JP6643153B2 - Power supply - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池と変圧回路との間にリレーを備える電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device including a relay between a secondary battery and a transformer circuit.
従来、車両の動力源として電動モータを備えた電気自動車、ハイブリッド車などが知られている。これらの車両には、電動モータに交流電力を供給する電源装置が搭載されている。この電源装置は、例えば、バッテリ(二次電池)と、バッテリの電圧を昇圧するDC−DCコンバータ(変圧回路)と、昇圧後の直流電力を交流電力に変換するインバータと、バッテリとDC−DCコンバータとの間を接続状態/遮断状態に切り替えるリレーと、を備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like having an electric motor as a power source of a vehicle are known. These vehicles are equipped with a power supply device for supplying AC power to the electric motor. This power supply device includes, for example, a battery (secondary battery), a DC-DC converter (transformer circuit) for boosting the voltage of the battery, an inverter for converting the boosted DC power to AC power, a battery and DC-DC. A relay for switching between a connected state and a disconnected state with the converter.
ところで、上述したリレーのオン(接続状態)/オフ(遮断状態)の切り替え時に異音が発生することが知られているが、リレーのオン(接続状態)中にも異音が発生する。特に、このリレーのオン/オフの切り替えはイグニッションスイッチのオン/オフ時に限られるが、リレーのオンはイグニッションスイッチのオンの間維持される。そのため、このリレーのオン中に発生する異音により、車両の運転者などは不快感を受ける虞がある。 By the way, it is known that abnormal noise is generated when the above-mentioned relay is switched on (connected state) / off (disconnected state). However, abnormal noise also occurs while the relay is on (connected state). In particular, the switching of the relay on / off is limited to the time when the ignition switch is turned on / off, but the relay is kept on while the ignition switch is turned on. Therefore, the driver of the vehicle or the like may feel discomfort due to the abnormal noise generated while the relay is on.
リレーの音の対策としては、リレーの周りに吸音材(例えば、綿)などを設ける方法がある。例えば、特許文献1には、リレーの防音性を向上させるために、リレーカバーと外カバーとの間の全域に絶縁材を充填する方法が開示されている。
As a countermeasure against the sound of the relay, there is a method of providing a sound absorbing material (for example, cotton) around the relay. For example,
しかしながら、リレーの音対策として吸音材などの部材を別途に設けると、コストや重量が増加する。ところで、音対策用の部材をリレーを覆うように設けると、熱などでリレーが故障し易くなる。そこで、音対策用の部材をリレーからある程度離れた周囲全域に設けると、大量の音対策用の部材が必要になり、その量に応じてコストや重量が増加してしまう。 However, if a member such as a sound absorbing material is separately provided as a measure against the sound of the relay, cost and weight increase. By the way, if a member for noise suppression is provided so as to cover the relay, the relay is likely to be broken down due to heat or the like. Therefore, if the noise control members are provided in the entire surrounding area at some distance from the relay, a large amount of noise control members are required, and the cost and weight increase according to the amount.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、音対策用の部材を別途に設けずに、接続状態のときにリレーに起因する異音を抑制することが可能な電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and a power supply device capable of suppressing abnormal noise caused by a relay in a connected state without separately providing a member for sound suppression. The purpose is to provide.
本発明に係る電源装置は、二次電池と、変圧回路と、二次電池と変圧回路とを接続状態と遮断状態とに切り替えるリレーと、を備える電源装置であって、リレーは、コイルへの通電/非通電に応じて可動接点が移動することで、接続状態のときには可動接点が固定接点に接触し、遮断状態のときには可動接点が固定接点から離れ、二次電池の放電時に、可動接点に電流が流れると可動接点側から固定接点側への方向の電磁力を発生するように構成されていることを特徴とする。 A power supply device according to the present invention is a power supply device including a secondary battery, a transformer circuit, and a relay for switching the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a disconnected state, wherein the relay is connected to a coil. When the movable contact moves in accordance with energization / de-energization, the movable contact comes into contact with the fixed contact in the connected state, and the movable contact separates from the fixed contact in the cut-off state. When an electric current flows, an electromagnetic force in a direction from the movable contact side to the fixed contact side is generated.
本願の発明者達は、上述した問題点について鋭意検討した結果、接続状態のときには変圧回路で生じるリップル電流によって固定接点に接触している可動接点が振動することで、リレーに起因する振動音(異音)が発生するとの知見を得た。 The inventors of the present application have conducted intensive studies on the above-described problems. As a result, when the connection state is established, the movable contact that is in contact with the fixed contact vibrates due to the ripple current generated in the transformer circuit. (Abnormal noise) was obtained.
そこで、本発明に係る電源装置では、二次電池の放電時に可動接点側から固定接点側への方向の電磁力が発生するように構成しているので、可動接点に変圧回路で発生したリップル電流が流れると、リップル電流によって可動接点側から固定接点側への方向の電磁力が変化(増減)する。したがって、二次電池の放電時には、リップル電流によって電磁力が可動接点を固定接点に押し付ける方向で変化するので、振動音が発生し難い。なお、二次電池の充電時には、放電時に比べて可動接点に流れる電流が小さいので、リップル電流によって発生する振動音が小さい。このように、本発明に係る電源装置によれば、音対策用の部材を別途に設けずに、接続状態のときにリップル電流によってリレーで発生する振動音(異音)を抑制することが可能となる。 Therefore, the power supply device according to the present invention is configured such that an electromagnetic force in a direction from the movable contact side to the fixed contact side is generated when the secondary battery is discharged, so that the ripple current generated in the movable contact by the transformer circuit is generated. Flows, the electromagnetic force in the direction from the movable contact to the fixed contact changes (increases or decreases) due to the ripple current. Therefore, when the secondary battery is discharged, the ripple current causes the electromagnetic force to change in the direction in which the movable contact is pressed against the fixed contact. When charging the secondary battery, the current flowing through the movable contact is smaller than when discharging the secondary battery, so that the vibration noise generated by the ripple current is small. As described above, according to the power supply device of the present invention, it is possible to suppress the vibration noise (abnormal noise) generated in the relay due to the ripple current in the connected state without separately providing a member for noise suppression. Becomes
本発明に係る電源装置では、リレーは、一対の永久磁石を備え、一対の永久磁石は、可動接点を挟んで、一方の永久磁石のN極と他方の永久磁石のS極とが対向するように配置され、一方の永久磁石のN極と他方の永久磁石のS極間で発生する磁界内で可動接点に電流が流れると電磁力を発生することが好ましい。このようにすることで、固定接点の接続先と一対の永久磁石の配置により、二次電池の放電時に電磁力が作用する方向を設定できる。 In the power supply device according to the present invention, the relay includes the pair of permanent magnets, and the pair of permanent magnets is arranged such that the N pole of one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet face each other with the movable contact therebetween. It is preferable to generate an electromagnetic force when a current flows through the movable contact in a magnetic field generated between the N pole of one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet. By doing so, the direction in which the electromagnetic force acts when the secondary battery is discharged can be set by the connection destination of the fixed contact and the arrangement of the pair of permanent magnets.
本発明に係る電源装置では、リレーが二次電池と変圧回路との正極側を接続状態と遮断状態とに切り替える正極側のリレーの場合、二次電池の放電時に可動接点に流れる電流の方向が二次電池から変圧回路に電流を流す方向であり、当該可動接点に流れる電流の方向に応じて電磁力の方向が可動接点側から固定接点側への方向になるように一対の永久磁石が配置される構成とする。このように構成することで、正極側のリレーにおいて、二次電池の放電時に電磁力が可動接点を固定接点に押し付ける方向に作用する。 In the power supply device according to the present invention, when the relay is a positive-side relay that switches the positive side of the secondary battery and the transformer circuit between the connected state and the cutoff state, the direction of the current flowing through the movable contact when the secondary battery is discharged is A pair of permanent magnets are arranged so that a current flows from the secondary battery to the transformer circuit, and the direction of the electromagnetic force is from the movable contact to the fixed contact according to the direction of the current flowing to the movable contact. Configuration. With such a configuration, in the relay on the positive electrode side, the electromagnetic force acts in the direction of pressing the movable contact against the fixed contact when the secondary battery is discharged.
本発明に係る電源装置では、リレーが二次電池と変圧回路との負極側を接続状態と遮断状態とに切り替える負極側のリレーの場合、二次電池の放電時に可動接点に流れる電流の方向が変圧回路から二次電池に電流を流す方向であり、当該可動接点に流れる電流の方向に応じて電磁力の方向が可動接点側から固定接点側への方向になるように一対の永久磁石が配置される構成とする。このように構成することで、負極側のリレーにおいて、二次電池の放電時に電磁力が可動接点を固定接点に押し付ける方向に作用する。 In the power supply device according to the present invention, when the relay is a negative-side relay that switches the negative side of the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a cut-off state, the direction of the current flowing through the movable contact when the secondary battery is discharged is A pair of permanent magnets are arranged so that current flows from the transformer circuit to the secondary battery, and the direction of the electromagnetic force is from the movable contact side to the fixed contact side according to the direction of the current flowing through the movable contact. Configuration. With this configuration, in the negative electrode side relay, the electromagnetic force acts in the direction of pressing the movable contact against the fixed contact when the secondary battery is discharged.
本発明に係る電源装置は、電動モータを動力源として備える車両に搭載され、変圧回路は二次電池の放電時に二次電池の電圧を昇圧する構成としてもよい。この構成の場合、リレーの可動接点に流れる電流が大きい(特に、二次電池の放電時に電動モータを駆動するために充電時よりも流れる電流(最大値)が大きい)ので、リップル電流も大きくなる。本発明に係る電源装置によれば、二次電池の放電時などに可動接点に大きな電流が流れた場合でも、リップル電流によってリレーで発生する振動音を抑制できる。 The power supply device according to the present invention may be mounted on a vehicle having an electric motor as a power source, and the transformer circuit may increase the voltage of the secondary battery when the secondary battery is discharged. In the case of this configuration, the current flowing through the movable contact of the relay is large (particularly, the current (maximum value) that flows when the secondary battery is discharged to drive the electric motor is larger than when the secondary battery is charged), so that the ripple current also becomes large. . ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the power supply device which concerns on this invention, even when a large electric current flows into a movable contact at the time of discharge of a secondary battery, etc., the vibration noise which generate | occur | produces in a relay by ripple current can be suppressed.
本発明によれば、音対策用の部材を別途に設けずに、接続状態のときにリレーに起因する異音を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the abnormal noise resulting from a relay at the time of a connection state, without providing the member for sound measures separately.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts have the same reference characters allotted. In the respective drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図1を参照して、実施形態に係る電源装置1について説明する。図1は、実施形態に係る電源装置1の構成を示すブロック図である。本実施形態では、電動モータを駆動源として備える車両に搭載される電源装置1に適用する。この車両としては、駆動源として電動モータのみを備える電気自動車(EV[Electric Vehicle])でもよいし、駆動源として電動モータとエンジンを備えるハイブリッド車(HEV[Hybrid Electric Vehicle])でもよい。
A
電源装置1は、車両の加速時などに、バッテリ10の直流電力を交流電力に変換して電動モータ2に供給する。また、電源装置1は、車両の減速時に、回生ブレーキによって電動モータ2で発生した交流電力を直流電力に変換してバッテリ10を充電する。電動モータ2は、電動機として機能し、例えば、三相交流タイプの交流同期モータである。また、電動モータ2は、発電機としても機能するモータジェネレータである。
The
電源装置1は、バッテリ10(特許請求の範囲に記載の二次電池に相当)と、DC−DCコンバータ11(特許請求の範囲に記載の変圧回路に相当)と、インバータ12と、リレー13,14と、を備えている。電源装置1は、ECU[Electronic Control Unit]15によって制御される。
The
バッテリ10は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池からなる。バッテリ10は、高電圧バッテリであり、例えば、数100Vのバッテリである。バッテリ10は、例えば、複数個の二次電池が直列に接続されることで所定の電圧になるように構成され、直列に接続された複数個の二次電池がバッテリボックスに格納されている。バッテリ10は、電動モータ2への通電時に放電し、電動モータ2での回生時に充電される。
The
DC−DCコンバータ11は、バッテリ10の直流の電圧を所望の電圧まで昇圧する。また、DC−DCコンバータ11は、インバータ12で変換した高圧の直流電流をバッテリ10に充電可能な電圧まで降圧する。DC−DCコンバータ11は、例えば、リアクトル(パワーインダクタ)、スイッチング素子(例えば、IGBT)などを備えており、スイッチング素子のオン/オフに応じてリアクトルで電気エネルギの蓄積と放出を繰り返すことで電圧を変える。
The DC-
DC−DCコンバータ11では、スイッチング素子によるスイッチングに伴ってリップル電流が生じる。リップル電流の周波数は、スイッチング素子のスイッチング周波数と同じ周波数である。スイッチング周波数は、例えば、数kHz〜10数kHzである。
In the DC-
インバータ12は、DC−DCコンバータ11で昇圧された高圧の直流電流を三相の交流電流に変換し、その交流電流を電動モータ2に供給する。また、インバータ12は、電動モータ2で発電した三相の交流電流を直流電流に変換する。インバータ12は、例えば、電動モータ2の各相に対応して2個のスイッチング素子と2個のダイオードをそれぞれ備えており、各相のスイッチング素子がオン/オフされる。このインバータ12とDC−DCコンバータ11により、例えば、パワーコントロールユニット(PCU)が構成される。
The
リレー13は、正極側のリレーであり、バッテリ10とDC−DCコンバータ11とを接続するための正極側の通電ライン16に設けられている。リレー14は、負極側のリレーであり、バッテリ10とDC−DCコンバータ11とを接続するための負極側の通電ライン17に設けられている。リレー13,14は、例えば、上述したバッテリボックスに格納されている。
The
リレー13,14は、バッテリ10とDC−DCコンバータ11とを接続状態と遮断状態とに切り替える。接続状態のときは、リレー13,14を介してバッテリ10とDC−DCコンバータ11とが電気的に接続される。遮断状態のときは、バッテリ10とDC−DCコンバータ11とが電気的に遮断される。リレー13,14は、イグニッションスイッチ(図示せず)がオンされた後にオン時の所定条件が満たされると接続状態に切り換えられ、イグニッションスイッチがオフされた後にオフ時の所定条件が満たされると遮断状態に切り換えられる。
Relays 13 and 14
リレー13,14は、電磁式のリレーである。図2及び図3も参照して、この電磁式のリレー13,14の構成の一例を説明する。図2は、実施形態に係る電源装置1のリレー13,14(OFF状態)の一例を示す断面図である。リレー13とリレー14は、同様の構成である。図3は、実施形態に係る電源装置1のリレー13,14(ON状態)の一例を示す断面図である。リレー13とリレー14は、同様の構成である。なお、図2及び図3は、固定接点21の中心と固定接点22の中心とを結ぶ線に沿った断面図である。
The
リレー13,14は、コイル20と、一対の固定接点21,22と、可動接点23と、固定鉄心24と、可動鉄心25と、復帰ばね26と、ロッド27と、接圧ばね28と、一対の永久磁石29,30と、を備えている。
The
リレー13の一方の固定接点21には、通電ライン16aの一端が接続されている。通電ライン16aの他端は、バッテリ10の正極端子(プラス端子)に接続されている。リレー13の他方の固定接点22には、通電ライン16bの一端が接続されている。通電ライン16bの他端は、DC−DCコンバータ11に接続されている。通電ライン16は、この通電ライン16aと通電ライン16bからなる。
One fixed
リレー14の一方の固定接点21には、通電ライン17bの一端が接続されている。通電ライン17bの他端は、DC−DCコンバータ11に接続されている。リレー14の他方の固定接点22には、通電ライン17aの一端が接続されている。通電ライン17aの他端は、バッテリ10の負極端子(マイナス端子)に接続されている。通電ライン17は、この通電ライン17aと通電ライン17bからなる。
One fixed
固定接点21と固定接点22とは、所定の間隔をあけて平行に配置されている。固定接点21,22の可動接点23側の一方の端面は、平端面であり、例えば、円形の平端面である。この固定接点21の一方の端面と固定接点22の一方の端面とは、同じ高さ位置に配置されている。
The fixed
可動接点23は、固定接点21,22の一方の端面側に、この一方の端面に対向して配置されている。可動接点23は、固定接点21,22から所定距離離れた位置から固定接点21,22の各端面に接触する位置まで移動可能である。可動接点23は、例えば、平板状である。
The
固定鉄心24と可動鉄心25は、円筒状のコイル20の中心部に配置されている。可動鉄心25は、固定鉄心24の一方の端面側に、この一方の端面に対向して配置されている。復帰ばね26は、固定鉄心24と可動鉄心25との間に配置されている。ロッド27の一端側は、可動鉄心25の中心部に固定されている。ロッド27の他端側は、固定鉄心24の中心部を貫通している。接圧ばね28は、ロッド27のフランジ状の他端部と可動接点23との間に配置されている。
The fixed
一対の永久磁石29,30は、アーク放電の消弧用の永久磁石である。一対の永久磁石29,30は、図4に示すように、固定接点21,22と可動接点23(特に、固定接点21,22と可動接点23との接触箇所)を挟んで、対向して配置されている。特に、一方の永久磁石29のN極と他方の永久磁石30のS極とが、対向している。永久磁石29,30は、例えば、平板状である。
The pair of
コイル20が通電されて励磁すると、磁束が発生し、磁界が生成される。この磁界により、固定鉄心24と可動鉄心25が磁化され、互いに引き合う。これにより、可動鉄心25が固定鉄心24側に移動し、この可動鉄心25の移動に伴ってロッド27が移動する。このロッド27の移動に伴って、可動接点23が固定接点21,22側に移動し、図3に示すように可動接点23が固定接点21の一方の端面及び固定接点22の一方の端面に接触する。これにより、リレー13,14は、接続状態(オン)になり、可動接点23を介して固定接点21と固定接点22とが電気的に接続される。
When the
コイル20への通電が停止されると、コイル20が消磁する。この消磁により、固定鉄心24と可動鉄心25の磁化が解消される。これにより、復帰ばね26によって可動鉄心25が固定鉄心24と逆側(固定鉄心24から離れる側)に移動し、この可動鉄心25の移動に伴ってロッド27が移動する。このロッド27の移動に伴って、可動接点23が固定接点21,22と逆側(固定接点21,22から離れる側)に移動し、図2に示すように可動接点23が固定接点21,22から離れる。これにより、リレー13,14は、遮断状態(オフ)になる。
When the current supply to the
このリレー13,14などを制御するECU15について説明する。ECU15は、演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムなどを記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、その記憶内容が保持されるバックアップRAM及び入出力I/Fなどを有して構成されている。ECU15は、リレー13,14(コイル20)への通電/通電停止、DC−DCコンバータ11のスイッチング素子に対するスイッチング制御、インバータ12のスイッチング素子に対するスイッチング制御などを行う。なお、ECU15は、例えば、モータ制御用のECUでもよいし、ハイブリッド制御用のECUでもよいし、あるいは、複数のECUで構成されてもよい。複数のECUで構成される場合、例えば、バッテリ用のECUでリレー13,14への通電/通電停止を行い、モータ制御用のECUでDC−DCコンバータ11とインバータ12のスイッチング制御を行う。
The
なお、一対の永久磁石29,30間では、一方の永久磁石29のN極から他方の永久磁石30のS極に向かう磁束が発生して、磁界が生成される。この磁界内で、可動接点23に電流が流れると、電磁力が発生する。したがって、リレー13,14では、接続状態のときに、可動接点23に電磁力が作用する。この電磁力が作用する方向は、フレミングの左手の法則により、可動接点23を流れる電流の方向と、可動接点23に対する一対の永久磁石29,30の配置(永久磁石29,30間で発生する磁界の方向)とで決まる。
In addition, between the pair of
上述したように、DC−DCコンバータ11では、リップル電流が生じる。このリップル電流が、直流電流に重畳されて、リレー13,14(可動接点23)に流れる。リップル電流の大きさは周期的に変化するので、可動接点23に流れる電流が周期的に変化し、可動接点23に作用する電磁力が変化(増減)する。この電磁力の変化により、固定接点21,22に接触している可動接点23が振動することで、振動音が発生する。特に、電動モータ2を駆動するために高電圧のバッテリ10を用いた電源装置1ではリレー13,14の可動接点23に流れる直流電流が大きい(特に、放電時に電動モータ2を駆動するために充電時よりも流れる電流(最大値)が大きい)ので、リップル電流も大きくなり、振動音が大きくなってしまう。電源装置1は、この振動音を抑制するための構成を有している。
As described above, in the DC-
この振動音を抑制するための固定接点21,22の接続方法及び永久磁石29,30の配置方法を図4を参照して説明する。図4は、図2及び図3に示すリレー13,14の固定接点21,22、可動接点23及び永久磁石29,30の配置を示す平面図である。図4では、固定接点21,22側から可動接点23側を見た場合の固定接点21,22、可動接点23及び永久磁石29,30の配置を示している。
A method for connecting the fixed
リレー13では、固定接点21が通電ライン16aを介してバッテリ10の正極端子に接続され、固定接点22が通電ライン16bを介してDC−DCコンバータ11に接続されている。一方、リレー14では、固定接点21が通電ライン17bを介してDC−DCコンバータ11に接続され、固定接点22が通電ライン17aを介してバッテリ10の負極端子に接続されている。したがって、リレー13、リレー14共に、可動接点23には、バッテリ10の放電時に固定接点21側から固定接点22側に電流が流れ、充電時に固定接点22側から固定接点21側に電流が流れる。
In the
また、リレー13,14では、一対の永久磁石29,30が可動接点23を挟んだ各位置に可動接点23の長手方向と平行になるように配置されている。特に、一対の永久磁石29,30は、バッテリ10の放電時に可動接点23に固定接点21側から固定接点22側に電流が流れると可動接点23側から固定接点21,22側への方向の電磁力を発生させる方向の磁界を生成するように配置されている。例えば、図4に示すように、固定接点21側を後側、固定接点22を前側と仮定した場合、N極が可動接点23側の永久磁石29が可動接点23の右側であり、S極が可動接点23側の永久磁石30が可動接点23の左側である。
Further, in the
バッテリ10の放電時に、リレー13,14の可動接点23には、直流電流が固定接点21側から固定接点22側に流れる。また、リレー13,14では、永久磁石29のN極から永久磁石30のS極への磁束が発生し、図4に示す矢印Dの方向の磁界が生成されている。この電流の流れる方向と磁界の方向Dの場合、フレミングの左手の法則により、可動接点23側から固定接点21,22側への方向の電磁力が発生する。この電磁力は、可動接点23を固定接点21,22に押し付ける方向に作用する。特に、DC−DCコンバータ11で発生したリップル電流が直流電流に重畳されて可動接点23に流れると、リップル電流の周期的な変化に応じて、可動接点23を固定接点21,22に押し付ける方向に作用する電磁力が変化(増減)する。
When the
ところで、放電時は、電動モータ2を駆動するので、リレー13,14(可動接点23)に流れる直流電流の最大値が充電時よりも大きい。直流電流が大きくなると、リップル電流も大きくなり、このリップル電流の変化に伴う電磁力の変化も大きくなる。上述したように、放電時には可動接点23を固定接点21,22に押し付ける方向に電磁力が作用する。この方向の電磁力がリップル電流によって変化しても、固定接点21,22に接触している可動接点23が電磁力によって固定接点21,22に常に押し付けられる状態であるので、振動音が発生し難い。
By the way, since the
一方、バッテリ10の充電時に、リレー13,14の可動接点23には、直流電流が固定接点22側から固定接点21側に流れる。充電時と同様に、リレー13,14では、図4に示す矢印Dの方向の磁界が生成されている。この電流の流れる方向と磁界の方向Dの場合、フレミングの左手の法則により、固定接点21,22側から可動接点23側への方向の電磁力が発生する。この電磁力は、可動接点23を固定接点21,22から引き離す方向に作用する。特に、DC−DCコンバータ11で発生したリップル電流が直流電流に重畳されて可動接点23を流れると、リップル電流の周期的な変化に応じて、可動接点23を固定接点21,22から引き離す方向に作用する電磁力が変化(増減)する。この方向の電磁力の変化によって、固定接点21,22に接触している可動接点23が固定接点21,22から離れる側に振動するので、振動音が発生し易い。
On the other hand, when the
しかし、充電時は、放電時よりもリレー13,14(可動接点23)に流れる直流電流の最大値が小さいので、リップル電流も小さい。そのため、このリップル電流の変化に伴う電磁力の変化も小さく、振動音の大きさ(音圧)も抑えられる。
However, at the time of charging, the maximum value of the DC current flowing through the
最後に、バッテリ10の放電時と充電時の振動音の大きさの一例を図5を参照して説明する。図5は、放電時と充電時にリレー13,14を流れる電流と振動音の大きさとの関係を示す図であり、(a)が実施形態に係る電源装置1の場合であり、(b)が従来の電源装置の場合である。なお、従来の電源装置は、実施形態に係る電源装置1と比較すると、放電時に固定接点側から可動接点側への方向の電磁力が発生(充電時に可動接点側から固定接点側への方向の電磁力が発生)するように構成されたリレーである点が異なる。
Finally, an example of the magnitude of the vibration sound at the time of discharging and charging of the
図5(a)(b)では、横軸が電流(A)であり、縦軸が振動音の大きさ(dB)である。この図5に示す例では、リレー13,14(可動接点23)に流れる直流電流の最大値は放電時には略200Aであり、充電時には略100Aである。また、リップル電流の振幅は数Aである。図5(a)では、符号DRで示す線で放電時の電流と振動音の大きさの関係の一例を示しており、符号CRで示す線で充電時の電流と振動音の大きさの関係の一例を示している。図5(b)では、符号DR’で示す線で放電時の電流と振動音の大きさの関係の一例を示しており、符号CR’で示す線で充電時の電流と振動音の大きさの関係の一例を示している。
5A and 5B, the horizontal axis is the current (A), and the vertical axis is the magnitude (dB) of the vibration sound. In the example shown in FIG. 5, the maximum value of the DC current flowing through the
図5(a)を参照して、電源装置1の場合について説明する。放電時には、リレー13,14では振動音が発生し難いので、線DRで示すように可動接点23を流れる電流が大きくなるほど振動音が小さくなる。一方、充電時には、リレー13,14では振動音を発生し易いので、線CRで示すように可動接点23を流れる電流が大きくなるほど振動音が大きくなる。しかし、充電時は、放電時よりも可動接点23を流れる電流の最大値が小さいので、振動音が大きくなるのが抑えられる。
The case of the
図5(b)を参照して、比較例として、従来の電源装置の場合について説明する。放電時には、リレーでは振動音を発生し易いので、線DR’で示すように可動接点を流れる電流が大きくなるほど振動音が大きくなる。特に、放電時は、充電時よりも可動接点を流れる電流の最大値が大きいので、振動音が大きくなる。この大きな振動音により、車両内の運転者などが不快感を受ける。一方、充電時には、リレーでは振動音を発生し難いので、線CR’で示すように可動接点を流れる電流が大きくなるほど振動音が小さくなる。 Referring to FIG. 5B, a case of a conventional power supply device will be described as a comparative example. At the time of discharging, a vibration sound is easily generated in the relay. Therefore, as the current flowing through the movable contact increases, the vibration sound increases as indicated by the line DR '. In particular, at the time of discharging, the maximum value of the current flowing through the movable contact is larger than at the time of charging, so that the vibration noise is increased. The driver and the like in the vehicle feel discomfort due to the loud vibration sound. On the other hand, at the time of charging, the relay does not easily generate vibration noise, and therefore, the vibration noise decreases as the current flowing through the movable contact increases, as indicated by the line CR '.
実施形態に係る電源装置1によれば、バッテリ10の放電時に電磁力が可動接点23を固定接点21,22に押し付ける方向に作用するように構成しているので、音対策用の部材を別途に設けずに、接続状態のときにリップル電流によってリレー13,14で発生する振動音(異音)を抑制できる。振動音を抑制するために音対策用の部材を設ける必要がないので、コストや重量が増加しない。
According to the
実施形態に係る電源装置1によれば、固定接点21,22の接続先(可動接点23を流れえる電流の方向)と一対の永久磁石29,30の配置(永久磁石29,30間で発生する磁界の方向)により、バッテリ10の放電時に電磁力が作用する方向を設定できる。
According to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では電動モータ2を駆動源として備える車両に適用したが、二次電池と変圧回路との間にリレーを備える電源装置であれば、車両以外にも適用可能である。
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a vehicle including the
上記実施形態では正極側と負極側の両側にリレー13,14を設ける構成としたが、正極側など一方側にのみリレーを設ける場合にも適用できる。
In the above embodiment, the
1 電源装置
2 電動モータ
10 バッテリ(二次電池)
11 DC−DCコンバータ(変圧回路)
12 インバータ
13,14 リレー
20 コイル
21,22 固定接点
23 可動接点
29,30 永久磁石
11 DC-DC converter (Transformer circuit)
12
Claims (3)
前記リレーは、コイルへの通電/非通電に応じて可動接点が移動することで、前記接続状態のときには前記可動接点が固定接点に接触し、前記遮断状態のときには前記可動接点が前記固定接点から離れ、
前記二次電池の放電時に、前記可動接点に電流が流れると前記可動接点側から前記固定接点側への方向の電磁力を発生するように構成されており、
さらに、前記リレーは、一対の永久磁石を備え、
前記一対の永久磁石は、前記可動接点を挟んで、一方の永久磁石のN極と他方の永久磁石のS極とが対向するように配置され、
前記一方の永久磁石のN極と前記他方の永久磁石のS極間で発生する磁界内で前記可動接点に電流が流れると前記電磁力を発生し、
前記リレーが前記二次電池と前記変圧回路との正極側を接続状態と遮断状態とに切り替える正極側のリレーの場合、前記二次電池の放電時に前記可動接点に流れる電流の方向が前記二次電池から前記変圧回路に電流を流す方向であり、当該可動接点に流れる電流の方向に応じて前記電磁力の方向が前記可動接点側から前記固定接点側への方向になるように前記一対の永久磁石が配置されていることを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising: a secondary battery, a transformer circuit, and a relay that switches the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a disconnected state,
In the relay, the movable contact moves in accordance with energization / de-energization of the coil, so that the movable contact comes into contact with a fixed contact in the connection state, and the movable contact moves from the fixed contact in the cutoff state. Away,
When discharging the secondary battery, it is configured to generate an electromagnetic force in a direction from the movable contact side to the fixed contact side when a current flows through the movable contact ,
Further, the relay includes a pair of permanent magnets,
The pair of permanent magnets are disposed so that the N pole of one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet face each other with the movable contact therebetween.
When a current flows through the movable contact in a magnetic field generated between the N pole of the one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet, the electromagnetic force is generated,
When the relay is a positive-side relay that switches the positive side of the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a disconnected state, the direction of current flowing through the movable contact when the secondary battery is discharged is the secondary direction. A direction in which current flows from the battery to the transformer circuit, and the pair of permanent magnets is arranged such that the direction of the electromagnetic force is in the direction from the movable contact side to the fixed contact side in accordance with the direction of the current flowing through the movable contact. A power supply device, wherein a magnet is arranged .
前記リレーは、コイルへの通電/非通電に応じて可動接点が移動することで、前記接続状態のときには前記可動接点が固定接点に接触し、前記遮断状態のときには前記可動接点が前記固定接点から離れ、
前記二次電池の放電時に、前記可動接点に電流が流れると前記可動接点側から前記固定接点側への方向の電磁力を発生するように構成されており、
さらに、前記リレーは、一対の永久磁石を備え、
前記一対の永久磁石は、前記可動接点を挟んで、一方の永久磁石のN極と他方の永久磁石のS極とが対向するように配置され、
前記一方の永久磁石のN極と前記他方の永久磁石のS極間で発生する磁界内で前記可動接点に電流が流れると前記電磁力を発生し、
前記リレーが前記二次電池と前記変圧回路との負極側を接続状態と遮断状態とに切り替える負極側のリレーの場合、前記二次電池の放電時に前記可動接点に流れる電流の方向が前記変圧回路から前記二次電池に電流を流す方向であり、当該可動接点に流れる電流の方向に応じて前記電磁力の方向が前記可動接点側から前記固定接点側への方向になるように前記一対の永久磁石が配置されていることを特徴とする電源装置。 A power supply device comprising: a secondary battery, a transformer circuit, and a relay that switches the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a disconnected state,
In the relay, the movable contact moves in accordance with energization / de-energization of the coil, so that the movable contact comes into contact with a fixed contact in the connection state, and the movable contact moves from the fixed contact in the cutoff state. Away,
When discharging the secondary battery, it is configured to generate an electromagnetic force in a direction from the movable contact side to the fixed contact side when a current flows through the movable contact ,
Further, the relay includes a pair of permanent magnets,
The pair of permanent magnets are disposed so that the N pole of one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet face each other with the movable contact therebetween.
When a current flows through the movable contact in a magnetic field generated between the N pole of the one permanent magnet and the S pole of the other permanent magnet, the electromagnetic force is generated,
When the relay is a negative-side relay that switches the negative side of the secondary battery and the transformer circuit between a connected state and a disconnected state, the direction of current flowing through the movable contact when the secondary battery is discharged is the direction of the transformer circuit. From the movable contact to the fixed contact side so that the direction of the electromagnetic force is in the direction from the movable contact side to the fixed contact side according to the direction of the current flowing to the movable contact. A power supply device, wherein a magnet is arranged .
前記変圧回路は、前記二次電池の放電時に前記二次電池の電圧を昇圧することを特徴とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。 Installed in vehicles equipped with an electric motor as a power source,
The transformer circuit includes a power supply device according to claim 1 or 2, characterized in that characterized in that boosts the voltage of the secondary battery during discharging of the secondary battery.
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