JP7745480B2 - Power System - Google Patents
Power SystemInfo
- Publication number
- JP7745480B2 JP7745480B2 JP2022029895A JP2022029895A JP7745480B2 JP 7745480 B2 JP7745480 B2 JP 7745480B2 JP 2022029895 A JP2022029895 A JP 2022029895A JP 2022029895 A JP2022029895 A JP 2022029895A JP 7745480 B2 JP7745480 B2 JP 7745480B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply system
- state
- control device
- switching element
- 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
Links
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、電動車両などに搭載される電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system installed in an electric vehicle or the like.
近年、低炭素社会又は脱炭素社会の実現に向けて、CO2排出量削減やエネルギー効率改善に関する取り組みが活発化している。それに伴って、車両等を含む様々な機器について電動化が進んでおり、車両等を含む様々な機器を電動化するための電源システムの研究開発が活発に行われている。 In recent years, efforts to reduce CO2 emissions and improve energy efficiency have become more active in order to realize a low-carbon or carbon-free society. Accordingly, the electrification of various devices, including vehicles, is progressing, and research and development of power supply systems for electrifying various devices, including vehicles, is being actively conducted.
この種の電源システムにおいては、電気安全性を担保することが重要である。そこで、例えば、特許文献1には、電気ヒータに対して、異常時に確実に電流遮断を図ることができる電源システムが記載されている。 Ensuring electrical safety is important in this type of power supply system. For example, Patent Document 1 describes a power supply system that can reliably cut off current to an electric heater in the event of an abnormality.
しかしながら、特許文献1の電源システムでは、IGBTが短絡故障した場合、電気ヒータが所定の温度まで到達する前にユーザによって電源システムがオフ操作され、バイメタルスイッチが遮断動作せずに電源システムがオフ状態となると、次回、ユーザによって電源システムがオン操作され、電源システムがオン状態になったとき、短絡状態の電気ヒータに意図せず電力が供給されてしまうという課題があった。 However, with the power supply system of Patent Document 1, if an IGBT short-circuits and the user turns the power supply system off before the electric heater reaches a predetermined temperature, and the bimetal switch does not perform a shut-off operation and the power supply system remains off, the next time the user turns the power supply system on, power may be unintentionally supplied to the short-circuited electric heater.
本発明は、CO2排出量削減やエネルギー効率改善に寄与する電源システムにおいて、スイッチング素子が短絡故障している状態でコンタクタが遮断状態から接続状態に切り替わって、意図せず負荷に電力が供給されてしまうことを防止できる電源システムを提供する。 The present invention provides a power supply system that contributes to reducing CO2 emissions and improving energy efficiency, and that can prevent the contactor from switching from a disconnected state to a connected state when a switching element has a short-circuit fault, thereby preventing power from being unintentionally supplied to a load.
本発明は、
電源と、
前記電源から供給される電力によって動作する負荷と、
接続状態と遮断状態とを切り替えることによって前記電源と前記負荷とを電気的に断接可能なコンタクタと、
前記負荷に供給される電力を制御するスイッチング素子と、
前記負荷の温度が所定温度以上になると前記負荷への電力供給が遮断されるように動作する遮断装置と、
前記コンタクタを接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能な制御装置と、を備える電源システムであって、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障している場合、
前記遮断装置が動作するまで前記コンタクタを前記接続状態に維持するように制御する。
The present invention provides
Power supply and
a load that operates using power supplied from the power source;
a contactor capable of electrically connecting and disconnecting the power supply and the load by switching between a connected state and a disconnected state;
a switching element for controlling the power supplied to the load;
a cutoff device that operates to cut off power supply to the load when the temperature of the load reaches or exceeds a predetermined temperature;
a control device capable of switching the contactor between a connected state and a disconnected state,
The control device
If the switching element has a short circuit fault,
The contactor is controlled to maintain the connected state until the interrupter operates.
本発明によれば、スイッチング素子が短絡故障している状態でコンタクタが遮断状態から接続状態に切り替わって、意図せず負荷に電力が供給されてしまうことを防止できる。 This invention prevents the contactor from switching from a disconnected state to a connected state when a switching element has a short-circuit fault, thereby preventing power from being unintentionally supplied to the load.
以下、本発明の電源システムの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。本実施形態の電源システムは、車両に搭載されている。 One embodiment of the power supply system of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction indicated by the reference numerals. The power supply system of this embodiment is installed in a vehicle.
<電源システムの構成>
まず、本発明の一実施形態の電源システム1の構成について、図1を参照しながら説明する。
<Power supply system configuration>
First, the configuration of a power supply system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、電源システム1は、高電圧回路10と、低電圧回路20と、高電圧回路10と低電圧回路20とを接続し、高電圧回路10を流れる電力を降圧して低電圧回路20に供給可能なDCDCコンバータ30と、を備える。 As shown in FIG. 1, the power supply system 1 includes a high-voltage circuit 10, a low-voltage circuit 20, and a DC-DC converter 30 that connects the high-voltage circuit 10 and the low-voltage circuit 20 and is capable of stepping down the power flowing through the high-voltage circuit 10 and supplying it to the low-voltage circuit 20.
高電圧回路10は、車両に搭載されている高電圧バッテリBAT-Hと、高電圧バッテリBAT-Hを加温するバッテリヒータ40と、が電気的に接続されている。 The high-voltage circuit 10 is electrically connected to the high-voltage battery BAT-H installed in the vehicle and a battery heater 40 that heats the high-voltage battery BAT-H.
高電圧バッテリBAT-Hは、繰り返しの充放電が可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。本実施形態では、高電圧バッテリBAT-Hの出力電圧は、400[V]である。 The high-voltage battery BAT-H is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged, such as a lithium-ion battery. In this embodiment, the output voltage of the high-voltage battery BAT-H is 400 V.
バッテリヒータ40は、発熱素子41と、スイッチング素子42と、遮断装置43と、を備える。バッテリヒータ40において、発熱素子41とスイッチング素子42と遮断装置43とは、直列に接続されている。 The battery heater 40 includes a heating element 41, a switching element 42, and a circuit breaker 43. In the battery heater 40, the heating element 41, the switching element 42, and the circuit breaker 43 are connected in series.
発熱素子41は、例えば、発熱抵抗体、セラミックヒータ、誘導加熱ヒータ等であり、所定の電気抵抗値を有する負荷である。 The heating element 41 is, for example, a heating resistor, ceramic heater, induction heater, etc., and is a load with a predetermined electrical resistance value.
スイッチング素子42は、発熱素子41に供給される電力を制御する。本実施形態では、スイッチング素子42は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)である。スイッチング素子42は、低電圧回路20に接続されているゲートドライバ83と電気的に接続するゲート電極42aを有する。ゲートドライバ83からゲート電極42aに制御電流が供給されているとき、スイッチング素子42は接続状態となり、発熱素子41に電力が供給される。一方、ゲートドライバ83からゲート電極42aに制御電流が供給されていないとき、スイッチング素子42は遮断状態となり、発熱素子41への電力供給は遮断される。 The switching element 42 controls the power supplied to the heating element 41. In this embodiment, the switching element 42 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The switching element 42 has a gate electrode 42a that is electrically connected to a gate driver 83 that is connected to the low-voltage circuit 20. When a control current is supplied from the gate driver 83 to the gate electrode 42a, the switching element 42 is in a connected state, and power is supplied to the heating element 41. On the other hand, when a control current is not supplied from the gate driver 83 to the gate electrode 42a, the switching element 42 is in a cut-off state, and the power supply to the heating element 41 is cut off.
遮断装置43は、発熱素子41の温度が所定温度T0以上になると発熱素子41への電力供給が遮断されるように動作する。本実施形態では、遮断装置43は、バイメタルスイッチである。バイメタルスイッチである遮断装置43は、通常時において通電状態となっているノーマリクローズ型のスイッチである。そして、バイメタルスイッチである遮断装置43は、発熱素子41の温度が所定温度T0以上になると、バイメタルディスクが動作してロッドが駆動して遮断状態となり、発熱素子41への電力供給が遮断される。なお、遮断装置43は、発熱素子41の温度が所定温度T0以上になると発熱素子41への電力供給が遮断される温度ヒューズであってもよい。 The interrupter device 43 operates to cut off the power supply to the heating element 41 when the temperature of the heating element 41 reaches or exceeds a predetermined temperature T0. In this embodiment, the interrupter device 43 is a bimetal switch. The bimetal switch interrupter device 43 is a normally closed switch that is normally in an energized state. When the temperature of the heating element 41 reaches or exceeds the predetermined temperature T0, the bimetal disc of the interrupter device 43 operates, driving the rod to enter an interrupted state and cutting off the power supply to the heating element 41. The interrupter device 43 may also be a thermal fuse that cuts off the power supply to the heating element 41 when the temperature of the heating element 41 reaches or exceeds the predetermined temperature T0.
スイッチング素子42及び遮断装置43は、発熱素子41に対して高電位側及び低電位側のどちら側に配置されていてもよい。本実施形態では、スイッチング素子42は、発熱素子41の低電位側に配置され、遮断装置43は、発熱素子41の高電位側に配置されている。 The switching element 42 and the interrupter 43 may be arranged on either the high-potential side or the low-potential side of the heating element 41. In this embodiment, the switching element 42 is arranged on the low-potential side of the heating element 41, and the interrupter 43 is arranged on the high-potential side of the heating element 41.
高電圧回路10には、バッテリヒータ40と直列に接続され、接続状態と遮断状態とを切り替え可能なメインコンタクタ51が設けられている。 The high-voltage circuit 10 is provided with a main contactor 51 that is connected in series with the battery heater 40 and can be switched between a connected state and a disconnected state.
メインコンタクタ51は、高電圧回路10における高電圧バッテリBAT-Hの高電位側とバッテリヒータ40との間に設けられている。メインコンタクタ51は、低電圧回路20に接続されている第1スイッチドライバ81によって、接続状態と遮断状態とが切り替えられる。メインコンタクタ51が接続状態のとき、高電圧バッテリBAT-Hとバッテリヒータ40とが電気的に接続する。 The main contactor 51 is provided between the high-potential side of the high-voltage battery BAT-H in the high-voltage circuit 10 and the battery heater 40. The main contactor 51 is switched between a connected state and a disconnected state by a first switch driver 81 connected to the low-voltage circuit 20. When the main contactor 51 is in the connected state, the high-voltage battery BAT-H and the battery heater 40 are electrically connected.
本実施形態では、高電圧回路10には、第1高電圧電力線11が接続されている。第1高電圧電力線11の一端部11aは、高電圧回路10において、高電圧バッテリBAT-Hの高電位側とメインコンタクタ51との間に接続し、第1高電圧電力線11の他端部11bは、高電圧回路10において、メインコンタクタ51とバッテリヒータ40との間に接続する。 In this embodiment, a first high-voltage power line 11 is connected to the high-voltage circuit 10. One end 11a of the first high-voltage power line 11 is connected between the high-potential side of the high-voltage battery BAT-H and the main contactor 51 in the high-voltage circuit 10, and the other end 11b of the first high-voltage power line 11 is connected between the main contactor 51 and the battery heater 40 in the high-voltage circuit 10.
第1高電圧電力線11には、プリチャージコンタクタ52が設けられている。したがって、プリチャージコンタクタ52は、メインコンタクタ51と並列に接続されている。 A precharge contactor 52 is provided on the first high-voltage power line 11. Therefore, the precharge contactor 52 is connected in parallel with the main contactor 51.
プリチャージコンタクタ52は、低電圧回路20に接続されている第2スイッチドライバ82によって接続状態と遮断状態とを切り替え可能なコンタクタ部52aと、電気抵抗体であるプリチャージ抵抗部52bと、を有する。 The precharge contactor 52 has a contactor portion 52a that can be switched between a connected state and a disconnected state by a second switch driver 82 connected to the low-voltage circuit 20, and a precharge resistor portion 52b that is an electrical resistor.
本実施形態では、高電圧回路10には、第2高電圧電力線12が接続されている。第2高電圧電力線12の一端部12aは、高電圧回路10において、第1高電圧電力線11の他端部11bとバッテリヒータ40との間に接続し、第2高電圧電力線12の他端部12bは、高電圧回路10において、バッテリヒータ40と高電圧バッテリBAT-Hの低電位側との間に接続する。 In this embodiment, a second high-voltage power line 12 is connected to the high-voltage circuit 10. One end 12a of the second high-voltage power line 12 is connected between the other end 11b of the first high-voltage power line 11 and the battery heater 40 in the high-voltage circuit 10, and the other end 12b of the second high-voltage power line 12 is connected between the battery heater 40 and the low-potential side of the high-voltage battery BAT-H in the high-voltage circuit 10.
第2高電圧電力線12には、蓄電器CPが設けられている。したがって、蓄電器CPは、高電圧回路10において、メインコンタクタ51と直列に接続され、且つ、バッテリヒータ40と並列に接続されている。 A capacitor CP is provided on the second high-voltage power line 12. Therefore, the capacitor CP is connected in series with the main contactor 51 in the high-voltage circuit 10 and in parallel with the battery heater 40.
蓄電器CPは、静電エネルギーとして電力を蓄電でき且つ放電できる素子である。本実施形態では、蓄電器CPは、キャパシタである。 The capacitor CP is an element that can store and discharge power as electrostatic energy. In this embodiment, the capacitor CP is a capacitor.
蓄電器CPを設けない場合、電源システム1がオフ状態からオン状態に遷移し、それに伴ってメインコンタクタ51を遮断状態から接続状態にスイッチすると、高電圧バッテリBAT-Hから高電圧且つ大電流の電力がメインコンタクタ51に突入することとなるため、メインコンタクタ51が損傷してしまう虞がある。そこで、前述したようにプリチャージコンタクタ52と蓄電器CPとを設け、電源システム1がオフ状態からオン状態に遷移したとき、まず、メインコンタクタ51を遮断状態に維持したままプリチャージコンタクタ52を遮断状態から接続状態に切り替える。すると、プリチャージコンタクタ52のプリチャージ抵抗部52bによって高電圧バッテリBAT-Hから出力される電力の電流量が調整されながら、蓄電器CPに電力が蓄電される。そして、蓄電器CPに所定の電力が蓄電されると、メインコンタクタ51において高電位側と低電位側との電位差が小さくなるので、蓄電器CPに所定の電力が蓄電された後にメインコンタクタ51を遮断状態から接続状態に切り替えることによって、メインコンタクタ51が損傷することを防止できる。 If the capacitor CP is not provided, when the power supply system 1 transitions from the off state to the on state and the main contactor 51 is accordingly switched from the disconnected state to the connected state, high-voltage, large-current power from the high-voltage battery BAT-H would rush into the main contactor 51, potentially damaging the main contactor 51. Therefore, as described above, the pre-charge contactor 52 and capacitor CP are provided, and when the power supply system 1 transitions from the off state to the on state, the pre-charge contactor 52 is first switched from the disconnected state to the connected state while the main contactor 51 remains disconnected. Then, power is stored in the capacitor CP while the amount of current output from the high-voltage battery BAT-H is adjusted by the pre-charge resistor 52b of the pre-charge contactor 52. When a predetermined amount of power is stored in the capacitor CP, the potential difference between the high-potential side and low-potential side of the main contactor 51 becomes small. Therefore, by switching the main contactor 51 from a disconnected state to a connected state after a predetermined amount of power has been stored in the capacitor CP, damage to the main contactor 51 can be prevented.
本実施形態では、高電圧回路10には、第3高電圧電力線13が接続されている。第3高電圧電力線13の一端部13aは、高電圧回路10において、第2高電圧電力線12の一端部11aとバッテリヒータ40との間に接続し、第3高電圧電力線13の他端部13bは、高電圧回路10において、バッテリヒータ40と第2高電圧電力線12の他端部12bとの間に接続する。 In this embodiment, a third high-voltage power line 13 is connected to the high-voltage circuit 10. One end 13a of the third high-voltage power line 13 is connected between one end 11a of the second high-voltage power line 12 and the battery heater 40 in the high-voltage circuit 10, and the other end 13b of the third high-voltage power line 13 is connected between the battery heater 40 and the other end 12b of the second high-voltage power line 12 in the high-voltage circuit 10.
第3高電圧電力線13には、空調ヒータ61が設けられている。したがって、空調ヒータ61は、高電圧回路10において、バッテリヒータ40及び蓄電器CPと並列に接続されている。 An air conditioning heater 61 is provided on the third high-voltage power line 13. Therefore, the air conditioning heater 61 is connected in parallel with the battery heater 40 and the capacitor CP in the high-voltage circuit 10.
空調ヒータ61は、車両に搭載された不図示の空調装置において、車室内に供給する空気を加温する負荷である。 The air conditioning heater 61 is a load in an air conditioning system (not shown) installed in the vehicle that heats the air supplied to the vehicle cabin.
低電圧回路20は、車両に搭載されている低電圧バッテリBAT-Lと、制御装置ECUと、が接続されている。制御装置ECUには、システム電源スイッチPWRが接続されている。 The low-voltage circuit 20 is connected to the vehicle's low-voltage battery BAT-L and the control unit ECU. The system power switch PWR is connected to the control unit ECU.
低電圧バッテリBAT-Lは、繰り返しの充放電が可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池や鉛蓄電池である。本実施形態では、低電圧バッテリBAT-Lの出力電圧は12[V]である。 The low-voltage battery BAT-L is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged, such as a lithium-ion battery or a lead-acid battery. In this embodiment, the output voltage of the low-voltage battery BAT-L is 12 V.
システム電源スイッチPWRは、車両に搭載されて、電源システム1をオン状態とオフ状態とに切り替え可能な操作部である。システム電源スイッチPWRは、ユーザによってオン操作及びオフ操作が可能である。ユーザは、例えば、電源システム1が搭載された車両の乗員である。ここで、電源システム1のオン状態とは、システム電源スイッチPWRがオン操作され、車両の駆動源が起動しており、且つ、走行に必要な補機類に対して車両の駆動に必要な電力が供給されている状態をいい、車両が走行中の状態、又は、車両が即時に走行可能な状態をいう。また、電源システム1のオフ状態とは、システム電源スイッチPWRがオフ操作され、車両の駆動源が起動しておらず、且つ、走行に必要な補機類に対して車両の駆動に必要な電力が供給されていない状態をいう。 The system power switch PWR is an operating unit mounted on the vehicle that can switch the power supply system 1 between an on state and an off state. The system power switch PWR can be turned on and off by the user. The user is, for example, a passenger in the vehicle equipped with the power supply system 1. Here, the on state of the power supply system 1 refers to a state in which the system power switch PWR is turned on, the vehicle's drive source is activated, and the power necessary to drive the vehicle is being supplied to the auxiliary equipment required for driving, and refers to a state in which the vehicle is running or can be run immediately. Furthermore, the off state of the power supply system 1 refers to a state in which the system power switch PWR is turned off, the vehicle's drive source is not activated, and the power necessary to drive the vehicle is not being supplied to the auxiliary equipment required for driving.
低電圧回路20には、制御装置ECUと低電圧バッテリBAT-Lの高電位側との間に第1接点20aが形成されており、制御装置ECUと低電圧バッテリBAT-Lの低電位側との間に第2接点20bが形成されている。 The low-voltage circuit 20 has a first contact 20a formed between the control device ECU and the high-potential side of the low-voltage battery BAT-L, and a second contact 20b formed between the control device ECU and the low-potential side of the low-voltage battery BAT-L.
さらに、低電圧回路20には、第1スイッチドライバ81が設けられた第1低電圧電力線21と、第2スイッチドライバ82が設けられた第2低電圧電力線22と、ゲートドライバ83が設けられた第3低電圧電力線23と、バッテリヒータ冷却装置90が設けられた第4低電圧電力線24と、が接続されている。第1低電圧電力線21、第2低電圧電力線22、第3低電圧電力線23、及び、第4低電圧電力線24は、いずれも一端部が第1接点20aに接続し、他端部が第2接点20bに接続している。 Furthermore, the low-voltage circuit 20 is connected to a first low-voltage power line 21 provided with a first switch driver 81, a second low-voltage power line 22 provided with a second switch driver 82, a third low-voltage power line 23 provided with a gate driver 83, and a fourth low-voltage power line 24 provided with a battery heater cooling device 90. One end of the first low-voltage power line 21, the second low-voltage power line 22, the third low-voltage power line 23, and the fourth low-voltage power line 24 are all connected to the first contact 20a and the other end is connected to the second contact 20b.
したがって、低電圧回路20において、制御装置ECUと、第1スイッチドライバ81と、第2スイッチドライバ82と、ゲートドライバ83と、バッテリヒータ冷却装置90とは、互いに並列に接続されている。 Therefore, in the low-voltage circuit 20, the control device ECU, the first switch driver 81, the second switch driver 82, the gate driver 83, and the battery heater cooling device 90 are connected in parallel with each other.
制御装置ECUは、第1スイッチドライバ81と、第2スイッチドライバ82と、ゲートドライバ83と、バッテリヒータ冷却装置90と、を制御可能である。さらに、制御装置ECUは、DCDCコンバータ30と、空調ヒータ61とを制御可能である。また、制御装置ECUは、各種情報を記憶可能な記憶媒体Mを備える。 The control device ECU is capable of controlling the first switch driver 81, the second switch driver 82, the gate driver 83, and the battery heater cooling device 90. Furthermore, the control device ECU is capable of controlling the DC-DC converter 30 and the air conditioning heater 61. The control device ECU also includes a storage medium M capable of storing various types of information.
前述したように、第1スイッチドライバ81は、制御装置ECUによって制御され、メインコンタクタ51に制御電流を供給可能である。そして、メインコンタクタ51は、第1スイッチドライバ81から供給される制御電流に基づいて、接続状態と遮断状態とが切り替えられる。したがって、制御装置ECUは、第1スイッチドライバ81を介して、メインコンタクタ51を接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能となっている。 As described above, the first switch driver 81 is controlled by the control unit ECU and is capable of supplying a control current to the main contactor 51. The main contactor 51 is then switched between a connected state and a disconnected state based on the control current supplied from the first switch driver 81. Therefore, the control unit ECU can control the main contactor 51 to switch between a connected state and a disconnected state via the first switch driver 81.
前述したように、第2スイッチドライバ82は、制御装置ECUによって制御され、プリチャージコンタクタ52のコンタクタ部52aに制御電流を供給可能である。そして、プリチャージコンタクタ52のコンタクタ部52aは、第2スイッチドライバ82から供給される制御電流に基づいて、接続状態と遮断状態とが切り替えられる。したがって、制御装置ECUは、第2スイッチドライバ82を介して、プリチャージコンタクタ52を接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能となっている。 As described above, the second switch driver 82 is controlled by the control device ECU and is capable of supplying a control current to the contactor portion 52a of the precharge contactor 52. The contactor portion 52a of the precharge contactor 52 is switched between a connected state and a disconnected state based on the control current supplied from the second switch driver 82. Therefore, the control device ECU can control the switching of the precharge contactor 52 between a connected state and a disconnected state via the second switch driver 82.
前述したように、ゲートドライバ83は、制御装置ECUによって制御され、スイッチング素子42のゲート電極42aに制御電流を供給可能である。そして、スイッチング素子42は、ゲートドライバ83からゲート電極42aに供給される制御電流に基づいて、接続状態と遮断状態とが切り替えられる。したがって、制御装置ECUは、ゲートドライバ83を介して、スイッチング素子42を接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能となっている。 As mentioned above, the gate driver 83 is controlled by the control unit ECU and is capable of supplying a control current to the gate electrode 42a of the switching element 42. The switching element 42 is then switched between a connected state and a disconnected state based on the control current supplied from the gate driver 83 to the gate electrode 42a. Therefore, the control unit ECU can control the switching element 42 to switch between a connected state and a disconnected state via the gate driver 83.
バッテリヒータ冷却装置90は、バッテリヒータ40を冷却する装置である。バッテリヒータ冷却装置90は、例えば、冷媒が循環しており、当該冷媒とバッテリヒータ40とで熱交換が行われることによって、バッテリヒータ40を冷却する装置である。制御装置ECUは、バッテリヒータ40を制御可能となっている。 The battery heater cooling device 90 is a device that cools the battery heater 40. The battery heater cooling device 90 is a device that cools the battery heater 40 by, for example, circulating a refrigerant and exchanging heat between the refrigerant and the battery heater 40. The control device ECU is capable of controlling the battery heater 40.
DCDCコンバータ30は、昇降圧電力線31に設けられている。昇降圧電力線31の一端部31aは、高電圧回路10において、第2高電圧電力線12の一端部12aと、第3高電圧電力線13の一端部13aとの間に接続する。昇降圧電力線31の他端部31bは、低電圧回路20において、第1接点20aに接続する。DCDCコンバータ30は、高電圧回路10を流れる電力を降圧して、低電圧回路20の第1接点20aから低電圧回路20に供給可能となっている。 The DC-DC converter 30 is provided on the step-up/step-down power line 31. One end 31a of the step-up/step-down power line 31 is connected between one end 12a of the second high-voltage power line 12 and one end 13a of the third high-voltage power line 13 in the high-voltage circuit 10. The other end 31b of the step-up/step-down power line 31 is connected to the first contact 20a in the low-voltage circuit 20. The DC-DC converter 30 is capable of stepping down the power flowing through the high-voltage circuit 10 and supplying it to the low-voltage circuit 20 from the first contact 20a of the low-voltage circuit 20.
<電源システムの動作>
続いて、図2を参照して、電源システム1の動作について説明する。
<Power supply system operation>
Next, the operation of power supply system 1 will be described with reference to FIG.
まず、制御装置ECUは、スイッチング素子42が短絡故障しているか否かを判定する(ステップS101)。例えば、制御装置ECUには、スイッチング素子42が短絡故障しているか否かを検出可能な不図示のセンサが接続されている。当該センサは、スイッチング素子42が短絡故障しているか否かを示す電気信号を出力する。制御装置ECUは、当該センサから出力される電気信号に基づいて、スイッチング素子42が短絡故障しているか否かを判定する。短絡故障とは、スイッチング素子42が導通状態となるような故障をいう。短絡故障は、例えば、スイッチング素子42が接続状態のまま、スイッチング素子42のゲート電極42aが固着してしまう故障を含む。このように、スイッチング素子42が接続状態のまま、スイッチング素子42のゲート電極42aが固着してしまうことをオン固着ともいう。 First, the control device ECU determines whether the switching element 42 has a short-circuit fault (step S101). For example, the control device ECU is connected to a sensor (not shown) that can detect whether the switching element 42 has a short-circuit fault. The sensor outputs an electrical signal indicating whether the switching element 42 has a short-circuit fault. The control device ECU determines whether the switching element 42 has a short-circuit fault based on the electrical signal output from the sensor. A short-circuit fault is a fault that causes the switching element 42 to become conductive. Short-circuit faults include, for example, a fault in which the gate electrode 42a of the switching element 42 remains stuck while the switching element 42 remains connected. In this way, the gate electrode 42a of the switching element 42 remains stuck while the switching element 42 remains connected, which is also referred to as a stuck-on fault.
制御装置ECUは、ステップS101において、スイッチング素子42が短絡故障していると判定した場合(ステップS101:YES)、ステップS201へと進む。一方、スイッチング素子42が短絡故障していないと判定した場合(ステップS101:NO)、ステップS102へと進む。 If the control unit ECU determines in step S101 that the switching element 42 has a short-circuit fault (step S101: YES), the process proceeds to step S201. On the other hand, if the control unit ECU determines that the switching element 42 has not a short-circuit fault (step S101: NO), the process proceeds to step S102.
制御装置ECUは、ステップS102において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたか否かを判定する。制御装置ECUは、ステップS102において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されていないと判定された場合は、ステップS101へと戻り(ステップS102:NO)、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたと判定された場合(ステップS102:YES)、ステップS501へと進む。 In step S102, the control device ECU determines whether the user has turned off the system power switch PWR. If the control device ECU determines in step S102 that the user has not turned off the system power switch PWR, it returns to step S101 (step S102: NO). If the control device ECU determines that the user has turned off the system power switch PWR (step S102: YES), it proceeds to step S501.
制御装置ECUは、ステップS501において、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替えて、一連の動作を終了する。 In step S501, the control unit ECU switches the main contactor 51 from the connected state to the disconnected state, ending the series of operations.
一方、制御装置ECUは、ステップS201において、スイッチング素子42が短絡故障していることを示す情報を記憶媒体Mに記憶する。そして、ステップS202へと進む。 On the other hand, in step S201, the control unit ECU stores information indicating that the switching element 42 has a short-circuit fault in the storage medium M. Then, the process proceeds to step S202.
制御装置ECUは、ステップS202において、バッテリヒータ40の交換が必要であることを示す情報をユーザに通知する。例えば、制御装置ECUには、バッテリヒータ40の交換が必要である場合に点灯する警告灯が接続されており、制御装置ECUは、ステップS202において、警告灯を点灯させる。また、例えば、制御装置ECUには、各種情報を表示可能な液晶ディスプレイパネル等の表示装置が接続されており、制御装置ECUは、ステップS202において、バッテリヒータ40の交換が必要であることを示す情報を当該表示装置に表示させる。そして、ステップS203へと進む。 In step S202, the control device ECU notifies the user of information indicating that the battery heater 40 needs to be replaced. For example, the control device ECU is connected to a warning light that turns on when the battery heater 40 needs to be replaced, and the control device ECU turns on the warning light in step S202. Also, for example, the control device ECU is connected to a display device such as an LCD panel that can display various information, and in step S202, the control device ECU displays information indicating that the battery heater 40 needs to be replaced on the display device. Then, the process proceeds to step S203.
制御装置ECUは、ステップS203において、バッテリヒータ40の発熱素子41の冷却を抑制するようにバッテリヒータ冷却装置90を制御する冷却抑制制御を開始する。冷却抑制制御は、より詳細には、バッテリヒータ40の発熱素子41の温度が、所定温度T0以上、且つ、所定温度T0より高温の上限温度Tmax未満となるように、バッテリヒータ冷却装置90を制御する。そして、ステップS204へと進む。 In step S203, the control unit ECU initiates cooling suppression control, which controls the battery heater cooling device 90 to suppress cooling of the heat-generating element 41 of the battery heater 40. More specifically, the cooling suppression control controls the battery heater cooling device 90 so that the temperature of the heat-generating element 41 of the battery heater 40 is equal to or higher than a predetermined temperature T0 and lower than an upper limit temperature Tmax that is higher than the predetermined temperature T0. Then, the process proceeds to step S204.
このように、スイッチング素子42が短絡故障している場合、制御装置ECUは、バッテリヒータ40の発熱素子41の冷却を抑制するようにバッテリヒータ冷却装置90を制御する冷却抑制制御を開始するので、バッテリヒータ40の発熱素子41の温度が上昇しやすくなる。これにより、スイッチング素子42が短絡故障している場合に、遮断装置43をより早期に遮断動作させることができるので、バッテリヒータ40の発熱素子41への電力供給をより早期に遮断することができ、電源システム1の安全性が向上する。 In this way, if the switching element 42 has a short-circuit fault, the control unit ECU initiates cooling suppression control, which controls the battery heater cooling device 90 to suppress cooling of the heat-generating element 41 of the battery heater 40, making it easier for the temperature of the heat-generating element 41 of the battery heater 40 to rise. This allows the cut-off device 43 to perform a cut-off operation more quickly when the switching element 42 has a short-circuit fault, thereby cutting off the power supply to the heat-generating element 41 of the battery heater 40 more quickly and improving the safety of the power supply system 1.
さらに、バッテリヒータ40の発熱素子41の冷却を抑制するようにバッテリヒータ冷却装置90を制御する冷却抑制制御において、バッテリヒータ40の発熱素子41の温度が、所定温度T0以上、且つ、所定温度T0より高温の上限温度Tmax未満となるように、バッテリヒータ冷却装置90を制御するので、バッテリヒータ40の発熱素子41が過剰に温度上昇することを防止しつつ、遮断装置43をより早期に遮断動作させることができる。 Furthermore, in the cooling suppression control that controls the battery heater cooling device 90 to suppress cooling of the heat-generating element 41 of the battery heater 40, the battery heater cooling device 90 is controlled so that the temperature of the heat-generating element 41 of the battery heater 40 is equal to or higher than a predetermined temperature T0 and lower than an upper limit temperature Tmax that is higher than the predetermined temperature T0. This prevents the heat-generating element 41 of the battery heater 40 from rising in temperature excessively, while enabling the shut-off device 43 to shut off earlier.
制御装置ECUは、ステップS204において、遮断装置43が動作したか否かを判定する。例えば、制御装置ECUには、遮断装置43が動作したか否かを検出可能な不図示のセンサが接続されている。当該センサは、遮断装置43が動作したか否かを示す電気信号を出力する。制御装置ECUは、当該センサから出力される電気信号に基づいて、遮断装置43が動作したか否かを判定する。 In step S204, the control device ECU determines whether the cutoff device 43 has operated. For example, a sensor (not shown) that can detect whether the cutoff device 43 has operated is connected to the control device ECU. The sensor outputs an electrical signal indicating whether the cutoff device 43 has operated. The control device ECU determines whether the cutoff device 43 has operated based on the electrical signal output from the sensor.
制御装置ECUは、ステップS204において、遮断装置43が動作したと判断した場合(ステップS204:YES)、ステップS301へと進む。 If the control unit ECU determines in step S204 that the shutoff device 43 has operated (step S204: YES), it proceeds to step S301.
制御装置ECUは、ステップS301において、バッテリヒータ40の発熱素子41の冷却を抑制するようにバッテリヒータ冷却装置90を制御する冷却抑制制御を終了する。そして、ステップS302へと進む。 In step S301, the control unit ECU ends the cooling suppression control that controls the battery heater cooling device 90 to suppress cooling of the heat-generating element 41 of the battery heater 40. Then, the process proceeds to step S302.
制御装置ECUは、ステップS302において、遮断装置43が動作したことを示す情報を記憶媒体Mに記憶する。そして、ステップS303へと進む。 In step S302, the control unit ECU stores information indicating that the shutoff device 43 has operated in the storage medium M. Then, the process proceeds to step S303.
制御装置ECUは、ステップS303において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたか否かを判定する。制御装置ECUは、ステップS303において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されていないと判定された場合は、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されるまで待機状態となり(ステップS303:NOのループ)、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたと判定された場合(ステップS303:YES)、ステップS501へと進む。 In step S303, the control device ECU determines whether the user has turned off the system power switch PWR. If in step S303 the control device ECU determines that the user has not turned off the system power switch PWR, it enters a standby state until the user turns off the system power switch PWR (step S303: NO loop). If it determines that the user has turned off the system power switch PWR (step S303: YES), it proceeds to step S501.
制御装置ECUは、ステップS501において、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替えて、一連の動作を終了する。 In step S501, the control unit ECU switches the main contactor 51 from the connected state to the disconnected state, ending the series of operations.
一方、制御装置ECUは、ステップS204において、遮断装置43が動作していないと判断した場合(ステップS204:NO)、ステップS205へと進む。 On the other hand, if the control unit ECU determines in step S204 that the shutoff device 43 is not operating (step S204: NO), it proceeds to step S205.
制御装置ECUは、ステップS205において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたか否かを判定する。制御装置ECUは、ステップS205において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されたと判定された場合(ステップS205:YES)、ステップS206へと進み、制御装置ECUは、ステップS205において、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されていないと判定された場合(ステップS205:NO)、ステップS204へと戻る。 In step S205, the control device ECU determines whether the system power switch PWR has been turned off by the user. If the control device ECU determines in step S205 that the system power switch PWR has been turned off by the user (step S205: YES), the control device ECU proceeds to step S206. If the control device ECU determines in step S205 that the system power switch PWR has not been turned off by the user (step S205: NO), the control device ECU returns to step S204.
制御装置ECUは、ステップS206において、メインコンタクタ51が遮断状態へと切り替わることを禁止して、メインコンタクタ51を接続状態に維持するように制御する。そして、ステップS207へと進む。 In step S206, the control unit ECU prohibits the main contactor 51 from switching to the disconnected state and controls the main contactor 51 to maintain the connected state. Then, the process proceeds to step S207.
制御装置ECUは、ステップS207において、経過時間tのカウントを開始する。そして、ステップS208へと進む。 In step S207, the control unit ECU starts counting the elapsed time t. Then, the process proceeds to step S208.
制御装置ECUは、ステップS208において、遮断装置43が動作したか否かを判定する。例えば、制御装置ECUには、遮断装置43が動作したか否かを検出可能な不図示のセンサが接続されている。当該センサは、遮断装置43が動作したか否かを示す電気信号を出力する。制御装置ECUは、当該センサから出力される電気信号に基づいて、遮断装置43が動作したか否かを判定する。 In step S208, the control device ECU determines whether the cutoff device 43 has operated. For example, a sensor (not shown) that can detect whether the cutoff device 43 has operated is connected to the control device ECU. The sensor outputs an electrical signal indicating whether the cutoff device 43 has operated. The control device ECU determines whether the cutoff device 43 has operated based on the electrical signal output from the sensor.
制御装置ECUは、ステップS208において、遮断装置43が動作したと判断した場合(ステップS208:YES)、ステップS401へと進む。 If the control unit ECU determines in step S208 that the shutoff device 43 has operated (step S208: YES), it proceeds to step S401.
制御装置ECUは、ステップS401において、バッテリヒータ40の発熱素子41の冷却を抑制するようにバッテリヒータ冷却装置90を制御する冷却抑制制御を終了する。そして、ステップS402へと進む。 In step S401, the control unit ECU ends the cooling suppression control that controls the battery heater cooling device 90 to suppress cooling of the heat-generating element 41 of the battery heater 40. Then, the process proceeds to step S402.
制御装置ECUは、ステップS402において、遮断装置43が動作したことを示す情報を記憶媒体Mに記憶する。そして、ステップS501へと進む。 In step S402, the control unit ECU stores information indicating that the shut-off device 43 has operated in the storage medium M. Then, the process proceeds to step S501.
制御装置ECUは、ステップS501において、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替えて、一連の動作を終了する。 In step S501, the control unit ECU switches the main contactor 51 from the connected state to the disconnected state, ending the series of operations.
スイッチング素子42が短絡故障しているとき、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されるのに伴って、遮断装置43が遮断動作していないにもかかわらず、メインコンタクタ51が遮断状態へと切り替わった場合、スイッチング素子42が短絡しており、且つ、遮断装置43が遮断動作していない状態で、メインコンタクタ51が遮断状態となる。この状態で、次回、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオン操作されて、メインコンタクタ51が接続状態に切り替わると、意図せず発熱素子41に電力が供給されてしまう。 If the switching element 42 is short-circuited and the user turns off the system power switch PWR, causing the main contactor 51 to switch to the disconnected state even though the circuit breaker 43 is not in the disconnected state. This causes the main contactor 51 to switch to the disconnected state even though the switching element 42 is short-circuited and the circuit breaker 43 is not in the disconnected state. In this state, the next time the user turns on the system power switch PWR and the main contactor 51 switches to the connected state, power will be unintentionally supplied to the heating element 41.
本実施形態では、スイッチング素子42が短絡故障している場合、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されても、制御装置ECUは、遮断装置43が遮断動作するまで、メインコンタクタ51が遮断状態へと切り替わることを禁止して、メインコンタクタ51を接続状態に維持するように制御する。これにより、スイッチング素子42が短絡故障している場合、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオフ操作されても、遮断装置43が遮断動作するまで発熱素子41に電力が供給され、遮断装置43が遮断動作した状態で、メインコンタクタ51が遮断状態に切り替わる。したがって、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオン操作されて、メインコンタクタ51が接続状態に切り替わっても、遮断装置43が遮断動作した状態となっているので、発熱素子41には電力が供給されない。これにより、スイッチング素子42が短絡故障している状態でメインコンタクタ51が遮断状態から接続状態に切り替わって、意図せず発熱素子41に電力が供給されてしまうことを防止できる。 In this embodiment, if the switching element 42 has a short-circuit fault, even if the user turns off the system power switch PWR, the control unit ECU prohibits the main contactor 51 from switching to the disconnected state until the circuit breaker 43 performs a circuit breaker operation, and controls the main contactor 51 to remain connected. As a result, if the switching element 42 has a short-circuit fault, even if the user turns off the system power switch PWR, power is supplied to the heating element 41 until the circuit breaker 43 performs a circuit breaker operation. With the circuit breaker 43 in the disconnected state, the main contactor 51 switches to the disconnected state. Therefore, even if the user turns on the system power switch PWR and switches the main contactor 51 to the connected state, power is not supplied to the heating element 41 because the circuit breaker 43 is in the disconnected state. This prevents the main contactor 51 from switching from the disconnected state to the connected state when the switching element 42 has a short-circuit fault, thereby preventing power from being unintentionally supplied to the heating element 41.
一方、制御装置ECUは、ステップS208において、遮断装置43が動作していないと判断した場合(ステップS208:NO)、ステップS209へと進む。 On the other hand, if the control unit ECU determines in step S208 that the shutoff device 43 is not operating (step S208: NO), it proceeds to step S209.
制御装置ECUは、ステップS209において、ステップS207でカウントを開始した経過時間tが予め設定された所定時間tset以上であるか否かを判定する。所定時間tsetは、制御装置ECUの記憶媒体Mに記憶されている。 In step S209, the control unit ECU determines whether the elapsed time t, which began counting in step S207, is equal to or greater than a predetermined time tset. The predetermined time tset is stored in the storage medium M of the control unit ECU.
制御装置ECUは、ステップS209において、経過時間tが所定時間tset以上であると判定された場合(ステップS209:YES)、ステップS210へと進む。一方、制御装置ECUは、ステップS209において、経過時間tが所定時間tset未満であると判定された場合(ステップS209:NO)、ステップS208へと戻る。 If the control device ECU determines in step S209 that the elapsed time t is equal to or greater than the predetermined time tset (step S209: YES), the control device ECU proceeds to step S210. On the other hand, if the control device ECU determines in step S209 that the elapsed time t is less than the predetermined time tset (step S209: NO), the control device ECU returns to step S208.
制御装置ECUは、ステップS210において、メインコンタクタ51が接続状態に切り替わることを禁止する。そして、ステップS501へと進む。 In step S210, the control unit ECU prohibits the main contactor 51 from switching to the connected state. Then, the process proceeds to step S501.
制御装置ECUは、ステップS501において、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替えて、一連の動作を終了する。 In step S501, the control unit ECU switches the main contactor 51 from the connected state to the disconnected state, ending the series of operations.
このように、システム電源スイッチPWRがオフ操作されてからの経過時間tが予め設定された所定時間tset以上経過した場合には、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替える。これにより、電源システム1に接続された、発熱素子41以外の電気機器の安全性を担保できる。 In this way, if the elapsed time t after the system power switch PWR was turned off exceeds the preset time tset, the main contactor 51 is switched from the connected state to the disconnected state. This ensures the safety of electrical equipment other than the heating element 41 connected to the power supply system 1.
さらに、本実施形態では、システム電源スイッチPWRがオフ操作されてからの経過時間tが予め設定された所定時間tset以上経過した場合には、メインコンタクタ51が接続状態に切り替わることを禁止して、メインコンタクタ51を接続状態から遮断状態に切り替えるので、次回、ユーザによってシステム電源スイッチPWRがオン操作されても、メインコンタクタ51は接続状態にならない。これにより、スイッチング素子42が短絡故障している状態でメインコンタクタ51が遮断状態から接続状態に切り替わることによって、意図せず発熱素子41に電力が供給されてしまうことを防止しつつ、システム電源スイッチPWRがオフ操作されてからの経過時間tが予め設定された所定時間tset以上経過した場合に、電源システム1に接続された、発熱素子41以外の電気機器の安全性を担保できる。 Furthermore, in this embodiment, if the elapsed time t after the system power switch PWR was turned off exceeds the preset time tset, the main contactor 51 is prohibited from switching to the connected state and is switched from the connected state to the disconnected state. Therefore, even if the user next turns on the system power switch PWR, the main contactor 51 will not switch to the connected state. This prevents the main contactor 51 from switching from the disconnected state to the connected state when the switching element 42 is short-circuited, thereby preventing power from being unintentionally supplied to the heating element 41. Furthermore, if the elapsed time t after the system power switch PWR was turned off exceeds the preset time tset, the safety of electrical equipment other than the heating element 41 connected to the power supply system 1 can be ensured.
以上、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such an embodiment. It is clear that a person skilled in the art could conceive of various modifications or alterations within the scope of the claims, and it is understood that these naturally fall within the technical scope of the present invention. Furthermore, the components of the above embodiment may be combined in any manner as long as they do not deviate from the spirit of the invention.
例えば、本実施形態では、電源システム1は、車両に搭載されているものとしたが、車両以外に搭載されていてもよい。 For example, in this embodiment, the power supply system 1 is mounted on a vehicle, but it may also be mounted on something other than a vehicle.
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。 This specification describes at least the following. The components corresponding to the above-mentioned embodiments are shown in parentheses as examples, but are not limited to these.
(1) 電源(高電圧バッテリBAT-H)と、
前記電源から供給される電力によって動作する負荷(発熱素子41)と、
接続状態と遮断状態とを切り替えることによって前記電源と前記負荷とを電気的に断接可能なコンタクタ(メインコンタクタ51)と、
前記負荷に供給される電力を制御するスイッチング素子(スイッチング素子42)と、
前記負荷の温度が所定温度(所定温度T0)以上になると前記負荷への電力供給が遮断されるように動作する遮断装置(遮断装置43)と、
前記コンタクタを接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能な制御装置(制御装置ECU)と、を備える電源システム(電源システム1)であって、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障している場合、
前記遮断装置が動作するまで前記コンタクタを前記接続状態に維持するように制御する、電源システム。
(1) a power supply (high-voltage battery BAT-H);
a load (heating element 41) that operates using power supplied from the power supply;
a contactor (main contactor 51) that can electrically connect and disconnect the power supply and the load by switching between a connected state and a disconnected state;
a switching element (switching element 42) for controlling the power supplied to the load;
a circuit breaker (43) that operates to cut off the power supply to the load when the temperature of the load becomes equal to or higher than a predetermined temperature (predetermined temperature T0);
a control device (controller ECU) capable of switching the contactor between a connected state and a disconnected state,
The control device
If the switching element has a short circuit fault,
a power supply system that controls the contactor to maintain the connected state until the interrupter operates;
(1)によれば、スイッチング素子が短絡故障している状態でコンタクタが遮断状態から接続状態に切り替わって、意図せず負荷に電力が供給されてしまうことを防止できる。 (1) prevents the contactor from switching from a disconnected state to a connected state when a switching element has a short-circuit fault, thereby preventing power from being unintentionally supplied to the load.
(2) (1)に記載の電源システムであって、
前記電源システムは、前記負荷を冷却する冷却装置(バッテリヒータ冷却装置90)をさらに備え、
前記制御装置は、前記冷却装置を制御可能であり、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障している場合、
前記負荷の冷却を抑制するように前記冷却装置を制御する、電源システム。
(2) The power supply system according to (1),
the power supply system further includes a cooling device (battery heater cooling device 90) that cools the load;
the control device is capable of controlling the cooling device;
The control device
If the switching element has a short circuit fault,
The power supply system controls the cooling device to suppress cooling of the load.
(2)によれば、スイッチング素子が短絡故障している場合に、遮断装置をより早期に遮断動作させることができるので、負荷への電力供給をより早期に遮断することができ、電源システムの安全性が向上する。 According to (2), when a switching element has a short-circuit fault, the circuit breaker can be activated more quickly, thereby cutting off the power supply to the load more quickly and improving the safety of the power supply system.
(3) (2)に記載の電源システムであって、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障した場合、
前記負荷の温度が、前記所定温度以上、且つ、前記所定温度より高温の上限温度(上限温度Tmax)未満となるように、前記冷却装置を制御する、電源システム。
(3) The power supply system according to (2),
The control device
When the switching element is short-circuited,
The power supply system controls the cooling device so that the temperature of the load is equal to or higher than the predetermined temperature and lower than an upper limit temperature (upper limit temperature Tmax) that is higher than the predetermined temperature.
(3)によれば、スイッチング素子が短絡故障した場合に、負荷が過剰に温度上昇することを防止しつつ、遮断装置をより早期に遮断動作させることができる。 (3) According to this, when a switching element experiences a short-circuit failure, the load temperature can be prevented from rising excessively and the circuit breaker can be caused to perform a circuit breaker operation more quickly.
(4) (1)から(3)のいずれかに記載の電源システムであって、
前記電源システムは、当該電源システムをオン状態とオフ状態とに切り替え可能な操作部(システム電源スイッチPWR)をさらに備え、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障しており、且つ、前記操作部が操作されて前記電源システムがオフ状態となってから所定時間経過した場合、
前記コンタクタを前記遮断状態となるように制御する、電源システム。
(4) The power supply system according to any one of (1) to (3),
the power supply system further includes an operation unit (system power switch PWR) that can switch the power supply system between an on state and an off state;
The control device
When the switching element has a short circuit failure and a predetermined time has elapsed since the operation unit was operated to turn off the power supply system,
A power supply system that controls the contactor to be in the interrupted state.
(4)によれば、スイッチング素子が短絡故障しており、且つ、操作部が操作されて電源システムがオフ状態となってから所定時間経過した場合、コンタクタを遮断状態となるように制御するので、電源システムに接続された、負荷以外の電気機器の安全性を担保できる。 According to (4), if the switching element has a short-circuit fault and a predetermined time has elapsed since the operating unit was operated to turn the power supply system off, the contactor is controlled to be in an interrupted state, thereby ensuring the safety of electrical equipment other than the load connected to the power supply system.
1 電源システム
41 発熱素子(負荷)
42 スイッチング素子
43 遮断装置
51 メインコンタクタ(コンタクタ)
90 バッテリヒータ冷却装置(冷却装置)
BAT-H 高電圧バッテリ(電源)
ECU 制御装置
PWR システム電源スイッチ(操作部)
T0 所定温度
Tmax 上限温度
1 Power supply system 41 Heat generating element (load)
42 Switching element 43 Breaker device 51 Main contactor (contactor)
90 Battery heater cooling device (cooling device)
BAT-H High voltage battery (power supply)
ECU Control unit PWR System power switch (operation section)
T0 Predetermined temperature Tmax Upper limit temperature
Claims (4)
前記電源から供給される電力によって動作する負荷と、
接続状態と遮断状態とを切り替えることによって前記電源と前記負荷とを電気的に断接可能なコンタクタと、
前記負荷に供給される電力を制御するスイッチング素子と、
前記負荷の温度が所定温度以上になると前記負荷への電力供給が遮断されるように動作する遮断装置と、
前記コンタクタを接続状態と遮断状態とに切り替え制御可能な制御装置と、を備える電源システムであって、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障している場合、
前記遮断装置が動作するまで前記コンタクタを前記接続状態に維持するように制御する、電源システム。 Power supply and
a load that operates using power supplied from the power source;
a contactor capable of electrically connecting and disconnecting the power supply and the load by switching between a connected state and a disconnected state;
a switching element for controlling the power supplied to the load;
a cutoff device that operates to cut off power supply to the load when the temperature of the load reaches or exceeds a predetermined temperature;
a control device capable of switching the contactor between a connected state and a disconnected state,
The control device
If the switching element has a short circuit fault,
a power supply system that controls the contactor to maintain the connected state until the interrupter operates;
前記電源システムは、前記負荷を冷却する冷却装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記冷却装置を制御可能であり、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障している場合、
前記負荷の冷却を抑制するように前記冷却装置を制御する、電源システム。 2. The power supply system of claim 1,
the power supply system further includes a cooling device that cools the load;
the control device is capable of controlling the cooling device;
The control device
If the switching element has a short circuit fault,
The power supply system controls the cooling device to suppress cooling of the load.
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障した場合、
前記負荷の温度が、前記所定温度以上、且つ、前記所定温度より高温の上限温度未満となるように、前記冷却装置を制御する、電源システム。 3. The power supply system according to claim 2,
The control device
When the switching element is short-circuited,
The power supply system controls the cooling device so that the temperature of the load is equal to or higher than the predetermined temperature and lower than an upper limit temperature that is higher than the predetermined temperature.
前記電源システムは、当該電源システムをオン状態とオフ状態とに切り替え可能な操作部をさらに備え、
前記制御装置は、
前記スイッチング素子が短絡故障しており、且つ、前記操作部が操作されて前記電源システムがオフ状態となってから所定時間経過した場合、
前記コンタクタを前記遮断状態となるように制御する、電源システム。 4. The power supply system according to claim 1,
the power supply system further includes an operation unit that can switch the power supply system between an on state and an off state;
The control device
When the switching element has a short circuit failure and a predetermined time has elapsed since the operation unit was operated to turn off the power supply system,
A power supply system that controls the contactor to be in the interrupted state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022029895A JP7745480B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Power System |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022029895A JP7745480B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Power System |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023125663A JP2023125663A (en) | 2023-09-07 |
| JP7745480B2 true JP7745480B2 (en) | 2025-09-29 |
Family
ID=87887167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022029895A Active JP7745480B2 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | Power System |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7745480B2 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001500355A (en) | 1996-09-14 | 2001-01-09 | ブラウン アクチェンゲゼルシャフト | Method and apparatus for disconnecting loads |
| JP2005012951A (en) | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Semiconductor power conversion device |
| JP2010006344A (en) | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Denso Corp | Electric heater device |
| JP2010179889A (en) | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Denso Corp | Electric heater drive device |
| JP2014128079A (en) | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Calsonic Kansei Corp | Safety device for vehicle |
| JP2016004680A (en) | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 住友電気工業株式会社 | Battery system and battery system control method |
| JP2020178474A (en) | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社ジェイテクト | Power circuit and power supply |
| JP2022171417A (en) | 2021-04-30 | 2022-11-11 | 日立Astemo株式会社 | Power converter and drive |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09191575A (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Canon Inc | Power supply |
-
2022
- 2022-02-28 JP JP2022029895A patent/JP7745480B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001500355A (en) | 1996-09-14 | 2001-01-09 | ブラウン アクチェンゲゼルシャフト | Method and apparatus for disconnecting loads |
| JP2005012951A (en) | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Semiconductor power conversion device |
| JP2010006344A (en) | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Denso Corp | Electric heater device |
| JP2010179889A (en) | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Denso Corp | Electric heater drive device |
| JP2014128079A (en) | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Calsonic Kansei Corp | Safety device for vehicle |
| JP2016004680A (en) | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 住友電気工業株式会社 | Battery system and battery system control method |
| JP2020178474A (en) | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社ジェイテクト | Power circuit and power supply |
| JP2022171417A (en) | 2021-04-30 | 2022-11-11 | 日立Astemo株式会社 | Power converter and drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023125663A (en) | 2023-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9806517B2 (en) | Apparatus for transmitting power and control method thereof | |
| JP4086807B2 (en) | Power supply for vehicle | |
| CN114552753A (en) | On-vehicle backup control device and on-vehicle backup device | |
| JP6677250B2 (en) | DC circuit, DC power supply, moving object and power supply system | |
| KR20160116583A (en) | System and method for controlling emergency driving for fuel cell vehicle | |
| KR102654911B1 (en) | System of determining state of power relay assembly | |
| KR101822231B1 (en) | Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same | |
| US11084381B2 (en) | Junction box controller | |
| JP2009038925A (en) | Power supply unit for vehicle, and control method thereof | |
| JP5036528B2 (en) | Power supply for vehicle | |
| JP2013198256A (en) | Electric vehicle | |
| KR101521984B1 (en) | Apparatus for transmitting power and control method thereof | |
| JP4771172B2 (en) | Smoothing capacitor discharge device for vehicle power converter | |
| CN112424016A (en) | Supply device with a fuel cell system and method for reducing voltage in a fuel cell system | |
| JP7745480B2 (en) | Power System | |
| KR20180110470A (en) | Power relay assembly system | |
| JP2009177886A (en) | Power supply for vehicle | |
| JP6977721B2 (en) | DC circuit | |
| JP7515780B2 (en) | DC Circuit Switching Device | |
| JP7773925B2 (en) | Power System | |
| JP5301006B2 (en) | Power supply for vehicle | |
| JP7767781B2 (en) | Hybrid vehicle power generation system | |
| JP6648217B2 (en) | Switch unit and battery device | |
| WO2023152786A1 (en) | On-vehicle shutoff control device | |
| JP2005184910A (en) | Failure determination device for electric circuit for vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241127 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250820 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250826 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250916 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7745480 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |