JP4845756B2 - Power supply for vehicle - Google Patents
Power supply for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP4845756B2 JP4845756B2 JP2007022317A JP2007022317A JP4845756B2 JP 4845756 B2 JP4845756 B2 JP 4845756B2 JP 2007022317 A JP2007022317 A JP 2007022317A JP 2007022317 A JP2007022317 A JP 2007022317A JP 4845756 B2 JP4845756 B2 JP 4845756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- circuit
- equalization
- voltage
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている車両用の電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for a vehicle in which a large number of batteries are connected in series to increase an output voltage.
車両用の電源装置は、出力を大きくするために、多数の電池を直列に接続して電圧を高くしている。この電源装置は、直列に接続している電池を同じ充電電流で充電し、また同じ電流で放電する。したがって、全ての電池が全く同じ特性であれば、電池電圧や残容量にアンバランスは発生しない。しかしながら、現実には、全く同じ特性の電池は製造できない。電池のアンバランスは、充放電を繰り返すときに、電圧や残容量のアンバランスとなる。さらに、電池電圧のアンバランスは、特定の電池を過充電し、あるいは過放電させる原因となる。この弊害を防止するために、各々の電池の電圧を検出してアンバランスを解消する車両用の電源装置が開発されている。(特許文献1参照)
特許文献1に記載される車両用の電源装置は、直列電池群を構成する各々の電池と並列に放電回路を接続している。放電回路は放電抵抗とスイッチング素子の直列回路である。この電源装置は、電圧が高くなった電池を放電回路で放電して、電池のアンバランスを解消する。電池を放電する放電回路は、スイッチング素子をオンに切り換えて放電抵抗で特定の電池を放電して電圧を低くする。さらに、この電源装置は、電池の電極に接続している接続ラインの断線を検出して、接続ラインの断線を検出すると均等化動作を停止する。このことで、この電源装置は、接続ラインが断線する状態で均等化の不都合を防止している。 The power supply device for vehicles described in patent document 1 has connected the discharge circuit in parallel with each battery which comprises a series battery group. The discharge circuit is a series circuit of a discharge resistor and a switching element. This power supply apparatus discharges a battery whose voltage has been increased by a discharge circuit to eliminate battery imbalance. A discharge circuit that discharges a battery switches a switching element on and discharges a specific battery with a discharge resistor to lower the voltage. Further, the power supply device detects disconnection of the connection line connected to the battery electrode, and stops the equalization operation when the disconnection of the connection line is detected. As a result, this power supply apparatus prevents the inconvenience of equalization when the connection line is disconnected.
ところで、車両に搭載される電源装置は、車両側から均等化回路に均等化信号を出力して、直列電池群の均等化動作を開始させる。この電源装置は、均等化回路を制御するMPU等の装置を車両側に備えており、その電源として、車両側に搭載される電装用バッテリを使用している。均等化回路を制御するMPU等の電源として電装用バッテリを使用するのは以下の理由による。
(1)車両を駆動する直列電池群の出力電圧が高いため、MPU等の駆動電源として使用するための回路構成が複雑となり、コストが高くなる。また、絶縁対策も必要となる。
(2)直列電池群から部分的に電力を供給して出力電圧を低くできるが、この場合、直列電池群の電圧や残容量のバランスが崩れてしまう。
(3)電装用バッテリの電圧がMPU等を駆動する電圧に近く、供給電力を容易に得られる。
これらの理由から、均等化回路を制御する車両側の電源として電装用バッテリが使用されるが、この電源装置は、車両側からの均等化信号で均等化回路が均等化動作を開始した後、電装用バッテリが故障し、あるいは電装用バッテリの出力ラインの断線等で電装用バッテリから正常に電力が供給されなくなると、正常な均等化動作を保証できなくなる。また、電池の均等化動作は、車両が停止しているときに行った方が、均等をとりやすくなるが、車両が停止しているときは電装用バッテリが電装用バッテリが充電されないので、電装用バッテリが放電され続けて電圧が低下してしまう問題点もある。電装用バッテリから正常に電力が供給されなくなって、均等化回路を正常にコントロールできなくなると、電池を放電して均等化する装置にあっては、電池が過放電され、あるいは電池を充電して均等化する装置にあっては、電池が過放電されて電池を著しく劣化させる欠点がある。
By the way, the power supply device mounted on the vehicle outputs an equalization signal to the equalization circuit from the vehicle side, and starts the equalization operation of the series battery group. This power supply device is equipped with a device such as an MPU for controlling the equalization circuit on the vehicle side, and uses an electrical battery mounted on the vehicle side as its power supply. The reason why the battery for electrical equipment is used as the power source of the MPU or the like that controls the equalization circuit is as follows.
(1) Since the output voltage of the series battery group that drives the vehicle is high, the circuit configuration for use as a driving power source such as an MPU becomes complicated and the cost increases. In addition, insulation measures are required.
(2) Power can be partially supplied from the series battery group to lower the output voltage, but in this case, the balance of the voltage and remaining capacity of the series battery group is lost.
(3) Since the voltage of the battery for electrical equipment is close to the voltage for driving the MPU or the like, the supplied power can be easily obtained.
For these reasons, a battery for electrical equipment is used as a power source on the vehicle side that controls the equalization circuit, but this power supply device starts the equalization operation with an equalization signal from the vehicle side, If the electrical battery fails or power is not normally supplied from the electrical battery due to disconnection of the output line of the electrical battery, normal equalization operation cannot be guaranteed. In addition, the battery equalization operation is easier when the vehicle is stopped. However, when the vehicle is stopped, the electrical battery is not charged by the electrical battery. There is also a problem that the battery is continuously discharged and the voltage drops. In a device that discharges and equalizes a battery when power is not normally supplied from the electrical battery and the equalization circuit cannot be controlled normally, the battery is overdischarged or charged. In the equalizing apparatus, there is a drawback that the battery is overdischarged and the battery is significantly deteriorated.
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電装用バッテリが故障し、あるいは電装用バッテリの電源ラインが断線する等の故障時に、均等化回路が電池に与える悪影響を防止して電池の劣化を防止できる車両用の電源装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is for a vehicle capable of preventing the deterioration of the battery by preventing the adverse effect of the equalization circuit on the battery when the electrical battery fails or when the power supply line of the electrical battery is disconnected. It is to provide a power supply apparatus.
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する複数の充電できる電池11を直列に接続してなる直列電池群10と、この直列電池群10を構成する電池11を放電又は充電して各々の電池11の電気特性を均等化させる均等化回路20と、電装用バッテリ40を電源として均等化回路20を制御するメインMPU30と、均等化回路20の均等化動作を車両の電装用バッテリ40の電圧を検出して制御する停止回路50とを備える。停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路20が電池11を充電又は放電する均等化動作を停止させる。そして、電装用バッテリ40の出力側に、停止回路50に電力を供給するレギュレータ41と電装用バッテリ40で充電されるコンデンサ42を接続している。停止回路50は、コンデンサ42に充電される電力で動作状態に維持されるレギュレータ41から電力が供給されて、均等化回路20に停止信号を出力する。
The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
A power supply device for a vehicle discharges or charges a
本発明の請求項2の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、停止回路50が、電装用バッテリ40の電圧を検出して均等化回路20に均等化動作を停止させる停止信号を出力する電圧検出部51を備える。
In the vehicle power supply device according to claim 2 of the present invention, in addition to the configuration of claim 1, the
本発明の請求項3の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、均等化回路20の電源回路26に直列電池群10から電力を供給しており、停止回路50が、絶縁型信号変換器60を介して停止信号を均等化回路20に伝送する。
The vehicle power supply device according to claim 3 of the present invention supplies power from the
本発明の請求項4の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、均等化回路20が、放電抵抗22にスイッチング素子23を直列に接続している放電回路21と、直列電池群10を構成する電池11のセル電圧を検出してスイッチング素子23をオンオフに制御するコントロール回路24とを備える。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the equalizing
本発明の車両用の電源装置は、車両に搭載している電装用バッテリが故障し、あるいは電装用バッテリの電源ラインが断線する等の故障をしても、均等化回路が電池に悪い影響を与えることがなく、この状態における電池の劣化を有効に防止できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、電装用バッテリの電圧を検出して均等化回路の均等化動作を制御する停止回路を備えており、この停止回路でもって、電装用バッテリの電圧が設定範囲外となる状態では、均等化回路の均等化動作を停止させるからである。 According to the vehicle power supply device of the present invention, the equalization circuit has a bad influence on the battery even if the electrical battery mounted on the vehicle fails or the power supply line of the electrical battery is disconnected. There is a feature that can effectively prevent deterioration of the battery in this state. The power supply device of the present invention includes a stop circuit that detects the voltage of the electrical battery and controls the equalization operation of the equalization circuit. With this stop circuit, the voltage of the electrical battery is outside the set range. This is because the equalization operation of the equalization circuit is stopped in this state.
さらに、本発明の請求項2の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、停止回路でもって、電装用バッテリの電圧を検出して均等化回路に均等化動作を停止させる停止信号を出力する電圧検出部を備える。この電源装置は、電装用バッテリの電圧が設定範囲外に低下し、あるいは電装用バッテリの出力が遮断されると、このことを電圧検出部が検出して、均等化回路の均等化動作が停止される。さらに、電源装置は、電装用バッテリの電圧が設定範囲外に上昇する場合においても、このことを電圧検出部が検出して、均等化回路の均等化動作を停止させるので、さらに安全性を向上できる。 Furthermore, the vehicle power supply apparatus according to claim 2 of the present invention is a stop that detects the voltage of the battery for electrical equipment and stops the equalization circuit by the stop circuit, in addition to the configuration of claim 1. A voltage detector for outputting a signal is provided. In this power supply device, when the voltage of the electric equipment battery falls outside the set range or when the output of the electric equipment battery is cut off, this is detected by the voltage detector and the equalization circuit stops the equalization operation. Is done. Furthermore, even when the voltage of the battery for electrical equipment rises outside the set range, the power supply device detects this and stops the equalization operation of the equalization circuit, further improving safety. it can.
また、本発明の請求項3の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、電装用バッテリの出力側に、停止回路に電力を供給するレギュレータと電装用バッテリで充電されるコンデンサを接続しており、停止回路が、このコンデンサに充電される電力で動作状態に維持されるレギュレータから電力供給されて、均等化回路に停止信号を出力する。この電源装置は、簡単な回路としながら、電装用バッテリの出力電圧が瞬時に0Vまで低下し、あるいは著しく低下して電装用バッテリから供給される電力で停止信号を出力できなくなる状態においても、コンデンサに蓄える電力でレギュレータを動作状態に維持して確実に停止信号を出力できる特徴がある。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the power supply device for a vehicle has a regulator for supplying power to the stop circuit on the output side of the electric equipment battery and a capacitor charged by the electric equipment battery. The stop circuit is supplied with power from a regulator that is maintained in an operating state by the power charged in the capacitor, and outputs a stop signal to the equalization circuit. This power supply device is a simple circuit, and even when the output voltage of the electrical equipment battery is instantaneously reduced to 0 V or significantly reduced, and the stop signal cannot be output with the power supplied from the electrical equipment battery, the capacitor It is characterized in that the stop signal can be reliably output while maintaining the regulator in the operating state with the electric power stored in the capacitor.
さらに、本発明の請求項4の車両用の電源装置は、請求項3の構成に加えて、均等化回路の電源回路には直列電池群から高電圧を供給し、停止回路からは、絶縁型信号変換器を介して停止信号を均等化回路に伝送する。この電源装置は、均等化回路と停止回路のアースラインを絶縁しながら、簡単な回路構成として、停止回路から均等化回路に停止信号を伝送できる。 The vehicle power supply device according to claim 4 of the present invention, in addition to the configuration of claim 3, supplies a high voltage from the series battery group to the power supply circuit of the equalization circuit, and is isolated from the stop circuit. A stop signal is transmitted to the equalization circuit via the signal converter. This power supply device can transmit a stop signal from the stop circuit to the equalization circuit as a simple circuit configuration while insulating the ground lines of the equalization circuit and the stop circuit.
