JP6102721B2 - Power storage device and battery device - Google Patents

Power storage device and battery device Download PDF

Info

Publication number
JP6102721B2
JP6102721B2 JP2013264194A JP2013264194A JP6102721B2 JP 6102721 B2 JP6102721 B2 JP 6102721B2 JP 2013264194 A JP2013264194 A JP 2013264194A JP 2013264194 A JP2013264194 A JP 2013264194A JP 6102721 B2 JP6102721 B2 JP 6102721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power storage
voltage
power
battery
discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013264194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015122832A (en
Inventor
佳祐 眞瀬
佳祐 眞瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP2013264194A priority Critical patent/JP6102721B2/en
Publication of JP2015122832A publication Critical patent/JP2015122832A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6102721B2 publication Critical patent/JP6102721B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、バッテリの動作を補助する蓄電部を備えた蓄電装置及びバッテリ装置に関する。   The present invention relates to a power storage device and a battery device including a power storage unit that assists the operation of a battery.

従来の車両には、バッテリの電圧が低下した場合にバッテリの動作を補助する蓄電部をバッテリの他に備えているものがある。蓄電部は、車両の衝突時等にバッテリからの電力が喪失した場合に負荷へ給電する非常用の電源としても利用される。蓄電部としては、キャパシタが用いられることがある。キャパシタは、充電された状態で放置されると劣化が進行することが知られている。そこで、車両の停止中等、キャパシタを使用することが無い状態では、キャパシタを放電することが行われている。特許文献1には、バッテリをオン又はオフする信号を受け付け、受け付けた信号に応じてリレースイッチを動作させ、キャパシタの充電と放電とを切り替える回路が開示されている。   Some conventional vehicles include a power storage unit that assists the operation of the battery in addition to the battery when the voltage of the battery decreases. The power storage unit is also used as an emergency power source that supplies power to the load when the power from the battery is lost in a vehicle collision or the like. A capacitor may be used as the power storage unit. It is known that when a capacitor is left in a charged state, deterioration proceeds. Therefore, when the capacitor is not used, such as when the vehicle is stopped, the capacitor is discharged. Patent Document 1 discloses a circuit that receives a signal for turning on or off a battery, operates a relay switch in accordance with the received signal, and switches between charging and discharging of a capacitor.

特開2011−159010号公報JP 2011-159010 A

特許文献1に開示された従来技術を車両に応用した場合は、バッテリをオフした場合とバッテリからの電力が喪失した場合との区別が付かない。このため、バッテリからの電力が喪失して蓄電部からの給電が必要な場合に、蓄電部が放電し、蓄電部からの給電ができなくなるという問題がある。   When the prior art disclosed in Patent Document 1 is applied to a vehicle, it is impossible to distinguish between a case where the battery is turned off and a case where power from the battery is lost. For this reason, when the electric power from a battery is lost and the electric power feeding from an electrical storage part is required, there exists a problem that an electrical storage part discharges and electric power feeding from an electrical storage part becomes impossible.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、バッテリとの接続をオフした場合とバッテリからの電力が喪失した場合とを区別することにより、バッテリからの電力が喪失した場合に蓄電部から負荷への給電を可能にした蓄電装置及びバッテリ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to distinguish between the case where the connection with the battery is turned off and the case where the power from the battery is lost. It is an object of the present invention to provide a power storage device and a battery device that can supply power from a power storage unit to a load when the power of the power is lost.

本発明に係る蓄電装置は、蓄電部と、外部バッテリから電力を供給されて前記蓄電部を充電させる充電部と、前記蓄電部を放電させる放電部とを備える蓄電装置において、前記外部バッテリに接続される接続線と、一端が前記充電部に接続されており、他端が前記外部バッテリに接続されるスイッチと、前記スイッチの一端と前記接続線との間の電圧を検出し、前記電圧が所定の閾値を超過する場合に、前記放電部に前記蓄電部を放電させ、前記電圧が前記閾値以下である場合に、前記放電部による前記蓄電部の放電を禁止する放電制御部とを備えることを特徴とする。 A power storage device according to the present invention includes a power storage unit, a charging unit that is supplied with electric power from an external battery and charges the power storage unit, and a discharge unit that discharges the power storage unit, and is connected to the external battery. A connection line, one end of which is connected to the charging unit, the other end of which is connected to the external battery, and a voltage between one end of the switch and the connection line is detected, and the voltage is A discharge control unit that causes the discharge unit to discharge the power storage unit when a predetermined threshold value is exceeded, and prohibits discharging of the power storage unit by the discharge unit when the voltage is equal to or lower than the threshold value. It is characterized by.

本発明に係る蓄電装置は、前記放電部は、前記蓄電部を放電させるためのオン/オフ可能な放電回路を有し、前記放電制御部は、前記スイッチの一端及び前記接続線に接続されており、前記スイッチの一端及び前記接続線の間に前記閾値を超過する電圧が印加された場合に、前記放電回路をオン状態にし、前記閾値以下の電圧が印加された場合に、前記放電回路をオフ状態にするように構成してあることを特徴とする。 Power storage device according to the present invention, the front Symbol discharge unit has an on / off capable discharge circuit for discharging the power storage unit, the discharge controller is connected to one end and the connection line of the switch The discharge circuit is turned on when a voltage exceeding the threshold is applied between one end of the switch and the connection line, and the discharge circuit is applied when a voltage equal to or lower than the threshold is applied. Is configured to be in an off state.

本発明に係る蓄電装置は、前記放電回路は、第1スイッチング素子を含んでおり、前記放電制御部は、前記スイッチの一端と前記接続線との間の電圧が印加され、前記電圧が前記閾値を超過している場合にオン状態になる第2スイッチング素子を有し、前記第2スイッチング素子がオン状態である場合に前記第1スイッチング素子がオン状態になるように前記第2スイッチング素子に前記第1スイッチング素子が接続されていることを特徴とする。   In the power storage device according to the present invention, the discharge circuit includes a first switching element, and the discharge control unit is applied with a voltage between one end of the switch and the connection line, and the voltage is the threshold value. The second switching element is turned on when the second switching element is exceeded, and the second switching element is turned on so that the first switching element is turned on when the second switching element is turned on. The first switching element is connected.

本発明に係る蓄電装置は、前記蓄電部の端子間電圧が所定の電圧を超過した場合に充電を停止させる手段を更に備えることを特徴とする。   The power storage device according to the present invention further includes means for stopping charging when a voltage between terminals of the power storage unit exceeds a predetermined voltage.

本発明に係る蓄電装置は、前記蓄電部から外部の負荷へ給電する手段を更に備えることを特徴とする。   The power storage device according to the present invention further includes means for supplying power from the power storage unit to an external load.

本発明に係る蓄電装置は、前記蓄電部はキャパシタであることを特徴とする。   The power storage device according to the present invention is characterized in that the power storage unit is a capacitor.

本発明に係るバッテリ装置は、本発明に係る蓄電装置と、該蓄電装置へ電力を供給するバッテリとを備えることを特徴とする。   A battery device according to the present invention includes the power storage device according to the present invention and a battery that supplies power to the power storage device.

本発明においては、バッテリから充電される蓄電装置は、バッテリに接続された接続線と充電部との間の電圧が大きい場合に、蓄電部を放電させ、バッテリに接続された接続線と充電部との間の電圧が小さい場合に、蓄電部を放電させない。正常に充電を停止した場合は、接続線の電圧が高い一方で充電部の電圧が低くなり、接続線と充電部との間の電圧が大きくなる。従って、蓄電装置は、正常に充電を停止した場合に蓄電部を放電させる。充電が行われている場合は接続線及び充電部はほぼ同電位である。バッテリからの電力が喪失した場合は、接続線及び充電部の電圧は共に低下し、接続線と充電部との間の電圧は小さい。従って、蓄電装置は、接続線と充電部との間の電圧が小さい場合に蓄電部を放電させないことにより、バッテリからの電力が喪失した場合に蓄電部を放電させないようにする。   In the present invention, the power storage device charged from the battery discharges the power storage unit when the voltage between the connection line connected to the battery and the charging unit is large, and the connection line connected to the battery and the charging unit When the voltage between is low, the power storage unit is not discharged. When the charging is normally stopped, the voltage of the connecting part is low while the voltage of the connecting line is high, and the voltage between the connecting line and the charging part is increased. Therefore, the power storage device discharges the power storage unit when charging is normally stopped. When charging is performed, the connection line and the charging unit are substantially at the same potential. When the power from the battery is lost, both the voltage of the connection line and the charging unit are lowered, and the voltage between the connection line and the charging unit is small. Therefore, the power storage device does not discharge the power storage unit when the voltage between the connection line and the charging unit is small, so that the power storage unit is not discharged when the power from the battery is lost.

本発明においては、蓄電装置は、充電部をバッテリに接続させるスイッチと接続線との間に大きい電圧が印加された場合に、放電回路をオンさせる。これにより、蓄電装置は、接続線と充電部との間の電圧が大きい場合に蓄電部を放電させることができる。また、蓄電装置は、スイッチと接続線との間に印加される電圧が小さい場合に、放電回路をオフさせる。これにより、蓄電装置は、接続線と充電部との間の電圧が小さい場合に蓄電部を放電させることができない。   In the present invention, the power storage device turns on the discharge circuit when a large voltage is applied between the switch that connects the charging unit to the battery and the connection line. Thus, the power storage device can discharge the power storage unit when the voltage between the connection line and the charging unit is large. Further, the power storage device turns off the discharge circuit when the voltage applied between the switch and the connection line is small. Thus, the power storage device cannot discharge the power storage unit when the voltage between the connection line and the charging unit is small.

本発明においては、蓄電装置は、放電回路をオン/オフする第1スイッチング素子と、第1スイッチング素子をオン/オフする第2スイッチング素子とを備える。バッテリに接続された接続線とスイッチとの間の電圧が大きい場合に、第2スイッチング素子がオン状態になり、第1スイッチング素子がオン状態になり、蓄電部が放電する。   In the present invention, the power storage device includes a first switching element that turns on / off the discharge circuit and a second switching element that turns on / off the first switching element. When the voltage between the connection line connected to the battery and the switch is large, the second switching element is turned on, the first switching element is turned on, and the power storage unit is discharged.

また、本発明においては、蓄電装置は、蓄電部の端子間電圧が所定の電圧を超過した場合に、蓄電部の充電を停止する。これにより、蓄電部の過充電が防止される。   In the present invention, the power storage device stops charging the power storage unit when the voltage between the terminals of the power storage unit exceeds a predetermined voltage. This prevents overcharging of the power storage unit.

また、本発明においては、蓄電装置は、蓄電部から外部の負荷へ給電することができる。このため、バッテリからの電力が喪失した場合に、蓄電部は外部の負荷へ給電することが可能である。   In the present invention, the power storage device can supply power from the power storage unit to an external load. For this reason, when the power from the battery is lost, the power storage unit can supply power to an external load.

また、本発明においては、蓄電部はキャパシタであり、繰り返しの充放電が可能である。   In the present invention, the power storage unit is a capacitor and can be repeatedly charged and discharged.

本発明にあっては、車両の衝突時等のバッテリからの電力が喪失した場合に、蓄電部は放電しない。このため、バッテリからの電力が喪失した場合に、蓄電装置は、蓄電部から負荷へ給電することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the present invention, the power storage unit does not discharge when power from the battery is lost, such as when a vehicle collides. For this reason, when the power from the battery is lost, the power storage device can supply power from the power storage unit to the load.

バッテリ装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a battery apparatus. 蓄電装置の回路構成例を示す部分回路図である。It is a partial circuit diagram which shows the circuit structural example of an electrical storage apparatus. 蓄電装置の動作のタイミングを示す模式的タイミングチャートである。It is a typical timing chart which shows the timing of operation of an electrical storage device.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図1は、バッテリ装置の内部構成を示すブロック図である。バッテリ3は、自動車に搭載される車載用バッテリであり、自動車内に配置された負荷4へ電力を供給する。本発明の蓄電装置1は、バッテリ3と負荷4との間に接続されている。バッテリ3及び蓄電装置1は、本発明のバッテリ装置を構成している。バッテリ3には電力線(接続線)21が接続されており、負荷4は電力線21を介してバッテリ3に接続される。バッテリ3からは、電力線21を通じて負荷4へ電力が供給される。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of the battery device. The battery 3 is a vehicle-mounted battery mounted on a vehicle and supplies power to a load 4 disposed in the vehicle. The power storage device 1 of the present invention is connected between a battery 3 and a load 4. The battery 3 and the power storage device 1 constitute the battery device of the present invention. A power line (connection line) 21 is connected to the battery 3, and the load 4 is connected to the battery 3 via the power line 21. Electric power is supplied from the battery 3 to the load 4 through the electric power line 21.

蓄電装置1は、自動車に搭載された図示しないエンジンが動作する場合にオン状態になるIG(イグニッション)リレー22を備えている。エンジンが停止している場合はIGリレー22はオフ状態になる。IGリレー22は本発明におけるスイッチに対応する。IGリレー22の一端は、pnp型の第1トランジスタ13のエミッタが接続されている。IGリレー22の他端は、電力線21と並列にバッテリ3に接続されている。以下、IGリレー22の一端を内部端と言う。第1トランジスタ13のコレクタは抵抗器113の一端に接続されている。   The power storage device 1 includes an IG (ignition) relay 22 that is turned on when an engine (not shown) mounted on the vehicle operates. When the engine is stopped, the IG relay 22 is turned off. The IG relay 22 corresponds to the switch in the present invention. One end of the IG relay 22 is connected to the emitter of the pnp-type first transistor 13. The other end of the IG relay 22 is connected to the battery 3 in parallel with the power line 21. Hereinafter, one end of the IG relay 22 is referred to as an internal end. The collector of the first transistor 13 is connected to one end of the resistor 113.

蓄電装置1は、本発明における蓄電部に対応するキャパシタ111を備えている。蓄電部としてキャパシタ111を用いているので、蓄電装置1は、充放電の繰り返しが容易であり、安定性が高い。キャパシタ111は、接地端及び非接地端を有している。キャパシタ111の非接地端には、抵抗器113の他端が接続されている。IGリレー22及び第1トランジスタ13がオン状態である場合、キャパシタ111へバッテリ3からの電力が供給され、キャパシタ111は充電される。第1トランジスタ13及び抵抗器113は本発明における充電部に含まれる。即ち、IGリレー22は、充電部に接続されており、充電部への電力供給をオン/オフするスイッチの役割を果たす。IGリレー22がオフ状態である場合は、バッテリ3からの電力は供給されない。以下、第1トランジスタ13に接続されたIGリレー22の一端を内部端と言う。   The power storage device 1 includes a capacitor 111 corresponding to the power storage unit in the present invention. Since the capacitor 111 is used as the power storage unit, the power storage device 1 can be easily charged and discharged and has high stability. The capacitor 111 has a ground end and a non-ground end. The other end of the resistor 113 is connected to the non-grounded end of the capacitor 111. When the IG relay 22 and the first transistor 13 are on, the power from the battery 3 is supplied to the capacitor 111 and the capacitor 111 is charged. The first transistor 13 and the resistor 113 are included in the charging unit in the present invention. That is, the IG relay 22 is connected to the charging unit and serves as a switch for turning on / off the power supply to the charging unit. When the IG relay 22 is in the off state, power from the battery 3 is not supplied. Hereinafter, one end of the IG relay 22 connected to the first transistor 13 is referred to as an internal end.

キャパシタ111の非接地端には、キャパシタ111に充電された電力を負荷4へ給電するための給電部14が接続されている。給電部14は、負荷4に接続され、負荷4へキャパシタ111から電力を供給することが可能になっている。   A power supply unit 14 for supplying power charged in the capacitor 111 to the load 4 is connected to the non-grounded end of the capacitor 111. The power feeding unit 14 is connected to the load 4 and can supply power from the capacitor 111 to the load 4.

蓄電装置1は、キャパシタ111及び抵抗器113を含む放電回路11を備えている。抵抗器113の一端には、N型チャネルの第1FET(Field effect transistor )112のドレインが接続されている。第1FET112のソースは接地されている。第1FET112がオン状態である場合は、放電回路11は閉回路となり、キャパシタ111を電源とした電流が抵抗器113及び第1FET112を通じて流れ、キャパシタ111は放電する。第1FET112は、本発明における第1スイッチング素子に対応する。   The power storage device 1 includes a discharge circuit 11 including a capacitor 111 and a resistor 113. One end of the resistor 113 is connected to the drain of an N-type channel first FET (Field effect transistor) 112. The source of the first FET 112 is grounded. When the first FET 112 is in the on state, the discharge circuit 11 is closed, and a current using the capacitor 111 as a power source flows through the resistor 113 and the first FET 112, and the capacitor 111 is discharged. The first FET 112 corresponds to the first switching element in the present invention.

蓄電装置1は、放電制御部12を備えている。放電制御部12は、電力線21の途中と、IGリレー22の内部端とに接続されており、更に第1FET112のゲートに接続されている。放電制御部12は、電力線21とIGリレー22の内部端との間の電圧に応じて、第1FET112のオンとオフとを切り替える。これにより、放電制御部12は、放電回路11でキャパシタ111の放電を行うか否かを制御する。   The power storage device 1 includes a discharge control unit 12. The discharge control unit 12 is connected to the middle of the power line 21 and the internal end of the IG relay 22, and is further connected to the gate of the first FET 112. The discharge controller 12 switches the first FET 112 on and off according to the voltage between the power line 21 and the internal end of the IG relay 22. Thereby, the discharge controller 12 controls whether or not the capacitor 111 is discharged by the discharge circuit 11.

更に、蓄電装置1は、キャパシタ111の両端子間の電圧とバッテリ3の出力電圧とを比較する比較回路15を備えている。比較回路15は、第1トランジスタ13のベースに接続されており、電圧の比較結果に応じて、第1トランジスタ13のオンとオフとを切り替える。   The power storage device 1 further includes a comparison circuit 15 that compares the voltage between both terminals of the capacitor 111 and the output voltage of the battery 3. The comparison circuit 15 is connected to the base of the first transistor 13 and switches the first transistor 13 on and off according to the voltage comparison result.

図2は、蓄電装置1の回路構成例を示す部分回路図である。給電部14は、DC(Direct Current)DCコンバータで構成されている。放電制御部12は、P型チャネルの第2FET121と抵抗器122とを有している。第2FET121は、本発明における第2スイッチング素子に対応する。第2FET121のソースは電力線21の途中に接続されており、第2FET121のゲートはIGリレー22の内部端に接続されている。第2FET121のドレインは抵抗器122を介して接地されている。また、第1FET112のゲートは第2FET121のドレインに接続されている。IGリレー22がオン状態である場合、電力線21及びIGリレー22の内部端は同電位となり、第2FET121のソースの電圧はハイ、ゲートの電圧もハイとなる。ゲート・ソース間電圧は、第2FET121がオン状態になるための閾値電圧未満となり、第2FET121はオフ状態である。このため、第1FET112のゲートの電圧はローとなり、第1FET112はオフ状態であり、放電回路11はキャパシタ111を放電させることができない。このようにして、放電制御部12はキャパシタ111の放電を禁止する。   FIG. 2 is a partial circuit diagram illustrating a circuit configuration example of the power storage device 1. The power feeding unit 14 is configured by a DC (Direct Current) DC converter. The discharge control unit 12 includes a P-type channel second FET 121 and a resistor 122. The second FET 121 corresponds to the second switching element in the present invention. The source of the second FET 121 is connected in the middle of the power line 21, and the gate of the second FET 121 is connected to the inner end of the IG relay 22. The drain of the second FET 121 is grounded via a resistor 122. The gate of the first FET 112 is connected to the drain of the second FET 121. When the IG relay 22 is in the ON state, the power line 21 and the internal ends of the IG relay 22 have the same potential, the source voltage of the second FET 121 is high, and the gate voltage is also high. The gate-source voltage is less than the threshold voltage for turning on the second FET 121, and the second FET 121 is off. For this reason, the voltage of the gate of the first FET 112 becomes low, the first FET 112 is in an off state, and the discharge circuit 11 cannot discharge the capacitor 111. In this way, the discharge control unit 12 prohibits the capacitor 111 from discharging.

IGリレー22がオフ状態になった場合、電力線21の電圧がハイであり続ける一方で、IGリレー22の内部端の電圧はローになる。第2FET121のソースの電圧はハイ、ゲートの電圧はローとなり、ゲート・ソース間電圧が閾値電圧を超過し、第2FET121はオン状態になる。第1FET112のゲートの電圧はハイとなり、第1FET112はオン状態となり、放電回路11は閉回路となり、放電回路11はキャパシタ111を放電させる。このようにして、放電制御部12は放電回路11にキャパシタ111を放電させる。   When the IG relay 22 is turned off, the voltage of the power line 21 continues to be high, while the voltage at the inner end of the IG relay 22 becomes low. The source voltage of the second FET 121 is high, the gate voltage is low, the gate-source voltage exceeds the threshold voltage, and the second FET 121 is turned on. The voltage of the gate of the first FET 112 becomes high, the first FET 112 is turned on, the discharge circuit 11 becomes a closed circuit, and the discharge circuit 11 discharges the capacitor 111. In this way, the discharge control unit 12 causes the discharge circuit 11 to discharge the capacitor 111.

比較回路15は、コンパレータ151を用いたレギュレータで構成されている。コンパレータ151の非反転入力(+IN)端子には、ツェナーダイオード153のカソードが接続されている。ツェナーダイオード153のカソードは、更に、抵抗器156を介してIGリレー22の内部端に接続されており、ツェナーダイオード153のアノードは接地されている。これにより、コンパレータ151の非反転入力(+IN)は、ツェナーダイオード153で定められた定電圧となる。キャパシタ111の非接地端に抵抗器157の一端が接続され、抵抗器157の他端には、接地された抵抗器158が接続されている。更に、抵抗器157の他端は、コンパレータ151の反転入力(−IN)端子に接続されている。このため、キャパシタ111の両端子間電圧は、抵抗器157及び158で分圧され、コンパレータ151の反転入力(−IN)となる。   The comparison circuit 15 is composed of a regulator using a comparator 151. The cathode of the Zener diode 153 is connected to the non-inverting input (+ IN) terminal of the comparator 151. The cathode of the Zener diode 153 is further connected to the internal end of the IG relay 22 via the resistor 156, and the anode of the Zener diode 153 is grounded. As a result, the non-inverting input (+ IN) of the comparator 151 becomes a constant voltage determined by the Zener diode 153. One end of a resistor 157 is connected to the non-grounded end of the capacitor 111, and a grounded resistor 158 is connected to the other end of the resistor 157. Further, the other end of the resistor 157 is connected to the inverting input (−IN) terminal of the comparator 151. Therefore, the voltage between both terminals of the capacitor 111 is divided by the resistors 157 and 158 and becomes an inverting input (−IN) of the comparator 151.

コンパレータ151の出力端子は、npn型の第2トランジスタ152のベースに接続されている。第2トランジスタ152のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗器154を介して第1トランジスタ13のベースに接続されている。また、第1トランジスタ13のベース及びエミッタの間には抵抗器155が接続されている。   The output terminal of the comparator 151 is connected to the base of the npn-type second transistor 152. The emitter of the second transistor 152 is grounded, and the collector is connected to the base of the first transistor 13 via a resistor 154. A resistor 155 is connected between the base and emitter of the first transistor 13.

キャパシタ111が充電されていない状態では、キャパシタ111の両端子間電圧は0Vであり、コンパレータ151の反転入力(−IN)も0Vである。キャパシタ111が充電されていない状態でIGリレー22がオン状態になった場合は、コンパレータ151の非反転入力(+IN)が定電圧で反転入力(−IN)が0Vであるので、非反転入力(+IN)>反転入力(−IN)となり、コンパレータ151の出力はハイとなる。第2トランジスタ152のベース・エミッタ間に正電圧が印加され、第2トランジスタ152はオン状態になる。第2トランジスタ152がオン状態になることで、第1トランジスタ13のベース・エミッタ間に負電圧が印加され、第1トランジスタ13がオン状態となり、キャパシタ111の充電が開始される。充電によってキャパシタ111の両端子間電圧は上昇し、コンパレータ151の反転入力(−IN)も上昇する。コンパレータ151の反転入力(−IN)が上昇して、非反転入力(+IN)<反転入力(−IN)となった場合は、コンパレータ151の出力はローとなる。第2トランジスタ152はオフ状態になり、第1トランジスタ13もオフ状態となって、キャパシタ111の充電が停止する。即ち、キャパシタ111は、両端子間電圧が所定の電圧になるまで充電され、両端子間電圧が所定の電圧を越えた場合に充電が停止される。ここで所定の電圧は、抵抗器157及び158で分圧された電圧がコンパレータ151の非反転入力(+IN)と同値になるような両端子間電圧である。このように、比較回路15がキャパシタ111の充電を停止することにより、キャパシタ111の過充電が防止される。   In a state where the capacitor 111 is not charged, the voltage between both terminals of the capacitor 111 is 0V, and the inverting input (−IN) of the comparator 151 is also 0V. When the IG relay 22 is turned on when the capacitor 111 is not charged, the non-inverting input (+ IN) of the comparator 151 is a constant voltage and the inverting input (−IN) is 0 V. + IN)> inverting input (−IN), and the output of the comparator 151 becomes high. A positive voltage is applied between the base and emitter of the second transistor 152, and the second transistor 152 is turned on. When the second transistor 152 is turned on, a negative voltage is applied between the base and the emitter of the first transistor 13, the first transistor 13 is turned on, and charging of the capacitor 111 is started. By charging, the voltage between both terminals of the capacitor 111 rises, and the inverting input (−IN) of the comparator 151 also rises. When the inverting input (−IN) of the comparator 151 rises and becomes non-inverting input (+ IN) <inverting input (−IN), the output of the comparator 151 becomes low. The second transistor 152 is turned off, the first transistor 13 is also turned off, and charging of the capacitor 111 is stopped. That is, the capacitor 111 is charged until the voltage between both terminals reaches a predetermined voltage, and charging is stopped when the voltage between both terminals exceeds the predetermined voltage. Here, the predetermined voltage is a voltage between both terminals such that the voltage divided by the resistors 157 and 158 has the same value as the non-inverting input (+ IN) of the comparator 151. In this way, the comparison circuit 15 stops charging the capacitor 111, thereby preventing the capacitor 111 from being overcharged.

図3は、蓄電装置1の動作のタイミングを示す模式的タイミングチャートである。図中の横軸は時間であり、縦軸は、バッテリ3の出力電圧、IGリレー22の内部端の電圧、キャパシタ111の非接地端の電圧、放電回路11及び給電部14の電圧を示している。バッテリ3の出力電圧は第2FET121のソースの電圧、IGリレー22の内部端の電圧は第2FET121のゲートの電圧である。また、放電回路11の電圧は第1FET112のゲートの電圧、給電部14の電圧は給電部14の出力電圧である。通常、バッテリ3の出力電圧はハイである。IGリレー22がオフ状態からオン状態になった場合は、IGリレー22の内部端の電圧はローからハイになる。前述のように、第2FET121はオフ状態となり、放電回路11の電圧はローとなり、第1FET112はオフ状態となって、放電回路11はキャパシタ111を放電させない。キャパシタ111は充電され、キャパシタ111の非接地端の電圧は充電に伴って上昇し、ハイとなる。   FIG. 3 is a schematic timing chart showing the operation timing of the power storage device 1. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output voltage of the battery 3, the voltage at the internal end of the IG relay 22, the voltage at the non-grounded end of the capacitor 111, and the voltages at the discharge circuit 11 and the power supply unit 14. Yes. The output voltage of the battery 3 is the voltage of the source of the second FET 121, and the voltage at the inner end of the IG relay 22 is the voltage of the gate of the second FET 121. The voltage of the discharge circuit 11 is the voltage of the gate of the first FET 112, and the voltage of the power feeding unit 14 is the output voltage of the power feeding unit 14. Usually, the output voltage of the battery 3 is high. When the IG relay 22 changes from the off state to the on state, the voltage at the inner end of the IG relay 22 changes from low to high. As described above, the second FET 121 is turned off, the voltage of the discharge circuit 11 is low, the first FET 112 is turned off, and the discharge circuit 11 does not discharge the capacitor 111. The capacitor 111 is charged, and the voltage at the non-grounded end of the capacitor 111 increases with charging and becomes high.

IGリレー22がオン状態からオフ状態になった場合は、IGリレー22の内部端の電圧はハイからローになる。バッテリ3からの電力は供給されなくなり、キャパシタ111は充電されなくなる。前述のように、第2FET121はオン状態となり、放電回路11の電圧はハイとなり、第1FET112はオン状態となって、放電回路11はキャパシタ111を放電させる。キャパシタ111は放電し、キャパシタ111の非接地端の電圧は放電に伴って下降し、ローとなる。給電部14は負荷4への給電をせず、給電部14の出力電圧はローである。   When the IG relay 22 changes from the on state to the off state, the voltage at the internal end of the IG relay 22 changes from high to low. The power from the battery 3 is not supplied, and the capacitor 111 is not charged. As described above, the second FET 121 is turned on, the voltage of the discharge circuit 11 is high, the first FET 112 is turned on, and the discharge circuit 11 discharges the capacitor 111. The capacitor 111 is discharged, and the voltage at the non-grounded end of the capacitor 111 decreases with the discharge and becomes low. The power supply unit 14 does not supply power to the load 4, and the output voltage of the power supply unit 14 is low.

バッテリ装置を搭載した自動車が衝突事故を起こしてバッテリ3が破損又はケーブルが破断する等、バッテリ3からの電力が喪失することがある。バッテリ3からの電力が喪失した場合、IGリレー22がオン状態でも、バッテリ3からの電力供給が停止する。バッテリ3の出力電圧及びIGリレー22の内部端の電圧は、共にローになる。第2FET121のソースの電位はロー、ゲートの電位もローとなり、ゲート・ソース間電圧は閾値電圧未満となり、第2FET121はオフ状態になる。このため、放電回路11の電圧はローとなり、第1FET112はオフ状態となって、放電回路11はキャパシタ111を放電させることがない。このようにして、放電制御部12は、IGリレー22がオン状態のままでバッテリ3からの電力供給が停止した場合に、キャパシタ111の放電を禁止する。バッテリ3からの電力が喪失することにより、バッテリ3から電力線21を通じた負荷4への給電が停止する。代わりに、給電部14は、キャパシタ111に充電された電力の負荷4への供給を開始し、給電部14の出力電圧はハイになる。キャパシタ111の非接地端の電圧は、給電に伴って徐々に低下する。給電部14からの給電により、ドアロックを解除する機構等の負荷4はバッテリ3からの電力が喪失した後でも動作可能になる。   There is a case where power from the battery 3 is lost, for example, when a car equipped with the battery device causes a collision accident and the battery 3 is damaged or the cable is broken. When the power from the battery 3 is lost, the power supply from the battery 3 is stopped even if the IG relay 22 is turned on. Both the output voltage of the battery 3 and the voltage at the internal end of the IG relay 22 are low. The source potential of the second FET 121 is low, the gate potential is also low, the gate-source voltage is less than the threshold voltage, and the second FET 121 is turned off. For this reason, the voltage of the discharge circuit 11 becomes low, the first FET 112 is turned off, and the discharge circuit 11 does not discharge the capacitor 111. In this manner, the discharge control unit 12 prohibits the discharge of the capacitor 111 when the power supply from the battery 3 is stopped while the IG relay 22 is in the on state. When power from the battery 3 is lost, power supply from the battery 3 to the load 4 through the power line 21 is stopped. Instead, the power feeding unit 14 starts supplying the power charged in the capacitor 111 to the load 4, and the output voltage of the power feeding unit 14 becomes high. The voltage at the non-grounded end of the capacitor 111 gradually decreases as power is supplied. The power supply from the power supply unit 14 enables the load 4 such as a mechanism for releasing the door lock to operate even after the power from the battery 3 is lost.

また、バッテリ装置の動作中にバッテリ3の出力電圧が低下した場合にも、蓄電装置1は、バッテリ3からの電力が喪失した場合と同様の処理を行う。IGリレー22がオン状態であるので、接続線21及びIGリレー22の内部端はほぼ同電位であり、第2FET121及び第1FET112はオフ状態であり、放電回路11はキャパシタ111を放電させない。バッテリ3から負荷4への出力電圧が低下し、代わりに、給電部14は、キャパシタ111に充電された電力を負荷4へ供給する。   Even when the output voltage of the battery 3 decreases during the operation of the battery device, the power storage device 1 performs the same process as when the power from the battery 3 is lost. Since the IG relay 22 is in the ON state, the connection line 21 and the inner end of the IG relay 22 are substantially at the same potential, the second FET 121 and the first FET 112 are in the OFF state, and the discharge circuit 11 does not discharge the capacitor 111. The output voltage from the battery 3 to the load 4 decreases, and instead, the power supply unit 14 supplies the power charged in the capacitor 111 to the load 4.

以上詳述した如く、本実施の形態においては、蓄電装置1は、IGリレー22をオフ状態にしてバッテリ3からの電力供給が停止した場合にキャパシタ111を放電させ、IGリレー22がオン状態でバッテリ3からの電力供給が停止した場合にキャパシタ111の放電を禁止する。IGリレー22の内部端と電力線21との間の電圧が大きい場合にキャパシタ111を放電させることにより、IGリレー22をオフ状態にしてバッテリ3からの電力供給が停止した場合にキャパシタ111を放電させることができる。蓄電装置1が使用されない状態でキャパシタ111を放電させることになり、キャパシタ111の劣化を防止する。また、IGリレー22の内部端と電力線21との間の電圧が小さい場合にキャパシタ111の放電を禁止することにより、IGリレー22がオン状態の場合にキャパシタ111の放電を禁止することができる。キャパシタ111が充電されている場合には放電が禁止され、また、IGリレー22がオン状態でバッテリ3からの電力供給が停止した場合にも放電が禁止される。従って、自動車の衝突時等のバッテリ3からの電力が喪失した場合に、キャパシタ111は放電せず、蓄電装置1は、キャパシタ111に充電された電力を負荷4へ供給することが可能となる。   As described above in detail, in the present embodiment, power storage device 1 discharges capacitor 111 when IG relay 22 is turned off and power supply from battery 3 is stopped, and IG relay 22 is turned on. When the power supply from the battery 3 is stopped, discharging of the capacitor 111 is prohibited. The capacitor 111 is discharged when the voltage between the internal end of the IG relay 22 and the power line 21 is large, so that the capacitor 111 is discharged when the power supply from the battery 3 is stopped by turning off the IG relay 22. be able to. The capacitor 111 is discharged in a state where the power storage device 1 is not used, and the deterioration of the capacitor 111 is prevented. Further, by prohibiting the discharge of the capacitor 111 when the voltage between the inner end of the IG relay 22 and the power line 21 is small, the discharge of the capacitor 111 can be prohibited when the IG relay 22 is in the ON state. Discharging is prohibited when the capacitor 111 is charged, and discharging is also prohibited when power supply from the battery 3 is stopped while the IG relay 22 is on. Therefore, when the power from the battery 3 is lost during a car crash or the like, the capacitor 111 is not discharged, and the power storage device 1 can supply the power charged in the capacitor 111 to the load 4.

なお、以上の実施の形態は例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。本実施の形態に示した蓄電装置1の回路構成は一例であり、蓄電装置1はその他の回路で構成されることも可能である。例えば、蓄電装置1は、キャパシタ以外の蓄電部を用いた形態であってもよく、FET以外のスイッチング素子を用いた形態であってもよい。また、バッテリ装置1は、自動車以外の車両に搭載される形態であってもよい。また、バッテリ装置1は、車載用以外の装置であってもよい。   Note that the above embodiments are merely examples and should not be considered as restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. The circuit configuration of the power storage device 1 described in this embodiment is an example, and the power storage device 1 can be configured with other circuits. For example, the power storage device 1 may have a form using a power storage unit other than a capacitor, or a form using a switching element other than an FET. Moreover, the form mounted in vehicles other than a motor vehicle may be sufficient as the battery apparatus 1. FIG. Further, the battery device 1 may be a device other than a vehicle-mounted device.

1 蓄電装置
11 放電回路
111 キャパシタ(蓄電部)
112 第1FET(第1スイッチング素子)
12 放電制御部
121 第2FET(第2スイッチング素子)
14 給電部
15 比較回路
21 電力線(接続線)
22 IGリレー(スイッチ)
3 バッテリ
4 負荷
1 Power Storage Device 11 Discharge Circuit 111 Capacitor (Power Storage Unit)
112 1st FET (1st switching element)
12 Discharge Control Unit 121 Second FET (Second Switching Element)
14 Power Supply Unit 15 Comparison Circuit 21 Power Line (Connection Line)
22 IG relay (switch)
3 Battery 4 Load

Claims (7)

