JP5036528B2 - Power supply for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両を走行させるモーターに電力を供給する高電圧バッテリの出力側にリレーを接続している車両用の電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle in which a relay is connected to an output side of a high voltage battery that supplies electric power to a motor that drives the vehicle.

車両用の電源装置は、車両を走行させるモーターに電力を供給する高電圧バッテリを備えている。この電源装置は、正負の出力側にリレーを接続している。リレーは、イグニッションスイッチをオンにして車両を走行させるときにオンに切り換えられる。リレーをオンに切り換えている電源装置は、高電圧バッテリから車両の走行用モーターに電力を供給できる状態となる。イグニッションスイッチをオフにして車両を停止させるときに、あるいは異常時に、リレーはオフに切り換えられて電流を遮断する。車両がクラッシュしたときやメンテナンスをするときに安全性を確保するためである。以上のことを実現するために、高電圧バッテリの出力側にリレーを接続する電源装置は開発されている。（特許文献１参照）
特開２００６−１２９６９１号公報 A vehicle power supply device includes a high-voltage battery that supplies electric power to a motor that drives the vehicle. This power supply device has a relay connected to the positive and negative output sides. The relay is switched on when the ignition switch is turned on to drive the vehicle. The power supply device in which the relay is switched on is in a state where power can be supplied from the high voltage battery to the vehicle driving motor. When the ignition switch is turned off to stop the vehicle or when an abnormality occurs, the relay is turned off to cut off the current. This is to ensure safety when the vehicle crashes or when maintenance is performed. In order to realize the above, a power supply device that connects a relay to the output side of a high-voltage battery has been developed. (See Patent Document 1)
JP 2006-129691 A

高電圧バッテリの正負の出力側に接点を接続しているリレーは、励磁コイルの通電を制御してオンオフに切り換えられる。すなわち、車両に搭載している電装用バッテリから励磁コイルに通電して接点をオン、励磁コイルの電流を遮断して接点をオフに切り換えている。リレーをオンオフに切り換えると、電装用バッテリは、種々の要因で電圧が大幅に変動する。たとえば、ハイブリッドカーにおいては、エンジンをアイドリング状態としてハンドルを大きく回すとき、電動パワーステアリングが大きな電流を消費して電装用バッテリの電圧を低下させる。とくに、エンジンをアイドリング状態として充電電流が制限される状態で、前照灯を点灯し、ワイパーを運転し、さらにエアコンを運転しながら電動パワーステアリングが操作されると、一時的には電装用バッテリの電圧が著しく低下する。また、電装用バッテリが劣化して内部抵抗が大きくなって、実質容量が小さくなっていると電圧の低下はさらに大きくなる。さらに、外気の温度が異常に低くなって電装用バッテリの能力が低下するときにも電圧は低下する。   A relay having contacts connected to the positive and negative output sides of the high-voltage battery is switched on and off by controlling energization of the exciting coil. That is, the contact point is turned on by energizing the excitation coil from an electrical battery mounted on the vehicle, and the contact point is turned off by cutting off the current of the excitation coil. When the relay is switched on and off, the voltage of the electrical battery greatly fluctuates due to various factors. For example, in a hybrid car, when the engine is idling and the steering wheel is turned largely, the electric power steering consumes a large current to lower the voltage of the electrical battery. In particular, when the engine is idling and charging current is limited, the headlamp is turned on, the wiper is operated, and the electric power steering is operated while the air conditioner is operated. The voltage drops significantly. Further, when the battery for electrical equipment deteriorates and the internal resistance increases and the actual capacity decreases, the voltage drop further increases. Furthermore, the voltage also decreases when the temperature of the outside air becomes abnormally low and the capacity of the battery for electrical equipment decreases.

リレーは、接点をオンに保持する励磁コイルの定格電圧を、電装用バッテリの定格電圧に設定している。したがって、電装用バッテリの電圧が一時的に低下すると、リレーの励磁コイルに供給される電圧が低下して、一時的にオフに切り換えられる瞬停の状態となる。この状態は、リレーの接点を劣化（例えば、溶着や接点不良等）させる原因となる。とくに、リレーが接点に大電流を流している状態で瞬停すると、接点をオフにする状態で接点にアークが発生して溶着しやすくなる弊害がある。リレーの接点が溶着すると、イグニッションスイッチをオフに切り換える状態で、高電圧バッテリの出力を遮断できず、安全性が低下する。   In the relay, the rated voltage of the exciting coil that keeps the contact on is set to the rated voltage of the battery for electrical equipment. Therefore, when the voltage of the battery for electrical equipment is temporarily lowered, the voltage supplied to the relay exciting coil is lowered, resulting in a momentary power failure state in which the voltage is temporarily switched off. This state causes the relay contacts to deteriorate (for example, welding or contact failure). In particular, if the relay instantaneously stops with a large current flowing through the contact, an arc is generated at the contact in a state where the contact is turned off, and there is a problem that it is easy to weld. When the relay contact is welded, the output of the high voltage battery cannot be cut off in the state where the ignition switch is turned off, and safety is lowered.

本発明は、従来の電源装置が有するこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な回路構成としながら、リレーの瞬停による接点の劣化を確実に防止できる車両用の電源装置を提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback of the conventional power supply apparatus. An important object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that can reliably prevent deterioration of a contact due to a momentary power failure of a relay while having a very simple circuit configuration.

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、車両を走行させるモーター２２に電力を供給する高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接点２ａを接続しており、かつ励磁コイル２ｂの通電でオンオフに制御されるリレー２とを備える。この電源装置は、リレー２の励磁コイル２ｂを高電圧バッテリ１に接続して接点２ａをオンオフに切り換えている。 The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The power supply device for a vehicle has a high voltage battery 1 that supplies electric power to a motor 22 that travels the vehicle, a contact 2a connected to the output side of the high voltage battery 1, and is turned on and off by energization of an exciting coil 2b. And a relay 2 to be controlled. In this power supply device, the excitation coil 2b of the relay 2 is connected to the high voltage battery 1 and the contact 2a is switched on and off.

本発明の請求項２の車両用の電源装置は、リレー２の接点２ａと並列に接続してなるプリチャージ回路３を備えており、このプリチャージ回路３が、互いに直列に接続されてなるプリチャージ抵抗６とプリチャージリレー５を備えている。   The power supply device for a vehicle according to claim 2 of the present invention includes a precharge circuit 3 connected in parallel with the contact 2a of the relay 2, and the precharge circuit 3 is connected in series with each other. A charge resistor 6 and a precharge relay 5 are provided.

本発明の請求項３の車両用の電源装置は、リレー２のオンオフを制御する制御回路４を備えている。この制御回路４は、リレー２の励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１を接続するスイッチング素子７を備え、このスイッチング素子７をオンオフに切り換えてリレー２の接点２ａをオンオフに制御している。   The power supply device for a vehicle according to claim 3 of the present invention includes a control circuit 4 that controls ON / OFF of the relay 2. The control circuit 4 includes a switching element 7 for connecting the high voltage battery 1 to the excitation coil 2b of the relay 2, and switches the switching element 7 on and off to control the contact 2a of the relay 2 on and off.

本発明の請求項４の車両用の電源装置は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを高電圧バッテリ１に接続しており、制御回路４が、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに高電圧バッテリ１を接続するプリチャージスイッチング素子７Ｃを備え、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオンオフに切り換えてプリチャージリレー５の接点５ａをオンオフに制御している。   The power supply device for a vehicle according to claim 4 of the present invention connects the excitation coil 5 b of the precharge relay 5 to the high voltage battery 1, and the control circuit 4 connects the high voltage battery to the excitation coil 5 b of the precharge relay 5. 1 is connected, and the precharge switching element 7C is switched on and off to control the contact 5a of the precharge relay 5 on and off.

本発明の請求項５の車両用の電源装置は、リレー２が、高電圧バッテリ１の正負の出力側に接続している第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂからなり、第１リレー２Ａと並列にプリチャージ回路３を接続している。   The power supply device for a vehicle according to claim 5 of the present invention includes a first relay 2A and a second relay 2B, in which the relay 2 is connected to the positive and negative output sides of the high voltage battery 1, and in parallel with the first relay 2A. Is connected to the precharge circuit 3.

本発明の請求項６の車両用の電源装置は、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂの負荷側に接続しており、プリチャージされるコンデンサー２１で第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを励磁して、第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えている。   The power supply device for a vehicle according to claim 6 of the present invention connects the exciting coil 2b of the first relay 2A to the load side of the first relay 2A and the second relay 2B, and the capacitor 21 to be precharged is connected to the first one. Excitation coil 2b of 1 relay 2A is excited, and contact 2a of first relay 2A is switched on.

本発明の請求項７の車両用の電源装置は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側とに接続しており、高電圧バッテリ１とプリチャージされるコンデンサー２１との電圧差でプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを励磁して、プリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えている。   The power supply device for a vehicle according to claim 7 of the present invention connects the excitation coil 5b of the precharge relay 5 to the battery side and the load side of the first relay 2A, and is precharged with the high voltage battery 1. The excitation coil 5b of the precharge relay 5 is excited by the voltage difference with the capacitor 21, and the contact 5a of the precharge relay 5 is switched on.

本発明の請求項８の車両用の電源装置は、第１リレー２Ａを、高電圧バッテリ１の正極側に接続しているリレー２としている。   In the vehicle power supply device according to claim 8 of the present invention, the first relay 2 </ b> A is the relay 2 connected to the positive electrode side of the high voltage battery 1.

本発明の請求項９の車両用の電源装置は、制御回路４の電源ライン１１を、車両に搭載される電装用バッテリ２４に接続しており、電装用バッテリ２４から供給される電源で制御回路４を動作させている。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, wherein the power supply line 11 of the control circuit 4 is connected to an electric equipment battery 24 mounted on the vehicle, and the control circuit is powered by the electric power supplied from the electric equipment battery 24. 4 is operating.

本発明の請求項１０の車両用の電源装置は、制御回路４が、電装用バッテリ２４と高電圧バッテリ１とを絶縁する絶縁回路９を備えている。   According to a tenth aspect of the present invention, the control circuit 4 includes the insulating circuit 9 that insulates the electrical equipment battery 24 from the high voltage battery 1.

本発明の請求項１１の車両用の電源装置は、制御回路４の電源ライン１１を、高電圧バッテリ１に接続しており、高電圧バッテリ１から供給される電源で制御回路４を動作させている。   In a vehicle power supply device according to an eleventh aspect of the present invention, the power supply line 11 of the control circuit 4 is connected to the high voltage battery 1, and the control circuit 4 is operated by the power supplied from the high voltage battery 1. Yes.

本発明の車両用の電源装置は、電装用バッテリの電圧低下によるリレーの瞬停を防止して、瞬停による接点の劣化を確実に防止できる。それは、本発明の電源装置が、高電圧バッテリから励磁コイルへの通電を制御して、リレーの接点をオンオフに切り換えるからである。高電圧バッテリは、電装用バッテリのように電動パワーステアリングや前照灯などに電力を供給しないことから、電装用バッテリのようには電圧変動しない。したがって、本発明の電源装置は、電装用バッテリの電圧が変動してもリレーの接点が瞬停することはなく、瞬停による接点の劣化を確実に阻止できる。   The power supply device for a vehicle according to the present invention can prevent the relay from being momentarily stopped due to the voltage drop of the electrical battery, and can surely prevent the contact from being deteriorated due to the instantaneous power failure. This is because the power supply device of the present invention controls the energization from the high-voltage battery to the exciting coil and switches the relay contacts on and off. Since the high voltage battery does not supply electric power to the electric power steering, the headlamp, or the like unlike the electric battery, the voltage does not fluctuate like the electric battery. Therefore, even if the voltage of the battery for electrical equipment fluctuates, the power supply apparatus according to the present invention does not stop the relay contact instantaneously, and can reliably prevent contact deterioration due to the instantaneous stop.

本発明の請求項２の車両用の電源装置は、一方のリレーの接点と並列に、プリチャージ抵抗とプリチャージリレーとを直列に接続してなるプリチャージ回路を接続しているので、負荷のコンデンサーを確実にプリチャージした後、高電圧バッテリを負荷に接続できる。   In the power supply device for a vehicle according to claim 2 of the present invention, a precharge circuit in which a precharge resistor and a precharge relay are connected in series is connected in parallel with the contact of one relay. After the capacitor is reliably precharged, the high voltage battery can be connected to the load.

本発明の請求項３の車両用の電源装置は、リレーのオンオフを制御する制御回路を備えており、この制御回路が、リレーの励磁コイルに高電圧バッテリを接続するスイッチング素子をオンオフに切り換えてリレーの接点をオンオフに制御するので、リレーの励磁コイルへの通電を制御回路で制御して、リレーの接点のオンオフを確実に制御できる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicular power supply device including a control circuit for controlling on / off of the relay, and the control circuit switches on / off a switching element for connecting the high voltage battery to the exciting coil of the relay. Since the relay contacts are controlled to be turned on and off, the energization of the relay exciting coil can be controlled by the control circuit, and the relay contacts can be reliably turned on and off.

本発明の請求項４の車両用の電源装置は、プリチャージリレーの励磁コイルを高電圧バッテリに接続すると共に、制御回路が、プリチャージリレーの励磁コイルに高電圧バッテリを接続するプリチャージスイッチング素子を備え、プリチャージスイッチング素子をオンオフに切り換えてプリチャージリレーの接点をオンオフに制御しているので、電装用バッテリの電圧変動でプリチャージリレーが瞬間的に停止する弊害も防止して、瞬停によるプリチャージリレーの接点の劣化を確実に防止できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, wherein the precharge relay excitation coil is connected to the high voltage battery, and the control circuit connects the high voltage battery to the precharge relay excitation coil. Since the precharge switching element is switched on and off to control the precharge relay contact on and off, the precharge relay momentarily stops due to fluctuations in the voltage of the battery for the electrical equipment. It is possible to reliably prevent the deterioration of the contact of the precharge relay.

本発明の請求項６の車両用の電源装置は、プリチャージ回路を並列に接続している第１リレーの励磁コイルを、第１リレーと第２リレーの負荷側に接続しており、プリチャージされるコンデンサーで第１リレーの励磁コイルを励磁して、第１リレーの接点をオンに切り換えるので、簡単な回路構成としながら、プリチャージされたコンデンサーで第１リレーの接点をオンに切り換えできる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, wherein the exciting coil of the first relay connected in parallel with the precharge circuit is connected to the load side of the first relay and the second relay. Since the excitation coil of the first relay is excited with the capacitor to be switched on and the contact of the first relay is switched on, the contact of the first relay can be switched on with the precharged capacitor while having a simple circuit configuration.

本発明の請求項７の車両用の電源装置は、プリチャージリレーの励磁コイルを、第１リレーのバッテリ側と負荷側とに接続しており、高電圧バッテリとプリチャージされるコンデンサーとの電圧差でプリチャージリレーの励磁コイルを励磁してプリチャージリレーの接点をオンに切り換えるので、プリチャージリレーを制御する回路を設けることなく、簡単な回路構成としながら、プリチャージリレーの接点をオンに切り換えできる。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, wherein the excitation coil of the precharge relay is connected to the battery side and the load side of the first relay, and the voltage between the high voltage battery and the capacitor to be precharged. Exciting the excitation coil of the precharge relay by the difference and switching the contact of the precharge relay on, so that the contact of the precharge relay is turned on while providing a simple circuit configuration without providing a circuit for controlling the precharge relay Can be switched.

本発明の請求項９の車両用の電源装置は、制御回路の電源ラインを、車両に搭載される電装用バッテリに接続しているので、電装用バッテリから制御回路に電力供給して、制御回路を安定して動作できる。とくに、本発明の請求項１０の車両用の電源装置は、制御回路が、電装用バッテリと高電圧バッテリとを絶縁する絶縁回路を備えているので、安全性を向上できる。   In the power supply device for a vehicle according to claim 9 of the present invention, since the power supply line of the control circuit is connected to the battery for electrical equipment mounted on the vehicle, the control circuit supplies power to the control circuit from the battery for electrical equipment. Can operate stably. In particular, in the vehicle power supply device according to the tenth aspect of the present invention, the control circuit includes an insulation circuit that insulates the electrical equipment battery from the high voltage battery, so that safety can be improved.

さらに、本発明の請求項１１の車両用の電源装置は、制御回路の電源ラインを高電圧バッテリに接続しており、高電圧バッテリから制御回路に電力供給するので、電装用バッテリが電圧が変動しても、制御回路を安定して動作させることができる。   Furthermore, in the vehicle power supply device according to the eleventh aspect of the present invention, the power supply line of the control circuit is connected to the high voltage battery, and the power is supplied from the high voltage battery to the control circuit. Even so, the control circuit can be operated stably.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図１と図２に示す車両用の電源装置は、ハイブリッドカーに搭載され、あるいは電気自動車に搭載されて、モーター２２を駆動して車両を走行させる。これらの図の電源装置は、高電圧バッテリ１と、この高電圧バッテリ１の出力側に接点２ａを接続して、負荷２０への電力供給を制御するリレー２と、このリレー２の接点２ａをオンに切り換えるに先だって、負荷２０のコンデンサー２１をプリチャージするプリチャージ回路３と、このプリチャージ回路３とリレー２を切り換える制御回路４とを備える。   The vehicle power supply device shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a hybrid car or mounted on an electric vehicle, and drives the motor 22 to drive the vehicle. The power supply device in these figures includes a high voltage battery 1, a contact 2 a connected to the output side of the high voltage battery 1, a relay 2 that controls power supply to the load 20, and a contact 2 a of the relay 2. Prior to switching on, a precharge circuit 3 for precharging the capacitor 21 of the load 20 and a control circuit 4 for switching the precharge circuit 3 and the relay 2 are provided.

負荷２０は、大容量のコンデンサー２１と、このコンデンサー２１に並列に接続されたＤＣ／ＡＣインバータ２３と、このＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して接続されるモーター２２である。コンデンサー２１は、リレー２の接点２ａをオンに切り換える状態で、高電圧バッテリ１と共に、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に電力を供給する。とくに、コンデンサー２１からは、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に瞬間的に大電力を供給する。高電圧バッテリ１に並列にコンデンサー２１を接続することで、ＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる瞬間電力を大きくできる。コンデンサー２１からＤＣ／ＡＣインバータ２３に供給できる電力は、静電容量に比例するので、このコンデンサー２１には、たとえば３０００〜６０００μＦと極めて大きい静電容量のものが使用される。放電状態にある大容量のコンデンサー２１が、出力電圧の高い高電圧バッテリ１に接続されると、瞬間的に極めて大きいチャージ電流が流れる。コンデンサー２１のインピーダンスが極めて小さいからである。   The load 20 is a large-capacity capacitor 21, a DC / AC inverter 23 connected in parallel to the capacitor 21, and a motor 22 connected via the DC / AC inverter 23. The capacitor 21 supplies power to the DC / AC inverter 23 together with the high voltage battery 1 in a state where the contact 2a of the relay 2 is switched on. In particular, a large amount of power is instantaneously supplied from the capacitor 21 to the DC / AC inverter 23. The instantaneous power that can be supplied to the DC / AC inverter 23 can be increased by connecting the capacitor 21 in parallel to the high voltage battery 1. Since the electric power that can be supplied from the capacitor 21 to the DC / AC inverter 23 is proportional to the capacitance, the capacitor 21 having a very large capacitance of, for example, 3000 to 6000 μF is used. When a large-capacitance capacitor 21 in a discharged state is connected to the high voltage battery 1 having a high output voltage, a very large charge current instantaneously flows. This is because the impedance of the capacitor 21 is extremely small.

高電圧バッテリ１は、ＤＣ／ＡＣインバータ２３を介して、車両を走行させるモーター２２を駆動する。モーター２２に大電力を供給できるように、高電圧バッテリ１は多数の二次電池１０を直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池が使用される。ただ、二次電池には、ニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池を使用できる。高電圧バッテリ１は、モーター２２に大電力を供給できるように、たとえば、出力電圧を２００〜４００Ｖと高くしている。ただし、電源装置は、ＤＣ／ＡＣインバータでもって、高電圧バッテリの電圧を昇圧して、モーターに電力を供給することもできる。この電源装置は、直列に接続する二次電池の個数を少なくして、高電圧バッテリの出力電圧を低くできる。したがって、高電圧バッテリは、たとえば出力電圧を１００〜４００Ｖとすることができる。   The high voltage battery 1 drives a motor 22 that drives the vehicle via a DC / AC inverter 23. The high voltage battery 1 has a large number of secondary batteries 10 connected in series to increase the output voltage so that a large amount of power can be supplied to the motor 22. As the secondary battery 10, a nickel metal hydride battery or a lithium ion secondary battery is used. However, any rechargeable battery such as a nickel cadmium battery can be used as the secondary battery. The high voltage battery 1 has an output voltage as high as 200 to 400 V, for example, so that large power can be supplied to the motor 22. However, the power supply device can boost the voltage of the high voltage battery and supply power to the motor with a DC / AC inverter. This power supply device can reduce the output voltage of a high-voltage battery by reducing the number of secondary batteries connected in series. Therefore, the high voltage battery can set the output voltage to 100 to 400 V, for example.

プリチャージ回路３は、コンデンサー２１をプリチャージして、オンに切り換えられたリレー２の接点２ａに流れるチャージ電流を減少する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６とプリチャージリレー５を備え、プリチャージリレー５の接点５ａとプリチャージ抵抗６を直列に接続して、正極側の第１リレー２Ａの接点２ａに並列に接続している。プリチャージ抵抗６は、負荷２０のコンデンサー２１のプリチャージ電流を制限する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗６の電気抵抗を大きくしてプリチャージ電流を小さくできる。たとえば、プリチャージ抵抗６を１０Ω、高電圧バッテリ１の出力電圧を４００Ｖとする電源装置は、プリチャージ電流の最大値が４０Ａとなる。プリチャージ抵抗６は、大きくしてプリチャージ電流の最大値を小さくできる。プリチャージ抵抗６は、たとえば、５〜２０Ω、好ましくは６〜１８Ω、さらに好ましくは６〜１５Ωに設定される。プリチャージ回路３は、プリチャージリレー５の接点５ａをオンにして、コンデンサー２１をプリチャージする。プリチャージリレー５は、励磁コイル５ｂに通電して接点５ａをオン、通電を遮断して接点５ａをオフに切り換える。プリチャージリレー５は、制御回路４で励磁コイル５ｂの通電を制御してオンオフに切り換えられる。   The precharge circuit 3 precharges the capacitor 21 to reduce the charge current flowing through the contact 2a of the relay 2 switched on. The precharge circuit 3 includes a precharge resistor 6 and a precharge relay 5, and the contact 5a of the precharge relay 5 and the precharge resistor 6 are connected in series, and in parallel with the contact 2a of the first relay 2A on the positive electrode side. Connected. The precharge resistor 6 limits the precharge current of the capacitor 21 of the load 20. The precharge circuit 3 can reduce the precharge current by increasing the electrical resistance of the precharge resistor 6. For example, in a power supply device in which the precharge resistor 6 is 10Ω and the output voltage of the high voltage battery 1 is 400 V, the maximum value of the precharge current is 40A. The precharge resistor 6 can be increased to reduce the maximum value of the precharge current. The precharge resistor 6 is set to, for example, 5 to 20Ω, preferably 6 to 18Ω, and more preferably 6 to 15Ω. The precharge circuit 3 turns on the contact 5a of the precharge relay 5 to precharge the capacitor 21. The precharge relay 5 energizes the exciting coil 5b to turn on the contact 5a, cuts off the energization and switches the contact 5a to off. The precharge relay 5 is switched on and off by controlling the energization of the exciting coil 5b by the control circuit 4.

リレー２は、励磁コイル２ｂに通電してオンに切り換えられる接点２ａを有するリレーである。電源装置は、高電圧バッテリ１の正負の出力側に一対のリレー２を接続している。図の電源装置は、高電圧バッテリ１の正極側に接続しているリレー２を第１リレー２Ａ、負極側に接続しているリレー２を第２リレー２Ｂとして、第１リレー２Ａの接点２ａと並列にプリチャージ回路３を接続している。ただし、本発明の電源装置は、高電圧バッテリの負極側のリレーを第１リレーとして、このリレーの接点と並列にプリチャージ回路を接続することもできる。図の電源装置は、第１リレー２Ａと並列にプリチャージ回路３を接続しているので、プリチャージ回路３を接続している第１リレー２Ａの接点２ａをオフに保持して、負極側に接続する第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換え、この状態で、プリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えて、プリチャージ抵抗３Ａを介してコンデンサー２１をプリチャージする。コンデンサー２１がプリチャージされた後、第１リレー２Ａの接点２ａをオフからオンに切り換えて、高電圧バッテリ１を負荷２０に接続する。その後、プリチャージ回路３のプリチャージリレー５をオフに切り換える。オン状態のリレー２の接点２ａをオフに切り換えるときは、両方のリレー２を同時にオフにする。   The relay 2 is a relay having a contact 2a that is turned on by energizing the exciting coil 2b. The power supply device has a pair of relays 2 connected to the positive and negative output sides of the high voltage battery 1. In the illustrated power supply device, the relay 2 connected to the positive side of the high-voltage battery 1 is the first relay 2A, the relay 2 connected to the negative side is the second relay 2B, and the contact 2a of the first relay 2A A precharge circuit 3 is connected in parallel. However, the power supply device of the present invention can also connect a precharge circuit in parallel with the contact of this relay, with the negative-side relay of the high-voltage battery as the first relay. Since the power supply device shown in the figure has the precharge circuit 3 connected in parallel with the first relay 2A, the contact 2a of the first relay 2A connected to the precharge circuit 3 is held off so that the negative electrode side The contact 2a of the second relay 2B to be connected is switched on. In this state, the contact 5a of the precharge relay 5 is switched on, and the capacitor 21 is precharged via the precharge resistor 3A. After the capacitor 21 is precharged, the contact 2a of the first relay 2A is switched from OFF to ON, and the high voltage battery 1 is connected to the load 20. Thereafter, the precharge relay 5 of the precharge circuit 3 is switched off. When switching the contact 2a of the relay 2 in the ON state to OFF, both the relays 2 are simultaneously turned OFF.

第１リレー２Ａ及び第２リレー２Ｂと、プリチャージリレー５は、制御回路４でオンオフに切り換えられる。図１と図２の制御回路４は、リレー２の励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１を接続するスイッチング素子７を備え、このスイッチング素子７をオンオフに切り換えて、リレー２の接点２ａをオンオフに制御する。スイッチング素子７と励磁コイル２ｂの直列回路は、高電圧バッテリ１の正負の出力側に接続される。図１の電源装置は、スイッチング素子７と励磁コイル２ｂの直列回路をリレー２のバッテリ側に接続している。図２の電源装置は、第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂと第２スイッチング素子７Ｂとの直列回路をリレー２のバッテリ側に接続している。第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂは、スイッチング素子を接続することなく、リレー２の負荷側に接続している。   The first relay 2 </ b> A, the second relay 2 </ b> B, and the precharge relay 5 are switched on and off by the control circuit 4. 1 and 2 includes a switching element 7 for connecting the high voltage battery 1 to the exciting coil 2b of the relay 2. The switching element 7 is switched on and off to control the contact 2a of the relay 2 on and off. To do. A series circuit of the switching element 7 and the exciting coil 2 b is connected to the positive and negative output sides of the high voltage battery 1. In the power supply device of FIG. 1, a series circuit of a switching element 7 and an exciting coil 2 b is connected to the battery side of the relay 2. In the power supply device of FIG. 2, a series circuit of the exciting coil 2b of the second relay 2B and the second switching element 7B is connected to the battery side of the relay 2. The exciting coil 2b of the first relay 2A is connected to the load side of the relay 2 without connecting a switching element.

制御回路４は、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの通電を制御する第１スイッチング素子７Ａと、第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂの通電を制御する第２スイッチング素子７Ｂとを備える。制御回路４は、第１スイッチング素子７Ａをオンに切り換えて第１リレー２Ａの接点２ａをオン、第１スイッチング素子７Ａをオフに切り換えて第１リレー２Ａの接点２ａをオフに切り換える。また、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの接点２ａをオン、第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて第２リレー２Ｂの接点２ａをオフに切り換える。図の制御回路４は、スイッチング素子７をＦＥＴとする。ただし、スイッチング素子にはＦＥＴ以外の半導体スイッチング素子、たとえばトランジスタも使用でき、またリレーも使用できる。   The control circuit 4 includes a first switching element 7A that controls energization of the excitation coil 2b of the first relay 2A, and a second switching element 7B that controls energization of the excitation coil 2b of the second relay 2B. The control circuit 4 switches the first switching element 7A on to turn on the contact 2a of the first relay 2A and switches the first switching element 7A off to switch off the contact 2a of the first relay 2A. Also, the second switching element 7B is switched on to turn on the contact 2a of the second relay 2B, and the second switching element 7B is switched off to switch off the contact 2a of the second relay 2B. In the illustrated control circuit 4, the switching element 7 is an FET. However, semiconductor switching elements other than FETs, such as transistors, can be used as the switching elements, and relays can also be used.

スイッチング素子７は、高電圧バッテリ１に接続されて励磁コイル２ｂの通電を制御する。スイッチング素子７をオンオフに制御する入力回路８は、電装用バッテリ２４を電源とする。図の制御回路４は、電源ライン１１を、車両に搭載される電装用バッテリ２４に接続しており、電装用バッテリ２４から供給される電源で動作している。入力回路８がスイッチング素子７に接続されると、高電圧バッテリ１と電装用バッテリ２４を絶縁できなくなる。安全性を目的として、高電圧バッテリ１は電装用バッテリ２４から絶縁される。高電圧バッテリ１と電装用バッテリ２４を絶縁するために、制御回路４は、絶縁回路９を内蔵している。絶縁回路９は、アースラインを接続することなくスイッチング素子７のオンオフ信号を入力回路８からスイッチング素子７に伝送できる光カップラやトランスである。絶縁回路９は、電装用バッテリ２４を電源とする入力回路８から、オンオフ信号を絶縁してスイッチング素子７の入力側に出力する。   The switching element 7 is connected to the high voltage battery 1 and controls energization of the exciting coil 2b. The input circuit 8 that controls the switching element 7 to be turned on / off uses the electrical equipment battery 24 as a power source. The control circuit 4 shown in the figure connects the power supply line 11 to an electrical equipment battery 24 mounted on the vehicle, and operates with the power supplied from the electrical equipment battery 24. When the input circuit 8 is connected to the switching element 7, the high voltage battery 1 and the electrical battery 24 cannot be insulated. For safety purposes, the high voltage battery 1 is insulated from the electrical battery 24. In order to insulate the high-voltage battery 1 from the electrical battery 24, the control circuit 4 includes an insulation circuit 9. The insulating circuit 9 is an optical coupler or a transformer that can transmit an on / off signal of the switching element 7 from the input circuit 8 to the switching element 7 without connecting an earth line. The insulating circuit 9 insulates the on / off signal from the input circuit 8 using the electrical equipment battery 24 as a power source and outputs the signal to the input side of the switching element 7.

ただ、制御回路４は、図３に示すように、電源ライン１１を、高電圧バッテリ１に接続して、高電圧バッテリ１から供給される電源で動作させることもできる。図に示す電源装置は、高電圧バッテリ１の出力側に降圧回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１２を接続しており、高電圧バッテリ１の出力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で制御回路４の動作電圧に降圧して、制御回路４に供給している。このＤＣ／ＤＣコンバータ１２には、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータが使用される。この電源装置は、高電圧バッテリ１から制御回路４に電力を供給するので、電装用バッテリの電圧が変動しても、制御回路４が安定してリレー２やプリチャージリレー５を切り換えできる。   However, as shown in FIG. 3, the control circuit 4 can connect the power supply line 11 to the high voltage battery 1 and operate with the power supplied from the high voltage battery 1. In the power supply device shown in the figure, a DC / DC converter 12 that is a step-down circuit is connected to the output side of the high-voltage battery 1, and the output voltage of the high-voltage battery 1 is converted to the operating voltage of the control circuit 4 by the DC / DC converter 12. The voltage is stepped down and supplied to the control circuit 4. The DC / DC converter 12 is an insulated DC / DC converter. Since this power supply device supplies power from the high voltage battery 1 to the control circuit 4, the control circuit 4 can stably switch the relay 2 and the precharge relay 5 even if the voltage of the battery for electrical equipment fluctuates.

さらに、図１の制御回路４は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂも高電圧バッテリ１から通電してオンオフに切り換えている。この制御回路４は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに接続するプリチャージスイッチング素子７Ｃを備える。このプリチャージスイッチング素子７Ｃも、絶縁回路９を介して入力回路８からオンオフが入力される。図１に示すように、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを高電圧バッテリ１で励磁する電源装置は、電装用バッテリ２４の電圧変動でプリチャージリレー５が瞬間的に停止する弊害も防止できる。ただし、図２に示すように、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂには、電装用バッテリ２４から通電することもできる。   Further, the control circuit 4 in FIG. 1 switches the on / off state of the excitation coil 5b of the precharge relay 5 from the high voltage battery 1 as well. The control circuit 4 includes a precharge switching element 7 </ b> C connected to the excitation coil 5 b of the precharge relay 5. The precharge switching element 7 </ b> C is also turned on / off from the input circuit 8 through the insulating circuit 9. As shown in FIG. 1, the power supply apparatus that excites the excitation coil 5 b of the precharge relay 5 with the high voltage battery 1 can also prevent the harmful effect that the precharge relay 5 stops instantaneously due to the voltage fluctuation of the electrical battery 24. However, as shown in FIG. 2, the exciting coil 5 b of the precharge relay 5 can be energized from the electrical battery 24.

図１の電源装置は、以下の動作をしてリレー２とプリチャージリレー５を切り換える。
（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、負荷２０に並列に接続しているコンデンサー２１をプリチャージする。このとき、制御回路４は、高電圧バッテリ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー５をオンに切り換える。第１スイッチング素子７Ａはオフ状態にあって、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂには通電されず、第１リレー２Ａの接点２ａはオフに制御される。制御回路４は、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換える。また、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオンに切り換えてプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに通電してプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換える。この状態でプリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。 The power supply device of FIG. 1 switches the relay 2 and the precharge relay 5 by the following operation.
(1) When the ignition switch is turned on, the capacitor 21 connected in parallel to the load 20 is precharged. At this time, the control circuit 4 switches on the second relay 2B connected to the negative electrode side of the high-voltage battery 1, and then switches on the precharge relay 5. The first switching element 7A is in an off state, and the exciting coil 2b of the first relay 2A is not energized, and the contact 2a of the first relay 2A is controlled to be off. The control circuit 4 switches on the second switching element 7B, energizes the exciting coil 2b of the second relay 2B from the high voltage battery 1, and switches on the contact 2a of the second relay 2B. Further, the precharge switching element 7C is switched on to energize the exciting coil 5b of the precharge relay 5, and the contact 5a of the precharge relay 5 is switched on. In this state, the capacitor 21 is precharged via the precharge resistor 6.

（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、制御回路４は、第１スイッチング素子７Ａをオンに切り換えて、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して、第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換える。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａをオンに切り換えた後、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオフに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂの通電を遮断して、プリチャージリレー５の接点５ａをオフに切り換える。 (2) When the capacitor 21 is precharged, the control circuit 4 switches on the first switching element 7A, energizes the exciting coil 2b of the first relay 2A from the high voltage battery 1, and the first relay 2A The contact 2a is switched on. In this state, the high voltage battery 1 is connected to the load 20 via the first relay 2A and the second relay 2B. After the first relay 2A is switched on, the precharge switching element 7C is switched off, the energization of the exciting coil 5b of the precharge relay 5 is cut off, and the contact 5a of the precharge relay 5 is switched off.

図２の電源装置は、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、リレー２の負荷側に接続している。第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂは、スイッチング素子を接続することなく、一端をプリチャージ回路３の負荷側、言い換えると第１リレー２Ａの負荷側に接続して、他端を第２リレー２Ｂの負荷側に接続して、負荷２０のコンデンサー２１と並列に接続している。コンデンサー２１は、プリチャージされるにしたがって電圧が上昇するので、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに供給される電圧もコンデンサー２１が充電されるにしたがって上昇する。第１リレー２Ａは、励磁コイル２ｂが規定の電圧まで上昇すると、接点２ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着して接点２ａをオンに切り換える。この電源装置は、コンデンサー２１をプリチャージして電圧が上昇すると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられるので、第１リレー２Ａを制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。第１リレー２Ａが接点２ａをオンに切り換える励磁コイル２ｂの規定電圧は、コンデンサー２１がプリチャージされて、第１リレー２Ａをオンに切り換えて接点２ａに過大な電流が流れない状態に設定される。   In the power supply device of FIG. 2, the exciting coil 2 b of the first relay 2 </ b> A is connected to the load side of the relay 2. The exciting coil 2b of the first relay 2A has one end connected to the load side of the precharge circuit 3, in other words, the load side of the first relay 2A, and the other end of the second relay 2B without connecting a switching element. It is connected to the load side and connected in parallel with the capacitor 21 of the load 20. Since the voltage of the capacitor 21 increases as it is precharged, the voltage supplied to the exciting coil 2b of the first relay 2A also increases as the capacitor 21 is charged. When the exciting coil 2b rises to a specified voltage, the first relay 2A adsorbs a plunger (not shown) that switches the contact 2a and switches the contact 2a on. Since the power supply device precharges the capacitor 21 and the voltage rises, the contact 2a of the first relay 2A is switched on, so that a switching element for controlling the first relay 2A is not required, and the circuit configuration can be simplified. . The specified voltage of the exciting coil 2b for switching the contact 2a on by the first relay 2A is set so that the capacitor 21 is precharged and the first relay 2A is switched on so that no excessive current flows through the contact 2a. .

図２の電源装置は、以下の動作をして、図４に示すタイミングで、リレー２とプリチャージリレー５を切り換える。
（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、制御回路４が、高電圧バッテリ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換えた後、プリチャージリレー５をオンに切り換えてコンデンサー２１をプリチャージする。コンデンサー２１がプリチャージされるまで、第１リレー２Ａの接点２ａはオフに保持される。コンデンサー２１の電圧が第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに供給されることから、コンデンサー２１がプリチャージされて電圧が上昇するまで、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧よりも低くなるからである。制御回路４は、第２スイッチング素子７Ｂをオンに切り換えて第２リレー２Ｂの励磁コイル２ｂに高電圧バッテリ１から通電して第２リレー２Ｂの接点２ａをオンに切り換える。また、制御回路４は、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオンに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに電装用バッテリ２４から通電してプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換えるこの状態でプリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。 The power supply device of FIG. 2 performs the following operation and switches between the relay 2 and the precharge relay 5 at the timing shown in FIG.
(1) When the ignition switch is turned on, the control circuit 4 turns on the second relay 2B connected to the negative side of the high voltage battery 1 and then turns on the precharge relay 5 to turn on the capacitor. 21 is precharged. The contact 2a of the first relay 2A is held off until the capacitor 21 is precharged. Since the voltage of the capacitor 21 is supplied to the exciting coil 2b of the first relay 2A, the voltage of the exciting coil 2b of the first relay 2A becomes lower than the specified voltage until the voltage is increased by precharging the capacitor 21. Because. The control circuit 4 switches on the second switching element 7B, energizes the exciting coil 2b of the second relay 2B from the high voltage battery 1, and switches on the contact 2a of the second relay 2B. In addition, the control circuit 4 switches on the precharge switching element 7C, energizes the excitation coil 5b of the precharge relay 5 from the electrical battery 24, and switches on the contact 5a of the precharge relay 5 in this state. The capacitor 21 is precharged via the charge resistor 6.

（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、コンデンサー２１の電圧が上昇して、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの供給電圧を上昇させる。コンデンサー２１がプリチャージされて、励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧まで上昇すると、第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａがオンに切り換えられると、制御回路４は、プリチャージスイッチング素子７Ｃをオフに切り換えて、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂへの通電を遮断して、プリチャージリレー５の接点５ａをオフに切り換える。 (2) When the capacitor 21 is precharged, the voltage of the capacitor 21 increases to increase the supply voltage of the exciting coil 2b of the first relay 2A. When the capacitor 21 is precharged and the voltage of the exciting coil 2b rises to a specified voltage, the contact 2a of the first relay 2A is switched on. In this state, the high voltage battery 1 is connected to the load 20 via the first relay 2A and the second relay 2B. When the first relay 2A is switched on, the control circuit 4 switches off the precharge switching element 7C, cuts off the energization to the excitation coil 5b of the precharge relay 5, and contacts the contact point 5a of the precharge relay 5. Switch off.

この電源装置は、制御回路４で第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて、高電圧バッテリ１の電流を遮断する。第２スイッチング素子７Ｂがオフに切り換えられて、第２リレー２Ｂの接点２ａがオフになると、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに電圧が供給されなくなって、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。したがって、第２リレー２Ｂをオフにすると、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。このとき、図４に示すように、第１リレー２Ａの接点５ａがオンに切り換えられる規定電圧（Ｖ１）と、オフに切り換えられる規定電圧（Ｖ２）とにヒステリシスを設けることにより、第２リレー２Ｂをオフに切り換えるタイミングと第１リレー２Ａがオフに切り換えられるタイミングとの時間差を大きくすることができる。これにより、電源の瞬停により、第２のリレー２Ｂの接点２ａにチャタリングや溶着等の不具合が生じても、第１リレー２Ａを確実に切り離して安全性を保証できる。   In the power supply device, the control circuit 4 switches off the second switching element 7B to cut off the current of the high voltage battery 1. When the second switching element 7B is switched off and the contact 2a of the second relay 2B is turned off, no voltage is supplied to the exciting coil 2b of the first relay 2A, and the first relay 2A is also switched off. Therefore, when the second relay 2B is turned off, the first relay 2A is also switched off. At this time, as shown in FIG. 4, by providing hysteresis to the specified voltage (V1) at which the contact 5a of the first relay 2A is switched on and the specified voltage (V2) to be switched off, the second relay 2B The time difference between the timing at which the first relay 2A is switched off and the timing at which the first relay 2A is switched off can be increased. Thereby, even if troubles such as chattering and welding occur at the contact 2a of the second relay 2B due to an instantaneous power failure, the first relay 2A can be surely disconnected to ensure safety.

以上の電源装置は、プリチャージリレー５のオンオフを制御回路４で制御している。ただ、本発明の電源装置は、必ずしも、プリチャージリレーのオンオフを制御回路で制御する必要はない。図５は、プリチャージリレーのオンオフを制御回路で制御しない電源装置の一例を示している。   In the power supply device described above, the control circuit 4 controls on / off of the precharge relay 5. However, the power supply device of the present invention does not necessarily need to control the on / off of the precharge relay by the control circuit. FIG. 5 shows an example of a power supply device that does not control the on / off of the precharge relay by the control circuit.

図５の電源装置は、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂを、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側とに接続している。プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂは、スイッチング素子を接続することなく、一端を第１リレー２Ａのバッテリ側、言い換えると高電圧バッテリ１の出力側に接続して、他端を第１リレー２Ａの負荷側に接続して、第１リレー２Ａと並列に接続している。このプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂは、高電圧バッテリ１とプリチャージされるコンデンサー２１との電圧差で励磁されてプリチャージリレー５の接点５ａをオンに切り換える。したがって、この電源装置は、第２リレー２Ｂがオン、第１リレー２Ａがオフの状態で、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差が、接点５ａをオンに切り換える規定電圧よりも高い時には、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂが接点５ａをオンに切り換える。また、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差が、規定電圧よりも低くなると、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂが接点５ａをオフに切り換える。さらに、イグニッションスイッチがオンに切り換えられた時に、第１リレー２Ａのバッテリ側と負荷側の電圧差、すなわち、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１の電圧差が規定電圧よりも低い場合には、コンデンサー２１が十分に充電されていると判定して、プリチャージリレー５をオンに切り換えることなく、第１リレー２Ａをオンに切り換えることもできる。   The power supply device of FIG. 5 connects the exciting coil 5b of the precharge relay 5 to the battery side and the load side of the first relay 2A. The excitation coil 5b of the precharge relay 5 has one end connected to the battery side of the first relay 2A, in other words, the output side of the high voltage battery 1, without connecting a switching element, and the other end connected to the first relay 2A. It is connected to the load side and connected in parallel with the first relay 2A. The excitation coil 5b of the precharge relay 5 is excited by a voltage difference between the high voltage battery 1 and the capacitor 21 to be precharged, and switches the contact 5a of the precharge relay 5 on. Therefore, in this power supply device, the voltage difference between the battery side and the load side of the first relay 2A is higher than the specified voltage for turning on the contact 5a when the second relay 2B is on and the first relay 2A is off. Sometimes the excitation coil 5b of the precharge relay 5 switches the contact 5a on. Further, when the voltage difference between the battery side and the load side of the first relay 2A becomes lower than the specified voltage, the exciting coil 5b of the precharge relay 5 switches the contact point 5a off. Further, when the ignition switch is turned on, the voltage difference between the battery side and the load side of the first relay 2A, that is, the voltage difference between the high voltage battery 1 and the capacitor 21 is lower than the specified voltage. Can be determined to be sufficiently charged, and the first relay 2A can be switched on without switching the precharge relay 5 on.

この電源装置は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂがオフの状態から第２リレー２Ｂがオンに切り換えられると、高電圧バッテリ１の電圧がプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに印可される。この状態で、負荷２０のコンデンサー２１が充分にプリチャージされていない場合、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１との電圧差によって、励磁コイル５ｂは、接点５ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着して接点５ａをオンに切り換える。この電源装置は、高電圧バッテリ１の電圧でプリチャージリレー５の接点５ａがオンに切り換えられるので、プリチャージリレー５を制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。   In this power supply device, when the second relay 2B is switched on from the state in which the first relay 2A and the second relay 2B are off, the voltage of the high voltage battery 1 is applied to the excitation coil 5b of the precharge relay 5. In this state, when the capacitor 21 of the load 20 is not sufficiently precharged, the excitation coil 5b attracts a plunger (not shown) for switching the contact 5a due to the voltage difference between the high voltage battery 1 and the capacitor 21. To turn on the contact 5a. In this power supply device, the contact 5a of the precharge relay 5 is switched on by the voltage of the high voltage battery 1, so that a switching element for controlling the precharge relay 5 is not required, and the circuit configuration can be simplified.

プリチャージリレー５がオンに切り換えられると、プリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。プリチャージされるコンデンサー２１は、充電されるにしたがって電圧が上昇する。このため、プリチャージされるコンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなると、接点５ａを切り換えるプランジャー（図示せず）を吸着できなくなって接点５ａがオフに切り換えられる。したがって、コンデンサー２１がプリチャージされて、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなる前に、第１リレー２Ａをオンに切り換えてプリチャージを終了することができる。この電源装置は、規定電圧よりも大きい設定電圧を閾値として、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が、この閾値よりも小さくなると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられるように設定する。この設定電圧は、第１リレー２Ａがオンに切り換えられても、接点２ａに過大な電流が流れない状態に設定する。ただ、第１リレー２Ａは、コンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が規定電圧よりも小さくなって、プリチャージリレー５がオフに切り換えられるタイミングで、あるいは、プリチャージリレー５がオフに切り換えられた後、第１リレー２Ａをオンに切り換えることもできる。   When the precharge relay 5 is switched on, the capacitor 21 is precharged via the precharge resistor 6. The precharged capacitor 21 increases in voltage as it is charged. For this reason, when the voltage difference between the capacitor 21 to be precharged and the high voltage battery 1 becomes smaller than the specified voltage, the plunger (not shown) for switching the contact 5a cannot be attracted and the contact 5a is switched off. Therefore, before the capacitor 21 is precharged and the voltage difference between the capacitor 21 and the high voltage battery 1 becomes smaller than the specified voltage, the first relay 2A can be switched on to complete the precharge. This power supply device is set so that the contact voltage 2a of the first relay 2A is switched on when the voltage difference between the capacitor 21 and the high-voltage battery 1 becomes smaller than this threshold value with a set voltage larger than the specified voltage as a threshold value. To do. This set voltage is set such that no excessive current flows through the contact 2a even when the first relay 2A is switched on. However, in the first relay 2A, the voltage difference between the capacitor 21 and the high voltage battery 1 becomes smaller than the specified voltage, and the precharge relay 5 is switched off, or the precharge relay 5 is switched off. Then, the first relay 2A can be switched on.

さらに、図５に示す電源装置は、図２に示す電源装置と同様に、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂを、第１リレー２Ａの負荷側と第２リレー２Ｂの負荷側に接続している。この第１リレー２Ａは、コンデンサー２１がプリチャージされて電圧が上昇すると、励磁コイル２ｂに供給される電圧も大きくなって、励磁コイル２ｂが規定の電圧まで上昇すると、接点２ａをオンに切り換える。したがって、この電源装置は、コンデンサー２１をプリチャージして電圧が上昇すると第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。ここで、第１リレー２Ａが接点２ａをオンに切り換える励磁コイル２ｂの規定電圧は、プリチャージされるコンデンサー２１と高電圧バッテリ１との電圧差が小さくなってプリチャージリレー５の接点５ａがオフに切り換えられる前に第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えるような電圧値であって、第１リレー２Ａをオンに切り換えても接点２ａもに過大な電流が流れない電圧値に設定される。図５の電源装置は、プリチャージされるコンデンサー２１の電圧で第１リレー２Ａの接点２ａをオンに切り換えるので、第１リレー２Ａを制御するスイッチング素子を必要とせず、回路構成を簡単にできる。ただ、第１リレーの接点は、制御回路でオンオフに制御することもできる。   Furthermore, the power supply device shown in FIG. 5 connects the exciting coil 2b of the first relay 2A to the load side of the first relay 2A and the load side of the second relay 2B, similarly to the power supply device shown in FIG. . In the first relay 2A, when the capacitor 21 is precharged and the voltage rises, the voltage supplied to the exciting coil 2b also increases. When the exciting coil 2b rises to a specified voltage, the contact 2a is switched on. Accordingly, in the power supply device, when the voltage rises due to precharging of the capacitor 21, the contact 2a of the first relay 2A is switched on. Here, the specified voltage of the exciting coil 2b at which the first relay 2A switches the contact 2a on is such that the voltage difference between the precharged capacitor 21 and the high voltage battery 1 becomes small and the contact 5a of the precharge relay 5 is turned off. The voltage value is such that the contact 2a of the first relay 2A is turned on before switching to, and the contact 2a does not flow excessive current even if the first relay 2A is switched on. . In the power supply device of FIG. 5, the contact 2a of the first relay 2A is switched on by the voltage of the capacitor 21 to be precharged, so that a switching element for controlling the first relay 2A is not required and the circuit configuration can be simplified. However, the contact of the first relay can be controlled to be turned on / off by the control circuit.

図５の電源装置は、以下の動作をしてリレー２とプリチャージリレー５を切り換える。
（１）イグニッションスイッチがオンに切り換えられると、制御回路４が、高電圧バッテリ１の負極側に接続している第２リレー２Ｂをオンに切り換える。この状態で、高電圧バッテリ１の電圧がプリチャージリレー５の励磁コイル５ｂに印可される。このとき、負荷２０のコンデンサー２１はプリチャージされていないので、高電圧バッテリ１とコンデンサー２１との電圧差が規定電圧よりも大きくなって、プリチャージリレー５の接点５ａがオンに切り換えられる。この状態で、プリチャージ抵抗６を介してコンデンサー２１がプリチャージされる。
（２）コンデンサー２１がプリチャージされると、コンデンサー２１の電圧が上昇して、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂの供給電圧を上昇させる。コンデンサー２１がプリチャージされて、励磁コイル２ｂの電圧が規定電圧まで上昇すると、第１リレー２Ａの接点２ａがオンに切り換えられる。この状態で、高電圧バッテリ１は、第１リレー２Ａと第２リレー２Ｂを介して負荷２０に接続される。第１リレー２Ａがオンに切り換えられると、プリチャージリレー５の励磁コイル５ｂの電圧が規定電圧よりも低くなるので、プリチャージリレー５の接点５ａはオフに切り換えられる。 5 switches the relay 2 and the precharge relay 5 by the following operation.
(1) When the ignition switch is switched on, the control circuit 4 switches on the second relay 2B connected to the negative electrode side of the high-voltage battery 1. In this state, the voltage of the high voltage battery 1 is applied to the exciting coil 5 b of the precharge relay 5. At this time, since the capacitor 21 of the load 20 is not precharged, the voltage difference between the high voltage battery 1 and the capacitor 21 becomes larger than the specified voltage, and the contact 5a of the precharge relay 5 is switched on. In this state, the capacitor 21 is precharged via the precharge resistor 6.
(2) When the capacitor 21 is precharged, the voltage of the capacitor 21 increases to increase the supply voltage of the exciting coil 2b of the first relay 2A. When the capacitor 21 is precharged and the voltage of the exciting coil 2b rises to a specified voltage, the contact 2a of the first relay 2A is switched on. In this state, the high voltage battery 1 is connected to the load 20 via the first relay 2A and the second relay 2B. When the first relay 2A is switched on, the voltage of the exciting coil 5b of the precharge relay 5 becomes lower than the specified voltage, so that the contact 5a of the precharge relay 5 is switched off.

この電源装置は、制御回路４で第２スイッチング素子７Ｂをオフに切り換えて、高電圧バッテリ１の電流を遮断する。第２スイッチング素子７Ｂがオフに切り換えられて、第２リレー２Ｂの接点２ａがオフになると、第１リレー２Ａの励磁コイル２ｂに電圧が供給されなくなって、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。したがって、第２リレー２Ｂをオフにすると、第１リレー２Ａもオフに切り換えられる。   In the power supply device, the control circuit 4 switches off the second switching element 7B to cut off the current of the high voltage battery 1. When the second switching element 7B is switched off and the contact 2a of the second relay 2B is turned off, no voltage is supplied to the exciting coil 2b of the first relay 2A, and the first relay 2A is also switched off. Therefore, when the second relay 2B is turned off, the first relay 2A is also switched off.

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning one Example of the present invention. 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning the other Example of this invention. 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning the other Example of this invention. 図２に示す車両用の電源装置がリレーとプリチャージリレーを切り換える状態を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing a state where the vehicle power supply device shown in FIG. 2 switches between a relay and a precharge relay. 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…高電圧バッテリ
２…リレー ２Ａ…第１リレー
２Ｂ…第２リレー
２ａ…接点
２ｂ…励磁コイル
３…プリチャージ回路
４…制御回路
５…プリチャージリレー ５ａ…接点
５ｂ…励磁コイル
６…プリチャージ抵抗
７…スイッチング素子 ７Ａ…第１スイッチング素子
７Ｂ…第２スイッチング素子
７Ｃ…プリチャージスイッチング素子
８…入力回路
９…絶縁回路
１０…二次電池
１１…電源ライン
１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０…負荷
２１…コンデンサー
２２…モーター
２３…ＤＣ／ＡＣインバータ
２４…電装用バッテリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage battery 2 ... Relay 2A ... 1st relay
2B ... 2nd relay
2a ... Contact
2b ... excitation coil 3 ... precharge circuit 4 ... control circuit 5 ... precharge relay 5a ... contact
5b ... excitation coil 6 ... precharge resistor 7 ... switching element 7A ... first switching element
7B ... 2nd switching element
7C: Precharge switching element 8 ... Input circuit 9 ... Insulation circuit 10 ... Secondary battery 11 ... Power line 12 ... DC / DC converter 20 ... Load 21 ... Capacitor 22 ... Motor 23 ... DC / AC inverter 24 ... Battery for electrical equipment

Claims (1)

車両を走行させるモーター(22)に電力を供給する高電圧バッテリ(1)と、この高電圧バッテリ(1)の出力側に接点(2a)を接続しており、かつ励磁コイル(2b)の通電でオンオフに制御されるリレー(2)とを備える車両用の電源装置であって、
前記リレー(2)が励磁コイル(2b)を高電圧バッテリ(1)に接続して接点(2a)をオンオフに切り換えるようにしてなり、

前記リレー(2)の接点(2a)と並列に接続してなるプリチャージ回路(3)を備え、プリチャージ回路(3)が互いに直列に接続されてなるプリチャージ抵抗(6)とプリチャージリレー(5)を備え、

前記リレー(2)のオンオフを制御する制御回路(4)を備えており、この制御回路(4)が、リレー(2)の励磁コイル(2b)に高電圧バッテリ(1)を接続するスイッチング素子(7)を備え、スイッチング素子(7)をオンオフに切り換えてリレー(2)の接点(2a)をオンオフに制御し、

前記プリチャージリレー(5)が励磁コイル(5b)を高電圧バッテリ(1)に接続しており、前記制御回路(4)が、プリチャージリレー(5)の励磁コイル(5b)に高電圧バッテリ(1)を接続するプリチャージスイッチング素子(7C)を備え、プリチャージスイッチング素子(7C)をオンオフに切り換えてプリチャージリレー(5)の接点(5a)をオンオフに制御する車両用の電源装置。














A high-voltage battery (1) that supplies power to the motor (22) that drives the vehicle, and a contact (2a) is connected to the output side of the high-voltage battery (1) and the excitation coil (2b) is energized A power supply device for a vehicle comprising a relay (2) controlled on and off at
The relay (2) connects the excitation coil (2b) to the high voltage battery (1) and switches the contact (2a) on and off ,

A precharge circuit (3) connected in parallel with the contact (2a) of the relay (2), and a precharge resistor (6) in which the precharge circuit (3) is connected in series with each other and a precharge relay (5)

A control circuit (4) for controlling on / off of the relay (2) is provided, and the control circuit (4) is a switching element for connecting the high voltage battery (1) to the excitation coil (2b) of the relay (2). (7), switching the switching element (7) on and off to control the contact (2a) of the relay (2) on and off,

The precharge relay (5) connects the excitation coil (5b) to the high voltage battery (1), and the control circuit (4) connects the high voltage battery to the excitation coil (5b) of the precharge relay (5). A power supply device for a vehicle that includes a precharge switching element (7C) for connecting (1), and controls the contact (5a) of the precharge relay (5) to be turned on and off by switching the precharge switching element (7C) on and off .














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