さらにまた、本発明の請求項5の車両用の電源装置は、請求項1の構成に加えて、均等化回路を、放電抵抗にスイッチング素子を直列に接続している放電回路と、直列電池群を構成する電池のセル電圧を検出してスイッチング素子をオンオフに制御するコントロール回路とで構成する。この均等化回路は、コントロール回路でスイッチング素子をオンオフに切り換えて、特定の電池を放電して均等化できる。 Furthermore, a vehicle power supply device according to claim 5 of the present invention includes, in addition to the configuration of claim 1, an equalization circuit, a discharge circuit in which a switching element is connected in series to a discharge resistor, and a series battery group. And a control circuit that detects the cell voltage of the battery that controls the on / off of the switching element. This equalization circuit can perform equalization by switching a switching element on and off by a control circuit and discharging a specific battery.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1に示す車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する複数の充電できる電池11を直列に接続してなる直列電池群10と、この直列電池群10を構成する電池11を放電又は充電して各々の電池11の電気特性を均等化させる均等化回路20と、この均等化回路20の均等化動作を車両の電装用バッテリ40の電圧を検出して制御する停止回路50とを備える。
The vehicle power supply device shown in FIG. 1 includes a
均等化回路20は、電池11のセル電圧を均等化してアンバランスを解消する。直列電池群10の電池11は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池も使用できる。均等化回路20は、ひとつの電池11の電圧をセル電圧として検出して、各々の電池11のセル電圧のアンバランスを解消するのを理想とする。ただし、本発明の電源装置は、複数の電池を直列に接続して電池モジュールとし、電池モジュールの電圧をセル電圧として、電池モジュールの電圧のアンバランスを解消することもできる。電池11をリチウムイオン二次電池とする電源装置は、好ましくは、セル電圧をひとつの電池電圧とする。電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とする電源装置は、たとえば、複数の電池を直列に接続している電池モジュールの電圧をセル電圧として、電池モジュールの電圧のアンバランスを解消する。
The
図2の均等化回路20は、電圧が高い電池11を放電抵抗22で放電して、アンバランスを解消する。ただし、本発明は、均等化回路を、放電抵抗で電池を放電する回路には特定しない。たとえば、均等化回路は、電圧の高い電池をコンデンサや電池等の蓄電器に放電して蓄電器に蓄電し、この蓄電器の電荷を電圧の低い電池に放電して、電池の電圧差を解消することもできる。
The
図2の均等化回路20は、放電抵抗22にスイッチング素子23を直列に接続している放電回路21と、各々のセル電圧を検出して、スイッチング素子23をオンオフに制御するコントロール回路24とを備える。放電抵抗22とスイッチング素子23の放電回路21は、各々の電池11と並列に接続している。この均等化回路20は、電池11のセル電圧が高くなるときに、コントロール回路24でスイッチング素子23をオンに切り変えて、放電抵抗22で電池11を放電させて電池11の電圧を低下して均等化する。
2 includes a
さらに、図の均等化回路20は、各々の電池11のセル電圧を検出するセル電圧検出回路25を有する。セル電圧検出回路25を有する均等化回路20は、直列電池群10から電力が供給される。図の均等化回路20は、直列電池群10から電力供給を受けている電源回路26の出力電圧(Vcc)によって動作している。直列電池群10の電圧は、たとえば、電源回路26であるDC/DCコンバータで降圧して、均等化回路20に供給することができる。この回路構成によると、直列電池群10の電圧が高くても、均等化回路20に最適電圧として供給できる。セル電圧検出回路25は、各々の電池11のセル電圧を検出するために、各々の電池11にサブ電圧検出回路27の入力端子28を接続している。ただし、サブ電圧検出回路の入力側に、接続する電池を切り変える切換回路(図示せず)を設けて、ひとつのサブ電圧検出回路で複数のセル電圧を検出することもできる。サブ電圧検出回路27の出力信号は、マルチプレクサ29を介してコントロール回路24に入力される。マルチプレクサ29は、サブ電圧検出回路27の出力を順番に切り変えて、コントロール回路24に入力する。
Furthermore, the
コントロール回路24は、各々の電池11のセル電圧を比較して、全ての電池11のセル電圧を均等化するようにスイッチング素子23を制御する。このコントロール回路24は、高すぎる電池11に接続している放電回路21のスイッチング素子23をオンに切り変えて放電させる。電池11は放電するにしたがって電圧が低下する。スイッチング素子23は、電池11の電圧が他の電池11とバランスするまで低下すると、オンからオフに切り変えられる。スイッチング素子23がオフになると、電池11の放電は停止される。このように、コントロール回路24は、高いセル電圧の電池11を放電して、全ての電池11のセル電圧をバランスさせる。
The
図1の電源装置は、2組の直列電池群10A、10Bを備え、各々の直列電池群10A、10Bに均等化回路20A、20Bを接続している。均等化回路20A、20Bは、各々の直列電池群10A、10Bの電池11を均等化する。ただ、2組の直列電池群10A、10Bのアンバランスは解消されない。図に示すように複数組の直列電池群10A、10Bを備える電源装置は、図示しないが、各々の直列電池群に放電抵抗とスイッチング素子の直列回路からなるブロック放電回路を設け、このブロック放電回路で各々の直列電池群を均等化することができる。ブロック放電回路は、各々の直列電池群のトータル電圧を検出して、スイッチング素子をオンオフに切り換えるブロックコントロール回路(図示せず)で制御する。ブロックコントロール回路は、各々の直列電池群のトータル電圧を検出し、検出したトータル電圧の高い直列電池群に接続している放電回路のスイッチング素子をオンに切り換えて放電して、各々の直列電池群を均等化する。
The power supply device of FIG. 1 includes two
停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路20が電池11を充電又は放電する均等化動作を停止させる。図の電源装置は、均等化回路20の均等化を制御するメインMPU30を備える。均等化回路20は、メインMPU30から入力される均等化信号で直列電池群10の均等化を開始する。メインMPU30は、車両の走行状態やイグニッションスイッチの状態から、均等化回路20が直列電池群10を均等化するタイミングを特定し、均等化回路20が均等化動作するタイミングになると、均等化信号を均等化回路20に出力する。メインMPU30は、たとえば、イグニッションスイッチをオフにして車両を停止することを検出して、均等化回路20に均等化信号を出力する。
The
メインMPU30と停止回路50は、車両の電装用バッテリ40から供給される電力で動作する。図1の電源装置は、電装用バッテリ40の出力側にレギュレータ41を接続し、このレギュレータ41で出力電圧を安定化して、メインMPU30と停止回路50の電源に供給している。さらに、図1の電源装置は、電装用バッテリ40の出力側に、電装用バッテリ40で充電されるコンデンサ42を接続している。コンデンサ42は、静電容量の大きい、たとえば静電容量を数百μFないし数千μF、好ましくは1000μFとする電界コンデンサである。コンデンサ42は、ダイオード43を介して電装用バッテリ40に接続している。ダイオード43は、電装用バッテリ40でコンデンサ42を充電できる方向に接続している。コンデンサ42は、電装用バッテリ40の出力電圧が0Vに低下した後、所定の時間、出力電圧を所定の電圧値に保持してレギュレータ41に供給する。とくに、数百μF以上の大容量のコンデンサは、数秒ないし数十秒以上の長い時間にわたって、レギュレータ41を動作状態に維持して、レギュレータ41の出力電圧(VDD)をメインMPU30と停止回路50に供給して動作できる状態に保持する。さらに、ダイオード43を介して電装用バッテリ40からコンデンサ42を充電する回路は、電装用バッテリ40の出力がショートされても、コンデンサ42に蓄える電力が電装用バッテリ40側で放電されず、レギュレータ41を動作状態に維持して、レギュレータ41からメインMPU30と停止回路50に電力を供給して動作状態に保持する。さらに、図1の電源装置は、レギュレータ41の出力側にもコンデンサ44を接続している。このコンデンサ44はレギュレータ41から出力される電力で充電されて、電装用バッテリ40の出力電圧が低下した後も、所定の時間にわたって、メインMPU30と停止回路50に電力を供給して動作状態とする。
The
電装用バッテリ40の出力電圧が0Vに低下した後も、コンデンサ42に充電される電力で所定の時間は動作状態に維持されるレギュレータ41から電力が供給され、また、コンデンサ44に充電される電力で所定の時間は動作状態に保持される停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧が低下したことを検出して、電装用バッテリ40から電力が供給されない状態で、均等化回路20に安定して停止信号を出力できる。
Even after the output voltage of the
停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧を検出して均等化回路20に均等化動作を停止させる停止信号を出力する電圧検出部51を備える。電圧検出部51は、均等化動作を停止させる電装用バッテリ40の電圧の設定範囲を記憶している。電圧検出部51は、電装用バッテリ40の電圧を検出し、検出した電圧が設定範囲外のとき、すなわち、設定範囲の最低電圧よりも低いとき、あるいは設定範囲の最高電圧より高いときに、均等化回路20に均等化動作を停止させる停止信号を出力する。この停止回路50は、電装用バッテリ40が故障や断線等により電圧が低下した場合だけでなく、電装用バッテリ40から過電圧が入力される場合にも、均等化動作を停止させる停止信号を出力する。電装用バッテリ40から過電圧が入力される場合として、たとえば、12Vの電装用バッテリに対して、誤って24Vの電装用バッテリを装着した場合や、電装用バッテリ40を充電する充電回路の故障等がある。このような場合に、電装用バッテリ40の異常として、均等化回路20の均等化動作を停止させる停止回路50は、さらに電源装置の安全性を向上できる。ただ、停止回路は、必ずしも電装用バッテリの電圧低下と過電圧の入力の両方を検出する必要はなく、電装用バッテリの電圧低下にみを検出して停止信号を出力することもできる。
