JP7218071B2 - 電源装置 - Google Patents

電源装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7218071B2
JP7218071B2 JP2020138729A JP2020138729A JP7218071B2 JP 7218071 B2 JP7218071 B2 JP 7218071B2 JP 2020138729 A JP2020138729 A JP 2020138729A JP 2020138729 A JP2020138729 A JP 2020138729A JP 7218071 B2 JP7218071 B2 JP 7218071B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
power
power supply
conversion unit
side connector
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.)
Active
Application number
JP2020138729A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022034842A (ja
Inventor
晃則 丸山
健太郎 井本
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.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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 Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2020138729A priority Critical patent/JP7218071B2/ja
Priority to US17/375,201 priority patent/US20220055468A1/en
Priority to EP21185819.6A priority patent/EP3958431B1/en
Priority to CN202110862804.2A priority patent/CN114074573A/zh
Publication of JP2022034842A publication Critical patent/JP2022034842A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7218071B2 publication Critical patent/JP7218071B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable 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
    • 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
    • B60L50/66—Arrangements of 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • 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
    • 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
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • 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
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

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

Description

本発明は、電源装置に関する。
温室効果ガスであると考えられている二酸化炭素の排出量を削減するために、電気自動車の普及が進んでいる。普及している電気自動車の中には、交換可能なバッテリを搭載した電気自動車がある（例えば、特許文献１）。このような交換可能なバッテリの充電は、バッテリが電気自動車から取り外された後に、電気自動車の外部において行われる。電気自動車に搭載されたバッテリの充電量が少なったとき、このバッテリは、電気自動車から取り外され、電気自動車の外部において充電された他のバッテリに交換される。
特開２０１７－１１７６１５号公報
電気自動車の加速時には、ピーク時に、２００Ａ～３００Ａの大電流が電気自動車のモータに流れる。このため、交換可能なバッテリと電気自動車を接続するためのコネクタは、このような大電流に耐えることができるように、非常に大型で強固に作る必要があった。
そこで、本発明は、交換可能なバッテリと電気自動車を接続するためのコネクタを小型化することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の電源装置は、移動体と接続するためのバッテリ側コネクタを有する第１のバッテリと、前記移動体に配置された、前記バッテリ側コネクタと接続可能な移動体側コネクタと、前記移動体側コネクタと負荷との間に接続された第１の電力変換部と、前記第１の電力変換部と前記負荷とを接続する電力供給ラインに、前記第１のバッテリと並列に接続された第２のバッテリと、前記第１のバッテリから前記移動体側コネクタを介して前記第１の電力変換部に出力される電流が前記第１の値以下になるように、前記第１の電力変換部を制御する制御部と、を有する。
前記制御部は、前記第１のバッテリから前記移動体側コネクタを介して前記第１の電力変換部に一定の電流が出力されるように、前記第１の電力変換部を制御するようにしても良い。
前記制御部は、前記第１の電力変換部から前記移動体側コネクタを介して前記第１のバッテリに入力される電流が第２の値以下になるように、前記第１の電力変換部を制御するようにしても良い。
前記電源装置は、前記電力供給ラインに、第１のバッテリと並列に接続された充電器をさらに有し、前記充電器は、交流電源に接続するためのコネクタと、前記交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して前記電力供給ラインに供給する第２の電力変換部と、前記コネクタと前記電力供給ラインとの間が接続された状態と遮断された状態との間で切り替わるリレーと、を有し、前記第２のバッテリは、電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部と前記電力供給ラインとの間が接続された状態と遮断された状態との間で切り替わるリレーと、を有するようにしても良い。
本発明によれば、交換可能なバッテリと電気自動車を接続するためのコネクタを小型化することが可能になる。
本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。 電力の流れを説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。 電力の流れを説明する図である。 電力の流れを説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。 第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０の充電処理の一例を示す図である。 電力の流れを説明する図である。 電力の流れを説明する図である。
＜電源装置１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す図である。電源装置１００は、第１のバッテリ１１０と、電気自動車側コネクタ（移動体側コネクタ）１２０と、第１の電力変換部１３０と、第２のバッテリ１４０と、制御部１５０と、を有する。電源装置１００は、例えば、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１２０に蓄えられた電力を電気自動車（移動体）ＥＶの負荷Ｌに供給する。
第１のバッテリ１１０は、電力を蓄える蓄電部１１１と、電気自動車ＥＶと接続するためのバッテリ側コネクタ１１２と、蓄電部１１１とバッテリ側コネクタ１１２との間が接続された状態（接続状態）と遮断された状態（遮断状態）との間で切り替わるリレー１１３と、を有する。リレー１１３は、例えば、図１に示すように、蓄電部１１１とバッテリ側コネクタ１１２との間に接続される。
電気自動車側コネクタ１２０は、バッテリ側コネクタ１１１と接続可能なコネクタであり、電気自動車ＥＶに配置されている。第１のバッテリ１１０は、バッテリ側コネクタ１１１と電気自動車側コネクタ１２０とが接続することで、電気自動車ＥＶに接続する。第１のバッテリ１１０は、電気自動車ＥＶの交換可能なバッテリであり、第１のバッテリ１１０の充電は、第１のバッテリ１１０が電気自動車ＥＶから取り外された後に、電気自動車ＥＶの外部において行われる。例えば、電気自動車ＥＶに接続された第１のバッテリ１１０の充電量が少なったとき、この第１のバッテリ１１０は、電気自動車ＥＶから取り外され、電気自動車ＥＶの外部において充電された他の第１のバッテリ１１０に交換される。
第１の電力変換部１３０は、電気自動車側コネクタ１２０と負荷Ｌの間に接続されている。第１の電力変換部１３０は、例えば、ＬＬＣコンバータや、Ｄｕａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｂｒｉｄｇｅ（ＤＡＶ）コンバータなどの絶縁型のＤＣＤＣコンバータである。
第２のバッテリ１４０は、第１の電力変換部１３０と負荷Ｌとを接続する電力供給ラインＬＨ、ＬＬに、第１のバッテリ１３０と並列に接続されている。このため、本実施形態では、第１のバッテリ１１０からに加え、第２のバッテリ１４０からも負荷Ｌに電力を供給することが可能である。
第２のバッテリ１４０は、電力を蓄える蓄電部１４１と、蓄電部１４１と電力供給ラインＬＨ、ＬＬとの間が接続された状態（接続状態）と遮断された状態（遮断状態）との間で切り替わるリレー１４２と、を有する。リレー１４２は、例えば、図１に示すように、蓄電部１４１と電力供給ラインＬＨ、ＬＬとの間に接続される。
第２のバッテリ１４０は、電気自動車ＥＶに備え付けられたバッテリであり、第２のバッテリ１４０の充電は、第１のバッテリ１１０から供給される電力により行われる。
制御部１５０は、第１のバッテリ１１０と、第１の電力変換部１３０と、第２のバッテリ１４０と、を制御することで、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０から負荷Ｌへの電力の供給を制御する。
制御部１５０は、第１のバッテリ１１０から電気自動車側コネクタ１２０を介して第１の電力変換部１３０に出力される電流が第１の値以下になるように、第１の電力変換部１３０を制御する。ここで、第１の値は、例えば、５０Ａに設定する。
このため、本実施形態では、バッテリ側コネクタ１１２、電気自動車側コネクタ１２０を流れる電流の値を抑制することが可能である。結果、本実施形態では、バッテリ側コネクタ１１２、電気自動車側コネクタ１２０を小型化することが可能である。また、本実施形態では、バッテリ１１２と電気自動車側コネクタ１２０との接点において発火事故が起こることを抑制することが可能である。
このとき、制御部１５０は、第１のバッテリ１１０から電気自動車側コネクタ１２０を介して第１の電力変換部１３０に一定の電流が出力されるように、第１の電力変換部１３０を制御しても良い。このようにすることで、第１のバッテリ１１０から出力される電流より負荷Ｌで消費される電流が小さいときには、本実施形態では、図２に示すように、第１のバッテリ１１０から負荷Ｌに電力を供給しつつ、第１のバッテリ１１０から第２のバッテリ１４０にも電力を供給し、第２のバッテリ１４０を充電することが可能になる。
また、このようにすることで、負荷Ｌでの消費電流が少ないときには、第２のバッテリ１４０が充電され続けることになる。このため、本実施形態では、第１のバッテリ１１０の充電量がゼロになったときであっても、第２のバッテリ１４０の充電量はゼロではなく、電気自動車ＥＶは第２のバッテリ１４０により駆動することが可能である。よって、本実施形態では、第１のバッテリ１１０の充電量がゼロになってから電池交換要求を電気自動車ＥＶのユーザに提示することが可能になる。
負荷Ｌは、ピーク時に消費する電流が第１の値より大きくなる負荷を含むことがある。本実施形態に係る電源装置１００は、上述したように、第２のバッテリ１４０を有しており、第１の値を超えた電流を第２のバッテリから負荷に流すことが可能である。このため、本実施形態では、たとえ消費電流が大きい負荷が存在したとしても、バッテリ側コネクタ１１２、電気自動車側コネクタ１２０を小型化することが可能である。
また、本実施形態では、第１の値を超える大電流を出力する第２のバッテリ１４０は電気自動車ＥＶに備え付けらえている。このため、本実施形態では、一般のユーザが、大電流を出力するバッテリに触れるのを防ぐことが可能である。
また、本実施形態では、第１のバッテリ１１０は、大電流が出力されるバッテリでない。このため、本実施形態では、第１のバッテリ１１０は、大電流を出力するバッテリに比べ、安価に製造することが可能である。
また、本実施形態に係る電源装置１００は、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０の２つのバッテリを有している。このため、本実施形態では、どちらかのバッテリが故障したとしても、電気自動車ＥＶの走行を継続することが可能である。
＜電気自動車ＥＶの加速時、減速時＞
負荷Ｌは、例えば、図３に示すように、インバータＩＮＶを介して電源装置１００に接続された電気自動車ＥＶを駆動するモータＭを含む。電気自動車ＥＶが一定速度で走行しているとき、モータＭで消費される電流は、２５Ａ程度である。このため、電気自動車ＥＶが一定速度で走行しているときは、例えば、第１の値を５０Ａに設定することで、第１のバッテリ１１０から出力される電力によりモータＭを駆動することが可能である。
しかしながら、電気自動車ＥＶが加速するとき、モータＭでは、ピーク時に、２００～３００Ａの電流が消費される。このため、本実施形態では、第１の値を２００Ａより小さい値（例えば、５０Ａ）に設定した場合、電気自動車ＥＶの加速時に、図４に示すように、第１のバッテリ１１０に加え、第２のバッテリ１４０からもモータＭに電力が供給される。
一方、電気自動車ＥＶが減速するとき、モータＭでは電力が発生する。そこで、本実施形態では、電気自動車ＥＶの減速時（回生時）に、図５に示すように、モータＭで発生した電力を第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０に供給し、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０を充電する。このとき、制御部１５０は、第１の電力変換部１３０から電気自動車側コネクタ１２０を介して第１のバッテリ１１０に入力される電流が第２の値以下になるように、第１の電力変換部１３０を制御すると良い。
このようにすることで、バッテリ側コネクタ１１２、電気自動車側コネクタ１２０を流れる電流の値を抑制することが可能になり、結果、バッテリ側コネクタ１１２、電気自動車側コネクタ１２０を小型化することが可能になる。第２の値は、第１の値と同じ値でも良いし、異なる値であっても良い。
また、本実施形態では、第２のバッテリ１４０が満充電になったとしても、第１のバッテリ１１０に充電することが可能であるため、回生エネルギーを効率よく回収でき、回生効率を改善することが可能である。
＜充電器２００＞
図６は、本発明の別の実施形態に係る電源装置１００を示す図である。本実施形態に係る電源装置１００は、第１のバッテリ１１０と、電気自動車側コネクタ１２０と、第１の電力変換部１３０と、第２のバッテリ１４０と、に加え、電力供給ラインＬＨ、ＬＬに、第１のバッテリ１１０と並列に接続された充電器２００をさらに有している。このため、本実施形態では、第１のバッテリ１１０が電気自動車ＥＶに接続した状態でも、第１のバッテリ１１０の充電を行うことが可能である。
充電器２００は、交流電源ＡＣと接続するためのコネクタ２１０と、第２の電力変換部２２０と、リレー２３０と、を有する。
第２の電力変換部２２０は、コネクタ２１０と電力供給ラインＬＨ、ＬＬの間に接続されており、コネクタ２１０に接続された交流電源ＡＣから入力された交流電力を、直流電力に変換して電力供給ラインＬＨ、ＬＬに出力する。第２の電力変換部２２０は、交流電源ＡＣから出力される交流電力の力率を改善する力率改善（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路を有するようにしても良い。
リレー２３０は、コネクタ２１０と電力供給ラインＬＨ、ＬＬとの間が接続された状態（接続状態）と遮断された状態（遮断状態）との間で切り替わる。リレー２３０は、図６に示すように、コネクタ２１０と第２の電力変換部２２０との間に接続されていても良いし、第２の電力変換部２２０と電力供給ラインＬＨ、ＬＬの間に接続されていても良い。
図７は、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０の充電処理の一例を示す図である。この充電処理が開始される前、充電器２００の第２の電力変換部２２０は起動しておらず、充電器２００のリレー２３０は、遮断状態である。
充電の処理動作が始まると、制御部１５０は、第１の電力変換部１２０を停止し、第１のバッテリ１１０のリレー１１３を接続状態にしたまま、第２のバッテリ１４０のリレー１４２を遮断状態に切り替える（ステップＳ７０１）。その後、制御部１５０は、充電器２００のリレー２３０を接続状態に切り替え（ステップＳ７０２）、第１の電力変換部１２０と第２の電力変換部２２０とを起動する（ステップＳ７０３）。このとき、制御部１５０は、第２の電力変換部２２０から出力された直流電力が第１のバッテリ１１０に供給されるように、第１の電力変換部１２０を制御する。これにより、図８に示すように、交流電源ＡＣから供給される電力により、第１のバッテリ１１０が充電される。
第１のバッテリ１１０が満充電になったならば（ステップＳ７０４、ＹＥＳ）、制御部１５０は、第１の電力変換部１２０と第２の電力変換部２２０とを停止し、充電器２００のリレー２３０を遮断状態に切り替え（ステップＳ７０５）、第２のバッテリ１４０が満充電であるのかの否かを確認する（ステップＳ７０６）。
第２のバッテリ１４０が満充電であるならば（ステップＳ７０６、ＹＥＳ）、交流電源ＡＣによる充電処理を終了する。
第２のバッテリ１４０が満充電でないならば（ステップＳ７０６、ＮＯ）、第１のバッテリ１１０のリレー１１３を接続状態にしたまま、第２のバッテリ１４０のリレー１４２を接続状態に切り替え（ステップＳ７０８）、第１の電力変換部１２０を起動する（ステップＳ７０９）。このとき、制御部１５０は、第１のバッテリ１１０から出力される電力が第２のバッテリ１４０に供給されるように、第１の電力変換部１２０を制御する。これにより、図９に示すように、第１のバッテリ１１０から出力される電力により、第２のバッテリ１４０が充電される。その後、第２のバッテリ１４０が満充電になったならば（ステップＳ７０９、ＹＥＳ）、ステップＳ７０１に戻る。
以上のように、上記の充電処理では、第１のバッテリ１１０は、充電器２００を介して、交流電源ＡＣにより充電されるが、第２のバッテリ１４０は、充電器２００を介することなく、第１のバッテリにより充電される。このため、本実施形態では、第２のバッテリ１４０のリレー１４２と充電器２００のリレー２３０の両方を同時に接続状態にする必要がなく、充電器２００のコネクタ２１０を、常に、第２のバッテリ１４０から絶縁された状態にすることが可能である。
よって、本実施形態では、第１の電力変換部が絶縁型の電力変換器であれば、第２の電力変換部２１０が絶縁型の電力変換器でなくても、充電器２００のコネクタ２１０を、常に、第１のバッテリ１１０、第２のバッテリ１４０から絶縁された状態をすることが可能である。よって、本実施形態では、第２の電力変換部２１０は、変圧器や複数のスイッチング素子を有する絶縁型の電力変換部に比べて、小型化することが可能であり、結果、充電器２００を小型化することが可能である。
なお、負荷ＬがインバータＩＮＶを介して電源装置１００に接続されたモータＭを含むとき（図３）は、このインバータＩＮＶ、モータＭにより、交流電力を直流電力に変換するようにするようにしても良い（例えば、独国特許出願公開第１０２０１６２１３０６１号明細書、特開２００７－３１８９７０号公報に、インバータ、モータにより電力を変換する技術が記載されている）。このようにすることで、インバータＩＮＶ、モータＭにより第２の電力変換部２２０を構成することが可能になり、交流電力を直流電力に変換する回路を新たに設ける必要が無くなり、充電器２００をより小型化することが可能になる。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
１００ 電源装置
１１０ 第１のバッテリ
１１１ 蓄電部
１１２ バッテリ側コネクタ
１１３ リレー
１２０ 電気自動車側コネクタ
１３０ 第１の電力変換部
１４０ 第２のバッテリ
１４１ 蓄電部
１４２ リレー
１５０ 制御部
２００ 充電器
２１０ コネクタ
２２０ 第２の電力変換部
２３０ リレー

Claims (4)

  1. 移動体と接続するためのバッテリ側コネクタを有する交換可能な第１のバッテリと、
    前記移動体に配置された、前記バッテリ側コネクタと接続可能な移動体側コネクタと、
    前記移動体側コネクタと負荷との間に接続された第１の電力変換部と、
    前記第１の電力変換部と前記負荷とを接続する電力供給ラインに、前記第１のバッテリと並列に接続された、第１の値を超える電流を出力可能な第２のバッテリと、
    前記第１のバッテリから前記移動体側コネクタを介して前記第１の電力変換部に出力される電流が前記第１の値以下になるように、前記第１の電力変換部を制御する制御部と、を有し、
    前記移動体側コネクタは、前記負荷のピーク電流以下の定格電流のコネクタである、電源装置。
  2. 前記制御部は、前記第１のバッテリから前記移動体側コネクタを介して前記第１の電力変換部に一定の電流が出力されるように、前記第１の電力変換部を制御する、請求項１に記載の電源装置。
  3. 前記制御部は、前記第１の電力変換部から前記移動体側コネクタを介して前記第１のバッテリに入力される電流が第２の値以下になるように、前記第１の電力変換部を制御する、請求項１また２に記載の電源装置。
  4. 前記電力供給ラインに、第１のバッテリと並列に接続された充電器をさらに有し、
    前記充電器は、交流電源に接続するためのコネクタと、前記交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して前記電力供給ラインに供給する第２の電力変換部と、前記コネクタと前記電力供給ラインとの間が接続された状態と遮断された状態との間で切り替わるリレーと、を有し、
    前記第２のバッテリは、電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部と前記電力供給ラインとの間が接続された状態と遮断された状態との間で切り替わるリレーと、を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置。
JP2020138729A 2020-08-19 2020-08-19 電源装置 Active JP7218071B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020138729A JP7218071B2 (ja) 2020-08-19 2020-08-19 電源装置
US17/375,201 US20220055468A1 (en) 2020-08-19 2021-07-14 Power supply device
EP21185819.6A EP3958431B1 (en) 2020-08-19 2021-07-15 Power supply device
CN202110862804.2A CN114074573A (zh) 2020-08-19 2021-07-29 电源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020138729A JP7218071B2 (ja) 2020-08-19 2020-08-19 電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022034842A JP2022034842A (ja) 2022-03-04
JP7218071B2 true JP7218071B2 (ja) 2023-02-06

Family

ID=77226574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020138729A Active JP7218071B2 (ja) 2020-08-19 2020-08-19 電源装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220055468A1 (ja)
EP (1) EP3958431B1 (ja)
JP (1) JP7218071B2 (ja)
CN (1) CN114074573A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT523958A1 (de) * 2020-07-03 2022-01-15 B & R Ind Automation Gmbh Energieversorgungssystem
KR102644205B1 (ko) * 2021-11-25 2024-03-06 주식회사 코리아비티에스 전력 전환 장치 및 이를 포함하는 차량 전력 전환 시스템
KR20230104461A (ko) * 2021-12-31 2023-07-10 현대자동차주식회사 전동화 차량 및 그를 위한 전원 관리 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050044A1 (ja) 2008-10-31 2010-05-06 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電源システムおよびその制御方法
JP2010119256A (ja) 2008-11-14 2010-05-27 Toyota Motor Corp 接続ユニットおよびそれを搭載する車両
US20170043670A1 (en) 2015-08-10 2017-02-16 Ford Global Technologies, Llc System and method for powering electrified vehicle with modular battery

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3436378B2 (ja) * 1992-06-04 2003-08-11 ヤマハ発動機株式会社 電動自転車用バッテリーケース
US6683395B2 (en) * 2001-06-29 2004-01-27 Thomson Licensing, S.A. Power supply
JP4491434B2 (ja) 2006-05-29 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 電力制御装置およびそれを備えた車両
JP4842885B2 (ja) * 2007-05-23 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車載機器制御システムおよび車両
JP4305553B2 (ja) * 2007-10-23 2009-07-29 トヨタ自動車株式会社 電動車両
US8710699B2 (en) * 2009-12-01 2014-04-29 Solaredge Technologies Ltd. Dual use photovoltaic system
KR101084214B1 (ko) * 2009-12-03 2011-11-18 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
US9277298B2 (en) * 2011-09-20 2016-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery managing apparatus, battery pack, and energy storage system
DE102013222641A1 (de) * 2013-11-07 2015-05-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeichersystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
KR20150091890A (ko) * 2014-02-04 2015-08-12 삼성에스디아이 주식회사 배터리 트레이, 배터리 랙, 에너지 저장 시스템, 및 배터리 트레이의 동작 방법
JP6296608B2 (ja) * 2014-06-26 2018-03-20 Fdk株式会社 無停電電源装置
CN111976507B (zh) * 2014-09-02 2021-12-24 葛炽昌 具有交换电池组的电动车
JP6164195B2 (ja) * 2014-11-06 2017-07-19 トヨタ自動車株式会社 電力変換器
JP6636793B2 (ja) 2015-12-24 2020-01-29 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 電池パック
DE102016213061B4 (de) 2016-07-18 2017-04-27 Continental Automotive Gmbh Fahrzeugbordnetz und Verfahren
KR102273770B1 (ko) * 2016-07-19 2021-07-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
CN108177540A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 同济大学 一种易于更换的复合电源***及控制方法
WO2019189578A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電極ユニット、送電装置、受電装置、および無線電力伝送システム
CN109038739A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 爱驰汽车有限公司 可调节式双电池***及其控制方法、以及汽车
EP3664251B1 (en) * 2018-12-07 2021-03-03 Yazaki Corporation Power supply system
JP7178892B2 (ja) * 2018-12-17 2022-11-28 株式会社Subaru 車両のバッテリ充電制御装置
JP6902061B2 (ja) * 2019-02-19 2021-07-14 矢崎総業株式会社 電力分配システム
JP7156996B2 (ja) * 2019-04-24 2022-10-19 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
JP7344435B2 (ja) * 2019-06-03 2023-09-14 マツダ株式会社 車両駆動装置
US11165265B2 (en) * 2019-06-28 2021-11-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Parallel battery discharge management
CN210454479U (zh) * 2019-08-16 2020-05-05 青岛联合新能源汽车有限公司 一种具有双模电池仓的电动汽车

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050044A1 (ja) 2008-10-31 2010-05-06 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電源システムおよびその制御方法
JP2010119256A (ja) 2008-11-14 2010-05-27 Toyota Motor Corp 接続ユニットおよびそれを搭載する車両
US20170043670A1 (en) 2015-08-10 2017-02-16 Ford Global Technologies, Llc System and method for powering electrified vehicle with modular battery

Also Published As

Publication number Publication date
EP3958431B1 (en) 2023-12-06
JP2022034842A (ja) 2022-03-04
US20220055468A1 (en) 2022-02-24
CN114074573A (zh) 2022-02-22
EP3958431A1 (en) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7218071B2 (ja) 電源装置
JP7038469B2 (ja) 複数のエネルギー蓄積装置を有するハイブリッドシステム
US7420339B2 (en) Regenerative braking system of fuel cell vehicle using super capacitor
CN104340082B (zh) 燃料电池车
KR101617292B1 (ko) 전기자동차 및 그 보조배터리의 충전제어방법.
JP5310959B2 (ja) 車両の充電装置
JP5143665B2 (ja) 電力システム及び燃料電池車両
JP5255086B2 (ja) 電源装置及びその制御方法
JPWO2009013891A1 (ja) 車両用電源装置
JP5413017B2 (ja) 車両用電源装置
JP2013085413A (ja) 電気自動車
JP2012056462A (ja) 制御装置、制御方法、および、車両電源システム
JP4845342B2 (ja) 燃料電池システム
US9849805B2 (en) Fuel cell vehicle
KR101487560B1 (ko) 산업 차량용 전원 공급 장치 및 그 제어 방법
KR100946472B1 (ko) 연료전지 하이브리드 시스템
CN107492919A (zh) 电力***及其控制方法
JP2024028397A (ja) 車両走行システムおよび車両
KR101836643B1 (ko) 차량용 마일드 하이브리드 시스템
JP2008092761A (ja) モータ駆動用電源装置
CN112297944B (zh) 车辆、车辆的动力电池***及其控制方法
JP2002186194A (ja) 電源装置
JP7030599B2 (ja) 蓄電池システムおよび電気車制御システム
TWI707789B (zh) 電動車輛的供電系統及方法
JP2006280170A (ja) 電気車制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7218071

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350