(57)【要約】  車両用バッテリーの出力電圧が起動用電圧の下限値未満であるとき、非接触受電部へ外部から供給される電力によって蓄電部が充電されることで、蓄電部に充電された電力が放電部を介して制御部へ供給されることによって制御部が起動可能となる。制御部の起動後にバッテリーリレー部が、放電部を介して蓄電部から供給される電力を用いて、制御部によって接続状態へと制御される。高電圧バッテリーによって車両用バッテリーへ電力が供給されることによって、車両用バッテリーは下限値以上の電圧で出力可能となり、複数のリレー部が接続可能となる。
2019116997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載電源装置であって、
第１のバッテリーと、
前記第１のバッテリーの出力電圧より低い起動用電圧を出力する第２のバッテリーと、
複数のリレー部と制御部とを有し、前記複数のリレー部は前記起動用電圧を用いて接続もしくは遮断されることで、前記第１のバッテリーから受電した電力を分配して出力するもしくは前記第１のバッテリーから受電した電力を遮断し、前記制御部は前記起動用電圧を用いて前記複数のリレー部の接続もしくは遮断を制御し、起動時に前記複数のリレー部が接続され、起動停止時に前記複数のリレー部が遮断される、電気接続箱と、
蓄電部と非接触受電部と放電部とを有し、前記複数のリレー部の１つであるバッテリーリレー部に駆動電力を供給し、前記制御部に駆動電力を供給し、前記非接触受電部は前記蓄電部の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、前記放電部は前記蓄電部の放電経路に接続され、前記バッテリーリレー部は前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ充電電力を供給する、バックアップ電源部と、
を備え、
前記第１のバッテリーから出力される前記起動用電圧が所定の下限値未満であるとき、前記車載電源装置の外部から前記非接触充電部へ供給される電力によって前記蓄電部が充電され、
前記蓄電部に充電された電力が前記放電部を介して前記制御部へ供給されることによって前記制御部が起動可能となり、
前記制御部の起動後に前記バッテリーリレー部が、前記放電部を介して前記蓄電部から供給された電力を用いて、前記制御部によって接続状態へと制御され、
前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ電力が供給されることによって、前記第２のバッテリーは前記下限値以上の電圧で出力可能となり、前記複数のリレー部が接続可能となる車載電源装置。
【請求項２】
前記蓄電部の蓄電素子には電気二重層コンデンサが用いられる、
請求項１に記載の車載電源装置。
【請求項３】
前記バッテリーリレー部と前記第２のバッテリーとの間に配置されるバッテリーコンバータをさらに備え、
前記第１のバッテリーから前記バッテリーリレー部を介して前記バッテリーコンバータに電力が供給されることで、前記バッテリーコンバータは駆動され、
前記第１のバッテリーは、前記バッテリーコンバータによって変換された電圧で前記第２のバッテリーへ電力を供給する、
請求項１または２に記載の車載電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、各種車両に使用される車載電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の車載電源装置について図面を用いて説明する。図５は従来の車載電源装置の構成を示すブロック図であり、車載電源装置１は、高電圧バッテリー２と車両用バッテリー３と電気接続箱４とＤＣＤＣコンバータ５、６とを有している。車載電源装置１では、高電圧バッテリー２に蓄えられた電力が、電気接続箱４およびＤＣＤＣコンバータ５を介して負荷７へ供給され、かつ、電気接続箱４およびＤＣＤＣコンバータ６を介して負荷８へ供給されている。【０００３】
高電圧バッテリー２が搭載される車両９や搭乗者の安全を確保するために、車両９が起動していないとき、電気接続箱４によって高電圧バッテリー２は、負荷７および負荷８との電気的接続が遮断されている。そして車両９が起動すると、車両用バッテリー３によって電気接続箱４における遮断状態が解除される。さらに車両９が起動している間、高電圧バッテリー２は電気接続箱４によって負荷７および負荷８と電気的に接続されている。上述した電気接続箱４による高電圧バッテリー２から負荷７および負荷８への電気的な接続および遮断の動作は、車両用バッテリー３から電気接続箱４へと供給される電力によって行われている。【０００４】
なお、この出願の開示に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０７８７７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の車載電源装置は、第１のバッテリーと、前記第１のバッテリーの出力電圧より低い起動用電圧を出力する第２のバッテリーと、複数のリレー部と制御部とを有し、前記複数のリレー部は前記起動用電圧を用いて接続もしくは遮断されることで、前記第１のバッテリーから受電した電力を分配して出力するもしくは前記第１のバッテリーから受電した電力を遮断し、前記制御部は前記起動用電圧を用いて前記複数のリレー部の接続もしくは遮断を制御し、起動時に前記複数のリレー部が接続され、起動停止時に前記複数のリレー部が遮断される、電気接続箱と、蓄電部と非接触受電部と放電部とを有し、前記複数のリレー部の１つであるバッテリーリレー部に駆動電力を供給し、前記制御部に駆動電力を供給し、前記非接触受電部は前記蓄電部の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、前記放電部は前記蓄電部の放電経路に接続され、前記バッテリーリレー部は前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ充電電力を供給する、バックアップ電源部と、を備え、前記第１のバッテリーから出力される前記起動用電圧が所定の下限値未満であるとき、外部から前記非接触充電部へ供給される電力によって前記蓄電部が充電され、前記蓄電部に充電された電力が前記放電部を介して前記制御部へ供給されることによって前記制御部が起動可能となり、前記制御部の起動後に前記バッテリーリレー部が、前記放電部を介して前記蓄電部から供給された電力を用いて、前記制御部によって接続状態へと制御され、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ電力が供給されることによって、前記第２のバッテリーは前記下限値以上の電圧で出力可能となり、前記複数のリレー部が接続可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の実施の形態における車載電源装置の構成を示す回路ブロック図
【図２】本開示の実施の形態における車載電源装置が搭載された車両の構成を示す第２の回路ブロック図
【図３】本開示の実施の形態における車載電源装置が搭載された車両の動作を示す第１のフローチャート
【図４】本開示の実施の形態における車載電源装置が搭載された車両の構成を示す第３の回路ブロック図
【図５】従来の車両電源装置の構成のブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図５を参照しながら説明した従来の車載電源装置１では車両用バッテリー３の劣化によりバッテリー上がりが生じた場合、高電圧バッテリー２に電力が蓄えられているにもかかわらず、電気接続箱４における遮断状態の解除が不可能となる。この結果、車両９の起動が不可能となり、車両９を起動するためには直ちに車両用バッテリー３の交換が必要となるという課題を有するものであった。
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態）
［車載電源装置１０の構成］
まず、図１を参照しながら車載電源装置について説明する。
【００１１】
図１は本開示の実施の形態における車載電源装置１０の構成を示す回路ブロック図である。車載電源装置１０は、高電圧バッテリー１１と車両用バッテリー１２と電気接続箱１３とバックアップ電源部（ＢＵ電極部）１４とを有す。
【００１２】
電気接続箱１３は、複数のリレー部１５と制御部１６とを有する。複数のリレー部１５は、車両用バッテリー１２から出力される起動用電圧Ｖｂを駆動電力として用いて接続もしくは遮断の動作を行う。
【００１３】
なお、図１および後述する図２、図４においては、図面が煩雑になるため車両用バッテリー１２から複数のリレー部１５に電力を供給する供給線は図示していない場合がある。
【００１４】
また、制御部１６は車両用バッテリー１２から出力される起動用電圧Ｖｂを駆動電力とし用いて、複数のリレー部１５に対して接続もしくは遮断の制御を行う。複数のリレー部１５は、電気接続箱１３が起動すると接続状態になる。そして、複数のリレー部１５は、電気接続箱１３が停止するとき遮断状態になる。
【００１５】
なお、制御部１６の制御線についても、図１および図２においては、図面が煩雑になるため図示していない。
【００１６】
バックアップ電源部１４は、蓄電部１７と非接触受電部１８と放電部１９とを有する。非接触受電部１８は、非接触による受電が可能であり蓄電部１７の充電経路に接続されている。放電部１９は蓄電部１７の放電経路に接続されている。高電圧バッテリー１１は複数のリレー部１５のうちバッテリーリレー部１５Ａを介して、車両用バッテリー１２に電力を供給する。放電部１９は、制御部１６の駆動電力と、バッテリーリレー部１５Ａの駆動電力と、を供給する。
【００１７】
ここで、車両用バッテリー１２の端子電圧が起動用電圧Ｖｂの下限値未満であるときには、非接触受電部１８に外部から供給される電力によって蓄電部１７が充電される。そして、蓄電部１７に充電された電力が放電部１９を介して制御部１６へ供給され、制御部１６が起動可能となる。そして、制御部１６の起動後に、バッテリーリレー部１５Ａは、制御部１６によって接続状態へと制御される。そしてさらに、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へ電力が供給されることによって、車両用バッテリー１２は起動用電圧Ｖｂの下限値以上の電圧で出力することが可能となり、複数のリレー部１５が接続可能となる。
【００１８】
以上の構成および動作により、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じたことによる電圧不足により、電気接続箱１３が起動できなくなった場合（言い換えると車両２０（図２参照）の起動ができなくなった場合）においても、簡単な動作で車両２０の起動が可能となる。これは、非接触給電によりバックアップ電源部１４へ一時的に電力を供給することで、電気接続箱１３が起動可能となり、車両の起動が可能となる。
【００１９】
ここではまず、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へ電力を供給できる状態にするために、バックアップ電源部１４が電気接続箱１３の一部を起動させる。ここでは複数のリレー部１５のうちの一つであるバッテリーリレー部１５Ａを起動させ、車両用バッテリー１２を充電させる。複数のリレー部１５のうち、一つのリレー部（バッテリーリレー部１５Ａ）だけを起動させているので、少ない電力で起動させることができる。これにより少なくとも一時的に車両用バッテリー１２は電気接続箱１３の全体を起動することができる。言い換えると車両２０（図２参照）が起動を可能な状態になる。すなわち、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じた際にも容易に車両２０の起動が可能となる。
【００２０】
［車両２０の構成］
次に、図２および図３を参照しながら車載電源装置１０が搭載された車両２０の構成およびその動作について説明する。
【００２１】
なお、図１を参照しながら説明した車載電源装置１０の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００２２】
図２は本開示の実施の形態における車載電源装置１０が搭載された車両２０の構成を示すブロック図である。図３は本開示の実施の形態における車載電源装置１０が搭載された車両２０の動作を示すフローチャートである。
【００２３】
まず、車載電源装置１０が搭載された車両２０の構成は以下のとおりである。車両２０は車体２１を有し、車体２１には車載電源装置１０が搭載されている。車載電源装置１０は、高電圧バッテリー１１と車両用バッテリー１２と電気接続箱１３とバックアップ電源部１４とを有する。車両２０は、駆動のためのエネルギーを全て高電圧バッテリー１１から供給されるように構成されていてもよいし、または、車両２０は、駆動のためのエネルギーの一部を高電圧バッテリー１１から供給されるように構成されていてもよい。
【００２４】
電気接続箱１３は、複数のリレー部１５と制御部１６とを有する。複数のリレー部１５は、車両用バッテリー１２から出力される起動用電圧Ｖｂを駆動電力として用いて接続もしくは遮断の動作を行う。そして、リレー部１５が接続状態のとき、高電圧バッテリー１１は負荷２２へ電力を供給する。また、制御部１６は車両用バッテリー１２から出力される起動用電圧Ｖｂを駆動電力とし用いて、複数のリレー部１５に対して接続もしくは遮断の制御を行う。
【００２５】
バックアップ電源部１４は、蓄電部１７と非接触受電部１８と放電部１９とを有する。非接触受電部１８は、車両２０の外部に車両２０とは独立して設けられた給電部２３からの非接触による受電が可能である。非接触受電部１８は蓄電部１７の充電経路に接続されている。放電部１９は蓄電部１７の放電経路に接続されている。放電部１９は、制御部１６の駆動電力と、バッテリーリレー部１５Ａの駆動電力と、を供給する。複数のリレー部１５のうちの１つであるバッテリーリレー部１５Ａは、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へ充電電力を供給する経路に設けられている。
【００２６】
つぎに、車載電源装置１０が搭載された車両２０の動作について図２および図３を参照ながら説明する。
【００２７】
［車両用バッテリー電圧が正常な状態］
ここではまず、車両用バッテリー１２の端子電圧が車両２０を起動するための起動用電圧Ｖｂの下限値以上である時の動作の一例について説明する。ここでは、車両２０は正常な起動が可能な状態である。
【００２８】
図２または図３に示すように、まず、車両２０が休止状態のとき（起動していないとき）、搭乗者が発信器２４を操作することによって車体制御部２６が起動信号を受信し（ステップ（Ａ））、車体制御部２６によって起動スイッチ（起動ＳＷ）２５がオフからオンへと切り替えられる。なお、発信器２４の一例としては、キーなどがある。起動スイッチ２５の一例としては、エンジンスイッチなどがある。
【００２９】
次に、例えば車体制御部２６が高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧を検出する（ステップ（Ｂ））。そして車体制御部２６が高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の両方の電圧に異常が無いと判断すると（ステップ（Ｃ）のＮＯ）、その判断に基づいて制御部１６が起動する。
【００３０】
なお、ここでは、図２には図示していないが、車体制御部２６の駆動および制御部１６の駆動に用いられる電力は車両用バッテリー１２から供給される。
【００３１】
なお、本実施の形態では、各機能の説明を容易にするために、車体制御部２６と制御部１６とは別の制御体として図示したうえで説明しているが、車体制御部２６と制御部１６は単一の制御体として車体２１または電気接続箱１３に設けられてもよい。
【００３２】
次に、制御部１６が起動し、高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧に異常がないことから、制御部１６は、リレー部１５を接続状態に制御する。
