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KR-20260061007-A - POWER SUPPLY DEVICE FOR MOVING OBJECT

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Abstract

전원 장치에서는, 축전지와 전기 부하가 정극 배선 및 부극 배선에 의해 접속되어 있음과 함께, 부극 배선이 접지 배선에 의해 차체에 접지되어 있다. 또한, 접지 배선에는, 파이로퓨즈가 배치되어 있고, 차단 제어부에 있어서 정극 배선이 차체에 접촉한 것으로 검지되면, 차단 제어부가 파이로퓨즈를 작동시킨다. 이에 의해, 접지 배선이 차단되어, 정극 배선과 부극 배선이 단락 상태로 되는 것이 억제된다.

Inventors

  • 히로에 요시히코
  • 마스모토 미키

Assignees

  • 도요타지도샤가부시키가이샤

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250929
Priority Date
20241025

Claims (3)

  1. 이동체용 전원 장치이며, 이동체에 탑재되고, 정극 배선 및 부극 배선에 의해 전기 부하에 접속되어 전력을 공급하는 축전지와, 상기 부극 배선을 상기 축전지 및 상기 전기 부하가 수용된 상기 이동체의 기체에 1점 접속하는 접지 배선과, 상기 정극 배선이 상기 기체에 접촉된 것으로 판정되는 경우에, 상기 접지 배선에 의한 상기 부극 배선과 상기 기체의 접속을 차단하는 차단부를 포함하는, 이동체용 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차단부는, 작동됨으로써 상기 접지 배선에 의한 상기 접속을 차단하는 차단기, 및 해당 차단기의 작동을 제어하는 차단 제어부를 구비하고, 상기 차단 제어부는, 상기 축전지의 출력 전압 및 출력 전류 중 적어도 한쪽이 미리 규정되어 있는 규정 범위를 벗어난 경우에, 상기 차단기를 작동시키는 것을 포함하는, 이동체용 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차단부는, 작동됨으로써 상기 접지 배선에 의한 상기 접속을 차단하는 차단기, 및 해당 차단기의 작동을 제어하는 차단 제어부를 구비하고, 상기 차단 제어부는, 상기 접지 배선의 전류값이 미리 규정되어 있는 전류값을 초과한 경우에, 상기 차단기를 작동시키는 것을 포함하는, 이동체용 전원 장치.

Description

이동체용 전원 장치{POWER SUPPLY DEVICE FOR MOVING OBJECT} 본 발명은 이동체용 전원 장치에 관한 것이다. 일본 특허 공개 제2023-110653호에는, 전압 변환 모듈을 통해 축전지와 충전기를 접속한 차량 탑재용 전원 시스템이 개시되어 있다. 차량 탑재용 전원 시스템의 전압 변환 모듈은, 차량측 그라운드에 대하여 절연되고, 그라운드 라인이 충전기측 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 전압 변환 모듈에서는, 그라운드 라인이 통전 차단부를 통해 차량측 그라운드에 접속되어 있고, 통전 차단부는, 그라운드 라인에 정격 전류 이상의 전류가 흐른 경우에, 그라운드 라인에서의 통전을 차단하고 있다. 한편, 일본 특허 공개 제2023-127974호에는, 저전압 부하와 해당 저전압 부하보다 높은 전압으로 구동되는 고전압 부하에 전력을 공급하는 차량용 전원 장치가 개시되어 있다. 이 차량용 전원 장치에서는, 저전압 부하의 전원이 되는 제1 축전 소자군과, 제1 축전 소자군과 직렬 접속되어 고전압 부하의 전원이 되는 제2 축전 소자군을 구비하고 있다. 또한, 차량용 전원 장치에서는, 제1 축전 소자군이 음극측의 제1 스위치 수단 및 양극측의 제2 스위치 수단을 통해 저전압 부하에 접속되고, 제2 축전 소자군이 차단 수단으로서의 음극측의 제1 차단 스위치 및 양극측의 제2 차단 스위치를 통해 고전압 부하에 접속되고, 제1 스위치 수단과 저전압 부하 사이에 있어서 차체에 접지되어 있다. 또한, 차량용 전원 장치에서는, 차단 수단과 고전압 부하 사이에 누전 검출 수단이 마련되어 있고, 차량용 전원 장치에서는, 제어 수단이 누전 검출 수단에 의해 누전이 검출되면, 제1 차단 스위치 및 제2 차단 스위치를 오프하고 있다. 본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의에 대해 첨부 도면을 참조하여 하기에 설명되며, 도면들에서 유사한 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 도 1은 제1 실시 형태에 관한 전원 장치 및 차량을 나타내는 개략 구성도이다. 도 2는 차단 제어부의 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 3은 제2 실시 형태에 관한 전원 장치 및 차량을 나타내는 개략 구성도이다. 도 4는 제3 실시 형태에 관한 전원 장치 및 차량을 나타내는 개략 구성도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 제1 실시 형태 제1 실시 형태에서는, 이동체로서 차량(12)을 적용하고, 이동체용 전원 장치로서 차량(12)에 탑재되는 전원 장치(10)를 예로 들어 설명한다. 도 1에는, 제1 실시 형태에 관한 전원 장치(10) 및 전원 장치(10)가 탑재된 차량(12)의 개략 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 차량(12)은, 주행용 구동원으로서 엔진 및 전동기(전기 모터)(모두 다 도시 생략)를 구비하는 하이브리드 차(hybrid electric vehicle)(HEV)여도 되고, 차량(12)은, 플러그인 하이브리드 차(plug-in hybrid electric vehicle)(PHEV)여도 된다. 또한, 차량(12)은, 주행용 구동원으로서 전동기가 사용되는 전기 자동차(battery electric vehicle)(BEV)나 연료 전지차(fuel cell electric vehicle)(FCEV) 등이어도 된다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 차량(12)은, 차체(14)가 대지 G(Ground)에 접지된 상태로 되어 있다. 또한, 차량(12)에는, 전기 부하(16)가 탑재되어 있고, 전기 부하(16)에는, 전원 장치(10)로부터 공급되는 전력(고전압의 전력)에 의해 구동되는 전동기, 및 전동기의 구동 제어를 담당하는 제어 기기 등이 포함되어 있다(도시 생략). 또한, 전기 부하(16)에는, 차량(12)에 있어서 저전압(예를 들어, 12v)의 직류 전력에 의해 전기에 의해 동작하는 각종 보조 기기나 보조 기기의 제어 기기, 주행 제어 기기 등을 포함하는 것일 수 있다. 전원 장치(10)에는, 축전부로서의 배터리(축전지, 모빌리티용 배터리)(20), 배터리(20)로부터의 전력의 출력을 제어하는 제어부(도시 생략) 등을 구비하고 있다. 전원 장치(10)에서는, 배터리(20)의 직류 전력이 제어부에 의해 제어되어 출력된다. 또한, 배터리(20)에는, 공지의 구성의 일차 전지 및 이차 전지를 적용할 수 있고, 전원 장치(10) 및 차량(12)의 기본적 구성은, 공지의 구성을 적용할 수 있다. 또한, 배터리(20)로서 이차 전지가 적용되어 있는 경우, 전원 장치(10)는, 도시하지 않은 충전부로부터 공급되는 전력을 배터리(20)에 충전하기 위한 충전 제어 기능이 포함된다. 전원 장치(10)에서는, 배터리(20)와 전기 부하(16) 사이가 정극 배선(22) 및 부극 배선(24)에 의해 접속되어 있다. 전원 장치(10)에서는, 정극 배선(22)의 일단이 배터리(20)의 정극에 접속되고, 타단이 전기 부하(16)의 정극측에 접속됨과 함께, 부극 배선(24)의 일단이 배터리(20)의 부극에 접속되고, 타단이 전기 부하(16)의 부극측에 접속되어 있다. 이에 의해, 전원 장치(10)에서는, 배터리(20)로부터 출력되는 소요 전압의 직류 전력을 전기 부하(16)에 공급할 수 있다. 또한, 전원 장치(10)에는, 접지 배선(26)이 마련되어 있고, 접지 배선(26)은, 일단이 부극 배선(24)에 접속되고, 타단이 차체(14)에 접속되어 있다. 이에 의해, 차량(12)에서는, 전원 장치(10) 및 전기 부하(16)가 1점 접지에서 차체(14)에 접지되어 있다(보디 그라운드). 한편, 전원 장치(10)는, 차단부를 구성하는 차단 장치(30)가 마련되어 있고, 차단 장치(30)는, 차단부(32) 및 차단 제어부(34)를 포함하고 있다. 또한, 차단 장치(30)는, 배터리(20)의 동작 상태의 판정에 사용되는 전압 센서(36) 및 전류 센서(38)가 마련되어 있다. 전압 센서(36)는, 배터리(20)의 전압(정극의 대지 전위)을 검지하고, 전류 센서(38)는, 배터리(20)로부터 출력되는 전류(출력 전류)를 검지한다. 차단부(32)는, 접지 배선(26)에 설치되어 있고, 차단부(32)는, 접지 배선(26)을 해방함으로써, 차체(14)와 부극 배선(24) 사이의 전기적 접속을 차단하는 차단 기구가 적용되어 있다. 제1 실시 형태에 관한 차단부(32)에는, 차단 기구로서 파이로퓨즈(Pyro-Fuse)(40)가 사용되고 있다. 파이로퓨즈(40)는, 버스 바, 점화기 및 피스톤이 케이스 내에 수용되어 있고(모두 다 도시 생략), 점화기가 작동됨으로써 피스톤이 버스 바를 파단시킴으로써, 버스 바의 일차측과 이차측을 전기적으로 차단한다. 파이로퓨즈(40)는, 버스 바의 일차측이 부극 배선(24) 측으로 되고, 이차측이 차체(14) 측으로 되도록 접지 배선(26)에 설치되어 있다. 이에 의해, 차단 장치(30)에서는, 파이로퓨즈(40)의 점화기가 작동됨으로써 부극 배선(24)과 차체(14) 사이(의 전기적 접속)가 차단된다(절연 저항이 커짐). 차단 장치(30)에서는, 전압 센서(36), 전류 센서(38), 및 파이로퓨즈(40)(의 점화기)의 각각이 차단 제어부(34)에 접속되어 있다. 차단 제어부(34)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 불휘발성의 스토리지, 및 입출력 I/F 등이 버스에 의해 접속된 마이크로컴퓨터(도시 생략)를 구비하고 있다. 차단 제어부(34)에서는, CPU가 ROM 및 스토리지에 기억된 차단 제어 프로그램 등의 프로그램을 읽어내어 RAM에 전개하면서 실행한다. 이에 의해, 차단 제어부(34)에서는, 전압 센서(36)에 의해 검지되는 전압(전압값), 및 전류 센서(38)에 의해 검지되는 전류(전류값)로부터, 정극 배선(22)이 차체(14)에 접촉해 있는지 여부를 검지하고, 접촉해 있는(누전이 발생하고 있는) 것으로 검지하면, 파이로퓨즈(40)를 작동시켜 접지 배선(26)을 차단한다. 다음으로, 제1 실시 형태의 작용을 설명한다. 전원 장치(10)에서는, 배터리(20)와 전기 부하(16)가 정극 배선(22) 및 부극 배선(24)에 의해 접속되고, 배터리(20)의 직류 전력을 전기 부하(16)에 공급하고 있다. 또한, 전원 장치(10)에서는, 접지 배선(26)에 의해 부극 배선(24)이 차체(14)에 1점 접속되어 접지(1점 접지)되어 있다. 일반적으로 차량에서는, 저전압(예를 들어, 12v)의 보조 배터리의 직류 전력을 보조 기계 부하에 공급하는 저전압 회로가 마련되고, 보조 배터리의 부극측이 차체에 접지됨과 함께, 보조 기계 부하의 각각의 부극측이 차체에 접지되어 저전압 회로가 형성되어 있다. 한편, 주행용 구동원으로서 전동기가 탑재된 차량에서는, 저전압 회로와는 별도로, 전동기를 구동하기 위한 고전압 회로가 마련되어 있다. 고전압 회로에서는, 고전압(차량에서의 직류 전압에서는, 예를 들어 200v 내지 300v)을 출력하는 배터리와 전동기가 접속되어 있다. 이때, 고전압 회로에서는, 정극측 및 부극측의 각각이 차체로부터 절연된 상태로 되어 있지만, 고전압 회로를 차체로부터 절연 한 경우, 노이즈 대책이 필요하게 된다. 전원 장치(10)에서는, 부극 배선(24)이 접지 배선(26)을 통해 차체(14)에 1점 접지되어 있다. 이에 의해, 차량(12)에서는, 전원 장치(10)에 기인하는 노이즈의 발생이 억제되어 있다. 한편, 전원 장치(10)에서는, 예를 들어 정극 배선(22)이 차체(14)에 접촉함으로써 누전이 발생해 버린다. 전원 장치(10)에서는, 정극 배선(22)이 차체(14)에 접촉하면, 정극 배선(22)이 차체(14) 및 접지 배선(26)을 통해 부극 배선(24)에 접속되어 버려 배터리(20)가 단락 상태로 되어 버린다. 여기서, 전원 장치(10)에는, 차단 장치(30)가 마련되어 있다. 도 2에는, 차단 장치(30)의 동작으로서 차단 제어부(34)에 있어서 실행되는 차단 처리의 개략이 흐름도로 도시되어 있다. 도 2는 전원 장치(10)가 배터리(20)를 출력하는 동작 상태로 되어 있으면 차단 제