DE112019004360T5 - POWER SUPPLY SYSTEM - Google Patents

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Abstract

Ein Stromversorgungssystem, das zuverlässiger ist, wird bereitgestellt. Ein Stromversorgungssystem 1 umfasst einen ersten Wandler 11, einen zweiten Wandler 12 und einen dritten Wandler 13, die in einer Schleife miteinander verbunden sind. Das Stromversorgungssystem 1 umfasst des Weiteren eine erste Batterie 21, eine zweite Batterie 22, eine dritte Batterie 23 und einen Regler 41. Der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12 und der dritte Wandler 13 können eine bidirektionale Leistungswandlung durchführen. Die erste Batterie 21 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem dritten Wandler 13 benachbart zueinander angeordnet. Die zweite Batterie 22 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem zweiten Wandler 12 nebeneinander angeordnet. Die dritte Batterie 23 ist zwischen dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 nebeneinander angeordnet. Das Stromversorgungssystem 1 kann den ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 ansteuern.A power system that is more reliable is provided. A power supply system 1 comprises a first converter 11, a second converter 12 and a third converter 13 which are connected to one another in a loop. The power supply system 1 further comprises a first battery 21, a second battery 22, a third battery 23 and a regulator 41. The first converter 11, the second converter 12 and the third converter 13 can carry out a bidirectional power conversion. The first battery 21 is arranged between the first converter 11 and the third converter 13 adjacent to one another. The second battery 22 is arranged next to one another between the first converter 11 and the second converter 12. The third battery 23 is arranged next to one another between the second converter 12 and the third converter 13. The power supply system 1 can control the first converter 11, the second converter 12 and the third converter 13.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-160821 (eingereicht am 29. August 2018), deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims the priority and benefit of Japanese Patent Application No. 2018-160821 (filed on August 29, 2018), the entire contents of which are incorporated herein by reference.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Stromversorgungssystem.The present disclosure relates to a power system.

HINTERGRUNDBACKGROUND

In den letzten Jahren werden Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, mit verschiedenen Verbrauchern ausgestattet, die mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Spannungen betrieben werden. Stromversorgungssysteme, die in der Lage sind, verschiedene Spannungen zu liefern, um solche verschiedenen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, sind bekannt (beispielsweise PTL 1).In recent years, vehicles, such as automobiles, have been equipped with various loads that are operated with a large number of different voltages. Power supply systems which are able to deliver different voltages in order to supply such different loads with electrical energy are known (for example PTL 1).

PTL 1: JP-UM-A-63-33337PTL 1: JP-UM-A-63-33337

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

(Technisches Problem)(Technical problem)

Ein Stromversorgungssystem umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Batterien, die unterschiedlichen Spannungen entsprechen, die an Lasten geliefert werden sollen. Ein solches Stromversorgungssystem ist möglicherweise nicht in der Lage, Strom zu liefern, wenn beispielsweise eine der mehreren Batterien ausfällt.For example, a power system includes a plurality of batteries that correspond to different voltages to be delivered to loads. Such a power system may not be able to provide power if, for example, one of the multiple batteries fails.

In Anbetracht des obigen Umstandes ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein Stromversorgungssystem bereitzustellen, das zuverlässiger ist.In view of the above, it is an object of the present disclosure to provide a power system that is more reliable.

(Lösung des Problems)(The solution of the problem)

Um das obige Problem zu lösen, umfasst ein Stromversorgungssystem gemäß einem ersten Aspekt:

  • eine Vielzahl von Wandlern, die in einer Schleife miteinander verbunden sind und in der Lage sind, eine bidirektionale Leistungsumwandlung durchzuführen;
  • eine Vielzahl von Batterien, die zwischen benachbarten Wandlern in der Vielzahl von Wandlern vorgesehen sind; und
  • einen Regler, der in der Lage ist, die Vielzahl von Wandlern zu steuern.
In order to solve the above problem, according to a first aspect, a power supply system comprises:
  • a plurality of converters connected in a loop and capable of bi-directional power conversion;
  • a plurality of batteries provided between adjacent converters in the plurality of converters; and
  • a regulator capable of controlling the plurality of transducers.

(Vorteilhafter Effekt)(Beneficial effect)

Mit dem Stromversorgungssystem gemäß dem ersten Aspekt kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.With the power supply system according to the first aspect, the reliability can be improved.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Stromversorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt; 1 Fig. 13 is a block diagram illustrating a power supply system according to a first embodiment;
  • 2 ist ein Diagramm, das einen Pfad der elektrischen Leistung bei Vorliegen einer Anomalie einer ersten Batterie in einer in 1 dargestellten Konfiguration illustriert; 2 FIG. 13 is a diagram showing an electric power path when there is an abnormality of a first battery in an in 1 illustrated configuration illustrated;
  • 3 ist ein Diagramm, das einen elektrischen Leistungspfad darstellt, wenn eine Anomalie einer zweiten Batterie in der in 1 dargestellten Konfiguration vorliegt; 3 FIG. 13 is a diagram illustrating an electric power path when an abnormality of a second battery in the FIG 1 the configuration shown is present;
  • 4 ist ein Diagramm, das einen elektrischen Leistungspfad zeigt, wenn eine Anomalie einer dritten Batterie in der in 1 dargestellten Konfiguration vorliegt; 4th FIG. 13 is a diagram showing an electric power path when an abnormality of a third battery in the FIG 1 the configuration shown is present;
  • 5 ist ein Diagramm, das einen elektrischen Leistungspfad zeigt, wenn eine Anomalie eines ersten Wandlers in der in 1 dargestellten Konfiguration vorhanden ist; 5 FIG. 13 is a diagram showing an electric power path when an abnormality of a first converter in the FIG 1 configuration shown is present;
  • 6 ist ein Diagramm, das einen elektrischen Leistungspfad bei einer Anomalie eines dritten Wandlers in der in 1 dargestellten Konfiguration zeigt; 6th FIG. 13 is a diagram showing an electric power path in the event of an abnormality in a third converter in FIG 1 shows configuration shown;
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb des Stromversorgungssystems gemäß der ersten Ausführungsform darstellt; 7th Fig. 13 is a flow chart showing an example of the operation of the power supply system according to the first embodiment;
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel für den Betrieb des Stromversorgungssystems gemäß der ersten Ausführungsform darstellt; 8th Fig. 13 is a flowchart showing another example of the operation of the power supply system according to the first embodiment;
  • 9 ist ein Schaltplan eines DC-DC-Wandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform; 9 Fig. 3 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to a second embodiment;
  • 10 ist ein Schaltplan eines AC-DC-Wandlers gemäß der zweiten Ausführungsform; 10 Fig. 13 is a circuit diagram of an AC-DC converter according to the second embodiment;
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Planartransformators gemäß der zweiten Ausführungsform; 11 Fig. 3 is a perspective view of a planar transformer according to the second embodiment;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht des Planartransformators, aufgenommen von der in 11 dargestellten Linie L-L; und 12th FIG. 10 is a cross-sectional view of the planar transformer taken from the FIG 11 illustrated line LL; and
  • 13 ist ein Schaltplan eines DC-DC-Wandlers gemäß einem weiteren Beispiel der zweiten Ausführungsform. 13th Fig. 13 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to another example of the second embodiment.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Nachfolgend wird ein Stromversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung beschrieben, um auf einem Fahrzeug, wie ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug montiert werden. Allerdings kann das Stromversorgungssystem der vorliegenden Offenbarung auf jeder Vorrichtung, die elektrische Energie verbraucht montiert werden.Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The following describes a power supply system of the present disclosure to be mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. However, the power system of the present disclosure can be mounted on any device that consumes electrical power.

Erste AusführungsformFirst embodiment

[Systemkonfiguration][System configuration]

1 ist ein Blockdiagramm eines Stromversorgungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. In 1 zeigt eine durchgezogene Linie, die jeden Block verbindet, einen Stromfluss an. In 1 zeigt außerdem eine gestrichelte Linie, die jeden Block verbindet, einen Steuerfluss an. 1 Figure 3 is a block diagram of a power system 1 according to a first embodiment. In 1 indicates a solid line connecting each block indicates a flow of current. In 1 also, a dashed line connecting each block indicates a control flow.

Das Stromversorgungssystem 1 ist an einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, montiert. Das Stromversorgungssystem 1 ist mit einer AC-Stromversorgung 2 verbunden, um eine erste Batterie 21 zu laden, die später beschrieben wird. Die AC-Stromversorgung 2 kann in einem Haus, einer Ladestation oder ähnlichem installiert sein. Bei der AC-Stromversorgung 2 kann es sich um eine handelsübliche AC-Stromversorgung handeln. Bei der AC-Stromversorgung 2 kann es sich um eine dreiphasige AC-Stromversorgung handeln. Die AC-Stromversorgung 2 kann eine einphasige Dreileiter-AC-Stromversorgung oder eine einphasige Zweileiter-AC-Stromversorgung sein. Die AC-Stromversorgung 2 kann eine Wechselspannung in einem Bereich von beispielsweise 85 V bis 265 V liefern.The power system 1 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. The power system 1 is with an AC power supply 2 connected to a first battery 21 which will be described later. The AC power supply 2 can be installed in a house, a charging station or the like. With the AC power supply 2 it can be a standard AC power supply. With the AC power supply 2 it can be a three-phase AC power supply. The AC power supply 2 can be a single-phase three-wire AC power supply or a single-phase two-wire AC power supply. The AC power supply 2 can supply an alternating voltage in a range from 85 V to 265 V, for example.

Das Stromversorgungssystem 1 umfasst einen ersten Wandler 11, einen zweiten Wandler 12 und einen dritten Wandler 13, die in einer Schleife miteinander verbunden sind. Des Weiteren umfasst das Stromversorgungssystem 1 eine erste Batterie 21, eine zweite Batterie 22, eine dritte Batterie 23, einen Motor 31, eine Hilfsvorrichtung 32, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 33, einen Speicher 40 und einen Regler 41. Das Stromversorgungssystem 1 kann des Weiteren einen vierten Wandler 14 umfassen.The power system 1 includes a first transducer 11 , a second converter 12th and a third converter 13th linked together in a loop. It also includes the power supply system 1 a first battery 21 , a second battery 22nd , a third battery 23 , an engine 31 , an auxiliary device 32 , an electronic control unit (ECU) 33 , a memory 40 and a regulator 41 . The power system 1 can also have a fourth converter 14th include.

In dem in 1 dargestellten Stromversorgungssystem 1 sind die drei Wandler: der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12 und der dritte Wandler 13 in einer Schleife miteinander verbunden. In dem Stromversorgungssystem 1 können jedoch zwei Wandler in einer Schleife miteinander verbunden sein, oder vier oder mehr Wandler können in einer Schleife miteinander verbunden sein, abhängig von, zum Beispiel, die Anzahl der Batterien.In the in 1 power system shown 1 are the three converters: the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th connected in a loop. In the power supply system 1 however, two converters can be connected in a loop, or four or more converters can be connected in a loop, depending on, for example, the number of batteries.

Im Folgenden wird angenommen, dass die Nennspannung der ersten Batterie 21 eine Hochspannung in einem Bereich von beispielsweise 250 V bis 450 V ist (im Folgenden als „HV“ bezeichnet). Die Nennspannung der ersten Batterie 21 kann jedoch eine beliebige Spannung entsprechend einer Antriebsspannung des Motors 31 sein. Auch eine Nennspannung der zweiten Batterie 22 wird mit 48 V angenommen. Die Nennspannung der zweiten Batterie 22 kann jedoch eine beliebige Spannung sein, die einer Antriebsspannung einer Hilfsvorrichtung 32 entspricht und niedriger als die Nennspannung der ersten Batterie 21 ist. Des Weiteren wird für die dritte Batterie 23 eine Nennspannung von 12 V angenommen. Die Nennspannung der dritten Batterie 23 kann jedoch eine beliebige Spannung sein, die einer Steuerspannung der ECU 33 entspricht und niedriger als die Nennspannung der zweiten Batterie 22 ist.In the following it is assumed that the nominal voltage of the first battery 21 is a high voltage in a range of, for example, 250 V to 450 V (hereinafter referred to as “HV”). The nominal voltage of the first battery 21 however, it can be any voltage corresponding to a drive voltage of the motor 31 be. Also a nominal voltage of the second battery 22nd is assumed to be 48 V. The nominal voltage of the second battery 22nd however, it may be any voltage that is a drive voltage of an auxiliary device 32 and lower than the nominal voltage of the first battery 21 is. Furthermore, for the third battery 23 assumed a nominal voltage of 12 V. The rated voltage of the third battery 23 however, it can be any voltage that is a control voltage of the ECU 33 and lower than the nominal voltage of the second battery 22nd is.

Der erste Wandler 11 kann ein Schaltelement, eine Induktivität und dergleichen umfassen. Der erste Wandler 11 kann eine bidirektionale Leistungswandlung durchführen. Der erste Wandler 11 ist beispielsweise ein bidirektionaler DC-DC-Wandler. Der erste Wandler 11 kann eine bidirektionale Leistungswandlung zwischen der ersten Batterie 21 und der zweiten Batterie 22 durchführen.The first converter 11 may include a switching element, an inductor, and the like. The first converter 11 can perform bidirectional power conversion. The first converter 11 is for example a bidirectional DC-DC converter. The first converter 11 can have bidirectional power conversion between the first battery 21 and the second battery 22nd carry out.

Beispielsweise reduziert der erste Wandler 11 die von der ersten Batterie 21 gelieferte Spannung HV auf eine zum Laden der zweiten Batterie 22 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die zweite Batterie 22. Der erste Wandler 11 reduziert die von der ersten Batterie 21 gelieferte Spannung HV auf eine für die Ansteuerung der Hilfsvorrichtung 32 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die Hilfsvorrichtung 32. Oder der erste Wandler 11 erhöht die von der zweiten Batterie 22 gelieferte Spannung von 48V auf eine für den Antrieb des Motors 31 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an den Motor 31.For example, the first converter reduces 11 those from the first battery 21 voltage HV supplied to one for charging the second battery 22nd appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the second battery 22nd . The first converter 11 reduces that of the first battery 21 Voltage HV supplied to one for controlling the auxiliary device 32 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the auxiliary device 32 . Or the first converter 11 increases that of the second battery 22nd supplied voltage of 48V to one for driving the motor 31 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the motor 31 .

Der zweite Wandler 12 kann ein Schaltelement, eine Induktivität und dergleichen umfassen. Der zweite Wandler 12 kann eine bidirektionale Leistungswandlung durchführen. Der zweite Wandler 12 ist beispielsweise ein bidirektionaler DC-DC-Wandler. Der zweite Wandler 12 kann eine bidirektionale Leistungswandlung zwischen der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 durchführen.The second converter 12th may include a switching element, an inductor, and the like. The second converter 12th can perform bidirectional power conversion. The second converter 12th is for example a bidirectional DC-DC converter. The second converter 12th can have bidirectional power conversion between the second battery 22nd and the third battery 23 carry out.

