CN103204074A - 车载电源设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种车载电源设备，其更换过电流流到电负载时熔断的熔断器的可作业性良好。设置有具有电流检测功能的电池选择器开关(51)、具有电流检测功能的主继电器(52)、用于旁通所述电池选择器开关(51)的旁路继电器(54)和当过电流流到第二电负载(35)时熔断的旁路熔断器(53)。旁路熔断器(53)布置在用于容纳第二电源(34)的外壳(58)的外部，旁路熔断器(53)和第二电源(34)串联连接，并且当电池选择器开关(51)和主继电器(52)检测到的电流等于或大于预定值时，电池选择器开关(51)和主继电器(52)断开，并且旁路继电器(54)闭合。

Description

车载电源设备
技术领域
本发明涉及包括用于向至少一个电负载供电的两个电源和如果过电流流过电负载则熔断的熔断器的车载电源设备。
背景技术
图7是示出具有传统车载电源设备的怠速停止***的框图。如该图中所示，怠速停止控制器1输入来自车速传感器2、怠速停止禁止开关3、制动开关4、制动压力传感器5、发动机水温传感器6、发动机罩开关7、安全带开关8、驾驶者座位门开关9、变速箱挡位传感器10、加速踏板开度传感器(accel opening sensor)11、第一电源的电池温度传感器12、第一电源的电池电流传感器13以及第一电源的电池电压传感器14的信号，其中第一电源是铅电池。怠速停止控制器1还输入来自作为第二电池的第二电源的电池管理单元15的第二电源充电状态和温度的信号，并且控制电池管理单元15。此外，怠速停止控制器1控制发动机控制器16、驻坡阀19、油泵20、指示器21和启动器22。此外，发动机控制器16控制喷油器17和交流发电机18。具有第一电源和第二电源的该车载电源设备向怠速停止控制器1供电。此外，怠速停止控制器1监视第一电源和第二电源的状态，并且判断怠速停止是否可能。
图8示出该传统车载电源设备的电源***。如该图中所示，第一电负载31、作为铅电池的第一电源32、交流发电机33、作为第二电池的第二电源34和第二电负载35并联连接。第一熔断器36连接在第一电负载31和第一电源32之间。第二熔断器37连接在第一电负载32和交流发电机33之间。第三熔断器38和电池选择器开关(SW)39串联连接在交流发电机33和第二电源34之间。第四熔断器40连接在第二电源34和第二电负载35之间。常闭类型的旁路继电器41并联连接到电池选择器开关39。主继电器42连接在第二电源34和第四熔断器40(第二电负载35)之间。电池包43包括第二电源34、电池选择器开关39、第四熔断器40、旁路继电器41和主继电器42。第二电源34、电池选择器开关39、第四熔断器40、旁路继电器41和主继电器42容纳在电池包43的外壳44中。
将参照图9说明图8中所示的车载电源设备的操作。
在操作1中，电池选择器开关39接通(ON(接通))，旁路继电器41开断(OPEN(开断))，并且主继电器42断开(OFF(断开))。在此状态下，第一电源32、交流发电机33和第二电负载35连接，但是第二电源34和交流发电机33没有连接。例如，当希望在启动发动机之后马上对第一电源32充电时，或者当交流发电机33处于非发电状态，并且只从第一电源32向第一电负载31和第二电负载35供电时，改变到该状态。
在操作2中，电池选择器开关39接通(ON(接通))，旁路继电器41开断(OPEN(开断))，并且主继电器42接通(ON(接通))。在此状态下，第一电源32、交流发电机33、第二电源34和第二电负载35连接。当在再生减速等期间将交流发电机33产生的电能存储在第二电源34中时改变到该状态。
在操作3中，电池选择器开关39断开(OFF(断开))，旁路继电器41开断(OPEN(开断))，并且主继电器42接通(ON(接通))。在此状态下，第一电负载31、第一电源32和交流发电机33连接，并且第二电源34和第二电负载35连接。因此，存储在第二电源34中的电能可被提供给第二电负载35。当希望只从第二电源34向第二电负载35供电时，改变到该状态，从而减小交流发电机33上的发电负载，并且改善正常行驶或怠速停止期间的燃料消耗。
在操作4中，电池选择器开关39断开(OFF(断开))，旁路继电器41闭合(CLOSE(闭合))，并且主继电器42断开(OFF(断开))。在此状态下，第一电负载31、第一电源32、交流发电机33和第二电负载35连接。注意，第一电负载31、第一电源32和交流发电机33经由旁路继电器41连接到第二电负载35。当点火开关(SW)断开等时从第一电源32向第二电负载35提供暗电流时改变到该状态。当电池包43变得异常时改变到该状态。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]JP2011-15516A
[专利文献2]JP2011-78147A
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于图10中所示的这种车载电源设备，当用于连接电池包43的输出单元和第二电负载35的电线(线束)接触车体等并且短路时，第四熔断器40熔断。也就是说，在上文给出的操作1的情况下，电力从第一电源32经由电池选择器开关39提供给第二电负载35，并且如果在此情况下短路，则如线a表示的，大电流从第一电源32流向短路部分A，然后第四熔断器40熔断。此外，在上文给出的操作3的情况下，电力从第二电源34经由主继电器42提供给第二电负载35。如果在此情况下短路，则如线b表示的，大电流从第二电源34流向短路部分A，然后第四熔断器40熔断。此外，在上文给出的操作4的情况下，当点火开关(SW)断开时，电力从第一电源32经由旁路继电器41提供给第二电负载35。如果在此情况下短路，则如线c表示的，大电流从第一电源32流向短路部分A，然后第四熔断器40熔断。
当使用这种车载电源设备作为怠速停止***的电源时，在电池包43的外壳44中设置有第四熔断器40，用于保护连接第二电源34和第二电负载35的电线。因此，为了更换熔断的第四熔断器40，必须移去外壳44的盖，以去除第四熔断器40，并且存在它将接触第二电源34的可能性。此外，根据电池包43在车内的设置位置，存在不可能更换第四熔断器40的情况。因此，更换当过电流流到第二电负载35时熔断的第四熔断器40的可作业性不好。
注意，当电池包43的第四熔断器40可能被制成为从起始就不可更换时，在此情况下，当第四熔断器40熔断时，需要更换电池包43本身，这导致再供给和维护的成本增加。
此外，如图11中所示，当在连接电池包43的输出单元和第二电负载35的电线上设置了第四熔断器40a时，在此情况下，需要在电池包43附近设置专用的熔断器插座，从而增加了成本。
此外，如图12中所示，当连接第四熔断器40a和第二电负载35的电线短路时，第四熔断器40的熔断防止了大电流从第一电源32、交流发电机33或第二电源34流到短路部分B。然而，当连接电池包43的输出单元和第四熔断器40a的电线短路时，不能防止大电流从第一电源32、交流发电机33或第二电源34流向短路部分C，从而可能引起电池包43的电线或基底出故障。
注意，当在再生减速期间对第二电源34快速充电时，大电流必须从交流发电机33流到第二电源34，因此设置在交流发电机33和电池包43的输入单元之间的第三熔断器38的熔断器电容增大。因此，如图13中所示，当连接电池包43的输出单元和第二电负载35的电线短路时，在没有设置第四熔断器的情况下，大电流从交流发电机33流向短路部分D，从而可能引起电池包43的电线或基底出故障。
本发明被设计以解决上述问题，本发明的目的是提供一种更换当过电流流到电负载时熔断的熔断器的可作业性良好的车载电源设备。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一方面特征在于一种车载电源设备，其包括：第一电源和第二电源，其用于向至少一个电负载供电；第一分合开关，其设置在所述电负载和所述第一电源之间的馈线上；第二分合开关，其设置在所述电负载和所述第二电源之间的馈线上；旁路开关，其用于旁通所述第一分合开关；以及熔断器，其当过电流流到所述电负载时熔断。所述车载电源设备进一步包括用于检测流到所述电负载的电流的电流检测器。所述熔断器布置在用于容纳所述第二电源设备的外壳的外部，所述熔断器和所述旁路开关串联连接，并且当所述电流检测器检测到的电流等于或大于预定值时，所述第一分合开关和所述第二分合开关断开并且所述旁路开关接通。
此外，本发明的一方面特征在于所述旁路开关布置在所述外壳的外部。
此外，本发明的一方面特征在于所述电流检测器包括用于检测流到所述第一分合开关的电流的第一电流检测器和用于检测流到所述第二分合开关的电流的第二电流检测器，并且当所述第一电流检测器检测到的电流和所述第二电流检测器检测到的电流的总和等于或大于预定值时，所述第一分合开关和所述第二分合开关断开并且所述旁路开关接通。
此外，本发明的一方面特征在于所述第一电流检测器设置在所述第一分合开关内，并且所述第二电流检测器设置在所述第二分合开关内。
发明效果
根据本发明的车载电源设备，由于当过电流流到电负载时熔断的熔断器布置在外壳外部，所以更换熔断器的可作业性良好。
附图说明
图1示出根据本发明一实施方式的车载电源设备的电源***；
图2是用于说明图1中所示的车载电源设备的操作的流程图；
图3是用于说明图1中所示的车载电源设备的操作的图；
图4是用于说明图1中所示的车载电源设备的操作的时序图；
图5是用于说明图1中所示的车载电源设备的操作的时序图；
图6示出根据本发明一实施方式的车载电源设备的电源***；
图7是示出具有传统车载电源设备的怠速停止***的框图；
图8示出传统车载电源设备的电源***；
图9是用于说明图8中所示的车载电源设备的操作的时序图；
图10是用于说明图8中所示的车载电源设备的操作的图；
图11示出传统车载电源设备的电源***；
图12是用于说明图11中所示的车载电源设备的操作的图；
图13示出传统车载电源设备的电源***。
附图标记说明
31第一电负载
32第一电源
33交流发电机
34第二电源
35第二电负载
51电池选择器开关
52主继电器
53旁路熔断器
54旁路继电器
57电池包
58外壳
61旁路熔断器
62旁路继电器
64电池包
65外壳
具体实施方式
第一实施方式
将参照图1描述根据本发明一实施方式的车载电源设备。
第一电负载31、第一电源32、交流发电机33、第二电源34和第二电负载35并联连接，并且设置有第一至第三熔断器36至38。具有电流检测功能的电池选择器开关(SW)51与在交流发电机33和第二电源34之间的第三熔断器38串联连接。也就是说，电池选择器开关51(第一分合开关)设置在第二电负载35和第一电源32之间的馈线上。具有电流检测功能的主继电器52连接在第二电负载35和第二电源34之间。也就是说，主继电器52(第二分合开关)设置在第二电负载35和第二电源34之间的馈线上。布置有旁路电路56，旁路电路56连接第二熔断器37和第三熔断器38并且还连接电池包57的输出单元和第二电负载35。常闭类型的旁路继电器54和旁路熔断器53串联连接到旁路电路56。也就是说，旁路继电器54旁通电池选择器开关51。设置有用于驱动旁路继电器54的驱动电路55。当过电流流到第二电负载35时旁路熔断器53熔断。电池包57包括第二电源34、电池选择器开关51、主继电器52和驱动电路55。第二电源34、电池选择器开关51、主继电器52和驱动电路55容纳在电池包57的外壳58中。旁路熔断器53和旁路继电器54布置在外壳58的外部。
将参照图2描述图1中所示的车载电源设备的操作。
当点火开关(SW)接通时，设置在电池包57内部的电池管理单元(未示出)将电池选择器开关51检测到的电流值与主继电器52检测到的电流值相加，以计算总电流值It。如果总电流值It小于预定值Id，则进行正常操作。反之，如果总电流值It等于或大于预定值Id，则确定已经发生短路，然后进行短路处理。也就是说，电池选择器开关51和主继电器52断开，并且旁路继电器54闭合。还要注意，当电池包57异常时，并且点火开关断开时，电池选择器开关51和主继电器52断开，并且旁路继电器54闭合(接通)。
利用该车载电源设备，如上文的操作1中，如果连接电池包57的输出单元与第二电负载35的电线已经短路，如图3中所示，在电力正从第一电源32提供给第二电负载35的同时，流到电池选择器开关51的电流增大，并且总电流值It变为等于或大于预定值Id，如图4中所示。因此，电池选择器开关51断开并且旁路继电器54闭合，从而旁路熔断器53熔断。结果，可以防止大电流从第一电源32流向短路部分E。因此，电池包57的电线和基底不会发生故障。
此外，如上文的操作3中，如果连接电池包57的输出单元和第二电负载35的电线短路，如图3中所示，在电力正从第二电源34提供给第二电负载35的同时，流到主继电器52的电流增大，并且总电流It变为等于或大于预定值Id，如图5中所示。因此，主继电器52断开并且旁路继电器54闭合，从而防止大电流从第二电源34流到短路部分E。因此，电池包57的电线和基底不会发生故障。
此外，当在电池包57异常并且点火开关断开的情况下，过电流经由旁路继电器54流动时，旁路熔断器53熔断。
利用这种车载电源设备，由于当过电流流到第二电负载35时熔断的旁路熔断器53布置在外壳58的外部，所以更换旁路熔断器53的可作业性良好。此外，当旁路熔断器53布置在发动机室、车载熔断器盒、继电器盒等中时，旁路熔断器53可被容易地更换。此外，可以自由地确定设置旁路熔断器53的位置，因此可以降低制造成本。由于旁路熔断器53不需要设置在电池包57附近，所以不需要专用的熔断器插座。此外，熔断器不设置在电池包57的输出单元和第二电负载35之间。因此，大电流不会在从电池包57的输出单元延伸到第二电负载35的电线中流过，并且可以避免电池包57的电线和基底出故障。此外，由于旁路继电器54布置在外壳58的外部，所以更换旁路继电器54的可作业性良好。此外，可以使用现有的旁路熔断器53和旁路继电器54，因此可以降低制造成本。
即使在旁路熔断器53已经熔断的状态下，电力也可以经由电池选择器开关51提供给第二电负载35。因此，如果在点火开关接通时电池选择器开关51接通，假定短路没有被纠正，则电池选择器开关51检测到过电流并且被断开。这防止了大电流流到短路部分。另一方面，当短路被纠正时，电池选择器开关51没有检测到过电流，因此电池选择器开关51保持接通，允许向第二电负载35供电。
由于旁路熔断器53和旁路继电器54布置在外壳58的外部，所以即使当电池包57已经被移去时，也可以经由旁路熔断器53和旁路继电器54向第二电负载35供电。
如果将电池选择器开关51检测到的电流值和主继电器52检测到的电流值加在一起以计算总电流值It，并且总电流值It等于或大于预定值Id，则进行短路处理，因此可以利用简单的配置进行短路处理。此外，由于使用具有电流检测功能的电池选择器开关51和具有电流检测功能的主继电器52，所以可以利用简单的配置检测流到第二电负载的电流。
第二实施例
将参照图6描述根据本发明另一实施方式的车载电源设备。
设置有旁路电路63，旁路电路63连接第二熔断器37和第三熔断器38并且还连接电池选择器开关51和第二电负载35。常闭类型的旁路继电器62和旁路熔断器61串联连接到旁路电路63。也就是说，旁路继电器62旁通电池选择器开关51。电池包64包括第二电源34、电池选择器开关51、主继电器52和旁路继电器62。第二电源34、电池选择器开关51、主继电器52和旁路继电器62容纳在电池包64的外壳65中。旁路熔断器61布置在外壳65的外部。该配置的其余部分与图1中所示的车载电源设备相同。
利用该车载电源设备，当点火开关接通时，设置在电池包64中的电池管理单元(未示出)计算总电流值It。如果总电流值It小于预定值Id，则进行正常操作。反之，如果总电流值It等于或大于预定值Id，则进行短路处理。也就是说，电池选择器开关51和主继电器52断开，并且旁路继电器62闭合(接通)。还要注意，当电池包64异常时，并且当点火开关断开时，电池选择器开关51和主继电器52断开，并且旁路继电器62闭合。
利用这种车载电源设备，由于过电流流到第二电负载35时熔断的旁路熔断器61布置在外壳65的外部，所以更换旁路熔断器61的可作业性良好。
其它实施方式
注意，在上述实施方式中，采用具有电流检测功能的电池选择器开关51和具有电流检测功能的主继电器52。也就是说，在上述实施方式中，在第一分合开关中设置有用于检测流到第一分合开关(电池选择器开关51)的电流的第一电流检测器，并且在第二分合开关中设置有用于检测流到第二分合开关(主继电器52)的电流的第二电流检测器。换句话说，在第一和第二分合开关中分别设置有用于检测流到电负载(第二电负载35)的电流的第一和第二电流检测器。然而，该第一和第二电流检测器可以设置在第二分合开关的外部。
此外，在上述实施例中，尽管电池选择器开关51被设置作为第一分合开关，但是第一分合开关不局限于电池选择器开关51。此外，在上述实施方式中，尽管主继电器52被设置作为第二分合开关，但是第二分合开关不局限于主继电器52。此外，在上述实施方式中，尽管旁路继电器54被设置作为旁路开关，但是该旁路开关不局限于旁路继电器54。
此外，在上述实施方式中，当总电流值It等于或大于预定值Id时，电池选择器开关51和主继电器52断开，并且旁路继电器54闭合。然而，当电池选择器开关51检测到的电流等于或大于预定值时，电池选择器开关51可被断开并且旁路继电器54可被闭合。当主继电器52检测到的电流等于或大于预定值时，主继电器52可被断开。
本发明不具体局限于详细描述和示出的示例性实施方式，而是包括根据本发明的目的产生相同效果的所有实施方式。此外，本发明不局限于所附权利要求限定的本发明的各方面的组合，并且本发明可以通过所有公开的方面的一些不同的期望组合来获得。

Claims (4)

1.一种车载电源设备，包括：
第一电源和第二电源，其用于向至少一个电负载供电；
第一分合开关，其设置在所述电负载和所述第一电源之间的馈线上；
第二分合开关，其设置在所述电负载和所述第二电源之间的馈线上；
旁路开关，其用于旁通所述第一分合开关；以及熔断器，其当过电流流过所述电负载时熔断，
所述车载电源设备进一步包括：
电流检测器，其用于检测流到所述电负载的电流，其中
所述熔断器布置在用于容纳所述第二电源的外壳的外部，
所述熔断器和所述旁路开关串联连接，并且
当所述电流检测器检测到的电流等于或大于预定值时，所述第一分合开关和所述第二分合开关断开并且所述旁路开关接通。
2.根据权利要求1所述的车载电源设备，其中所述旁路开关布置在所述外壳的外部。
3.根据权利要求1所述的车载电源设备，其中所述电流检测器包括用于检测流到所述第一分合开关的电流的第一电流检测器和用于检测流到所述第二分合开关的电流的第二电流检测器，并且
当所述第一电流检测器检测到的电流和所述第二电流检测器检测到的电流的总和等于或大于预定值时，所述第一分合开关和所述第二分合开关断开并且所述旁路开关接通。
4.根据权利要求3所述的车载电源设备，其中所述第一电流检测器设置在所述第一分合开关内，并且所述第二电流检测器设置在所述第二分合开关内。
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