车用电源系统技术方案

提供即使在高电压蓄电装置故障而被切断时、也可实现发电机的发电而不会带来系统的复杂化或成本提高的车用电源系统。在电流切断机构切断第二蓄电装置的充放电电流的期间，DC/DC转换器被控制成从低电压侧向高电压侧供电的状态，对低电压侧的输入电压进行电压转换以使得高电压侧的输出电压达到规定电压，并基于规定电压向励磁绕组供电，使交流发电机的所述电枢绕组中感应出的感应电压上升，在交流发电机的感应电压达到能向低电压侧供电的规定状态之后，DC/DC转换器由从低电压侧向高电压侧供电的状态切换控制到从高电压侧向低电压侧供电的状态，将基于交流发电机的感应电压的发电电力提供给低电压侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车用电源系统
本专利技术涉及包括电压不同的两个蓄电装置的车用电源系统。
技术介绍
众所周知，存在包括电压不同的两个蓄电装置的车用电源系统。在这种车用电源系统中，试想两个蓄电装置中的高电压蓄电装置故障的情况。在高电压蓄电装置故障的情况下，为了避免对其它装置、电路带来影响，需要切断该蓄电装置的充放电电流。即，例如，在高电压蓄电装置由锂离子电池构成的情况下，若锂离子电池产生故障，则可能会因过充电、异常过热导致冒烟、冒火，需要尽早切断其充放电电流。因此，在高电压蓄电装置产生故障的情况下，利用电流切断机构(例如继电器)来切断向高电压蓄电装置的充放电电流。然而，即使在高电压蓄电装置产生故障并切断了其充放电电流的状况下，也需要使车辆行驶到安全场所停止，即所谓的跛行回家(limphome)，为此，需要继续发电或重新开始发电。此时，例如，发电机是具有励磁绕组且由内燃机等的旋转动力驱动来发电产生交流电力的交流发电机，经由励磁电路从高电压蓄电装置向该励磁绕组供电，在这种车用电源系统的情况下，在高电压蓄电装置被切断的状态下，无法向励磁电路供电以继续发电或重新开始发电。以往，为了解决上述问题，例如提出有专利文献1至4记载的技术。即，专利文献1中记载了如下技术，具有作为电压不同的主电源和副电源的两个蓄电装置，包括：经由DC/DC转换器进行连接的第1供电电路；与该第1供电电路并联，且经由开关对副电源与主电源及一般负载进行连接的第二供电电路；及控制DC/DC转换器和开关的动作的控制单元，选择启动DC/DC转换器且打开开关的第1控制状态、或停止DC/DC转换器且关闭开关的第2控制状态中的某一个。若使用该技术，则在副电源故障而被切断时，切断第1供电电路，使第2供电电路连通，从而能从主电源向励磁电路供电。专利文献2中记载了如下技术，具有电压不同的两个蓄电装置，包括：具备具有励磁线圈的转子和具有电枢线圈的定子的发电机；对电枢线圈中产生的交流电力进行整流的整流器；控制施加到励磁线圈的电压的励磁控制电路；与整流器的直流侧连接且进行电力的交换的电容器；与负载连接的电池；连接在电容器与电池之间且能将朝单向或双向输入的直流电压转换成任意电压的DC-DC转换器；及能选择电容器和电池中的任一个作为励磁控制电路的供电源的切换开关。若使用该技术，则在电容器故障而被切断时，将切换开关切换到电池侧，能从电池向励磁控制电路供电。此外，专利文献3中记载了如下技术，具有电压不同的两个蓄电装置，包括：将交流电压转换成直流电压的AC/DC转换器部；与AC/DC转换器部的直流侧连接的平滑电容器；具有半导体开关元件，对平滑电容器的直流电力进行DC/DC转换，并与负载连接的DC/DC转换器部；及控制交流的功率因数，且控制AC/DC转换器部以使得AC/DC转换器部的直流电压跟踪目标值，并且利用半导体开关元件的占空比(Duty)控制来控制DC/DC转换器部以使得DC/DC转换器部与负载之间的直流输入输出跟踪指令值的控制装置，在半导体开关元件的占空比为100％时，半导体开关元件始终导通，若忽视半导体开关元件及平滑用电抗器的电压降，则DC/DC转换器部的输出电压与输入电压(平滑电容器的电压)相等。若使用该技术，则能使DC/DC转换器的输入侧与输出侧连通，在高电压蓄电装置被切断时，通过使DC/DC转换器的输入侧与输出侧连通，能从低电压蓄电装置向励磁电路供电。专利文献4中记载有如下技术，车辆的电源装置包括：第1蓄电装置；以比第1蓄电装置低的电压进行充放电的第2蓄电装置；经由开闭开关输入来自第1蓄电装置的电压的逆变器电路；并联设置在第1蓄电装置与逆变器电路之间的平滑电容器；设置在平滑电容器与第2蓄电装置之间，将第1蓄电装置或平滑电容器中储存的电能进行电压转换以提供给第2蓄电装置，且将第2蓄电装置中储存的电能进行电压转换以提供给平滑电容器的DC-DC转换器；及在开始向逆变器电路进行通电之前，控制DC-DC转换器，对所述平滑电容器进行充电直到从第1蓄电装置的蓄电电压达到规定的容许电压范围的电压为止，之后使开闭开关闭合的电子控制装置，DC-DC转换器包括与平滑电容器连接的降压用开关电路、与第2蓄电装置连接的升压用开关电路、及设置在降压用开关电路与升压用开关电路之间的变压器，利用来自电子控制装置的控制，对所述升压用开关电路进行开关驱动，从而对来自第2蓄电装置的电压进行升压以提供给平滑电容器，且利用来自电子控制装置的控制，对降压用开关电路进行开关驱动，从而对从第1蓄电装置经由开闭开关提供的电压进行降压以提供给第2蓄电装置，电子控制装置在施加于平滑电容器的电压高于第1蓄电装置的输出电压时，停止升压用开关电路的开关驱动，使降压开关电路进行动作。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3972906号公报专利文献2：日本专利特开2011-223748号公报专利文献3：WO2011/151940号公报专利文献4：日本专利第3625789号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题若使用上述各技术，则虽然能在高电压蓄电装置故障而被切断时，从低电压蓄电装置向励磁电路供电，但存在以下所述的问题。即，在专利文献1公开的技术中，需要经由DC/DC转换器连接的第1供电电路、以及与该第1供电电路并联且经由开关将负电源与主电源及一般负载连接的第2供电电路，此外，在专利文献2公开的技术中也同样，作为励磁控制电路的供电源，需要切换两个蓄电装置的开关，存在系统结构变复杂且成本提高的问题。此外，在专利文献3公开的技术中，为了将DC/DC转换器内部的由MOSFET构成的半导体开关始终导通，使DC/DC转换器的输出电压与输入电压相等，并使低电压侧与高电压侧连通，需要向MOSFET的栅极端子稳定地提供电位差(栅极阈值电压)的电路、例如需要缓冲电路，存在系统结构变复杂且成本提高的问题。此外，在专利文献4公开的技术中，需要平滑电容器、或者能在第1蓄电装置与第2蓄电装置之间进行双向升降压的DC/DC转换器，存在成本提高的问题。此外，在上述专利文献1至3记载的现有技术中，在构成为能在电压不同的两个蓄电装置间进行电压转换的DC/DC转换器的高电压侧连接高电压蓄电装置、具有励磁绕组的发电机、及励磁电路，将发电机发电产生的电力经由DC/DC转换器提供给与DC/DC转换器的低电压侧连接的电负载、低电压蓄电装置，在这种系统中，存在如下问题：在高电压蓄电装置故障而被切断时，在从低电压蓄电装置经由DC/DC转换器向高电压侧的励磁电路供电之后，无法将高电压侧的发电机发电产生的电力经由同一DC/DC转换器向低电压侧的电负载、低电压蓄电装置供电。此外，在平滑电容器的电压从第1蓄电装置(高电压蓄电装置)达到规定的容许电压范围时，使开闭开关闭合，与第1蓄电装置连接，并将DC/DC转换器从升压模式切换到降压模式，但在高电压蓄电装置故障而被切断时，即无法与高电压蓄电装置连接的情况下，无法适用专利文献4公开的现有技术。此外，规定输入容许电压范围来设计DC/DC转换器，但在专利文献4公开的技术中，DC/DC转换器的输入容许电压范围未被考虑到规定的容许电压范围中。即，在高电压蓄电装置故障而被切断时，若发电机的发电电压在DC/DC转换器的输入容许电压范围外，则存在无法向低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用电源系统，其特征在于，包括：第一蓄电装置；蓄电得到比所述第一蓄电装置高的电压的第二蓄电装置；能切断所述第二蓄电装置的充放电电流的电流切断机构；与所述第一蓄电装置连接的低电压侧布线；与所述第二蓄电装置连接的高电压侧布线；交流发电机，该交流发电机包括电枢绕组和产生与所述电枢绕组交链的磁通的励磁绕组，由装载于车辆的驱动源的旋转动力驱动并在所述电枢绕组中产生交流电力；功率转换装置，该功率转换装置与所述高电压侧布线连接，将由所述交流发电机产生的所述交流电力转换成直流电力并提供给所述高电压侧布线；调节器电路，该调节器电路与所述高电压侧布线连接，向所述励磁绕组供电；与所述功率转换装置并联连接的平滑电容器；及DC/DC转换器，该DC/DC转换器构成为高电压侧与所述高电压侧布线连接，低电压侧与所述低电压侧布线连接，在所述高电压侧与所述低电压侧之间能进行电压转换，在所述电流切断机构切断所述第二蓄电装置的充放电电流的期间，所述DC/DC转换器被控制成从所述低电压侧向所述高电压侧供电的状态，对所述低电压侧的输入电压进行电压转换以使得所述高电压侧的输出电压达到规定电压，并基于所述规定电压向所述励磁绕组供电，使所述交流发电机的所述电枢绕组中感应出的感应电压上升，在所述交流发电机的感应电压达到能向所述低电压侧供电的规定状态之后，所述DC/DC转换器由从所述低电压侧向所述高电压侧供电的状态切换控制到从所述高电压侧向所述低电压侧供电的状态，将基于所述交流发电机的所述感应电压的发电电力提供给所述低电压侧。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车用电源系统，包括：第一蓄电装置；蓄电得到比所述第一蓄电装置高的电压的第二蓄电装置；与所述第一蓄电装置连接的低电压侧布线；与所述第二蓄电装置连接的高电压侧布线；交流发电机，该交流发电机包括电枢绕组和产生与所述电枢绕组交链的磁通的励磁绕组，由装载于车辆的驱动源的旋转动力驱动并在所述电枢绕组中产生交流电力；功率转换装置，该功率转换装置与所述高电压侧布线连接，将由所述交流发电机产生的所述交流电力转换成直流电力并提供给所述高电压侧布线；及DC/DC转换器，该DC/DC转换器构成为高电压侧与所述高电压侧布线连接，低电压侧与所述低电压侧布线连接，在所述高电压侧与所述低电压侧之间能进行电压转换，所述车用电源系统的特征在于，还包括：能切断所述第二蓄电装置的充放电电流的电流切断机构；调节器电路，该调节器电路与所述高电压侧布线连接，向所述励磁绕组供电；及与所述功率转换装置并联连接的平滑电容器，在所述电流切断机构切断所述第二蓄电装置的充放电电流的期间，所述DC/DC转换器被控制成从所述低电压侧向所述高电压侧供电的状态，对所述低电压侧的输入电压进行电压转换以使得所述高电压侧的输出电压达到规定电压，并基于所述规定电压向所述励磁绕组供电，使所述交流发电机的所述电枢绕组中感应出的感应电压上升，在所述交流发电机的感应电压达到能向所述低电压侧供电的规定状态之后，所述DC/DC转换器由从所述低电压侧向所述高电压侧供电的状态切换控制到从所述高电压侧向所述低电压侧供电的状态，将基于所述交流发电机的所述感应电压的发电电力提供给所述低电压侧。2.如权利要求1所述的车用电源系统，其特征在于，所述DC/DC转换器具有将所述高电压侧的一定电压范围的输入电压进行降压并输出到所述低电压侧的功能，所述规定电压为所述一定电压范围内的电压。3.如权利要求2所述的车用电源系统，其特征在于，所述规定电压为所述一定电压范围内的最低电压。4.如权利要求2所述的车用电源系统，其特征在于，所述规定电压为在经由所述功率转换装置及所述DC/DC转换器将所述交流发电机发电产生的电力提供给所述低电压侧布线的期间中的，所述交流发电机的发电效率、所述功率转换装置的转换效率及所述DC/DC转换器的转换效率之积在所述一定电压范围内成为最高的电压。5.如权利要求1或2所述的车用电源系统，其特征在于，所述规定电压为所述平滑电容器的端子间的电压以上。6.如权利要求1或2所述的车用电源系统，其特征在于，所述DC/DC转换器包括：同步整流型的非绝缘型降压DC/DC转换器，该同步整流型的非绝缘型降压DC/DC转换器包括斩波用MOSFET、回流用MOSFET、及电流平滑用电抗器，将所述高电压侧的输入电压进行降压并输出到所述低电压侧；防逆流用MOSFET，该防逆流用MOSFET防止电流从所述低电压侧的输出反向流向所述高电压侧的输入；及回流用二极管，该回流用二极管在所述同步整流型的非绝缘型降压DC/DC转换器与所述防逆流用MOSFET之间与所述同步整流型的非绝缘型降压DC/DC转换器并联连接，且阴极侧与所述低电压侧布线连接，在所述同步整流型的非绝缘型降压DC/DC转换器的所述高电压侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊达俊明，村田泰一，和知敏，山口真吾，上冈望，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP