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JP2014217084A - Power supply unit - Google Patents

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JP2014217084A
JP2014217084A JP2013089631A JP2013089631A JP2014217084A JP 2014217084 A JP2014217084 A JP 2014217084A JP 2013089631 A JP2013089631 A JP 2013089631A JP 2013089631 A JP2013089631 A JP 2013089631A JP 2014217084 A JP2014217084 A JP 2014217084A
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JP
Japan
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storage element
generator
power
power supply
converter
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Pending
Application number
JP2013089631A
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Japanese (ja)
Inventor
章生 石原
Akio Ishihara
章生 石原
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.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply unit capable of quickly charging a storage element by running a large amount of charging current through the storage element from a generator.SOLUTION: In a power supply unit 1, one end of each of electric wires 11, 12 is connected with an output end of a generator 10. The other end of the electric wire 11 is connected with one end of a storage element 13, and the other end of the electric wire 12 is connected with a DC-DC converter 14. One end of the generator different from the output end and a negative terminal of the storage element 13 are grounded. The storage element 13 stores electric power output by the generator 10, and the DC-DC converter 14 selectively changes an output voltage of the generator 10 or the storage element 13.

Description

本発明は、発電機の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を負荷に印加することによって負荷に給電する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device that transforms an output voltage of a generator and applies power to the load by applying the transformed voltage to the load.

現在の車両には、車両が減速する場合に車両の運動エネルギーを電力に変換することによって発電機に回生電力を発生させ、発生させた回生電力を負荷に供給する電源装置が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。   A current vehicle is equipped with a power supply device that generates regenerative power in a generator by converting kinetic energy of the vehicle into electric power when the vehicle decelerates and supplies the generated regenerative power to a load ( For example, see Patent Document 1).

図7は従来の電源装置の配置図であり、図8は従来の電源装置の構成を示すブロック図である。従来の電源装置5では、発電機100の出力端が電線101の一端に接続しており、電線101の他端は、蓄電素子103の正極端子に接続されている。蓄電素子103の正極端子には、電線102の一端が接続されており、電線102の他端はDC/DCコンバータ104の一端に接続されている。DC/DCコンバータ104の他端は、蓄電素子105の正極端子、及び、電源ボックス106に接続されている。電源ボックス106は、負荷107,108に各別に接続されている。発電機100、蓄電素子103,105及び負荷107,108は接地されている。   FIG. 7 is a layout diagram of a conventional power supply apparatus, and FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the conventional power supply apparatus. In the conventional power supply device 5, the output end of the generator 100 is connected to one end of the electric wire 101, and the other end of the electric wire 101 is connected to the positive electrode terminal of the power storage element 103. One end of the electric wire 102 is connected to the positive electrode terminal of the electric storage element 103, and the other end of the electric wire 102 is connected to one end of the DC / DC converter 104. The other end of the DC / DC converter 104 is connected to the positive terminal of the power storage element 105 and the power supply box 106. The power supply box 106 is connected to the loads 107 and 108 separately. The generator 100, the power storage elements 103 and 105, and the loads 107 and 108 are grounded.

従来の電源装置5は、車両に搭載されており、発電機100は、車両が減速する場合に、車両の運動エネルギーを電力に変換することによって回生電力を発生する。発電機100は、電線101を介して蓄電素子103に給電する。発電機100の出力電圧は、電線101,102を介してDC/DCコンバータ104の一端に印加される。DC/DCコンバータ104は、一端に印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を、蓄電素子105の正極端子に印加すると共に、電源ボックス106に印加する。電源ボックス106は、DC/DCコンバータ104に印加された電圧を負荷107,108に印加し、負荷107,108は給電される。   The conventional power supply device 5 is mounted on a vehicle, and the generator 100 generates regenerative power by converting the kinetic energy of the vehicle into electric power when the vehicle decelerates. The power generator 100 supplies power to the power storage element 103 via the electric wire 101. The output voltage of the generator 100 is applied to one end of the DC / DC converter 104 via the electric wires 101 and 102. The DC / DC converter 104 transforms the voltage applied to one end, and applies the transformed voltage to the positive terminal of the power storage element 105 and also to the power supply box 106. The power supply box 106 applies the voltage applied to the DC / DC converter 104 to the loads 107 and 108, and the loads 107 and 108 are supplied with power.

このように、車両を減速させる場合に発電機100が車両の運動エネルギーから変換した電力は、蓄電素子103に蓄えられると共に負荷107,108への給電に用いられる。このため、車両の運動エネルギーがタイヤと地面との摩擦で消費されることなく効率的に使用される。   As described above, when the vehicle is decelerated, the electric power converted by the generator 100 from the kinetic energy of the vehicle is stored in the power storage element 103 and used to supply power to the loads 107 and 108. For this reason, the kinetic energy of the vehicle is efficiently used without being consumed by friction between the tire and the ground.

特開2012−240487号公報JP 2012-240487 A

しかしながら、従来の電源装置5では、発電機100から蓄電素子103へ流れる電流と、発電機100からDC/DCコンバータ104へ流れる電流とは共に電線101を通流する。蓄電素子103へ流れる電流の値I1は、DC/DCコンバータ104へ流れる電流の値I2と、発電機100の出力電圧値V1と、蓄電素子103の開放電圧値V2と、電線101の抵抗値r1と、蓄電素子103の内部抵抗値r2を用いて下記式のように表される。
I1=(V1−V2−r1×I2)/(r1+r2)
However, in the conventional power supply device 5, both the current flowing from the generator 100 to the power storage element 103 and the current flowing from the generator 100 to the DC / DC converter 104 flow through the electric wire 101. The value I1 of the current flowing to the storage element 103 is the value I2 of the current flowing to the DC / DC converter 104, the output voltage value V1 of the generator 100, the open circuit voltage value V2 of the storage element 103, and the resistance value r1 of the electric wire 101. And using the internal resistance value r2 of the electricity storage element 103, the following equation is obtained.
I1 = (V1−V2−r1 × I2) / (r1 + r2)

この式から、電流が発電機100から電線101,102を介してDC/DCコンバータ104へ流れることによって、蓄電素子103へ流れ込む電流の値I1は、(r1/(r1+r2))×I2だけ減少することがわかる。このため、従来の電源装置5には、蓄電素子103へ流れ込む電流が少なく、蓄電素子103を充電する速度が遅いという問題がある。   From this equation, when the current flows from the generator 100 to the DC / DC converter 104 via the electric wires 101 and 102, the value I1 of the current flowing into the power storage element 103 decreases by (r1 / (r1 + r2)) × I2. I understand that. For this reason, the conventional power supply device 5 has a problem that the current flowing into the power storage element 103 is small and the speed of charging the power storage element 103 is low.

発電機100が回生電力を発生する期間は車両が減速している期間であるので短い。従って、回生電力を効率的に使用するためには、蓄電素子103を素早く充電することが非常に重要である。   The period in which the generator 100 generates regenerative power is short because the vehicle is decelerating. Therefore, in order to efficiently use the regenerative power, it is very important to charge the power storage element 103 quickly.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電機から蓄電素子へ多量の充電電流を流すことができ、蓄電素子を素早く充電することができる電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device that can flow a large amount of charging current from a generator to a storage element and can quickly charge the storage element. It is to provide.

本発明に係る電源装置は、発電機と、該発電機が出力した電力を蓄える蓄電素子と、前記発電機又は蓄電素子の出力電圧を選択的に変圧する変圧部とを備える電源装置において、夫々の一端が前記発電機の出力端に接続される2つの電線を備え、該2つの電線中の一方における他端は前記蓄電素子の一端に接続され、前記2つの電線中の他方における他端は前記変圧部に接続されることを特徴とする。   The power supply device according to the present invention includes a power generator, a power storage element that stores the power output by the power generator, and a transformer that selectively transforms the output voltage of the power generator or the power storage element. One end of the two electric wires is connected to one end of the power storage element, and the other end of the two electric wires is the other end of the two electric wires. It is connected to the transformer.

本発明にあっては、発電機の出力端は、2つの電線夫々の一端に接続され、2つの電線中の一方における他端は蓄電素子の一端に接続され、2つの電線中の他方における他端は変圧部に接続される。発電機が出力した電力は、2つの電線中の一方を介して蓄電素子に供給され、蓄電素子は発電機が出力した電力を蓄える。発電機の出力電圧は、2つの電線中の他方を介して変圧部に印加される。変圧部には、更に、蓄電素子の出力電圧が2つの電線夫々を介して印加される。変圧部は、発電機又は蓄電素子の出力電圧を、例えば発電機及び蓄電素子夫々の出力電圧の大きさに応じて、選択的に変圧し、変圧した電圧を例えば負荷に印加する。   In the present invention, the output end of the generator is connected to one end of each of the two electric wires, the other end of one of the two electric wires is connected to one end of the storage element, and the other of the two electric wires is the other. The end is connected to the transformer. The power output from the generator is supplied to the storage element via one of the two electric wires, and the storage element stores the power output from the generator. The output voltage of the generator is applied to the transformer unit through the other of the two electric wires. Further, the output voltage of the power storage element is applied to the transformer part via each of the two electric wires. The transformer unit selectively transforms the output voltage of the generator or the storage element, for example, according to the magnitude of the output voltage of each of the generator and the storage element, and applies the transformed voltage to, for example, a load.

発電機から蓄電素子へ流れる充電電流の経路と、発電機から変圧部へ流れる電流の経路とが共有する部分がないため、発電機から蓄電素子へ流れ込む充電電流の値は、発電機から変圧部へ流れる電流の値に無関係である。従って、発電機が電力を出力して発電機から変圧部へ電流が流れた場合であっても、充電電流は減少することはなく、多量の充電電流が発電機から蓄電素子へ流れ込み、蓄電素子が素早く充電される。   Since there is no common part between the path of the charging current flowing from the generator to the storage element and the path of the current flowing from the generator to the transformer, the value of the charging current flowing from the generator to the storage element is Is independent of the value of the current flowing into Therefore, even when the generator outputs power and current flows from the generator to the transformer, the charging current does not decrease, and a large amount of charging current flows from the generator to the storage element. Is charged quickly.

本発明に係る電源装置は、発電機と、該発電機が出力した電力を蓄える蓄電素子と、前記発電機又は蓄電素子の出力電圧を選択的に変圧する変圧部とを備える電源装置において、一端が前記発電機の出力端に接続される電線と、夫々の一端が前記電線の他端に接続される2つの電線とを備え、該2つの電線中の一方における他端は前記蓄電素子の一端に接続され、前記2つの電線中の他方における他端は前記変圧部に接続されることを特徴とする。   A power supply device according to the present invention includes a generator, a power storage element that stores power output from the power generator, and a transformer that selectively transforms an output voltage of the power generator or the power storage element. Comprises an electric wire connected to the output end of the generator, and two electric wires each having one end connected to the other end of the electric wire, and the other end of the two electric wires is one end of the electric storage element. The other end of the other of the two electric wires is connected to the transformer unit.

本発明にあっては、発電機の出力端は電線の一端に接続され、電線の他端は2つの電線夫々の一端に接続される。2つの電線中の一方における他端は蓄電素子の一端に接続され、2つの電線中の他方における電線の他端は変圧部に接続される。発電機が出力した電力は、一端が発電機の出力端に接続される電線と、2つの電線中の一方を介して蓄電素子に供給され、蓄電素子は発電機が発生した電力を蓄える。発電機の出力電圧は、一端が発電機の出力端に接続される電線と、2つの電線中の他方を介して変圧部に印加される。変圧部には、更に、蓄電素子の出力電圧が2つの電線夫々を介して印加される。変圧部は、発電機又は蓄電素子の出力電圧を、例えば発電機及び蓄電素子夫々の出力電圧の大きさに応じて、選択的に変圧し、変圧した電圧を例えば負荷に印加する。   In the present invention, the output end of the generator is connected to one end of the electric wire, and the other end of the electric wire is connected to one end of each of the two electric wires. The other end of one of the two electric wires is connected to one end of the electric storage element, and the other end of the electric wire of the other of the two electric wires is connected to the transformer. The electric power output from the generator is supplied to the electric storage element through one end of the electric wire connected to the output end of the generator and one of the two electric wires, and the electric storage element stores the electric power generated by the generator. The output voltage of the generator is applied to the transformer through one of the wires connected to the output end of the generator and the other of the two wires. Further, the output voltage of the power storage element is applied to the transformer part via each of the two electric wires. The transformer unit selectively transforms the output voltage of the generator or the storage element, for example, according to the magnitude of the output voltage of each of the generator and the storage element, and applies the transformed voltage to, for example, a load.

発電機から蓄電素子へ流れる充電電流の経路と、発電機から変圧部へ流れる電流の経路とが共有する部分が短いため、発電機から変圧部へ電流が流れることによって減少する充電電流の減少量は少ない。従って、発電機が電力を出力した場合に多量の充電電流が発電機から蓄電素子へ流れ込み、蓄電素子が素早く充電される。   The amount of decrease in charging current that is reduced by the current flowing from the generator to the transformer section because the path of the charging current that flows from the generator to the storage element and the path of the current that flows from the generator to the transformer section are short. There are few. Therefore, when the generator outputs power, a large amount of charging current flows from the generator to the storage element, and the storage element is quickly charged.

本発明に係る電源装置は、前記変圧部が変圧した電圧の印加によって蓄電する第2の蓄電素子と、前記変圧部が変圧した電圧、又は、前記第2の蓄電素子の出力電圧の印加によって給電される負荷とを備えることを特徴とする。   The power supply device according to the present invention includes: a second power storage element that stores electricity by applying a voltage transformed by the transformer; and a voltage that is transformed by the transformer, or an application of an output voltage of the second electricity storage element. And a load to be provided.

本発明にあっては、変圧部は、変圧した電圧を第2の蓄電素子に印加し、第2の蓄電素子は蓄電する。負荷には、変圧部が変圧した電圧、又は、第2の蓄電素子の出力電圧が印加され、負荷は給電される。これにより、負荷には安定した電圧が印加され、負荷は適切に動作する。   In the present invention, the transformer unit applies the transformed voltage to the second power storage element, and the second power storage element stores power. The voltage transformed by the transformer or the output voltage of the second power storage element is applied to the load, and the load is fed. Thereby, a stable voltage is applied to the load, and the load operates appropriately.

本発明に係る電源装置は、前記変圧部が変圧した電圧の印加によって蓄電する第2の蓄電素子と、電圧の印加によって給電される負荷とを備え、前記変圧部は、更に、前記第2の蓄電素子の出力電圧を変圧し、該出力電圧の変圧によって得られた電圧を前記負荷に印加するように構成してあることを特徴とする。   The power supply device according to the present invention includes a second power storage element that stores electricity by application of a voltage transformed by the transformer, and a load that is fed by application of voltage, and the transformer further includes the second storage device. The output voltage of the power storage element is transformed, and the voltage obtained by the transformation of the output voltage is applied to the load.

本発明にあっては、変圧部は、発電機の出力電圧を変圧することによって得られた電圧を第2の蓄電素子に印加し、第2の蓄電素子は蓄電する。
変圧部は、変圧を行うことによって、発電機及び蓄電素子夫々の出力電圧に無関係に一定の電圧を第2の蓄電素子に印加して第2の蓄電素子に一定の電流を流し続けることが可能となり、第2の蓄電素子を素早く充電することが可能となる。
In the present invention, the transformer unit applies the voltage obtained by transforming the output voltage of the generator to the second power storage element, and the second power storage element stores the power.
By performing the transformation, the transformer can apply a constant voltage to the second power storage element regardless of the output voltage of each of the generator and the power storage element, and keep a constant current flowing through the second power storage element. Thus, the second power storage element can be quickly charged.

また、変圧部は、発電機の出力電圧以外に、第2の蓄電素子の出力電圧も変圧する。変圧部は、第2の蓄電素子の出力電圧の変圧によって得られた電圧を負荷に印加し、負荷は給電される。これにより、第2の蓄電素子に蓄えられた電力が負荷に供給される。   The transformer also transforms the output voltage of the second storage element in addition to the output voltage of the generator. The voltage transformer applies a voltage obtained by voltage transformation of the output voltage of the second power storage element to the load, and the load is fed. Thereby, the electric power stored in the second power storage element is supplied to the load.

本発明によれば、多量の充電電流を発電機から蓄電素子へ流すことができ、蓄電素子を素早く充電することができる。   According to the present invention, a large amount of charging current can flow from the generator to the storage element, and the storage element can be charged quickly.

実施の形態1における電源装置の配置図である。2 is a layout diagram of a power supply device according to Embodiment 1. 実施の形態1における電源装置の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における電源装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to a second embodiment. 実施の形態3における電源装置の配置図である。FIG. 10 is a layout diagram of a power supply device according to a third embodiment. 実施の形態3における電源装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to a third embodiment. 実施の形態4における電源装置の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to a fourth embodiment. 従来の電源装置の配置図である。It is a layout view of a conventional power supply device. 従来の電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional power supply device.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1における電源装置の配置図であり、図2は電源装置の構成を示すブロック図である。図1及び図2に示される電源装置1は、好適に車両に搭載され、発電機10、電線11,12、蓄電素子13,15、DC/DCコンバータ14、電源ボックス16、負荷17,18を備える。電源ボックス16は3つの接続端を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a layout diagram of a power supply device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the power supply device. The power supply device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is preferably mounted on a vehicle, and includes a generator 10, electric wires 11 and 12, power storage elements 13 and 15, a DC / DC converter 14, a power supply box 16, and loads 17 and 18. Prepare. The power supply box 16 has three connection ends.

発電機10は車両内の前方右側に配置され、発電機10の出力端は、電線11,12夫々の一端に接続される。電線11の他端は蓄電素子13の正極端子に接続され、蓄電素子13は車両内の前方中央に配置されている。電線12の他端は、DC/DCコンバータ14の一端に接続される。   The generator 10 is disposed on the right front side in the vehicle, and the output end of the generator 10 is connected to one end of each of the electric wires 11 and 12. The other end of the electric wire 11 is connected to the positive electrode terminal of the electricity storage element 13, and the electricity storage element 13 is arranged at the front center in the vehicle. The other end of the electric wire 12 is connected to one end of the DC / DC converter 14.

DC/DCコンバータ14の他端は、蓄電素子15の正極端子と、電源ボックス16の第1接続端とに接続されている。電源ボックス16の第2及び第3接続端夫々には負荷17,18の一端が接続されている。出力端とは異なる発電機10の一端と、蓄電素子13,15夫々の負極端子と、負荷17,18夫々の他端とは接地されている。   The other end of the DC / DC converter 14 is connected to the positive terminal of the power storage element 15 and the first connection end of the power supply box 16. One ends of loads 17 and 18 are connected to the second and third connection ends of the power supply box 16, respectively. One end of the generator 10 different from the output end, the negative terminals of the storage elements 13 and 15, and the other ends of the loads 17 and 18 are grounded.

発電機10は、電源装置1が搭載してある車両の図示しないエンジンと連動して電力を発生すると共に、車両が減速する場合に車両の運動エネルギーを電力に変換することによって回生電力を発生する。具体的には、発電機10は、エンジンと連動して電力を発生する場合、及び、回生電力を発生する場合の両方において、交流電力を生成し、生成した交流電力を直流電力に整流する。発電機10が出力端から出力する電力、電圧及び電流夫々は、整流後の直流電力、直流電圧及び直流電流である。   The generator 10 generates electric power in conjunction with an unillustrated engine of a vehicle on which the power supply device 1 is mounted, and generates regenerative electric power by converting the kinetic energy of the vehicle into electric power when the vehicle decelerates. . Specifically, the generator 10 generates AC power both when generating power in conjunction with the engine and when generating regenerative power, and rectifies the generated AC power into DC power. The power, voltage, and current output from the output terminal of the generator 10 are rectified DC power, DC voltage, and DC current, respectively.

蓄電素子13は、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等である。蓄電素子13の正極端子には、発電機10の出力電圧が電線11を介して印加され、蓄電素子13は発電機10が出力した電力を蓄える。   The storage element 13 is an electric double layer capacitor or a lithium ion battery. The output voltage of the generator 10 is applied to the positive electrode terminal of the power storage element 13 via the electric wire 11, and the power storage element 13 stores the power output from the power generator 10.

発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に高い場合、発電機10の出力電圧が電線12を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。また、発電機10の出力電圧が、例えばエンジンの停止によって、蓄電素子13の出力電圧よりも十分に低い場合、蓄電素子13の出力電圧が電線11,12を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。   When the output voltage of the generator 10 is sufficiently higher than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the generator 10 is applied to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wire 12. Further, when the output voltage of the generator 10 is sufficiently lower than the output voltage of the power storage element 13 due to, for example, the engine being stopped, the output voltage of the power storage element 13 is connected to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wires 11 and 12. To be applied.

DC/DCコンバータ14は、発電機10の出力電圧が一端に印加された場合に発電機10の出力電圧を変圧し、蓄電素子13の出力電圧が一端に印加された場合に蓄電素子13の出力電圧を変圧する。このようにDC/DCコンバータ14は、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧を選択的に変圧する。DC/DCコンバータ14は、一端に印加された電圧の昇圧又は降圧を行うことによって、一端に印加された電圧を一定の電圧に変圧する。DC/DCコンバータ14は、変圧によって得られた一定の電圧を、他端から、蓄電素子15の正極端子と、電源ボックス16の第1接続端とに印加する。DC/DCコンバータ14は変圧部として機能する。   The DC / DC converter 14 transforms the output voltage of the generator 10 when the output voltage of the generator 10 is applied to one end, and the output of the storage element 13 when the output voltage of the storage element 13 is applied to one end. Transform voltage. In this way, the DC / DC converter 14 selectively transforms the output voltage of the generator 10 or the storage element 13. The DC / DC converter 14 transforms the voltage applied to one end to a constant voltage by stepping up or down the voltage applied to one end. The DC / DC converter 14 applies a constant voltage obtained by voltage transformation from the other end to the positive terminal of the power storage element 15 and the first connection end of the power supply box 16. The DC / DC converter 14 functions as a transformer.

蓄電素子15は例えば鉛電池である。蓄電素子15にはDC/DCコンバータ14が変圧した電圧が印加され、蓄電素子15は、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧の印加によって蓄電する。蓄電素子15は第2の蓄電素子として機能する。蓄電素子15は、例えば、エンジンを始動するための図示しないスタータを給電する。エンジンを始動させる場合、DC/DCコンバータ14は変圧を停止し、スタータは蓄電素子15から供給される電力を用いて作動する。   The power storage element 15 is, for example, a lead battery. A voltage transformed by the DC / DC converter 14 is applied to the storage element 15, and the storage element 15 stores electricity by application of the voltage transformed by the DC / DC converter 14. The power storage element 15 functions as a second power storage element. For example, the power storage element 15 supplies power to a starter (not shown) for starting the engine. When starting the engine, the DC / DC converter 14 stops the transformation, and the starter operates using the electric power supplied from the power storage element 15.

DC/DCコンバータ14が一端に印加された電圧を変圧している間、電源ボックス16の第1接続端には、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧が印加される。また、DC/DCコンバータ14が変圧を停止している間、電源ボックス16の第1接続端には、蓄電素子15の出力電圧が印加される。   While the DC / DC converter 14 is transforming the voltage applied to one end, the voltage transformed by the DC / DC converter 14 is applied to the first connection end of the power supply box 16. Further, while the DC / DC converter 14 stops the voltage transformation, the output voltage of the power storage element 15 is applied to the first connection end of the power supply box 16.

電源ボックス16は、第1接続端に印加された電圧を、第2接続端から負荷17の一端に印加し、第3接続端から負荷18の一端に印加する。これにより、負荷17,18夫々には、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧、又は、蓄電素子15の出力電圧が印加される。   The power supply box 16 applies the voltage applied to the first connection end from the second connection end to one end of the load 17 and applies the voltage from the third connection end to one end of the load 18. As a result, the voltage transformed by the DC / DC converter 14 or the output voltage of the storage element 15 is applied to each of the loads 17 and 18.

負荷17,18夫々は、車両に搭載される電気機器であり、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧、又は、蓄電素子15の出力電圧の印加によって給電される。これにより、負荷17,18夫々には安定した電圧が印加され、負荷17,18夫々は適切に動作する。   Each of the loads 17 and 18 is an electric device mounted on the vehicle and is supplied with power by applying a voltage transformed by the DC / DC converter 14 or an output voltage of the storage element 15. Thereby, a stable voltage is applied to each of the loads 17 and 18, and each of the loads 17 and 18 operates appropriately.

以上のように構成された電源装置1では、発電機10から電線11を介して電流が蓄電素子13へ流れ、発電機10から電線12を介して電流がDC/DCコンバータ14へ流れる。従って、発電機10から蓄電素子13へ流れる電流の経路と、発電機10からDC/DCコンバータ14へ流れる電流の経路とが共有する部分はない。   In the power supply device 1 configured as described above, a current flows from the generator 10 to the storage element 13 via the electric wire 11, and a current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 via the electric wire 12. Therefore, there is no shared portion between the path of the current flowing from the generator 10 to the storage element 13 and the path of the current flowing from the generator 10 to the DC / DC converter 14.

このため、発電機10から蓄電素子13へ流れ込む充電電流の値Icは、発電機10の出力電圧値Vg、蓄電素子13の開放電圧値Vs、電線11の抵抗値R11、及び、蓄電素子13の内部抵抗値Riによって決まる。具体的には、充電電流値Icは下記のように表される。開放電圧値Vsは、蓄電素子13の正極端子を開放した場合における該正極端子の電圧値である。
Ic=(Vg−Vs)/(R11+Ri)
For this reason, the value Ic of the charging current flowing from the generator 10 into the power storage element 13 includes the output voltage value Vg of the power generator 10, the open circuit voltage value Vs of the power storage element 13, the resistance value R11 of the electric wire 11, and It is determined by the internal resistance value Ri. Specifically, the charging current value Ic is expressed as follows. The open circuit voltage value Vs is a voltage value of the positive electrode terminal when the positive electrode terminal of the electricity storage element 13 is opened.
Ic = (Vg−Vs) / (R11 + Ri)

充電電流値Icは、発電機10からDC/DCコンバータ14へ流れる電流の値に無関係である。従って、電源装置1では、発電機10が電力、特に回生電力を出力して発電機10からDC/DCコンバータ14へ電流が流れた場合であっても、発電機10から蓄電素子13へ流れる充電電流は減少することはなく、多量の充電電流が発電機10から蓄電素子13へ流れ込み、蓄電素子13が素早く充電される。   The charging current value Ic is independent of the value of the current flowing from the generator 10 to the DC / DC converter 14. Therefore, in the power supply device 1, even when the generator 10 outputs electric power, particularly regenerative power, and current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14, charging that flows from the generator 10 to the storage element 13 is performed. The current does not decrease, and a large amount of charging current flows from the generator 10 to the power storage element 13 so that the power storage element 13 is quickly charged.

(実施の形態2)
図3は実施の形態2における電源装置の構成を示すブロック図である。実施の形態2における電源装置2は、実施の形態1における電源装置1と比較して、発電機10の出力端、蓄電素子13の正極端子及びDC/DCコンバータ14の一端間の配線が異なる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the power supply apparatus according to the second embodiment. The power supply device 2 in the second embodiment is different from the power supply device 1 in the first embodiment in the wiring between the output end of the generator 10, the positive terminal of the storage element 13, and one end of the DC / DC converter 14.

以下では、実施の形態2における電源装置2について、実施の形態1における電源装置1と異なる点を説明する。実施の形態1と共通する実施の形態2の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Below, the power supply device 2 according to the second embodiment will be described while referring to differences from the power supply device 1 according to the first embodiment. The same reference numerals are given to the configurations of the second embodiment common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

電源装置2は好適に車両に搭載される。電源装置2は、実施の形態1における電源装置1と同様に、発電機10、蓄電素子13,15、DC/DCコンバータ14、電源ボックス16及び負荷17,18を備える。電源装置2は、更に、電線11,12の代わりに電線20,21,22を備える。電源装置3において、発電機10の出力端、蓄電素子13の正極端子及びDC/DCコンバータ14の一端間の接続を除く他の接続は、実施の形態1における電源装置1と同様である。   The power supply device 2 is preferably mounted on a vehicle. The power supply device 2 includes a generator 10, power storage elements 13 and 15, a DC / DC converter 14, a power supply box 16, and loads 17 and 18, similarly to the power supply device 1 in the first embodiment. The power supply device 2 further includes electric wires 20, 21, and 22 instead of the electric wires 11 and 12. In the power supply device 3, other connections than the connection between the output end of the generator 10, the positive terminal of the storage element 13 and one end of the DC / DC converter 14 are the same as those of the power supply device 1 in the first embodiment.

発電機10の出力端には電線20の一端が接続され、電線20の他端には、電線21,22夫々の一端が接続される。電線21の他端は、蓄電素子13の正極端子に接続され、電線22の他端はDC/DCコンバータ14の一端に接続される。   One end of the electric wire 20 is connected to the output end of the generator 10, and one end of each of the electric wires 21 and 22 is connected to the other end of the electric wire 20. The other end of the electric wire 21 is connected to the positive terminal of the power storage element 13, and the other end of the electric wire 22 is connected to one end of the DC / DC converter 14.

発電機10は実施の形態1と同様に電力を発生する。蓄電素子13の正極端子には、発電機10の出力電圧が電線20,21を介して印加され、蓄電素子13は、実施の形態1と同様に、発電機10が出力した電力を蓄える。   The generator 10 generates electric power as in the first embodiment. The output voltage of the generator 10 is applied to the positive electrode terminal of the power storage element 13 via the electric wires 20 and 21, and the power storage element 13 stores the power output from the power generator 10 as in the first embodiment.

発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に高い場合、発電機10の出力電圧が電線20,22を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。また、発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に低い場合、蓄電素子13の出力電圧が電線21,22を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。   When the output voltage of the generator 10 is sufficiently higher than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the generator 10 is applied to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wires 20 and 22. Further, when the output voltage of the generator 10 is sufficiently lower than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the storage element 13 is applied to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wires 21 and 22.

DC/DCコンバータ14、蓄電素子15、電源ボックス16及び負荷17,18は実施の形態1と同様に作用し、DC/DCコンバータ14及び蓄電素子15夫々は変圧部及び第2の蓄電素子として機能する。   DC / DC converter 14, power storage element 15, power supply box 16 and loads 17 and 18 operate in the same manner as in the first embodiment, and each of DC / DC converter 14 and power storage element 15 functions as a transformer and a second power storage element. To do.

従って、DC/DCコンバータ14は、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧を選択的に変圧する。蓄電素子15は、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧の印加によって蓄電する。負荷17,18夫々は、DC/DCコンバータ14が変圧した電圧、又は、蓄電素子15の出力電圧の印加によって給電される。
これにより、負荷17,18夫々には安定した電圧が印加され、負荷17,18夫々は適切に動作する。
Therefore, the DC / DC converter 14 selectively transforms the output voltage of the generator 10 or the storage element 13. The power storage element 15 stores power by applying a voltage transformed by the DC / DC converter 14. Each of the loads 17 and 18 is supplied with power by applying a voltage transformed by the DC / DC converter 14 or an output voltage of the storage element 15.
Thereby, a stable voltage is applied to each of the loads 17 and 18, and each of the loads 17 and 18 operates appropriately.

次に、発電機10が電力を出力した場合に発電機10から蓄電素子13へ流れる充電電流の値Icを求める。ここで、実施の形態1と同様に、発電機10の出力電圧値をVgとし、蓄電素子13の開放電圧値をVsとし、蓄電素子13の内部抵抗値をRiとする。更に、電線20の抵抗値をR20とし、電線21の抵抗値をR21とする。また、発電機10の出力端から流れ出る電流の値をIgとし、DC/DCコンバータ14の一端に流れ込む電流の値をIdとする。   Next, the value Ic of the charging current flowing from the generator 10 to the storage element 13 when the generator 10 outputs power is obtained. Here, as in the first embodiment, the output voltage value of the generator 10 is Vg, the open-circuit voltage value of the power storage element 13 is Vs, and the internal resistance value of the power storage element 13 is Ri. Furthermore, the resistance value of the electric wire 20 is R20, and the resistance value of the electric wire 21 is R21. In addition, the value of the current flowing out from the output end of the generator 10 is denoted as Ig, and the value of the current flowing into one end of the DC / DC converter 14 is denoted as Id.

まず、オームの法則及びキルヒホッフの法則によって下記の(1)式及び(2)式が成立する。
Vg−Vs=R20×Ig+(R21+Ri)×Ic・・・(1)
Ig=Ic+Id・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
First, the following equations (1) and (2) are established by Ohm's law and Kirchhoff's law.
Vg−Vs = R20 × Ig + (R21 + Ri) × Ic (1)
Ig = Ic + Id (2)

(2)式を(1)式に代入してIgを消去することによって、充電電流値Icが以下のように算出される。
Ic=((Vg−Vs)/(R20+R21+Ri))
−(R20/(R20+R21+Ri))×Id・・・(3)
By substituting Equation (2) into Equation (1) and erasing Ig, the charging current value Ic is calculated as follows.
Ic = ((Vg−Vs) / (R20 + R21 + Ri))
− (R20 / (R20 + R21 + Ri)) × Id (3)

次に、比較のため、電源装置2において、電線20,21,22の代わりに、抵抗値が(R20+R21)である電線を用いて、発電機10の出力端と、蓄電素子13の正極端子と、DC/DCコンバータ14の一端とが接続される従来の電源装置における充電電流値Ic1を算出する。従来の電源装置では、抵抗値が(R20+R21)である電線の一端は発電機10の出力端に接続され、抵抗値が(R20+R21)である電線の他端は、蓄電素子13の正極端子と、DC/DCコンバータ14の一端とに接続される。   Next, for comparison, in the power supply device 2, instead of the electric wires 20, 21, and 22, an electric wire having a resistance value of (R20 + R21) is used, and the output terminal of the generator 10 and the positive electrode terminal of the storage element 13 are Then, the charging current value Ic1 in the conventional power supply device to which one end of the DC / DC converter 14 is connected is calculated. In the conventional power supply device, one end of the electric wire having a resistance value of (R20 + R21) is connected to the output end of the generator 10, and the other end of the electric wire having a resistance value of (R20 + R21) is connected to the positive electrode terminal of the power storage element 13. It is connected to one end of the DC / DC converter 14.

従来の電源装置において、発電機10が出力端から流れる電流の値をIg1とし、抵抗値が(R20+R21)である電線の他端からDC/DCコンバータ14の一端に流れる電流の値をId1とする。   In the conventional power supply device, the value of the current flowing from the output end of the generator 10 is Ig1, and the value of the current flowing from the other end of the electric wire whose resistance is (R20 + R21) to one end of the DC / DC converter 14 is Id1. .

オームの法則及びキルヒホッフの法則によって下記の(4)式及び(5)式が成立する。
Vg−Vs=(R20+R21)×Ig1+Ri×Ic1・・・(4)
Ig1=Ic1+Id1・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)
The following equations (4) and (5) are established by Ohm's law and Kirchhoff's law.
Vg−Vs = (R20 + R21) × Ig1 + Ri × Ic1 (4)
Ig1 = Ic1 + Id1 (5)

(5)式を(4)式に代入してIg1を消去することによって、充電電流値Ic1が以下のように算出される。
Ic1=((Vg−Vs)/(R20+R21+Ri))
−((R20+R21)/(R20+R21+Ri))×Id1・・・(6)
By substituting the equation (5) into the equation (4) and erasing Ig1, the charging current value Ic1 is calculated as follows.
Ic1 = ((Vg−Vs) / (R20 + R21 + Ri))
− ((R20 + R21) / (R20 + R21 + Ri)) × Id1 (6)

電源装置2及び従来の電源装置においてDC/DCコンバータ14の一端に流れる電流の値が同じ、即ちId=Id1である場合、充電電流値の差Ic−Ic1は、(3)式及び(6)式を用いて下記のように算出される。
Ic−Ic1=(R21/(R20+R21+Ri))×Id・・(7)
When the value of the current flowing through one end of the DC / DC converter 14 is the same in the power supply device 2 and the conventional power supply device, that is, Id = Id1, the difference Ic−Ic1 between the charging current values is expressed by Equations (3) and (6). It is calculated as follows using the formula.
Ic−Ic1 = (R21 / (R20 + R21 + Ri)) × Id ·· (7)

(R21/(R20+R21+Ri))×Idは正の値であるため、Ic>Ic1が成り立つ。従って、電源装置2では、従来の電源装置と比較して、発電機10からDC/DCコンバータ14へ同量の電流が流れた場合に減少する充電電流の減少量は(R21/(R20+R21+Ri))×Idだけ少ない。   Since (R21 / (R20 + R21 + Ri)) × Id is a positive value, Ic> Ic1 holds. Therefore, in the power supply device 2, compared with the conventional power supply device, the reduction amount of the charging current that is reduced when the same amount of current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 is (R21 / (R20 + R21 + Ri)). × Id less.

以上のように、電源装置2では、発電機10から蓄電素子13へ流れる充電電流の経路と、発電機10からDC/DCコンバータ14へ流れる電流の経路とが共有する部分が短いため、発電機10からDC/DCコンバータ14へ電流が流れることによって減少する充電電流の減少量は少ない。従って、発電機10が電力を出力した場合に多量の充電電流が発電機10から蓄電素子13へ流れ込み、蓄電素子が素早く充電される。   As described above, in the power supply device 2, the portion of the charging current that flows from the generator 10 to the storage element 13 and the path of the current that flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 are short. The amount of decrease in the charging current that is reduced by the current flowing from 10 to the DC / DC converter 14 is small. Therefore, when the generator 10 outputs electric power, a large amount of charging current flows from the generator 10 to the power storage element 13, and the power storage element is quickly charged.

(実施の形態3)
図4は実施の形態3における電源装置の配置図であり、図5は電源装置の構成を示すブロック図である。実施の形態3における電源装置3は、実施の形態1における電源装置1と比較して、電源ボックス16の第1接続端の接続位置と、負荷17,18に給電する構成とが異なる。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a layout diagram of the power supply device according to the third embodiment, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the power supply device. The power supply device 3 in the third embodiment is different from the power supply device 1 in the first embodiment in the connection position of the first connection end of the power supply box 16 and the configuration for supplying power to the loads 17 and 18.

以下では、実施の形態3における電源装置3について、実施の形態1における電源装置1と異なる点を説明する。実施の形態1及び2と共通する実施の形態3の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the power supply device 3 according to the third embodiment will be described while referring to differences from the power supply device 1 according to the first embodiment. The same reference numerals are given to the configurations of the third embodiment common to the first and second embodiments, and detailed description thereof will be omitted.

電源装置3は、実施の形態1における電源装置1と同様に、好適に車両に搭載され、発電機10、電線11,12、蓄電素子13,15、DC/DCコンバータ14、電源ボックス16及び負荷17,18を備える。図4に示すように、発電機10は車両内の前方右側に配置され、蓄電素子13は車両内の前方左側に配置されている。   Similarly to power supply device 1 in the first embodiment, power supply device 3 is preferably mounted on a vehicle, and includes generator 10, electric wires 11, 12, power storage elements 13, 15, DC / DC converter 14, power supply box 16, and load. 17 and 18 are provided. As shown in FIG. 4, the generator 10 is disposed on the front right side in the vehicle, and the power storage element 13 is disposed on the front left side in the vehicle.

発電機10、電線11,12、蓄電素子13、DC/DCコンバータ14及び蓄電素子15は実施の形態1と同様に接続されている。従って、発電機10の出力端は電線11,12夫々の一端に接続され、電線11の他端は蓄電素子13の正極端子に接続され、電線12の他端はDC/DCコンバータ14の一端に接続される。   The generator 10, the electric wires 11 and 12, the storage element 13, the DC / DC converter 14, and the storage element 15 are connected in the same manner as in the first embodiment. Therefore, the output end of the generator 10 is connected to one end of each of the electric wires 11 and 12, the other end of the electric wire 11 is connected to the positive terminal of the power storage element 13, and the other end of the electric wire 12 is connected to one end of the DC / DC converter 14. Connected.

電源ボックス16は実施の形態1と同様に3つの接続端を有する。電源ボックス16の第1接続端は、電線12とDC/DCコンバータ14との接続ノードに接続され、電源ボックス16の第2及び第3接続端夫々は負荷17,18夫々の一端に接続されている。負荷17,18夫々の他端は接地されている。   The power supply box 16 has three connection ends as in the first embodiment. The first connection end of the power supply box 16 is connected to a connection node between the electric wire 12 and the DC / DC converter 14, and the second and third connection ends of the power supply box 16 are connected to one ends of the loads 17 and 18, respectively. Yes. The other ends of the loads 17 and 18 are grounded.

発電機10及び蓄電素子13は実施の形態1と同様に作用する。従って、蓄電素子13は発電機10が出力した電力を蓄える。実施の形態3における蓄電素子13は例えば鉛電池である。   The generator 10 and the storage element 13 operate in the same manner as in the first embodiment. Therefore, the storage element 13 stores the power output from the generator 10. Power storage element 13 in the third embodiment is, for example, a lead battery.

また、実施の形態1と同様に、発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に高い場合、発電機10の出力電圧が電線12を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に低い場合、蓄電素子13の出力電圧が電線11,12を介してDC/DCコンバータ14の一端に印加される。   Similarly to the first embodiment, when the output voltage of the generator 10 is sufficiently higher than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the generator 10 is applied to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wire 12. Applied. When the output voltage of the generator 10 is sufficiently lower than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the storage element 13 is applied to one end of the DC / DC converter 14 via the electric wires 11 and 12.

DC/DCコンバータ14は、発電機10の出力電圧が一端に印加された場合に発電機10の出力電圧を変圧し、蓄電素子13の出力電圧が一端に印加された場合に蓄電素子13の出力電圧を変圧する。このようにDC/DCコンバータ14は、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧を選択的に変圧する。DC/DCコンバータ14は、一端に印加された電圧の昇圧又は降圧を行うことによって、一端に印加された電圧を一定の電圧に変圧する。DC/DCコンバータ14は、変圧によって得られた一定の電圧を、他端から蓄電素子15の正極端子に印加する。   The DC / DC converter 14 transforms the output voltage of the generator 10 when the output voltage of the generator 10 is applied to one end, and the output of the storage element 13 when the output voltage of the storage element 13 is applied to one end. Transform voltage. In this way, the DC / DC converter 14 selectively transforms the output voltage of the generator 10 or the storage element 13. The DC / DC converter 14 transforms the voltage applied to one end to a constant voltage by stepping up or down the voltage applied to one end. The DC / DC converter 14 applies a constant voltage obtained by voltage transformation to the positive terminal of the power storage element 15 from the other end.

実施の形態3における蓄電素子15は、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等であり、DC/DCコンバータ14が一端に印加された電圧を変圧することによって得られた一定の電圧の印加によって蓄電する。蓄電素子15は、実施の形態1と同様に第2の蓄電素子として機能する。蓄電素子15の出力電圧はDC/DCコンバータ14の他端に印加される。   The power storage element 15 in the third embodiment is an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or the like, and stores power by applying a constant voltage obtained by transforming the voltage applied to one end by the DC / DC converter 14. . Power storage element 15 functions as a second power storage element as in the first embodiment. The output voltage of the storage element 15 is applied to the other end of the DC / DC converter 14.

DC/DCコンバータ14は、他端に印加された蓄電素子15の出力電圧を変圧し、蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧を電源ボックス16の第1接続端に印加する。電源ボックス16は、第1接続端に印加された電圧を、第2接続端から負荷17の一端に印加し、第3接続端から負荷18の一端に印加する。これにより、負荷17,18夫々には、DC/DCコンバータ14が蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧が印加される。負荷17,18夫々は、DC/DCコンバータ14が蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧の印加によって給電される。DC/DCコンバータ14は変圧部として機能する。   The DC / DC converter 14 transforms the output voltage of the power storage element 15 applied to the other end, and applies the voltage obtained by the transformation of the output voltage of the power storage element 15 to the first connection end of the power supply box 16. The power supply box 16 applies the voltage applied to the first connection end from the second connection end to one end of the load 17 and applies the voltage from the third connection end to one end of the load 18. Thereby, the voltage obtained by the DC / DC converter 14 by the transformation of the output voltage of the storage element 15 is applied to each of the loads 17 and 18. Each of the loads 17 and 18 is supplied with power by applying a voltage obtained by the DC / DC converter 14 by transformation of the output voltage of the storage element 15. The DC / DC converter 14 functions as a transformer.

DC/DCコンバータ14には、DC/DCコンバータ14の一端に印加された発電機10又は蓄電素子13の出力電圧の変圧と、DC/DCコンバータ14の他端に印加された蓄電素子15の出力電圧の変圧との中のいずれか一方を指示する指示信号が入力されている。DC/DCコンバータ14は、入力された指示信号の指示に従って変圧方向を切り替える。   The DC / DC converter 14 includes a transformer of the output voltage of the generator 10 or the storage element 13 applied to one end of the DC / DC converter 14 and an output of the storage element 15 applied to the other end of the DC / DC converter 14. An instruction signal for instructing one of the voltage transformation is input. The DC / DC converter 14 switches the transformation direction according to the instruction of the input instruction signal.

例えば、DC/DCコンバータ14を、指示信号の指示に従って、車両が減速して発電機10が回生電力を出力している期間に一端に印加された発電機10又は蓄電素子13の出力電圧を変圧し、発電機10が回生電力を出力していない期間に他端に印加された蓄電素子15の出力電圧を変圧するように構成してもよい。   For example, the DC / DC converter 14 transforms the output voltage of the generator 10 or the storage element 13 applied to one end during a period in which the vehicle decelerates and the generator 10 outputs regenerative power according to the instruction of the instruction signal. And you may comprise so that the output voltage of the electrical storage element 15 applied to the other end may be transformed during the period when the generator 10 is not outputting regenerative electric power.

以上のように構成された電源装置3において、蓄電素子15を充電する場合に、DC/DCコンバータ14は、昇圧幅又は降圧幅を調整することによって、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧に無関係に、蓄電素子15の正極端子に一定の電圧を印加することができる。このため、蓄電素子15に一定の電流を流し続けることができ、蓄電素子15を素早く充電することができる。   In the power supply device 3 configured as described above, when the storage element 15 is charged, the DC / DC converter 14 adjusts the step-up width or the step-down width to adjust the output voltage of the generator 10 or the storage element 13. Regardless, a constant voltage can be applied to the positive terminal of the electricity storage element 15. For this reason, it is possible to keep a constant current flowing through the power storage element 15 and to quickly charge the power storage element 15.

また、電源装置3では、発電機10から電線11を介して電流が蓄電素子13へ流れ、発電機10から電線12を介して電流がDC/DCコンバータ14及び電源ボックス16へ流れる。従って、発電機10から蓄電素子13へ流れる電流の経路と、発電機10からDC/DCコンバータ14及び電源ボックス16へ流れる電流の経路とが共有する部分はない。   Further, in the power supply device 3, a current flows from the generator 10 to the storage element 13 via the electric wire 11, and a current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 and the power supply box 16 via the electric wire 12. Therefore, there is no part in which the path of the current flowing from the generator 10 to the storage element 13 and the path of the current flowing from the generator 10 to the DC / DC converter 14 and the power supply box 16 are shared.

発電機10から蓄電素子13へ流れ込む充電電流の値Icは、実施の形態1と同様に、発電機10の出力電圧値Vg、蓄電素子13の開放電圧値Vs、電線11の抵抗値R11、及び、蓄電素子13の内部抵抗値Riによって決まる。具体的には、充電電流値Icは下記のように表される。
Ic=(Vg−Vs)/(R11+Ri)
As in the first embodiment, the charging current value Ic flowing from the generator 10 to the storage element 13 is the output voltage value Vg of the generator 10, the open circuit voltage value Vs of the storage element 13, the resistance value R11 of the electric wire 11, and , And is determined by the internal resistance value Ri of the storage element 13. Specifically, the charging current value Ic is expressed as follows.
Ic = (Vg−Vs) / (R11 + Ri)

充電電流値Icは、発電機10からDC/DCコンバータ14へ流れる電流の値に無関係である。従って、電源装置1では、発電機10が電力を出力して発電機10からDC/DCコンバータ14及び電源ボックス16へ電流が流れた場合であっても、発電機10から蓄電素子13へ流れる充電電流は減少することはなく、多量の充電電流が発電機10から蓄電素子13へ流れ込み、蓄電素子13が素早く充電される。   The charging current value Ic is independent of the value of the current flowing from the generator 10 to the DC / DC converter 14. Therefore, in the power supply device 1, even when the generator 10 outputs electric power and current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 and the power supply box 16, charging that flows from the generator 10 to the storage element 13 is performed. The current does not decrease, and a large amount of charging current flows from the generator 10 to the power storage element 13 so that the power storage element 13 is quickly charged.

(実施の形態4)
図6は、実施の形態4における電源装置4の構成を示すブロック図である。実施の形態4における電源装置4は、実施の形態2における電源装置2と比較して、電源ボックス16の第1接続端の接続位置と、負荷17,18に給電する構成とが異なる。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of power supply device 4 according to the fourth embodiment. The power supply device 4 in the fourth embodiment is different from the power supply device 2 in the second embodiment in the connection position of the first connection end of the power supply box 16 and the configuration for supplying power to the loads 17 and 18.

以下では、実施の形態4における電源装置4について、実施の形態2における電源装置2と異なる点を説明する。実施の形態1から3のいずれかと共通する実施の形態4の構成には同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。   Hereinafter, the power supply device 4 according to the fourth embodiment will be described while referring to differences from the power supply device 2 according to the second embodiment. The configuration of the fourth embodiment that is common to any one of the first to third embodiments is denoted by the same reference numeral, and detailed description thereof is omitted.

電源装置4は、実施の形態2における電源装置2と同様に、好適に車両に搭載され、発電機10、蓄電素子13,15、DC/DCコンバータ14、電源ボックス16、負荷17,18及び電線20,21,22を備える。   Similarly to power supply device 2 in the second embodiment, power supply device 4 is preferably mounted on a vehicle, and includes generator 10, power storage elements 13 and 15, DC / DC converter 14, power supply box 16, loads 17 and 18, and electric wires. 20, 21, 22 are provided.

発電機10、蓄電素子13、DC/DCコンバータ14、蓄電素子15及び電線20,21,22は実施の形態2と同様に接続されている。従って、発電機10の出力端には電線20の一端が接続され、電線20の他端には、電線21,22夫々の一端が接続される。電線21の他端は、蓄電素子13の正極端子に接続され、電線22の他端にはDC/DCコンバータ14の一端に接続される。   The generator 10, the storage element 13, the DC / DC converter 14, the storage element 15, and the electric wires 20, 21, and 22 are connected in the same manner as in the second embodiment. Accordingly, one end of the electric wire 20 is connected to the output end of the generator 10, and one end of each of the electric wires 21 and 22 is connected to the other end of the electric wire 20. The other end of the electric wire 21 is connected to the positive terminal of the power storage element 13, and the other end of the electric wire 22 is connected to one end of the DC / DC converter 14.

電源ボックス16は実施の形態2と同様に3つの接続端を有する。電源ボックス16の第1接続端は、電線22とDC/DCコンバータ14との接続ノードに接続され、電源ボックス16の第2及び第3接続端夫々は負荷17,18夫々の一端に接続されている。負荷17,18夫々の他端は接地されている。   The power supply box 16 has three connection ends as in the second embodiment. The first connection end of the power supply box 16 is connected to a connection node between the electric wire 22 and the DC / DC converter 14, and the second and third connection ends of the power supply box 16 are connected to one ends of the loads 17 and 18, respectively. Yes. The other ends of the loads 17 and 18 are grounded.

発電機10及び蓄電素子13は実施の形態2と同様に作用する。従って、蓄電素子13は発電機10が出力した電力を蓄える。実施の形態4における蓄電素子13は例えば鉛電池である。   The generator 10 and the storage element 13 operate in the same manner as in the second embodiment. Therefore, the storage element 13 stores the power output from the generator 10. Storage element 13 in the fourth embodiment is, for example, a lead battery.

発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に高い場合、発電機10の出力電圧が電線20,22を介して、DC/DCコンバータ14の一端、及び、電源ボックス16の第1接続端に印加される。また、発電機10の出力電圧が蓄電素子13の出力電圧よりも十分に低い場合、蓄電素子13の出力電圧が電線21,22を介して、DC/DCコンバータ14の一端、及び、電源ボックス16の第1接続端に印加される。   When the output voltage of the generator 10 is sufficiently higher than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the generator 10 is connected to one end of the DC / DC converter 14 and the first power supply box 16 via the wires 20 and 22. Applied to one connection end. When the output voltage of the generator 10 is sufficiently lower than the output voltage of the storage element 13, the output voltage of the storage element 13 is connected to one end of the DC / DC converter 14 and the power supply box 16 via the wires 21 and 22. Is applied to the first connection end of the.

実施の形態4におけるDC/DCコンバータ14、蓄電素子15、電源ボックス16及び負荷17,18夫々も、実施の形態3におけるDC/DCコンバータ14、蓄電素子15、電源ボックス16及び負荷17,18と同様に作用する。   The DC / DC converter 14, the storage element 15, the power supply box 16, and the loads 17, 18 in the fourth embodiment are the same as the DC / DC converter 14, the storage element 15, the power supply box 16, and the loads 17, 18 in the third embodiment. Acts similarly.

従って、DC/DCコンバータ14は、変圧部として機能し、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧を選択的に変圧する。更に、DC/DCコンバータ14は、他端に印加された蓄電素子15の出力電圧を変圧し、蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧を電源ボックス16の第1接続端に印加する。DC/DCコンバータ14は、入力された指示信号に従って変圧方向を切り替える。   Therefore, the DC / DC converter 14 functions as a transformer, and selectively transforms the output voltage of the generator 10 or the storage element 13. Further, the DC / DC converter 14 transforms the output voltage of the power storage element 15 applied to the other end, and applies the voltage obtained by the transformation of the output voltage of the power storage element 15 to the first connection end of the power supply box 16. . The DC / DC converter 14 switches the transformation direction according to the input instruction signal.

蓄電素子15は、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等であり、第2の蓄電素子として機能する。蓄電素子15は、DC/DCコンバータ14が一端に印加された電圧を変圧することによって得られた一定の電圧の印加によって蓄電する。負荷17,18夫々には、DC/DCコンバータ14が蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧が印加される。負荷17,18夫々は、DC/DCコンバータ14が蓄電素子15の出力電圧の変圧によって得られた電圧の印加によって給電される。   The power storage element 15 is an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or the like, and functions as a second power storage element. The power storage element 15 stores power by applying a constant voltage obtained by transforming the voltage applied to one end by the DC / DC converter 14. A voltage obtained by the DC / DC converter 14 by the transformation of the output voltage of the storage element 15 is applied to each of the loads 17 and 18. Each of the loads 17 and 18 is supplied with power by applying a voltage obtained by the DC / DC converter 14 by transformation of the output voltage of the storage element 15.

以上のように構成された電源装置4において、実施の形態3と同様に、蓄電素子15を充電する場合に、DC/DCコンバータ14は、昇圧幅又は降圧幅を調整することによって、発電機10又は蓄電素子13の出力電圧に無関係に、蓄電素子15の正極端子に一定の電圧を印加することができる。このため、蓄電素子15に一定の電流を流し続けることができ、蓄電素子15を素早く充電することができる。   In the power supply device 4 configured as described above, when charging the power storage element 15, as in the third embodiment, the DC / DC converter 14 adjusts the step-up width or the step-down width, thereby generating the generator 10. Alternatively, a constant voltage can be applied to the positive electrode terminal of the storage element 15 regardless of the output voltage of the storage element 13. For this reason, it is possible to keep a constant current flowing through the power storage element 15 and to quickly charge the power storage element 15.

電源装置4では、実施の形態2におけるIdをDC/DCコンバータ14の一端、及び、電源ボックス16の第1接続端に流れ込む電流の合計値に置き換えた場合、蓄電素子13に流れ込む充電電流の値Icについて実施の形態2と同様の作用を説明することができる。   In power supply device 4, when Id in the second embodiment is replaced with the total value of current flowing into one end of DC / DC converter 14 and the first connection end of power supply box 16, the value of charging current flowing into power storage element 13 The same operation as that of the second embodiment can be described for Ic.

このとき、比較対象である従来の電源装置は、電源装置4において、電線20,21,22の代わりに、抵抗値が(R20+R21)である電線が用いられた電源装置である。実施の形態4における従来の電源装置では、抵抗値が(R20+R21)である電線の一端が発電機10の出力端に接続され、抵抗値が(R20+R21)である電線の他端が蓄電素子13の正極端子、DC/DCコンバータ14の一端及び電源ボックス16の第1接続端に接続される。そして、実施の形態4では、実施の形態2におけるId1を、DCコンバータ14の一端、及び、電源ボックス16の第1接続端に流れ込む電流の合計値に置き換える。   At this time, the conventional power supply device to be compared is a power supply device in which a wire having a resistance value of (R20 + R21) is used instead of the wires 20, 21, 22 in the power supply device 4. In the conventional power supply device according to the fourth embodiment, one end of the electric wire having a resistance value of (R20 + R21) is connected to the output end of the generator 10, and the other end of the electric wire having a resistance value of (R20 + R21) is the electric storage element 13. The positive terminal is connected to one end of the DC / DC converter 14 and the first connection end of the power supply box 16. In the fourth embodiment, Id1 in the second embodiment is replaced with the total value of the current flowing into one end of the DC converter 14 and the first connection end of the power supply box 16.

電源装置4では、発電機10から蓄電素子13へ流れる充電電流の経路と、発電機10からDC/DCコンバータ14及び電源ボックス16へ流れる電流の経路とが共有する部分は短い。このため、電源装置4でも、発電機10からDC/DCコンバータ14及び電源ボックス16へ電流が流れることによって減少する充電電流の減少量は少ない。これにより、発電機10が電力を出力した場合に多量の充電電流が発電機10から蓄電素子13へ流れ込み、蓄電素子が素早く充電される。   In the power supply device 4, the portion of the charging current that flows from the generator 10 to the storage element 13 and the path of the current that flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 and the power supply box 16 are short. For this reason, even in the power supply device 4, the amount of decrease in the charging current that is reduced when current flows from the generator 10 to the DC / DC converter 14 and the power supply box 16 is small. Thereby, when the generator 10 outputs electric power, a large amount of charging current flows from the generator 10 to the power storage element 13, and the power storage element is quickly charged.

なお、実施の形態1から4において電源ボックス16に接続される負荷の数は2つに限定されず、1つ又は3つ以上であってもよい。また、DC/DCコンバータ14が変圧によって得られる電圧は一定の電圧でなくてもよい。   In the first to fourth embodiments, the number of loads connected to the power supply box 16 is not limited to two, and may be one or three or more. Further, the voltage obtained by the DC / DC converter 14 by voltage transformation may not be a constant voltage.

開示された本実施の形態1から4は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The disclosed first to fourth embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1,2,3,4 電源装置
10 発電機
11,12,20,21,22 電線
13,15 蓄電素子
14 DC/DCコンバータ
17,18 負荷
1, 2, 3, 4 Power supply device 10 Generator 11, 12, 20, 21, 22, Electric wire 13, 15 Storage element 14 DC / DC converter 17, 18 Load

Claims (4)

発電機と、該発電機が出力した電力を蓄える蓄電素子と、前記発電機又は蓄電素子の出力電圧を選択的に変圧する変圧部とを備える電源装置において、
夫々の一端が前記発電機の出力端に接続される2つの電線を備え、
該2つの電線中の一方における他端は前記蓄電素子の一端に接続され、
前記2つの電線中の他方における他端は前記変圧部に接続されること
を特徴とする電源装置。
In a power supply device comprising a generator, a power storage element that stores the power output by the power generator, and a transformer that selectively transforms the output voltage of the power generator or the power storage element,
Each end comprises two wires connected to the output end of the generator,
The other end of one of the two electric wires is connected to one end of the power storage element,
The other end of the other of the two electric wires is connected to the transformer unit.
発電機と、該発電機が出力した電力を蓄える蓄電素子と、前記発電機又は蓄電素子の出力電圧を選択的に変圧する変圧部とを備える電源装置において、
一端が前記発電機の出力端に接続される電線と、
夫々の一端が前記電線の他端に接続される2つの電線と
を備え、
該2つの電線中の一方における他端は前記蓄電素子の一端に接続され、
前記2つの電線中の他方における他端は前記変圧部に接続されること
を特徴とする電源装置。
In a power supply device comprising a generator, a power storage element that stores the power output by the power generator, and a transformer that selectively transforms the output voltage of the power generator or the power storage element,
An electric wire having one end connected to the output end of the generator;
Two electric wires each having one end connected to the other end of the electric wire,
The other end of one of the two electric wires is connected to one end of the power storage element,
The other end of the other of the two electric wires is connected to the transformer unit.
前記変圧部が変圧した電圧の印加によって蓄電する第2の蓄電素子と、
前記変圧部が変圧した電圧、又は、前記第2の蓄電素子の出力電圧の印加によって給電される負荷と
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。
A second power storage element that stores power by application of a voltage transformed by the transformer;
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising: a voltage that is transformed by the transformer, or a load that is fed by application of an output voltage of the second power storage element.
前記変圧部が変圧した電圧の印加によって蓄電する第2の蓄電素子と、
電圧の印加によって給電される負荷と
を備え、
前記変圧部は、更に、前記第2の蓄電素子の出力電圧を変圧し、該出力電圧の変圧によって得られた電圧を前記負荷に印加するように構成してあること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。
A second power storage element that stores power by application of a voltage transformed by the transformer;
A load that is powered by the application of voltage,
The transformer is further configured to transform an output voltage of the second power storage element and apply a voltage obtained by transforming the output voltage to the load. Or the power supply device of Claim 2.
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