Beispielsweise setzt der zweite Wandler 12 die von der zweiten Batterie 22 gelieferte Spannung von 48 V auf eine zum Laden der dritten Batterie 23 geeignete Spannung herab, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die dritte Batterie 23. Der zweite Wandler 12 erhöht die von der dritten Batterie 23 gelieferte Spannung von 12 V auf eine zum Laden der zweiten Batterie 22 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die zweite Batterie 22. Oder der zweite Wandler 12 senkt die von der zweiten Batterie 22 gelieferte Spannung von 48 V auf eine für die Ansteuerung der ECU 33 geeignete Spannung ab, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die ECU 33.For example, the second converter is set 12th those from the second battery 22nd supplied voltage of 48 V to one for charging the third battery 23 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the third battery 23 . The second converter 12th increases that of the third battery 23 supplied voltage of 12 V to one for charging the second battery 22nd appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the second battery 22nd . Or the second converter 12th lowers that of the second battery 22nd supplied voltage of 48 V to one for controlling the ECU 33 appropriate voltage based on the control of the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the ECU 33 .

Der dritte Wandler 13 kann so konfiguriert sein, dass er ein Schaltelement, eine Induktivität und Ähnliches umfasst. Der dritte Wandler 13 kann eine bidirektionale Leistungswandlung durchführen. Der dritte Wandler 13 ist beispielsweise ein bidirektionaler DC-DC-Wandler. Der dritte Wandler 13 kann eine bidirektionale Leistungswandlung zwischen der ersten Batterie 21 und der dritten Batterie 23 durchführen.The third converter 13th may be configured to include a switching element, an inductor, and the like. The third converter 13th can perform bidirectional power conversion. The third converter 13th is for example a bidirectional DC-DC converter. The third converter 13th can have bidirectional power conversion between the first battery 21 and the third battery 23 carry out.

Beispielsweise setzt der dritte Wandler 13 eine von der ersten Batterie 21 gelieferte Spannung HV auf eine zum Laden der dritten Batterie 23 geeignete Spannung herab, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die dritte Batterie 23. Der dritte Wandler 13 reduziert die von der ersten Batterie 21 gelieferte Spannung HV auf eine für die Ansteuerung der ECU 33 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an die ECU 33. Oder der dritte Wandler 13 erhöht die von der dritten Batterie 23 gelieferte Spannung von 12V auf eine für den Antrieb des Motors 31 geeignete Spannung, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41, und liefert die so erhaltene Gleichspannung an den Motor 31.For example, the third converter is set 13th one from the first battery 21 voltage HV supplied to one for charging the third battery 23 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the third battery 23 . The third converter 13th reduces that of the first battery 21 HV voltage supplied to one for controlling the ECU 33 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the ECU 33 . Or the third converter 13th increases that of the third battery 23 supplied voltage from 12V to one for driving the motor 31 appropriate voltage based on control by the regulator 41 , and supplies the DC voltage thus obtained to the motor 31 .

Der vierte Wandler 14 kann ein Schaltelement, eine Induktivität und dergleichen umfassen. Der vierte Wandler 14 kann eine bidirektionale Leistungswandlung durchführen. Der vierte Wandler 14 ist beispielsweise ein bidirektionaler AC-DC-Wandler.The fourth converter 14th may include a switching element, an inductor, and the like. The fourth converter 14th can perform bidirectional power conversion. The fourth converter 14th is for example a bidirectional AC-DC converter.

Zum Beispiel wandelt der vierte Wandler 14 die von der AC-Stromversorgung 2 gelieferte Wechselspannungsleistung in Gleichspannungsleistung um, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41. Des Weiteren erhöht der vierte Wandler 14 eine Spannung der so gewonnenen Gleichspannung auf die Spannung HV, basierend auf der Steuerung durch den Regler 41. Der vierte Wandler 14 liefert die verstärkte Gleichspannung an die erste Batterie 21.For example, the fourth converter converts 14th those from the AC power supply 2 AC power supplied to DC power based on control by the regulator 41 . Furthermore, the fourth converter increases 14th a voltage of the DC voltage thus obtained to the voltage HV based on the control by the regulator 41 . The fourth converter 14th supplies the boosted DC voltage to the first battery 21 .

Die erste Batterie 21 kann eine Lithium-Ionen-Batterie umfassen. Die erste Batterie 21 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem dritten Wandler 13 vorgesehen. Das heißt, die erste Batterie 21 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem dritten Wandler 13 benachbart zueinander in der Schleife vom ersten Wandler 11 zum dritten Wandler 13 vorgesehen. So ist beispielsweise ein Pol auf einer positiven Elektrodenseite der ersten Batterie 21 zwischen dem ersten Wandler 11 und dem dritten Wandler 13 angeschlossen. Die erste Batterie 21 und der Motor 31 sind nach außen hin isoliert.The first battery 21 may include a lithium-ion battery. The first battery 21 is between the first converter 11 and the third converter 13th intended. That is, the first battery 21 is between the first converter 11 and the third converter 13th adjacent to each other in the loop from the first transducer 11 to the third converter 13th intended. For example, there is one pole on a positive electrode side of the first battery 21 between the first converter 11 and the third converter 13th connected. The first battery 21 and the engine 31 are isolated from the outside.

Die erste Batterie 21 wird durch elektrische Energie geladen, die von der AC-Stromversorgung 2 über beispielsweise den vierten Wandler 14 zugeführt wird. Die erste Batterie 21 kann Gleichstrom an mindestens einen der ersten Wandler 11, den dritten Wandler 13 und den Motor 31 liefern, indem sie geladenen elektrischen Strom entlädt.The first battery 21 is charged by electrical energy coming from the AC power supply 2 via the fourth converter, for example 14th is fed. The first battery 21 can direct current to at least one of the first converters 11 , the third converter 13th and the engine 31 deliver by discharging charged electric current.

Die erste Batterie 21 dient zur Versorgung des Motors 31 mit elektrischer Energie. Daher ist eine Nennkapazität der ersten Batterie 21 größer als eine Nennkapazität der zweiten Batterie 22 und eine Nennkapazität der dritten Batterie 23. Im Stromversorgungssystem 1 wird also die erste Batterie 21 durch die von der AC-Stromversorgung 2 zugeführte elektrische Leistung geladen. Anschließend wird die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung entladen, wodurch die zweite Batterie 22 und die dritte Batterie 23 geladen werden, wie später beschrieben wird.The first battery 21 serves to supply the motor 31 with electrical energy. Therefore, a rated capacity of the first battery is 21 greater than a nominal capacity of the second battery 22nd and a rated capacity of the third battery 23 . In the power supply system 1 so becomes the first battery 21 by the from the AC power supply 2 supplied electrical power charged. Then the one in the first battery 21 discharged charged electrical power, causing the second battery 22nd and the third battery 23 as described later.

Die zweite Batterie 22 kann eine Lithium-Ionen-Batterie umfassen. Die zweite Batterie 22 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem zweiten Wandler 12 vorgesehen. Das heißt, die zweite Batterie 22 ist zwischen dem ersten Wandler 11 und dem zweiten Wandler 12 benachbart zueinander in der Schleife des ersten Wandlers 11 zum dritten Wandler 13 vorgesehen. Zum Beispiel ist ein Anschluss auf einer positiven Elektrodenseite der zweiten Batterie 22 zwischen dem ersten Wandler 11 und dem zweiten Wandler 12 angeschlossen. Des Weiteren ist ein Anschluss auf einer negativen Elektrodenseite der zweiten Batterie 22 mit einem Gehäuse (einer Karosserie) eines Fahrzeugs verbunden, das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattet ist.The second battery 22nd may include a lithium-ion battery. The second battery 22nd is between the first converter 11 and the second converter 12th intended. That is, the second battery 22nd is between the first converter 11 and the second converter 12th adjacent to each other in the loop of the first transducer 11 to the third converter 13th intended. For example, one terminal is on a positive electrode side of the second battery 22nd between the first converter 11 and the second converter 12th connected. Furthermore, there is a terminal on a negative electrode side of the second battery 22nd connected to a case (a body) of a vehicle that is connected to the power supply system 1 Is provided.

Die Nennspannung der zweiten Batterie 22 ist niedriger als die Nennspannung der ersten Batterie 21. Die zweite Batterie 22 wird mit elektrischer Energie geladen, die von der ersten Batterie 21 beispielsweise über den ersten Wandler 11 geliefert wird. Die zweite Batterie 22 kann Gleichstrom an mindestens einen der ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12 und die Hilfsvorrichtung 32 liefern, indem sie geladenen elektrischen Strom entlädt.The nominal voltage of the second battery 22nd is lower than the rated voltage of the first battery 21 . The second battery 22nd is charged with electrical energy from the first battery 21 for example via the first converter 11 is delivered. The second battery 22nd can direct current to at least one of the first converters 11 , the second converter 12th and the auxiliary device 32 deliver by discharging charged electric current.

Die dritte Batterie 23 kann eine Lithium-Ionen-Batterie umfassen. Die dritte Batterie 23 ist zwischen dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 vorgesehen. Das heißt, die dritte Batterie 23 ist zwischen dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 benachbart zueinander in der Schleife des ersten Wandlers 11 zum dritten Wandler 13 vorgesehen. Zum Beispiel ist ein Anschluss auf einer positiven Elektrodenseite der dritten Batterie 23 zwischen dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 angeschlossen. Des Weiteren ist ein Anschluss auf einer negativen Elektrodenseite der dritten Batterie 23 mit dem Gehäuse (der Karosserie) des Fahrzeugs verbunden, das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattet ist.The third battery 23 may include a lithium-ion battery. The third battery 23 is between the second converter 12th and the third converter 13th intended. That is, the third battery 23 is between the second converter 12th and the third converter 13th adjacent to each other in the loop of the first transducer 11 to the third converter 13th intended. For example, one terminal is on a positive electrode side of the third battery 23 between the second transducer 12th and the third converter 13th connected. Furthermore, there is a terminal on a negative electrode side of the third battery 23 connected to the housing (body) of the vehicle, which is connected to the power supply system 1 Is provided.

Die Nennspannung der dritten Batterie 23 ist niedriger als die Nennspannung der zweiten Batterie 22. Die dritte Batterie 23 wird durch elektrischen Strom geladen, der von der ersten Batterie 21 beispielsweise über den dritten Wandler 13 geliefert wird. Die dritte Batterie 23 kann den zweiten Wandler 12, den dritten Wandler 13 und/oder die ECU 33 mit Gleichstrom versorgen, indem sie geladenen elektrischen Strom entlädt.The rated voltage of the third battery 23 is lower than the rated voltage of the second battery 22nd . The third battery 23 is charged by electrical current coming from the first battery 21 for example via the third converter 13th is delivered. The third battery 23 can use the second converter 12th , the third converter 13th and / or the ECU 33 supply with direct current by discharging charged electric current.

Der Motor 31 erzeugt eine Drehantriebskraft mit Hilfe von elektrischem Strom, der von der ersten Batterie 21 geliefert wird. Die vom Motor 31 erzeugte rotatorische Antriebskraft wird auf die Reifen des mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestatteten Fahrzeugs übertragen. Das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug fährt durch die Übertragung der rotierenden Antriebskraft auf die Reifen. Der Motor 31 kann ein HEV-Motor oder ein EV-Motor sein.The motor 31 generates a rotational driving force by means of electric power drawn from the first battery 21 is delivered. The one from the engine 31 generated rotational driving force is applied to the tires of the power supply system 1 equipped vehicle. About the power supply system 1 equipped vehicle travels by transmitting the rotating driving force to the tires. The motor 31 can be an HEV motor or an EV motor.

Die Hilfsvorrichtung 32 wird durch elektrische Energie angetrieben, die von der zweiten Batterie 22 geliefert wird. Obwohl in 1 eine Hilfsvorrichtung 32 mit der zweiten Batterie 22 verbunden ist, kann eine Vielzahl von Hilfsvorrichtungen 32 mit der zweiten Batterie 22 verbunden sein. Bei den Hilfsvorrichtungen 32 kann es sich um verschiedene Vorrichtungen handeln, die in dem mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestatteten Fahrzeug enthalten sind. Beispielsweise kann die Hilfsvorrichtung 32 eine elektrische Servolenkung, eine elektrische Aufhängung, ein Sensor für automatisiertes Fahren, ein elektrischer Aktuator oder dergleichen sein.The auxiliary device 32 is powered by electrical energy coming from the second battery 22nd is delivered. Although in 1 an auxiliary device 32 with the second battery 22nd connected, can be a variety of auxiliary devices 32 with the second battery 22nd be connected. With the auxiliary devices 32 it can be different devices that are in the with the power supply system 1 equipped vehicle are included. For example, the auxiliary device 32 an electric power steering, an electric suspension, an automated driving sensor, an electric actuator or the like.

Die ECU 33 wird durch elektrischen Strom angetrieben, der von der dritten Batterie 23 geliefert wird. Obwohl in 1 ein ECU 33 mit der dritten Batterie 23 verbunden ist, kann eine Vielzahl von ECUs 33 mit der dritten Batterie 23 verbunden sein. Bei der ECU 33 kann es sich um eine Steuereinheit handeln, die zur Steuerung des Motors 31 konfiguriert ist, eine Steuereinheit, die zur Steuerung einer in der Hilfsvorrichtung 32 umfassenden Vorrichtung konfiguriert ist, oder Ähnliches.The ECU 33 is powered by electrical current coming from the third battery 23 is delivered. Although in 1 an ECU 33 with the third battery 23 connected can be a variety of ECUs 33 with the third battery 23 be connected. At the ECU 33 it can be a control unit that controls the engine 31 is configured, a control unit to control one in the auxiliary device 32 comprehensive device is configured, or the like.

Der Speicher 40 ist mit dem Regler 41 verbunden. Der Speicher 40 speichert Informationen, die von dem Regler 41 erfasst werden. Der Speicher 40 kann als Arbeitsspeicher des Reglers 41 fungieren. Der Speicher 40 kann ein Programm speichern, das von dem Regler 41 ausgeführt werden soll. Der Speicher 40 besteht beispielsweise aus einem Halbleiterspeicher, ist aber nicht darauf beschränkt und kann aus einem magnetischen Speichermedium oder einem anderen Speichermedium bestehen. Der Speicher 40 kann als Teil des Reglers 41 umfasst sein.The memory 40 is with the regulator 41 connected. The memory 40 stores information provided by the controller 41 are recorded. The memory 40 can be used as the working memory of the controller 41 act. The memory 40 can save a program made by the controller 41 should be executed. The memory 40 consists for example of a semiconductor memory, but is not limited thereto and may consist of a magnetic storage medium or another storage medium. The memory 40 can be used as part of the controller 41 be included.

Der Regler 41 kann aus einem Prozessor, wie beispielsweise einer CPU (Central Processing Unit), bestehen, der so konfiguriert ist, dass er ein Programm ausführt, das einen Regelvorgang definiert. Der Regler 41 kann eine Art der ECU 33 sein.The regulator 41 may consist of a processor, such as a central processing unit (CPU), configured to execute a program that defines a control process. The regulator 41 can be some kind of ecu 33 be.

Der Regler 41 kann den ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12, den dritten Wandler 13 und den vierten Wandler 14 steuern. Zum Beispiel steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 und dergleichen, indem er ein Steuersignal an den ersten Wandler 11 und dergleichen ausgibt.The regulator 41 can the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th Taxes. For example, the controller controls 41 the first converter 11 and the like by sending a control signal to the first transducer 11 and the like outputs.

Der Regler 41 kann in der Lage sein, eine Anomalie der ersten Batterie 21, der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 zu erkennen.The regulator 41 may be able to anomaly the first battery 21 , the second battery 22nd and the third battery 23 to recognize.

Wenn zum Beispiel die erste Batterie 21 ausfällt, erkennt der Regler 41, dass die erste Batterie 21 anormal ist. In diesem Fall kann der Regler 41 den Ausfall der ersten Batterie 21 mit Hilfe eines BMS (Batterie-Management-System) erkennen, das eine Spannung jeder in der ersten Batterie 21 enthaltenen Zelle überwacht. In ähnlicher Weise erkennt der Regler 41, wenn beispielsweise die zweite Batterie 22 ausfällt, dass die zweite Batterie 22 anormal ist. In ähnlicher Weise erkennt der Regler 41, wenn beispielsweise die dritte Batterie 23 ausfällt, dass die dritte Batterie 23 anormal ist.For example, if the first battery 21 fails, the controller recognizes 41 that the first battery 21 is abnormal. In this case the controller can 41 the failure of the first battery 21 with the help of a BMS (Battery Management System) detect a voltage each in the first battery 21 contained cell monitored. The controller recognizes in a similar way 41 if, for example, the second battery 22nd that the second battery fails 22nd is abnormal. The controller recognizes in a similar way 41 if, for example, the third battery 23 that the third battery fails 23 is abnormal.

Der Regler 41 erkennt beispielsweise, dass die erste Batterie 21 anormal ist, wenn ein Anschluss der ersten Batterie 21 vom ersten Wandler 11 oder dergleichen gelöst wird, oder wenn ein Anschluss der ersten Batterie 21 kurzgeschlossen wird. Der gelöste Anschluss wird auch als „offener Anschluss“ bezeichnet. Der kurzgeschlossene Anschluss wird auch als „kurzgeschlossener Anschluss“ bezeichnet. In diesem Fall kann der Regler 41 den offenen Anschluss oder den kurzgeschlossenen Anschluss der ersten Batterie 21 erkennen, indem er eine Spannung zwischen den Anschlüssen der ersten Batterie 21 überwacht. In ähnlicher Weise erkennt der Regler 41, wenn beispielsweise ein offener Anschluss oder ein kurzgeschlossener Anschluss der zweiten Batterie 22 erkannt wird, dass die zweite Batterie 22 anormal ist. Wenn der Regler 41 beispielsweise einen offenen Anschluss oder einen kurzgeschlossenen Anschluss der dritten Batterie 23 erkennt, erkennt der Regler 41, dass die dritte Batterie 23 nicht in Ordnung ist.The regulator 41 detects, for example, that the first battery 21 is abnormal when connecting the first battery 21 from the first converter 11 or the like is solved, or when a connection of the first battery 21 is short-circuited. The disconnected connection is also referred to as the "open connection". The short-circuited connection is also referred to as the “short-circuited connection”. In this case the controller can 41 the open connection or the short-circuited connection of the first battery 21 detect it by having a voltage across the terminals of the first battery 21 supervised. The controller recognizes in a similar way 41 if, for example, an open terminal or a short-circuited terminal of the second battery 22nd it is recognized that the second battery 22nd is abnormal. When the regulator 41 for example an open connection or a short-circuited connection of the third battery 23 recognizes, the controller recognizes 41 that the third battery 23 is not ok.

Der Regler 41 kann in der Lage sein, eine Anomalie des ersten Wandlers 11, des zweiten Wandlers 12 und des dritten Wandlers 13 zu erkennen.The regulator 41 may be able to an anomaly of the first transducer 11 , the second converter 12th and the third converter 13th to recognize.

Zum Beispiel erkennt der Regler 41, dass der erste Wandler 11 anormal ist, wenn ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung des ersten Wandlers 11 außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. In diesem Fall kann der Regler 41 die Anomalie des ersten Wandlers 11 erkennen, indem er einen Ausgang des ersten Wandlers 11 überwacht. In ähnlicher Weise erkennt der Regler 41 beispielsweise, dass der zweite Wandler 12 anormal ist, wenn ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung des zweiten Wandlers 12 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. In ähnlicher Weise erkennt der Regler 41 beispielsweise, dass der dritte Wandler 13 anormal ist, wenn ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung des dritten Wandlers 13 außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.For example, the controller recognizes 41 that the first converter 11 is abnormal when an output current or an output voltage of the first converter 11 is outside a specified range. In this case the controller can 41 the anomaly of the first transducer 11 detect it by having an output of the first transducer 11 supervised. The controller recognizes in a similar way 41 for example that the second converter 12th is abnormal when an output current or an output voltage of the second converter 12th is outside a predetermined range. The controller recognizes in a similar way 41 for example that the third converter 13th is abnormal when an output current or an output voltage of the third converter 13th is outside a specified range.

[Normalzustand][Normal state]

Wenn das Stromversorgungssystem 1 an die AC-Stromversorgung 2 angeschlossen ist, steuert der Regler 41 den vierten Wandler 14, indem er ein Steuersignal an den vierten Wandler 14 ausgibt, und lädt die erste Batterie 21 mit der von der AC-Stromversorgung 2 zugeführten elektrischen Energie.When the power supply system 1 to the AC power supply 2 is connected, the controller controls 41 the fourth converter 14th by sending a control signal to the fourth transducer 14th outputs and charges the first battery 21 with that of the AC power supply 2 supplied electrical energy.

Wenn das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug beispielsweise fährt, steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 und den dritten Wandler 13 so an, dass die der ersten Batterie 21 zugeführte elektrische Energie der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 zugeführt wird. Ein in 1 dargestellter Pfad P1 und ein Pfad P2 dienen zu diesem Zeitpunkt als elektrische Strompfade. Der Pfad P1 ist ein Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den ersten Wandler 11 zur zweiten Batterie 22 fließt. Der Pfad P2 ist ein Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den dritten Wandler 13 zur dritten Batterie 23 fließt.If that's with the power system 1 If the vehicle is equipped, for example, the controller controls it 41 the first converter 11 and the third converter 13th so that that of the first battery 21 electrical energy supplied to the second battery 22nd and the third battery 23 is fed. An in 1 shown path P1 and a path P2 serve as electrical current paths at this point in time. The path P1 is a path of electrical current flowing from the first battery 21 about the first converter 11 to the second battery 22nd flows. The path P2 is a path of electrical current flowing from the first battery 21 via the third converter 13th to the third battery 23 flows.

Diese Steuerung ermöglicht es, die zweite Batterie 22 zu laden und die Hilfsvorrichtung 32 mit elektrischer Energie zu versorgen. Diese Steuerung ermöglicht es auch, die dritte Batterie 23 zu laden und die ECU 33 und den Regler 41 mit elektrischer Energie zu versorgen.This control enables the second battery 22nd to load and the auxiliary device 32 to be supplied with electrical energy. This control also enables the third battery 23 to load and the ECU 33 and the controller 41 to be supplied with electrical energy.

(Im Falle einer Anomalie der ersten Batterie)(In case of anomaly of the first battery)

Wenn der Regler 41 eine Anomalie der ersten Batterie 21 feststellt, trennt der Regler 41 die erste Batterie 21, von der die Anomalie festgestellt wurde, von anderen Schaltungselementen unter Verwendung eines Mittels wie einem Relais. Das heißt, der Regler 41 trennt die ausgefallene erste Batterie 21 von den anderen Schaltungselementen. Dann steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 so, dass die in der zweiten Batterie 22 geladene elektrische Leistung dem Motor 31 zugeführt wird, der als eine an die erste Batterie 21 angeschlossene Last dient. Ein in 2 dargestellter Pfad P3 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P3 ist ein Pfad der elektrischen Leistung, die von der zweiten Batterie 22 zum Motor 31 über den ersten Wandler 11 fließt.When the regulator 41 an anomaly of the first battery 21 detects, the controller disconnects 41 the first battery 21 from which the abnormality was detected from other circuit elements using a means such as a relay. That is, the regulator 41 disconnects the failed first battery 21 from the other circuit elements. Then the controller controls 41 the first converter 11 so that the ones in the second battery 22nd charged electrical power to the engine 31 fed as one to the first battery 21 connected load is used. An in 2 shown path P3 serves as an electrical current path at this point in time. The path P3 is a path of electrical power coming from the second battery 22nd to the engine 31 about the first converter 11 flows.

Diese Steuerung ermöglicht es, den Motor 31 trotz der Anomalie der ersten Batterie 21 eine Zeit lang mit der von der zweiten Batterie 22 gelieferten elektrischen Energie kontinuierlich anzutreiben. Das heißt, das Fahrzeug, das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattet ist, kann den Motor 31 für eine Weile weiter antreiben, wenn beispielsweise während der Fahrt eine Anomalie der ersten Batterie 21 auftritt. So kann das Fahrzeug bis zu einem sicheren Ort, beispielsweise einem Straßenrand, fahren, bevor es anhält.This control enables the engine 31 despite the anomaly of the first battery 21 for a while with that of the second battery 22nd to drive supplied electrical energy continuously. That is, the vehicle that has the power system 1 equipped, the engine can 31 Keep driving for a while if, for example, there is an abnormality in the first battery while driving 21 occurs. This allows the vehicle to drive to a safe location, such as the side of the road, before it stops.

Wenn beispielsweise eine Laderate SOC der zweiten Batterie 22 unter einen vorbestimmten Wert fällt, steuert der Regler 41 den dritten Wandler 13 so an, dass die in der dritten Batterie 23 geladene elektrische Leistung dem Motor 31 zugeführt wird, der als die mit der ersten Batterie 21 verbundene Last dient. Ein in 2 dargestellter Pfad P4 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P4 ist ein Pfad der elektrischen Leistung, die von der dritten Batterie 23 zum Motor 31 über den dritten Wandler 13 fließt.For example, if a charge rate SOC of the second battery 22nd falls below a predetermined value, the controller controls 41 the third converter 13th so that the one in the third battery 23 charged electrical power to the engine 31 than that with the first battery 21 connected load is used. An in 2 shown path P4 serves as an electrical current path at this point in time. The path P4 is a path of electrical power coming from the third battery 23 to the engine 31 via the third converter 13th flows.

[Im Falle einer Anomalie der zweiten Batterie][In case of abnormality of the second battery]

Wenn der Regler 41 eine Anomalie der zweiten Batterie 22 feststellt, trennt der Regler 41 die zweite Batterie 22, von der die Anomalie festgestellt wurde, von anderen Schaltungselementen unter Verwendung eines Mittels wie einem Relais. Das heißt, der Regler 41 trennt die ausgefallene zweite Batterie 22 von den anderen Schaltungselementen. Dann steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Energie an die Hilfsvorrichtung 32 geliefert wird, die als eine mit der zweiten Batterie 22 verbundene Last dient. Ein in 3 dargestellter Pfad P5 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P5 ist ein Pfad der elektrischen Leistung, die von der ersten Batterie 21 über den ersten Wandler 11 zu der Hilfsvorrichtung 32 fließt.When the regulator 41 a second battery abnormality 22nd detects, the controller disconnects 41 the second battery 22nd from which the abnormality was detected from other circuit elements using a means such as a relay. That is, the regulator 41 disconnects the failed second battery 22nd from the other circuit elements. Then the controller controls 41 the first converter 11 so that the ones in the first battery 21 charged electrical energy to the auxiliary device 32 is delivered, the than one with the second battery 22nd connected load is used. An in 3 shown path P5 serves as an electrical current path at this point in time. The path P5 is a path of electrical power by the first battery 21 about the first converter 11 to the auxiliary device 32 flows.

Diese Steuerung ermöglicht einen kontinuierlichen Antrieb der Hilfsvorrichtung 32 mit elektrischer Energie, die von der ersten Batterie 21 geliefert wird, trotz der Anomalie der zweiten Batterie 22. Das heißt, das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug kann die Hilfsvorrichtung 32 antreiben, wenn beispielsweise während der Fahrt eine Anomalie der zweiten Batterie 22 auftritt.This control enables the auxiliary device to be driven continuously 32 with electrical energy from the first battery 21 delivered despite the anomaly of the second battery 22nd . That is, the one with the power supply system 1 equipped vehicle can use the auxiliary device 32 drive if, for example, an abnormality of the second battery while driving 22nd occurs.

Es ist zu beachten, dass der Regler 41 den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 so steuern kann, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Energie der Hilfsvorrichtung 32 zugeführt wird, die als die an die zweite Batterie 22 angeschlossene Last dient. Wenn der Regler 41 beispielsweise eine Anomalie des ersten Wandlers 11 zusätzlich zu einer Anomalie der zweiten Batterie 22 feststellt, kann der Regler 41 den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 so steuern, dass die Hilfsvorrichtung 32 mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie 21 versorgt wird. Ein in 3 dargestellter Pfad P6 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P6 ist ein Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den dritten Wandler 13 und den zweiten Wandler 12 zur Hilfsvorrichtung 32 fließt.It should be noted that the regulator 41 the second converter 12th and the third converter 13th so that can control that in the first battery 21 charged electrical energy of the auxiliary device 32 that is supplied as that to the second battery 22nd connected load is used. When the regulator 41 for example, an anomaly in the first transducer 11 in addition to a second battery abnormality 22nd notices, the controller can 41 the second converter 12th and the third converter 13th so control that the auxiliary device 32 with electrical energy from the first battery 21 is supplied. An in 3 shown path P6 serves as an electrical current path at this point in time. The path P6 is a path of electrical current flowing from the first battery 21 via the third converter 13th and the second converter 12th to the auxiliary device 32 flows.

[Im Falle einer Anomalie der dritten Batterie][In the event of an abnormality in the third battery]

Wenn der Regler 41 eine Anomalie der dritten Batterie 23 feststellt, trennt der Regler 41 die dritte Batterie 23, von der die Anomalie festgestellt wurde, von anderen Schaltungselementen mit Hilfe eines Mittels wie einem Relais. Das heißt, der Regler 41 trennt die ausgefallene dritte Batterie 23 von den anderen Schaltungselementen. Dann steuert der Regler 41 den dritten Wandler 13 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Energie an die ECU 33 und den Regler 41 geliefert wird, die als Verbraucher dienen, die mit der dritten Batterie 23 verbunden sind. Ein in 4 dargestellter Pfad P7 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P7 ist ein Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den dritten Wandler 13 zur ECU 33 oder dergleichen fließt.When the regulator 41 a third battery abnormality 23 detects, the controller disconnects 41 the third battery 23 , the abnormality of which was detected, from other circuit elements by means of a means such as a relay. That is, the regulator 41 disconnects the failed third battery 23 from the other circuit elements. Then the controller controls 41 the third converter 13th so that the ones in the first battery 21 charged electrical energy to the ECU 33 and the controller 41 is supplied, which serve as consumers with the third battery 23 are connected. An in 4th shown path P7 serves as an electrical current path at this point in time. The path P7 is a path of electrical current flowing from the first battery 21 via the third converter 13th to the ECU 33 or the like flows.

Diese Steuerung ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb der ECU 33 und dergleichen mit elektrischer Energie, die von der ersten Batterie 21 geliefert wird, trotz der Anomalie der dritten Batterie 23. Das heißt, das Fahrzeug, das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattet ist, kann die ECU 33 und dergleichen weiter antreiben, wenn beispielsweise während der Fahrt eine Anomalie der dritten Batterie 23 auftritt.This control enables the ECU to operate continuously 33 and the like with electric power drawn from the first battery 21 delivered despite the third battery anomaly 23 . That is, the vehicle that has the power system 1 equipped, the ECU can 33 and the like continue to drive if, for example, an abnormality of the third battery while driving 23 occurs.

Es ist zu beachten, dass, wenn der Regler 41 beispielsweise eine Anomalie des dritten Wandlers 13 zusätzlich zu einer Anomalie der dritten Batterie 23 feststellt, der Regler 41 den zweiten Wandler 12 so steuern kann, dass die in der zweiten Batterie 22 geladene elektrische Leistung der ECU 33 und dergleichen zugeführt wird, die als die mit der dritten Batterie 23 verbundenen Lasten dienen. Ein in 4 dargestellter Pfad P8 dient zu diesem Zeitpunkt als elektrischer Strompfad. Der Pfad P8 ist ein Pfad der elektrischen Leistung, die von der zweiten Batterie 22 über den zweiten Wandler 12 zur ECU 33 und dergleichen fließt.It should be noted that when the regulator 41 for example, an anomaly in the third transducer 13th in addition to a third battery abnormality 23 notes the regulator 41 the second converter 12th so that can control the ones in the second battery 22nd charged electrical power of the ECU 33 and the like other than that of the third battery 23 connected loads. An in 4th shown path P8 serves as an electrical current path at this point in time. The path P8 is a path of electrical power coming from the second battery 22nd via the second converter 12th to the ECU 33 and the like flows.

[Im Falle einer Anomalie des ersten Wandlers][In case of anomaly of the first transducer]

Wenn der Regler 41 eine Anomalie des ersten Wandlers 11 detektiert, trennt der Regler 41 den ersten Wandler 11, von dem die Anomalie detektiert wurde, von anderen Schaltungselementen unter Verwendung eines Mittels wie einem Relais. Das heißt, der Regler 41 trennt den ausgefallenen ersten Wandler 11 von den anderen Schaltungselementen. Der Regler 41 steuert den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Energie der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 zugeführt wird. Ein in 5 dargestellter Pfad P9 dient dabei als Weg der elektrischen Energie. Der Pfad P9 umfasst einen Pfad der elektrischen Energie, die von der ersten Batterie 21 über den dritten Wandler 13 zur dritten Batterie 23 fließt, und einen Pfad der elektrischen Energie, die von der ersten Batterie 21 über den dritten Wandler 13 und den zweiten Wandler 12 zur zweiten Batterie 22 fließt.When the regulator 41 an anomaly of the first transducer 11 detected, the controller disconnects 41 the first converter 11 from which the abnormality was detected from other circuit elements using a means such as a relay. That is, the regulator 41 disconnects the failed first converter 11 from the other circuit elements. The regulator 41 controls the second converter 12th and the third converter 13th so that the ones in the first battery 21 charged electrical energy of the second battery 22nd and the third battery 23 is fed. An in 5 shown path P9 serves as a path for electrical energy. The path P9 includes a path of electrical energy drawn from the first battery 21 via the third converter 13th to the third battery 23 flows, and a path of electrical energy by the first battery 21 via the third converter 13th and the second converter 12th to the second battery 22nd flows.

Diese Regelung ermöglicht trotz der Anomalie des ersten Wandlers 11 das Laden der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 mit elektrischem Strom aus der ersten Batterie 21. Somit kann die Hilfsvorrichtung 32 weiterhin mit elektrischer Energie aus der zweiten Batterie 22 betrieben werden. Des Weiteren können die ECU 33 und der Regler 41 weiterhin mit elektrischer Stromversorgung aus der dritten Batterie 23 betrieben werden.This regulation enables despite the anomaly of the first converter 11 charging the second battery 22nd and the third battery 23 with electricity from the first battery 21 . Thus, the auxiliary device 32 continue with electrical energy from the second battery 22nd operate. Furthermore, the ECU 33 and the regulator 41 furthermore with electrical power supply from the third battery 23 operate.

[Im Falle einer Anomalie des dritten Wandlers][In case of anomaly of the third transducer]

Wenn der Regler41 eine Anomalie des dritten Wandlers 13 detektiert, trennt der Regler 41 den dritten Wandler 13, von dem die Anomalie detektiert wurde, von anderen Schaltungselementen unter Verwendung eines Mittels wie einem Relais. Das heißt, der Regler 41 trennt den ausgefallenen dritten Wandler 13 von den anderen Schaltungselementen. Der Regler 41 steuert den ersten Wandler 11 und den zweiten Wandler 12 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Energie an die zweite Batterie 22 und die dritte Batterie 23 geliefert wird. Ein in 6 dargestellter Pfad P10 dient dabei als Pfad der elektrischen Leistung. Der Pfad P10 umfasst einen Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den ersten Wandler 11 zur zweiten Batterie 22 fließt, und einen Pfad des elektrischen Stroms, der von der ersten Batterie 21 über den ersten Wandler 11 und den zweiten Wandler 12 zur dritten Batterie 23 fließt.If the controller41 has an anomaly of the third converter 13th detected, the controller disconnects 41 the third converter 13th from which the abnormality was detected from other circuit elements using a means such as a relay. That is, the regulator 41 disconnects the failed third converter 13th from the other circuit elements. The regulator 41 controls the first converter 11 and the second converter 12th so that the in the first battery 21 charged electrical energy to the second battery 22nd and the third battery 23 is delivered. An in 6th shown path P10 serves as a path for electrical power. The path P10 includes an electrical current path drawn from the first battery 21 about the first converter 11 to the second battery 22nd flows, and a path of electric current that flows from the first battery 21 about the first converter 11 and the second converter 12th to the third battery 23 flows.

Diese Steuerung ermöglicht trotz der Anomalie des dritten Wandlers 13 das Laden der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 mit elektrischer Energie, die von der ersten Batterie 21 geliefert wird. Somit kann die Hilfsvorrichtung 32 weiterhin mit der von der zweiten Batterie 22 gelieferten elektrischen Energie betrieben werden. Des Weiteren können die ECU 33 und der Regler 41 weiterhin mit elektrischer Stromversorgung aus der dritten Batterie 23 betrieben werden.This control enables despite the abnormality of the third converter 13th charging the second battery 22nd and the third battery 23 with electrical energy from the first battery 21 is delivered. Thus, the auxiliary device 32 continue with that of the second battery 22nd supplied electrical energy are operated. Furthermore, the ECU 33 and the regulator 41 furthermore with electrical power supply from the third battery 23 operate.

[Systembetrieb][System operation]

7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Betrieb des Stromversorgungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Der Regler 41 startet einen in 7 dargestellten Prozess, wenn beispielsweise das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgerüstete Fahrzeug losfährt. Außerdem beendet der Regler 41 den in 7 dargestellten Vorgang, wenn das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug aufhört zu fahren. 7th Fig. 13 is a flowchart showing an example of an operation of the power supply system 1 according to the first embodiment shows. The regulator 41 starts one in 7th illustrated process, if for example that with the power supply system 1 equipped vehicle drives off. The controller also ends 41 the in 7th process illustrated if that is with the power supply system 1 equipped vehicle stops driving.

Der Regler 41 ermittelt, ob die erste Batterie 21 anomal ist (Schritt S10). Wenn der Regler 41 feststellt, dass die erste Batterie 21 anomal ist (Schritt S10: Ja), fährt der Regler 41 mit einem Prozess von Schritt S11 fort. Andererseits, wenn der Regler 41 feststellt, dass die erste Batterie 21 nicht anomal ist (Schritt S10: Nein), fährt der Regler 41 mit einem Prozess von Schritt S12 fort.The regulator 41 determines whether the first battery 21 is abnormal (step S10). When the regulator 41 finds that the first battery 21 is abnormal (step S10: Yes), the controller runs 41 to a process from step S11. On the other hand, if the regulator 41 finds that the first battery 21 is not abnormal (step S10: No), the controller runs 41 to a process from step S12.

Im Prozess von Schritt S11 steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 so, dass die in der zweiten Batterie 22 geladene elektrische Leistung dem Motor 31 zugeführt wird, der als die mit der ersten Batterie 21 verbundene Last dient (siehe P3 in 2).In the process of step S11, the controller controls 41 the first converter 11 so that the ones in the second battery 22nd charged electrical power to the engine 31 than that with the first battery 21 connected load is used (see P3 in 2 ).

In dem Verfahren von Schritt S12 bestimmt der Regler 41, ob die zweite Batterie 22 anomal ist. Wenn der Regler 41 feststellt, dass die zweite Batterie 22 anomal ist (Schritt S12: Ja), fährt der Regler 41 mit einem Prozess des Schritts S13 fort. Andererseits, wenn der Regler 41 feststellt, dass die zweite Batterie 22 nicht anomal ist (Schritt S12: Nein), fährt der Regler 41 mit einem Prozess des Schritts S14 fort.In the method of step S12, the controller determines 41 whether the second battery 22nd is abnormal. When the regulator 41 finds that the second battery 22nd is abnormal (step S12: Yes), the controller runs 41 to a process of step S13. On the other hand, if the regulator 41 finds that the second battery 22nd is not abnormal (step S12: No), the controller runs 41 to a process of step S14.

Im Verfahren des Schritts S13 steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung der Hilfsvorrichtung 32 zugeführt wird, die als die mit der zweiten Batterie 22 verbundene Last dient (siehe P5 in 3).In the process of step S13, the controller controls 41 the first converter 11 so that the ones in the first battery 21 charged electrical power of the auxiliary device 32 that is supplied as that to the second battery 22nd connected load is used (see P5 in 3 ).

In dem Verfahren des Schritts S14 bestimmt der Regler 41, ob die dritte Batterie 23 anomal ist. Wenn der Regler 41 feststellt, dass die dritte Batterie 23 anomal ist (Schritt S14: Ja), fährt der Regler 41 mit einem Prozess des Schritts S15 fort. Andererseits, wenn der Regler 41 feststellt, dass die dritte Batterie 23 nicht anomal ist (Schritt S14: Nein), kehrt der Regler 41 zu einem Prozess von Schritt S10 zurück.In the method of step S14, the controller determines 41 whether the third battery 23 is abnormal. When the regulator 41 finds that the third battery 23 is abnormal (step S14: Yes), the controller runs 41 to a process of step S15. On the other hand, if the regulator 41 finds that the third battery 23 is not abnormal (step S14: No), the controller returns 41 back to a process of step S10.

In dem Prozess des Schrittes S15 steuert der Regler 41 den dritten Wandler 13 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung an die ECU 33 und den Regler 41 geliefert wird, die als mit der dritten Batterie 23 verbundene Lasten dienen (siehe P7 in 4).In the process of step S15, the controller controls 41 the third converter 13th so that the ones in the first battery 21 charged electrical power to the ECU 33 and the controller 41 that is supplied as with the third battery 23 connected loads serve (see P7 in 4th ).

Bei Schritt S11 kann der Regler 41 den dritten Wandler 13 so steuern, dass die in der dritten Batterie 23 geladene elektrische Leistung dem Motor 31 zugeführt wird, der als die an die erste Batterie 21 angeschlossene Last dient (siehe P4 in 2).At step S11, the controller 41 the third converter 13th so control that which is in the third battery 23 charged electrical power to the engine 31 than that to the first battery 21 connected load is used (see P4 in 2 ).

Bei Schritt S13 kann der Regler 41 den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 so steuern, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung der Hilfsvorrichtung 32 zugeführt wird, die als die an die zweite Batterie 22 angeschlossene Last dient (siehe P6 in 3).At step S13, the controller 41 the second converter 12th and the third converter 13th so control that which is in the first battery 21 charged electrical power of the auxiliary device 32 that is supplied as that to the second battery 22nd connected load is used (see P6 in 3 ).

Bei Schritt S15 kann der Regler 41 den zweiten Wandler 12 so steuern, dass die in der zweiten Batterie 22 geladene elektrische Leistung der ECU 33 und dergleichen zugeführt wird, die als die an die dritte Batterie 23 angeschlossenen Lasten dienen (siehe P8 in 4).At step S15, the controller 41 the second converter 12th so control that which is in the second battery 22nd charged electrical power of the ECU 33 and the like other than those supplied to the third battery 23 connected loads (see P8 in 4th ).

8 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel für den Betrieb des Stromversorgungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Der Regler 41 startet einen in 8 dargestellten Prozess, wenn beispielsweise das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug losfährt. Außerdem beendet der Regler 41 den in 8 dargestellten Vorgang, wenn das mit dem Stromversorgungssystem 1 ausgestattete Fahrzeug aufhört zu fahren. Beachten Sie, dass der Regler 41 den in 8 dargestellten Prozess parallel zu dem in 7 dargestellten Prozess ausführen kann. 8th Fig. 13 is a flowchart showing another example of the operation of the power system 1 according to the first embodiment shows. The regulator 41 starts one in 8th illustrated process, if for example that with the power supply system 1 equipped vehicle drives off. The controller also ends 41 the in 8th process illustrated if that is with the power supply system 1 equipped vehicle stops driving. Note that the regulator 41 the in 8th process shown in parallel to the in 7th can execute the process shown.

Der Regler 41 stellt fest, ob der erste Wandler 11 anomal ist (Schritt S20). Wenn der Regler 41 feststellt, dass der erste Wandler 11 anomal ist (Schritt S20: Ja), geht der Regler 41 zu einem Prozess von Schritt S21 über. Wenn der Regler 41 andererseits feststellt, dass der erste Wandler 11 nicht anomal ist (Schritt S20: Nein), fährt der Regler 41 mit einem Prozess des Schritts S22 fort.The regulator 41 determines whether the first converter 11 is abnormal (step S20). When the regulator 41 finds that the first converter 11 is abnormal (step S20: Yes), the controller works 41 to a process of step S21. When the regulator 41 on the other hand, finds that the first converter 11 is not abnormal (step S20: No), the controller runs 41 to a process of step S22.

Bei Schritt S21 steuert der Regler 41 den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 zugeführt wird (siehe P9 in 5).In step S21, the controller controls 41 the second converter 12th and the third converter 13th so that the ones in the first battery 21 charged electrical power of the second battery 22nd and the third battery 23 is supplied (see P9 in 5 ).

In dem Verfahren von Schritt S22 bestimmt der Regler 41, ob der dritte Wandler 13 anomal ist. Wenn der Regler 41 feststellt, dass der dritte Wandler 13 anomal ist (Schritt S22: Ja), fährt der Regler 41 mit einem Prozess des Schritts S23 fort. Andererseits, wenn der Regler 41 feststellt, dass der dritte Wandler 13 nicht anomal ist (Schritt S22: Nein), kehrt der Regler 41 zu einem Prozess von Schritt S20 zurück.In the method of step S22, the controller determines 41 whether the third converter 13th is abnormal. When the regulator 41 finds that the third converter 13th is abnormal (step S22: Yes), the controller runs 41 to a process of step S23. On the other hand, if the regulator 41 finds that the third converter 13th is not abnormal (step S22: No), the controller returns 41 returns to a process of step S20.

Im Prozess von Schritt S23 steuert der Regler 41 den ersten Wandler 11 und den zweiten Wandler 12 so, dass die in der ersten Batterie 21 geladene elektrische Leistung der zweiten Batterie 22 und der dritten Batterie 23 zugeführt wird (siehe P10 in 6).In the process of step S23, the controller controls 41 the first converter 11 and the second converter 12th so that the ones in the first battery 21 charged electrical power of the second battery 22nd and the third battery 23 is supplied (see P10 in 6th ).

In dem Stromversorgungssystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12 und der dritte Wandler 13 in einer Schleife miteinander verbunden, wie in 1 dargestellt. Des Weiteren ist die erste Batterie 21 zwischen dem ersten Wandler 11 und dem dritten Wandler 13, die zweite Batterie 22 zwischen dem ersten Wandler 11 und dem zweiten Wandler 12 und die dritte Batterie 23 zwischen dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 vorgesehen. Diese Konfiguration ermöglicht eine kontinuierliche Stromversorgung einer Last im Falle einer Anomalie eines der ersten Wandler 11 oder dergleichen und der ersten Batterie 21 oder dergleichen, die in dem Stromversorgungssystem 1 enthalten sind. Gemäß der ersten Ausführungsform kann somit ein Stromversorgungssystem 1 bereitgestellt werden, das die Zuverlässigkeit verbessert.In the power supply system 1 according to the first embodiment, as described above, are the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th connected in a loop, as in 1 shown. Furthermore is the first battery 21 between the first converter 11 and the third converter 13th , the second battery 22nd between the first converter 11 and the second converter 12th and the third battery 23 between the second transducer 12th and the third converter 13th intended. This configuration enables a load to be continuously supplied in the event of an abnormality in one of the first converters 11 or the like and the first battery 21 or the like in the power supply system 1 are included. According to the first embodiment, a power supply system 1 which improves reliability.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

In einer zweiten Ausführungsform wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die für den ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12, den dritten Wandler 13 und den vierten Wandler 14 verwendet werden kann.In a second embodiment, a circuit arrangement is described for the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th can be used.

[Schaltungskonfiguration des DC-DC-Wandlers][Circuit configuration of the DC-DC converter]

Die Schaltungskonfiguration, die für den ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 angenommen werden kann, wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Wenn der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12 und der dritte Wandler 13 nicht besonders voneinander unterschieden werden, werden sie im Folgenden gemeinsam als „Wandler 10“ bezeichnet.The circuit configuration required for the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th can be assumed is with reference to 9 described. When the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th are not particularly differentiated from one another, they are jointly referred to below as “converter 10”.

9 ist ein Schaltplan eines DC-DC-Wandlers gemäß der zweiten Ausführungsform. Mit anderen Worten, 9 zeigt ein Schaltbild des Wandlers 10. Der Wandler 10 ist zwischen einer Batterie 20A und einer Batterie 20B angeschlossen. Eine Nennspannung der Batterie 20A ist niedriger als eine Nennspannung der Batterie 20B. Das heißt, in einem Fall, in dem der Wandler 10 dem ersten Wandler 11 entspricht, entspricht die Batterie 20A der in 1 dargestellten zweiten Batterie 22, und die Batterie 20B entspricht der in 1 dargestellten ersten Batterie 21. In einem Fall, in dem der Wandler 10 dem zweiten Wandler 12 entspricht, entspricht die Batterie 20A der in 1 dargestellten dritten Batterie 23 und die Batterie 20B der in 1 dargestellten zweiten Batterie 22. In einem Fall, in dem der Wandler 10 dem dritten Wandler 13 entspricht, entspricht die Batterie 20A der in 1 dargestellten dritten Batterie 23, und die Batterie 20B entspricht der in 1 dargestellten ersten Batterie 21. 9 Fig. 13 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to the second embodiment. In other words, 9 shows a circuit diagram of the converter 10 . The converter 10 is between a battery 20A and a battery 20B connected. A nominal voltage of the battery 20A is lower than a nominal voltage of the battery 20B . That is, in a case where the converter 10 the first converter 11 corresponds to, corresponds to the battery 20A the in 1 illustrated second battery 22nd , and the battery 20B corresponds to the in 1 illustrated first battery 21 . In a case where the converter 10 the second converter 12th corresponds to, corresponds to the battery 20A the in 1 illustrated third battery 23 and the battery 20B the in 1 illustrated second battery 22nd . In a case where the converter 10 the third converter 13th corresponds to, corresponds to the battery 20A the in 1 illustrated third battery 23 , and the battery 20B corresponds to the in 1 illustrated first battery 21 .

Der Wandler 10 umfasst eine Antriebsschaltung 50, Schaltkreise 51A und 51B, Glättungskondensatoren 52A und 52B und einen Transformator 60. Der Wandler 10 kann des Weiteren Schalter 90A und 90B zum Trennen des Transformators 60 vom Schaltkreis umfassen.The converter 10 includes a drive circuit 50 , Circuits 51A and 51B , Smoothing capacitors 52A and 52B and a transformer 60 . The converter 10 can also switch 90A and 90B to disconnect the transformer 60 included in the circuit.

Die Antriebsschaltung 50 erzeugt ein Impulswellen-Antriebssignal zum Ein- oder Ausschalten der Schaltkreise 51A und 51B zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, basierend auf einem Steuersignal von dem in 1 dargestellten Regler 41. Die Frequenz des Ansteuersignals in Form einer Pulswelle wird auch als „Ansteuerfrequenz“ bezeichnet. Die Antriebsschaltung 50 gibt ein erzeugtes Ansteuersignal an die Schaltkreise 51A und 51B aus.The drive circuit 50 generates a pulse wave drive signal to turn the circuits on or off 51A and 51B at a predetermined time based on a control signal from the in 1 shown controller 41 . The frequency of the control signal in the form of a pulse wave is also referred to as the “control frequency”. The drive circuit 50 sends a generated control signal to the circuits 51A and 51B out.

Die Antriebsschaltung 50 erzeugt ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der Schalter 90A und 90B, basierend auf einem Steuersignal von dem in 1 dargestellten Regler 41. Die Antriebsschaltung 50 gibt ein erzeugtes Steuersignal an die Schalter 90A und 90B aus. Der Regler 41 schaltet die Schalter 90A und 90B zum Betrieb des Wandlers 10 ein und schaltet sie zu anderen Zeiten aus.The drive circuit 50 generates a control signal to turn the switch on or off 90A and 90B , based on a control signal from the in 1 shown controller 41 . The drive circuit 50 sends a generated control signal to the switches 90A and 90B out. The regulator 41 turns the switches 90A and 90B to operate the converter 10 on and turn them off at other times.

Der Schaltkreis 51A ist zwischen der Batterie 20A und dem Transformator 60 angeschlossen. Der Schaltkreis 51A ist eine Vollbrückenschaltung. Wenn der Wandler 10 eine Spannung auf der Seite der Batterie 20A auf eine Spannung auf der Seite der Batterie 20B anhebt, wird der Schaltkreis 51A durch ein Ansteuersignal von der Antriebsschaltung 50 angesteuert. Der Schaltkreis 51A umfasst die Schaltelemente Q1A, Q2A, QA3, und Q4A.The circuit 51A is between the battery 20A and the transformer 60 connected. The circuit 51A is a full bridge circuit. If the converter 10 a voltage on the side of the battery 20A on a voltage on the side of the battery 20B raises, the circuit becomes 51A through a Control signal from the drive circuit 50 controlled. The circuit 51A includes the switching elements Q1A , Q2A , QA3, and Q4A .

Die Schaltelemente Q1A bis Q4A können MOSFETs vom N-Typ sein. Beispielsweise können die Schaltelemente Q1A bis Q4A Leistungs-MOSFETs sein. Die Schaltelemente Q1A bis Q4A sind nicht auf die MOSFETs beschränkt. Beispielsweise können die Schaltelemente Q1A bis Q4A Bipolartransistoren oder IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) sein.The switching elements Q1A to Q4A can be N-type MOSFETs. For example, the switching elements Q1A to Q4A Be power MOSFETs. The switching elements Q1A to Q4A are not limited to the MOSFETs. For example, the switching elements Q1A to Q4A Bipolar transistors or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).

Drains der Schaltelemente Q1A und Q3A sind mit Anschlüssen auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie 20A verbunden. Die Sources der Schaltelemente Q2A und Q4A sind mit Anschlüssen auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie 20A verbunden. Eine Source des Schaltelements Q1A und ein Drain des Schaltelements Q2A sind mit einem Ende einer Wicklung 70 des Transformators 60 verbunden. Eine Source des Schaltelements Q3A und ein Drain des Schaltelements Q4A sind mit dem anderen Ende der Wicklung 70 des Transformators 60 verbunden.Drains of the switching elements Q1A and Q3A are with terminals on a positive electrode side of the battery 20A connected. The sources of the switching elements Q2A and Q4A are with terminals on a negative electrode side of the battery 20A connected. A source of the switching element Q1A and a drain of the switching element Q2A are with one end of a winding 70 of the transformer 60 connected. A source of the switching element Q3A and a drain of the switching element Q4A are at the other end of the winding 70 of the transformer 60 connected.

Ein Antriebssignal von der Antriebsschaltung 50 wird an Gatter der Schaltelemente Q1A bis Q4A eingegeben. Wenn die Schaltelemente Q1A und Q4A durch die Eingabe des Antriebssignals eingeschaltet werden, werden die Schaltelemente Q2A und Q3A ausgeschaltet. Des Weiteren werden beim Ausschalten der Schaltelemente Q1A und Q4A die Schaltelemente Q2A und Q3A eingeschaltet. Mit anderen Worten, als Reaktion auf die Eingabe des Antriebssignals werden die Schaltelemente Q1A und Q4A und die Schaltelemente Q2A und Q3A mit der Antriebsfrequenz abwechselnd ein- oder ausgeschaltet. Wenn die Schaltelemente Q1A und Q4A und die Schaltelemente Q2A und Q3A abwechselnd mit der Antriebsfrequenz ein- oder ausgeschaltet werden, fließt ein Wechselstrom mit einer Antriebsfrequenz durch die Wicklung 70 des Transformators 60. Wenn der Wechselstrom durch die Wicklung 70 des Transformators 60 fließt, wird eine induzierte elektromotorische Kraft in einer Wicklung 80 des Transformators 60 erzeugt.A drive signal from the drive circuit 50 is connected to the gate of the switching elements Q1A to Q4A entered. When the switching elements Q1A and Q4A are switched on by entering the drive signal, the switching elements Q2A and Q3A switched off. Furthermore, when switching off the switching elements Q1A and Q4A the switching elements Q2A and Q3A switched on. In other words, in response to the input of the drive signal, the switching elements Q1A and Q4A and the switching elements Q2A and Q3A switched on or off alternately with the drive frequency. When the switching elements Q1A and Q4A and the switching elements Q2A and Q3A are switched on or off alternately with the drive frequency, an alternating current with a drive frequency flows through the winding 70 of the transformer 60 . When the alternating current through the winding 70 of the transformer 60 flows, an induced electromotive force becomes in a winding 80 of the transformer 60 generated.

Der Schaltkreis 51B ist zwischen der Batterie 20B und dem Transformator 60 angeschlossen. Der Schaltkreis 51B ist eine Vollbrückenschaltung. Wenn der Wandler 10 eine Spannung auf der Seite der Batterie 20B auf eine Spannung auf der Seite der Batterie 20A herunterschaltet, wird der Schaltkreis 51B durch ein Antriebssignal von der Antriebsschaltung 50 angesteuert. Der Schaltkreis 51B umfasst die Schaltelemente Q1B, Q2B, Q3B, und Q4B.The circuit 51B is between the battery 20B and the transformer 60 connected. The circuit 51B is a full bridge circuit. If the converter 10 a voltage on the side of the battery 20B on a voltage on the side of the battery 20A downshifts, the circuit will 51B by a drive signal from the drive circuit 50 controlled. The circuit 51B includes the switching elements Q1B , Q2B , Q3B, and Q4B .

Die Schaltelemente Q1B bis Q4B können MOSFETs vom N-Typ sein. Beispielsweise können die Schaltelemente Q1B bis Q4B Leistungs-MOSFETs sein. Die Schaltelemente Q1B bis Q4B sind nicht auf die MOSFETs beschränkt. Die Schaltelemente Q1B bis Q4B können beispielsweise Bipolartransistoren oder IGBTs sein.The switching elements Q1B to Q4B can be N-type MOSFETs. For example, the switching elements Q1B to Q4B Be power MOSFETs. The switching elements Q1B to Q4B are not limited to the MOSFETs. The switching elements Q1B to Q4B can for example be bipolar transistors or IGBTs.

Die Drains der Schaltelemente Q1B und Q3B sind mit Anschlüssen auf einer positiven Elektrodenseite der Batterie 20B verbunden. Die Sources der Schaltelemente Q2B und Q4B sind mit Anschlüssen auf einer negativen Elektrodenseite der Batterie 20B verbunden. Eine Source des Schaltelements Q1B und ein Drain des Schaltelements Q2B sind mit einem Ende der Wicklung 80 des Transformators 60 verbunden. Eine Source des Schaltelements Q3B und ein Drain des Schaltelements Q4B sind mit dem anderen Ende der Wicklung 80 des Transformators 60 verbunden.The drains of the switching elements Q1B and Q3B are with terminals on a positive electrode side of the battery 20B connected. The sources of the switching elements Q2B and Q4B are with terminals on a negative electrode side of the battery 20B connected. A source of the switching element Q1B and a drain of the switching element Q2B are with one end of the winding 80 of the transformer 60 connected. A source of the switching element Q3B and a drain of the switching element Q4B are at the other end of the winding 80 of the transformer 60 connected.

Ein Antriebssignal von der Antriebsschaltung 50 wird den Gattern der Schaltelemente Q1B bis Q4B zugeführt. Wenn die Schaltelemente Q1B und Q4B durch die Eingabe des Antriebssignals eingeschaltet werden, werden die Schaltelemente Q2B und Q3B ausgeschaltet. Des Weiteren werden, wenn die Schaltelemente Q1B und Q4B ausgeschaltet sind, die Schaltelemente Q2B und Q3B eingeschaltet. Mit anderen Worten, als Reaktion auf die Eingabe des Antriebssignals werden die Schaltelemente Q1B und Q4B und die Schaltelemente Q2B und Q3B mit der Antriebsfrequenz abwechselnd ein- oder ausgeschaltet. Wenn die Schaltelemente Q1B und Q4B und die Schaltelemente Q2B und Q3B abwechselnd mit der Antriebsfrequenz ein- oder ausgeschaltet werden, fließt ein Wechselstrom mit der Antriebsfrequenz durch die Wicklung 80 des Transformators 60. Wenn der Wechselstrom durch die Wicklung 80 des Transformators 60 fließt, wird eine induzierte elektromotorische Kraft in der Wicklung 70 des Transformators 60 erzeugt.A drive signal from the drive circuit 50 becomes the gates of the switching elements Q1B to Q4B fed. When the switching elements Q1B and Q4B are switched on by entering the drive signal, the switching elements Q2B and Q3B switched off. Furthermore, if the switching elements Q1B and Q4B are switched off, the switching elements Q2B and Q3B switched on. In other words, in response to the input of the drive signal, the switching elements Q1B and Q4B and the switching elements Q2B and Q3B switched on or off alternately with the drive frequency. When the switching elements Q1B and Q4B and the switching elements Q2B and Q3B are switched on or off alternately with the drive frequency, an alternating current flows through the winding at the drive frequency 80 of the transformer 60 . When the alternating current through the winding 80 of the transformer 60 flows, an induced electromotive force becomes in the winding 70 of the transformer 60 generated.

Ein Glättungskondensator 52A ist zwischen der Batterie 20A und dem Schaltkreis 51A vorgesehen. Der Glättungskondensator 52A glättet eine Spannung zwischen dem Schaltkreis 51A und der Batterie 20A.A smoothing capacitor 52A is between the battery 20A and the circuit 51A intended. The smoothing capacitor 52A smooths a voltage between the circuit 51A and the battery 20A .

Ein Glättungskondensator 52B ist zwischen der Batterie 20B und dem Schaltkreis 51B vorgesehen. Der Glättungskondensator 52B glättet eine Spannung zwischen dem Schaltkreis 51B und der Batterie 20B.A smoothing capacitor 52B is between the battery 20B and the circuit 51B intended. The smoothing capacitor 52B smooths a voltage between the circuit 51B and the battery 20B .

Der Transformator 60 ist ein Trenntransformator. Der Transformator 60 kann ein Planartransformator sein. Der Transformator 60 ist jedoch nicht auf den Planartransformator beschränkt. Beispielsweise kann der Transformator 60 ein Transformator sein, der einen Spulenkörper und einen leitenden Draht umfasst.The transformer 60 is an isolating transformer. The transformer 60 can be a planar transformer. The transformer 60 however, it is not limited to the planar transformer. For example, the transformer 60 be a transformer comprising a bobbin and a conductive wire.

Wenn im Folgenden die in dem ersten Wandler 11, dem zweiten Wandler 12 und dem dritten Wandler 13 enthaltenen Transformatoren 60 voneinander unterschieden werden, wird der in dem ersten Wandler 11 enthaltene Transformator 60 als „Transformator 61“ bezeichnet. Der Transformator 60, der den zweiten Wandler 12 umfasst, wird als „Transformator 62“ bezeichnet. Des Weiteren wird der im dritten Wandler 13 enthaltene Transformator 60 als „Transformator 63“ bezeichnet.If in the following those in the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th included transformers 60 are distinguished from each other, becomes that in the first converter 11 included transformer 60 as a "transformer 61 " designated. The transformer 60 that is the second converter 12th includes is called "transformer 62 " designated. Furthermore, the one in the third converter 13th included transformer 60 as a "transformer 63 " designated.

Der Transformator 60 umfasst einen Kern 65, die Wicklung 70 und die Wicklung 80. Die Transformatoren 61, 62, und 63 sind so konfiguriert, dass sie sich den Kern 65 teilen. Diese Konfiguration wird später unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben.The transformer 60 includes a core 65 who have favourited the winding 70 and the winding 80 . The transformers 61 , 62 , and 63 are configured to get to the core 65 share. This configuration will be discussed later with reference to FIG 11 and 12th described.

In einem Fall, in dem der Transformator 60 ein Planartransformator ist, ist die Wicklung 70 als Leiterbild ausgebildet. Wenn der Wandler 10 die Spannung auf der Seite der Batterie 20A auf die Spannung auf der Seite der Batterie 20B anhebt, wird die Wicklung 70 auch als „Primärwicklung“ bezeichnet. Wenn der Wandler 10 die Spannung auf der Seite der Batterie 20B auf die Spannung auf der Seite der Batterie 20A absenkt, wird die Wicklung 70 auch als „Sekundärwicklung“ bezeichnet. Die Anzahl der Windungen der Wicklung 70 und die Anzahl der Windungen der Wicklung 80 werden entsprechend der vom Wandler 10 herauf- oder heruntergeregelten Spannung bestimmt.In a case where the transformer 60 is a planar transformer, is the winding 70 designed as a conductor pattern. If the converter 10 the voltage on the side of the battery 20A on the voltage on the side of the battery 20B raises the winding 70 also referred to as "primary winding". If the converter 10 the voltage on the side of the battery 20B on the voltage on the side of the battery 20A lowers the winding 70 also referred to as "secondary winding". The number of turns of the winding 70 and the number of turns of the winding 80 are according to the from the converter 10 up or down regulated voltage.

Wenn im Folgenden die in den Transformatoren 61 bis 63 enthaltenen Wicklungen 70 voneinander unterschieden werden, wird die Wicklung 70 des Transformators 61 (d. h., die den ersten Wandler 11 umfasst) als „Wicklung 71“ bezeichnet. Die Wicklung 70 des Transformators 62 (d.h. im zweiten Wandler 12) wird als „Wicklung 72“ bezeichnet. Des Weiteren wird die Wicklung 70 des Transformators 63 (d.h. im dritten Wandler 13 enthalten) als „Wicklung 73“ bezeichnet.If in the following those in the transformers 61 to 63 contained windings 70 be distinguished from each other, the winding 70 of the transformer 61 (ie that the first converter 11 includes) as "winding 71 " designated. The winding 70 of the transformer 62 (ie in the second converter 12th ) is called "winding 72 " designated. Furthermore, the winding 70 of the transformer 63 (ie in the third converter 13th included) as "winding 73 " designated.

Die Wicklung 80 ist in einem Fall, in dem der Transformator 60 ein Planartransformator ist, als Leiterbild ausgebildet. Wenn der Wandler 10 die Spannung auf der Seite der Batterie 20A auf die Spannung auf der Seite der Batterie 20B anhebt, wird die Wicklung 80 auch als „Sekundärwicklung“ bezeichnet. Wenn der Wandler 10 die Spannung auf der Seite der Batterie 20B auf die Spannung auf der Seite der Batterie 20A absenkt, wird die Wicklung 80 auch als „Primärwicklung“ bezeichnet.The winding 80 is in a case where the transformer 60 is a planar transformer, designed as a conductor pattern. If the converter 10 the voltage on the side of the battery 20A on the voltage on the side of the battery 20B raises the winding 80 also referred to as "secondary winding". If the converter 10 the voltage on the side of the battery 20B on the voltage on the side of the battery 20A lowers the winding 80 also referred to as "primary winding".

Wenn im Folgenden die in den Transformatoren 61 bis 63 enthaltenen Wicklungen 80 voneinander unterschieden werden, wird die Wicklung 80 des Transformators 61 (d.h., die den ersten Wandler 11 umfasst) als „Wicklung 81“ bezeichnet. Die Wicklung 80 des Transformators 62 (d.h. im zweiten Wandler 12) wird als „Wicklung 82“ bezeichnet. Des Weiteren wird die Wicklung 80 des Transformators 63 (d.h., der den dritten Wandler 13 umfasst) als „Wicklung 83“ bezeichnet.If in the following those in the transformers 61 to 63 contained windings 80 be distinguished from each other, the winding 80 of the transformer 61 (ie that the first converter 11 includes) as "winding 81 " designated. The winding 80 of the transformer 62 (ie in the second converter 12th ) is called "winding 82 " designated. Furthermore, the winding 80 of the transformer 63 (ie that of the third converter 13th includes) as "winding 83 " designated.

Die Schalter 90A und 90B können MOSFETs vom N-Typ sein, ähnlich wie das Schaltelement Q1A und dergleichen. Zum Beispiel können die Schalter 90A und 90B Leistungs-MOSFETs sein. Die Schalter 90A und 90B sind nicht auf MOSFETs beschränkt. Beispielsweise können die Schalter 90A und 90B Bipolartransistoren oder IGBTs sein.The switches 90A and 90B may be N-type MOSFETs, similar to the switching element Q1A and the same. For example, the switches 90A and 90B Be power MOSFETs. The switches 90A and 90B are not limited to MOSFETs. For example, the switches 90A and 90B Be bipolar transistors or IGBTs.

Wenn im Folgenden die Schalter 90A und 90B, die den ersten Wandler 11, den zweiten Wandler 12 und den dritten Wandler 13 umfassen, voneinander unterschieden werden, werden der Schalter 90A und der Schalter 90B, die den ersten Wandler 11 umfassen, jeweils als „Schalter 91A“ und „Schalter 91B“ bezeichnet. Der Schalter 90A und der Schalter 90B im zweiten Wandler 12 werden jeweils als „Schalter 92A“ und „Schalter 92B“ bezeichnet. Des Weiteren werden der Schalter 90A und der Schalter 90B, die im dritten Wandler 13 enthalten sind, jeweils als „Schalter 93A“ und „Schalter 93B“ bezeichnet.If in the following the switches 90A and 90B who have favourited the first converter 11 , the second converter 12th and the third converter 13th include, to be distinguished from each other, will be the switch 90A and the switch 90B who have favourited the first converter 11 include, each as a "switch 91A "And" Switch 91B " designated. The desk 90A and the switch 90B in the second converter 12th are each called a "switch 92A "And" Switch 92B " designated. Furthermore, the switch 90A and the switch 90B that is in the third converter 13th are included, each as a “switch 93A "And" Switch 93B " designated.

Der Schalter 90A ist zwischen der Batterie 20A und dem Schaltkreis 51A vorgesehen. Beispielsweise ist der Schalter 90A zwischen dem Anschluss an der negativen Elektrodenseite der Batterie 20A und einer Quelle des Schaltelements Q2A des Schaltkreises 51A vorgesehen. Der Schalter 90B ist zwischen der Batterie 20B und dem Schaltkreis 51B vorgesehen. Beispielsweise ist der Schalter 90B zwischen einem Anschluss auf der negativen Elektrodenseite der Batterie 20B und einer Quelle des Schaltelements Q4B des Schaltkreises 51B vorgesehen.The desk 90A is between the battery 20A and the circuit 51A intended. For example, the switch is 90A between the terminal on the negative electrode side of the battery 20A and a source of the switching element Q2A of the circuit 51A intended. The desk 90B is between the battery 20B and the circuit 51B intended. For example, the switch is 90B between a terminal on the negative electrode side of the battery 20B and a source of the switching element Q4B of the circuit 51B intended.

Die Schalter 90A und 90B trennen den Transformator 60 von anderen Komponenten, basierend auf dem Steuersignal von der Antriebsschaltung 50. Beispielsweise schaltet der Schalter 90A auf der Grundlage des Steuersignals von der Antriebsschaltung 50 aus, um die Verbindung zwischen dem Transformator 60 und dem Schaltkreis 51A sowie die Verbindung zwischen dem Glättungskondensator 52A und der Batterie 20A zu trennen. Beispielsweise schaltet der Schalter 90B auf der Grundlage des Steuersignals von der Antriebsschaltung 50 aus, um die Verbindung zwischen dem Transformator 60 vom Schaltkreis 51B und der Verbindung zwischen dem Glättungskondensator 52B und der Batterie 20B zu trennen.The switches 90A and 90B disconnect the transformer 60 from other components based on the control signal from the drive circuit 50 . For example, the switch switches 90A based on the control signal from the drive circuit 50 off to the connection between the transformer 60 and the circuit 51A as well as the connection between the smoothing capacitor 52A and the battery 20A to separate. For example, the switch switches 90B based on the control signal from the drive circuit 50 off to the connection between the transformer 60 from the circuit 51B and the connection between the smoothing capacitor 52B and the battery 20B to separate.

Der Schalter 90A kann zwischen einem Anschluss an der positiven Elektrodenseite der Batterie 20A und einem Drain des Schaltelements Q1A des Schaltkreises 51A vorgesehen sein. Des Weiteren kann der Schalter 90B zwischen dem Anschluss an der positiven Elektrodenseite der Batterie 20B und einem Drain des Schaltelements Q3B des Schaltkreises 51B vorgesehen sein. In diesem Fall können die Schalter 90A und 90B P-Typ-MOSFETs sein.The desk 90A can between a connection on the positive electrode side of the battery 20A and a drain of the switching element Q1A of the circuit 51A be provided. Of Furthermore, the switch 90B between the terminal on the positive electrode side of the battery 20B and a drain of the switching element Q3B of the circuit 51B be provided. In this case the switches can 90A and 90B Be P-type MOSFETs.

[Schaltungsaufbau des AC-DC Wandlers][Circuit structure of the AC-DC converter]

10 ist ein Schaltplan eines AC-DC-Wandlers gemäß der zweiten Ausführungsform. Mit anderen Worten: 10 zeigt ein Schaltbild des vierten Wandlers 14. Der vierte Wandler 14 umfasst den Wandler 10 und eine Gleichrichterschaltung 15. 10 Fig. 13 is a circuit diagram of an AC-DC converter according to the second embodiment. In other words: 10 shows a circuit diagram of the fourth converter 14th . The fourth converter 14th includes the converter 10 and a rectifier circuit 15th .

Der Wandler 10 ist zwischen der Gleichrichterschaltung 15 und der ersten Batterie 21 angeschlossen. Der Wandler 10 hebt eine Spannung aus der Gleichrichterschaltung 15 auf eine vorgegebene Spannung an und liefert die so erhaltene Spannung an die erste Batterie 21.The converter 10 is between the rectifier circuit 15th and the first battery 21 connected. The converter 10 removes a voltage from the rectifier circuit 15th to a predetermined voltage and supplies the voltage thus obtained to the first battery 21 .

Im Folgenden wird der in dem Wandler 10 des vierten Wandlers 14 enthaltene Transformator 60 auch als „Transformator 64“ bezeichnet. Des Weiteren wird die Wicklung 70 des Transformators 64 auch als „Wicklung 74“ bezeichnet. Die Wicklung 80 des Transformators 64 wird auch als „Wicklung 84“ bezeichnet. Der Schalter 90A und der Schalter 90B, die in dem Wandler 10 des vierten Wandlers 14 enthalten sind, werden auch als „Schalter 94A“ bzw. „Schalter 94B“ bezeichnet.The following is the one in the converter 10 of the fourth converter 14th included transformer 60 also called “transformer 64 " designated. Furthermore, the winding 70 of the transformer 64 also called "winding 74 " designated. The winding 80 of the transformer 64 is also called "winding 84 " designated. The desk 90A and the switch 90B that are in the converter 10 of the fourth converter 14th are also called "switches 94A "Or" Switch 94B " designated.

Der Transformator 64 kann so konfiguriert sein, dass er sich den Kern 65 mit den oben beschriebenen Transformatoren 61, 62 und 63 teilt. Diese Konfiguration wird später unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben.The transformer 64 can be configured to get the core 65 with the transformers described above 61 , 62 and 63 Splits. This configuration will be discussed later with reference to FIG 11 and 12th described.

Die Gleichrichterschaltung 15 kann ein Schaltelement und eine Induktivität umfassen. Bei der Gleichrichterschaltung 15 kann es sich um eine dreiphasige Vollwellen-Gleichrichterschaltung oder eine dreiphasige Einweg-Gleichrichterschaltung handeln. Die Gleichrichterschaltung 15 kann an die AC-Stromversorgung 2 angeschlossen werden. Die Gleichrichterschaltung 15 wandelt einen Wechselstrom aus der AC-Stromversorgung 2 durch Gleichrichten des Wechselstroms in einen Gleichstrom um.The rectifier circuit 15th may comprise a switching element and an inductor. With the rectifier circuit 15th it can be a three-phase full-wave rectifier circuit or a three-phase one-way rectifier circuit. The rectifier circuit 15th can be connected to the AC power supply 2 be connected. The rectifier circuit 15th converts an alternating current from the AC power supply 2 by rectifying the alternating current into a direct current.

[Konfiguration des Transformators][Configuration of the transformer]

11 ist eine perspektivische Ansicht eines Planartransformators gemäß der zweiten Ausführungsform. 12 ist eine Querschnittsansicht des Planartransformators von der in 11 dargestellten Linie L-L aus. In 12 zeigen die gestrichelten Linien einen magnetischen Fluss in einem geschlossenen magnetischen Kreis, der innerhalb des Kerns 65 gebildet wird. 11 Fig. 13 is a perspective view of a planar transformer according to the second embodiment. 12th FIG. 13 is a cross-sectional view of the planar transformer from the FIG 11 line LL shown. In 12th the dashed lines show a magnetic flux in a closed magnetic circuit that is inside the core 65 is formed.

Der Planartransformator 100 umfasst den Kern 65, die Wicklungen 71, 72, 73 und 74, die Wicklungen 81, 82, 83 und 84 sowie ein Substrat 110, wie in 11 und 12 dargestellt.The planar transformer 100 includes the core 65 who have favourited the windings 71 , 72 , 73 and 74 who have favourited the windings 81 , 82 , 83 and 84 as well as a substrate 110 , as in 11 and 12th shown.

Der Kern 65 kann aus einem magnetischen Element, wie beispielsweise Ferrit, gebildet sein. Der Kern 65 kann durch Kombination eines Paares von E-förmigen Kernen konfiguriert werden, die einen E-förmigen Querschnitt aufweisen, so dass drei Schenkel einander gegenüberliegen. Der Kern 65 umfasst ein Mittelbein 66, Seitenbeine 67-1 und 67-2, eine Oberseite 68 und eine Unterseite 69, wie in 12 dargestellt.The core 65 may be formed from a magnetic element such as ferrite. The core 65 can be configured by combining a pair of E-shaped cores that have an E-shaped cross section so that three legs face each other. The core 65 includes a middle leg 66 , Side legs 67-1 and 67-2 , a top 68 and a bottom 69 , as in 12th shown.

Wie in 11 und 12 dargestellt, ist das Mittelbein 66 in eine Öffnung eingesetzt, die sich in der Mitte der Wicklungen 71 bis 74 befindet, und in eine Öffnung, die sich in der Mitte der Wicklungen 81 bis 84 befindet. Mit anderen Worten, die Wicklungen 71 bis 74 und die Wicklungen 81 bis 84 sind um das Mittelbein 66 gewickelt. Das Mittelbein 66 kann mit einem Spalt 66a versehen sein. Durch das Vorsehen des Spalts 66a am Mittelbein 66 kann die Dichte des magnetischen Flusses im geschlossenen magnetischen Kreis, der im Kern 65 gebildet wird, reduziert werden, und die magnetische Sättigung im Kern 65 kann unterdrückt werden.As in 11 and 12th depicted is the middle leg 66 inserted into an opening that is in the middle of the windings 71 to 74 and into an opening that is in the middle of the windings 81 to 84 is located. In other words, the windings 71 to 74 and the windings 81 to 84 are around the middle leg 66 wrapped. The middle leg 66 can with a crack 66a be provided. By providing the gap 66a on the middle leg 66 can be the density of the magnetic flux in the closed magnetic circuit that is in the core 65 is formed, are reduced, and the magnetic saturation in the core 65 can be suppressed.

Das Seitenbein 67-1 befindet sich auf einer Seite außerhalb des Substrats 110, wie in 11 dargestellt. Das Seitenbein 67-2 befindet sich auf der anderen Seite außerhalb des Substrats 110, wie in 11 dargestellt.The side leg 67-1 is located on one side outside the substrate 110 , as in 11 shown. The side leg 67-2 is on the other side outside of the substrate 110 , as in 11 shown.

Die Oberseite 68 verbindet einen oberen Abschnitt des Mittelbeins 66 und obere Abschnitte der Seitenbeine 67-1 und 67-2, wie in 12 dargestellt. Die Unterseite 69 verbindet einen unteren Abschnitt des Mittelbeins 66 und untere Abschnitte der Seitenbeine 67-1 und 67-2, wie in 12 dargestellt.The top 68 connects an upper section of the middle leg 66 and upper sections of the side legs 67-1 and 67-2 , as in 12th shown. The bottom 69 connects a lower section of the middle leg 66 and lower portions of the side legs 67-1 and 67-2 , as in 12th shown.

Die Wicklungen 71 bis 74 und 81 bis 84 sind Leitermuster, die unter Verwendung eines aus Kupfer oder ähnlichem geformten Leiters gebildet werden. Die Wicklungen 71 bis 74 und 81 bis 84 weisen die entsprechenden Öffnungen an den jeweiligen Zentren auf. Wie oben beschrieben, sind die Wicklungen 71 und 81 im Transformator 61 umfasst. Die Wicklungen 72 und 82 sind im Transformator 62 umfasst. Die Wicklungen 73 und 83 sind in dem Transformator 63 umfasst. Des Weiteren sind die Wicklungen 74 und 84 in dem Transformator 64 umfasst.The windings 71 to 74 and 81 to 84 are conductor patterns formed using a conductor formed from copper or the like. The windings 71 to 74 and 81 to 84 have the corresponding openings at the respective centers. As described above, the windings are 71 and 81 in the transformer 61 includes. The windings 72 and 82 are in the transformer 62 includes. The windings 73 and 83 are in the transformer 63 includes. Furthermore, the windings are 74 and 84 in the transformer 64 includes.

Das Substrat 110 enthält ein isolierendes Material. Das Substrat 110 umfasst die Substrate 111, 112, 113, 114, 115, 116 und 117, wie in 12 dargestellt.The substrate 110 contains an insulating material. The substrate 110 includes the substrates 111 , 112 , 113 , 114 , 115 , 116 and 117 , as in 12th shown.

Die Wicklung 81 ist auf einer Oberseite des Substrats 111 angeordnet. Die Wicklung 71 ist auf einer Unterseite des Substrats 111 angeordnet. Die Wicklung 82 ist auf einer Oberseite des Substrats 112 angeordnet. Die Wicklung 72 ist auf einer Unterseite des Substrats 112 angeordnet. Die Wicklung 83 ist auf einer Oberseite des Substrats 113 angeordnet. Die Wicklung 73 ist auf einer Unterseite des Substrats 113 angeordnet. Die Wicklung 84 ist auf einer Oberseite des Substrats 114 angeordnet. Die Wicklung 74 ist auf einer Unterseite des Substrats 114 angeordnet.The winding 81 is on top of the substrate 111 arranged. The winding 71 is on an underside of the substrate 111 arranged. The winding 82 is on top of the substrate 112 arranged. The winding 72 is on an underside of the substrate 112 arranged. The winding 83 is on top of the substrate 113 arranged. The winding 73 is on an underside of the substrate 113 arranged. The winding 84 is on top of the substrate 114 arranged. The winding 74 is on an underside of the substrate 114 arranged.

Das Substrat 115 ist zwischen der Wicklung 71 und der Wicklung 82 angeordnet. Das Substrat 116 ist zwischen der Wicklung 72 und der Wicklung 83 angeordnet. Das Substrat 117 ist zwischen der Wicklung 73 und der Wicklung 84 angeordnet.The substrate 115 is between the winding 71 and the winding 82 arranged. The substrate 116 is between the winding 72 and the winding 83 arranged. The substrate 117 is between the winding 73 and the winding 84 arranged.

Wie oben beschrieben, können die Transformatoren 61 bis 64 des ersten Wandlers 11, des zweiten Wandlers 12, des dritten Wandlers 13 und des vierten Wandlers 14 so konfiguriert werden, dass sie sich den Kern 65 teilen. Diese Konfiguration ermöglicht ein Downsizing des ersten Wandlers 11, des zweiten Wandlers 12, des dritten Wandlers 13 und des vierten Wandlers 14. Somit kann das Stromversorgungssystem 1 verkleinert werden. Des Weiteren können durch die Verwendung der als Planartransformatoren ausgebildeten Transformatoren 61 bis 64 der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12, der dritte Wandler 13 und der vierte Wandler 14 weiter verkleinert werden.As described above, the transformers can 61 to 64 of the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th be configured so that it becomes the core 65 share. This configuration enables the first converter to be downsized 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th . Thus, the power supply system 1 can be reduced in size. Furthermore, by using the transformers designed as planar transformers 61 to 64 the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th can be further reduced.

[Antriebsfrequenz-Auswahl][Drive frequency selection]

In einem Fall, in dem die Transformatoren 61 bis 64 so konfiguriert sind, dass sie sich den Kern 65 teilen, kann die magnetische Sättigung in dem Kern 65 durch eine geeignete Auswahl der Antriebsfrequenzen des ersten Wandlers 11 und dergleichen unterdrückt werden. Diese Konfiguration wird im Folgenden beschrieben.In a case where the transformers 61 to 64 configured to get to the core 65 can share the magnetic saturation in the core 65 by a suitable selection of the drive frequencies of the first converter 11 and the like can be suppressed. This configuration is described below.

B stellt die Dichte des magnetischen Flusses dar, der in dem in 12 dargestellten Mittelbein 66 erzeugt wird, wenn der in 9 dargestellte Wandler 10 betrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die magnetische Flussdichte B die folgende Gleichung (1) erfüllt, kann die magnetische Sättigung im Kern 65 unterdrückt werden. B < Bmax A > φ / Bmax

Figure DE112019004360T5_0001
In der Gleichung (1) ist Bmax eine Sättigungsmagnetflussdichte des Kerns 65. Bmax ist ein Wert, der den magnetischen Eigenschaften des Kerns 65 entspricht. Das heißt, Bmax ist ein Wert, der einem magnetischen Material entspricht, aus dem der Kern 65 besteht. A stellt eine Querschnittsfläche des in 12 dargestellten Mittelbeins 66 dar. Ein magnetischer Fluss φ ist ein magnetischer Fluss φ, der in dem Mittelbein 66 erzeugt wird, wenn der in 9 dargestellte Wandler 10 angetrieben wird.B represents the density of the magnetic flux flowing in the in 12th depicted middle leg 66 is generated when the in 9 shown converter 10 is operated. At this time, if the magnetic flux density B satisfies the following equation (1), the magnetic saturation in the core may be 65 be suppressed. B. < Bmax A. > φ / Bmax
Figure DE112019004360T5_0001
 In the equation (1), Bmax is a saturation magnetic flux density of the core 65 . Bmax is a value related to the magnetic properties of the core 65 corresponds to. That is, Bmax is a value corresponding to a magnetic material that the core is made of 65 consists. A represents a cross-sectional area of the in 12th depicted midbone 66 A magnetic flux φ is a magnetic flux φ that exists in the midbone 66 is generated when the in 9 shown converter 10 is driven.

Hier wird der magnetische Fluss φ durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) berechnet.
[Formel 1] V = n d ∅ d t

Figure DE112019004360T5_0002

[Formel 2] ∅ = 1 n ∫ Vdt = V n DT = V n × D f
Figure DE112019004360T5_0003
Gleichung (3) In der Gleichung (2) ist V eine an den Kern 65 angelegte Spannung, wenn der in 9 dargestellte Wandler 10 angesteuert wird. N ist die Anzahl der Windungen der in 9 dargestellten Wicklung 80. D ist ein Tastverhältnis der Pulswelle (ein Antriebssignal) zum Ein- oder Ausschalten der in 9 dargestellten Schaltelemente Q1A bis Q4A. D kann in einem bidirektionalen System, wie dem in 9 dargestellten Wandler 10, 0,5 betragen. T ist ein Zyklus einer Pulswelle (ein Antriebssignal) zum Ein- oder Ausschalten der in 9 dargestellten Schaltelemente Q1A bis Q4A. T wird auch als PWM-Zyklus (Pulse Wide Modulation) bezeichnet. F ist die Antriebsfrequenz. Das heißt, T = 1/f ist erfüllt.Here, the magnetic flux φ is calculated by the following equations (2) and (3).
[Formula 1] V = n d ∅ d t
Figure DE112019004360T5_0002
[Formula 2] ∅ = 1 n ∫ Vdt = V n DT = V n × D. f
Figure DE112019004360T5_0003
 Equation (3) In the equation (2), V is one to the core 65 applied voltage when the in 9 shown converter 10 is controlled. N is the number of turns of the in 9 winding shown 80 . D is a duty cycle of the pulse wave (a drive signal) to turn the in on or off 9 switching elements shown Q1A to Q4A . D can be used in a bidirectional system like the one in 9 shown converter 10 , Be 0.5. T is a cycle of a pulse wave (a drive signal) to turn the in on or off 9 switching elements shown Q1A to Q4A . T is also known as the PWM cycle (Pulse Wide Modulation). F is the drive frequency. That is, T = 1 / f is fulfilled.

Aus den obigen Gleichungen (2) und (3) kann die magnetische Flussdichte B in der Gleichung (1) maximal werden, wenn der Wandler 10, der das größte V aufweist, betrieben wird. In der in 1 dargestellten Konfiguration kann V am größten sein, wenn der erste Wandler 11 unter dem ersten Wandler 11, dem zweiten Wandler 12, dem dritten Wandler 13 und dem vierten Wandler 14 betrieben wird.From the above equations (2) and (3), the magnetic flux density B in the equation (1) can become maximum when the transducer 10 , which has the largest V, is operated. In the in 1 configuration shown, V can be greatest when the first converter 11 under the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th is operated.

Somit ist die Antriebsfrequenz des ersten Wandlers 11 höher eingestellt als die Antriebsfrequenzen des zweiten Wandlers 12, des dritten Wandlers 13 und des vierten Wandlers 14. Des Weiteren wird die Antriebsfrequenz des ersten Wandlers 11 so eingestellt, dass sie die Gleichung (1) erfüllt. Mit anderen Worten, die Antriebsfrequenz f des ersten Wandlers 11 wird entsprechend den magnetischen Eigenschaften des Kerns 65 bestimmt. Diese Konfiguration kann die magnetische Sättigung im Kern 65 unterdrücken. Des Weiteren kann durch die Ansteuerung des zweiten Wandlers 12, des dritten Wandlers 13 und des vierten Wandlers 14 mit den jeweiligen Antriebsfrequenzen, die niedriger sind als die Antriebsfrequenz des ersten Wandlers 11, die Leistungsumwandlungseffizienz des zweiten Wandlers 12 und dergleichen verbessert werden.Thus is the drive frequency of the first converter 11 set higher than the drive frequencies of the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th . Furthermore, the drive frequency of the first converter becomes 11 set so as to satisfy the equation (1). In other words, the drive frequency f of the first converter 11 will be according to the magnetic properties of the core 65 certainly. This configuration can reduce the magnetic saturation in the core 65 suppress. Furthermore, by controlling the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th with the respective drive frequencies that are lower than the drive frequency of the first converter 11 , the Power conversion efficiency of the second converter 12th and the like can be improved.

[Betrieb durch Regler][Operation by controller]

In der zweiten Ausführungsform steuert der in 1 dargestellte Regler 41 die Schalter 91A bis 94A und 91B bis 94B so, dass der erste Wandler 11, der zweite Wandler 12, der dritte Wandler 13 und der vierte Wandler 14 nicht gleichzeitig betrieben werden.In the second embodiment, the in 1 shown controller 41 the switches 91A to 94A and 91B to 94B so that the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th cannot be operated at the same time.

Beispielsweise wird angenommen, dass der in 1 dargestellte Regler 41 den ersten Wandler 11 ansteuert, unter dem ersten Wandler 11, dem zweiten Wandler 12, dem dritten Wandler 13 und dem vierten Wandler 14. Das heißt, von dem ersten Wandler 11, dem zweiten Wandler 12, dem dritten Wandler 13 und dem vierten Wandler 14 sind der zweite Wandler 12, der dritte Wandler 13 und der vierte Wandler 14 Wandler, die keine Regelziele des Reglers 41 sind. In diesem Fall regelt der Regler 41 so, dass der zweite Wandler 12, der dritte Wandler 13 und der vierte Wandler 14 nicht angesteuert werden. In diesem Fall gibt der in 1 dargestellte Regler 41 ein Steuersignal an die in 9 dargestellte Antriebsschaltung 50 aus, die im ersten Wandler 11 enthalten ist, so dass die Schalter 91A und 91B eingeschaltet werden. Des Weiteren gibt der Regler 41 ein Steuersignal an die in 9 dargestellte Antriebsschaltung 50 aus, die jeweils den zweiten Wandler 12, den dritten Wandler 13 und den vierten Wandler 14 umfasst, so dass die Schalter 92A bis 94A und 92B bis 94B ausgeschaltet werden. Auf diese Weise ist der Transformator 61 im ersten Wandler 11 mit anderen Komponenten wie dem Glättungskondensator 52A und dergleichen verbunden. Des Weiteren sind die Transformatoren 62 bis 64 im zweiten Wandler 12, dem dritten Wandler 13 und dem vierten Wandler 14 von den anderen Komponenten getrennt. Somit kann ein ungewollter Stromaustritt von den Transformatoren 62 bis 64 im zweiten Wandler 12, dem dritten Wandler 13 und dem vierten Wandler 14, die nicht angesteuert werden, zu anderen Komponenten unterdrückt werden.For example, it is assumed that the in 1 shown controller 41 the first converter 11 drives, under the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th . That is, from the first converter 11 , the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th are the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th Converters that do not have any control targets for the controller 41 are. In this case the controller regulates 41 so that the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th cannot be controlled. In this case, the in 1 shown controller 41 a control signal to the in 9 drive circuit shown 50 off that in the first converter 11 is included so the switch 91A and 91B be switched on. The controller also gives 41 a control signal to the in 9 drive circuit shown 50 off, each of the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th includes so the switch 92A to 94A and 92B to 94B turned off. This is how the transformer is 61 in the first converter 11 with other components like the smoothing capacitor 52A and the like connected. Furthermore are the transformers 62 to 64 in the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th separated from the other components. This can lead to an unwanted leakage of electricity from the transformers 62 to 64 in the second converter 12th , the third converter 13th and the fourth converter 14th that are not controlled are suppressed to other components.

Die Konfiguration, die die Schalter 90A und 90B umfasst, ist nicht auf die in 9 dargestellte Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann die Konfiguration wie in 13 dargestellt verwendet werden.The configuration that the switches 90A and 90B includes is not limited to the in 9 configuration shown is limited. For example, the configuration can be as in 13th can be used.

[Eine andere Schaltungskonfiguration des DC-DC-Wandlers][Another circuit configuration of the DC-DC converter]

13 ist ein Schaltplan eines DC-DC-Wandlers gemäß einem anderen Beispiel der zweiten Ausführungsform. 13 zeigt einen Teil der in 9 dargestellten Konfiguration. Ähnliche Gleichspannungswandler können für den ersten Wandler 11a, den zweiten Wandler 12a, den dritten Wandler 13a und den vierten Wandler 14a verwendet werden. Nachfolgend wird der erste Wandler 11a beispielhaft beschrieben. 13th Fig. 13 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to another example of the second embodiment. 13th shows part of the in 9 configuration shown. Similar DC voltage converters can be used for the first converter 11a , the second converter 12a , the third converter 13a and the fourth converter 14a be used. The following is the first converter 11a described by way of example.

Der erste Wandler 11a umfasst Schalter 121A und 122A zwischen der Wicklung 71 und dem Schaltkreis 51A. Der erste Wandler 11a umfasst Schalter 121B und 122B zwischen der Wicklung 81 und dem Schaltkreis 51B.The first converter 11a includes switches 121A and 122A between the winding 71 and the circuit 51A . The first converter 11a includes switches 121B and 122B between the winding 81 and the circuit 51B .

Die Schalter 121A und 122A können einen Relais-Schaltkreis umfassen. Der Schalter 121A ist zwischen einem Ende der Wicklung 71 und der Source des Schaltelements Q1A und dem Drain des Schaltelements Q2A des in 9 dargestellten Schaltkreises 51A vorgesehen. Der Schalter 122A ist zwischen dem anderen Ende der Wicklung 71 und der Source des Schaltelements Q3A des in 9 dargestellten Schaltkreises 51A und dem Drain des Schaltelements Q4A vorgesehen.The switches 121A and 122A may include a relay circuit. The desk 121A is between one end of the winding 71 and the source of the switching element Q1A and the drain of the switching element Q2A of the in 9 shown circuit 51A intended. The desk 122A is between the other end of the winding 71 and the source of the switching element Q3A of the in 9 shown circuit 51A and the drain of the switching element Q4A intended.

Die Schalter 121A und 122A schalten auf der Grundlage des Steuersignals von dem in 1 dargestellten Regler 41 zwischen Durchlass und Abschaltung.The switches 121A and 122A switch based on the control signal from the in 1 shown controller 41 between passage and disconnection.

Die Schalter 121B und 122B können einen Relaiskreis umfassen. Der Schalter 121B ist zwischen einem Ende der Wicklung 81 und der Source des Schaltelements Q1B des in 9 dargestellten Schaltkreises 51B und dem Drain des Schaltelements Q2B vorgesehen. Der Schalter 122B ist zwischen dem anderen Ende der Wicklung 81 und der Source des Schaltelements Q3B des in 9 dargestellten Schaltkreises 51B und dem Drain des Schaltelements Q4B vorgesehen.The switches 121B and 122B can include a relay circuit. The desk 121B is between one end of the winding 81 and the source of the switching element Q1B of the in 9 shown circuit 51B and the drain of the switching element Q2B intended. The desk 122B is between the other end of the winding 81 and the source of the switching element Q3B of the in 9 shown circuit 51B and the drain of the switching element Q4B intended.

Die Schalter 121B und 122B schalten zwischen Durchlass und Abschaltung, basierend auf dem Steuersignal von dem in 1 dargestellten Regler 41.The switches 121B and 122B switch between pass and shutdown based on the control signal from the in 1 shown controller 41 .

Obwohl die Ausführungsformen anhand der Figuren und der Beispiele beschrieben wurden, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass der Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung leicht Variationen oder Änderungen vornehmen kann. Dementsprechend sind solche Variationen und Änderungen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu umfassen. Beispielsweise können die Funktionen, die jedes der Mittel umfasst, unter Vermeidung einer logischen Inkonsistenz neu angeordnet werden, so dass mehrere Mittel kombiniert werden, oder ein Mittel oder ein Schritt wird unterteilt.Although the embodiments have been described with reference to the figures and the examples, it should be understood that those skilled in the art can easily make variations or changes on the basis of the present disclosure. Accordingly, such variations and changes are to be embraced within the scope of the present disclosure. For example, the functions that each of the means comprises may be rearranged, avoiding logical inconsistency, so that a plurality of means are combined, or a means or a step is divided.

In der zweiten Ausführungsform sind beispielsweise die Transformatoren 61 bis 64 so konfiguriert, dass sie sich den Kern 65 teilen, wie in 11 und 12 dargestellt. In einem Fall jedoch, in dem das in 1 dargestellte Stromversorgungssystem 1 den vierten Wandler 14 nicht umfasst, können die Transformatoren 61 bis 63 so konfiguriert sein, dass sie sich den Kern 65 teilen.In the second embodiment, for example, are the transformers 61 to 64 configured so that it becomes the core 65 share as in 11 and 12th shown. However, in a case where the in 1 illustrated power supply system 1 the fourth converter 14th does not include the transformers 61 to 63 be configured to get to the core 65 share.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
StromversorgungssystemPower system
22
AC-StromversorgungAC power supply
1010
WandlerConverter
11, 11a11, 11a
erster Wandlerfirst converter
12, 12a12, 12a
zweiter Wandlersecond converter
13, 13a13, 13a
dritter Wandlerthird converter
14, 14a14, 14a
vierter Wandlerfourth converter
1515th
GleichrichterschaltungRectifier circuit
20A, 20B20A, 20B
Batteriebattery
2121
erste Batteriefirst battery
2222nd
zweite Batteriesecond battery
2323
dritte Batteriethird battery
3131
Motor (Last)Motor (load)
3232
Hilfsvorrichtung (Last)Auxiliary device (load)
3333
ECU (Last)ECU (load)
4040
SpeicherStorage
4141
ReglerRegulator
5050
AntriebsschaltungDrive circuit
51A, 51B51A, 51B
SchaltkreisCircuit
52A, 52B52A, 52B
GlättungskondensatorSmoothing capacitor
60, 61 bis 6460, 61 to 64
Transformatortransformer
6565
Kerncore
6666
MittelbeinMiddle leg
66a66a
Spaltgap
67-1, 67-267-1, 67-2
SeitenbeinLateral leg
6868
OberseiteTop
6969
Unterseitebottom
70 bis 74, 80 bis 8470 to 74, 80 to 84
WicklungWinding
90A bis 94A, 90B bis 94B90A to 94A, 90B to 94B
Schaltercounter
100100
Planar-TransformatorPlanar transformer
110 bis 117110 to 117
SubstratSubstrate
121A, 121B, 122A, 122B121A, 121B, 122A, 122B
Schaltercounter
P1 bis P10P1 to P10
Pfadpath
Q1A bis Q4A, Q1B bis Q4BQ1A to Q4A, Q1B to Q4B
SchaltelementSwitching element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 2018160821 [0001]JP 2018160821 [0001]

Claims (13)

Stromversorgungssystem, umfassend: eine Vielzahl von Wandlern, die in einer Schleife miteinander verbunden sind und eine bidirektionale Leistungsumwandlung durchführen können; eine Vielzahl von Batterien, die zwischen Wandlern vorgesehen sind, die in der Vielzahl von Wandlern einander benachbart sind; und einen Regler, der in der Lage ist, die Vielzahl von Wandlern zu steuern.Power supply system, comprising: a plurality of converters connected in a loop and capable of bi-directional power conversion; a plurality of batteries provided between converters that are adjacent to each other in the plurality of converters; and a regulator capable of controlling the plurality of transducers. Stromversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Batterien umfasst: eine erste Batterie; eine zweite Batterie mit einer Nennspannung, die niedriger ist als eine Nennspannung der ersten Batterie; und eine dritte Batterie mit einer Nennspannung, die niedriger ist als die Nennspannung der zweiten Batterie, und die Vielzahl von Wandlern umfasst: einen ersten Wandler, der eine bidirektionale Leistungsumwandlung zwischen der ersten Batterie und der zweiten Batterie durchführen kann; einen zweiten Wandler, der eine bidirektionale Leistungsumwandlung zwischen der zweiten Batterie und der dritten Batterie durchführen kann; und einen dritten Wandler, der eine bidirektionale Leistungsumwandlung zwischen der dritten Batterie und der ersten Batterie durchführen kann.Power system according to Claim 1 wherein the plurality of batteries comprises: a first battery; a second battery having a rated voltage that is lower than a rated voltage of the first battery; and a third battery having a rated voltage lower than the rated voltage of the second battery, and the plurality of converters includes: a first converter capable of bi-directional power conversion between the first battery and the second battery; a second converter capable of bi-directional power conversion between the second battery and the third battery; and a third converter that can perform bidirectional power conversion between the third battery and the first battery. Stromversorgungssystem nach Anspruch 2, wobei der Regler so konfiguriert ist, dass er den ersten Wandler und den dritten Wandler so steuert, dass die in der ersten Batterie geladene elektrische Leistung der zweiten Batterie und der dritten Batterie zugeführt wird.Power system according to Claim 2 wherein the controller is configured to control the first converter and the third converter so that the electric power charged in the first battery is supplied to the second battery and the third battery. Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei der Regler eine Anomalie der ersten Batterie detektieren kann, und wenn der Regler die Anomalie der ersten Batterie detektiert, der Regler den ersten Wandler so steuert, dass elektrische Leistung, die in der zweiten Batterie geladen ist, einer Last zugeführt wird, die mit der ersten Batterie verbunden ist.Power system according to Claim 3 , wherein the controller can detect an abnormality of the first battery, and when the controller detects the abnormality of the first battery, the controller controls the first converter so that electric power charged in the second battery is supplied to a load that is connected to connected to the first battery. Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei der Regler eine Anomalie der zweiten Batterie erkennen kann, und wenn der Regler die Anomalie der zweiten Batterie erkennt, steuert der Regler den ersten Wandler so, dass in der ersten Batterie geladene elektrische Leistung einer mit der zweiten Batterie verbundenen Last zugeführt wird.Power system according to Claim 3 wherein the controller can detect an abnormality of the second battery, and when the controller detects the abnormality of the second battery, the controller controls the first converter so that electric power charged in the first battery is supplied to a load connected to the second battery. Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei der Regler eine Anomalie der dritten Batterie erkennen kann, und wenn der Regler die Anomalie der dritten Batterie erkennt, der Regler den dritten Wandler so steuert, dass die in der ersten Batterie geladene elektrische Leistung einer mit der dritten Batterie verbundenen Last zugeführt wird.Power system according to Claim 3 wherein the controller can detect an abnormality of the third battery, and when the controller detects the abnormality of the third battery, the controller controls the third converter so that the electric power charged in the first battery is supplied to a load connected to the third battery. Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei der Regler eine Anomalie des ersten Wandlers erkennen kann, und wenn der Regler die Anomalie des ersten Wandlers erkennt, der Regler den zweiten Wandler und den dritten Wandler so steuert, dass in der ersten Batterie geladene elektrische Leistung der zweiten Batterie und der dritten Batterie zugeführt wird.Power system according to Claim 3 wherein the controller can detect an abnormality of the first converter, and when the controller detects the abnormality of the first converter, the controller controls the second converter and the third converter so that electric power of the second battery and the third battery charged in the first battery is fed. Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei der Regler eine Anomalie des dritten Wandlers erkennen kann, und wenn der Regler die Anomalie des dritten Wandlers erkennt, steuert der Regler den ersten Wandler und den zweiten Wandler so, dass in der ersten Batterie geladene elektrische Leistung der zweiten Batterie und der dritten Batterie zugeführt wird.Power system according to Claim 3 wherein the controller can detect an abnormality of the third converter, and when the controller detects the abnormality of the third converter, the controller controls the first converter and the second converter so that electric power of the second battery and the third battery charged in the first battery is fed. Stromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei Transformatoren des ersten Wandlers, des zweiten Wandlers und des dritten Wandlers so konfiguriert sind, dass sie sich einen Kern teilen.Power supply system according to one of the Claims 2 to 8th wherein transformers of the first converter, the second converter, and the third converter are configured to share a core. Stromversorgungssystem nach Anspruch 9, wobei die Transformatoren des ersten Wandlers, des zweiten Wandlers und des dritten Wandlers Planartransformatoren sind.Power system according to Claim 9 wherein the transformers of the first converter, the second converter and the third converter are planar transformers. Stromversorgungssystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Antriebsfrequenz des ersten Wandlers höher ist als die Antriebsfrequenzen des zweiten Wandlers und des dritten Wandlers, und die Antriebsfrequenz des ersten Wandlers gemäß den magnetischen Eigenschaften eines Kerns bestimmt wird.Power system according to Claim 9 or 10 , wherein a drive frequency of the first transducer is higher than the drive frequencies of the second transducer and the third transducer, and the drive frequency of the first transducer is determined according to the magnetic properties of a core. Stromversorgungssystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei jeder des ersten Wandlers, des zweiten Wandlers und des dritten Wandlers einen Schalter zum Trennen wenigstens eines entsprechenden Transformators von anderen Elementen umfasst.Power system according to Claim 9 or 10 wherein each of the first converter, the second converter and the third converter comprises a switch for isolating at least one corresponding transformer from other elements. Stromversorgungssystem nach Anspruch 12, wobei der Regler so konfiguriert ist, dass er einen Schalter eines Wandlers, der kein Regelungsziel unter dem ersten Wandler, dem zweiten Wandler und dem dritten Wandler ist, so steuert, dass mindestens ein entsprechender Transformator von den anderen Elementen getrennt wird.Power system according to Claim 12 wherein the controller is configured to control a switch of a converter that is not a control target among the first converter, the second converter, and the third converter so that at least one corresponding transformer is disconnected from the other elements.
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