JP2008193757A - 車両用の電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する複数の充電できる電池11を直列に接続してなる直列電池群10と、この直列電池群10を構成する電池11を放電又は充電して各々の電池11の電気特性を均等化させる均等化回路20と、電装用バッテリ40を電源として均等化回路20を制御するメインMPU30と、均等化回路20の均等化動作を車両の電装用バッテリ40の電圧を検出して制御する停止回路50とを備える。停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路20が電池11を充電又は放電する均等化動作を停止させる。
【選択図】図1
Description
(1)車両を駆動する直列電池群の出力電圧が高いため、MPU等の駆動電源として使用するための回路構成が複雑となり、コストが高くなる。また、絶縁対策も必要となる。
(2)直列電池群から部分的に電力を供給して出力電圧を低くできるが、この場合、直列電池群の電圧や残容量のバランスが崩れてしまう。
(3)電装用バッテリの電圧がMPU等を駆動する電圧に近く、供給電力を容易に得られる。
これらの理由から、均等化回路を制御する車両側の電源として電装用バッテリが使用されるが、この電源装置は、車両側からの均等化信号で均等化回路が均等化動作を開始した後、電装用バッテリが故障し、あるいは電装用バッテリの出力ラインの断線等で電装用バッテリから正常に電力が供給されなくなると、正常な均等化動作を保証できなくなる。また、電池の均等化動作は、車両が停止しているときに行った方が、均等をとりやすくなるが、車両が停止しているときは電装用バッテリが電装用バッテリが充電されないので、電装用バッテリが放電され続けて電圧が低下してしまう問題点もある。電装用バッテリから正常に電力が供給されなくなって、均等化回路を正常にコントロールできなくなると、電池を放電して均等化する装置にあっては、電池が過放電され、あるいは電池を充電して均等化する装置にあっては、電池が過放電されて電池を著しく劣化させる欠点がある。
車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する複数の充電できる電池11を直列に接続してなる直列電池群10と、この直列電池群10を構成する電池11を放電又は充電して各々の電池11の電気特性を均等化させる均等化回路20と、電装用バッテリ40を電源として均等化回路20を制御するメインMPU30と、均等化回路20の均等化動作を車両の電装用バッテリ40の電圧を検出して制御する停止回路50とを備える。停止回路50は、電装用バッテリ40の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路20が電池11を充電又は放電する均等化動作を停止させる。
(1)電装用バッテリの出力電圧が正常な電圧の状態
この状態において、電装用バッテリ40は、停止回路50とメインMPU30に正常な電源電圧を供給する。図1の装置は、レギュレータ41を介して安定化された電圧が停止回路50とメインMPU30に供給される。この状態で、停止回路50とメインMPU30は正常な動作状態となる。一方、均等化回路20は、直列電池群10から電源電圧が供給させて正常な動作状態となる。動作状態にあるメインMPU30が、直列電池群10を均等化するかどうかを判定し、均等化するタイミングになると、均等化回路20に均等化信号を出力する。均等化信号は、絶縁型信号変換器60を介してメインMPU30から均等化回路20のコントロール回路24に入力される。コントロール回路24は、サブMPUを内蔵し、あるいは入力される均等化信号をラッチする回路を内蔵しており、均等化信号が入力されると、直列電池群10の均等化が終了するまで継続して均等化動作する。コントロール回路24は、放電回路21のスイッチング素子23をオンオフに制御して、電池11を均等化する。
均等化動作をしている途中で、電装用バッテリ40の出力電圧が遮断され、あるいは電圧が異常に低下すると、停止回路50がこのことを検出して、停止信号を均等化回路20とメインMPU30に出力する。電装用バッテリ40の出力が遮断されると、電装用バッテリ40からは停止回路50とメインMPU30に正常な電源電圧が供給されなくなる。ただ、図1の電源装置は、電装用バッテリ40の出力側にコンデンサ42を接続しているので、このコンデンサ42に充電される電力でレギュレータ41を所定の時間動作状態に維持して電力を供給し、また、レギュレータ41の出力側に接続しているコンデンサ44に充電される電力を供給して、停止回路50とメインMPU30に、たとえば数十秒以上は動作電圧が供給される。このため、電装用バッテリ40の出力が遮断された後も、停止回路50とメインMPU30は、所定の時間は動作状態に保持される。動作状態の停止回路50は、たとえばパルス信号である停止信号を出力する。この停止信号は、絶縁型信号変換器60を介して均等化回路20のコントロール回路24に出力される。コントロール回路24は、停止信号を検出して均等化動作を停止する。さらに、停止回路50から出力れる停止信号は、動作状態に保持されているメインMPU30にも出力される。メインMPU30は、停止信号をEEPROMやフラッシュメモリ等のメモリ31に記憶する。メインMPU30は、所定の時間は動作状態にあるが、その後は電源電圧が供給されなくなって動作しなくなる。ただ、メモリ31は電源電圧が供給されない状態となっても停止信号を記憶する。このため、電装用バッテリ40の充電電圧が正常な電圧まで上昇しても、メインMPU30は記憶する停止信号でもって、均等化動作を開始する均等化信号を出力しない。したがって、電装用バッテリ40の出力が遮断され、あるいは低下した後は、メモリ31をリセットしないかぎり、メインMPU30は均等化信号を出力せず、均等化回路20は直列電池群10の均等化動作を再開しない。電装用バッテリ40が正常な状態を確認して、メインMPU30のメモリ31をリセットすると、メインMPU30は、直列電池群10を均等化するタイミングで均等化信号を出力して、直列電池群10を均等化する。
10B…直列電池群
11…電池
20…均等化回路 20A…均等化回路
20B…均等化回路
21…放電回路
22…放電抵抗
23…スイッチング素子
24…コントロール回路
25…セル電圧検出回路
26…電源回路
27…サブ電圧検出回路
28…入力端子
29…マルチプレクサ
30…メインMPU
31…メモリ
40…電装用バッテリ
41…レギュレータ
42…コンデンサ
43…ダイオード
44…コンデンサ
50…停止回路
51…電圧検出部
60…絶縁型信号変換器
61…フォトカップラー
62…発光ダイオード
63…フォトトランジスタ
Claims (5)
- 車両を走行させるモータに電力を供給する複数の充電できる電池(11)を直列に接続してなる直列電池群(10)と、この直列電池群(10)を構成する電池(11)を放電又は充電して各々の電池(11)の電気特性を均等化させる均等化回路(20)と、電装用バッテリ(40)を電源として均等化回路(20)を制御するメインMPU(30)と、均等化回路(20)の均等化動作を車両の電装用バッテリ(40)の電圧を検出して制御する停止回路(50)とを備え、
前記停止回路(50)が、電装用バッテリ(40)の電圧の設定範囲外を検出して、均等化回路(20)が電池(11)を充電又は放電する均等化動作を停止させるようにしてなる車両用の電源装置。 - 前記停止回路(50)が、電装用バッテリ(40)の電圧を検出して均等化回路(20)に均等化動作を停止させる停止信号を出力する電圧検出部(51)を備える請求項1に記載される車両用の電源装置。
- 電装用バッテリ(40)の出力側に、前期停止回路(50)に電力を供給するレギュレータ(41)と電装用バッテリ(40)で充電されるコンデンサ(42)を接続しており、前記停止回路(50)が、コンデンサ(42)に充電される電力で動作状態に維持されるレギュレータ(41)から電力供給されて、均等化回路(20)に停止信号を出力する請求項1に記載される車両用の電源装置。
- 均等化回路(20)の電源回路(26)に直列電池群(10)から電力を供給しており、前記停止回路(50)は、絶縁型信号変換器(60)を介して停止信号を均等化回路(20)に伝送する請求項3に記載される車両用の電源装置。
- 均等化回路(20)が、放電抵抗(22)にスイッチング素子(23)を直列に接続している放電回路(21)と、直列電池群(10)を構成する電池(11)のセル電圧を検出してスイッチング素子(23)をオンオフに制御するコントロール回路(24)とを備える請求項1に記載される車両用の電源装置。
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