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【发明授权】车辆电源装置_松下知识产权经营株式会社_201780087789.0 

申请/专利权人:松下知识产权经营株式会社

申请日:2017-10-16

公开(公告)日:2023-01-24

公开(公告)号:CN110382282B

主分类号:B60L1/00

分类号:B60L1/00;B60L3/00;B60R16/03;H02J7/00;H02M3/00

优先权:["20170309 JP 2017-044705"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.01.24#授权;2019.11.19#实质审查的生效;2019.10.25#公开

摘要:车辆电源装置具有第一DCDC变换器、DCDC控制部、第二DCDC变换器以及车辆控制部。第一DCDC变换器对从电源输出的电压进行变换并将变换后的电压输出到第一负载,DCDC控制部对第一DCDC变换器的动作进行控制。第二DCDC变换器从电源接受电力来进行动作,对从电源输出的电压进行变换并将变换后的电压输出到DCDC控制部。车辆控制部通过被供给从第一DCDC变换器输出的电压和从第二DCDC变换器输出的电压,来控制DCDC控制部和第一负载。

主权项:1.一种车辆电源装置,具备:第一DCDC变换器,其对从电源输出的电压进行变换并将变换后的电压输出到第一负载;DCDC控制部,其对所述第一DCDC变换器的动作进行控制;第二DCDC变换器,其从所述电源接受电力来进行动作,对从所述电源输出的所述电压进行变换并将变换后的电压输出到所述DCDC控制部;以及车辆控制部,其通过被供给从所述第一DCDC变换器输出的所述电压和从所述第二DCDC变换器输出的所述电压,来控制所述DCDC控制部和所述第一负载,其中,从所述第一DCDC变换器输出的所述电压比从所述第二DCDC变换器输出的所述电压大。

全文数据:车辆电源装置技术领域本公开涉及一种向车辆供给电力的车辆电源装置。背景技术以往,在搭载于电动汽车等车辆的车辆电源装置中,已知有除了连接用于供给驱动车辆时的电力的主电池电源以外还被连接用于进行主电池的电力控制的辅机电池的电源装置。辅机电池向控制部供给电力,该控制部用于控制对主电池的电压进行电压变换的DCDC变换器。但是,当辅机电池的蓄电量降低时,无法向控制部供给电力,进而无法使DCDC变换器进行动作。当无法使DCDC变换器进行动作时,无法驱动由DCDC变换器供给电力的车辆系统等负载。因此,在专利文件1中公开了利用来自主电池的电压来向控制部供给电力的结构。由此,能够不使用辅机电池而控制DCDC变换器,进而能够由DCDC变换器供给电力来驱动负载。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-254565号公报发明内容然而,在专利文献1所记载的技术中,在DCDC变换器发生了故障的情况下,无法驱动负载,因此在提高作为车辆电源装置的可靠性方面存在某种程度的限制。本公开提供一种不使用辅机电池而能够提高作为车辆电源装置的可靠性的车辆电源装置。本公开所涉及的车辆电源装置具有第一DCDC变换器、DCDC控制部、第二DCDC变换器以及车辆控制部。第一DCDC变换器将从电源输出的电压进行电压变换并供给到第一负载。DCDC控制部对第一DCDC变换器的动作进行控制。第二DCDC变换器从电源接受电力来进行动作,将从电源输出的电压进行电压变换并供给到DCDC控制部。车辆控制部通过被供给第一DCDC变换器的输出电压和第二DCDC变换器的输出电压,来控制DCDC控制部和第一负载。根据本公开,不使用辅机电池而能够提高作为车辆电源装置的可靠性。附图说明图1是示出本公开的实施方式所涉及的车辆电源装置的一例的图。图2是示出电源的放电容量与电源的电池电压之间的关系的图。图3是示出图1所示的车辆电源装置中的电源控制的动作例的一例的流程图。图4是示出图1所示的车辆电源装置中的电源的充电监视控制的动作例的一例的流程图。具体实施方式下面,参照附图来对本实施方式进行说明。图1是示出本实施方式所涉及的车辆电源装置1的一例的图。车辆电源装置1是搭载于电动汽车等车辆的电源装置。车辆电源装置1具有电源10、第一DCDC变换器20、第二DCDC变换器30、第一二极管40、第二二极管50、第三DCDC变换器60、第四DCDC变换器70、DCDC控制部80、车辆控制部90以及继电器100。电源10是输出第一电压例如48V的锂离子二次电池等蓄电池。电源10向高电压负载2、第一DCDC变换器20以及第二DCDC变换器30供给电力。高电压负载2由用于使车辆行驶的逆变器、电动机构成,与“第二负载”对应。第一DCDC变换器20是将从电源10输出的第一电压进行电压变换而变换为与第一电压不同的第二电压例如12V的装置,向低电压负载3供给电力。低电压负载3与“第一负载”对应。第一DCDC变换器20由开关调节器switchingregulator构成。第一DCDC变换器20通过从电源10被供给电力而成为能够进行动作的状态,通过DCDC控制部80的开关控制来进行动作。另外,第一DCDC变换器20不仅与低电压负载3连接,还经由第一二极管40和第三DCDC变换器60而与DCDC控制部80连接,并且经由第一二极管40和第四DCDC变换器70而与车辆控制部90连接。第一二极管40与“二极管”对应。第一二极管40以与低电压负载3并联的方式连接于第一DCDC变换器20。第一二极管40的阳极连接于第一DCDC变换器20的输出侧,阴极连接于向第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70分支的分支点。通过像这样进行连接,能够防止电流从第一二极管40的阴极侧逆流到阳极侧。换言之,构成为能够将第一DCDC变换器20的输出电力向第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70供给,且避免第二DCDC变换器30的输出电力向第一DCDC变换器20的输出侧低电压负载3供给。第二DCDC变换器30是将从电源10输出的第一电压进行电压变换而变换为与第一电压不同的第二电压例如12V的装置,通过从电源10被供给电力来进行动作。第二DCDC变换器30由线性调节器linearregulator构成。第二DCDC变换器30经由第二二极管50和第三DCDC变换器60而与DCDC控制部80连接,并且经由第二二极管50和第四DCDC变换器70而与车辆控制部90连接。第二二极管50的阳极连接于第二DCDC变换器30的输出侧,阴极连接于向第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70分支的分支点。由此防止电流从第二二极管50的阴极侧逆流到阳极侧。换言之,构成为能够将第二DCDC变换器30的输出电力向第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70供给,且避免第一DCDC变换器20的输出电力向第二DCDC变换器30逆流。第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70是将从第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30输出的电压进行电压变换而变换为第三电压例如5V的装置。第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70由线性调节器构成。第三DCDC变换器60与DCDC控制部80连接,通过向DCDC控制部80输出第三电压,来向DCDC控制部80供给电力。第四DCDC变换器70与车辆控制部90连接,通过向车辆控制部90输出第三电压,来向车辆控制部90供给电力。通过像这样进行连接,DCDC控制部80和车辆控制部90能够分别经由第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70来与第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30双方传送电力。DCDC控制部80被第三DCDC变换器60供给电力,在车辆控制部90的控制下,对第一DCDC变换器20进行控制。具体地说,DCDC控制部80向第一DCDC变换器20输出用于启动第一DCDC变换器20的启动信号。车辆控制部90被第四DCDC变换器70供给电力而进行动作,来对DCDC控制部80、继电器100、高电压负载2以及低电压负载3进行控制。另外,车辆控制部90监视第一DCDC变换器20的输出电压是否正常。第一DCDC变换器20的输出电压正常是指,第一DCDC变换器20的输出电压为处于第一DCDC变换器20能够供给能够驱动低电压负载3的电力的状态时的第一DCDC变换器20的输出电压。此外,例如能够通过监视第一DCDC变换器20的输出部来检测第一DCDC变换器20的输出电压。在第一DCDC变换器20的输出电压不正常的情况下,车辆控制部90向未图示的通知部输出该意思。由此,用户能够容易地获知第一DCDC变换器20没有正常地进行动作。另外,车辆控制部90对电源10的充电电压的状态进行监视。在电源10的充电电压不足的情况下,车辆控制部90向未图示的通知部输出该意思。由此,用户能够容易地获知电源10的充电电压不足。继电器100以与第一DCDC变换器20串联的方式连接于电源10,另一方面,以与第二DCDC变换器30并联的方式连接于电源10。在车辆控制部90的控制下,继电器100将电源10与第一DCDC变换器20切换为连接状态和不连接状态中的任一种状态。通过使继电器100为连接状态,能够从电源10向第一DCDC变换器20供给电力,第一DCDC变换器20能够向低电压负载3、车辆控制部90以及DCDC控制部80供给电力。另外,由于第一DCDC变换器20是在DCDC控制部80的控制下进行动作,因此在没有向DCDC控制部80供给电力的状态下,第一DCDC变换器20不进行动作。但是,在本实施方式中,第二DCDC变换器30以与继电器100和第一DCDC变换器20并联的方式在继电器100的前级连接于电源10,因此与继电器100的连接状态无关地,通过从电源10被供给电力来进行动作。由此,在车辆电源装置1中,在动作开始时,由第二DCDC变换器30向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力。也就是说,能够在动作开始时通过没有与任何负载连接的第二DCDC变换器30来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力。因此,能够提高向DCDC控制部80和车辆控制部90的电力供给效率,并且也可以不设置用于向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力的辅机电池等。而且,当由第二DCDC变换器30对DCDC控制部80和车辆控制部90进行电力供给时,通过车辆控制部90和DCDC控制部80使得第一DCDC变换器20成为能够进行动作的状态。也就是说,能够通过第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30双方的输出来使DCDC控制部80和车辆控制部90进行动作。因此,即使第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30中的任意一方发生故障也能够使车辆控制部90和DCDC控制部80进行动作,因此能够提高作为车辆电源装置1的可靠性。当通过DCDC控制部80和车辆控制部90进行动作而使第一DCDC变换器20成为能够进行动作的状态时,成为能够从第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30双方输出输出电压的状态。在此,在本实施方式中,期望设定为第一DCDC变换器20的输出电压例如12.5V高于第二DCDC变换器30的输出电压例如11.5V。通过这样使得由高变换效率的开关调节器构成的第一DCDC变换器20的输出优先于由线性调节器构成的第二DCDC变换器30的输出。由此,在DCDC控制部80和车辆控制部90进行了动作之后,通过高变换效率的第一DCDC变换器20来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力。因此,能够进一步提高电力供给效率。另外,高电压负载2以与第一DCDC变换器20并联的方式在继电器100的后级连接于继电器100。因此,期望在动作开始时通过第二DCDC变换器30来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力时,使继电器100为不连接状态。由此,能够抑制在动作开始时向高电压负载2供给电力。另外,如上所述,在车辆电源装置1中,不使用辅机电池,车辆控制部90基于电源10的电力来进行动作。在此,电源10为蓄电池,因此在车辆电源装置1开始动作以后,电源10的充电电压随着时间经过而减小。图2是示出电源10的放电容量与电源10的电池电压之间的关系的图。图2中的横轴表示电源10能够持续放电的时间,并示出随着向右去而能够持续放电的时间减小。如图2所示,能够确认出以下情况:当电源10的放电容量减小时,电源10的电压平缓地减小,但是当放电容量超过规定状态T再继续放电时,电源10的电压急剧下降。当电源10的电压急剧下降时,向车辆控制部90的电力供给中断,导致车辆控制部90不再适当地进行动作。因此,无法利用车辆控制部90进行充电控制。因此,在本实施方式中,在电源10的电压为规定电压V以下的情况下,车辆控制部90使继电器100为不连接状态。规定电压V为在电源10的放电容量成为规定状态T之前的状态下的电源10的电压值。规定电压V例如被设定为能够利用车辆控制部90进行充电控制的程度的电压值。通过这样,在电源10的放电容量减小了的情况下,不再向高电压负载2和低电压负载3供给电力。与高电压负载2和低电压负载3相比,以第三电压进行动作的车辆控制部90的消耗电力非常低,因此在电源10完全停止之前,能够利用车辆控制部90进行充电控制。此外,在车辆正在行驶的情况下,在电源10的电压成为规定电压V以下之前进行退避动作evacuationoperation,在进行退避动作之后,使继电器100为不连接状态。对如以上那样构成的车辆电源装置1中的电源控制的动作的一例进行说明。图3是示出车辆电源装置1中的电源控制的动作的一例的流程图。图3中的处理是假定第一DCDC变换器20发生故障的情况的流程图。如图3所示,第二DCDC变换器30通过车辆电源装置1的电源10的电力来进行动作,经由第三DCDC变换器60和第四DCDC变换器70来向DCDC控制部80和车辆控制部90进行电力供给,使得DCDC控制部80和车辆控制部90成为能够进行动作的状态步骤S101。接着,车辆控制部90使继电器100为连接状态步骤S102。步骤S102中的处理例如可以基于用户的动作指示来进行,也可以在车辆控制部90已驱动时自动进行。接着,车辆控制部90对DCDC控制部80进行控制步骤S103。然后,DCDC控制部80控制第一DCDC变换器20来使第一DCDC变换器20进行动作步骤S104。此时,如上述那样,期望第一DCDC变换器20的输出电力被优先供给到DCDC控制部80和车辆控制部90。接着,车辆控制部90判定第一DCDC变换器20的输出是否正常步骤S105。在判定的结果为第一DCDC变换器20的输出正常的情况下步骤S105:“是”,处理转移到步骤S108。另一方面,在第一DCDC变换器20的输出不正常情况下步骤S105:“否”,车辆控制部90使继电器100为不连接状态步骤S106。在此,由于车辆控制部90正在与第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30双方传送电力,因此即使第一DCDC变换器20成为异常状态,车辆控制部90也能够通过第二DCDC变换器30的输出电力来进行动作。接着,车辆控制部90进行用于向用户通知使继电器100为不连接状态、更详细地说第一DCDC变换器20的输出不正常的控制步骤S107。接着,车辆控制部90判定是否接收到电源10的停止指令步骤S108。在判定的结果为没有接收到电源10的停止指令的情况下步骤S108:“否”,处理返回到步骤S105。另一方面,在接收到电源10的停止指令的情况下步骤S108:“是”,本控制结束。接着,对车辆电源装置1中的电源10的充电监视控制的动作的一例进行说明。图4是示出车辆电源装置1中的电源10的充电监视控制的动作例的一例的流程图。图4中的处理是在车辆电源装置1的电源10已进行动作时适当执行的。如图4所示,车辆控制部90判定电源10中的充电电压是否为规定电压以下步骤S201。在判定的结果为电源10中的充电电压大于规定电压的情况下步骤S201,“否”,处理转移到步骤S206。另一方面,在电源10中的充电电压为规定电压以下的情况下步骤S201:“是”,车辆控制部90使继电器100为不连接状态步骤S202。由此来确保车辆控制部90的动作电力。接着,车辆控制部90通知电源10中的充电电压不足步骤S203。此外,在该情况下,向通知部未图示也供给第二DCDC变换器30的输出电力。接着,车辆控制部90判定是否对车辆连接充电插头而进行了电源10的充电开始请求步骤S204。在判定的结果为没有进行电源10的充电开始请求的情况下步骤S204:“否”,重复进行步骤S204的处理。另一方面,在进行了电源10的充电开始请求的情况下步骤S204:“是”,车辆控制部90基于电源10的状态进行充电控制,来对电源10充电。此外,在该情况下,对充电控制所需要的各元件例如充电器控制部也供给第二DCDC变换器30的输出电力。之后,车辆控制部90判定电源10的充电是否已完成步骤S205。在判定的结果为电源10的充电没有完成的情况下步骤S205:“否”,重复进行步骤S205的处理。另一方面,在电源10的充电已完成的情况下步骤S205:“是”,车辆控制部90判定是否接收到电源10的停止指令步骤S206。在判定的结果为没有接收到电源10的停止指令的情况下步骤S206:“否”,处理返回到步骤S201。另一方面,在接收到电源10的停止指令的情况下步骤S206:“是”,本控制结束。根据如以上那样构成的本实施方式,能够通过第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30中的至少一方来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力。因此,即使第一DCDC变换器20和第二DCDC变换器30中的任意一方发生故障也能够使DCDC控制部80和车辆控制部90进行动作。另外,由于能够在动作开始时通过第二DCDC变换器30来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力,因此不需要设置辅机电池。因此,在本实施方式中,不使用辅机电池而能够提高作为车辆电源装置1的可靠性。另外,通过设置第一二极管40,来防止电流从阴极侧逆流到阳极侧、也就是第一DCDC变换器20侧。因此,能够防止第二DCDC变换器30的输出电压对第一DCDC变换器20向低电压负载3的电力供给造成不良影响。另外,通过使第一DCDC变换器20的输出电压大于第二DCDC变换器30的输出电压,由此在第一DCDC变换器20进行动作的过程中,第一DCDC变换器20的输出电压被优先用于向DCDC控制部80和车辆控制部90的电力供给。因此,在第一DCDC变换器20进行动作的过程中,能够提高电力供给效率。另外,能够通过第二DCDC变换器30来向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力。因此,能够不需要设置用于向DCDC控制部80和车辆控制部90供给电力的辅机电池。另外,在电源10的充电电压为规定电压以下的情况下,使继电器100为不连接状态,因此在电源10的放电容量减小了的情况下,不再向高电压负载2和低电压负载3供给电力,从而确保用于进行电源10的充电控制的电力。由于以第三电压进行动作的车辆控制部90的消耗电力与高电压负载2和低电压负载3相比非常低,因此能够在电源10完全停止之前利用车辆控制部90进行充电控制。此外,在上述实施方式中,设置有第一二极管40和第二二极管50,但是本公开不限定于此,也可以不设置第一二极管40和第二二极管50。除此之外,上述实施方式都只是示出了实施本公开时的具体化的一例,不应解释为本公开的技术范围被这些实施方式所限定。即,在不脱离本公开的宗旨或本公开的主要特征的情况下,本公开能够以各种形式来实施。产业上的可利用性由于本公开的车辆电源装置具有高可靠性,因此不需要使用辅机电池。因此,作为被要求高可靠性的车辆用的电源装置是有用的。附图标记说明1:车辆电源装置;2:高电压负载;3:低电压负载;10:电源;20:第一DCDC变换器;30:第二DCDC变换器;40:第一二极管;50:第二二极管;60:第三DCDC变换器;70:第四DCDC变换器;80:DCDC控制部;90:车辆控制部;100:继电器。

权利要求:1.一种车辆电源装置,具备:第一DCDC变换器,其将从电源输出的电压进行电压变换并供给到第一负载;DCDC控制部,其对所述第一DCDC变换器的动作进行控制;第二DCDC变换器,其从所述电源接受电力来进行动作,将从所述电源输出的所述电压进行电压变换并供给到所述DCDC控制部;以及车辆控制部,其通过被供给所述第一DCDC变换器的输出电压和所述第二DCDC变换器的输出电压,来控制所述DCDC控制部和所述第一负载。2.根据权利要求1所述的车辆电源装置,其特征在于,还具备二极管,该二极管具有与所述第一DCDC变换器连接的阳极和与所述车辆控制部连接的阴极。3.根据权利要求1或2所述的车辆电源装置,其特征在于,所述第一DCDC变换器的输出电压比所述第二DCDC变换器的输出电压大。4.根据权利要求1~3中的任一项所述的车辆电源装置,其特征在于,还具备继电器,该继电器能够将所述电源与所述第一DCDC变换器切换为连接状态和不连接状态中的任一种状态,所述第二DCDC变换器以与所述继电器和所述第一DCDC变换器并联的方式连接于所述电源。5.根据权利要求4所述的车辆电源装置,其特征在于,在所述电源的充电电压为规定电压以下的情况下,所述车辆控制部使所述继电器为不连接状态。6.根据权利要求4或5所述的车辆电源装置,其特征在于,设置有第二负载,该第二负载以与所述第一DCDC变换器并联的方式连接于所述继电器。

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