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公開番号2025109504
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003436
出願日2024-01-12
発明の名称電力システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人小笠原特許事務所
主分類H02J 9/06 20060101AFI20250717BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】メイン電源に失陥が生じてバックアップ動作が必要になった場合に、負荷に必要な電力を要求された時間内にバックアップ電源から供給することができる電力システムを提供する。
【解決手段】冗長電源構成が必要な負荷システムに電力を供給する電力システムであって、第1経路を介して負荷システムに電力を供給するメイン電源と、メイン電源による電力供給をバックアップするためのバックアップ電源と、メイン電源およびバックアップ電源に接続され、いずれか一方の電源の電力を第1経路とは異なる第2経路を介して負荷システムに供給する切り替えユニットと、を備え、切り替えユニットは、メイン電源およびバックアップ電源のうち出力電圧が高い方の電源の電力を、第2経路を介して負荷システムに供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冗長電源構成が必要な負荷システムに電力を供給する電力システムであって、
第１経路を介して前記負荷システムに電力を供給するメイン電源と、
前記メイン電源による電力供給をバックアップするためのバックアップ電源と、
前記メイン電源および前記バックアップ電源に接続され、いずれか一方の電源の電力を前記第１経路とは異なる第２経路を介して前記負荷システムに供給する切り替えユニットと、を備え、
前記切り替えユニットは、前記メイン電源および前記バックアップ電源のうち出力電圧が高い方の電源の電力を、前記第２経路を介して前記負荷システムに供給する、電力システム。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記第１経路と前記バックアップ電源との電気的な導通／遮断の状態を制御するスイッチをさらに備え、
前記スイッチは、前記メイン電源の電力で前記バックアップ電源を充電する場合および前記メイン電源が失陥した場合に、前記第１経路と前記バックアップ電源とを導通状態に制御する、請求項１に記載の電力システム。
【請求項３】
前記バックアップ電源は、電力を蓄積する蓄電部と前記蓄電部の充放電状態を制御するＤＣＤＣコンバータとを含み、
前記ＤＣＤＣコンバータは、前記蓄電部にバックアップ可能な電力が蓄積されている場合、前記蓄電部を放電状態に制御して前記切り替えユニットに電力を出力する、請求項１または２に記載の電力システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両などに搭載される冗長的な電源構成を必要とする負荷システムに電力を供給する電力システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、車載用のバックアップ制御装置が開示されている。このバックアップ制御装置では、メイン電源が正常であるときにはバックアップ電源の電力が消費されないように制御し、メイン電源が異常であるときにはバックアップ電源の電力を負荷に迅速に供給する制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０９３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたバックアップ制御装置では、いつでもバックアップ動作ができる状態でバックアップ電源を待機させている期間は、バックアップ電源が充電状態で制御されている。このため、メイン電源に失陥が生じてバックアップ動作を実際に行うときに、バックアップ電源を充電制御状態から放電制御状態に切り替えるまでに時間が掛かり、バックアップ電源から負荷に対して必要な電力を要求された時間内に供給できないおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、メイン電源に失陥が生じてバックアップ動作が必要になった場合に、負荷に必要な電力を要求された時間内にバックアップ電源から供給することができる、電力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、冗長電源構成が必要な負荷システムに電力を供給する電力システムであって、第１経路を介して負荷システムに電力を供給するメイン電源と、メイン電源による電力供給をバックアップするためのバックアップ電源と、メイン電源およびバックアップ電源に接続され、いずれか一方の電源の電力を第１経路とは異なる第２経路を介して負荷システムに供給する切り替えユニットと、を備え、切り替えユニットは、メイン電源およびバックアップ電源のうち出力電圧が高い方の電源の電力を、第２経路を介して負荷システムに供給する、電力システムである。
【発明の効果】
【０００７】
上記本開示の電力システムによれば、メイン電源に失陥が生じて出力電圧が低下する（または無くなる）と、切り替えユニットによって出力電圧が高いバックアップ電源の電力を負荷システムに迅速に供給する。これにより、メイン電源の失陥時に、バックアップ電源から負荷に対して、必要な電力を要求された時間内に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る電力システムおよび負荷システムの概略構成図
電力システムがバックアップスタンバイ状態である場合の回路状態を示す図
電力システムがバックアップ作動状態である場合の回路状態を示す図
電力システムがバックアップ容量確保状態である場合の回路状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の電力システムは、メイン電源をパススルーする経路とバックアップ電源から電力供給をする経路とを、分離して扱えるスイッチを設ける。また、放電状態にあるバックアップ電源の電力を、メイン電源の正常時には消費させずかつメイン電源の失陥時にはバックアップ給電で消費させる、切り替えユニットを設ける。これにより、メイン電源の失陥時におけるバックアップ電源を用いたバックアップ給電を好適に実行する。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
＜実施形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施形態に係る電力システム１００およびこの電力システム１００から電力の供給を受ける負荷システム２００の概略構成を示すブロック図である。この電力システム１００および負荷システム２００は、車両などに搭載される。
（【００１１】以降は省略されています）

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