CN102347628A - 车辆用的电源装置 - Google Patents

车辆用的电源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102347628A
CN102347628A CN2011102003034A CN201110200303A CN102347628A CN 102347628 A CN102347628 A CN 102347628A CN 2011102003034 A CN2011102003034 A CN 2011102003034A CN 201110200303 A CN201110200303 A CN 201110200303A CN 102347628 A CN102347628 A CN 102347628A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
capacitor
battery
precharge
circuit
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.)
Pending
Application number
CN2011102003034A
Other languages
English (en)
Inventor
中野慎也
汤乡政树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN102347628A publication Critical patent/CN102347628A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/20—Inrush current reduction, i.e. avoiding high currents when connecting the battery
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

本发明的车辆用的电源装置具备：行驶用电池(11)，其将多个电池单元(10)连接而成；输出开关(2)，其连接于行驶用电池(1)的输出侧；和预充电电路，其对连接于车辆侧的电容器(21)进行预备充电，在用预充电电路对电容器(21)进行了预备充电的状态下，将输出开关(2)切换为接通来对车辆侧提供电力。预充电电路(3)具备：多个预充电开关(4)，其将多个电池单元的连接点与电容器连接；和控制电路(5)，其对多个预充电开关进行接通断开控制，控制电路从与低电压的连接点连接的预充电开关向着与高电压的连接点连接的预充电开关依次切换为接通来进行预充电。由此，不使用大容量的预充电电阻和预充电开关也可快速对电容器进行充电。

Description

车辆用的电源装置
技术领域
本发明涉及将使车辆行驶的行驶用电池经由输出开关与车辆侧连接的电源装置，特别涉及具有在将输出开关切换为接通之前，对连接于车辆侧的大容量的电容器进行预备充电的预充电电路的车辆用电源装置。
背景技术
车辆用的电源装置，如图1所示，在将多个电池单元80串联连接而成的行驶用电池91的输出侧连接有输出开关的接触器92。该电源装置将接触器92切换为接通来将行驶用电池91与车辆侧连接。接触器92在不使用车辆的状态、例如将汽车的点火开关(未图示)断开的状态下被切换为断开。此外，在汽车碰撞时等也将接触器92断开来切断输出从而提高安全性。并且，图示的电源装置为了在防止各个电池单元80的过充电或过放电的同时对充放电进行控制，而具备检测各电池单元80的电压的电压检测电路98。行驶用电池91将多个电池单元80的连接点81经由连接检测开关84而成的电压检测线路99连接于电压检测电路98。电压检测电路98将该检测开关84切换为接通，根据输入的连接点81的电压来检测各个电池单元80的电压。
与行驶用电池91连接的车辆侧，将大静电容量的电容器21与负载20并联连接。这是为了瞬间输出较大的功率。该电容器21用行驶用电池91进行充电。因为电容器21的静电电容较大，所以完全被放电后的电容器21的充电电流变得非常大。因此，若在不对电容器21进行充电的状态下将接触器92切换为接通，则从行驶用电池91流过瞬间极大的充电电流，导致将接触器92的可动接点和固定接点熔敷等的损伤。若接点熔敷，则接触器92无法切换为断开，从而无法将行驶用电池91从负载20切断。为了防止该弊病，图1所示的车辆用的电源装置设有在将接触器92切换为接通之前用较小的充电电流对电容器21进行预充电的预充电电路93。
预充电电路93是预充电电阻97和预充电开关94的串联电路，与接触器92的接点并联连接。在将作为输出开关的接触器92切换为接通之前，该预充电电路93将预充电开关94切换为接通，来对电容器21进行预充电。预充电电路93能够在用预充电电阻97来限制进行预充电的电流的同时，对电容器21进行预充电。
预充电电路93尽量在短时间对电容器21进行预充电是很重要的。这是因为预充电所需的时间越短，则越能够缩短从将点火开关切换为接通到车辆能够行驶为止的时间。预充电电路虽然通过减小预充电电阻的电阻值能够缩短电容器的充电时间，但在使用了电阻值较小的预充电阻的情况下，流过较大的电流从而焦耳热变大。因此，预充电电阻使用了电阻值较小并且为了容许较大的焦耳热而额定功率较大的电阻器。因此，预充电电阻器自身的容量成为大容量。作为该预充电电阻，一般使用水泥电阻。并且，在使用了具有较小的电阻值的预充电电阻的情况下，预充电电流变得比较大，因此预充电开关也需要使用大电流用的开关。因此，现有的电源装置存在如下问题点：需要确保用于配置构成预充电电路的大容量的预充电电阻和大电流用的预充电开关的较大的空间，从而无法省空间地进行配置。此外，还存在如下问题点：因为使用大容量的预充电电阻和大电流用的预充电开关，所以预充电电路的部件成本较高，而且发热也变大。
