される電力に応じて電気エネルギーを蓄積し、蓄積した電気エネルギーにより誘導起電力を発生させて低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。
ＦＥＴＱ４は、電流を通電又は遮断するスイッチング素子であり、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。ＦＥＴＱ４は、コイルＬ４と低圧負荷部Ｒ２の第２端子ｒ２２との間に設けられ、ドレイン端子と、ソース端子と、ゲート端子とを含んで構成される。ＦＥＴＱ４は、ドレイン端子がコイルＬ４の巻線部の他端に接続され、ソース端子が低圧負荷部Ｒ２の第２端子ｒ２２に接続され、ゲート端子が制御部５０に接続されている。ＦＥＴＱ４は、制御部５０によりゲート端子に印加されるゲート電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦし、コイルＬ４に流れる電流を通電又は遮断する。
なお、上記低負荷サブ回路４０は、サブバッテリ１１ａの正極端子と１次側変換部４２ＡのコイルＬ１との間にヒューズＦ１が設けられている。ヒューズＦ１は、サブバッテリ１１ａから１次側変換部４２Ａに過電流が流れたときに溶断して回路を保護する。低負荷サブ回路４０は、サブバッテリ１１ｂの正極端子と１次側変換部４２ＢのコイルＬ２との間にヒューズＦ２が設けられている。ヒューズＦ２は、サブバッテリ１１ｂから１次側変換部４２Ｂに過電流が流れたときに溶断して回路を保護する。低負荷サブ回路４０は、サブバッテリ１１ｃの正極端子と１次側変換部４２ＣのコイルＬ３との間にヒューズＦ３が設けられている。ヒューズＦ３は、サブバッテリ１１ｃから１次側変換部４２Ｃに過電流が流れたときに溶断して回路を保護する。
フライバックコンバータ４２は、１次側変換部４２Ａ～４２Ｃ及び２次側変換部４２Ｄにおいて、ＦＥＴＱ１～Ｑ４をＯＮ／ＯＦＦすることにより、サブバッテリ１１ａ～１１ｃから供給される電力の電圧を変圧して、低圧負荷部Ｒ２及びメインバッテリ１１ｄの少なくとも一方に電力を供給する。フライバックコンバータ４２は、例えば、１次側変換部４２Ａ及び２次側変換部４２Ｄにおいて、ＦＥＴＱ１をＯＮしかつＦＥＴＱ４をＯＦＦすることにより、サブバッテリ１１ａから供給される電力の電気エネルギーをコイルＬ１、Ｌ４に蓄積し、その後、ＦＥＴＱ１をＯＦＦしかつＦＥＴＱ４をＯＮすることにより、コイルＬ１、Ｌ４に蓄積された電気エネルギーにより誘導起電力を発生させて低圧負荷部Ｒ２等に１２Ｖ電圧の電力を供給する。フライバックコンバータ４２は、その他の１次側変換部４２Ｂ、４２Ｃ及び２次側変換部４２Ｄについても、上述の１次側変換部４２Ａ及び２次側変換部４２Ｄと同様に動作する。すなわち、フライバックコンバータ４２は、１次側変換部４２Ｂ及び２次側変換部４２Ｄにおいて、ＦＥＴＱ２をＯＮしかつＦＥＴＱ４をＯＦＦすることにより、サブバッテリ１１ｂから供給される電力の電気エネルギーをコイルＬ２、Ｌ４に蓄積し、その後、ＦＥＴＱ２をＯＦＦしかつＦＥＴＱ４をＯＮすることにより、コイルＬ２、Ｌ４に蓄積された電気エネルギーにより誘導起電力を発生させて低圧負荷部Ｒ２等に１２Ｖ電圧の電力を供給する。同様に、フライバックコンバータ４２は、１次側変換部４２Ｃ及び２次側変換部４２Ｄにおいて、ＦＥＴＱ３をＯＮしかつＦＥＴＱ４をＯＦＦすることにより、サブバッテリ１１ｃから供給される電力の電気エネルギーをコイルＬ３、Ｌ４に蓄積し、その後、ＦＥＴＱ３をＯＦＦしかつＦＥＴＱ４をＯＮすることにより、コイルＬ３、Ｌ４に蓄積された電気エネルギーにより誘導起電力を発生させて低圧負荷部Ｒ２等に１２Ｖ電圧の電力を供給する。
制御部５０は、フライバックコンバータ４２を制御するものである。制御部５０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ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。制御部５０は、複数のバッテリ１１ａ～１１ｄに設けられたバッテリマネージメントシステムやセルボルテージセンサから出力されるバッテリ電圧、バッテリ電流等の検出値に基づいて、複数のバッテリ１１ａ～１１ｄの異常を検出する。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが短絡した場合、ヒューズＦ４が溶断してメインバッテリ１１ｄから低圧負荷部Ｒ２に電流が流れず、電流センサ３１の電流値が異常値となることから当該メインバッテリ１１ｄの異常を検出する。制御部５０は、１次側変換部４２Ａにおいて、ＦＥＴＱ１がＯＮに固着してＯＦＦしないＯＮ固着故障の場合、ヒューズＦ１が溶断してサブバッテリ１１ａから１次側変換部４２Ａ側に電流が流れず、電流センサ４１ａの電流値が異常値となることから当該１次側変換部４２Ａの異常を検出する。制御部５０は、１次側変換部４２Ａと同様にその他の１次側変換部４２Ｂ、４２Ｃについても同様にＦＥＴＱ２、Ｑ３のＯＮ固着故障を検出する。制御部５０は、１次側変換部４２Ａにおいて、ＦＥＴＱ１がＯＦＦに固着してＯＮしないＯＦＦ固着故障の場合、サブバッテリ１１ａから１次側変換部４２Ａ側に電流が流れず、電流センサ４１ａの電流値が異常値となることから当該１次側変換部４２Ａの異常を検出する。制御部５０は、１次側変換部４２Ａと同様にその他の１次側変換部４２Ｂ、４２Ｃについても同様にＦＥＴＱ２、Ｑ３のＯＦＦ固着故障を検出する。制御部５０は、電流センサ２１から出力されるバッテリ直列体１０の電流値に基づいて当該バッテリ直列体１０の異常を検出する。
制御部５０は、通常モード、サブバッテリ電力消費モード、及び、異常モードとに応じて、フライバックコンバータ４２を制御する。通常モードは、低負荷メイン回路３０及び低負荷サブ回路４０が正常である場合に、メインバッテリ１１ｄを優先して低負荷メイン回路３０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給するモードである。通常モードは、低負荷メイン回路３０及び低負荷サブ回路４０が正常である場合に主に実行されるモードである。通常モードでは、低負荷サブ回路４０よりも抵抗が少なく、電力伝送効率が低負荷サブ回路４０よりも高い低負荷メイン回路３０のメインバッテリ１１ｄを優先する。制御部５０は、通常モードにおいて、図２に示すように、電力伝送効率が相対的に高い低負荷メイン回路３０を介して電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する。このとき、バッテリ直列体１０は、高圧負荷部Ｒ１に電力を供給している。
サブバッテリ電力消費モードは、低負荷メイン回路３０及び低負荷サブ回路４０が正常である場合に、サブバッテリ１１ａ～１１ｃを優先して低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給するモードである。サブバッテリ電力消費モードは、例えば、複数のバッテリ１１の間で充電量のバランスをとって均等化を行う際に実行されるモードである。制御部５０は、例えば、メインバッテリ１１ｄよりもサブバッテリ１１ａ～１１ｃのほうが充電量が多い場合、当該サブバッテリ電力消費モードにおいて、低負荷メイン回路３０よりも低負荷サブ回路４０を優先し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２及びメインバッテリ１１ｄの少なくとも一方に電力を供給して均等化を行う。また、制御部５０は、当該サブバッテリ電力消費モードにおいて、均等化処理以外の場合でも、サブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２及びメインバッテリ１１ｄの少なくとも一方に電力を供給してもよい。なお、制御部５０は、フライバックコンバータ４２を制御し、充電量の多いサブバッテリ１１ａの充電電力を一旦メインバッテリ１１ｄに移動させ、メインバッテリ１１ｄに移動させた充電電力を、充電量の少ないサブバッテリ１１ｃに移動させて充電量のバランスをとって均等化を行ってもよい。
異常モードは、低負荷メイン回路３０が異常でありかつ低負荷サブ回路４０が正常である場合に、低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給するモードである。異常モードは、メインバッテリ１１ｄが失陥して低負荷メイン回路３０が異常である場合に実行されるモードである。制御部５０は、例えば、異常モードの場合、図３に示すように、フライバックコンバータ４２を駆動制御し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃからフライバックコンバータ４２を介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。このとき、バッテリ直列体１０は、メインバッテリ１１ｄが失陥しているので、高圧負荷部Ｒ１に電力を供給できない。
制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常である異常モードの場合、正常な全ての１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御し、それぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃからそれぞれの１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給することで、低圧負荷部Ｒ２に必要な電力をそれぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃが分担する。この場合、制御部５０は、例えば、それぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃがそれぞれ同じ電力（低圧負荷部Ｒ２に必要な電力の１／３ずつ）を低圧負荷部Ｒ２に供給することで、低圧負荷部Ｒ２に必要な電力をそれぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃが分担する。
制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常であり、かつ、複数の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃのうち一部の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃが異常である異常モードの場合、正常な１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃから当該正常な１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。なお、電流センサ２１から出力されるバッテリ直列体１０の電流値が異常である場合は、高圧負荷部Ｒ１に電力が供給されない。
次に、多出力電源装置１の動作例について説明する。図４は、実施形態に係る多出力電源装置１の動作例を示すフローチャートである。多出力電源装置１において、制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常であるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部５０は、例えば、メインバッテリ１１ｄが短絡した場合、電流センサ３１の電流値が異常値となることから当該メインバッテリ１１ｄの異常を検出する。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常である場合（ステップＳ１;Ｙｅｓ）、低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する異常モードに移行する（ステップＳ２）。制御部５０は、例えば、異常モードの場合、フライバックコンバータ４２を駆動制御し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃからフライバックコンバータ４２を介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する（図３参照）。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが正常である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、サブバッテリ１１ａ～１１ｃの消費要求があるか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部５０は、サブバッテリ１１ａ～１１ｃの消費要求がある場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、サブバッテリ１１ａ～１１ｃを優先して低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給するサブバッテリ電力消費モードに移行する（ステップＳ４）。制御部５０は、例えば、サブバッテリ電力消費モードの場合、サブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２及びメインバッテリ１１ｄの少なくとも一方に電力を供給して均等化を行う。制御部５０は、サブバッテリ１１ａ～１１ｃの消費要求がない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、メインバッテリ１１ｄを優先して低負荷メイン回路３０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する通常モードに移行する（ステップＳ５）。制御部５０は、例えば、通常モードにおいて、電力伝送効率が相対的に高い低負荷メイン回路３０を介して電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する（図２参照）。
以上のように、実施形態に係る多出力電源装置１は、バッテリ直列体１０と、高負荷メイン回路２０と、低負荷メイン回路３０と、低負荷サブ回路４０と、制御部５０とを備える。バッテリ直列体１０は、複数のバッテリ１１が直列に接続されたものである。高負荷メイン回路２０は、バッテリ直列体１０から高圧負荷部Ｒ１に電力を供給する。低負荷メイン回路３０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１のうち少なくとも１つをメインバッテリ１１ｄとし、当該メインバッテリ１１ｄから高圧負荷部Ｒ１よりも駆動電圧が低い低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。低負荷サブ回路４０は、バッテリ直列体１０を構成する複数のバッテリ１１のうちメインバッテリ１１ｄとは異なるバッテリ１１をサブバッテリ１１ａ～１１ｃとし、当該サブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。フライバックコンバータ４２は、低負荷サブ回路４０に設けられ、電圧を変圧可能なコンバータである。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常の場合、フライバックコンバータ４２を駆動制御し、サブバッテリ１１ａ～１１ｃからフライバックコンバータ４２を介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。
この構成により、多出力電源装置１は、メインバッテリ１１ｄが異常の場合でも、フライバックコンバータ４２により調整された電力をサブバッテリ１１ａ～１１ｃから低圧負荷部Ｒ２に供給することができる。これにより、多出力電源装置１は、例えば、低圧負荷部Ｒ２が車両制御ＥＣＵや自動運転ＥＣＵ等のように重要な負荷部であるときに、メインバッテリ１１ｄが異常の場合でも当該重要な負荷部に継続して電力を供給することができ、この結果、電源の信頼性（冗長性）を向上することができる。
上記多出力電源装置１において、１次側変換部４２Ａ～４２Ｃ及びサブバッテリ１１ａ～１１ｃは、それぞれ複数設けられる。複数の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃは、それぞれがサブバッテリ１１ａ～１１ｃの各々に対応して設けられる。制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常であり、かつ、複数の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃのうち一部の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃが異常である場合、正常な１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御しサブバッテリ１１ａ～１１ｃから当該正常な１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する。この構成により、多出力電源装置１は、メインバッテリ１１ｄ及び一部の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃが異常である場合でも、低圧負荷部Ｒ２に電力を供給することができ、この結果、さらに電源の信頼性を向上することができる。
上記多出力電源装置１において、制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常の場合、正常な全ての１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御し、それぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃからそれぞれの１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを介して低圧負荷部Ｒ２に電力を供給することで、低圧負荷部Ｒ２に必要な電力をそれぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃが分担する。この構成により、多出力電源装置１は、複数の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃで分散して低圧負荷部Ｒ２に必要な電力を出力することができるので、それぞれの１次側変換部４２Ａ～４２Ｃの負荷を軽減することができ、１次側変換部４２Ａ～４２Ｃの故障を抑制できる。
上記多出力電源装置１において、制御部５０は、低負荷メイン回路３０及び低負荷サブ回路４０が正常である場合に、メインバッテリ１１ｄを優先して低負荷メイン回路３０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する通常モードと、低負荷メイン回路３０及び低負荷サブ回路４０が正常である場合に、サブバッテリ１１ａ～１１ｃを優先して低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給するサブバッテリ電力消費モードと、低負荷メイン回路３０が異常でありかつ低負荷サブ回路４０が正常である場合に、低負荷サブ回路４０により電力を低圧負荷部Ｒ２に供給する異常モードとに応じて、フライバックコンバータ４２を制御する。この構成により、多出力電源装置１は、各モードに応じて適正に低圧負荷部Ｒ２に電力を供給することができる。
〔変形例〕
上記説明では、１次側変換部４２Ａ～４２Ｃ及びサブバッテリ１１ａ～１１ｃは、それぞれ複数設けられる例について説明したが、これに限定されず、それぞれ１つずつ設けてもよい。
制御部５０は、メインバッテリ１１ｄが異常の場合、正常な全ての１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御し、低圧負荷部Ｒ２に必要な電力をそれぞれのサブバッテリ１１ａ～１１ｃが分担する例について説明したが、これに限定されず、正常な一部の１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを駆動制御し、低圧負荷部Ｒ２に必要な電力を一部のサブバッテリ１１ａ～１１ｃが分担してもよい。
多出力電源装置１は、４８Ｖ電源の高圧負荷部Ｒ１及び１２Ｖ電源の低圧負荷部Ｒ２に電力を供給する例について説明したが、４８Ｖ電源、１２Ｖ電源の負荷部に限定されず、それぞれ異なる電圧であれば、その他の電圧の負荷部に電力を供給してもよい。
フライバックコンバータ４２は、３つの１次側変換部４２Ａ～４２Ｃを含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、その他の個数であってもよい。
複数のバッテリ１１は、４つのバッテリ１１を含んで構成される例について説明したが、これに限定されず、その他の個数であってもよい。また、複数のバッテリ１１は、サブバッテリ１１ａ～１１ｃが１２Ｖ電圧である例について説明したが、これに限定されず、その他の電圧であってもよい。
多出力電源装置１は、通常モード、異常モード、サブバッテリ電力消費モードに応じてフライバックコンバータ４２を制御する例について説明したが、これに限定されず、その他のモードに応じてフライバックコンバータ４２を制御してもよい。
電流センサ２１、４１ａ～４１ｃは、ホール式の電流センサやシャント式の電流センサ等を適用する例について説明したが、これらの電流センサに限定されず、その他の電流センサを適用してもよい。
ＦＥＴＱ１～Ｑ４は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである例について説明したが、これに限定されず、例えば、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子であってもよい。
１ 多出力電源装置
１０ バッテリ直列体
１１ 複数のバッテリ
１１ａ～１１ｃ サブバッテリ
１１ｄ メインバッテリ
２０ 高負荷メイン回路
３０ 低負荷メイン回路
４０ 低負荷サブ回路
４２Ａ～４２Ｃ １次側変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
４２Ｄ ２次側変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
５０ 制御部
Ｒ１ 高圧負荷部
Ｒ２ 低圧負荷部

Claims (4)

  1. 複数のバッテリが直列に接続されたバッテリ直列体と、
    前記バッテリ直列体から高圧負荷部に電力を供給する高負荷メイン回路と、
    前記バッテリ直列体を構成する前記複数のバッテリのうち少なくとも１つをメインバッテリとし、前記メインバッテリから前記高圧負荷部よりも駆動電圧が低い低圧負荷部に電力を供給する低負荷メイン回路と、
    前記バッテリ直列体を構成する前記複数のバッテリのうち前記メインバッテリとは異なるバッテリをサブバッテリとし、前記サブバッテリから前記低圧負荷部に電力を供給する低負荷サブ回路と、
    前記低負荷サブ回路に設けられ電圧を変圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記メインバッテリが異常の場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、前記サブバッテリから前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給することを特徴とする多出力電源装置。
  2. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブバッテリは、それぞれ複数設けられ、
    複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが前記サブバッテリの各々に対応して設けられ、
    前記制御部は、前記メインバッテリが異常であり、かつ、複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータのうち一部の前記ＤＣ／ＤＣコンバータが異常である場合、正常な前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、前記サブバッテリから当該正常なＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給する請求項１に記載の多出力電源装置。
  3. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記サブバッテリは、それぞれ複数設けられ、
    複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、それぞれが前記サブバッテリの各々に対応して設けられ、
    前記制御部は、前記メインバッテリが異常の場合、正常な全ての前記ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動制御し、それぞれの前記サブバッテリからそれぞれの前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記低圧負荷部に電力を供給することで、前記低圧負荷部に必要な電力をそれぞれの前記サブバッテリが分担する請求項１又は２に記載の多出力電源装置。
  4. 前記制御部は、前記低負荷メイン回路及び前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記メインバッテリを優先して前記低負荷メイン回路により電力を前記低圧負荷部に供給する通常モードと、前記低負荷メイン回路及び前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記サブバッテリを優先して前記低負荷サブ回路により電力を前記低圧負荷部に供給するサブバッテリ電力消費モードと、前記低負荷メイン回路が異常でありかつ前記低負荷サブ回路が正常である場合に、前記低負荷サブ回路により電力を前記低圧負荷部に供給する異常モードとに応じて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する請求項１～３のいずれか１項に記載の多出力電源装置。
JP2020150195A 2020-09-08 2020-09-08 多出力電源装置 Abandoned JP2022044854A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020150195A JP2022044854A (ja) 2020-09-08 2020-09-08 多出力電源装置
US17/411,169 US20220077790A1 (en) 2020-09-08 2021-08-25 Multi-output power supply device
DE102021122989.8A DE102021122989A1 (de) 2020-09-08 2021-09-06 Mehrfachausgangs-Stromversorgungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020150195A JP2022044854A (ja) 2020-09-08 2020-09-08 多出力電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022044854A true JP2022044854A (ja) 2022-03-18

Family

ID=80266976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020150195A Abandoned JP2022044854A (ja) 2020-09-08 2020-09-08 多出力電源装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220077790A1 (ja)
JP (1) JP2022044854A (ja)
DE (1) DE102021122989A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018148733A (ja) * 2017-03-08 2018-09-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源部の制御装置及び車載用電源装置
US20180290544A1 (en) * 2015-02-18 2018-10-11 Kitty Hawk Corporation Electric vehicle power distribution system
JP2019030108A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載電気システム
US20190359081A1 (en) * 2017-02-09 2019-11-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Dual power supply system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180290544A1 (en) * 2015-02-18 2018-10-11 Kitty Hawk Corporation Electric vehicle power distribution system
US20190359081A1 (en) * 2017-02-09 2019-11-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Dual power supply system
JP2018148733A (ja) * 2017-03-08 2018-09-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源部の制御装置及び車載用電源装置
JP2019030108A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載電気システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20220077790A1 (en) 2022-03-10
DE102021122989A1 (de) 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101893045B1 (ko) 배터리용 충전 밸런싱 시스템
WO2020230202A1 (ja) 変換装置、変換システム、切替装置、それらを含む車両、及び制御方法
US8581549B2 (en) System and method for balancing a state of charge of series connected cells
EP2036186B1 (en) Charge equalization apparatus with parallel connection of secondary windings of multiple transformers
JP5035978B2 (ja) 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置
JP4995005B2 (ja) 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置
US9602007B2 (en) Power conversion apparatus
EP2200146A1 (en) Power supply device
JP4848265B2 (ja) 蓄電モジュールおよび蓄電システム
US9331515B2 (en) System for charging an energy store, and method for operating the charging system
KR20140082730A (ko) 배터리 시스템
KR20130073915A (ko) 전력 배터리를 위한 밸런싱 시스템 및 대응하는 부하 밸런싱 방법
US9882491B2 (en) Power supply system
US9487095B2 (en) Charging and discharging device
JP2019176618A (ja) 電力変換器
EP3412495A1 (en) Vehicle
JP2020533946A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータを備える車両充電器
JP2022044854A (ja) 多出力電源装置
JP2009296756A (ja) 電力変換装置
JP6953634B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータを備える車両充電器
US20130009601A1 (en) Balancing electrical voltages of electrical accumulator units
WO2011024063A2 (en) Capacitor for dc-dc converter, dc-dc converter, and fuel cell system
JP7253738B2 (ja) マルチポート電力変換システム
US20120223669A1 (en) Method and device for balancing electrical voltages in electrical accumulator units
JP6509005B2 (ja) 電圧バランス補正回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230124

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20230309