JP5726046B2 - Vehicle power supply system - Google Patents

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JP5726046B2 JP2011244188A JP2011244188A JP5726046B2 JP 5726046 B2 JP5726046 B2 JP 5726046B2 JP 2011244188 A JP2011244188 A JP 2011244188A JP 2011244188 A JP2011244188 A JP 2011244188A JP 5726046 B2 JP5726046 B2 JP 5726046B2
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優介 檜垣
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    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

この発明は、電力の供給能力を向上させることができる車両用電源システムに関するものである。   The present invention relates to a vehicle power supply system capable of improving power supply capability.

従来の車両用電源システムとして、エンジンより駆動されてバッテリに給電する発電機において、その発電電圧を車両の減速時には非減速時よりも高く設定することにより、制動エネルギーの回生を積極的に行う一方、車両の非減速時には減速時よりも低く設定することにより、エンジンへの負荷を低減させて燃費の向上をはかるものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional vehicle power supply system, a generator that is driven by an engine and supplies power to a battery actively regenerates braking energy by setting the generated voltage higher when the vehicle decelerates than when not decelerated. In some cases, when the vehicle is not decelerated, the fuel consumption is improved by reducing the load on the engine by setting it lower than when decelerating (see, for example, Patent Document 1).

しかし、上記の車両用電源システムは、発電機の発電電力をバッテリに直接供給してバッテリを充電するように構成されているので、発電機の発電電力を大きく変化させると、バッテリの寿命を縮めることにつながる。   However, since the above-described vehicle power supply system is configured to charge the battery by directly supplying the generated power of the generator to the battery, if the generated power of the generator is changed greatly, the life of the battery is shortened. It leads to things.

このような課題を解決するために、車両用電源システムの各部の電圧を適正に保ちつつ、発電機の発電電圧を大きくすることができると共に、車両の制動エネルギーを積極的に回生できる以下の車両用電源システムが提案されている。すなわち、この車両用電源システムは、エンジンにより駆動されて交流電力を発電する発電機と、交流電力を直流電力に整流して発電母線に出力する整流器と、車載負荷にバッテリ母線を介して電力を供給するバッテリと、発電機からの発電電力を蓄電する蓄電デバイスと、発電母線に一方の端子が、バッテリ母線に他方の端子が接続される第1DC/DCコンバータと、発電母線に一方の端子が、蓄電デバイスに他方の端子が接続される第2DC/DCコンバータを備えている(例えば、特許文献2参照)。   In order to solve such a problem, the following vehicles that can increase the power generation voltage of the generator and actively regenerate the braking energy of the vehicle while keeping the voltage of each part of the vehicle power supply system appropriate Power supply systems have been proposed. In other words, this vehicle power supply system includes a generator that is driven by an engine to generate AC power, a rectifier that rectifies the AC power into DC power and outputs it to a power generation bus, and supplies power to the vehicle load via the battery bus. A battery to be supplied; a power storage device for storing generated power from the generator; a first DC / DC converter in which one terminal is connected to the power generation bus; the other terminal is connected to the battery bus; and one terminal is connected to the power generation bus And a second DC / DC converter having the other terminal connected to the power storage device (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−67504号公報JP 2008-67504 A WO2011/046147WO2011 / 046147

しかしながら、上記の特許文献2の車両用電源システムでは、発電機として電動発電機を用いた場合に、電動発電機の駆動電力を蓄電デバイスから供給する際に、必ず第2DC/DCコンバータを介することになるため、第2DC/DCコンバータは駆動電力に耐えられるだけの許容電力を有する大型なものが必要となる。また、車載負荷が大電力を必要とする際に、蓄電デバイスから車載負荷に電力を供給するためには、第1及び第2DC/DCコンバータを直列に介することになるため、第1及び第2DC/DCコンバータ共に車載負荷が要求する電力に耐えられるだけの許容電力を持つ必要がある。   However, in the above-described vehicle power supply system disclosed in Patent Document 2, when a motor generator is used as the generator, the drive power of the motor generator is always supplied through the second DC / DC converter when supplied from the power storage device. Therefore, the second DC / DC converter needs a large-sized one having an allowable power enough to withstand the driving power. In addition, when the in-vehicle load requires a large amount of power, the first and second DC / DC converters are connected in series in order to supply electric power from the power storage device to the in-vehicle load. Both DC / DC converters must have an allowable power sufficient to withstand the power required by the on-vehicle load.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、複数の電圧変換器を有する車両用電源システムにおいて、電圧変換器の接続方法を状況に応じて切り替えるようにして、各電圧変換器の許容電力を超える電力を供給することができるようにする。   The present invention was made to solve such problems, and in a vehicle power supply system having a plurality of voltage converters, the connection method of the voltage converters is switched according to the situation, Power that exceeds the allowable power of each voltage converter can be supplied.

この発明による車両用電源システムは、発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、A power supply system for a vehicle according to the present invention converts a kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy to generate DC power, and uses the vehicle or the internal combustion engine as a motor based on the DC power. A motor generator to drive,
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction;
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で上記第2蓄電母線から上記出力母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to an output bus, and the second power storage bus is connected to the second power storage bus and the output bus from the second power storage bus. A second voltage converter that performs voltage conversion in the direction of the output bus;
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記電動発電機に供給する場合に、上記第1スイッチを開いた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記発電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定するものである。When the electric power of the second power storage device is supplied to the motor generator, the control circuit opens the first switch and closes the second switch so that the first voltage conversion is performed. And the second voltage converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the power generation bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value. is there.

また、この発明による車両用電源システムは、発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、The vehicle power supply system according to the present invention converts a kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy to generate DC power, and uses the vehicle or the internal combustion engine as a motor based on the DC power. A motor generator that drives the engine;
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction;
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で上記第2蓄電母線から上記出力母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to an output bus, and the second power storage bus is connected to the second power storage bus and the output bus from the second power storage bus. A second voltage converter that performs voltage conversion in the direction of the output bus;
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第1スイッチを閉じた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記第1蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定するものである。The control circuit, when supplying the electric power of the second power storage device to the in-vehicle load and the first power storage device, the first switch is closed and the second switch is closed, The first voltage converter and the second voltage converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the first power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are the same. The voltage value is set.

また、この発明による車両用電源システムは、発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、The vehicle power supply system according to the present invention converts a kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy to generate DC power, and uses the vehicle or the internal combustion engine as a motor based on the DC power. A motor generator that drives the engine;
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction;
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で双方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、A first terminal is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second terminal is connected to the output bus to perform bidirectional voltage conversion between the second power storage bus and the output bus. A second voltage converter;
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
上記制御回路は、上記電動発電機の発電電力を上記第2蓄電装置に供給する場合に、上記第1スイッチを開いた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記発電母線と上記第2蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定し、The control circuit, when supplying the generated power of the motor generator to the second power storage device, makes the first switch open and closes the second switch, the first voltage The converter and the second voltage converter can be connected in parallel between the power generation bus and the second power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value,
上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧するとともに、上記第2電圧変換器は、第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧するか、または、The first voltage converter boosts the voltage in the direction from the first end to the second end, and the second voltage converter boosts the voltage in the direction from the second end to the first end, or
上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を降圧するとともに、上記第2電圧変換器は、第2端から第1端の方向へ電圧を降圧するものである。The first voltage converter steps down the voltage in the direction from the first end to the second end, and the second voltage converter steps down the voltage in the direction from the second end to the first end.

また、この発明による車両用電源システムは、車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生する発電機と、A vehicle power supply system according to the present invention includes a generator that generates direct-current power by converting kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine into electrical energy;
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
上記発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、A second power storage device that transfers power to and from the generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
上記発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、A first end is connected to the generator via a power generation bus, and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that the power generation bus and the second power storage bus are bidirectional. A first voltage converter for performing voltage conversion on
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に上記第1蓄電母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記第1蓄電母線間で上記第2蓄電母線から上記第1蓄電母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to the first power storage bus, and the second end is connected between the second power storage bus and the first power storage bus. A second voltage converter that performs voltage conversion from two storage buses to the first storage bus;
上記第1蓄電母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第3スイッチと、A third switch for opening and closing a connection line between the first power storage bus and the power generation bus;
上記発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器及び上記第3スイッチを制御する制御回路を備え、A control circuit for controlling the generator, the first voltage converter, the second voltage converter, and the third switch;
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第3スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記第1蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定するものである。The control circuit closes the third switch and supplies the first voltage converter and the second voltage when supplying the electric power of the second power storage device to the in-vehicle load and the first power storage device. The converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the first power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value.

この発明によれば、第1及び第2電圧変換器を電動発電機又は車載負荷に対して並列に接続することを可能にする第1及び第2スイッチを備えているため、第2蓄電装置の蓄電電力を第1及び第2電圧変換器を介して電動発電機又は車載負荷のどちらか一方に送電することができる。また、電動発電機の発電電力を第1及び第2電圧変換器を介して第2蓄電装置に送電することができる。その結果、第1及び第2電圧変換器の各許容電力を超える電力を、第2蓄電装置と電動発電機又は車載負荷との間で送電することができる。これにより、第1及び第2電圧変換器を効率的に運用でき、各電圧変換器の許容電力を大きくする必要がなくなるため小型軽量化が図られる。 According to the present invention, the first and second voltage converters are provided with the first and second switches that allow the first and second voltage converters to be connected in parallel to the motor generator or the vehicle load. The stored power can be transmitted to either the motor generator or the in-vehicle load via the first and second voltage converters. Moreover, the electric power generated by the motor generator can be transmitted to the second power storage device via the first and second voltage converters. As a result, it is possible to transmit power exceeding the allowable power of the first and second voltage converters between the second power storage device and the motor generator or the vehicle load. As a result, the first and second voltage converters can be operated efficiently, and it is not necessary to increase the allowable power of each voltage converter, so that the size and weight can be reduced.

また、この発明によれば、第1及び第2電圧変換器を車載負荷に対して並列に接続することを可能にする第3スイッチを備えているため、第2蓄電装置の蓄電電力を第1及び第2電圧変換器を介して車載負荷に送電することができる。その結果、第1及び第2電圧変換器の各許容電力を超える電力を、第2蓄電装置と車載負荷との間で送電することができる。これにより、第1及び第2電圧変換器を効率的に運用でき、各電圧変換器の許容電力を大きくする必要がなくなるため小型軽量化が図られる。 In addition, according to the present invention, the third switch that enables the first and second voltage converters to be connected in parallel to the vehicle-mounted load is provided. And it can transmit to vehicle-mounted load via a 2nd voltage converter. As a result, it is possible to transmit power exceeding the allowable power of the first and second voltage converters between the second power storage device and the on-vehicle load. As a result, the first and second voltage converters can be operated efficiently, and it is not necessary to increase the allowable power of each voltage converter, so that the size and weight can be reduced.

この発明の実施の形態1に係る車両用電源システムを示す回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram showing a vehicle power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に使用される第1電圧変換器の例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the example of the 1st voltage converter used for Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に使用される第2電圧変換器の例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the example of the 2nd voltage converter used for Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る車両用電源システムを示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the vehicle power supply system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に使用される第1電圧変換器の例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the example of the 1st voltage converter used for Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に使用される第2電圧変換器の例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the example of the 2nd voltage converter used for Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用電源システムを示す回路ブロック図である。図1に示すように、本実施の形態の車両用電源システムは、発電機として車両(図示せず)または内燃機関(図示せず)から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機1と、第1蓄電母線(以下、バッテリ母線と称す)11を介して車載負荷12に電力を供給する第1蓄電装置(以下、バッテリと称す)13と、電動発電機1と電力の授受を行うと共に、車載負荷12およびバッテリ13に蓄電電力を供給する第2蓄電装置2と、電動発電機1に発電母線8を介して第1端が接続されると共に第2蓄電装置2に第2蓄電母線9を介して第2端が接続されて発電母線8及び第2蓄電母線9間で電圧変換を行う第1電圧変換器3と、第2蓄電装置2に第2蓄電母線9を介して第1端が接続されると共に出力母線10に第2端が接続されて第2蓄電母線9及び出力母線10間で電圧変換を行う第2電圧変換器4と、出力母線10とバッテリ母線11の間の接続線の開閉を行う第1スイッチ5と、出力母線10と発電母線8の間の接続線の開閉を行う第2スイッチ6と、電動発電機1、第1電圧変換器3、第2電圧変換器4、第1スイッチ5及び第2スイッチ6を制御する制御回路7とを含む。
Embodiment 1 FIG.
1 is a circuit block diagram showing a vehicle power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicular power supply system of the present embodiment converts kinetic energy supplied from a vehicle (not shown) or an internal combustion engine (not shown) as a generator into electric energy to generate DC power. And the motor generator 1 that drives the vehicle or the internal combustion engine based on DC power as a motor, and supplies power to the in-vehicle load 12 via a first power storage bus (hereinafter referred to as a battery bus) 11. A first power storage device (hereinafter referred to as a battery) 13, a second power storage device 2 that transmits and receives power to and from the motor generator 1, and supplies stored power to the in-vehicle load 12 and the battery 13, and the motor generator 1 The first end is connected to the power generation bus 8 and the second end is connected to the second power storage device 2 via the second power storage bus 9 to convert the voltage between the power generation bus 8 and the second power storage bus 9. The first power to perform The first terminal is connected to the converter 3 and the second power storage device 2 via the second power storage bus 9 and the second terminal is connected to the output bus 10 so that the voltage between the second power storage bus 9 and the output bus 10 is A second voltage converter 4 that performs conversion; a first switch 5 that opens and closes a connection line between the output bus 10 and the battery bus 11; and a second switch that opens and closes a connection line between the output bus 10 and the power generation bus 8. 2 switch 6, motor generator 1, first voltage converter 3, second voltage converter 4, first switch 5, and control circuit 7 that controls second switch 6.

電動発電機1は、車両または内燃機関により回転駆動されかつ制御回路7からの発電指令に基づいて直流電力を発生させ、発電母線8に出力する。また、電動発電機1は、制御回路7からのトルク指令に基づき、第2蓄電装置2の蓄電電力に基づいて回転駆動され、車両又は内燃機関を駆動する。   The motor generator 1 is rotationally driven by a vehicle or an internal combustion engine, generates DC power based on a power generation command from the control circuit 7, and outputs it to the power generation bus 8. Further, the motor generator 1 is driven to rotate based on the stored electric power of the second power storage device 2 based on the torque command from the control circuit 7 to drive the vehicle or the internal combustion engine.

第1電圧変換器3は、第1端が発電母線8を介して電動発電機1に接続され、第2端が蓄電母線9を介して第2蓄電装置2に接続されている。電動発電機1が車両または内燃機関により駆動されて発電をする際には、発電電力を第2蓄電装置2に送電し、電動発電機1が車両または内燃機関を駆動する際には、第2蓄電装置2に蓄電されている電力を電動発電機1に送電する。したがって、第1電圧変換器3は、発電母線8と第2蓄電母線9の間で両方向に電力を送電することが可能な双方向型の電圧変換器であることが必要である。   The first voltage converter 3 has a first end connected to the motor generator 1 via the power generation bus 8 and a second end connected to the second power storage device 2 via the power storage bus 9. When the motor generator 1 is driven by a vehicle or an internal combustion engine to generate power, the generated power is transmitted to the second power storage device 2, and when the motor generator 1 drives the vehicle or the internal combustion engine, the second The electric power stored in the power storage device 2 is transmitted to the motor generator 1. Therefore, the first voltage converter 3 needs to be a bidirectional voltage converter capable of transmitting power in both directions between the power generation bus 8 and the second power storage bus 9.

第1電圧変換器3は、第1端を所定の第1の目標電圧(以下、目標電圧V1_refと称す)に保つ定電圧制御型の電圧変換器を用いる。このような電圧変換器としては、例えば第1端の電圧をフィードバック制御する昇降圧チョッパ回路など、一般的な電圧変換器を用いることができる。
ここで、(第1端の電圧変化)/(第1端の電流変化)を、第1電圧変換器3の入力インピーダンスとして考えると、第1電圧変換器3は第1端の電流にかかわらず第1端の電圧を一定に保とうとするので、低い入力インピーダンスの電圧変換器としてみなすことができる。
The first voltage converter 3 uses a constant voltage control type voltage converter that maintains a first end at a predetermined first target voltage (hereinafter referred to as a target voltage V1_ref). As such a voltage converter, for example, a general voltage converter such as a step-up / step-down chopper circuit that feedback-controls the voltage at the first end can be used.
Here, if (voltage change at the first end) / (current change at the first end) is considered as the input impedance of the first voltage converter 3, the first voltage converter 3 is independent of the current at the first end. Since the voltage at the first end is kept constant, it can be regarded as a voltage converter with a low input impedance.

図2は、第1電圧変換器3の一例を示す回路構成図である。図2において、第1電圧変換器3の第1端31は発電母線8に接続され、第2端32は第2蓄電母線9に接続されている。第1電圧変換器3の第1端31で検出された電圧V1は、減算器33により制御回路7から出力される目標電圧V1_refと比較され、その偏差V1eをPID演算器34に出力する。PID演算器34は上記偏差V1eに基づきPID演算を行い操作量としてデューティ信号を出力する。PWM発生器35はPID演算器34からのデューティ信号に従いPWM信号を発生する。PWM信号はゲートドライブアンプを介してFETやIGBT等のスイッチング素子Q1H、Q1L、Q2H、Q2Lのゲートに入力され、各スイッチング素子Q1H、Q1L、Q2H、Q2Lのオンオフを制御する。なお、Lはインダクタ、Ci及びCoはコンデンサである。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram illustrating an example of the first voltage converter 3. In FIG. 2, the first end 31 of the first voltage converter 3 is connected to the power generation bus 8, and the second end 32 is connected to the second power storage bus 9. The voltage V1 detected at the first end 31 of the first voltage converter 3 is compared with the target voltage V1_ref output from the control circuit 7 by the subtractor 33, and the deviation V1e is output to the PID calculator 34. The PID calculator 34 performs a PID calculation based on the deviation V1e and outputs a duty signal as an operation amount. The PWM generator 35 generates a PWM signal according to the duty signal from the PID calculator 34. The PWM signal is input to the gates of switching elements Q1H, Q1L, Q2H, and Q2L such as FETs and IGBTs through a gate drive amplifier, and controls on / off of each switching element Q1H, Q1L, Q2H, and Q2L. Note that L is an inductor, and Ci and Co are capacitors.

第2電圧変換器4は、第1端が第2蓄電母線9を介して第2蓄電装置2に接続され、第2端が出力母線10を介して第1スイッチ5の第1端51と第2スイッチ6の第2端62に接続されている。第2電圧変換器4は、第2蓄電装置2に蓄電されている電力を出力母線10に送電するために、第1端から第2端に送電可能な単方向型の電圧変換器であることが好ましいが、第1端と第2端間で双方向に送電することが可能な双方向型の電圧変換器でもかまわない。   The second voltage converter 4 has a first end connected to the second power storage device 2 via the second power storage bus 9, and a second end connected to the first end 51 of the first switch 5 and the second power via the output bus 10. The second switch 6 is connected to the second end 62. The second voltage converter 4 is a unidirectional voltage converter capable of transmitting power from the first end to the second end in order to transmit the power stored in the second power storage device 2 to the output bus 10. However, a bidirectional voltage converter capable of transmitting power in both directions between the first end and the second end may be used.

第2電圧変換器4は、第2端を所定の第2の目標電圧(以下、目標電圧V2_refと称す)に保つ定電圧制御型の電圧変換器を適用する。このような電圧変換器としては、例えば第2端の電圧をフィードバック制御する昇降圧チョッパ回路など、一般的な電圧変換器を用いることができる。所定の目標電圧V2_refは、バッテリ13の定格電圧に基づいて設定され、例えば、バッテリ13として定格電圧12Vの鉛蓄電池を用いるならば、目標電圧は14V程度に設定するのが一般的である。   The second voltage converter 4 is a constant voltage control type voltage converter that maintains the second end at a predetermined second target voltage (hereinafter referred to as target voltage V2_ref). As such a voltage converter, for example, a general voltage converter such as a step-up / step-down chopper circuit that feedback-controls the voltage at the second end can be used. The predetermined target voltage V2_ref is set based on the rated voltage of the battery 13. For example, if a lead storage battery having a rated voltage of 12V is used as the battery 13, the target voltage is generally set to about 14V.

図3は第2電圧変換器4の一例を示す回路構成図である。この例では、第2電圧変換器4として双方向型の昇降圧チョッパを使用している。図3において、第2電圧変換器4の第1端41は第2蓄電母線9に接続され、第2端42は出力母線10に接続されている。第2電圧変換器4の第2端42で検出された電圧V2は、減算器43により制御回路7から出力される目標電圧V2_refと比較され、その偏差V2eをPID演算器44に出力する。PID演算器44は上記偏差V2eに基づきPID演算を行い操作量としてデューティ信号を出力する。PWM発生器45はPID演算器44からのデューティ信号に従いPWM信号を発生する。PWM信号はゲートドライブアンプを介してFETやIGBT等のスイッチング素子Q1H、Q1L、Q2H、Q2Lのゲートに入力され、各スイッチング素子Q1H、Q1L、Q2H、Q2Lのオンオフを制御する。なお、Lはインダクタ、Ci及びCoはコンデンサである。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing an example of the second voltage converter 4. In this example, a bidirectional buck-boost chopper is used as the second voltage converter 4. In FIG. 3, the first end 41 of the second voltage converter 4 is connected to the second power storage bus 9, and the second end 42 is connected to the output bus 10. The voltage V2 detected at the second end 42 of the second voltage converter 4 is compared with the target voltage V2_ref output from the control circuit 7 by the subtractor 43, and the deviation V2e is output to the PID calculator 44. The PID calculator 44 performs a PID calculation based on the deviation V2e and outputs a duty signal as an operation amount. The PWM generator 45 generates a PWM signal according to the duty signal from the PID calculator 44. The PWM signal is input to the gates of switching elements Q1H, Q1L, Q2H, and Q2L such as FETs and IGBTs through a gate drive amplifier, and controls on / off of each switching element Q1H, Q1L, Q2H, and Q2L. Note that L is an inductor, and Ci and Co are capacitors.

第1スイッチ5は、上述のように第1端51が出力母線10に接続され、第2端はバッテリ13及び車載負荷12側のバッテリ母線11に接続されている。第2蓄電装置2に蓄電されている電力を第2電圧変換器4を経由して車載負荷12に供給する場合に、第1スイッチ5は閉じた状態にする。   As described above, the first switch 51 has the first end 51 connected to the output bus 10 and the second end connected to the battery 13 and the battery bus 11 on the vehicle load 12 side. When supplying the electric power stored in the second power storage device 2 to the in-vehicle load 12 via the second voltage converter 4, the first switch 5 is closed.

第2スイッチ6は、上述のように第2端62が出力母線10に接続され、第1端61は発電母線8に接続されている。第2蓄電装置2に蓄電されている電力を第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を経由して電動発電機1に供給する場合に、第2スイッチ6を閉じた状態にすると共に第1スイッチ5を開いた状態にする。電動発電機1の発電電力を第1電圧変換器3を介して第2蓄電装置2へ蓄電する場合には、第2スイッチ6は開いた状態にする。   As described above, the second switch 6 has the second end 62 connected to the output bus 10 and the first end 61 connected to the power generation bus 8. When the electric power stored in the second power storage device 2 is supplied to the motor generator 1 via the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4, the second switch 6 is closed. The first switch 5 is opened. When the electric power generated by the motor generator 1 is stored in the second power storage device 2 via the first voltage converter 3, the second switch 6 is opened.

上記のように第1スイッチ5が開き、第2スイッチ6が閉じた状態では、第1電圧変換器3の第1端と、第2電圧変換器4の第2端とが電動発電機1に接続された状態になる。このとき、第1電圧変換器3の第1端の目標電圧V1_refと、第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refを同じ値に設定することで、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4とを並列運用して第2蓄電装置2に蓄電されている電力を電動発電機1に送電することができる。   When the first switch 5 is opened and the second switch 6 is closed as described above, the first end of the first voltage converter 3 and the second end of the second voltage converter 4 are connected to the motor generator 1. Connected. At this time, by setting the target voltage V1_ref at the first end of the first voltage converter 3 and the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 to the same value, the first voltage converter 3 and the first voltage converter 3 The electric power stored in the second power storage device 2 can be transmitted to the motor generator 1 by operating the two-voltage converter 4 in parallel.

第2蓄電装置2は、電気二重層コンデンサ若しくはリチウム・イオン蓄電池やニッケル水素蓄電等の蓄電池などの大容量である蓄電デバイスを使用することができる。第2蓄電装置2の充電電圧Vcは、蓄電池を用いた場合には定格電圧になり、電気二重層コンデンサを用いた場合には、コンデンサ容量Cと初期電圧Vc0とコンデンサの充電電流Icより、次式で求まる。   The second power storage device 2 can use an electric storage device having a large capacity such as an electric double layer capacitor or a storage battery such as a lithium ion storage battery or a nickel hydride storage battery. The charging voltage Vc of the second power storage device 2 becomes a rated voltage when a storage battery is used, and when an electric double layer capacitor is used, the charging voltage Vc is calculated from the capacitor capacity C, the initial voltage Vc0, and the charging current Ic of the capacitor. It is obtained by the formula.

Vc(t)=∫(Ic/C)dt+Vc0 ・・・(1)   Vc (t) = ∫ (Ic / C) dt + Vc0 (1)

ここで、コンデンサの充電電流Icは、第1電圧変換器3の第2端から出力される電流I1o、第2電圧変換器4の第1端に入力される電流I2iより、次式で決まる。   Here, the charging current Ic of the capacitor is determined by the following equation from the current I1o output from the second end of the first voltage converter 3 and the current I2i input to the first end of the second voltage converter 4.

Ic=I1o−I2i ・・・(2)   Ic = I1o-I2i (2)

第1電圧変換器3として、定電圧制御型の電圧変換器を用いることにより、発電母線8の電圧Vmgを所定の電圧に保つことが可能となる。このように発電母線8の電圧Vmgを一意に決めることができるのは、一つの回路接続点である発電母線8に対して、低入力インピーダンスの第1電圧変換器3を接続する構成をとったためである。   By using a constant voltage control type voltage converter as the first voltage converter 3, the voltage Vmg of the power generation bus 8 can be maintained at a predetermined voltage. In this way, the voltage Vmg of the power generation bus 8 can be uniquely determined because the first voltage converter 3 having a low input impedance is connected to the power generation bus 8 which is one circuit connection point. It is.

電動発電機1は、エンジンが動作状態にあるときはエンジンに駆動されて発電を実施し、エンジンが停止状態にあるときは発電を実施しない。エンジンが停止状態から動作状態に起動するときに、電動発電機1は第2蓄電装置2に蓄電された電力を使用してエンジンを起動する。   The motor generator 1 is driven by the engine when the engine is in an operating state to generate power, and does not generate power when the engine is in a stopped state. When the engine is started from the stopped state to the operating state, the motor generator 1 starts the engine using the electric power stored in the second power storage device 2.

電動発電機1の制御は、公知の制御方法を使用すればよい。例えば電動発電機1が発電を実施する際は、電動発電機1は制御回路7から発電指令を受けて発電を実施し、また、電動発電機1がエンジンを駆動する際には、電動発電機1は制御回路7からトルク指令を受けて駆動を実施する。   The motor generator 1 may be controlled using a known control method. For example, when the motor generator 1 performs power generation, the motor generator 1 receives a power generation command from the control circuit 7 and generates power. When the motor generator 1 drives the engine, the motor generator 1 1 is driven by receiving a torque command from the control circuit 7.

制御回路7は、電動発電機1の制御指令と、第1電圧変換器3の目標電圧V1_ref指令と、第2電圧変換器4の目標電圧V2_ref指令と、第1スイッチ5の開閉指令と、第2スイッチ6の開閉指令を出力する。この制御回路7による車両用電源システムの制御は、車両状態に基づいて実施する。車両状態とは、車速、エンジントルク、バッテリ13や第2蓄電装置2の電圧等のことであり、これらは公知の方法で検出し、車両状態情報70として制御回路7に入力される。   The control circuit 7 includes a control command for the motor generator 1, a target voltage V1_ref command for the first voltage converter 3, a target voltage V2_ref command for the second voltage converter 4, an open / close command for the first switch 5, 2 Outputs an open / close command for the switch 6. The control of the vehicle power supply system by the control circuit 7 is performed based on the vehicle state. The vehicle state refers to vehicle speed, engine torque, voltage of the battery 13 and the second power storage device 2, and the like, which are detected by a known method and input to the control circuit 7 as vehicle state information 70.

電動発電機1の発電出力は車両状態に応じて変化させる。車両が制動中であって余剰なエンジントルクがある場合には、発電出力を高くして第2蓄電装置2を速やかに充電する。ただし、第2蓄電装置2の充電状態が満充電であるなど、追加充電をすることが好ましくない場合には、必ずしも発電出力を高くすることは実施しない。また、車両が制動中ではない等の理由で余剰なエンジントルクが無く、かつ、第2蓄電装置2の充電状態が著しく低くない場合は発電電力を零にし、第2蓄電装置2の充電状態が著しく低い時には車載負荷12が必要とする電力を発電する。上記のように発電出力を車両状態に応じて変化させることで、余剰なエンジントルクを効率的に使用できるので燃料の使用量が低下する。   The power generation output of the motor generator 1 is changed according to the vehicle state. When the vehicle is being braked and there is excessive engine torque, the power generation output is increased and the second power storage device 2 is quickly charged. However, when it is not preferable to perform additional charging, such as when the charging state of the second power storage device 2 is full, the power generation output is not necessarily increased. Further, if there is no excessive engine torque because the vehicle is not braking, and the state of charge of the second power storage device 2 is not extremely low, the generated power is made zero, and the state of charge of the second power storage device 2 is When it is extremely low, it generates the electric power required by the vehicle load 12. By changing the power generation output according to the vehicle state as described above, the surplus engine torque can be used efficiently, so the amount of fuel used is reduced.

第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refは、第1スイッチ5が閉じていてバッテリ母線11を介してバッテリ13および車載負荷12に接続しているときは、前述のようにバッテリ13の定格電圧に基づいて設定する。一方で、第1スイッチ5が開き、第2スイッチ6が閉じているときは、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4が並列に接続されて第2蓄電装置2の蓄電電力を電動発電機1に送電して車両または内燃機関を駆動する状態であるから、第1電圧変換器3の目標電圧V1_refと第2電圧変換器4の目標電圧V2_refは同じ電圧値に設定し、その設定値は車両または内燃機関を駆動するのに足る電圧値とする。   When the first switch 5 is closed and connected to the battery 13 and the vehicle load 12 via the battery bus 11, the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 is the battery 13 as described above. Set based on the rated voltage. On the other hand, when the first switch 5 is opened and the second switch 6 is closed, the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are connected in parallel to electrically drive the stored power of the second power storage device 2. Since the vehicle 1 or the internal combustion engine is driven by transmitting power to the generator 1, the target voltage V1_ref of the first voltage converter 3 and the target voltage V2_ref of the second voltage converter 4 are set to the same voltage value, and the setting is made. The value is a voltage value sufficient to drive the vehicle or the internal combustion engine.

上記のように、第1スイッチ5の開閉指令は、電動発電機1に送電する場合には開き、それ以外では閉じるものとする。第2スイッチ6の開閉指令は、上記のように電動発電機1に送電する場合には閉じ、それ以外では閉じるものとする。   As described above, the opening / closing command of the first switch 5 is opened when power is transmitted to the motor generator 1 and is closed otherwise. The opening / closing command for the second switch 6 is closed when power is transmitted to the motor generator 1 as described above, and is closed otherwise.

ただし、第2電圧変換器4に双方向型電圧変換器を用いた場合には、電動発電機1から第2蓄電装置2への充電を第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を並列に接続して実施することが可能であり、このような動作をする場合には第2スイッチ6は閉じ、第1スイッチ5は開くものとする。   However, when a bidirectional voltage converter is used for the second voltage converter 4, charging from the motor generator 1 to the second power storage device 2 is performed using the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4. It is possible to connect in parallel, and in such an operation, the second switch 6 is closed and the first switch 5 is opened.

さらに、第2蓄電装置2から車載負荷12及びバッテリ13への送電を第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を並列に接続して実施することが可能であり、このような動作をする場合には第2スイッチ6は閉じ、第1スイッチ5は閉じるものとする。   Furthermore, power transmission from the second power storage device 2 to the in-vehicle load 12 and the battery 13 can be performed by connecting the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 in parallel. In this case, the second switch 6 is closed and the first switch 5 is closed.

以上のように本実施の形態によれば、第1及び第2電圧変換器3,4を電動発電機1又は車載負荷12に対して並列に接続することを可能にする第1及び第2スイッチ5,6を備えているため、第2蓄電装置2の蓄電電力を第1及び第2電圧変換器3,4を介して電動発電機1又は車載負荷12のどちらか一方に送電することができる。また、電動発電機1の発電電力を第1及び第2電圧変換器3,4を介して第2蓄電装置2に送電することができる。その結果、第1及び第2電圧変換器3,4の各許容電力を超える電力を、第2蓄電装置2と電動発電機1又は車載負荷12との間で送電することができる。これにより、第1及び第2電圧変換器3,4を効率的に運用でき、各電圧変換器3,4の許容電力を大きくする必要がなくなるため小型軽量化が図られる。   As described above, according to the present embodiment, the first and second switches that enable the first and second voltage converters 3 and 4 to be connected in parallel to the motor generator 1 or the vehicle load 12. 5 and 6, the power stored in the second power storage device 2 can be transmitted to either the motor generator 1 or the in-vehicle load 12 via the first and second voltage converters 3 and 4. . Further, the electric power generated by the motor generator 1 can be transmitted to the second power storage device 2 via the first and second voltage converters 3 and 4. As a result, it is possible to transmit power exceeding the allowable power of the first and second voltage converters 3 and 4 between the second power storage device 2 and the motor generator 1 or the on-vehicle load 12. As a result, the first and second voltage converters 3 and 4 can be operated efficiently, and it is not necessary to increase the allowable power of each voltage converter 3 and 4, thereby reducing the size and weight.

実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2に係る車両用電源システムの回路構成図である。図4に示すように、本実施の形態の車両用電源システムは、車両(図示せず)または内燃機関(図示せず)から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生する発電機14と、第1蓄電母線(以下、バッテリ母線と称す)11を介して車載負荷12に電力を供給する第1蓄電装置(以下、バッテリと称す)13と、発電機14と電力の授受を行うと共に、車載負荷12およびバッテリ13に蓄電電力を供給する第2蓄電装置2と、発電機14に発電母線8を介して第1端が接続されると共に第2蓄電装置2に第2蓄電母線9を介して第2端が接続されて発電母線8及び第2蓄電母線9間で電圧変換を行う第1電圧変換器3と、第2蓄電装置2に第2蓄電母線9を介して第1端が接続されると共にバッテリ母線11に第2端が接続されて第2蓄電母線9及びバッテリ母線11間で電圧変換を行う第2電圧変換器4と、バッテリ母線11と発電母線8の間の接続線の開閉を行う第3スイッチ15と、発電機14、第1電圧変換器3、第2電圧変換器4及び第3スイッチ15を制御する制御回路7とを含む。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a vehicle power supply system according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 4, the vehicle power supply system of the present embodiment converts kinetic energy supplied from a vehicle (not shown) or an internal combustion engine (not shown) into electrical energy to generate DC power. The generator 14, a first power storage device (hereinafter referred to as a battery) 13 that supplies power to the in-vehicle load 12 through a first power storage bus (hereinafter referred to as a battery bus) 11, and the power transfer to and from the generator 14 And the second power storage device 2 that supplies the stored power to the on-vehicle load 12 and the battery 13, and the first end is connected to the generator 14 via the power generation bus 8 and the second power storage device 2 is connected to the second power storage device 2. A first voltage converter 3 that performs voltage conversion between the power generation bus 8 and the second power storage bus 9 with the second end connected via the bus 9 and the second power storage device 2 via the second power storage bus 9 One end is connected to the battery bus 11 A second voltage converter 4 that performs voltage conversion between the second power storage bus 9 and the battery bus 11 with two ends connected thereto, and a third switch 15 that opens and closes a connection line between the battery bus 11 and the power generation bus 8 , A generator 14, a first voltage converter 3, a second voltage converter 4, and a control circuit 7 that controls the third switch 15.

図4に示す実施の形態2の車両用電源システムは、実施の形態1の車両用電源システムと比較して、電動発電機1は発電機14に置き換えられ、出力母線10と第1スイッチ5と第2スイッチ6が省かれて、第2電圧変換器4の第2端はバッテリ母線11に接続され、バッテリ母線11と発電母線8の間の接続線の開閉を行う第3スイッチ15が追加されている。その他の構成部品及びそれらの機能は、実施の形態1と同様である。   In the vehicular power supply system of the second embodiment shown in FIG. 4, the motor generator 1 is replaced with a generator 14 as compared with the vehicular power supply system of the first embodiment, and the output bus 10, the first switch 5, The second switch 6 is omitted, the second end of the second voltage converter 4 is connected to the battery bus 11, and a third switch 15 that opens and closes the connection line between the battery bus 11 and the power generation bus 8 is added. ing. Other components and their functions are the same as those in the first embodiment.

本実施の形態において、第3スイッチ15が開かれると、発電機14の発電電力を第1電圧変換器3を介して第2蓄電装置2に蓄電し、さらに第2蓄電装置2の蓄電電力を第2電圧変換器4を介してバッテリ母線11へ供給することができる。一方で、第3スイッチ15を閉じると、発電母線8とバッテリ母線11が接続されるので、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4が並列に接続された状態となる。このような接続方法をとると、第2蓄電装置2の蓄電電力を第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介してバッテリ母線11へ供給することが可能となる。したがって、第1電圧変換器3および第2電圧変換器4の許容電力を超える電力を第2蓄電装置2からバッテリ母線11へ供給することが可能である。   In the present embodiment, when the third switch 15 is opened, the power generated by the generator 14 is stored in the second power storage device 2 via the first voltage converter 3, and the power stored in the second power storage device 2 is further stored. It can be supplied to the battery bus 11 via the second voltage converter 4. On the other hand, when the third switch 15 is closed, the power generation bus 8 and the battery bus 11 are connected, so that the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are connected in parallel. If such a connection method is taken, the stored power of the second power storage device 2 can be supplied to the battery bus 11 via the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4. Therefore, it is possible to supply power exceeding the allowable power of the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 from the second power storage device 2 to the battery bus 11.

車載負荷12が大電力を必要とする際に、上述のように第2蓄電装置2の蓄電電力を第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介してバッテリ母線11へ供給することで、バッテリ母線11の電圧低下を抑制することができるため、車載負荷12の瞬停を防止する効果が得られる。   When the in-vehicle load 12 requires a large amount of power, the power stored in the second power storage device 2 is supplied to the battery bus 11 via the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 as described above. Moreover, since the voltage drop of the battery bus 11 can be suppressed, the effect of preventing the instantaneous stop of the in-vehicle load 12 is obtained.

車載負荷12が大電力を必要とする場合は、例えばスタータ(始動電動機)を駆動する場合である。スタータはエンジンを始動するためにあるので、スタータが動作する際はエンジンは停止していて発電機14の発電も停止している。そのため、上述のように第3スイッチ15を閉じて第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4とを並列に接続した状態とすることにより、第2蓄電装置2からスタータへの供給電力を増加する効果がある。   The case where the in-vehicle load 12 requires large electric power is, for example, a case where a starter (starting motor) is driven. Since the starter is for starting the engine, when the starter operates, the engine is stopped and the power generation of the generator 14 is also stopped. Therefore, by closing the third switch 15 and connecting the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 in parallel as described above, the power supplied from the second power storage device 2 to the starter is reduced. There is an increasing effect.

上記のように第1電圧変換器3および第2電圧変換器4を並列に接続した状態をとる場合に、第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refと第1電圧変換器3の第1端の目標電圧V1_refは同じ電圧値に設定し、その設定値はバッテリ13の定格電圧に基づいて設定する。   When the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are connected in parallel as described above, the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 and the first voltage converter 3 The target voltage V1_ref at the first end is set to the same voltage value, and the set value is set based on the rated voltage of the battery 13.

なお、車載負荷12であってスタータ以外の機器が大電力を必要とする場合は、発電機14は、第1電圧変換器3および第2電圧変換器4を並列に接続してバッテリ母線11へ電力を供給する際に、発電を実施していても実施していなくてもどちらでも構わない。   In addition, when it is the vehicle-mounted load 12 and devices other than the starter require large power, the generator 14 connects the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 in parallel to the battery bus 11. When power is supplied, it does not matter whether power generation is performed or not.

以上のように本実施の形態によれば、第1及び第2電圧変換器3,4を車載負荷12に対して並列に接続することを可能にする第3スイッチ15を備えているため、第2蓄電装置2の蓄電電力を第1及び第2電圧変換器3,4を介して車載負荷12に送電することができる。その結果、第1及び第2電圧変換器3,4の各許容電力を超える電力を、第2蓄電装置2と車載負荷12との間で送電することができる。これにより、第1及び第2電圧変換器3,4を効率的に運用でき、各電圧変換器3,4の許容電力を大きくする必要がなくなるため小型軽量化が図られる。   As described above, according to the present embodiment, since the third switch 15 that allows the first and second voltage converters 3 and 4 to be connected in parallel to the vehicle-mounted load 12 is provided, 2 The power stored in the power storage device 2 can be transmitted to the in-vehicle load 12 via the first and second voltage converters 3 and 4. As a result, it is possible to transmit power exceeding the allowable power of the first and second voltage converters 3 and 4 between the second power storage device 2 and the vehicle-mounted load 12. As a result, the first and second voltage converters 3 and 4 can be operated efficiently, and it is not necessary to increase the allowable power of each voltage converter 3 and 4, thereby reducing the size and weight.

実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1又は実施の形態2と同様の構成の車両用電源システムにおいて、第1電圧変換器3に昇圧型の電圧変換器を用いて、第2電圧変換器4に降圧型の電圧変換器を用いるか、あるいは、第1電圧変換器3に降圧型の電圧変換器を用いて、第2電圧変換器4に昇圧型の電圧変換器を用いる。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, in the vehicular power supply system having the same configuration as that of the first or second embodiment, a step-up voltage converter is used for the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 is used. A step-down voltage converter is used, or a step-down voltage converter is used for the first voltage converter 3 and a step-up voltage converter is used for the second voltage converter 4.

上記第1電圧変換器3又は第2電圧変換器4に用いる昇圧型の電圧変換器は、それぞれ第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧し、かつ第2端から第1端の方向へは電圧を降圧することが可能な電圧変換器とする。同様に、上記第1電圧変換器3又は第2電圧変換器4に用いる降圧型の電圧変換器は、それぞれ第1端から第2端の方向へ電圧を降圧し、かつ第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧することが可能な電圧変換器とする。   The step-up voltage converter used for the first voltage converter 3 or the second voltage converter 4 boosts the voltage from the first end to the second end, and from the second end to the first end. Is a voltage converter capable of stepping down the voltage. Similarly, the step-down voltage converters used for the first voltage converter 3 or the second voltage converter 4 step down the voltage in the direction from the first end to the second end, respectively, and from the second end to the first end. The voltage converter is capable of boosting the voltage in the direction of the end.

実施の形態1の車両用電源システムにおいて、第2スイッチ6を開き、第1スイッチ5を閉じた状態とすると、電動発電機1の発電電力は第1電圧変換器3を介して第2蓄電母線9に送電され、さらに第2蓄電母線9から第2電圧変換器4を介して出力母線10へ送電される。このとき、第1電圧変換器3が昇圧型の電圧変換器であり第2電圧変換器4が降圧型の電圧変換器であれば、電動発電機1の発電電力が出力母線10へ送電される過程において、電圧は、第1電圧変換器3で昇圧されて、続けて第2電圧変換器4で降圧されることとなる。一方で、第1電圧変換器3が降圧型の電圧変換器であり第2電圧変換器4が昇圧型の電圧変換器であれば、電動発電機1の発電電力が出力母線10へ送電される過程において、電圧は、第1電圧変換器3で降圧されて、続けて第2電圧変換器4で昇圧されることとなる。   In the vehicular power supply system of the first embodiment, when the second switch 6 is opened and the first switch 5 is closed, the electric power generated by the motor generator 1 is supplied to the second power storage bus via the first voltage converter 3. 9 is further transmitted from the second power storage bus 9 to the output bus 10 via the second voltage converter 4. At this time, if the first voltage converter 3 is a step-up voltage converter and the second voltage converter 4 is a step-down voltage converter, the generated power of the motor generator 1 is transmitted to the output bus 10. In the process, the voltage is boosted by the first voltage converter 3 and subsequently lowered by the second voltage converter 4. On the other hand, if the first voltage converter 3 is a step-down voltage converter and the second voltage converter 4 is a step-up voltage converter, the generated power of the motor generator 1 is transmitted to the output bus 10. In the process, the voltage is stepped down by the first voltage converter 3 and then boosted by the second voltage converter 4.

また、実施の形態1の車両用電源システムにおいて、第1スイッチ5を開き、第2スイッチ6を閉じた状態とすると、第1電圧変換器3の第1端と、第2電圧変換器4の第2端とが電動発電機1に接続された状態になる。このとき、第1電圧変換器3の第1端の目標電圧V1_refと、第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refを同じ値に設定することで、第2蓄電装置2に蓄電されている電力を、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4とを並列運用して電動発電機1に対して送電することができる。ここで、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4の組み合わせとして、昇圧型と降圧型、あるいは降圧型と昇圧型という組み合わせで使用すれば、上記のように第1電圧変換器3の第1端と第2電圧変換器4の第2端とが電動発電機1に接続された状態にあるから、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4は電動発電機1に対して第2蓄電装置2の電力を降圧あるいは昇圧して送電することができる。   In the vehicle power supply system of the first embodiment, when the first switch 5 is opened and the second switch 6 is closed, the first end of the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 The second end is connected to the motor generator 1. At this time, the target voltage V1_ref at the first end of the first voltage converter 3 and the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 are set to the same value, so that the second power storage device 2 is charged. The transmitted power can be transmitted to the motor generator 1 by operating the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 in parallel. Here, as a combination of the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4, a combination of a boost type and a step-down type, or a combination of a step-down type and a boost type, the first voltage converter 3 as described above is used. Since the first end and the second end of the second voltage converter 4 are connected to the motor generator 1, the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are connected to the motor generator 1. The power of the second power storage device 2 can be stepped down or boosted for transmission.

つまり、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4として、昇圧型と降圧型あるいは降圧型と昇圧型というように異なる型の電圧変換器を組み合わせることで、昇降圧型の電圧変換器を用いなくても実施の形態1の車両用電源システムを実現することが可能である。昇圧型または降圧型の電圧変換器は、昇降圧型の電圧変換器と比較して回路が簡易であるため車両用電源システムの小型化に寄与する。   That is, as the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4, a step-up / step-down voltage converter is used by combining different voltage converters such as a step-up type and a step-down type or a step-down type and a step-up type. Even if it is not, it is possible to realize the vehicle power supply system of the first embodiment. The step-up or step-down voltage converter has a simpler circuit than the step-up / step-down voltage converter, and thus contributes to the miniaturization of the vehicle power supply system.

ここで、第1電圧変換器3として降圧型の電圧変換器を使用した例を図5に示すと共に、第2電圧変換器4として昇圧型の電圧変換器を使用した例を図6に示す。   Here, an example in which a step-down voltage converter is used as the first voltage converter 3 is shown in FIG. 5, and an example in which a step-up voltage converter is used as the second voltage converter 4 is shown in FIG.

図5において、第1電圧変換器3の第1端31は発電母線8に接続され、第2端32は第2蓄電母線9に接続されている。第1電圧変換器3の第1端31で検出された電圧V1は、減算器33により制御回路7から出力される目標電圧V1_refと比較され、その偏差V1eをPID演算器34に出力する。PID演算器34は上記偏差V1eに基づきPID演算を行い操作量としてデューティ信号を出力する。PWM発生器35はPID演算器34からのデューティ信号に従いPWM信号を発生する。PWM信号はゲートドライブアンプを介してFETやIGBT等のスイッチング素子Q1H、Q1Lのゲートに入力され、各スイッチング素子Q1H、Q1Lのオンオフを制御する。   In FIG. 5, the first end 31 of the first voltage converter 3 is connected to the power generation bus 8, and the second end 32 is connected to the second power storage bus 9. The voltage V1 detected at the first end 31 of the first voltage converter 3 is compared with the target voltage V1_ref output from the control circuit 7 by the subtractor 33, and the deviation V1e is output to the PID calculator 34. The PID calculator 34 performs a PID calculation based on the deviation V1e and outputs a duty signal as an operation amount. The PWM generator 35 generates a PWM signal according to the duty signal from the PID calculator 34. The PWM signal is input to the gates of switching elements Q1H and Q1L such as FETs and IGBTs through a gate drive amplifier, and controls on / off of each switching element Q1H and Q1L.

図6において、第2電圧変換器4の第1端41は第2蓄電母線9に接続され、第2端42は出力母線10に接続されている。第2電圧変換器4の第2端42で検出された電圧V2は、減算器43により制御回路7から出力される目標電圧V2_refと比較され、その偏差V2eをPID演算器44に出力する。PID演算器44は上記偏差V2eに基づきPID演算を行い操作量としてデューティ信号を出力する。PWM発生器45はPID演算器44からのデューティ信号に従いPWM信号を発生する。PWM信号はゲートドライブアンプを介してFETやIGBT等のスイッチング素子Q2H、Q2Lのゲートに入力され、各スイッチング素子Q2H、Q2Lのオンオフを制御する。   In FIG. 6, the first end 41 of the second voltage converter 4 is connected to the second power storage bus 9, and the second end 42 is connected to the output bus 10. The voltage V2 detected at the second end 42 of the second voltage converter 4 is compared with the target voltage V2_ref output from the control circuit 7 by the subtractor 43, and the deviation V2e is output to the PID calculator 44. The PID calculator 44 performs a PID calculation based on the deviation V2e and outputs a duty signal as an operation amount. The PWM generator 45 generates a PWM signal according to the duty signal from the PID calculator 44. The PWM signal is input to the gates of switching elements Q2H and Q2L such as FETs and IGBTs through a gate drive amplifier, and controls on / off of each switching element Q2H and Q2L.

実施の形態2についても同様に、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4として、昇圧型と降圧型の電圧変換器あるいは降圧型と昇圧型の電圧変換器というように異なる型の電圧変換器を組み合わせることができる。そうすると、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4として昇降圧型の電圧変換器を用いなくても実施の形態2の車両用電源システムを実現することが可能となる。   Similarly, in the second embodiment, the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are different voltage types such as a step-up type and a step-down type voltage converter or a step-down type and a step-up type voltage converter. Converters can be combined. Then, the vehicle power supply system of the second embodiment can be realized without using the step-up / step-down voltage converter as the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4.

例えば、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4としてそれぞれ昇圧型と降圧型の電圧変換器を使用した場合、第3スイッチ15を開いた状態では、発電機14の発電電力は、第1電圧変換器3で昇圧されて、第2蓄電母線9を介して第2電圧変換器4で降圧されてバッテリ母線11へ出力される。一方、第3スイッチ15が閉じた状態では、発電母線8とバッテリ母線11が接続されて第1電圧変換器3と第2電圧変換器4は並列接続されるため、第2蓄電装置2から第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介して降圧してバッテリ母線11に電力を送電することができる。この場合、第1電圧変換器3の第1端の目標電圧V1_refと第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refはバッテリ13の定格電圧に基づく同じ電圧値に設定する。また、発電機14から第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介して昇圧して第2蓄電装置2に電力を送電することもできる。   For example, when a step-up voltage converter and a step-down voltage converter are used as the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4, respectively, when the third switch 15 is opened, the generated power of the generator 14 is The voltage is boosted by one voltage converter 3, is stepped down by the second voltage converter 4 via the second power storage bus 9, and is output to the battery bus 11. On the other hand, when the third switch 15 is closed, the power generation bus 8 and the battery bus 11 are connected, and the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 are connected in parallel. The voltage can be stepped down via the 1 voltage converter 3 and the second voltage converter 4 to transmit power to the battery bus 11. In this case, the target voltage V1_ref at the first end of the first voltage converter 3 and the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 are set to the same voltage value based on the rated voltage of the battery 13. Further, the power can be boosted from the generator 14 via the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 to transmit power to the second power storage device 2.

また、第1電圧変換器3と第2電圧変換器4としてそれぞれ降圧型と昇圧型の電圧変換器を使用した場合、第3スイッチ15を開いた状態では、発電機14の発電電力は、第1電圧変換器3で降圧されて、第2蓄電母線9を介して第2電圧変換器4で昇圧されてバッテリ母線11へ出力される。一方、第3スイッチ15が閉じた状態では、第2蓄電装置2から第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介して昇圧してバッテリ母線11に電力を送電することができる。この場合、第1電圧変換器3の第1端の目標電圧V1_refと第2電圧変換器4の第2端の目標電圧V2_refはバッテリ13の定格電圧に基づく同じ電圧値に設定する。また、発電機14から第1電圧変換器3及び第2電圧変換器4を介して降圧して第2蓄電装置2に電力を送電することもできる。   Further, when a step-down voltage converter and a step-up voltage converter are used as the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4, respectively, the generated power of the generator 14 in the state where the third switch 15 is opened is The voltage is stepped down by one voltage converter 3, boosted by the second voltage converter 4 via the second power storage bus 9, and output to the battery bus 11. On the other hand, in the state where the third switch 15 is closed, the voltage can be boosted from the second power storage device 2 via the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4 to transmit power to the battery bus 11. In this case, the target voltage V1_ref at the first end of the first voltage converter 3 and the target voltage V2_ref at the second end of the second voltage converter 4 are set to the same voltage value based on the rated voltage of the battery 13. In addition, power can be transmitted from the generator 14 to the second power storage device 2 by stepping down through the first voltage converter 3 and the second voltage converter 4.

以上のように本実施の形態では、実施の形態1又は2の車両用電源システムにおいて、第1電圧変換器は第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を降圧する電圧変換器であり、第2電圧変換器は第1端から第2端の方向へ電圧を降圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧する電圧変換器であるか、又は第1電圧変換器は第1端から第2端の方向へ電圧を降圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧する電圧変換器であり、第2電圧変換器は第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を降圧する電圧変換器であることとした。その結果、昇降圧型の電圧変換器を用いなくても実施の形態1又は2のシステムを実現することが可能となり、回路が簡易となりシステムの小型化に寄与する。   As described above, in the present embodiment, in the vehicle power supply system of Embodiment 1 or 2, the first voltage converter boosts the voltage in the direction from the first end to the second end, and the first voltage from the second end. A voltage converter that steps down the voltage in the direction of the end, and the second voltage converter steps down the voltage in the direction from the first end to the second end and boosts the voltage in the direction from the second end to the first end. The first voltage converter is a voltage converter that steps down the voltage in the direction from the first end to the second end and steps up the voltage in the direction from the second end to the first end; The voltage converter is a voltage converter that increases the voltage in the direction from the first end to the second end and decreases the voltage in the direction from the second end to the first end. As a result, the system of Embodiment 1 or 2 can be realized without using a step-up / step-down voltage converter, which simplifies the circuit and contributes to the miniaturization of the system.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 電動発電機、2 第2蓄電装置、3 第1電圧変換器、4 第2電圧変換器、
5 第1スイッチ、6 第2スイッチ、7 制御回路、8 発電母線、
9 第2蓄電母線、10 出力母線、11 第1蓄電母線(バッテリ母線)、
12 車載負荷、13 第1蓄電装置(バッテリ)、14 発電機、
15 第3スイッチ。
1 motor generator, 2 second power storage device, 3 first voltage converter, 4 second voltage converter,
5 First switch, 6 Second switch, 7 Control circuit, 8 Power generation bus,
9 second power storage bus, 10 output bus, 11 first power storage bus (battery bus),
12 on-vehicle load, 13 first power storage device (battery), 14 generator,
15 Third switch.

Claims (9)

発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で上記第2蓄電母線から上記出力母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記電動発電機に供給する場合に、上記第1スイッチを開いた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記発電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定する車両用電源システム。
A motor generator that generates dc power by converting kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy, and that drives the vehicle or the internal combustion engine based on the dc power as a motor;
A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction ;
A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to an output bus, and the second power storage bus is connected to the second power storage bus and the output bus from the second power storage bus. A second voltage converter that performs voltage conversion in the direction of the output bus ;
A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
When the electric power of the second power storage device is supplied to the motor generator, the control circuit opens the first switch and closes the second switch so that the first voltage conversion is performed. And the second voltage converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the power generation bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value. Power system.
発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で上記第2蓄電母線から上記出力母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第1スイッチを閉じた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記第1蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定する車両用電源システム。
A motor generator that generates dc power by converting kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy, and that drives the vehicle or the internal combustion engine based on the dc power as a motor;
A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction ;
A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to an output bus, and the second power storage bus is connected to the second power storage bus and the output bus from the second power storage bus. A second voltage converter that performs voltage conversion in the direction of the output bus ;
A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
The control circuit, when supplying the electric power of the second power storage device to the in-vehicle load and the first power storage device, the first switch is closed and the second switch is closed, The first voltage converter and the second voltage converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the first power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are the same. Vehicle power supply system set to voltage value.
発電機として車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生するとともに、電動機として直流電力に基づいて上記車両または上記内燃機関を駆動する電動発電機と、
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、
上記電動発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、
上記電動発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に出力母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記出力母線間で双方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、
上記出力母線と上記第1蓄電母線の間の接続線の開閉を行う第1スイッチと、
上記出力母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第2スイッチと、
上記電動発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器、上記第1スイッチ及び上記第2スイッチを制御する制御回路を備え、
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、
上記制御回路は、上記電動発電機の発電電力を上記第2蓄電装置に供給する場合に、上記第1スイッチを開いた状態にすると共に上記第2スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記発電母線と上記第2蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定し、
上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧するとともに、上記第2電圧変換器は、第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧するか、または、
上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を降圧するとともに、上記第2電圧変換器は、第2端から第1端の方向へ電圧を降圧する、車両用電源システム。
A motor generator that generates dc power by converting kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine as a generator into electric energy, and that drives the vehicle or the internal combustion engine based on the dc power as a motor;
A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
A second power storage device that exchanges power with the motor generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
A first end is connected to the motor generator via a power generation bus and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that both the power generation bus and the second power storage bus are connected. A first voltage converter that performs voltage conversion in a direction ;
A first terminal is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second terminal is connected to the output bus to perform bidirectional voltage conversion between the second power storage bus and the output bus. A second voltage converter;
A first switch for opening and closing a connection line between the output bus and the first power storage bus;
A second switch for opening and closing a connection line between the output bus and the power generation bus;
A control circuit for controlling the motor generator, the first voltage converter, the second voltage converter, the first switch, and the second switch;
The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
The control circuit, when supplying the generated power of the motor generator to the second power storage device, makes the first switch open and closes the second switch, the first voltage The converter and the second voltage converter can be connected in parallel between the power generation bus and the second power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value ,
The first voltage converter boosts the voltage in the direction from the first end to the second end, and the second voltage converter boosts the voltage in the direction from the second end to the first end, or
The first voltage converter steps down the voltage from the first end to the second end, and the second voltage converter steps down the voltage from the second end to the first end. system.
上記制御回路は、上記電動発電機の発電電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第1スイッチを閉じた状態にすると共に上記第2スイッチを開いた状態にする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両用電源システム。 The control circuit makes the first switch closed and the second switch open when supplying the electric power generated by the motor generator to the in-vehicle load and the first power storage device. The vehicle power supply system according to any one of claims 1 to 3. 車両または内燃機関から供給される運動エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電力を発生する発電機と、
第1蓄電母線を介して車載負荷に電力を供給する第1蓄電装置と、
上記発電機と電力の授受を行うと共に、上記車載負荷および上記第1蓄電装置に蓄電電力を供給する第2蓄電装置と、
上記発電機に発電母線を介して第1端が接続されると共に上記第2蓄電装置に第2蓄電母線を介して第2端が接続されて上記発電母線及び上記第2蓄電母線間で双方向に電圧変換を行う第1電圧変換器と、
上記第2蓄電装置に上記第2蓄電母線を介して第1端が接続されると共に上記第1蓄電母線に第2端が接続されて上記第2蓄電母線及び上記第1蓄電母線間で上記第2蓄電母線から上記第1蓄電母線の方向に電圧変換を行う第2電圧変換器と、
上記第1蓄電母線と上記発電母線の間の接続線の開閉を行う第3スイッチと、
上記発電機、上記第1電圧変換器、上記第2電圧変換器及び上記第3スイッチを制御する制御回路を備え、
上記第1電圧変換器はその第1端を第1の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、上記第2電圧変換器はその第2端を第2の目標電圧に保つ定電圧制御型の電圧変換器であり、
上記制御回路は、上記第2蓄電装置の電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第3スイッチを閉じた状態にして、上記第1電圧変換器及び上記第2電圧変換器を上記第2蓄電母線と上記第1蓄電母線との間で並列に接続可能とし、上記第1の目標電圧と上記第2の目標電圧を同じ電圧値に設定する車両用電源システム。
A generator that generates DC power by converting kinetic energy supplied from a vehicle or an internal combustion engine into electrical energy;
A first power storage device for supplying electric power to a vehicle-mounted load via a first power storage bus;
A second power storage device that transfers power to and from the generator and supplies stored power to the in-vehicle load and the first power storage device;
A first end is connected to the generator via a power generation bus, and a second end is connected to the second power storage device via a second power storage bus so that the power generation bus and the second power storage bus are bidirectional. A first voltage converter for performing voltage conversion on
A first end is connected to the second power storage device via the second power storage bus, and a second end is connected to the first power storage bus, and the second end is connected between the second power storage bus and the first power storage bus . A second voltage converter that performs voltage conversion from two storage buses to the first storage bus ;
A third switch for opening and closing a connection line between the first power storage bus and the power generation bus;
A control circuit for controlling the generator, the first voltage converter, the second voltage converter, and the third switch;
The first voltage converter is a constant voltage control type voltage converter that maintains its first end at a first target voltage, and the second voltage converter is a constant voltage controller that maintains its second end at a second target voltage. A voltage controlled voltage converter,
The control circuit closes the third switch and supplies the first voltage converter and the second voltage when supplying the electric power of the second power storage device to the in-vehicle load and the first power storage device. A vehicular power supply system in which a converter can be connected in parallel between the second power storage bus and the first power storage bus, and the first target voltage and the second target voltage are set to the same voltage value.
上記制御回路は、上記発電機の発電電力を上記車載負荷および上記第1蓄電装置に供給する場合に、上記第3スイッチを開いた状態にする請求項5に記載の車両用電源システム。 6. The vehicle power supply system according to claim 5, wherein the control circuit opens the third switch when supplying the generated power of the generator to the in-vehicle load and the first power storage device. 7. 上記車載負荷が電力を必要とする場合は、スタータ起動時である請求項5に記載の車両用電源システム。 The vehicle power supply system according to claim 5, wherein the vehicle-mounted load requires electric power when starting the starter. 上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を降圧する電圧変換器であり、
上記第2電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を降圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧する電圧変換器である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車両用電源システム。
The first voltage converter is a voltage converter that boosts the voltage in the direction from the first end to the second end and steps down the voltage in the direction from the second end to the first end.
8. The voltage converter according to claim 1, wherein the second voltage converter is a voltage converter that steps down the voltage in the direction from the first end to the second end and steps up the voltage in the direction from the second end to the first end. The vehicle power supply system according to any one of the preceding claims.
上記第1電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を降圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を昇圧する電圧変換器であり、
上記第2電圧変換器は、第1端から第2端の方向へ電圧を昇圧しかつ第2端から第1端の方向へ電圧を降圧する電圧変換器である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車両用電源システム。
The first voltage converter is a voltage converter that steps down the voltage from the first end to the second end and steps up the voltage from the second end to the first end,
8. The voltage converter according to claim 1, wherein the second voltage converter is a voltage converter that boosts the voltage in the direction from the first end to the second end and steps down the voltage in the direction from the second end to the first end. The vehicle power supply system according to any one of the preceding claims.
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