CN101199094A - 蓄电系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种蓄电系统,能可靠地进行蓄电系统实际应用时重要且必不可少的启动、运转、停止,同时还能适当处理各种异常。在利用DCDC变换器部将来自直流电源的直流功率调整成规定的电压电流,储蓄在蓄电部的蓄电系统中,在DCDC变换器部的直流电源侧(初级侧)配置初级侧电流检测部、初级侧电压检测部、初级侧开关部、以及初级侧滤波器部,而且在DCDC变换器部的蓄电部侧(次级侧)配置次级侧滤波器部、次级侧开关部、次级侧电压检测部、以及次级侧电流检测部,并且利用输入来自外部的运转指令和从初级侧电流检测部、初级侧电压检测部等各部得到的信号的系统控制部,至少进行初级侧开关部、DCDC变换器部、次级侧开关部的通断控制。

Description

蓄电系统
技术领域
本发明涉及储蓄直流功率并使其充放电的蓄电系统,可用于例如电车等。
背景技术
近年,已知通过组合装载在电车上的驱动控制逆变器、设置在地面变电所等的的电源设备等中应用二次电池、双电荷层电容器等蓄电装置的蓄电系统,将车辆制动时产生的剩余再生功率储蓄在蓄电装置,构成车辆加速时或线路电压降低时使用储蓄的功率,从而能有效利用车辆具有的动能(例如参考专利文献1、专利文献2)
专利文献1:特开2003-199354
专利文献2:特开2005-206111
蓄电系统实际使用时,如何构成组成蓄电系统的各部、包括其配置位置,在什么样的条件下使所述各部如何协作并如何工作,系统发生异常时如何检测出异常,如何使各部按检测结果工作,这些是稳定且安全地利用蓄电系统方面重要且必不可少的技术。
然而,蓄电系统的应用开发近年才刚刚开始,专利文献1、专利文献2说明蓄电系统的组成和运作的概况,但未图示启动、运转、停止蓄电系统时的具体运作方法、异常检测方法和检测出异常时的运作方法。
本发明鉴于上述状况,其目的在于提供一种蓄电系统,该蓄电系统能可靠地进行蓄电系统实际应用时重要且必不可少的启动、运转、停止,而且能适当处理各种异常的最适合用于电气铁路系统等。
发明内容
本发明的蓄电系统,利用DCDC变换器部将来自直流电源的直流功率调整成规定的电压电流,储蓄在蓄电部,其中,在所述DCDC变换器部的所述直流电源侧(初级侧)配置检测出主电路的电流的初级侧电流检测部、检测出主电路的电压的初级侧电压检测部、进行主电路的通断的初级侧开关部、以及抑制主电路的高次谐波的初级侧滤波器部,而且在所述DCDC变换器部的所述蓄电部侧(次级侧)配置抑制主电路的高次谐波的次级侧滤波器部、进行主电路的通断的次级侧开关部、检测出主电路的电压的次级侧电压检测部、以及检测出主电路的电流的次级侧电流检测部,并且利用输入来自外部的运转指令和来自所述初级侧电流检测部、初级侧电压检测部、初级侧开关部、初级侧滤波器部、DCDC变换器部、次级侧滤波器部、次级侧开关部、次级侧电压检测部、次级侧电流检测部和蓄电部得到的信号的系统控制部,至少进行所述初级侧开关部、DCDC变换器部、次级侧开关部的通断控制。
根据本发明,能实现具有对电气铁路系统等最佳的系统组成并能可靠地进行启动、运转、停止且同时能适当处理各种异常的蓄电系统。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1的蓄电系统的组成例的图。
图2是示出实施方式1的直流电源1(1)的组成例的图。
图3是示出实施方式1的切断部8的组成例的图。
图4是示出实施方式1的初级电流检测部10的组成例的图。
图5是示出实施方式1的初级电压检测部20的组成例的图。
图6是示出实施方式1的初级侧开关部30(1)的组成例的图。
图7是示出实施方式1~7的开关的组成例的图。
图8是示出实施方式1的初级侧滤波器部40(1)的组成例的图。
图9是示出实施方式1的DCDC变换器50(1)的组成例的图。
图10是示出实施方式1的变换器电路51a的组成例的图。
图11是示出实施方式1的放电电路45(1)的组成例的图。
图12是示出实施方式1的次级侧滤波器部60(1)的组成例的图。
图13是示出实施方式1的次级侧开关部70(1)的组成例的图。
图14是示出实施方式1的次级侧电压检测部80的组成例的图。
图15是示出实施方式1的次级侧电流检测部90的组成例的图。
图16是示出实施方式1的保护装置部100的组成例的图。
图17是示出实施方式1的蓄电部110的组成例的图。
图18是示出实施方式2的蓄电系统的组成例的图。
图19是示出实施方式2的直流电源1(2)的组成例的图。
图20是示出实施方式2的初级侧滤波器部40(2)的组成例的图。
图21是示出实施方式3的蓄电系统的组成例的图。
图22是示出实施方式3的放电电路部45(2)的组成例的图。
图23是示出实施方式4的蓄电系统的组成例的图。
图24是示出实施方式4的初级侧开关部30(2)的组成例的图。
图25是示出实施方式5的蓄电系统的组成例的图。
图26是示出实施方式5的次级侧开关部70(2)的组成例的图。
图27是示出实施方式6的蓄电系统的组成例的图。
图28是示出实施方式6的DCDC变换器50(2)的组成例的图。
图29是示出实施方式6的变换器电路51b的组成例的图。
图30是示出实施方式6的放电电路部45(3)的组成例的图。
图31是示出实施方式6的次级侧滤波器部60(2)的组成例的图。
图32是示出实施方式7的蓄电系统的组成例的图。
标号说明
1是直流电源,1a是直流电压源,1b是架空线,1c是集电装置,1d是开关,1e是电抗器,1f是电容器,1g是逆变器,1h是电动机或负载,1i是轨道,8是切断部,8a是开关,10是初级侧电流检测部,11是检流器,12是检流器,20是初级侧电压检测部,21是电压检测器,30(1)~30(2)是初级侧开关部,31a~31b是开关,32是充电电阻,31a1是主接点,31a2是辅助接点,31a3是闭合线圈,40(1)~40(2)是初级侧滤波器部,41是电抗器,42是电压检测器,43是初级侧电容器,44是噪声滤波器,45(1)~45(3)是放电电路部,46a是初级侧二极管,46b是次级侧二极管,46c、46c1、46c2是放电用元件,46d、46d1、46d2是放电用元件驱动电路,46e、46e1、46e2是放电电阻,50(1)~50(2)是DCDC变换器部,51a、51b是变换器电路,52a、52b是变换器控制部,51a1~51a4是开关元件,51b1~51b2是开关元件,51a5是耦合电抗器,60(1)、60(2)是次级侧滤波器部,61是电抗器,62是电压检测器,63是次级侧电容器,64是噪声滤波器,70(1)~70(2)是次级侧开关部,71a~71c是开关,72是充电电阻,80是次级侧电压检测部,81是电压检测器,90是次级侧电流检测部,91~93是检流器,100是保护装置部,101a、101b是熔丝,102a、102b是辅助接点,110是蓄电部,111是电池,112是蓄电部监视器,200(1)~200(8)是蓄电系统。
具体实施方式
实施方式1
图1是示出本发明实施方式1的蓄电系统的组成例的图。
如图1所示,作为直流电源1(1)连接蓄电系统200(1)的构成,蓄电系统200(1)包含:具有电流切断单元的切断部8、位于切断部8的后级并检测出初级侧主电路的电流的初级侧电流检测部10、位于初级侧电流检测部10的后级并检测出初级侧主电路的电压的初级侧电压检测部20、位于初级侧电压检测部20的后级并使初级侧主电路通断的初级侧开关部30(1)、位于初级侧开关部30(1)的后级并抑制初级侧主电路的高次谐波的初级侧滤波器部40(1)、位于初级侧滤波器部40(1)的后级的DCDC变换器部50(1)、位于DCDC变换器部50的次级侧并抑制次级侧主电路的高次谐波的次级侧滤波器部60(1)、连接初级侧滤波器部40(1)的正侧、负侧和次级侧滤波器部60(1)的正侧的放电电路部45(1)、位于次级侧滤波器部60(1)的后级并使次级侧主电路通断的次级侧开关部70(1)、位于次级侧开关部70(1)的后级并检测出次级侧主电路的电压的次级侧电压检测部80、位于次级侧电压检测部80的后级并检测出次级侧主电路的电流的次级侧电流检测部90、位于次级侧电流检测部90的后级的保护装置部100、位于保护装置部100的后级的蓄电部100以及对它们进行控制的系统控制部120(1)。
系统控制部120(1)构成对切断部8输出接通指令S0,对初级侧开关部30(1)输出接通指令S1~S2,对DCDC变换器部50(1)输出运转指令S3,对放电电路部45(1)输出放电指令S4,对次级侧开关部70(1)输出接通指令S5~S7。
而且,系统控制部120(1)从切断部8输入辅助接点信号F0,从初级侧电流检测部10输入初级侧电流I1、次级侧的差电流I2,从初级侧电压检测部20输入初级侧电压V1,从初级侧开关部30(1)输入辅助接点信号F1、F2,从初级侧滤波器部40(1)输入初级侧电容器电压V2,从DCDC变换器部50(1)输入状态信号F3,从放电电路45(1)输入状态信号F4,从次级侧滤波器部60(1)输入次级侧电容器电压V3,从次级侧电压检测部80输入次级侧电压V4,从次级侧电流检测部90输入次级侧正侧电流I3、次级侧的差电流I4和次级侧负侧电流I5,从保护装置100输入辅助接点信号F8、F9,从蓄电部110输入状态信号F10。
从外部对系统控制部120(1)输入运转指令C1。
所述各部构成从外部供给控制电源(未图示),用于驱动所述初级侧开关部或次级侧开关部内置的开关,或使所述DCDC变换器、所述放电电路工作,或使所述系统控制部或下文说明的变换器部内置的计算机工作等。
图2是示出本发明实施方式1的直流电源1(1)的组成例的图。
如图2所示,直流电源1(1)是由直流电压源1a、架空线1b、集电装置1c、轨道1i组成的电路的集电装置1c与轨道1i之间的电压。
图3是示出本发明实施方式1的切断部8的组成例的图。
如图3所示,由开关8a构成该部。
此开关8a是具有过电流流通时即使没有来自外部的指令也自动切断电路的功能的开关(所谓断路器)。
图4是示出本发明实施方式1的初级侧电流检测部10的组成例的图,包含检测出初级侧电流I1的检流器11、以及检测出正侧与负侧的差电流I2的检流器12。
两个检流器都通过例如将由贯通检流器的电流产生的磁通变换成电流值,检测出电流,但不限于此组成。
检流器12中以电流方向互逆的方向贯通正侧布线和负侧布线电路正常时,正侧电流与负侧电流的关系为大小相同、方向不同,所以正侧电流和负侧电流产生的磁通之和为零,检流器12检测出的电流为零。然而,由于布线绝缘变差而产生漏电时,部分电流流到布线以外的例如金属制的装置壳体,所以成为正侧电流和负侧电流大小不同的状态,贯通检流器12的正侧电流和负侧电流产生的磁通之和不为零,从而检流器12的输出I2不为零。
系统控制部120(1)制构成可通过监视初级侧的差电流I2,检测出该漏电。
产生漏电的状态的原因是布线绝缘变差等,不赶快修复就有可能发展成短路或通地,但通过在产生微小漏电流的阶段检测出该绝缘变差,并输入到系统控制部120(1),并采取下文说明的适当措施,可预先避免短路或通地。
将检流器11、12检测出的初级侧电流I1、初级侧的差电流I2输出到系统控制部120(1)。
此外,将初级侧电流检测部10配置在紧接切断部8的后面(初级侧电流检测部20的前级),从而能检测出从直流电源1(1)看的电路上行方的差电流,能使可检测出直流电源1(1)的电压产生的漏电流的电路范围最大。
图5是示出本发明实施方式1的初级侧电压检测部20的组成例的图。如图5所示,初级侧电压检测部20由检测出正侧与负侧之间的电压的电压检测器构成。将检测出的初级侧电压V1输出到系统控制部120(1)。
图6是示出本发明实施方式1的初级侧开关部30(1)的组成例的图。
如图6所示,初级侧开关部30(1)包含:与正侧串联地配置的开关31a、与开关31a并联地配置的开关31b、以及充电电阻的串联电路。对开关31a、31b分别输入接通信号S1、S2,并从开关31a、31b将辅助接点信号F1、F2(下文说明)输入到系统控制部120(1)。
图7是示出本发明实施方式1的开关8a、31a、31b、71a~71c的组成例的图。随后说明开关71a~71c。
如图7所示,其中包含将使主电路通断的主接点31a1、驱动主接点31a1的闭合线圈31a3、与主接点31a1机械连接并且接通主接点31a1时联动地闭合而该主接点断开时联动地开路的辅助接点31a2。
闭合线圈31a3是根据从系统控制部120(1)输入的接通指令S0~S2、S5~S7进行通断的电磁线圈,利用此线圈驱动力的有无使主接点31a1接通、释放。
将表示辅助接点31a2检测出的主接点31a1的动作的辅助接点信号F0~F2、F5~F7,输出到系统控制部120(1)。
再者,上文的说明中将开关8a、31a、31b、71a~71c取为机械式开关,但只要是能进行电路通断及其动作确认的结构,不限于此,也可为例如半导体式的无接点式开关。
辅助接点31a2构成与接通主接点31a1联动地闭合并与其断开联动地开路,但反之,也可构成与接通主接点31a1联动地开路并与其断开联动地闭合。
这样,将与主接点联动的辅助接点的信号输入到系统控制部120(1),从而能在系统控制部可靠地掌握开关的动作,可建立可靠的启动、运转、停止步骤,还能检测出开关的异常,下文将说明。
图8是示出本发明实施方式1的初级侧滤波器部40(1)的组成例的图。如图8所示,在电抗器41的后级连接电压检测器42,将电压检测器42检测出的初级侧电容器电压V2输出到系统控制部120(1)。
在电压检测器42的后级连接噪声滤波器44,在噪声滤波器44的后级连接初级侧电容器43。
噪声滤波器44对同方向流过正侧的布线和负侧的布线的噪声分量(共模噪声)产生高阻抗,抑制噪声往外部流出;可通过正侧的布线和负侧的布线电流方向互逆地一起贯通例如将铁氧体或非晶体作为材料的环状芯材的中心加以实现。
为了增大阻抗,最好做成的结构使正侧的布线和负侧的布线在芯材中同向反转多次。
此噪声滤波器44最好设置在初级侧电容器43的前级,而且靠近初级侧电容器43。
通过这样设置噪声滤波器44,能获得噪声流出到外部小的蓄电系统。
此外,在初级侧电容器43并联将2个高频特性好的电容器串联而成的电路(未图示),从而即使将串联的中点在壳体上接地,也能抑制共模噪声流出。将此结构与噪声滤波器44一起使用,则能增加进一步抑制共模噪声流出的效果。
此外,将电压检测器42连接在噪声滤波器44的后级时,噪声滤波器44对并联在初级侧电容器43的后级的DCDC变换器部50(1)(后文说明)的共模噪声电流作为阻抗起作用,所以共模噪声电流通过阻抗相对小的电压检测器42流入到系统控制部120(1),从而有时导致系统控制部120(1)误动。将电压检测器42连接在噪声滤波器44的前级,从而DCDC变换器50(1)产生的共模噪声电流通过电压检测器42流入到系统控制部120(1),能避免误动。
图9是示出本发明实施方式1的DCDC变换器部50(1)的组成例的图。
如图9所示,DCDC变换器部50(1)包含变换器电流51a和变换器控制部52a,并且从系统控制部120(1)对变换器控制部51a输入运转指令S3,从变换器控制部12a对系统控制部120(1)输出状态信号F3。
图10是示出变换器电路51a的组成例的图。
如图10所示,其中包含由4个开关元件51a1~51a4、耦合电抗器51a5组成的双向升降压型DCDC变换器电路。该电路可双向控制功率流,与变换器电路的初级侧电压(图中的左侧端子)和次级侧电压(图中的右侧端子)的关系无关。
因而,并将蓄电部110的电压设定得高于直流电源1a的电压,能减小DCDC变换器部50(1)及其后的电路的电流,从而组成部件能小型化,获得小型且重量轻的蓄电系统。
如图9和图10所示,构成从系统控制部120(1)对变换器控制部52a输入包含DCDC变换器的运转、停止和控制模式、初级侧与次级侧之间流通的功率、耦合电抗器电流值ILP(或ILN)、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(I2N)、初级侧电容器电压V2、次级侧电容器电压V3的指令值(目标值)的运转指令S3,并且从变换器控制部52a对系统控制部120(1)输入DCDC变换器50(1)的状态信号F3。
状态信号F3是包含DCDC变换器50(1)的各部电压、电流、温度、开关元件通断状态、故障状态的状态信号。变换器控制部52a根据所述运转指令S3对变换器电路51a的开关元件51a1~51a4进行PWM控制。
图11是示出本发明实施方式1的放电电路部45(1)的组成例的图。如图11所示,构成从初级侧滤波器40(1)的后级正侧引入的布线连接初级侧二极管46a,从次级侧滤波器部60(1)的前级正侧引入的布线连接次级侧二极管46a,使两个二极管的阴极对接,在对接点连接将放电用元件46c、放电电阻46e串联而成的电路的正侧,并将负侧连接到负侧布线。
在放电用元件驱动电路46d中对放电用元件46c进行通断控制。构成从系统控制部120(1)对放电用元件驱动电路46d输入包含放电用元件46c的通断指令的放电指令S4,从放电用元件驱动电路46d对系统控制部120(1)输入包含放电用元件46c的工作状态的状态信号F4。
利用这样使初级侧二极管46a与次级侧二极管46b对接的结构,能使初级侧电容器43和次级侧电容器63的电荷在一个放电用元件46c上进行放电,所以获得小型且重量轻的蓄电系统。
图12是示出本发明实施方式1的次级侧滤波器部60(1)的组成例的图。
如图12所示,在次级侧电容器63的后级,连接噪声滤波器64,并在其后级连接检测出次级侧电容器电压V3的电压检测器62。将电压检测器62检测出的信号V3,输出到系统控制部120。在电压检测器62的后级,连接电抗器61。
噪声滤波器64的组成与上述噪声滤波器44相同,所以割爱。
此噪声滤波器64最好设置在次级侧电容器63的后级,且靠近次级侧电容器63。
又,次级侧电容器63上并联将2个高频特性好的电容器串联而成的电路(未图示),从而即使将串联的中点在壳体上接地,也能抑制共模噪声流出。将此结构与噪声滤波器44一起使用,则能增加进一步抑制共模噪声流出的效果。
设置电抗器61,用于减小所述DCDC变换器部50(1)产生的波纹电流。
再者,将电压检测器62连接在噪声滤波器64的后级时,噪声滤波器64对并联在初级侧电容器63的后级的DCDC变换器部50(1)(后文说明)的共模噪声电流作为阻抗起作用,所以共模噪声电流通过阻抗相对小的电压检测器62流入到系统控制部120(1),从而有时导致系统控制部120(1)误动。将电压检测器62连接在噪声滤波器64的前级,从而DCDC变换器50(1)产生的共模噪声电流通过电压检测器62流入到系统控制部120(1),能避免误动。
图13是示出本发明实施方式1的次级侧开关部70(1)的组成例的图。
如图13所示,初级侧开关部70(1)包含与正侧串联地配置的开关71a、与该开关并联的开关71b和充电电阻72组成的串联电路以及与负侧串联地配置的开关71c。
构成从系统控制部120(1)分别对开关71a~71c输入接通信号S5~S7,并且开关71a~71c将表示其动作的辅助接点信号F5~F7输入到系统控制部120(1)。
开关71a~71c的内部结构与图7所示的相同,所以省略说明。
再者,将开关71a~71c表示为机械式开关,但只要是能进行电路通断及其动作确认的结构,不限于此,也可为例如半导体式的无接点式开关。
图14是示出本发明实施方式1的次级侧电压检测部80的组成例的图。如图14所示,次级侧电压检测部80包含检测出次级侧电压V4的电压检测部81。构成将检测出的信号V4输出到系统控制部120(1)。
图15是示出本发明实施方式1的次级侧电流检测部90的组成例的图。如图15所示,其中包含检测出正侧的次级侧电流I3的电流检测部91、检测出正侧与负侧的差电流I4的检流器92、检测出负侧的次级侧电流I5的检流器93。
任一检流器都通过将例如贯通检流器的电流产生的磁通换算成电流值,进行工作。
检流器92用于检测出电路的绝缘变差等造成的漏电,其详况与上述检流器12相同,所以将说明割爱。
