JP2019193435A - Power unit of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】補機用バッテリが過放電によって高電圧コンタクタを動作させることができない場合であっても、外部小規模電源によってメインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させることを可能にできる電動車両の電源装置を提供する。【解決手段】電動車両の電源装置のサブコントローラは、端子に外部小規模電源が接続された場合に、低電圧コンタクタに補機用バッテリを遮断させるとともに、低電圧コンバータを動作させ、キャパシタにメインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電させた後、メインコントローラを動作させる一方、メインコントローラは、高電圧コンタクタに駆動用バッテリを高電圧コンバータに接続させた後、高電圧コンバータを動作させる。【選択図】 図1A power supply device for an electric vehicle capable of operating a main controller and a high-voltage contactor by an external small-scale power supply even when an auxiliary battery cannot operate a high-voltage contactor due to overdischarge. I will provide a. A sub-controller of a power supply device of an electric vehicle causes a low-voltage contactor to shut off an auxiliary battery when a small-scale external power supply is connected to a terminal, operates a low-voltage converter, and causes a main capacitor to operate. The main controller is operated after the electric charge for operating the controller and the high-voltage contactor is stored, while the main controller operates the high-voltage converter after connecting the driving battery to the high-voltage converter to the high-voltage contactor. Let [Selection diagram]
Description
本開示は、補機用バッテリの過放電によって電動車両が起動できなくなった場合に、外部小規模電源による電動車両の起動を可能にする電動車両の電源装置に関する。 The present disclosure relates to a power supply device for an electric vehicle that enables the electric vehicle to be started by an external small-scale power supply when the electric vehicle cannot be started due to overdischarge of an auxiliary battery.
特許文献1には、電力を用いて走行する電動車に搭載された補機バッテリ用電力供給装置が開示されている。かかる補機バッテリ用電力供給装置は、電動車の補機用電力を蓄電する補機バッテリと、電動車の充電口に接続された充電ケーブルを介して外部電源から供給される外部電力を補機用電力に変換して補機バッテリに供給するコンバータと、充電ケーブルからコンバータへ外部電力を供給する回路に設けられ、当該回路の接続をユーザの操作に基づきオンオフする開閉スイッチと、補機用電力を用いて稼働し、電動車の制御処理をおこなう制御部と、ユーザによる制御部の起動操作を受け付ける起動スイッチと、を備える。そして、かかる補機バッテリ用電力供給装置は、開閉スイッチと起動スイッチが共にオン状態であり、補機バッテリの蓄電量が電動車の起動可能電力量未満の場合は、外部電力をコンバータに供給し補機バッテリの蓄電量を電動車の起動可能電力量以上にして制御部を起動させる。
特許文献1に開示された補機バッテリ用電力供給装置によれば、補機バッテリの蓄電量が電動車の起動可能電力量未満の場合(補機バッテリ上がり時)にも、充電ケーブルから外部電力を取り込んで補機用電力に変換して電動車の起動することができ、利便性を向上することができる、とされている。
Patent Document 1 discloses an auxiliary battery power supply device mounted on an electric vehicle that travels using electric power. Such an auxiliary battery power supply device includes an auxiliary battery for storing auxiliary electric power for an electric vehicle, and external electric power supplied from an external power source via a charging cable connected to a charging port of the electric vehicle. A converter that converts the power into a power supply to supply to the auxiliary battery, a circuit that supplies external power from the charging cable to the converter, and an open / close switch that turns on / off the connection of the circuit based on a user operation; The control part which operates using and performs the control process of an electric vehicle, and the starting switch which receives starting operation of the control part by a user are provided. The auxiliary battery power supply apparatus supplies both external power to the converter when the open / close switch and the start switch are both on, and the amount of power stored in the auxiliary battery is less than the startable power amount of the electric vehicle. The controller is activated by setting the amount of power stored in the auxiliary battery to be greater than or equal to the electric power that can be activated by the electric vehicle.
