JP5409424B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は、電気負荷に電力を供給する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that supplies electric power to an electric load.
従来の車両においては、鉛蓄電池を用いて電装品に電力を供給することが一般的であった。この鉛蓄電池は、大きな蓄電容量を確保することができるものの、大電流での充放電が困難となっていた。そこで、車両に搭載する蓄電体として、出力密度の高いリチウムイオンバッテリ等を採用することが考えられる。しかしながら、リチウムイオンバッテリを採用することは、蓄電体の高コスト化を招く要因であった。すなわち、車両に搭載される蓄電体には、所定期間(例えば3ヶ月)に渡る車両放置後においてスタータモータを十分に駆動可能な蓄電容量が求められる。しかしながら、リチウムイオンバッテリの容量あたりのコストは高いことから、必要な蓄電容量を確保するためには蓄電体の高コスト化を回避することが困難であった。この問題を解決するため、充電抵抗の小さなリチウムイオンバッテリと、蓄電容量を確保するための鉛蓄電池とを組み合わせるようにした電源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In conventional vehicles, it is common to supply electric power to electrical components using lead-acid batteries. Although this lead storage battery can secure a large storage capacity, it has been difficult to charge and discharge with a large current. Therefore, it is conceivable to employ a lithium ion battery or the like having a high output density as the power storage unit mounted on the vehicle. However, adopting a lithium ion battery has been a factor in increasing the cost of the power storage unit. That is, the power storage unit mounted on the vehicle is required to have a storage capacity that can sufficiently drive the starter motor after leaving the vehicle for a predetermined period (for example, three months). However, since the cost per capacity of the lithium ion battery is high, it has been difficult to avoid increasing the cost of the power storage unit in order to secure the necessary power storage capacity. In order to solve this problem, a power supply device has been proposed in which a lithium ion battery having a small charging resistance and a lead storage battery for securing a storage capacity are combined (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、鉛蓄電池とリチウムイオンバッテリのように異なる蓄電体を組み合わせた場合には、それぞれの作動電圧範囲が異なることから、実際に使用可能な蓄電容量が低下するという問題がある。すなわち、リチウムイオンバッテリの作動電圧範囲は、鉛蓄電池の作動電圧範囲に比べて広いことから、鉛蓄電池の過度な劣化を回避するためには、リチウムイオンバッテリの作動電圧範囲を鉛蓄電池に合わせる必要があった。これにより、リチウムイオンバッテリの作動電圧範囲が狭められることから、リチウムイオンバッテリの蓄電容量を十分に利用することが不可能となっていた。また、リチウムイオンバッテリの作動電圧範囲を確保するため、リチウムイオンバッテリと鉛蓄電池との間にDC/DCコンバータを設置することも考えられる。しかしながら、DC/DCコンバータを用いることは電源装置の高コスト化や大型化を招く要因となっていた。 However, when different power storage bodies are combined, such as a lead storage battery and a lithium ion battery, there is a problem that the storage capacity that can actually be used decreases because the respective operating voltage ranges are different. In other words, the operating voltage range of a lithium ion battery is wider than the operating voltage range of a lead-acid battery, so it is necessary to match the operating voltage range of the lithium-ion battery to the lead-acid battery in order to avoid excessive deterioration of the lead-acid battery. was there. Thereby, since the operating voltage range of the lithium ion battery is narrowed, it has been impossible to fully utilize the storage capacity of the lithium ion battery. Moreover, in order to ensure the operating voltage range of a lithium ion battery, installing a DC / DC converter between a lithium ion battery and a lead acid battery is also considered. However, the use of a DC / DC converter has been a factor in increasing the cost and size of the power supply device.
本発明の目的は、電源装置において使用可能な蓄電容量を増加させることにある。 An object of the present invention is to increase the storage capacity that can be used in a power supply device.
本発明の電源装置は、電気負荷に接続される第1蓄電体と、前記第1蓄電体に直列に接続される電力供給手段と、前記第1蓄電体および前記電力供給手段に並列に設けられ、前記電気負荷に接続される第2蓄電体と、前記第1蓄電体を迂回して前記電力供給手段と前記電気負荷とを接続する第1給電径路と、前記第1蓄電体を通過して前記電力供給手段と前記電気負荷とを接続する第2給電径路と、前記第1給電径路に設けられ、接続状態と開放状態とに切り換えられる第1スイッチと、前記第2給電径路に設けられ、接続状態と開放状態とに切り換えられる第2スイッチとを有することを特徴とする。 A power supply device according to the present invention is provided in parallel with a first power storage unit connected to an electric load, power supply means connected in series to the first power storage unit, and the first power storage unit and the power supply unit. A second power storage unit connected to the electrical load, a first power supply path that bypasses the first power storage unit and connects the power supply means and the electrical load, and passes through the first power storage unit. A second power feed path connecting the power supply means and the electrical load; a first switch provided in the first power feed path; switched between a connected state and an open state; and provided in the second power feed path; And a second switch that is switched between a connected state and an open state.
本発明の電源装置は、前記第2スイッチは前記第1蓄電体の負極側に設けられ、前記第2スイッチと前記第1蓄電体との接続点を接地する接地径路に、接続状態と開放状態とに切り換えられる第3スイッチが設けられることを特徴とする。 In the power supply device of the present invention, the second switch is provided on the negative electrode side of the first power storage unit, and a ground path that grounds a connection point between the second switch and the first power storage unit is connected and opened. A third switch that can be switched to is provided.
本発明の電源装置は、前記第1蓄電体の下限電圧は、前記第2蓄電体または前記電気負荷の下限電圧よりも低く設定されることを特徴とする。 The power supply device according to the present invention is characterized in that a lower limit voltage of the first power storage unit is set lower than a lower limit voltage of the second power storage unit or the electric load.
本発明の電源装置は、前記第1蓄電体の満充電電圧は、前記第2蓄電体の上限電圧以上に設定されることを特徴とする。 The power supply device according to the present invention is characterized in that a full charge voltage of the first power storage unit is set to be equal to or higher than an upper limit voltage of the second power storage unit.
本発明によれば、第1蓄電体と電力供給手段とを直列に接続するようにしたので、第2蓄電体や電気負荷の下限電圧によって制限を受けることなく、第1蓄電体を深く放電させることが可能となる。これにより、電源装置において使用可能な蓄電容量を増加させることが可能となる。 According to the present invention, since the first power storage unit and the power supply means are connected in series, the first power storage unit is deeply discharged without being restricted by the lower limit voltage of the second power storage unit or the electric load. It becomes possible. This makes it possible to increase the storage capacity that can be used in the power supply device.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である電源装置10を備えた車両11を示す概略図である。図1に示すように、車両11にはエンジン12および変速機13が搭載されている。変速機13の出力軸14には、図示しないデファレンシャル機構を介して駆動輪が連結されている。また、エンジン12にはスタータモータ15が組み付けられている。また、エンジン12には電力供給手段であるオルタネータ16が駆動ベルト17を介して連結されている。さらに、車両11には、電気負荷として、ヘッドライト20、イグニッションコイル21および電子制御ユニット22等の電装品23が搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a
また、図示する車両11は所謂マイクロハイブリッド車両であり、車両11にはオルタネータ16を用いた低電圧系の回生システムが搭載されている。アクセルペダルの踏み込みが解除される減速時には、オルタネータ16を発電駆動させることにより、車両11の運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収している。そして、アクセルペダルが踏み込まれる加速時や定常走行時には、オルタネータ16による発電を停止させてエンジン負荷を軽減している。このように、エンジン負荷を増加させないようにオルタネータ16を制御することにより、車両11の燃費性能を向上させるようにしている。
The illustrated
ところで、車両の燃費性能を向上させるためには、減速時におけるオルタネータの回生量(発電量)を増やすことが重要である。しかしながら、従来のように蓄電体として鉛蓄電池のみを備える車両においては、鉛蓄電池によって充電電流が制限されることから、オルタネータの回生量を増やすことが困難であった。この問題を解決するため、充電抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ等を蓄電体として採用することが考えられるが、リチウムイオンバッテリの採用は蓄電体の高コスト化を招く要因であった。すなわち、車両に搭載される蓄電体には、所定期間(例えば3ヶ月)に渡る車両放置後においてスタータモータを十分に駆動可能な蓄電容量が求められる。しかしながら、リチウムイオンバッテリの容量あたりのコストは高いことから、必要な蓄電容量を確保するためには蓄電体の高コスト化を招くことになっていた。 By the way, in order to improve the fuel efficiency of the vehicle, it is important to increase the regeneration amount (power generation amount) of the alternator during deceleration. However, in a vehicle including only a lead storage battery as a power storage unit as in the past, the charging current is limited by the lead storage battery, and thus it is difficult to increase the amount of regeneration of the alternator. In order to solve this problem, it is conceivable to employ a lithium-ion battery or the like having a small charging resistance as the power storage unit. However, the adoption of the lithium-ion battery has been a factor that causes an increase in the cost of the power storage unit. That is, the power storage unit mounted on the vehicle is required to have a storage capacity that can sufficiently drive the starter motor after leaving the vehicle for a predetermined period (for example, three months). However, since the cost per capacity of the lithium ion battery is high, the cost of the power storage unit has been increased in order to ensure the necessary power storage capacity.
