KR20130034618A

KR20130034618A - 차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량

Info

Publication number: KR20130034618A
Application number: KR1020120107792A
Authority: KR
Inventors: 도모노리 구니미쯔; 쯔요시 와따나베
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-04-05
Also published as: JP5844106B2; CN103072490A; US20130076129A1; US8970062B2; EP2574494A2; CN103072490B; JP2013072817A

Abstract

본 발명은, 주행용 배터리를 섀시 접지로부터 절연하면서, 전지의 전압 신호를 확실하게 차량측에 전송한다.
본 발명의 차량용 전원 장치는, 주행용 배터리(1)의 전지(10)의 전압을 검출하는 제1 계측 회로(2)와, 과충전과 과방전을 검출하는 제2 계측 회로(3)를 구비한다. 전원 장치는 주행용 배터리(1)의 전력을 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)에 공급하는 고압측 전원 회로(4)와, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 절연 회로(5)와, 전장용 배터리(7)의 전력을 절연 회로(5)에 공급하는 저압측 전원 회로(6)를 구비한다. 전원 장치는, 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 제1 계측 회로(2)가, 제1 저압측 전원 회로(6A)에 의해 동작 상태로 되는 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 전압 신호를 출력하고, 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 제2 계측 회로(3)가, 제2 저압측 전원 회로(6B)에 의해 동작 상태로 되는 제2 절연 회로(5B)를 통해서 차량측에 이상 신호를 출력한다.

Description

차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량{POWER SUPPLY FOR A VEHICLE AND A VEHICLE WITH THE SAME}

본 발명은 차량을 주행시키는 주행용 배터리를 구성하는 전지의 전압을 검출하고, 또한 이 전지의 과충전과 과방전을 검출하는 회로를 구비하는 차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량에 관한 것이다.

차량용 전원 장치는, 주행용 배터리를 구성하고 있는 전지의 전압을 검출하고, 전지를 보호하면서 주행용 배터리의 충방전을 컨트롤하고 있다. 이 전원 장치는 출력 전압을 높게 하여 출력을 크게 하기 위해서, 복수의 전지를 직렬로 접속하여 출력 전압을 높게 하고 있다. 이 전원 장치는 각각의 전지의 전압을 검출하고, 각각의 전지의 전압의 불평형, 과충전, 과방전을 검출하면서 충방전을 컨트롤하고 있다. 전지의 전압에 불평형이 발생하면, 특정한 전지가 과충전 또는 과방전되기 쉬워져, 과충전이나 과방전이 전지를 현저하게 열화시키고, 전지의 수명을 현저하게 단축하기 때문이다. 또한, 차량용 전원 장치로서, 전지의 전압을 두 회로로 검출하여, 보다 신뢰성을 향상시킨 장치가 개발되어 있다.

일본 특허 공개 제2008-125236호 공보

전지의 전압을 두 회로로 검출하는 차량용 전원 장치는 하나의 회로가 고장난 상태에서, 다른 회로로 전지의 전압을 검출하여, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 전원 장치는 전지의 전압을 검출하는 회로에, 차량에 탑재되어 있는 12V의 전장용 배터리로부터 전력을 공급해서 동작 상태로 할 수 있지만, 이 회로 구성에 의하면, 주행용 배터리의 접지 라인을 차량의 섀시 접지에 접속할 필요가 있다. 주행용 배터리의 접지 라인이 섀시 접지에 접속되면, 고전압의 주행용 배터리를 섀시 접지로부터 절연할 수 없게 되므로, 감전 방지 등의 안전성을 확보하는 것이 어려워진다.

이 결점은, 주행용 배터리의 전압을 검출하는 회로에 주행용 배터리로부터 전력을 공급하고, 전압을 검출하는 회로의 출력 신호를 절연 회로로 절연하여 차량측에 출력함으로써 해소할 수 있다. 그러나, 이 회로 구성에 의하면, 절연 회로가 고장나면, 전압을 검출하는 회로가 정상적으로 동작해도 전지의 전압 신호를 차량측에 전송할 수 없게 되는 결점이 있다.

본 발명은 이상의 결점을 추가로 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은, 주행용 배터리를 차량의 섀시 접지로부터 절연하여 안전성을 확보하면서, 전지의 전압 신호를 보다 확실하고 안정되게 차량측에 전송할 수 있는 차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 차량용 전원 장치는, 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 주행용 배터리(1)와, 이 주행용 배터리(1)를 구성하는 전지(10)의 전압을 검출하는 제1 계측 회로(2)와, 주행용 배터리(1)를 구성하는 전지(10)의 전압으로부터 과충전과 과방전을 검출하는 제2 계측 회로(3)를 구비하고 있다. 또한, 차량용 전원 장치는, 주행용 배터리(1)가 차량의 섀시 접지(9)로부터 절연됨과 함께, 주행용 배터리(1)의 전력을 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 공급하는 고압측 전원 회로(4)와, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 절연 회로(5)와, 차량에 탑재되는 전장용 배터리(7)를 전원으로 하여, 절연 회로(5)의 전원 라인에 전력을 공급하는 저압측 전원 회로(6)를 구비하고 있다. 절연 회로(5)는, 제1 계측 회로(2)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 제1 절연 회로(5A)와, 제2 계측 회로(3)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 제2 절연 회로(5B)를 구비하고 있다. 또한, 저압측 전원 회로(6)는, 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제1 저압측 전원 회로(6A)와, 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제2 저압측 전원 회로(6B)를 구비하고 있다. 고압측 전원 회로(4)가 주행용 배터리(1)의 전력을 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 공급하고, 제1 저압측 전원 회로(6A)가 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 전력을 공급하고, 제2 저압측 전원 회로(6B)가 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 전력을 공급하고, 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 제1 계측 회로(2)가, 제1 저압측 전원 회로(6A)에 의해 동작 상태로 되는 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 전압 신호를 출력하고, 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 제2 계측 회로(3)가, 제2 저압측 전원 회로(6B)에 의해 동작 상태로 되는 제2 절연 회로(5B)를 통해서 차량측에 전지(10)의 이상 신호를 출력하고 있다.

이상의 전원 장치는, 주행용 배터리를 차량의 섀시 접지로부터 절연하여 안전성을 확보하면서, 전지의 전압 신호나 이상 신호를 보다 확실하게 안정되게 차량측에 전송할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 전지의 전압을 검출하는 제1 계측 회로와, 과충전과 과방전을 검출하는 제2 계측 회로의 전원 라인에, 주행용 배터리의 전력을 변환해서 출력하는 고압측 전원 회로로부터 전력을 공급하고, 주행용 배터리측의 접지 라인을 섀시 접지로부터 절연함과 함께, 섀시 접지로부터 절연하여 출력되는 제1 계측 회로와 제2 계측 회로의 신호를, 절연 회로로 차량측에 출력함과 함께, 제1 계측 회로의 신호를 제1 절연 회로로 절연하여 차량측에 출력하고, 제2 계측 회로의 신호를 제2 절연 회로로 절연하여 차량측에 출력하고, 또한 제1 절연 회로의 전원 라인에는, 전장용 배터리의 전력을 변환해서 출력하는 제1 저압측 전원 회로로부터 전력을 공급하고, 제2 절연 회로의 전원 라인에는, 제2 저압측 전원 회로로부터 전력을 공급해서 동작 상태로 하기 때문이다. 이상의 차량용 전원 장치는, 제1 계측 회로와, 제1 절연 회로와, 제1 저압측 전원 회로가 고장나거나, 혹은 제2 계측 회로와 제2 절연 회로와 제2 저압측 전원 회로 중 어느 하나가 고장나도, 전지의 전압, 또는 전지의 과충전이나 과방전을 확실하게 차량측에 출력하고, 차량측에서는 주행용 배터리를 안전하게 보호하면서 주행용 배터리를 충방전할 수 있다.

본 발명의 차량용 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)의 출력 신호를 연산하는 CPU(8)를 구비하고, 이 CPU(8)에서 연산된 신호를, 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 출력할 수 있다.

이상의 전원 장치는, 제1 계측 회로에서 검출되는 신호를 CPU에서 연산해서 차량측에 출력할 수 있다. 따라서, 제1 계측 회로에서 전지의 전압을 검출하는 회로를 간단하게 하면서, 예를 들어 복수의 전지를 직렬로 접속하고 있는 주행용 배터리의 전지 접속점의 전압을 검출함으로써 각각의 전지의 전압을 검출해서 차량측에 출력할 수 있다.

본 발명의 차량용 전원 장치는, 제1 절연 회로(5A)가, 제1 저압측 전원 회로(6A)로부터 입력되는 전력을 절연하여 CPU(8)에 공급하는 절연형의 DC/DC 컨버터(12)를 구비할 수 있다.

이상의 전원 장치는, 고압측에 설치되어 있는 CPU에, 절연 회로에 내장되어 DC/DC 컨버터로부터 전력을 공급하고, 즉, 전장용 배터리의 전력을 저압측 전원 회로와 절연 회로의 DC/DC 컨버터에 의해 CPU의 동작 전압으로 변환해서 CPU에 공급할 수 있다. 이로 인해, 주행용 배터리로부터 CPU에 전력을 공급할 필요가 없어, 주행용 배터리의 소비 전력을 적게 할 수 있으며, 또한 주행용 배터리의 일부 전지로부터 CPU에 전력을 공급하는 일이 없으므로, 주행용 배터리의 전지의 전압에 불평형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 차량용 전원 장치는, 제1 절연 회로(5A)의 출력 신호를 연산하는 CPU(8)를 구비하고, 저압측 전원 회로(6)가 CPU(8)에 동작 전력을 공급하고, CPU(8)에서 연산된 신호를 차량측에 출력할 수 있다.

이상의 전원 장치는, CPU를 제1 절연 회로의 출력측, 즉 저압측에 설치하고 있으므로, CPU의 접지 라인을 섀시 접지에 접속하고, 또한 CPU에는, 절연 회로의 DC/DC 컨버터를 통하지 않고, 저압측 전원 회로로부터 전력을 공급할 수 있으므로, CPU에 전력을 공급하는 회로를 간단하게 할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 차량은, 전술한 것 중 어느 하나의 전원 장치를 구비하고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전원 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전원 장치의 블록도이다.
도 3은 제1 계측 회로의 일례를 도시하는 회로도이다.
도 4는 제2 계측 회로의 일례를 도시하는 회로도이다.
도 5는 엔진과 모터로 주행하는 하이브리드 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시하는 블록도이다.
도 6은 모터만으로 주행하는 전기 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시하는 블록도이다

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량을 예시하는 것이며, 본 발명은 차량용 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량을 이하의 것으로 특정하지 않는다. 또한, 이 명세서는 특허 청구 범위를 이해하기 쉽도록, 실시예에 개시되는 부재에 대응하는 번호를 「특허청구범위」 및 「과제의 해결 수단」란에 개시되는 부재에 부기하고 있다. 단, 특허청구범위에 개시되는 부재를 실시예의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다.

도 1과 도 2의 블록도에 도시하는 차량용 전원 장치는, 복수의 전지(10)를 접속점(11)에서 접속해서 서로 직렬로 접속하고 있는 주행용 배터리(1)와, 이 주행용 배터리(1)를 구성하고 있는 각각의 전지(10)의 전압을 검출해서 전지(10)의 상태를 검출하는 제1 계측 회로(2)와, 또한 각각의 전지(10)의 전압을 검출하고, 전지(10)의 과충전과 과방전을 검출하는 제2 계측 회로(3)와, 제1 계측 회로(2) 및 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 전력을 공급하는 고압측 전원 회로(4)와, 제1 계측 회로(2)의 출력 신호를 절연하여 차량측에 출력하는 제1 절연 회로(5A)와, 제2 계측 회로(3)의 출력 신호를 절연하여 차량측에 출력하는 제2 절연 회로(5B)와, 차량에 탑재되는 전장용 배터리(7)를 전원으로 하여, 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제1 저압측 전원 회로(6A)와, 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제2 저압측 전원 회로(6B)를 구비하고 있다.

또한, 도 1과 도 2에 있어서, 주행용 배터리(1) 및 전장용 배터리(7)로부터 각각의 회로로의 동작 전력의 공급을 알기 쉽게 하기 위해서, 전력 공급 라인을 굵은 선으로 표시하고 있다.

또한, 도 1과 도 2에 도시하는 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)의 출력을 연산하여 차량측에 출력하는 CPU(8)를 구비하고 있다. 도 1의 전원 장치는 CPU(8)를 고압측인 전원 장치측에 설치하고, CPU(8)의 출력을 제1 절연 회로(5A)로 절연하여 저압측인 차량측에 출력하고 있다. 도 2의 전원 장치는, CPU(8)를 저압측인 차량측에 설치하고 있으므로, 제1 계측 회로(2)의 출력을 제1 절연 회로(5A)로 절연하여 CPU(8)에 출력하고, CPU(8)의 출력을 절연하지 않고 차량측에 출력하고 있다.

도 1에 도시하는 차량용 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)와 CPU(8)를 고압측에 설치하고, 제1 저압측 전원 회로(6A)와 제2 저압측 전원 회로(6B)를 저압측에 설치하고, 제1 절연 회로(5A)와 제2 절연 회로(5B)로 고압측과 저압측을 절연하고, 고압측에서 저압측으로 신호를 전송하고 있다.

도 2에 도시하는 차량용 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)를 고압측에 설치하고, CPU(8)와 제1 저압측 전원 회로(6A)와 제2 저압측 전원 회로(6B)를 저압측에 설치하고 있다.

절연 회로(5)는, 전원 장치측으로부터의 신호를 절연한 상태에서, 차량측에 출력할 수 있도록 구성됨과 함께, 차량측으로부터의 신호를 절연한 상태에서 전원 장치측에 출력하는 쌍방향 통신 수단이다. 출력되는 구체적인 신호로는, 제1 계측 회로(2)나 제2 계측 회로(3), CPU(8)의 검출 신호, 차량측 ECU(13)의 제어 신호 등이 있다. 절연 통신의 구성에 대해서는, 구체적인 회로 구성은 나타내지 않지만, 트랜스 등을 사용한 자기 절연의 통신이나, 포토커플러 등을 사용한 광 절연 통신 등의 다양한 방식이 있고, 어느 쪽 구성을 채용하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시 형태에서는, 중공 코어 트랜스를 사용한 자기 절연의 소자와, 후술하는 DC/DC 컨버터(12)를 구비한 절연 회로를 사용하고 있다. 또한, 제1 절연 회로(5A)와 제2 절연 회로(5B)는, 기본적인 회로 구성이 동일하다.

주행용 배터리(1)에 접속되어 있는 고압측은 접지 라인을 섀시 접지(9)에 접속하지 않고서 섀시 접지(9)로부터 절연하여, 고전압에 의한 감전 등을 방지하고, 저압측은 접지 라인을 차량의 섀시 접지(9)에 접속하고 있다.

고압측에 설치되어 있는 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 전원 라인은, 고압측 전원 회로(4)를 통해서 주행용 배터리(1)로부터 전력을 공급하고 있다. 고압측 전원 회로(4)는, 주행용 배터리(1)의 전압을 강압해서 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 전력을 공급한다. 도 1과 도 2의 전원 장치는, 주행용 배터리(1)를 2조의 전지 블록(1A, 1B)으로 분할하고 있고, 2조의 전지 블록(1A, 1B)을 직렬로 접속하고 있다. 단, 주행용 배터리는, 반드시 2조의 전지 블록으로 분할할 필요는 없고, 1조의 전지 블록으로 구성할 수도, 3조 이상의 전지 블록으로 구성할 수도 있다.

도 1에 도시하는 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 양쪽의 전원 라인에, 1개의 고압측 전원 회로(4)로부터 전력을 공급하고 있다. 도면에 도시하는 전원 장치는, 직렬로 접속된 2조의 전지 블록(1A, 1B)의 플러스측의 출력으로부터 고압측 전원 회로(4)에 전력을 공급하고 있다. 이 구조는, 고압측에 하나의 고압측 전원 회로(4)를 설치하고, 제1 계측 회로(2)와 제2 계측 회로(3)의 양쪽 전원 라인에 전력을 공급하므로, 회로 구성을 간단하게 하면서 저비용으로 할 수 있다.

또한, 도 2의 전원 장치는, 2조의 고압측 전원 회로(4)를 설치하고, 플러스측의 전지 블록(1A)으로부터 한쪽의 고압측 전원 회로(4)에 전력을 공급하고, 마이너스측의 전지 블록(1B)으로부터 다른 쪽의 고압측 전원 회로(4)에 전력을 공급하고 있다. 이 전원 장치는, 한쪽의 고압측 전원 회로(4)로부터 제1 계측 회로(2)의 전원 라인에 전력을 공급하고, 다른 쪽의 고압측 전원 회로(4)로부터 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 전력을 공급하고 있다. 단, 직렬로 접속하고 있는 전지 블록으로부터, 2조의 고압측 전원 회로에 전력을 공급할 수도 있다.

절연 회로(5)의 전원 라인에는, 저압측에 설치하고 있는 저압측 전원 회로(6)로부터 전력이 공급된다. 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인은, 제1 저압측 전원 회로(6A)로부터 전력을 공급하고, 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인은, 제2 저압측 전원 회로(6B)로부터 전력을 공급한다. 제1 저압측 전원 회로(6A)와 제2 저압측 전원 회로(6B)는, 전장용 배터리(7)로부터 공급되는 12V의 직류를, 제1 절연 회로(5A)와 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인의 전압(예를 들어, 5V)으로 변환해서 출력한다.

CPU(8)는, 도 1에 도시한 바와 같이 고압측에 있어서도, 또한 도 2에 도시한 바와 같이 저압측에 있어서도, 전장용 배터리(7)로부터, 즉 저압측에서 전원 라인으로 전력을 공급한다. 도 1의 전원 장치는, 전장용 배터리(7)의 전압(12V)을, 제1 저압측 전원 회로(6A)로 제1 절연 회로(5A)의 전원 전압(5V)으로 변환하고, 또한 제1 절연 회로(5A)에 내장되어 있는 절연형의 DC/DC 컨버터(12)로써, 제1 절연 회로(5A)의 전원 전압(5V)을 절연하여 CPU(8)의 전원 라인에 공급하고 있다. 따라서, 제1 절연 회로(5A)는, 절연형의 DC/DC 컨버터(12)를 내장하고 있어, 절연형의 DC/DC 컨버터(12)로써, 제1 저압측 전원 회로(6A)로부터 입력되는 전력(5V)을 절연하여, CPU(8)의 전원 라인에 출력한다.

또한, 절연 회로(5)(제1 절연 회로(5A) 및 제2 절연 회로(5B))는, DC/DC 컨버터(12)를 설치하지 않는 구성으로 할 수도 있다. 이 구성의 절연 회로(5)는, 저전압측으로부터의 전원 공급 외에, 고전압측으로부터의 전원 공급이 필요해지기 때문에, 전장용 배터리(7)로부터의 전원 공급 외에, 고전압측으로부터 전원 공급하도록 구성된다. 구체적으로는, 전장용 배터리(7)로부터의 전원 공급과는 별도로, 제1 계측 회로(2)나 제2 계측 회로(3)에 공급하고 있는 전원 라인으로부터 제1 절연 회로(5A)에 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 포토커플러를 사용하는 절연 회로에서는, 일반적으로는 절연 회로에 DC/DC 컨버터는 내장되어 있지 않기 때문에, 절연 회로를 구성하는 발광 소자와 수광 소자의 양쪽에 전원을 공급할 필요가 있다. 다시 말해, 절연 회로의 구성에 따라서는, 제1 절연 회로(5A)는 저전압측 전원 회로로부터 전력의 공급을 받는 것과 함께, 또한 고전압측 전원 회로로부터 전력 공급을 받도록 구성할 수도 있다.

도 2의 전원 장치는, CPU(8)를 저압측, 즉 제1 절연 회로(5A)의 출력측에 설치하고 있으므로, 제1 절연 회로(5A)로부터 CPU(8)의 전원 라인에 전력을 공급하고 있다. 이 전원 장치는, 제1 저압측 전원 회로(6A)가 제1 절연 회로(5A)와 CPU(8)의 양쪽 전원 라인에 전력을 공급한다.

주행용 배터리(1)를 구성하는 전지(10)는, 하나의 이차 전지이다. 단, 전지는, 복수의 이차 전지를 직렬로 접속할 수도 있다. 전지(10)를 하나의 이차 전지로 하는 주행용 배터리(1)는, 이차 전지를 리튬 이온 전지 또는 리튬 중합체 전지로 한다. 복수의 이차 전지를 직렬로 접속하고 있는 전지로 하는 주행용 배터리는, 이차 전지를 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지 등으로 한다. 복수의 이차 전지를 직렬로 접속해서 전지로 하는 주행용 배터리는, 예를 들어, 3개 내지 6개의 이차 전지를 직렬로 접속해서 전지로 한다. 단, 주행용 배터리의 전지는, 충전할 수 있는 모든 전지로 할 수 있고, 또한 하나 또는 복수의 이차 전지를 직렬로 접속하는 것으로 할 수 있다.

제1 계측 회로(2)는, 주행용 배터리(1)의 접지 라인에 대한 각각의 접속점(11)의 전압을 검출하고, 각각의 전지(10)의 전압을 검출한다. 제1 계측 회로(2)의 회로도를 도 3에 도시한다. 이 도면에 도시하는 제1 계측 회로(2)는, 2조의 전지 블록(1A, 1B)의 접속점인 중간 기준점(18)에 대한 각각의 전지(10)의 접속점(11)의 전압을 검출하고, 각각의 전지(10)의 전압을 검출한다. 이 제1 계측 회로(2)는 모든 접속점(11)의 전압을 검출하고, 모든 전지(10)의 전압을 검출한다.

도 1 내지 도 3의 전원 장치는, 주행용 배터리(1)를 플러스측의 전지 블록(1A)과 마이너스측의 전지 블록(1B)으로 분할하고, 이것을 직렬로 접속하여, 하나의 제1 계측 회로(2)로 각각의 전지 블록(1A, 1B)을 구성하는 전지(10)의 전압을 검출한다. 이 제1 계측 회로(2)는 도 3에 도시한 바와 같이, 전지(10)의 접속점(11)을 멀티플렉서(22)로 전환하고, 각각의 접속점(11)의 전압을 검출한다. 단, 다수의 전지를 접속해서 이루어지는 주행용 배터리는, 복수의 제1 계측 회로를 설치하고, 다수의 전지를 복수조로 분할해서 전압을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 주행용 배터리를 2조의 전지 블록으로 구성하는 전원 장치는, 2개의 제1 계측 회로를 구비하고, 각각의 제1 계측 회로로 각 전지 블록의 전지의 전압을 검출할 수도 있다.

제1 계측 회로(2)는, 중간 기준점(18)에 대한 접속점(11)의 전압을 검출하고, 검출한 접속점(11)의 전위차로부터 각각의 전지(10)의 전압을 연산한다. 중간 기준점(18)은, 기준 접속 라인(19)을 통해서 제1 계측 회로(2)의 기준 입력 단자(28)에 접속된다. 기준 접속 라인(19)은, 단자나 커넥터를 통해서 일단부를 주행용 배터리(1)의 중간 기준점(18)에, 타단부를 제1 계측 회로(2)의 기준 입력 단자(28)에 접속하고 있는 리드선이다. 이 기준 접속 라인(19)은, 제1 계측 회로(2)의 접지 라인이 된다. 단, 제1 계측 회로(2)의 접지 라인이 되는 기준 접속 라인(19)은, 차량의 섀시 접지(9)에는 접속되지 않는다. 감전을 방지하기 위해서이다.

전지(10)의 접속점(11)은 전압 검출점으로서, 전압 검출 라인(17)을 통해서 제1 계측 회로(2)의 전압 입력 단자(27)에 접속된다. 제1 계측 회로(2)는, 중간 기준점(18)에 대한 접속점(11)의 전압을 검출하고, 각각의 전지(10)의 전압을 연산한다. 제1 계측 회로는 도시하지 않지만, 각각의 전압 검출 라인에 단락 전류 제한 저항을 접속할 수도 있다. 이 단락 전류 제한 저항은, 전압 검출 라인이 단락했을 때에 큰 단락 전류가 흐르는 것을 방지한다. 단락 전류 제한 저항의 전기 저항은 몇십 ㏀으로 크게 하여, 단락 전류를 작게 제한할 수 있다.

도 3의 제1 계측 회로(2)는, 각각의 전지(10)의 접속점(11)의 전압을 분압하는 저항 분압 회로(21)와, 저항 분압 회로(21)로 분압된 전압을 시분할로 전환해서 검출하는 멀티플렉서(22)와, 멀티플렉서(22)의 출력측에 접속되어 있는 전압 검출부(23)와, 전압 검출부(23)의 출력을 디지털 신호로 변환해서 출력하는 A/D 컨버터(24)를 구비하고 있다.

저항 분압 회로(21)는, 두개의 저항기(25)를 직렬로 접속하고, 접속점(11)의 전압을 분압해서 멀티플렉서(22)에 입력한다. 접속점(11)의 최고 전압은, 멀티플렉서(22)의 최고 입력 전압보다도 고전압이 된다. 저항 분압 회로(21)는, 특정한 분압비로 접속점(11)의 전압을 강하한다. 저항 분압 회로(21)의 분압비는, 직렬로 접속하고 있는 저항기(25)의 전기 저항으로 특정된다. 멀티플렉서(22)의 입력과 병렬로 접속되어 있는 병렬 저항(25B)에 비교하여 직렬로 접속되어 있는 직렬 저항(25A)의 전기 저항을 크게 하여, 저항 분압 회로(21)의 분압비를 크게, 즉 멀티플렉서(22)의 입력 전압을 낮게 할 수 있다.

저항 분압 회로(21)는, 바람직하게는 접속점(11)의 전압을 몇 V로 강압해서 멀티플렉서(22)에 입력한다. 저항 분압 회로(21)가 접속점(11)의 전압을 저하시키는 비율은 전기 저항의 비로 특정되어 있으므로, 검출된 전압은 전압 검출부(23), A/D 컨버터(24)를 거쳐, CPU(8)에서 연산되어서, 저항 분압 회로(21)의 분압비를 고려하여, 실제 전압으로 보정된다. 예를 들어, 저항 분압 회로(21)의 분압비가1/50이면, CPU(8)는 검출된 전압을 50배 해서 접속점(11)의 전압으로 한다.

저항 분압 회로(21)는 각각의 접속점(11)에 접속된다. 즉, 모든 접속점(11)의 전압은, 저항 분압 회로(21)에서 강압하여 멀티플렉서(22)에 입력된다. 각각의 접속점(11)에 접속되는 저항 분압 회로(21)는, 멀티플렉서(22)의 입력 전압이 거의 동등해지는 분압비로 설정된다.

멀티플렉서(22)는, 전압 검출부(23)의 입력측에 접속되어서, 복수의 접속점(11)을 전환하고, 각 접속점(11)의 전압을 전압 검출부(23)에 입력한다. 멀티플렉서(22)는 전압을 검출하는 접속점(11)을 전환하고, 순서대로 모든 전지(10)의 접속점(11)의 전압을 전압 검출부(23)에 출력한다. 따라서, 멀티플렉서(22)는, 전압 검출부(23)의 입력측에 접속되어서, 전압 검출부(23)가 검출하는 전지(10)의 접속점(11)을 순서대로 전환한다.

전압 검출부(23)는, 중간 기준점(18)에 대한 전지(10)의 접속점(11)의 전압을 검출하고, 전지(10)의 전압을 검출한다. 중간 기준점(18)은, 직렬로 접속된 복수의 전지(10)의 중간점이며, 중간 기준점(18)의 플러스측과 마이너스측에는, 대략 동등한 개수의 전지(10)를 접속하고 있다. 도면의 전압 검출부(23)는, 차동 증폭기(23A)이다. 차동 증폭기(23A)는 한쪽의 입력 단자인 기준 입력측 단자(23a)를 중간 기준점(18)에, 다른 쪽의 입력 단자인 전압 입력측 단자(23b)를 멀티플렉서(22)를 통해서 전지(10)의 접속점(11)에 접속하고, 중간 기준점(18)에 대한 접속점(11)의 전압을 검출한다. 단, 전압 검출부는 반드시 차동 증폭기로 할 필요는 없다. 중간 접속점을 증폭기의 마이너스측 입력 단자인 기준 입력측 단자에 접속하고, 멀티플렉서를 통해서 전지의 접속점을 증폭기의 플러스측의 입력 단자인 전압 입력측 단자에 접속하여, 중간 접속점에 대한 접속점의 전압을 검출할 수도 있기 때문이다.

전지(10)의 전압은, 전지(10)의 양단부를 접속하고 있는 접속점(11)의 전위차로서 검출된다. 예를 들어, 도 1에 있어서 전지 M2의 전압 E2는, V2-V1로 검출되고, 전지 M3의 전압 E3은, V3-V2로 검출된다. 이상과 같이, 접속점(11)의 전압으로부터 전지(10)의 전압을 검출하는 연산은 CPU(8)에서 처리된다.

도면의 제1 계측 회로(2)는, 멀티플렉서(22)의 출력측에 전압 검출부(23)를 접속하고, 전압 검출부(23)의 출력측에 A/D 컨버터(24)를 접속하고 있다. 이 제1 계측 회로(2)는, 멀티플렉서(22)로 전환해서 전압 검출부(23)에서 접속점(11)의 전압을 순서대로 검출하고, 전압 검출부(23)의 출력을 A/D 컨버터(24)로 디지털 신호로 변환해서 CPU(8)에 입력한다. CPU(8)는, 입력되는 디지털 신호의 전압 신호를 연산하여 전지(10)의 전압을 검출한다.

이상의 제1 계측 회로(2)는, 입력측에 멀티플렉서(22)를 설치하고, 이 멀티플렉서(22)를 통해서 입력측을 전지(10)의 접속점(11)에 순서대로 접속하고, 접속점(11)의 전압을 순서대로 검출한다. 검출되는 전압은 A/D 컨버터(24)로 디지털 신호로 변환해서 출력된다. A/D 컨버터(24)로부터 출력되는 접속점(11)의 전압으로부터 각각의 전지(10)의 전압을 검출한다. 각각의 접속점(11)의 전위차가, 전지(10)의 전압이 되므로, 인접하는 접속점(11)의 전위차로부터 각각의 전지(10)의 전압은 검출된다. 디지털 신호인 접속점(11)의 전압은, 제1 계측 회로(2)에 내장되는 연산 회로(도시하지 않음)로 연산해서 검출할 수도 있지만, 도 1과 도 2의 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)로부터 출력되는 디지털 신호인 접속점(11)의 전압을, 외부에 접속하고 있는 CPU(8)에서 연산하여, 전지(10)의 전압을 연산한다. CPU(8)는 디지털 신호로서 입력되는 접속점(11)의 전압을 연산하여, 각각의 전지(10)의 전압을 연산한다.

이상과 같이, 전지(10)의 접속점(11)의 전위차로부터 각각의 전지(10)의 전압을 검출하는 제1 계측 회로(2)는, 회로 구성을 간단하게 할 수 있다. 단, 제1 계측 회로(2)는, 각각의 전지의 정부의 전극을 입력측에 접속하고, 각각의 전지 전압을 검출할 수도 있다.

도 1의 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)의 출력을 연산하여, 각각의 전지(10)의 전압을 검출하는 CPU(8)를 고압측에 설치하고 있다. 이 CPU(8)는, 제1 계측 회로(2)로부터 입력되는 접속점(11)의 전위차로부터 각각의 전지(10)의 전압을 연산하고, 또한 전지(10)의 전압으로부터 전지(10)의 잔류 용량을 연산해서 출력측에 출력한다.

도 1의 전원 장치는, CPU(8)를 고압측에 설치하고 있으므로, CPU(8)에서 연산된 전지(10)의 전압 신호가 제1 절연 회로(5A)로 절연되어서 차량측에 출력된다. 제1 절연 회로(5A)로부터 출력되는 신호는, 차량측 ECU(13)에 입력된다. 도 2의 전원 장치는, 제1 계측 회로(2)에서 검출되는 접속점의 전위차가 제1 절연 회로(5A)를 통해서 CPU(8)에 전송되고, CPU(8)에 입력되는 신호로부터 전지(10)의 전압이나 잔류 용량을 연산하여, 전지(10)의 전압 신호나 잔류 용량을 나타내는 신호를 차량측에 출력한다. CPU(8)로부터 출력되는 신호는 차량측 ECU(13)에 입력된다.

제2 계측 회로(3)는, 주행용 배터리(1)를 구성하고 있는 전지(10)의 과충전과 과방전을 검출하고, 어느 한쪽의 전지(10)가 과충전이 되거나, 혹은 과방전이 되면, 이것을 나타내는 이상 신호를 차량측에 출력한다. 제2 계측 회로(3)는, 미리 기억하고 있는 최고 전압과 최저 전압에 전지(10)의 전압을 비교하여, 전지(10)의 과충전과 과방전을 판정한다. 제2 계측 회로(3)는, 검출하는 전지(10)의 전압이 최고 전압보다도 높아지면 과충전이라고 판정하고, 최저 전압보다도 낮으면 과방전이라고 판정한다.

제2 계측 회로(3)는, 차동 증폭기와 기준 전압으로 구성되고, 혹은 A/D 컨버터와 연산 회로로 구성된다. 도 4는, 차동 증폭기(31)와 기준 전압(32)으로 구성되는 제2 계측 회로(3)를 도시하고 있다. 이 도면에 도시하는 제2 계측 회로(3)는, 입력측에 설치되어 있는 차동 증폭기로 이루어지는 버퍼 증폭기(33)와, 버퍼 증폭기(33)의 출력을 한쪽의 입력 단자에 접속하고, 다른 쪽의 입력 단자에 기준 전압(32)을 입력하고 있는 2조의 차동 증폭기(31)와, 차동 증폭기(31)의 출력으로부터 전지(10)의 과충전과 과방전을 판정하는 판정 회로(34)를 구비한다. 버퍼 증폭기(33)의 입력측은, 전환 스위치(35)를 통해서 순서대로 각각의 전지(10)의 정부의 전극에 접속된다. 전환 스위치(35)는, 제어 회로(36)로 온/오프 제어되고, 순서대로 전지(10)의 정부의 전극을 버퍼 증폭기(33)에 접속한다. 버퍼 증폭기(33)는, 순서대로 전지(10)의 전압을 차동 증폭기(31)에 출력한다.

2조의 차동 증폭기(31)는, 제1 차동 증폭기(31)로 과충전을, 제2 차동 증폭기(31)로 과방전을 검출한다. 도면에 도시하는 제2 계측 회로(3)는, 과충전을 검출하는 제1 차동 증폭기(31A)의 마이너스측 입력 단자에는, 제1 기준 전압(32A)인 최고 전압(리튬 이온 전지에 있어서는, 예를 들어 4.2V)을 입력하고, 과방전을 검출하는 제2 차동 증폭기(31)의 마이너스측 입력 단자에는, 제1 기준 전압(32B)인 최저 전압(예를 들어 2.5V)을 입력하고 있다. 전지(10)의 전압이 최고 전압보다도 높아지면, 제1 차동 증폭기(31A)는 "High"를 출력하고, 전지(10)의 전압이 최저 전압보다도 낮아지면, 제2 차동 증폭기(31)은 "Low"를 출력한다. 따라서, 판정 회로(34)는, 제1 차동 증폭기(31A)가 "High"를 출력하면 과충전, 제2 차동 증폭기(31)가 "Low"를 출력하면 과방전이라고 판정한다. 이상의 제2 계측 회로(3)는, 마이너스측 입력 단자에 기준 전압(32)을 입력하고 있지만, 플러스측 입력 단자에 기준 전압을 입력해서 과충전과 과방전을 검출할 수도 있다. 단, 플러스측 입력 단자에 기준 전압을 입력하는 제2 계측 회로는, 제1 차동 증폭기가 "Low"를 출력하는 상태에서 과충전이라고 판정하고, 또한 제2 차동 증폭기가 "High"를 출력하는 상태에서 과방전이라고 판정한다.

도 4의 제2 계측 회로(3)는, 2조의 전지 블록(1A, 1B)으로 구성되는 주행용 배터리(1)의 각각의 전지(10)의 과충전과 과방전을, 하나의 제2 계측 회로(3)로 검출하고 있다. 단, 다수의 전지를 접속해서 이루어지는 주행용 배터리는, 복수의 제2 계측 회로를 설치하고, 다수의 전지를 복수조로 분할해서 과충전과 과방전을 검출할 수도 있다. 예를 들어, 주행용 배터리를 2조의 전지 블록으로 구성하는 전원 장치는, 2개의 제2 계측 회로를 구비하고, 각각의 제2 계측 회로로 각 전지 블록을 구성하는 전지의 과충전과 과방전을 검출할 수도 있다.

A/D 컨버터와 연산 회로에서 전지의 과충전과 과방전을 판정하는 제2 계측 회로는, 도시하지 않지만, 연산 회로에 최고 전압과 최저 전압을 기억하고, 기억하고 있는 최고 전압과 최저 전압에 각각의 전지의 전압을 비교하여, 전지의 과충전과 과방전을 판정한다.

이상의 전원 장치는, 이하와 같이 하여, 주행용 배터리(1)를 구성하는 전압을 검출해서 전압 신호를 차량측에 출력하고, 또한 전지(10)의 과충전과 과방전을 검출해서 이상 신호를 차량측에 출력한다.

[각각의 전지(10)의 전압]

제1 계측 회로(2)가, 복수의 전지(10)를 직렬로 접속하고 있는 주행용 배터리(1)의 전지(10)의 접속점(11)의 전압을 검출하고, 검출되는 접속점(11)의 전위차로부터 각각의 전지(10)의 전압을 CPU(8)에서 연산하고, 연산된 전지(10)의 전압이 차량측에 출력된다.

이 상태에 있어서, 고압측 전원 회로(4)가 주행용 배터리(1)의 고전압을 강압해서 제1 계측 회로(2)의 전원 라인에 전력을 공급하고, 제1 계측 회로(2)의 출력 신호를 연산하는 CPU(8)에는, 제1 저압측 전원 회로(6A)와 제1 절연 회로(5A)를 통해서 전원 라인에 전력이 공급된다. 제1 저압측 전원 회로(6A)는, 전장용 배터리(7)의 12V를 5V로 변환하여, 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 공급한다. 제1 절연 회로(5A)는, 입력되는 5V를 절연하여 출력하는 절연형의 DC/DC 컨버터(12)를 내장하고 있고, 이 절연형의 DC/DC 컨버터(12)가 입력되는 5V를 절연하여, 즉 접지 라인을 접속하지 않고서 CPU(8)의 전원 라인에 공급한다. CPU(8)는, 제1 절연 회로(5A)로부터 입력되는 전력에 의해 동작 상태로 되고, 제1 계측 회로(2)로부터 입력되는 신호를 연산하여, 전지(10)의 전압을 연산한다. 연산되는 전지(10)의 전압 신호는, 제1 절연 회로(5A)로 절연되어서 차량측에 출력된다. 제1 절연 회로(5A)는, 제1 저압측 전원 회로(6A)로부터 입력되는 5V로 동작 상태로 되고, CPU(8)로부터 입력되는 전압 신호를 절연하여 차량측에 출력한다.

[각각의 전지(10)의 과충전과 과방전]

제2 계측 회로(3)가, 주행용 배터리(1)의 전지(10)의 전압을 검출하고, 검출되는 전지(10)의 전압을 최고 전압과 최저 전압에 비교하여 전지(10)의 과충전과 과방전을 검출하고, 어느 힌쪽의 전지(10)가 과충전이 되거나, 혹은 과방전이 되면 이상 신호를 차량측에 출력한다.

이 상태에 있어서, 고압측 전원 회로(4)가 주행용 배터리(1)의 고전압을 강압하여 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 전력을 공급한다. 제2 계측 회로(3)에서 검출되는 이상 신호는, 제2 절연 회로(5B)로 절연되어서, 고압측에서 저압측으로 절연하여, 즉 접지 라인을 접속하지 않고서 차량측에 출력된다. 제2 절연 회로(5B)는, 제2 저압측 전원 회로(6B)로부터 전원 라인에 동작 전력이 공급된다. 제2 저압측 전원 회로(6B)는, 전장용 배터리(7)의 12V를, 제2 절연 회로(5B)의 동작 전압의 5V로 변환하여, 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 공급한다.

이상의 전원 장치는, 각각의 전지(10)의 전압을 제1 계측 회로(2)와 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 출력하고, 또한 전지(10)의 과충전이나 과방전을 제2 계측 회로(3)와 제2 절연 회로(5B)를 통해서 차량측에 출력한다. 이때, 전압 신호는, 제1 저압측 전원 회로(6A)에 의해 동작 상태로 되는 제1 절연 회로(5A)를 통하여, 고압측에서 저압측으로 절연하여 차량측에 출력되고, 또한 이상 신호는 제2 저압측 전원 회로(6B)가 동작 상태로 되는 제2 절연 회로(5B)를 통해서 차량측에 출력된다. 이상의 전원 장치는, 전지(10)의 전압 신호와 이상 신호를, 별도로 독립된 회로로 차량측에 전송하므로, 어느 하나의 저압측 전원 회로(6)나 절연 회로(5)가 고장나더라도, 전압 신호와 이상 신호 중 어느 하나를 확실하게 차량측에 전송할 수 있다. 이로 인해, 차량측에서는 전지(10)의 전압 신호로 주행용 배터리(1)를 컨트롤하거나 또는, 과충전이나 과방전으로 주행용 배터리(1)를 제어할 수 있고, 주행용 배터리(1)를 보호하면서, 안전하게 차량을 주행할 수 있다.

이상의 전원 장치는, 차량 탑재용 전원으로 이용할 수 있다. 전원 장치를 탑재하는 차량으로는, 엔진과 모터 양쪽에 의해 주행하는 하이브리드 자동차나 플러그인 하이브리드 자동차, 혹은 모터만으로 주행하는 전기 자동차 등의 전동 차량을 이용할 수 있고, 이들 차량의 전원으로 사용된다.

(하이브리드 자동차용 전원 장치)

도 5는, 엔진과 모터 양쪽에 의해 주행하는 하이브리드 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시한다. 이 도면에 도시하는 전원 장치(90)를 탑재한 차량 HV는, 차량 HV를 주행시키는 엔진(96) 및 주행용 모터(93)와, 모터(93)에 전력을 공급하는 전원 장치(90)와, 전원 장치(90)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 전원 장치(90)는, DC/AC 인버터(95)를 통해서 모터(93)와 발전기(94)에 접속하고 있다. 차량 HV는, 전원 장치(90)의 전지를 충방전하면서 모터(93)와 엔진(96)의 양쪽에 의해 주행한다. 모터(93)는, 엔진 효율이 나쁜 영역, 예를 들어 가속시나 저속 주행시에 구동되어서 차량을 주행시킨다. 모터(93)는, 전원 장치(90)로부터 전력이 공급되어서 구동한다. 발전기(94)는 엔진(96)으로 구동되거나, 혹은 차량에 브레이크를 걸 때의 회생 제동으로 구동되어서, 전원 장치(90)의 전지를 충전한다.

(전기 자동차용 전원 장치)

또한, 도 6은, 모터만으로 주행하는 전기 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시한다. 이 도면에 도시하는 전원 장치(90)를 탑재한 차량 EV는, 차량 EV를 주행시키는 주행용 모터(93)와, 이 모터(93)에 전력을 공급하는 전원 장치(90)와, 이 전원 장치(90)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 전원 장치(90)는, DC/AC 인버터(95)를 통해서 모터(93)와 발전기(94)에 접속하고 있다. 모터(93)는, 전원 장치(90)로부터 전력이 공급되어서 구동한다. 발전기(94)는, 차량EV를 회생 제동할 때의 에너지로 구동되어, 전원 장치(90)의 전지를 충전한다.

본 발명에 따른 차량용 전원 장치는, EV 주행 모드와 HEV 주행 모드를 전환 가능한 플러그인식 하이브리드 전기 자동차나 하이브리드식 전기 자동차, 전기 자동차 등의 차량용 전원 장치로서 적절하게 이용할 수 있다.

1: 주행용 배터리
1A: 전지 블록
1B: 전지 블록
2: 제1 계측 회로
3: 제2 계측 회로
4: 고압측 전원 회로
5: 절연 회로
5A: 제1 절연 회로
5B: 제2 절연 회로
6: 저압측 전원 회로
6A: 제1 저압측 전원 회로
6B: 제2 저압측 전원 회로
7: 전장용 배터리
8: CPU
9: 섀시 접지
10: 전지
11: 접속점
12: DC/DC 컨버터
13: 차량측 ECU
17: 전압 검출 라인
18: 중간 기준점
19: 기준 접속 라인
21: 저항 분압 회로
22: 멀티플렉서
23: 전압 검출부
23A: 차동 증폭기
23a: 기준 입력측 단자
23b: 전압 입력측 단자
24: A/D 컨버터
25: 저항기
25A: 직렬 저항
25B: 병렬 저항
27: 전압 입력 단자
28: 기준 입력 단자
31: 차동 증폭기
31A: 제1 차동 증폭기
31B: 제2 차동 증폭기
32: 기준 전압
32A: 제1 기준 전압
32B: 제2 기준 전압
33: 버퍼 증폭기
34: 판정 회로
35: 전환 스위치
36: 제어 회로
90: 전원 장치
93: 모터
94: 발전기
95: DC/AC 인버터
96: 엔진
EV: 차량
HV: 차량

Claims

차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 주행용 배터리(1)와,
상기 주행용 배터리(1)를 구성하는 전지(10)의 전압을 검출하는 제1 계측 회로(2)와,
상기 주행용 배터리(1)를 구성하는 전지(10)의 전압으로부터 과충전과 과방전을 검출하는 제2 계측 회로(3)를 구비하는 차량용 전원 장치이며,
상기 주행용 배터리(1)가, 차량의 섀시 접지(9)로부터 절연됨과 함께, 상기 주행용 배터리(1)의 전력을 상기 제1 계측 회로(2)와 상기 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 공급하는 고압측 전원 회로(4)와,
상기 제1 계측 회로(2)와 상기 제2 계측 회로(3)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 절연 회로(5)와,
차량에 탑재되는 전장용 배터리(7)를 전원으로 하여, 상기 절연 회로(5)의 전원 라인에 전력을 공급하는 저압측 전원 회로(6)를 구비하고 있고,
상기 절연 회로(5)는, 상기 제1 계측 회로(2)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 제1 절연 회로(5A)와, 상기 제2 계측 회로(3)의 출력을 절연하여 차량측에 출력하는 제2 절연 회로(5B)를 구비하고,
또한, 상기 저압측 전원 회로(6)는, 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제1 저압측 전원 회로(6A)와, 상기 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 전력을 공급하는 제2 저압측 전원 회로(6B)를 구비하고 있고,
상기 고압측 전원 회로(4)가 상기 주행용 배터리(1)의 전력을 상기 제1 계측 회로(2)와 상기 제2 계측 회로(3)의 전원 라인에 공급하고,
상기 제1 저압측 전원 회로(6A)가 제1 절연 회로(5A)의 전원 라인에 전력을 공급하고,
상기 제2 저압측 전원 회로(6B)가 제2 절연 회로(5B)의 전원 라인에 전력을 공급하고,
상기 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 상기 제1 계측 회로(2)가, 제1 저압측 전원 회로(6A)에 의해 동작 상태로 되는 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 전압 신호를 출력하고,
상기 고압측 전원 회로(4)에 의해 동작 상태로 되는 상기 제2 계측 회로(3)가, 제2 저압측 전원 회로(6B)에 의해 동작 상태로 되는 제2 절연 회로(5B)를 통해서 차량측에 전지(10)의 이상 신호를 출력하게 하여 이루어지는, 차량용 전원 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 계측 회로(2)의 출력 신호를 연산하는 CPU(8)를 구비하고, 이 CPU(8)에서 연산된 신호가 제1 절연 회로(5A)를 통해서 차량측에 출력되는, 차량용 전원 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 절연 회로(5A)가, 상기 제1 저압측 전원 회로(6A)로부터 입력되는 전력을 절연하여 상기 CPU(8)에 공급하는 절연형의 DC/DC 컨버터(12)를 구비하는, 차량용 전원 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 절연 회로(5A)의 출력 신호를 연산하는 CPU(8)를 구비함과 함께, 상기 저압측 전원 회로(6)가 CPU(8)에 동작 전력을 공급하고, CPU(8)에서 연산된 신호가 차량측에 출력되는, 차량용 전원 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 전원 장치를 구비하는, 차량.