According to the auxiliary battery power supply device disclosed in Patent Document 1, external power is supplied from the charging cable even when the storage amount of the auxiliary battery is less than the startable electric energy of the electric vehicle (when the auxiliary battery runs out). It is said that the electric vehicle can be started up by converting the power into auxiliary power and the convenience can be improved.
特許文献1が開示する補機バッテリ用電力供給装置では、電動車の充電口に充電ケーブルを接続し、外部電源(家庭用商用電源)から供給される外部電力(AC)をコンバータが補機用電力に変換して補機バッテリ(補機用バッテリ)に供給しなければならない。
したがって、補機用バッテリの蓄電量が電動車の起動可能電力量未満の場合(補機用バッテリが過放電した場合)に、電動車両の充電口から充電ケーブルの届く範囲に外部電源(家庭用商用電源)がなければ、電動車両の起動をすることができない。
In the auxiliary battery power supply device disclosed in Patent Document 1, a charging cable is connected to the charging port of an electric vehicle, and the converter uses external power (AC) supplied from an external power source (commercial power source for home use) for the auxiliary machine. It must be converted into electric power and supplied to the auxiliary battery (auxiliary battery).
Therefore, when the amount of electricity stored in the auxiliary battery is less than the startable electric energy of the electric vehicle (when the auxiliary battery is over-discharged), the external power supply (household use) is within the reach of the charging cable from the charging port of the electric vehicle. Without a commercial power source, the electric vehicle cannot be started.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、補機用バッテリが過放電によって電動車両が起動できない場合(高電圧コンタクタを動作させることができない場合)であっても、外部小規模電源によって電動車両の起動(メインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させること)を可能にできる電動車両の電源装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention provides a small external scale even when the auxiliary battery is overdischarged and the electric vehicle cannot be started (when the high voltage contactor cannot be operated). An object of the present invention is to provide a power supply device for an electric vehicle capable of starting the electric vehicle (operating a main controller and a high voltage contactor) with a power source.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両の電源装置は、高電圧かつ大容量の駆動用バッテリと、前記駆動用バッテリから供給される電力によって充電が可能な低電圧かつ小容量の補機用バッテリと、前記駆動用バッテリの電源電圧を前記補機用バッテリに充電可能な電圧に変換可能な高電圧コンバータと、前記高電圧コンバータと前記駆動用バッテリとの間に設けられ、前記補機用バッテリを電源として前記高電圧コンバータに前記駆動用バッテリを接続可能な高電圧コンタクタと、前記補機用バッテリを電源として前記高電圧コンタクタ及び前記高電圧コンバータを制御可能なメインコントローラと、を備える電動車両の電源装置であって、非常用電源となる外部小規模電源を接続可能な端子と、前記端子に接続された外部小規模電源から供給される電力によって前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電可能なキャパシタと、前記端子に接続された外部小規模電源から供給される電源電圧を前記キャパシタに蓄電可能な電圧に変換可能な低電圧コンバータと、前記キャパシタと前記補機用バッテリとの間に設けられ、前記補機用バッテリを遮断可能な低電圧コンタクタと、前記端子に接続された外部小規模電源を電源として前記低電圧コンタクタ及び前記低電圧コンバータを制御可能なサブコントローラと、を更に備え、前記サブコントローラは、前記端子に外部小規模電源が接続された場合に、前記低電圧コンタクタに前記補機用バッテリを遮断させるとともに、前記低電圧コンバータを動作させ、前記キャパシタに前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電させた後、前記メインコントローラを動作させる一方、前記メインコントローラは、前記高電圧コンタクタに前記駆動用バッテリを前記高電圧コンタクタに接続させた後、前記高電圧コンバータを動作させる。 (1) A power supply device for an electric vehicle according to at least one embodiment of the present invention includes a high-voltage and large-capacity drive battery, and a low-voltage and small-capacity battery that can be charged by electric power supplied from the drive battery. An auxiliary battery, a high voltage converter capable of converting a power supply voltage of the driving battery into a voltage that can be charged in the auxiliary battery, and provided between the high voltage converter and the driving battery, A high voltage contactor capable of connecting the driving battery to the high voltage converter using an auxiliary battery as a power source, and a main controller capable of controlling the high voltage contactor and the high voltage converter using the auxiliary battery as a power source; A power supply device for an electric vehicle comprising: a terminal to which an external small-scale power source serving as an emergency power source can be connected; and an external small-sized power source connected to the terminal A capacitor capable of storing electric charge for operating the main controller and the high voltage contactor by electric power supplied from a simulated power source, and a power supply voltage supplied from an external small-scale power source connected to the terminal is stored in the capacitor A low-voltage converter capable of converting to a possible voltage, a low-voltage contactor provided between the capacitor and the auxiliary battery and capable of shutting off the auxiliary battery, and an external small scale connected to the terminal A sub-controller capable of controlling the low-voltage contactor and the low-voltage converter using a power source as a power source, and the sub-controller is connected to the low-voltage contactor when an external small-scale power source is connected to the terminal. The auxiliary battery is shut off, the low voltage converter is operated, and the capacitor is After storing the charge for operating the in-controller and the high-voltage contactor, the main controller is operated, while the main controller is connected to the high-voltage contactor and the driving battery to the high-voltage contactor. Thereafter, the high voltage converter is operated.
