JP5863880B2 - In-vehicle DCDC converter - Google Patents
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Description
本発明は、作動電圧が異なる低電圧蓄電池および高電圧蓄電池を有する車両に搭載され、低電圧蓄電池と高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御する車載用DCDCコンバータに関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle DCDC converter that is mounted on a vehicle having a low-voltage storage battery and a high-voltage storage battery having different operating voltages, and that controls power transfer between the low-voltage storage battery and the high-voltage storage battery.
従来より、車両には、蓄電池の状態を管理しながら車両全体の電力制御や動力制御を行うための複数の制御装置が搭載されている。また、蓄電池を含む電源系の構成部品には、電気状態や温度状態等の状態検知用センサと信号線が実装されている。 Conventionally, a vehicle is equipped with a plurality of control devices for performing power control and power control of the entire vehicle while managing the state of the storage battery. In addition, a state detection sensor such as an electrical state or a temperature state and a signal line are mounted on power supply system components including the storage battery.
係る構成においては、複数の制御装置の間で同じセンサ情報を参照する場合や機能配置が適切でない場合に、通信経由でセンサ情報を入力したり、あるいは制御装置間で類似機能が存在したりといった実装が行われている。このため、DCDCコンバータが担う蓄電池間の電力授受において、効率的な制御が行われているとは言えなかった。 In such a configuration, when referring to the same sensor information among a plurality of control devices or when the function arrangement is not appropriate, sensor information is input via communication, or a similar function exists between control devices. Implementation has been done. For this reason, it cannot be said that efficient control is performed in the power transfer between the storage batteries carried by the DCDC converter.
これに対し、蓄電池間の電力授受に係る各種センサの検出部を、DCDCコンバータの内部に備える方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のDCDCコンバータは、検知した蓄電池の状態と電気負荷の状態に応じて、高電圧蓄電池と低電圧蓄電池の間で電力授受の制御を行っている。 On the other hand, the method of providing the detection part of the various sensors which concern on the power transmission / reception between storage batteries inside a DCDC converter is proposed (for example, refer patent document 1). The DCDC converter of Patent Document 1 controls power transfer between the high voltage storage battery and the low voltage storage battery according to the detected state of the storage battery and the state of the electric load.
一方で、DCDCコンバータ本体の車両搭載位置については、電力損失の低減や高電圧蓄電池周辺のサイズ低減を目的として、低電圧蓄電池に隣接設置する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, with respect to the vehicle mounting position of the DCDC converter main body, a method of installing adjacent to the low voltage storage battery has been proposed for the purpose of reducing power loss and reducing the size of the periphery of the high voltage storage battery (see, for example, Patent Document 2). .
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1では、低電圧蓄電池に搭載された電流センサの出力値を検出してデジタル値に変換する電流検出部をDCDCコンバータに統合することで、高電圧蓄電池と低電圧蓄電池の間の電力授受を効率的に制御している。
However, the prior art has the following problems.
In patent document 1, the electric power transmission / reception between a high voltage storage battery and a low voltage storage battery is integrated by integrating the current detection part which detects the output value of the current sensor mounted in the low voltage storage battery, and converts it into a digital value in a DCDC converter. Is efficiently controlled.
しかし、特許文献1では、蓄電池の電流を測定する電流センサと、電流センサの出力値をデジタル変換する電流検出部とを繋ぐセンサ信号線が、DCDCコンバータの外部に存在している。このため、センサ信号線が外部から受けるノイズの影響により、電流検出精度が低下してしまうという問題点があった。 However, in Patent Document 1, a sensor signal line that connects a current sensor that measures the current of the storage battery and a current detection unit that digitally converts the output value of the current sensor exists outside the DCDC converter. For this reason, there has been a problem that the current detection accuracy is lowered due to the influence of noise received by the sensor signal line from the outside.
また、特許文献2では、DCDCコンバータを低電圧蓄電池に隣接させて設置し、低電圧配線を短くすることにより電力損失を低減している。しかし、この手法でも、センサ信号線がノイズの影響を受けてしまうことには変わりはなく、特許文献1の場合と同様に、電流検出精度が低下するという問題点を解決できていない。
Moreover, in
このように、特許文献1および特許文献2の車載用DCDCコンバータでは、車両の低電圧蓄電池の状態の検出精度が外部ノイズの影響により低下してしまう。この結果、高電圧蓄電池と低電圧蓄電池の間の電力の授受を、低電圧蓄電池の充電率の状態に応じて効果的に制御できなくなってしまうという課題があった。また、センサ信号線にシールド等を施すことにより外部ノイズの影響を抑制しようとすると、部品コストが上昇してしまうという課題があった。
Thus, in the in-vehicle DCDC converters of Patent Document 1 and
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車載用DCDCコンバータの外部からのノイズによる影響を抑制して車両の低電圧蓄電池の状態を高精度に検出でき、低電圧蓄電池の状態に応じて低電圧蓄電池と高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御することができる低コストな車載用DCDCコンバータを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress the influence of noise from the outside of the in-vehicle DCDC converter and detect the state of the low-voltage storage battery of the vehicle with high accuracy. It is an object of the present invention to obtain a low-cost in-vehicle DCDC converter capable of controlling power transfer between a low voltage storage battery and a high voltage storage battery according to the state of the voltage storage battery.
本発明に係る車載用DCDCコンバータは、作動電圧が異なる低電圧蓄電池および高電圧蓄電池を有する車両に搭載され、低電圧蓄電池と高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御する車載用DCDCコンバータであって、低電圧蓄電池に隣接して設置され、低電圧蓄電池の電流値を測定し、センサ信号線を介してアナログ電流値として出力する電流センサと、低電圧蓄電池の電流値、電圧値、および温度の状態値のうち、少なくとも電流センサが出力するアナログ電流値を含む状態値をアナログ状態値として入力するとともに、アナログ状態値をデジタル変換してデジタル状態値として出力する状態検出部と、高電圧蓄電池の電流値、電圧値、および温度の状態値のうち、少なくとも電流値を含む状態値を第2のアナログ状態値として入力するとともに、第2のアナログ状態値をデジタル変換して第2のデジタル状態値として出力する第2の状態検出部と、低電圧蓄電池のデジタル状態値および高電圧蓄電池の第2のデジタル状態値に基づいて、低電圧蓄電池と高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御する制御演算部と、を備え、電流センサ、センサ信号線、および状態検出部は、車載用DCDCコンバータ内部に統合されており、制御演算部は、低電圧蓄電池のデジタル状態値に基づいて低電圧蓄電池の充電率を計算するとともに、第2のデジタル状態値に基づいて、高電圧蓄電池の充電率を計算し、低電圧蓄電池の充電率および高電圧蓄電池の両方の充電率を基に、高電圧蓄電池から低電圧蓄電池への電力の降圧供給を実行するか、低電圧蓄電池から高電圧蓄電池への電力の昇圧供給を実行するかを判断し、電力授受の制御を行うものである。 An in-vehicle DCDC converter according to the present invention is an in-vehicle DCDC converter that is mounted on a vehicle having a low-voltage storage battery and a high-voltage storage battery having different operating voltages, and controls the transfer of power between the low-voltage storage battery and the high-voltage storage battery. A current sensor that is installed adjacent to the low voltage storage battery, measures the current value of the low voltage storage battery, and outputs the current value as an analog current value via the sensor signal line; and the current value, voltage value of the low voltage storage battery, and Among the temperature state values, at least a state value including an analog current value output from the current sensor is input as an analog state value, and a state detection unit that converts the analog state value into a digital state value and outputs the digital state value, and a high voltage A state value including at least the current value among the current value, voltage value, and temperature state value of the storage battery is input as the second analog state value. With, based on the second analog state value and a second state detecting section for outputting a second digital state value and digital conversion, into a second digital state value of the digital state value and a high voltage battery of the low voltage battery A control arithmetic unit that controls transmission and reception of power between the low-voltage storage battery and the high-voltage storage battery, and the current sensor, the sensor signal line, and the state detection unit are integrated inside the in-vehicle DCDC converter. The control calculation unit calculates the charging rate of the low voltage storage battery based on the digital state value of the low voltage storage battery, and calculates the charging rate of the high voltage storage battery based on the second digital state value. Based on the charging rate of both the high voltage storage battery and the high voltage storage battery, the power supply is stepped down from the high voltage storage battery to the low voltage storage battery or the power increase from the low voltage storage battery to the high voltage storage battery is performed. Determining whether to perform the supply, and performs control of the power transfer.
本発明に係る車載用DCDCコンバータは、車両の低電圧蓄電池の電流値を測定する電流センサ、測定した電流値をデジタル変換する電流検出部、および電流センサと電流検出部を繋ぐセンサ信号線を、車載用DCDCコンバータのモジュール内部に格納している。この結果、車載用DCDCコンバータの外部からのノイズによる影響を抑制して車両の低電圧蓄電池の状態を高精度に検出でき、低電圧蓄電池の状態に応じて低電圧蓄電池と高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御することができる低コストな車載用DCDCコンバータを得ることができる。 An in-vehicle DCDC converter according to the present invention includes a current sensor that measures a current value of a low-voltage battery of a vehicle, a current detection unit that digitally converts the measured current value, and a sensor signal line that connects the current sensor and the current detection unit. It is stored inside the module of the on-vehicle DCDC converter. As a result, it is possible to detect the state of the low voltage storage battery of the vehicle with high accuracy by suppressing the influence of noise from the outside of the in-vehicle DCDC converter, and between the low voltage storage battery and the high voltage storage battery according to the state of the low voltage storage battery. It is possible to obtain a low-cost in-vehicle DC / DC converter that can control power transmission / reception.
以下、この発明における車載用DCDCコンバータの好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an in-vehicle DCDC converter according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part which is the same or it corresponds in each figure.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における車載用DCDCコンバータ1を搭載した車載用電源システムの概略構成図である。図1に示す電源システムは、高圧系電気負荷101、高圧系電気負荷101に電力を供給する高電圧蓄電池102、高電圧蓄電池102の状態を検知する二次電池の状態検知装置103、低圧系電気負荷104、低圧系電気負荷104に電力を供給する低電圧蓄電池105、内燃機関併設の発電電動機106、および、高圧側と低圧側で電力授受を行うDCDCコンバータ107を備えて構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an in-vehicle power supply system equipped with an in-vehicle DCDC converter 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The power supply system shown in FIG. 1 includes a high-voltage
ここで、二次電池の状態検知装置103は、高電圧蓄電池102の入出力電流を検出する電流センサ108からの信号を検出する電流検出部109、二次電池の状態検知装置103の内部または高電圧蓄電池102の付近に設置された図示しない温度センサからの信号を検出する温度検出部110、二次電池の状態検知装置103の内部に設置された図示しない電圧センサからの信号を検出する電圧検出部111、および、上記3つの状態検出部109〜111(電流検出部109、温度検出部110、および電圧検出部111)からの信号を基に高電圧蓄電池102の状態を演算する演算部112を備えて構成される。
Here, the secondary battery
また、DCDCコンバータ107は、高圧側と低圧側で電力授受を行う主回路部113、低電圧蓄電池105の入出力電流が流れるシャント抵抗(電流センサ)114、シャント抵抗114での電圧降下を検出して増幅/AD変換等を行う電流検出部115、図示しない温度センサ、温度センサからの信号を検出する温度検出部116、図示しない電圧センサ、電圧センサからの信号を検出する電圧検出部117、上記3つの状態検出部115〜117(電流検出部115、温度検出部116、および電圧検出部117)から受信した信号により低電圧蓄電池105の状態を演算する演算部118、および、演算部118からの信号と二次電池の状態検知装置103から受信した信号とに基づいて主回路部113を制御する制御部119を備えて構成される。
Further, the DCDC converter 107 detects a voltage drop at the
図1において、高電圧蓄電池102は、発電電動機106と電力の授受ができるように、発電電動機106に接続されている。また、高電圧蓄電池102は、高圧系電気負荷101に電力を供給できるように、高圧系電気負荷101に接続されている。更に、高圧系電気負荷101と発電電動機106は、高電圧蓄電池102に対して並列に接続されている。
In FIG. 1, the high
また、低電圧蓄電池105は、低圧系電気負荷104に電力を供給できるように、低圧系電気負荷104に接続されている。
Further, the low
また、DCDCコンバータ107は、高電圧蓄電池102を含む高圧系と、低電圧蓄電池105を含む低圧系で電力の授受ができるように、低電圧蓄電池105と高電圧蓄電池102に接続されている。
The
二次電池の状態検知装置103の各状態検出部109〜111と演算部112とは、センサ信号線s1で接続されており、各状態検出部109〜111は、演算部112へ検出値を出力している。二次電池の状態検知装置103内部の演算部112とDCDCコンバータ107内部の制御部119とは、信号線s2で接続されており、演算部112は、制御部119へ高電圧蓄電池102の状態に関する演算結果を出力している。
The state detection units 109 to 111 of the secondary battery
また、DCDCコンバータ107の各状態検出部115〜117と演算部118とは、センサ信号線s3で接続されており、各状態検出部115〜117は、演算部118へ検出値を出力している。DCDCコンバータ107内部の、演算部118と制御部119は、信号線s4で接続されており、演算部118は制御部119へ低電圧蓄電池105の状態に関する演算結果を出力している。
In addition, the
また、制御部119と主回路部113は、信号線s5で接続されており、制御部119は主回路部113へ制御指令を出力している。
The
DCDCコンバータ107は、高電圧側から低電圧側へ電力を降圧供給する場合には、低電圧蓄電池105の状態を基にした制御部119からの指令に基づいて、低電圧側への出力電圧が低電圧蓄電池105の電圧値以上となるように主回路部113を制御する。これにより、高電圧蓄電池102から低圧系電気負荷104への給電が、DCDCコンバータ107を介して行われ、低電圧蓄電池105への充電も同時に行われる。この結果、低電圧蓄電池105が過放電状態となることを防止し、過放電が原因のライフサイクルを短縮する低電圧蓄電池105の劣化を防ぐことができる。
When the
またDCDCコンバータ107は、低電圧側から高電圧側へ電力を昇圧供給する場合には、低電圧蓄電池105の状態を基にした制御部119からの指令に基づいて、高電圧側への出力電圧が高電圧蓄電池102の電圧値以上となるように主回路部113を制御する。これにより、低電圧蓄電池105から高圧系電気負荷101への給電が、DCDCコンバータ107を介して行われ、高電圧蓄電池102への充電も同時に行われる。この結果、低電圧蓄電池105の過充電による充電受入性低下を抑えることができる。
Further, when the
図2は、この発明の実施の形態1における車載用DCDCコンバータのレイアウトの例示図である。周知の方法であるが、低電圧蓄電池105は、バッテリーホルダ201と、ボルト202、ボルト203で、バッテリートレイ204に組み付けられている。
FIG. 2 is an exemplary diagram of a layout of the in-vehicle DCDC converter according to Embodiment 1 of the present invention. Although it is a well-known method, the low
また、DCDCコンバータ107は、ボルト205、ボルト206でバッテリートレイ204に組み付けられている。
