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JP2018057179A - Power supply system, and battery unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system in which a power supply failure in a constant voltage requiring load can be suppressed while input of high power from a rotary electric machine to a booster circuit is suppressed.SOLUTION: The power supply system is provided, comprising a rotary electric machine 17 having a function as a power generator and a lead storage battery 11 and lithium-ion storage battery 12. The power supply system also comprises: a first line L1 for connecting a first connection point N1 to which the lead storage battery 11 is connected with a second connection point N2 to which the lithium-ion storage battery 12 is connected; and a second line L2 for connecting the second connection point with a third connection point N3 to which the rotary electric machine 17 is connected. The power supply system further comprises: a first switch 21 for switching conduction/interception of the first line L1; a second switch 22 for switching conduction/interception of the first line L2; and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch SW1, the booster circuit outputting voltage obtained by boosting a voltage input from the lithium-ion storage battery 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発電機としての機能を有する回転電機と、回転電機に対してそれぞれ並列に接続される第1蓄電池及び第2蓄電池と、を備える電源システム及び電池ユニットに関する。   The present invention relates to a power supply system and a battery unit including a rotating electrical machine having a function as a generator, and a first storage battery and a second storage battery connected in parallel to the rotating electrical machine.

2つの蓄電池(第1蓄電池、及び第2蓄電池)と、発電機としての機能を有する回転電機とを備える電源システムが知られている(例えば、特許文献1)。当該電源システムでは、第1蓄電池と第2蓄電池とを好適に使い分けることで、電力効率を向上させている。   A power supply system including two storage batteries (a first storage battery and a second storage battery) and a rotating electrical machine having a function as a generator is known (for example, Patent Document 1). In the power supply system, power efficiency is improved by appropriately using the first storage battery and the second storage battery.

特許第5387383号公報Japanese Patent No. 5387383

第1蓄電池及び第2蓄電池と、回転電機とを備える電源システムにおいて、第1蓄電池が接続される接続点を第1接続点とし、第2蓄電池が接続される接続点を第2接続点とし、回転電機が接続される接続点を第3接続点とする。第1接続点と第2接続点とを接続する経路、第1接続点と第3接続点とを接続する経路、第2接続点と第3接続点とを接続する経路の3つの経路のうち2つの経路のみをそれぞれ第1経路及び第2経路として備える構成が考えられる。さらに、第1経路及び第2経路に対して、第1スイッチ及び第2スイッチをそれぞれ設ける構成とする。当該構成では、回転電機において発電が行われている場合に、第1スイッチ及び第2スイッチに対して適切に開閉制御を行うことで、第1蓄電池及び第2蓄電池の状態に応じて、回転電機から第1蓄電池及び第2蓄電池に対して選択的に充電を行うことが可能になる。   In a power supply system including the first storage battery and the second storage battery, and the rotating electrical machine, a connection point to which the first storage battery is connected is a first connection point, and a connection point to which the second storage battery is connected is a second connection point, A connection point to which the rotating electrical machine is connected is defined as a third connection point. Of the three paths, a path connecting the first connection point and the second connection point, a path connecting the first connection point and the third connection point, and a path connecting the second connection point and the third connection point. A configuration in which only two routes are provided as the first route and the second route can be considered. Further, a first switch and a second switch are provided for the first route and the second route, respectively. In this configuration, when power generation is performed in the rotating electrical machine, the opening / closing control is appropriately performed on the first switch and the second switch, so that the rotating electrical machine is controlled according to the state of the first storage battery and the second storage battery. Therefore, the first storage battery and the second storage battery can be selectively charged.

ここで、第1蓄電池、第2蓄電池、及び回転電機に加え、上記2つのスイッチを有する電源システムに対し、安定した電圧の入力が要求される電気負荷である定電圧要求負荷(例えば、入力電圧が低下すると動作がリセットされるような電気負荷)を接続する構成を考える。当該構成では、充電率の低下などに伴って第1蓄電池及び第2蓄電池の出力電圧が低下して、定電圧要求負荷に対する入力電圧が低下することが懸念される。そこで、上記特許文献1と同様に、昇圧回路をスイッチに対して並列接続する構成とすることで、定電圧要求負荷に安定した電圧を供給する構成とすることが考えられる。この場合、昇圧回路に対して、回転電機から回転電機の発電電力が入力される構成とすると、昇圧回路の耐電圧性を向上させる必要が生じ、昇圧回路の体格の増加やコストの増加などの問題を招く。   Here, in addition to the first storage battery, the second storage battery, and the rotating electrical machine, a constant voltage request load (for example, an input voltage) that is an electric load that requires a stable voltage input to the power supply system having the two switches. Consider a configuration in which an electrical load is connected so that the operation is reset when the voltage drops. In this configuration, there is a concern that the output voltage of the first storage battery and the second storage battery decreases as the charging rate decreases, and the input voltage to the constant voltage required load decreases. Therefore, as in the case of Patent Document 1, it can be considered that a voltage is supplied stably to a constant voltage required load by connecting the booster circuit in parallel to the switch. In this case, if the configuration is such that the electric power generated by the rotating electrical machine is input from the rotating electrical machine to the booster circuit, it is necessary to improve the voltage resistance of the booster circuit. Cause problems.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、昇圧回路に対して、回転電機から大電力が入力されることを抑制しつつ、定電圧要求負荷における電源失陥を抑制することが可能な電源システムを提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to suppress a power supply failure in a constant voltage required load while suppressing large power from the rotating electrical machine to the booster circuit. The main purpose is to provide a simple power supply system.

第1の構成は、発電機としての機能を有する回転電機(17)と、前記回転電機に対してそれぞれ並列に接続される第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)と、を備える電源システムであって、前記第1蓄電池が接続される第1接続点(N1)と前記第2蓄電池が接続される第2接続点(N2)とを接続する経路、前記第1接続点と前記回転電機が接続される第3接続点(N3)とを接続する経路、及び、前記第2接続点と前記第3接続点とを接続する経路の3つの経路のうち2つの経路のみをそれぞれ第1経路及び第2経路として備え、前記第1経路の導通及び遮断を切り替える第1スイッチ(21)と、前記第2経路の導通及び遮断を切り替える第2スイッチ(22)と、前記第1スイッチに対して、又は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチに対して並列接続され、前記第1蓄電池又は前記第2蓄電池から入力される電圧を昇圧して出力する昇圧回路(24)と、を備える。   A 1st structure is a power supply provided with the rotary electric machine (17) which has a function as a generator, and the 1st storage battery (11) and the 2nd storage battery (12) respectively connected in parallel with respect to the said rotary electric machine. A system, a path connecting a first connection point (N1) to which the first storage battery is connected and a second connection point (N2) to which the second storage battery is connected, the first connection point and the rotation Only two routes out of the three routes of the route connecting the third connection point (N3) to which the electric machine is connected and the route connecting the second connection point and the third connection point are respectively the first. A first switch (21) for switching between conduction and blocking of the first path, a second switch (22) for switching conduction and blocking of the second path, and a first switch for the first switch Or the first switch and the front Connected in parallel to the second switch comprises a booster circuit (24) for outputting boosts the voltage input from the first battery or the second battery.

第1蓄電池又は第2蓄電池から入力される電圧を昇圧して出力する昇圧回路を設け、その昇圧回路と第1スイッチ、又は、第1スイッチ及び第2スイッチとを並列接続する構成とした。第1スイッチと昇圧回路とが並列接続されている構成では、例えば、回転電機における発電を実施している状況下において、第1スイッチをオン状態とする制御を実施する。また、第1スイッチ及び第2スイッチと昇圧回路とが並列接続されている構成では、例えば、回転電機における発電を実施している状況下において、第1スイッチ及び第2スイッチをともにオン状態とする制御を実施する。当該制御を実施すれば、回転電機から各蓄電池に対して流れる電流は、第1スイッチ、又は第1スイッチ及び第2スイッチを介して流れることになるため、昇圧回路に対して、回転電機から大電力が入力されることを抑制できる。   A booster circuit that boosts and outputs a voltage input from the first storage battery or the second storage battery is provided, and the booster circuit and the first switch or the first switch and the second switch are connected in parallel. In the configuration in which the first switch and the booster circuit are connected in parallel, for example, control is performed to turn on the first switch in a situation where power generation is performed in the rotating electrical machine. In the configuration in which the first switch, the second switch, and the booster circuit are connected in parallel, for example, in a situation where power generation is performed in the rotating electrical machine, both the first switch and the second switch are turned on. Implement control. If this control is performed, the current that flows from the rotating electrical machine to each storage battery flows through the first switch, or the first switch and the second switch. Input of power can be suppressed.

さらに、昇圧回路の出力側が接続されている接続点に対して、入力電圧として一定電圧が入力されることを要求する定電圧要求負荷を接続すれば、第1蓄電池及び第2蓄電池の出力電圧が低下した場合であっても、昇圧回路から定電圧要求負荷に昇圧した電力を供給することが可能になる。このため、定電圧要求負荷における電源失陥を抑制することができる。   Furthermore, if the constant voltage request | requirement load which requests | requires that a fixed voltage is input as an input voltage is connected with respect to the connection point where the output side of a booster circuit is connected, the output voltage of a 1st storage battery and a 2nd storage battery will be Even when the voltage drops, the boosted power can be supplied from the booster circuit to the constant voltage request load. For this reason, it is possible to suppress power supply failure in the constant voltage required load.

第2の構成は、第1の構成において、前記電源システムは、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの開閉制御を行うスイッチ制御装置(30)を有し、前記スイッチ制御装置は、前記回転電機における発電を実施している場合、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのうち前記昇圧回路と並列接続されているものをオン状態とする。   According to a second configuration, in the first configuration, the power supply system includes a switch control device (30) that performs open / close control of the first switch and the second switch, and the switch control device includes the rotating electrical machine. When power generation is performed in the above, the first switch and the second switch that are connected in parallel with the booster circuit are turned on.

回転電機における発電を実施している状況下において、第1スイッチと昇圧回路とが並列接続されている構成では、第1スイッチをオン状態とし、第1スイッチ及び第2スイッチと昇圧回路とが並列接続されている構成では、第1スイッチ及び第2スイッチをともにオン状態とする制御を実施する。当該制御を実施すれば、回転電機から各蓄電池に対して流れる電流は、第1スイッチ又は第2スイッチを介して流れることになるため、昇圧回路に対して、回転電機から大電力が入力されることを抑制できる。   In a configuration in which the first switch and the booster circuit are connected in parallel under a situation where power generation is performed in the rotating electrical machine, the first switch is turned on, and the first switch, the second switch, and the booster circuit are connected in parallel. In the connected configuration, control is performed to turn on both the first switch and the second switch. If this control is carried out, the current flowing from the rotating electrical machine to each storage battery flows through the first switch or the second switch, so that large power is input from the rotating electrical machine to the booster circuit. This can be suppressed.

第3の構成は、第1又は第2の構成において、前記第1〜第3接続点のうち、前記昇圧回路の出力側が接続されている接続点に対し、入力電圧が所定の電圧範囲であることが要求される定電圧要求負荷(14)が接続される。   According to a third configuration, in the first or second configuration, an input voltage is in a predetermined voltage range with respect to a connection point connected to an output side of the booster circuit among the first to third connection points. A constant voltage required load (14) that is required to be connected is connected.

昇圧回路の出力側が接続されている接続点に対して、入力電圧として一定電圧が入力されることを要求する定電圧要求負荷を接続すれば、第1蓄電池及び第2蓄電池の出力電圧が低下した場合であっても、昇圧回路から定電圧要求負荷に昇圧した電力を供給することが可能になる。このため、定電圧要求負荷における電源失陥を抑制することができる。   If the constant voltage required load which requires that a constant voltage is input as an input voltage is connected to the connection point to which the output side of the booster circuit is connected, the output voltages of the first storage battery and the second storage battery are reduced. Even in this case, the boosted power can be supplied from the booster circuit to the constant voltage request load. For this reason, it is possible to suppress power supply failure in the constant voltage required load.

第4の構成は、第1乃至第3の構成のいずれかにおいて、前記第1接続点と前記第3接続点とを接続する経路を前記第1経路として備えるとともに、前記第2接続点と前記第3接続点とを接続する経路を前記第2経路として備え、前記昇圧回路は、前記第1スイッチに対して並列接続されている。   According to a fourth configuration, in any one of the first to third configurations, a path connecting the first connection point and the third connection point is provided as the first path, and the second connection point and the A path connecting a third connection point is provided as the second path, and the booster circuit is connected in parallel to the first switch.

第1蓄電池と回転電機とを接続する経路を第1経路とし、第2蓄電池と回転電機とを接続する経路を第2経路として備える構成とする。当該構成により、第1蓄電池及び第2蓄電池の一方と、回転電機とを選択的に接続することが可能になる。   A path connecting the first storage battery and the rotating electrical machine is a first path, and a path connecting the second storage battery and the rotating electrical machine is a second path. With this configuration, one of the first storage battery and the second storage battery can be selectively connected to the rotating electrical machine.

さらに、昇圧回路を第1スイッチに対して並列接続する構成とする。昇圧回路が第3接続点(回転電機及び第2蓄電池)側から入力される入力電圧を昇圧する構成の場合、第1接続点(第1蓄電池)に対して、定電圧要求負荷を接続することで、定電圧要求負荷に昇圧回路によって昇圧した電力を供給することが可能になる。このため、定電圧負荷における電源失陥を抑制することができる。   Further, the booster circuit is connected in parallel to the first switch. When the booster circuit is configured to boost the input voltage input from the third connection point (the rotating electrical machine and the second storage battery), a constant voltage required load is connected to the first connection point (first storage battery). Thus, it is possible to supply the electric power boosted by the booster circuit to the constant voltage required load. For this reason, the power supply failure in a constant voltage load can be suppressed.

同様に、昇圧回路が第1接続点(第1蓄電池)側から入力される入力電圧を昇圧する構成の場合、第3接続点(回転電機及び第2蓄電池)に対して定電圧要求負荷を接続することで、定電圧要求負荷に昇圧回路によって昇圧した電力を供給することが可能になる。このため、定電圧負荷における電源失陥を抑制することができる。   Similarly, when the booster circuit boosts the input voltage input from the first connection point (first storage battery) side, a constant voltage required load is connected to the third connection point (rotating electrical machine and second storage battery). By doing so, it becomes possible to supply the power boosted by the booster circuit to the constant voltage required load. For this reason, the power supply failure in a constant voltage load can be suppressed.

第5の構成は、第4の構成において、前記回転電機は、電動機としての機能を有するものであって、前記昇圧回路は、前記第3接続点側から入力される入力電圧を昇圧して前記第1接続点側に出力する。   According to a fifth configuration, in the fourth configuration, the rotating electrical machine has a function as an electric motor, and the booster circuit boosts an input voltage input from the third connection point side, and Output to the first connection point side.

本構成では、昇圧回路が第3接続点(回転電機及び第2蓄電池)側から入力される入力電圧を、昇圧して第1接続点(第1蓄電池)側に出力する。当該構成において、例えば、第3の構成のように、第1接続点(第1蓄電池)に対して定電圧要求負荷を接続することで、定電圧要求負荷に昇圧回路によって昇圧した電力を供給することが可能になる。このため、定電圧負荷における電源失陥を抑制することができる。   In this configuration, the booster circuit boosts the input voltage input from the third connection point (the rotating electrical machine and the second storage battery) and outputs it to the first connection point (first storage battery). In this configuration, for example, the power boosted by the booster circuit is supplied to the constant voltage request load by connecting the constant voltage request load to the first connection point (first storage battery) as in the third configuration. It becomes possible. For this reason, the power supply failure in a constant voltage load can be suppressed.

さらに、回転電機が電動機としての機能を有する本構成において、回転電機と定電圧要求負荷とを第1スイッチを介して接続する構成とする。これにより、回転電機が電動機として動作し、第3接続点側の電圧が低下する場合であっても、第1スイッチを遮断状態とすることで、定電圧要求負荷に対して供給される電圧の低下を抑制することができる。   Further, in this configuration in which the rotating electrical machine functions as an electric motor, the rotating electrical machine and a constant voltage required load are connected via a first switch. As a result, even when the rotating electrical machine operates as an electric motor and the voltage on the third connection point side decreases, the voltage supplied to the constant voltage request load can be reduced by turning the first switch off. The decrease can be suppressed.

第6の構成は、第5の構成において、前記電源システムは、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの開閉制御を行うスイッチ制御装置(30)を有し、前記スイッチ制御装置は、前記回転電機が電動機として動作する場合、前記第1スイッチをオフ状態とするとともに、前記第2スイッチをオン状態とする。   According to a sixth configuration, in the fifth configuration, the power supply system includes a switch control device (30) that performs opening / closing control of the first switch and the second switch, and the switch control device includes the rotating electrical machine. When operating as an electric motor, the first switch is turned off and the second switch is turned on.

第5の構成において、回転電機が電動機として動作(力行動作)する場合、蓄電池から回転電機に大電流が流れる。このため、蓄電池の内部抵抗における電圧降下などに起因し、回転電機へ電力供給を行う蓄電池の出力電圧が低下する。この蓄電池の出力電圧の低下に伴って、例えば、第3接続点に定電圧要求負荷が接続されている場合に、定電圧要求負荷の動作が不安定になることが懸念される。   In the fifth configuration, when the rotating electrical machine operates as a motor (powering operation), a large current flows from the storage battery to the rotating electrical machine. For this reason, due to a voltage drop or the like in the internal resistance of the storage battery, the output voltage of the storage battery that supplies power to the rotating electrical machine decreases. As the output voltage of the storage battery decreases, for example, when a constant voltage request load is connected to the third connection point, there is a concern that the operation of the constant voltage request load becomes unstable.

そこで、回転電機が電動機として動作する場合、第1スイッチをオフ状態とするとともに、第2スイッチをオン状態とするスイッチ制御装置を設ける構成とした。第2スイッチをオン状態とすることで第2蓄電池から回転電機に対する電力供給を実施できる。さらに、第1スイッチをオフ状態とすることで、回転電機の電動機としての動作(力行動作)に伴う第3接続点の電圧の低下を抑制することが可能になるとともに、第3接続点に接続される電気負荷に対して、第1蓄電池及び昇圧回路の両方から電力供給を実施することが可能になる。   Therefore, when the rotating electrical machine operates as an electric motor, a switch control device is provided in which the first switch is turned off and the second switch is turned on. By turning on the second switch, it is possible to supply power from the second storage battery to the rotating electrical machine. Further, by turning off the first switch, it is possible to suppress a decrease in voltage at the third connection point due to the operation (powering operation) of the rotating electrical machine as an electric motor and to connect to the third connection point. It becomes possible to supply electric power from both the first storage battery and the booster circuit to the electric load.

第7の構成は、第5又は第6の構成において、前記第2蓄電池は、前記第1蓄電池より充放電における電力効率が高い。   According to a seventh configuration, in the fifth or sixth configuration, the second storage battery has higher power efficiency in charging and discharging than the first storage battery.

第5,6の構成では、第2蓄電池は、電動機として動作する回転電機、及び、昇圧回路を介して第3接続点に接続される電気負荷に対して電力供給を実施することになる。つまり、第2蓄電池が供給する電力量は、第1蓄電池が供給する電力量より大きくなる。そこで、第2蓄電池を第1蓄電池より充放電における電力効率が高いものとすることで、電源システムを安価な構成としつつ、電源システム全体としての電力効率を向上させることができる。例えば、第1蓄電池を鉛蓄電池とし、第2蓄電池をリチウムイオン蓄電池とすればよい。   In the fifth and sixth configurations, the second storage battery supplies power to the rotating electrical machine that operates as an electric motor and the electric load that is connected to the third connection point via the booster circuit. That is, the amount of power supplied by the second storage battery is greater than the amount of power supplied by the first storage battery. Therefore, by setting the second storage battery to have higher power efficiency in charging and discharging than the first storage battery, it is possible to improve the power efficiency of the entire power supply system while making the power supply system inexpensive. For example, the first storage battery may be a lead storage battery and the second storage battery may be a lithium ion storage battery.

第8の構成は、第1乃至第7の構成の電源システムのいずれかに適用され、前記第2蓄電池と、前記第1経路及び前記第2経路と、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチと、前記昇圧回路と、を内部に備える電池ユニット(U)である。   The eighth configuration is applied to any one of the power supply systems of the first to seventh configurations, and the second storage battery, the first path and the second path, the first switch and the second switch, A battery unit (U) having the booster circuit therein.

本構成によれば、例えば、車両などへの電源システムの取り付けを簡略化することができる。また、例えば、第1電源を電池ユニットの外部に設ける構成とすれば、第1電源に異常や劣化などが生じた場合に、電池ユニットについて分解する必要がなく、第1電源を取り替える工程を簡略化することができる。   According to this configuration, for example, the attachment of the power supply system to a vehicle or the like can be simplified. Further, for example, if the first power supply is provided outside the battery unit, the battery unit need not be disassembled when the first power supply is abnormal or deteriorated, and the process of replacing the first power supply is simplified. Can be

第1実施形態の電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution of a 1st embodiment. 電源オフ時における電源システムの状態を表す図。The figure showing the state of the power supply system at the time of power-off. 車両システムの起動直後における電源システムの状態を表す図。The figure showing the state of the power supply system immediately after starting of a vehicle system. 回生発電時における電源システムの状態を表す図。The figure showing the state of the power supply system at the time of regenerative power generation. 回生発電時を除く、車両の走行中において電源システムの状態を表す図。The figure showing the state of a power supply system during driving | running | working of a vehicle except the time of regenerative power generation. 第1実施形態の電源システムの制御処理を表すフローチャート。The flowchart showing the control processing of the power supply system of 1st Embodiment. 第2実施形態の電源システムの制御処理を表すフローチャート。The flowchart showing the control processing of the power supply system of 2nd Embodiment. 第3実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 3rd embodiment. 第4実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 4th embodiment. 第5実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 5th embodiment. 第6実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 6th embodiment. 第7実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 7th embodiment. 第8実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in 8th Embodiment. 第9実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 9th embodiment. 第10実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in a 10th embodiment. 第11実施形態における電気的構成を表す図。The figure showing the electric constitution in an 11th embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。当該車両は、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an in-vehicle power supply system that supplies power to various devices of the vehicle in a vehicle that runs using an engine (internal combustion engine) as a drive source is embodied. The vehicle has a so-called idling stop function.

図1に示すように、本電源システムは、第1蓄電池としての鉛蓄電池11と第2蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池12とを有する2電源システムである。各蓄電池11,12からはスタータ13や、各種の電気負荷14,15への給電が可能となっている。また、各蓄電池11,12に対しては発電機16による充電が可能となっている。本システムでは、発電機16に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されるとともに、電気負荷14,15に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。   As shown in FIG. 1, this power supply system is a dual power supply system having a lead storage battery 11 as a first storage battery and a lithium ion storage battery 12 as a second storage battery. Each storage battery 11, 12 can supply power to the starter 13 and various electric loads 14, 15. Further, the storage batteries 11 and 12 can be charged by the generator 16. In this system, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel to the generator 16, and the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel to the electrical loads 14 and 15.

鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。一方、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12は、互いに直列接続又は並列接続された複数の電池セルを有する組電池として構成されている。これら各蓄電池11,12の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。   The lead storage battery 11 is a well-known general-purpose storage battery. On the other hand, the lithium ion storage battery 12 is a high-density storage battery that has less power loss during charging / discharging than the lead storage battery 11, and has a high output density and energy density. The lithium ion storage battery 12 may be a storage battery having higher energy efficiency during charging / discharging than the lead storage battery 11. The lithium ion storage battery 12 is configured as an assembled battery having a plurality of battery cells connected in series or in parallel with each other. These storage batteries 11 and 12 have the same rated voltage, for example, 12V.

リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。本実施形態では、電池ユニットUにより「電源回路装置」が構成されている。電池ユニットUは、外部装置との接続用の接続端子P1,P2,P3を有しており、このうち接続端子P1,P2に鉛蓄電池11とスタータ13と電気負荷14とが接続され、出力端子P3に電気負荷15と回転電機17とが接続されている。   The lithium ion storage battery 12 is housed in a housing case and configured as a battery unit U integrated with a substrate. In the present embodiment, the battery unit U constitutes a “power supply circuit device”. The battery unit U has connection terminals P1, P2, and P3 for connection to an external device. Among these, the lead storage battery 11, the starter 13, and the electric load 14 are connected to the connection terminals P1 and P2, and an output terminal. An electrical load 15 and a rotating electrical machine 17 are connected to P3.

各電気負荷14,15は、各蓄電池11,12から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷14には、供給電圧が一定又は少なくとも所定の電圧範囲内であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷15は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷14は被保護負荷とも言える。また、電気負荷15は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷14は、電気負荷15に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。   The electric loads 14 and 15 have different requirements for the voltage of the supplied power supplied from the storage batteries 11 and 12. Among these, the electric load 14 includes a constant voltage required load in which the supply voltage is required to be constant or at least within a predetermined voltage range. On the other hand, the electric load 15 is a general electric load other than the constant voltage required load. It can be said that the electric load 14 is a protected load. In addition, it can be said that the electric load 15 is a load that does not allow a power supply failure, and the electric load 14 is a load that allows a power supply failure compared to the electric load 15.

定電圧要求負荷である電気負荷14の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷14として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷15の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。   Specific examples of the electric load 14 that is a constant voltage required load include various ECUs such as a navigation device, an audio device, a meter device, and an engine ECU. In this case, by suppressing the voltage fluctuation of the supplied power, it is possible to suppress an unnecessary reset or the like in each of the above devices, and to realize a stable operation. The electric load 14 may include a travel system actuator such as an electric steering device or a brake device. Specific examples of the electric load 15 include a seat heater, a heater for a defroster for a rear window, a headlight, a wiper for a front window, and a blower fan for an air conditioner.

回転電機17は、エンジン18の出力軸にベルト等により連結されている。回転電機17が発電機として動作する場合、エンジン出力軸の回転により発電し、発電電力を各蓄電池11,12や電気負荷14,15に供給する。また、回転電機17が電動機として動作する場合、蓄電池11,12のうち主としてリチウムイオン蓄電池12から電力を供給されて、エンジン出力軸に回転力を付与する。   The rotating electrical machine 17 is connected to the output shaft of the engine 18 by a belt or the like. When the rotating electrical machine 17 operates as a generator, power is generated by the rotation of the engine output shaft, and the generated power is supplied to the storage batteries 11 and 12 and the electric loads 14 and 15. Further, when the rotating electrical machine 17 operates as an electric motor, electric power is supplied mainly from the lithium ion storage battery 12 among the storage batteries 11 and 12, and rotational force is applied to the engine output shaft.

ここで、鉛蓄電池11と電源システムを構成する電気経路との接続点を第1接続点N1とし、リチウムイオン蓄電池12と電源システムを構成する電気経路との接続点を第2接続点N2とし、回転電機17と電源システムを構成する電気経路との接続点を第3接続点N3とする。   Here, a connection point between the lead storage battery 11 and the electric path constituting the power supply system is a first connection point N1, and a connection point between the lithium ion storage battery 12 and the electric path constituting the power supply system is a second connection point N2. A connection point between the rotating electrical machine 17 and the electric path constituting the power supply system is defined as a third connection point N3.

電池ユニットUの内部には、電気経路として、各接続端子P1,P2を繋ぐ第1経路L1と、第1経路L1上の接続点N3とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ第2経路L2とが設けられている。第1経路L1には、第1スイッチ21が設けられ、第2経路L2には、第2スイッチ22が設けられている。より詳しくは、第1経路L1において、鉛蓄電池11が接続される第1接続端子P1と接続点N3との間にスイッチ21が設けられ、第2経路L2において、接続点N3よりもリチウムイオン蓄電池12の側にスイッチ22が設けられている。回転電機17の発電電力は、第1経路L1を介して鉛蓄電池11及び電気負荷14に供給され、第2経路L2を介してリチウムイオン蓄電池12に供給される。   Inside the battery unit U, a first path L1 connecting the connection terminals P1, P2 and a second path L2 connecting the connection point N3 on the first path L1 and the lithium ion storage battery 12 are provided as electrical paths. It has been. A first switch 21 is provided on the first path L1, and a second switch 22 is provided on the second path L2. More specifically, in the first path L1, a switch 21 is provided between the first connection terminal P1 to which the lead storage battery 11 is connected and the connection point N3, and in the second path L2, the lithium ion storage battery is more than the connection point N3. A switch 22 is provided on the 12 side. The electric power generated by the rotating electrical machine 17 is supplied to the lead storage battery 11 and the electric load 14 via the first path L1, and is supplied to the lithium ion storage battery 12 via the second path L2.

これら各スイッチ21,22は、例えば2×n個のMOSFET(半導体スイッチング素子)を備え、その2つ一組のMOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。この寄生ダイオードによって、各スイッチ21,22をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。なお、スイッチ21,22として、MOSFETに代えて、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。スイッチ21,22としてIGBTやバイポーラトランジスタを用いた場合、上記の寄生ダイオードの代わりに、スイッチ21,22それぞれに逆向きのダイオードを並列接続させてもよい。   Each of these switches 21 and 22 includes, for example, 2 × n MOSFETs (semiconductor switching elements) and is connected in series so that the parasitic diodes of the two sets of MOSFETs are opposite to each other. By this parasitic diode, when each switch 21 and 22 is turned off, the current flowing through the path in which the switch is provided is completely cut off. Note that IGBTs, bipolar transistors, or the like can be used as the switches 21 and 22 instead of MOSFETs. In the case where IGBTs or bipolar transistors are used as the switches 21 and 22, reverse diodes may be connected in parallel to the switches 21 and 22, respectively, instead of the parasitic diode.

また、電池ユニットUの内部には、スイッチ21を迂回するバイパス経路Lbが設けられている。バイパス経路Lbは、接続端子P1と第1経路L1上の接続点N3とを接続するようにして設けられている。バイパス経路Lbによって、スイッチ21を介さずとも、鉛蓄電池11と電気負荷15との接続が可能となっている。   In addition, a bypass path Lb that bypasses the switch 21 is provided inside the battery unit U. The bypass path Lb is provided so as to connect the connection terminal P1 and the connection point N3 on the first path L1. By the bypass path Lb, the lead storage battery 11 and the electrical load 15 can be connected without using the switch 21.

バイパス経路Lbには、バイパス経路Lbを通電又は通電遮断の状態とするバイパススイッチ23が設けられている。バイパススイッチ23は、常閉式、かつ、機械式のリレースイッチである。バイパススイッチ23をオン状態にすれば、スイッチ21がオフされている状況下にあっても、バイパス経路Lbを介して、電気負荷15への発電機16の発電電力の供給が可能となっている。バイパス経路Lbは、電源システムの停止状態下において電気負荷15に対して鉛蓄電池11から暗電流を供給する暗電流経路と、フェイルセーフ処理の実施時に電気負荷15に対して鉛蓄電池11から電力を供給するフェイル給電経路とを兼ねるものである。   The bypass path Lb is provided with a bypass switch 23 that switches the bypass path Lb into a state of energization or de-energization. The bypass switch 23 is a normally closed and mechanical relay switch. If the bypass switch 23 is turned on, the generated power of the generator 16 can be supplied to the electric load 15 via the bypass path Lb even when the switch 21 is turned off. . The bypass path Lb is a dark current path that supplies dark current from the lead storage battery 11 to the electric load 15 in a stopped state of the power supply system, and power from the lead storage battery 11 to the electric load 15 when the fail safe process is performed. It also serves as a fail feeding path to be supplied.

ここで、本実施形態の構成では、電池ユニットUの内部にスイッチ21を迂回する経路Laが設けられている。経路L1は、接続端子P1と第1経路L1上の第3接続点N3とを接続するようにして設けられている。そして、電池ユニットUの内部であって、経路La上には昇圧回路24が設けられている。昇圧回路24は、接続端子P2側(第3接続点N3側)から供給される電力を所定電圧に昇圧して接続端子P1側(第1接続点N1側)に出力する。昇圧回路24は、例えば、昇圧チョッパ回路である。また、絶縁型DCDCコンバータなどでもよい。   Here, in the configuration of the present embodiment, a path La that bypasses the switch 21 is provided inside the battery unit U. The path L1 is provided so as to connect the connection terminal P1 and the third connection point N3 on the first path L1. A booster circuit 24 is provided inside the battery unit U and on the path La. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the connection terminal P2 side (third connection point N3 side) to a predetermined voltage and outputs it to the connection terminal P1 side (first connection point N1 side). The booster circuit 24 is, for example, a boost chopper circuit. Further, an insulation type DCDC converter may be used.

電池ユニットUは、制御部30(スイッチ制御装置)を有しており、各スイッチ21〜23や昇圧回路24や制御部30は、例えば、同一の基板に実装された状態で筐体内に収容されている。なお、各スイッチ21〜23、昇圧回路24、及び制御部30は複数の基板に分けて実装されるものでもよい。また、各スイッチ21〜23は基板に実装されない態様、例えば、電池ユニットUの収容ケース(筐体)に直接実装される態様のものでもよい。   The battery unit U includes a control unit 30 (switch control device), and each of the switches 21 to 23, the booster circuit 24, and the control unit 30 are accommodated in a housing in a state of being mounted on the same substrate, for example. ing. The switches 21 to 23, the booster circuit 24, and the control unit 30 may be separately mounted on a plurality of substrates. Further, the switches 21 to 23 may be not mounted on the substrate, for example, may be mounted directly on the storage case (housing) of the battery unit U.

制御部30には、電池ユニットU外のECU40が接続されている。つまり、制御部30と、ECU40を含む各種制御装置とは、CAN等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部30、及び、ECU40を含む各種制御装置に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ECU40は、アイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置(走行用制御装置)である。アイドリングストップ制御は、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジン18を自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジン18を再始動させるものである。ECU40は、回転電機17の制御を実施するものであり、「電源システム」に含まれるものである。   An ECU 40 outside the battery unit U is connected to the control unit 30. That is, the control unit 30 and various control devices including the ECU 40 are connected to each other via a communication network such as CAN and can communicate with each other, and are stored in the control unit 30 and various control devices including the ECU 40. Various data can be shared with each other. The ECU 40 is an electronic control device (traveling control device) having a function of performing idling stop control. As is well known, the idling stop control automatically stops the engine 18 when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarts the engine 18 when the predetermined restart condition is satisfied under the automatic stop state. The ECU 40 controls the rotating electrical machine 17 and is included in the “power supply system”.

制御部30は、回転電機17の動作状態に応じて、各スイッチ21〜23のオンオフ(開閉)の切り替え制御、即ち、開閉制御を実施する。この場合、制御部30は、車両の走行状態や各蓄電池11,12の蓄電状態に基づいて、各スイッチ21〜23のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電が実施される。   The control unit 30 performs on / off (open / close) switching control of the switches 21 to 23, that is, open / close control, according to the operating state of the rotating electrical machine 17. In this case, the control unit 30 controls on / off of the switches 21 to 23 based on the running state of the vehicle and the storage state of the storage batteries 11 and 12. Thereby, charging / discharging is implemented using the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 selectively.

制御部30が実施する各蓄電池11,12の蓄電状態に基づく充放電制御について簡単に説明する。制御部30は、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の端子電圧又は開放電圧の検出値を逐次取得するとともに、図示しない電流検出手段により検出される鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12の通電電流を逐次取得する。また、制御部30は図示しない温度検出部により検出される鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の温度を逐次取得する。制御部30は、これらの取得値に基づいて鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12のSOC(残存容量)を算出するとともに、そのSOCが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池12への充電量及び放電量を制御する。   The charge / discharge control based on the storage state of each of the storage batteries 11 and 12 performed by the control unit 30 will be briefly described. The control unit 30 sequentially acquires the detected values of the terminal voltage or the open-circuit voltage of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12, and sequentially supplies the energization current of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 detected by current detection means (not shown). get. Moreover, the control part 30 acquires sequentially the temperature of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 detected by the temperature detection part which is not shown in figure. The control unit 30 calculates the SOC (remaining capacity) of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 based on these acquired values, and supplies the SOC to the lithium ion storage battery 12 so that the SOC is maintained within a predetermined use range. The amount of charge and the amount of discharge are controlled.

本実施形態の制御部30は、さらに、回転電機17の状態に応じて、昇圧回路24を駆動し、第3接続点N3側から供給される電力を所定電圧に昇圧して第1接続点N1側(接続端子P1側)に出力する。   The control unit 30 of the present embodiment further drives the booster circuit 24 in accordance with the state of the rotating electrical machine 17 to boost the power supplied from the third connection point N3 side to a predetermined voltage to the first connection point N1. Output to the side (connection terminal P1 side).

以下、図2〜5を用いて、制御部30による各スイッチ21〜23のオンオフ制御、及び昇圧回路24の駆動について説明を行う。   Hereinafter, the on / off control of the switches 21 to 23 and the drive of the booster circuit 24 by the control unit 30 will be described with reference to FIGS.

図2に示すように、車両の停車時、即ち車両システムの電源オフ時(IGオフ時)には、制御部30は、スイッチ21,22をオフ状態とし、バイパススイッチ23をオン状態とする。また、昇圧回路24の駆動を停止する。これにより、バイパス経路Lbを介して鉛蓄電池11から電気負荷15に対して電力が供給される。なお、スイッチ21,22は、半導体スイッチング素子であり、駆動信号の入力が停止されるとオフ状態となる常開式の開閉素子であり、バイパススイッチ23は、機械式のリレースイッチであって、駆動信号の入力が停止されるとオン状態となる常閉式の開閉素子である。   As shown in FIG. 2, when the vehicle is stopped, that is, when the power of the vehicle system is off (IG off), the control unit 30 turns off the switches 21 and 22 and turns on the bypass switch 23. Further, the driving of the booster circuit 24 is stopped. Thereby, electric power is supplied from the lead storage battery 11 to the electric load 15 via the bypass path Lb. The switches 21 and 22 are semiconductor switching elements, and are normally open switching elements that are turned off when the input of the drive signal is stopped. The bypass switch 23 is a mechanical relay switch, This is a normally-closed opening / closing element that is turned on when input of a drive signal is stopped.

図3に示すように、車両システムの起動直後においてリチウムイオン蓄電池12のSOCの算出が完了していない場合や、低温時には、制御部30は、スイッチ22をオフ状態にすることで、リチウムイオン蓄電池12の充放電を停止する。また、車両システムの起動直後におけるスタータ13を用いてのエンジンの始動時においても制御部30は、スイッチ22をオフ状態にすることで、リチウムイオン蓄電池12の充放電を停止する。また、制御部30は、スイッチ21をオン状態にすることで、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給を実施する。   As shown in FIG. 3, when the calculation of the SOC of the lithium ion storage battery 12 is not completed immediately after the start of the vehicle system, or when the temperature is low, the control unit 30 turns off the switch 22 to turn off the lithium ion storage battery. 12 charging / discharging is stopped. In addition, the control unit 30 stops charging / discharging of the lithium ion storage battery 12 by turning off the switch 22 even when the engine is started using the starter 13 immediately after the vehicle system is started. Moreover, the control part 30 implements the electric power supply from the lead storage battery 11 to the electric load 15 by turning on the switch 21.

また、制御部30は、回転電機17の力行動作時においてリチウムイオン蓄電池12が低SOC(過放電状態)である場合や、回転電機17の回生発電時においてリチウムイオン蓄電池12が高SOC(過充電状態)である場合も同様に、スイッチ22をオフ状態にすることで、リチウムイオン蓄電池12の充放電を停止する。   Further, the control unit 30 is configured such that the lithium ion storage battery 12 is in a low SOC (overdischarge state) during the power running operation of the rotating electrical machine 17 or the lithium ion storage battery 12 is in a high SOC (overcharged) during the regenerative power generation of the rotating electrical machine 17. In the same way, the charging / discharging of the lithium ion storage battery 12 is stopped by turning off the switch 22.

車両の減速時には、回転電機17による回生発電が行われる。この場合、図4に示すように、制御部30は、スイッチ21,22をともにオンとし、回転電機17の回生発電による電力を鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12に供給する。これにより、各蓄電池11,12が適宜充電される。   When the vehicle is decelerated, regenerative power generation by the rotating electrical machine 17 is performed. In this case, as shown in FIG. 4, the control unit 30 turns on both the switches 21 and 22, and supplies power from the regenerative power generation of the rotating electrical machine 17 to the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12. Thereby, each storage battery 11 and 12 is charged appropriately.

図5に示すように、エンジン走行状態、アシスト走行状態、及び、EV走行状態では、制御部30は、第1スイッチ21をオフ、第2スイッチ22をオンとする。当該状態では、第1接続端子P1と第2接続端子P2とが遮断状態とされるため、電気負荷14には鉛蓄電池11から電力供給が行われ、電気負荷15にはリチウムイオン蓄電池12から電力供給が行われる。   As shown in FIG. 5, in the engine running state, the assist running state, and the EV running state, the control unit 30 turns off the first switch 21 and turns on the second switch 22. In this state, since the first connection terminal P1 and the second connection terminal P2 are cut off, the electric load 14 is supplied with electric power from the lead storage battery 11, and the electric load 15 is supplied with electric power from the lithium ion storage battery 12. Supply is made.

ここで、エンジン走行状態とは、エンジン18において燃料噴射(燃料消費)が実施されているとともに、回転電機17における回生動作及び力行動作の両方が停止されている状態である。また、アシスト走行状態とは、エンジン18において燃料噴射が実施されているとともに、回転電機17において力行動作が実施されている状態であり、エンジン18及び回転電機17が駆動力を分担している状態である。また、EV走行状態とは、エンジン18を非燃焼状態とした上で回転電機17がエンジン18の出力軸に回転力を付与している状態である。エンジン走行状態、アシスト走行状態、及び、EV走行状態の切り替えは、ECU40によって実施される。   Here, the engine running state is a state in which fuel injection (fuel consumption) is performed in the engine 18 and both the regenerative operation and the power running operation in the rotating electrical machine 17 are stopped. The assist travel state is a state in which fuel injection is performed in the engine 18 and a power running operation is performed in the rotating electrical machine 17. The engine 18 and the rotating electrical machine 17 share the driving force. It is. The EV traveling state is a state in which the rotating electrical machine 17 applies a rotational force to the output shaft of the engine 18 after the engine 18 is brought into a non-combustion state. Switching between the engine travel state, the assist travel state, and the EV travel state is performed by the ECU 40.

アイドリングストップ制御におけるエンジン自動停止中にエンジン再始動条件が成立すると、ECU40は、回転電機17によるエンジン始動を実施する。車両におけるブレーキペダルの踏込み解除操作や、アクセルペダルの踏込み操作が実施されることで、エンジン再始動条件が成立する。アイドリングストップ制御におけるエンジン再始動時には、制御部30は、図5に示すように、第1スイッチ21をオフ、第2スイッチ22をオンとすることで、リチウムイオン蓄電池12から回転電機17に対して電力が供給され、回転電機17によるエンジン始動が行われる。このとき、回転電機17に対してはリチウムイオン蓄電池12から電力が供給され、電気負荷14に対しては鉛蓄電池11から電力が供給されるため、電気負荷14への供給電力において電圧変動が生じないものとなっている。   If the engine restart condition is satisfied during the engine automatic stop in the idling stop control, the ECU 40 starts the engine by the rotating electrical machine 17. An engine restart condition is established by performing a brake pedal depressing operation or an accelerator pedal depressing operation in the vehicle. When the engine is restarted in the idling stop control, the control unit 30 turns off the first switch 21 and turns on the second switch 22 as shown in FIG. Electric power is supplied and the rotating electrical machine 17 starts the engine. At this time, since electric power is supplied from the lithium ion storage battery 12 to the rotating electrical machine 17 and electric power is supplied from the lead storage battery 11 to the electric load 14, voltage fluctuation occurs in the electric power supplied to the electric load 14. It has never been.

さらに本実施形態の制御部30は、回生発電時を除く、車両の走行中において、第1スイッチ21をオフ状態、第2スイッチ22をオン状態にするとともに、昇圧回路24から所定電圧を出力する。ここで、「回生発電時を除く、車両の走行中」とは、エンジン走行時、アシスト走行時、及び、アイドリングストップ制御におけるエンジン再始動時のことである。   Further, the control unit 30 of the present embodiment turns off the first switch 21 and the second switch 22 and outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24 during traveling of the vehicle except during regenerative power generation. . Here, “when the vehicle is running except during regenerative power generation” means when the engine is running, during assist running, and when the engine is restarted in idling stop control.

当該構成によれば、電気負荷14に対する電力供給は、鉛蓄電池11と昇圧回路24の双方から行われる。つまり、電気負荷14に対する電力供給の一部をリチウムイオン蓄電池12が昇圧回路24を介して実施することになる。充放電における電力効率は、鉛蓄電池11に比べてリチウムイオン蓄電池12が高いため、リチウムイオン蓄電池12に分担させる電力を大きくすることで、電源システム全体の電力効率を向上させることができる。また、上述した通り、第1スイッチ21をオフ状態としているため、回転電機17の動作に伴ってリチウムイオン蓄電池12の出力電圧が一時的に低下した場合であっても、電気負荷14に対する入力電圧が低下することを抑制できる。   According to this configuration, power supply to the electric load 14 is performed from both the lead storage battery 11 and the booster circuit 24. That is, the lithium ion storage battery 12 performs part of the power supply to the electric load 14 via the booster circuit 24. Since the lithium ion storage battery 12 has a higher power efficiency in charging / discharging than the lead storage battery 11, increasing the power shared by the lithium ion storage battery 12 can improve the power efficiency of the entire power supply system. Moreover, since the 1st switch 21 is made into the OFF state as mentioned above, even if it is a case where the output voltage of the lithium ion storage battery 12 falls temporarily with operation | movement of the rotary electric machine 17, the input voltage with respect to the electrical load 14 Can be suppressed.

また、昇圧回路24から鉛蓄電池11に対して電力が供給され、鉛蓄電池11が充電されると、リチウムイオン蓄電池12に蓄積された電力を用いて、鉛蓄電池11を充電することになる。この場合、両蓄電池11,12における内部抵抗における電力損失や、昇圧回路24における電力損失によって、電源システム全体の電力効率が悪化する。   Further, when power is supplied from the booster circuit 24 to the lead storage battery 11 and the lead storage battery 11 is charged, the lead storage battery 11 is charged using the power stored in the lithium ion storage battery 12. In this case, the power efficiency of the entire power supply system is deteriorated due to the power loss in the internal resistance in both storage batteries 11 and 12 and the power loss in the booster circuit 24.

そこで、制御部30は、昇圧回路24の出力電圧(所定電圧)を鉛蓄電池11の開放端電圧と同一又は鉛蓄電池11の開放端電圧より低くなるように調整する。これにより、リチウムイオン蓄電池12から昇圧回路24を介して第1接続端子P1側に供給される電力によって鉛蓄電池11が充電されることを抑制し、電源システム全体の電力効率の悪化を抑制する。さらに、制御部30は、昇圧回路24の出力電圧を鉛蓄電池11の開放端電圧と略同一に調整する。これにより、鉛蓄電池11における電力出力を抑制させて、電気負荷14に対する電力供給を主として昇圧回路24、即ち、リチウムイオン蓄電池12に分担させることができる。   Therefore, the control unit 30 adjusts the output voltage (predetermined voltage) of the booster circuit 24 so as to be equal to or lower than the open end voltage of the lead storage battery 11. Thereby, it is suppressed that the lead storage battery 11 is charged with the electric power supplied from the lithium ion storage battery 12 to the 1st connection terminal P1 side via the booster circuit 24, and the deterioration of the power efficiency of the whole power supply system is suppressed. Further, the control unit 30 adjusts the output voltage of the booster circuit 24 to be substantially the same as the open-end voltage of the lead storage battery 11. Thereby, the electric power output in the lead storage battery 11 can be suppressed, and the electric power supply with respect to the electric load 14 can be mainly allocated to the booster circuit 24, that is, the lithium ion storage battery 12.

また、制御部30は、回生発電時を除く車両の走行中であっても、リチウムイオン蓄電池12の充電率が所定値より低下した場合やリチウムイオン蓄電池12に異常が生じた場合、制御部30が、スイッチ21をオン状態、スイッチ22をオフ状態とする。ここで、リチウムイオン蓄電池12の充電率の判定に用いる所定値は、リチウムイオン蓄電池12が過放電となることを抑制可能な値に設定する。当該制御により、これにより、リチウムイオン蓄電池12の充電率が低い場合には、リチウムイオン蓄電池12における放電が停止されるとともに、鉛蓄電池11から電気負荷14,15及び回転電機17に対する電力供給が実施される。   In addition, the control unit 30 controls the control unit 30 when the charging rate of the lithium ion storage battery 12 is lower than a predetermined value or when an abnormality occurs in the lithium ion storage battery 12 even during traveling of the vehicle except during regenerative power generation. However, the switch 21 is turned on and the switch 22 is turned off. Here, the predetermined value used for determination of the charging rate of the lithium ion storage battery 12 is set to a value that can suppress the lithium ion storage battery 12 from being overdischarged. With this control, when the charging rate of the lithium ion storage battery 12 is low, the discharge in the lithium ion storage battery 12 is stopped, and power supply from the lead storage battery 11 to the electric loads 14 and 15 and the rotating electrical machine 17 is performed. Is done.

本実施形態の電源システムの制御処理を図6に示すフローチャートを用いて説明する。なお、当該制御処理は、所定周期毎に実施される。   Control processing of the power supply system of the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. The control process is performed every predetermined period.

ステップS01において、電源システムがオン状態であるか否かを判定する。電源システムがオフ状態の場合(S01:NO)、ステップS02において、スイッチ21,22をオフ状態、スイッチ23をオン状態とし、昇圧回路24の動作を停止し、処理を終了する。電源システムがオン状態である場合(S01:YES)、ステップS03において、電源システムの起動直後であるか否かを判定する。電源システムの起動直後である場合(S03:YES)、ステップS04において、スイッチ21をオン状態、スイッチ22,23をオフ状態とし、昇圧回路24の動作を停止し、処理を終了する。なお、電源システムの起動から所定時間が経過し、かつ、スタータ13によるエンジン18の始動が実施されていない場合、電源システムの起動直後でないと判定する。   In step S01, it is determined whether or not the power supply system is on. When the power supply system is in an off state (S01: NO), in steps S02, the switches 21 and 22 are turned off, the switch 23 is turned on, the operation of the booster circuit 24 is stopped, and the process is terminated. If the power supply system is in the on state (S01: YES), in step S03, it is determined whether or not the power supply system has just been activated. If it is immediately after the power supply system is activated (S03: YES), in step S04, the switch 21 is turned on, the switches 22, 23 are turned off, the operation of the booster circuit 24 is stopped, and the process is terminated. In addition, when predetermined time passes since starting of a power supply system and the start of the engine 18 by the starter 13 is not implemented, it determines with it not being immediately after starting of a power supply system.

電源システムの起動直後でない場合(S03:YES)、ステップS05において、リチウムイオン蓄電池12が使用可能な状態であるか否かを判定する。リチウムイオン蓄電池12が使用不可能である場合(S05:NO)、ステップS04の処理を実施する。リチウムイオン蓄電池12が使用可能な状態である場合(S05:YES)、ステップS06において、回生発電中であるか否かの判定を実施する。   If it is not immediately after starting the power supply system (S03: YES), it is determined in step S05 whether or not the lithium ion storage battery 12 is in a usable state. When the lithium ion storage battery 12 cannot be used (S05: NO), the process of step S04 is performed. When the lithium ion storage battery 12 is in a usable state (S05: YES), in step S06, it is determined whether or not regenerative power generation is being performed.

回生発電中である場合(S06:YES)、ステップS07において、スイッチ21,22をオン状態、スイッチ23をオフ状態とし、昇圧回路24を停止し、処理を終了する。回生発電中でない場合(S06:NO)、ステップS08において、スイッチ22をオン状態、スイッチ21,23をオフ状態とし、昇圧回路24を動作させ、処理を終了する。   If regenerative power generation is being performed (S06: YES), in steps S07, the switches 21 and 22 are turned on, the switch 23 is turned off, the booster circuit 24 is stopped, and the process is terminated. When regenerative power generation is not being performed (S06: NO), in step S08, the switch 22 is turned on, the switches 21 and 23 are turned off, the booster circuit 24 is operated, and the process is terminated.

(第2実施形態)
第1実施形態では、回生発電時を除く車両の走行中において、制御部30が、第1スイッチ21をオフ状態、第2スイッチ22をオン状態にするとともに、昇圧回路24から所定電圧を出力する構成とした。第2実施形態では当該構成を以下のように変更する。回生発電時を除く車両の走行中において、制御部30が、第1スイッチ21をオフ状態、第2スイッチ22をオン状態とする構成は変更せず、回生発電時を除く車両の走行中、かつ、鉛蓄電池11の出力電圧が所定値未満の場合に制御部30が昇圧回路24を動作させる。また、制御部30は、回生発電時を除く車両の走行中、かつ、鉛蓄電池11の出力電圧が所定値以上の場合に制御部30が昇圧回路24の動作を停止させる構成とする。また、制御部30は、リチウムイオン蓄電池12が過放電や低温状態であって、リチウムイオン蓄電池12を使用不可能な場合は、第1スイッチ21をオン状態、第2スイッチ22をオフ状態として、リチウムイオン蓄電池12における放電を停止する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, during traveling of the vehicle except during regenerative power generation, the control unit 30 turns off the first switch 21 and turns on the second switch 22, and outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24. The configuration. In the second embodiment, the configuration is changed as follows. During traveling of the vehicle except during regenerative power generation, the controller 30 does not change the configuration in which the first switch 21 is turned off and the second switch 22 is turned on, while the vehicle is traveling except during regenerative power generation, and When the output voltage of the lead storage battery 11 is less than a predetermined value, the control unit 30 operates the booster circuit 24. In addition, the control unit 30 is configured to stop the operation of the booster circuit 24 while the vehicle is running except during regenerative power generation and when the output voltage of the lead storage battery 11 is equal to or higher than a predetermined value. In addition, the control unit 30 sets the first switch 21 to the on state and the second switch 22 to the off state when the lithium ion storage battery 12 is in an overdischarged or low temperature state and the lithium ion storage battery 12 cannot be used. The discharge in the lithium ion storage battery 12 is stopped.

当該構成によれば、鉛蓄電池11の出力電圧が所定値以上の場合は、鉛蓄電池11のみから電気負荷14に対する電力供給が実施され、鉛蓄電池11の出力電圧が所定値未満の場合は、鉛蓄電池11及び昇圧回路24(又は昇圧回路24のみ)から電気負荷14に対する電力供給が実施される。ここで、鉛蓄電池11の出力電圧の判定に用いる所定値を、電気負荷14が動作可能な電圧の最低値以上に設定すると、電気負荷14を安定して動作させることができる。   According to this configuration, when the output voltage of the lead storage battery 11 is equal to or higher than a predetermined value, power is supplied from only the lead storage battery 11 to the electric load 14, and when the output voltage of the lead storage battery 11 is less than the predetermined value, lead is supplied. Electric power is supplied to the electrical load 14 from the storage battery 11 and the booster circuit 24 (or only the booster circuit 24). Here, if the predetermined value used for determination of the output voltage of the lead storage battery 11 is set to be equal to or higher than the minimum value of the voltage at which the electric load 14 can operate, the electric load 14 can be stably operated.

本実施形態の制御によっても、電気負荷14の安定動作を実現できる。また、昇圧回路24を介してリチウムイオン蓄電池12から鉛蓄電池11に対する充電が実施される期間を低減させることで、リチウムイオン蓄電池12から鉛蓄電池11への放電を抑制し、電源システム全体としての電力効率を低減させることができる。また、昇圧回路24が動作する期間を低減することで、昇圧回路24の動作に伴う電力損失を低減させ、電源システム全体としての電力効率の向上を図ることができる。   The stable operation of the electric load 14 can also be realized by the control of the present embodiment. Further, by reducing the period during which the lead storage battery 11 is charged from the lithium ion storage battery 12 through the booster circuit 24, the discharge from the lithium ion storage battery 12 to the lead storage battery 11 is suppressed, and the power as the entire power supply system Efficiency can be reduced. In addition, by reducing the period during which the booster circuit 24 operates, it is possible to reduce power loss due to the operation of the booster circuit 24 and improve the power efficiency of the entire power supply system.

本実施形態の電源システムの制御処理を図7に示すフローチャートを用いて説明する。なお、当該制御処理は、所定周期毎に実施される。また、図6と同一の構成については説明を省略する。   Control processing of the power supply system of the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. The control process is performed every predetermined period. The description of the same configuration as in FIG. 6 is omitted.

回生発電中でない場合(S06:NO)、ステップS09において、鉛蓄電池11の出力電圧(V(Pb))が、所定値未満であるか否かの判定を実施する。鉛蓄電池11の出力電圧が所定値未満である場合(S09:YES)、ステップS08の処理を実施し、処理を終了する。鉛蓄電池11の出力電圧が所定値以上である場合(S09:NO)、ステップS10において、スイッチ22をオン状態、スイッチ21,23をオフ状態とし、昇圧回路24を停止させ、処理を終了する。   When regenerative power generation is not being performed (S06: NO), in step S09, it is determined whether or not the output voltage (V (Pb)) of the lead storage battery 11 is less than a predetermined value. When the output voltage of the lead storage battery 11 is less than the predetermined value (S09: YES), the process of step S08 is performed and the process is terminated. When the output voltage of the lead storage battery 11 is equal to or higher than the predetermined value (S09: NO), in step S10, the switch 22 is turned on, the switches 21, 23 are turned off, the booster circuit 24 is stopped, and the process is terminated.

(第3実施形態)
第1、第2実施形態では、鉛蓄電池11の接続される第1接続点N1と、回転電機17の接続される第3接続点N3との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、リチウムイオン蓄電池12の接続される第2接続点N2と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設ける構成とした。当該構成を、以下の図8〜16(第3〜第12実施形態)に示す構成に変更してもよい。なお、図8〜16では、蓄電池11,12、定電圧要求負荷14、回転電機17、スイッチ21,22、昇圧回路24以外の構成は省略している。また、図8〜16では、矢印を用いて昇圧回路24の電力出力の方向を示している。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the first switch 21 and the first switch 21 are connected in parallel between the first connection point N1 to which the lead storage battery 11 is connected and the third connection point N3 to which the rotating electrical machine 17 is connected. The booster circuit 24 to be connected is provided, and the second switch 22 is provided between the second connection point N2 and the third connection point N3 to which the lithium ion storage battery 12 is connected. You may change the said structure to the structure shown to the following FIGS. 8-16 (3rd-12th embodiment). 8 to 16, configurations other than the storage batteries 11 and 12, the constant voltage request load 14, the rotating electrical machine 17, the switches 21 and 22, and the booster circuit 24 are omitted. 8-16, the direction of the electric power output of the booster circuit 24 is shown using an arrow.

図8に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設ける。昇圧回路24は第2接続点N2側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第1接続点N1側に出力する。   In the configuration shown in FIG. 8, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, and the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path. A first switch 21 and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 are provided between the first connection point N1 and the second connection point N2, and the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected. A second switch 22 is provided between them. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the second connection point N2 side to a predetermined voltage and outputs it to the first connection point N1 side.

当該構成では、第1接続点N1に定電圧要求負荷14を接続する。回転電機17の力行動作時には、制御部30は、第1スイッチ21をオフすることで、回転電機17の動作に伴う定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。また、回転電機17の力行動作時には、制御部30は、昇圧回路24を動作させることで、鉛蓄電池11及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the first connection point N1. During the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 turns off the first switch 21 to suppress a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 associated with the operation of the rotating electrical machine 17. Further, during the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 can supply power from the lead storage battery 11 and the booster circuit 24 to the constant voltage request load 14 by operating the booster circuit 24.

(第4実施形態)
図9に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設ける。昇圧回路24は第1接続点N1側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第2接続点N2側に出力する。
(Fourth embodiment)
In the configuration shown in FIG. 9, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, and the first connection point N1 and the third connection point N3 are connected by an electrical path. A first switch 21 and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 are provided between the first connection point N1 and the second connection point N2, and the first connection point N1 and the third connection point N3 are connected. A second switch 22 is provided between them. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the first connection point N1 side to a predetermined voltage and outputs it to the second connection point N2 side.

当該構成では、第2接続点N2に定電圧要求負荷14を接続する。回転電機17の力行動作時には、制御部30は、第1スイッチ21をオフすることで、回転電機17の動作に伴う定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。また、回転電機17の力行動作時には、制御部30は、昇圧回路24を動作させることで、リチウムイオン蓄電池12及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the second connection point N2. During the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 turns off the first switch 21 to suppress a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 associated with the operation of the rotating electrical machine 17. Further, during the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 can supply power from the lithium ion storage battery 12 and the booster circuit 24 to the constant voltage required load 14 by operating the booster circuit 24.

(第5実施形態)
図10に示す構成では、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設ける。昇圧回路24は第3接続点N3側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第2接続点N2側に出力する。
(Fifth embodiment)
In the configuration shown in FIG. 10, the first connection point N1 and the third connection point N3 are connected by an electrical path, and the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path. A first switch 21 and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 are provided between the second connection point N2 and the third connection point N3, and the first connection point N1 and the third connection point N3 are connected. A second switch 22 is provided between them. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the third connection point N3 side to a predetermined voltage and outputs it to the second connection point N2 side.

当該構成では、第2接続点N2に定電圧要求負荷14を接続する。回転電機17の力行動作時には、制御部30は、第1スイッチ21をオフすることで、回転電機17の動作に伴う定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。また、回転電機17の力行動作時には、制御部30は、昇圧回路24を動作させることで、リチウムイオン蓄電池12及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the second connection point N2. During the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 turns off the first switch 21 to suppress a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 associated with the operation of the rotating electrical machine 17. Further, during the power running operation of the rotating electrical machine 17, the control unit 30 can supply power from the lithium ion storage battery 12 and the booster circuit 24 to the constant voltage required load 14 by operating the booster circuit 24.

(第6実施形態)
図11に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第1スイッチ21を設け、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設けている。また、第1接続点N1と第3接続点N3との間に、第1スイッチ21及び第2スイッチ22に対して並列接続される昇圧回路24を設けている。さらに、昇圧回路24は第3接続点N3側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第1接続点N1側に出力する。
(Sixth embodiment)
In the configuration shown in FIG. 11, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path, and the first connection point N1. And the third connection point N3 are connected by an electric path. A first switch 21 is provided between the first connection point N1 and the second connection point N2, and a second switch 22 is provided between the second connection point N2 and the third connection point N3. Further, a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 and the second switch 22 is provided between the first connection point N1 and the third connection point N3. Further, the booster circuit 24 boosts the power supplied from the third connection point N3 side to a predetermined voltage and outputs it to the first connection point N1 side.

当該構成では、第1接続点N1に定電圧要求負荷14を接続している。制御部30が第1スイッチ21をオフとすることで、回転電機17の動作による定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。さらに、制御部30が第2スイッチ22をオンとしつつ昇圧回路24から所定電圧を出力することで、鉛蓄電池11及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。また、制御部30は、回転電機17の力行動作時には、第2スイッチ22をオンすることで、リチウムイオン蓄電池12から回転電機17への電力供給を実施する。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the first connection point N1. When the control unit 30 turns off the first switch 21, a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 due to the operation of the rotating electrical machine 17 is suppressed. Further, the control unit 30 outputs the predetermined voltage from the booster circuit 24 while turning on the second switch 22, so that power can be supplied from the lead storage battery 11 and the booster circuit 24 to the constant voltage request load 14. In addition, the control unit 30 performs power supply from the lithium ion storage battery 12 to the rotating electrical machine 17 by turning on the second switch 22 during the power running operation of the rotating electrical machine 17.

(第7実施形態)
図12に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第1スイッチ21を設け、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設けている。また、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第1スイッチ21及び第2スイッチ22に対して並列接続される昇圧回路24を設けている。昇圧回路24は第2接続点N2側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第1接続点N1側に出力する。
(Seventh embodiment)
In the configuration shown in FIG. 12, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path, and the first connection point N1 is connected. And the third connection point N3 are connected by an electric path. A first switch 21 is provided between the first connection point N1 and the third connection point N3, and a second switch 22 is provided between the second connection point N2 and the third connection point N3. In addition, a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 and the second switch 22 is provided between the first connection point N1 and the second connection point N2. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the second connection point N2 side to a predetermined voltage and outputs it to the first connection point N1 side.

当該構成では、第1接続点N1に定電圧要求負荷14を接続している。制御部30が第1スイッチ21をオフとすることで、回転電機17の力行動作による定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。さらに、制御部30が昇圧回路24から所定電圧を出力することで、鉛蓄電池11及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。また、制御部30は、回転電機17の力行動作時には、第2スイッチ22をオンすることで、リチウムイオン蓄電池12から回転電機17への電力供給を実施する。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the first connection point N1. When the control unit 30 turns off the first switch 21, a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 due to the power running operation of the rotating electrical machine 17 is suppressed. Further, the control unit 30 outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24, so that power can be supplied from the lead storage battery 11 and the booster circuit 24 to the constant voltage request load 14. In addition, the control unit 30 performs power supply from the lithium ion storage battery 12 to the rotating electrical machine 17 by turning on the second switch 22 during the power running operation of the rotating electrical machine 17.

(第8実施形態)
図13に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第1スイッチ21を設け、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設けている。また、第1接続点N1と第3接続点N3との間に、第1スイッチ21及び第2スイッチ22に対して並列接続される昇圧回路24を設けている。さらに、昇圧回路24は第1接続点N1側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第2接続点N2側に出力する。
(Eighth embodiment)
In the configuration shown in FIG. 13, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path, and the first connection point N1 is connected. And the third connection point N3 are connected by an electric path. A first switch 21 is provided between the second connection point N2 and the third connection point N3, and a second switch 22 is provided between the first connection point N1 and the third connection point N3. Further, a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 and the second switch 22 is provided between the first connection point N1 and the third connection point N3. Further, the booster circuit 24 boosts the power supplied from the first connection point N1 side to a predetermined voltage and outputs it to the second connection point N2 side.

当該構成では、第2接続点N2に定電圧要求負荷14を接続する。制御部30が第1スイッチ21をオフとすることで、回転電機17の力行動作による定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。さらに、制御部30が、昇圧回路24から所定電圧を出力することで、リチウムイオン蓄電池12及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。また、制御部30は、回転電機17の力行動作時には、第2スイッチ22をオンすることで、鉛蓄電池11から回転電機17への電力供給を実施する。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the second connection point N2. When the control unit 30 turns off the first switch 21, a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 due to the power running operation of the rotating electrical machine 17 is suppressed. Furthermore, the control unit 30 can supply power from the lithium ion storage battery 12 and the booster circuit 24 to the constant voltage request load 14 by outputting a predetermined voltage from the booster circuit 24. Further, the control unit 30 performs power supply from the lead storage battery 11 to the rotating electrical machine 17 by turning on the second switch 22 during the power running operation of the rotating electrical machine 17.

(第9実施形態)
図14に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続する。そして、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第1スイッチ21を設け、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設けている。また、第2接続点N2と第3接続点N3との間に、第1スイッチ21及び第2スイッチ22に対して並列接続される昇圧回路24を設けている。さらに、昇圧回路24は第3接続点N3側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第2接続点N2側に出力する。
(Ninth embodiment)
In the configuration shown in FIG. 14, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path, and the first connection point N1 is connected. And the third connection point N3 are connected by an electric path. A first switch 21 is provided between the first connection point N1 and the second connection point N2, and a second switch 22 is provided between the first connection point N1 and the third connection point N3. In addition, a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 and the second switch 22 is provided between the second connection point N2 and the third connection point N3. Further, the booster circuit 24 boosts the power supplied from the third connection point N3 side to a predetermined voltage and outputs it to the second connection point N2 side.

当該構成では、第2接続点N2に定電圧要求負荷14を接続する。制御部30が第1スイッチ21をオフとすることで、回転電機17の力行動作による定電圧要求負荷14への入力電圧の低下を抑制する。さらに、制御部30が、第2スイッチ22をオンするとともに昇圧回路24から所定電圧を出力することで、リチウムイオン蓄電池12及び昇圧回路24から定電圧要求負荷14へ電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the second connection point N2. When the control unit 30 turns off the first switch 21, a decrease in the input voltage to the constant voltage request load 14 due to the power running operation of the rotating electrical machine 17 is suppressed. Further, the control unit 30 can turn on the second switch 22 and output a predetermined voltage from the booster circuit 24, thereby supplying power from the lithium ion storage battery 12 and the booster circuit 24 to the constant voltage request load 14. Become.

(第10実施形態)
図15に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第1接続点N1と第3接続点N3とを電気経路によって接続している。そして、第1接続点N1と第3接続点N3との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、第1接続点N1と第2接続点N2との間に第2スイッチ22を設けている。さらに、昇圧回路24は第1接続点N1側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第3接続点N3側に出力する。
(10th Embodiment)
In the configuration shown in FIG. 15, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, and the first connection point N1 and the third connection point N3 are connected by an electrical path. A first switch 21 and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 are provided between the first connection point N1 and the third connection point N3, and the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected. A second switch 22 is provided between them. Further, the booster circuit 24 boosts the power supplied from the first connection point N1 side to a predetermined voltage and outputs it to the third connection point N3 side.

当該構成では、第3接続点N3に定電圧要求負荷14を接続している。制御部30が第1スイッチ21をオフするとともに、昇圧回路24から所定電圧を出力することで、昇圧回路24から定電圧要求負荷14及び回転電機17へ電圧が所定電圧で安定した電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the third connection point N3. When the control unit 30 turns off the first switch 21 and outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24, the booster circuit 24 supplies the constant voltage required load 14 and the rotating electrical machine 17 with stable voltage at the predetermined voltage. It becomes possible.

(第11実施形態)
図16に示す構成では、第1接続点N1と第2接続点N2とを電気経路によって接続し、第2接続点N2と第3接続点N3とを電気経路によって接続している。そして、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第1スイッチ21及び第1スイッチ21に並列接続される昇圧回路24を設け、第2接続点N2と第3接続点N3との間に第2スイッチ22を設けている。昇圧回路24は第2接続点N2側から供給される電力を所定電圧に昇圧し、第3接続点N3側に出力する。
(Eleventh embodiment)
In the configuration shown in FIG. 16, the first connection point N1 and the second connection point N2 are connected by an electrical path, and the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected by an electrical path. A first switch 21 and a booster circuit 24 connected in parallel to the first switch 21 are provided between the second connection point N2 and the third connection point N3, and the second connection point N2 and the third connection point N3 are connected. A second switch 22 is provided between them. The booster circuit 24 boosts the power supplied from the second connection point N2 side to a predetermined voltage and outputs it to the third connection point N3 side.

当該構成では、第3接続点N3に定電圧要求負荷14を接続している。制御部30が第1スイッチ21をオフするとともに、昇圧回路24から所定電圧を出力することで、昇圧回路24から定電圧要求負荷14及び回転電機17へ電圧が所定電圧で安定した電力を供給することが可能になる。   In this configuration, the constant voltage request load 14 is connected to the third connection point N3. When the control unit 30 turns off the first switch 21 and outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24, the booster circuit 24 supplies the constant voltage required load 14 and the rotating electrical machine 17 with stable voltage at the predetermined voltage. It becomes possible.

(他の実施形態)
・バイパス経路Lb及びバイパススイッチ23を省略する構成であってもよい。また、バイパススイッチ23として半導体スイッチを採用してもよい。
(Other embodiments)
-The structure which abbreviate | omits bypass path | route Lb and bypass switch 23 may be sufficient. A semiconductor switch may be employed as the bypass switch 23.

・第1,第2スイッチ21,22として、MOSFETに代えて、IGBTなどを用いてもよい。なお、第1,第2スイッチ21,22としてIGBTを採用する場合、カソード電極同士、又は、アノード電極同士が互いに接続されている一組のダイオードが、対応する第1,第2スイッチ21,22それぞれに並列接続される構成とするとよい。   As the first and second switches 21 and 22, an IGBT or the like may be used instead of the MOSFET. In addition, when IGBT is employ | adopted as the 1st, 2nd switches 21 and 22, a set of diodes in which the cathode electrodes or the anode electrodes are connected to each other corresponds to the corresponding first and second switches 21 and 22. It is good to set it as the structure connected in parallel to each.

さらに言えば、第1,第2スイッチ21,22としては半導体スイッチング素子に限定されない。オンからオフへ、オフからオンへのスイッチの状態切り替え速さが、停車からEV走行への切り替えなどの車両の走行状態の切り替えなどに対応することができるのであれば、第1,第2スイッチ21,22としては例えば機械式のリレースイッチを用いてもよい。   Furthermore, the first and second switches 21 and 22 are not limited to semiconductor switching elements. If the switching speed of the switch from on to off and from off to on can correspond to the switching of the running state of the vehicle such as switching from the stop to the EV running, the first and second switches As 21 and 22, for example, mechanical relay switches may be used.

・昇圧回路は双方向型DCDCコンバータでもよい。即ち、例えば、第1実施形態の構成であれば、接続点N1側から供給される電力を所定電圧に昇圧して接続端子P1側に出力する機能に加え、接続端子P1側から供給される電力を所定電圧に昇圧して接続点N1側に出力する機能を備えるものであってもよい。   The booster circuit may be a bidirectional DCDC converter. That is, for example, in the configuration of the first embodiment, in addition to the function of boosting the power supplied from the connection point N1 side to a predetermined voltage and outputting it to the connection terminal P1 side, the power supplied from the connection terminal P1 side May be provided with a function of boosting the voltage to a predetermined voltage and outputting it to the connection point N1 side.

・第1実施形態や第2実施形態において、制御部30は、第1スイッチ21において常時開異常などの異常が生じた場合に、バイパススイッチ23を「第1スイッチ」とみなして制御を実施してもよい。   In the first embodiment and the second embodiment, the control unit 30 performs control by regarding the bypass switch 23 as a “first switch” when an abnormality such as a normally open abnormality occurs in the first switch 21. May be.

・第1、第2実施形態では、昇圧回路24は、第3接続点(第2接続端子P2)側から供給される電力を昇圧して、第1接続点N1(第1接続端子P1)側に出力する。当該構成を変更し、昇圧回路24が、第1接続点(第1接続端子P1)側から供給される電力を昇圧して、第3接続点(第2接続端子P2)側に出力する構成としてもよい。   In the first and second embodiments, the booster circuit 24 boosts the power supplied from the third connection point (second connection terminal P2) side, and the first connection point N1 (first connection terminal P1) side Output to. The configuration is changed so that the booster circuit 24 boosts the power supplied from the first connection point (first connection terminal P1) side and outputs the boosted power to the third connection point (second connection terminal P2) side. Also good.

当該構成では、第3接続点N3に定電圧要求負荷である電気負荷14を接続する構成とするとよい。制御部30が第1スイッチ21をオフするとともに、昇圧回路24から所定電圧を出力することで、昇圧回路24から定電圧要求負荷14及び回転電機17へ電圧が所定電圧で安定した電力を供給することが可能になる。   In the said structure, it is good to set it as the structure which connects the electric load 14 which is a constant voltage request | requirement load to the 3rd connection point N3. When the control unit 30 turns off the first switch 21 and outputs a predetermined voltage from the booster circuit 24, the booster circuit 24 supplies the constant voltage required load 14 and the rotating electrical machine 17 with stable voltage at the predetermined voltage. It becomes possible.

・第1実施形態では、制御部30は、昇圧回路24の出力電圧を鉛蓄電池11の開放端電圧と略同一となるように調整する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、制御部30は、電気負荷14に対して入力される入力電流の検出値を取得し、昇圧回路24の出力電流が電気負荷14の入力電流と等しくなるように電流フィードバック制御を実施してもよい。当該制御を実施することで、電気負荷14の消費電力が全て昇圧回路24から供給されることになり、両蓄電池11,12のうちリチウムイオン蓄電池12に蓄積された電力を優先的に使用することができる。これにより、電源システム全体の電力効率を向上させることができる。   In the first embodiment, the control unit 30 is configured to adjust the output voltage of the booster circuit 24 to be substantially the same as the open-end voltage of the lead storage battery 11, but this may be changed. For example, the control unit 30 acquires a detected value of the input current input to the electric load 14 and performs current feedback control so that the output current of the booster circuit 24 becomes equal to the input current of the electric load 14. Also good. By performing the control, all the power consumption of the electric load 14 is supplied from the booster circuit 24, and the power stored in the lithium ion storage battery 12 out of the storage batteries 11 and 12 is used preferentially. Can do. Thereby, the power efficiency of the whole power supply system can be improved.

・上記実施形態では、「第1蓄電池」として鉛蓄電池を用い、「第2蓄電池」としてリチウムイオン蓄電池を用いる構成としたがこれを変更してもよい。即ち、第1蓄電池と第2蓄電池とで同じ種類の蓄電池を用いてもよい。また、第1蓄電池又は第2蓄電池として、ニッケル水素蓄電池のような他の二次電池や、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどを用いてもよい。   In the above embodiment, a lead storage battery is used as the “first storage battery” and a lithium ion storage battery is used as the “second storage battery”, but this may be changed. That is, the same type of storage battery may be used for the first storage battery and the second storage battery. Moreover, you may use another secondary battery like a nickel hydride storage battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, etc. as a 1st storage battery or a 2nd storage battery.

・上記実施形態における制御部30は、回転電機17の状態や各蓄電池11,12のSOC(残存容量)に基づいて、スイッチ21〜23の状態の切り替えや、昇圧回路24の動作及び停止を実施する構成とした。これを変更し、制御部30から、ECU40の指令に基づいてスイッチ21〜23の状態の切り替えや、昇圧回路24の動作及び停止を実施する構成としてもよい。また、制御部30が、ECU40の機能の一部である回転電機17の制御機能を有する構成としてもよい。また、制御部30は、ECU40以外の制御装置、例えば、回転電機17の制御機能のみを有する制御装置の指令に基づいて、スイッチ21〜23の状態の切り替えや、昇圧回路24の動作及び停止を実施する構成であってもよい。   The control unit 30 in the above embodiment switches the states of the switches 21 to 23 and operates and stops the booster circuit 24 based on the state of the rotating electrical machine 17 and the SOC (remaining capacity) of each of the storage batteries 11 and 12. It was set as the structure to do. It is good also as a structure which changes this and implements the switching of the states of the switches 21-23 based on the instruction | command of ECU40, and the operation | movement and a stop of the pressure | voltage rise circuit 24 from the control part 30. FIG. Further, the control unit 30 may have a control function of the rotating electrical machine 17 that is a part of the function of the ECU 40. Further, the control unit 30 switches the states of the switches 21 to 23 and operates and stops the booster circuit 24 based on a command from a control device other than the ECU 40, for example, a control device having only the control function of the rotating electrical machine 17. The structure to implement may be sufficient.

また、回転電機17の状態や各蓄電池11,12のSOC(残存容量)に基づいて、スイッチ21〜23の状態の切り替えを実施する構成を、制御部30から省略してもよい。即ち、ECU40などの制御部30以外の制御装置が、各蓄電池11,12のSOC(残存容量)を取得し、その取得値に基づいて、制御部30に対してスイッチ21〜23の状態の切り替えや、昇圧回路24の動作及び停止を指令するようなものであってもよい。   Further, the configuration for switching the states of the switches 21 to 23 based on the state of the rotating electrical machine 17 and the SOC (remaining capacity) of each of the storage batteries 11 and 12 may be omitted from the control unit 30. That is, a control device other than the control unit 30 such as the ECU 40 acquires the SOC (remaining capacity) of each of the storage batteries 11 and 12 and switches the states of the switches 21 to 23 with respect to the control unit 30 based on the acquired value. Or, it may be one that commands the operation and stop of the booster circuit 24.

・上記実施形態では、電池ユニットUは、その収容ケースの内部に、経路L1,L2、スイッチ21,22、「第2蓄電池」としてのリチウムイオン蓄電池12、及び、「スイッチ制御装置」としての制御部30を備え、一体化されている構成とした。この一体化の構成を省略してもよい。即ち、経路L1,L2、スイッチ21,22、リチウムイオン蓄電池12、及び、制御部30は、一体化されていなくてもよい。   In the above embodiment, the battery unit U includes the paths L 1 and L 2, the switches 21 and 22, the lithium ion storage battery 12 as the “second storage battery”, and the control as the “switch control device” inside the housing case. The unit 30 is provided and integrated. This integrated configuration may be omitted. That is, the paths L1 and L2, the switches 21 and 22, the lithium ion storage battery 12, and the control unit 30 may not be integrated.

・回転電機17は、発電機としての機能のみを有するものであってもよい。   -The rotary electric machine 17 may have only a function as a generator.

11…鉛蓄電池、12…リチウムイオン蓄電池、17…回転電機、21…第1スイッチ、22…第2スイッチ、24…昇圧回路、L1…第1経路、L2…第2経路、N1…第1接続点、N2…第2接続点、N3…第3接続点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Lead acid battery, 12 ... Lithium ion storage battery, 17 ... Rotary electric machine, 21 ... 1st switch, 22 ... 2nd switch, 24 ... Booster circuit, L1 ... 1st path | route, L2 ... 2nd path | route, N1 ... 1st connection Point, N2 ... second connection point, N3 ... third connection point.

Claims (8)

発電機としての機能を有する回転電機(17)と、
前記回転電機に対してそれぞれ並列に接続される第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)と、を備える電源システムであって、
前記第1蓄電池が接続される第1接続点(N1)と前記第2蓄電池が接続される第2接続点(N2)とを接続する経路、前記第1接続点と前記回転電機が接続される第3接続点(N3)とを接続する経路、及び、前記第2接続点と前記第3接続点とを接続する経路の3つの経路のうち2つの経路のみをそれぞれ第1経路(L1)及び第2経路(L2)として備え、
前記第1経路の導通及び遮断を切り替える第1スイッチ(21)と、前記第2経路の導通及び遮断を切り替える第2スイッチ(22)と、
前記第1スイッチに対して、又は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチに対して並列接続され、前記第1蓄電池又は前記第2蓄電池から入力される電圧を昇圧して出力する昇圧回路(24)と、
を備える電源システム。
A rotating electrical machine (17) having a function as a generator;
A first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the rotating electrical machine, respectively,
A path connecting the first connection point (N1) to which the first storage battery is connected and the second connection point (N2) to which the second storage battery is connected, and the first connection point and the rotating electrical machine are connected. Of the three paths of the path connecting the third connection point (N3) and the path connecting the second connection point and the third connection point, only two paths are respectively the first path (L1) and As a second route (L2),
A first switch (21) for switching conduction and blocking of the first path; a second switch (22) for switching conduction and blocking of the second path;
A booster circuit (24) that is connected in parallel to the first switch or to the first switch and the second switch and boosts and outputs a voltage input from the first storage battery or the second storage battery. )When,
Power supply system comprising.
前記電源システムは、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの開閉制御を行うスイッチ制御装置(30)を有し、
前記スイッチ制御装置は、前記回転電機における発電を実施している場合、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのうち前記昇圧回路と並列接続されているものをオン状態とする請求項1に記載の電源システム。
The power supply system includes a switch control device (30) for performing opening / closing control of the first switch and the second switch,
2. The switch control device according to claim 1, wherein the switch control device turns on one of the first switch and the second switch that is connected in parallel with the booster circuit when generating power in the rotating electrical machine. Power system.
前記第1〜第3接続点のうち、前記昇圧回路の出力側が接続されている接続点に対し、入力電圧が所定の電圧範囲であることが要求される定電圧要求負荷(14)が接続される請求項1又は2に記載の電源システム。   Among the first to third connection points, a constant voltage request load (14) required to have an input voltage within a predetermined voltage range is connected to a connection point to which the output side of the booster circuit is connected. The power supply system according to claim 1 or 2. 前記第1接続点と前記第3接続点とを接続する経路を前記第1経路として備えるとともに、前記第2接続点と前記第3接続点とを接続する経路を前記第2経路として備え、
前記昇圧回路は、前記第1スイッチに対して並列接続されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電源システム。
A path connecting the first connection point and the third connection point is provided as the first path, and a path connecting the second connection point and the third connection point is provided as the second path.
The power supply system according to claim 1, wherein the booster circuit is connected in parallel to the first switch.
前記回転電機は、電動機としての機能を有するものであって、
前記昇圧回路は、前記第3接続点側から入力される入力電圧を昇圧して前記第1接続点側に出力する請求項4に記載の電源システム。
The rotating electrical machine has a function as an electric motor,
The power supply system according to claim 4, wherein the booster circuit boosts an input voltage input from the third connection point side and outputs the boosted voltage to the first connection point side.
前記電源システムは、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの開閉制御を行うスイッチ制御装置(30)を有し、
前記スイッチ制御装置は、前記回転電機が電動機として動作する場合、前記第1スイッチをオフ状態とするとともに、前記第2スイッチをオン状態とする請求項5に記載の電源システム。
The power supply system includes a switch control device (30) for performing opening / closing control of the first switch and the second switch,
6. The power supply system according to claim 5, wherein the switch control device turns off the first switch and turns on the second switch when the rotating electrical machine operates as an electric motor.
前記第2蓄電池は、前記第1蓄電池より充放電における電力効率が高い請求項5又は6に記載の電源システム。   The power system according to claim 5 or 6, wherein the second storage battery has higher power efficiency in charging and discharging than the first storage battery. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の電源システムに適用され、
前記第2蓄電池と、前記第1経路及び前記第2経路と、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチと、前記昇圧回路と、を内部に備える電池ユニット(U)。
Applied to the power supply system according to any one of claims 1 to 7,
A battery unit (U) including the second storage battery, the first path and the second path, the first switch and the second switch, and the booster circuit therein.
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