为了消除以上缺点，开发了一种电源装置，其用DC/DC转换器逐步提高区别于使车辆行驶的电池而设置的车载用电池的输出，来对电容器进行充电。(参照专利文献1)
专利文献1：JP特开2009-153245号公报
专利文献1所记载的电源装置，对DC/DC转换器的输出电压进行控制，逐步提高对电容器进行充电的电压来进行充电，因此不需要使用大容量的预充电电阻和预充电开关。但是，该电源装置存在如下缺点：电容器的预充电需要复杂电路结构的DC/DC转换器。此外，该电源装置为了对电容器进行预充电，除了DC/DC转换器之外还需要专用的电池。进而，还需要用于对该电池进行充电的充电电路，从而电路结构变得更加复杂。该缺点通过并用搭载于车辆的电装用的电池能够消除。但是，用电装用的电池来对电容器进行预充电的电路结构，会将高电压的行驶用电池的接地线连接于底盘接地(chassis earth)，从而无法将行驶用电池从底盘接地绝缘。混合动力汽车或电动汽车将高电压的行驶用电池从车辆的底盘接地绝缘从而提高了安全性。用电装用电池来对电容器进行预充电的电源装置需要连接电装用电池和行驶用电池的负极侧。因为将电装用电池与车辆的底盘接地连接，所以行驶用电池的负极侧也与底盘接地连接。
发明内容
本发明为了解决以上的缺点而开发。本发明的重要目的在于，提供一种车辆用的电源装置，其能够不使用大容量的预充电电阻和预充电开关地快速对电容器进行预充电，并且能够在将行驶用电池从底盘接地绝缘的状态下对电容器进行预充电。
本发明的车辆用的电源装置具备：行驶用电池1，其将多个电池单元10串联连接而成；输出开关2，其连接于该行驶用电池1的输出侧；和预充电电路3、33，其对从行驶用电池1提供电力的车辆侧连接的电容器21进行预备充电。车辆用的电源装置在用预充电电路3、33对电容器21进行了预备充电的状态下，将输出开关2切换为接通来从行驶用电池1向车辆侧提供电力。预充电电路3、33具备：多个预充电开关4、34，其将多个电池单元10的连接点11与电容器21连接来进行预充电；和控制电路5、35，其对多个预充电开关4、34进行接通断开控制，控制电路5、35从与低电压的连接点11连接的预充电开关4、34向着与高电压的连接点11连接的预充电开关4、34依次切换为接通来对电容器21进行预充电。
以上的车辆用的电源装置能够不使用大容量的预充电电阻和预充电开关地快速对电容器进行预充电。此外，还具有能够在将高电压的行驶用电池从底盘接地绝缘的状态下对电容器进行预充电的特征。这是因为将构成了行驶用电池的电池单元的连接点从低电压侧逐渐连接于高电压侧来对电容器进行充电。
本发明的车辆用的电源装置具备电压检测电路8、38，其对行驶用电池1的电池单元10的电压进行检测，该电压检测电路8、38将对电池单元10的电压进行检测的检测开关14切换为接通来与电压输入侧连接。此外，通过将该检测开关14与电容器连接，能够将检测开关14并用作预充电开关4、34。
以上的车辆用的电源装置将为了检测电池单元的电压而设置的开关并用作预充电开关，因此能够不设置专用的预充电开关，并且能够以简单的电路结构来对电容器进行预充电。
本发明的车辆用的电源装置可以将预充电开关4、34经由预充电电阻7、37与电容器21连接。
以上的电源装置能够在限制流过预充电开关的电流的同时对电容器进行预充电。这是因为能够用预充电电阻来限制预充电开关的电流。该电源装置需要预充电电阻，但因为能够减小预充电电阻的电压降来对电容器进行预充电，所以能够用预充电电阻的容量即W数较小的预充电电阻来对电容器进行预充电。
本发明的车辆用的电源装置可以将二极管6串联连接于预充电开关4。
以上的电源装置能够经由预充电开关使行驶用电池的电池单元不短路地、安全地对电容器进行预充电。
本发明的车辆用的电源装置，控制电路5、35可以对电容器21的电压进行检测来将预充电开关4、34切换为接通，或者用计时器18来将预充电开关4切换为接通。
如上那样，对电容器的电压进行检测并对预充电开关进行控制来对电容器进行预充电的电源装置能够快速地对电容器进行预充电。此外，用计时器控制预充电开关来对电容器进行预充电的电源装置能够以简单的电路结构来对电容器进行预充电。
本发明的车辆用的电源装置可以使预充电开关4、34为半导体开关元件。
作为半导体开关元件的预充电开关，与作为具有机械接点的开关的接触器等相比能够低成本且省空间地配置，并且还具有能够提高可靠性的特征。此外，因为不存在机械接点那种劣化，所以还具有能够延长寿命的特征。
附图说明
图1是现有的车辆用的电源装置的概要结构图。
图2是本发明的一个实施例所涉及的车辆用的电源装置的概要结构图。
图3是本发明的其他实施例所涉及的车辆用的电源装置的概要结构图。
(符号说明)
1...行驶用电池
2...输出开关
3...预充电电路
4...预充电开关
5...控制电路
6...二极管
7...预充电电阻
8...电压检测电路
9...电压检测线路
10...电压单元
11...连接点
14...检测开关
15...检测电路
16...电容器电压检测开关
17...检测电阻
18...计时器
20...负载
21...电容器
22...电动机
33...预充电电路
34...预充电开关
35...控制电路
36...半导体开关元件
37...预充电电阻
38...电压检测电路
39...电压检测线路
80...电池单元
81...连接点
84...检测开关
91...行驶用电池
92...接触器
93...预充电电路
94...预充电开关
97...预充电电阻
98...电压检测电路
99...电压检测线路
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。其中，以下所示的实施例举例说明了用于将本发明的技术思想具体化的车辆用的电源装置，本发明不将车辆用的电源装置特定为以下实施例。并且，该说明书为了使权利要求书容易理解，而将与实施例所示的部件对应的编号附记于“权利要求书”以及“发明内容”所示的部件。但是，权利要求书所示的部件决不特定为实施例的部件。
图2和图3所示的车辆用的电源装置搭载于混合动力汽车或者电动汽车，对作为负载20而连接的电动机22进行驱动来使车辆行驶。该图的电源装置具备：行驶用电池1；输出开关2，其连接于该行驶用电池1的输出侧，控制向车辆侧的负载20的电力提供；和预充电电路3、33，其在将输出开关2切换为接通之前，对负载20的电容器21进行预充电。
车辆侧的负载20并联连接有大容量的电容器21。在将输出开关2切换为接通的状态下，该电容器21与行驶用电池1一起对负载20提供电力。特别是从电容器21对负载20瞬间提供大电力。因此，通过将电容器21与行驶用电池1并联连接，能够增大可提供给负载20的瞬间电力。能够从电容器21提供给负载20的电力与静电电容成比例，因此该电容器21使用例如4000～6000μF的极大静电电容的电容器。处于放电状态的大电容的电容器21若与输出电压较高的行驶用电池1连接，则瞬间流过极大的充电电流。这是因为电容器21的阻抗非常小。
行驶用电池1对使车辆行驶的电动机22进行驱动。行驶用电池1将多个电池单元10串联连接来提高输出电压，使得能够对电动机20提供大电力。电池单元10使用镍氢电池或锂离子二次电池。其中，二次电池可以使用镍镉电池等能够充电的所有电池。行驶用电池1例如使输出电压高达200～400V，使得能够对电动机22提供大电力。不过，对装备了对电池的电压进行升压后提供给电动机的DC/DC转换器(未图示)的车辆侧的负载提供电力的行驶用电池，也可以降低电池的电压来对电动机提供大电力。该电源装置可以减少串联连接的二次电池的个数，来降低行驶用电池的输出电压。因此，行驶用的电池例如可以使输出电压为100～400V。
预充电电路3、33一边限制电流，一边用行驶用电池1对电容器21进行预充电。在预充电电路3、33对电容器2进行了预充电的状态下，输出开关2被切换为接通，从而行驶用电池1与输出侧的负载20连接。输出开关2被控制电路(未图示)控制，在对电容器21进行了预充电之后被切换为接通状态。输出开关2是对励磁线圈通电来将接点切换为接通的继电器式的接触器或者IGBT等半导体开关元件。
图2和图3的预充电电路3、33具备与电池电源10的连接点11连接的预充电开关4、34、和对该预充电开关4、34进行接通断开控制的控制电路。
预充电开关4、34是将多个电池单元10的连接点11连接于电容器21来对电容器21进行预充电的开关，使用半导体开关元件。半导体开关元件是光电MOS开关或FET。预充电开关4、34以将电池单元10的各个连接点11与电容器21连接的方式连接。半导体开关元件以能够从连接点11向着电容器21流过电流的方式连接。像这样，使预充电开关4、34为半导体开关元件的结构还具有能够以低成本省空间地配置，同时能够提高可靠性的特征。
图2的预充电电路3将二极管6与预充电开关4串联连接。二极管6也在能够从连接点11向着电容器21流过电流的方向上连接。将二极管6与预充电开关4串联连接的预充电电路3，即使同时将多个预充电开关4切换为接通，也不会经由预充电开关4而将电池单元10的连接点11之间短路。因此，该预充电电路3在对电容器21进行预充电的状态下也能够将多个预充电开关4同时保持为接通状态。
图2的预充电电路3经由预充电电阻7将二极管6的输出侧与电容器21连接。预充电电阻7限制流过预充电开关4的电流。图2的预充电电阻7与构成图1所示的使行驶用电池91不通过电压检测线路地连接于电容器21的现有的电源装置的预充电电路93的预充电电阻97相比，能够使用非常小的小容量的、即额定功率较小的电阻。预充电电阻7的额定功率与施加于两端的电压差和电流的积成比例。图2的预充电电阻7通过将预充电开关4依次切换为接通而施加于预充电电阻两端的电压差变小，因此能够减小额定功率和容量。能够减小施加于预充电电阻7的两端的电压差是因为，通过对电容器21进行预充电后随着电压的上升而连接高电压的连接点11，能够减小电容器21和连接点11的电压差。像这样，小容量且额定功率较小的预充电电阻7还具有能够减小电路的空间来省空间地进行配置的特征。并且，不一定需要预充电电阻。这是因为通过减小电容器21和连接点11的电压差，能够将电容器21的预充电流限制得较小。因此，也可以将二极管的输出侧直接连接于电容器来对电容器进行预充电。该结构能够进一步减小电路的空间。
并且，预充电电路33，如图3所示，可以不使用二极管地将连接点11与电容器21连接，来对电容器21进行预充电。该预充电电路33将任意一个预充电开关34接通，将其他所有的预充电开关断开，同时一边从低电压的连接点11切换到高电压的连接点11，一边与电容器21连接来对电容器21进行预充电。
图2的预充电电路3将二极管6的输出侧经由预充电电阻7与电容器21连接，而图3的预充电电路33经由电压检测电路38和预充电电阻37将预充电开关34的输出侧与电容器21连接。该预充电电路33能够利用电压检测电路38的电压检测线路39来对电容器21进行预充电。并且，图3的预充电电路33将半导体开关元件36与预充电电阻37串联连接。该半导体开关元件36在对电容器21进行预充电的定时被切换为接通，在预充电结束的状态下被切换为断开。该预充电电阻37与以往的预充电电阻相比，也能够使用极小的小容量、即额定功率较小的电阻。因此，能够使预充电电阻低成本，同时省空间的进行配置。另外，也可以不设置预充电电阻7、37地对电容器21进行预充电。
图2和图3的电源装置，将预充电开关4、34并用作由电压检测电路8、38对连接点11的电压、即电池单元10的电压进行检测的开关。并且，将对电池单元10的电压进行检测的电压检测线路9、39还并用作对电容器21进行预充电的线路。换言之，将为了对电池单元10的电压进行检测而设置的电路的一部分并用作对电容器21进行预充电的电路。由于该电源装置将对电池单元10的电压进行检测的电路并用于电容器21的预充电，因此能够使电路结构更简单。
将多个电池单元10串联连接来提高输出电压的车辆用的电源装置，在防止各个电池单元10的过充电和过放电的同时对充放电进行控制。这是为了防止过充电或过放电所导致的电池单元10的劣化。电池单元10是一个电池或将多个电池串联连接。锂离子电池由一个电池构成电池单元，镍氢电池或镍镉电池由多个电池构成电池单元。不是以行驶用电池1整体而是以电池单元10为单位来防止过充电和过放电的电源装置，能够防止所有的电池单元10的劣化，从而能够延长行驶用电池1的寿命。换言之，由于具备多个电池单元10而变得高价的行驶用电池1，为了减少劣化从而延长寿命，几乎无例外地对电池10的电压进行检测，从而以电池单元10为单位防止劣化。因此，将对电池单元10的电压进行检测的电路使用于电容器21的预充电的电源装置能够减少为了对电容器21进行预充电而设置的专用的电路，从而能够使对电容器21进行预充电的电路廉价。
预充电开关4、34由控制电路5、35来切换为接通断开，将连接点11依次与电容器21连接。控制电路5、35对预充电开关4、34进行接通断开控制，使得从低电压的连接点11向着高电压的连接点11依次与电容器21连接，来对电容器21进行预充电。对电池单元10的电压进行检测的检测开关14由内置于电压检测电路8、38的控制电路5、35切换为接通断开。将检测开关14并用作预充电开关4、34的电源装置，可以将对检测开关14进行接通断开控制的控制电路5、35，用作预充电开关4、34的控制电路。不过，虽未作图示，但可以不将检测开关并用作预充电开关而设置专用的半导体开关元件。此外，对预充电开关进行控制的控制电路也可以不内置于电压检测电路而专用地设置。
控制电路5、35检测电容器21的电压，并将预充电开关4、34依次切换为接通，或者用计时器18来将预充电开关4依次切换为接通。检测电容器21的电压来将预充电开关4切换为接通的预充电电路3、33具备检测电容器21的电压的检测电路15。图2和图3的预充电电路3、33具备进行电容器21的电压的检测、输出开关的继电器的接通断开的检测、或继电器的溶敷检测的检测电路15。该检测电路15由电容器电压检测开关16和检测电阻17的串联电路构成。不过，不一定需要设置该检测电路15，可以将半导体开关元件36和预充电电阻37并用作检测电路15。该预充电电路3、33由控制电路5、35来检测电容器21的电压，并将预充电开关4、34依次切换为接通。若电容器21的电压和连接点11的电压差成为设定值，则该控制电路5、35将预充电开关4、34依次切换为接通，来对电容器21进行预充电。即，依次将高电压的连接点11与电容器21连接来对电容器21进行充电，使得电容器21和连接点11的电压差不小于设定值。
此外，控制电路5，如图2的虚线所示，也可以用计时器18来将预充电开关4依次切换为接通。该控制电路5用计时器18来确定将各个预充电开关4切换为接通的定时。该控制电路5随着电容器21的电压的上升，在确定的定时将电容器21与更高电压的连接点11连接，来对电容器21进行充电。
电容器21被预充电后，将输出开关2切换为接通，将行驶用电池1的输出侧与负载20连接。图2和图3的电源装置仅在行驶用电池1的正极侧连接了输出开关2，但也可以在行驶用电池的正极侧和负极侧都连接输出开关。连接于正极侧和负极侧的输出开关，将两者都切换为接通来将行驶用电池与车辆侧的负载连接。在异常时将正极侧和负极侧这两者的输出开关切换都为断开，来切断电源装置的输出电压。并且，连接于行驶用电池的负极侧的输出开关，在对电容器进行预充电的状态下被切换为接通，正极侧的输出开关，在对电容器进行了预充电之后被切换为接通。

Claims (6)

1.一种车辆用的电源装置，其具备：
行驶用电池(1)，其通过将多个电池单元(10)串联连接而成；
输出开关(2)，其连接于该行驶用电池(1)的输出侧；和
预充电电路(3；33)，其对从所述行驶用电池(1)提供电力的车辆侧连接的电容器(21)进行预备充电，
在用所述预充电电路(3；33)对所述电容器(21)进行了预备充电的状态下，将输出开关(2)切换为接通来从行驶用电池(1)向车辆侧提供电力，
所述预充电电路(3；33)具备：多个预充电开关(4；34)，其将多个电池单元(10)的连接点(11)与电容器(21)连接来进行预充电；和控制电路(5；35)，其对多个预充电开关(4；34)进行接通断开控制，
控制电路(5；35)从与低电压的连接点(11)连接的预充电开关(4；34)开始向着与高电压的连接点(11)连接的预充电开关(4；34)依次切换为接通来对电容器(21)进行预充电。
2.根据权利要求1所述的车辆用的电源装置，其特征在于，
具备电压检测电路(8；38)，其对所述行驶用电池(1)的电池单元(10)的电压进行检测，
该电压检测电路(8；38)将对电池单元(10)的电压进行检测的检测开关(14)连接于输入侧，并将该检测开关(14)并用作预充电开关(4；34)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用的电源装置，其特征在于，
所述预充电开关(4；34)经由预充电电阻(7；37)与电容器(21)连接。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的车辆用的电源装置，其特征在于，
将二极管(6)串联连接于所述预充电开关(4)。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的车辆用的电源装置，其特征在于，
所述控制电路(5；35)对电容器(21)的电压进行检测来将所述预充电开关(4；34)切换为接通或断开，或者用计时器(18)来将所述预充电开关(4)切换为接通或断开。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的车辆用的电源装置，其特征在于，
所述预充电开关(4；34)是半导体开关元件。
CN2011102003034A 2010-07-30 2011-07-18 车辆用的电源装置 Pending CN102347628A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-172808 2010-07-30
JP2010172808A JP2012034515A (ja) 2010-07-30 2010-07-30 車両用の電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102347628A true CN102347628A (zh) 2012-02-08

Family

ID=44925150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102003034A Pending CN102347628A (zh) 2010-07-30 2011-07-18 车辆用的电源装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120025768A1 (zh)
EP (1) EP2413453A2 (zh)
JP (1) JP2012034515A (zh)
KR (1) KR20120012441A (zh)
CN (1) CN102347628A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103158578A (zh) * 2012-09-21 2013-06-19 华晨汽车集团控股有限公司 汽车动力电池高压连接控制***
CN104704589A (zh) * 2012-10-02 2015-06-10 罗伯特·博世有限公司 用于为中间电路电容器充电的电路装置和方法及具有该电路装置的蓄电池和机动车
CN104890525A (zh) * 2014-03-06 2015-09-09 福特全球技术公司 电动车辆驱动***内的电容器预充电以及电容/电阻测量
CN105922873A (zh) * 2016-05-18 2016-09-07 北京新能源汽车股份有限公司 车辆及用于车辆的低压蓄电池的充电控制方法和***
CN106816652A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 电池***及其启动控制方法
CN107204641A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 罗伯特·博世有限公司 用于借助于储能***给耗电器供应电压的电路装置
CN109119708A (zh) * 2018-08-17 2019-01-01 深圳市铭隆动力科技有限公司 一种多功能电池动力***
CN109845108A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 罗伯特·博世有限公司 用于给高压车载电网的中间电路电容预充电的电路装置
CN112928905A (zh) * 2014-02-28 2021-06-08 泰连德国有限公司 预充电开关和功率供应布置及负载连接直流电压源的方法
CN117118038A (zh) * 2023-10-24 2023-11-24 深圳市首航新能源股份有限公司 一种预充电路和电源设备

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5576250B2 (ja) * 2010-11-25 2014-08-20 株式会社デンソー 電圧測定装置
US8941264B2 (en) * 2011-06-20 2015-01-27 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Apparatus for bi-directional power switching in low voltage vehicle power distribution systems
US9166419B2 (en) * 2011-10-31 2015-10-20 Robert Bosch Gmbh Intelligent charging and discharging system for parallel configuration of series cells with semiconductor switching
US9302912B2 (en) * 2012-03-28 2016-04-05 Mks Instruments, Inc. Compact, configurable power supply for energizing ozone-producing cells
US8602140B2 (en) * 2012-04-02 2013-12-10 Curtis Instruments, Inc. Motor controller with integrated safety function to eliminate requirement for external contactor
JP5768780B2 (ja) * 2012-08-07 2015-08-26 株式会社豊田自動織機 蓄電装置モジュール用制御装置
US9194357B2 (en) * 2012-11-19 2015-11-24 Yung-Sheng Huang Method for jump starting a vehicle
FR3000626B1 (fr) * 2013-01-02 2015-02-27 Renault Sa Systeme comprenant une batterie formee de modules de batterie, et procede de connexion ou de deconnexion d'un module de batterie correspondant
US10003293B2 (en) 2013-03-15 2018-06-19 Andrew John Bartlik Portable motor drive system
FR3007227B1 (fr) 2013-06-18 2015-06-05 Renault Sa Procede de gestion d'une charge alimentee par un convertisseur lui-meme alimente par une batterie, et systeme correspondant
DE102013215572A1 (de) * 2013-08-07 2015-02-12 Robert Bosch Gmbh Elektrische Energiespeichervorrichtung und Verfahren zum Hochfahren der Spannung an deren Anschlüssen
US9236729B2 (en) * 2013-08-15 2016-01-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Anti-arcing circuit
US9925878B2 (en) 2013-09-26 2018-03-27 Ford Global Technologies, Llc Bus pre-charge control using a buck converter
US9802558B2 (en) * 2013-09-27 2017-10-31 GM Global Technology Operations LLC Distributed vehicle battery high-voltage bus systems and methods
KR101684736B1 (ko) * 2014-08-21 2016-12-08 에스케이이노베이션 주식회사 전력 소모를 최소화한 과충전 방지 장치
CN106143171A (zh) 2015-03-31 2016-11-23 通用电气公司 多源能量存储***及能量管理控制方法
CN106143170B (zh) 2015-03-31 2020-11-17 通用电气公司 具有增程器的能量存储***及能量管理控制方法
KR102436418B1 (ko) * 2015-07-02 2022-08-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 전류 측정 방법
DE102015117744A1 (de) * 2015-10-19 2017-04-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriesystem
KR102511224B1 (ko) * 2015-11-05 2023-03-17 삼성전자주식회사 배터리 전류량을 측정하는 퓨얼 게이지 시스템 및 이를 포함하는 휴대용 전자장치
US9977065B2 (en) 2016-05-03 2018-05-22 Lear Corporation Apparatus and method for performing high voltage impedance analysis and short circuit diagnosis for a vehicle
KR20180005008A (ko) * 2016-07-05 2018-01-15 현대자동차주식회사 환경차량용 배터리 과충전 방지장치
JP7003394B2 (ja) * 2016-09-06 2022-01-20 株式会社村田製作所 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP6797656B2 (ja) * 2016-12-09 2020-12-09 矢崎総業株式会社 差電圧測定装置
KR102371194B1 (ko) * 2017-04-07 2022-03-07 삼성에스디아이 주식회사 차량 구동용 전력 공급 시스템
JP6545230B2 (ja) * 2017-08-31 2019-07-17 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
JP6554151B2 (ja) * 2017-08-31 2019-07-31 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
US10693300B2 (en) * 2017-12-28 2020-06-23 Saft America Stepwise battery module precharge and post-discharge of high voltage battery systems
JP7160431B2 (ja) * 2018-03-29 2022-10-25 株式会社豊田中央研究所 電力伝送システム及びその制御方法
KR101994183B1 (ko) * 2018-04-04 2019-09-30 주식회사 만도 마일드 하이브리드 차량의 프리차지 제어장치 및 그 방법
JP7060435B2 (ja) * 2018-04-19 2022-04-26 Fdk株式会社 故障検知機能付き充電器、及び故障検知方法
DE102018214772A1 (de) 2018-08-30 2020-03-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs
JP7108962B2 (ja) * 2018-12-03 2022-07-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のバックアップ電源制御装置及び車載用のバックアップ電源装置
CN112039049A (zh) * 2019-06-04 2020-12-04 凹凸电子（武汉）有限公司 一种供电***及供电方法
KR20210012556A (ko) 2019-07-25 2021-02-03 삼성에스디아이 주식회사 전원공급장치의 제어방법
TWI722788B (zh) * 2020-02-03 2021-03-21 茂達電子股份有限公司 具電源管理機制的斷電預防系統及方法
EP4199285A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-21 Airbus S.A.S. Circuit breaker with pre-charging and current limiting functions, method of operating same, power supply circuit and aircraft

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI120829B (fi) * 2004-07-12 2010-03-31 Kone Corp Menetelmä ja järjestelmä hissijärjestelmässä tarvittavan energian varastoimiseksi
JP2006280109A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 電気自動車用電圧変換回路
JP4510753B2 (ja) * 2005-12-16 2010-07-28 パナソニックＥｖエナジー株式会社 電源装置、及びその制御方法
JP4277884B2 (ja) * 2006-07-31 2009-06-10 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
JP4699399B2 (ja) * 2007-02-06 2011-06-08 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電源装置
JP2009148073A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Mazda Motor Corp バッテリの充電方法および充電装置
JP5092730B2 (ja) 2007-12-19 2012-12-05 マツダ株式会社 バッテリの充電方法および充電制御装置
JP5675045B2 (ja) * 2008-11-26 2015-02-25 三洋電機株式会社 バッテリシステム
JP5624333B2 (ja) * 2009-03-31 2014-11-12 プライムアースＥｖエナジー株式会社 二次電池の制御装置及びマップの補正方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103158578A (zh) * 2012-09-21 2013-06-19 华晨汽车集团控股有限公司 汽车动力电池高压连接控制***
CN104704589A (zh) * 2012-10-02 2015-06-10 罗伯特·博世有限公司 用于为中间电路电容器充电的电路装置和方法及具有该电路装置的蓄电池和机动车
US9997938B2 (en) 2012-10-02 2018-06-12 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement and a method for charging a dc link capacitor, as well as a battery and motor vehicle comprising such a circuit arrangement
CN112928905A (zh) * 2014-02-28 2021-06-08 泰连德国有限公司 预充电开关和功率供应布置及负载连接直流电压源的方法
CN104890525B (zh) * 2014-03-06 2019-06-11 福特全球技术公司 电动车辆驱动***内的电容器预充电以及电容/电阻测量
CN104890525A (zh) * 2014-03-06 2015-09-09 福特全球技术公司 电动车辆驱动***内的电容器预充电以及电容/电阻测量
CN106816652A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 电池***及其启动控制方法
CN107204641A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 罗伯特·博世有限公司 用于借助于储能***给耗电器供应电压的电路装置
CN105922873B (zh) * 2016-05-18 2018-05-04 北京新能源汽车股份有限公司 车辆及用于车辆的低压蓄电池的充电控制方法和***
CN105922873A (zh) * 2016-05-18 2016-09-07 北京新能源汽车股份有限公司 车辆及用于车辆的低压蓄电池的充电控制方法和***
CN109845108A (zh) * 2016-10-17 2019-06-04 罗伯特·博世有限公司 用于给高压车载电网的中间电路电容预充电的电路装置
CN109845108B (zh) * 2016-10-17 2023-05-30 罗伯特·博世有限公司 用于给高压车载电网的中间电路电容预充电的电路装置
CN109119708A (zh) * 2018-08-17 2019-01-01 深圳市铭隆动力科技有限公司 一种多功能电池动力***
CN117118038A (zh) * 2023-10-24 2023-11-24 深圳市首航新能源股份有限公司 一种预充电路和电源设备
CN117118038B (zh) * 2023-10-24 2024-02-23 深圳市首航新能源股份有限公司 一种预充电路和电源设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP2413453A2 (en) 2012-02-01
JP2012034515A (ja) 2012-02-16
KR20120012441A (ko) 2012-02-09
US20120025768A1 (en) 2012-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102347628A (zh) 车辆用的电源装置
CN101740839B (zh) 电池***
CN101145686B (zh) 电动工具
CN103119822B (zh) 蓄电***以及蓄电***的控制方法
JP5865013B2 (ja) 車両用の電源装置及びこの電源装置を備える車両
JP5575506B2 (ja) 車両用電源装置及びこの電源装置を備える車両
CN103779620B (zh) 蓄电***
CN203005132U (zh) 电动汽车电机控制器预充电电路***
CN102035226A (zh) 车辆用电源装置及具备该装置的车辆、车辆用电源装置的容量均匀化方法
CN103181053B (zh) 蓄电***
EP2368749A2 (en) Power supply device having precharging function
CN203401978U (zh) 电动汽车高压负载充放电安全电路
CN102934316A (zh) 电池***以及电池***的控制方法
CN102104261A (zh) 电源装置及具备该电源装置的车辆
WO2011148926A1 (ja) 電源装置
CN102975630A (zh) 车辆用的电源装置和具备该电源装置的车辆
JP2014110685A (ja) 蓄電システム
CN104823347A (zh) 蓄电***
KR101610921B1 (ko) 선택적 스위칭을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
CN103779626A (zh) 蓄电***和用于蓄电***的控制方法
JPWO2012043590A1 (ja) 電源装置
JP2012182892A (ja) 電源装置
JP2012202723A (ja) 電源装置
CN102859835A (zh) 电源装置
JP2019110648A (ja) 切換装置、それを備える電力ユニットおよびそれを備える電力システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120208