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DE102011056270A1 - Power supply unit for vehicle, has starter motor, electrical loads and lithium battery providing power produced by generator or power charged by lead acid battery, and bypass relay switching bypass line between line and isolation conditions - Google Patents

Power supply unit for vehicle, has starter motor, electrical loads and lithium battery providing power produced by generator or power charged by lead acid battery, and bypass relay switching bypass line between line and isolation conditions Download PDF

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Publication number
DE102011056270A1
DE102011056270A1 DE102011056270A DE102011056270A DE102011056270A1 DE 102011056270 A1 DE102011056270 A1 DE 102011056270A1 DE 102011056270 A DE102011056270 A DE 102011056270A DE 102011056270 A DE102011056270 A DE 102011056270A DE 102011056270 A1 DE102011056270 A1 DE 102011056270A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
line
power supply
switch
bypass
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.)
Pending
Application number
DE102011056270A
Other languages
German (de)
Inventor
Atsushi Imai
Shigenori Saito
Hiroshi Tamura
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102011056270A1 publication Critical patent/DE102011056270A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

The unit has MOSFETs (50, 60) electrically opening and breaking a line between battery sides. Supply lines (90-92) connect the battery sides via a switch. A bypass line (93) is connected with the supply lines and bypasses the supply lines. A starter motor (41), electrical loads (42, 43) e.g. air conditioning apparatus, and a lithium battery (30) provides power produced by an alternating current (AC) generator (10) or power charged by a lead acid battery (20). A bypass relay (94) i.e. electromagnetic relay of normally closed type, switches the bypass line between line and isolation conditions.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

(Gebiet der Erfindung)(Field of the Invention)

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsversorgungseinheit und genauer auf eine Leistungsversorgungseinheit, welche mit Sekundärbatterien vorgesehen ist, welche eine Bleibatterie (Blei-Säurebatterie, lead-acid battery) und eine Batterie wie beispielsweise eine Lithiumbatterie aufweisen, welche im Vergleich mit Bleibatterien eine hohe Ausgabe- bzw. Ausgangsdichte oder eine hohe Energiedichte hat.The present invention relates to a power supply unit, and more particularly to a power supply unit provided with secondary batteries having a lead-acid battery and a battery such as a lithium battery which has a high output in comparison with lead-acid batteries or output density or a high energy density.

(Beschreibung der verwandten Technik)(Description of the Related Art)

Im Allgemeinen weisen Fahrzeuge, welche eine interne Verbrennungsmaschine als Antriebskraft haben, eine Bleibatterie zur Leistungsversorgung von verschiedenen Typen von elektrischen Lasten, wie beispielsweise Startmotoren bzw. Anlassermotoren auf. Die Bleibatterie ist verglichen mit Hochleistungssekundärbatterien, welche eine hohe Ausgangs-/Energie-Dichte haben, wie beispielsweise Nickelbatterien oder Lithiumbatterien, eine kostengünstigere Batterie. Die Haltbarkeit der Bleibatterie ist jedoch nicht genügend für häufige Lade-/Entladezyklen. Insbesondere muß sich die Bleibatterie, welche in einem Fahrzeug, welches eine Leerlauf-Stoppfunktion hat, häufig entladen, so dass die Bleibatterie schneller altert als die Hochleistungssekundärbatterien. Darüber hinaus gibt es in einem Fahrzeug, das mit einer Batterie vorgesehen ist, welche die Lichtmaschine mit der Leistung lädt, welche von der regenerativen Energie des Fahrzeugs erzeugt wird, Bedenken, dass die Bleibatterie, welche in dem Fahrzeug angebracht ist, sich häufig entlädt, wodurch sie schneller altert als die Hochleistungssekundärbatterien. Unter Betrachtung der obigen Bedenken, würden die Herstellungskosten des Fahrzeuges signifikant ansteigen, auch wenn die Bleibatterie durch eine Hochleistungsbatterie, wie beispielsweise eine Lithiumbatterie ersetzt wird.Generally, vehicles having an internal combustion engine as a driving force have a lead battery for supplying power to various types of electrical loads, such as starter motors. The lead-acid battery is a lower-cost battery as compared with high-performance secondary batteries having high output / energy density, such as nickel batteries or lithium batteries. However, the durability of the lead acid battery is not enough for frequent charge / discharge cycles. In particular, the lead-acid battery, which is often discharged in a vehicle having an idle-stop function, has to be aged so that the lead-acid battery ages faster than the high-performance secondary batteries. Moreover, in a vehicle provided with a battery that charges the alternator with the power generated by the regenerative energy of the vehicle, there is a concern that the lead-acid battery mounted in the vehicle discharges frequently, whereby it ages faster than the high-performance secondary batteries. Considering the above concerns, the manufacturing cost of the vehicle would increase significantly even if the lead-acid battery is replaced by a high-capacity battery such as a lithium battery.

Gemäß den folgenden Dokumenten: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschriften Nr. 2007-46508 , 2007-131134 , 2008-29058 , 2008-155814 und 2009-126395 , offenbaren diese Dokumente eine Konfiguration bzw. einen Aufbau, in welchem sowohl eine kostengünstige bzw. billig Bleibatterie als auch eine Hochleistungsbatterie, welche eine hohe Standfestigkeit gegen eine häufige Ladung/Entladung hat (Sekundärbatterie), in einem Fahrzeug angebracht, um wechselweise parallel miteinander verbunden zu sein. In dem Aufbau stellt die Hochleistungsbatterie vorzugsweise Leistung der elektrischen Last zur Verrigung und ein Laden (regeneratives Laden) wird zu der Hochleistungsbatterie vorzugsweise während des Leerlauf-Stoppzustandes durchgeführt, wodurch verhindert werden kann, dass die Bleibatterie früh altert. Indessen stellt, was einen Leerlaufzustandsstrom bzw. Leerlaufstrom, welcher für ausgedehnte Stunden zur Verfügung gestellt werden soll, wenn das Fahrzeug parkt oder dergleichen, die Bleibatterie den Leerlaufstrom zur Verfügung. Als ein Ergebnis kann die Hochleistungsbatterie geschrumpft bzw. kleiner gemacht werden, so dass die Herstellungskosten verringert werden können.According to the following documents: Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2007-46508 . 2007-131134 . 2008-29058 . 2008-155814 and 2009-126395 These documents disclose a configuration in which both a low-cost lead acid battery and a high-performance battery having high resistance to frequent charge / discharge (secondary battery) are mounted in a vehicle to be mutually connected in parallel to be. In the construction, the high-capacity battery preferably restricts electric load power, and charging (regenerative charging) to the high-capacity battery is preferably performed during the idling stop state, whereby the lead battery can be prevented from aging early. Meanwhile, what makes an idle-state current to be provided for extended hours when the vehicle is parked or the like, the lead-acid battery provides the no-load current. As a result, the high-performance battery can be shrunk, so that the manufacturing cost can be reduced.

Es sollte festgehalten werden, dass die Leistungsversorgungseinheit gemäß den oben beschriebenen Dokumenten eine DC-DC-Wandlereinheit benötigen, um zwischen beiden Sekundärbatterien angeordnet zu sein. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung jedoch haben eine Leistungsversorgungseinheit entwickelt, welche keinen DC-DC-Wandler zwischen den Batterien benötigt, wodurch eine signifikante Kostenverringerung erreicht wird, und die Erfinder haben die Leistungsversorgungseinheit als Patentanmeldungen bereitgestellt, d. h. die japanischen Patentanmeldungsnummern 2009-156947 , 2009-223947 und 2010-101829 (hierauf wird hierin nachstehend Bezug genommen als JP 2009-156947 , JP 2009-223947 und JP 2010-101829 ) vor der vorliegenden Anmeldung. Während die oben beschriebene Leistungsversorgungseinheit, welche keinen DC-DC-Wandler hat, entwickelt wurde, fanden die Erfinder heraus, dass ein Problem neu in der Leistungsversorgungseinheit auftritt, welches niemals in der herkömmlichen Leistungsversorgungseinheit auftrat.It should be noted that the power supply unit according to the above-described documents needs a DC-DC converter unit to be disposed between both secondary batteries. However, the inventors of the present invention have developed a power supply unit which does not require a DC-DC converter between the batteries, thereby achieving a significant cost reduction, and the inventors have provided the power supply unit as patent applications, ie Japanese Patent Application No. 2009-156947 . 2009-223947 and 2010-101829 (hereinafter referred to as JP 2009-156947 . JP 2009-223947 and JP 2010-101829 ) prior to the present application. While the above-described power supply unit having no DC-DC converter has been developed, the inventors found that a problem occurs newly in the power supply unit that never appeared in the conventional power supply unit.

Die vorliegende Erfindung ist entwickelt, um das Problem in der Leistungsversorgungseinheit, welche keinen DC-DC-Wandler hat, zu lösen. Hierin nachstehend werden grob die Merkmale der obigen Dokumente ( JP 2009-156947 , JP 2009-223947 und JP 2010-101829 ) und die Probleme, welche einer solchen Leistungsversorgungseinheit innewohnend bzw. inhärent sind, beschrieben.The present invention is designed to solve the problem in the power supply unit which does not have a DC-DC converter. Hereinafter, roughly the features of the above documents ( JP 2009-156947 . JP 2009-223947 and JP 2010-101829 ) and the problems inherent in such a power supply unit.

Als Erstes wird eine Zusammenfassung des Dokuments JP 2009-156947 wie folgt beschrieben. Im Allgemeinen kann, wenn Sekundärbatterien verwendet werden, ein Überladungszustand oder ein Überspannungszustand eine frühe Alterung der Batterie verursachen. Demnach werden die Sekundärbatterien vorzugsweise innerhalb eines erlaubten bzw. zulässigen SOC(State of Charge=Ladungszustands-)Bereichs verwendet, welcher nicht der Überladungs-/Überspannungsbereich ist. Es sei festgehalten, dass der SOC einen Ladungszustand repräsentiert, welcher definiert ist als ein Verhältnis einer geladenen Menge bzw. eines geladenen Betrages zu der Menge bzw. dem Betrag der vollständig geladenen Kapazität. Die Leerlaufspannung der Sekundärbatterie variiert abhängig von dem SOC. Auch die Leerlaufspannung der Bleibatterie, wenn sie innerhalb des zulässigen SOC-Bereichs (beispielsweise 12,7 V bis 12,8 V) verwendet wird, und die Leerlaufspannung der Hochleistungsbatterie, wenn sie innerhalb des zulässigen SOC-Bereichs verwendet wird, sind normalerweise unterschiedliche Werte.First, a summary of the document JP 2009-156947 described as follows. In general, when secondary batteries are used, an overcharge state or an overvoltage state may cause early aging of the battery. Accordingly, the secondary batteries are preferably used within an allowable SOC (State of Charge) range, which is not the overcharge / overvoltage range. It should be noted that the SOC represents a state of charge which is defined as a ratio of a charged amount to the amount of the fully charged capacity. The open circuit voltage of the secondary battery varies depending on the SOC. Also, the open circuit voltage of the lead-acid battery when within the allowable SOC range (for example 12.7V to 12.8V), and the open circuit voltage of the high power battery when used within the allowable SOC range are usually different values.

Da beide Batterien parallel miteinander elektrisch verbunden sind, fließt, wenn sich die Batterien entladen, ein Strom von der Batterie, welche die höhere Anschlussspannung Vd (siehe unterhalb die Gleichung 1) hat, in die Batterie, welche die geringere Anschlussspannung Vd hat, so dass ein Überladungszustand, welcher außerhalb des zulässigen SOC-Bereichs ist, auftreten kann. Die Anschlussspannung der Batterien Vd wird als die Gleichung 1 wie folgt ausgedrückt. Vd = Vo – Id × R (Gleichung 1) wobei Id, R und Vo einen Entladestrom, einen internen Widerstand bzw. Innenwiderstand der Batterie, und eine Leerlaufspannung der Batterie repräsentieren.Since both batteries are electrically connected in parallel with each other, when the batteries are discharged, a current flows from the battery having the higher terminal voltage Vd (see below Equation 1) into the battery having the lower terminal voltage Vd an overcharge condition which is outside the allowable SOC range may occur. The terminal voltage of the batteries Vd is expressed as Equation 1 as follows. Vd = Vo-Id × R (Equation 1) where Id, R and Vo represent a discharge current, an internal resistance of the battery, and an open circuit voltage of the battery.

Demzufolge weist die Leistungsversorgungseinheit, welche in den oben beschriebenen Dokumenten 2007-46508 , 2007-131134 , 2008-29058 , 2008-155814 und 2009-126395 offenbart ist, einen DC-DC-Wandler zwischen beiden Batterien auf, um die Anschlussspannung der Batterie zu regulieren, welche eine höhere Anschlussspannung (gewöhnlicherweise die Hochleistungsbatterie) hat, wodurch der Strom, welcher von der Hochleistungsbatterie in die Batterie fließt, welche die geringere Anschlussspannung (gewöhnlicherweise die Bleibatterie) hat, vermieden wird. Als ein Ergebnis vermeidet die Leistungsversorgungseinheit gemäß den oben beschriebenen Dokumenten die Überladung der Bleibatterie.Accordingly, the power supply unit shown in the above-described documents 2,007 to 46,508 . 2007-131134 . 2008-29058 . 2008-155814 and 2009-126395 discloses a DC-DC converter between both batteries to regulate the terminal voltage of the battery having a higher terminal voltage (usually the high-power battery), whereby the current flowing from the high-power battery into the battery causes the lower terminal voltage (usually the lead-acid battery) is avoided. As a result, the power supply unit according to the above-described documents avoids the over-charging of the lead-acid battery.

Da jedoch der DC-DC-Wandler ein teures Produkt ist, kann keine ausreichende Kostenverringerung mit der oben beschriebenen Leistungsversorgungseinheit erreicht werden, in welcher ein DC-DC-Wandler notwendigerweise verwendet wird.However, since the DC-DC converter is an expensive product, a sufficient cost reduction can not be achieved with the above-described power supply unit in which a DC-DC converter is necessarily used.

In der Leistungsversorgungseinheit gemäß dem Dokument JP 2009-156947 sind die Leerlaufspannungen und die internen Widerstände für die Bleibatterie und die Hochleistungsbatterie derart ausgelegt, dass ein Bereich, in welchem der zulässige SOC-Bereich der Bleibatterie und der zulässige SOC-Bereich der Hochleistungsbatterie sind, überlappt sind. Als ein Ergebnis kann der DC-DC-Wandler von der Leistungsversorgungseinheit entfernt werden und der Überladungszustand der Bleibatterie kann vermieden werden, so dass die Kostenverringerung erreicht werden kann.In the power supply unit according to the document JP 2009-156947 For example, the no-load voltages and the internal resistances for the lead-acid battery and the high-power battery are designed such that a range in which the allowable SOC range of the lead-acid battery and the allowable SOC range of the high-power battery are overlapped. As a result, the DC-DC converter can be removed from the power supply unit and the overcharged state of the lead-acid battery can be avoided, so that the cost reduction can be achieved.

Gemäß der Leistungsversorgungseinheit jedoch, welche in der JP 2009-156947 offenbart ist, sind die Bleibatterie (und der Generator) und die Hochleistungsbatterie direkt verbunden ohne den DC-DC-Wandler zu verbinden. Demnach fließt ein Strom von der Hochleistungsbatterie zu dem Startermotor bzw. Anlassermotor, dessen Leistungsquelle die Bleibatterie ist, so dass eine Überentladung der Hochleistungsbatterie auftreten kann.However, according to the power supply unit, which in the JP 2009-156947 is disclosed, the lead-acid battery (and the generator) and the high-power battery are directly connected without connecting the DC-DC converter. Accordingly, a current flows from the high-capacity battery to the starter motor whose starter power source is the lead-acid battery, so that over-discharge of the high-power battery may occur.

Gemäß der Leistungsversorgungseinheit, welche in den Dokumenten JP 2009-223947 und JP 2010-101829 offenbart ist, ist ein Halbleiterschalter zwischen der Bleibatterie (und dem Generator) und der Hochleistungsbatterie angeordnet, und der Halbleiterschalter wird gesteuert, um AUS zu sein, während der Startermotor betrieben wird. Gemäß dieser Konfiguration bzw. diesem Aufbau kann ein Strom, welcher von der Hochleistungsbatterie in den Startermotor fließt vermieden werden, so dass verhindert werden kann, dass die Hochleistungsbatterie überentladen wird.According to the power supply unit, which in the documents JP 2009-223947 and JP 2010-101829 is disclosed, a semiconductor switch is disposed between the lead-acid battery (and the generator) and the high-power battery, and the semiconductor switch is controlled to be OFF while the starter motor is operated. According to this configuration, a current flowing from the high-power battery into the starter motor can be avoided, so that the high-capacity battery can be prevented from being over-discharged.

Gemäß den Leistungsversorgungseinheiten jedoch, welche in der JP 2009-223947 und der JP 2010-101829 offenbart sind kann, im Fall, dass die Steuer- bzw. Regelvorrichtung, welche den Halbleiterschalter steuert, in einem fehlerhaften Zustand ist oder der Halbleiterschalter selbst in einem fehlerhaften Zustand ist, der Halbleiterschalter nicht betätigt werden und die Hochleistungsbatterie kann nicht geladen werden. Dann kann eine elektrische Last, welche durch die Hochleistungsbatterie betrieben bzw. mit Leistung versorgt wird, durch die Hochleistungsbatterie nicht mit Leistung versorgt werden. Weiterhin können der Generator und die Bleibatterie der elektrischen Last keine Leistung zur Verfügung stellen. Als ein Ergebnis tritt das Problem auf, dass die elektrische Last nicht betätigt bzw. betrieben werden kann.However, according to the power supply units, which in the JP 2009-223947 and the JP 2010-101829 in the case that the control device which controls the semiconductor switch is in a defective state or the semiconductor switch itself is in a defective state, the semiconductor switch can not be actuated and the high-power battery can not be charged. Then, an electrical load powered by the high-power battery can not be powered by the high-power battery. Furthermore, the generator and the lead-acid battery can not provide power to the electrical load. As a result, the problem arises that the electric load can not be operated.

Gemäß den herkömmlichen Leistungsversorgungseinheiten, in welchen die Bleibatterie (und der Generator) und die Hochleistungsbatterie über einen DC-DC-Wandler verbunden sind, kann, unter der Annahme, dass der DC-DC-Wandler in einem fehlerhaften Zustand ist, ein Schubbetrieb bzw. Verstärkungsbetrieb (Boost Operation) der Wandlerschaltung nicht getätigt werden. Die Leistungsversorgungsfunktion kann jedoch noch aufrechterhalten werden. Demnach kann eine Leistungsversorgung der elektrischen Last durch den Generator und die Bleibatterie aufrechterhalten werden, so dass das oben beschriebene Problem nicht auftauchen wurde Andererseits tritt gemäß der Leistungsversorgungseinheit, welche in der JP 2009-223947 und der JP 2010-101829 offenbart ist, ein Problem neu auf derart, dass die elektrische Last nicht durch irgendeine Leistungsquelle betrieben werden kann, wenn der Halbleiterschalter aufgrund eines Fehlers nicht betätigt werden kann.According to the conventional power supply units in which the lead-acid battery (and the generator) and the high-power battery are connected via a DC-DC converter, assuming that the DC-DC converter is in a faulted state, a coasting operation or Boost operation of the converter circuit can not be made. However, the power supply function can still be maintained. Accordingly, a power supply of the electric load by the generator and the lead battery can be maintained, so that the above-described problem did not arise. On the other hand, according to the power supply unit disclosed in US Pat JP 2009-223947 and the JP 2010-101829 discloses a problem such that the electrical load can not be operated by any power source when the semiconductor switch can not be operated due to a fault.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung ist vorgesehen, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungsversorgungseinheit vorzusehen, welche eine Ausfallssicherheitsfunktion gegen das Auftreten eines Fehlers aufweist.The present invention is intended to solve the problems described above. The object of the present invention is to provide a power supply unit which has a fail-safe function against the occurrence of a fault.

Als ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungsversorgungseinheit, welche zwei Typen von Batterien hat, vorgesehen. Besonders weist die Leistungsversorgungseinheit Folgendes auf: Eine erste Batterie (20); eine zweite Batterie (30), welche elektrisch parallel mit der ersten Batterie verbunden ist, wobei die Ausgangsdichte oder Energiedichte der zweiten Batterie höher ist als diejenige der ersten Batterie, wobei die erste und zweite Batterie in der Lage sind, mit Leistung, welche durch einen Generator bzw. einen Wechselstromgenerator bzw. eine Lichtmaschine erzeugt wird, geladen zu werden; einen Schalter (50, 60), welcher zwischen der ersten Batterieseite und einer zweiten Batterieseite elektrisch verbunden ist, wobei die erste Batterieseite den Wechselstromgenerator und die erste Batterie elektrisch dazwischen verbunden aufweist, und die zweite Batterieseite die zweite Batterie und eine elektrische Last (43), welche elektrisch dazwischen verbunden ist, aufweist, in welcher der Schalter elektrisch öffnet und die Leitung zwischen der ersten Batterieseite und der zweiten Batterieseite unterbricht; eine Versorgungsleitung (90, 91, 92), welche elektrisch die erste Batterieseite und die zweite Batterieseite über den Schalter verbindet, um die elektrische Last und die zweite Batterie mit der Leistung, welche durch den Wechselstromgenerator erzeugt wird oder der Leistung, welche durch die erste Batterie zur Verfügung gesteht wird, zu versorgen; eine Bypassleitung (93), welche elektrisch mit der Versorgungsleitung verbunden ist, wobei die Bypassleitung die Versorgungsleitung umgeht und die elektrische Last und die zweite Batterie (30) mit der Leistung, welche durch den Wechselstromgenerator erzeugt wird oder der Leistung, welche durch die erste Batterie geladen wird, versorgt; und einen Bypass-Schalter (94), welcher die Bypassleitung zwischen einem Leitungszustand und einem Isolierzustand schaltet.As a first aspect of the present invention, a power supply unit having two types of batteries is provided. Specifically, the power supply unit includes: a first battery ( 20 ); a second battery ( 30 ), which is electrically connected in parallel with the first battery, wherein the output density or energy density of the second battery is higher than that of the first battery, wherein the first and second battery are capable of power, which by a generator or an alternator or an alternator is generated to be charged; a switch ( 50 . 60 ) electrically connected between the first battery side and a second battery side, the first battery side having the alternator and the first battery electrically connected therebetween, and the second battery side having the second battery and an electric load ( 43 ), which is electrically connected therebetween, in which the switch opens electrically and interrupts the line between the first battery side and the second battery side; a supply line ( 90 . 91 . 92 ) electrically connecting the first battery side and the second battery side via the switch to supply the electric load and the second battery with the power generated by the alternator or the power provided by the first battery ; a bypass line ( 93 ), which is electrically connected to the supply line, wherein the bypass line bypasses the supply line and the electrical load and the second battery ( 30 ) with the power generated by the alternator or the power charged by the first battery; and a bypass switch ( 94 ) which switches the bypass line between a conduction state and an isolation state.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird, da die Leistungsversorgungseinheit die Bypassleitung aufweist, welche den Schalter wie beispielsweise den Halbleiterschalter umgeht, um die elektrische Last mit Leistung von dem Wechselstromgenerator oder der ersten Batterie wie beispielsweise Bleibatterie zu versorgen, auch wenn ein Fehler in der Leistungsversorgungseinheit auftritt, in welcher die Leistung der elektrischen Last nicht zur Verfügung gestellt werden kann, die Bypassleitung verwendet, um der elektrischen Last Leistung über die Bypassleitung zur Verfügung zu stellen.According to the first aspect of the invention, since the power supply unit has the bypass line which bypasses the switch such as the semiconductor switch to supply the electric load with power from the alternator or the first battery such as lead battery, even if a fault in the power supply unit occurs, in which the power of the electrical load can not be provided, the bypass line used to provide power to the electrical load via the bypass line.

Weiterhin weist die Bypassleitung den Bypass-Schalter auf, um die Bypassleitung während eines normalen Betriebes, in dem kein Fehler aufgetreten ist, abzusperren. Demnach kann in einem normalen Betrieb der Schalter die Versorgungsleitung steuern, um in einem leitenden Zustand oder einem abgesperrten Zustand zu sein. Als ein Ergebnis kann eine Ausfallsicherheitsfunktion im Falle eines Auftretens eines Fehlers an einem Controller (Steuer- bzw. Regeleinheit), welcher den Schalter steuert oder einem Fehler an dem Schalter selbst auf die Leistungsversorgungseinheit angewandt werden.Furthermore, the bypass line has the bypass switch to shut off the bypass line during a normal operation in which no error has occurred. Thus, in normal operation, the switch may control the supply line to be in a conducting state or a shut-off state. As a result, a fail-safe function can be applied to the power supply unit in case of occurrence of a fault on a controller (control unit) which controls the switch or a fault on the switch itself.

Als ein zweiter Aspekt der Erfindung ist der Bypass-Schalter ein elektromagnetisches Relais vom normalerweise geschlossenen Typ.As a second aspect of the invention, the bypass switch is a normally-closed type electromagnetic relay.

Unter der Annahme, dass das elektromagnetische Relais als der Bypass-Schalter eingesetzt wird, und wenn ein Fehler in einem Controller (einer Steuer- bzw. Regeleinheit) auftritt, welche den Betrieb des elektromagnetischen Relais steuert oder der Fehler gleichzeitig in dem Controller und der Schaltvorrichtung auftritt, aufgrund einer Wasserfüllung der Leistungsversorgungseinheit oder dergleichen, kann, wenn die Bypassleitung nicht leiten kann, die Ausfallssicherheitsfunktion nicht ausgeführt werden.Assuming that the electromagnetic relay is used as the bypass switch, and when a fault occurs in a controller (a control unit) that controls the operation of the electromagnetic relay or the fault simultaneously in the controller and the switching device occurs due to water filling of the power supply unit or the like, if the bypass line can not conduct, the fail-safe function can not be performed.

In Anbetracht der oben beschriebenen Aspekte setzt die vorliegende Erfindung das elektromagnetische Relais vom normalerweise geschlossenen Typ ein, wodurch die Ausfallssicherheitsfunktion durchgeführt werden kann, auch wenn ein Fehler an bzw. im Controller und dem Schalter gleichzeitig auftritt. Als ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Leistungsversorgungseinheit einen zweiten Batterieschalter (70) auf, welcher einen Leitungsweg schaltet, welcher die zweite Batterie und die Versorgungsleitung (91) zwischen Leitung und Absperren verbindet, wobei der zweite Batterieschalter angepasst ist, um den Leistungsweg zu schalten, um abgesperrt zu sein, um die zweite Batterie von der Versorgungsleitung zu isolieren, während die Bypassleitung durch den Bypass-Schalter leitfähig gemacht wurde.In view of the aspects described above, the present invention employs the normally-closed type electromagnetic relay, whereby the fail-safe function can be performed even if a fault occurs simultaneously in the controller and the switch. As a third aspect of the present invention, the power supply unit has a second battery switch ( 70 ) which switches a conduction path connecting the second battery and the supply line ( 91 ) between line and shut-off, wherein the second battery switch is adapted to switch the power path to be shut off to isolate the second battery from the supply line while making the bypass line conductive by the bypass switch.

Während die Bypassleitung leitend ist, um die Ausfallssicherheitsfunktion durchzuführen, fließt, wenn der Leitungsweg zwischen der zweiten Batterie und der Versorgungsleitung leitend verbleibt, ein Strom über die Versorgungsleitung von der Bypassleitung zu der zweiten Batterie, so dass wahrscheinlich eine Überladung der zweiten Batterie auftritt. Da die Bypassleitung ausgelegt ist, um einen kleinen Betrag bzw. eine kleine Menge von Stromfluss zu ermöglichen, welcher für die elektrische Last benötigt wird, wie beispielsweise 10 A, fließt, wenn der Strom zu der zweiten Batterie wie obenstehend beschrieben fließt, ein großer Betrag von Strom bzw. eine große Menge von Strom wie beispielsweise 100 A durch die Bypassleitung. Demgemäß muss die Bypassleitung ausgelegt sein, um eine Möglichkeit zu haben, eine große Strommenge, welche fließt, wie beispielsweise 100 A, handzuhaben.While the bypass line is conducting to perform the fail-safe function, when the conduction path between the second battery and the supply line remains conductive, a current flows via the supply line from the bypass line to the second battery, so that the second battery is likely to overcharge. Since the bypass passage is designed to allow a small amount of current flow required for the electric load, such as 10A, when the current flows to the second battery as described above, a large amount flows of electricity or a large amount of electricity such as 100 A through the Bypass line. Accordingly, the bypass line must be designed to have a possibility of handling a large amount of current flowing such as 100 amps.

In Betracht der oben beschriebenen Aspekte wird in der Leistungsversorgungseinheit gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung der zweite Batterieschalter gesteuert, um den Leitungsweg zwischen der zweiten Batterie und der Versorgungsleitung abzuschalten, während die Bypassleitung leitend gemacht ist. Demnach kann eine Überladung/Überentladung verhindert werden und die Stromkapazität der Bypassleitung kann unter der Annahme einer kleinen Strommenge ausgelegt werden.In consideration of the above-described aspects, in the power supply unit according to the third aspect of the invention, the second battery switch is controlled to cut off the conduction path between the second battery and the supply line while the bypass line is rendered conductive. Thus, overcharge / over-discharge can be prevented and the current capacity of the bypass line can be designed assuming a small amount of current.

Als ein vierter Aspekt der Erfindung ist der zweite Batterieschalter angepasst, um den Leitungsweg zu schalten, um abgesperrt zu sein, wenn der Bypass-Schalter die Bypassleitung schaltet, um von dem isolierenden Zustand in den leitfähigen Zustand zu kommen.As a fourth aspect of the invention, the second battery switch is adapted to switch the conduction path to be shut off when the bypass switch switches the bypass line to go from the insulating state to the conductive state.

Gemäß dem vierten Aspekt kann verhindert werden, dass sowohl die Versorgungsleitung als auch die Bypassleitung gleichzeitig abgesperrt werden. Demnach bzw. demzufolge kann die Leistung der elektrischen Last kontinuierlich zur Verfügung gestellt werden, wodurch jegliche Leistungsunterbrechung zu der elektrischen Last vermieden wird.According to the fourth aspect, it can be prevented that both the supply line and the bypass line are shut off at the same time. Accordingly, the power of the electric load can be continuously provided, thereby avoiding any power interruption to the electric load.

Als einen fünften Aspekt der Erfindung weist die Versorgungsleitung einen Steuereinheitverbindungspunkt (90b) auf, an welchem die Versorgungsleitung zu einer Steuereinheit (80) abgezweigt ist, welche zum Steuern des Schalters verwendet wird, um der Steuereinheit Leistung zur Verfügung zu stellen, und ein Ende der Bypassleitung, welches mit der ersten Batterieseite zu verbinden ist, ist an einem Punkt an der Versorgungsleitung angeordnet, welcher näher zu der ersten Batterieseite ist als zu dem Steuereinheitverbindungspunkt.As a fifth aspect of the invention, the supply line has a control unit connection point ( 90b ) on which the supply line to a control unit ( 80 ), which is used to control the switch to provide power to the control unit, and one end of the bypass line to be connected to the first battery side is disposed at a point on the supply line closer to the first one Battery side is as to the control unit connection point.

Die Versorgungsleitung ist durch eine Mehrzahl von Kabelsträngen bzw. Kabelbäumen konfiguriert und Stecker bzw. Verbinder, welche die Kabelstränge bzw. Kabelbäume verbinden. Es gibt Bedenken, dass ein Fehler an dem Steckerabschnitt bzw. Verbinderabschnitt aufgrund von Kontaktfehlern auftreten kann. Es sollte daher die Anzahl von Verbindern in der Leistungsversorgungseinheit vorzugsweise so weit wie möglich verringert sein. Besonders wird, unter Betrachtung der Ausfallssicherheitsfunktion die Anzahl von Verbindern in einem Abschnitt, wo die Versorgungsleitung nicht durch die Bypassleitung abgezweigt ist bzw. verzweigt ist, verringert. Dies wird bewerkstelligt durch ein Verbinden jeweiliger Enden der Bypassleitung mit der Versorgungsleitung, um voneinander entfernt zu sein. Als ein Ergebnis kann die Leistung der elektrischen Last ohne Verbinder, welcher Fehler haben, wenn die Bypassleitung betrieben wird, zur Verfügung gestellt werden.The supply line is configured by a plurality of cable harnesses and connectors that connect the cable harnesses. There is a concern that an error may occur on the connector portion due to contact errors. Therefore, the number of connectors in the power supply unit should preferably be reduced as much as possible. Particularly, considering the fail-safe function, the number of connectors in a portion where the supply line is not branched by the bypass line is reduced. This is accomplished by connecting respective ends of the bypass line to the supply line to be distant from each other. As a result, the performance of the electrical load without connector, which have errors when the bypass line is operated, can be provided.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Ende der Bypassleitung, welches mit der ersten Batterieseite zu verbinden ist, in Richtung der ersten Batterieseite näher platziert als der Steuereinheitverbindungspunkt. Demnach können jeweilige Enden der Bypassleitung voneinander getrennt sein, um die Versorgungsleitung zu verbinden, wenn die Verbindung, welche in Richtung der zweiten Batterieseite verbunden wird, mit dem Steuereinheitverbindungspunkt verglichen wird.According to the fifth aspect of the invention, an end of the bypass passage to be connected to the first battery side is placed closer to the first battery side than the control unit connection point. Accordingly, respective ends of the bypass passage may be separated from each other to connect the supply line when the connection which is connected toward the second battery side is compared with the control unit connection point.

Als ein sechster Aspekt der Erfindung weist die Versorgungsleitung einen zweiten Batterieverbindungspunkt (70a) auf, an welchem die Versorgungsleitung zu der zweiten Batterie abgezweigt ist, um der zweiten Batterie Leistung zur Verfügung zu stellen, und ein Ende der Bypassleitung, welches mit der zweiten Batterieseite zu verbinden ist, ist an einem Punkt der Versorgungsleitung angeordnet, welcher näher zu der zweiten Batterieseite ist als zu dem zweiten Batterieverbindungspunkt.As a sixth aspect of the invention, the supply line has a second battery connection point ( 70a ) to which the supply line is branched to the second battery to provide power to the second battery, and one end of the bypass line to be connected to the second battery side is disposed at a point of the supply line closer to the second battery side is to the second battery connection point.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Ende der Bypassleitung das mit der zweiten Batterieseite zu verbinden ist, in Richtung der zweiten Batterieseite näher platziert als zu dem zweiten Batterieverbindungspunkt. Demnach kann der Abstand zwischen jeweiligen Enden der Bypassleitung länger (voneinander entfernt) sein, um die Versorgungsleitung zu verbinden, wenn die Verbindung, welche in Richtung der ersten Batterieseite verbunden ist und dann der zweite Batterieverbindungspunkt verglichen wird.According to the sixth aspect of the invention, one end of the bypass pipe to be connected to the second battery side is placed closer to the second battery side than to the second battery connection point. Thus, the distance between respective ends of the bypass line may be longer (apart) to connect the supply line when the connection which is connected in the direction of the first battery side and then the second battery connection point is compared.

Als ein siebter Aspekt der Erfindung weist die Leistungsversorgungseinheit weiterhin Folgendes auf: Eine Platine bzw. Leiterplatte (95), welche den Schalter und den Bypass-Schalter darauf angebracht hat, wobei ein Teil der Versorgungsleitung und der Bypassleitung elektrisch mit der Leiterplatte verbunden sind, und ein Gehäuse (30k), welches die Leiterplatte darin aufnimmt. Der Teil der Versorgungsleitung ist durch einen Kabelstrang bzw. Kabelbaum konfiguriert, welcher einen Gehäuseanschluss (T1, T2), welcher an dem Gehäuse angeordnet ist, elektrisch mit dem Leiterplattenanschluss (95t), welcher an der Leiterplatte angeordnet ist, verbindet, wobei entweder ein Ende der Bypassleitung, welches mit der ersten Batterieseite verbunden ist, oder das andere Ende der Bypassleitung, welches mit der zweiten Batterieseite verbunden ist, elektrisch mit dem Leiterplattenanschluss verbunden ist.As a seventh aspect of the invention, the power supply unit further comprises: a board ( 95 ), which has the switch and the bypass switch mounted thereon, wherein a part of the supply line and the bypass line are electrically connected to the circuit board, and a housing ( 30k ), which receives the circuit board therein. The part of the supply line is configured by a wire harness which electrically connects a housing terminal (T1, T2), which is arranged on the housing, to the printed circuit board terminal (FIG. 95t ), which is disposed on the circuit board connects, wherein either one end of the bypass line, which is connected to the first battery side, or the other end of the bypass line, which is connected to the second battery side, is electrically connected to the circuit board connection.

Zum Anbringen von Komponenten an der Leiterplatte ist es zu bevorzugen, dass die Schalter und der Bypass-Schalter auf derselben Leiterplatte angeordnet bzw. angebracht sind, so dass die Anzahl von Leiterplatten verringert werden kann, und die Leiterplatten werden in dem Gehäuse aufgenommen. In dieser Hinsicht sind Anschlüsse (Gehäuseanschlüsse), welche die Versorgungsleitungen verbinden, in dem Gehäuse angeordnet, und Anschlüsse (Leiterplattenanschlüsse), welche in den Leiterplatten angeordnet sind, und die Gehäuseanschlüsse sind notwendigerweise durch Kabelstränge bzw. Kabelbäume verbunden.For attaching components to the circuit board, it is preferable that the switches and the bypass switch are mounted on the same circuit board, so that the number of Printed circuit boards can be reduced, and the circuit boards are accommodated in the housing. In this regard, terminals (housing terminals) connecting the supply lines are disposed in the housing, and terminals (board terminals) disposed in the circuit boards and the housing terminals are necessarily connected by harnesses.

In der vorliegenden Erfindung können, da die oben beschriebene Konfiguration, in welcher die Bypass-Anschlüsse mit den Anschlüssen verbunden sind, eingesetzt wird, die jeweiligen Enden der Bypassleitung voneinander so weit wie möglich entfernt platziert werden, wenn die Bypassleitung mit der Leiterplatte verbunden wird.In the present invention, since the above-described configuration in which the bypass terminals are connected to the terminals is employed, the respective ends of the bypass line can be placed away from each other as far as possible when the bypass line is connected to the circuit board.

Als einen achten Aspekt der Erfindung weist die Leistungsversorgungseinheit eine Mehrzahl von Schaltern auf, welche in Serie verbunden sind, um es zu ermöglichen, dass die Stromrichtungen von parasitären Dioden, welche in den Schaltern inhärent sind, gegenüber zueinander sind.As an eighth aspect of the invention, the power supply unit has a plurality of switches connected in series to allow the current directions of parasitic diodes inherent in the switches to be opposite to each other.

Unter der Annahme, dass nur ein Schalter in einer Leistungsversorgungseinheit verwendet wird, treten die folgenden Probleme auf. Im Allgemeinen weisen Halbleiterschalter wie beispielsweise MOSFET inhärente parasitäre Dioden in ihrer Struktur bzw. ihrem Aufbau auf. Dann fließt, auch wenn der Halbleiterschalter abgeschaltet ist, wenn eine Spannungsdifferenz, welche die Sperrspannung der parasitären Diode überschreitet, in dem Halbleiterschalter erzeugt wird, ein Strom durch die parasitäre Diode. Demnach gibt es Probleme, dass eine Überladung oder Überentladung der Sekundärbatterie auftreten kann.Assuming that only one switch is used in a power supply unit, the following problems arise. In general, semiconductor switches such as MOSFETs have inherent parasitic diodes in their structure. Then, even when the semiconductor switch is turned off, when a voltage difference exceeding the reverse voltage of the parasitic diode is generated in the semiconductor switch, a current flows through the parasitic diode. Accordingly, there are problems that overcharge or over-discharge of the secondary battery may occur.

In dieser Hinsicht sind gemäß dem achten Aspekt der Erfindung die Mehrzahl von Schaltern in Serie verbunden, um es zu ermöglichen, dass die Stromrichtungen der parasitären Dioden in den Schaltern einander gegenüberliegend sind. Demnach kann durch ein Steuern beider Schalter, um abgeschaltet zu sein, eine Leitung zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie zuverlässig abgeschaltet werden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen.In this regard, according to the eighth aspect of the invention, the plurality of switches are connected in series to allow the current directions of the parasitic diodes in the switches to be opposed to each other. Thus, by controlling both switches to be off, a line between the first battery and the second battery can be reliably turned off to solve the above-described problems.

Nichtsdestoweniger kann unter Berücksichtigung dessen, dass nur ein Schalter für die Leistungsversorgungseinheit verwendet wird, ungeachtet eines Fehlers, welcher die Lebensdauer des Schalters beendet, die parasitäre Diode ermöglichen, dass der Strom von der ersten Batterie über die parasitäre Diode in die elektrische Last fließt, wobei die Ausfallssicherheitsfunktion vorgesehen werden kann. Es kann jedoch eine Überladung oder eine Überentladung der zweiten Batterie passieren.Nevertheless, taking into account that only one switch is used for the power supply unit, regardless of a fault that terminates the life of the switch, the parasitic diode allows the current to flow from the first battery to the electrical load via the parasitic diode the fail-safe function can be provided. However, overcharging or overdischarging the second battery may happen.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung wird eine Überladung oder eine Überentladung der Sekundärbatterie durch Verwenden der Mehrzahl von Schaltern verhindert und auch ein Problem gelöst, welches durch die Verwendung der Mehrzahl von Schaltern verursacht ist, wo die elektrische Last durch die Bypassleitungen zusammen mit dem Bypass-Schalter, welcher in der Leistungsversorgungseinheit eingeschlossen ist, nicht mit Leistung versorgt werden kann, wenn ein Fehler auftritt.According to the eighth aspect of the invention, overcharge or over-discharge of the secondary battery is prevented by using the plurality of switches, and also solves a problem caused by the use of the plurality of switches where the electrical load through the bypass lines together with the bypass line Switch, which is included in the power supply unit, can not be powered when an error occurs.

Als ein neunter Aspekt der Erfindung ist die Leistungsversorgungseinheit an einem Fahrzeug angebracht. Die Leistungsversorgungseinheit weist ein gemeinsames Gehäuse (30k), welches die zweite Batterie aufnimmt, den Schalter und die Steuereinheit, welche den Schalter steuert, und einen Batteriepack (30p), welcher einen Verbinder hat, welcher elektrisch den Wechselstromgenerator, die erste Batterie und die elektrische Last mit dem Batteriepack verbindet, auf. Der Batteriepack ist außerhalb eines Maschinenraums des Fahrzeugs angeordnet.As a ninth aspect of the invention, the power supply unit is mounted on a vehicle. The power supply unit has a common housing ( 30k ), which houses the second battery, the switch and the control unit, which controls the switch, and a battery pack ( 30p ) having a connector which electrically connects the alternator, the first battery, and the electric load to the battery pack. The battery pack is disposed outside of an engine room of the vehicle.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung kann eine existierende Leistungsversorgungseinheit, welche einen Wechselstromgenerator, verschiedene elektrische Lasten und eine erste Batterie hat, geändert werden, um den Batteriepack, welcher parallel zu der ersten Batterie verbunden ist, aufzuweisen. Demnach kann eine Anordnungsänderung der Hardware in der existierenden Leistungsversorgungseinheit minimiert werden.According to the ninth aspect of the invention, an existing power supply unit having an alternator, various electric loads, and a first battery may be changed to have the battery pack connected in parallel to the first battery. Thus, an arrangement change of the hardware in the existing power supply unit can be minimized.

Wenn die Anordnung der Leistungsversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein betrachtet wird, ist die Bleibatterie (erste Batterie) in dem Maschinenraum angeordnet. Die zweite Batterie jedoch hat eine geringe thermische Toleranz, so dass es notwendig ist, dass der Batteriepack außerhalb des Maschinenraums angeordnet ist. Demnach kann der Batteriepack vorzugsweise unter dem Beifahrersitz der Fahrzeugkabine angeordnet sein oder unter der Konsole bzw. dem Konsolenkasten.When the arrangement of the power supply unit according to the present invention is generally considered, the lead-acid battery (first battery) is disposed in the engine room. However, the second battery has a low thermal tolerance, so that it is necessary that the battery pack is located outside the engine room. Accordingly, the battery pack may preferably be arranged under the passenger seat of the vehicle cabin or under the console or the console box.

Wenn der Batteriepack jedoch unter dem Sitz angeordnet ist und wenn Wasser in die Fahrzeugkabine eintritt, welches das Bodenniveau erreicht, kann das Wasser in das Gehäuse eintreten. In diesem Fall kann ein Fehler an dem Controller auftreten, welcher den Betrieb des Schalters steuert.However, if the battery pack is located under the seat and if water enters the vehicle cabin which reaches ground level, the water may enter the housing. In this case, an error may occur to the controller which controls the operation of the switch.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung kann in der Leistungsversorgungseinheit, welche den Batteriepack, welcher außerhalb des Maschinenraums angeordnet ist, die Bypassleitung und den Bypass-Schalter aufweist, eine Ausfallssicherheitsfunktion angemessen durchgeführt werden, wenn der Controller in einem fehlerhaften Zustand ist.According to the ninth aspect of the invention, in the power supply unit having the battery pack disposed outside the engine room having the bypass line and the bypass switch, a fail-safe function can be appropriately performed when the controller is in a faulty state.

KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN BRIEF DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In den beigefügten Zeichnungen sind:In the accompanying drawings are:

1 ein Blockschaltbild, welches eine Leistungsversorgungseinheit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 a block diagram showing a power supply unit of an embodiment of the present invention;

2 ein erklärendes Diagramm, welches einen Betrieb einer regenerativen Ladung zeigt, welche in der Leistungsversorgungseinheit durchgeführt wird, wie sie in 1 gezeigt ist; 2 an explanatory diagram showing an operation of a regenerative charge, which is performed in the power supply unit, as shown in 1 is shown;

3 ein erklärendes Diagramm, welches eine automatische Wiederstart-Operation zeigt, welche in der Leistungsversorgungseinheit, wie sie in 1 gezeigt ist, durchgeführt wird; 3 an explanatory diagram showing an automatic restart operation, which in the power supply unit, as shown in 1 is shown performed;

4 ein erklärendes Diagramm, welches einen Leerlauf-Stoppbetrieb bzw. eine Leerlauf-Stopp-Operation (Vd(Pb) > Vd(Li)) in der Leistungsversorgungseinheit, wie sie in 1 gezeigt ist, zeigt; 4 an explanatory diagram showing an idling stop operation (Vd (Pb)> Vd (Li)) in the power supply unit as shown in FIG 1 shown shows;

5 ein erklärendes Diagramm, welches eine Leerlauf-Stopp-Operation (Vd(Pb) <= Vd(Li)) in der Leistungsversorgungseinheit, wie sie in 1 gezeigt ist, zeigt; 5 an explanatory diagram showing an idle-stop operation (Vd (Pb) <= Vd (Li)) in the power supply unit as shown in FIG 1 shown shows;

6 ein erklärendes Diagramm, welches einen Leistungsversorgungsweg zeigt, welcher einer elektrischen Last, welche mit einer konstanten Spannung betrieben wird, zur Verfügung gestellt wird, wenn ein Mikroprozessor in einem fehlerhaften Zustand ist, gemäß der Leistungsversorgungseinheit, wie sie in 1 gezeigt ist; 6 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a power supply path which is provided to an electric load operated at a constant voltage when a microprocessor is in a fault condition, according to the power supply unit as shown in FIG 1 is shown;

7 ein Blockschaltbild, welches eine Konfiguration eines Batteriepacks in der Leistungsversorgungseinheit zeigt, wie sie in 1 gezeigt ist; 7 a block diagram showing a configuration of a battery pack in the power supply unit, as shown in 1 is shown;

8 ein schematisches Diagramm eines Batteriepacks, welches eine Detailverbindung einer Bypassleitung in der Leistungsversorgungseinheit zeigt, wie sie in 1 gezeigt ist; und 8th a schematic diagram of a battery pack, which shows a detail connection of a bypass line in the power supply unit, as shown in 1 is shown; and

9 ein Diagramm, welches Örtlichkeiten zeigt, an welchen Batteriepacks in einem Fahrzeug V angeordnet sind. 9 a diagram showing locations at which battery packs are arranged in a vehicle V.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen wird hierin nachstehend eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Die Leistungsversorgungseinheit gemäß der Ausführungsform ist an dem Fahrzeug V (unter Bezugnahme auf 9) angebracht. Das Fahrzeug V wird durch eine interne Verbrennungsmaschine E als eine Antriebsquelle angetrieben. Das Fahrzeug V weist eine Leerlauf-Stoppfunktion auf, in welcher die interne Verbrennungsmaschine E automatisch stoppt, wenn eine vorbestimmte automatische Stoppbedingung erfüllt ist und automatisch wiederstartet, wenn die vorbestimmte automatische Wiederstartbedingung erfüllt ist. Das Fahrzeug V ist mit einem Startermotor bzw. Anlassermotor zum Drehen der Kurbelwelle der internen Verbrennungsmaschine E ausgestattet, wenn die interne Verbrennungsmaschine gestartet wird, das Fahrzeug V jedoch weist keinen Motor als eine Antriebskraft zum Unterstützen der Fahrzeugfortbewegung auf.With reference to the drawings, an embodiment according to the present invention will be described hereinafter. The power supply unit according to the embodiment is mounted on the vehicle V (with reference to FIG 9 ) appropriate. The vehicle V is driven by an internal combustion engine E as a drive source. The vehicle V has an idling stop function in which the internal combustion engine E automatically stops when a predetermined automatic stop condition is met and automatically restarts when the predetermined automatic restart condition is satisfied. The vehicle V is equipped with a starter motor for rotating the crankshaft of the internal combustion engine E when the internal combustion engine is started, but the vehicle V does not have a motor as a driving force for assisting vehicle travel.

Wie in 1 gezeigt ist, weist das Fahrzeug V einen Wechselstromgenerator 10 (Generator), einen Regulierer bzw. Regulator 11 (Leistungserzeugungssteuer- bzw. Regelmittel), eine Bleibatterie bzw. Blei-Säure-Batterie (lead-acid battry) 20 (erste Batterie), eine Lithiumbatterie (zweite Batterie), verschiedene Typen von elektrischen Lasten 41, 42 und 43, zwei MOSFETs 50 und 60 (Schalter, Halbleiterschalter) und ein Lithiumbatterie-Relais 70 (zweiter Batterieschalter) auf. Die Bleibatterie 20, die Lithiumbatterie 30 und die elektrischen Lasten 41, 42 und 43 sind elektrisch parallel mit dem Wechselstromgenerator 10 verbunden.As in 1 is shown, the vehicle V has an alternator 10 (Generator), a regulator or regulator 11 (Power generation control means), a lead-acid battery (lead-acid battry) 20 (first battery), a lithium battery (second battery), various types of electrical loads 41 . 42 and 43 , two MOSFETs 50 and 60 (Switch, semiconductor switch) and a lithium battery relay 70 (second battery switch) on. The lead battery 20 , the lithium battery 30 and the electrical loads 41 . 42 and 43 are electrically parallel with the alternator 10 connected.

Die MOSFETs 50 und 60 sind zwischen dem Wechselstromgenerator 10/der Bleibatterie 20 (erste Batterieseite) und der Lithiumbatterie 30/der elektrischen Last 43 (zweite Batterieseite) angeordnet. Die MOSFETs 50 und 60 sind angepasst, um die Leitung der Lithiumbatterie 30 zu dem Wechselstromgenerator 10 und der Bleibatterie zu schalten, um AN und AUS zu sein. In anderen Worten gesagt öffnen und unterbrechen die MOSFETs 50 und 60 elektrisch die Leitung zwischen der ersten Batterieseite und der zweiten Batterieseite.The MOSFETs 50 and 60 are between the alternator 10 / lead acid battery 20 (first battery side) and the lithium battery 30 / the electrical load 43 (second battery side) arranged. The MOSFETs 50 and 60 are adapted to the line of the lithium battery 30 to the alternator 10 and the lead acid battery to be on and off. In other words, the MOSFETs open and break 50 and 60 electrically the line between the first battery side and the second battery side.

Die MOSFETs 50 und 60 weisen jeder eine Gleichrichtungsfunktion bzw. Gleichrichtfunktion auf, welche in der internen Struktur inhärent ist. Das ist sozusagen so, dass die interne Schaltung der MOSFETs 50 und 60 äquivalent zu einer Schaltung ist, wo die Halbleiterschaltungsblöcke 52, 62 und die parasitären Dioden 51, 61 (Gleichrichtemittel) parallel verbunden sind. Die Gate-Eingangssignale des Halbleiterschalterblocks 52 und 62 werden durch eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit (ECU) 80 geregelt bzw. gesteuert. Demnach steuert die ECU 80 die MOSFETs 50 und 60, um AN (Leitung) und AUS (Unterbrechung) zu sein.The MOSFETs 50 and 60 each have a rectifying function, which is inherent in the internal structure. So to speak, that is the internal circuitry of the MOSFETs 50 and 60 is equivalent to a circuit where the semiconductor circuit blocks 52 . 62 and the parasitic diodes 51 . 61 (Rectifying means) are connected in parallel. The gate input signals of the semiconductor switch block 52 and 62 are controlled by an electronic control unit (ECU) 80 regulated or controlled. Accordingly, the ECU controls 80 the mosfets 50 and 60 to be ON (line) and OFF (interruption).

Die zwei MOSFETs 50 und 60 sind in Serie verbunden, um es zu ermöglichen, dass die Stromrichtungen (wo der Strom fließt) der parasitären Dioden 51 und 61, die darin inhärent sind, einander entgegengesetzt zu sein. Demnach kann, wenn die zwei MOSFETs 50 und 60 gesteuert werden, um AUS zu sein, der Strom, welcher durch die parasitären Dioden 51 und 61 fließt, komplett abgeschaltet sein. Als ein Ergebnis kann, durch ein Abschalten der zwei MOSFETs 50 und 60 vermieden werden, dass ein Entladestrom der Lithiumbatterie 30 in die Bleibatterie 20 fließt, und es kann ebenso verhindert werden, dass ein Ladestrom von der Seite der Bleibatterie 20 in die Lithiumbatterie 30 fließt.The two MOSFETs 50 and 60 are connected in series to allow the current directions (where the current flows) of the parasitic diodes 51 and 61 that are inherent in opposing each other. Thus, if the two MOSFETs 50 and 60 be controlled to OFF be the current passing through the parasitic diodes 51 and 61 flows, be completely switched off. As a result, by turning off the two MOSFETs 50 and 60 avoided that a discharge current of the lithium battery 30 into the lead-acid battery 20 flows, and it can also prevent a charging current from the side of the lead-acid battery 20 in the lithium battery 30 flows.

Das Lithiumbatterie-Relais 70 ist ein elektromagnetisches Relais, welches einen mechanischen Kontakt hat, und das Lithiumbatterie-Relais 70 hat keine Gleichrichterfunktion. Die ECU 80 steuert das Lithiumbatterie-Relais 70, um AN (Leitung) oder AUS (abgesperrt) zu sein. Dieses Lithiumbatterie-Relais 70 wird für eine Notfallsituation eingesetzt, wo die Notfall-Trennung bzw. Notfall-Abschaltung der Lithiumbatterie benötigt wird. Besonders stellt in der normalen Situation die ECU 80 immer einen Erregerstrom für das Lithiumbatterie-Relais 70 zur Verfügung, um das Relais 70 in dem AN-Zustand zu halten. In der Notfall-Situation stoppt die ECU 80 die Versorgung des Lithiumbatterie-Relais 70 mit dem Erregerstrom, um das Lithiumbatterie-Relais 70 auszuschalten, wodurch die Lithiumbatterie von der Versorgungsleitung 91 isoliert wird. Als ein Ergebnis kann ein Überladen oder Überentladen der Lithiumbatterie 30 vermieden werden.The lithium battery relay 70 is an electromagnetic relay, which has a mechanical contact, and the lithium battery relay 70 has no rectifier function. The ECU 80 controls the lithium battery relay 70 to be ON (line) or OFF (locked). This lithium battery relay 70 is used for an emergency situation where emergency disconnection or emergency shutdown of the lithium battery is required. Especially in the normal situation the ECU 80 always a field current for the lithium battery relay 70 available to the relay 70 to be kept in the on state. In the emergency situation, the ECU stops 80 the supply of the lithium battery relay 70 with the excitation current to the lithium battery relay 70 Turn off, removing the lithium battery from the supply line 91 is isolated. As a result, overcharging or overdischarging of the lithium battery 30 be avoided.

Beispielsweise kann, wenn der Regulierer 11 bzw. der Regulator 11 in einem fehlerhaften Zustand ist, so dass die regulierte Spannung Vreg übermäßig hoch wird, die Lithiumbatterie in einem Überladezustand sein. In diesem Fall steuert die ECU 80 das Lithiumbatterie-Relais 70, um AUS zu sein.For example, if the regulator 11 or the regulator 11 is in an erroneous state, so that the regulated voltage Vreg becomes excessively high, the lithium battery may be in an overcharge state. In this case, the ECU controls 80 the lithium battery relay 70 to be off.

Weiterhin kann, wenn der Wechselstromgenerator 10 in einem fehlerhaften Zustand ist, oder die MOSFETs 50 oder 60 in einem fehlerhaften Zustand sind, so dass die Lithiumbatterie 30 nicht geladen werden kann, ein Überentladen der Lithiumbatterie 30 auftreten. In diesem Fall steuert die ECU 80 das Lithiumbatterie-Relais 70, um AUS zu sein.Furthermore, if the alternator 10 is in a faulty state, or the mosfets 50 or 60 are in a faulty state, leaving the lithium battery 30 can not be charged, over-discharging the lithium battery 30 occur. In this case, the ECU controls 80 the lithium battery relay 70 to be off.

Ein elektromagnetisches Relais vom normalerweise offenen Typ wird für das Lithiumbatterie-Relais 70 eingesetzt. Demzufolge schaltet, wenn die ECU 80 fehlerhaft wird, so dass die Lithiumbatterie 70 nicht durch die ECU 80 gesteuert werden kann, das Lithiumbatterie-Relais 70 automatisch ab, um den Strom, welcher von der Lithiumbatterie 30 fließt, abzusperren.A normally open type electromagnetic relay is used for the lithium battery relay 70 used. Consequently, when the ECU 80 becomes faulty, leaving the lithium battery 70 not by the ECU 80 can be controlled, the lithium battery relay 70 automatically turn off the electricity, which from the lithium battery 30 flows, shut off.

Die elektrische Last 43 operiert mit einer konstanten Spannung. In anderen Worten gesagt benötigt die elektrische Last 43 eine Leistungsversorgung, deren Spannung annähernd konstant ist, oder innerhalb eines vorbestimmten Bereiches stabil ist. Die elektrische Last 43 ist mit der Seite der Lithiumbatterie 30 hinsichtlich des MOSFETs 50 und 60 verbunden, wodurch die Lithiumbatterie 30 der elektrischen Last 43, welche eine konstante Spannungsversorgung benötigt, Leistung zur Verfügung stellt.The electrical load 43 operates with a constant voltage. In other words, the electrical load is needed 43 a power supply whose voltage is approximately constant or stable within a predetermined range. The electrical load 43 is with the side of the lithium battery 30 with regard to the MOSFET 50 and 60 connected, reducing the lithium battery 30 the electrical load 43 , which needs a constant voltage supply, provides power.

Was die elektrische Last 43 betrifft, werden ein Navigationssystem oder eine Audio-Ausstattung als spezifische Beispiele verwendet. Beispielsweise nimmt, wenn die Spannung der Leistungsversorgung nicht konstant ist und in großem Maße variiert, oder wenn die Spannung der Leistungsversorgung signifikant über den vorbestimmten Bereich variiert, die Spannung der Leistungsversorgung schnell auf weniger als die minimale Betriebsspannung ab, so dass ein Betrieb der Ausstattung, wie beispielsweise des Navigationssystems zurückgesetzt werden kann. Demnach benötigt die Leistung, welche der elektrischen Last 43 zur Verfügung gestellt wird eine stabile Spannung, welche reguliert ist, um mehr als die Minimalbetriebsspannung zu sein.What the electrical load 43 As a result, a navigation system or an audio equipment is used as specific examples. For example, if the voltage of the power supply is not constant and greatly varies, or if the voltage of the power supply varies significantly over the predetermined range, the voltage of the power supply rapidly decreases to less than the minimum operating voltage, so that operation of the equipment, such as the navigation system can be reset. Accordingly, the power required by the electrical load 43 is provided a stable voltage which is regulated to be more than the minimum operating voltage.

Die Versorgungsleitungen 90, 91 und 92 sehen, wie in 1 gezeigt ist, einen Leistungsversorgungsweg vor, welcher die Leistung von dem Wechselstromgenerator 10 und der Bleibatterie 20 zu der elektrischen Last leitet. Die Versorgungsleitungen 90, 91 und 92 sind durch Kabelbäume bzw. Kabelstränge, einen Verbinder und eine Verdrahtung, welcher auf einer Leiterplatte gedruckt ist, konfiguriert. Die Versorgungsleitung 90 sieht einen Leistungsversorgungsweg vor, welcher die Leistung von dem Stromgenerator 10 und der Bleibatterie 20 zu den MOSFETs 60 leitet. Ähnlich sieht die Versorgungsleitung 91 einen Leistungsversorgungsweg vor, welcher die Leistung von dem MOSFET 50 zu der elektrischen Last 43 leitet. Die Versorgungsleitung 92 sieht einen Leistungsversorgungsweg vor, welcher die Leistung zwischen dem MOSFET 60 und dem MOSFET 50 leitet.The supply lines 90 . 91 and 92 see how in 1 is shown, a power supply path which the power from the alternator 10 and the lead acid battery 20 to the electrical load conducts. The supply lines 90 . 91 and 92 are configured by harnesses, a connector and a wiring printed on a printed circuit board. The supply line 90 provides a power supply path which measures the power from the power generator 10 and the lead acid battery 20 to the mosfets 60 passes. The supply line looks similar 91 a power supply path which provides the power from the MOSFET 50 to the electrical load 43 passes. The supply line 92 provides a power supply path which measures the power between the MOSFET 60 and the MOSFET 50 passes.

Eine Bypassleitung 93, wie in 1 gezeigt, ist elektrisch mit den Versorgungsleitungen 90 und 91 verbunden und umgeht die zwei MOSFETs 50 und 60 um dem Wechselstromgenerator 10 und der Bleibatterie 20 Leistung zur Verfügung zu stellen. Die Bypassleitung 93 ist durch einen Kabelbaum bzw. Kabelstrang, einen Verbinder und eine gedruckte Verdrahtung auf einer Leiterplatte aufgebaut. Die Bypassleitung 93 weist ein Bypass-Relais 94 (Bypass-Schalter) auf, welches ein elektromagnetisches Relais vom normalerweise geschlossenen Typ ist. Das Bypass-Relais 94 wird durch die ECU 80 gesteuert.A bypass line 93 , as in 1 shown is electrical with the supply lines 90 and 91 Connects and bypasses the two MOSFETs 50 and 60 around the alternator 10 and the lead acid battery 20 To provide performance. The bypass line 93 is constructed by a wiring harness, a connector and a printed wiring on a printed circuit board. The bypass line 93 has a bypass relay 94 (Bypass switch), which is a normally-closed type electromagnetic relay. The bypass relay 94 is through the ECU 80 controlled.

Das Bypass-Relais 94 wird verwendet, wenn ein Fehler in der ECU 80 (wird später beschrieben) erfasst ist bzw. wird. Wenn sie in einem normalen Zustand ist, gibt die ECU 80 immer einen Erregerstrom ab, um das Bypass-Relais auszuschalten (Isolierzustand). Wenn ein Fehler in der ECU 80 erfasst ist, so dass die ECU 80 den Erregerstrom nicht ausgeben kann, schaltet, da das Bypass-Relais 94 ein Relais vom normalerweise geschlossenen Zustand ist, das Bypass-Relais 94 an, um die Bypassleitung 93 zu verbinden (Leitungszustand).The bypass relay 94 is used when there is an error in the ECU 80 (will be described later) is detected. When it is in a normal condition, the ECU gives 80 always a field current to turn off the bypass relay (insulation state). If an error in the ECU 80 is recorded, so that the ECU 80 can not output the excitation current, switches as the bypass relay 94 one Relay from the normally closed state is the bypass relay 94 on to the bypass line 93 to connect (line state).

Unter den elektrischen Lasten 41 bis 43 ist die elektrische Last 41 ein Startermotor bzw. Anlassermotor, um die interne Verbrennungsmaschine E zu starten. Die elektrische Last 42 ist eine Last, welche im Allgemeinen mit einer nichtkonstanten Spannungsquelle im Gegensatz zu dem Startermotor 41 betrieben wird. Die Beispiele der elektrischen Last 42 sind ein Frontscheinwerfer, ein Frontscheibenwischer, ein Versorgungsventilator einer Klimaanlage und ein Heizer, welcher für ein Enteisen einer rückwärtigen Scheibe verwendet wird.Under the electrical loads 41 to 43 is the electrical load 41 a starter motor to start the internal combustion engine E. The electrical load 42 is a load, which generally has a non-constant voltage source in contrast to the starter motor 41 is operated. The examples of the electrical load 42 are a headlight, a windshield wiper, a supply fan of an air conditioner and a heater, which is used for a defrosting a rear disc.

Der Startermotor 41 und die elektrische Last 42 sind elektrisch mit der Seite der Bleibatterie unter Bezugnahme auf die MOSFETs 50 und 60 verbunden, wobei die Bleibatterie 20 der elektrischen Last 42 und dem Startermotor 41 Leistung zur Verfügung stellt.The starter motor 41 and the electrical load 42 are electrically connected to the side of the lead-acid battery with reference to the MOSFETs 50 and 60 connected, the lead-acid battery 20 the electrical load 42 and the starter motor 41 Performance provides.

Der Wechselstromgenerator 10 ist konfiguriert, um Leistung durch die Drehenergie der Kurbelwelle zu erzeugen. Besonders wenn der Rotor des Wechselstromgenerators 10 sich durch die Kurbelwelle dreht, wird ein AC-Strom (Wechselstrom) in bzw. an der Statorspule induziert in Antwort auf einen Betrag bzw. eine Menge des Erregerstroms, welcher durch die Rotorspule 10 fließt und dann wird der AC-Strom in einen DC-Strom (Gleichstrom) umgewandelt, und zwar durch einen Gleichrichter (nicht gezeigt). Der Regulator 11 reguliert den Erregerstrom, welcher durch die Rotorspule 10a fließt, wodurch die Spannung des erzeugten DC-Stroms reguliert wird, um die regulierte Spannung Vreg zu sein.The alternator 10 is configured to produce power by the rotational energy of the crankshaft. Especially when the rotor of the alternator 10 rotating through the crankshaft, an AC current (AC) is induced in the stator coil in response to an amount of the exciting current passing through the rotor coil 10 and then the AC current is converted to a DC (direct current) current through a rectifier (not shown). The regulator 11 Regulates the excitation current, which through the rotor coil 10a flows, whereby the voltage of the generated DC-current is regulated to be the regulated voltage Vreg.

Die Leistung, welche durch den Wechselstromgenerator 10 erzeugt wird, wird den elektrischen Lasten 41 bis 43 und der Bleibatterie 20 und der Lithiumbatterie 30 zur Verfügung gestellt. Wenn der Wechselstromgenerator keine Leistung erzeugt, während die interne Verbrennungsmaschine E nicht betrieben wird, stellen die Bleibatterie 20 und die Lithiumbatterie 30 den elektrischen Lasten 41 bis 43 Leistung zur Verfügung. Betreffend den Betrag der Entladung von der Bleibatterie 20 und der Lithiumbatterie 30 zu den elektrischen Lasten 41 bis 43 und der Betrag der Ladung von dem Wechselstromgenerator 10 werden derart gesteuert bzw. geregelt, dass der Zustand der Ladung bzw. der Ladungszustand (SOC: State of Charge: Verhältnis des Ladungsbetrags in dem vollständig geladenen Betrag) geregelt bzw. gesteuert wird, um eine Überladung/Überentladung zu verhindern, und zwar durch ein Setzen der regulierten Spannung Vreg, um innerhalb eines angemessenen SOC-Bereichs zu sein und durch ein Steuern der MOSFETs 50 und 60.The power generated by the alternator 10 is generated, the electrical loads 41 to 43 and the lead acid battery 20 and the lithium battery 30 made available. If the alternator is not generating power while the internal combustion engine E is not operating, replace the lead-acid battery 20 and the lithium battery 30 the electrical loads 41 to 43 Power available. Regarding the amount of discharge from the lead acid battery 20 and the lithium battery 30 to the electrical loads 41 to 43 and the amount of charge from the alternator 10 are controlled so as to control the state of charge (SOC) in the charge amount in the fully charged amount to prevent overcharge / over-discharge by means of Set the regulated voltage Vreg to be within an appropriate SOC range and by controlling the MOSFETs 50 and 60 ,

Gemäß der Ausführungsform wird eine regenerative Verlangsamung durchgeführt, derart, dass der Wechselstromgenerator 10 Leistung durch die regenerative Leistung des Fahrzeugs V erzeugt, und beide Batterien 20 und 30 (hauptsächlich die Lithiumbatterie 30) mit der erzeugten Leistung lädt. Die regenerative Verlangsamung wird durchgeführt, wenn das Fahrzeug V in einem Verlangsamungszustand bzw. Bremszustand ist und die Kraftstoffeinspritzung zu der internen Verbrennungsmaschine E abgesperrt ist.According to the embodiment, a regenerative deceleration is performed such that the alternator 10 Power generated by the regenerative power of the vehicle V, and both batteries 20 and 30 (mainly the lithium battery 30 ) loads with the generated power. The regenerative deceleration is performed when the vehicle V is in a deceleration state and the fuel injection to the internal combustion engine E is shut off.

Die Bleibatterie 20 ist als für Allgemeinzwecke sekundäre Batterie bekannt. Besonders weist jede Batteriezelle der Bleibatterie 20 ein aktives Kathodenmaterial aus Bleidioxid (PbO2), ein aktives Anodenmaterial aus Blei (Pb) und Elektrolyt in Form von Schwefelsäure (H2SO4) auf. Die Bleibatterie 20 ist aus einer Mehrzahl der Batteriezellen, welche in Serie verbunden sind aufgebaut. Es sollte festgehalten werden, dass die Ladekapazität der Bleibatterie ausgelegt ist, um größer zu sein als diejenige der Lithiumbatterie 30.The lead battery 20 is known as a general purpose secondary battery. In particular, each battery cell of the lead acid battery 20 an active cathode material of lead dioxide (PbO 2 ), an active anode material of lead (Pb) and electrolyte in the form of sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The lead battery 20 is composed of a plurality of the battery cells, which are connected in series. It should be noted that the charging capacity of the lead-acid battery is designed to be larger than that of the lithium battery 30 ,

Indessen wird ein Lithiumoxid (beispielsweise Lithium-Metall-Komposit-Oxid) für das aktive Kathodenmaterial der Lithiumbatterie 30 verwendet. Beispielsweise werden ein Lithiumoxid wie beispielsweise LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2 und LiFePO4 verwendet. Betreffend das aktive Anodenmaterial der Lithiumbatterie 30 werden Kohlenstoff (C), Graphit, Lithiumtitanat (beispiels LixTiO2) und eine Legierung, welche Si oder So beinhaltet, verwendet. Weiterhin wird eine organische Elektrolytlösung für den Elektrolyt der Lithiumbatterie 30 verwendet. Die Lithiumbatterie 30 wird durch eine Mehrzahl der Batteriezellen konfiguriert bzw. aufgebaut, welche in Serie verbunden sind. Gemäß der Ausführungsform wird Lithiumtitanat für das aktive Anodenmaterial der Lithiumbatterie 30 verwendet.Meanwhile, a lithium oxide (for example, lithium metal composite oxide) becomes the active cathode material of the lithium battery 30 used. For example, a lithium oxide such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 and LiFePO 4 are used. Regarding the active anode material of the lithium battery 30 For example, carbon (C), graphite, lithium titanate (for example, Li x TiO 2 ) and an alloy containing Si or So are used. Furthermore, an organic electrolyte solution for the electrolyte of the lithium battery 30 used. The lithium battery 30 is configured by a plurality of the battery cells connected in series. According to the embodiment, lithium titanate becomes the active anode material of the lithium battery 30 used.

Die Symbole 21 und 31 in 1 repräsentieren eine Gruppe der Batteriezelle der Bleibatterie und der Lithiumbatterie 30. Die Symbole 22 und 23 in 1 repräsentieren den internen Widerstand der Bleibatterie 20 und der Lithiumbatterie 30. In den folgenden Erklärungen ist die Leerlaufspannung V0 eine Spannung, welche durch die Gruppe der Batteriezellen 21 und 31 erzeugt wird, und die Anschlussspannung Vd und Vc sind Spannungen, welche durch die folgenden Gleichungen 1 und 2 ausgedrückt werden. Vd = V0 – Id × R (1) Vc = V0 + Ic × R (2) wobei Id der Entladestrom ist, Ic der Ladestrom ist, R der Innenwiderstand bzw. interne Widerstand der Batterie ist und V0 die Leerlaufspannung der Batterie ist. Wie in den Gleichungen (1) und (2) gezeigt ist, ist, wenn die Batterie beim Entladen ist, die Anschlussspannung Vd umso kleiner, je größer der Innenwiderstand ist, und wenn die Batterie im Laden ist, ist die Anschlussspannung Vc umso größer, je größer der Innenwiderstand ist.The symbols 21 and 31 in 1 represent a group of the battery cell of the lead-acid battery and the lithium battery 30 , The symbols 22 and 23 in 1 represent the internal resistance of the lead acid battery 20 and the lithium battery 30 , In the following explanations, the open-circuit voltage V0 is a voltage passing through the group of battery cells 21 and 31 and the terminal voltages Vd and Vc are voltages expressed by the following equations 1 and 2. Vd = V0 - Id × R (1) Vc = V0 + Ic × R (2) where Id is the discharge current, Ic is the charging current, R is the internal resistance of the battery, and V0 is the open circuit voltage of the battery is. As shown in the equations (1) and (2), when the battery is in the discharge, the larger the internal resistance, the smaller the terminal voltage Vd, and when the battery is in the charge, the terminal voltage Vc is the greater the greater the internal resistance.

Da die beiden Batterien 20 und 30 parallel miteinander elektrisch verbunden sind, fließt bei dem Ladebetrieb durch den Wechselstromgenerator 10 der Ladestrom in die Batterie, welche die geringere Anschlussspannung Vc hat, während die MOSFETs 50 und 60 angeschaltet sind. Indes wird, wenn die Leistung den elektrischen Lasten 42 und 43 (Entladung) zur Verfügung gestellt wird, während der Wechselstromgenerator die Leistung nicht erzeugt, durch ein Anschalten der MOSFETs 50 und 60 die Leistung der elektrischen Last von der Batterie zur Verfügung gestellt, welche die höhere Anschlussspannung Vd hat.Because the two batteries 20 and 30 are electrically connected in parallel with each other, flows during the charging operation by the alternator 10 the charging current into the battery, which has the lower terminal voltage Vc, while the MOSFETs 50 and 60 are turned on. However, when the power is the electrical loads 42 and 43 (Discharge) is provided while the alternator is not generating the power by turning on the MOSFETs 50 and 60 the power of the electric load provided by the battery having the higher terminal voltage Vd.

Dann, wenn das regenerative Laden durchgeführt wird, wird gesteuert bzw. geregelt, dass die Anschlussspannung Vc(Li) der Lithiumbatterie 30 häufig niedriger wird als die Anschlussspannung Vc(Pb) der Bleibatterie 20. Demzufolge geht ein Laden der Lithiumbatterie 30 dem Laden der Bleibatterie 20 voran. Wenn das Entladen durchgeführt wird, wird gesteuert bzw. geregelt, dass die Anschlussspannung Vd(Li) der Lithiumbatterie 30 häufig höher wird als die Anschlussspannung Vd(Pb) der Bleibatterie 20. Demnach geht ein Entladen der Lithiumbatterie 30 zu der elektrischen Last 43 dem Entladen der Bleibatterie 20 voran.Then, when the regenerative charging is performed, it is controlled that the terminal voltage Vc (Li) of the lithium battery 30 often lower than the terminal voltage Vc (Pb) of the lead-acid battery 20 , As a result, the lithium battery is charged 30 the loading of the lead acid battery 20 Ahead. When discharging is performed, it is controlled that the terminal voltage Vd (Li) of the lithium battery 30 often higher than the terminal voltage Vd (Pb) of the lead-acid battery 20 , Accordingly, a discharge of the lithium battery 30 to the electrical load 43 unloading the lead-acid battery 20 Ahead.

Dies wird durch ein Auslegen der Leerlaufspannung V0 der Batterien 20 und 30 und des Innenwiderstandes R erreicht. Die Leerlaufspannung V0 kann durch ein Auswählen des aktiven Kathodenmaterials und des aktiven Anodenmaterials der Lithiumbatterie 30 und ein Auswählen des Elektrolytmaterials ausgelegt werden.This is done by laying out the open circuit voltage V0 of the batteries 20 and 30 and the internal resistance R achieved. The open circuit voltage V0 may be selected by selecting the active cathode material and the anode active material of the lithium battery 30 and selecting the electrolyte material.

Hierin nachstehend wird detailliert der Vorgang zum Auswählen der Anschlussspannung Vc oder Vd beschrieben, um die Bedingung Vc(Li) < Vc(Pb) beim regenerativen Laden und die Bedingung Vd(Li) > Vd(Pb) beim Entladebetrieb zu erfüllen.Hereinafter, the operation for selecting the terminal voltage Vc or Vd will be described in detail to satisfy the condition Vc (Li) <Vc (Pb) in the regenerative charging and the condition Vd (Li)> Vd (Pb) in the discharging operation.

Der angemessene SOC-Bereich (Pb) der Bleibatterie 20 ist ungefähr SOC 88% bis 92% und der angemessene SOC-Bereich (Li) der Lithiumbatterie 30 ist ungefährt 35% bis 80%. Demnach ist die obere Grenze des angemessenen SOC-Bereichs (Li) kleiner bzw. geringer als die obere Grenze des angemessenen SOC-Bereichs (Pb) und die untere Grenze des angemessenen SOC-Bereichs (Li) ist geringer als die untere Grenze des angemessenen SOC-Bereichs (Pb). Dann werden die Spannungscharakteristiken (Beziehungen zwischen der Leerlaufspannung und dem SOC) der Lithiumbatterie 30 gewählt, um die folgenden Bedingungen (a) bis (c) zu erfüllen. Besonders kann eine Auswahl der Kombinationen der aktiven Kathoden-/Anodenmaterialien und des Elektrolyts der Lithiumbatterie 30 getätigt werden, wobei die Spannungscharakteristiken die folgenden Bedingungen (a) bis (c) erfüllen.

  • Bedingung (a): Ein Spannungspunkt Vds, bei welchem die Leerlaufspannung V0 (Pb) der Bleibatterie 20 und die Leerlaufspannung V0(Li) der Lithiumbatterie 30 identisch sind, ist in dem angemessenen SOC-Bereich (Pb) der Bleibatterie 20 und dem angemessenen SOC-Bereich (Li) der Lithiumbatterie 30 vorhanden.
  • Bedingung (b): Die Leerlaufspannung V0(Li) der Lithiumbatterie 30 ist höher als die Leerlaufspannung V0(Pb) der Bleibatterie 20 an der oberen Grenzseite bzw. Grenzwertseite des Spannungspunkts Vds in dem angemessenen SOC-Bereich (Li) der Lithiumbatterie 30.
  • Bedingung (c): Die Leerlaufspannung V0(Li) der Lithiumbatterie 30 ist geringer als die Leerlaufspannung V0(Pb) der Bleibatterie 20 an der unteren Grenzwertseite des Spannungspunkts Vds in dem angemessenen SOC-Bereich (Li) der Lithiumbatterie 30.
The appropriate SOC range (Pb) of the lead-acid battery 20 is about SOC 88% to 92% and the appropriate SOC range (Li) of the lithium battery 30 is approximately 35% to 80%. Thus, the upper limit of the appropriate SOC range (Li) is less than the upper limit of the appropriate SOC range (Pb), and the lower limit of the adequate SOC range (Li) is less than the lower limit of the appropriate SOC Area (Pb). Then, the voltage characteristics (relationships between the open circuit voltage and the SOC) of the lithium battery become 30 chosen to meet the following conditions (a) to (c). In particular, a selection of the combinations of the active cathode / anode materials and the electrolyte of the lithium battery 30 The voltage characteristics satisfy the following conditions (a) to (c).
  • Condition (a): A voltage point Vds at which the open circuit voltage V0 (Pb) of the lead-acid battery 20 and the open circuit voltage V0 (Li) of the lithium battery 30 are identical, is in the appropriate SOC range (Pb) of the lead-acid battery 20 and the appropriate SOC range (Li) of the lithium battery 30 available.
  • Condition (b): The open circuit voltage V0 (Li) of the lithium battery 30 is higher than the open circuit voltage V0 (Pb) of the lead acid battery 20 at the upper limit side of the voltage point Vds in the appropriate SOC range (Li) of the lithium battery 30 ,
  • Condition (c): The open circuit voltage V0 (Li) of the lithium battery 30 is less than the open circuit voltage V0 (Pb) of the lead-acid battery 20 at the lower limit side of the voltage point Vds in the appropriate SOC range (Li) of the lithium battery 30 ,

Das Folgende ist eine Erklärung, wie die MOSFETs 50 und 60 zu steuern sind, um AN und AUS zu sein, in Antwort auf den Betriebszustand der internen Verbrennungsmaschine E. Es sei festgehalten, dass das Lithiumbatterie-Relais 70 gesteuert ist, um immer AN zu sein, außer in der vorstehend beschriebenen Notfall-Situation.The following is an explanation, like the MOSFETs 50 and 60 to be ON and OFF in response to the operating state of the internal combustion engine E. It should be noted that the lithium battery relay 70 is controlled to always be ON, except in the emergency situation described above.

Wie in 2 gezeigt ist, werden, während der Wechselstromgenerator 10 Leistung durch die regenerative Verlangsamung erzeugt, die MOSFETs 50 und 60 angeschaltet, so dass die durch die regenerative Verlangsamung erzeugte Leistung die Lithiumbatterie 30 lädt. Einiges der regenerativen Leistung wird auch den elektrischen Lasten 42 und 43 zur Verfügung gestellt.As in 2 is shown while the alternator 10 Power generated by the regenerative slowdown, the MOSFETs 50 and 60 turned on, so that the power generated by the regenerative deceleration is the lithium battery 30 invites. Some of the regenerative power will also be the electrical loads 42 and 43 made available.

Wie in 3 gezeigt ist, sind die MOSFETs 50 und 60 abgeschaltet, wenn der automatische Wiederstart durch die Leerlauf-Stoppfunktion durchgeführt wird, wodurch die Bleibatterie 20 dem Startermotor 41 Leistung zur Verfügung stellt. Demnach wird ein Entladen von der Lithiumbatterie 30 zu dem Startermotor 41 vermieden. Eine Leistungsmenge, welche dem Startermotor 41 zur Verfügung zu stellen ist, ist signifikant größer als die Leistung, welche anderen elektrischen Lasten 42 und 43 zur Verfügung gestellt wird. Demnach gerät, wenn die Lithiumbatterie 30, deren Kapazität geringer ist als diejenige der Bleibatterie 20, Leistung dem Startermotor 41 zur Verfügung stellt, die SOC der Lithiumbatterie 30 unmittelbar in den Überentladungszustand. Da, wie beschrieben wird, das Entladen der Lithiumbatterie 30 zu dem Startermotor 41 vermieden wird, wird eine Überentladung der Lithiumbatterie verhindert. Es sei festgehalten, dass die allgemeine elektrische Last 42 durch die Bleibatterie 20 mit Leistung versorgt wird und die elektrische Last 43, welche eine konstante Spannung benötigt, durch die Lithiumbatterie 30 mit Leistung versorgt wird.As in 3 shown are the MOSFETs 50 and 60 switched off when the automatic restart is performed by the idle stop function, causing the lead acid battery 20 the starter motor 41 Performance provides. Accordingly, a discharge from the lithium battery 30 to the starter motor 41 avoided. An amount of power which the starter motor 41 is to be made available, is significantly greater than the power which other electrical loads 42 and 43 is made available. Accordingly, when the lithium battery 30 whose capacity is lower than that of the lead-acid battery 20 , Power the starter motor 41 provides the SOC of the lithium battery 30 immediately in the over-discharge state. As described, discharging the lithium battery 30 to that starter motor 41 is avoided, over-discharge of the lithium battery is prevented. It should be noted that the general electrical load 42 through the lead-acid battery 20 is powered and the electrical load 43 , which requires a constant voltage, through the lithium battery 30 is supplied with power.

Wie in 4 gezeigt ist, schaltet, wenn das Fahrzeug durch die Leerlauf-Stoppfunktion (automatische Stoppbedingung) in dem Leerlauf-Stoppzustand ist und die Anschlussspannung Vd(Pb) der Bleibatterie höher ist als die Anschlussspannung Vd(Li) der Lithiumbatterie 30, die ECU 80 die MOSFETs 50 und 60 AUS. Demnach wird ein Strom, welcher von der Bleibatterie 20 zur Lithiumbatterie 30 fließt vermieden, so dass die Überladung der Lithiumbatterie 30 verhindert wird. Es sei festgehalten, dass die elektrische Last 42 mit Leistung durch die Bleibatterie 20 versorgt wird, und die elektrische Last 43, welche eine konstante Spannung benötigt, durch die Lithiumbatterie 30 mit Leistung versorgt wird.As in 4 is turned on when the vehicle is in the idling stop state by the idle stop function (automatic stop condition) and the lead battery terminal voltage Vd (Pb) is higher than the terminal voltage Vd (Li) of the lithium battery 30 , the ECU 80 the mosfets 50 and 60 OUT. Accordingly, a current, which from the lead acid battery 20 to the lithium battery 30 flows avoided, so that the overcharging of the lithium battery 30 is prevented. It should be noted that the electrical load 42 with power through the lead-acid battery 20 is supplied, and the electrical load 43 , which requires a constant voltage, through the lithium battery 30 is supplied with power.

Indes werden, wie in 5 gezeigt ist, wenn das Fahrzeug in dem Leerlauf-Stoppzustand ist und die Anschlussspannung Vd(Pb) <= Vd(Li) ist, die MOSFETs 50 und 60 angeschaltet, wodurch die Lithiumbatterie 30 der elektrischen Last 42 Leistung zur Verfügung stellt. Als ein Ergebnis kann ein Mangel an Leistung an der elektrischen Last 42 beseitigt werden. Weiterhin wird die Bleibatterie 20 durch die Lithiumbatterie 30 geladen und die elektrische Last 43 wird durch die Lithiumbatterie 30 mit Leistung versorgt.Meanwhile, as in 5 is shown when the vehicle is in the idling stop state and the terminal voltage Vd (Pb) <= Vd (Li), the MOSFETs 50 and 60 turned on, reducing the lithium battery 30 the electrical load 42 Performance provides. As a result, a lack of power to the electrical load 42 be eliminated. Furthermore, the lead acid battery 20 through the lithium battery 30 charged and the electrical load 43 is through the lithium battery 30 powered.

Wenn die regenerative Verlangsamung nicht durchgeführt wird (nichtregenerative Betätigung bzw. Operation), in welcher der Wechselstromgenerator Leistung ohne die regenerative Verlangsamung (beispielsweise Leerlaufantrieb, beschleunigter Betrieb, Normalbetriebsbedingung) erzeugt, werden die MOSFETs 50 und 60 gesteuert, um AN und AUS zu sein in Antwort auf den SOC(Li) der Lithiumbatterie 30, um den SOC(Li) zu steuern, um in einem angemessenen SOC-Bereich zu sein.When the regenerative deceleration is not performed (non-regenerative operation) in which the alternator generates power without the regenerative deceleration (eg, idle drive, accelerated operation, normal operating condition), the MOSFETs become 50 and 60 controlled to be on and off in response to the SOC (Li) of the lithium battery 30 to control the SOC (Li) to be in an appropriate SOC range.

Besonders während einer nichtregenerativen Operation und wenn der SOC(Li) größer ist als der erste Grenzwert TH1 (oberer Grenzwert), wie in 4 gezeigt ist, schaltet die ECU 80 die MOSFETs 50 und 60 AUS, wodurch die Lithiumbatterie 30 der elektrischen Last 43 Leistung zur Verfügung stellt. Indes schaltet, während der nichtregenerativen Operation und währenddem der SOC(Li) geringer als oder gleich dem zweiten Grenzwert TH2 ist (unterer Grenzwert), wie in 2 gezeigt ist, die ECU die MOSFETs 50 und 60 AN, wodurch die Bleibatterie 30 oder der Wechselstromgenerator 10 der elektrischen Last 43 Leistung zur Verfügung stellen. Als ein Ergebnis kann eine Überentladung der Lithiumbatterie 30 vermieden werden.Especially during a non-regenerative operation and when the SOC (Li) is greater than the first threshold TH1 (upper limit), as in 4 is shown, the ECU turns off 80 the mosfets 50 and 60 OFF, reducing the lithium battery 30 the electrical load 43 Performance provides. Meanwhile, during the non-regenerative operation and during which the SOC (Li) is less than or equal to the second threshold TH2 (lower limit), as in FIG 2 The ECU shows the MOSFETs 50 and 60 AN, causing the lead acid battery 30 or the alternator 10 the electrical load 43 Provide power. As a result, over-discharge of the lithium battery 30 be avoided.

Die ECU 80 steuert in der Hauptsache die MOSFETs 50 und 60, nun den SOC(Li) der Lithiumbatterie 30 zu steuern, um der angemessene SOC-Bereich zu sein. Die ECU 80A steuert hauptsächlich die regulierte Spannung Vreg des Regulators 11, um die SOC(Pb) der Bleibatterie 20 zu steuern bzw. zu regeln.The ECU 80 controls the MOSFETs in the main 50 and 60 , now the SOC (Li) of the lithium battery 30 to be the appropriate SOC range. The ECU 80A mainly controls the regulated voltage Vreg of the regulator 11 to the SOC (Pb) of the lead acid battery 20 to control or regulate.

Die ECU 80 und die ECU 80A erlangen immer die Anschlussspannungen Vc und Vd beider Batterien 20 und 30 oder die Leerlaufspannung V0(Li) und erlangen die Werte des Stromes, welcher durch beide Batterien 20 und 30 fließt, welche durch Stromerfassungsmittel 71 und 72 (siehe 1) erfasst werden.The ECU 80 and the ECU 80A always obtain the connection voltages Vc and Vd of both batteries 20 and 30 or the open circuit voltage V0 (Li) and obtain the values of the current passing through both batteries 20 and 30 which flows through current sensing means 71 and 72 (please refer 1 ).

Darüber hinaus erlangt die ECU 80 immer die Temperatur der Lithiumbatterie 30 (Lithiumtemperatur) und die Temperatur der Bleibatterie 20 (Bleitemperatur) und berechnet den SOC(Li) basierend auf der erlangten Anschlussspannung der Lithiumbatterie 30 und der erlangten Lithiumtemperatur. Die ECU 80A berechnet den SOC(Pb) basierend auf der erlangten Anschlussspannung der Bleibatterie 20 und der Bleitemperatur.In addition, the ECU obtains 80 always the temperature of the lithium battery 30 (Lithium temperature) and the temperature of the lead-acid battery 20 (Leading temperature) and calculates the SOC (Li) based on the obtained terminal voltage of the lithium battery 30 and the obtained lithium temperature. The ECU 80A calculates the SOC (Pb) based on the obtained terminal voltage of the lead-acid battery 20 and the lead temperature.

Die ECU 80 verhindert das Anschalten der MOSFETs 50 und 60, wenn der SOC(Li) höher ist als der erste Grenzwert TH1, so dass eine Überladung der Lithiumbatterie 30 vermieden werden kann. Als ein Ergebnis wird ein Laden der Lithiumbatterie 30 von der Bleibatterie 20 oder dem Wechselstromgenerator 10 verhindert (siehe 4). Indes werden, wenn der SOC(Li) geringer ist als oder gleich dem zweiten Grenzwert, die MOSFETs 50 und 60 abgeschaltet, so dass die Überentladung der Lithiumbatterie 30 vermieden werden kann. Demnach wird die Lithiumbatterie 30 durch den Wechselstromgenerator 10 oder die Bleibatterie 20 (siehe 2) geladen.The ECU 80 prevents the switching on of the MOSFETs 50 and 60 when the SOC (Li) is higher than the first threshold TH1, allowing overcharging of the lithium battery 30 can be avoided. As a result, charging of the lithium battery becomes 30 from the lead-acid battery 20 or the alternator 10 prevented (see 4 ). Meanwhile, when the SOC (Li) is less than or equal to the second threshold, the MOSFETs 50 and 60 shut off, so that the over-discharge of the lithium battery 30 can be avoided. Accordingly, the lithium battery 30 through the alternator 10 or the lead acid battery 20 (please refer 2 ).

Die ECU 80A steuert den SOC(Pb), um der angemessene Bereich zu sein, durch ein Anpassen der regulierten Spannung Vreg. Besonders wenn der berechnete SOC(Pb) höher ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, steuert die ECU 80A die regulierte Spannung Vreg, um geringer zu sein als die Anschlussspannung Vd(Pb) der Bleibatterie 20, um zu verhindern, dass die Bleibatterie 20 durch den Wechselstromgenerator 10 geladen wird, so dass eine Überladung der Bleibatterie 20 vermieden wird. Wenn der berechnete SOC(Pb) geringer ist als der vorbestimmte untere Grenzwert, steuert bzw. regelt die ECU 80A die regulierte Spannung Vreg, um höher zu sein als die Anschlussspannung der Bleibatterie Vc(Pb), um die Bleibatterie 20 von dem Wechselstromgenerator 10 zu laden, so dass verhindert wird, dass die Bleibatterie 20 überentlädt.The ECU 80A controls the SOC (Pb) to be the appropriate range by adjusting the regulated voltage Vreg. Especially, when the calculated SOC (Pb) is higher than the predetermined upper limit value, the ECU controls 80A the regulated voltage Vreg to be lower than the terminal voltage Vd (Pb) of the lead-acid battery 20 to prevent the lead acid battery 20 through the alternator 10 is charged, so that overcharging the lead battery 20 is avoided. If the calculated SOC (Pb) is less than the predetermined lower limit, the ECU controls 80A the regulated voltage Vreg to be higher than the terminal voltage of the lead-acid battery Vc (Pb) to the lead-acid battery 20 from the alternator 10 to charge, so that prevents the lead acid battery 20 over discharging.

6 ist ein erklärendes Diagramm, welches einen Leistungsversorgungsweg zeigt, welcher der elektrischen Last 43 zur Verfügung gestellt wird, wenn die ECU 80 aufgrund von einem Wassereinbruch oder dergleichen in einem fehlerhaften Zustand ist, so dass die MOSFETs 50 und 60 nicht angeschaltet werden können. 6 Fig. 10 is an explanatory diagram showing a power supply path of which the electric load 43 is made available when the ECU 80 due to water leakage or the like is in a faulted state, so the MOSFETs 50 and 60 can not be turned on.

Wenn die Signale, welche von der ECU 80 zu den MOSFETs 50 und 60 übertragen werden, unterbrochen werden, schalten die MOSFETs 50 und 60 AUS, wodurch die Leitung durch die Versorgungsleitungen 90, 91 und 92 abgesperrt werden. Weiterhin schaltet das Bypass-Relais 94, welches ein Relais vom Typ ist, welcher normalerweise AN ist, an, wenn der Erregerstrom von der ECU 80 stoppt, wodurch die Bypassleitung 93 verbunden wird. Demnach werden die Versorgungsleitung 92, deren Leitung abgesperrt ist, und die MOSFETs 50 und 60 umgangen, wodurch der Wechselstromgenerator 10 oder die Bleibatterie 20 Leistung der elektrischen Last 43 über die Bypassleitung 93 zur Verfügung stellt.When the signals coming from the ECU 80 to the mosfets 50 and 60 be transferred, interrupted, turn off the mosfets 50 and 60 OFF, reducing the line through the supply lines 90 . 91 and 92 be shut off. Furthermore, the bypass relay switches 94 , which is a relay of the type which is normally ON, when the excitation current from the ECU 80 stops, causing the bypass line 93 is connected. Accordingly, the supply line 92 , whose line is shut off, and the mosfets 50 and 60 bypassed, causing the alternator 10 or the lead acid battery 20 Power of the electric load 43 over the bypass line 93 provides.

Ähnlich schaltet das Lithiumbatterie-Relais 70, welches vom Typ ist, der normalerweise AUS ist, aus, wenn die Ausgabe des Erregerstromes von der ECU 80 stoppt, so dass die Leitung zwischen den Bypassleitungen 93 und 91 und der Lithiumbatterie 30 abgesperrt ist. Als ein Ergebnis kann ein Strom, welcher von dem Wechselstromgenerator 10 oder der Bleibatterie 20 über die Versorgungsleitung 93 zu der Lithiumbatterie 30 fließt vermieden werden, wodurch eine Überladung der Lithiumbatterie 30 verhindert werden kann.Similarly, the lithium battery relay switches 70 , which is of the type that is normally OFF when the output of the excitation current from the ECU 80 stops, leaving the line between the bypass lines 93 and 91 and the lithium battery 30 is locked. As a result, a current flowing from the alternator 10 or the lead acid battery 20 over the supply line 93 to the lithium battery 30 flows are avoided, thereby overloading the lithium battery 30 can be prevented.

Die Lithiumbatterie 30, die ECU 80 und die MOSFETs 50 und 60 sind, wie in 1 gezeigt ist, in einem gemeinsamen Gehäuse 30k aufgenommen. Hierin nachstehend wird auf dieses Gehäuse Bezug genommen als Batteriepack 30P.The lithium battery 30 , the ECU 80 and the mosfets 50 and 60 are, as in 1 is shown in a common housing 30k added. Hereinafter, this case will be referred to as a battery pack 30P ,

7 ist ein Blockschaltbild, welches eine detaillierte Struktur des Batteriepacks 30P zeigt. 7 is a block diagram showing a detailed structure of the battery pack 30P shows.

Die ECU 80 weist einen Mikroprozessor auf, welcher eine CPU (CPU = Central Processing Unit), einen Speicher (Mikroprozessor 81) und dergleichen, eine Leistungsversorgung 82, eine Ladungspumpe 83 und einen Halbleiterschalter 84 hat. Die Leistungsversorgung 82 erzeugt eine Spannung, welche von der Spannung an der Versorgungsleitung 90 zu einer vorbestimmten Spannung herabgestuft wird und stellt die herabgestufte Spannung dem Mikroprozessor 81 zur Verfügung. Die Ladungspumpe 83 steuert bzw. regelt die Spannung an der Versorgungsleitung 90, um in eine vorbestimmte Hochspannung hochgestuft zu werden und stellt die Hochspannung dem Gate der MOSFETs 50 und 60 zur Verfügung. Der Halbleiterschalter 84 steuert den Erregerstrom welcher dem Lithiumbatterie-Relais 70 zur Verfügung gestellt wird, um AN und AUS zu sein.The ECU 80 comprises a microprocessor, which has a CPU (CPU = Central Processing Unit), a memory (microprocessor 81 ) and the like, a power supply 82 , a charge pump 83 and a semiconductor switch 84 Has. The power supply 82 generates a voltage which depends on the voltage at the supply line 90 is downgraded to a predetermined voltage and provides the downgraded voltage to the microprocessor 81 to disposal. The charge pump 83 controls or regulates the voltage on the supply line 90 to be stepped up to a predetermined high voltage and sets the high voltage to the gate of the MOSFETs 50 and 60 to disposal. The semiconductor switch 84 controls the excitation current which the lithium battery relay 70 is provided to be on and off.

Wenn der Mikroprozessor 81 ein Leitungsbefehlssignal zu der Ladungspumpe 83 ausgibt, gibt die Ladungspumpe 83 Gate-Signale zu den MOSFETs 50 und 60 aus. Wenn der Mikroprozessor 81 die Leitungsbefehlssignale zu dem Halbleiterschalter 84 ausgibt, wird der Halbleiterschalter 84 elektrisch leitfähig gemacht, um anzuschalten, so dass der Erregerstrom dem Lithiumbatterie-Relais zur Verfügung gestellt wird. In anderen Worten gesagt ist der Mikroprozessor 81 angepasst, um die Ladungspumpe 83 und den Halbleiterschalter 84 zu steuern bzw. zu regeln, wodurch die MOSFETs 50 und 60 und das Lithiumbatterie-Relais 70 gesteuert bzw. geregelt werden.If the microprocessor 81 a line command signal to the charge pump 83 outputs, gives the charge pump 83 Gate signals to the MOSFETs 50 and 60 out. If the microprocessor 81 the line command signals to the semiconductor switch 84 outputs, the semiconductor switch 84 made electrically conductive to turn on, so that the excitation current is provided to the lithium battery relay. In other words, the microprocessor is called 81 adapted to the charge pump 83 and the semiconductor switch 84 to control or regulate, reducing the MOSFETs 50 and 60 and the lithium battery relay 70 be controlled or regulated.

Da eine Verzögerungsleitung 85 zwischen dem Halbleiterschalter 84 und der Lithiumbatterie 70 angeordnet ist, schaltet das Lithiumbatterie-Relais 70 AN, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit von einer Zeit verstreicht, wenn der Mikroprozessor 81 das Leitungsbefehlssignal zu dem Halbleiterschalter 84 ausgibt. Ähnlich schaltet, wenn der Mikroprozessor 81 das Ausgeben des Leitungsbefehlssignals zu dem Halbleiterschalter 84 stoppt, das Lithiumbatterie-Relais 70 AUS, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit von einer Zeit verstreicht, wenn der Mikroprozessor 81 das Ausgeben des Leitungsbefehlssignnals stoppt.As a delay line 85 between the semiconductor switch 84 and the lithium battery 70 is arranged, the lithium battery relay switches 70 ON when a predetermined delay time elapses from a time when the microprocessor 81 the line command signal to the semiconductor switch 84 outputs. Similar switches when the microprocessor 81 outputting the line command signal to the semiconductor switch 84 stops, the lithium battery relay 70 OFF when a predetermined delay time elapses from a time when the microprocessor 81 the issuance of the line command signal stops.

Die Bypass-Schaltung, welche die Bypassleitung 93 aufweist, und das Bypass-Relais 94 weist weiterhin einen Halbleiterschalter 94a auf, welcher den Erregerstrom, welcher dem Bypass-Relais 94 zur Verfügung gestellt wird, steuert, um AN und AUS zu sein, und einen Komparator bzw. Vergleicher 94b, welcher wie folgt beschrieben wird.The bypass circuit, which is the bypass line 93 has, and the bypass relay 94 also has a semiconductor switch 94a on which the excitation current, which the bypass relay 94 is provided to be on and off, and a comparator or comparator 94b which is described as follows.

Der Komparator 94b gibt das Leitungsbefehlssignal an das Bypass-Relais 94 aus, wenn die Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen dem Halbleiterschalter 84 und dem Lithiumbatterie-Relais 70 höher ist als die vorbestimmte Grenzwertspannung. Mit anderen Worten gesagt gibt, wenn der Halbleiterschalter 84 den Erregerstrom ausgibt, der Komparator 94b das Leitungsbefehlssignal aus. Dann schaltet der Halbleiterschalter 94a AN, um den Erregerstrom dem Bypass-Relais 94 zur Verfügung zu stellen. Als ein Ergebnis schaltet das Bypass-Relais 94, welches vorn Typ ist, der normalerweise geschlossenen ist, ab.The comparator 94b gives the line command signal to the bypass relay 94 off when the voltage at a connection point between the semiconductor switch 84 and the lithium battery relay 70 is higher than the predetermined threshold voltage. In other words, there is when the semiconductor switch 84 outputs the excitation current, the comparator 94b the line command signal off. Then the semiconductor switch turns 94a ON, to the excitation current to the bypass relay 94 to provide. As a result, the bypass relay switches 94 , which is front type, which is normally closed off.

Indes ist, wenn der Erregerstrom von dem Halbleiterschalter 84 aufgrund einiger Gründe, beispielsweise einer Fehlfunktion des Mikroprozessors 81 oder des Halbleiterschalters 84, nicht an das Lithiumbatterie-Relais 70 ausgegeben wird, das Leitungsbefehlssignal, welches von dem Komparator 94 ausgegeben wird, unterbrochen bzw. ausgesetzt, so dass das Bypass-Relais 94 abschaltet. Als ein Ergebnis schaltet das Bypass-Relais 94, welches vom Typ ist, der normalerweise geschlossenen ist, AN.However, when the excitation current from the semiconductor switch 84 due to some reasons, such as a malfunction of the microprocessor 81 or the semiconductor switch 84 , not to the lithium battery relay 70 is output, the line command signal, which from the comparator 94 is output, interrupted or suspended, leaving the bypass relay 94 off. As a result, the bypass relay switches 94 which is of the type normally closed on.

Dies heißt sozusagen, dass der Komparator 94b als ein Fehlererfassungsmittel dient, welches einen Fehler des Mikroprozessors 81 und des Halbleiterschalters 84 erfasst. Darüber hinaus dient der Komparator 94b als ein Fehlersteuermittel, welches das Bypass-Relais 94 steuert, um anzuschalten, wenn der Fehler erfasst ist.This means, so to speak, that the comparator 94b serves as an error detection means which detects an error of the microprocessor 81 and the semiconductor switch 84 detected. In addition, the comparator serves 94b as an error control means which the bypass relay 94 controls to turn on when the error is detected.

Da die Verzögerungsleitung 85 vorgesehen ist, schaltet, wenn der Erregerstrom aufgrund des Fehlers wie obenstehend beschrieben ist nicht zu dem Lithiumbatterie-Relais 70 ausgegeben wird, das Lithiumbatterie-Relais 70 AUS, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit davon verstreicht, wenn das Bypass-Relais 94 angeschaltet wird. Demnach kann vermieden werden, dass die Versorgungsleitungen 90, 91 und 92 und die Bypassleitung 93 gleichzeitig abgeschaltet bzw. unterbrochen werden, so dass die Leistung der elektrischen Last 43 ohne eine Verursachung eines instantanen Leistungsausfalls zur Verfügung gestellt wird, wodurch ein instantaner Leistungsausfall für die elektrische Last 43 verhindert wird.Because the delay line 85 is provided, when the exciting current due to the fault as described above does not switch to the lithium battery relay 70 is output, the lithium battery relay 70 OFF when a predetermined delay time elapses when the bypass relay 94 is turned on. Accordingly, it can be avoided that the supply lines 90 . 91 and 92 and the bypass line 93 simultaneously shut off or interrupted so that the power of the electrical load 43 without causing an instantaneous power failure, resulting in an instantaneous power outage for the electrical load 43 is prevented.

Das Symbol 70a wie es in 7 gezeigt ist, zeigt einen Verbindungspunkt an, an welchem ein Kabelstrang, welcher für die Leistung verwendet wird, welche der Lithiumbatterie 30 zur Verfügung gestellt wird, in der Versorgungsleitung 91 abgezweigt ist (zweiter Batterieverbindungspunkt). Die Symbole 93a und 93b, wie sie in 7 gezeigt sind, zeigen Verbindungspunkte, an welchen die einen Enden der Bypassleitung 93 damit verbunden sind. Das Symbol 90a und 91a, wie sie in 7 gezeigt sind, zeigen einen Kabelstrang, welcher Leistung von der Versorgungsleitung 90 und 91 zu der ECU 80 führt bzw. leitet, und das Symbol 90b und das Symbol 91b zeigen Verbindungspunkte, an welchen Kabelstränge 91a und 91b mit den Versorgungsleitungen 90 und 91 verbunden sind. Die Symbole t1 und t2 sind Anschlüsse, welche an dem Gehäuse 30k angeordnet sind. Ein Kabelstrang, welcher dasselbe Spannungspotential hat wie die Bleibatterie 20 ist mit einem Gehäuseanschluss t1 verbunden und ein Kabelstrang, welcher dasselbe Spannungspotential der Lithiumbatterie 30 hat, ist mit einem Gehäuseanschluss t2 verbunden.The symbol 70a as it is in 7 is shown indicates a connection point at which a wire harness used for the power, which is the lithium battery 30 is made available in the supply line 91 is branched off (second battery connection point). The symbols 93a and 93b as they are in 7 are shown connecting points at which the one ends of the bypass line 93 associated with it. The symbol 90a and 91 as they are in 7 show a harness, which power from the supply line 90 and 91 to the ECU 80 leads or leads, and the symbol 90b and the symbol 91b show connection points on which cable strands 91 and 91b with the supply lines 90 and 91 are connected. The symbols t1 and t2 are terminals attached to the housing 30k are arranged. A cable harness that has the same voltage potential as the lead-acid battery 20 is connected to a housing terminal t1 and a wire harness, which has the same voltage potential of the lithium battery 30 has, is connected to a housing terminal t2.

Der Verbindungspunkt 90b (Steuereinheitsverbindungspunkt), welcher mit dem Kabelstrang 90a verbunden ist, ist an der Seite des Wechselstromgenerators 10 gegen den MOSFET 60 angeordnet. Demnach wird der Kabelstrang 90a verwendet, wenn die Leistung der ECU 80 von dem Wechselstromgenerator 10 zur Verfügung gestellt wird, wenn die interne Verbrennungsmaschine E als ein erstes Mal startet, in welchem die Lithiumbatterie 30 nicht geladen ist. Indessen ist der Verbindungspunkt 91b, welcher mit dem Kabelstrang 91a verbunden ist, an der Seite der Lithiumbatterie 30 gegen den MOSFET 50 angeordnet. Auch wenn die Spannung der Bleibatterie 20 verringert wird, während der Startermotor 41 betrieben wird, wird der ECU 80 über den Kabelstrang 91a eine stabile Spannung durch die Lithiumbatterie 30 zur Verfügung gestellt.The connection point 90b (Control unit connection point), which with the wiring harness 90a is connected to the side of the alternator 10 against the mosfet 60 arranged. Accordingly, the wiring harness 90a used when the performance of the ECU 80 from the alternator 10 is provided when the internal combustion engine E starts as a first time in which the lithium battery 30 not loaded. Meanwhile, the connection point 91b , which with the harness 91 connected to the side of the lithium battery 30 against the mosfet 50 arranged. Even if the voltage of the lead-acid battery 20 is reduced while the starter motor 41 operated, the ECU becomes 80 over the cable harness 91 a stable voltage through the lithium battery 30 made available.

Der Verbindungspunkt 93a, welcher mit der Bypassleitung 93 verbunden ist, ist an der Seite der Bleibatterie 20 gegen den Verbindungspunkt 90b angeordnet, welcher mit dem Kabelstrang 90a (stromaufwärtige Seite) verbunden ist. Darüber hinaus ist der Verbindungspunkt 93, welcher mit der Bypassleitung 93 verbunden ist, an der Seite der elektrischen Last gegen einen Verbindungspunkt 70a (stromabwärtige Seite) angeordnet.The connection point 93a , which with the bypass line 93 is connected to the side of the lead-acid battery 20 against the connection point 90b arranged, which with the harness 90a (upstream side) is connected. In addition, the connection point 93 , which with the bypass line 93 is connected to the side of the electrical load against a connection point 70a (downstream side).

8 ist ein schematisches Diagramm, welches eine detaillierte Konfiguration des Batteriepacks 30P einschließlich einer Platzierung der Verbindungspunkte 93a und 93b, welche mit der Bypassleitung 93 verbunden sind, zeigt. Das Gehäuse 30k nimmt eine Leiterplatte 95 auf, auf welcher die MOSFETs 50 und 60 und das Bypass-Relais 94 angebracht sind. Die Versorgungsleitung 90 und 91, welche in dem Gehäuse 30k angeordnet sind, sind durch eine Mehrzahl von Kabelsträngen H und einen Verbinder C konfiguriert, welcher diese Kabelstränge H verbindet. Diese Kabelstränge H verbinden einen Leiterplattenanschluss 95t, welcher an der Leiterplatte 95 angebracht ist, die Gehäuseanschlüsse t1 und t2. Die Verbindungspunkte 93a und 93b der Bypassleitung 93 sind mit dem Leiterplattenanschluss 95t verbunden. 8th FIG. 12 is a schematic diagram showing a detailed configuration of the battery pack. FIG 30P including a placement of the connection points 93a and 93b , which with the bypass line 93 are connected shows. The housing 30k takes a circuit board 95 on, on which the mosfets 50 and 60 and the bypass relay 94 are attached. The supply line 90 and 91 which are in the housing 30k are arranged, are configured by a plurality of cable strands H and a connector C, which connects these cable strands H. These cable strands H connect a printed circuit board connection 95t , which on the circuit board 95 is attached, the housing connections t1 and t2. The connection points 93a and 93b the bypass line 93 are with the PCB connector 95t connected.

9 ist ein Diagramm, welches den Ort zeigt, an welchem der Batteriepack 30 an einem Fahrzeug V angeordnet ist. Die Bleibatterie ist in dem Maschinenraum Va angeordnet, wo die interne Verbrennungsmaschine angebracht ist. Betreffend die Lithiumbatterie 30 kann, da die Lithiumbatterie 30 mehr wärmesensitiv ist als die Bleibatterie 20, die Lithiumbatterie 30 nicht in dem Maschinenraum Va angeordnet werden. Demnach ist, wie in 9 gezeigt ist, der Batteriepack 30p, welcher die Lithiumbatterie 30 aufnimmt, außerhalb des Maschinenraums Va angeordnet und in der Fahrzeugkabine Vb angeordnet. Beispielsweise kann der Batteriepack 30 unter dem Beifahrersitz Vd angeordnet sein oder unter der Mittelkonsole angeordnet sein, welche zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz angeordnet ist, oder er kann unter der Instrumentenabdeckung bzw. das Frontpaneel der Fahrzeugkabine Vb angeordnet sein. 9 is a diagram showing the location where the battery pack 30 is arranged on a vehicle V. The lead-acid battery is disposed in the engine room Va where the internal combustion engine is mounted. Regarding the lithium battery 30 can, since the lithium battery 30 more heat-sensitive than the lead-acid battery 20 , the lithium battery 30 not be arranged in the machine room Va. Accordingly, as in 9 shown is the battery pack 30p , which is the lithium battery 30 is arranged outside the engine room Va and arranged in the vehicle cabin Vb. For example, the battery pack 30 may be arranged under the passenger seat Vd or arranged under the center console, which is arranged between the driver's seat and the passenger seat, or it may be arranged under the instrument panel or the front panel of the vehicle cabin Vb.

Unter der Annahme jedoch, dass der Batteriepack 30P außerhalb des Maschinenraums Va angeordnet ist, muss der Batteriepack 30P unter der Bleibatterie 20 angeordnet sein. Demnach ist es im Fall, dass das Fahrzeug Wasser erleidet, und das Wasserniveau das Frontpaneel Vc erreicht, wahrscheinlich, dass der Batteriepack 30P auch nass wird. Wenn das Wasser in das Gehäuse 30k eindringt, könnenn Schaltungskomponenten wie beispielsweise der Mikroprozessor 81, welcher durch eine niedrige Spannung betrieben wird, aufgrund des Wassers ausfallen. Wenn der Mikroprozessor 81 in einem fehlerhaften Zustand ist, können die MOSFETs 50 und 60 nicht angeschaltet werden, so dass ein Laden der Lithiumbatterie 30 durch die Versorgungsleitungen 90 und 91 nicht durchgeführt wird. Als ein Ergebnis kann, da der SOC(Li) signifikant verringert ist, Leistung der elektrischen Last 43 nicht zur Verfügung gestellt werden. Assuming, however, that the battery pack 30P is located outside the engine room Va, the battery pack must 30P under the lead battery 20 be arranged. Thus, in the case where the vehicle suffers water and the water level reaches the front panel Vc, it is likely that the battery pack 30P also gets wet. When the water in the case 30k can penetrate circuit components such as the microprocessor 81 , which is operated by a low voltage, fail due to the water. If the microprocessor 81 is in a faulty state, the MOSFETs can 50 and 60 not be turned on, so that charging the lithium battery 30 through the supply lines 90 and 91 not performed. As a result, since the SOC (Li) is significantly reduced, electric load performance can be achieved 43 not be made available.

Gemäß der obigen beschriebenen Ausführungsform jedoch schaltet, wenn der Mikroprozessor 81 einen fehlerhaften Zustand einnimmt, das Bypass-Relais 94 an, so dass der elektrischen Last 43 Leistung durch die Bypassleitung 93 zur Verfügung gestellt werden kann.However, according to the embodiment described above, when the microprocessor switches 81 assumes a faulty state, the bypass relay 94 on, so the electrical load 43 Power through the bypass line 93 can be made available.

Gemäß der Ausführungsform kann, da die Verzögerungsleitung 85 vorgesehen ist, vermieden werden, dass die Versorgungsleitungen 90, 91 und 92 und die Bypassleitung 93 gleichzeitig abgesperrt werden, so dass der elektrischen Last 43 Leistung zuverlässig zur Verfügung gestellt werden kann, wodurch instantane Leistungsabschaltungen zu der elektrischen Last 43 vermieden werden.According to the embodiment, since the delay line 85 is provided, avoiding the supply lines 90 . 91 and 92 and the bypass line 93 be shut off at the same time, so that the electrical load 43 Power can be reliably provided, resulting in instantaneous power shutdowns to the electrical load 43 be avoided.

(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Inhalte der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, verschiedene Abwandlungen können jedoch getätigt werden oder Konfigurationen der jeweiligen Ausführungsformen können kombiniert werden.The present invention is not limited to the contents of the embodiments described above, but various modifications can be made, or configurations of the respective embodiments can be combined.

Beispielsweise ist in der Ausführungsform, wie sie in 7 gezeigt ist, der Verbindungspunkt 93a, der mit der Bypassleitung 93 verbunden ist, an der Seite der Bleibatterie 20 gegen den Verbindungspunkt 90b, welcher mit dem Kabelstrang 90a verbunden ist (stromaufwärtige Seite), angeordnet. Der Verbindungspunkt 93a kann jedoch auch zu bzw. an der stromabwärtigen Seite des Verbindungspunktes 90b angeordnet sein, oder er kann an dem Gehäuseanschluss t1 angeordnet sein.For example, in the embodiment as shown in FIG 7 shown is the connection point 93a that with the bypass line 93 connected to the side of the lead-acid battery 20 against the connection point 90b , which with the harness 90a is connected (upstream side), arranged. The connection point 93a however, it may also be at the downstream side of the connection point 90b can be arranged, or it can be arranged on the housing connection t1.

Darüber hinaus ist in der Ausführungsform, wie sie in 7 gezeigt ist, der Verbindungspunkt 93b, der mit der Bypassleitung 93 verbunden ist, an der Seite der elektrischen Last 43 gegen einen Verbindungspunkt 70a (stromabwärtige Seite) angeordnet. Der Verbindungspunkt 93b kann jedoch auch zu bzw. auf der stromaufwärtigen Seite des Verbindungspunkts 70a angeordnet sein, oder er kann zu der stromaufwärtigen/stromabwärtigen Seite des Verbindungspunkts 91b, welcher mit dem Kabelstrang 91a verbunden ist, angeordnet sein, oder er kann an dem Gehäuseanschluss t2 angeordnet sein.Moreover, in the embodiment, as in 7 shown is the connection point 93b that with the bypass line 93 connected to the side of the electrical load 43 against a connection point 70a (downstream side). The connection point 93b however, may also be to the upstream side of the connection point 70a may be arranged, or it may be to the upstream / downstream side of the connection point 91b , which with the harness 91 is connected, or it can be arranged on the housing connection t2.

Es existieren Bedenken, dass ein Verbindungsausfall an dem Verbinder C, wie er in 8 gezeigt ist, oder an dem Platinenanschluss 95t auftreten kann, wenn das Wasser in das Gehäuse 30k eindringt. Um dieses Problem zu lösen, können die Verbindungspunkte 93a und 93b, welche mit der Bypassleitung 93 verbunden sind, mit den Gehäuseanschlüssen t1 und t2 verbunden werden.There is a concern that a connection failure at the connector C, as in 8th is shown, or at the board connector 95t can occur when the water in the housing 30k penetrates. To solve this problem, the connection points 93a and 93b , which with the bypass line 93 are connected to the housing terminals t1 and t2 are connected.

Gemäß der Ausführungsform, wie sie in 7 gezeigt ist, sind der Halbleiterschalter 94a und der Komparator 94b außerhalb der ECU 80 angeordnet, der Halbleiterschalter 94a und der Komparator 94b können jedoch auch in der ECU 80 angeordnet sein.According to the embodiment as shown in 7 is shown are the semiconductor switch 94a and the comparator 94b outside the ECU 80 arranged, the semiconductor switch 94a and the comparator 94b However, they can also be found in the ECU 80 be arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (9)

Leistungsversorgungseinheit aufweisend: eine erste Batterie (20); eine zweite Batterie (30), welche elektrisch parallel mit der ersten Batterie (20) verbunden ist, wobei eine Ausgangsdichte oder eine Energiedichte der zweiten Batterie (30) höher ist als diejenigen der ersten Batterie (20), wobei die erste und die zweite Batterie (20, 30) in der Lage sind, mit Leistung, welche durch einen Wechselstromgenerator (10) erzeugt wird, geladen zu werden; einen Schalter (50, 60), welcher elektrisch zwischen einer ersten Batterieseite und einer zweiten Batterieseite verbunden ist, wobei die erste Batterieseite den Wechselstromgenerator (10) und die erste Batterie (20) elektrisch dazwischen verbunden aufweist, und wobei die zweite Batterieseite die zweite Batterie (30) und eine elektrische Last elektrisch dazwischen verbunden aufweist, wobei der Schalter (50, 60) elektrisch die Leitung zwischen der ersten Batterieseite und der zweiten Batterieseite öffnet und unterbricht; eine Versorgungsleitung (90, 91, 92), welche elektrisch die erste Batterieseite und die zweite Batterieseite über den Schalter (50, 60) verbindet, um die elektrische Last und die zweite Batterie (30) mit Leistung zu versorgen, welche durch den Wechselstromgenerator (10) erzeugt wird oder mit Leistung, welche durch die erste Batterie (20) zur Verfügung gestellt wird; eine Bypassleitung (93), welche elektrisch mit der Versorgungsleitung (90, 91, 92) verbunden ist, wobei die Bypassleitung (93) die Versorgungsleitung (90, 91, 92) umgeht, und der elektrischen Last und der zweiten Batterie (30) die Leistung zur Verfügung stellt, welche durch den Wechselstromgenerator (10) erzeugt wird, oder die Leistung, welche durch die erste Batterie (20) geladen wird; und einen Bypass-Schalter (94), welcher die Bypassleitung (93) zwischen einem Leitungszustand und einem Isolierzustand schaltet.Power supply unit comprising: a first battery ( 20 ); a second battery ( 30 ), which are electrically parallel with the first battery ( 20 ), wherein an output density or an energy density of the second battery ( 30 ) is higher than that of the first battery ( 20 ), the first and second batteries ( 20 . 30 ) are capable of having power supplied by an alternator ( 10 ) is being loaded; a switch ( 50 . 60 ), which is electrically connected between a first battery side and a second battery side, wherein the first battery side of the AC generator ( 10 ) and the first battery ( 20 electrically connected therebetween, and wherein the second battery side is the second battery ( 30 ) and an electrical load connected electrically therebetween, the switch ( 50 . 60 ) electrically opens and interrupts the line between the first battery side and the second battery side; a supply line ( 90 . 91 . 92 ), which electrically connects the first battery side and the second battery side via the switch (FIG. 50 . 60 ) connects to the electrical load and the second battery ( 30 ) supplied with power by the alternator ( 10 ) or with power supplied by the first battery ( 20 ) is made available; a bypass line ( 93 ), which are electrically connected to the supply line ( 90 . 91 . 92 ), wherein the bypass line ( 93 ) the supply line ( 90 . 91 . 92 ) and the electrical load and the second battery ( 30 ) provides the power generated by the alternator ( 10 ), or the power supplied by the first battery ( 20 ) is loaded; and a bypass switch ( 94 ), which the bypass line ( 93 ) switches between a conduction state and an isolation state. Leistungsversorgungseinheit nach Anspruch 1, wobei der Bypass-Schalter (94) ein elektromagnetisches Relais vom normalerweise geschlossenen Typ ist.Power supply unit according to claim 1, wherein the bypass switch ( 94 ) is a normally closed type electromagnetic relay. Leistungsversorgungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Leistungsversorgungseinheit einen zweiten Batterieschalter (70) aufweist, welcher einen Leitungsweg, welcher die zweite Batterie (30) und die Versorgungsleitung (91) verbindet, zwischen Leitung und Absperrung schaltet, wobei der zweite Batterieschalter (70) angepasst ist, um den abzusperrenden Leitungsweg zu schalten, um die zweite Batterie (30) von der Versorgungsleitung zu trennen, während die Bypassleitung (93) durch den Bypass-Schalter (94) leitfähig gemacht wurde.Power supply unit according to claim 1, wherein the power supply unit has a second battery switch ( 70 ), which has a line path connecting the second battery ( 30 ) and the supply line ( 91 ), between line and shut-off switches, whereby the second battery switch ( 70 ) is adapted to switch the line path to be blocked to the second battery ( 30 ) from the supply line while the bypass line ( 93 ) through the bypass switch ( 94 ) was made conductive. Leistungsversorgungseinheit nach Anspruch 3, wobei der zweite Batterieschalter (70) angepasst ist, um den Leitungsweg, welcher abgesperrt werden soll, zu schalten, wenn der Bypass-Schalter (94) die Bypassleitung (93) schaltet, um aus dem Isolierzustand in dem Leitungszustand zu gelangen.Power supply unit according to claim 3, wherein the second battery switch ( 70 ) is adapted to switch the conduction path to be cut off when the bypass switch ( 94 ) the bypass line ( 93 ) to get out of the insulating state in the conduction state. Leistungsversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Versorgungsleitung (90, 91, 92) einen Steuereinheitverbindungspunkt (90b) aufweist, an welchem die Versorgungsleitung (90, 91, 92) zu einer Steuereinheit (80) abgezweigt ist, welche zum Steuern des Schalters (50, 60) verwendet wird, um der Steuereinheit (80) Leistung zur Verfügung zu stellen, und wobei ein Ende der Bypassleitung (93) das mit der ersten Batterieseite verbunden werden soll, an einem Punkt an der Versorgungsleitung (90, 91, 92) angeordnet ist, welcher näher zu der ersten Batterieseite ist als zu dem Steuereinheitverbindungspunkt (90b).Power supply unit according to one of claims 1 to 4, wherein the supply line ( 90 . 91 . 92 ) a control unit connection point ( 90b ), on which the supply line ( 90 . 91 . 92 ) to a control unit ( 80 ) which is used to control the switch ( 50 . 60 ) is used by the control unit ( 80 ), And wherein one end of the bypass line ( 93 ) which is to be connected to the first battery side, at a point on the supply line ( 90 . 91 . 92 ) which is closer to the first battery side than to the control unit connection point (FIG. 90b ). Leistungsversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Versorgungsleitung (90, 91, 92) einen zweiten Batterieverbindungspunkt (70a) aufweist, an welchem die Verbindungsleitung zu der zweiten Batterie (30) abgezweigt ist, um der zweiten Batterie (30) Leistung zur Verfügung zu stellen, und wobei ein Ende der Bypassleitung (93), welches mit der zweiten Batterieseite verbunden werden soll, an einem Punkt der Versorgungsleitung (90, 91, 92) angeordnet ist, welcher näher zu der zweiten Batterieseite ist als zu dem zweiten Batterieverbindungspunkt (70a).Power supply unit according to one of claims 1 to 5, wherein the supply line ( 90 . 91 . 92 ) a second battery connection point ( 70a ), at which the connection line to the second battery ( 30 ) to the second battery ( 30 ), And wherein one end of the bypass line ( 93 ), which is to be connected to the second battery side, at a point of the supply line ( 90 . 91 . 92 ) which is closer to the second battery side than to the second battery connection point ( 70a ). Leistungsversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leistungsversorgungseinheit weiterhin Folgendes aufweist: eine Leiterplatte (95), welche den Schalter (50, 60) und den Bypass-Schalter (94) darauf angebracht hat, wobei ein Teil der Versorgungsleitung (90, 91, 92) und der Bypassleitung (93) elektrisch mit der Leiterplatte (95) verbunden sind, und ein Gehäuse (30k), welches die Leiterplatte (95) darin aufnimmt, wobei der Teil der Versorgungsleitung (90, 91, 92) durch einen Kabelstrang konfiguriert ist, welcher elektrisch einen Gehäuseanschluss (t1, t2), welcher an dem Gehäuse (30k) angeordnet ist, mit dem Leiterplattenanschluss (95t) verbindet, welcher an der Leiterplatte (95) angeordnet ist, wobei entweder ein Ende der Bypassleitung (93), welches mit der ersten Batterieseite verbunden ist, oder das andere Ende der Bypassleitung (93), welches mit der zweiten Batterieseite verbunden ist, elektrisch mit dem Leiterplattenanschluss (95t) verbunden ist.A power supply unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the power supply unit further comprises: a circuit board ( 95 ), which the switch ( 50 . 60 ) and the bypass switch ( 94 ), with part of the supply line ( 90 . 91 . 92 ) and the bypass line ( 93 ) electrically to the printed circuit board ( 95 ) and a housing ( 30k ), which the printed circuit board ( 95 ), wherein the part of the supply line ( 90 . 91 . 92 ) is configured by a wire harness which electrically connects a housing terminal (t1, t2) to the housing ( 30k ) is arranged with the PCB connection ( 95t ) which connects to the printed circuit board ( 95 ) is arranged, either one end of the bypass line ( 93 ), which is connected to the first battery side, or the other end of the bypass line ( 93 ), which is connected to the second battery side, electrically connected to the printed circuit board connector ( 95t ) connected is. Leistungsversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leistungsversorgungseinheit eine Mehrzahl von Schaltern aufweist, welche in Serie verbunden sind, um es zu ermöglichen, dass Stromrichtungen von parasitären Dioden, welche in den Schaltern inhärent sind, einander entgegen gerichtet sind.A power supply unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the power supply unit comprises a plurality of switches connected in series to enable current directions of parasitic diodes which are in The switches are inherent, are directed opposite to each other. Leistungsversorgungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Leistungsversorgungseinheit an einem Fahrzeug angebracht ist, und die Leistungsversorgungseinheit ein gemeinsames Gehäuse (30k), welches die zweite Batterie (30), den Schalter (50, 60) und die Steuereinheit aufnimmt, welche den Schalter (50, 60) steuert, und einen Batteriepack (30p) aufweist, welcher einen Verbinder hat, welcher elektrisch den Wechselstromgenerator (10), die erste Batterie (20) und die elektrische Last mit dem Batteriepack (30p) verbindet, wobei der Batteriepack (30p) außerhalb eines Maschinenraums des Fahrzeuges angeordnet ist.A power supply unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the power supply unit is mounted on a vehicle, and the power supply unit has a common housing (FIG. 30k ), which the second battery ( 30 ), the switch ( 50 . 60 ) and the control unit which receives the switch ( 50 . 60 ), and a battery pack ( 30p ), which has a connector which electrically connects the alternator ( 10 ), the first battery ( 20 ) and the electrical load with the battery pack ( 30p ), the battery pack ( 30p ) is arranged outside a machine room of the vehicle.
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