[go: up one dir, main page]

JP7746945B2 - Vehicle power supply unit - Google Patents

Vehicle power supply unit

Info

Publication number
JP7746945B2
JP7746945B2 JP2022137981A JP2022137981A JP7746945B2 JP 7746945 B2 JP7746945 B2 JP 7746945B2 JP 2022137981 A JP2022137981 A JP 2022137981A JP 2022137981 A JP2022137981 A JP 2022137981A JP 7746945 B2 JP7746945 B2 JP 7746945B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
power line
power supply
switching element
voltage
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
JP2022137981A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2024034007A (en
Inventor
拓弥 坂本
雅和 土生
耕輔 宇野
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2022137981A priority Critical patent/JP7746945B2/en
Publication of JP2024034007A publication Critical patent/JP2024034007A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7746945B2 publication Critical patent/JP7746945B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本開示は、車両の電源装置に関する。 This disclosure relates to a vehicle power supply device.

特許文献1は、複数の組電池が電力変換装置(以下、PCU(Power Control Unit)と称す)に接続された電池システムを開示する。この技術では、組電池の電圧に基づいて、複数の組電池の電圧が均等化される。 Patent Document 1 discloses a battery system in which multiple battery packs are connected to a power conversion device (hereinafter referred to as a PCU (Power Control Unit)). This technology equalizes the voltages of multiple battery packs based on the voltage of the battery packs.

特開2014-103804号公報JP 2014-103804 A

しかし、電圧が異なる組電池が接続されたPCUを複数並列して接続される場合、電源起動時において、電圧の高いPCUから電圧の低いPCUに突入電流が発生することが考えられる。突入電流の発生は、システムの不具合や故障の要因となるおそれがある。 However, when multiple PCUs with battery packs of different voltages are connected in parallel, it is possible that an inrush current will flow from the higher-voltage PCU to the lower-voltage PCU when the power is turned on. This inrush current could cause system malfunctions or failures.

本開示の1つの目的は、電源起動時において、突入電流の発生を防止することができる技術を提供することにある。 One objective of this disclosure is to provide technology that can prevent the occurrence of inrush current when the power supply is started.

第1の観点は、車両電源装置に関連する。車両電源装置は、第1コンデンサと、第1コンデンサに対して並列に接続された複数のPCUと、複数のPCUのそれぞれの入力側に第1リレーを介して設けられた蓄電装置と、を備える。複数のPCUのそれぞれの出力端子は、第1コンデンサの一端と接続されている第1正極電力線と、第1コンデンサの他端に接続されている第1負極電力線とに接続される。複数のPCUのそれぞれは、昇圧コンバータと、多相インバータと、昇圧コンバータと多相インバータとを接続する第2正極電力線及び第2負極電力線と、第2正極電力線と第2負極電力線との間に並列に接続される第2コンデンサ及び放電抵抗と、一方が第2正極電力線と第2負極電力線とにそれぞれ接続され、他方が第1正極電力線と第1負極電力線とにそれぞれ接続される第2リレーと、を含む。昇圧コンバータは、一端が第2正極電力線と接続される第1スイッチング素子と、一端が第1スイッチング素子と接続され、他端が第2負極電力線と接続される第2スイッチング素子と、一端が第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との間に接続され、他端が解放されているリアクトルと、を含む。複数のPCUのうち、少なくとも1つのPCUにおける出力端子は、リアクトルの他端と接続されたダイオードを介して、第1正極電力線と接続されている。 The first aspect relates to a vehicle power supply device. The vehicle power supply device includes a first capacitor, a plurality of PCUs connected in parallel to the first capacitor, and a power storage device provided on the input side of each of the plurality of PCUs via a first relay. The output terminals of each of the plurality of PCUs are connected to a first positive power line connected to one end of the first capacitor and a first negative power line connected to the other end of the first capacitor. Each of the plurality of PCUs includes a boost converter, a multi-phase inverter, second positive power lines and second negative power lines connecting the boost converter and the multi-phase inverter, a second capacitor and a discharge resistor connected in parallel between the second positive power line and the second negative power line, and a second relay connected to the second positive power line and the second negative power line, respectively, and connected to the first positive power line and the first negative power line, respectively. The boost converter includes a first switching element having one end connected to the second positive power line, a second switching element having one end connected to the first switching element and the other end connected to the second negative power line, and a reactor having one end connected between the first switching element and the second switching element and the other end open. The output terminal of at least one of the multiple PCUs is connected to the first positive power line via a diode connected to the other end of the reactor.

本開示によれば、車両電源装置は、複数のPCUのうち、少なくとも1つのPCUにおける出力端子が、リアクトルの他端と接続されたダイオードを介して、第1正極電力線と接続されている特徴を有する。これにより、電源起動時において、複数のPCUの電圧が均等化されて突入電流の発生が防止される。 According to the present disclosure, the vehicle power supply device has a feature in which the output terminal of at least one of the multiple PCUs is connected to the first positive power line via a diode connected to the other end of the reactor. This equalizes the voltages of the multiple PCUs when the power supply is started, preventing the generation of inrush current.

実施の形態に係る車両電源装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a vehicle power supply device according to an embodiment; 実施の形態に係る車両電源装置の動作例を示す図である。3A and 3B are diagrams illustrating an example of operation of the vehicle power supply device according to the embodiment. 実施の形態に係る車両電源装置の動作例を示す図である。3A and 3B are diagrams illustrating an example of operation of the vehicle power supply device according to the embodiment.

添付図面を参照して、本開示の実施の形態に係る車両電源装置について説明する。 A vehicle power supply device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態
1.車両電源装置の構成例
図1は、実施の形態に係る車両電源装置1の構成例を示す図である。車両電源装置1は、車両に搭載される。車両電源装置1が搭載される車両は、バッテリ(すなわち、蓄電装置20)により駆動される駆動モータを備える電動車両である。車両は、手動運転車両であってもよいし、自動運転車両であってもよい。
Embodiment 1. Configuration Example of a Vehicle Power Supply Device Fig. 1 is a diagram showing a configuration example of a vehicle power supply device 1 according to an embodiment. The vehicle power supply device 1 is mounted on a vehicle. The vehicle on which the vehicle power supply device 1 is mounted is an electric vehicle equipped with a drive motor driven by a battery (i.e., a power storage device 20). The vehicle may be a manually driven vehicle or an automatically driven vehicle.

図1に示すように、車両に搭載される車両電源装置1は、例えば、外部装置のPCS(Power Conditioning System)と接続される。PCSとは、商用電源等から得た電力を車両等に使用可能な電力に変換する機能を備える装置を意味する。車両電源装置1は、PCSを介して、蓄電装置20に蓄えられるエネルギーの充放電を行う。 As shown in FIG. 1, the vehicle power supply device 1 installed in the vehicle is connected to, for example, an external device called a PCS (Power Conditioning System). A PCS is a device that converts power obtained from a commercial power source or the like into power usable by the vehicle or the like. The vehicle power supply device 1 charges and discharges the energy stored in the power storage device 20 via the PCS.

車両電源装置1は、蓄電装置20、第1リレー30、及びPCU40からなる電源ユニット1A,1B,・・・,1Nが複数並列に接続されてなる。また、車両電源装置1は、複数のPCU40の分岐点よりも出力側において、第1正極電力線12と第1負極電力線13とに接続された1つの第1コンデンサ10を備えている。 The vehicle power supply device 1 is composed of multiple power supply units 1A, 1B, ..., 1N connected in parallel, each consisting of a power storage device 20, a first relay 30, and a PCU 40. The vehicle power supply device 1 also includes a first capacitor 10 connected to a first positive power line 12 and a first negative power line 13 on the output side of the branch point of the multiple PCUs 40.

蓄電装置20は、複数個の単電池を直列接続した組電池を複数並列して接続された装置である。 The energy storage device 20 is a device in which multiple battery packs, each consisting of multiple cells connected in series, are connected in parallel.

第1リレー30は、SMR(システムメインリレー)として構成される。第1リレー30は、蓄電装置20とPCU40とに接続される。また、第1リレー30は、例えば、図1に示されていない制御装置と接続され、制御装置により第1リレー30のON/OFFの切り替えが制御されてもよい。これにより、蓄電装置20とPCU40との間を接続あるいは遮断することが可能となる。 The first relay 30 is configured as an SMR (system main relay). The first relay 30 is connected to the power storage device 20 and the PCU 40. The first relay 30 may also be connected to, for example, a control device not shown in FIG. 1, and the ON/OFF switching of the first relay 30 may be controlled by the control device. This makes it possible to connect or disconnect the power storage device 20 and the PCU 40.

PCU40は、蓄電装置20と、車両電源装置1の接続先である外部装置(PCS等)との間で電力を変換する電力変換装置である。PCU40は、昇圧コンバータ41と第2コンデンサ45と、放電抵抗46と、多相インバータ47と、第2リレー48と、を備えている。尚、PCU40は、蓄電装置20と、外部装置との間を相互に電力を変換する双方向の装置であってもよい。 The PCU 40 is a power conversion device that converts power between the power storage device 20 and an external device (such as a PCS) to which the vehicle power supply device 1 is connected. The PCU 40 includes a boost converter 41, a second capacitor 45, a discharge resistor 46, a multi-phase inverter 47, and a second relay 48. The PCU 40 may also be a bidirectional device that converts power between the power storage device 20 and the external device.

昇圧コンバータ41と多相インバータ47は、第2正極電力線14と第2負極電力線15とにそれぞれ接続されている。第2コンデンサ45と放電抵抗46は、第2正極電力線14と第2負極電力線15との間に並列して接続されている。第2コンデンサ45は、直流電圧の平滑化やエネルギーの充放電を行い、放電抵抗46は、第2コンデンサ45に蓄えられたエネルギーを放電させる。多相インバータ47は、第2コンデンサ45に蓄えられたエネルギーの電圧を任意の電圧に変換する。昇圧コンバータ41は、入力される電圧よりも高い電圧に変換する。 The boost converter 41 and multi-phase inverter 47 are connected to the second positive power line 14 and the second negative power line 15, respectively. The second capacitor 45 and discharge resistor 46 are connected in parallel between the second positive power line 14 and the second negative power line 15. The second capacitor 45 smooths the DC voltage and charges and discharges energy, and the discharge resistor 46 discharges the energy stored in the second capacitor 45. The multi-phase inverter 47 converts the voltage of the energy stored in the second capacitor 45 to an arbitrary voltage. The boost converter 41 converts it to a voltage higher than the input voltage.

第2リレー48は、一方が第1正極電力線12と第1負極電力線13とにそれぞれ接続され、他方が第2正極電力線14と第2負極電力線15とにそれぞれ接続されている。第2リレー48のON/OFFの切り替えを制御することにより、第2コンデンサ45に蓄えられたエネルギーの充放電が制御される。第2リレー48は、第1リレー30と同じように、制御装置と接続され、制御装置により第2リレー48のON/OFFの切り替えが制御されてもよい。 The second relay 48 has one end connected to the first positive power line 12 and the first negative power line 13, and the other end connected to the second positive power line 14 and the second negative power line 15. By controlling the ON/OFF switching of the second relay 48, the charging and discharging of the energy stored in the second capacitor 45 is controlled. Like the first relay 30, the second relay 48 may be connected to a control device, and the ON/OFF switching of the second relay 48 may be controlled by the control device.

尚、放電抵抗46は、外部装置との接続が遮断された後、外部装置と接続する車両電源装置1側の電源プラグに触れても、第2コンデンサ45に蓄えられたエネルギーが身体に放電されないようにする安全上の対策として設けられている。また、図1に示す多相インバータ47は、3レベルインバータの例を示しており、第1単相インバータ、第2単相インバータ、及び第3単相インバータの3つで構成されている。 The discharge resistor 46 is provided as a safety measure to prevent the energy stored in the second capacitor 45 from being discharged to the body even if the power plug on the vehicle power supply unit 1 that connects to the external device is touched after the connection to the external device is cut off. The polyphase inverter 47 shown in Figure 1 is an example of a three-level inverter, and is composed of three inverters: a first single-phase inverter, a second single-phase inverter, and a third single-phase inverter.

昇圧コンバータ41は、更に、リアクトル42と、第1スイッチング素子43と、第2スイッチング素子44と、を備えている。第1スイッチング素子43と第2スイッチング素子44とは並列に接続され、第1スイッチング素子43側の端部が第2正極電力線14と接続され、第2スイッチング素子44の側の端部が第2負極電力線15と接続されている。第1スイッチング素子43と第2スイッチング素子44との接続点に接続されたリアクトル42と第3コンデンサ49を介して第2負極電力線15に接続されている。 The boost converter 41 further includes a reactor 42, a first switching element 43, and a second switching element 44. The first switching element 43 and the second switching element 44 are connected in parallel, with the end of the first switching element 43 connected to the second positive power line 14 and the end of the second switching element 44 connected to the second negative power line 15. The reactor 42 is connected to the connection point between the first switching element 43 and the second switching element 44, and is connected to the second negative power line 15 via a third capacitor 49.

リアクトル42は、少なくとも電源周波数等の高調波成分を除去する役割を担う。第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44は、PCU40の出力電圧を所定電圧(すなわち、昇圧後の電圧)に調整するための役割を担う。具体的には、第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44のそれぞれの素子のON/OFFを切り替える時間や回数等を制御することにより、PCU40の出力電圧を所定電圧に調整することが実現される。第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44は、第1リレー30及び第2リレー48と同じように、制御装置と接続され、制御装置により第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44のON/OFFの切り替えが制御されてもよい。 The reactor 42 serves to remove at least harmonic components such as the power supply frequency. The first switching element 43 and the second switching element 44 serve to adjust the output voltage of the PCU 40 to a predetermined voltage (i.e., the boosted voltage). Specifically, the output voltage of the PCU 40 is adjusted to a predetermined voltage by controlling the time and number of times each of the first switching element 43 and the second switching element 44 is switched ON/OFF. The first switching element 43 and the second switching element 44 may be connected to a control device, similar to the first relay 30 and the second relay 48, and the ON/OFF switching of the first switching element 43 and the second switching element 44 may be controlled by the control device.

車両電源装置1は、更に、PCU40の出力側(図1に示すPCS側)に少なくとも1つのダイオード11を備えている。複数のPCU40のうち、電源ユニット1AのPCU40における出力端子は、リアクトル42の他端と接続されたダイオード11を介して、第1正極電力線12と接続されている。尚、他の電源ユニット1B,・・・,1NのPCU40における出力端子は、解放されている。 The vehicle power supply device 1 further includes at least one diode 11 on the output side of the PCU 40 (the PCS side shown in FIG. 1). Of the multiple PCUs 40, the output terminal of the PCU 40 of power supply unit 1A is connected to the first positive power line 12 via a diode 11 connected to the other end of the reactor 42. The output terminals of the PCUs 40 of the other power supply units 1B, ..., 1N are open.

2.車両電源装置の動作例
図2及び図3は、実施の形態に係る車両電源装置1の動作例を示す図である。図2は、車両電源装置1の動作例の前半部分を示し、図3は、車両電源装置1の動作例の後半部分を示している。図2に示すSTEP1では、複数の電源ユニット1A,1B,・・・,1Nのうちの電源ユニット1Aにおける第1リレー30をONに切り替える操作が行われる。この状態において、図2に示すSTEP1では、それぞれの第2コンデンサ45と、第1コンデンサ10とにエネルギーが蓄えられたときの電圧の状態が示されている。第2コンデンサ45に充電された電圧(図2に示す電圧V1,V2,・・・,Vn)は、PCU40ごとに対応する蓄電装置20の電圧に相当する。尚、この時点では、第1コンデンサ10の電圧Vpは0Vのまま維持される。
2. Operational Example of Vehicle Power Supply Device FIGS. 2 and 3 are diagrams illustrating an operational example of the vehicle power supply device 1 according to the embodiment. FIG. 2 illustrates the first half of the operational example of the vehicle power supply device 1, and FIG. 3 illustrates the second half of the operational example of the vehicle power supply device 1. In STEP 1 shown in FIG. 2, the first relay 30 in power supply unit 1A of the multiple power supply units 1A, 1B, ..., 1N is switched ON. In this state, STEP 1 shown in FIG. 2 illustrates the voltage states when energy is stored in each second capacitor 45 and first capacitor 10. The voltages charged to the second capacitors 45 (voltages V1, V2, ..., Vn shown in FIG. 2) correspond to the voltages of the power storage devices 20 corresponding to each PCU 40. At this point, the voltage Vp of the first capacitor 10 remains at 0 V.

続いて、図2に示すSTEP2では、電源ユニット1Aにおける多相インバータ47により、電源ユニット1AのPCU40に含まれる第2コンデンサ45の電圧が所定電圧に昇圧される。図2に示すSTEP2の例では、電源ユニット1Aに含まれる第2コンデンサ45の電圧V1のみが昇圧され、他の電源ユニット1B,・・・,1Nの第2コンデンサ45の電圧V2,・・・,Vnは、STEP1における電圧の状態が維持される。尚、この時点においても、第1コンデンサ10の電圧Vpは0Vのまま維持される。 Next, in STEP 2 shown in FIG. 2, the multi-phase inverter 47 in power supply unit 1A boosts the voltage of the second capacitor 45 included in the PCU 40 of power supply unit 1A to a predetermined voltage. In the example of STEP 2 shown in FIG. 2, only the voltage V1 of the second capacitor 45 included in power supply unit 1A is boosted, while the voltages V2, ..., Vn of the second capacitors 45 of the other power supply units 1B, ..., 1N are maintained at the voltage state in STEP 1. Note that even at this point, the voltage Vp of the first capacitor 10 remains at 0 V.

図3に示すSTEP3では、電源ユニット1Aを除く他の電源ユニット1B,・・・,1Nの第2リレー48をONに切り替える操作が行われる。更に、電源ユニット1Aにおける昇圧コンバータ41の第1スイッチング素子43をONとOFFを交互に切り替える操作が繰り返し行われる。この状態において、図3に示すSTEP3では、それぞれの第2コンデンサ45と、第1コンデンサ10とにエネルギーが蓄えられたときの電圧の状態が示されている。 In STEP 3 shown in Figure 3, the second relays 48 of the power supply units 1B, ..., 1N other than power supply unit 1A are switched ON. Furthermore, the first switching element 43 of the boost converter 41 in power supply unit 1A is repeatedly switched ON and OFF alternately. In this state, STEP 3 shown in Figure 3 shows the voltage state when energy is stored in each second capacitor 45 and first capacitor 10.

より具体的には、第2コンデンサ45の電圧V1が、ダイオード11を介して、第1コンデンサ10の電圧Vp及び第2コンデンサ45の電圧V2,・・・,Vnと接続される。このとき、第2コンデンサ45の電圧V1は、多相インバータ47による昇圧や昇圧コンバータ41により、STEP2において昇圧された電圧の状態が維持される。また、第2コンデンサ45の電圧V2,・・・,Vnは、電圧V1と同じ電圧に遷移される。更に、第1コンデンサ10の電圧Vpにおいても、電圧V1と同じ電圧に遷移される。これにより、全ての第2コンデンサ45の電圧と、第1コンデンサ10とを同電圧にすることが実現される。 More specifically, the voltage V1 of the second capacitor 45 is connected to the voltage Vp of the first capacitor 10 and the voltages V2, ..., Vn of the second capacitors 45 via the diode 11. At this time, the voltage V1 of the second capacitor 45 is maintained at the voltage boosted in STEP 2 by the multi-phase inverter 47 and the boost converter 41. The voltages V2, ..., Vn of the second capacitors 45 are also transitioned to the same voltage as voltage V1. Furthermore, the voltage Vp of the first capacitor 10 is also transitioned to the same voltage as voltage V1. This makes it possible to make the voltages of all the second capacitors 45 and the first capacitors 10 the same voltage.

続いて、図3に示すSTEP4では、電源ユニット1Aにおける昇圧コンバータ41の第1スイッチング素子43をOFFに切り替える操作や、電源ユニット1Aにおける多相インバータ47の昇圧を停止する操作が行われる。更に、電源ユニット1Aに含まれる第2リレー48をONに切り替える操作が行われる。この状態において、図3に示すSTEP4では、それぞれの第2コンデンサ45と、第1コンデンサ10とにエネルギーが蓄えられたときの電圧の状態が示されている。 Next, in STEP 4 shown in Figure 3, the first switching element 43 of the boost converter 41 in the power supply unit 1A is switched OFF, and the boost operation of the multi-phase inverter 47 in the power supply unit 1A is stopped. Furthermore, the second relay 48 included in the power supply unit 1A is switched ON. In this state, STEP 4 shown in Figure 3 shows the voltage state when energy is stored in each of the second capacitors 45 and the first capacitor 10.

より具体的には、STEP3では、第2コンデンサ45の電圧V1によって、第1コンデンサ10の電圧Vpと、第2コンデンサ45の電圧V2,・・・,Vnとが、それぞれ充電状態であった。しかし、STEP4では、これらの電圧が放電状態となることにより、全ての電圧がSTEP3における電圧の状態から若干低くなり、その後、全ての電圧が同電圧の状態で維持される。この状態がいわゆる電源起動の完了状態である。車両電源装置1は、例えば、制御装置により電源が正常に起動されたことが判定された場合、起動モードから動作モードに切り替えが行われる。 More specifically, in STEP 3, the voltage Vp of the first capacitor 10 and the voltages V2, ..., Vn of the second capacitor 45 were each in a charged state due to the voltage V1 of the second capacitor 45. However, in STEP 4, these voltages are discharged, causing all voltages to become slightly lower than the voltage states in STEP 3, and then all voltages are maintained at the same voltage state. This state is known as the completion state of power supply startup. For example, when the control device determines that the power supply has started normally, the vehicle power supply device 1 switches from startup mode to operating mode.

このように、実施の形態に係る車両電源装置1によれば、電源起動時において、図2及び図3に示すSTEP1~STEP4の動作が行われる。これにより、複数のPCU40の電圧が均等化されて突入電流の発生が防止される。尚、上述したSTEP1~STEP4の動作は、制御装置による指令に基づいて行われてもよい。 As described above, with the vehicle power supply device 1 according to this embodiment, steps 1 to 4 shown in FIGS. 2 and 3 are performed when the power supply is started. This equalizes the voltages of multiple PCUs 40, preventing the occurrence of inrush currents. Note that steps 1 to 4 described above may also be performed based on commands from a control device.

その他の実施形態
実施の形態に係る車両電源装置1では、第1コンデンサ10が車両電源装置1に含まれる構成となっているが、第1コンデンサ10は、車両電源装置1の構成に含まれなくてもよい。例えば、第1コンデンサ10は、外部装置(例えば、PCS)に含まれる構成であってもよい。これにより、上述した実施の形態に係る車両電源装置1と同じ効果が得られる。
Other Embodiments In the vehicle power supply device 1 according to the embodiment, the first capacitor 10 is included in the vehicle power supply device 1, but the first capacitor 10 does not have to be included in the configuration of the vehicle power supply device 1. For example, the first capacitor 10 may be included in an external device (e.g., PCS). This provides the same effects as the vehicle power supply device 1 according to the above-described embodiment.

1…車両電源装置、10…第1コンデンサ、11…ダイオード、12…第1正極電力線、13…第1負極電力線、14…第2正極電力線、15…第2負極電力線、20…蓄電装置、30…第1リレー、40…PCU、41…昇圧コンバータ、42…リアクトル、43…第1スイッチング素子、44…第2スイッチング素子、45…第2コンデンサ、46…放電抵抗、47…多相インバータ、48…第2リレー、49…第3コンデンサ 1...vehicle power supply device, 10...first capacitor, 11...diode, 12...first positive power line, 13...first negative power line, 14...second positive power line, 15...second negative power line, 20...electrical storage device, 30...first relay, 40...PCU, 41...boost converter, 42...reactor, 43...first switching element, 44...second switching element, 45...second capacitor, 46...discharge resistor, 47...multi-phase inverter, 48...second relay, 49...third capacitor

Claims (1)

制御装置を有する車両電源装置であって、
第1コンデンサと、
前記第1コンデンサに対して並列に接続された複数のPCUと、
前記複数のPCUのそれぞれの入力側に設けられた複数の蓄電装置と、
各PCUと各蓄電装置との間に設けられ、前記制御装置により開閉制御される第1リレーと、
を備え、
前記複数のPCUのそれぞれの出力端子は、前記第1コンデンサの一端と接続されている第1正極電力線と、前記第1コンデンサの他端に接続されている第1負極電力線とに接続され、
前記複数のPCUのそれぞれは、
昇圧コンバータと、
前記制御装置により制御される多相インバータと、
前記昇圧コンバータと前記多相インバータとを接続する第2正極電力線及び第2負極電力線と、
前記第2正極電力線と前記第2負極電力線との間に並列に接続される第2コンデンサ及び放電抵抗と、
一方が前記第2正極電力線と前記第2負極電力線とにそれぞれ接続され、他方が前記第1正極電力線と前記第1負極電力線とにそれぞれ接続され、前記制御装置により開閉制御される第2リレーと、
を含み、
前記昇圧コンバータは、
一端が前記第2正極電力線と接続され、前記制御装置により開閉制御される第1スイッチング素子と、
一端が前記第1スイッチング素子の他端と接続され、他端が前記第2負極電力線と接続される第2スイッチング素子と、
一端が前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子との間に接続され、他端が解放されているリアクトルと、
を含み、
前記複数のPCUのうち、少なくとも1つのPCUにおける出力端子は、前記リアクトルの他端と接続されたダイオードを介して、前記第1正極電力線と接続され
前記制御装置は、電源起動時において、
前記第2コンデンサの電圧が前記蓄電装置の電圧まで充電されるように前記第1リレーを閉じ、
前記第2コンデンサの電圧が所定電圧まで昇圧されるように、前記少なくとも1つのPCUに設けられた前記多相インバータを制御し、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサの各電圧が同一の電圧となるように、前記少なくとも1つのPCUに設けられた前記昇圧コンバータの前記第1スイッチング素子を開閉させつつ前記第2リレーを閉じる、ように構成された
ことを特徴とする車両電源装置。
A vehicle power supply device having a control device,
A first capacitor;
a plurality of PCUs connected in parallel to the first capacitor;
a plurality of power storage devices provided on the input sides of the plurality of PCUs;
a first relay provided between each PCU and each power storage device and controlled to be opened and closed by the control device;
Equipped with
an output terminal of each of the plurality of PCUs is connected to a first positive power line connected to one end of the first capacitor and a first negative power line connected to the other end of the first capacitor;
Each of the plurality of PCUs
a boost converter;
a multi-phase inverter controlled by the control device ;
a second positive power line and a second negative power line connecting the boost converter and the multi-phase inverter;
a second capacitor and a discharge resistor connected in parallel between the second positive power line and the second negative power line;
a second relay connected to the second positive power line and the second negative power line, and connected to the first positive power line and the first negative power line, respectively , and controlled to be opened and closed by the control device ;
Including,
The boost converter is
a first switching element having one end connected to the second positive power line and controlled to be opened or closed by the control device ;
a second switching element having one end connected to the other end of the first switching element and the other end connected to the second negative power line;
a reactor having one end connected between the first switching element and the second switching element and the other end open;
Including,
an output terminal of at least one PCU among the plurality of PCUs is connected to the first positive power line via a diode connected to the other end of the reactor ;
The control device, when power is turned on,
closing the first relay so that the voltage of the second capacitor is charged to the voltage of the power storage device;
controlling the multi-phase inverter provided in the at least one PCU so that the voltage of the second capacitor is boosted to a predetermined voltage;
and closing the second relay while opening and closing the first switching element of the boost converter provided in the at least one PCU so that the voltages of the first capacitor and the second capacitor become the same voltage.
A vehicle power supply device characterized by:
JP2022137981A 2022-08-31 2022-08-31 Vehicle power supply unit Active JP7746945B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022137981A JP7746945B2 (en) 2022-08-31 2022-08-31 Vehicle power supply unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022137981A JP7746945B2 (en) 2022-08-31 2022-08-31 Vehicle power supply unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024034007A JP2024034007A (en) 2024-03-13
JP7746945B2 true JP7746945B2 (en) 2025-10-01

Family

ID=90193385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022137981A Active JP7746945B2 (en) 2022-08-31 2022-08-31 Vehicle power supply unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7746945B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220084A (en) 2007-03-06 2008-09-18 Toyota Motor Corp Power unit for vehicle and method of controlling power unit
JP2013055853A (en) 2011-09-06 2013-03-21 Toyota Motor Corp Power supply control device of electric vehicle
JP2016029871A (en) 2014-07-25 2016-03-03 富士電機株式会社 Charge control system of electric propulsion system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220084A (en) 2007-03-06 2008-09-18 Toyota Motor Corp Power unit for vehicle and method of controlling power unit
JP2013055853A (en) 2011-09-06 2013-03-21 Toyota Motor Corp Power supply control device of electric vehicle
JP2016029871A (en) 2014-07-25 2016-03-03 富士電機株式会社 Charge control system of electric propulsion system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024034007A (en) 2024-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107636949B (en) Inverter control device
US20200055412A1 (en) Circuit and charging method for an electrical energy storage system
JP2011510483A (en) Interface device, system and method for inverter for photovoltaic cell
US20150203060A1 (en) Power supply management system and power supply management method
JP5000029B1 (en) AC motor drive device
WO2017169665A1 (en) Power conditioner, power supply system, and current control method
US20240239219A1 (en) Vehicle, and energy conversion device and discharging method therefor
WO2025036172A1 (en) Power battery system, electric vehicle, and control method
CN219969416U (en) Dual-motor charging system and vehicle
JP2009207328A (en) Power device
CN112534696B (en) Photovoltaic inverter and method for operating a photovoltaic inverter
JP2010233384A (en) Power supply
JP7746945B2 (en) Vehicle power supply unit
JP7188542B2 (en) Power supply system, method and program
KR20200116585A (en) System and method for vehicle start using solar cell
CN113937408B (en) Energy storage device, energy storage control method, device and equipment using energy storage device
JP2008283729A (en) Uninterruptible power system
JP2009247185A (en) System-cooperative inverter and its self-sustaining operation method
WO2013005804A1 (en) Switching device
JP2023160041A (en) fuel cell system
JP7700368B1 (en) uninterruptible power supply
JP7600431B1 (en) Uninterruptible Power Supply
CN223567338U (en) Pre-charge and discharge circuit and power supply system
JP7676087B2 (en) VEHICLE CHARGING DEVICE, VEHICLE CHARGING CONTROL METHOD, AND VEHICLE CHARGING SYSTEM
JP7542181B2 (en) Power supply system using mobile devices

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250318

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250515

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: 20250819

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7746945

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150