本发明涉及车辆电源系统。
背景技术：
以往，作为车辆电源系统，例如在专利文献1中记载了一种车辆用电源系统，其具备：电源，其具有主电池以及副电池并且向负载部供给电力；以及继电器单元，其将向负载部供给电力的电源切换为主电池或者副电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-7993号公报
技术实现要素：
发明欲解决的技术问题
然而，上述专利文献1所记载的车辆用电源系统期望例如在车辆的行驶中电源发生了异常的情况下，能够继续向重要负载部供给电力。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使在发生了异常的情况下也能够向负载部恰当地供给电力的车辆电源系统。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述问题，实现目的，本发明涉及的车辆电源系统的特征在于，包括：主电源装置，所述主电源装置被搭载于车辆，并向第1负载部和第2负载部供给电力；以及备用电源装置，所述备用电源装置被搭载于所述车辆，在所述主电源装置异常时不向所述第1负载部供给电力且向所述第2负载部供给电力，所述主电源装置被构成为包括：第1dc/dc转换器，所述第1dc/dc转换器将对从电力供给部供给的直流电力的电压进行变压后的直流电力向所述第1负载部和所述第2负载部供给；以及第1电池，所述第1电池对由所述第1dc/dc转换器变压后的直流电力进行蓄积，并将该直流电力向所述第1负载部和所述第2负载部供给，所述备用电源装置被构成为包括：第2dc/dc转换器，所述第2dc/dc转换器对由所述第1dc/dc转换器输出的直流电力的电压进行变压；第2电池，所述第2电池对由所述第2dc/dc转换器变压后的直流电力进行蓄积，并将该直流电力向所述第2负载部供给；第1切换机构和第2切换机构，所述第1切换机构和所述第2切换机构将电流接通或切断；第1连接线；第2连接线；第3连接线；以及第4连接线，所述第1连接线将所述第1dc/dc转换器和所述第2dc/dc转换器连接，所述第2连接线将所述第2dc/dc转换器与所述第2电池连接，所述第3连接线将所述第1连接线上的第1连接点与所述第2负载部连接，所述第4负载部将所述第2连接线上的第2连接点与所述第3连接线上的第3连接点连接，所述第2切换机构被设置于所述第4连接线中的所述第2连接点与所述第3连接点之间，使所述第2连接点与所述第3连接点之间流动的电流接通或切断，所述第1切换机构被构成为包括：第1双向开关单元，所述第1双向开关单元具有第1半导体开关和第2半导体开关，且以所述第1半导体开关的寄生二极管的正向与所述第2半导体开关的寄生二极管的正向彼此反向地配置的状态连接；第2双向开关单元，所述第2双向开关单元具有第3半导体开关以及第4半导体开关，且以所述第3半导体开关的寄生二极管的正向与所述第4半导体开关的寄生二极管的正向彼此反向地配置的状态连接；以及单向开关单元，所述单向开关单元具有第5半导体开关，所述第1双向开关单元被设置于所述第1连接线中的所述第1dc/dc转换器和所述第1连接点之间，使在所述第1dc/dc转换器与所述第1连接点之间流动的电流接通或切断，所述第2双向开关单元被设置于所述第3连接线中的所述第1连接点和所述第3连接点之间，使在所述第1连接点和所述第3连接点之间流动的电流接通或切断，所述单向开关单元被设置于所述第1连接线中的所述第1连接点和所述第2dc/dc转换器之间，且使从所述第1连接点流向所述第2dc/dc转换器的电流接通或切断。
在上述车辆电源系统中，优选为，所述备用电源装置被构成为还包含对所述第1切换机构以及所述第2切换机构进行控制的控制部，所述第1切换机构以及所述第2切换机构通过闭合而使电流接通，且通过断开而使电流切断，所述控制部在所述主电源装置异常且所述备用电源装置正常的情况下，在所述第1切换机构中，使所述第1半导体开关、所述第2半导体开关、所述第3半导体开关、所述第4半导体开关以及所述第5半导体开关全部截止，且使所述第2切换机构闭合，从而使得在将所述主电源装置和所述备用电源装置的电连接切断的状态下能够从所述第2电池向所述第2负载部供给电力。
在上述车辆电源系统中，优选为，所述备用电源装置被构成为还包含对所述第1切换机构以及所述第2切换机构进行控制的控制部，所述第1切换机构以及所述第2切换机构通过闭合而使电流接通，且通过断开而使电流切断，所述控制部在所述主电源装置正常且所述备用电源装置异常的情况下，在所述第1切换机构中，使所述第1半导体开关、所述第2半导体开关、所述第3半导体开关、所述第4半导体开关以及所述第5半导体开关全部截止，且使所述第2切换机构断开，从而使得在将所述主电源装置和所述备用电源装置的电连接切断的状态下不能从所述第2电池向所述第2负载部供给电力。
发明效果
本发明涉及的车辆电源系统由于备用电源装置被构成为包括第2dc/dc转换器、第1切换机构以及第2切换机构，从而能够在发生了异常的情况下将主电源装置与备用电源装置之间的电连接切断，其结果，即使在发生了异常的情况下，也能够恰当地向负载部供给电力。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的车辆电源系统的结构例的框图。
图2是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第1工作例的框图。
图3是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第2工作例的框图。
图4是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第3工作例的框图。
图5是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第4工作例的框图。
图6是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第5工作例的框图。
图7是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第6工作例的框图。
图8是表示实施方式涉及的车辆电源系统的第7工作例的框图。
符号说明
1车辆电源系统
10主电源装置
11高压dc/dc转换器(第1dc/dc转换器)
12主电池(第1电池)
20备用电源装置
22低压dc/dc转换器(第2dc/dc转换器)
23备用电池(第2电池)
27备用控制部(控制部)
ld1负载部(第1负载部)
ld2负载部(第2负载部)
sw1切换机构(第1切换机构)
sw2切换机构(第2切换机构)
l1连接线(第1连接线)
l2连接线(第2连接线)
l3连接线(第3连接线)
l4连接线(第4连接线)
ut1双向开关单元(第1双向开关单元)
ut2双向开关单元(第2双向开关单元)
ut3单向开关单元
q1fet(第1半导体开关)
q2fet(第2半导体开关)
q3fet(第3半导体开关)
q4fet(第4半导体开关)
q5fet(第5半导体开关)
p1连接点(第1连接点)
p2连接点(第2连接点)
p3连接点(第3连接点)
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下的实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素。而且，以下所记载的结构能够适当组合。另外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
[实施方式]
参照附图对实施方式涉及的车辆电源系统1进行说明。图1是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的结构例的框图。
车辆电源系统1搭载于电动车辆等，向作为第1负载部的负载部ld1及作为第2负载部的负载部ld2供给直流电力(也简称为“电力”)。在此，负载部ld1例如构成为包括空调、音频等一般负载部以及转向装置、制动装置、传感器等重要负载部。负载部ld2例如构成为包括转向装置、制动装置、传感器等重要负载部。一般负载部是为了使车辆的乘员在车室内舒适地度过而需要的负载部。重要负载部是使车辆行驶至安全的场所时所需的负载部。如图1所示，车辆电源系统1具备主电源装置10和备用电源装置20，主电源装置10和备用电源装置20分别单独构成，构成为能够向主电源装置10追加(附加；addon)备用电源装置20。
主电源装置10向负载部ld1及负载部ld2供给电力。主电源装置10具有作为第1dc/dc转换器的高压dc/dc转换器11、作为第1电池的主电池12、主存储部13和主控制部14。
高压dc/dc转换器11对直流电压进行变压。高压dc/dc转换器11例如与从外部供给直流电力的电力供给部(例如发电机)pw连接，对从该电力供给部pw输出的直流电力的电压(例如几百v、48v)进行降压。高压dc/dc转换器11例如降压为12v的电压。高压dc/dc转换器11与主电池12连接，将降压后的直流电力输出到主电池12。另外，高压dc/dc转换器11与负载部ld1连接，且经由备用电源装置20与负载部ld2连接。高压dc/dc转换器11将电力供给至负载部ld1，且经由备用电源装置20将电力供给至负载部ld2。
主电池12是对电力进行蓄电的蓄电池，例如是铅蓄电池。主电池12与高压dc/dc转换器11连接，对由该高压dc/dc转换器11降压后的直流电力进行蓄电。另外，主电池12与负载部ld1连接，且经由备用电源装置20与负载部ld2连接。主电池12向负载部ld1供给电力，且经由备用电源装置20向负载部ld2供给电力。
主存储部13是存储信息的非易失性存储器。主存储部13存储用于使主控制部14工作的第1控制程序等。
主控制部14控制高压dc/dc转换器11。主控制部14构成为包含以公知的微型计算机为主体的电子电路，该微型计算机包含cpu以及接口。主控制部14与主存储部13连接，读取在该主存储部13中存储的第1控制程序。并且，主控制部14通过读取到的第1控制程序进行工作。主控制部14例如基于第1控制程序，来监视高压dc/dc转换器11的控制和主电池12的蓄电状态。
备用电源装置20在主电源装置10接地等异常时，代替该主电源装置10向负载部ld2供给电力。此外，不论主电源装置10的状态(正常/异常)如何，备用电源装置20都不向负载部ld1供给电力。备用电源装置20例如经由连接器(省略图示)而与主电源装置10以及负载部ld2连接。备用电源装置20具有作为第1连接线的连接线l1、作为第2连接线的连接线l2、作为第3连接线的连接线l3、作为第4连接线的连接线l4、壳体21、低压dc/dc转换器22、作为第2电池的备用电池23、切换机构sw1、切换机构sw2、sw3、放电电路25、备用存储部26和备用控制部27。
连接线l1是导电性的电线等，将高压dc/dc转换器11和低压dc/dc转换器22连接。连接线l2是导电性的电线等，将低压dc/dc转换器22和备用电池23连接。连接线l3是导电性的电线等，将连接线l1上的连接点p1和负载部ld2连接。即，连接线l3在连接点p1从连接线l1分支，连接点p1相反侧的端部与负载部ld2连接。连接线l4是导电性的电线等，将连接线l2上的连接点p2和连接线l3上的连接点p3连接。即，连接线l4在连接点p2从连接线l2分支，连接点p2相反侧的端部与连接点p3连接。
壳体21容纳各种电子部件。壳体21形成为具有散热功能的箱状。壳体21与主电源装置10分体地构成。壳体21在其内部空间部容纳低压dc/dc转换器22、备用电池23、切换机构sw1、切换机构sw2、sw3、放电电路25、备用存储部26以及备用控制部27。另外，壳体21也可以不将备用电池23收容于内部空间部而是将该备用电池23外置。
低压dc/dc转换器22对直流电压进行变压。低压dc/dc转换器22经由连接线l1而与高压dc/dc转换器11连接。在需要对备用电池23进行充电的情况下，低压dc/dc转换器22接受由高压dc/dc转换器11从高压变压为低压并输出的直流电力，并将该电压升压至备用电池23的端子电压以上。低压dc/dc转换器22经由连接线l2而与备用电池23连接，并将升压后的直流电力输出到备用电池23。如上所述，低压dc/dc转换器22是对从高压dc/dc转换器11供给的直流电力的电压进行转换并向备用电池23输出的单向的转换器。即，低压dc/dc转换器22不是双向的转换器，不会对从备用电池23供给的直流电力进行转换而向负载部ld2等输出。
备用电池23是蓄积电力的电池，例如是锂离子电池。备用电池23经由连接线l2而与低压dc/dc转换器22连接，对由该低压dc/dc转换器22升压后的直流电力进行蓄积。备用电池23经由连接线l4而与负载部ld2连接，将已蓄积的直流电力向负载部ld2供给。
切换机构sw1通过闭合而使电流接通，通过断开而切断电流。切换机构sw1构成为包括双向开关单元ut1、双向开关单元ut2、单向开关单元ut3。
双向开关单元ut1对双向流动的电流进行接通或切断，具有fet(field-effecttransistor：场效应晶体管)q1和fetq2。fetq1、q2例如是n沟道型的mos(metal-oxide-semiconductor：金属氧化物半导体)fet。双向开关单元ut1以fetq1的寄生二极管的正向与fetq2的寄生二极管的正向彼此反向配置的状态连接。即，双向开关单元ut1中，连接有fetq1的源极端子以及fetq2的源极端子。双向开关单元ut1设置于连接线l1中的高压dc/dc转换器11与连接点p1之间，fetq1的漏极端子与高压dc/dc转换器11连接，fetq2的漏极端子与连接点p1连接。双向开关单元ut1根据从备用控制部27输出的切换信号而使fetq1、q2导通，从而将在高压dc/dc转换器11与连接点p1之间流动的电流接通，通过使fetq1、q2截止而将在高压dc/dc转换器11与连接点p1之间流动的电流切断。
双向开关单元ut2对双向流动的电流进行接通或切断，具有fetq3和fetq4。fetq3、q4例如是n沟道型的mosfet。双向开关单元ut2以fetq3的寄生二极管的正向与fetq4的寄生二极管的正向彼此反向配置的状态连接。即，双向开关单元ut2中，fetq3的源极端子与fetq4的源极端子连接。双向开关单元ut2设置于连接线l3中的连接点p1与连接点p3之间，fetq3的漏极端子与连接点p1连接，fetq4的漏极端子与连接点p3连接。双向开关单元ut2根据从备用控制部27输出的切换信号而使fetq3、q4导通，从而对在连接点p1与连接点p3之间流动的电流进行接通，通过使fetq3、q4截止，从而将在连接点p1与连接点p3之间流动的电流切断。
单向开关单元ut3对向单向流动的电流进行接通或切断，具有fetq5。fetq5例如是n沟道型的mosfet。fetq5设置于连接线l1中的连接点p1与低压dc/dc转换器22之间，源极端子与低压dc/dc转换器22连接，漏极端子与连接点p1连接。fetq5根据从备用控制部27输出的切换信号而进行导通，从而对从连接点p1流向低压dc/dc转换器22的电流进行接通，fetq5根据从备用控制部27输出的切换信号而进行截止，从而将从连接点p1流向低压dc/dc转换器22的电流切断。
切换机构sw2通过闭合而使电流接通，通过断开而切断电流。切换机构sw2设置于连接线l4中的连接点p2与连接点p3之间，对在连接点p2与连接点p3之间流动的电流进行接通或切断。切换机构sw2例如根据从备用控制部27输出的切换信号而闭合，从而对在备用电池23与负载部ld2之间流动的电流进行接通，通过断开从而将在备用电池23与负载部ld2之间流动的电流切断。
切换机构sw3通过闭合而使电流接通，通过断开而切断电流。切换机构sw3设置于将连接点p2和放电电路25连接的连接线l5，对在备用电池23与放电电路25之间流动的电流进行接通或切断。切换机构sw3例如根据从备用控制部27输出的切换信号而闭合，从而对在备用电池23与放电电路25之间流动的电流进行接通，通过断开从而将在备用电池23与放电电路25之间流动的电流切断。
放电电路25对备用电池23的电力进行放电。放电电路25经由切换机构sw3而与备用电池23连接。放电电路25构成为包括未图示的电阻器、电流传感器以及电压传感器。电阻器在切换机构sw3闭合的状态下，作为电阻而对从备用电池23流动的电流发挥功能。电流传感器在切换机构sw3闭合的状态下，检测从备用电池23流出的电流。电流传感器与备用控制部27连接，将检测出的电流值向备用控制部27输出。电压传感器在切换机构sw3闭合的状态下，检测从备用电池23施加的电压。电压传感器与备用控制部27连接，将检测出的电压值输出到备用控制部27。
备用存储部26是存储信息的非易失性存储器。备用存储部26是与上述主存储部13不同的存储部，存储有用于使备用控制部27工作的第2控制程序。第2控制程序是与上述第1控制程序不同的程序。即，第2控制程序记载为与第1控制程序不同的源代码。
备用控制部27控制低压dc/dc转换器22、切换机构sw1～sw3。备用控制部27构成为包含以公知的微型计算机为主体的电子电路，该微型计算机包含cpu以及接口。备用控制部27与备用存储部26连接，读取在该备用存储部26中存储的第2控制程序。然后，备用控制部27通过读取到的第2控制程序进行工作。由此，车辆电源系统1中，由于备用控制部27通过与主控制部14不同的第2控制程序进行工作，因此能够不进行主电源装置10的第1控制程序的规格变更而将备用电源装置20追加到车辆。另外，车辆电源系统1在搭载有备用电源装置20的车辆和未搭载备用电源装置20的车辆中，能够使主电源装置10的第1控制程序的规格相同。由此，车辆电源系统1能够容易地追加备用电源装置20，能够提高备用电源装置20的搭载性。备用电源装置20例如根据自动驾驶的等级来决定向车辆的搭载，但现状大多未搭载于车辆，通过本发明，容易向车辆搭载的优点大。
备用控制部27基于第2控制程序，例如来监视备用电池23的蓄电状态，并根据该备用电池23的蓄电状态来控制低压dc/dc转换器22。例如，在备用电池23的蓄电率小于预定的第2基准值的情况下，备用控制部27提高低压dc/dc转换器22的输出电压，对备用电池23进行充电。另一方面，在备用电池23的蓄电率为第2基准值以上的情况下，备用控制部27降低低压dc/dc转换器22的输出电压来维持备用电池23的蓄电率。另外，备用控制部27基于从放电电路25输出的备用电池23的电流值和电压值来判定备用电池23的劣化状态。另外，备用控制部27根据需要而向切换机构sw1、切换机构sw2以及切换机构sw3输出切换信号，来切换这些开关的闭合/断开。
接着，对车辆电源系统1的工作例进行说明。图2是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第1工作例的框图。在图2所示的例子中，示出了主电源装置10和备用电源装置20正常，从高压dc/dc转换器11向负载部ld1、ld2供给电力，并且对主电池12和备用电池23进行充电的例子。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1切换为闭合，并且将切换机构sw2、sw3切换为断开，并驱动低压dc/dc转换器22。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部导通。由此，备用电源装置20能够将从高压dc/dc转换器11供给的电力经由切换机构sw1向负载部ld2输出。另外，备用电源装置20能够将从高压dc/dc转换器11供给的电力经由切换机构sw1向低压dc/dc转换器22输出，将由该低压dc/dc转换器22升压后的电力向备用电池23充电。
图3是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第2工作例的框图。在图3所示的例子中，示出了主电源装置10以及备用电源装置20正常，从高压dc/dc转换器11向负载部ld1、ld2供给电力且判定备用电池23的劣化状态的例子。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1以及切换机构sw3切换为闭合，并且将切换机构sw2切换为断开，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部导通。由此，备用电源装置20能够将从高压dc/dc转换器11供给的电力经由切换机构sw1向负载部ld2输出。另外，由于使低压dc/dc转换器22停止，因此备用电源装置20能够不将从高压dc/dc转换器11供给的电力向备用电池23供给。另外，备用电源装置20能够从备用电池23向放电电路25供给电力。
图4是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第3工作例的框图。在图4所示的例子中，示出了主电源装置10和备用电源装置20正常，从高压dc/dc转换器11向负载部ld1、ld2供给电力，并且对主电池12进行充电的例子。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1切换为闭合，并且将切换机构sw2、sw3切换为断开，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部导通。由此，备用电源装置20能够将从高压dc/dc转换器11供给的电力经由切换机构sw1向负载部ld2输出。另外，由于使低压dc/dc转换器22停止，因此备用电源装置20能够不将从高压dc/dc转换器11供给的电力向备用电池23供给。
图5是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第4工作例的框图。在图5所示的例子中，示出了主电源装置10以及备用电源装置20正常，从主电池12向负载部ld1、ld2供给电力的例子。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1切换为闭合，并且将切换机构sw2、sw3切换为断开，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部导通。由此，备用电源装置20能够将从主电池12供给的电力经由切换机构sw1向负载部ld2输出。另外，由于使低压dc/dc转换器22停止，因此备用电源装置20能够不将从主电池12供给的电力向备用电池23供给。
图6是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第5工作例的框图。在图6所示的例子中，示出了主电源装置10异常且备用电源装置20正常的例子。在该例子中，主电源装置10在负载部ld1的附近产生接地f1。在该情况下，主电源装置10由于成为其输出的电压因接地而下降，因此向备用电源装置20输出表示异常的电压信号。备用控制部27在从主电源装置10输入该电压信号时，将切换机构sw1、切换机构sw3切换为断开，并且将切换机构sw2切换为闭合，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部截止。由此，备用电源装置20能够从备用电池23向负载部ld2供给电力。即，备用电源装置20能够切断与主电源装置10的电连接，因此能够防止从备用电池23供给的电力的电流流向接地f1的部位。此时，即使在fetq2和fetq4中的一方发生无法从导通切换为截止的固定为导通的故障的情况下，备用电源装置20也能够利用fetq2和fetq4中的另一方来防止从备用电池23向负载部ld2供给的电力的电流流向主电源装置10的接地f1的部位。这样，即使在主电源装置10产生接地f1且切换机构sw1发生异常，也就是说发生2个异常，车辆电源系统1也能够从备用电池23向负载部ld2供给电力。
图7是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第6工作例的框图。在图7所示的例子中，示出了主电源装置10正常且备用电源装置20异常的例子。在该例子中，备用电源装置20在负载部ld2的附近产生接地f2。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1、切换机构sw2、sw3切换为断开，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部截止。由此，备用电源装置20能够切断与主电源装置10的电连接，因此能够防止从主电源装置10供给的电力的电流流向接地f2的部位。此时，即使在fetq1和fetq3中的一方发生固定为导通的故障的情况下，备用电源装置20也能够通过fetq1和fetq3中的另一方来防止从高压dc/dc转换器11向负载部ld1供给的电力的电流流向备用电源装置20的接地f2的部位。另外，备用电源装置20能够停止从备用电池23向负载部ld2供给的电力，能够防止电流从备用电池23向接地f2的部位流动。另外，对于备用电源装置20，由于低压dc/dc转换器22为单向的转换器，因此能够防止从备用电池23供给的电力的电流经由低压dc/dc转换器22流向接地f2的部位。这样，即使在备用电源装置20产生接地f2且切换机构sw1产生异常，也就是说产生2个异常，车辆电源系统1也能够从高压dc/dc转换器11向负载部ld1供给电力。
图8是表示实施方式涉及的车辆电源系统1的第7工作例的框图。在图8所示的例子中，示出了主电源装置10正常且备用电源装置20异常的例子。在该例子中，备用电源装置20在低压dc/dc转换器22与切换机构sw1之间产生接地f3。在该情况下，备用控制部27将切换机构sw1、切换机构sw3切换为断开，并且将切换机构sw2切换为闭合，使低压dc/dc转换器22成为停止状态。此时，备用控制部27在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部截止。由此，主电源装置10由于与备用电源装置20的电连接被切断，因此能够从高压dc/dc转换器11向负载部ld1和主电池12供给电力。此时，即使在fetq1和fetq5中的一方发生无法从导通切换为截止的固定为导通的故障的情况下，备用电源装置20也能够通过fetq1和fetq5中的另一方来防止从主电源装置10向负载部ld1等供给的电力的电流流向接地f3的部位。
另外，备用电源装置20能够从备用电池23向负载部ld2供给电力。即，备用电源装置20能够通过切换机构sw1以及低压dc/dc转换器22将接地f3的位置电断开，因此能够防止从备用电池23供给的电力流向接地f3的部位。此时，即使在fetq4和fetq5中的一方发生固定为导通的故障的情况下，备用电源装置20也能够利用fetq4和fetq5中的另一方来防止从备用电池23向负载部ld2供给的电力的电流流向接地f3的部位。这样，即使在备用电源装置20产生接地f3且切换机构sw1产生异常，也就是说产生2个异常，车辆电源系统1也能够从主电源装置10向负载部ld1供给电力，且能够从备用电池23向负载部ld2供给电力。
如上所述，实施方式涉及的车辆电源系统1具备：主电源装置10，其搭载于车辆并向负载部ld1以及负载部ld2供给电力；以及备用电源装置20，其搭载于车辆，并且在主电源装置10异常时不对负载部ld1供给电力且向负载部ld2供给电力。主电源装置10构成为包括高压dc/dc转换器11和主电池12。高压dc/dc转换器11将对从电力供给部pw供给的直流电力的电压进行变压后的直流电力供给至负载部ld1及负载部ld2。主电池12对由高压dc/dc转换器11变压后的直流电力进行蓄电，并将该直流电力供给到负载部ld1和负载部ld2。
备用电源装置20被构成为包括低压dc/dc转换器22、备用电池23、切换机构sw1、切换机构sw2、连接线l1、连接线l2、连接线l3以及连接线l4。低压dc/dc转换器22对从高压dc/dc转换器11输出的直流电力的电压进行变压。备用电池23对由低压dc/dc转换器22变压后的直流电力进行蓄积，并将该直流电力供给到负载部ld2。切换机构sw1、sw2对电流进行接通或切断。连接线l1将高压dc/dc转换器11和低压dc/dc转换器22连接。连接线l2将低压dc/dc转换器22和备用电池23连接。连接线l3将连接线l1上的连接点p1和负载部ld2连接。连接线l4将连接线l2上的连接点p2和连接线l3上的连接点p3连接。切换机构sw2设置于连接线l4中的连接点p2与连接点p3之间，对在连接点p2与连接点p3之间流动的电流进行接通或切断。
切换机构sw1构成为包括双向开关单元ut1、双向开关单元ut2以及单向开关单元ut3。双向开关单元ut1具有fetq1以及fetq2，并且以fetq1的寄生二极管的正向与fetq2的寄生二极管的正向相互反向配置的状态连接。双向开关单元ut2具有fetq3和fetq4，并且以fetq3的寄生二极管的正向和fetq4的寄生二极管的正向相互反向配置的状态连接。单向开关单元ut3具有fetq5。
双向开关单元ut1设置于连接线l1中的高压dc/dc转换器11与连接点p1之间，对在高压dc/dc转换器11与连接点p1之间流动的电流进行接通或切断。双向开关单元ut2设置于连接线l3中的连接点p1与连接点p3之间，对在连接点p1与连接点p3之间流动的电流进行接通或切断。单向开关单元ut3设置于连接线l1中的连接点p1与低压dc/dc转换器22之间，对从连接点p1流向低压dc/dc转换器22的电流进行接通或切断。
根据该结构，即使在负载部ld1的附近发生接地f1且fetq2和fetq4中的一方发生了固定为导通的故障的情况下，车辆电源系统1也能够通过fetq2和fetq4中的另一方来防止从备用电池23向负载部ld2供给的电力的电流流向主电源装置10。另外，即使在负载部ld2的附近发生接地f2且fetq1和fetq3中的一方发生了固定为导通的故障的情况下，车辆电源系统1也能够通过fetq1和fetq3中的另一方来防止从主电池12或高压dc/dc转换器11向负载部ld1供给的电力的电流流向备用电源装置20。另外，即使在低压dc/dc转换器22的附近发生接地f3且fetq4和fetq5中的一方发生固定为导通的故障的情况下，车辆电源系统1也能够通过fetq4和fetq5中的另一方来防止从备用电池23向负载部ld2供给的电力的电流流向低压dc/dc转换器22侧。根据以上情况，即使在主电源装置10和备用电源装置20中任一方发生异常且切换机构sw1的一部分发生了故障的情况下，车辆电源系统1也能够恰当地切断主电源装置10与备用电源装置20之间的电连接。其结果，即使在发生了异常的情况下，车辆电源系统1也能够恰当地向负载部ld1或者负载部ld2供给电力。
在上述车辆电源系统1中，备用电源装置20构成为还包括对切换机构sw1以及切换机构sw2进行控制的备用控制部27。切换机构sw1及切换机构sw2通过闭合而使电流接通且通过断开来切断电流。备用控制部27在主电源装置10异常且备用电源装置20正常的情况下，通过在切换机构sw1中将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部截止，并且将切换机构sw2闭合，能够在切断了主电源装置10与备用电源装置20的电连接的状态下从备用电池23向负载部ld2供给电力。根据该结构，车辆电源系统1利用从备用电池23向负载部ld2供给的电力，能够使车辆能够行驶至能够确保安全的场所。
在上述车辆电源系统1中，备用控制部27在主电源装置10正常且备用电源装置20异常的情况下，在切换机构sw1中，将fetq1、fetq2、fetq3、fetq4以及fetq5全部截止，且将切换机构sw2断开，从而在切断了主电源装置10与备用电源装置20的电连接的状态下，无法从备用电池23向负载部ld2供给电力。根据该结构，车辆电源系统1利用从主电源装置10向负载部ld1供给的电力，能够使车辆能够行驶至能够确保安全的场所。
此外，在上述说明中，对fetq1～q5是n沟道型的mosfet的例子进行了说明，但并不限定于此，也可以是p沟道型的mosfet、igbt(insulatedgatebipolartransistor：绝缘栅双极晶体管)等其他的开关元件。
负载部ld1例如可以构成为包括空调、音频等一般负载部以及第1转向装置、第1制动装置、第1传感器等重要负载部，负载部ld2可以构成为包括第2转向装置、第2制动装置、第2传感器等重要负载部。在该情况下，负载部ld1及负载部ld2相互组合而构成作为1个重要负载部的促动器。负载部ld1及负载部ld2例如将第1转向设备及第2转向设备组合而构成1个促动器(转向装置)。该促动器通过使负载部ld1的设备以及负载部ld2的设备工作来进行正常工作。另一方面，促动器通过使负载部ld1的设备不工作且使负载部ld2的设备工作，从而进行与正常工作相比限制了功能的限制工作。另外，负载部ld1也可以不包含重要负载部。
1.一种车辆电源系统，其特征在于，包括：
主电源装置，所述主电源装置被搭载于车辆，并向第1负载部和第2负载部供给电力；以及
备用电源装置，所述备用电源装置被搭载于所述车辆，在所述主电源装置异常时不向所述第1负载部供给电力且向所述第2负载部供给电力，
所述主电源装置被构成为包括：第1dc/dc转换器，所述第1dc/dc转换器将对从电力供给部供给的直流电力的电压进行变压后的直流电力向所述第1负载部和所述第2负载部供给；以及第1电池，所述第1电池对由所述第1dc/dc转换器变压后的直流电力进行蓄积，并将该直流电力向所述第1负载部和所述第2负载部供给，
所述备用电源装置被构成为包括：第2dc/dc转换器，所述第2dc/dc转换器对由所述第1dc/dc转换器输出的直流电力的电压进行变压；第2电池，所述第2电池对由所述第2dc/dc转换器变压后的直流电力进行蓄积，并将该直流电力向所述第2负载部供给；第1切换机构和第2切换机构，所述第1切换机构和所述第2切换机构将电流接通或切断；第1连接线；第2连接线；第3连接线；以及第4连接线，
所述第1连接线将所述第1dc/dc转换器和所述第2dc/dc转换器连接，
所述第2连接线将所述第2dc/dc转换器与所述第2电池连接，
所述第3连接线将所述第1连接线上的第1连接点与所述第2负载部连接，
所述第4负载部将所述第2连接线上的第2连接点与所述第3连接线上的第3连接点连接，
所述第2切换机构被设置于所述第4连接线中的所述第2连接点与所述第3连接点之间，使所述第2连接点与所述第3连接点之间流动的电流接通或切断，
所述第1切换机构被构成为包括：第1双向开关单元，所述第1双向开关单元具有第1半导体开关和第2半导体开关，且以所述第1半导体开关的寄生二极管的正向与所述第2半导体开关的寄生二极管的正向彼此反向地配置的状态连接；第2双向开关单元，所述第2双向开关单元具有第3半导体开关以及第4半导体开关，且以所述第3半导体开关的寄生二极管的正向与所述第4半导体开关的寄生二极管的正向彼此反向地配置的状态连接；以及单向开关单元，所述单向开关单元具有第5半导体开关，
所述第1双向开关单元被设置于所述第1连接线中的所述第1dc/dc转换器和所述第1连接点之间，使在所述第1dc/dc转换器与所述第1连接点之间流动的电流接通或切断，
所述第2双向开关单元被设置于所述第3连接线中的所述第1连接点和所述第3连接点之间，使在所述第1连接点和所述第3连接点之间流动的电流接通或切断，
所述单向开关单元被设置于所述第1连接线中的所述第1连接点和所述第2dc/dc转换器之间，且使从所述第1连接点流向所述第2dc/dc转换器的电流接通或切断。
2.如权利要求1所述的车辆电源系统，其特征在于，
所述备用电源装置被构成为还包含对所述第1切换机构以及所述第2切换机构进行控制的控制部，
所述第1切换机构以及所述第2切换机构通过闭合而使电流接通，且通过断开而使电流切断，
所述控制部在所述主电源装置异常且所述备用电源装置正常的情况下，在所述第1切换机构中，使所述第1半导体开关、所述第2半导体开关、所述第3半导体开关、所述第4半导体开关以及所述第5半导体开关全部截止，且使所述第2切换机构闭合，从而使得在将所述主电源装置和所述备用电源装置的电连接切断的状态下能够从所述第2电池向所述第2负载部供给电力。
3.如权利要求1或2所述的车辆电源系统，其特征在于，
所述备用电源装置被构成为还包含对所述第1切换机构以及所述第2切换机构进行控制的控制部，
所述第1切换机构以及所述第2切换机构通过闭合而使电流接通，且通过断开而使电流切断，
所述控制部在所述主电源装置正常且所述备用电源装置异常的情况下，在所述第1切换机构中，使所述第1半导体开关、所述第2半导体开关、所述第3半导体开关、所述第4半导体开关以及所述第5半导体开关全部截止，且使所述第2切换机构断开，从而使得在将所述主电源装置和所述备用电源装置的电连接切断的状态下不能从所述第2电池向所述第2负载部供给电力。
技术总结