辅助电池充电设备制造技术

本发明专利技术提供了一种辅助电池充电设备，该设备被配置为包括：主电池，被设置有彼此串联连接的多个可充电电池单元；外部发电机；晶体管，被设置在所述外部发电机与辅助电池之间；运算放大器，所述运算放大器具有正输入端子、负输入端子和输出端子，其中，所述多个可充电电池单元中的一个可充电电池单元的输出电压被输入至所述正输入端子，施加到所述晶体管的电压被输入至所述负输入端子，而所述输出端子被连接到所述晶体管的控制输入端子；开关，被设置在所述外部发电机与所述晶体管之间；以及控制电路，用于在对所述辅助电池充电期间，接通所述开关以将来自所述外部发电机的电流经由所述晶体管供给到所述辅助电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种辅助电池充电设备，用于对安装在车辆中的、除了主电池以外的辅助电池进行充电。
技术介绍
图I示出现有的辅助电池充电设备。图I中的辅助电池充电设备40安装在诸如混合动力车辆、电动车辆等的车辆中，并且其包括主电池41以及DC/DC转换器42，DC/DC转换器42减小主电池41的输出电压，以对辅助电池43进行充电。主电池41向电动机/发电机44供电。 辅助电池43是向用于控制电动机/发电机44的驱动的控制电路供电、并向诸如汽车导航系统的电子设备供电的电池，并且其功耗不低。相应地，与辅助电池43的充电相关联的主电池41的功耗增加成为受关注的问题。主电池41被配置成串联连接多个可充电电池单元(rechargeable batterycell)，使得输出电压能够增大；然而，需要尽可能地消除这些可充电电池单元的输出电压之间的变化，以便降低总体劣化。因此，为了尽可能地消除主电池41的可充电电池单元的输出电压之间的变化，图I中的现有的辅助电池充电设备40包括单元监控单元平衡电路(cell monitoringcell-balance circuit) 45,用于对可充电电池单元的输出电压进行均衡；以及EOJ 46,用于控制单元监控单元平衡电路45的操作。作为示例，作为用以对可充电电池单元的输出电压进行均衡的技术(下文中，称为“单元平衡”)，存在如下的所谓有源系统单元平衡其中，通过经由变压器对可充电电池单元放电或充电而对可充电电池单元的输出电压进行均衡(例如参见日本公开专利申请2001-339865)。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种辅助电池充电设备，其能够降低与安装在车辆中的除了主电池以外的辅助电池的充电相关联的主电池的功耗。根据本专利技术的辅助电池充电设备包括主电池，被设置有彼此串联连接的第一可充电电池单兀和第二可充电电池单兀；外部发电机；晶体管，被设置在外部发电机与辅助电池之间；运算放大器，其具有正输入端子、负输入端子和输出端子，其中，第二可充电电池单元的输出电压被输入至正输入端子，施加到晶体管的电压被输入至负输入端子，而输出端子被连接到晶体管的控制输入端子；第一开关，被设置在外部发电机与晶体管之间；以及控制电路，用于在对辅助电池充电期间，接通第一开关以将来自外部发电机的电流经由晶体管供给到辅助电池。结果，不需要利用从主电池供给的电来对辅助电池充电，因此，可以降低与辅助电池的充电相关联的主电池的功耗。辅助电池充电设备还包括变压器，被设置有连接到外部发电机的第一线圈、连接到第一可充电电池单元的第二线圈以及连接到第二可充电电池单元的第三线圈；以及第二开关，被设置在第一线圈与外部发电机之间。控制电路可以被配置为在对第一可充电电池单元的输出电压和第二可充电电池单元的输出电压进行均衡时，接通或断开第二开关以使第一线圈至第三线圈彼此电磁耦合。结果，可利用从外部发电机供给的电来对主电池的可充电电池单元充电，并且可以减小主电池的可充电电池单元的输出电压之间的变化。控制电路可被配置成在不使用主电池时，接通或断开第二开关以对第一可充电电池单元的输出电压和第二可充电电池单元的输出电压进行均衡，接着接通第一开关以对辅助电池充电。 结果，可以在对辅助电池充电时使施加到辅助电池的电压进一步稳定。附图说明图I是示出现有的辅助电池充电设备的图。图2是示出根据本专利技术实施例的辅助电池充电设备的图。图3是示出根据本实施例的单元监控单元平衡电路的示例的图。图4是示意性示出接通或断开每个开关的定时的时序图的示例的图。具体实施例方式图2是示出根据本专利技术实施例的辅助电池充电设备的图。在图2中，类似的部分由用于图I中的现有辅助电池充电设备40的类似附图标记表示。图2中的辅助电池充电设备I包括主电池41，配置有彼此串联连接的多个可充电电池单元；外部发电机2 ;单元监控单元平衡电路3，用于均衡主电池41的可充电电池单元的输出电压；充电电路4，用于通过使用主电池41的一些可充电电池单元的输出电压(或参考电压)、利用从外部发电机2供给的电对辅助电池43 (例如，铅蓄电池等)充电；以及ECU (电子控制单元)5 (或控制电路)，用于控制单元监控单元平衡电路3和充电电路4的操作。根据本实施例的辅助电池充电设备I安装在诸如混合动力车辆、电动车辆、叉式起重车的车辆中。用于对辅助电池43充电的参考电压大致与充满电状态下的辅助电池43的电压一样高(例如，12V)。如上所述，根据本实施例的辅助电池充电设备I利用从外部发电机2供给的电对辅助电池43充电，并且，不同于图I中的现有的辅助电池充电设备40，辅助电池充电设备I不利用从主电池41供给的电来对辅助电池43充电，使得可降低与辅助电池43的充电相关联的主电池41的功耗。另外，根据本实施例的辅助电池充电设备I包括单元监控单元平衡电路3，因而可以减少主电池41的可充电电池单元的输出电压之间的变化。图3是示出单元监控单元平衡电路3的示例和充电电路4的示例的图。在主电池41中，配置有三个单元6 (例如，诸如锂离子可充电电池单元或镍氢可充电电池单元的可充电电池单元)的n个模块7 (即，模块7-1至7-n)彼此串联连接，其中，三个单元6彼此串联连接。形成一个模块7的单元6的数量不限于三。图3中的单元监控单元平衡电路3包括变压器10，设置有连接到外部发电机2的初级线圈8以及各自并联连接到模块7中的一个的n个次级线圈9 ( S卩，次级线圈9-1至9-n);以及开关11 (即，第二开关)，设置在外部发电机2与初级线圈8之间。初级线圈8的匝数与全部次级线圈9的匝数之比为I : I。开关11例如配置有诸如MOSFET的开关元件。通过从E⑶5输出的控制信号SI来接通或断开开关11。控制信号SI的占空比例如为50%。在对模块7-1至7-n的输出电压进行均衡时(即，在单元平衡期间)，接通和断开开关11。结果，交流电流流过初级线圈8,从而将初级线圈8电磁连接到次级线圈9-1至9-n。在这种情况下，例如如果次级线圈9-1的电压高于模块7-1的输出电压，则电流从次级线圈9-1流向模块7-1以对模块7-1充电。然后，当模块7-1至7-n的输出电压被均衡时，例如当模块7-1至7-n的输出电压均变为下限阈值Vmin或更高以及变为上限阈值Vmax或更低时，断开开关11。结果，可均衡模块7-1至7-n的输出电压。 图3中的充电电路4包括运算放大器12、MOSFET 13和开关14( S卩，第一开关)。开关14例如配置有开关元件(诸如，继电器或M0EFET)，并通过从ECU 5输出的控制信号S2而接通或断开。BP, MOSFET 13设置在外部发电机2与辅助电池43之间。开关14设置在外部发电机2与MOSFET 13之间。模块7_n的输出电压被输入至运算放大器12的正输入端子作为参考电压，施加到MOSFET 13的电压被输入到运算放大器12的负输入端子，而运算放大器12的输出端子被连接到MOSFET 13的栅极端子(控制输入端子)。运算放大器12的正端子和负端子的虚短路(imaginary shortcircuit)产生基本上与要施加到MOSFET 13的参考电压(例如，12V) —样高的电压。MOSFET 13的栅极端子已被施加了比施加到MOSFET1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助电池充电设备，包括：主电池，被设置有彼此串联连接的第一可充电电池单元和第二可充电电池单元；外部发电机；晶体管，被设置在所述外部发电机与辅助电池之间；运算放大器，所述运算放大器具有正输入端子、负输入端子和输出端子，其中，所述第二可充电电池单元的输出电压被输入至所述正输入端子，施加到所述晶体管的电压被输入至所述负输入端子，而所述输出端子被连接到所述晶体管的控制输入端子；第一开关，被设置在所述外部发电机与所述晶体管之间；以及控制电路，用于在对所述辅助电池充电期间，接通所述第一开关以将来自所述外部发电机的电流经由所述晶体管供给到所述辅助电池。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仓石守，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：