JP6344758B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数のバッテリに異なる電圧負荷を接続した電源回路を有する車両用電源装置に関する。
一般的にディーゼルエンジンで排気量の大きいものには２４Ｖ電源が採用されており、比較的大型の油圧ショベルなどの作業機械においては、機体の電気システムと、エンジンの電気システムの双方に２４Ｖ電源が採用されている。
しかし、比較的小型クラスの油圧ショベルなどにおいては、従来モデルより排気量の小さいエンジンを採用することが可能であり、このクラスのエンジンでは、電気システムに１２Ｖ電源を用いるものが主流であり、機体の電気システムの２４Ｖ電源と異なることとなる。これに対して、エンジンの電気システムを機体の電気システムに合わせて２４Ｖに変更すること、あるいは機体の電気システムをエンジンの電気システムに合わせて１２Ｖとすることは、いずれも多くの開発費と開発期間を要することから、１２Ｖバッテリを２つ用いて、１２Ｖおよび２４Ｖの電源回路を採用することが望ましい（例えば、特許文献１、２参照）。
また、図６に示されるように、直列に接続された複数のバッテリ１，２に、低電圧負荷回路３と高電圧負荷回路４とを接続した電源回路を有する車両用電源装置は、複数のバッテリ１，２から低電圧負荷回路３と高電圧負荷回路４とに低電圧と高電圧とを出力する各回路3a，4aと、アース５とに、イコライザ（バッテリ用バランサ）６を接続し、このイコライザ６により、各バッテリ１，２の片減りを防止する技術がある。
さらに、直列に接続された一連のバッテリ１，２のうちアース５に接続されるマイナス端子（−）とアース５とを接続するアース回路5a中に、この回路5aを遮断可能な回路遮断スイッチ（以下、ディスコネクトスイッチという）７を設け、このディスコネクトスイッチ７により、車両のメンテナンス作業などの際、或いは長期保管時のバッテリ上がり防止などのために、上記アース回路5aを機械的に遮断する技術がある。なお、高電圧負荷回路４には、車両のスタータモータ８およびオルタネータ９が並列に接続されている。
特開２０１０−０９３９７９号公報 特開２０１３−１３５４８９号公報
上記のようにイコライザ６とディスコネクトスイッチ７には、それぞれのメリットがあるものの、これらを組み合わせて電源回路に適用した場合は、回路構成上、片方のバッテリ２を使わないときも消耗してしまう問題がある。
すなわち、通常は複数のバッテリ１，２の片減りを防止するためにイコライザ６を用いているが、ディスコネクトスイッチ７のオフ動作によりバッテリ１のマイナス端子（−）とアース５との間を遮断すると、イコライザ６自体が内部に有する内部抵抗により片方のバッテリ２が消耗するバッテリ片減りの問題が新たに発生する。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、直列に接続された複数のバッテリに低電圧負荷回路と高電圧負荷回路とを接続した電源回路において、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できる車両用電源装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載された発明は、直列に接続された複数のバッテリの一部に接続された低電圧負荷回路と、上記複数のバッテリに接続されこの低電圧負荷回路より高電圧で動作する高電圧負荷回路とを有する車両用電源装置において、上記複数のバッテリに接続されてこれらバッテリの片減りを防止するイコライザと、直列に接続された一連の上記バッテリとアースとを接続するアース回路中に設けられ、上記バッテリのうちのいずれか一方のバッテリを上記アースに対して電気的に遮断可能な回路遮断スイッチと、直列に接続された一連の上記バッテリのうちいずれか他方のバッテリと上記イコライザの内部抵抗とを接続する回路中に設けられ、この他方のバッテリを上記内部抵抗に対して電気的に遮断可能な回路遮断手段とを具備した車両用電源装置である。
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の車両用電源装置において、エンジンを始動操作するためのエンジンキースイッチを備え、高電圧負荷回路は、エンジンキースイッチをオンにすることにより起動するマシンコントローラを備え、回路遮断手段は、起動したマシンコントローラによりオンにして連通する回路遮断リレーを備え、低電圧負荷回路は、回路遮断リレーをオンにした状態でマシンコントローラによりオンされるエンジンキーリレーと、このエンジンキーリレーのオンにより起動されるエンジンコントローラと、このエンジンコントローラの起動により通電可能となる電気器具とを備えた車両用電源装置である。
請求項３に記載された発明は、請求項１記載の車両用電源装置における回路遮断手段を、回路遮断スイッチとは別個に設けられた他の回路遮断スイッチとした車両用電源装置である。
請求項４に記載された発明は、請求項１記載の車両用電源装置において、一体的にオン・オフ作動する２つの回路遮断接点を有するデュアル型回路遮断スイッチを備え、回路遮断スイッチを、このデュアル型回路遮断スイッチの一方の回路遮断接点とし、回路遮断手段を、このデュアル型回路遮断スイッチの他方の回路遮断接点としたものである。
請求項５に記載された発明は、請求項１記載の車両用電源装置において、エンジンを始動操作するためのエンジンキースイッチを備え、回路遮断手段は、エンジンキースイッチのオン操作と連動してオンされる回路遮断リレーを備えた車両用電源装置である。
請求項１記載の発明によれば、直列に接続された複数のバッテリに低電圧負荷回路と高電圧負荷回路とを接続した電源回路を採用するにあたり、直列に接続された一連のバッテリとアースとを接続するアース回路中に設けられ一連のバッテリのうちいずれか一方のバッテリをアースに対して電気的に遮断可能な回路遮断スイッチと、いずれか他方のバッテリとイコライザの内部抵抗とを接続する回路中に設けられこの他方のバッテリを内部抵抗に対して電気的に遮断可能な回路遮断手段とによって、メンテナンス作業時などに強制的に電源を遮断できるとともに、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できる。
請求項２記載の発明によれば、回路遮断リレーによって、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できるとともに、エンジン始動時は、マシンコントローラにより回路遮断リレーをエンジンキーリレーよりも先にオン状態に制御することで、このエンジンキーリレーによりエンジンコントローラを起動させる前にイコライザを機能させて、エンジンコントローラの起動と連動する電気器具へのイコライザからの過電流を防止でき、より小さいサイズのイコライザ適用も可能となる。
請求項３記載の発明によれば、回路遮断スイッチにより一方のバッテリを遮断するとともに、回路遮断手段としての他の回路遮断スイッチにより他方のバッテリを遮断するので、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できる。
請求項４記載の発明によれば、デュアル型回路遮断スイッチによって、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できるとともに、デュアル型回路遮断スイッチのみのオフ操作により２つの回路遮断接点を同時にオフ状態にできるので、操作性が良いとともに、片方のバッテリ遮断忘れを防止できる。
請求項５記載の発明によれば、回路遮断リレーによって、イコライザと回路遮断スイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザの内部抵抗に起因するバッテリ片減りの発生を防止できるとともに、エンジンキースイッチのオフ操作と連動して回路遮断リレーが自動的にオフ状態となるので、バッテリ遮断操作としては１つの回路遮断スイッチを操作するのみでよく、操作性が良いとともに、回路遮断スイッチ以外のバッテリ遮断忘れを防止できる。
本発明に係る車両用電源装置の第１の実施の形態を示す電気回路図である。 同上電源装置によりエンジンを始動させるための手順を示すフローチャートである。 本発明に係る車両用電源装置の第２の実施の形態を示す電気回路図である。 本発明に係る車両用電源装置の第３の実施の形態を示す電気回路図である。 本発明に係る車両用電源装置の第４の実施の形態を示す電気回路図である。 車両用電源装置の背景技術を説明するための電気回路図である。
以下、本発明を、図１乃至図５に示された種々の実施の形態に基いて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明に係る車両用電源装置の第１の実施の形態を示し、例えば、比較的小型の油圧ショベルなどの作業機械において、機体システムに２４Ｖ電源が要求され、エンジンシステムに１２Ｖ電源が要求される場合に対応して、図１に示されるように、１２Ｖおよび２４Ｖの電源回路11を採用する。
この電源回路11は、直列に接続された複数のバッテリ12，13の一部であるバッテリ12に接続された低電圧負荷回路14と、上記複数のバッテリ12，13の両端間に接続されこの低電圧負荷回路14より高電圧で動作する高電圧負荷回路15とを有する。
複数のバッテリ12，13から低電圧負荷回路14と高電圧負荷回路15とに低電圧（１２Ｖ）と高電圧（２４Ｖ）とを出力する各回路16，17と、アース18eに接続されたアース回路18の各回路間に、各バッテリ12，13の片減りを防止するイコライザ19が接続されている。このイコライザ19の２４Ｖ入力端子および１２Ｖ出力端子には、ヒューズ19fi，19foが接続されている。
直列に接続された一連のバッテリ12，13のうち、アース18eに接続される低圧側のバッテリ12のマイナス端子（−）とアース18eとを接続するアース回路中に、このアース回路を遮断することで低圧側のバッテリ12を電気的に遮断可能な回路遮断スイッチとしてのディスコネクトスイッチ22が設けられている。
このディスコネクトスイッチ22は、車両をメンテナンスする作業者などにより手動操作されたりメンテナンス用扉の開閉操作に連動して操作される操作部22aを有し、この操作部22aにより、例えばメンテナンス用扉の開き時などに接点を開いてオフにし、扉の閉じ時に接点を閉じてオンにする。
このようなイコライザ19を有する電源回路11の場合、アース回路18に設けられた１つのディスコネクトスイッチ22では、２つのバッテリ12，13の両方を負荷回路14，15から遮断できないため、２つの負荷回路14，15を遮断可能とする必要がある。
そこで、直列に接続された一連のバッテリ12，13のうち、高圧側のバッテリ13のプラス端子（＋）からイコライザ19の内部抵抗を経てこのバッテリ13のマイナス端子（−）に至る回路17−16中に、この回路17−16を遮断することで高圧側のバッテリ13を電気的に遮断可能な回路遮断手段としてのディスコネクトリレー23を設ける。
２４Ｖ用の回路17には、エンジンを始動操作するためのエンジンキースイッチ24をオン操作することによりオン状態となるメインリレー25が接続され、さらに、このメインリレー25に、エンジンキースイッチ24をオンにすることにより起動する高電圧負荷回路15のマシンコントローラ26が、ヒューズ26fを介して接続されている。
上記イコライザ19とバッテリ13との間の回路17−16中に設けられた回路遮断手段としてのディスコネクトリレー23は、このマシンコントローラ26の起動によりオンとなり回路17−16を連通させるまで、この回路17−16を遮断する回路遮断リレーである。
低電圧負荷回路14は、ディスコネクトリレー23をオンにした後のマシンコントローラ26によりオンされるエンジンキーリレー27を備え、このエンジンキーリレー27が、ヒューズ27fを介して、ディスコネクトリレー23に接続され、また、エンジンキーリレー27のオンにより起動されるエンジンコントローラ28を備え、このエンジンコントローラ28に１２Ｖを供給するメインリレー29が、ヒューズ29fを介してディスコネクトリレー23に接続され、さらに、エンジンコントローラ28にグローコントロールユニット31が接続されている。
このグローコントロールユニット31は、ディーゼルエンジンの着火を補助する電気器具としてのグロープラグ32への通電を制御するものであり、エンジンコントローラ28の起動によりグローコントロールユニット31が作動してグロープラグ32への通電が可能となる。このグローコントロールユニット31の入力側には、過電流防止用のグローブレーカ33が接続されている。
また、２４Ｖ用の回路17には、車両のスタータモータ34および発電用のオルタネータ35が並列に接続されている。
さらに、低電圧負荷回路14のメインリレー29には、ヒューズ36f，37fを介して１２Ｖ負荷のエンジン用電気器具36，37が接続され、また、高電圧負荷回路15には、ヒューズ38f，39f，40fを介して２４Ｖ負荷の機体用電気器具38，39，40が接続されている。
次に、図２に基づいて、マシンコントローラ26を用いてエンジン始動操作と連動した制御手順を説明する。
（ステップ１Ｓ）
エンジン始動時にディスコネクトスイッチ22がオンの状態となっていることを前提として、エンジンキースイッチ24をオンにすると、メインリレー25，29がオンとなる。なお、この段階でエンジンコントローラ28は、起動しない。
（ステップ２Ｓ）
メインリレー25のオンにより、マシンコントローラ26が起動する。
（ステップ３Ｓ）
マシンコントローラ26は、起動すると、プログラムされた手順によって、先ずディスコネクトリレー23をオンにする。
（ステップ４Ｓ）
その後で、マシンコントローラ26は、エンジンキーリレー27をオンにする。
（ステップ５Ｓ）
エンジンキーリレー27のオンにより、エンジンコントローラ28が起動する。
（ステップ６Ｓ）
エンジンコントローラ28が起動すると、グローコントロールユニット31が起動して、グロープラグ32への通電制御を開始する。
仮に、ステップ３Ｓのディスコネクトリレー23のオンと、ステップ４Ｓのエンジンキーリレー27のオンの順番を逆にした場合は、ディスコネクトリレー23がオフの状態で、エンジンコントローラ28が起動してグロープラグ32が働くことになるため、すなわち、ディスコネクトスイッチ22がオン、ディスコネクトリレー23がオフの状態で、グロープラグ32が通電可能となるため、イコライザ19の１２Ｖ端子から許容電流（４０Ａ）以上の過電流がグロープラグ32へと流れてヒューズ19foが溶断するおそれが生じる。
一方、上記ステップ３Ｓ，４Ｓの順番で起動させる場合は、ディスコネクトスイッチ22がオンの状態で、エンジンキースイッチ24をオン操作すると、先ずマシンコントローラ26が起動し、このマシンコントローラ26によりディスコネクトリレー23が先にオン状態となり、回路16から１２Ｖを出力可能としてから、低電圧負荷回路14のエンジンキーリレー27をオンにし、エンジンコントローラ28を起動させてグローコントロールユニット31を起動するので、イコライザ19からグロープラグ32への過電流を防止でき、この過電流によりヒューズ19foが溶断するなどのトラブルを防止できる。
次に、図１および図２に示された実施の形態の効果を説明する。
直列に接続された複数のバッテリ12，13に低電圧負荷回路14と高電圧負荷回路15とを接続した電源回路11に、複数のバッテリ12，13の片減りを防止するためのイコライザ19を採用するにあたり、低圧側のバッテリ12のマイナス端子（−）に接続されたアース回路21中のディスコネクトスイッチ22をオフとするとともに、高圧側のバッテリ13のプラス端子（＋）からイコライザ19の内部抵抗を経てこのバッテリ13のマイナス端子（−）に至る回路17−16中に設けられた回路遮断手段としてのディスコネクトリレー23をオフとすることにより回路17−16を遮断するので、メンテナンス作業時などに強制的に電源を遮断できるとともに、イコライザ19とディスコネクトスイッチ22とを組み合わせて用いた場合のイコライザ19の内部抵抗に起因するバッテリ13の片減りの発生を防止できる。
また、上記のようにエンジン始動時は、マシンコントローラ26によりディスコネクトリレー23をエンジンキーリレー27よりも先にオン状態に制御することで、このエンジンキーリレー27によりエンジンコントローラ28を起動させる前にイコライザ19を機能させて、エンジンコントローラ28の起動と連動するグロープラグ32へのイコライザ19からの過電流を防止でき、より小さいサイズのイコライザ適用も可能となる。
さらに、このディスコネクトリレー23のみをディスコネクトスイッチ22に追加するので、部品のサイズ、個数ともに最小限に止めることができ、機体上の機器レイアウトに余裕がない比較的小型クラスの車両にも搭載できるとともに、コストアップを最小限に抑えることができる。
加えて、ディスコネクトリレー23は自動的に作動するので、バッテリ遮断操作としてはディスコネクトスイッチ22のみをオフにするだけで、２つのバッテリ12，13の両方を回路から遮断できるので、操作性が良いとともにディスコネクトスイッチ22以外のバッテリ遮断忘れを防止できる。
次に、図３は、本発明に係る車両用電源装置の第２の実施の形態を示し、図４は、第３の実施の形態を示し、図５は、第４の実施の形態を示す。これらの図３乃至図５において、図１に示されたものと同一のものには同一符号を付して、その説明を省略するとともに、エンジンキースイッチ24、メインリレー25およびエンジンコントローラ28などの表示は省略する。
図３に示された第２の実施の形態は、複数のバッテリ12，13のうち低圧側のバッテリ12のマイナス端子（−）とアース18eとを接続するアース回路18中に設けられたディスコネクトスイッチ22とは別個の回路遮断手段として、高圧側のバッテリ13のプラス端子（＋）からイコライザ19の内部抵抗を経てこのバッテリ13のマイナス端子（−）に至る回路17−16中に、他の回路遮断スイッチとしてのディスコネクトスイッチ41が設けられたものである。
この実施の形態によれば、低圧側のバッテリ12に接続したアース回路21中のディスコネクトスイッチ22をオフとするとともに、高圧側のバッテリ13に接続した回路17−16中のディスコネクトスイッチ41をオフとすることによりこの回路17−16を遮断するので、メンテナンス作業時などに強制的に電源を遮断できるとともに、イコライザ19とディスコネクトスイッチ22とを組み合わせて用いた場合のイコライザ19の内部抵抗に起因するバッテリ13の片減りを防止できる。
次に、図４に示された第３の実施の形態は、一体的にオン・オフ作動する２つの回路遮断接点42a，42bを有するデュアル型回路遮断スイッチとしてのデュアルディスコネクトスイッチ42を備え、このデュアル型回路遮断スイッチ42の一方の回路遮断接点42aは、複数のバッテリ12，13のうち低圧側のバッテリ12のマイナス端子（−）とアース18eとを接続するアース回路21中に設けられたものであり、図１または図３に示されたディスコネクトスイッチ22に対応する。
また、他方の回路遮断接点42bは、高圧側のバッテリ13のプラス端子（＋）からイコライザ19の内部抵抗を経てこのバッテリ13のマイナス端子（−）に至る回路17−16中に設けられたものであり、図１または図３に示された回路遮断手段23，41に対応する。
この実施の形態によれば、デュアルディスコネクトスイッチ42をオフ操作すると、２つの回路遮断接点42a，42bが同時にオフ状態となり、低圧側のバッテリ12のアース回路21を回路遮断接点42aにより遮断するとともに、高圧側のバッテリ13の回路17−16を回路遮断接点42bにより遮断するので、メンテナンス作業時などに強制的に電源を遮断できるとともに、イコライザ19とディスコネクトスイッチとを組み合わせて用いた場合のイコライザ19の内部抵抗に起因するバッテリ13の片減りを防止できる。
さらに、デュアルディスコネクトスイッチ42は、そのオフ操作により２つの回路遮断接点42a，42bを同時にオフ状態にできるので、操作性が良いとともに、片方のバッテリ遮断忘れを防止できる。
次に、図５に示された第４の実施の形態は、回路遮断手段として、低圧側のバッテリ12のマイナス端子（−）とアース18eとを接続するアース回路21中に設けられたディスコネクトスイッチ22とは別個に、高圧側のバッテリ13のプラス端子（＋）からイコライザ19の内部抵抗を経てこのバッテリ13のマイナス端子（−）に至る回路17−16中に、エンジンキースイッチ24のオン操作と連動してオンされる回路遮断リレーとしてのディスコネクトリレー43が設けられたものである。
この実施の形態によれば、低圧側のバッテリ12のアース回路21をディスコネクトスイッチ22により遮断するとともに、高圧側のバッテリ13の回路17−16中に設けられた回路遮断手段としてのディスコネクトリレー43をキーオフ操作と連動してオフとすることにより回路17−16を遮断するので、メンテナンス作業時などに強制的に電源を遮断できるとともに、イコライザ19と回路遮断スイッチ22とを組み合わせて用いた場合のイコライザ19の内部抵抗に起因するバッテリ13の片減りの発生を防止できる。
さらに、エンジンキースイッチ24のオフ操作と連動してディスコネクトリレー43が自動的にオフされので、バッテリ遮断操作としては１つのディスコネクトスイッチ22のみをオフ操作するのみでよいから、操作性が良いとともに、ディスコネクトスイッチ22以外のバッテリ遮断忘れを防止できる。
本発明は、車両用電源装置の製造、販売などに携わる事業者にとって産業上の利用可能性がある。
12，13 バッテリ
14 低電圧負荷回路
15 高電圧負荷回路
19 イコライザ
22 回路遮断スイッチとしてのディスコネクトスイッチ
23 回路遮断手段としての回路遮断リレー（ディスコネクトリレー）
24 エンジンキースイッチ
26 マシンコントローラ
27 エンジンキーリレー
28 エンジンコントローラ
32 電気器具としてのグロープラグ
41 回路遮断手段としての他の回路遮断スイッチ（ディスコネクトスイッチ）
42 デュアル型回路遮断スイッチとしてのデュアルディスコネクトスイッチ
42a，42b 回路遮断接点
43 回路遮断手段としての回路遮断リレー（ディスコネクトリレー）

Claims (5)

  1. 直列に接続された複数のバッテリの一部に接続された低電圧負荷回路と、上記複数のバッテリに接続されこの低電圧負荷回路より高電圧で動作する高電圧負荷回路とを有する車両用電源装置において、
    上記複数のバッテリに接続されてこれらバッテリの片減りを防止するイコライザと、
    直列に接続された一連の上記バッテリとアースとを接続するアース回路中に設けられ、上記バッテリのうちのいずれか一方のバッテリを上記アースに対して電気的に遮断可能な回路遮断スイッチと、
    直列に接続された一連の上記バッテリのうちいずれか他方のバッテリと上記イコライザの内部抵抗とを接続する回路中に設けられ、この他方のバッテリを上記内部抵抗に対して電気的に遮断可能な回路遮断手段と
    を具備したことを特徴とする車両用電源装置。
  2. エンジンを始動操作するためのエンジンキースイッチを備え、
    高電圧負荷回路は、エンジンキースイッチをオンにすることにより起動するマシンコントローラを備え、
    回路遮断手段は、起動したマシンコントローラによりオンにして連通する回路遮断リレーを備え、
    低電圧負荷回路は、
    回路遮断リレーをオンにした状態でマシンコントローラによりオンされるエンジンキーリレーと、
    このエンジンキーリレーのオンにより起動されるエンジンコントローラと、
    このエンジンコントローラの起動により通電可能となる電気器具とを備えた
    ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
  3. 回路遮断手段は、
    回路遮断スイッチとは別個に設けられた他の回路遮断スイッチである
    ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
  4. 一体的にオン・オフ作動する２つの回路遮断接点を有するデュアル型回路遮断スイッチを備え、
    回路遮断スイッチは、このデュアル型回路遮断スイッチの一方の回路遮断接点であり、
    回路遮断手段は、このデュアル型回路遮断スイッチの他方の回路遮断接点である
    ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
  5. エンジンを始動操作するためのエンジンキースイッチを備え、
    回路遮断手段は、
    エンジンキースイッチのオン操作と連動してオンされる回路遮断リレーを備えた
    ことを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6339048B2 (ja) * 2015-06-25 2018-06-06 日本特殊陶業株式会社 制御装置および電力の供給を制御する方法
US10086705B2 (en) * 2016-06-28 2018-10-02 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Multipoint emergency responder safety isolation system
KR102478054B1 (ko) 2017-10-18 2022-12-16 현대자동차주식회사 차량용 배터리 시스템
JP6872474B2 (ja) * 2017-12-15 2021-05-19 日立建機株式会社 建設機械
KR102468832B1 (ko) * 2020-11-26 2022-11-17 현대오토에버 주식회사 페일 세이프 기능을 구비한 차량의 전원 시스템 및 그것의 제어 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3158701A (en) * 1962-07-31 1964-11-24 Gen Electric Multiple circuit breaker assembly
US4045718A (en) * 1975-04-02 1977-08-30 Maremont Corporation Multiple winding multiple voltage alternator electrical supply system
US4492912A (en) * 1983-01-12 1985-01-08 General Motors Corporation Dual voltage motor vehicle electrical system
US4723105A (en) * 1986-10-30 1988-02-02 General Motors Corporation Dual voltage motor vehicle electrical system
US4754730A (en) 1986-12-01 1988-07-05 Marc Campagna Motor vehicle starting system
JP3938250B2 (ja) * 1998-08-10 2007-06-27 マツダ株式会社 車両用電源装置およびその充電方法
DE10057259A1 (de) * 2000-11-18 2002-05-23 Bosch Gmbh Robert Mehrspannungsbordnetz für ein Kraftfahrzeug
JP2002171691A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Denso Corp デュアル電圧対応車両制御装置
US6583602B2 (en) * 2001-05-11 2003-06-24 Denso Corporation Vehicular power supply apparatus and method of controlling the same
US8547065B2 (en) * 2007-12-11 2013-10-01 Antonio Trigiani Battery management system
JP2010093979A (ja) 2008-10-09 2010-04-22 Daimler Ag 車両の電源装置
JP5553385B2 (ja) * 2010-09-02 2014-07-16 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 電源制御装置
SE535351C2 (sv) * 2010-11-01 2012-07-03 Scania Cv Ab Aktiveringsanordning samt aktiveringsmetod för ett dubbelbatterisystem
JP2013135489A (ja) 2011-12-26 2013-07-08 Caterpillar Sarl 建設機械の電源装置
JP6033337B2 (ja) * 2013-01-24 2016-11-30 三菱電機株式会社 蓄電池均等化装置

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