蓄電部と、外部バッテリから電力を供給されて前記蓄電部を充電させる充電部と、前記蓄電部を放電させる放電部とを備える蓄電装置において、
前記外部バッテリに接続される接続線と、
一端が前記充電部に接続されており、他端が前記外部バッテリに接続されるスイッチと、
前記スイッチの一端と前記接続線との間の電圧を検出し、前記電圧が所定の閾値を超過する場合に、前記放電部に前記蓄電部を放電させ、前記電圧が前記閾値以下である場合に、前記放電部による前記蓄電部の放電を禁止する放電制御部と
を備えることを特徴とする蓄電装置。
In a power storage device comprising: a power storage unit; a charging unit that is supplied with power from an external battery to charge the power storage unit; and a discharge unit that discharges the power storage unit.
A connection line connected to the external battery;
A switch having one end connected to the charging unit and the other end connected to the external battery;
When a voltage between one end of the switch and the connection line is detected, and the voltage exceeds a predetermined threshold value, the discharge unit is caused to discharge the power storage unit, and the voltage is equal to or lower than the threshold value. And a discharge control unit that prohibits discharge of the power storage unit by the discharge unit.
記放電部は、前記蓄電部を放電させるためのオン/オフ可能な放電回路を有し、
前記放電制御部は、
前記スイッチの一端及び前記接続線に接続されており、前記スイッチの一端及び前記接続線の間に前記閾値を超過する電圧が印加された場合に、前記放電回路をオン状態にし、前記閾値以下の電圧が印加された場合に、前記放電回路をオフ状態にするように構成してあること
を特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。
Before Symbol discharge unit has an on / off capable discharge circuit for discharging the power storage unit,
The discharge controller is
The discharge circuit is connected to one end of the switch and the connection line, and when a voltage exceeding the threshold is applied between the one end of the switch and the connection line, the discharge circuit is turned on, and is equal to or lower than the threshold. The power storage device according to claim 1, wherein the discharge circuit is configured to be turned off when a voltage is applied.
前記放電回路は、第1スイッチング素子を含んでおり、
前記放電制御部は、
前記スイッチの一端と前記接続線との間の電圧が印加され、前記電圧が前記閾値を超過している場合にオン状態になる第2スイッチング素子を有し、
前記第2スイッチング素子がオン状態である場合に前記第1スイッチング素子がオン状態になるように前記第2スイッチング素子に前記第1スイッチング素子が接続されていること
を特徴とする請求項2に記載の蓄電装置。
The discharge circuit includes a first switching element,
The discharge controller is
A second switching element that is turned on when a voltage between one end of the switch and the connection line is applied and the voltage exceeds the threshold;
The first switching element is connected to the second switching element so that the first switching element is turned on when the second switching element is on. Power storage device.
前記蓄電部の端子間電圧が所定の電圧を超過した場合に充電を停止させる手段を更に備えること
を特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の蓄電装置。
The power storage device according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for stopping charging when a voltage between terminals of the power storage unit exceeds a predetermined voltage.
前記蓄電部から外部の負荷へ給電する手段を更に備えること
を特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載の蓄電装置。
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for supplying power from the power storage unit to an external load.
前記蓄電部はキャパシタであること
を特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載の蓄電装置。
The power storage device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power storage unit is a capacitor.
請求項1乃至6の何れか一つに記載の蓄電装置と、
該蓄電装置へ電力を供給するバッテリと
を備えることを特徴とするバッテリ装置。
The power storage device according to any one of claims 1 to 6,
A battery device comprising: a battery that supplies electric power to the power storage device.
JP2013264194A 2013-12-20 2013-12-20 Power storage device and battery device Expired - Fee Related JP6102721B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013264194A JP6102721B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Power storage device and battery device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013264194A JP6102721B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Power storage device and battery device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015122832A JP2015122832A (en) 2015-07-02
JP6102721B2 true JP6102721B2 (en) 2017-03-29

Family

ID=53534005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013264194A Expired - Fee Related JP6102721B2 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Power storage device and battery device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6102721B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6494030B2 (en) * 2015-07-13 2019-04-03 株式会社テクトム Connection unit for OBE

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225530A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Toyota Motor Corp Power supply device for vehicle and controller using the same
JP5182576B2 (en) * 2008-09-29 2013-04-17 マツダ株式会社 Vehicle power supply control device
JP2011159010A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Toshiba Corp Discharging circuit
JP5302945B2 (en) * 2010-11-15 2013-10-02 三菱電機株式会社 Vehicle power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015122832A (en) 2015-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3117262B2 (en) Overvoltage protection device
US8755161B2 (en) Overvoltage protection circuit with self biased latch
JP4804994B2 (en) Forklift power supply
US20150336474A1 (en) Vehicle power supply apparatus and vehicle power regeneration system
US20050200202A1 (en) Power supply apparatus for vehicles
JP2023052044A (en) switch device
US11247567B2 (en) Semiconductor relay control device
JP6201750B2 (en) Power supply for vehicle
US9800069B2 (en) Linear current regulator for high voltage bus precharging
JP6206257B2 (en) Power supply device
JP6112004B2 (en) Auxiliary power supply
US20170288424A1 (en) Charge-discharge control circuit
JP6102721B2 (en) Power storage device and battery device
US11128297B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JP2016213969A (en) Power supply device
JP6541414B2 (en) Power supply device
RU2453960C1 (en) Adaptive electronic switch of battery
KR102564017B1 (en) Apparatus for managing power of electric field load in vehicle
US20110255207A1 (en) Device for energizing an ignition output stage
JP2016213967A (en) Power supply device
WO2018066499A1 (en) In-vehicle apparatus
US20180073479A1 (en) Power supply device for vehicle
JP6563266B2 (en) Vehicle power supply control device
KR102356501B1 (en) Airbag system with ignition current conrtorl function
WO2023157611A1 (en) Driving control device, in-vehicle power supply system, and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160915

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6102721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees