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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Das im Patentdokument 1 offenbarte Fahrzeugstromversorgungsgerät ist eine Vorrichtung, die ein erstes Energiespeichermittel und ein zweites Energiespeichermittel in Reihe oder parallel miteinander verbinden kann. In diesem Energieversorgungsgerät für ein Fahrzeug schaltet eine Steuereinheit, wenn das erste Energiespeichermittel und das zweite Energiespeichermittel in Reihe mit einem Wechselrichter verbunden sind, ein drittes Schaltmittel ein, um einen Ladewiderstand mit Strom zu versorgen. Die Steuereinrichtung schaltet nach der Versorgung mit Strom ein erstes Schaltmittel ein und bildet einen Umschalt-Schaltkreis für die Reihenschaltung.
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ZITIERLISTE
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PATENTDOKUMENT
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PATENTDOKUMENT 1:
JP 2007-274830 A -
ABRISS DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE PROBLEME
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In Systemen, so auch in der Technologie gemäß Patentdokument 1, die mehrere Batterien zwischen einem Reihenschaltungszustand und einem Parallelschaltungszustand umschalten können, ist es wünschenswert, den zwischen den Batterien fließenden Strom sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand genau zu erfassen. Das bloße Hinzufügen mehrerer Stromsensoren kann jedoch zu einer Zunahme der Größe und Komplexität der Ausgestaltung führen.
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Somit besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, auf einfachere Weise eine Vorrichtung bereitzustellen, die mehrere Batterien zwischen einem Reihenschaltungszustand und einem Parallelschaltungszustand umschalten kann und die einen zwischen den Batterien fließenden Strom sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfassen kann.
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LÖSUNGEN FÜR PROBLEME
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Eine fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist:
- eine fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung zur Verwendung in einem fahrzeugseitigen Stromversorgungssystem mit einer Batterieeinheit, die mindestens eine erste Batterie und eine zweite Batterie aufweist, und einem Umschalt-Schaltkreis, der zwischen einem Reihenschaltungszustand, in dem die erste Batterie und die zweite Batterie in Reihe geschaltet sind, und einem Parallelschaltungszustand, in dem die erste Batterie und die zweite Batterie parallel geschaltet sind, umschaltbar ist, wobei die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung Folgendes aufweist:
- den Umschalt-Schaltkreis;
- einen ersten Leitungspfad, bei dem es sich um einen Pfad handelt, in dem im Reihenschaltungszustand ein Strom fließen kann und im Parallelschaltungszustand kein Strom fließt;
- einen zweiten Leitungspfad, bei dem es sich um einen Pfad handelt, in dem im Parallelschaltungszustand ein Strom fließen kann und im Reihenschaltungszustand kein Strom fließt;
- einen dritten Leitungspfad, der im Reihenschaltungszustand Teil eines Pfads zwischen einer negativen Elektrode der ersten Batterie und einer positiven Elektrode der zweiten Batterie bildet, und im Parallelschaltungszustand Teil eines Pfads zwischen beiden positiven Elektroden der ersten Batterie und der
zweiten Batterie und eines Pfads zwischen beiden negativen Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie bildet; und - eine Stromerfassungseinheit, die einen Strom erfasst, der durch den dritten Leitungspfad fließt.
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VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf einfachere Weise eine Vorrichtung bereitstellen, die mehrere Batterien zwischen einem Reihenschaltungszustand und einem Parallelschaltungszustand umschalten kann und die einen zwischen den Batterien fließenden Strom sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfassen kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein fahrzeugseitiges Stromversorgungssystem mit einer fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform konzeptionell darstellt.
- 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein fahrzeugseitiges Stromversorgungssystem mit einer fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgeführt und beispielhaft erläutert. Die nachfolgend beschriebenen Merkmale von [1] bis [4] können beliebig miteinander kombiniert werden, solange dies nicht zu Widersprüchen führt.
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[1] Eine fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung ist zur Verwendung in einem fahrzeugseitigen Stromversorgungssystem mit einer Batterieeinheit, die mindestens eine erste Batterie und eine zweite Batterie aufweist, und einem Umschalt-Schaltkreis, der zwischen einem Reihenschaltungszustand, in dem die erste Batterie und die zweite Batterie in Reihe geschaltet sind, und einem Parallelschaltungszustand, in dem die erste Batterie und die zweite Batterie parallel geschaltet sind, umschaltbar ist. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung umfasst dabei den Umschalt-Schaltkreis, einen ersten Leitungspfad, einen zweiten Leitungspfad, einen dritten Leitungspfad und eine Stromerfassungseinheit. Bei dem ersten Leitungspfad handelt es sich um einen Pfad, in dem im Reihenschaltungszustand ein Strom fließen kann und im Parallelschaltungszustand kein Strom fließt. Bei dem zweiten Leitungspfad handelt es sich um einen Pfad, in dem im Parallelschaltungszustand ein Strom fließen kann und im Reihenschaltungszustand kein Strom fließt. Der dritte Leitungspfad bildet im Reihenschaltungszustand Teil eines Pfads zwischen einer negativen Elektrode der ersten Batterie und einer positiven Elektrode der zweiten Batterie, und im Parallelschaltungszustand Teil eines Pfads zwischen beiden positiven Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie und eines Pfads zwischen beiden negativen Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie. Die Stromerfassungseinheit erfasst einen Strom, der durch den dritten Leitungspfad fließt.
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In der oben beschriebenen fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung von [1] bildet der dritte Leitungspfad sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand einen Pfad zwischen den Elektroden, so dass Strom fließen kann. Da die Stromerfassungseinheit in dem dritten Leitungspfad vorgesehen ist, kann der Strom zwischen den Batterien durch die selbe Stromerfassungseinheit sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfasst werden. Somit ist eine Vorrichtung, die den zwischen den Batterien fließenden Strom sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfassen kann, einfacher zu realisieren.
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[2] In der oben beschriebenen fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung von [1] kann der dritte Leitungspfad einen ersten gemeinsamen Pfad und einen zweiten gemeinsamen Pfad aufweisen. Der erste gemeinsame Pfad ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden positiven Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie im Parallelschaltungszustand. Der zweite gemeinsame Pfad ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden negativen Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie im Parallelschaltungszustand. Die Stromerfassungseinheit kann eine erste Erfassungseinheit, die einen durch den ersten gemeinsamen Pfad fließenden Strom erfasst, und eine zweite Erfassungseinheit aufweisen, die einen durch den zweiten gemeinsamen Pfad fließenden Strom erfasst.
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Die in [2] beschriebene fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung kann den zwischen den Batterien im Parallelschaltungszustand auftretenden Strom sowohl im Pfad auf der Seite der positiven Elektrode als auch im Pfad auf der Seite der negativen Elektrode genauer erfassen.
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[3] In der oben beschriebenen fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung nach [1] oder [2], kann der zweite Leitungspfad einen Leitungspfad zwischen den positiven Elektroden, der im Parallelschaltungszustand einen Pfad zwischen den beiden positiven Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie bildet, und einen Leitungspfad zwischen den negativen Elektroden, der im Parallelschaltungszustand einen Pfad zwischen den beiden negativen Elektroden der ersten Batterie und der zweiten Batterie bildet, umfassen. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung kann ferner eine erste Schmelzsicherung, die in dem Leitungspfad zwischen den positiven Elektroden vorgesehen ist, und eine zweite Schmelzsicherung, die im Leitungspfad zwischen den negativen Elektroden vorgesehen ist, aufweisen.
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Die in [3] beschriebene fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung kann die Stromführung im Leitungspfad sowohl in den Fällen zwangsweise unterbrechen, in denen im Parallelschaltungszustand ein übermäßiger Strom im Leitungspfad zwischen den positiven Elektroden erzeugt wird, als auch in den Fällen, in denen ein übermäßiger Strom im Leitungspfad zwischen den negativen Elektroden erzeugt wird.
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[4] Das fahrzeugseitige Stromversorgungssystem kann einen Strompfad umfassen, der ein Pfad zur Übertragung von Strom von der Batterieeinheit sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand ist. Der Strompfad ist mit einer externen Schmelzsicherung versehen, die die Funktion hat, die Stromzufuhr zum Strompfad zu unterbrechen, und in der oben beschriebenen fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung nach [3] können die Nennströme der ersten und der zweiten Schmelzsicherung kleiner sein als der Nennstrom der externen Schmelzsicherung.
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In der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung nach [4] können die erste Schmelzsicherung und die zweite Schmelzsicherung kleiner dimensioniert werden. Der Pfad zwischen den Batterien ist im Parallelschaltungszustand ein Pfad, durch den im Vergleich zum Strompfad ein relativ geringer Strom fließt. Somit kann die Größe der Schmelzsicherungen leicht reduziert werden, wenn die erste Schmelzsicherung und die zweite Schmelzsicherung in einem solchen Pfad angeordnet sind.
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Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung
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<Erste Ausführungsform>
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1 zeigt beispielhaft ein fahrzeugseitiges Stromversorgungssystem 100, das mit einer fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform versehen ist. Das fahrzeugseitige Stromversorgungssystem 100 dient als Stromversorgung zum Betrieb eines Verbrauchers R (z.B. eines Motors zum Antrieb der Räder oder dergleichen) eines Fahrzeugs, das mit dem fahrzeugseitigen Stromversorgungssystem 100 ausgerüstet ist. Das fahrzeugseitige Stromversorgungssystem 100 umfasst eine Batterieeinheit 10, einen hochpotential-seitigen Leitungspfad 16, einen niedrigpotential-seitigen Leitungspfad 17, die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 und eine Verteilerkasteneinheit 2. Die Batterieeinheit 10 umfasst eine erste Batterie 10A und eine zweite Batterie 10B. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 umfasst einen ersten Leitungspfad 11, einen zweiten Leitungspfad 12, einen dritten Leitungspfad 13, einen Umschalt-Schaltkreis 14 und Stromerfassungseinheiten 14H. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 wird für das fahrzeugseitige Stromversorgungssystem 100 verwendet.
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[Ausgestaltung der Batterieeinheit]
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Die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in der Batterieeinheit 10 umfassen mehrere Zelleinheiten, die als Einheitszellen vorgesehen sind, und weisen eine Ausgestaltung auf, bei der die Zelleinheiten einstückig miteinander kombiniert sind. Die Zelleinheiten sind nicht dargestellt. In jeder der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B ist die Elektrode mit dem höchsten Potential der mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Einheitszellen eine positive Elektrode BH, und die Elektrode mit dem niedrigsten Potential der mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Einheitszellen ist eine negative Elektrode BL.
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In der vorliegenden Offenbarung ist „elektrisch verbunden“ vorzugsweise eine Ausgestaltung, bei der beide Verbindungsziele in einem leitenden Zustand (Zustand, in dem Strom fließen kann) verbunden sind, so dass die Potentiale der beiden Verbindungsziele gleich werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise kann „elektrisch verbunden“ auch eine Ausgestaltung sein, bei der beide Verbindungsziele in einem leitfähigen Zustand verbunden sind, während ein elektrisches Bauteil zwischen den beiden Verbindungszielen angeordnet ist.
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[Ausgestaltung des hochpotential-seitigen Leitungspfads und des niedrigpotential-seitigen Leitungspfads]
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Ein Ende des hochpotential-seitigen Leitungspfads 16 ist elektrisch mit der positiven Elektrode BH der ersten Batterie 10A verbunden. Ein Ende des niedrigpotential-seitigen Leitungspfads 17 ist elektrisch mit der negativen Elektrode BL der zweiten Batterie 10B verbunden.
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[Ausgestaltung der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung]
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Der zweite Leitungspfad 12 ermöglicht einen Stromfluss durch ihn in einem Parallelschaltungszustand, in dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B elektrisch parallel verbunden sind (im Folgenden einfach als „Parallelschaltungszustand“ bezeichnet). Der zweite Leitungspfad 12 ist ein Pfad, durch den kein Strom in einem Reihenschaltungszustand fließt, in dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B elektrisch in Reihe geschaltet sind (im Folgenden einfach als „Reihenschaltungszustand“ bezeichnet). Der zweite Leitungspfad 12 umfasst einen Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und einen Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden. Ein Ende des Leitungspfads 12A zwischen den positiven Elektroden ist elektrisch mit dem anderen Ende des hochpotential-seitigen Leitungspfads 16 verbunden. Ein Ende des Leitungspfads 12B zwischen den negativen Elektroden ist elektrisch mit dem anderen Ende des niedrigpotential-seitigen Leitungspfads 17 verbunden.
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Der dritte Leitungspfad 13 bildet einen Pfad zwischen der negativen Elektrode BL der ersten Batterie 10A und der positiven Elektrode BH der zweiten Batterie 10B im Reihenschaltungszustand, und bildet einen Pfad zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B bzw. zwischen den beiden negativen Elektroden BL im Parallelschaltungszustand. Der dritte Leitungspfad 13 umfasst einen ersten gemeinsamen Pfad 13A und einen zweiten gemeinsamen Pfad 13B. Ein Ende des ersten gemeinsamen Pfades 13A ist elektrisch mit der positiven Elektrode BH der zweiten Batterie 10B verbunden. Das andere Ende des ersten gemeinsamen Pfades 13A ist elektrisch mit dem anderen Ende des Leitungspfads 12A zwischen den positiven Elektroden verbunden. Ein Ende des zweiten gemeinsamen Pfades 13B ist elektrisch mit der negativen Elektrode BL der ersten Batterie 10A verbunden. Das andere Ende des zweiten gemeinsamen Pfades 13B ist elektrisch mit dem anderen Ende des Leitungspfads 12B zwischen den negativen Elektroden verbunden.
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Der hochpotential-seitige Leitungspfad 16, der Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und der erste gemeinsame Pfad 13A bilden einen Pfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Das heißt, der erste gemeinsame Pfad 13A ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Der niedrigpotential-seitige Leitungspfad 17, der Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden und der zweite gemeinsame Pfad 13B bilden einen Leitungspfad zur Leitung von Elektrizität zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Das heißt, der zweite gemeinsame Pfad 13B ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand.
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Der erste Leitungspfad 11 ist ein Pfad, in dem ein Strom im Reihenschaltungszustand fließen kann und kein Strom im Parallelschaltungszustand fließt. Ein Ende des ersten Leitungspfads 11 ist elektrisch mit dem anderen Ende des zweiten gemeinsamen Pfads 13B und dem anderen Ende des Leitungspfads 12B zwischen den negativen Elektroden verbunden. Das andere Ende des ersten Leitungspfads 11 ist elektrisch mit dem anderen Ende des ersten gemeinsamen Pfads 13A und dem anderen Ende des Leitungspfads 12A zwischen den positiven Elektroden verbunden. Das heißt, der erste Leitungspfad 11 ist über den ersten gemeinsamen Pfad 13A und den zweiten gemeinsamen Pfad 13B elektrisch in Reihe mit der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B geschaltet.
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[Ausgestaltung des Umschalt-Schaltkreises]
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Der Umschalt-Schaltkreis 14 hat die Funktion, zwischen dem Reihenschaltungszustand, in dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in Reihe geschaltet sind, und dem Parallelschaltungszustand, in dem sie parallel geschaltet sind, umzuschalten. Der Umschalt-Schaltkreis 14 umfasst einen ersten parallelen Schalter 14A, einen zweiten parallelen Schalter 14B, einen seriellen Schalter 14C, eine erste Schmelzsicherung 14D und eine zweite Schmelzsicherung 14E.
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Der erste parallele Schalter 14A, der zweite parallele Schalter 14B und der serielle Schalter 14C werden beispielsweise durch Relaisschalter oder Halbleiterschalter wie MOSFETs gebildet. Der erste parallele Schalter 14A ist in dem Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden angeordnet. Der zweite parallele Schalter 14B in dem Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden angeordnet. Der serielle Schalter 14C ist in dem ersten Leitungspfad 11 angeordnet. Der erste parallele Schalter 14A, der zweite parallele Schalter 14B und der serielle Schalter 14C sind durch eine Steuereinheit 50, die beispielsweise ein Informationsverarbeitungsgerät wie einen Mikrocomputer umfasst, zwischen einem Ein-Zustand und einem Aus-Zustand umschaltbar. Die Steuereinheit 50 ist zum Beispiel außerhalb des fahrzeugseitigen Stromversorgungssystems 100 vorgesehen.
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Die erste Schmelzsicherung 14D ist vorgesehen, um in den Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden eingefügt zu werden, so dass sie in Reihe mit dem ersten parallelen Schalter 14A liegt. In dem Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden ist die erste Schmelzsicherung 14D endseitig relativ zu dem ersten parallelen Schalter 14A angeordnet. Die zweite Schmelzsicherung 14E ist im Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden in Reihe mit dem zweiten parallelen Schalter 14B angeordnet. Im Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden ist die zweite Schmelzsicherung 14E endseitig relativ zum zweiten parallelen Schalter 14B angeordnet. Bei der ersten Schmelzsicherung 14D und der zweiten Schmelzsicherung 14E handelt es sich beispielsweise um thermische Schmelzsicherungen. Wenn sich der Umschalt-Schaltkreis 14 im Parallelschaltungszustand befindet, werden die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E entsprechend ihrer eigenen Abschaltcharakteristik (z. B. Nennstrom) durchgeschmolzen, um die Stromführung im Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und im Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden zu unterbrechen. Das heißt, die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 umfasst eine erste Schmelzsicherung 14D und eine zweite Schmelzsicherung 14E, die die Stromführung im zweiten Leitungspfad 12 unterbrechen.
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[Ausgestaltung der Stromerfassungseinheit]
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Die Stromerfassungseinheiten 14H umfassen eine erste Erfassungseinheit 14F und eine zweite Erfassungseinheit 14G. Die erste Erfassungseinheit 14F ist in dem ersten gemeinsamen Pfad 13A angeordnet. Die zweite Erfassungseinheit 14G ist in dem zweiten gemeinsamen Pfad 13B angeordnet. Die erste Erfassungseinheit 14F und die zweite Erfassungseinheit 14G umfassen beispielsweise einen Widerstand und einen Differenzverstärker und sind in der Lage, als Stromwert einen Wert auszugeben, der einen durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A bzw. den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließenden Strom anzeigt (genauer gesagt, eine analoge Spannung entsprechend dem Wert des durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A bzw. den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließenden Stroms). Die erste Erfassungseinheit 14F erfasst den Zustand des Stroms, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A fließt, und die zweite Erfassungseinheit 14G erfasst den Zustand des Stroms, der durch den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließt. Die von der ersten Erfassungseinheit 14F und der zweiten Erfassungseinheit 14G ausgegebenen Stromwerte können zum Beispiel in die Steuereinheit 50 eingegeben werden. Das heißt, die Stromerfassungseinheiten 14H erfassen den durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A (den dritten Leitungspfad 13) und den zweiten gemeinsamen Pfad 13B (den dritten Leitungspfad 13) fließenden Strom.
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[Ausgestaltung der Verteilerkasteneinheit]
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Die Verteilerkasteneinheit 2 hat die Funktion, Strom von der Batterieeinheit 10 an den Verbraucher R oder dergleichen zu liefern. Die Verteilerkasteneinheit 2 umfasst einen hochpotential-seitigen Strompfad 20A, der als Strompfad 20 dient, einen niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B, der als Strompfad 20 dient, einen hochpotential-seitigen Schalter 20D, eine Umgehungseinheit 20C, einen niedrigpotential-seitigen Schalter 20E und eine externe Schmelzsicherung 20K.
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Der Strompfad 20 ist ein Pfad zur Übertragung von Strom von der Batterieeinheit 10, und zwar sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand. Ein Ende des hochpotential-seitigen Strompfads 20A ist elektrisch mit dem anderen Ende des hochpotential-seitigen Leitungspfads 16 und einem Ende des Leitungspfads 12A zwischen den positiven Elektroden verbunden. Ein Ende des niedrigpotential-seitigen Strompfads 20B ist elektrisch mit dem anderen Ende des niedrigpotential-seitigen Leitungspfads 17 und einem Ende des Leitungspfads 12B zwischen den negativen Elektroden verbunden.
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Der hochpotential-seitige Schalter 20D ist im hochpotential-seitigen Strompfad 20A angeordnet. Die Umgehungseinheit 20C ist elektrisch parallel zu dem hochpotential-seitigen Schalter 20D geschaltet. Die Umgehungseinheit 20C umfasst einen Umgehungsschalter 20G und einen Widerstand 20H. Der Umgehungsschalter 20G und der Widerstand 20H sind elektrisch in Reihe geschaltet. Der Umgehungsschalter 20G ist zwischen dem Widerstand 20H und dem hochpotential-seitigen Leitungspfad 16 angeordnet.
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Der niedrigpotential-seitige Schalter 20E ist in dem niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B angeordnet. Der hochpotential-seitige Schalter 20D, der Umgehungsschalter 20G und der niedrigpotential-seitige Schalter 20E können z.B. durch Relaisschalter oder Halbleiterschalter wie MOSFETs ausgebildet sein.
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Die externe Schmelzsicherung 20K ist in dem niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B vom niedrigpotential-seitigen Leitungspfad 17 her betrachtet hinter dem niedrigpotential-seitigen Schalter 20E angeordnet. Die externe Schmelzsicherung 20K wird beispielsweise durch eine thermische Schmelzsicherung gebildet. Wenn sich der Umschalt-Schaltkreis 14 im Reihenschaltungszustand befindet, wird die externe Schmelzsicherung 20K entsprechend ihrer eigenen Abschaltcharakteristik (z. B. Nennstrom) durchgeschmolzen, um die Stromführung im niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B zu unterbrechen. Das heißt, der Strompfad 20 ist mit der externen Schmelzsicherung 20K versehen, die die Funktion hat, die Stromzufuhr zum Strompfad 20 zu unterbrechen. Der Verbraucher R ist elektrisch zwischen dem anderen Ende des hochpotential-seitigen Strompfads 20A und dem anderen Ende des niedrigpotential-seitigen Strompfads 20B angeschlossen.
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[Umschalt-Schaltkreis im Parallelschaltungszustand]
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Im Folgenden wird der Parallelschaltungszustand, bei dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B der Batterieeinheit 10 elektrisch parallel verbunden sind, beschrieben. In diesem Fall schaltet beispielsweise die Steuereinheit 50 den ersten parallelen Schalter 14A und den zweiten parallelen Schalter 14B in den Ein-Zustand und schaltet den seriellen Schalter 14C in den Aus-Zustand. Dadurch werden die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in einen Zustand gebracht, in dem sie elektrisch parallel geschaltet sind. Der Umschalt-Schaltkreis 14 wird also in den Parallelschaltungszustand gebracht. Danach werden der hochpotential-seitige Schalter 20D und der niedrigpotential-seitige Schalter 20E in den Ein-Zustand geschaltet, so dass der Verbraucher R mit Strom versorgt wird. Zu diesem Zeitpunkt bilden der hochpotential-seitige Leitungspfad 16, der Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und der erste gemeinsame Pfad 13A einen Leitungspfad für die Stromleitung zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B. Gleichzeitig bilden der niedrigpotential-seitige Leitungspfad 17, der Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden und der zweite gemeinsame Pfad 13B einen Pfad zur Leitung von Elektrizität zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der von der zweiten Batterie 10B erzeugte Strom als Stromwert A durch die erste Erfassungseinheit 14F, die in dem ersten gemeinsamen Pfad 13A vorgesehen ist, erfasst. Gleichzeitig wird der von der ersten Batterie 10A erzeugte Strom von der zweiten Erfassungseinheit 14G, die im zweiten gemeinsamen Pfad 13B vorgesehen ist, als Stromwert C erfasst.
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Die erste Erfassungseinheit 14F und die zweite Erfassungseinheit 14G erfassen die Ströme im ersten gemeinsamen Pfad 13A und im zweiten gemeinsamen Pfad 13B beispielsweise gleichzeitig als die Stromwerte A und C. Anschließend werden die erfassten Stromwerte A und C gleichzeitig in die Steuereinheit 50 eingegeben. In der Steuereinheit 50 werden der Stromwert A und der Stromwert C addiert. Ein Stromwert B, der ein Rechenergebnis dieser Addition ist, entspricht dem Strom, der durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B (bzw. den hochpotential-seitigen Strompfad 20A) fließt. Der so ermittelte Stromwert B ist ein Wert zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die erste Erfassungseinheit 14F und die zweite Erfassungseinheit 14G die Ströme in dem ersten gemeinsamen Pfad 13A und dem zweiten gemeinsamen Pfad 13B erfassen. Somit kann die Steuereinheit 50 die Größe des Stroms, der durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B fließt, als Stromwert B erfassen, und zwar auf der Grundlage der Stromwerte C und A, die den Größen der von der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B erzeugten Ströme entsprechen.
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Wenn sich der Umschalt-Schaltkreis 14 im Parallelschaltungszustand befindet und der serielle Schalter 14C versehentlich in den eingeschalteten Zustand geschaltet oder kurzgeschlossen wird, geraten die positive Elektrode BH und die negative Elektrode BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B in einen Kurzschlusszustand. In diesem Fall werden die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E durchgeschmolzen, so dass ein Defekt des ersten parallelen Schalters 14A, des zweiten parallelen Schalters 14B und des seriellen Schalters 14C verhindert wird. Die Steuereinheit 50 kann überwachen, ob die Größe des Stroms, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A (den dritten Leitungspfad 13) fließt, und die Größe des Stroms, der durch den zweiten gemeinsamen Pfad 13B (den dritten Leitungspfad 13) fließt, einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht haben oder nicht. Wird beispielsweise der serielle Schalter 14C versehentlich eingeschaltet oder kurzgeschlossen, können die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E nicht durchschmelzen, wenn die Stromstärken, die durch die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E fließen, ansteigen, aber Ströme flie-ßen, die deren Abschaltcharakteristik (Nennstrom) nicht erfüllen. Wenn in diesem Fall die Steuereinheit 50 feststellt, dass die Größe des durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A (dritten Leitungspfad 13) fließenden Stroms und die Größe des durch den zweiten gemeinsamen Pfad 13B (dritten Leitungspfad 13) fließenden Stroms den vorbestimmten Schwellenwert erreicht haben, werden der erste parallele Schalter 14A und der zweite parallele Schalter 14B in den Aus-Zustand geschaltet, so dass die Stromführung im zweiten Leitungspfad 12 abgeschaltet werden kann.
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Im Fall des Parallelschaltungszustands fließt der von der ersten Batterie 10A erzeugte Strom durch den Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden, und der von der zweiten Batterie 10B erzeugte Strom fließt durch den Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden. Andererseits fließt im Fall des Parallelschaltungszustands ein Strom, der größer ist als der Strom, der durch den Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und den Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden fließt (d. h. sowohl der von der ersten Batterie 10A als auch der von der zweiten Batterie 10B erzeugte Strom), durch die externe Schmelzsicherung 20K. Somit sind die Nennströme der ersten Schmelzsicherung 14D und der zweiten Schmelzsicherung 14E kleiner als der Nennstrom der externen Schmelzsicherung 20K.
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[Umschalt-Schaltkreis im Reihenschaltungszustand]
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Im Folgenden wird die Reihenschaltung, bei der die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B der Batterieeinheit 10 elektrisch in Reihe geschaltet sind, beschrieben. In diesem Fall schaltet beispielsweise die Steuereinheit 50 den ersten parallelen Schalter 14A und den zweiten parallelen Schalter 14B in den Aus-Zustand und schaltet den seriellen Schalter 14C in den Ein-Zustand. Dadurch werden die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in einen Zustand gebracht, in dem sie elektrisch in Reihe geschaltet sind. Der Umschalt-Schaltkreis 14 wird also in den Reihenschaltungszustand gebracht. Danach werden der hochpotential-seitige Schalter 20D und der niedrigpotential-seitige Schalter 20E in den Ein-Zustand geschaltet, so dass der Verbraucher R mit Strom versorgt wird.
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Dabei wird der Strom, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A fließt, als Stromwert F durch die erste Erfassungseinheit 14F, die im ersten gemeinsamen Pfad 13A vorgesehen ist, erfasst, und der Strom, der durch den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließt, wird als Stromwert G durch die zweite Erfassungseinheit 14G, die im zweiten gemeinsamen Pfad 13B vorgesehen ist, erfasst. Die erste Erfassungseinheit 14F und die zweite Erfassungseinheit 14G erfassen die Ströme im ersten gemeinsamen Pfad 13A und im zweiten gemeinsamen Pfad 13B z. B. gleichzeitig. Anschließend werden die Stromwerte F und G gleichzeitig in die Steuereinheit 50 eingegeben. Die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B sind elektrisch in Reihe geschaltet. Somit haben die Stromwerte F und G den gleichen Wert. Der Strom, der durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B (bzw. den hochpotential-seitigen Strompfad 20A) fließt, hat ebenfalls den gleichen Wert wie der Stromwert F (Stromwert G). Somit kann die Steuereinheit 50 mit den Stromwerten F bzw. G die Größe des von der Batterieeinheit 10 erzeugten Stroms erfassen.
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Die Steuereinheit 50 kann überwachen, ob die Größe des durch den dritten Leitungspfad 13 (bzw. ersten Leitungspfad 11) fließenden Stroms einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat oder nicht. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem in dem Verbraucher R oder dergleichen ein Erdschluss auftritt, die externe Schmelzsicherung 20K nicht ausgelöst werden, wenn die Größe des durch die externe Schmelzsicherung 20K fließenden Stroms ansteigt, aber ein Strom fließt, der nicht die Abschaltcharakteristik (Nennstrom) davon erfüllt. Wenn in einem solchen Fall die Steuereinheit 50 feststellt, dass die Größe des durch den dritten Leitungspfad 13 (den ersten Leitungspfad 11) fließenden Stroms den vorbestimmten Schwellenwert erreicht hat, wird der serielle Schalter 14C in den Aus-Zustand geschaltet, so dass die Stromführung im ersten Leitungspfad 11 abgeschaltet werden kann.
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Nachfolgend werden die Auswirkungen der Ausgestaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung beispielhaft erläutert.
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Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung wird in dem fahrzeugseitigen Stromversorgungssystem 100 mit der Batterieeinheit 10 und dem Umschalt-Schaltkreis 14 eingesetzt. Die Batterieeinheit 10 umfasst die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B. Der Umschalt-Schaltkreis 14 wird zwischen dem Reihenschaltungszustand, bei dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in Reihe geschaltet sind, und dem Parallelschaltungszustand, bei dem sie parallel geschaltet sind, umgeschaltet. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 umfasst den Umschalt-Schaltkreis 14, den ersten Leitungspfad 11, den zweiten Leitungspfad 12, den dritten Leitungspfad 13 und die Stromerfassungseinheiten 14H. Der erste Leitungspfad 11 ist ein Pfad, in dem im Reihenschaltungszustand ein Strom fließen kann und im Parallelschaltungszustand kein Strom fließt. Der zweite Leitungspfad 12 ist ein Pfad, in dem ein Strom im Parallelschaltungszustand fließen kann und kein Strom im Reihenschaltungszustand fließt. Der dritte Leitungspfad 13 bildet einen Pfad zwischen der negativen Elektrode BL der ersten Batterie 10A und der positiven Elektrode BH der zweiten Batterie 10B im Reihenschaltungszustand und bildet einen Pfad zwischen den beiden positiven Elektroden BH oder zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Die Stromerfassungseinheiten 14H detektieren den durch den dritten Leitungspfad 13 fließenden Strom.
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In der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung bildet der dritte Leitungspfad 13 sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand einen Pfad zwischen den Elektroden (nämlichen den positiven Elektroden BH und den negativen Elektroden BL) und lässt in diesem Zustand Stromfluss zu. Da die Stromerfassungseinheiten 14H in dem dritten Leitungspfad 13 vorgesehen sind, kann der Strom zwischen der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B durch die gemeinsamen Stromerfassungseinheiten 14H sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfasst werden. Somit kann eine Vorrichtung, die den zwischen der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B fließenden Strom sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand erfassen kann, einfacher bereitgestellt werden.
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In einer fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 101 der vorliegenden Offenbarung umfasst der dritte Leitungspfad 13 den ersten gemeinsamen Pfad 13A und den zweiten gemeinsamen Pfad 13B. Der erste gemeinsame Pfad 13A ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Der zweite gemeinsame Pfad 13B ist ein Leitungspfad zum Leiten von Elektrizität zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Die Stromerfassungseinheiten 14H umfassen die erste Erfassungseinheit 14F, die den durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A fließenden Strom erfasst, und die zweite Erfassungseinheit 14G, die den durch den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließenden Strom erfasst.
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Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 101 der vorliegenden Offenbarung kann den Strom, der zwischen der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand fließt, sowohl im Pfad auf der Seite der positiven Elektrode BH als auch im Pfad auf der Seite der negativen Elektrode BL genauer erfassen.
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In der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung umfasst der zweite Leitungspfad 12 den Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden und den Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden. Der Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden bildet einen Pfad zwischen den beiden positiven Elektroden BH der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Der Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden bildet einen Pfad zwischen den beiden negativen Elektroden BL der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand. Der zweite Leitungspfad 12 umfasst ferner eine erste Schmelzsicherung 14D, die in dem Leitungspfad 12A zwischen den positiven Elektroden vorgesehen ist, und eine zweite Schmelzsicherung 14E, die in dem Leitungspfad 12B zwischen den negativen Elektroden vorgesehen ist.
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Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung kann die Stromführung im Leitungspfad sowohl in dem Fall zwangsweise unterbrechen, in dem ein übermäßiger Strom im Leitungspfad zwischen den positiven Elektroden BH fließt, als auch in dem Fall, in dem ein übermäßiger Strom im Leitungspfad zwischen den negativen Elektroden BL im Parallelschaltungszustand fließt.
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Das fahrzeugseitige Stromversorgungssystem 100 umfasst den Strompfad 20, der ein Pfad zur Übertragung von Strom von der Batterieeinheit 10 sowohl im Reihenschaltungszustand als auch im Parallelschaltungszustand ist. Der Strompfad 20 ist mit einer externen Schmelzsicherung 20K versehen, die die Funktion hat, die Stromzufuhr zum Strompfad 20 zu unterbrechen. In der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung sind die Nennströme der ersten Schmelzsicherung 14D und der zweiten Schmelzsicherung 14E kleiner als der Nennstrom der externen Schmelzsicherung 20K.
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In der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung können die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E kleiner dimensioniert werden. Der Pfad zwischen der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B im Parallelschaltungszustand ist ein Pfad, durch den ein relativ geringer Strom verglichen mit dem Strompfad 20 fließt. Somit können die Dimensionen der ersten Schmelzsicherung 14D und der zweiten Schmelzsicherung 14E leicht reduziert werden, wenn die erste Schmelzsicherung 14D und die zweite Schmelzsicherung 14E in diesen Pfaden angeordnet sind.
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<Zweite Ausführungsform>
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 ein fahrzeugseitiges Stromversorgungssystem 200 beschrieben, das mit einer fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform versehen ist. Die fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung 101 unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform zum Beispiel dadurch, dass der zweite gemeinsame Pfad 13B nicht mit der zweiten Erfassungseinheit versehen ist, der niedrigpotential-seitige Strompfad 20B mit einer externen Stromerfassungseinheit 20F versehen ist. Strukturen, die identisch denen der ersten Ausführungsform sind, sind durch die selben Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf weitere Erläuterungen ihres Aufbaus, Betriebs und Wirkungen wird verzichtet.
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[Ausgestaltung der Stromerfassungseinheit]
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Eine Stromerfassungseinheit 114H umfasst hier die erste Erfassungseinheit 14F. Die erste Erfassungseinheit 14F erfasst den Zustand des Stroms, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A (den dritten Leitungspfad 13) fließt. Das heißt, die Stromerfassungseinheit 114H erfasst den Zustand des Stroms, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A oder den zweiten gemeinsamen Pfad 13B fließt.
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[Ausgestaltung der Verteilerkasteneinheit]
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Eine Verteilerkasteneinheit 102 umfasst den hochpotential-seitigen Strompfad 20A, der als Strompfad 20 dient, den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B, der auch als Strompfad 20 dient, den hochpotential-seitigen Schalter 20D, die Umgehungseinheit 20C, den niedrigpotential-seitigen Schalter 20E, die externe Schmelzsicherung 20K und die externe Stromerfassungseinheit 20F.
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Die externe Stromerfassungseinheit 20F ist um zwischen dem niedrigpotential-seitigen Schalter 20E und dem niedrigpotential-seitigen Leitungspfad 17 angeordnet. Die externe Stromerfassungseinheit 20F hat eine ähnliche Ausgestaltung wie beispielsweise die erste Erfassungseinheit 14F. Die externe Stromerfassungseinheit 20F erfasst den Zustand des Stroms, der durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B fließt. Der von der externen Stromerfassungseinheit 20F ausgegebene Stromwert kann z. B. in die Steuereinheit 50 eingegeben werden.
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[Umschalt-Schaltkreis im Parallelschaltungszustand]
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Als nächstes wird der Fall des Parallelschaltungszustands beschrieben, bei dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B der Batterieeinheit 10 elektrisch parallel geschaltet sind. In diesem Fall schaltet beispielsweise die Steuereinheit 50 den ersten parallelen Schalter 14A und den zweiten parallelen Schalter 14B in den Ein-Zustand und schaltet den seriellen Schalter 14C in den Aus-Zustand. Dadurch werden die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in einen Zustand gebracht, in dem sie elektrisch parallel geschaltet sind. Der Umschalt-Schaltkreis 14 wird also in den Parallelschaltungszustand gebracht. Danach werden der hochpotential-seitige Schalter 20D und der niedrigpotential-seitige Schalter 20E in den Ein-Zustand geschaltet, so dass der Verbraucher R mit Strom versorgt wird.
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Dabei erfasst die im ersten gemeinsamen Pfad 13A vorgesehene erste Erfassungseinheit 14F den von der zweiten Batterie 10B erzeugten Strom als Stromwert A. Parallel dazu erfasst die im niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B vorgesehene externe Stromerfassungseinheit 20F als Stromwert B den durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B fließenden Strom. Die erste Erfassungseinheit 14F und die externe Stromerfassungseinheit 20F erfassen z. B. gleichzeitig die Ströme im ersten gemeinsamen Pfad 13A und im niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B. Anschließend werden die Stromwerte A und B gleichzeitig in die Steuereinheit 50 eingegeben. Die Steuereinheit 50 subtrahiert den Stromwert A von dem Stromwert B. Der Stromwert C, der ein Berechnungsergebnis dieser Subtraktion ist, entspricht dem von der ersten Batterie 10A erzeugten Strom. Der so erhaltene Stromwert C ist ein Wert zum gleichen Zeitpunkt, zu dem die erste Erfassungseinheit 14F und die externe Stromerfassungseinheit 20F die Ströme in dem ersten gemeinsamen Pfad 13A und dem niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B erfassen. Somit kann die Steuereinheit 50 die Größen der von der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B erzeugten Ströme als Stromwerte C bzw. A erfassen.
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[Umschalt-Schaltkreis im Reihenschaltungszustand]
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Als nächstes wird der Fall der Reihenschaltung beschrieben, bei dem die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B der Batterieeinheit 10 elektrisch in Reihe geschaltet sind. In diesem Fall schaltet beispielsweise die Steuereinheit 50 den ersten parallelen Schalter 14A und den zweiten parallelen Schalter 14B in den Aus-Zustand und schaltet den seriellen Schalter 14C in den Ein-Zustand. Dadurch werden die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B in einen Zustand gebracht, in dem sie elektrisch in Reihe geschaltet sind. Der Umschalt-Schaltkreis 14 wird also in den Reihenschaltungszustand gebracht. Danach werden der hochpotential-seitige Schalter 20D und der niedrigpotential-seitige Schalter 20E in den Ein-Zustand geschaltet, so dass der Verbraucher R mit Strom versorgt wird. Zu diesem Zeitpunkt bilden der erste Leitungspfad 11, der erste gemeinsame Pfad 13A und der zweite gemeinsame Pfad 13B einen Pfad zur Leitung von Elektrizität zwischen der negativen Elektrode BL der ersten Batterie 10A und der positiven Elektrode BH der zweiten Batterie 10B.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom, der durch den ersten gemeinsamen Pfad 13A fließt, als Stromwert D von der ersten Erfassungseinheit 14F erfasst, die in dem ersten gemeinsamen Pfad 13A vorgesehen ist, und der Strom, der durch den niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B fließt, wird als Stromwert E von der externen Stromerfassungseinheit 20F erfasst, die in dem niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B vorgesehen ist. Die erste Erfassungseinheit 14F und die externe Stromerfassungseinheit 20F erfassen beispielsweise gleichzeitig die Ströme im ersten gemeinsamen Pfad 13A und im niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B. Anschließend werden die Stromwerte D und E gleichzeitig in die Steuereinheit 50 eingegeben. Die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B sind elektrisch in Reihe geschaltet. Somit haben die Stromwerte D und E die gleiche Größe. Somit kann die Steuereinheit 50 die Größe des von der Batterieeinheit 10 erzeugten Stroms erfassen.
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<Andere Ausführungsformen>
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung und die Zeichnungen beschrieben sind. Zum Beispiel können die Merkmale der oben oder weiter unten beschriebenen Ausführungsformen in beliebiger Weise in einem Umfang kombiniert werden, der nicht zu Widersprüchen führt. Jedes der Merkmale der oben oder weiter unten beschriebenen Ausführungsformen kann weggelassen werden, sofern es nicht eindeutig als wesentlich bezeichnet wird. Darüber hinaus können die oben beschriebenen Ausführungsformen wie folgt modifiziert werden.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform schaltet der Umschalt-Schaltkreis die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B zwischen dem Reihenschaltungszustand und dem Parallelschaltungszustand um, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Umschalt-Schaltkreis kann auch eingerichtet sein, drei oder mehr Batterien zwischen dem Reihenschaltungszustand und dem Parallelschaltungszustand zu schalten.
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In der ersten und zweiten Ausführungsform ist die Steuereinheit 50 au-ßerhalb vorgesehen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Steuereinheit kann auch im fahrzeugseitigen Stromversorgungssystem oder in der fahrzeugseitigen Umschaltvorrichtung vorgesehen sein.
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In der ersten Ausführungsform ist die externe Stromerfassungseinheit 20F in dem niedrigpotential-seitigen Strompfad 20B vorgesehen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die externe Stromerfassungseinheit kann auch in dem hochpotential-seitigen Strompfad vorgesehen sein.
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In der zweiten Ausführungsform ist der erste gemeinsame Pfad 13A mit der ersten Erfassungseinheit 14F vorgesehen, und der zweite gemeinsame Pfad 13B ist nicht mit der zweiten Erfassungseinheit vorgesehen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der zweite gemeinsame Pfad kann auch mit der zweiten Erfassungseinheit versehen sein, und der erste gemeinsame Pfad kann auch nicht mit der ersten Erfassungseinheit versehen sein.
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In der ersten Ausführungsform ist die Stromerfassungseinheit eingerichtet, einen Stromwert auszugeben, der der Größe des durch den Leitungspfad fließenden Stroms entspricht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Stromerfassungseinheit kann auch einen Komparator umfassen. In diesem Fall bestimmt die Stromerfassungseinheit, ob der Stromwert einen Schwellenwert überschritten hat oder nicht, und wenn der Stromwert den Schwellenwert überschritten hat, gibt die Stromerfassungseinheit ein Schwellenwertüberschreitungssignal aus, das anzeigt, dass der Strom den Schwellenwert überschritten hat.
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Es sollte verstanden werden, dass die hier offenbart Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht illustrativ und sind nicht einschränkend. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier offenbarten Ausführungsformen beschränkt und sämtliche Modifikationen innerhalb des in den Ansprüchen angegebenen Umfangs oder Äquivalenten davon sollen auch von der Erfindung umfasst sein.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1, 101
- fahrzeugseitige Umschaltvorrichtung
- 2, 102
- Verteilerkasteneinheit
- 10
- Batterieeinheit
- 10A
- erste Batterie (Batterieeinheit)
- 10B
- zweite Batterie (Batterieeinheit)
- 11
- erster Leitungspfad
- 12
- zweiter Leitungspfad
- 12A
- Leitungspfad zwischen den positiven Elektroden (zweiter Leitungspfad)
- 12B
- Leitungspfad zwischen den negativen Elektroden (zweiter Leitungspfad)
- 13
- dritter Leitungspfad
- 13A
- erster gemeinsamer Pfad (dritter Leitungspfad)
- 13B
- zweiter gemeinsamer Pfad (dritter Leitungspfad)
- 14
- Umschalt-Schaltkreis
- 14A
- erster paralleler Schalter
- 14B
- zweiter paralleler Schalter
- 14C
- serieller Schalter
- 14D
- erste Schmelzsicherung
- 14E
- zweite Schmelzsicherung
- 14F
- erste Erfassungseinheit (Stromerfassungseinheit)
- 14G
- zweite Erfassungseinheit (Stromerfassungseinheit)
- 14H, 114H
- Stromerfassungseinheit
- 16
- hochpotential-seitiger Leitungspfad
- 17
- niedrigpotential-seitiger Leitungspfad
- 20
- Strompfad
- 20A
- hochpotential-seitiger Strompfad
- 20B
- niedrigpotential-seitiger Strompfad
- 20C
- Umgehungseinheit
- 20D
- hochpotential-seitiger Schalter
- 20E
- niedrigpotential-seitiger Schalter
- 20F
- externe Stromerfassungseinheit
- 20G
- Umgehungsschalter
- 20H
- Widerstand
- 20K
- externe Schmelzsicherung
- 50
- Steuereinheit
- 100, 200
- fahrzeugseitiges Stromversorgungssystem
- A, B, C, D, E, F, G
- Stromwert
- BH
- positive Elektrode
- BL
- negative Elektrode
- R
- Verbraucher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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