JP2023066578A - Power supply system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両に搭載される車両用電源システムに関する。 The present disclosure relates to a vehicle power supply system mounted on a vehicle.
車両には、グリッドコンピューティングが可能なコンピュータを搭載するものがある(例えば特許文献1を参照)。特許文献1の例では、ユーザによる車両のエンジンオフ操作又は電源オフ操作に応じて、グリッドコンピューティングへの参加が可能であることを示す信号を管理サーバに送信している。 Some vehicles are equipped with a computer capable of grid computing (see Patent Document 1, for example). In the example of Patent Literature 1, a signal indicating that participation in grid computing is possible is transmitted to the management server in response to the user turning off the engine or powering off the vehicle.
特許文献1では、機器の消費電力管理(特に消費電力の低減)ついては、ほとんど考慮されていない。 In Patent Document 1, almost no consideration is given to power consumption management (in particular, reduction of power consumption) of devices.
本開示の目的は、車両における電力消費を低減することである。 An object of the present disclosure is to reduce power consumption in vehicles.
第1の態様は、コンピュータに電力を供給する車両用電源システムにおいて、交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換装置と、前記電力変換装置を制御する電力制御部と、第1二次電池と、第1の降圧回路と、第1及び第2の出力端を有し、前記電力変換装置により出力された直流電力を前記第1及び第2の出力端に分配する第1の状態と、前記第1二次電池の電力を前記第2の出力端に出力する第2の状態とで動作可能であり、前記第1の出力端が前記第1二次電池と前記第1の降圧回路の入力端とに接続された分配器と、前記分配器の前記第1の状態における電力の分配率を制御する分配器制御部と、前記第1の降圧回路の出力端に接続され、前記第1二次電池よりも出力電圧が低い第2二次電池とを備え、前記電力変換装置と前記電力制御部とは、共通の第1の筐体に収容され、前記分配器と前記分配器制御部とは、前記第1の筐体に収容されておらず、前記コンピュータは、前記分配器の第2の出力端に供給される電力を用いた第1動作、及び前記第2二次電池から供給される電力を用いた第2動作が可能であることを特徴とする車両用電源システムである。 A first aspect is a vehicle power supply system that supplies power to a computer, in which a power conversion device that converts AC power into DC power and outputs it, a power control unit that controls the power conversion device, a first secondary A first state having a battery, a first step-down circuit, and first and second output terminals, in which the DC power output by the power conversion device is distributed to the first and second output terminals and a second state in which the power of the first secondary battery is output to the second output terminal, and the first output terminal is connected to the first secondary battery and the first step-down circuit. a distributor connected to the input terminal of the distributor, a distributor control section for controlling the power distribution ratio of the distributor in the first state, and connected to the output terminal of the first step-down circuit, the first a second secondary battery having an output voltage lower than that of the first secondary battery; The unit is not housed in the first housing, and the computer performs a first operation using the power supplied to the second output terminal of the distributor and the second secondary battery. The vehicle power supply system is characterized in that a second operation using the supplied power is possible.
第1の態様では、電力変換装置と電力制御部を起動させなくても、分配器制御部が分配器を第2の状態で動作させることにより、第1二次電池の電力をコンピュータに供給できる。したがって、車両における電力消費を低減できる。 In the first aspect, the power of the first secondary battery can be supplied to the computer by the distributor control unit operating the distributor in the second state without activating the power conversion device and the power control unit. . Therefore, power consumption in the vehicle can be reduced.
第2の態様は、第1の態様において、入力端に前記分配器の第2の出力端が接続された第2の降圧回路をさらに備え、前記コンピュータは、前記第2の降圧回路の出力端に接続されていることを特徴とする車両用電源システムである。 A second aspect according to the first aspect further comprises a second step-down circuit having an input terminal connected to a second output terminal of the distributor, wherein the computer controls the output terminal of the second step-down circuit. The vehicle power supply system is characterized by being connected to a
第2の態様では、コンピュータの入力電圧まで降圧させた電圧が出力される配線では、電流が大きくなり、誘導起電力が増大して消費電力が大きくなりやすい。しかし、コンピュータの入力電圧まで降圧させた電圧を、コンピュータと第2の降圧回路とを接続する配線に出力するので、コンピュータの入力電圧まで降圧させた電圧を分配器に出力させる場合に比べ、コンピュータの入力電圧まで降圧した電圧が出力される配線を短くすることにより消費電力を抑制しやすい。 In the second aspect, in the wiring that outputs a voltage that has been stepped down to the input voltage of the computer, the current tends to increase, the induced electromotive force increases, and the power consumption tends to increase. However, since the voltage stepped down to the input voltage of the computer is output to the wiring connecting the computer and the second step-down circuit, compared to the case where the voltage stepped down to the input voltage of the computer is output to the distributor, the computer By shortening the wiring for outputting the voltage stepped down to the input voltage of , power consumption can be easily suppressed.
第3の態様は、第2の態様において、前記コンピュータと前記第2の降圧回路とは、共通の第2の筐体に収容されていることを特徴とする車両用電源システムである。 A third aspect is the vehicle power supply system according to the second aspect, wherein the computer and the second step-down circuit are accommodated in a common second housing.
第3の態様では、第2の降圧回路とコンピュータとの間を流れる電流は、第2の降圧回路の入力側を流れる電流よりも大きくなるが、コンピュータと第2の降圧回路とを、共通の筐体に収容するので、第2の降圧回路とコンピュータとの間の配線を短くすることにより消費電力を抑制しやすい。 In the third aspect, the current flowing between the second step-down circuit and the computer is larger than the current flowing through the input side of the second step-down circuit, but the computer and the second step-down circuit are connected in common. Since it is accommodated in the housing, power consumption can be easily suppressed by shortening the wiring between the second step-down circuit and the computer.
本開示によれば、車両における電力消費を低減することが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce power consumption in a vehicle.
[実施形態]
以下、本実施形態にかかる車両用電源システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態の車両用電源システムは、車両に搭載される。車両は、グリッドコンピューティングシステム1(後述)に繋がる。そこで、グリッドコンピューティングシステム1について説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
[Embodiment]
A vehicle power supply system according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings. The vehicle power supply system of this embodiment is mounted in a vehicle. The vehicle connects to a grid computing system 1 (described later). Therefore, the grid computing system 1 will be described. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.
《グリッドコンピューティングシステム1》
図1は、本実施形態におけるグリッドコンピューティングシステム1の構成を例示する。グリッドコンピューティングシステム1は、複数の車両10、複数のユーザ端末20、クライアントサーバ30、施設サーバ40、及び管理サーバ50を含んでいる。
《Grid Computing System 1》
FIG. 1 illustrates the configuration of a grid computing system 1 in this embodiment. The grid computing system 1 includes
クライアントサーバ30は、クライアントに所有される。クライアントは、ジョブデータの計算を管理サーバ50に依頼する。このようなクライアントの例としては、企業、研究機関、教育機関などが挙げられる。施設サーバ40は、施設に所有される。施設には、ユーザが訪れる。
The
ユーザは、施設への来訪予約を行うことができる。このような施設の例としては、競技場、劇場、スーパーマーケット、レストラン、宿泊施設、販売店などが挙げられる。管理サーバ50は、グリッドコンピューティングが構成されるグリッドコンピューティングシステム1の運営(ジョブの割り当てなど)を管理する。管理サーバ50は、グリッドコンピューティングシステム1を運営する事業者に所有される。
The user can make a reservation to visit the facility. Examples of such facilities include stadiums, theaters, supermarkets, restaurants, lodging facilities, retail outlets, and the like. The
これらの構成要素は、通信網5を経由して互いに通信可能である。車両10の各々には、演算装置105が搭載されている。なお、グリッドコンピューティングシステム1には、複数のクライアントサーバ30が設けられてもよい。同様に、グリッドコンピューティングシステム1には、複数の施設サーバ40が設けられてもよい。
These components can communicate with each other via the
〔グリッドコンピューティング〕
図2は、グリッドコンピューティングの概念を説明する図である。図2に示すように、グリッドコンピューティングシステム1では、複数の演算装置105によりグリッドコンピューティングが構成される。グリッドコンピューティングシステム1では、複数の演算装置105のうち、利用可能な演算装置105にジョブデータを処理させる処理(グリッドコンピューティング処理)が行われる。
[Grid computing]
FIG. 2 is a diagram for explaining the concept of grid computing. As shown in FIG. 2 , in the grid computing system 1 , grid computing is configured by a plurality of
なお、車両10において演算装置105の計算能力が必要となると、演算装置105が稼働状態となる。すなわち、演算装置105の計算能力が利用される。例えば、車両10の走行制御のために演算装置105の計算能力が必要となると、演算装置105が稼働状態となる。
Note that when the
一方、車両10において演算装置105の計算能力が不要となると、演算装置105が停止状態となる。すなわち、車両10においては、演算装置105の計算能力が利用されない。
On the other hand, in the
ここで、車両10では、演算装置105の計算能力が不要である場合に、演算装置105の計算能力をグリッドコンピューティング処理に提供する。それにより、演算装置105の計算能力を有効に利用することが可能となる。
Here, in the
〔車両〕
車両10(コンピュータシステム)は、ユーザに所有される。ユーザは、車両10を運転する場合がある。この例では、車両10は、自動四輪車である。車両10の例としては、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車などが挙げられる。
〔vehicle〕
A vehicle 10 (computer system) is owned by a user. A user may drive the
図3は、車両の構成(抜粋)を例示するブロック図である。また、図4は、充電制御部200(図3参照)等の構成を示すブロック図である。図3、図4に示すように、車両10は、アクチュエータ11、センサ12、モータ13、バッテリーパック201(後述の第1二次電池14を含む)、第2二次電池15、インバータ回路16、入力部101、出力部102、通信部103、記憶部104、演算装置105、第1及び第2のDC/DCコンバータ107,109、冷却装置108、充電制御部200、分配器制御部としてのバッテリー制御部202、ヒーター203、電装系205、駆動系・操舵系206、及び冷暖房系207を備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration (excerpt) of the vehicle. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of charging control section 200 (see FIG. 3) and the like. As shown in FIGS. 3 and 4, the
インバータ回路16は、入力された直流電圧を所定周波数且つ所定電圧の交流電圧に変換して出力する。インバータ回路16の出力(三相の交流電圧)は、車両走行用のモータ(モータ13)に供給される。
The
第2二次電池15の電圧は、12Vである。第2二次電池15の電力は、コンピュータ(後述の中央制御部105b等)等に供給される。
The voltage of the second
アクチュエータ11は、操舵系のアクチュエータ、制動系のアクチュエータなどを含む。制動系のアクチュエータの例としては、ブレーキが挙げられる。操舵系のアクチュエータの例としては、ステアリングが挙げられる。 The actuator 11 includes a steering system actuator, a braking system actuator, and the like. An example of a braking system actuator is a brake. Steering is an example of a steering system actuator.
センサ12は、車両10の制御に用いられる各種の情報を取得する。センサ12の例としては、車外カメラ、車内カメラ、レーダ、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、アクセル開度センサ、ステアリングセンサ、ブレーキ油圧センサなどが挙げられる。車外カメラは、車外を撮像する。車内カメラは、車内を撮像する。レーダは、車外を探索する。
The
入力部101は、情報やデータを入力する。入力部101の例としては、操作されることで操作に応じた情報を入力する操作部、情報を示す画像を入力するカメラ、情報を示す音声を入力するマイクロフォンなどが挙げられる。操作部の例としては、カーナビゲーション装置の操作ボタンやタッチセンサなどが挙げられる。入力部101に入力された情報やデータは、演算装置105に送られる。
The
出力部102は、情報やデータを出力する。出力部102の例としては、情報を示す画像を出力する表示部、情報を示す音声を出力するスピーカなどが挙げられる。表示部の例としては、カーナビゲーション装置のディスプレイが挙げられる。スピーカの例としては、カーナビゲーション装置のスピーカが挙げられる。
The
通信部103は、情報やデータを送受信する。通信部103により受信された情報やデータは、演算装置105に送られる。本実施形態では、ユーザは、通信部103に対して、普通充電器に接続された場合における動作モード(後述)を指示(送信)することができる。この例では、ユーザは、ユーザ端末20から無線通信によって通信部103に指示を送ることができる。
The
記憶部104は、情報やデータを記憶する。 The storage unit 104 stores information and data.
バッテリーパック201は、第1二次電池14、バッテリーヒーター201a、分配器110、及びバッテリーケースC1を備えている。第1二次電池14の電圧は、数百ボルト(例えば200V)である。したがって、第2二次電池15の出力電圧は、第1二次電池14の出力電圧よりも低い。第1二次電池14の電力は、インバータ回路16に入力されている。第1二次電池14は、普通充電が行われる場合と急速充電が行われる場合がある。第1二次電池14、バッテリーヒーター201a、及び分配器110は、共通のバッテリーケースC1に収容されている。
The
バッテリーヒーター201aは、第1二次電池14の温度を調整するためのヒーターである。バッテリーヒーター201aは、第1二次電池14から電力供給を受ける。
The
分配器110の説明は、後述する。
A description of the
冷却装置108は、演算装置105、及び第1二次電池14を冷却する。具体的に冷却装置108は、第1二次電池14を水冷する。冷却装置108は、車内(室内)の空気調和も行う。すなわち、冷却装置108は、水冷機能と、空気調和機能を有する。冷却装置108は、これらの機能を利用して、演算装置105の一部分を水冷し、一部分を空冷する。
The
冷却装置108は、水冷機能と空気調和機能とを実現するために、凝縮器、蒸発器、チラー、ポンプ等を備えている(何れも図示は省略)。冷却装置108の動作は、演算装置105によって制御される。
The
演算装置105は、複数の制御部(コンピュータ)を備えている。この例では、演算装置105は、制御部として、映像メディア制御部105a、中央制御部105b、及び運転支援部105eを備えている(図4参照)。なお、映像メディア制御部105aは、演算装置105を構成するコンピュータであるが、図4では、図示の都合で、映像メディア制御部105aを独立して記載している。
The
これらのコンピュータには、グリッドコンピューティングへの参加が許容されたものと、参加が許容されていないものがある。映像メディア制御部105a、中央制御部105b、及び運転支援部105eには、第2二次電池15から電力が供給される。
These computers may or may not be allowed to participate in grid computing. Power is supplied from the second
映像メディア制御部105a(コンピュータ)は、MPU(Media Processing Unit)を備えている。MPUは、画像データの処理を行うプロセッサを含む装置である。なお、映像メディア制御部105aは、ユーザが車両10の購入時等に、取付の有無を選択できるようにしてもよい。
The video
映像メディア制御部105aは、MPUが所定のプログラムを実行することによって、車内カメラが撮影した映像、及び車外カメラが撮影した映像(画像データ)の処理を行う。MPUは、前記プログラムを実行することによって、例えば、画像データの自動編集を行うことができる。なお、映像メディア制御部105aは、中央制御部105b、運転支援部105eとローカルエリアネットワーク(Ethernet等)を介して通信を行う場合がある。
The video
MPUは、比較的、演算能力が高いプロセッサである。映像メディア制御部105a(MPU)は、グリッドコンピューティングへの参加が許容されている。
The MPU is a processor with relatively high computing power. The video
映像メディア制御部105aは、冷却装置108によってその電子部品が冷却される。例えば、映像メディア制御部105aを構成する所定の半導体素子は、冷却装置108によって水冷される。映像メディア制御部105aは、第2の筐体としてのMPUケースC2に収容されている。MPUケースC2の内部には、冷却装置108から冷風が導入される。換言すると、映像メディア制御部105aは、冷却装置108によって空冷される。
Electronic parts of the video
映像メディア制御部105aは、前記プログラムを実行することによって、冷却装置108の制御が可能である。映像メディア制御部105aは、自身を冷却するために、冷却装置108の能力調整を行うことができる。
The video
中央制御部105bは、1つまたは複数のCPU(Central Processing Unit)を備えている。中央制御部105bは、そのCPUが所定のプログラムを実行することによって、走行時における車両10の制御を行う。中央制御部105bは、原則として、駐車中には動作しない。
The
例えば、中央制御部105bは、センサ12により得られた各種の情報に応じて駆動系のアクチュエータ(モータ13)の制御を行う。中央制御部105bは、冷却装置108の制御(車内の空気調和の制御等)も行う。中央制御部105bは、グリッドコンピューティングへの参加が許容されていない。なお、中央制御部105bのCPU等は、映像メディア制御部105aと同様に、冷却装置108によって、冷却される。
For example, the
運転支援部105eは、1つまたは複数のCPUを備えている。運転支援部105eは、そのCPUが所定のプログラムを実行することによって、予防安全運転支援の各機能を制御する。運転支援部105eは、駐車中には、原則として動作しない。
The driving
例えば、運転支援部105eは、前車への追従走行、被害軽減ブレーキ等に関わる状況評価、ブレーキ制御等を行う。運転支援部105eは、グリッドコンピューティングへの参加が許容されていない。
For example, the driving
第2二次電池15、インバータ回路16、第1及び第2のDC/DCコンバータ107,109、充電制御部200、バッテリーパック201、バッテリー制御部202を含む構成要素群は、車両用電源システム100を構成する。車両用電源システム100は、モータ13、映像メディア制御部105aを含む演算装置105、電装系205、駆動系・操舵系206、及び冷暖房系207等に電力を供給する。
A group of components including a second
充電制御部200は、第1二次電池14に対する充電の管理などを行う。充電制御部200は、普通充電の際には普通充電器に接続される。普通充電器は、例えば商用電源にされる。商用電源は、例えば、単相100V、単相200Vの交流電源である。
The charging
充電制御部200は、電力制御部105c、及び電力変換装置106(直流電源部)を構成要素として備えている。充電制御部200の電力制御部105cと電力変換装置106とは、共通の第1の筐体としての電源ケースC3に収容されている。充電制御部200の各構成要素は、同一基板上に実装される場合もある。分配器110は、電源ケースC3に収容されていない。
The charging
電力変換装置106は、普通充電の際に普通充電器に接続される。電力変換装置106は、入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する。電力変換装置106の動作は、電力制御部105cによって制御される。電力変換装置106は、整流器106a、インバータ回路106b、トランス106c、及び整流器106dを備えている。
The
整流器106a(AC/DC変換器)は、普通充電器から入力された交流電圧を整流して、直流電圧を出力する。整流器106aは、例えば、ダイオードブリッジ回路で構成することができる。 The rectifier 106a (AC/DC converter) rectifies the AC voltage input from the normal charger and outputs a DC voltage. The rectifier 106a can be composed of, for example, a diode bridge circuit.
インバータ回路106b(DC/AC変換器)は、整流器106aが出力した直流電圧を、所定の電圧及び周波数を有した交流電圧に変換する。インバータ回路106bの出力は、トランス106cに入力されている。 The inverter circuit 106b (DC/AC converter) converts the DC voltage output from the rectifier 106a into an AC voltage having a predetermined voltage and frequency. The output of the inverter circuit 106b is input to the transformer 106c.
トランス106c(昇圧器)は、インバータ回路106bが出力した交流電圧を昇圧する。トランス106cの出力電圧は、数百ボルト(例えば200V程度)である。トランス106cの出力は、整流器106dに入力されている。
The transformer 106c (booster) boosts the AC voltage output by the inverter circuit 106b. The output voltage of the transformer 106c is several hundred volts (for example, about 200V). The output of transformer 106c is input to
整流器106d(AC/DC変換器)は、トランス106cが出力した交流電圧を直流電圧に変換する。整流器106dの出力電圧は、第1二次電池14の充電に適した直流電圧(例えば200V)である。整流器106dは、例えば、ダイオードブリッジ回路で構成することができる。
The
分配器110は、第1及び第2の入力端IN1,IN2と第1及び第2の出力端OUT1,OUT2を備えている。分配器110の制御(指示)は、バッテリー制御部202(制御装置)が行う。
The
分配器110は、半導体スイッチで構成したり、リレーで構成したり、DC/DCコンバータで構成したりできる。本実施形態では、分配器110は、DC/DCコンバータで構成されている。分配器110は、電力供給の有無のみならず、供給する電力の大きさも制御できる。
The
分配器110の第1の入力端IN1には、電力変換装置106の出力端(より正確には整流器106dの出力端)が接続されている。分配器110の第2の入力端IN2には、第1二次電池14の出力端が接続されている。
A first input terminal IN1 of the
分配器110の第1の出力端OUT1は、第1二次電池14と第2のDC/DCコンバータ109の入力端とに接続されている。分配器110は、第1二次電池14に対しては、電力変換装置106からの電力供給のオンオフを制御できる。このオンオフの制御は、バッテリー制御部202が行う。分配器110の第2の出力端OUT2は、第1のDC/DCコンバータ107の入力端に接続されている。分配器110は、電力変換装置106により出力された直流電力を第1の入力端IN1から第1及び第2の出力端OUT1,OUT2に分配する第1の状態と、第1二次電池14の電力を第2の入力端IN2から第2の出力端OUT2に出力する第2の状態とで動作可能である。つまり、分配器110は、第1のDC/DCコンバータ107に対しては、電力変換装置106からの電力、及び第1二次電池14からの電力の何れかを選択的に供給することができる。分配器110の第1の状態における電力の分配率と、第1及び第2の状態の切り替えとは、バッテリー制御部202によって制御される。第1の状態における電力の分配率の制御は、例えば、第1の出力端OUT1だけに電力を供給する状態、第1及び第2の出力端OUT1,OUT2の両方に電力を供給する状態、及び第2の出力端OUT2だけに電力を供給する状態の3つの状態を切り替えるように行われる。また、第1及び第2の出力端OUT1,OUT2への電力の分配率がより細かく制御されるようにしてもよい。
A first output terminal OUT<b>1 of the
第1のDC/DCコンバータ107は、降圧回路(第2の降圧回路)である。第1のDC/DCコンバータ107は、複数の出力端を備えている。それぞれの出力端の出力電圧は、12Vである。第1のDC/DCコンバータ107は、それぞれの出力端における電力の大きさを制御できる。第1のDC/DCコンバータ107の出力端における電力は、ゼロ(すなわちオフ状態)の場合もある。第1のDC/DCコンバータ107の動作は、バッテリー制御部202によって制御される。
The first DC/
第1のDC/DCコンバータ107の1つの出力端には、1つの機器(電力供給先)が接続されている。本実施形態では、第1のDC/DCコンバータ107の電力供給先は、映像メディア制御部105a、電力制御部105c、及びバッテリー制御部202である。第1のDC/DCコンバータ107は、映像メディア制御部105aとともに、共通のMPUケースC2に収容されている。第1のDC/DCコンバータ107は、映像メディア制御部105aと共通の基板に配設されてもよいし、異なる基板に配設されてもよい。このように、映像メディア制御部105aは、第1のDC/DCコンバータ107の出力端と、第2二次電池15とに接続されるので、映像メディア制御部105aは、分配器110の第2の出力端OUT2に供給される電力を用いた第1動作、及び第2二次電池15から供給される電力を用いた第2動作が可能になる。
One device (power supply destination) is connected to one output terminal of the first DC/
第2のDC/DCコンバータ109は、降圧回路(第1の降圧回路)である。第2のDC/DCコンバータ109の入力端には、第1二次電池14が接続されている。第2のDC/DCコンバータ109の出力端の出力電圧は、12Vである。第2のDC/DCコンバータ109は、出力のオンオフを制御可能である。第2のDC/DCコンバータ109の出力端には、第2二次電池15が接続されている。
The second DC/
バッテリー制御部202は、CPUを備えている。バッテリー制御部202は、そのCPUが所定のプログラムを実行することによって、第1二次電池14の監視、バッテリーパック201内のリレーの制御等を行う。例えば、バッテリー制御部202は、第1二次電池14のセルの温度、電流、電圧等の確認、診断も行う。また、バッテリー制御部202は、第2のDC/DCコンバータ109の制御も行う。具体的に、バッテリー制御部202は、第2のDC/DCコンバータ109の出力のオンオフの切替えを行う。バッテリー制御部202は、バッテリーケースC1、MPUケースC2、及び電源ケースC3のいずれにも収容されていない。
The
ヒーター203は、車内空調用ヒーターである。ヒーター203は、第1二次電池14から電力供給を受ける。電装系205、駆動系・操舵系206、及び冷暖房系207等は、車両10に設けられた電装品である。これらの電装品は、第2二次電池15から電力供給を受ける。
The
《動作例(電力制御例)》
車両10(コンピュータシステム)における電力制御を、車両10が普通充電器に接続されている場合と、車両10が普通充電器に非接続の場合のそれぞれについて説明する。
《Example of operation (example of power control)》
Power control in the vehicle 10 (computer system) will be described for a case where the
〈車両10が普通充電器に接続されている場合〉
車両10が普通充電器に接続されると、充電制御部200(より正確には電力変換装置106)に普通充電器から電力が供給される。車両10では、普通充電器に接続された場合における動作モードとして、以下の3つのモードを選択できる。
<When the
When the
(1)第1二次電池14を充電するが、グリッドコンピューティングに参加しないモード(第1モード)。 (1) A mode that charges the first secondary battery 14 but does not participate in grid computing (first mode).
(2)第1二次電池14の充電と、グリッドコンピューティングへの参加の両方を行うモード(第2モード)。 (2) A mode in which both charging of the first secondary battery 14 and participation in grid computing are performed (second mode).
(3)第1二次電池14の充電は行わず、グリッドコンピューティングに参加するモード(第3モード)。 (3) A mode of participating in grid computing without charging the first secondary battery 14 (third mode).
図5は、車両10が普通充電器(図中では「充電器」と略記)に接続された場合における電力制御を説明する表である。図5において、OBC(On Board Charger)は、充電制御部200を意味している(他の図も同様)。また、図5において、「〇」は、対応の機器が動作している状態を意味し、「×」は、対応の機器が停止している状態を意味する。また、「MPU演算」は、映像メディア制御部105aがグリッドコンピューティングに参加することを意味する(他の図も同様)。
FIG. 5 is a table for explaining power control when
図5において「第2二次電池の電力状態」が「高」とは、第2二次電池15が映像メディア制御部105a(MPU)に電力供給可能な電力状態であることを意味する。「第2二次電池の電力状態」が「低」とは、第2二次電池15が映像メディア制御部105a(MPU)に電力供給できない電力状態であることを意味する。
In FIG. 5, the "second secondary battery power state" being "high" means that the second
〔第1モード〕
第1モードでは、第1二次電池14の充電が行われる。第1モードでは、普通充電器からの電力を用いて、第1二次電池14に電力が供給される。具体的に第1モードでは、バッテリー制御部202は、電力変換装置106により出力された直流電力を第1の入力端IN1から第1及び第2の出力端OUT1,OUT2に分配する第1の状態で動作するように分配器110を制御する。また、バッテリー制御部202は、電力変換装置106の出力が第1二次電池14に供給されるように分配器110の分配率を制御する。
[First mode]
In the first mode, charging of the first secondary battery 14 is performed. In the first mode, power is supplied to the first secondary battery 14 using power from the normal charger. Specifically, in the first mode, the
第1モードでは、充電制御部200が稼働する(図5参照)。換言すると、充電制御部200に電力が供給される。第1モードでは、映像メディア制御部105aに電力が供給されない。本実施形態では、バッテリー制御部202が分配器110を制御して、第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107への電力供給を止める。
In the first mode, charging
〔第2モード〕
-第1二次電池14の充電-
第2モードでは、第1二次電池14の充電が行われる。第2モードでは、普通充電器からの電力を用いて、第1二次電池14に電力が供給される。具体的には、バッテリー制御部202は、電力変換装置106により出力された直流電力を第1の入力端IN1から第1及び第2の出力端OUT1,OUT2に分配する第1の状態で動作するように分配器110を制御する。また、バッテリー制御部202は、電力変換装置106の出力(整流器106dの出力)が第1二次電池14に供給されるように分配器110の分配率を制御する。
[Second mode]
- Charging of the first secondary battery 14 -
In the second mode, charging of the first secondary battery 14 is performed. In the second mode, power is supplied to the first secondary battery 14 using power from the normal charger. Specifically, the
これにより、第1二次電池14は充電される。 Thereby, the first secondary battery 14 is charged.
-MPUへの電力供給-
第2モードでは、映像メディア制御部105a(MPU)に電力が供給される。第2モードでは、第2二次電池15(12Vのバッテリー)の電力状態の「高」、「低」に応じて、映像メディア制御部105aへの電力供給源が異なる。例えば、第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、第2二次電池15から映像メディア制御部105aに電力が直接的に供給される。そして、映像メディア制御部105aは、第2二次電池15から供給される電力を用いた第2動作を行う。
-Power supply to MPU-
In the second mode, power is supplied to the video
第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、普通充電器から得た電力が映像メディア制御部105aへの電力供給に用いられる。具体的には、バッテリー制御部202は、電力変換装置106により出力された直流電力を第1の入力端IN1から第1及び第2の出力端OUT1,OUT2に分配する第1の状態で動作するように分配器110を制御する。また、バッテリー制御部202は、電力変換装置106の出力が第1の出力端OUT1だけでなく、第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107にも入力されるように分配器110の分配率を制御する。
When the power state of the second
第1のDC/DCコンバータ107は、電力変換装置106の出力電圧(直流電圧)を映像メディア制御部105aに適した電圧にまで降圧させる。第1のDC/DCコンバータ107は、このようにして生成した直流電圧を映像メディア制御部105aに供給する。これにより、映像メディア制御部105aは、グリッドコンピューティングへの参加が可能になる。このとき、映像メディア制御部105aは、分配器110の第2の出力端OUT2に供給される電力を用いた第1動作を行う。
The first DC/
以上の通り、第2モードでは、充電制御部200(OBC)が稼働する。換言すると、充電制御部200に電力が供給される。また、第2モードでは、映像メディア制御部105a、バッテリー制御部202にも電力が供給される。
As described above, the charging control unit 200 (OBC) operates in the second mode. In other words, power is supplied to charging
〔第3モード〕
第3モードでは、第1二次電池14の充電は行われない。第3モードでは、映像メディア制御部105a、及びそれを動作させるための機器に電力が供給される。第3モードでも、第2二次電池15の電力状態の「高」、「低」に応じて、映像メディア制御部105aへの電力供給源が異なる。
[Third mode]
In the third mode, charging of the first secondary battery 14 is not performed. In the third mode, power is supplied to the
第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、第2二次電池15から映像メディア制御部105aに電力が供給される。したがって、映像メディア制御部105aは、第2二次電池15から供給される電力を用いた第2動作を行う。第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、普通充電器から得られた電力が映像メディア制御部105aへの電力供給に用いられる。
When the power state of the second
具体的に第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、バッテリー制御部202は、電力変換装置106の出力が第1の入力端IN1から第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107に入力されるように分配器110を制御する。第1のDC/DCコンバータ107は、電力変換装置106の出力電圧(直流電圧)を映像メディア制御部105aに適した電圧にまで降圧させる。
Specifically, when the power state of the second
第1のDC/DCコンバータ107は、このようにして生成した直流電圧を映像メディア制御部105aに供給する。これにより、映像メディア制御部105aは、グリッドコンピューティングへの参加が可能になる。このとき、映像メディア制御部105aは、分配器110の第2の出力端OUT2に供給される電力を用いた第1動作を行う。
The first DC/
第3モードでは、第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、充電制御部200が稼働する。また、第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、バッテリー制御部202及び第1のDC/DCコンバータ107に電力が供給される。バッテリー制御部202は、電力変換装置106により出力された直流電力を第1の入力端IN1から第1及び第2の出力端OUT1,OUT2に分配する第1の状態で動作するように分配器110を制御する。また、バッテリー制御部202は、電力変換装置106の出力が第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107に供給されるように分配器110の分配率を制御する。
In the third mode, the charging
一方、第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、原則として充電制御部200の稼働は不要である。ただし、充電制御部200では、電力管理の都合上、電力制御部105cが稼働する場合がある。すなわち、充電制御部200の一部が稼働する場合がある。
On the other hand, when the power state of the second
〈車両10が普通充電器に非接続の場合〉
車両10の走行中には、普通充電器とは非接続である。また、駐車中において、普通充電器に非接続の場合がある。車両10が普通充電器に非接続の場合、車両10では、動作モードとして以下の3つのモード(第4モード~第6モード)を選択できる。
<When the
While the
(1)第2二次電池15(12Vのバッテリー)の充電が行われるが、グリッドコンピューティングには参加しないモード(第4モード)。 (1) A mode in which the second secondary battery 15 (12V battery) is charged but does not participate in grid computing (fourth mode).
(2)第2二次電池15の充電と、グリッドコンピューティングへの参加の両方を行うモード(第5モード)。
(2) A mode in which both charging of the second
(3)第2二次電池15の充電は行わず、グリッドコンピューティングに参加するモード(第6モード)。 (3) A mode of participating in grid computing without charging the second secondary battery 15 (sixth mode).
図6は、車両10が普通充電器に接続されていない場合における電力制御を説明する表である。図6においても、OBCは、充電制御部200を意味する。図6においても、「〇」は、この記号に対応の機器が動作している状態を意味し、「×」は、この記号に対応の機器が停止している状態を意味する。
FIG. 6 is a table for explaining power control when
〔第4モード〕
第4モードでは、第1二次電池14の電力を用いて、第2二次電池15が充電される。第4モードでは、バッテリー制御部202は、第2のDC/DCコンバータ109(第1の降圧回路)を稼働させる。
[Fourth Mode]
In the fourth mode, the power of the first secondary battery 14 is used to charge the second
第2のDC/DCコンバータ109は、第1二次電池14から供給された直流電圧(例えば200V)を、第2二次電池15の充電に適した直流電圧(例えば12V)まで降圧させる。第2のDC/DCコンバータ109が生成した直流電圧は第2二次電池15に供給される。これにより、第2二次電池15が充電される。
The second DC/
以上の通り、第4モードでは、バッテリー制御部202とバッテリーパック201が稼働する。第4モードでは、充電制御部200への電力供給を停止できる。
As described above, in the fourth mode, the
〔第5モード〕
第5モードでは、第1二次電池14の電力を用いて、第2二次電池15が充電される。第5モードでも、第4モードと同様の制御が行われて、第2二次電池15が充電される。すなわち、第5モードでも、バッテリー制御部202は、第2のDC/DCコンバータ109(第1の降圧回路)を稼働させる。第2のDC/DCコンバータ109は、生成した直流電圧を第2二次電池15に供給する。
[Fifth Mode]
In the fifth mode, the power of the first secondary battery 14 is used to charge the second
第5モードでは、第2二次電池15の電力状態の「高」、「低」に応じて、映像メディア制御部105aへの電力供給源が異なる。第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、映像メディア制御部105aには、第2二次電池15の電力が直接的に供給される。したがって、映像メディア制御部105aは、第2二次電池15から供給される電力を用いた第2動作を行う。
In the fifth mode, the power supply source for the video
第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、第1二次電池14の電力が映像メディア制御部105aの電力供給に用いられる。具体的にバッテリー制御部202は、第1二次電池14の電力を第2の入力端IN2から第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107に送る第2の状態で動作するように分配器110を制御する。つまり、バッテリー制御部202は、第1二次電池14の出力が第1のDC/DCコンバータ107に入力されるように分配器110を制御する。
When the power state of the second
第1のDC/DCコンバータ107は、第1二次電池14から入力された直流電圧を、映像メディア制御部105aの動作に適した直流電圧まで降圧させる。このようにして第1のDC/DCコンバータ107が生成した直流電圧は、映像メディア制御部105aに供給される。これにより、映像メディア制御部105aは、グリッドコンピューティングへの参加が可能になる。このとき、映像メディア制御部105aは、分配器110の第2の出力端OUT2に供給される電力を用いた第1動作を行う。
The first DC/
第5モードでは、第2二次電池15に充電するために充電制御部200を稼働させる必要がない。第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、映像メディア制御部105aに給電するために、充電制御部200を稼働させる必要がない。
In the fifth mode, it is not necessary to operate the charging
第5モードでは、第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、バッテリー制御部202の分配器110の制御により、第1二次電池14の電力を用いて映像メディア制御部105aに電力供給が行われる。第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、充電制御部200が稼働しない。
In the fifth mode, when the power state of the second
〔第6モード〕
第6モードでは、映像メディア制御部105a、及びそれを動作させるための機器に電力が供給される。第6モードでも、第2二次電池15の電力状態の「高」、「低」に応じて、映像メディア制御部105aへの電力供給源が異なる。第2二次電池15の電力状態が「高」の場合には、映像メディア制御部105aには、第2二次電池15の電力が直接的に供給される。したがって、映像メディア制御部105aは、第2二次電池15から供給される電力を用いた第2動作を行う。
[6th mode]
In the sixth mode, power is supplied to the video
第2二次電池15の電力状態が「低」の場合には、映像メディア制御部105aの電力供給に第1二次電池14が用いられる。具体的にバッテリー制御部202は、第1二次電池14の電力を第2の入力端IN2から第2の出力端OUT2、すなわち第1のDC/DCコンバータ107に送る第2の状態で動作するように分配器110を制御する。つまり、バッテリー制御部202は、第1二次電池14の出力が第1のDC/DCコンバータ107(第2の降圧回路)に入力されるように分配器110を制御する。
When the power state of the second
第1のDC/DCコンバータ107は、第1二次電池14から入力された直流電圧を、映像メディア制御部105aの動作に適した直流電圧まで降圧させる。このようにして第1のDC/DCコンバータ107が生成した直流電圧は、映像メディア制御部105aに供給される。これにより、映像メディア制御部105aは、グリッドコンピューティングへの参加が可能になる。このとき、映像メディア制御部105aは、分配器110の第2の出力端OUT2に供給される電力を用いた第1動作を行う。
The first DC/
〈本実施形態の効果〉
以上のように、本実施形態では、二次電池14,15と映像メディア制御部105a(MPU)への電力分配制御が可能である。車両10が普通充電器に接続されていない場合には、充電制御部200の起動が不要になる。特に、バッテリー制御部202の制御によって分配器110を第2の状態で動作させることができるので、車両10が普通充電器に接続されていない状態で映像メディア制御部105aをグリッドコンピューティングに参加させる場合に、第2二次電池15の電力状態が「低」であるときに、充電制御部200を起動させなくても、第1二次電池14の電力を映像メディア制御部105aに供給できる。すなわち、充電制御部200の構成要素は、必要に応じて起動される。本実施形態によれば、車両10における電力消費を低減することが可能になる。
<Effect of this embodiment>
As described above, in this embodiment, it is possible to control power distribution to the
[その他の実施形態]
グリッドコンピューティングに参加するコンピュータは、映像メディア制御部105a(第1コンピュータ)には限定されない。映像メディア制御部105aに加えて、他のコンピュータにもグリッドコンピューティングへの参加を許容してもよい。
[Other embodiments]
A computer that participates in grid computing is not limited to the video
第1~第3モードにおいては、電力制御部105cが行っていた処理の一部または全部を、映像メディア制御部105aが行ってもよい。例えば、映像メディア制御部105aが、電力制御部105cが行っていた全ての処理を行えば、電力制御部105cを設けなくてもよい。
In the first to third modes, some or all of the processing performed by the
また、第1のDC/DCコンバータ107を設けず、第1のDC/DCコンバータ107の降圧機能を分配器110に持たせてもよい。
Further, the first DC/
以上の実施形態は、適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、ここに開示する技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 The above embodiments may be implemented in combination as appropriate. The above embodiments are essentially preferred examples, and are not intended to limit the scope of the technology, its applications, or its uses disclosed herein.
100 車両用電源システム
14 第1二次電池
15 第2二次電池
105a 映像メディア制御部(コンピュータ)
105c 電力制御部
106 電力変換装置
107 第1のDC/DCコンバータ(第2の降圧回路)
109 第2のDC/DCコンバータ(第1の降圧回路)
110 分配器
202 バッテリー制御部(分配器制御部)
C2 MPUケース(第2の筐体)
C3 電源ケース(第1の筐体)
OUT1 第1の出力端
OUT2 第2の出力端
100 Vehicle Power Systems
14 Primary secondary battery
15 Second secondary battery
105a Video media controller (computer)
105c power controller
106 Power Converter
107 First DC/DC converter (second step-down circuit)
109 Second DC/DC converter (first step-down circuit)
110 Distributor
202 Battery control unit (distributor control unit)
C2 MPU case (second case)
C3 Power supply case (first case)
OUT1 First output terminal
OUT2 Second output terminal
Claims (3)
交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換装置と、
前記電力変換装置を制御する電力制御部と、
第1二次電池と、
第1の降圧回路と、
第1及び第2の出力端を有し、前記電力変換装置により出力された直流電力を前記第1及び第2の出力端に分配する第1の状態と、前記第1二次電池の電力を前記第2の出力端に出力する第2の状態とで動作可能であり、前記第1の出力端が前記第1二次電池と前記第1の降圧回路の入力端とに接続された分配器と、
前記分配器の前記第1の状態における電力の分配率を制御する分配器制御部と、
前記第1の降圧回路の出力端に接続され、前記第1二次電池よりも出力電圧が低い第2二次電池とを備え、
前記電力変換装置と前記電力制御部とは、共通の第1の筐体に収容され、前記分配器と前記分配器制御部とは、前記第1の筐体に収容されておらず、
前記コンピュータは、前記分配器の第2の出力端に供給される電力を用いた第1動作、及び前記第2二次電池から供給される電力を用いた第2動作が可能であることを特徴とする車両用電源システム。 In a vehicle power supply system that supplies power to a computer,
a power conversion device that converts AC power to DC power and outputs the power;
a power control unit that controls the power conversion device;
a first secondary battery;
a first step-down circuit;
A first state having first and second output ends and distributing the DC power output by the power conversion device to the first and second output ends, and the power of the first secondary battery A distributor operable in a second state of outputting to the second output terminal, the first output terminal being connected to the first secondary battery and the input terminal of the first step-down circuit. and,
a distributor control unit that controls a power distribution ratio of the distributor in the first state;
a second secondary battery connected to the output end of the first step-down circuit and having a lower output voltage than the first secondary battery;
The power conversion device and the power control unit are housed in a common first housing, and the distributor and the distributor control unit are not housed in the first housing,
The computer is capable of a first operation using power supplied to the second output end of the distributor and a second operation using power supplied from the second secondary battery. and a vehicle power supply system.
入力端に前記分配器の第2の出力端が接続された第2の降圧回路をさらに備え、
前記コンピュータは、前記第2の降圧回路の出力端に接続されていることを特徴とする車両用電源システム。 In the vehicle power supply system according to claim 1,
further comprising a second step-down circuit having an input terminal connected to a second output terminal of the distributor;
The vehicle power supply system, wherein the computer is connected to an output terminal of the second step-down circuit.
前記コンピュータと前記第2の降圧回路とは、共通の第2の筐体に収容されていることを特徴とする車両用電源システム。 In the vehicle power supply system according to claim 2,
A power supply system for a vehicle, wherein the computer and the second step-down circuit are accommodated in a common second housing.
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