【００３３】
なお、図１、図２、後述する図４では図面が複雑になるため、車体制御部２６または制御部１６から出力される制御用の信号線など、一部、信号線を図示していない場合がある。また、車両用バッテリー１２から複数のリレー部１５に電力を供給する供給線は図示していない場合がある。
【００３４】
本実施の形態では、リレー部１５にはメカリレーが用いられており、メカリレーの駆動には比較的大きな電力が必要なことから、メカリレーであるリレー部１５は、車両用バッテリー１２から駆動用電力の供給を受けつつ、接続または遮断の制御に関する信号を制御部１６から受ける。
【００３５】
以上の通り、制御部１６による制御と、車両用バッテリー１２から供給される駆動用電力の供給と、によって、リレー部は接続状態になる。言い換えると、制御部１６による制御と、車両用バッテリー１２から供給される駆動用電力の供給と、によって、電気接続箱１３は起動する（ステップ（Ｄ））。
【００３６】
これらの動作により、リレー部１５に接続された負荷２２は高電圧バッテリー１１の電力を用いて動作が可能となる。言い換えると、車両２０が起動し（ステップ（Ｅ））、走行が可能な状態となる（ステップ（Ｆ））。なお、ステップ（Ｅ）における動作とステップ（Ｄ）における動作を１つの動作として扱ってもよい。
【００３７】
なお、図２に示す実施の形態では、負荷２２は車両用バッテリー１２から出力される電圧をそのまま用いているが、必ずしも、車両用バッテリー１２から出力される電圧で負荷２２が駆動するとは限らない。その場合、図４に示すように、負荷２２とリレー部１５との間にＤＣＤＣコンバータ２８などの電圧変換部が設けられていてよい。
【００３８】
車両２０が起動して走行が可能な状態（ステップ（Ｆ））では、バックアップ電源部１４の蓄電部１７は任意の電圧に充電されていてもよい。たとえば、蓄電部１７に電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ（Electric double-layer capacitor））が用いられる場合には、車両２０が起動している間、蓄電部１７は劣化が進行しない水準に充電されていてもよい。
【００３９】
［車両用バッテリー電圧が異常な状態］
つぎに、車両用バッテリー１２の端子電圧が車両２０を起動するための起動用電圧Ｖｂの下限値未満である場合について説明する。つまり、車両２０が正常な起動が不可能なときの車両２０の動作の一例について図２および図３を参照しながら説明する。
【００４０】
ステップ（Ａ）での動作は、先に説明した内容と同じであるので説明を省略する。
【００４１】
つぎに、車体制御部２６が高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧を検出する（ステップ（Ｂ））。そして、車両用バッテリー１２に異常がある場合（車両用バッテリー１２の端子電圧が起動用電圧Ｖｂの下限値未満である場合）、電圧異常と判断される（ステップ（Ｃ）のＹＥＳ）。このとき、車両２０は起動されず、電気接続箱１３は起動されない。車両用バッテリー１２の端子電圧が起動用電圧Ｖｂの下限値未満であるために、仮に制御部１６が駆動し、制御信号を出力しても、リレー部１５は駆動できず、電気接続箱１３は起動できない。つまり、車両用バッテリー１２の端子電圧が起動用電圧Ｖｂの下限値未満であることによって、車両２０が起動停止した状態から引き続きリレー部１５は遮断状態を継続する。したがって、この状態では負荷２２に電力は供給されず、負荷２２は駆動しない。
【００４２】
上述した動作においては、車体制御部２６は車両用バッテリー１２の暗電流を用いて起動することを想定しているが、仮に、車両用バッテリー１２が車体制御部２６に暗電流ですら出力できない場合、車体制御部２６が、高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧を検出することができない。つまり、ステップ（Ｂ）の動作ができない。また、同時に、高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧を比較または判定する動作（ステップ（Ｃ））もできない。この時、当然ながらリレー部１５の駆動は不可能であり、車両２０が起動停止した状態から引き続きリレー部１５は遮断状態を継続する。したがって、この状態では負荷２２に電力は供給されず、負荷２２は駆動しない。また、ステップ（Ｃ）における高電圧バッテリー１１および車両用バッテリー１２の電圧の比較または判定の結果、例えば、車両用バッテリー１２に異常があると判断された場合は、表示部（図示せず）に車両用バッテリー１２が異常状態（バッテリー上がり）であることを示してもよい。表示部に異常状態を示す際、車両用バッテリー１２の暗電流が用いられる。
【００４３】
そして、ステップ（Ｃ）での動作において、特に車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じたことによってリレー部１５が接続できないとき（言い換えると電気接続箱１３が起動できないため、車両２０が起動できないとき）、バックアップ電源部１４の蓄電部１７に蓄えられている電力を、制御部１６の起動と、複数のリレー部１５のうち特にバッテリーリレー部１５Ａの起動と、に用いる。
