WO2024071145A1 - 車両用電源制御システム - Google Patents

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WO2024071145A1
WO2024071145A1 PCT/JP2023/035032 JP2023035032W WO2024071145A1 WO 2024071145 A1 WO2024071145 A1 WO 2024071145A1 JP 2023035032 W JP2023035032 W JP 2023035032W WO 2024071145 A1 WO2024071145 A1 WO 2024071145A1
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WO
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voltage
power
power supply
circuit
low
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PCT/JP2023/035032
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Inventor
隼人 山口
定治 奥田
龍一 村田
Original Assignee
矢崎総業株式会社
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power supply control system for a vehicle.
  • the electrical energy stored in the on-board battery will be discharged due to the influence of dark current and load current, resulting in a dead battery.
  • the on-board battery has deteriorated, it is more likely to run out of battery power. And when the battery is dead, the output voltage of the on-board battery is too low, so if left in that state, the vehicle will not be able to operate normally, such as starting the engine.
  • a rescue vehicle or a large power supply device is prepared and connected to the power supply circuit of the target vehicle via a designated booster cable, and the target vehicle's engine is started using a technique known as a jump start.
  • Patent Document 1 shows a jump starter technology that can start an engine by storing power drawn from a battery with a low residual voltage and discharging it in a short period of time.
  • electric vehicles such as pure electric vehicles and plug-in hybrid vehicles often have both a high-voltage battery for driving and a low-voltage battery.
  • the power output by the low-voltage battery is needed, for example, to power various electronic control units (ECUs) and various auxiliary equipment (e.g. electrical equipment such as lamps, heaters, and electric motors).
  • ECUs electronice control units
  • auxiliary equipment e.g. electrical equipment such as lamps, heaters, and electric motors.
  • electric vehicles are often equipped with a DC/DC converter so that some of the power stored in the high-voltage battery can be supplied to the circuit on the low-voltage battery side.
  • the high-voltage power stored in the high-voltage battery can be converted to low voltage by the DC/DC converter and supplied to the circuit on the low-voltage battery side as well.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a vehicle power supply control system that can make it easier to start a vehicle when the low-voltage battery in the vehicle runs out.
  • the vehicle power supply control system has the following features:
  • Vehicle power control system Vehicle power control system.
  • the control unit can supply external power supplied from an external power source via an external power supply connector to the voltage conversion unit and control unit as the operating voltage instead of the low-voltage battery. Therefore, even if the battery runs out, the voltage conversion unit can be operated with external power, and the high voltage output from the high-voltage battery can be converted to a low voltage by the voltage conversion unit and supplied to the power supply circuit on the low-voltage battery side. This makes it possible to start the engine, etc., without using a jump start technique. Also, since the power required to start the voltage conversion unit is relatively small, a relatively small battery, etc. can be used as the external power source.
  • FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the configuration of a main part of a power supply control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a power supply control system according to the first modification.
  • FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a power supply control system according to the second modification.
  • FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a power supply control system according to the third modification.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example 1 of a simple power supply.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a second example of the configuration of the simple power supply.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a third example of the simplified power supply.
  • FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration of a main part of a power supply control system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the power supply control system 100 shown in Fig. 1 is configured on the assumption that it will be used in an electric vehicle such as a pure electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.
  • the electric vehicle equipped with the power supply control system 100 shown in Fig. 1 is also assumed to be equipped with the high-voltage battery 21, low-voltage battery 23, and DC/DC converter 22 shown in Fig. 1 as on-board power supply devices.
  • the high-voltage battery 21 stores the large amount of power required for the vehicle to run, and can supply the power source required by loads such as the electric motor used for running.
  • the high-voltage battery 21 stores high-voltage power, for example, several hundred volts. By handling high voltages, it is possible to reduce power losses that occur in the power distribution paths of the running system and in the loads.
  • the low-voltage battery 23 stores low-voltage power, for example, about +12 V, and can supply the necessary power supply to various low-voltage loads.
  • loads such as various ECUs (electronic control units), lamps, heaters, and low-voltage electric motors operate at low voltages, so power loss can be reduced by supplying power supply of an appropriate voltage from the output of the low-voltage battery 23.
  • the DC (direct current)/DC converter 22 can step down the high-voltage DC power on the high-voltage battery 21 side to generate low-voltage DC power that can be used on the low-voltage battery 23 side.
  • the DC/DC converter 22 performs switching internally in synchronization with, for example, a predetermined pulse signal, and can perform highly efficient power conversion from a high voltage to the desired low voltage by appropriately adjusting the duty of the pulse signal, etc.
  • the DC/DC converter 22 in order for the DC/DC converter 22 to operate, it is essential that it is supplied with power from an external power source. For example, if the DC/DC converter 22 operates using power supplied from the low-voltage battery 23, unless special measures are taken, there is a high possibility that the DC/DC converter 22 will not start operating when the low-voltage battery 23 runs out of power.
  • the DC/DC converter 22 shown in FIG. 1 has a high-voltage side input terminal 22a, a low-voltage side output terminal 22b, a BAT (battery) line connection terminal 22c, an IG (ignition) line connection terminal 22d, and a control input terminal 22e.
  • the high-voltage input terminal 22a of the DC/DC converter 22 is connected to the output of the high-voltage battery 21, the low-voltage output terminal 22b is connected to the battery power line 41, and the battery power line 41 is connected to the low-voltage battery 23.
  • the BAT line connection terminal 22c is connected to the load side power line 43
  • the IG line connection terminal 22d is connected to the IG output power line 45
  • the control input terminal 22e is connected to the control line 48.
  • the power supply control system 100 includes, as its main components other than the high-voltage battery 21, DC/DC converter 22, and low-voltage battery 23, an electrical connection box 10, an ACC socket 24, a simple power supply 25, a mode switch 26, a power supply control ECU 31, a key authentication ECU 32, and a power train ECU 33.
  • the electrical connection box 10 is a component equivalent to a junction block (J/B) or relay box (R/B) that are installed in a typical vehicle, but the electrical connection box 10 of this embodiment also includes unique components that will be described later.
  • the ACC (accessory) socket 24 is a standard-shaped socket prepared to enable power connection of various accessory devices prepared by the user, and is formed into a connector shape that complies with the USB (Universal Serial Bus) standard, for example. Therefore, the vehicle user can connect various accessory devices that are compatible with the USB standard to the ACC socket 24.
  • USB Universal Serial Bus
  • the power supply control system 100 of this embodiment is designed to allow a simple power supply 25 prepared in advance by the user to be connected to the ACC socket 24.
  • the simple power supply 25 is a device that the user uses temporarily as a source of power supply required to start the vehicle in the event that the low-voltage battery 23 runs out of power, and can supply power supply with a voltage of, for example, 12 V. Specific examples of the simple power supply 25 will be described later.
  • the mode switch 26 is a special manually operated switch located in a place where the driver of the vehicle can operate it (for example, below the instrument panel), and can select either an emergency start mode or a normal mode. If the low-voltage battery 23 runs out of power, the user can select the emergency start mode with the mode switch 26 to start the vehicle using the power source power of the simplified power source 25.
  • the power supply control ECU 31 has a function of instructing the ACC and IG circuits to supply power.
  • the key authentication ECU 32 has a function of authenticating the key required to drive the vehicle.
  • the powertrain ECU 33 has a function of controlling the DC/DC converter 22.
  • the electric junction box 10 shown in FIG. 1 incorporates an ACC relay 11, an IG relay 12, a path switching relay 13, and a backflow prevention element 14.
  • the ACC relay 11 has an electric coil for driving the contact and one electric contact.
  • One terminal of the electric contact of the ACC relay 11 is connected to a battery power line 41, and the other terminal is connected to an ACC power line 42.
  • the ACC power line 42 is also connected to one terminal of the mode switch 26 via a predetermined wire harness.
  • One terminal of the electric coil of the ACC relay 11 is connected to the ACC control line 46, and the other terminal is connected to ground.
  • the ACC control line 46 is connected to the output of the power supply control ECU 31.
  • the electrical contacts of the ACC relay 11 can switch between opening and closing the connection between the battery power supply line 41 and the ACC power supply line 42 according to the signal on the ACC control line 46. This opening and closing control is performed by the power supply control ECU 31.
  • the IG relay 12 has an electric coil for contact activation and one electric contact. One terminal of the electric contact of the IG relay 12 is connected to the battery power line 41, and the other terminal is connected to the IG input power line 64.
  • One terminal of the electric coil of the IG relay 12 is connected to the IG control line 47, and the other terminal is connected to ground.
  • the IG control line 47 is connected to the output of the power train ECU 33.
  • the electrical contacts of the IG relay 12 can switch between opening and closing the connection between the battery power line 41 and the IG input power line 64 according to the signal of the IG control line 47. This opening and closing control is performed by the power train ECU 33.
  • the path switching relay 13 is equipped with an electric coil for contact activation and a switch having two selectively connectable electric contacts. One terminal of the electric coil of the path switching relay 13 is connected to the load side power line 43, and the other terminal is connected to ground (earth).
  • the switch of the path switching relay 13 can selectively connect the terminal connected to the IG output power line 45 to either the IG input power line 64 or the load side power line 43. Since the electric coil of the path switching relay 13 is connected to the load side power line 43, the selection state of the switch of the path switching relay 13 automatically changes depending on whether or not a voltage is applied to the load side power line 43.
  • the switch of the path switching relay 13 when a predetermined voltage is applied to the load side power line 43, the switch of the path switching relay 13 connects between the load side power line 43 and the IG output power line 45. When a predetermined voltage is not applied to the load side power line 43, the switch of the path switching relay 13 connects between the IG input power line 64 and the IG output power line 45.
  • the reverse current prevention element 14 is composed of a diode, and allows current to pass in the direction from the battery power line 41 toward the load side power line 43, and prevents current from passing in the reverse direction. In other words, current flows from the battery power line 41 toward the load side power line 43 only when the voltage of the battery power line 41 is higher than that of the load side power line 43.
  • the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22 and the power supply terminals (BAT) of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33 are each connected to the load side power supply line 43.
  • one terminal of the mode switch 26 is connected to the load side power supply line 43 via a specific wire harness.
  • the control line 48 connects the control output of the power-train ECU 33 to the control input terminal 22e of the DC/DC converter 22. Therefore, the power-train ECU 33 can control the DC/DC converter 22.
  • Signal line 49 connects the output of power supply control ECU 31 and the input of power train ECU 33. This signal line 49 can input power supply mode information sent by power supply control ECU 31 to power train ECU 33.
  • Signal line 50 connects the output of key authentication ECU 32 and the input of power train ECU 33. This signal line 50 can input authentication information sent by key authentication ECU 32 to power train ECU 33.
  • the ACC relay 11 connects the battery power line 41 and the ACC power line 42
  • the IG relay 12 connects the battery power line 41 and the IG input power line 64
  • the path switching relay 13 connects the IG input power line 64 and the IG output power line 45.
  • low-voltage power supply power outputted from the low-voltage battery 23 is supplied to the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, the power train ECU 33, and the DC/DC converter 22.
  • the vehicle can usually be started using the power source electricity stored in the low-voltage battery 23. Also, if the power train ECU 33 starts the DC/DC converter 22, the high-voltage electricity output by the high-voltage battery 21 can be converted to low voltage inside the DC/DC converter 22 and supplied from the low-voltage output terminal 22b to the battery power line 41.
  • the low-voltage battery 23 may run out of power.
  • the output voltage of the low-voltage battery 23 will drop abnormally, and there is a high possibility that any of the power supply control ECU 31, key authentication ECU 32, and power train ECU 33 will no longer operate normally.
  • the voltage applied to the BAT line connection terminal 22c and IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22 will drop, causing the DC/DC converter 22 to not start up.
  • the mode switch 26 connects the external input power line 44 and the load side power line 43. Therefore, a predetermined DC voltage (e.g., +12 [V]) output by the simplified power supply 25 is supplied to the load side power line 43 via the connector 25a, the ACC socket 24, the external input power line 44, and the mode switch 26.
  • a predetermined DC voltage e.g., +12 [V]
  • the necessary power supply is supplied from the load side power line 43 to the BAT power supply input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33, and to the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22.
  • the load side power line 43 is at a high potential, the electric coil of the path switching relay 13 is energized, and the switch in the path switching relay 13 is switched. This switch connects the load side power line 43 to the IG output power line 45. Therefore, a sufficiently high voltage power source is also supplied from the IG output power line 45 to the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22.
  • the configuration shown in FIG. 1 includes the backflow prevention element 14, no current flows from the load side power line 43 toward the battery power line 41. Therefore, even if the voltage of the battery power line 41 is abnormally low, no excessive current flows from the load side power line 43 toward the battery power line 41, and the load on the simplified power supply 25 can be prevented from becoming excessive.
  • the necessary power supply is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, so that the power-train ECU 33 can start the operation of the internal circuit of the DC/DC converter 22 by controlling the signal on the control line 48.
  • the high-voltage power supplied from the high-voltage battery 21 is stepped down by the internal circuitry of the DC/DC converter 22 and appears at the low-voltage output terminal 22b as low-voltage power supply.
  • the low-voltage power supply output to the low-voltage output terminal 22b of the DC/DC converter 22 is The power is supplied to the battery power line 41. Therefore, the power stored in the high-voltage battery 21 can be used to charge the low-voltage battery 23.
  • the voltage of the battery power line 41 becomes higher than that of the load side power line 43, a current flows from the battery power line 41 to the load side power line 43 via the backflow prevention element 14.
  • the power supply voltage appearing on the load side power line 43 can be maintained sufficiently high even if the simple power supply 25 is depleted and its output voltage drops, or even if the user removes the simple power supply 25. Therefore, the operation of the DC/DC converter 22 and the normal operation of the power supply control ECU 31, key authentication ECU 32, and power train ECU 33 can continue, and the starting operation of the vehicle engine, etc. can be continued. Therefore, even if the simple power supply 25 is small and the amount of power it can supply is very small, it can be fully utilized as an emergency power source for starting the vehicle.
  • the simple power supply 25 can be removed and various external devices prepared by the user can be connected to the ACC socket 24 as loads instead.
  • the mode switch 26 When the user switches the mode switch 26 to normal mode, the power supply output by the low-voltage battery 23 is supplied to the load side via the battery power line 41, the ACC relay 11, the ACC power line 42, the mode switch 26, and the ACC socket 24.
  • the power supply control ECU 31 controls the ACC relay 11 to be turned off, the power supply to the load connected to the ACC socket 24 is cut off.
  • Fig. 2 is an electric circuit diagram showing a power supply control system 100A of Modification 1.
  • the power supply control system 100A of Fig. 2 is a modification of the power supply control system 100 shown in Fig. 1, and the internal configuration of the electric junction box 10A is changed.
  • the configuration of the electric junction box 10A in Fig. 2 will be described below.
  • the electrical connection box 10A is equipped with a path switching relay 15 instead of a backflow prevention element 14.
  • This path switching relay 15 is equipped with an electrical coil for contact drive and a switch having two electrical contacts that can be selectively connected. One terminal of the electrical coil of the path switching relay 15 is connected to the load side power line 43, and the other terminal is connected to ground.
  • the switch of the path switching relay 15 can selectively connect the terminal connected to the load side power line 43A to either the battery power line 41 or the load side power line 43. Since the electric coil of the path switching relay 15 is connected to the load side power line 43, the selection state of the switch of the path switching relay 15 automatically changes depending on whether or not a voltage is applied to the load side power line 43.
  • the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22 and each of the BAT power input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33 are each connected to the load side power line 43A.
  • the switch of the path switching relay 15 When a predetermined voltage is applied to the load side power line 43, the switch of the path switching relay 15 connects between the load side power line 43 and the load side power line 43A. When the predetermined voltage is not applied to the load side power line 43, the switch of the path switching relay 15 connects between the battery power line 41 and the load side power line 43A.
  • the path switching relay 15 can automatically switch the path of the source of power supply for the BAT system of the DC/DC converter 22, the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33.
  • the mode switch 26 connects the external input power line 44 and the load side power line 43. Therefore, a predetermined DC voltage (e.g., +12 [V]) output by the simplified power supply 25 is supplied to the load side power line 43 via the connector 25a, the ACC socket 24, the external input power line 44, and the mode switch 26.
  • a predetermined DC voltage e.g., +12 [V]
  • the electric coil of the path switching relay 13 becomes conductive, and the switch of the path switching relay 13 connects between the load side power line 43 and the IG output power line 45. Also, the electric coil of the path switching relay 15 becomes conductive, and the switch of the path switching relay 15 connects between the load side power line 43 and the load side power line 43A.
  • the power supply of the simplified power supply 25 is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, and to each of the BAT power supply input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33.
  • the necessary power supply is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, so that the power-train ECU 33 can start the operation of the internal circuit of the DC/DC converter 22 by controlling the signal on the control line 48.
  • the high-voltage power supplied from the high-voltage battery 21 is stepped down by the internal circuitry of the DC/DC converter 22 and appears at the low-voltage output terminal 22b as low-voltage power supply.
  • the low-voltage power supply output to the low-voltage output terminal 22b of the DC/DC converter 22 is supplied to the battery power line 41. Therefore, the low-voltage battery 23 can be charged using the power stored in the high-voltage battery 21.
  • the switch of the path switching relay 13 switches to a state that connects between the IG input power supply line 64 and the IG output power supply line 45, and the switch of the path switching relay 15 switches to a state that connects between the battery power supply line 41 and the load side power supply line 43A.
  • the supply of power from the power source can be continued to the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22 via a path that passes through the battery power line 41, the IG relay 12, the path switching relay 13, and the IG output power line 45.
  • the supply of power from the power source can be continued to the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22 and the BAT power input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33 via a path that passes through the battery power line 41, the path switching relay 15, and the load side power line 43A.
  • ⁇ Modification 2> ⁇ System Configuration> 3 is an electric circuit diagram showing a power supply control system 100B of Modification 2.
  • the power supply control system 100B of FIG. 3 is a modification of the power supply control system 100 shown in FIG.
  • a mode switching relay 26A is built into the electrical connection box 10B in place of the mode switch 26 shown in FIG. 1, and a determiner 16 is also added to the electrical connection box 10B.
  • the input terminal of the determiner 16 is connected to the battery power line 41, and the output terminal is connected to the path switching relay 13 and one end of the electric coil of the mode switching relay 26A via the mode control line 61.
  • This determiner 16 monitors the voltage of the battery power line 41 and outputs a signal indicating whether the battery is dead or not. This signal is applied to the electric coils of the path switching relay 13 and the mode switching relay 26A, and switches the switch states of the path switching relay 13 and the mode switching relay 26A.
  • the mode switching relay 26A includes an electric coil for contact drive and a switch having two selectively connectable electric contacts. One terminal of the electric coil of the mode switching relay 26A is connected to the mode control line 61, and the other terminal is connected to ground.
  • the switch of the mode switching relay 26A selectively connects a terminal connected to the external input power line 44 to either the contact of the ACC power line 42A or the contact of the load side power line 43B to select either the emergency start mode or the normal mode.
  • the state shown in Fig. 3 is the selected state of the emergency start mode.
  • the configuration of the power supply control system 100B is similar to that of the power supply control system 100 in FIG.
  • the determiner 16 in the electrical connection box 10B detects a voltage drop in the battery power line 41 and automatically controls the selection state of the mode switching relay 26A and the path switching relay 13 by a signal output to the mode control line 61.
  • the switch of the mode switching relay 26A connects between the external input power line 44 and the load side power line 43B
  • the path switching relay 13 connects between the load side power line 43B and the IG output power line 45. This is the emergency start mode.
  • a predetermined DC voltage output by the simplified power supply 25 is supplied to the load side power supply line 43B via the ACC socket 24, the external input power supply line 44, and the mode switching relay 26A. Therefore, the necessary power supply is supplied from the load side power line 43B to the BAT power input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33, and to the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22. Furthermore, the necessary power supply is also supplied from the load side power line 43B to the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22 via the path switching relay 13 and the IG output power line 45.
  • the necessary power supply is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, so that the power-train ECU 33 can start the operation of the internal circuit of the DC/DC converter 22 by controlling the signal on the control line 48.
  • the high-voltage power supplied from the high-voltage battery 21 is stepped down by the internal circuitry of the DC/DC converter 22 and appears at the low-voltage output terminal 22b as low-voltage power supply.
  • the low-voltage power source output to the low-voltage output terminal 22b of the DC/DC converter 22 is supplied to the battery power line 41. Therefore, the low-voltage battery 23 can be charged using the power stored in the high-voltage battery 21. Furthermore, when the voltage of the battery power line 41 becomes higher than the load side power line 43B, a current flows from the battery power line 41 to the load side power line 43B via the backflow prevention element 14.
  • the power supply voltage appearing on the load side power line 43B can be maintained sufficiently high even if the simple power supply 25 is depleted and its output voltage drops, or even if the user removes the simple power supply 25. Therefore, the operation of the DC/DC converter 22 and the normal operation of the power supply control ECU 31, key authentication ECU 32, and power train ECU 33 can continue, and the starting operation of the vehicle engine, etc. can be continued. Therefore, even if the simple power supply 25 is small and the amount of power it can supply is very small, it can be fully utilized as an emergency power source for starting the vehicle.
  • the determiner 16 detects this change and switches the signal output to the mode control line 61.
  • the switch of the mode switching relay 26A switches to a state that connects the external input power line 44 and the ACC power line 42A, and the path switching relay 13 switches to a state that connects the IG input power line 64 and the IG output power line 45.
  • Fig. 4 is an electric circuit diagram showing a power supply control system 100C of Modification 3.
  • the power supply control system 100C of Fig. 4 is a modification of the power supply control system 100B shown in Fig. 3, and the internal configuration of the electric junction box 10C is changed.
  • the configuration of the electric junction box 10C in Fig. 4 will be described below.
  • the electrical connection box 10C has a path switching relay 15 instead of a backflow prevention element 14.
  • This path switching relay 15 has an electrical coil for contact drive and a switch having two selectively connectable electrical contacts. One terminal of the electrical coil of the path switching relay 15 is connected to the mode control line 61, and the other terminal is connected to ground.
  • the switch of the path switching relay 15 can selectively connect the terminal connected to the load side power line 43A to either the battery power line 41 or the load side power line 43B. Since the electric coil of the path switching relay 15 is connected to the mode control line 61, the selection state of the switch of the path switching relay 15 automatically changes according to the judgment state of the judger 16.
  • the BAT line connection terminal 22c of the DC/DC converter 22 and each of the BAT power input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33 are each connected to the load side power line 43A.
  • the determiner 16 detects a voltage drop in the battery power line 41, and the switch of the path switching relay 15 connects between the load side power line 43B and the load side power line 43A. Also, when the low-voltage battery 23 is not dead, the switch of the path switching relay 15 connects between the battery power line 41 and the load side power line 43A.
  • the path switching relay 15 can automatically switch the path of the source of power supply for the BAT system of the DC/DC converter 22 , the power supply control ECU 31 , the key authentication ECU 32 , and the power train ECU 33 .
  • the configuration of the electrical junction box 10C is similar to that of the electrical junction box 10B shown in FIG.
  • the determiner 16 in the electrical connection box 10B detects a voltage drop in the battery power line 41 and automatically controls the selection state of the mode switching relay 26A and the path switching relay 13 by a signal output to the mode control line 61.
  • the switch of the mode switching relay 26A connects the external input power line 44 and the load side power line 43B
  • the path switching relay 13 connects the load side power line 43B and the IG output power line 45.
  • the switch of the path switching relay 15 connects the load side power line 43B and the load side power line 43A.
  • the power supply of the simplified power supply 25 is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, and to each of the BAT power supply input terminals of the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33.
  • the necessary power supply is supplied to the BAT line connection terminal 22c and the IG line connection terminal 22d of the DC/DC converter 22, so that the power-train ECU 33 can start the operation of the internal circuit of the DC/DC converter 22 by controlling the signal on the control line 48.
  • the high-voltage power supplied from the high-voltage battery 21 is stepped down by the internal circuitry of the DC/DC converter 22 and appears at the low-voltage output terminal 22b as low-voltage power supply.
  • the low-voltage power supply output to the low-voltage output terminal 22b of the DC/DC converter 22 is supplied to the battery power line 41. Therefore, the low-voltage battery 23 can be charged using the power stored in the high-voltage battery 21.
  • the determiner 16 detects this voltage rise. Then, the signal output by the determiner 16 to the mode control line 61 changes, switching the selection state of the mode switching relay 26A and the switch of the path switching relay 15. In other words, the switch of the path switching relay 15 connects between the battery power line 41 and the load side power line 43A.
  • the power supply from the battery power line 41 is supplied to the BAT power supply input terminals of the DC/DC converter 22, the power supply control ECU 31, the key authentication ECU 32, and the power train ECU 33 via the switch of the path switching relay 15 and the load side power supply line 43A.
  • FIGS. 5 to 7 Three specific configuration examples of simplified power supplies that can be used in the power supply control systems shown in FIGS. 1 to 4 are shown in FIGS. 5 to 7, respectively.
  • ⁇ Configuration Example 1> 5 constitutes a battery pack and includes a plurality of dry batteries 52 housed in the internal space of a battery case 51.
  • the battery case 51 is formed in a low box shape and has an internal space capable of housing a plurality of dry batteries 52.
  • the multiple dry batteries 52 inside the battery case 51 are connected in series to each other to form a power circuit capable of outputting, for example, a DC voltage of +12 V.
  • the output of this power circuit is pulled out to the outside of the battery case 51 via a power cord 25 b.
  • a connector 25 a is connected to the end of the power cord 25 b.
  • This connector 25 a has a shape that complies with, for example, the USB standard so that it can be attached to the ACC socket 24 on the vehicle side.
  • the simplified power source 25A shown in Figure 6 constitutes an integrated battery module, and includes a plurality of dry batteries 53 and a boost circuit 54 housed in the inner space of a battery case 51 or exterior.
  • the battery case 51 is formed in a low box shape, and has an internal space capable of housing the plurality of dry batteries 53 and the boost circuit 54.
  • a boost circuit 54 is connected to the output of a power supply circuit formed by multiple dry batteries 53. This boost circuit 54 boosts the output voltage of the power supply circuit to generate the power supply voltage required by the vehicle, for example, a DC voltage of +12 V.
  • This boost circuit 54 is pulled out to the outside of the battery case 51 via a power cord 25b.
  • a connector 25a is connected to the end of the power cord 25b.
  • This connector 25a has a shape that complies with the USB standard, for example, so that it can be attached to the ACC socket 24 on the vehicle side.
  • the simple power supply 25B shown in Fig. 7 includes a rotary handle 25Ba and a generator 25Bb.
  • the output shaft of the rotary handle 25Ba is connected to the rotary shaft of the generator 25Bb. Therefore, when a user manually operates the rotary handle 25Ba to rotate the shaft, the rotary shaft of the generator 25Bb connected thereto is driven.
  • the generator 25Bb then generates power, and a DC voltage appears at its output terminal.
  • the output terminal of the generator 25Bb is connected to a power cord 25b.
  • a connector 25a is connected to the end of the power cord 25b.
  • This connector 25a has a shape that conforms to the USB standard, for example, so that it can be attached to the ACC socket 24 on the vehicle side.
  • the output shaft of the rotating handle 25Ba and the rotating shaft of the generator 25Bb may be directly connected, but in a more preferred embodiment, it is envisaged that a connecting mechanism including a power spring is disposed between the output shaft of the rotating handle 25Ba and the rotating shaft of the generator 25Bb.
  • a connecting mechanism including a power spring is disposed between the output shaft of the rotating handle 25Ba and the rotating shaft of the generator 25Bb.
  • the user can connect the simple power supply 25 to the ACC socket 24 to ensure the power supply required for starting the engine, etc.
  • a small simple power supply 25 with a small power capacity can be used. This eliminates the need for cumbersome and time-consuming tasks such as jump starting.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified, improved, etc. as appropriate.
  • the material, shape, dimensions, number, location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary as long as they can achieve the present invention, and are not limited.
  • a power supply control system for a vehicle power supply control system 100).
  • the internal circuitry of the voltage conversion unit can be started using the power of a specific external power supply prepared by the user while it is connected to the external power supply connector.
  • the high-voltage power stored on the high-voltage battery side can be stepped down by the voltage conversion unit and supplied to the power supply path on the low-voltage battery side. Therefore, even if the power capacity of the external power supply is small, operations such as starting the engine are possible, eliminating the need for cumbersome and time-consuming tasks such as jump starting.
  • the control unit has a switching circuit (mode switch 26, or mode switching relay 26A) that selectively switches the connection destination of the circuit of the external power connector between a first circuit (ACC power line 42) connected to the low-voltage battery and a second circuit (load side power line 43) connected to the voltage conversion unit and the control unit,
  • a switching circuit mode switch 26, or mode switching relay 26A
  • the emergency start mode and normal mode can be used by switching the connection destination of the circuit of the external power supply connector.
  • This allows the ACC connector for accessory devices that is generally installed in vehicles to be used as a connection destination for the external power supply.
  • the control unit is a switch circuit (mode switching relay 26A) that selectively switches a connection destination of the circuit of the external power connector to either a first circuit connected to the low-voltage battery or a second circuit connected to the voltage conversion unit and the control unit; a voltage detection circuit (determinator 16) that controls the switch circuit when the output voltage of the low-voltage battery drops, and automatically connects the circuit of the external power connector to the voltage conversion unit and the control unit;
  • the vehicle power supply control system according to the above [1].
  • the internal circuitry of the voltage conversion unit can be started using power supplied from an external power source without the user having to perform any special switch operation, making it possible to perform operations such as starting the engine.
  • the control unit is a switching circuit (mode switch 26 or mode switching relay 26A) that selectively switches a connection destination of the circuit of the external power connector between a first circuit (ACC power line 42) connected to the low-voltage battery and a second circuit (load side power line 43) connected to the voltage conversion unit and the control unit; a reverse current prevention circuit (reverse current prevention element 14) connected between the output of the low voltage battery and the second circuit;
  • a switching circuit mode switch 26 or mode switching relay 26A
  • a connection destination of the circuit of the external power connector between a first circuit (ACC power line 42) connected to the low-voltage battery and a second circuit (load side power line 43) connected to the voltage conversion unit and the control unit; a reverse current prevention circuit (reverse current prevention element 14) connected between the output of the low voltage battery and the second circuit;
  • the vehicle power supply control system configured as in [4] above, by switching the connection destination of the circuit of the external power supply connector, it is possible to selectively use emergency start mode and normal mode.
  • the backflow prevention circuit by preventing excessive current from flowing from the external power supply side to the low-voltage battery side by the backflow prevention circuit, it is possible to prevent the load on the external power supply from becoming excessive, and the voltage conversion unit can be easily started.
  • the voltage conversion unit after the voltage conversion unit is started, if the voltage on the low-voltage battery side becomes high, the current passing through the backflow prevention circuit from the low-voltage battery side can be supplied to the load such as the voltage conversion unit, so that the power consumption of the external power supply can be minimized.
  • the control unit is a switching circuit (mode switch 26 or mode switching relay 26A) that selectively switches a connection destination of the circuit of the external power connector between a first circuit (ACC power line 42) connected to the low-voltage battery and a second circuit (load side power line 43) connected to the voltage conversion unit and the control unit; a relay circuit (path switching relay 15) for switching the output of the low-voltage battery and a connection state between the second circuit and a load side circuit;
  • the vehicle power supply control system according to the above [1].
  • the vehicle power supply control system having the configuration of [5] above, by switching the connection destination of the circuit of the external power supply connector, it is possible to selectively use the emergency start mode and the normal mode.
  • a relay circuit it is possible to appropriately switch the path for supplying the power supply to the load. In other words, until the start-up of the voltage conversion unit is completed, the necessary power supply is supplied from the external power supply side to the load side, and when the voltage conversion unit starts up and the voltage on the low-voltage battery side becomes high, Since the required power supply can be supplied to the load from the low-voltage battery, power consumption of the external power supply can be minimized.

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Abstract

低圧バッテリ(23)がバッテリ上がりになった時に、ACCソケット(24)に接続した簡易電源(25)から車両側に始動に必要な電源電力を供給する。簡易電源(25)の電力は、DC/DCコンバータ(22)の各電源端子(22c、22d)やその他の負荷(31、32、33)に供給され、DC/DCコンバータ(22)を起動するために使用される。DC/DCコンバータ(22)が起動した後は、高圧バッテリ(21)側の電力を降圧して低圧バッテリ(23)側に供給し、DC/DCコンバータ(22)やその他の負荷の電源供給経路を切り替える。モードスイッチ(26)又はリレーを用いて通常モードと非常時始動モードとを切り替える。

Description

車両用電源制御システム
 本発明は、車両用電源制御システムに関する。
 例えば車両を長期間に亘って使用しなかった場合や、車両のエンジンを止めたままでライト、ヒータなどの車載機器を長時間使い続けたような場合には、車載バッテリに蓄積された電気エネルギーが暗電流や負荷電流等の影響で放電するためバッテリ上がりの状態になる。また、車載バッテリが劣化した場合には、バッテリ上がりが生じやすくなる。そして、バッテリ上がりの状態では車載バッテリの出力電圧が低すぎるため、そのままではエンジン始動等の通常の車両の動作ができなくなる。
 車両においてバッテリ上がりが発生した場合には、例えば車載バッテリを新品のバッテリに交換する作業が行われる。あるいは、救援車両や大型の電源装置を用意して、これらを所定のブースターケーブルを介して対象車両の電源回路と繋ぎ、ジャンプスタートと呼ばれる手法で対象車両のエンジンを始動する。
 一方、例えば特許文献1は残存電圧値が低いバッテリから引き出した電力を蓄えて短時間で放電させることによりエンジン始動することが可能なジャンプスタータの技術を示している。
日本国特開2018-38116号公報
 しかし、例えば山間部のように救援車両や大型の電源装置を用意するのが困難な場所で車両のバッテリ上がりが発生する場合も多い。したがって、ジャンプスタートの手法でエンジンを始動する場合であっても、車両のユーザが自分で作業することはできず、ロードサービスなどに救援作業を依頼しなければならない。したがって、バッテリ上がりが生じた車両のエンジンを始動するために、時間や手間がかかる。
 一方、純粋な電気自動車やプラグインハイブリッド車のような電動車(xEV)においては、走行駆動用の高圧バッテリと低圧バッテリとの両方を搭載している場合が多い。低圧バッテリが出力する電力は、例えば各種電子制御ユニット(ECU)の電源や各種補機(例えば、ランプ、ヒータ、電気モータなどの電装品)の電源として必要である。
 また、高圧バッテリが蓄積している電力の一部を低圧バッテリ側の回路に供給可能にするために電動車はDC/DCコンバータを搭載している場合が多い。すなわち、高圧バッテリが蓄積している高電圧の電力をDC/DCコンバータで低圧に変換して低圧バッテリ側の回路にも供給できる。
 しかしながら、高圧バッテリと低圧バッテリとの両方を搭載している電動車において、低圧バッテリ側でバッテリ上がりが生じると、エンジン始動などの車両の動作が不可能な状況が発生する。その場合、高圧バッテリが十分に大きな電力を蓄積している場合でも、DC/DCコンバータの回路が起動しないため、高圧バッテリ側の電力を低圧バッテリ側に供給できない。したがって、バッテリ上がりになった車両を始動するためにジャンプスタートの手法を用いなければならず、時間や手間がかかる。
 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両において低圧バッテリのバッテリ上がりが生じた場合に、車両の始動を容易にすることが可能な車両用電源制御システムを提供することにある。
 前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用電源制御システムは、下記を特徴としている。
 車両に搭載された高圧バッテリと、
 前記高圧バッテリから出力される高電圧を低電圧に変換可能な電圧変換部と、
 前記電圧変換部の起動を制御する制御部と、
 前記電圧変換部および前記制御部に所定の動作電圧を供給可能な低圧バッテリと、
 所定の外部電源を接続可能な外部電源コネクタと、
 を備え、前記制御部は、前記外部電源から前記外部電源コネクタを経由して供給される外部電力を、少なくとも一時的に前記低圧バッテリの代わりに前記動作電圧として前記電圧変換部および前記制御部に供給する機能を有する、
 車両用電源制御システム。
 本発明の車両用電源制御システムによれば、低圧バッテリのバッテリ上がりが生じた場合に、制御部が外部電源から外部電源コネクタを経由して供給される外部電力を低圧バッテリの代わりに動作電圧として電圧変換部および制御部に供給できる。したがって、バッテリ上がりの状態であっても外部電力で電圧変換部を作動させることができ、高圧バッテリから出力される高電圧を電圧変換部で低電圧に変換して低圧バッテリ側の電源回路に供給できる。そのため、ジャンプスタートの手法を用いることなくエンジン始動等を行うことが可能になる。また、電圧変換部を起動するために必要な電力は比較的小さいので、外部電源として比較的小型のバッテリー等を利用できる。
 以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、本発明の実施形態における電源制御システムの主要部構成を示す電気回路図である。 図2は、変形例-1の電源制御システムを示す電気回路図である。 図3は、変形例-2の電源制御システムを示す電気回路図である。 図4は、変形例-3の電源制御システムを示す電気回路図である。 図5は、簡易電源の構成例-1を示す斜視図である。 図6は、簡易電源の構成例-2を示す斜視図である。 図7は、簡易電源の構成例-3を示す斜視図である。
 本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
 図1は、本発明の実施形態における電源制御システム100の主要部構成を示す電気回路図である。
 図1に示した電源制御システム100は、純粋な電気自動車やプラグインハイブリッド車のような電動車に搭載した状態で使用することを想定して構成されている。また、図1に示した電源制御システム100を搭載する電動車は、車載電源装置として図1に示した高圧バッテリ21、低圧バッテリ23、及びDC/DCコンバータ22を備えることを前提としている。
 高圧バッテリ21は、車両が走行するために必要な大きな電力を蓄積し、走行用の電気モータなどの負荷が必要とする電源電力を供給できる。高圧バッテリ21は、例えば数百[V]程度の高電圧の電力を蓄積する。高電圧を扱うことで、走行系の配電経路や負荷などにおいて発生する電力の損失を減らすことができる。
 低圧バッテリ23は、例えば+12[V]程度の低電圧の電力を蓄積し、低圧系の各種負荷に対して必要な電源電力を供給できる。例えば各種ECU(電子制御ユニット)、ランプ、ヒータ、低圧系電気モータなどの負荷は低電圧で動作するので、低圧バッテリ23の出力から適切な電圧の電源電力を供給することで電力の損失を減らすことができる。
 DC(直流)/DCコンバータ22は、高圧バッテリ21側の高電圧の直流電力を降圧して、低圧バッテリ23側で利用可能な低電圧の直流電力を生成することができる。DC/DCコンバータ22は、その内部で例えば所定のパルス信号に同期してスイッチングを行うと共に、パルス信号のデューティ等を適切に調整することで、高電圧から目的とする低電圧への電力変換を高効率で行うことができる。
 但し、DC/DCコンバータ22が動作するためには、外部からの電源電力供給が不可欠である。例えば、低圧バッテリ23から供給される電源電力によりDC/DCコンバータ22が動作する場合には、特別な工夫をしない限り、低圧バッテリ23がバッテリ上がりになった時にDC/DCコンバータ22の動作が起動しない可能性が高くなる。
 図1に示したDC/DCコンバータ22は、高圧側入力端子22a、低圧側出力端子22b、BAT(バッテリ)線接続端子22c、IG(イグニッション)線接続端子22d、及び制御入力端子22eを備えている。
 DC/DCコンバータ22の高圧側入力端子22aは、高圧バッテリ21の出力と接続され、低圧側出力端子22bはバッテリ電源線41と接続され、バッテリ電源線41が低圧バッテリ23と接続されている。また、BAT線接続端子22cは負荷側電源線43と接続され、IG線接続端子22dはIG出力電源線45と接続され、制御入力端子22eは制御線48と接続されている。
 電源制御システム100は、上記高圧バッテリ21、DC/DCコンバータ22、低圧バッテリ23以外の主要な構成要素として、電気接続箱10、ACCソケット24、簡易電源25、モードスイッチ26、電源制御ECU31、キー認証ECU32、及びパワトレECU33を備えている。
 電気接続箱10は、一般的な車両に搭載されているジャンクションブロック(J/B)、又はリレーボックス(R/B)に相当する構成要素であるが、本実施形態の電気接続箱10は後述する特有の構成要素も搭載している。
 ACC(アクセサリ)ソケット24は、ユーザが用意した様々なアクセサリ機器の電源接続を可能にするために用意された標準形状のソケットであり、例えばUSB(Universal Serial Bus)規格に対応したコネクタ形状に形成される。したがって、車両のユーザはUSB規格に対応した様々なアクセサリ機器をACCソケット24に接続することが可能である。
 例えば、ACCソケット24に接続した所望のアクセサリ機器に対して低圧バッテリ23側の電源電力を供給することが可能である。また、ACCソケット24に接続したアクセサリ機器側の電源電力を車両側の負荷に供給することも可能である。
 本実施形態の電源制御システム100は、事前にユーザが用意した簡易電源25をACCソケット24に接続できるようになっている。簡易電源25は、低圧バッテリ23のバッテリ上がりが発生した場合に、この車両の始動に必要な電源電力の供給元としてユーザが一時的に使用する機器であり、例えば電圧が12[V]電源電力を供給できる。簡易電源25の具体例については後述する。
 モードスイッチ26は、自車両の運転者が操作可能な場所(例えばインパネ下方)に配置された特別な手動操作スイッチであり、非常時始動モードと、通常モードとのいずれか一方を選択できる。低圧バッテリ23のバッテリ上がりが発生した場合には、ユーザがモードスイッチ26で非常時始動モードを選択することで、簡易電源25の電源電力を利用して自車両の始動を行うことができる。
 電源制御ECU31は、ACC系やIG系の各回路に対して電源供給を指示する機能を有している。キー認証ECU32は、自車両の運転に必要なキーを認証する機能を有している。パワトレ(パワートレイン)ECU33は、DC/DCコンバータ22を制御する機能を有している。
 図1に示した電気接続箱10は、ACCリレー11、IGリレー12、経路切替リレー13、及び逆流防止素子14を内蔵している。
 ACCリレー11は、接点駆動用の電気コイルと1つの電気接点とを有している。ACCリレー11の電気接点の一方の端子はバッテリ電源線41と接続され、他方の端子はACC電源線42と接続されている。また、ACC電源線42は所定のワイヤハーネスを経由してモードスイッチ26の一方の端子と接続されている。
 ACCリレー11の電気コイルは、一方の端子がACC制御線46と接続され、他方の端子がグランドと接続されている。ACC制御線46は電源制御ECU31の出力と接続されている。ACCリレー11の電気接点は、ACC制御線46の信号に従い、バッテリ電源線41とACC電源線42との接続の開閉を切り替えることができる。この開閉制御は電源制御ECU31が行う。
 IGリレー12は、接点駆動用の電気コイルと1つの電気接点とを有している。IGリレー12の電気接点の一方の端子はバッテリ電源線41と接続され、他方の端子はIG入力電源線64と接続されている。
 IGリレー12の電気コイルは、一方の端子がIG制御線47と接続され、他方の端子がグランドと接続されている。IG制御線47はパワトレECU33の出力と接続されている。IGリレー12の電気接点は、IG制御線47の信号に従い、バッテリ電源線41とIG入力電源線64との接続の開閉を切り替えることができる。この開閉制御はパワトレECU33が行う。
 経路切替リレー13は、接点駆動用の電気コイルと選択的に接続可能な2つの電気接点とを有するスイッチとを備えている。経路切替リレー13の電気コイルは、一方の端子が負荷側電源線43と接続され、他方の端子がグランド(アース)と接続されている。
 経路切替リレー13のスイッチは、IG出力電源線45と接続された端子を、IG入力電源線64、及び負荷側電源線43のいずれか一方の接点に選択的に接続できる。経路切替リレー13の電気コイルが負荷側電源線43と接続されているので、経路切替リレー13のスイッチの選択状態は、負荷側電源線43に対する電圧印加の有無に応じて自動的に切り替わる。
 すなわち、負荷側電源線43に所定の電圧が印加されると、経路切替リレー13のスイッチが負荷側電源線43とIG出力電源線45との間を接続する。また、負荷側電源線43に所定の電圧が印加されない状態では、経路切替リレー13のスイッチがIG入力電源線64とIG出力電源線45との間を接続する。
 逆流防止素子14は、ダイオードにより構成され、バッテリ電源線41から負荷側電源線43に向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する。すなわち、負荷側電源線43よりもバッテリ電源線41の電圧が高い場合にのみ、バッテリ電源線41から負荷側電源線43に向かって電流が流れる。
 図1に示した構成では、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c、及び電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各電源端子(BAT)が負荷側電源線43とそれぞれ接続されている。また、モードスイッチ26の一方の端子が、所定のワイヤハーネスを経由して負荷側電源線43と接続されている。
 制御線48は、パワトレECU33の制御出力とDC/DCコンバータ22の制御入力端子22eとの間を接続している。したがって、パワトレECU33はDC/DCコンバータ22を制御できる。
 信号線49は、電源制御ECU31の出力とパワトレECU33の入力との間を接続している。この信号線49は、電源制御ECU31が送出する電源モード情報をパワトレECU33に入力できる。信号線50は、キー認証ECU32の出力とパワトレECU33の入力との間を接続している。この信号線50は、キー認証ECU32が送出する認証情報をパワトレECU33に入力できる。
<システムの動作>
 図1に示した電源制御システム100の動作について以下に説明する。
 通常の状態であれば、自車両のエンジン等を始動する際には、ACCリレー11がバッテリ電源線41とACC電源線42との間を接続し、IGリレー12がバッテリ電源線41とIG入力電源線64との間を接続し、経路切替リレー13がIG入力電源線64とIG出力電源線45との間を接続する。また、低圧バッテリ23の出力する低電圧の電源電力が電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33、及びDC/DCコンバータ22に供給される。
 したがって、通常は低圧バッテリ23が蓄積している電源電力を利用して自車両の始動を行うことができる。また、パワトレECU33がDC/DCコンバータ22を起動すれば、高圧バッテリ21が出力する高電圧の電力をDC/DCコンバータ22の内部で低電圧に変換し、低圧側出力端子22bからバッテリ電源線41に供給することもできる。
 一方、例えば駐車状態で長期間放置された車両を始動する場合や、エンジンを止めたままの状態で車載機器を長時間使い続けたような場合には、低圧バッテリ23のバッテリ上がりが発生する可能性がある。その場合、低圧バッテリ23の出力電圧が異常に低下するため、電源制御ECU31、キー認証ECU32、及びパワトレECU33のいずれかが正常に動作しなくなる可能性が高い。更に、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dに印加される電圧が低下するため、DC/DCコンバータ22が起動しなくなる。
 したがって、高圧バッテリ21側に十分な電力が蓄積されている場合でも、その電力を降圧してバッテリ電源線41側で利用することができない。そのため、本発明の特別な機能を有する電源制御システム100を備えていない一般的な車両の場合には、エンジン始動等を行うために、ジャンプスタートのような手間のかかる作業が必要になる。
 一方、図1に示した電源制御システム100を搭載した車両の場合には、低圧バッテリ23のバッテリ上がりが発生した場合に、エンジン等を簡単に始動することが可能である。すなわち、バッテリ上がりが発生した車両のユーザは、簡易電源25を用意してコネクタ25aを自車両のACCソケット24に接続した後で、モードスイッチ26を通常モードから非常時始動モード(図1に示す状態)に切り替える。これにより、以下に説明するようにエンジン等の始動が可能になる。
 この場合、図1に示すようにモードスイッチ26が外部入力電源線44と負荷側電源線43とを接続する。したがって、簡易電源25が出力する所定の直流電圧(例えば+12[V])がコネクタ25a、ACCソケット24、外部入力電源線44、及びモードスイッチ26を経由して負荷側電源線43に供給される。
 そのため、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電源入力端子、及びDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22cに負荷側電源線43から必要な電源電力が供給される。
 更に、負荷側電源線43が高電位になるため経路切替リレー13の電気コイルが通電状態になり、経路切替リレー13内のスイッチが切り替わる。このスイッチにより、負荷側電源線43とIG出力電源線45との間が接続される。したがって、DC/DCコンバータ22のIG線接続端子22dにもIG出力電源線45から十分に電圧の高い電源電力が供給される。
 なお、図1に示した構成においては逆流防止素子14が存在するため、負荷側電源線43からバッテリ電源線41に向かう方向に電流が流れることはない。したがって、バッテリ電源線41の電圧が異常に低下している状態であっても、負荷側電源線43からバッテリ電源線41に向かって過大な電流が流れることはなく、簡易電源25の負荷が過大になるのを防止できる。
 この状態では、必要な電源電力がDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dにそれぞれ供給されているので、パワトレECU33が制御線48の信号を制御すればDC/DCコンバータ22の内部回路の動作を起動することができる。
 DC/DCコンバータ22が起動すると、高圧バッテリ21から供給される高電圧の電力が、DC/DCコンバータ22の内部回路で降圧され、低電圧の電源電力として低圧側出力端子22bに現れる。
 DC/DCコンバータ22の低圧側出力端子22bに出力された低電圧の電源電力は、
バッテリ電源線41に供給される。したがって、高圧バッテリ21が蓄積している電力を利用して低圧バッテリ23を充電することができる。また、バッテリ電源線41の電圧が負荷側電源線43よりも高くなると、逆流防止素子14を経由してバッテリ電源線41から負荷側電源線43に向かって電流が流れる。
 つまり、DC/DCコンバータ22の内部回路の動作が起動した後は、簡易電源25が消耗してその出力電圧が低下した場合や、ユーザが簡易電源25を取り外した場合でも、負荷側電源線43に現れる電源電圧を十分に高く維持できる。したがって、DC/DCコンバータ22の動作および電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の通常の動作を継続し、車両のエンジン等の始動動作を続けることができる。そのため、簡易電源25が小型で、供給可能な電力量が非常に小さい場合であっても、これを車両を始動するための非常時用の電源として十分に利用できる。
 通常時は簡易電源25を取り外し、代わりにユーザが用意した様々な外部機器を負荷としてACCソケット24に接続できる。ユーザがモードスイッチ26を通常モードに切り替えた場合には、低圧バッテリ23が出力する電源電力が、バッテリ電源線41、ACCリレー11、ACC電源線42、モードスイッチ26、ACCソケット24を経由して負荷側に供給される。但し、電源制御ECU31がACCリレー11をオフに制御した場合にはACCソケット24に接続した負荷への電源電力供給は遮断される。
<変形例-1>
<システムの構成>
 図2は、変形例-1の電源制御システム100Aを示す電気回路図である。図2の電源制御システム100Aは、図1に示した電源制御システム100の変形例であり、電気接続箱10Aの内部構成が変更されている。図2中の電気接続箱10Aの構成について以下に説明する。
 電気接続箱10Aは逆流防止素子14の代わりに経路切替リレー15を備えている。この経路切替リレー15は、接点駆動用の電気コイルと選択的に接続可能な2つの電気接点とを有するスイッチとを備えている。経路切替リレー15の電気コイルは、一方の端子が負荷側電源線43と接続され、他方の端子がグランドと接続されている。
 経路切替リレー15のスイッチは、負荷側電源線43Aと接続された端子を、バッテリ電源線41、及び負荷側電源線43のいずれか一方の接点に選択的に接続できる。経路切替リレー15の電気コイルが負荷側電源線43と接続されているので、経路切替リレー15のスイッチの選択状態は、負荷側電源線43に対する電圧印加の有無に応じて自動的に切り替わる。
 また、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22cと、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電電入力端子がそれぞれ負荷側電源線43Aと接続されている。
 負荷側電源線43に所定の電圧が印加されると、経路切替リレー15のスイッチが負荷側電源線43と負荷側電源線43Aとの間を接続する。また、負荷側電源線43に所定の電圧が印加されない状態では、経路切替リレー15のスイッチがバッテリ電源線41と負荷側電源線43Aとの間を接続する。
 つまり、DC/DCコンバータ22、電源制御ECU31、キー認証ECU32、及びパワトレECU33のBAT系の電源電力の供給元の経路を経路切替リレー15が自動的に切り替えることができる。
<システムの動作>
 図2に示した電源制御システム100Aの動作について以下に説明する。
 例えば低圧バッテリ23のバッテリ上がりが発生した時に、ユーザは簡易電源25をACCソケット24に接続し、モードスイッチ26を操作して通常モードから非常時始動モード(図2に示す状態)に切り替える。これにより、以下に説明するようにエンジン等の始動が可能になる。
 この場合、図2に示すようにモードスイッチ26が外部入力電源線44と負荷側電源線43とを接続する。したがって、簡易電源25が出力する所定の直流電圧(例えば+12[V])がコネクタ25a、ACCソケット24、外部入力電源線44、及びモードスイッチ26を経由して負荷側電源線43に供給される。
 これにより、経路切替リレー13の電気コイルが通電状態になり、経路切替リレー13のスイッチが負荷側電源線43とIG出力電源線45との間を接続する。また、経路切替リレー15の電気コイルが通電状態になり、経路切替リレー15のスイッチが負荷側電源線43と負荷側電源線43Aとの間を接続する。
 したがって、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dと、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電源入力端子のそれぞれに、簡易電源25の電源電力が供給される。
 この状態では、必要な電源電力がDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dにそれぞれ供給されているので、パワトレECU33が制御線48の信号を制御すればDC/DCコンバータ22の内部回路の動作を起動することができる。
 DC/DCコンバータ22が起動すると、高圧バッテリ21から供給される高電圧の電力が、DC/DCコンバータ22の内部回路で降圧され、低電圧の電源電力として低圧側出力端子22bに現れる。
 DC/DCコンバータ22の低圧側出力端子22bに出力された低電圧の電源電力は、バッテリ電源線41に供給される。したがって、高圧バッテリ21が蓄積している電力を利用して低圧バッテリ23を充電することができる。
 また、車両のエンジン始動等が成功し、ユーザが簡易電源25を取り外すか、またはモードスイッチ26を通常モードに切り替えると、或いは簡易電源25の出力電圧が低下すると、負荷側電源線43が低電位になるので、経路切替リレー13の電気コイル、及び経路切替リレー15の電気コイルの通電が停止する。したがって、経路切替リレー13のスイッチはIG入力電源線64とIG出力電源線45との間を接続する状態に切り替わり、経路切替リレー15のスイッチはバッテリ電源線41と負荷側電源線43Aとの間を接続する状態に切り替わる。
 したがって、DC/DCコンバータ22のIG線接続端子22dに対しては、バッテリ電源線41、IGリレー12、経路切替リレー13、IG出力電源線45を通過する経路で電源電力の供給を継続できる。また、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及び、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電源入力端子に対しては、バッテリ電源線41、経路切替リレー15、負荷側電源線43Aを通過する経路で電源電力の供給を継続できる。
 つまり、低圧バッテリ23のバッテリ上がりにより車両のエンジン始動等ができなくなったときに、DC/DCコンバータ22の内部回路が起動するまでの間だけ、簡易電源25側から十分な電源電力を供給できれば、その後は高圧バッテリ21側に蓄積された電源電力を利用できるので、エンジン始動等を容易に行うことができる。そのため、簡易電源25が小型で、供給可能な電力量が非常に小さい場合であっても、これを車両を始動するための非常時用の電源として十分に利用できる。
<変形例-2>
<システムの構成>
 図3は、変形例-2の電源制御システム100Bを示す電気回路図である。図3の電源制御システム100Bは、図1に示した電源制御システム100の変形例である。
 図3の電源制御システム100Bにおいては、図1中に示したモードスイッチ26の代わりのモード切替リレー26Aが電気接続箱10Bに内蔵され、更に判定器16が電気接続箱10B内に追加されている。
 図3に示すように、判定器16は入力端子がバッテリ電源線41と接続され、出力端子がモード制御線61を経由して経路切替リレー13及びモード切替リレー26Aの電気コイルの一端と接続されている。
 この判定器16は、バッテリ電源線41の電圧を監視して、バッテリ上がりの有無を表す信号を出力する。この信号が経路切替リレー13及びモード切替リレー26Aの電気コイルに印加され、経路切替リレー13及びモード切替リレー26Aのスイッチの状態を切り替える。
 モード切替リレー26Aは、接点駆動用の電気コイルと選択的に接続可能な2つの電気接点とを有するスイッチとを備えている。モード切替リレー26Aの電気コイルは、一方の端子がモード制御線61と接続され、他方の端子がグランドと接続されている。
 モード切替リレー26Aのスイッチは、外部入力電源線44と接続された端子を、ACC電源線42A、及び負荷側電源線43Bのいずれか一方の接点に選択的に接続し、前述の非常時始動モードと、通常モードとのいずれか一方を選択する。図3に示した状態が非常時始動モードの選択状態である。
 上記以外の電源制御システム100Bの構成は、図1の電源制御システム100と同様である。
<システムの動作>
 図3に示した電源制御システム100Bの動作について以下に説明する。
 ユーザが所定の簡易電源25をACCソケット24に接続すると、簡易電源25の供給する直流電圧(例えば+12[V])がACCソケット24を経由して電気接続箱10Bの内部回路に供給される。
 低圧バッテリ23がバッテリ上がりになると、電気接続箱10B内の判定器16がバッテリ電源線41の電圧低下を検知してモード制御線61に出力する信号によりモード切替リレー26Aおよび経路切替リレー13の選択状態を自動的に制御する。これにより、図3に示すように、モード切替リレー26Aのスイッチが外部入力電源線44と負荷側電源線43Bとの間を接続し、経路切替リレー13が負荷側電源線43BとIG出力電源線45との間を接続する状態になる。これが非常時始動モードである。
 したがって、簡易電源25が出力する所定の直流電圧が、ACCソケット24、外部入力電源線44、及びモード切替リレー26Aを経由して負荷側電源線43Bに供給される。
 そのため、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電源入力端子、及びDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22cに負荷側電源線43Bから必要な電源電力が供給される。更に、負荷側電源線43Bから経路切替リレー13、IG出力電源線45を経由して、DC/DCコンバータ22のIG線接続端子22dにも必要な電源電力が供給される。
 なお、図3に示した構成においては逆流防止素子14が存在するため、負荷側電源線43Bからバッテリ電源線41に向かう方向に電流が流れることはない。したがって、バッテリ電源線41の電圧が異常に低下している状態であっても、負荷側電源線43Bからバッテリ電源線41に向かって過大な電流が流れることはなく、簡易電源25の負荷が過大になるのを防止できる。
 この状態では、必要な電源電力がDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dにそれぞれ供給されているので、パワトレECU33が制御線48の信号を制御すればDC/DCコンバータ22の内部回路の動作を起動することができる。
 DC/DCコンバータ22が起動すると、高圧バッテリ21から供給される高電圧の電力が、DC/DCコンバータ22の内部回路で降圧され、低電圧の電源電力として低圧側出力端子22bに現れる。
 DC/DCコンバータ22の低圧側出力端子22bに出力された低電圧の電源電力は、バッテリ電源線41に供給される。したがって、高圧バッテリ21が蓄積している電力を利用して低圧バッテリ23を充電することができる。また、バッテリ電源線41の電圧が負荷側電源線43Bよりも高くなると、逆流防止素子14を経由してバッテリ電源線41から負荷側電源線43Bに向かって電流が流れる。
 つまり、DC/DCコンバータ22の内部回路の動作が起動した後は、簡易電源25が消耗してその出力電圧が低下した場合や、ユーザが簡易電源25を取り外した場合でも、負荷側電源線43Bに現れる電源電圧を十分に高く維持できる。したがって、DC/DCコンバータ22の動作および電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の通常の動作を継続し、車両のエンジン等の始動動作を続けることができる。そのため、簡易電源25が小型で、供給可能な電力量が非常に小さい場合であっても、これを車両を始動するための非常時用の電源として十分に利用できる。
 また、低圧バッテリ23におけるバッテリ上がりの状態が解消され、バッテリ電源線41の電圧が十分に高くなると、その変化を判定器16が検知してモード制御線61に出力する信号を切り替える。これにより、モード切替リレー26Aのスイッチは、外部入力電源線44とACC電源線42Aとの間を接続する状態に切り替わり、経路切替リレー13はIG入力電源線64とIG出力電源線45との間を接続する状態に切り替わる。
<変形例-3>
<システムの構成>
 図4は、変形例-3の電源制御システム100Cを示す電気回路図である。図4の電源制御システム100Cは、図3に示した電源制御システム100Bの変形例であり、電気接続箱10Cの内部構成が変更されている。図4中の電気接続箱10Cの構成について以下に説明する。
 電気接続箱10Cは逆流防止素子14の代わりに経路切替リレー15を備えている。この経路切替リレー15は、接点駆動用の電気コイルと選択的に接続可能な2つの電気接点とを有するスイッチとを備えている。経路切替リレー15の電気コイルは、一方の端子がモード制御線61と接続され、他方の端子がグランドと接続されている。
 経路切替リレー15のスイッチは、負荷側電源線43Aと接続された端子を、バッテリ電源線41、及び負荷側電源線43Bのいずれか一方の接点に選択的に接続できる。経路切替リレー15の電気コイルがモード制御線61と接続されているので、経路切替リレー15のスイッチの選択状態は、判定器16の判定状態に応じて自動的に切り替わる。
 また、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22cと、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電電入力端子がそれぞれ負荷側電源線43Aと接続されている。
 低圧バッテリ23がバッテリ上がりの状態になると、バッテリ電源線41の電圧低下を判定器16が検知するので、経路切替リレー15のスイッチが負荷側電源線43Bと負荷側電源線43Aとの間を接続する。また、低圧バッテリ23のバッテリ上がりが生じていない時には、経路切替リレー15のスイッチがバッテリ電源線41と負荷側電源線43Aとの間を接続する。
 つまり、DC/DCコンバータ22、電源制御ECU31、キー認証ECU32、及びパワトレECU33のBAT系の電源電力の供給元の経路を経路切替リレー15が自動的に切り替えることができる。
 上記以外の電気接続箱10Cの構成は、図3の電気接続箱10Bと同様である。
<システムの動作>
 図4に示した電源制御システム100Cの動作について以下に説明する。
 ユーザが所定の簡易電源25をACCソケット24に接続すると、簡易電源25の供給する直流電圧(例えば+12[V])がACCソケット24を経由して電気接続箱10Cの内部回路に供給される。
 低圧バッテリ23がバッテリ上がりになると、電気接続箱10B内の判定器16がバッテリ電源線41の電圧低下を検知してモード制御線61に出力する信号によりモード切替リレー26Aおよび経路切替リレー13の選択状態を自動的に制御する。これにより、図4に示すように、モード切替リレー26Aのスイッチが外部入力電源線44と負荷側電源線43Bとの間を接続し、経路切替リレー13が負荷側電源線43BとIG出力電源線45との間を接続する状態になる。また、図4に示すように経路切替リレー15のスイッチが負荷側電源線43Bと負荷側電源線43Aとの間を接続する。
 したがって、DC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dと、電源制御ECU31、キー認証ECU32、パワトレECU33の各BAT電源入力端子のそれぞれに、簡易電源25の電源電力が供給される。
 この状態では、必要な電源電力がDC/DCコンバータ22のBAT線接続端子22c及びIG線接続端子22dにそれぞれ供給されているので、パワトレECU33が制御線48の信号を制御すればDC/DCコンバータ22の内部回路の動作を起動することができる。
 DC/DCコンバータ22が起動すると、高圧バッテリ21から供給される高電圧の電力が、DC/DCコンバータ22の内部回路で降圧され、低電圧の電源電力として低圧側出力端子22bに現れる。
 DC/DCコンバータ22の低圧側出力端子22bに出力された低電圧の電源電力は、バッテリ電源線41に供給される。したがって、高圧バッテリ21が蓄積している電力を利用して低圧バッテリ23を充電することができる。
 また、低圧バッテリ23のバッテリ上がりの状態が解消され、バッテリ電源線41の電圧が回復すると、この電圧上昇を判定器16が検知する。そして、判定器16がモード制御線61に出力する信号の切り替わりにより、モード切替リレー26A及び経路切替リレー15のスイッチの選択状態が切り替わる。すなわち、経路切替リレー15のスイッチはバッテリ電源線41と負荷側電源線43Aとの間を接続する。
 したがって、バッテリ電源線41側の電源電力が、経路切替リレー15のスイッチ及び負荷側電源線43Aを経由して、DC/DCコンバータ22、電源制御ECU31、キー認証ECU32、及びパワトレECU33の各BAT電源入力端子に供給される。
<簡易電源25の構成>
 図1~図4に示した電源制御システムにおいて利用可能な具体的な簡易電源の3種類の構成例を図5~図7にそれぞれ示す。
<構成例-1>
 図5に示した簡易電源25は、電池パックを構成し、電池ケース51の内部空間に収容された複数の乾電池52を備えている。電池ケース51は、高さの低い箱形に形成され、複数の乾電池52を収容可能な内部空間を有している。
 電池ケース51内部の複数の乾電池52は、互いに直列に接続されて、例えば+12[V]の直流電圧を出力可能な電源回路を形成している。この電源回路の出力は電源コード25bで電池ケース51の外側に引き出されている。また、電源コード25bの先端にコネクタ25aが連結されている。このコネクタ25aは、車両側のACCソケット24に装着できるように、例えばUSBの規格に対応した形状を有している。
<構成例-2>
 図6に示した簡易電源25Aは、一体化された電池モジュールを構成し、電池ケース51又は外装の内側空間に収容された複数の乾電池53および昇圧回路54を備えている。電池ケース51は、高さの低い箱形に形成され、複数の乾電池53および昇圧回路54を収容可能な内部空間を有している。
 複数の乾電池53が形成する電源回路の出力に昇圧回路54が接続されている。この昇圧回路54は、電源回路の出力電圧を昇圧して車両側が必要とする電源電圧、例えば+12[V]の直流電圧を生成することができる。
 この昇圧回路54の出力は、電源コード25bで電池ケース51の外側に引き出されている。また、電源コード25bの先端にコネクタ25aが連結されている。このコネクタ25aは、車両側のACCソケット24に装着できるように、例えばUSBの規格に対応した形状を有している。
<構成例-3>
 図7に示した簡易電源25Bは、回転ハンドル25Baおよび発電機25Bbを備えている。回転ハンドル25Baの出力軸は、発電機25Bbの回転軸と連結されている。したがって、ユーザが手動で回転ハンドル25Baを操作して軸を回転させると、これに連結されている発電機25Bbの回転軸が駆動される。そして、発電機25Bbが発電し、その出力端子に直流電圧が現れる。
 発電機25Bbの出力端子は、電源コード25bと接続されている。また、電源コード25bの先端にコネクタ25aが連結されている。このコネクタ25aは、車両側のACCソケット24に装着できるように、例えばUSBの規格に対応した形状を有している。
 なお、回転ハンドル25Baの出力軸と発電機25Bbの回転軸とを直接連結してもよいが、より好ましい実施形態では、回転ハンドル25Baの出力軸と発電機25Bbの回転軸との間にゼンマイばねを含む連結機構を配置することが想定される。ゼンマイばねを使う場合には、ユーザが手動操作でゼンマイを巻き上げた後、ゼンマイの復元力で発電機25Bbの回転軸を自然に回転させることができる。これにより回転速度が安定するため、発電機25Bbの出力電圧も安定する。
 以上のように、本実施形態の電源制御システム100を搭載した車両においては、低圧バッテリ23がバッテリ上がりになった場合に、ユーザが簡易電源25をACCソケット24に接続することで、エンジン始動等に必要な電源電力を確保できる。また、DC/DCコンバータ22の内部回路が起動した後は高圧バッテリ21側に蓄積されている電力を利用できるので、電力容量の小さい小型の簡易電源25を利用できる。したがって、ジャンプスタートのように面倒で時間のかかる作業が不要になる。
 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 ここで、上述した本発明の実施形態に係る電源制御システムの特徴をそれぞれ以下[1]~[5]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 車両に搭載された高圧バッテリ(21)と、
 前記高圧バッテリから出力される高電圧を低電圧に変換可能な電圧変換部(DC/DCコンバータ22)と、
 前記電圧変換部の起動を制御する制御部(パワトレECU33)と、
 前記電圧変換部および前記制御部に所定の動作電圧を供給可能な低圧バッテリ(23)と、
 所定の外部電源(簡易電源25)を接続可能な外部電源コネクタ(ACCソケット24)と、
 を備え、前記制御部は、前記外部電源から前記外部電源コネクタを経由して供給される外部電力を、少なくとも一時的に前記低圧バッテリの代わりに前記動作電圧として前記電圧変換部および前記制御部に供給する機能(モードスイッチ26、又はモード切替リレー26A、経路切替リレー13)を有する、
 車両用電源制御システム(電源制御システム100)。
 上記[1]の構成の車両用電源制御システムによれば、低圧バッテリのバッテリ上がりが生じた時に、ユーザが用意した所定の外部電源を外部電源コネクタに接続した状態で、外部電源の電力を利用して電圧変換部の内部回路を起動できる。電圧変換部が起動した後は、高圧バッテリ側に蓄積されている高電圧の電力を、電圧変換部で降圧して低圧バッテリ側の電源経路に供給できる。したがって、外部電源の電力容量の小さい場合でもエンジン始動等の動作が可能になり、ジャンプスタートのような面倒で時間のかかる作業が不要になる。
[2] 前記制御部は、前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路(ACC電源線42)と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路(負荷側電源線43)とのいずれかに選択的に切り替える切替回路(モードスイッチ26、又はモード切替リレー26A)を有する、
 上記[1]に記載の車両用電源制御システム。
 上記[2]の構成の車両用電源制御システムによれば、外部電源コネクタの回路の接続先を切り替えることで、非常時始動モードと、通常モードとを使い分けることができる。これにより、一般的に車両に搭載されているアクセサリ機器用のACCコネクタを、外部電源の接続先として共用できる。
[3] 前記制御部は、
 前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路とのいずれかに選択的に切り替えるスイッチ回路(モード切替リレー26A)と、
 前記低圧バッテリの出力電圧が低下した場合に前記スイッチ回路を制御して、前記外部電源コネクタの回路を前記電圧変換部および前記制御部と自動的に接続する電圧検知回路(判定器16)と、
 を有する、上記[1]に記載の車両用電源制御システム。
 上記[3]の構成の車両用電源制御システムによれば、低圧バッテリのバッテリ上がりが発生した場合に、ユーザが特別なスイッチ操作を行わなくても、外部電源から供給される電力を利用して電圧変換部の内部回路を起動できるので、エンジン始動等の動作が可能になる。
[4] 前記制御部は、
 前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路(ACC電源線42)と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路(負荷側電源線43)とのいずれかに選択的に切り替える切替回路(モードスイッチ26、又はモード切替リレー26A)と、
 前記低圧バッテリの出力と前記第2回路との間に接続された逆流防止回路(逆流防止素子14)と、
 を有する、上記[1]に記載の車両用電源制御システム。
 上記[4]の構成の車両用電源制御システムによれば、外部電源コネクタの回路の接続先を切り替えることで、非常時始動モードと、通常モードとを使い分けることができる。また、逆流防止回路により外部電源側から低圧バッテリ側に向かって過大な電流が流れるのを阻止することで、外部電源の負荷が過大になるのを避けることができ、電圧変換部を容易に起動できる。また、電圧変換部が起動した後で、低圧バッテリ側の電圧が高くなると、低圧バッテリ側から逆流防止回路を通過する電流を電圧変換部などの負荷に供給できるので、外部電源の電力消耗を最小限に抑制できる。
[5] 前記制御部は、
 前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路(ACC電源線42)と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路(負荷側電源線43)とのいずれかに選択的に切り替える切替回路(モードスイッチ26、又はモード切替リレー26A)と、
 前記低圧バッテリの出力および前記第2回路と負荷側回路との間の接続状態を切り替えるリレー回路(経路切替リレー15)と、
 を有する、上記[1]に記載の車両用電源制御システム。
 上記[5]の構成の車両用電源制御システムによれば、外部電源コネクタの回路の接続先を切り替えることで、非常時始動モードと、通常モードとを使い分けることができる。また、リレー回路を利用することで、負荷に電源電力を供給する経路を適切に切り替える事が可能になる。すなわち、電圧変換部の起動が完了するまでは、外部電源側から必要な電源電力を負荷側に供給し、電圧変換部が起動して低圧バッテリ側の電圧が高くなると、
低圧バッテリ側から負荷側に必要な電源電力を供給できるので、外部電源の電力消耗を最小限に抑制できる。
 なお、本出願は、2022年9月27日出願の日本特許出願(特願2022-154023)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
 10,10A,10B,10C 電気接続箱
 11 ACCリレー
 12 IGリレー
 13 経路切替リレー
 14 逆流防止素子
 15 経路切替リレー
 16 判定器
 21 高圧バッテリ
 22 DC/DCコンバータ
 22a 高圧側入力端子
 22b 低圧側出力端子
 22c BAT線接続端子
 22d IG線接続端子
 22e 制御入力端子
 23 低圧バッテリ
 24 ACCソケット
 25,25A,25B 簡易電源
 25a コネクタ
 25b 電源コード
 25Ba 回転ハンドル
 25Bb 発電機
 26 モードスイッチ
 26A モード切替リレー
 31 電源制御ECU
 32 キー認証ECU
 33 パワトレECU
 41 バッテリ電源線
 42,42A ACC電源線
 43,43A,43B 負荷側電源線
 44 外部入力電源線
 45 IG出力電源線
 46 ACC制御線
 47 IG制御線
 48 制御線
 49,50 信号線
 51 電池ケース
 52,53 乾電池
 54 昇圧回路
 61 モード制御線
 64 IG入力電源線
 100,100A,100B,100C 電源制御システム

Claims (5)

  1.  車両に搭載された高圧バッテリと、
     前記高圧バッテリから出力される高電圧を低電圧に変換可能な電圧変換部と、
     前記電圧変換部の起動を制御する制御部と、
     前記電圧変換部および前記制御部に所定の動作電圧を供給可能な低圧バッテリと、
     所定の外部電源を接続可能な外部電源コネクタと、
     を備え、前記制御部は、前記外部電源から前記外部電源コネクタを経由して供給される外部電力を、少なくとも一時的に前記低圧バッテリの代わりに前記動作電圧として前記電圧変換部および前記制御部に供給する機能を有する、
     車両用電源制御システム。
  2.  前記制御部は、前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路とのいずれかに選択的に切り替える切替回路を有する、
     請求項1に記載の車両用電源制御システム。
  3.  前記制御部は、
     前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路とのいずれかに選択的に切り替えるスイッチ回路と、
     前記低圧バッテリの出力電圧が低下した場合に前記スイッチ回路を制御して、前記外部電源コネクタの回路を前記電圧変換部および前記制御部と自動的に接続する電圧検知回路と、
     を有する、請求項1に記載の車両用電源制御システム。
  4.  前記制御部は、
     前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路とのいずれかに選択的に切り替える切替回路と、
     前記低圧バッテリの出力と前記第2回路との間に接続された逆流防止回路と、
     を有する、請求項1に記載の車両用電源制御システム。
  5.  前記制御部は、
     前記外部電源コネクタの回路の接続先を、前記低圧バッテリと接続される第1回路と、前記電圧変換部および前記制御部と接続される第2回路とのいずれかに選択的に切り替える切替回路と、
     前記低圧バッテリの出力および前記第2回路と負荷側回路との間の接続状態を切り替えるリレー回路と、
     を有する、請求項1に記載の車両用電源制御システム。
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Citations (3)

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JP2007278216A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Toyota Motor Corp ジャンプスタート装置
JP2012152003A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
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