上記(1)の構成によれば、補機用バッテリの過放電によって、高電圧コンタクタを動作させることができない場合において、端子に外部小規模電源を接続すると、サブコントローラは、低電圧コンタクタに補機用バッテリを遮断させるとともに、低電圧コンバータを動作させ、キャパシタにメインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電させた後、メインコントローラを動作させる一方、メインコントローラは、高電圧コンタクタに駆動用バッテリを高電圧コンバータに接続させた後、高電圧コンバータを動作させる。
したがって、補機用バッテリの過放電によって、電動車両が起動できない場合(高電圧コンタクタを動作させることができない場合)であっても、外部小規模電源によって、電動車両の起動(メインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させること)を可能にできる。
According to the configuration (1) above, when the high voltage contactor cannot be operated due to overdischarge of the auxiliary battery, when the external small-scale power source is connected to the terminal, the sub-controller supplements the low voltage contactor. The machine battery is shut off, the low voltage converter is operated, the electric charge for operating the main controller and the high voltage contactor is stored in the capacitor, and then the main controller is operated, while the main controller is connected to the high voltage contactor. After connecting the driving battery to the high voltage converter, the high voltage converter is operated.
Therefore, even when the electric vehicle cannot be started due to overdischarge of the auxiliary battery (when the high voltage contactor cannot be operated), the electric vehicle is started (main controller and high voltage) by the external small-scale power source. Operating the contactor).
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記補機用バッテリの電源電圧を計測可能な電圧センサを更に備える。
上記(2)の構成によれば、電圧センサが補機用バッテリの電源電圧を計測するので、サブコントローラは補機用バッテリの電源電圧が正常か否かを判別することができる。
(2) In some embodiments, the configuration of the above (1) further includes a voltage sensor capable of measuring a power supply voltage of the auxiliary battery.
With the configuration (2) above, the voltage sensor measures the power supply voltage of the auxiliary battery, so the sub-controller can determine whether the power supply voltage of the auxiliary battery is normal.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、前記サブコントローラは、前記電圧センサが計測した電源電圧が前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを継続動作可能な電圧以上である場合に、前記低電圧コンバータを停止させるとともに、前記低電圧コンタクタに前記補機用バッテリを接続させる。
上記(3)の構成によれば、サブコントローラは、電圧センサが計測した電源電圧がメインコントローラ及び高電圧コンタクタを継続動作可能な電圧以上である場合に、低電圧コンバータを停止させるとともに、低電圧コンタクタに補機用バッテリを接続させる。これにより、補機用バッテリからメインコントローラ及び高電圧コンタクタに所定電圧の電流が供給され、メインコントローラは高電圧コンタクタを適正に制御することができる。この結果、補機用バッテリの電源電圧を適正に管理することができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2), the sub-controller has a power supply voltage measured by the voltage sensor that is equal to or higher than a voltage at which the main controller and the high voltage contactor can be continuously operated. In addition, the low-voltage converter is stopped, and the auxiliary battery is connected to the low-voltage contactor.
According to the configuration of (3) above, the sub-controller stops the low-voltage converter when the power supply voltage measured by the voltage sensor is equal to or higher than the voltage at which the main controller and the high-voltage contactor can continue to operate, Connect the auxiliary battery to the contactor. As a result, a current of a predetermined voltage is supplied from the auxiliary battery to the main controller and the high voltage contactor, and the main controller can appropriately control the high voltage contactor. As a result, the power supply voltage of the auxiliary battery can be properly managed.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)から(3)の何れか一つの構成において、前記外部小規模電源が単三乾電池2本相当の電源である。
上記(4)の構成によれば、ユーザは外部小規模電源を簡単に手に入れることができるので、他車の協力を得なくても電動車両を起動することができる。
(4) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (3), the external small-scale power source is a power source corresponding to two AA batteries.
According to the configuration of (4) above, the user can easily obtain the external small-scale power source, and therefore, the electric vehicle can be activated without obtaining the cooperation of another vehicle.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、電動車両が起動できない場合(高電圧コンタクタを動作させることができない場合)であっても、外部小規模電源によって、電動車両の起動(メインコントローラ及び高電圧コンタクタを動作させること)を可能にできる。 According to at least one embodiment of the present invention, even when the electric vehicle cannot be started (when the high voltage contactor cannot be operated), the electric vehicle is started (the main controller and the high voltage) by the external small-scale power source. Operating the contactor).
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
In addition, for example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. A shape including a chamfered portion or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置が搭載される電動車両には、電気自動車、ハイブリッド自動車又はプラグインハイブリッド自動車が含まれる。 The electric vehicle on which the power supply device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is mounted includes an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a plug-in hybrid vehicle.
図1は、本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100の構成を概略的に示す回路図である。図2は、図1に示した電動車両の電源装置100の制御内容を示すフローチャートである。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100は、駆動用バッテリ11、補機用バッテリ12、高電圧コンバータ13、高電圧コンタクタ14及びメインコントローラ15のほかに、端子21a,21b、キャパシタ22、低電圧コンバータ23、低電圧コンタクタ24及びサブコントローラ25を更に備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a
As shown in FIG. 1, a
駆動用バッテリ11は、電動車両を駆動するための電源である。駆動用バッテリ11は、高電圧かつ大容量のバッテリである。駆動用バッテリ11の電圧は、例えば、300Vである。
The driving
補機用バッテリ12は、低電圧かつ小容量のバッテリであり、電動車両に搭載される一般電装品(大電流電装品16及びその他の電装品17)に流れる電流と同一の電源電圧を有している。補機用バッテリ12の電圧は、例えば、12Vである。補強用バッテリは、駆動用バッテリ11から供給される電力によって充電可能である。
The
高電圧コンバータ13は、DC−DCコンバータであって、駆動用バッテリ11の電源電圧を補機用バッテリ12に充電可能な電圧に変換可能である。例えば、高電圧コンバータ13は、駆動用バッテリ11の300Vの電源電圧を補機バッテリに充電可能な12Vの電圧に変換可能である。また、高電圧コンバータ13は、補機用バッテリ12を充電しながら一般電装品(大電流電装品16及びその他の電装品17)に電流を供給することが可能である。
The
大電流電装品16は、例えば、各種機器の動力源となるモータやヘッドライトである。大電流電装品16は、高電圧コンバータ13又は補機用バッテリ12から供給される電流によって動作可能であり、高電圧コンバータ13から電流が供給されない状態で大電流電装品16を動作させ続けると補機用バッテリ12は短時間で過放電となる。その他の電装品17は、大電流電装品16及びコントローラ以外の電装品である。その他の電装品17は、大電流電装品16と同様に、高電圧コンバータ13又は補機用バッテリ12から供給される電流によって動作可能であり、高電圧コンバータ13から電流が供給されない状態でその他の電装品17を動作させ続けると補機用バッテリ12はやがて過放電となる。
The large current
高電圧コンタクタ14は、高電圧コンバータ13と駆動用バッテリ11との間に設けられている。高電圧コンタクタ14は、補機用バッテリ12を電源として高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11を接続可能である。高電圧コンタクタ14は、補機用バッテリ12又はその他電源から所定値(例えば、6V)以上の電源電圧が供給されない状態で駆動用バッテリ11が遮断される、いわゆるノーマルオープンのコンタクタである。したがって、補機用バッテリ12の過放電によって、補機用バッテリ12から高電圧コンタクタ14に所定値以上の電源電圧が供給されなくなると、高電圧コンタクタ14は、高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11を接続不能となる。これにより、補機用バッテリ12又はその他電源から高電圧コンタクタ14に所定値以上の電源電圧が供給されない限り、高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11を接続できない状態が継続し、駆動用バッテリ11から高電圧コンバータ13に電源電圧を供給することができなくなる。
The
例えば、高電圧コンタクタ14は、初期駆動の際に、1〜2秒程度の時間、12Vで合計10A程度の電源供給が必要である。仮に、高電圧コンタクタ14の初期駆動に10Aを10秒保持可能な容量の電源で高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11が接続できると考えると、必要な電気量は100クーロンと見積もることが可能である。
For example, the
メインコントローラ15は、補機用バッテリ12を電源として高電圧コンタクタ14及び高電圧コンバータ13を制御可能な制御装置である。メインコントローラ15は、端子21a,21bに外部小規模電源PSが接続された場合に、サブコントローラ25からの起動開始の通知により、高電圧コンタクタ14に駆動用バッテリ11を高電圧コンバータ13に接続させた後、高電圧コンバータ13を動作させる。
The
端子21a,21bは、非常用電源となる外部小規模電源PSを接続可能である。外部小規模電源PSは、例えば、単三の乾電池2本相当の電源で構成される。単三の乾電池2本相当の電源は、例えば、携帯電話器の充電が可能な乾電池式充電ユニットである。
端子21a,21bは、例えば、USB(Universal Serial Bus)規格に準拠し、乾電池式充電ユニットがUSB規格に準拠する端子を有する場合に簡単に接続可能である。
The
The
単三の乾電池2本相当の電源は、200から500mAh程度の容量が期待できる。単三の乾電池2本相当の電源の平均放電電圧を2.4Vとすれば、単三の乾電池2本相当の電源の総電荷量は少なくとも1700クーロンを超える。これにより、単三の乾電池2本相当の電源の総電荷量(1700クーロン)は、上述した高電圧コンタクタ14の初期駆動に必要とする電気量(100クーロン)を上回るので、単三の乾電池2本相当の電源は高電圧コンタクタ14の初期駆動の際に十分な電荷量を供給可能である。
A power supply equivalent to two AA batteries can be expected to have a capacity of about 200 to 500 mAh. If the average discharge voltage of the power source corresponding to two AA batteries is 2.4 V, the total charge amount of the power source corresponding to two AA batteries exceeds at least 1700 coulombs. Accordingly, the total charge amount (1700 coulombs) of the power source corresponding to two AA dry cells exceeds the electric amount (100 coulombs) required for the initial drive of the
キャパシタ22は、端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSから供給される電力によってメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を動作させるための電荷を蓄電可能である。本発明の一実施形態では、高電圧コンタクタ14、メインコントローラ15及びその他の電装品17を短時間動作させることができる程度の電荷を蓄電可能である。
The
低電圧コンバータ23は、DC−DCコンバータであって、端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSから供給される電源電圧をキャパシタ22に蓄電可能な電圧に変換可能である。例えば、低電圧コンバータ23は、端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSの電圧、例えば、単三の乾電池2本分の電源電圧を補機用バッテリ12に充電可能な電圧(例えば、12V)に変換可能である。
The
低電圧コンタクタ24は、キャパシタ22と補機用バッテリ12との間に設けられている。低電圧コンタクタ24は、端子21a,21bに接続される外部小規模電源PSを電源として補機用バッテリ12を遮断可能である。低電圧コンタクタ24は、電源から電力が供給されていない状態で補機用バッテリ12が接続される、いわゆるノーマルクローズのコンタクタである。したがって、端子21a,21bに外部小規模電源PSが接続されない限り、補機用バッテリ12の接続が維持される。
The
サブコントローラ25は、端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSを電源として低電圧コンタクタ24及び低電圧コンバータ23を制御可能な制御装置である。サブコントローラ25は、端子21a,21bに外部小規模電源PSが接続された場合に、低電圧コンタクタ24に補機用バッテリ12を遮断させるとともに、低電圧コンバータ23を動作させる。また、サブコントローラ25は、キャパシタ22にメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を動作させるための電荷を蓄電させた後、メインコントローラ15に起動開始を通知し、メインコントローラ15を動作させる。
The sub-controller 25 is a control device that can control the low-
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100は、電圧センサ26を更に備えている。電圧センサ26は、補機用バッテリ12の電源電圧を計測可能である。このように電圧センサ26を備えると、電圧センサ26が補機用バッテリ12の電源電圧を計測するので、サブコントローラ25は、補機用バッテリ12の電源電圧が正常か否かを判別することができる。
As shown in FIG. 1, the
また、本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100において、サブコントローラ25は、電圧センサ26が計測した補機用バッテリ12の電源電圧がメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を継続動作可能な電圧以上である場合に、低電圧コンバータ23を停止させるとともに、低電圧コンタクタ24に補機用バッテリ12を接続させる。
In the
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100は、補機用バッテリ12の過放電によって、補機用バッテリ12から高電圧コンタクタ14に所定値以上の電源電圧が供給されなくなると、高電圧コンタクタ14は、高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11を接続不能となる。これにより、補機用バッテリ12又はその他電源から高電圧コンタクタ14に所定値以上の電源電圧が供給されない限り、高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11を接続できない状態が継続し、駆動用バッテリ11から高電圧コンバータ13に電源電圧を供給することができなくなり、電動車両の起動ができなくなる。
When the
本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100は、補機用バッテリ12の過放電によって、高電圧コンバータ13に駆動用バッテリ11が接続できない状態が継続し、電動車両の起動ができなくなった場合に、端子21a,21bに非常用電源となる外部小規模電源PSを接続することによって、電動車両を起動することができる。
In the
図2に示すように、本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100において、端子21a,21bに非常用電源となる外部小規模電源PSが接続されると(ステップS11:Yes)、サブコントローラ25が起動する(ステップS12)。サブコントローラ25が起動すると、まず、補機用バッテリ12の電源電圧が正常であるか否かを確認する(ステップS13)。補機用バッテリ12の電源電圧が正常であるか否かは、例えば、電圧センサ26によって計測された補機用バッテリ12の電源電圧に基づいて確認される。
As shown in FIG. 2, in the
補機用バッテリ12の電源電圧が正常でない場合、すなわち、補機用バッテリ12の電源電圧が所定値未満である場合(ステップS13:No)には、サブコントローラ25は、メインコントローラ15に非常起動(端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSによる起動)を通知し(ステップS14)、低電圧コンタクタ24に補機用バッテリ12を遮断させるとともに、低電圧コンバータ23を動作させる(ステップS15)。これにより、低電圧コンバータ23は、端子21a,21bに接続された外部小規模電源PSから供給される電源電圧をキャパシタ22に蓄電可能な電圧に変換し、キャパシタ22に電荷の蓄電を開始する。
When the power supply voltage of the
そして、サブコントローラ25は、所定時間内(ステップS16:No)にキャパシタ22にメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を動作させるための電荷を蓄電させた後(ステップS17:Yes)、メインコントローラ15に起動開始を通知し(ステップS18)、メインコントローラ15を動作させる。
The sub-controller 25 stores the electric charge for operating the
メインコントローラ15は、サブコントローラ25から起動開始が通知されると、高電圧コンタクタ14に駆動用バッテリ11を高電圧コンバータ13に接続させた後、高電圧コンバータ13を動作させる(ステップS19)。これにより、高電圧コンバータ13は、駆動用バッテリ11の電源電圧を補機用バッテリ12に充電可能な電圧に変換し、補機用バッテリ12の充電を開始する。
When the start-up is notified from the sub-controller 25, the
そして、サブコントローラ25は、所定時間内(ステップS20:No)に補機用バッテリ12の電源電圧が所定値以上になると(ステップS21:Yes)、メインコントローラ15に起動終了を通知する(ステップS22)。補機用バッテリ12の電源電圧が所定値以上であるか否かは、例えば、電圧センサ26によって計測された補機用バッテリ12の電源電圧に基づいて確認される。そして、サブコントローラ25は、低電圧コンタクタ24に補機用バッテリ12を接続させるとともに、低電圧コンバータ23の動作を停止させる(ステップS23)。
Then, when the power supply voltage of the
上述した本発明の一実施形態に係る電動車両の電源装置100によれば、補機用バッテリ12の過放電によって電動車両が起動できない場合(高電圧コンタクタ14を動作させることができない場合)であっても、外部小規模電源PSによって、電動車両を起動(メインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を動作させること)を可能にできる。
According to the above-described
また、サブコントローラ25は、電圧センサ26が計測した電源電圧がメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14を継続動作可能な電圧以上である場合に、低電圧コンバータ23を停止させるとともに、低電圧コンタクタ24に補機用バッテリ12を接続させる。これにより、補機用バッテリ12からメインコントローラ15及び高電圧コンタクタ14に所定電圧の電流が供給され、メインコントローラ15は高電圧コンタクタ14を適正に制御することができる。この結果補機用バッテリ12の電源電圧を適正に管理することができる。
In addition, the sub-controller 25 stops the low-
また、外部小規模電源PSが単三乾電池2本相当の電源であるので、ユーザは外部小規模電源PSを簡単に手に入れることができるので、他車の協力を得なくても電動車両を起動することができる。 In addition, since the external small-scale power supply PS is a power supply equivalent to two AA batteries, the user can easily obtain the external small-scale power supply PS. Can be activated.
上述したように、高電圧コンタクタ14の初期駆動の際に必要な電気量を100クーロンと見積もることができ、単三乾電池2本分相当の電源の総電荷量が1700クーロンであることから、単三乾電池2本分相当の電源によって高電圧コンタクタ14を動作させることができる。
一方、エンジンを動力源とする自動車におけるジャンプスタートでは、数秒間のスタータモータのクランキングが必要である。このため、通常100から500A程度の起動電流が必要であり、少なくとも5000クーロン程度の電荷量を必要とし、乾電池による起動は困難である。
As described above, the amount of electricity required for the initial driving of the
On the other hand, in a jump start in an automobile using an engine as a power source, cranking of the starter motor for several seconds is required. For this reason, a starting current of about 100 to 500 A is usually required, a charge amount of at least about 5000 coulombs is required, and starting with a dry battery is difficult.
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
100 電動車両の電源装置
11 駆動用バッテリ
12 補機用バッテリ
13 高電圧コンバータ
14 高電圧コンタクタ
15 メインコントローラ
21a,21b 端子
22 キャパシタ
23 低電圧コンバータ
24 低電圧コンタクタ
25 サブコントローラ
26 電圧センサ
PS 外部小規模電源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記駆動用バッテリから供給される電力によって充電が可能な低電圧かつ小容量の補機用バッテリと、
前記駆動用バッテリの電源電圧を前記補機用バッテリに充電可能な電圧に変換可能な高電圧コンバータと、
前記高電圧コンバータと前記駆動用バッテリとの間に設けられ、前記補機用バッテリを電源として前記高電圧コンバータに前記駆動用バッテリを接続可能な高電圧コンタクタと、
前記補機用バッテリを電源として前記高電圧コンタクタ及び前記高電圧コンバータを制御可能なメインコントローラと、
を備える電動車両の電源装置であって、
非常用電源となる外部小規模電源を接続可能な端子と、
前記端子に接続された外部小規模電源から供給される電力によって前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電可能なキャパシタと、
前記端子に接続された外部小規模電源から供給される電源電圧を前記キャパシタに蓄電可能な電圧に変換可能な低電圧コンバータと、
前記キャパシタと前記補機用バッテリとの間に設けられ、前記補機用バッテリを遮断可能な低電圧コンタクタと、
前記端子に接続された外部小規模電源を電源として前記低電圧コンタクタ及び前記低電圧コンバータを制御可能なサブコントローラと、
を更に備え、
前記サブコントローラは、前記端子に外部小規模電源が接続された場合に、前記低電圧コンタクタに前記補機用バッテリを遮断させるとともに、前記低電圧コンバータを動作させ、前記キャパシタに前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを動作させるための電荷を蓄電させた後、前記メインコントローラを動作させる一方、
前記メインコントローラは、前記高電圧コンタクタに前記駆動用バッテリを前記高電圧コンバータに接続させた後、前記高電圧コンバータを動作させること、
を特徴とする電動車両の電源装置。 A high-voltage and large-capacity drive battery;
A low-voltage and small-capacity auxiliary battery that can be charged by power supplied from the driving battery;
A high voltage converter capable of converting the power supply voltage of the driving battery into a voltage that can be charged in the auxiliary battery; and
A high voltage contactor provided between the high voltage converter and the driving battery, and capable of connecting the driving battery to the high voltage converter using the auxiliary battery as a power source;
A main controller capable of controlling the high-voltage contactor and the high-voltage converter using the auxiliary battery as a power source;
An electric vehicle power supply device comprising:
A terminal that can be connected to an external small-scale power supply that is an emergency power supply,
A capacitor capable of storing electric charge for operating the main controller and the high voltage contactor with electric power supplied from an external small-scale power source connected to the terminal;
A low voltage converter capable of converting a power supply voltage supplied from an external small-scale power supply connected to the terminal into a voltage that can be stored in the capacitor;
A low-voltage contactor provided between the capacitor and the auxiliary battery and capable of interrupting the auxiliary battery;
A sub-controller capable of controlling the low-voltage contactor and the low-voltage converter using an external small-scale power source connected to the terminal as a power source;
Further comprising
The sub-controller, when an external small-scale power source is connected to the terminal, causes the low-voltage contactor to cut off the auxiliary battery and operates the low-voltage converter, and causes the capacitor to operate the main controller and the After accumulating charges for operating the high voltage contactor, the main controller is operated,
The main controller is configured to operate the high voltage converter after connecting the driving battery to the high voltage converter to the high voltage contactor;
A power supply device for an electric vehicle.
を特徴とする請求項1に記載の電動車両の電源装置。 A voltage sensor capable of measuring a power supply voltage of the auxiliary battery;
The power supply device for an electric vehicle according to claim 1.
前記電圧センサが計測した電源電圧が前記メインコントローラ及び前記高電圧コンタクタを継続動作可能な電圧以上である場合に、前記低電圧コンバータを停止させるとともに、前記低電圧コンタクタに前記補機用バッテリを接続させること、
を特徴とする請求項2に記載の電動車両の電源装置。 The sub-controller
When the power supply voltage measured by the voltage sensor is equal to or higher than a voltage at which the main controller and the high voltage contactor can be continuously operated, the low voltage converter is stopped and the auxiliary battery is connected to the low voltage contactor. Letting
The power supply device for an electric vehicle according to claim 2.
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の電動車両の電源装置。 The external small-scale power source is a power source equivalent to two AA batteries;
The power supply device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018083907A JP2019193435A (en) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | Power unit of electric vehicle |
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CN111564891A (en) * | 2020-04-28 | 2020-08-21 | 浙江飞碟汽车制造有限公司 | A pluggable auxiliary battery and charging method thereof |
WO2024071146A1 (en) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 矢崎総業株式会社 | Electrical junction box for vehicle |
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2018
- 2018-04-25 JP JP2018083907A patent/JP2019193435A/en active Pending
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