【００４４】
たとえば、車両用バッテリー１２の端子電圧が起動用電圧Ｖｂの下限値未満であっても（ステップ（Ｃ）ＹＥＳ）、車両用バッテリー１２の暗電流が制御部１６を駆動させることが可能な値であり、かつ、蓄電部１７に起動用電圧Ｖｂの下限値以上の電圧が残留していると制御部１６によって判断された場合、バッテリーリレー部１５Ａの駆動は可能となる（ステップ（Ｇ）閾値以上）。
【００４５】
上記の暗電流と残留電圧との条件を満たす場合、蓄電部１７の電力が、制御部１６を確実に駆動させるための電力として放電部１９を介して制御部１６へ供給される。そして、蓄電部１７から制御部１６への電力供給を継続しつつ、さらに、蓄電部１７の電力が放電部１９を介してバッテリーリレー部１５Ａへバッテリーリレー部１５Ａが駆動するための電力として供給される。つまり、電気接続箱１３の一部が起動可能となる（ステップ（Ｈ））。なお、ステップ（Ｇ）からステップ（Ｈ）への動作の移行は、連続的である。
【００４６】
特に蓄電部１７に蓄電素子として電気二重層コンデンサが用いられた場合、短時間に大きな電流の供給が可能となる。そのため、メカリレーであるバッテリーリレー部１５Ａに対しても蓄電部１７は駆動のための電力供給が可能となり、バッテリーリレー部１５Ａにおける接続に係る動作の信頼性は高くなる。
【００４７】
続いて、バックアップ電源部１４の電力によって制御部１６の継続駆動とバッテリーリレー部１５Ａの駆動が可能となり、バッテリーリレー部１５Ａは接続可能となる。バッテリーリレー部１５Ａが接続されることによって、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２への電力供給（言い換えると高電圧バッテリー１１による車両用バッテリー１２の充電）が行われる。このとき、車両用バッテリー１２にはバッテリーリレー部１５Ａを介して下限値以上の起動用電圧Ｖｂが印加される。このため、車両用バッテリー１２からは、電気接続箱１３の全てのリレー部１５へ、リレー部１５の駆動が可能となる電力を供給することが可能となる。つまり、電気接続箱１３の全体が起動可能となる（ステップ（Ｉ））。結果として、負荷２２は高電圧バッテリー１１の電力を用いて動作が可能となる。そして、車両２０が起動し、走行が可能な状態となる（ステップ（Ｊ））。
【００４８】
この一方で、たとえば、車両用バッテリー１２の起動用電圧Ｖｂが下限値未満で電圧異常と判断され（ステップ（Ｃ）のＹＥＳ）、車両用バッテリー１２の暗電流が制御部１６の駆動が可能な値でない場合、または、車両用バッテリー１２の暗電流が制御部１６の駆動が可能な値であっても蓄電部１７に閾値以上の電圧が残留していないと制御部１６によって判断された場合（ステップ（Ｇ）の閾値未満）、バッテリーリレー部１５Ａの駆動はバックアップ電源部１４への給電部２３による充電によって可能となる。
【００４９】
ここでは、給電部２３からバックアップ電源部１４の非接触受電部１８へと非接触給電によって電力が供給され（ステップ（Ｋ））、給電された電力によって非接触受電部１８を通じて蓄電部１７が充電される。ここで充電に関する機能は、非接触受電部１８が有していてもよいし、蓄電部１７が有していてもよい。
【００５０】
蓄電部１７の電圧が充電閾値以上となったと判断された時点で、蓄電部１７への充電動作は停止する。充電閾値に対する判定や充電動作に対する制御は、バックアップ制御部２７によって行われると好ましい。バックアップ制御部２７はバックアップ電源部１４に設けられ、蓄電部１７が有する電力や非接触受電部１８に供給された電力によってバックアップ制御部２７は駆動されてもよい。蓄電部１７の電圧が充電閾値以上となったことを、車両２０の内部または外部で認識が可能なように、表示部（図示せず）に示しても良い。
【００５１】
さらに、蓄電部１７の電圧が充電閾値以上となったと判断されたあと（ステップ（Ｇ）の閾値以上）、ステップ（Ｈ）において、蓄電部１７の電力が放電部１９を介して制御部１６へ制御部１６を駆動させるための電力として供給される。ステップ（Ｋ）からステップ（Ｈ）にかけての充電や放電に関する動作は、給電部２３からバックアップ電源部１４への電力供給と、発信器２４からの信号がバックアップ制御部２７によって同時にあるいは所定の期間内で検出されたことをトリガーとして実施されるとよい。
【００５２】
蓄電部１７の電力が放電部１９を介して制御部１６へ制御部１６を駆動させるための電力として供給されると、この電力供給を継続しつつさらにそのあとに、蓄電部１７の電力が放電部１９を介してバッテリーリレー部１５Ａへバッテリーリレー部１５Ａが駆動するための電力として供給される。つまり、電気接続箱１３の一部が起動可能となる（ステップ（Ｈ））。
【００５３】
特に蓄電部１７に蓄電素子として電気二重層コンデンサが用いられた場合、短時間に大きな電流の供給が可能となる。そのため、メカリレーであるバッテリーリレー部１５Ａに対しても蓄電部１７は駆動のための電力供給が可能となり、バッテリーリレー部１５Ａにおける接続に対する動作の信頼性は高くなる。また蓄電部１７およびバックアップ電源部１４の小型化や軽量化が可能となる。またあるいは、蓄電部１７に蓄電素子として小型のリチウムバッテリーなどが用いられてもよい。
【００５４】
バックアップ電源部１４の電力によって制御部１６の駆動とバッテリーリレー部１５Ａの駆動が可能となり、バッテリーリレー部１５Ａは接続可能な状態となる。バッテリーリレー部１５Ａが接続されることによって、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２への電力供給が行われる。つまり、高電圧バッテリー１１が車両用バッテリー１２への充電が行われる。このとき、車両用バッテリー１２にはバッテリーリレー部１５Ａを介して下限値以上の起動用電圧Ｖｂが印加される。このため、車両用バッテリー１２からは、電気接続箱１３の全てのリレー部１５へ、リレー部１５の駆動が可能となる電力を供給することが可能となる。つまり、電気接続箱１３の全体が起動可能となる（ステップ（Ｉ））。
【００５５】
その結果、負荷２２は高電圧バッテリー１１の電力を用いて動作が可能となる。これは言い換えると、車両２０が起動し、走行が可能な状態となる（ステップ（Ｊ））。
【００５６】
その後、車両２０が起動して走行が可能な状態（ステップ（Ｌ））では、バックアップ電源部１４の蓄電部１７は任意の電圧に充電されていてもよい。
【００５７】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態では、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じてしまったことによる電圧不足によって電気接続箱１３の起動ができなくなった場合（言い換えると車両２０の起動ができなくなった場合）においても、簡単な動作で車両２０の再起動が可能となる。車両２０の外部に配置される給電部２３から非接触受電部１８へと非接触給電が行われることにより、バックアップ電源部１４に一時的に電力が供給される。よって、電気接続箱１３が起動可能となり、車両２０の再起動が可能となる。
【００５８】
高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へと充電のための電力を供給可能な状態に、バックアップ電源部１４が電気接続箱１３の一部を起動させる。限られた少ない電力によって制御部１６を起動させ、複数のリレー部１５のうちのひとつのバッテリーリレー部１５Ａだけを制御して起動させる。これにより、車両用バッテリー１２が充電され、少なくとも一時的に車両用バッテリー１２は電気接続箱１３の全体の起動、言い換えると車両２０の起動が可能な状態となる。すなわち、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じた際にも容易に車両２０の起動が可能となる。
【００５９】
当然ながら、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じた際に、その場での車両用バッテリー１２の交換は不要であり、非接触給電が可能な小さな電力容量の給電部２３によって車両２０の再起動は可能となる。
【００６０】
また、図示はしていないが、車両２０の起動が停止するときに（言い換えると、電気接続箱１３が起動を終えて停止されるとき）に、複数のリレー部１５の全てが遮断される。
【００６１】
先にも述べたが、図４に示すように本開示の実施の形態における車載電源装置１０が搭載された車両２０においては、負荷２２とリレー部１５との間に電圧変換機能としてＤＣＤＣコンバータ２８が設けられていてよい。特に、バッテリーリレー部１５Ａと車両用バッテリー１２との間にはバッテリーコンバータ２８Ａが設けられ、ステップ（Ｉ）における動作では、高電圧バッテリー１１からバッテリーリレー部１５Ａに電力が供給されることにより、バッテリーコンバータ２８Ａは、駆動される。そして、バッテリーコンバータ２８Ａは高電圧バッテリー１１の電圧を変換したうえで車両用バッテリー１２へ電力を供給する。
【００６２】
なお、車両２０の起動（ステップ（Ｊ））が行われたあとについては、バッテリーコンバータ２８Ａへの駆動電力の供給は、バッテリーリレー部１５Ａからの供給から車両用バッテリー１２からの供給に切り換えられてもよい。
【００６３】
また、ＤＣＤＣコンバータ２８（バッテリーコンバータ２８Ａを含む）に対する制御は、制御部１６が行えばよい。ＤＣＤＣコンバータ２８（バッテリーコンバータ２８Ａ）は、電気接続箱１３の中または、外の何れに配置されていてもよいが、特に、ＤＣＤＣコンバータ２８、バッテリーコンバータ２８Ａが電気接続箱１３内に配置されている場合は、制御部１６のＤＣＤＣコンバータ２８、バッテリーコンバータ２８Ａに対する動作制御が容易となる。
【００６４】
なお、図４には、電気接続箱１３の中にＤＣＤＣコンバータ２８（バッテリーコンバータ２８Ａを含む）が配置されている例を示している。
【００６５】
（まとめ）
本開示の車載電源装置１０は、高電圧バッテリー１１と、高電圧バッテリー１１の出力電圧より低い起動用電圧Ｖｂを出力する車両用バッテリー１２と、複数のリレー部１５と制御部１６とを有し、複数のリレー部１５は起動用電圧Ｖｂを用いて接続もしくは遮断されることで、高電圧バッテリー１１から受電した電力を分配して出力するもしくは高電圧バッテリー１１から受電した電力を遮断し、制御部１６は起動用電圧Ｖｂを用いて複数のリレー部１５の接続もしくは遮断を制御し、起動時に複数のリレー部１５が接続され、起動停止時に複数のリレー部１５が遮断される、電気接続箱１３を備える。更に、車載電源装置１０は、蓄電部１７と非接触受電部１８と放電部１９とを有し、複数のリレー部１５の１つであるバッテリーリレー部１５Ａに駆動電力を供給し、制御部１６に駆動電力を供給し、非接触受電部１８は蓄電部１７の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、放電部１９は蓄電部１７の放電経路に接続され、バッテリーリレー部１５Ａは高電圧バッテリー１１から前記車両用バッテリー１２へ充電電力を供給する、バックアップ電源部１４を備える。前記第１のバッテリーから出力される起動用電圧Ｖｂが所定の下限値未満であるとき、外部から非接触受電部１８へ供給される電力によって蓄電部１７が充電され、蓄電部１７に充電された電力が放電部１９を介して制御部１６へ供給されることによって制御部１６が起動可能となり、制御部１６の起動後にバッテリーリレー部１５Ａが、放電部１９を介して蓄電部１７から供給された電力を用いて、制御部１６によって接続状態へと制御され、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へ電力が供給されることによって、車両用バッテリー１２は下限値Ｖｂ以上の電圧で出力可能となり、複数のリレー部１５が接続可能となる。
【００６６】
本開示によれば、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生してしまったことで車両２０の起動ができなくなった場合においても、非接触給電によりバックアップ電源部１４へ一時的に電力を供給することで、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へと充電のための電力を供給可能な状態に、バックアップ電源部１４が電気接続箱１３の一部を起動させることができる。これにより、少なくとも一時的に車両用バッテリー１２は電気接続箱１３の全体を起動させることが可能な状態になる。言い換えると車両用バッテリー１２は車両２０を起動することが可能な状態になる。すなわち、車両用バッテリー１２にバッテリー上がりが生じた際にも容易に車両２０の起動を可能とすることができる。
【００６７】
また、本開示の車載電源装置１０は、蓄電部１７の蓄電素子には電気二重層コンデンサが用いられてもよい。
【００６８】
蓄電部１７に蓄電素子として電気二重層コンデンサが用いられた場合、本開示の車載電源装置１０は短時間に大きな電流の供給が可能となる。
【００６９】
また、本開示の車載電源装置１０は、バッテリーリレー部１５Ａと車両用バッテリー１２との間に配置されるバッテリーコンバータ２８Ａをさらに備えていてもよい。高電圧バッテリー１１からバッテリーリレー部１５Ａにバッテリーコンバータを介して電力が供給されることで、バッテリーコンバータ２８Ａは駆動され、高電圧バッテリー１１は、バッテリーコンバータ２８Ａによって変換された電圧で車両用バッテリー１２へ電力を供給できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本開示の車載電源装置は、バッテリー上がりが生じた際にも容易に車両の起動を可能とする効果を有し、各種車両において有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１，１０  車載電源装置
２，１１  高電圧バッテリー（第１のバッテリー）
３，１２  車両用バッテリー（第２のバッテリー）
４，１３  電気接続箱
５，６  ＤＣＤＣコンバータ
７，８  負荷
９  車両
１４  バックアップ電源部
１５  リレー部
１５Ａ  バッテリーリレー部
１６  制御部
１７  蓄電部
１８  非接触受電部
１９  放電部
２０  車両
２１  車体
２２  負荷
２３  給電部
２４  発信器
２５  起動スイッチ
２６  車体制御部
２７  バックアップ制御部
２８  ＤＣＤＣコンバータ
２８Ａ  バッテリーコンバータ
【図１】
2019116997.tif 000003
【図２】
2019116997.tif 000004
【図３】
2019116997.tif 000005
【図４】
2019116997.tif 000006
【図５】
2019116997.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月25日(2020.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の車載電源装置は、第１のバッテリーと、前記第１のバッテリーの出力電圧より低い起動用電圧を出力する第２のバッテリーと、複数のリレー部と制御部とを有し、前記複数のリレー部は前記起動用電圧を用いて接続もしくは遮断されることで、前記第１のバッテリーから受電した電力を分配して出力するもしくは前記第１のバッテリーから受電した電力を遮断し、前記制御部は前記起動用電圧を用いて前記複数のリレー部の接続もしくは遮断を制御し、起動時に前記複数のリレー部が接続され、起動停止時に前記複数のリレー部が遮断される、電気接続箱と、蓄電部と非接触受電部と放電部とを有し、前記複数のリレー部の１つであるバッテリーリレー部に駆動電力を供給し、前記制御部に駆動電力を供給し、前記非接触受電部は前記蓄電部の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、前記放電部は前記蓄電部の放電経路に接続され、前記バッテリーリレー部は前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ充電電力を供給する、バックアップ電源部と、を備え、前記第２のバッテリーから出力される前記起動用電圧が所定の下限値未満であるとき、外部から前記非接触受電部へ供給される電力によって前記蓄電部が充電され、前記蓄電部に充電された電力が前記放電部を介して前記制御部へ供給されることによって前記制御部が起動可能となり、前記制御部の起動後に前記バッテリーリレー部が、前記放電部を介して前記蓄電部から供給された電力を用いて、前記制御部によって接続状態へと制御され、前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ電力が供給されることによって、前記第２のバッテリーは前記下限値以上の電圧で出力可能となり、前記複数のリレー部が接続可能となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
（まとめ）
本開示の車載電源装置１０は、高電圧バッテリー１１と、高電圧バッテリー１１の出力電圧より低い起動用電圧Ｖｂを出力する車両用バッテリー１２と、複数のリレー部１５と制御部１６とを有し、複数のリレー部１５は起動用電圧Ｖｂを用いて接続もしくは遮断されることで、高電圧バッテリー１１から受電した電力を分配して出力するもしくは高電圧バッテリー１１から受電した電力を遮断し、制御部１６は起動用電圧Ｖｂを用いて複数のリレー部１５の接続もしくは遮断を制御し、起動時に複数のリレー部１５が接続され、起動停止時に複数のリレー部１５が遮断される、電気接続箱１３を備える。更に、車載電源装置１０は、蓄電部１７と非接触受電部１８と放電部１９とを有し、複数のリレー部１５の１つであるバッテリーリレー部１５Ａに駆動電力を供給し、制御部１６に駆動電力を供給し、非接触受電部１８は蓄電部１７の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、放電部１９は蓄電部１７の放電経路に接続され、バッテリーリレー部１５Ａは高電圧バッテリー１１から前記車両用バッテリー１２へ充電電力を供給する、バックアップ電源部１４を備える。車両用バッテリー１２から出力される起動用電圧Ｖｂが所定の下限値未満であるとき、外部から非接触受電部１８へ供給される電力によって蓄電部１７が充電され、蓄電部１７に充電された電力が放電部１９を介して制御部１６へ供給されることによって制御部１６が起動可能となり、制御部１６の起動後にバッテリーリレー部１５Ａが、放電部１９を介して蓄電部１７から供給された電力を用いて、制御部１６によって接続状態へと制御され、高電圧バッテリー１１から車両用バッテリー１２へ電力が供給されることによって、車両用バッテリー１２は下限値Ｖｂ以上の電圧で出力可能となり、複数のリレー部１５が接続可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
また、本開示の車載電源装置１０は、バッテリーリレー部１５Ａと車両用バッテリー１２との間に配置されるバッテリーコンバータ２８Ａをさらに備えていてもよい。高電圧バッテリー１１からバッテリーリレー部１５Ａを介してバッテリーコンバータ２８Aに電力が供給されることで、バッテリーコンバータ２８Ａは駆動され、高電圧バッテリー１１は、バッテリーコンバータ２８Ａによって変換された電圧で車両用バッテリー１２へ電力を供給できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
車載電源装置であって、
第１のバッテリーと、
前記第１のバッテリーの出力電圧より低い起動用電圧を出力する第２のバッテリーと、
複数のリレー部と制御部とを有し、前記複数のリレー部は前記起動用電圧を用いて接続もしくは遮断されることで、前記第１のバッテリーから受電した電力を分配して出力するもしくは前記第１のバッテリーから受電した電力を遮断し、前記制御部は前記起動用電圧を用いて前記複数のリレー部の接続もしくは遮断を制御し、起動時に前記複数のリレー部が接続され、起動停止時に前記複数のリレー部が遮断される、電気接続箱と、
蓄電部と非接触受電部と放電部とを有し、前記複数のリレー部の１つであるバッテリーリレー部に駆動電力を供給し、前記制御部に駆動電力を供給し、前記非接触受電部は前記蓄電部の充電経路に接続され非接触による受電が可能で、前記放電部は前記蓄電部の放電経路に接続され、前記バッテリーリレー部は前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ充電電力を供給する、バックアップ電源部と、
を備え、
前記第２のバッテリーから出力される前記起動用電圧が所定の下限値未満であるとき、前記車載電源装置の外部から前記非接触受電部へ供給される電力によって前記蓄電部が充電され、
前記蓄電部に充電された電力が前記放電部を介して前記制御部へ供給されることによって前記制御部が起動可能となり、
前記制御部の起動後に前記バッテリーリレー部が、前記放電部を介して前記蓄電部から供給された電力を用いて、前記制御部によって接続状態へと制御され、
前記第１のバッテリーから前記第２のバッテリーへ電力が供給されることによって、前記第２のバッテリーは前記下限値以上の電圧で出力可能となり、前記複数のリレー部が接続可能となる車載電源装置。
【国際調査報告】
2019116997.tif 000008
2019116997.tif 000009