The
電圧検出部51が記憶する設定範囲の最低電圧は、たとえば電装用バッテリ40の1/2の電圧、12Vの電装用バッテリにあっては6Vに設定する。ただし、この設定電圧は、12Vの電装用バッテリにおいて、5Vないし10Vの範囲に設定することもできる。また、設定範囲の最高電圧は、電装用バッテリの1.5倍の電圧、たとえば、12Vの電装用バッテリにあっては18Vに設定する。ただし、この最高電圧は、12Vの電装用バッテリにおいて、16Vないし20Vの範囲に設定することもできる。
The minimum voltage in the setting range stored by the
停止回路50は、電圧検出部51で電装用バッテリ40の電圧を検出し、検出した電圧を設定範囲に比較し、検出電圧が設定範囲外にあると、停止信号を均等化回路20に出力する。停止回路50から出力される停止信号は、絶縁型信号変換器60を介して均等化回路20に入力される。
The
図2に示す絶縁型信号変換器60はフォトカップラー61である。フォトカップラー61は、停止回路50から出力される停止信号であるパルス信号で発光ダイオード62を点灯し、この発光ダイオード62の光をフォトトランジスタ63で受光して、入力側と出力側を絶縁して停止信号を停止回路50から均等化回路20に伝送する。絶縁型信号変換器は、フォトカップラーに変わってトランスも使用できる。トランスは一次側を停止回路の出力に、二次側を均等化回路の入力に接続して、停止回路から出力される停止信号を絶縁して均等化回路に伝送する。絶縁型信号変換器60は、停止回路50から均等化回路20にアースを共通としないで絶縁状態で停止信号を伝送する。図1の電源装置は、2組の均等化回路20A、20Bを備えるので、絶縁型信号変換器60は両方の均等化回路20A、20Bに停止信号を伝送して、両方の均等化回路20の均等化動作を停止させる。
The
さらに、図2に示す絶縁型信号変換器60は、均等化回路20のセル電圧検出回路25で検出した、各電池11の電圧や各直列電池群10のトータル電圧等のデータを、コントロール回路24からメインMPU30に伝送する。このフォトカップラー61は、コントロール回路24から出力されるデータ信号であるパルス信号で発光ダイオード62を点灯し、この発光ダイオード62の光をフォトトランジスタ63で受光して、入力側と出力側を絶縁してデータ信号をコントロール回路24からメインMPU30に伝送する。したがって、絶縁型信号変換器60は、均等化回路20からメインMPU30にアースを共通としないで絶縁状態でデータ信号を伝送できる。
Furthermore, the insulation
図1の電源装置は、停止回路50から出力される停止信号を均等化回路20とメインMPU30に出力する。メインMPU30は、停止回路50から停止信号が入力されると、均等化回路20の均等化動作を停止させる制御信号を、絶縁型信号変換器60を介して均等化回路20に入力する。さらに、メインMPU30は、停止回路50から入力される停止信号を記憶するメモリ31を備える。メモリ31は、EEPROMやフラッシュメモリである。このメインMPU30は、電装用バッテリ40から供給される電源が遮断された後も、停止回路50から入力される停止信号を記憶している。したがって、停止回路50から停止信号が入力されると、この信号を記憶して、仮にメインMPU30が再起動する状態に復帰しても、均等化回路20を均等化動作としない。この電源装置は、電装用バッテリ40の出力が低下した後は、均等化回路20の均等化動作を開始しない。したがって、この電源装置は、何らかの原因で一時的に電装用バッテリ40の電圧が低下し、その後に復帰しても直列電池群10の均等化動作をせず、均等化動作による電池11の不都合をより安全に保護できる。電装用バッテリ40が正常に動作することを確認して、メモリ31をリセットして均等化動作を開始できる状態とする。
The power supply device in FIG. 1 outputs a stop signal output from the
図1の車両用の電源装置は、以下の動作をして直列電池群を均等化する。
(1)電装用バッテリの出力電圧が正常な電圧の状態
この状態において、電装用バッテリ40は、停止回路50とメインMPU30に正常な電源電圧を供給する。図1の装置は、レギュレータ41を介して安定化された電圧が停止回路50とメインMPU30に供給される。この状態で、停止回路50とメインMPU30は正常な動作状態となる。一方、均等化回路20は、直列電池群10から電源電圧が供給させて正常な動作状態となる。動作状態にあるメインMPU30が、直列電池群10を均等化するかどうかを判定し、均等化するタイミングになると、均等化回路20に均等化信号を出力する。均等化信号は、絶縁型信号変換器60を介してメインMPU30から均等化回路20のコントロール回路24に入力される。コントロール回路24は、サブMPUを内蔵し、あるいは入力される均等化信号をラッチする回路を内蔵しており、均等化信号が入力されると、直列電池群10の均等化が終了するまで継続して均等化動作する。コントロール回路24は、放電回路21のスイッチング素子23をオンオフに制御して、電池11を均等化する。
The vehicle power supply device of FIG. 1 performs the following operation to equalize the series battery group.
(1) The state in which the output voltage of the electrical battery is normal In this state, the
(2)電装用バッテリの出力が遮断され、あるいは出力電圧が異常に低下する状態
均等化動作をしている途中で、電装用バッテリ40の出力電圧が遮断され、あるいは電圧が異常に低下すると、停止回路50がこのことを検出して、停止信号を均等化回路20とメインMPU30に出力する。電装用バッテリ40の出力が遮断されると、電装用バッテリ40からは停止回路50とメインMPU30に正常な電源電圧が供給されなくなる。ただ、図1の電源装置は、電装用バッテリ40の出力側にコンデンサ42を接続しているので、このコンデンサ42に充電される電力でレギュレータ41を所定の時間動作状態に維持して電力を供給し、また、レギュレータ41の出力側に接続しているコンデンサ44に充電される電力を供給して、停止回路50とメインMPU30に、たとえば数十秒以上は動作電圧が供給される。このため、電装用バッテリ40の出力が遮断された後も、停止回路50とメインMPU30は、所定の時間は動作状態に保持される。動作状態の停止回路50は、たとえばパルス信号である停止信号を出力する。この停止信号は、絶縁型信号変換器60を介して均等化回路20のコントロール回路24に出力される。コントロール回路24は、停止信号を検出して均等化動作を停止する。さらに、停止回路50から出力れる停止信号は、動作状態に保持されているメインMPU30にも出力される。メインMPU30は、停止信号をEEPROMやフラッシュメモリ等のメモリ31に記憶する。メインMPU30は、所定の時間は動作状態にあるが、その後は電源電圧が供給されなくなって動作しなくなる。ただ、メモリ31は電源電圧が供給されない状態となっても停止信号を記憶する。このため、電装用バッテリ40の充電電圧が正常な電圧まで上昇しても、メインMPU30は記憶する停止信号でもって、均等化動作を開始する均等化信号を出力しない。したがって、電装用バッテリ40の出力が遮断され、あるいは低下した後は、メモリ31をリセットしないかぎり、メインMPU30は均等化信号を出力せず、均等化回路20は直列電池群10の均等化動作を再開しない。電装用バッテリ40が正常な状態を確認して、メインMPU30のメモリ31をリセットすると、メインMPU30は、直列電池群10を均等化するタイミングで均等化信号を出力して、直列電池群10を均等化する。
(2) The state where the output of the electrical equipment battery is cut off or the output voltage is abnormally lowered During the equalization operation, when the output voltage of the
10…直列電池群 10A…直列電池群
10B…直列電池群
11…電池
20…均等化回路 20A…均等化回路
20B…均等化回路
21…放電回路
22…放電抵抗
23…スイッチング素子
24…コントロール回路
25…セル電圧検出回路
26…電源回路
27…サブ電圧検出回路
28…入力端子
29…マルチプレクサ
30…メインMPU
31…メモリ
40…電装用バッテリ
41…レギュレータ
42…コンデンサ
43…ダイオード
44…コンデンサ
50…停止回路
51…電圧検出部
60…絶縁型信号変換器
61…フォトカップラー
62…発光ダイオード
63…フォトトランジスタ
10 ...
10B ...
20B: Equalizing
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記停止回路(50)が、電装用バッテリ(40)の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路(20)が電池(11)を充電又は放電する均等化動作を停止させる車両用の電源装置であって、
電装用バッテリ(40)の出力側に、前期停止回路(50)に電力を供給するレギュレータ(41)と電装用バッテリ(40)で充電されるコンデンサ(42)を接続しており、前記停止回路(50)が、コンデンサ(42)に充電される電力で動作状態に維持されるレギュレータ(41)から電力供給されて、均等化回路(20)に停止信号を出力するようにしてなる車両用の電源装置。 A series battery group (10) in which a plurality of rechargeable batteries (11) for supplying electric power to a motor for running a vehicle are connected in series, and the battery (11) constituting the series battery group (10) is discharged or An equalization circuit (20) that charges and equalizes the electrical characteristics of each battery (11), and a main MPU (30) that controls the equalization circuit (20) using the electrical battery (40) as a power source, A stop circuit (50) for detecting and controlling the voltage of the vehicle electrical battery (40) for equalization operation of the control circuit (20),
It said stop circuit (50) detects the setting range of the voltage of the auxiliary battery (40), vehicle Ru stops the equalization operation equalizing circuit (20) for charging or discharging the battery (11) Power supply unit,
Connected to the output side of the electrical battery (40) is a regulator (41) for supplying power to the previous stop circuit (50) and a capacitor (42) charged by the electrical battery (40). (50) is supplied from a regulator (41) that is maintained in an operating state with power charged in the capacitor (42), and outputs a stop signal to the equalization circuit (20) . Power supply.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007022317A JP4845756B2 (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Power supply for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007022317A JP4845756B2 (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Power supply for vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008193757A JP2008193757A (en) | 2008-08-21 |
JP4845756B2 true JP4845756B2 (en) | 2011-12-28 |
Family
ID=39753323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007022317A Expired - Fee Related JP4845756B2 (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Power supply for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4845756B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010030396A (en) | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Denso Corp | Safety controller for vehicle |
JP5489525B2 (en) * | 2009-05-11 | 2014-05-14 | 矢崎総業株式会社 | Equalization equipment |
JP5355224B2 (en) * | 2009-05-28 | 2013-11-27 | 矢崎総業株式会社 | Voltage monitoring device for multiple batteries |
JP5498286B2 (en) * | 2009-08-31 | 2014-05-21 | 株式会社東芝 | Secondary battery device and vehicle |
JP5481146B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | Battery management device, secondary battery device and vehicle |
JP5439108B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-03-12 | 株式会社東芝 | Secondary battery device and vehicle |
JP5556745B2 (en) * | 2011-06-13 | 2014-07-23 | 株式会社デンソー | Battery voltage control system |
JP2015208139A (en) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 株式会社豊田自動織機 | Power supply device |
KR102443667B1 (en) * | 2018-10-26 | 2022-09-14 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | balancing apparatus, and battery management system and battery pack including the same |
EP4173886B1 (en) * | 2021-11-02 | 2024-07-24 | Vitesco Technologies GmbH | Battery system and method for controlling a battery system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56127220A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-05 | Canon Inc | Battery-driven electronic machinary |
JPS6030020A (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-15 | タルチン株式会社 | Temperature fuse |
JP3911131B2 (en) * | 2001-03-22 | 2007-05-09 | 日産ディーゼル工業株式会社 | Vehicle power supply |
JP4180251B2 (en) * | 2001-06-04 | 2008-11-12 | 株式会社デンソー | Battery charge state adjustment device |
JP3615500B2 (en) * | 2001-06-22 | 2005-02-02 | 三洋電機株式会社 | Battery charge rate adjustment circuit |
JP4186916B2 (en) * | 2004-11-18 | 2008-11-26 | 株式会社デンソー | Battery pack management device |
-
2007
- 2007-01-31 JP JP2007022317A patent/JP4845756B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008193757A (en) | 2008-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5235481B2 (en) | Power supply for vehicle | |
JP4845756B2 (en) | Power supply for vehicle | |
KR101124803B1 (en) | Charge Equalization Apparatus and Method | |
US10773604B2 (en) | Method for operating an energy storage device in a motor vehicle, and motor vehicle | |
JP4785797B2 (en) | Power supply for vehicle | |
KR101866037B1 (en) | Battery management system for vehicle | |
US8368353B2 (en) | Secondary battery device and vehicle | |
US9537329B2 (en) | Battery management circuit maintaining cell voltages between a minimum and a maximum during charging and discharging | |
TW201218576A (en) | Dc power supply device | |
KR20120012441A (en) | Power supply for a vehicle | |
EP3922503B1 (en) | Load access detection method, switch circuit and battery management system | |
JP2011522510A (en) | Multipurpose portable storage and supply system | |
US9768627B2 (en) | Overcharge protection apparatus with minimized power consumption | |
KR101811062B1 (en) | Balancing apparatus of secondary battery | |
WO2012043590A1 (en) | Power supply device | |
US20170338678A1 (en) | Vehicle electrical power system for jumpstarting | |
US8441234B2 (en) | Detecting module for a battery equalizer and method for detecting a battery equalizer | |
JP4406655B2 (en) | Power system | |
JP2012182857A (en) | Dc power supply | |
KR20090092890A (en) | Battery Equalizing-charge Device of Battery System | |
JP4812419B2 (en) | Battery pack and battery pack charging / discharging method | |
JP4015126B2 (en) | DC power supply system | |
JP6644443B2 (en) | Switching device, power unit including the same, and power system including the same | |
JP2009148110A (en) | Charger/discharger and power supply device using the same | |
JP2009071922A (en) | Dc backup power supply device and method of controlling the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110411 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110630 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110913 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111011 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |