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公開番号2025007382
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108740
出願日2023-06-30
発明の名称電力供給システム、及び制御プログラム
出願人株式会社デンソー,株式会社SOKEN
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の主機バッテリを電力供給バスに並列接続する電力供給システムにおいて、PPCを低圧負荷の電源として利用可能とする。
【解決手段】電力供給システム(10)は、電力供給バス(11,12)に並列接続される複数の主機バッテリ(31,61)と、主機バッテリから1次側端子対(41,42)に入力された電力を変換して2次側端子対(47,48)から出力する少なくとも1つの変換回路(40)と、を備える。変換回路の1次側端子対に主機バッテリの正極及び負極がそれぞれ接続されており、変換回路の2次側端子対を主機バッテリに直列接続可能であり、変換回路の2次側端子対を低圧負荷(22)に並列接続可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力供給バス（１１，１２）に並列接続される複数の主機バッテリ（３１，６１）と、前記主機バッテリから１次側端子対（４１，４２）に入力された電力を変換して２次側端子対（４７，４８）から出力する少なくとも１つの変換回路（４０）と、を備える電力供給システム（１０）であって、
前記変換回路の前記１次側端子対に前記主機バッテリの正極及び負極がそれぞれ接続されており、
前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続可能であり、
前記変換回路の前記２次側端子対を低圧負荷（２２）に並列接続可能である、電力供給システム。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続する直列経路（３６）と、
前記直列経路を遮断及び接続する第１リレー（３６ａ）と、
前記変換回路の前記２次側端子対のうち前記主機バッテリと反対側の２次側端子を前記電力供給バスに接続するバス接続経路（３７）と、
前記バス接続経路を遮断及び接続する第２リレー（３７ａ）と、
前記変換回路の前記２次側端子対を前記低圧負荷に並列接続する負極側経路（３８）及び正極側経路（３９）と、
前記負極側経路を遮断及び接続する第３リレー（３８ａ）と、
前記正極側経路を遮断及び接続する第４リレー（３９ａ）と、
を備える請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記変換回路の前記２次側端子対から前記電力供給バスへ電力を供給する電圧調整モードを実行する際に、前記第１リレー及び前記第２リレーを接続し且つ前記第３リレー及び前記第４リレーを遮断し、前記変換回路の前記２次側端子対から前記低圧負荷へ電力を供給する低圧電源モードを実行する際に、前記第１リレー及び前記第２リレーを遮断し且つ前記第３リレー及び前記第４リレーを接続する制御部（１６ｂ）を備える、請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記電圧調整モードを実行する際に、前記第３リレー及び前記第４リレーを遮断した後に前記第１リレー及び前記第２リレーを接続し、前記低圧電源モードを実行する際に、前記第１リレー及び前記第２リレーを遮断した後に前記第３リレー及び前記第４リレーを接続する、請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記電力供給バスに接続され、前記電力供給バスから入力された電力を降圧して前記低圧負荷へ出力する降圧コンバータ（２３）を備え、
前記制御部は、前記降圧コンバータを起動後に前記低圧電源モードから前記電圧調整モードへの切替を実行し、前記電圧調整モードから前記低圧電源モードへの切替を実行後に前記降圧コンバータを停止させる、請求項３又は４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電力供給システムは、車両に搭載されるものであり、
前記車両の状態を判定する状態判定部（１６ｃ）と、
前記状態判定部により前記車両が前記複数の主機バッテリを前記電力供給バスに並列接続して充放電するモードであると判定された場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記電力供給バスへ電力を供給する電圧調整モードを実行し、前記状態判定部により前記車両が前記複数の主機バッテリを前記電力供給バスに並列接続しないモード又は前記複数の主機バッテリを充放電しないモードであると判定された場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記低圧負荷へ電力を供給する低圧電源モードを実行する制御部（１６ｂ）とを備える、請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記低圧負荷には、低圧電源（２３）が接続されており、
前記低圧電源が異常であるか否か判定する異常判定部（１６ｄ）と、
前記異常判定部により前記低圧電源が異常でないと判定された場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記電力供給バスへ電力を供給する電圧調整モードを実行し、前記異常判定部により前記低圧電源が異常であると判定された場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記低圧負荷へ電力を供給する低圧電源モードを実行する制御部（１６ｂ）とを備える、請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記電力供給バスには、高圧負荷（２１，２１Ａ）が接続されており、
前記高圧負荷が要求する電力である高圧電力要求値、及び前記低圧負荷が要求する電力である低圧電力要求値を演算する電力演算部（１６ｅ）と、
前記電力演算部により演算された前記高圧電力要求値が第１規定値よりも大きい場合、又は前記電力演算部により演算された前記低圧電力要求値が第２規定値よりも小さい場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記電力供給バスへ電力を供給する電圧調整モードを実行し、前記電力演算部により演算された前記高圧電力要求値が前記第１規定値よりも小さい場合、又は前記電力演算部により演算された前記低圧電力要求値が前記第２規定値よりも大きい場合に、前記変換回路の前記２次側端子対から前記低圧負荷へ電力を供給する低圧電源モードを実行する制御部（１６ｂ）とを備える、請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項９】
前記変換回路は、前記２次側端子対の間の電圧を検出する２次側電圧センサ（５９）を含み、
前記変換回路の前記２次側端子対から前記電力供給バスへ電力を供給する電圧調整モードの実行時に、前記２次側電圧センサにより検出された前記電圧に基づいて前記変換回路の出力電圧を制御し、前記変換回路の前記２次側端子対から前記低圧負荷へ電力を供給する低圧電源モードの実行時に、前記２次側電圧センサにより検出された前記電圧に基づいて前記変換回路の出力電圧を制御する制御部（１６ｂ）を備える、請求項１又は２に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
前記変換回路の前記２次側端子対を直列接続可能である前記主機バッテリ（３１）には高圧負荷（２１Ｃ）が接続されている、又は前記変換回路の前記２次側端子対を直列接続可能でない前記主機バッテリ（６１）には充電装置（２１Ｂ）が接続されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、高圧バッテリから電力の供給を受ける第１コンバータ及び第２コンバータと、第１コンバータ及び第２コンバータのうちの少なくとも１つから電力の供給を受ける低圧負荷と、を備える電力供給システムがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電力供給システムでは、第１コンバータが故障した場合に、第２コンバータから低圧負荷に電力を供給することができ、低圧負荷の電源に冗長性を持たせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１９８６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の高圧バッテリ（主機バッテリ）を電力供給バスに並列接続する電力供給システムでは、高圧バッテリ同士の電圧の差を調整する部分昇圧コンバータ（ＰＰＣ：Partial Power Converter）が必要となる。本願発明者は、ＰＰＣを低圧負荷の電源として利用することができれば、冗長用の電源を削減可能となることに着目した。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、複数の主機バッテリを電力供給バスに並列接続する電力供給システムにおいて、ＰＰＣを低圧負荷の電源として利用可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、
電力供給バス（１１，１２）に並列接続される複数の主機バッテリ（３１，６１）と、前記主機バッテリから１次側端子対（４１，４２）に入力された電力を変換して２次側端子対（４７，４８）から出力する少なくとも１つの変換回路（４０）と、を備える電力供給システム（１０）であって、
前記変換回路の前記１次側端子対に前記主機バッテリの正極及び負極がそれぞれ接続されており、
前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続可能であり、
前記変換回路の前記２次側端子対を低圧負荷（２２）に並列接続可能である。
【０００７】
上記構成によれば、複数の主機バッテリは電力供給バスに並列接続される。このため、複数の主機バッテリから電力供給バスへ電力を供給することができる。少なくとも１つの変換回路は、前記主機バッテリから１次側端子対に入力された電力を変換して２次側端子対から出力する。
【０００８】
ここで、前記変換回路の前記１次側端子対に前記主機バッテリの正極及び負極がそれぞれ接続されており、前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続可能である。このため、前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続した状態では、主機バッテリの出力電圧Ｖｂに変換回路の出力電圧Ｖｏを足すことができ、主機バッテリ同士の電圧の差を変換回路（ＰＰＣ）により調整することができる。このとき、変換回路の２次側端子対に主機バッテリが並列接続された構成と比較して、変換回路に要求される出力電圧Ｖｏを低くすることができる。このため、変換回路の定格電圧を低くすることができ、ひいては変換回路の定格容量を小さくすることができるため、変換回路の小型化を図ることができる。
【０００９】
また、前記変換回路の前記２次側端子対を低圧負荷に並列接続可能である。このため、前記変換回路の前記２次側端子対を低圧負荷に並列接続した状態では、変換回路の２次側端子対から低圧負荷へ電力を供給することができる。ここで、主機バッテリ同士の電圧差の調整時に変換回路に要求される出力電圧Ｖｏは低いため、変換回路は低圧負荷へ電力を供給することに適している。したがって、変換回路を低圧負荷の電源として利用することができ、冗長用の電源を削減可能となる。
【００１０】
第２の手段では、前記変換回路の前記２次側端子対を前記主機バッテリに直列接続する直列経路（３６）と、前記直列経路を遮断及び接続する第１リレー（３６ａ）と、前記変換回路の前記２次側端子対のうち前記主機バッテリと反対側の２次側端子を前記電力供給バスに接続するバス接続経路（３７）と、前記バス接続経路を遮断及び接続する第２リレー（３７ａ）と、前記変換回路の前記２次側端子対を前記低圧負荷に並列接続する負極側経路（３８）及び正極側経路（３９）と、前記負極側経路を遮断及び接続する第３リレー（３８ａ）と、前記正極側経路を遮断及び接続する第４リレー（３９ａ）と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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