そこで、図1に示すように、電源装置10には、充電抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ等からなるメインバッテリ(第1蓄電体)25と、低コストで蓄電容量を確保可能な鉛蓄電池等からなるサブバッテリ(第2蓄電体)26とが設けられている。しかしながら、単にリチウムイオンバッテリと鉛蓄電池とを並列接続しただけでは、リチウムイオンバッテリの蓄電容量を十分に活用することが困難であった。すなわち、鉛蓄電池は深い充放電によって大きく劣化することから、所定の下限電圧(例えば12.8V)以上に制御する必要がある。一方、リチウムイオンバッテリは鉛蓄電池よりも深く放電させることが可能であるが、鉛蓄電池の過放電を回避するためには、リチウムイオンバッテリについても所定の下限電圧(例えば12.8V)以上の電圧を保持する必要があった。すなわち、メインバッテリ25の使用電圧範囲が制限されることから、メインバッテリ25の蓄電容量を十分に活用することが困難であった。そこで、本発明の一実施の形態である電源装置10は、メインバッテリ25の蓄電容量を十分に活用するため、以下のように構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
以下、本発明の一実施の形態である電源装置10の構成について説明する。図1に示すように、オルタネータ16と電装品23とは給電ライン27を介して接続されている。この給電ライン27は、メインバッテリ25を迂回してオルタネータ16と電装品23とを接続する第1給電径路として機能している。また、給電ライン27にはnチャネルFET等の第1スイッチSW1が設けられている。スイッチSW1は接続状態(ON)と開放状態(OFF)とに切り換えられるようになっている。
Hereinafter, the structure of the
また、メインバッテリ25の正極端子に接続される正極ライン28は、電装品23に接続されている。さらに、メインバッテリ25の負極端子に接続される負極ライン29は、オルタネータ16のプラス端子に接続されている。このように、メインバッテリ25とオルタネータ16とは直列に接続されている。すなわち、メインバッテリ25に接続される正極ライン28と負極ライン29とは、メインバッテリ25を経てオルタネータ16と電装品23とを接続する第2給電径路として機能している。
A
また、負極ライン29にはnチャネルFET等の第2スイッチSW2が設けられている。スイッチSW2は接続状態(ON)と開放状態(OFF)とに切り換えられるようになっている。さらに、スイッチSW2とメインバッテリ25との間の負極ライン29には接地ライン30が接続されている。このように、接地径路としての接地ライン30によって、スイッチSW2とメインバッテリ25との接続点31が接地されている。この接地ライン30にはnチャネルFET等の第3スイッチSW3が設けられている。スイッチSW3は接続状態(ON)と開放状態(OFF)とに切り換えられるようになっている。
The
また、サブバッテリ26の正極端子には、電装品23に接続される正極ライン32が接続されている。さらに、サブバッテリ26の負極端子には負極ライン33が接続されており、この負極ライン33は接地されている。このように、サブバッテリ26は、メインバッテリ25およびオルタネータ16に対して並列に接続されている。
Further, a
メインバッテリ25としては、充放電抵抗が小さくサイクル特性に優れる蓄電体が用いられる。このような蓄電体としては、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、ニッケル水素バッテリ等の所謂ロッキングチェア型蓄電体が挙げられる。なお、ここでロッキングチェア型蓄電体とは、リチウムイオンや水素イオン等が電極間を往復することで充放電を行う蓄電体を指す。ロッキングチェア型蓄電体の蓄電機構は、電極の物理的構造変化(溶解・析出)を伴わないことから、充放電抵抗が小さくサイクル特性に優れるという特性を有している。
As the
サブバッテリ26としては、所定の蓄電容量を備える蓄電体が用いられる。サブバッテリ26の蓄電容量としては、所定期間に渡る車両放置後の始動性能を考慮して設定される。このような蓄電体としては、低コストで蓄電容量の大きな鉛蓄電池等の所謂リザーブ型蓄電体が挙げられる。なお、ここでリザーブ型蓄電体とは、電極の金属等から電解液中にイオンが溶解し、電解液中のイオンが金属等として電極に析出することで充放電を行う蓄電体を指す。リザーブ型蓄電体の蓄電機構は、電極の物理的構造変化(溶解・析出)を伴うことから、ロッキングチェア型蓄電体に比して、充放電抵抗が大きくサイクル特性が悪いものの、鉛等の安価な電極材料を利用可能であるため、低コストで蓄電容量を大きく取り易いという特性を有している。また、サブバッテリ26はリザーブ型蓄電体に限られることはなく、低コストで所定の蓄電容量を確保することが可能であれば、ロッキングチェア型蓄電体をサブバッテリ26として用いても良い。
As the
前述したスイッチSW1〜SW3の切換制御を実行するため、電源装置10には電源制御ユニット(スイッチ制御手段)34が設けられている。電源制御ユニット34は、プログラムを実行するCPU、プログラム等を記憶するROM、一時的にデータを記憶するRAM、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等によって構成されている。電源制御ユニット34に接続されるセンサとしては、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセル開度センサ35、車速を検出する車速センサ36、オルタネータ16の電圧を検出する電圧センサ37、メインバッテリ25の電圧を検出する電圧センサ38、メインバッテリ25の電流を検出する電流センサ39、メインバッテリ25の温度を検出する温度センサ40、サブバッテリ26の電圧を検出する電圧センサ41、サブバッテリ26の電流を検出する電流センサ42等がある。
In order to execute the switching control of the switches SW1 to SW3 described above, the
続いて、電源制御ユニット34によるスイッチSW1〜SW3の切換制御について説明する。図2はスイッチSW1〜SW3の制御状態を示す説明図である。また、図3(a)および(b)は電源装置10の電力供給状態を示す説明図である。図3にはアクセルペダルが踏み込まれる車両加速時や定常走行時の状態が示されている。さらに、図4は電源装置10の電力供給状態を示す説明図である。図4にはアクセルペダルの踏み込みが解除される車両減速時の状態が示されている。なお、図3および図4においては、黒塗りの矢印を用いて電力供給状態を表している。
Next, switching control of the switches SW1 to SW3 by the power
まず、図2に示すように、電装品23やサブバッテリ26に対する印加電圧は、所定の上限電圧Vmaxと下限電圧Vminとの間で制御されている。なお、上限電圧Vmaxは、電装品23やサブバッテリ26の上限電圧に基づき、例えば14.4Vに設定される。また、下限電圧Vminは、電装品23やサブバッテリ26の下限電圧に基づき、例えば12.8Vに設定される。すなわち、上下限電圧Vmax,Vminによって設定される電圧範囲R(例えば12.8V〜14.4V)内で印加電圧を制御することにより、電装品23を正常に作動させるとともにサブバッテリ26の過放電を防止することが可能となる。また、図2に示す下限電圧V1とはメインバッテリ25の下限電圧であり、この下限電圧V1までメインバッテリ25を放電させて使用することが可能である。
First, as shown in FIG. 2, the voltage applied to the
図2および図3(a)に示すように、メインバッテリ25の端子電圧が下限電圧V1を上回る状態のもとで、アクセルペダルが踏み込まれた場合(アクセルON)には、スイッチSW2は接続状態に切り換えられ、スイッチSW1,SW3は開放状態に切り換えられる。また、電源制御ユニット34は、印加電圧が電圧範囲Rに保たれるように、メインバッテリ25の端子電圧に基づきオルタネータ16の発電電圧を制御する。すなわち、スイッチ制御によってメインバッテリ25とオルタネータ16とが直列に接続されるため、オルタネータ16の発電電圧とメインバッテリ25の端子電圧とを加算した電圧が印加電圧となる。そして、放電によるメインバッテリ25の電圧降下を補うように、オルタネータ16の発電電圧が徐々に引き上げられる。これにより、印加電圧を電圧範囲Rに保ちながら、下限電圧Vminを下回る領域までメインバッテリ25を放電させることが可能となる。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3 (a), when the accelerator pedal is depressed (accelerator ON) with the terminal voltage of the
そして、図2に符号Aで示すように、放電によってメインバッテリ25の端子電圧が下限電圧V1に達した場合には、図3(b)に示すように、スイッチSW1が接続状態に切り換えられ、スイッチSW2が開放状態に切り換えられる。なお、スイッチSW3は開放状態に保持される。また、図2に符号Bで示すように、オルタネータ16の発電電圧が、電圧範囲R内における所定の目標値まで引き上げられる。これにより、印加電圧を電圧範囲Rに保ちながら、電源装置10からメインバッテリ25を切り離すことができ、メインバッテリ25の過放電を防止することが可能となる。
2, when the terminal voltage of the
また、図2および図4に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合(アクセルOFF)には、スイッチSW3が接続状態に切り換えられる。なお、スイッチSW1は接続状態に保持され、スイッチSW2は開放状態に保持される。また、電源制御ユニット34は車速に応じてオルタネータ16の目標発電電流(例えば200A)を設定し、オルタネータ16は目標発電電流が得られるように発電電圧を電圧範囲R内で調整する。これにより、オルタネータ16によって発電された電力は、メインバッテリ25とサブバッテリ26とに供給される。なお、図2に示す場合には、充電状態に応じてメインバッテリ25の開放電圧が上昇することから、所望の目標発電電流が得られるように発電電圧を上昇させている。
As shown in FIGS. 2 and 4, when the accelerator pedal is released (accelerator OFF), the switch SW3 is switched to the connected state. Note that the switch SW1 is held in the connected state, and the switch SW2 is held in the open state. Further, the power
これまで説明したように、オルタネータ16とメインバッテリ25とを直列に接続するようにしたので、サブバッテリ26や電装品23の下限電圧Vminによって制限を受けることなく、下限電圧V1までメインバッテリ25を深く放電させることが可能となる。ここで、図5はメインバッテリ25とサブバッテリ26との充放電特性を示す線図である。図5に示すように、下限電圧Vminでメインバッテリ25の放電を停止させた場合には、符号αで示す充電状態SOCの範囲でメインバッテリ25を利用することになる。これに対し、下限電圧V1までメインバッテリ25の放電を継続させた場合には、符号βで示す充電状態SOCの範囲でメインバッテリ25を利用することが可能となる。このように、メインバッテリ25が有する蓄電容量を十分に活用することができるため、電源装置10において使用可能な蓄電容量を増加させることが可能となる。
As described above, since the
また、図5に符号Aで示すように、メインバッテリ25の満充電状態における端子電圧(満充電電圧)は、サブバッテリ26の上限電圧Vmax以上に設定されている。これにより、電装品23やサブバッテリ26の上限電圧であるVmaxまで充電した場合であっても、メインバッテリ25の過充電を防止することが可能となる。このように、確実にメインバッテリ25の過充電が防止されることから、メインバッテリ25の充電制御の簡素化を達成することが可能となる。
Further, as indicated by a symbol A in FIG. 5, the terminal voltage (full charge voltage) in the fully charged state of the
また、オルタネータ16とメインバッテリ25とを直列に接続するようにしたので、オルタネータ16の発電電圧を制御することにより、電装品23に対する印加電圧を安定させることが可能となる。さらに、充電抵抗の小さなロッキングチェア型蓄電体によってメインバッテリ25を構成したので、減速時には大電流(例えば200A)で電力を取り込むことが可能となる。このように、減速時にメインバッテリ25を十分に充電することができるため、加速時や定常走行時にオルタネータ16を停止させることが可能となる。これにより、エンジン負荷を軽減して車両11の燃費性能を向上させることが可能となる。また、加速時にオルタネータ16を停止させることにより、エンジン負荷を抑制して車両11の加速性能を向上させることも可能となっている。
Further, since the
また、電装品23にはメインバッテリ25とサブバッテリ26とが接続されるが、電圧範囲Rにおけるサブバッテリ26のSOC幅(Vmax〜Vmin)に比べてメインバッテリ25のSOC幅(Vmax〜V1)は、オルタネータ16との直列接続によって大きく設定されている。これにより、主にメインバッテリ25を充放電させることができ、サブバッテリ26の充放電を抑制することができる。したがって、頻繁な充放電に伴って劣化するリザーブ型蓄電体をサブバッテリ26に採用した場合であっても、サブバッテリ26の劣化を抑制することが可能となる。しかも、オルタネータ16の発電電圧を制御することにより、印加電圧が所定の電圧範囲R内に保持され続けることから、サブバッテリ26の充放電を極めて低いレベルに抑えることが可能となる。なお、ロッキングチェア型蓄電体からなるメインバッテリ25のサイクル特性は良好であるため、頻繁に充放電させてもメインバッテリ25が著しく劣化することはない。
In addition, the
また、前述したように、メインバッテリ25が有するほぼ全ての蓄電容量を活用することができるため、リチウムイオンバッテリ等からなるメインバッテリ25の蓄電容量を小さく設計することが可能となる。これにより、メインバッテリ25の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。また、バックアップ用に設けられるサブバッテリ26は、従来のバッテリに比べて蓄電容量を削減することが可能である。これにより、サブバッテリ26の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。さらに、メインバッテリ25およびサブバッテリ26の小型化を達成することができるため、メインバッテリ25とサブバッテリ26とを組み合わせた場合であっても、その大きさを従来のバッテリと同等に抑えることが可能となる。すなわち、鉛蓄電池のみを備えた従来の車両と同様に、電源装置10をエンジンルームに搭載することが可能となる。これにより、車体構造を大幅に変更することなく、本発明の電源装置10を搭載することが可能となる。
Further, as described above, since almost all the storage capacity of the
続いて、エンジン始動時における電源装置10の電力供給状態について説明する。図6は、エンジン始動時における電源装置10の電力供給状態を示す説明図である。図6に示すように、エンジン始動時には、スイッチSW1,SW2は開放状態に切り換えられ、スイッチSW3は接続状態に切り換えられる。これにより、メインバッテリ25とサブバッテリ26との双方から、スタータモータ15および電装品23に対して電力を供給することが可能となる。このように、スタータモータ15に対して大電流を供給することができるため、例えば、低温環境下であってもエンジン12の始動性を良好に保つことが可能となる。また、所定の蓄電容量を確保したサブバッテリ26が設けられることから、所定期間に渡る車両放置後の始動性能を良好に保つことが可能となる。このサブバッテリ26としては、低コストで蓄電容量の大きな鉛蓄電池等のリザーブ型蓄電体を用いることにより、電源装置10の高コスト化を抑制することが可能となる。
Next, the power supply state of the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、車両11に対して本発明の電源装置10を適用しているが、車両に限られることはなく、他の装置に対して本発明の電源装置10を適用しても良い。ここで、図7は電源装置10が適用される家庭用電源システム50を示す概略図である。なお、図7において、図1に示す構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図7に示すように、家庭用電源システム50においては、太陽電池51およびDC/DCコンバータ52からなる発電システム(電力供給手段)53と、商用電源54およびAC/DCコンバータ55からなる電源システム(電力供給手段)56とを備えている。そして、発電システム53および電源システム56には、電源装置10を介して屋内用電気負荷(電気負荷)57が接続される。また、メインバッテリ25は日々の充放電用として設置されており、サブバッテリ26は災害時等のバックアップ用として設置されている。この家庭用電源システム50においては、メインバッテリ25の端子電圧に応じて発電システム53や電源システム56の出力電圧を調整することにより、屋内用電気負荷57側にDC/DCコンバータを設置することなく、屋内用電気負荷57に対する印加電圧をほぼ一定に保つことが可能となる。これにより、日々の充放電時にメインバッテリ25を深く放電させることができ、メインバッテリ25が有する蓄電容量を十分に活用することが可能となる。なお、日中の太陽光を有効に活用するため発電システム53を採用しているが、電源システム56のみを備える家庭用電源システムに対しても本発明の電源装置10を有効に活用することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, although the
10 電源装置
15 スタータモータ(電装品,電気負荷)
16 オルタネータ(電力供給手段)
20 ヘッドライト(電気負荷)
21 イグニッションコイル(電気負荷)
22 電子制御ユニット(電気負荷)
23 電装品(電気負荷)
25 メインバッテリ(第1蓄電体)
26 サブバッテリ(第2蓄電体)
27 給電ライン(第1給電径路)
28 正極ライン(第2給電径路)
29 負極ライン(第2給電径路)
30 接地ライン(接地径路)
31 接続点
53 発電システム(電力供給手段)
56 電源システム(電力供給手段)
57 屋内用電気負荷(電気負荷)
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
SW3 第3スイッチ
Vmax 上限電圧
Vmin 下限電圧
V1 下限電圧
10
16 Alternator (Power supply means)
20 Headlight (electric load)
21 Ignition coil (electric load)
22 Electronic control unit (electric load)
23 Electrical components (electric load)
25 Main battery (first battery)
26 Sub-battery (second power storage unit)
27 Feeding line (first feeding path)
28 Positive line (second feed path)
29 Negative electrode line (second feed path)
30 Grounding line (grounding path)
31
56 Power supply system (power supply means)
57 Indoor electric load (electric load)
SW1 First switch SW2 Second switch SW3 Third switch Vmax Upper limit voltage Vmin Lower limit voltage V1 Lower limit voltage
Claims (4)
前記第1蓄電体に直列に接続される電力供給手段と、
前記第1蓄電体および前記電力供給手段に並列に設けられ、前記電気負荷に接続される第2蓄電体と、
前記第1蓄電体を迂回して前記電力供給手段と前記電気負荷とを接続する第1給電径路と、
前記第1蓄電体を通過して前記電力供給手段と前記電気負荷とを接続する第2給電径路と、
前記第1給電径路に設けられ、接続状態と開放状態とに切り換えられる第1スイッチと、
前記第2給電径路に設けられ、接続状態と開放状態とに切り換えられる第2スイッチとを有することを特徴とする電源装置。 A first power storage unit connected to an electrical load;
Power supply means connected in series to the first power storage unit;
A second power storage unit provided in parallel with the first power storage unit and the power supply means and connected to the electrical load;
A first feeding path that bypasses the first power storage unit and connects the power supply means and the electric load;
A second feeding path that passes through the first power storage unit and connects the power supply means and the electrical load;
A first switch provided in the first power supply path and switched between a connected state and an open state;
A power supply apparatus comprising: a second switch provided in the second power supply path and switched between a connected state and an open state.
前記第2スイッチは前記第1蓄電体の負極側に設けられ、
前記第2スイッチと前記第1蓄電体との接続点を接地する接地径路に、接続状態と開放状態とに切り換えられる第3スイッチが設けられることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein
The second switch is provided on the negative electrode side of the first power storage unit,
A power supply apparatus, wherein a third switch that is switched between a connected state and an open state is provided on a ground path that grounds a connection point between the second switch and the first power storage unit.
前記第1蓄電体の下限電圧は、前記第2蓄電体または前記電気負荷の下限電圧よりも低く設定されることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to claim 1 or 2,
The lower limit voltage of the first power storage unit is set lower than the lower limit voltage of the second power storage unit or the electric load.
前記第1蓄電体の満充電電圧は、前記第2蓄電体の上限電圧以上に設定されることを特徴とする電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 3,
The full charge voltage of said 1st electrical storage body is set more than the upper limit voltage of said 2nd electrical storage body, The power supply device characterized by the above-mentioned.
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