JP6367805B2 - 車両用電源システム - Google Patents
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Description
本発明の別の態様もまた、車両用電源システムである。このシステムは、鉛蓄電池と、鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、ハイブリッド電源と鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、ハイブリッド電源と鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、二次電池とキャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備える。ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に電源間スイッチを介して接続され、鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、電源間スイッチを介してスタータに接続され、二次電池は、電源内スイッチを介してスタータに接続され、鉛蓄電池は、電源間スイッチと電源内スイッチとを介して、スタータに接続される。
本発明の実施例を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施例1は、アイドリングストップ機能およびエネルギー回生機能を有する車両に搭載される車両用電源システムに関する。アイドリングストップ機能は、車両停止時に自動的にエンジンを停止させ、発進時に自動的にエンジンを再始動させる機能である。エネルギー回生機能は、主に減速する際の車両の運動エネルギーによりオルタネータを作動させ、オルタネータが発電したエネルギーにより車両用電源システム等に電力を供給する機能である。アイドリングストップ機能によって、車両停止時にオルタネータ稼動も停止されるので、燃費が改善される。
次に、本発明の実施例2を説明する。実施例2は、実施例1と同様に、鉛蓄電池、二次電池、EDLCが並列に接続された車両用電源システムに関する。実施例1における車両用電源システムでは、第2スイッチを介して二次電池がスタータに接続されているが、実施例2における車両用電源システムでは、第2スイッチを介さず二次電池がスタータに接続される。第2スイッチを介さないので、二次電池からスタータへ電力を供給する際の損失が小さくなる。以下では、実施例1との差異を中心に説明する。
次に、本発明の実施例3を説明する。実施例3は、これまでと同様に、鉛蓄電池、二次電池、EDLCが並列に接続された車両用電源システムに関する。これまでは、始動時・再始動時失敗後の再始動時、通常時のいずれにおいても、第1スイッチL1がオンにされる。つまり、鉛蓄電池からスタータ、電装品へ至る経路は一種類である。一方、実施例3では、始動時・再始動時失敗後の再始動時に鉛蓄電池からスタータへ電力を供給するためのバイパス経路が別途設けられる。このバイパス経路は、通常時に使用されない。
次に、本発明の実施例4を説明する。実施例4は、これまでと同様に、鉛蓄電池、二池、EDLCが並列に接続された車両用電源システムに関する。また、実施例4は、実施例3と同様に、バイパス経路を備える。実施例3では、二次電池が第2スイッチを介さずにスタータに接続されているのに対して、実施例4では、EDLCが第2スイッチを介さずにスタータに接続されている。これは、実施例1にバイパス経路を追加することに相当する。
Claims (19)
- 鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、
前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備え、
前記ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に前記電源間スイッチを介して接続され、
前記鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、前記電源間スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、スタータに接続され、
前記キャパシタは、前記電源内スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、前記電源間スイッチに接続されることを特徴とする車両用電源システム。 - 鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、
前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備え、
前記ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に前記電源間スイッチを介して接続され、
前記鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、前記電源間スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、前記電源内スイッチを介してスタータに接続され、
前記鉛蓄電池は、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチとを介して、スタータに接続されることを特徴とする車両用電源システム。 - 前記電源制御部は、エンジンが再始動する場合、前記電源間スイッチをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。
- 前記電源制御部は、車両に設置された車両制御部に接続されるとともに、前記車両制御部から、再始動が示された第1信号、あるいは前記ハイブリッド電源による再始動でないことが示された第2信号を入力可能であり、
前記電源制御部は、第1信号を入力した場合、前記電源間スイッチをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせ、
前記電源制御部は、第2信号を入力した場合、前記電源間スイッチをオンさせ、前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。 - 前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、前記電源間スイッチをオンさせることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の車両用電源システム。
- 一端が前記二次電池に接続し、他端がスタータと前記電源間スイッチと前記電源内スイッチに接続する二次電池接続スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。
- 前記電源間スイッチと前記電源内スイッチを回避しながら、前記鉛蓄電池とスタータ並列接続するバイパススイッチをさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。
- 前記電源制御部は、車両に設置された車両制御部に接続されるとともに、前記車両制御部から、再始動が示された第1信号、あるいは前記ハイブリッド電源による再始動でないことが示された第2信号を入力可能であり、
前記電源制御部は、第1信号を入力した場合、前記電源間スイッチと前記バイパススイッチとをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせ、
前記電源制御部は、第2信号を入力した場合、前記バイパススイッチをオンさせ、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項7に記載の車両用電源システム。 - 前記キャパシタが、前記電源内スイッチを介してスタータに接続される場合において、一端が前記二次電池に接続し、他端がスタータと前記電源間スイッチと前記電源内スイッチに接続する二次電池接続スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、第2信号を入力した場合、前記二次電池接続スイッチをオフにさせることを特徴とする請求項8に記載の車両用電源システム。 - 前記二次電池が、前記電源内スイッチを介してスタータに接続される場合において、一端が前記キャパシタに接続し、他端がスタータと前記電源内スイッチと前記バイパススイッチに接続するキャパシタ接続スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、第2信号を入力した場合、前記キャパシタ接続スイッチをオフにさせることを特徴とする請求項8に記載の車両用電源システム。 - 前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、前記バイパススイッチをオンさせるとともに、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項8に記載の車両用電源システム。
- 前記電源内スイッチとは並列に接続されるプリチャージ回路をさらに備え、
前記電源制御部は、前記二次電池と前記キャパシタとの間の並列電流を制限するための電流制限モードにおいて、前記電源内スイッチをオフさせるとともに、前記プリチャージ回路をオンさせ、
前記電源制御部は、電流制限モードより大きい並列電流を流すための大電流モードにおいて、前記電源内スイッチをオンさせるとともに、前記プリチャージ回路をオフまたはオンさせることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。 - 前記電源制御部は、前記二次電池の蓄電電圧と前記キャパシタの蓄電電圧に応じて、電流制限モードあるいは大電流モードを選択することによって、前記二次電池の蓄電エネルギーを前記キャパシタに蓄電させることを特徴とする請求項12に記載の車両用電源システム。
- 前記キャパシタに並列接続される放電スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオフされることによって、前記電源内スイッチをオフさせ、かつ前記放電スイッチをオンさせることによって、前記キャパシタを強制放電させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。 - 前記ハイブリッド電源は、車両の機械的運動エネルギーにより発電するオルタネータに、前記電源間スイッチを介して接続され前記電源制御部は、前記電源間スイッチをオンさせ、前記電源内スイッチをオフすることによって、前記オルタネータによって発電された電力を前記二次電池に蓄電させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源システム。
- 前記電源制御部は、エンジンが再始動する場合、前記電源間スイッチをオフさせることと特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。
- 前記電源制御部は、エンジンが再始動する際に、前記ハイブリッド電源による再始動でない場合、前記鉛蓄電池から優先的にスタータへ電力を供給させ、再始動させることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。
- 前記二次電池は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。
- 前記鉛蓄電池は、前記二次電池より容量が大きいことを特徴とする請求項1に記載の車両用電源システム。
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