JP4771928B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は、車載発電機の発電電力によって充電され、電気負荷群に電力を供給する低電圧系のバッテリ(例えば鉛蓄電池)と、車載発電機の発電電圧を昇圧した電圧によって充電され、1又は複数の他の電気負荷に電力を供給する高電圧系のバッテリ(例えばリチウムイオン二次電池)とを備える電源装置に関する。 The present invention is charged by a low-voltage battery (for example, a lead storage battery) that is charged by electric power generated by an on-vehicle generator and supplies electric power to an electric load group, and is charged by a voltage obtained by boosting the generated voltage of the on-vehicle generator. The present invention relates to a power supply device including a high-voltage battery (for example, a lithium ion secondary battery) that supplies power to a plurality of other electric loads.
車両に搭載される電気負荷の個数は年々増加する傾向にあり、また、大容量の電気負荷が採用されている。このような電気負荷の増加、大容量化に対応して、鉛蓄電池を備える従来の電源装置に、鉛蓄電池よりも高電圧での充放電が容易なリチウムイオン二次電池(以下、リチウム電池)と、車載発電機の発電電圧を昇圧する昇圧手段とを加えてなる電源装置が提案されている。
この電源装置は、昇圧手段が昇圧した電圧によってリチウム電池を充電し、鉛蓄電池が出力する電力よりも高電圧の電力を電気負荷に供給する。
The number of electric loads mounted on a vehicle tends to increase year by year, and large-capacity electric loads are adopted. A lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as a lithium battery) that can be charged and discharged at a higher voltage than a lead-acid battery in a conventional power supply device equipped with a lead-acid battery in response to such an increase in electric load and an increase in capacity. In addition, a power supply device has been proposed in which a boosting unit that boosts the power generation voltage of the on-vehicle generator is added.
This power supply device charges the lithium battery with the voltage boosted by the boosting means, and supplies the electric load with a higher voltage than the power output from the lead acid battery.
ところで、リチウム電池には、深い充電深度(SOC:State Of Charge )で長時間放置されると劣化が進んで充電可能容量が減少するという問題がある。
この問題を解決するために、深い充電深度で長時間リチウム電池を放置する際に、リチウム電池を強制的に放電させる方法が提案されている(特許文献1参照)。
In order to solve this problem, there has been proposed a method of forcibly discharging a lithium battery when the lithium battery is left for a long time at a deep charging depth (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示されている装置では、放電すべきリチウム電池の電力を、冷却ファンのモータに供給することによって、ほとんど無意味に消費している。
ところで、深い充電深度で長時間放置されると劣化するリチウム電池とは異なり、鉛蓄電池には、過放電すると劣化するという問題がある。
しかしながら、特許文献1では、リチウム電池及び鉛蓄電池両方の問題を同時的に解決する手段については言及されていない。
However, the apparatus disclosed in
By the way, unlike a lithium battery that deteriorates when left for a long time at a deep charge depth, a lead storage battery has a problem that it deteriorates when it is over-discharged.
However,
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、エンジンが停止している場合に、降圧手段を介して低電圧系の第1バッテリに、高電圧系の第2バッテリから給電する構成とすることにより、第2バッテリに充電された電力を無駄にすることなく、第1バッテリ及び第2バッテリ両方の劣化を抑制することができる電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to supply a low-voltage first battery to a high-voltage second battery via a step-down means when the engine is stopped. By providing the power supply from the power supply, it is an object of the present invention to provide a power supply device that can suppress deterioration of both the first battery and the second battery without wasting power charged in the second battery.
本発明の他の目的は、第1バッテリの充電深度を所定範囲に維持する構成とすることにより、車両駆動中の第1バッテリの使い勝手を悪化させることなく、車両駐車中に第2バッテリから供給される電力を第1バッテリが受け入れることができる電源装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to supply the first battery from the second battery while the vehicle is parked without deteriorating the usability of the first battery while driving the vehicle, by maintaining the charging depth of the first battery within a predetermined range. An object of the present invention is to provide a power supply device in which the first battery can accept the generated power.
本発明の他の目的は、第2バッテリの充電深度が深い場合に第2バッテリから第1バッテリに給電し、更に、第2バッテリの充電深度が浅くなったときに給電を停止する構成とすることにより、第2バッテリの充電深度を適度な充電深度に調整することができる電源装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to supply power from the second battery to the first battery when the charging depth of the second battery is deep, and to stop supplying power when the charging depth of the second battery becomes shallow. Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply device capable of adjusting the charging depth of the second battery to an appropriate charging depth.
本発明の更に他の目的は、第2バッテリからの給電によって第1バッテリの充電深度が深くなった場合に給電を停止し、更に、所定時間後に給電を再開する構成とすることにより、第1バッテリの過充電及び過放電両方を抑制することができる電源装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to stop power feeding when the charging depth of the first battery becomes deeper due to power feeding from the second battery, and further to resume power feeding after a predetermined time. An object of the present invention is to provide a power supply device capable of suppressing both overcharge and overdischarge of a battery.
第1発明に係る電源装置は、エンジンに連動して発電する車載発電機と、該車載発電機が発電した電力によって充電され、電気負荷群に電力を供給する第1バッテリと、前記車載発電機が発電した電圧及び/又は前記第1バッテリが出力した電圧を昇圧する変圧手段と、該変圧手段が昇圧した電圧によって充電され、1又は複数の他の電気負荷に電力を供給する第2バッテリとを備える電源装置において、前記変圧手段は、電圧の昇圧動作及び降圧動作の切り替え、並びに作動及び非作動の切り替えが可能に構成してあり、前記エンジンが停止した場合、前記第2バッテリが出力した電圧を降圧して前記第1バッテリに与えるべく前記変圧手段を降圧動作に切り替える手段と、該手段が切り替えた場合、前記第1バッテリの充電深度が、満充電より浅い所定範囲の充電深度より深い所定の充電深度以深であるか否かを判定する充電深度判定手段と、該充電深度判定手段が前記所定の充電深度以深であると判定した場合、前記変圧手段を昇圧動作及び非作動に切り替える手段と、該手段が切り替えた場合、計時を開始する手段と、該手段が所定時間を計時した場合、前記変圧手段を降圧動作及び作動に切り替える手段とを備えることを特徴とする。 A power supply apparatus according to a first aspect of the present invention includes an in-vehicle generator that generates power in conjunction with an engine, a first battery that is charged by electric power generated by the in-vehicle generator and supplies electric power to the electric load group, and the in-vehicle generator There a variable pressure means for boosting the generated electric voltage and / or voltage of the first battery is outputted, said variable pressure means is charged by the voltage boosted, 1 or 2 for supplying power to a plurality of other electrical loads in the power supply device and a battery, said transformer means, switching the step-up operation and step-down operation of the voltage, as well as operation and switching of inoperative Yes to be configured, if the engine is stopped, the second means for switching the variable pressure means to steps down voltage battery has output supplied to the first battery to the step-down operation, if said means is switched, the state of charge of the first battery, full charge A state of charge determination means for determining whether or not deep predetermined charging depth deeper than the depth of charge shallower predetermined range, if the charging depth determination means determines that the a predetermined charging depth deeper, said transformer means Means for switching to step-up operation and non-operation, means for starting timing when the means is switched, and means for switching the voltage-transforming means to step-down operation and operation when the means measures a predetermined time. It is characterized by.
第2発明に係る電源装置は、前記車載発電機の発電電力の電圧値の高低を制御する発電制御手段と、前記第1バッテリの電圧値を検出する第1電圧検出手段及び/又は前記第1バッテリに対して流入出する電流値を検出する第1電流検出手段と、前記第1電圧検出手段の検出結果及び/又は前記第1電流検出手段の検出結果に基づいて求められる前記第1バッテリの充電深度が、前記所定範囲の充電深度であるか否かを判定する充電範囲判定手段とを備え、前記充電範囲判定手段が、前記所定範囲の充電深度より深いと判定した場合、前記発電制御手段は、前記車載発電機の発電電力の電圧値を前記第1電圧検出手段の検出結果よりも低くする手段を有し、前記充電範囲判定手段が、前記所定範囲の充電深度より浅いと判定した場合、前記発電制御手段は、前記車載発電機の発電電力の電圧値を前記第1電圧検出手段の検出結果よりも高くする手段を有することを特徴とする。 A power supply apparatus according to a second aspect of the present invention is a power generation control means for controlling the voltage value of the power generated by the on-vehicle generator, a first voltage detection means for detecting a voltage value of the first battery, and / or the first. A first current detecting means for detecting a current value flowing into and out of the battery; and a detection result of the first battery obtained based on a detection result of the first voltage detection means and / or a detection result of the first current detection means. state of charge, the a charge range determining means for determining whether the state of charge of a predetermined range, the charging range determining means, when the Most determined depth than the charging depth of the predetermined range, the power generation control means has means to lower than the detection result of the voltage value of the generated power of the vehicle generator of the first voltage detecting unit, when the charge range determining means, intended judged shallow than the charging depth of the predetermined range , Said departure Control means, characterized in that it comprises means to be higher than a detection result of said vehicle generator of the first voltage detecting means a voltage value of the generated power.
第3発明に係る電源装置は、前記第2バッテリの電圧値を検出する第2電圧検出手段及び/又は前記第2バッテリに対して流入出する電流値を検出する第2電流検出手段と、前記エンジンが停止している場合、前記第2電圧検出手段の検出結果及び/又は前記第2電流検出手段の検出結果に基づいて求められる前記第2バッテリの充電深度が第1充電深度以深であるか否かを判定する第1判定手段と、前記第2バッテリの充電深度が第2充電深度以浅であるか否かを判定する第2判定手段と、前記第1判定手段が、前記第1充電深度以深であると判定した場合、前記変圧手段を降圧動作に切り替える手段と、該手段が切り替えた後、前記第2判定手段が、前記第2充電深度以浅であると判定した場合、前記変圧手段を昇圧動作に切り替える手段とを備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising: a second voltage detecting means for detecting a voltage value of the second battery; and / or a second current detecting means for detecting a current value flowing into and out of the second battery; Whether the charging depth of the second battery obtained based on the detection result of the second voltage detection unit and / or the detection result of the second current detection unit is deeper than the first charging depth when the engine is stopped First determination means for determining whether or not, second determination means for determining whether or not the charging depth of the second battery is shallower than the second charging depth, and the first determination means are the first charging depth. If it is determined that the deeper, a means for switching the variable pressure means to step-down operation, after switching the said means, when the second determination means has determined that the said second charge depth shallower than the varying pressure hand to switch the means to step-up operation Characterized Rukoto with and.
第1発明にあっては、エンジンが停止した場合、変圧手段を降圧動作に切り替えることによって、変圧手段を介して第1バッテリ側に、第2バッテリ側から給電される。
エンジンが停止した場合とは、車両が駆動されなくなった場合であり、第1バッテリと第2バッテリとが、長時間放置される可能性がある。また、エンジンの停止に伴い、エンジンに連動して発電する車載発電機が発電を停止するため、第1バッテリは、車載発電機が発電した電力によっては充電されず、時計、マイクロコンピュータ等への給電による暗電流、自己放電等によって徐々に放電する。
In the first invention, if the engine is stopped, by the variable pressure means may switch to the step-down operation, the first battery side through the variable pressure means is fed from the second battery side.
The case where the engine is stopped is a case where the vehicle is not driven, and the first battery and the second battery may be left for a long time. In addition, since the in-vehicle generator that generates power in conjunction with the engine stops power generation when the engine is stopped, the first battery is not charged by the electric power generated by the in-vehicle generator, Discharge gradually due to dark current, self-discharge, etc. caused by power supply.
過放電によって劣化する第1バッテリ、及び深い充電深度で長時間放置されると劣化する第2バッテリ夫々の劣化を抑制するために、第2バッテリから第1バッテリに電力を供給する。
このようにして第1バッテリに充電された電力は、第1バッテリから電気負荷群に対して給電されて有効利用される。また、第1バッテリに充電された電力は、変圧手段を介して、1又は複数の他の電気負荷に給電されて有効利用されることもある。つまり、第2バッテリが放電した電力は無駄に消費されない。
In order to suppress deterioration of the first battery that deteriorates due to overdischarge and the second battery that deteriorates when left for a long time at a deep charge depth, power is supplied from the second battery to the first battery.
The electric power charged in the first battery in this way is fed from the first battery to the electric load group and is effectively used. The power charged in the first battery, varying pressure through the unit, there is also fed to one or more other electrical loads effectively utilized the fact. That is, the power discharged from the second battery is not wasted.
ここで、第2バッテリには、車載発電機が発電した低電圧の電力を変圧手段が昇圧した高電圧の電力が充電されている。一方、第1バッテリは、低電圧の電力によって充電される。第1バッテリ及び第2バッテリ間には電圧差があるので、第2バッテリから供給された低電圧の電力は、降圧動作に切り替えられた変圧手段によって降圧されてから、第1バッテリへ供給される。このとき、昇圧動作は停止しているため、第1バッテリ側から給電されて第2バッテリが充電されることはない。 Here, the second battery, the power of the high voltage is varying pressure means power was boosted low voltage vehicle generator is generating is charged. On the other hand, the first battery is charged with low-voltage power. Since between the first battery and the second battery has a voltage difference, the power of the low voltage supplied from the second battery from being stepped down by varying pressure means is switched to the step-down operation, it is supplied to the first battery The In this case, because the boosting operation stopped, never second battery is powered from the first battery side is charged.
第2発明にあっては、エンジンが作動している場合に、第1バッテリに対する車載発電機からの充電を制御して、第1バッテリの充電深度を所定範囲に維持する。
仮に、エンジンが作動している場合の第1バッテリの充電深度が深過ぎると、エンジンが停止している場合に第2バッテリから供給される電力を第1バッテリが受け入れられず、第2バッテリが放電できないか、第2バッテリが放電した電力が無駄に消費される。
また、仮に、エンジンが作動している場合の第1バッテリの充電深度が浅過ぎると、第1バッテリから電気負荷への必要な給電がなされ難くなり、また、過放電による第1バッテリの劣化が進むこともある。
In the second invention, when the engine is operating, the charging from the in-vehicle generator for the first battery is controlled to maintain the charging depth of the first battery within a predetermined range.
If the charging depth of the first battery when the engine is operating is too deep, the first battery cannot accept the power supplied from the second battery when the engine is stopped, and the second battery The electric power that cannot be discharged or discharged from the second battery is wasted.
In addition, if the charging depth of the first battery is too shallow when the engine is operating, it is difficult to supply power from the first battery to the electric load, and deterioration of the first battery due to overdischarge is difficult. Sometimes it goes.
以上のような不具合を抑制するために、第1バッテリの充電深度が、満充電より浅い所定範囲の充電深度よりも深い場合、発電制御手段が車載発電機の発電電力の電圧値を第1電圧検出手段の検出結果(即ち第1バッテリの電圧値)より低くして、第1バッテリに対する充電を制限する。一方、第1バッテリの充電深度が、満充電より浅い所定範囲の充電深度よりも浅い場合、発電制御手段が、車載発電機の発電電力の電圧値を第1電圧検出手段の検出結果より高くして、第1バッテリに対する充電を積極的に行なう。 In order to suppress the above problems, when the charging depth of the first battery is deeper than the charging depth in a predetermined range shallower than the full charge, the power generation control means sets the voltage value of the generated power of the in-vehicle generator to the first voltage. The charging of the first battery is limited by making it lower than the detection result of the detecting means (that is, the voltage value of the first battery). On the other hand, when the charging depth of the first battery is shallower than the charging depth in a predetermined range shallower than full charging, the power generation control means makes the voltage value of the generated power of the on-vehicle generator higher than the detection result of the first voltage detecting means. Thus, the first battery is actively charged.
ここで、第1バッテリの充電深度は、第1電圧検出手段の検出結果及び/又は第1電流検出手段の検出結果(即ち第1バッテリに対して流入出する電流値。具体的には第1バッテリに対して流入出する電流の積算値が望ましい)に基づいて求められ、求められた第1バッテリの充電深度が所定の範囲の充電深度であるか否かを充電範囲判定手段が判定する。 Here, the charging depth of the first battery is the detection result of the first voltage detection means and / or the detection result of the first current detection means (that is, the current value flowing into and out of the first battery. Specifically, The charging range determination means determines whether or not the determined charging depth of the first battery is a predetermined range of charging depth.
第3発明にあっては、エンジンが停止している場合に、第2バッテリの充電深度を適切な充電深度に調節する。
このために、第2バッテリが第1充電深度以深である場合に、変圧手段を降圧動作に切り替えて、第2バッテリから第1バッテリに対して電力が供給されるようにする。この結果、深い充電深度を有する第2バッテリが放電する。
一方、第2バッテリが第1充電深度より浅い場合は、変圧手段を降圧動作に切り替えないため、十分に浅い充電深度を有する第2バッテリから第1バッテリに対して電力が供給されない。
In the third invention, when the engine is stopped, the charging depth of the second battery is adjusted to an appropriate charging depth.
Therefore, the second battery when it is first charged depth deeper, Ete switch the variable pressure means to buck operation, power to the first battery from the second battery to be supplied. As a result, the second battery having a deep charge depth is discharged.
On the other hand, when the second battery shallower than the first charging depth, because it does not switch the variable pressure means to buck operation, no power is supplied to the first battery from the second battery having a sufficiently shallow depth of charge.
そして、変圧手段を降圧動作に切り替えた後、つまり第2バッテリから第1バッテリに対して給電されるようにした後、第2バッテリが第2充電深度以浅である場合は、変圧手段を昇圧動作に切り替えることによって、十分に浅い充電深度を有する第2バッテリから第1バッテリに対して電力が供給されないようにする。
一方、第2バッテリが第2充電深度より深い場合は、変圧手段を昇圧動作に切り替えないため、第2バッテリから第1バッテリに対して電力が供給される。この結果、未だ比較的深い充電深度を有する第2バッテリが放電する。
Then, after switching the variable pressure means to buck operation, that is after to be powered for the first battery from the second battery, if the second battery is a second charging depth shallower than is the variable pressure means by switch between the step-up operation, the power to the first battery from the second battery having a sufficiently shallow depth of charge to not be supplied.
On the other hand, the second battery when deeper than the second state of charge is, because it does not switch the variable pressure means boosting operation, power is supplied to the first battery from the second battery. As a result, the second battery still having a relatively deep charge depth is discharged.
ここで、第2バッテリの充電深度は、第2電圧検出手段の検出結果(即ち第2バッテリの電圧値)及び/又は第2電流検出手段の検出結果(即ち第2バッテリに対して流入出する電流値。具体的には第2バッテリに対して流入出する電流の積算値が望ましい)に基づいて求められる。また、求められた第2バッテリの充電深度が第1充電深度以深であるか否かを第1判定手段が判定し、求められた第2バッテリの充電深度が第2充電深度以浅であるか否かを第2判定手段が判定する。 Here, the charging depth of the second battery flows into and out of the detection result of the second voltage detection means (that is, the voltage value of the second battery) and / or the detection result of the second current detection means (that is, the second battery). Current value (specifically, an integrated value of current flowing into and out of the second battery is desirable). Further, the first determination means determines whether or not the obtained charging depth of the second battery is deeper than the first charging depth, and whether or not the obtained charging depth of the second battery is shallower than the second charging depth. The second determination means determines whether or not.
第1充電深度及び第2充電深度としては、夫々第2バッテリを長時間放置する場合の適切な充電深度を用いることが好ましい。なお、リチウム電池の場合は過放電の問題が生じ難いため、第1充電深度及び第2充電深度夫々は略0%でもよい。 As the first charging depth and the second charging depth, it is preferable to use appropriate charging depths when the second battery is left for a long time. Note that in the case of a lithium battery, the problem of overdischarge hardly occurs, and therefore, the first charging depth and the second charging depth may be approximately 0%.
第1発明にあっては、更に、エンジンが停止している場合に、第1バッテリの過充電を抑制する。
このために、エンジンが停止しており、第2バッテリから第1バッテリに対して給電されている場合、即ち変圧手段を降圧動作に切り替えた後、第1バッテリの充電深度が、所定の充電深度以深である場合、変圧手段を昇圧動作及び非作動に切り替えて、第2バッテリ及び第1バッテリ間で相互に電力が授受されないようにする。
In the first aspect of the present invention, the overcharge of the first battery is further suppressed when the engine is stopped.
For this, the engine is stops, if the second battery is powered for the first battery, i.e. after switching the variable pressure it means to step-down operation, the state of charge of the first battery, predetermined charging If a depth deeper, Ete switch the variable pressure means boosting operation and non-operation, so that no power is exchanged with each other between the second battery and the first battery.
ところで、エンジンが作動している場合には第1バッテリの充電深度を所定範囲の充電深度に維持するが、この所定範囲の充電深度よりも、ここで判定の基準として用いられる所定の充電深度の方が深い(例えば、満充電を示す充電深度である)。 By the way, when the engine is operating, the charging depth of the first battery is maintained at a charging depth within a predetermined range, but the predetermined charging depth used as a criterion for determination here is more than the charging depth within the predetermined range. It is deeper (for example, a charge depth indicating full charge).
充電が停止された第1バッテリは、暗電流、自己放電等によって徐々に放電するため、長期間の放置によって過放電になるおそれがある。また、第1バッテリに対する充電を停止した後でも、未だ第2バッテリが深い充電深度を有する場合、長期間の放置によって第2バッテリは劣化する。以上のような不具合を抑制するために、変圧手段を非作動に切り替えた後で所定時間が経過した場合、変圧手段を降圧動作及び作動に切り替えて、第2バッテリから第1バッテリに対して電力が供給されるようにする。 Since the first battery whose charging has been stopped is gradually discharged by dark current, self-discharge, or the like, there is a possibility that the first battery may be over-discharged when left for a long period of time. In addition, even after the charging of the first battery is stopped, when the second battery still has a deep charging depth, the second battery deteriorates due to being left for a long period of time. To suppress the inconvenience as described above, when a predetermined time has elapsed after switching the variable pressure means deactivated, Ete switch the variable pressure means to the step-down operation and operation with respect to the first battery from the second battery Power to be supplied.
ここで判定の基準として用いられる所定時間は、暗電流、自己放電等によって第1バッテリが十分に放電する時間、及び、深い充電深度での放置によって第2バッテリが劣化を開始する時間等に基づいて、予め設定される。
また、第1電圧検出手段の検出結果及び/又は第1電流検出手段の検出結果に基づいて第1バッテリの充電深度が所定の充電深度以深であるか否かを充電深度判定手段が判定する。
Here, the predetermined time used as a criterion for determination is based on the time when the first battery is sufficiently discharged due to dark current, self-discharge, etc., the time when the second battery starts to deteriorate due to being left at a deep charging depth, and the like. Are set in advance.
Further, the charge depth determination means determines whether or not the charge depth of the first battery is deeper than a predetermined charge depth based on the detection result of the first voltage detection means and / or the detection result of the first current detection means.
第1発明の電源装置による場合、第1バッテリ及び第2バッテリが長時間放置される可能性があるときに、第2バッテリが放電した電力を、第1バッテリに充電することができる。
この結果、第2バッテリに充電された電力を、第1バッテリを経由して各種の電気負荷に供給することができるため、第2バッテリに充電された電力の無駄な放電を抑制することができる。
また、深い充電深度で長時間放置されると劣化する第2バッテリが放電し、過放電すると劣化する第1バッテリが充電されるため、第1バッテリ及び第2バッテリ両方の劣化を抑制することができる。
According to the power supply device of the first invention, when the first battery and the second battery are likely to be left for a long time, the power discharged from the second battery can be charged to the first battery.
As a result, since the electric power charged in the second battery can be supplied to various electric loads via the first battery, useless discharge of the electric power charged in the second battery can be suppressed. .
Further, since the second battery that deteriorates when discharged for a long time at a deep charge depth is discharged and the first battery that deteriorates when overdischarged is charged, it is possible to suppress deterioration of both the first battery and the second battery. it can.
第2発明の電源装置による場合、車両駆動中の第1バッテリの充電深度を所定範囲に維持することによって、車両駐車中に第2バッテリから供給される電力を第1バッテリが十分に受け入れることができる。このため、第2バッテリが十分に放電して、しかも、第2バッテリが放電した電力が無駄に消費されることを抑制することができる。
また、車両駆動中に、第1バッテリから電気負荷へ必要な給電を十分に行なうことができる。
In the case of the power supply device according to the second aspect of the invention, the first battery can sufficiently receive the electric power supplied from the second battery while the vehicle is parked by maintaining the charging depth of the first battery during driving of the vehicle within a predetermined range. it can. For this reason, it can be suppressed that the second battery is sufficiently discharged and the electric power discharged by the second battery is consumed wastefully.
In addition, during the driving of the vehicle, the necessary power supply from the first battery to the electric load can be sufficiently performed.
第3発明の電源装置による場合、車両駐車中に、第2バッテリの充電深度が深いときは、第2バッテリから第1バッテリに給電する。この結果、深い充電深度での第2バッテリの長時間の放置を抑制することができる。
また、車両駐車中の第2バッテリから第1バッテリに対する給電によって第2バッテリの充電深度が浅くなったときは、第1バッテリに対する給電を停止する。
In the case of the power supply device according to the third aspect of the invention, when the second battery is deeply charged while the vehicle is parked, power is supplied from the second battery to the first battery. As a result, it is possible to suppress the second battery from being left for a long time at a deep charging depth.
In addition, when the charging depth of the second battery becomes shallow due to power feeding from the second battery while the vehicle is parked to the first battery, power feeding to the first battery is stopped.
更に、第1発明の電源装置による場合、車両駐車中に、第2バッテリからの給電によって第1バッテリの充電深度が深くなったときは、第1バッテリに対する給電を停止する。この結果、第1バッテリの過充電を抑制することができる。
また、車両駐車中の第2バッテリから第1バッテリに対する給電を停止してから所定時間が経過したときは、第2バッテリから第1バッテリに給電する。この結果、第1バッテリの過放電及び深い充電深度での第2バッテリの長時間の放置を抑制することができる。
Furthermore, in the case of the power supply device according to the first aspect of the present invention, when the charging depth of the first battery becomes deeper due to power feeding from the second battery while the vehicle is parked, power feeding to the first battery is stopped. As a result, overcharge of the first battery can be suppressed.
In addition, when a predetermined time has elapsed since the power supply to the first battery is stopped from the second battery parked in the vehicle, power is supplied from the second battery to the first battery. As a result, overdischarge of the first battery and long-time leaving of the second battery at a deep charging depth can be suppressed.
以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
図1は、本発明の実施の形態に係る電源装置1の構成を示すブロック図である。
電源装置1は、エンジンEを備える車両に搭載されており、鉛蓄電池(第1バッテリ)11と、リチウム電池(第2バッテリ)12と、DC/DCコンバータ(変圧手段;以下、昇圧手段又は降圧手段ともいう)13と、オルタネータ(車載発電機)14とを備える。
また、電源装置1は、第1電圧センサ(第1電圧検出手段)51と、第2電圧センサ(第2電圧検出手段)52と、第1電流センサ(第1電流検出手段)61と、第2電流センサ(第2電流検出手段)62とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
The
The
更に電源装置1は、夫々マイクロコンピュータを用いてなる第1制御部21及び第2制御部22とを備え、第1制御部21は、オルタネータ14、第2制御部22、第1電圧センサ51、第1電流センサ61、及びエンジンEと信号線で接続されており、第2制御部22は、DC/DCコンバータ13、第1制御部21、第2電圧センサ52、及び第2電流センサ62と信号線で接続されている。
Furthermore, the
第1制御部21は、主に鉛蓄電池11の充放電に関する制御を行なう。また、第2制御部22は、主にリチウム電池12の充放電に関する制御を行なう。エンジンEが作動しているか停止しているかを示す信号(例えば回転数信号)は、エンジンEから第1制御部21に与えられ、第1制御部21を介して第2制御部22にも与えられる。第1制御部21及び第2制御部22は、この信号が与えられているか否かに基づき、エンジンEの作動/停止を判定する。このように、第1制御部21から第2制御部22へは、各種の信号(例えば後述する満充電信号)が出力される。
The
鉛蓄電池11の高圧側端子はDC/DCコンバータ13の低圧側端子に接続され、更に、オルタネータ14及び負荷41,41,…夫々に接続されている。また、鉛蓄電池11の低圧側端子は接地端子に接続されている。
ここで、負荷41,41,…は、例えば車載ランプのような低電圧の電気負荷群である。また、第1制御部21、第2制御部22等も電気負荷群に含まれる。
一方、リチウム電池12の高圧側端子はDC/DCコンバータ13の高圧側端子に接続され、更に、モータドライバ43を介して、電気負荷である電動モータ42に接続されている。また、リチウム電池12の低圧側端子は接地端子に接続されている。なお、リチウム電池12の高圧側端子は、電動モータ42を含む複数の電気負荷に接続されていてもよい。
The high-voltage side terminal of the lead storage battery 11 is connected to the low-voltage side terminal of the DC /
Here, the
On the other hand, the high voltage side terminal of the
昇圧手段としてのDC/DCコンバータ13は、オルタネータ14が発電した電力を含む鉛蓄電池11側の低電圧(具体的には約14V)の電力を高電圧(具体的には約42V)に昇圧してリチウム電池12側に与える(図1中、白抜矢符方向)。また、降圧手段としてのDC/DCコンバータ13は、リチウム電池12側の約42Vの電力を約14Vに降圧して鉛蓄電池11側に与える(図1中、二点鎖線で示した矢符方向)。
DC/DCコンバータ13の昇圧動作と降圧動作とは排他的に実行され、昇圧動作と降圧動作との切り替えは、第2制御部22が制御する。
なお、第2制御部22は、DC/DCコンバータ13の出力電圧及び出力電流夫々の制御も行なう。
The DC /
The step-up operation and the step-down operation of the DC /
The
オルタネータ14は、エンジンEに連動して発電する交流の車載発電機であり、エンジンEの作動に連動して発電を開始し、エンジンEの停止に連動して発電を停止する。本実施の形態のオルタネータ14は、発電電力の電圧値の高低が、鉛蓄電池11の充電電圧である約14Vと、鉛蓄電池11の放電電圧よりも低く0V(即ち発電停止状態)よりも高い所定の電圧値との少なくとも2段階に切替可能に構成されている。オルタネータ14の発電電力の電圧値の高低の切り替えは、第1制御部21が制御する。
The
鉛蓄電池11は、与えられた約14Vの電力によって充電され、電気負荷群としての複数の負荷41,41,…夫々に電力を供給する。ただし、負荷41,41,…夫々には、オルタネータ14が発電し整流した約14Vの電力、又は、DC/DCコンバータ13によって約14Vに降圧された電力が与えられることもある。
The lead storage battery 11 is charged with the applied electric power of about 14 V and supplies electric power to each of the plurality of
そして、鉛蓄電池11には、オルタネータ14が発電し整流した約14Vの電力が与えられる。つまり、オルタネータ14の発電電力の電圧値の高低を制御することによって、第1制御部21は、鉛蓄電池11の充放電に関する制御を行なう。
また、鉛蓄電池11には、DC/DCコンバータ13によって約14Vに降圧された電力が与えられることもある。
The lead storage battery 11 is supplied with approximately 14 V of power generated and rectified by the
Further, the lead storage battery 11 may be supplied with electric power that is stepped down to about 14 V by the DC /
リチウム電池12は、与えられた約42Vの電力によって充電され、電動モータ42に、モータドライバ43を介して電力を供給する。ただし、電動モータ42には、DC/DCコンバータ13によって約42Vに昇圧された電力が、モータドライバ43を介して与えられることもある。
モータドライバ43は、電源装置1から給電された直流を交流に変換して電動モータ42に与える。
The
The
リチウム電池12には、オルタネータ14が発電し、DC/DCコンバータ13によって約42Vに昇圧された電力が与えられる。また、鉛蓄電池11が出力した低電圧の電力が、DC/DCコンバータ13によって約42Vに昇圧されて、リチウム電池12に与えられることもある。
The
ここで、低電圧の電力が昇圧されてリチウム電池12側に与えられている場合、リチウム電池12は充電される。逆に、高電圧の電力が降圧されて鉛蓄電池11側に与えられている場合、リチウム電池12が放電する。
つまり、DC/DCコンバータ13の昇圧動作と降圧動作との切り替えを行なうことによって、第2制御部22は、リチウム電池12の充放電に関する制御を行なう。
Here, when low-voltage power is boosted and applied to the
That is, the
第1電圧センサ51は、鉛蓄電池11の電圧値を検出して、第1制御部21に与え、第1電流センサ61は、鉛蓄電池11に対して流入出する電流値を検出して、第1制御部21に与える。
第2電圧センサ52は、リチウム電池12の電圧値を検出して、第2制御部22に与え、第2電流センサ62は、リチウム電池12に対して流入出する電流値を検出して、第2制御部22に与える。
以下では、流出(放電)方向の電流値は正の値、流入(充電)方向の電流値は負の値とする。
The
The
Hereinafter, the current value in the outflow (discharge) direction is a positive value, and the current value in the inflow (charge) direction is a negative value.
ところで、鉛蓄電池11は、過放電すると劣化し、リチウム電池12は、深い充電深度で長時間放置されると劣化して、夫々充電可能容量が減少する。
このため、本実施の形態の電源装置1においては、鉛蓄電池11及びリチウム電池12夫々を長時間放置する前に、リチウム電池12を放電させておき、更に、鉛蓄電池11を充電させておく。そして、鉛蓄電池11に充電する電力として、リチウム電池12が放電した電力を利用する。
By the way, the lead storage battery 11 deteriorates when it is overdischarged, and the
For this reason, in the
しかしながら、仮に、リチウム電池12の放電開始時に鉛蓄電池11が略満充電された状態であると、リチウム電池12から放電された電力を鉛蓄電池11が受け入れられず、受け入れた場合は過充電となる不具合が生じる。逆に、リチウム電池12の放電開始までに鉛蓄電池11が大幅に放電されていると、リチウム電池12から放電された電力は受け入れられるが、鉛蓄電池11から負荷41,41,…への給電が十分に行なわれないという不具合がある。
以上の不具合を抑制するために、鉛蓄電池11の充電深度は、満充電を示す充電深度より浅い所定範囲の充電深度に保たれる。
However, if the lead storage battery 11 is substantially fully charged at the start of discharge of the
In order to suppress the above problems, the charge depth of the lead storage battery 11 is maintained at a charge depth within a predetermined range shallower than the charge depth indicating full charge.
ここで、鉛蓄電池11の充電深度は、第1電圧センサ51の検出結果及び/又は第1電流センサ61の検出結果に基づいて第1制御部21が算出する。具体的には、鉛蓄電池11の充電深度は、第1電流センサ61の検出結果の積算値(即ち鉛蓄電池11の充放電電流の積算値)に基づいて算出される。つまり、満充電の鉛蓄電池11の充電容量をA0 、満充電の状態からの鉛蓄電池11の充放電電流の積算値をAとすると、鉛蓄電池11の充電深度=(A0 −A)/A0 ×100[%]である。
このため、本実施の形態においては、鉛蓄電池11の充電深度を示すパラメータとして鉛蓄電池11の充放電電流の積算値A(即ち第1電流センサ61の検出結果の積算値A)を用いる。
Here, the charging depth of the lead storage battery 11 is calculated by the
For this reason, in this embodiment, the integrated value A of the charge / discharge current of the lead storage battery 11 (that is, the integrated value A of the detection result of the first current sensor 61) is used as a parameter indicating the charging depth of the lead storage battery 11.
また、前述の所定範囲(後述する図2の所定SOC範囲)の充電深度の最小深さ(以下、最浅充電深度という)を示す積算値を最浅積算値A1 とし、前述の所定範囲の充電深度の最大深さを示す積算値(以下、最深充電深度という)を最深積算値A2 とする。ただし、最浅充電深度[%]<最深充電深度[%]であって最浅積算値A1 >最深積算値A2 であり、積算値Aは、A2 ≦A≦A1 の範囲に維持される。
最浅積算値A1 は、鉛蓄電池11から負荷41,41,…への給電が十分に行なわれる充電深度に対応し、最深積算値A2 は、リチウム電池12から供給された電力を鉛蓄電池11が十分に受け入れられる充電深度に対応する。
The minimum depth of the state of charge of a predetermined range of the aforementioned (predetermined SOC range of FIG. 2 to be described later) (hereinafter, referred to as the shallowest depth of charge) the integrated value indicating the shallowest integrated value A 1, the predetermined range of the aforementioned integrated value indicating the maximum depth of the state of charge (hereinafter, referred to as the deepest depth of charge) and deepest integrated value a 2 a. However, the shallowest charge depth [%] <the deepest charge depth [%] and the shallowest integrated value A 1 > the deepest integrated value A 2 , and the integrated value A is maintained in the range of A 2 ≦ A ≦ A 1. Is done.
The shallowest integrated value A 1 corresponds to a charging depth at which power is sufficiently supplied from the lead storage battery 11 to the
一方、リチウム電池12の充電深度は、第2電圧センサ52の検出結果及び/又は第2電流センサ62の検出結果に基づいて算出される。リチウム電池12の充電深度は、第2電圧センサ52の検出結果(即ちリチウム電池12の電圧値)に対応するため、本実施の形態においては、リチウム電池12の充電深度を示すパラメータとしてリチウム電池12の電圧値V(即ち第2電圧センサ52の検出結果V)を用いる。
On the other hand, the charging depth of the
リチウム電池12は、充電深度が十分に浅い場合、長時間放置しても問題はないため、充電深度が十分に浅い所定の第1充電深度以深である場合に、リチウム電池12から鉛蓄電池11へ電力を供給する。
そして、リチウム電池12から鉛蓄電池11へ電力を供給することによって、リチウム電池12の充電深度が十分に浅い所定の第2充電深度以浅になった場合に、リチウム電池12から鉛蓄電池11への電力の供給を停止する。
When the charging depth is sufficiently shallow, there is no problem even if the
Then, by supplying power from the
以下では、第1充電深度に対応するリチウム電池12の電圧値を第1電圧値V1 といい、第2充電深度に対応するリチウム電池12の電圧値を第2電圧値V2 という。
第1電圧値V1 及び第2電圧値V2 は、V1 ≧V2 の夫々十分に小さい電圧値であることが望ましい。仮に、第1電圧値V1 及び第2電圧値V2 が大きすぎる場合、リチウム電池12が十分に放電されず、リチウム電池12が劣化する。
Hereinafter, the voltage value of the
It is desirable that the first voltage value V 1 and the second voltage value V 2 are sufficiently small voltage values of V 1 ≧ V 2 . If the first voltage value V 1 and the second voltage value V 2 are too large, the
図2は、鉛蓄電池11の充電深度の時間変化を示す特性図であり、図3は、リチウム電池12の充電深度の時間変化を示す特性図である。
図2の横軸は、エンジンEの作動開始から経過した時間を示し、図3の横軸は、エンジンEの作動停止から経過した時間を示している。また、図2の縦軸は、鉛蓄電池11の充電深度を示し、図3の縦軸は、リチウム電池12の充電深度を示している。
充電深度の単位は[%]であり、0%が完全に放電された状態の充電深度を示し、100%が満充電の充電深度を示す。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the change over time in the charge depth of the lead storage battery 11, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing the change over time in the charge depth of the
The horizontal axis in FIG. 2 indicates the time elapsed from the start of operation of the engine E, and the horizontal axis in FIG. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 2 has shown the charge depth of the lead storage battery 11, and the vertical axis | shaft of FIG.
The unit of the charge depth is [%], where 0% indicates the charge depth in a fully discharged state, and 100% indicates the fully charged charge depth.
図2に示すように、車両の駆動開始、即ちエンジンEの作動開始から、オルタネータ14が発電した電力が鉛蓄電池11に充電されて、鉛蓄電池11の充電深度が深くなっていく(即ち鉛蓄電池11の充放電電流の積算値Aが減少する)。このとき、鉛蓄電池11を効率よく充電するために、オルタネータ14の発電電力の電圧値は高い状態に保たれる。
As shown in FIG. 2, the electric power generated by the
そして、鉛蓄電池11が満充電に達したとき、鉛蓄電池11を過充電から保護するために、オルタネータ14の発電電力の電圧値は低い状態に保たれる。オルタネータ14の発電電力の電圧値が低い間は、鉛蓄電池11に対してオルタネータ14からの充電がほとんど行なわれなくなり、しかも、負荷41,41,…に対する給電を鉛蓄電池11及びオルタネータ14が行なうことになるため、鉛蓄電池11は放電して、鉛蓄電池11の充電深度が浅くなっていく(即ち鉛蓄電池11の充放電電流の積算値Aが増大する)。
When the lead storage battery 11 reaches full charge, the voltage value of the generated power of the
次いで、鉛蓄電池11の放電によって鉛蓄電池11の充電深度が、所定SOC範囲の最浅充電深度より浅くなった(即ち積算値Aが、最浅積算値A1 を上回った)とき、オルタネータ14の発電電力の電圧値は高い状態に保たれ、鉛蓄電池11が充電される。次に、鉛蓄電池11の充電によって鉛蓄電池11の充電深度が、所定SOC範囲の最深充電深度より深くなった(即ち積算値Aが、最深積算値A2 を下回った)とき、オルタネータ14の発電電力の電圧値は低い状態に保たれ、鉛蓄電池11が放電される。
このようにして、鉛蓄電池11の充電深度(即ち積算値A)は、所定SOC範囲(即ちA2 ≦A≦A1 の範囲)に維持される。
Then, the state of charge of the lead-acid battery 11 by the discharge of the lead-acid battery 11 has become shallower than the shallowest depth of charge predetermined SOC range (i.e. the integrated value A is exceeded shallowest integrated value A 1) time, the
In this way, the charging depth (that is, the integrated value A) of the lead storage battery 11 is maintained within the predetermined SOC range (that is, the range of A 2 ≦ A ≦ A 1 ).
図2及び図3に示すように、車両が駐車した時点、即ちエンジンEが停止した時点から、オルタネータ14の発電が停止し、このとき、リチウム電池12の充電深度が第1電圧値V1 に対応する充電深度以深であれば、オルタネータ14が発電した電力の代わりに、リチウム電池12が放電した電力が鉛蓄電池11に充電されて、鉛蓄電池11の充電深度が深くなり、リチウム電池12の充電深度が浅くなる(即ち電圧値Vが減少する)。
As shown in FIGS. 2 and 3, the power generation of the
そして、鉛蓄電池11が満充電に達したとき、鉛蓄電池11を過充電から保護するために、リチウム電池12から鉛蓄電池11に対する給電が停止される。この場合、鉛蓄電池11は充電されず、暗電流、自己放電等によって、徐々に充電深度が浅くなる。
一方、リチウム電池12も、暗電流、自己放電等によって、徐々に充電深度が浅くなるが、この減少の度合い(即ち浅くなる度合い)は、鉛蓄電池11へ給電しているときの減少の度合いよりも小さい。
When the lead storage battery 11 reaches full charge, power supply from the
On the other hand, the
リチウム電池12から鉛蓄電池11に対する給電が停止した時点から所定時間T0 が経過した場合、暗電流、自己放電等によって、鉛蓄電池11の充電深度は、再びリチウム電池12からの給電を受け入れ可能な充電深度まで浅くなっている。このため、再び、リチウム電池12が放電した電力が鉛蓄電池11に充電されて、鉛蓄電池11の充電深度が深くなり、リチウム電池12の充電深度が浅くなる。
最後に、リチウム電池12の充電深度が第2電圧値V2 に対応する充電深度以浅となったとき、リチウム電池12から鉛蓄電池11に対する給電が停止される。
When the predetermined time T 0 has elapsed from the time when the power supply from the
Finally, when the state of charge of the
図4及び図5は、第1制御部21が実行する鉛蓄電池制御処理の手順を示すフローチャートである。鉛蓄電池制御処理は、エンジンEが作動している場合に実行される。エンジンEの作動開始に伴い、第1制御部21の制御とは無関係に、オルタネータ14が発電を開始する。
まず、第1制御部21は、オルタネータ14の発電電力の電圧値が第1電圧センサ51の検出結果よりも高い状態に保たれるよう、オルタネータ14を制御する(S11)。
4 and 5 are flowcharts showing the procedure of the lead storage battery control process executed by the
First, the
次に、第1制御部21は、鉛蓄電池11の充電深度を算出し(S12)、S12における算出結果が、満充電を示す充電深度であるか否かを判定する(S13)。
S12における算出結果が、満充電を示す充電深度ではない場合(S13でNO)、つまり鉛蓄電池11が未だ満充電になっていない場合、第1制御部21は、処理をS12へ戻す。
Next, the
When the calculation result in S12 is not the charge depth indicating full charge (NO in S13), that is, when the lead storage battery 11 is not yet fully charged, the
S12における算出結果が、満充電を示す充電深度である場合(S13でYES)、即ち鉛蓄電池11が満充電になった場合、第1制御部21は、オルタネータ14の発電電力の電圧値が第1電圧センサ51の検出結果よりも低い状態に保たれるよう、オルタネータ14を制御する(S14)。
When the calculation result in S12 is the charge depth indicating full charge (YES in S13), that is, when the lead storage battery 11 is fully charged, the
次に、第1制御部21は、満充電の状態からの鉛蓄電池11の充放電電流の積算値Aを算出する(S15)。
次に、第1制御部21は、S15における算出結果としての積算値Aが、最浅積算値A1 を上回っているか否かを判定する(S16)。
A>A1 である場合(S16でYES)、充電深度が浅くなり過ぎているため、第1制御部21は、第1制御部21は、オルタネータ14の発電電力の電圧値が第1電圧センサ51の検出結果よりも高い状態に保たれるよう、オルタネータ14を制御してから(S19)、処理をS15へ戻す。この場合、充電深度が浅くなり過ぎた鉛蓄電池11に、オルタネータ14から充電される。