The
また、低電圧蓄電池の正極端子207は、DCDCコンバータ107の低圧側正極端子208とバッテリ取付け端子付きのバスバー209で接続されている。
Further, the positive terminal 207 of the low-voltage storage battery is connected to the low-voltage side
また、DCDCコンバータ107の高圧側正極端子210は、図示しない高電圧蓄電池の正極端子、高圧系電気負荷、および発電電動機と、銅線s11で接続されている。DCDCコンバータ107の高圧側負極端子211は、図示しない車両のボディと、銅線s12で接続されている。信号端子212は、図示しない高圧側の二次電池の状態検知装置や車両ECUと、信号線s8で接続されている。
Further, the high-voltage side
シャント抵抗114は、正極側端子部213および負極側端子部214の間に配置され、かつ、DCDCコンバータ107に貫通して統合されている。DCDCコンバータ107内部に抵抗体が配置され、シャント抵抗の正極側端子部213およびシャント抵抗の負極側端子部214が外に出た構造となっている。また、低電圧蓄電池の負極端子215は、DCDCコンバータ107に統合されたシャント抵抗の負極側端子部214と、銅線s9で接続されている。また、シャント抵抗の正極側端子部213は、図示しない車両のボディと銅線s10で接続されている。
The shunt resistor 114 is disposed between the positive
車載用DCDCコンバータを、図2のようにレイアウトすることにより、シャント抵抗114と電流検出部115間のノイズの原因となる外部配線が不要となるため、電流検出精度が向上する。この結果、低電圧蓄電池105が過放電とならないように、低電圧蓄電池105の充電率に基づいて電力の授受の制御することにより、低電圧蓄電池105は、規定のライフサイクルにおいて規定の電力供給を満足することができる。また、従来より使用しているシャント抵抗114をDCDCコンバータ107のモジュール内に統合することにより、シールド等によるコストアップ無しで本実施の形態1の構成を実現することができる。
By laying out the in-vehicle DCDC converter as shown in FIG. 2, external wiring that causes noise between the shunt resistor 114 and the
ここで、低電圧蓄電池105(例えば鉛蓄電池)は、充電率が低い状態で維持され続けると、サルフェーション等により劣化の進行が早い。また、車両を長期間放置等で、低電圧蓄電池105の充電が行われなかった場合には、自己放電や暗電流による電力消費により、低電圧蓄電池105の充電率が低下して、車両が始動不可となる可能性がある。
Here, if the low voltage storage battery 105 (for example, a lead storage battery) continues to be maintained in a state where the charging rate is low, the deterioration of the low
そこで、本実施の形態1では、さらに、DCDCコンバータ107において、低電圧蓄電池105に対して電力が供給されないキーオフ中の電力の授受の条件と手順を定めた。なお、以下に示す電力の授受の条件と手順は、車両がキーオフ中の場合に最も効果を有するものではあるが、必ずしもキーオフ中に限定されるものではなく、車両の運転状態に依らず効果を有するものである。
Therefore, in the first embodiment, the
図3は、この発明の実施の形態1に係るDCDCコンバータ107における、キーオフ中に高電圧蓄電池102と低電圧蓄電池105との間で電力を授受する条件および手順を示すフロー図である。図3を参照して、キーオフ中における、高電圧蓄電池102と低電圧蓄電池105との間の電力の授受の条件と手順について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing conditions and procedures for transferring power between high
キーオフ中、ステップs31において、演算部118は、各状態検出部115〜117が出力する低電圧蓄電池105の状態値のうち、少なくとも電流検出部115が出力する低電圧蓄電池105の電流値を含む情報に基づいて、低電圧蓄電池105の充電率(以下、「SOC1」という)を演算する。そして、演算部118は、演算したSOC1を制御部119に出力する。
During key-off, in step s31, the calculation unit 118 includes at least the current value of the low
ここで、低電圧蓄電池105の性能劣化を抑えて、長期間の信頼性を確保するため、また、十分な充電電力の受入性を確保するためには、低電圧蓄電池105の充電率範囲を制限する必要がある。
Here, in order to suppress the deterioration of the performance of the low
そこで、制御部119は、ステップs32において、低電圧蓄電池105の充電率の比較対象となる予め定めた第1の閾値を、例えば90%とし、SOC1が90%未満か否かを判定する。そして、SOC1が90%未満の場合には、制御部119は、低電圧蓄電池105が過放電状態であると判断し、ステップs33において、高電圧蓄電池102から低電圧蓄電池105へ電力を降圧供給する。
Therefore, in step s32, the
また、制御部119は、ステップs34において、低電圧蓄電池105の充電率の比較対象となる予め定めた第2の閾値を、例えば、95%とし、SOC1が95%以上か否か判定する。そして、SOC1が95%以上の場合には、制御部119は、低電圧蓄電池105が過充電状態であると判断し、ステップs35において低電圧蓄電池105から高電圧蓄電池102へ電力を昇圧供給する。
Further, in step s34, the
なお、DCDCコンバータ107が、昇圧機能を持たず、降圧機能のみ持つ場合は、ステップs34、ステップs35は存在しない。
If the
また、低電圧蓄電池の内部抵抗を基に上記充電率の第1の閾値または第2の閾値を補正し、充電率が補正した第1の閾値未満となった場合に、高電圧蓄電池から低電圧蓄電池へ電力授受を行っても良い。あるいは、充電率が補正した第2の閾値以上となった場合に、低電圧蓄電池から高電圧蓄電池へ電力授受を行っても良い。例えば、内部抵抗大の場合、充電率の第1の閾値を90%から93%に引上げる。それにより、始動時において、スタータへの電力供給不足を解消し、エンジンを正常に始動させることができる。このように内部抵抗に応じてSOC1の判定値を設定することで、エンジン始動時において、劣化が進めば低電圧蓄電池の充電率を高めに制御することができ、安定した電力を供給することができる。 Further, when the first threshold value or the second threshold value of the charging rate is corrected based on the internal resistance of the low voltage storage battery and the charging rate becomes less than the corrected first threshold value, the high voltage storage battery reduces the low voltage. Electric power may be transferred to the storage battery. Alternatively, when the charging rate is equal to or higher than the corrected second threshold, power may be transferred from the low voltage storage battery to the high voltage storage battery. For example, when the internal resistance is large, the first threshold value of the charging rate is increased from 90% to 93%. Thereby, at the time of starting, the shortage of power supply to the starter can be solved and the engine can be started normally. By setting the SOC1 determination value in accordance with the internal resistance in this manner, the charging rate of the low-voltage storage battery can be controlled to be higher and the stable power can be supplied when the engine starts deteriorating. it can.
長期間の使用により、劣化が進んだ低電圧蓄電池は、内部抵抗が増大しているため、スタータへの電力供給が不十分となり、エンジンを正常に始動できない場合がある。また、内部抵抗が増大すると、始動時に低電圧蓄電池の電圧降下が大きくなる。低電圧蓄電池の電圧が大きく低下してしまうと、図示しない点火装置および図示しない車両制御装置を適切に動作させることができないので、結果として、エンジンを正常に始動させることができない場合がある。一方で、低電圧蓄電池は充電率が高いほど、また劣化が少ないほど、内部抵抗が小さくなる。 The low-voltage storage battery that has deteriorated due to long-term use has increased internal resistance, so that the power supply to the starter becomes insufficient, and the engine may not start normally. Further, when the internal resistance increases, the voltage drop of the low voltage storage battery becomes large at the time of starting. If the voltage of the low-voltage storage battery is greatly reduced, the ignition device (not shown) and the vehicle control device (not shown) cannot be operated properly, and as a result, the engine may not be started normally. On the other hand, the lower the storage voltage of the low voltage storage battery, the lower the internal resistance.
そこで本発明は、図4に示す、あらかじめ規定した低電圧蓄電池の内部抵抗による、充電率の判定値の補正用のテーブルを記憶部(図示せず)に記憶しておく。そして、キーオフ中に取得した低電圧蓄電池の内部抵抗と、上記テーブルを基にSOC1の判定値を算出する。 Therefore, in the present invention, a table for correcting the determination value of the charging rate based on the predetermined internal resistance of the low voltage storage battery shown in FIG. 4 is stored in a storage unit (not shown). Then, the SOC1 determination value is calculated based on the internal resistance of the low-voltage storage battery acquired during key-off and the above table.
例えば、低電圧蓄電池が所定の充電率において、内部抵抗がIR1の場合は、SOC1の判定値をSOCth1とし、劣化などにより内部抵抗が増大し、内部抵抗がIR2となった場合、SOCth2とする。このように、内部抵抗に応じてSOC1の判定値を設定することで、エンジン始動時において、劣化が進めば低電圧蓄電池の充電率を高めに制御することができ、安定した電力を供給することができる。 For example, when the low voltage storage battery has a predetermined charging rate and the internal resistance is IR1, the determination value of SOC1 is SOCth1, and the internal resistance increases due to deterioration or the like, and when the internal resistance becomes IR2, it is SOCth2. As described above, by setting the SOC1 determination value according to the internal resistance, when the engine starts, if the deterioration proceeds, the charging rate of the low voltage storage battery can be controlled to be high, and stable power can be supplied. Can do.
低温度環境下へ低電圧蓄電池を長期間放置した場合、内部抵抗が高くなるため、上述の理由によりエンジン始動性は悪くなる。一方で、低電圧蓄電池は温度が高いほど、内部抵抗が小さくなる。 When the low voltage storage battery is left in a low temperature environment for a long period of time, the internal resistance becomes high, so that the engine startability is deteriorated for the reason described above. On the other hand, the internal resistance of the low voltage storage battery decreases as the temperature increases.
そこで本発明は、図5に示すような、あらかじめ規定した低電圧蓄電池の温度による、充電率の判定値の補正用のテーブルを記憶部(図示せず)に記憶しておく。そして、キーオフ中に取得した低電圧蓄電池の温度と、上記テーブルを基にSOC1の判定値を算出する。 Therefore, in the present invention, a table for correcting the determination value of the charging rate based on the temperature of the low voltage storage battery specified in advance as shown in FIG. 5 is stored in a storage unit (not shown). Then, the SOC1 determination value is calculated based on the temperature of the low voltage storage battery acquired during key-off and the above table.
例えば、低電圧蓄電池が所定の充電率において、上記温度がT1の場合は、SOC1の判定値をSOCth3とし、低温度環境下への長期間放置等により、温度がT2となった場合、SOCth4とする。このように、低電圧蓄電池の温度に応じてSOC1の判定値を設定することで、エンジン始動時においても、安定した電力を供給することができる。 For example, when the low-voltage storage battery has a predetermined charging rate and the temperature is T1, the SOC1 determination value is SOCth3. When the temperature is T2 due to being left in a low temperature environment for a long period of time, the SOCth4 is To do. Thus, by setting the SOC1 determination value according to the temperature of the low-voltage storage battery, stable power can be supplied even when the engine is started.
以上のように、実施の形態1によれば、電流センサと電流検出部とを繋ぐ、外部からのノイズによる影響を受けやすいセンサ信号線が、車載用DCDCコンバータの内部に格納される或いは不要となるため、電流検出精度が向上する。さらに、低電圧蓄電池が過放電とならないように、低電圧蓄電池の充電率に基づいて電力の授受の制御をするため、低電圧蓄電池は、規定のライフサイクルにおいて、規定の電力供給を満足することができる。また、従来より使用の電流センサをDCDCコンバータのモジュール内に統合することにより、コストアップ無しで本発明を実現することができる。 As described above, according to the first embodiment, the sensor signal line that connects the current sensor and the current detection unit and is easily affected by external noise is stored or unnecessary in the DCDC converter for vehicle use. Therefore, the current detection accuracy is improved. Furthermore, in order to control the transfer of power based on the charging rate of the low voltage storage battery so that the low voltage storage battery does not overdischarge, the low voltage storage battery must satisfy the specified power supply in the specified life cycle. Can do. Further, the present invention can be realized without increasing the cost by integrating the current sensor used conventionally in the module of the DCDC converter.
さらに、DCDCコンバータは、車両の運転状態に依らず、低電圧蓄電池の充電率に基づいて蓄電池間で電力の授受を行うことができる。この結果、低電圧蓄電池は、車両始動時を含め、常に安定した電力供給を満足できるとともに、低電圧蓄電池の劣化を効果的に抑制することができる。 Furthermore, the DCDC converter can transfer power between the storage batteries based on the charging rate of the low voltage storage battery regardless of the driving state of the vehicle. As a result, the low voltage storage battery can always satisfy stable power supply including when the vehicle is started, and can effectively suppress deterioration of the low voltage storage battery.
また、低電圧蓄電池の内部抵抗値または温度と第1の閾値または第2の閾値の補正量との関係を規定したテーブルを記憶部に記憶しておき、低電圧蓄電池のデジタル状態値に基づいて低電圧蓄電池の内部抵抗値または温度を取得するとともに、テーブルに従って低電圧蓄電池の内部抵抗値または温度から第1の閾値または第2の閾値を補正することで、エンジン始動時においても、安定した電力を供給することができる。 In addition, a table defining the relationship between the internal resistance value or temperature of the low voltage storage battery and the correction amount of the first threshold value or the second threshold value is stored in the storage unit, and based on the digital state value of the low voltage storage battery By acquiring the internal resistance value or temperature of the low-voltage storage battery and correcting the first threshold value or the second threshold value from the internal resistance value or temperature of the low-voltage storage battery according to the table, stable electric power can be obtained even when the engine is started. Can be supplied.
実施の形態2.
先の実施の形態1では、低電圧蓄電池105が過放電状態や過充電状態とならないように、DCDCコンバータ107が、低電圧蓄電池105の充電率に基づいて電力の授受の制御をする方法について説明した。本実施の形態2では、高電圧蓄電池102が過充電状態や過放電状態とならないようにDCDCコンバータ107が、更に、高電圧蓄電池102の充電率にも基づいて電力の授受の制御をする方法について説明する。
In the first embodiment, a method is described in which the
図6は、この発明の実施の形態2における車載用DCDCコンバータを搭載した車載用電源システムの概略構成図である。図6に示すDCDCコンバータ401は、先の実施の形態1におけるDCDCコンバータ107に対して、更に、高電圧蓄電池102の入出力電流を検出する電流センサ108からの信号を検出する電流検出部402、図示しない温度センサからの信号を検出する温度検出部403、図示しない電圧センサからの信号を検出する電圧検出部404を備えるとともに、演算部118の代わりに、低電圧側の各状態検出部115〜117と高圧側の各状態検出部402〜404の両方からの信号を受信する演算部405を備えている。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an in-vehicle power supply system equipped with an in-vehicle DCDC converter according to
DCDCコンバータ401の各状態検出部402〜404と演算部405とは、信号線s6で接続されており、各状態検出部402〜404は、演算部405へ検出値を出力している。DCDCコンバータ401内部の、演算部405と制御部119は、信号線s7で接続されており、演算部405は、制御部119へ、低電圧蓄電池105の充電率および高電圧蓄電池102の充電率の演算結果を出力している。
The
なお、上述した箇所以外は、先の実施の形態1と同じであり、同一部分には同一符号を付して説明を割愛する。 The portions other than those described above are the same as those in the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態2のDCDCコンバータ401は、高電圧蓄電池102の状態を基に、高電圧側から低電圧側へ電力を降圧供給する場合に、制御部119からの指令に基づいて、主回路部113において低電圧側への出力電圧を、低電圧蓄電池105の電圧値以上に設定する。これにより、高電圧蓄電池102側から低圧系電気負荷104への給電が、DCDCコンバータ401を介して行われ、同時に低電圧蓄電池105への充電も行われる。
The
これにより、DCDCコンバータ401は、高電圧蓄電池102が過充電とならないように、高電圧蓄電池102の充電率に基づいて電力の授受の制御することにより、高電圧蓄電池102の過充電状態を抑制して高電圧蓄電池102の劣化の進行を抑制し、かつ、発熱、発火を未然に防止することができる。この結果、高電圧蓄電池102は、規定のライフサイクルにおいて規定の電力供給を満足することができる。
As a result, the
ここで、高電圧蓄電池102(例えば、Liイオンバッテリ)は、充電率が低い過放電状態の時、電極溶解により、劣化が進行する。一方、充電率が高い過充電状態では、劣化の進行が早いだけでなく、発熱、発火の原因になる可能性がある。 Here, when the high voltage storage battery 102 (for example, Li ion battery) is in an overdischarged state with a low charging rate, deterioration proceeds due to electrode dissolution. On the other hand, in an overcharged state where the charging rate is high, not only does the deterioration progress quickly, but it may cause heat generation and ignition.
そこで、本実施の形態2では、さらに、DCDCコンバータ401において、キーオフ中の電力の授受の条件と手順を定めた。なお、以下に示す電力の授受の条件と手順は、車両がキーオフ中の場合に最も効果を有するものではあるが、必ずしもキーオフ中に限定されるものではなく、車両の運転状態に依らず効果を有するものである。
Therefore, in the second embodiment, the
図7は、この発明の実施の形態2に係るDCDCコンバータ401における、キーオフ中に高電圧蓄電池102と低電圧蓄電池105との間で電力を授受する条件および手順を示すフロー図である。図7を参照して、キーオフ中における、高電圧蓄電池102と低電圧蓄電池105の電力授受の条件と手順について説明する。
FIG. 7 is a flowchart showing conditions and procedures for transferring power between high-
キーオフ中、ステップs71において、演算部405は、各状態検出部402〜404が出力する高電圧蓄電池102の状態値のうち、少なくとも電流検出部402が出力する高電圧蓄電池102の電流値を含む情報に基づいて、高電圧蓄電池102の充電率(以下、SOC2という)を演算する。そして、演算部405は、演算したSOC2を制御部119に出力する。
During key-off, in step s71, the calculation unit 405 includes at least the current value of the high
ここで、高電圧蓄電池102の性能劣化を抑えて、長期間の信頼性を確保するためには、高電圧蓄電池102の充電率範囲を制限する必要がある。
Here, in order to suppress the performance deterioration of the high-
そこで、制御部119は、ステップs72において、高電圧蓄電池102の充電率の比較対象となる予め定めた第3の閾値を、例えば80%とし、SOC2が80%以上か否かを判定する。そして、SOC2が80%以上の場合には、制御部119は、高電圧蓄電池102が過充電状態であると判断し、ステップs73において、高電圧蓄電池102から低電圧蓄電池105へ電力を降圧供給する。
Therefore, in step s72,
また、制御部119は、ステップs74において、高電圧蓄電池102の充電率の比較対象となる予め定めた第4の閾値を、例えば20%とし、SOC2が20%未満か否かを判定する。そして、SOC2が20%未満の場合には、制御部119は、高電圧蓄電池102が過放電状態であると判断し、ステップs75において、低電圧蓄電池105から高電圧蓄電池102へ電力を昇圧供給する。
In step s74, the
なお、DCDCコンバータ107が、昇圧機能を持たず、降圧機能のみ持つ場合は、ステップs74、ステップs75は存在しない。
If the
また、高電圧蓄電池の内部抵抗を基に上記充電率の第3の閾値または第4の閾値を補正し、充電率が補正した第3の閾値以上となった場合に、高電圧蓄電池から低電圧蓄電池へ電力授受を行っても良い。あるいは、充電率が補正した第4の閾値未満となった場合に、低電圧蓄電池から高電圧蓄電池へ電力授受を行っても良い。例えば、内部抵抗大の場合、充電率の第4の閾値を20%から23%に引上げる。それにより、高圧蓄電池の電力でエンジンを始動する場合、エンジン始動において、必要な電力の安定供給が可能となる。 Further, when the third threshold value or the fourth threshold value of the charging rate is corrected based on the internal resistance of the high voltage storage battery, and the charging rate becomes equal to or higher than the corrected third threshold value, the low voltage from the high voltage storage battery is reduced. Electric power may be transferred to the storage battery. Alternatively, when the charging rate is less than the corrected fourth threshold value, power may be transferred from the low voltage storage battery to the high voltage storage battery. For example, when the internal resistance is large, the fourth threshold value of the charging rate is increased from 20% to 23%. Thereby, when starting an engine with the electric power of a high voltage | pressure storage battery, the stable supply of required electric power is attained in engine starting.
本発明は、図8に示す、あらかじめ規定した高電圧蓄電池の内部抵抗による、充電率の判定値の補正用のテーブルを記憶部(図示せず)に記憶しておく。そして、キーオフ中に取得した高電圧蓄電池の内部抵抗と、上記テーブルを基にSOC2の判定値を算出する。 In the present invention, a table for correcting the determination value of the charging rate based on the predetermined internal resistance of the high voltage storage battery shown in FIG. 8 is stored in a storage unit (not shown). Then, the SOC2 determination value is calculated based on the internal resistance of the high-voltage storage battery acquired during key-off and the above table.
例えば、高電圧蓄電池が所定の充電率において、内部抵抗がIR3の場合は、SOC2の判定値をSOCth5とし、劣化などにより内部抵抗が増大し、内部抵抗がIR4となった場合、SOCth6とする。このように、内部抵抗に応じてSOC2の判定値を設定することで、エンジン始動時においても、安定した電力を供給することができる。 For example, when the high voltage storage battery has a predetermined charging rate and the internal resistance is IR3, the SOC2 determination value is set to SOCth5. When the internal resistance increases due to deterioration or the like, and the internal resistance becomes IR4, it is set to SOCth6. In this way, by setting the SOC2 determination value according to the internal resistance, stable power can be supplied even when the engine is started.
また低温度環境下へ高電圧蓄電池を長期間放置した場合、内部抵抗が高くなるため、上述の低電圧蓄電池の場合と同じ理由によりエンジン始動性は悪くなる。一方で、高電圧蓄電池は温度が高いほど、内部抵抗が小さくなる。 Further, when the high voltage storage battery is left in a low temperature environment for a long period of time, the internal resistance becomes high, so that the engine startability is deteriorated for the same reason as in the case of the above-described low voltage storage battery. On the other hand, the higher the temperature of the high voltage storage battery, the smaller the internal resistance.
そこで本発明は、図9に示すような、あらかじめ規定した高電圧蓄電池の温度による、充電率の判定値の補正用のテーブルを記憶部(図示せず)に記憶しておく。そして、キーオフ中に取得した高電圧蓄電池の温度と、上記テーブルを基にSOC2の判定値を算出する。 Therefore, in the present invention, a table for correcting the determination value of the charging rate based on the temperature of the predetermined high voltage storage battery as shown in FIG. 9 is stored in a storage unit (not shown). Then, the SOC2 determination value is calculated based on the temperature of the high-voltage storage battery acquired during key-off and the above table.
例えば、高電圧蓄電池が所定の充電率において、上記温度がT3の場合は、SOC2の判定値をSOCth7とし、低温度環境下への長期間放置等により、温度がT4となった場合、SOCth8とする。このように、高電圧蓄電池の温度に応じてSOC2の判定値を設定することで、エンジン始動時においても、安定した電力を供給することができる。 For example, when the high voltage storage battery has a predetermined charging rate and the temperature is T3, the SOC2 determination value is SOCth7, and when the temperature is T4 due to being left in a low temperature environment for a long time, the SOCth8 To do. Thus, by setting the SOC2 determination value according to the temperature of the high-voltage storage battery, stable power can be supplied even when the engine is started.
なお、図7では、キーオフ中の高電圧蓄電池102の充電率を基に電力の授受を行う方法について示したが、当然ながら、キーオフ中の低電圧蓄電池105および高電圧蓄電池102の両蓄電池の充電率を基に制御するようにしても良い。この場合は、低電圧蓄電池105の充電率を、外部ノイズを抑制して高精度に測定することができるので、より効果的に両蓄電池の電力の授受を行うことができる。
Although FIG. 7 shows a method for transferring power based on the charging rate of the high-
また、電力の授受の変換効率が最適となるような、高電圧蓄電池の電圧値と低電圧蓄電池の電流値との関係を規定したテーブルを記憶部(図示せず)に記憶しておき、高電圧蓄電池の第2のデジタル状態値に基づいて高電圧蓄電池の電圧を取得するとともに、電力の授受の変換効率が最適な低電圧蓄電池の電流値となるように、高電圧蓄電池の電圧値からテーブルに従って、低電圧蓄電池の電圧値を主回路部に指令することも可能である。 In addition, a table that defines the relationship between the voltage value of the high voltage storage battery and the current value of the low voltage storage battery so that the conversion efficiency of power transfer is optimal is stored in a storage unit (not shown), Based on the second digital state value of the voltage storage battery, the voltage of the high voltage storage battery is obtained, and the table shows the voltage value of the high voltage storage battery so that the conversion efficiency of power transfer is the optimum current value of the low voltage storage battery. Accordingly, it is possible to command the voltage value of the low voltage storage battery to the main circuit unit.
以上のように、実施の形態2によれば、高電圧蓄電池が過充電とならないように、高電圧蓄電池の充電率に基づいて電力の授受の制御をする。この結果、DCDCコンバータは、高電圧蓄電池の劣化の進行を抑制し、かつ、発熱、発火を未然に防止することができるとともに、高電圧蓄電池は、規定のライフサイクルにおいて規定の電力供給を満足することができる。 As described above, according to the second embodiment, power transfer is controlled based on the charging rate of the high voltage storage battery so that the high voltage storage battery is not overcharged. As a result, the DCDC converter can suppress the progress of deterioration of the high-voltage storage battery and prevent heat generation and ignition, and the high-voltage storage battery satisfies the specified power supply in the specified life cycle. be able to.
さらに、DCDCコンバータは、車両の運転状態に依らず、高電圧蓄電池の充電率に基づいて蓄電池間で電力の授受を行うことができる。この結果、高電圧蓄電池を常に適正な状態に管理できるとともに、高電圧蓄電池の劣化を効果的に抑制することができる。 Furthermore, the DCDC converter can transfer power between the storage batteries based on the charging rate of the high-voltage storage battery regardless of the driving state of the vehicle. As a result, the high voltage storage battery can always be managed in an appropriate state, and deterioration of the high voltage storage battery can be effectively suppressed.
なお、本発明は、先の実施の形態1および本実施の形態2の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、以下に例示する方法をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the content of description of previous Embodiment 1 and this
本実施の形態1および本実施の形態2では、図2おいて、DCDCコンバータ107は、内部にシャント抵抗を搭載するとしたが、代わりに非接触式の電流センサを搭載しても良い。この場合、シャント抵抗の代わりに銅線がDCDCコンバータ107、401と、内部の電流センサを貫通して配線される。本手法においても、電流センサと電流検出部とを繋ぐ、外部からのノイズによる影響を受けやすいセンサ信号線が、車載用DCDCコンバータの内部に格納される或いは不要となるため、電流検出精度が向上する。
In the first embodiment and the second embodiment, the
本実施の形態1および本実施の形態2では、銅線とバスバーにより、DCDCコンバータ107、401と低電圧蓄電池105間の配線をするとしていたが、バスバーでの配線を銅線に、銅線での配線をバスバーに変更しても良い。
In the first embodiment and the second embodiment, the wiring between the
本発明では高圧系と低圧系のGNDを共通とする、非絶縁方式として、記載しているが、低圧側の負極をボディから切り離すことで絶縁方式としても良い。その場合、図2において、銅線s12はボディには接続されず、図示しない高電圧蓄電池の負極に直接接続される。 In the present invention, the high-voltage and low-voltage GNDs are shared as a non-insulating system, but the low-voltage side negative electrode may be separated from the body to provide an insulating system. In that case, in FIG. 2, the copper wire s12 is not connected to the body but directly connected to the negative electrode of a high voltage storage battery (not shown).
本実施の形態1および本実施の形態2では、図2に示すように、DCDCコンバータ107、401をボルトで組み付けられると記載していたが、他の組み付け方法でも良い。
In the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIG. 2, it is described that the
アナログ方式のみならずLIN等の通信方式を採用する外付け電流センサに対しても、本発明では電流検出精度が向上する。例えば、通信を介せば、クロック周波数の違いや通信遅れ等により精度落ちが発生する。また、外部配線は内部配線に比して環境条件が厳しい。更にコネクタを有せば、嵌め合いの分だけ故障率が増加する。しかし、本発明では、外部からのノイズによる影響を受けやすいセンサ信号線が、車載用DCDCコンバータの内部に格納される或いは不要となるため、電流検出精度が向上する。 The present invention improves the current detection accuracy not only for the analog method but also for an external current sensor that employs a communication method such as LIN. For example, if communication is used, a loss of accuracy occurs due to a difference in clock frequency, communication delay, or the like. Also, the external wiring has more severe environmental conditions than the internal wiring. Furthermore, if a connector is provided, the failure rate increases by the amount of fitting. However, in the present invention, a sensor signal line that is easily affected by noise from the outside is stored or unnecessary in the in-vehicle DCDC converter, so that current detection accuracy is improved.
本実施の形態1および本実施の形態2では、図3および図7に示すように、キーオフ中の低電圧蓄電池105または高電圧蓄電池102の充電率を基に、電力授受を実施していたが、この条件に限定されるものではなく、両蓄電池の充電率を基に制御しても良い。例えば、SOC1が90%未満、かつSOC2が20%以上の場合に、高電圧蓄電池102から低電圧蓄電池105へ電力授受を実施する。また、充電率について、SOC1の判定値を90%、SOC2の判定値を20%としたが、この値に限定されるものではない。
In the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIGS. 3 and 7, power is transferred based on the charging rate of the low-
低電圧蓄電池の温度と記載したが、DCDCコンバータの温度検出値を基に算出した、他の温度としても良い。例えばDCDCコンバータの温度検出値を補正した値等でも良いことは言うまでもない。 Although it described as the temperature of a low voltage storage battery, it is good also as other temperature computed based on the temperature detection value of a DCDC converter. Needless to say, for example, a value obtained by correcting the temperature detection value of the DCDC converter may be used.
本実施の形態1および本実施の形態2では、高電圧蓄電池102と低電圧蓄電池105の一例として、それぞれ鉛蓄電池とLiイオンバッテリを記載したが、これに限定されるものではない。
In the first embodiment and the second embodiment, the lead storage battery and the Li ion battery are described as examples of the high
先の実施の形態2において、高電圧蓄電池の充電率を基に、高電圧蓄電池と低電圧蓄電池の電力授受を行うが、高電圧蓄電池の充電率が所定値よりも高く、低電圧蓄電池が満充電の場合、高電圧蓄電池の充電率を減らすため、ユーザに感知されない電気負荷へ給電しても良い。これにより、高電圧蓄電池の過充電状態を抑制して、安全性を向上できると共に、高電圧蓄電池は規定のライフサイクルにおいて、規定の電力供給を満足することができる。 In the second embodiment, power is transferred between the high voltage storage battery and the low voltage storage battery based on the charge rate of the high voltage storage battery. However, the charge rate of the high voltage storage battery is higher than a predetermined value, and the low voltage storage battery is fully charged. In the case of charging, power may be supplied to an electric load that is not perceived by the user in order to reduce the charging rate of the high voltage storage battery. Thereby, while suppressing the overcharge state of a high voltage storage battery, safety can be improved, and a high voltage storage battery can satisfy specified power supply in a specified life cycle.
本実施の形態1および本実施の形態2では、DCDCコンバータ107、401は、単方向DCDCコンバータか、双方向DCDCコンバータのどちらでも良い。なお、DCDCコンバータ107、401が昇圧機能を備える場合は、高電圧蓄電池102が過放電状態に陥れば、汎用のバッテリチャージャを低電圧蓄電池105に接続することで充電が可能である。
In the first embodiment and the second embodiment, the
101 高圧系電気負荷、102 高電圧蓄電池、103 二次電池の状態検知装置、104 低圧系電気負荷、105 低電圧蓄電池、106 発電電動機、107、401 DCDCコンバータ、108 電流センサ、109、115、402 電流検出部、110、116、403 温度検出部、111、117、404 電圧検出部、112、118、405 演算部、113 主回路部、114 シャント抵抗(電流センサ)、119 制御部、201 バッテリーホルダ、202、203、205、206 ボルト、204 バッテリートレイ、207 低電圧蓄電池の正極端子、208 低圧側正極端子、209 バッテリ取付け端子付きのバスバー、210 高圧側正極端子、211 負極端子、212 信号端子、213 シャント抵抗の正極側端子部、214 シャント抵抗の負極側端子部、215 低電圧蓄電池の負極端子、s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8 信号線、s9、s10、s11、s12 銅線。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記低電圧蓄電池に隣接して設置され、前記低電圧蓄電池の電流値を測定し、センサ信号線を介してアナログ電流値として出力する電流センサと、
前記低電圧蓄電池の電流値、電圧値、および温度の状態値のうち、少なくとも前記電流センサが出力する前記アナログ電流値を含む状態値をアナログ状態値として入力するとともに、前記アナログ状態値をデジタル変換してデジタル状態値として出力する状態検出部と、
前記高電圧蓄電池の電流値、電圧値、および温度の状態値のうち、少なくとも電流値を含む状態値を第2のアナログ状態値として入力するとともに、前記第2のアナログ状態値をデジタル変換して第2のデジタル状態値として出力する第2の状態検出部と、
前記低電圧蓄電池の前記デジタル状態値および前記高電圧蓄電池の前記第2のデジタル状態値に基づいて、前記低電圧蓄電池と前記高電圧蓄電池との間の電力の授受を制御する制御演算部と、
を備え、
前記電流センサ、前記センサ信号線、および前記状態検出部は、前記車載用DCDCコンバータ内部に統合されており、
前記制御演算部は、
前記低電圧蓄電池の前記デジタル状態値に基づいて前記低電圧蓄電池の充電率を計算するとともに、前記第2のデジタル状態値に基づいて、前記高電圧蓄電池の充電率を計算し、
前記低電圧蓄電池の充電率および前記高電圧蓄電池の両方の充電率を基に、前記高電圧蓄電池から前記低電圧蓄電池への電力の降圧供給を実行するか、低電圧蓄電池から高電圧蓄電池への電力の昇圧供給を実行するかを判断し、電力授受の制御を行う
車載用DCDCコンバータ。 An in-vehicle DCDC converter that is mounted on a vehicle having a low-voltage storage battery and a high-voltage storage battery having different operating voltages, and that controls power transfer between the low-voltage storage battery and the high-voltage storage battery,
A current sensor that is installed adjacent to the low voltage storage battery, measures the current value of the low voltage storage battery, and outputs an analog current value via a sensor signal line;
Of the current value, voltage value, and temperature state value of the low-voltage storage battery, at least a state value including the analog current value output by the current sensor is input as an analog state value, and the analog state value is converted into a digital value. And a state detector that outputs as a digital state value,
Among the current value, voltage value, and temperature state value of the high-voltage storage battery, a state value including at least the current value is input as a second analog state value, and the second analog state value is digitally converted. A second state detection unit that outputs as a second digital state value;
Based on the digital state value of the low-voltage storage battery and the second digital state value of the high-voltage storage battery, a control arithmetic unit that controls transmission and reception of power between the low-voltage storage battery and the high-voltage storage battery;
With
The current sensor, the sensor signal line, and the state detection unit are integrated inside the in-vehicle DCDC converter,
The control calculation unit is
While calculating the charging rate of the low voltage storage battery based on the digital state value of the low voltage storage battery, calculating the charging rate of the high voltage storage battery based on the second digital state value,
Based on the charging rate of the low-voltage storage battery and the charging rate of the high-voltage storage battery, perform a step-down supply of power from the high-voltage storage battery to the low-voltage storage battery, or from the low-voltage storage battery to the high-voltage storage battery An in- vehicle DCDC converter that determines whether or not to perform boosting supply of electric power and controls electric power transfer .
請求項1に記載の車載用DCDCコンバータ。The in-vehicle DCDC converter according to claim 1.
前記低電圧蓄電池の充電率が予め定めた第1の閾値未満であり、かつ、前記高電圧蓄電池の充電率が予め定めた第4の閾値未満でない場合には、前記高電圧蓄電池から前記低電圧蓄電池へ電力を降圧供給し、
前記低電圧蓄電池の充電率が予め定めた第2の閾値以上であり、かつ、前記高電圧蓄電池の充電率が予め定めた第3の閾値以上でない場合には、前記低電圧蓄電池から前記高電圧蓄電池へ電力を昇圧供給し、
前記高電圧蓄電池の充電率が前記第3の閾値以上であり、かつ、前記低電圧蓄電池の充電率が前記第2の閾値以上でない場合には、前記高電圧蓄電池から前記低電圧蓄電池へ電力を降圧供給し、
前記高電圧蓄電池の充電率が前記第4の閾値未満であり、かつ、前記低電圧蓄電池の充電率が前記第1の閾値未満でない場合には、前記低電圧蓄電池から前記高電圧蓄電池へ電力を昇圧供給し、
ここで、前記第2の閾値は、前記第1の閾値よりも大きい値として設定され、前記第4の閾値は、前記第3の閾値よりも小さい値として設定される
請求項1または2に記載の車載用DCDCコンバータ。 The control calculation unit is
When the charging rate of the low voltage storage battery is less than a predetermined first threshold value and the charging rate of the high voltage storage battery is not less than a predetermined fourth threshold value, the low voltage is supplied from the high voltage storage battery. Step down power supply to storage battery,
When the charging rate of the low-voltage storage battery is equal to or higher than a predetermined second threshold and the charging rate of the high-voltage storage battery is not equal to or higher than a predetermined third threshold, the low voltage storage battery Boost the power supply to the storage battery,
When the charging rate of the high voltage storage battery is equal to or higher than the third threshold value and the charging rate of the low voltage storage battery is not equal to or higher than the second threshold value, electric power is supplied from the high voltage storage battery to the low voltage storage battery. Buck supply,
When the charging rate of the high voltage storage battery is less than the fourth threshold value and the charging rate of the low voltage storage battery is not less than the first threshold value, electric power is supplied from the low voltage storage battery to the high voltage storage battery. Boosted supply,
Here, the second threshold value is set as a value larger than the first threshold value, the fourth threshold value, according to claim 1 or 2 is set as the value smaller than the third threshold value DCDC converter for automotive use.
前記制御演算部は、前記低電圧蓄電池の前記デジタル状態値に基づいて前記低電圧蓄電池の前記内部抵抗値を計算するとともに、前記第1のテーブルに従って前記低電圧蓄電池の前記内部抵抗値から前記第1の閾値または前記第2の閾値を補正する
請求項3に記載の車載用DCDCコンバータ。 Storing a first table defining a relationship between an internal resistance value of the low-voltage storage battery and a correction amount of the first threshold value or the second threshold value in a storage unit;
The control calculation unit calculates the internal resistance value of the low-voltage storage battery based on the digital state value of the low-voltage storage battery, and calculates the first resistance from the internal resistance value of the low-voltage storage battery according to the first table. The in-vehicle DCDC converter according to claim 3 , wherein the threshold value of 1 or the second threshold value is corrected.
前記制御演算部は、前記低電圧蓄電池の前記デジタル状態値に基づいて前記低電圧蓄電池の前記温度を取得するとともに、前記第2のテーブルに従って前記低電圧蓄電池の前記温度から前記第1の閾値または前記第2の閾値を補正する
請求項3または4に記載の車載用DCDCコンバータ。 Storing a second table defining a relationship between a temperature value of the low-voltage storage battery and a correction amount of the first threshold value or the second threshold value in a storage unit;
The control calculation unit acquires the temperature of the low-voltage storage battery based on the digital state value of the low-voltage storage battery, and calculates the first threshold value or the temperature of the low-voltage storage battery according to the second table. The in-vehicle DCDC converter according to claim 3 or 4 , wherein the second threshold value is corrected.
前記制御演算部は、前記高電圧蓄電池の前記第2のデジタル状態値に基づいて前記高電圧蓄電池の前記内部抵抗値を計算するとともに、前記第3のテーブルに従って前記高電圧蓄電池の前記内部抵抗値から前記第3の閾値または前記第4の閾値を補正する
請求項3から5のいずれか1項に記載の車載用DCDCコンバータ。 Storing a third table defining a relationship between an internal resistance value of the high-voltage storage battery and a correction amount of the third threshold value or the fourth threshold value in a storage unit;
The control calculation unit calculates the internal resistance value of the high voltage storage battery based on the second digital state value of the high voltage storage battery, and the internal resistance value of the high voltage storage battery according to the third table. The in-vehicle DCDC converter according to any one of claims 3 to 5, wherein the third threshold value or the fourth threshold value is corrected.
前記制御演算部は、前記高電圧蓄電池の前記第2のデジタル状態値に基づいて前記高電圧蓄電池の前記温度を取得するとともに、前記第4のテーブルに従って前記高電圧蓄電池の前記温度から前記第3の閾値または前記第4の閾値を補正する
請求項3から6のいずれか1項に記載の車載用DCDCコンバータ。 Storing a fourth table defining a relationship between a temperature value of the high-voltage storage battery and a correction amount of the third threshold value or the fourth threshold value in a storage unit;
The control calculation unit acquires the temperature of the high-voltage storage battery based on the second digital state value of the high-voltage storage battery, and calculates the third voltage from the temperature of the high-voltage storage battery according to the fourth table. The in-vehicle DCDC converter according to any one of claims 3 to 6 , wherein the threshold value or the fourth threshold value is corrected.
請求項1から7のいずれか1項に記載の車載用DCDCコンバータ。 The current sensor is a shunt resistor penetrating through the inside of the in-vehicle DCDC converter, and has a positive terminal portion of the shunt resistor and a negative terminal portion of the shunt resistor outside the in-vehicle DCDC converter, negative terminal of the shunt resistor is connected to the negative terminal of the low voltage battery of the low voltage battery, the positive terminal of the shunt resistor is any one of claims 1 connected to the body of the vehicle 7 1 The in-vehicle DCDC converter according to the item.
前記制御演算部は、前記高電圧蓄電池の前記第2のデジタル状態値に基づいて前記高電圧蓄電池の前記電圧を取得するとともに、前記高電圧蓄電池の電圧値から前記第5のテーブルに従って得られる前記低電圧蓄電池の電流値となるように前記低電圧蓄電池の電圧値を制御する
請求項1から8のいずれか1項に記載の車載用DCDCコンバータ。 A fifth table that defines the relationship between the voltage value of the high-voltage storage battery and the current value of the low-voltage storage battery so that the conversion efficiency of the power transfer is optimal is stored in the storage unit,
The control calculation unit obtains the voltage of the high voltage storage battery based on the second digital state value of the high voltage storage battery, and is obtained from the voltage value of the high voltage storage battery according to the fifth table. The in-vehicle DCDC converter according to any one of claims 1 to 8 , wherein a voltage value of the low-voltage storage battery is controlled so as to be a current value of the low-voltage storage battery.
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