Next, the
The
When A> A 1 (YES in S16), since the charging depth is too shallow, the
A≦A1 である場合(S16でNO)、第1制御部21は、S15における算出結果としての積算値Aが、最深積算値A2 を下回っているか否かを判定する(S17)。
A<A2 である場合(S17でYES)、充電深度が深くなり過ぎているため、第1制御部21は、処理をS14へ戻し、オルタネータ14の発電電力の電圧値が第1電圧センサ51の検出結果よりも低い状態に保たれるよう、オルタネータ14を制御する。この場合、充電深度が深くなり過ぎた鉛蓄電池11が放電する。
When A ≦ A 1 (NO in S16), the
When A <A 2 (YES in S17), since the charging depth is too deep, the
A≧A2 である場合(S17でNO)、鉛蓄電池11の充電深度が所定SOC範囲に維持されているため、第1制御部21は、エンジンEが停止したか否かを判定し(S18)、停止していない場合(S18でNO)、処理をS15へ戻す。
エンジンEが停止した場合(S18でYES)、エンジンEの作動停止に伴い、第1制御部21の制御とは無関係に、オルタネータ14が発電を停止し、第1制御部21は、S15の処理と同様に、積算値Aを算出する(S21)。次いで、第1制御部21は、S21における算出結果としての積算値Aが、満充電を示す積算値(即ち満充電の鉛蓄電池11の充電容量A0 )であるか否かを判定する(S22)。
When A ≧ A 2 (NO in S17), since the charging depth of the lead storage battery 11 is maintained within the predetermined SOC range, the
When the engine E is stopped (YES in S18), the
S21における算出結果が、満充電を示す積算値ではない場合(S22でNO)、つまり鉛蓄電池11が未だ満充電になっていない場合、第1制御部21は、エンジンEが作動したか否かを判定し(S23)、エンジンEが作動していない場合は(S23でNO)、処理をS21へ戻す。
エンジンEが作動した場合(S23でYES)、第1制御部21は、処理をS11へ戻す。
When the calculation result in S21 is not an integrated value indicating full charge (NO in S22), that is, when the lead storage battery 11 is not yet fully charged, the
When engine E operates (YES in S23),
S21における算出結果が、満充電を示す積算値である場合(S22でYES)、つまり鉛蓄電池11が満充電になった場合、第1制御部21は、第2制御部22に、鉛蓄電池11が満充電になったことを示す満充電信号を出力し(S24)、処理をS21へ戻す。この場合、鉛蓄電池11は、リチウム電池12から給電されなくなり、暗電流、自己放電等によって放電する。しかしながら、所定時間T0 が経過して鉛蓄電池11の充電深度が適度に浅くなると、再びリチウム電池12から給電されて、鉛蓄電池11は充電される。
When the calculation result in S21 is an integrated value indicating full charge (YES in S22), that is, when the lead storage battery 11 is fully charged, the
図6及び図7は、第2制御部22が実行するリチウム電池制御処理の手順を示すフローチャートである。リチウム電池制御処理は、エンジンEが作動している場合に実行され、第2制御部22によって、DC/DCコンバータ13は昇圧側に切り替えられる。エンジンEの作動開始に伴い、オルタネータ14が発電を開始し、オルタネータ14が発電した低電圧の電力をDC/DCコンバータ13が昇圧してなる高電圧の電力によって、リチウム電池12が充電される。
第2制御部22は、エンジンEが停止したか否かを判定し(S31)、停止していない場合(S31でNO)、S31の処理を繰り返す。
6 and 7 are flowcharts showing the procedure of the lithium battery control process executed by the
The
エンジンEが停止した場合(S31でYES)、エンジンEの作動停止に伴い、オルタネータ14が発電を停止し、オルタネータ14からリチウム電池12に対する充電が停止する。
ここで、第2制御部22は、リチウム電池12の電圧値Vを検出し(S32)、S32における検出結果としての電圧値Vが、第1電圧値V1 以上であるか否かを判定する(S33)。
When the engine E stops (YES in S31), the
Here, the
V<V1 である場合(S33でNO)、リチウム電池12の充電深度が十分に浅いため、第2制御部22は、S34以降の処理を実行せずに、処理を後述するS52へ移す。
V≧V1 である場合(S33でYES)、リチウム電池12の充電深度が深いため、第2制御部22は、DC/DCコンバータ13を降圧側に切り替える(S34)。この場合、リチウム電池12が供給した高電圧の電力をDC/DCコンバータ13が降圧してなる低電圧の電力が、鉛蓄電池11に供給されて、鉛蓄電池11が充電される。
When V <V 1 (NO in S33), the charging depth of the
When V ≧ V 1 (YES in S33), since the charging depth of the
次いで、第2制御部22は、リチウム電池12の電圧値Vを検出し(S35)、S35における検出結果としての電圧値Vが、第2電圧値V2 以下であるか否かを判定する(S36)。
V>V2 である場合(S36でNO)、リチウム電池12の充電深度は未だ十分に深いため、第2制御部22は、鉛蓄電池11が満充電になったことを示す満充電信号が入力されたか否かを判定する(S41)。
満充電信号が入力されていない場合(S41でNO)、鉛蓄電池11は未だ十分に電力を受け入れ可能であるため、第2制御部22は、処理をS35へ戻す。このため、リチウム電池12が放電し続け、鉛蓄電池11は充電され続ける。
Then, the
When V> V 2 (NO in S36), the charging depth of the
If the full charge signal has not been input (NO in S41), the lead storage battery 11 can still receive power sufficiently, and the
満充電信号が入力された場合(S41でYES)、鉛蓄電池11は既に電力を受け入れられないため、第2制御部22は、DC/DCコンバータ13を昇圧側に切り替える(S42)。この場合、リチウム電池12が供給した高電圧の電力がDC/DCコンバータ13によって降圧されないため、リチウム電池12が放電せず、鉛蓄電池11が充電されない。
When the full charge signal is input (YES in S41), since the lead storage battery 11 has not already received power, the
S42の処理完了後、第2制御部22は図示しないタイマを用いて経過時間の計時を開始し(S43)、再びリチウム電池12からの給電を受け入れ可能な充電深度になるまで鉛蓄電池11の充電深度が浅くなる所定時間T0 が経過したか否かを判定する(S44)。
所定時間T0 が経過していない場合(S44でNO)、鉛蓄電池11は未だ電力を受け入れられないため、第2制御部22はS44の処理を繰り返す。このため、リチウム電池12が放電せず、鉛蓄電池11が充電されない。
After the processing of S42 is completed, the
If the predetermined time T 0 has not elapsed (NO in S44), the lead storage battery 11 has not yet received power, so the
所定時間T0 が経過した場合(S44でYES)、鉛蓄電池11は既に電力を受け入れ可能であるため、第2制御部22は処理をS34へ移して、DC/DCコンバータ13を降圧側に切り替える。この場合、リチウム電池12が供給した高電圧の電力をDC/DCコンバータ13が降圧してなる低電圧の電力が、鉛蓄電池11に供給されて、鉛蓄電池11が充電される。
When the predetermined time T 0 has elapsed (YES in S44), since the lead storage battery 11 has already been able to accept power, the
一方、V≦V2 である場合(S36でYES)、リチウム電池12は十分に放電したため、第2制御部22は、DC/DCコンバータ13を昇圧側に切り替える(S51)。この場合、リチウム電池12が供給した高電圧の電力がDC/DCコンバータ13によって降圧されないため、リチウム電池12が放電せず、鉛蓄電池11が充電されない。
On the other hand, when V ≦ V 2 (YES in S36), since the
S51の処理完了後、又はS33でNOの場合、第2制御部22は、エンジンEが作動したか否かを判定し(S52)、エンジンEが作動していない場合は(S52でNO)、S52の処理を繰り返す。この場合、鉛蓄電池11及びリチウム電池12は、暗電流、自己放電等によって徐々に放電される。
エンジンEが作動した場合(S52でYES)、第2制御部22は、処理をS31へ戻す。
After the completion of the process of S51 or when NO in S33, the
When engine E operates (YES in S52),
以上のような電源装置1は、車両が停車して鉛蓄電池11及びリチウム電池12夫々が長時間放置されても、リチウム電池12が放電し、放電された電力が鉛蓄電池11に充電されるため、鉛蓄電池11及びリチウム電池12両方の劣化を同時的に抑制する。しかも、リチウム電池12に一旦充電された電力を鉛蓄電池11に移し替えて、負荷41,41,…で有効に消費するため、充電された電力の無駄が抑制される。
In the
1 電源装置
11 鉛蓄電池(第1バッテリ)
12 リチウム電池(第2バッテリ)
13 DC/DCコンバータ(変圧手段)
14 オルタネータ(車載発電機)
21 第1制御部(発電制御手段,充電範囲判定手段,充電深度判定手段)
22 第2制御部(第1判定手段,第2判定手段)
41 負荷(電気負荷群)
42 電動モータ(電気負荷)
51 第1電圧センサ(第1電圧検出手段)
52 第2電圧センサ(第2電圧検出手段)
61 第1電流センサ(第1電流検出手段)
62 第2電流センサ(第2電流検出手段)
E エンジン
DESCRIPTION OF
12 Lithium battery (second battery)
13 DC / DC converter (strange圧手stage)
14 Alternator (in-vehicle generator)
21 1st control part (power generation control means, charge range determination means, charge depth determination means)
22 2nd control part (1st determination means, 2nd determination means)
41 Load (electric load group)
42 Electric motor (electric load)
51 1st voltage sensor (1st voltage detection means)
52 Second voltage sensor (second voltage detection means)
61 First current sensor (first current detection means)
62 2nd current sensor (2nd current detection means)
E engine
Claims (3)
該車載発電機が発電した電力によって充電され、電気負荷群に電力を供給する第1バッテリと、
前記車載発電機が発電した電圧及び/又は前記第1バッテリが出力した電圧を昇圧する変圧手段と、
該変圧手段が昇圧した電圧によって充電され、1又は複数の他の電気負荷に電力を供給する第2バッテリと
を備える電源装置において、
前記変圧手段は、電圧の昇圧動作及び降圧動作の切り替え、並びに作動及び非作動の切り替えが可能に構成してあり、
前記エンジンが停止した場合、前記第2バッテリが出力した電圧を降圧して前記第1バッテリに与えるべく前記変圧手段を降圧動作に切り替える手段と、
該手段が切り替えた場合、前記第1バッテリの充電深度が、満充電より浅い所定範囲の充電深度より深い所定の充電深度以深であるか否かを判定する充電深度判定手段と、
該充電深度判定手段が前記所定の充電深度以深であると判定した場合、前記変圧手段を昇圧動作及び非作動に切り替える手段と、
該手段が切り替えた場合、計時を開始する手段と、
該手段が所定時間を計時した場合、前記変圧手段を降圧動作及び作動に切り替える手段と
を備えることを特徴とする電源装置。 An in-vehicle generator that generates power in conjunction with the engine;
A first battery charged with electric power generated by the in-vehicle generator and supplying electric power to the electric load group;
A variable pressure means for the vehicle generator is to boost the voltage of power generation and / or voltage, wherein the first battery and outputs,
The variable pressure means is charged by the voltage boosted the power supply apparatus and a second battery for supplying power to one or more other electrical loads,
The transformer means is configured to be capable of switching between voltage step-up operation and step-down operation, and switching between operation and non-operation,
Means for switching if the engine has stopped, the variable pressure means to steps down the voltage to the second battery has output supplied to the first battery to the step-down operation,
A charging depth determination means for determining whether or not the charging depth of the first battery is greater than or equal to a predetermined charging depth deeper than a charging depth in a predetermined range shallower than full charging when the means is switched ;
A means for switching the voltage transforming means to a step-up operation and a non-operation when the charge depth determination means determines that it is deeper than the predetermined charge depth;
Means for starting timing when the means switches;
Means for switching the voltage transforming means to step-down operation and operation when the means counts a predetermined time;
Power supply, characterized in that it comprises a.
前記第1バッテリの電圧値を検出する第1電圧検出手段及び/又は前記第1バッテリに対して流入出する電流値を検出する第1電流検出手段と、
前記第1電圧検出手段の検出結果及び/又は前記第1電流検出手段の検出結果に基づいて求められる前記第1バッテリの充電深度が、前記所定範囲の充電深度であるか否かを判定する充電範囲判定手段と
を備え、
前記充電範囲判定手段が、前記所定範囲の充電深度より深いと判定した場合、前記発電制御手段は、前記車載発電機の発電電力の電圧値を前記第1電圧検出手段の検出結果よりも低くする手段を有し、
前記充電範囲判定手段が、前記所定範囲の充電深度より浅いと判定した場合、前記発電制御手段は、前記車載発電機の発電電力の電圧値を前記第1電圧検出手段の検出結果よりも高くする手段を有することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 Power generation control means for controlling the voltage level of the generated power of the on-vehicle generator; and
First voltage detection means for detecting a voltage value of the first battery and / or first current detection means for detecting a current value flowing into and out of the first battery;
The detection result and / or state of charge of the first battery is determined based on a detection result of the first current detection means of the first voltage detecting means, the charging is determined whether the a predetermined range of charge A range determination means, and
The charging range judging means, if the intended determined depth than the charging depth of the predetermined range, the power generation control means lower than the detection result of the first voltage detecting means a voltage value of the generated power of the vehicle generator Having means,
The charge range determining means, when it is the intention determination shallow than the charging depth of the predetermined range, the power generation control means is set higher than the detection result of the first voltage detecting means a voltage value of the generated power of the vehicle generator The power supply apparatus according to claim 1, further comprising: means.
前記エンジンが停止している場合、前記第2電圧検出手段の検出結果及び/又は前記第2電流検出手段の検出結果に基づいて求められる前記第2バッテリの充電深度が第1充電深度以深であるか否かを判定する第1判定手段と、
前記第2バッテリの充電深度が第2充電深度以浅であるか否かを判定する第2判定手段と、
前記第1判定手段が、前記第1充電深度以深であると判定した場合、前記変圧手段を降圧動作に切り替える手段と、
該手段が切り替えた後、前記第2判定手段が、前記第2充電深度以浅であると判定した場合、前記変圧手段を昇圧動作に切り替える手段と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。 Second voltage detection means for detecting a voltage value of the second battery and / or second current detection means for detecting a current value flowing into and out of the second battery;
When the engine is stopped, the charging depth of the second battery obtained based on the detection result of the second voltage detection means and / or the detection result of the second current detection means is deeper than the first charging depth. First determination means for determining whether or not,
Second determination means for determining whether or not the charging depth of the second battery is shallower than the second charging depth ;
When the first determination means has determined that the first state of charge or deeper, and means for switching the variable pressure means to the step-down operation,
After switching said means, said second determination means, when it is determined that the second state of charge shallower, and means for switching the variable pressure means boosting operation
The power supply device according to claim 1 or 2, characterized in Rukoto equipped with.
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