再者,将次级侧电流检测部90配置在保护装置部100的紧前(次级侧电压检测部80的后级),从而能检测出最接近蓄电部110的差电流,可在从蓄电部110看的电路的上行侧检测出差电流,能使可检测出蓄电部110的电压产生的漏电流的电路的范围最大。
检流器91~93检测出的次级侧正侧电流I3、次级侧的差电流I4、次级侧负侧电流I5构成输出到系统控制部120(1)。
再者,通过省略检流器92,仅将检流器91、92的信号I3、I5输入到系统控制部120(1),运算两个信号之差,并对其进行评价,也能得到同样的效果。
图16是示出本发明实施方式1的保护装置部100的组成例的图。
如图16所示,其中包含正侧熔丝101a、负侧熔丝101b,并且具有过电流一流通就使电路开路的功能。分别具有熔丝熔断时使接点闭合从而检测出熔断的辅助接点102a、102b。
构成将表示辅助接点102a、102b的状态的辅助接点信号F8、F9输出到系统控制部120(1)。
再者,也可构成熔丝101a、101b熔断时接点开路,从而检测出熔断。辅助接点即便不是机械接点,也可用电子电路组成的检测电路代替。
也可以是具有过电流流通时即使没有来自外部的指令也自动切断电路的开关(所谓断路器)。
通过除正侧外还在负侧设置熔丝,在例如熔丝101b的前级的负侧布线与蓄电部110内的各电池111的连接点短路等情况下,也能切断电路,从而能获得保护功能进一步良好的蓄电系统。
图17是示出本发明实施方式1的蓄电部110的组成例的图。如图17所示,构成将包含双电荷层电容器或二次电池的电池11串并联多个,并且在蓄电部的端子之间获得需要的电压、电容。
构成利用蓄电部监视器112收集电池111或蓄电部110的各部电压、电流、储蓄功率量、温度、压力等的信息,当作状态信号F10输出到系统控制部120(1)。
接着,说明实施方式1所示的组成的蓄电系统200(1)从启动开始、经过正常运转到停止的运作步骤。
再者,作为本蓄电系统的启动方法,考虑从直流电源1a对初级侧电容器43或次级侧电容器63充电并启动后进行运转的情况(下文将此启动方法记为初级侧启动)和使用蓄电部110存储的能量对初级侧电容器43或次级侧电容器63充电并启动后进行运转的情况(下文将此方法记为次级侧启动)。
下面,首先说明初级侧启动时的运作步骤,其次说明次级侧启动时的运作步骤。
初级侧启动时
(步骤1A-1)
接通系统控制部120(1)的控制电源,并从外部输入包含驱动指令的运转指令C1,则输出开关8a的接通指令S0,对开关8a的线圈31a3进行励磁,从而接通主接点31a1。
接通指令S0导通且开关8a的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F0导通的状态持续某时间的阶段中,系统控制部120(1)识别为能正常接通开关8a。
(步骤2A-1)
系统控制部120(1)识别到开关8a正常接通后,电压检测器21检测出的初级侧电压V1大于等于设定值的状态持续某时间的情况下,输出接通指令S2,对开关31b的线圈31a3进行励磁,从而接通主接点31a1。因而,通过充电电阻对初级电容器43进行充电。
系统控制部120(1)在接通指令S2导通且开关31b的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F2导通的状态持续某时间的阶段中,识别为能正常接通开关31b后,经过一定时间或初级侧电压V1与初级侧电容器电压V2之差小于等于设定值且经过一定时间后,判断为初级侧电容器43的充电完成,并输出接通指令S1。据此,对开关31a的线圈31a3进行励磁,从而接通主接点。
系统控制部120(1)在开关3a的辅助接点21a2可靠地闭合且辅助接点信号F1导通的状态持续某时间的阶段中,识别为能正常接通开关31a。
步骤3A-1)
系统控制部120(1)确认正常接通开关31a时,对变换器控制部52a输出运转指令S3。这时,S3是包含以初始充电模式使DCDC变换器50(1)运转以便对次级侧电容器63进行充电的指令、次级侧电容器电压V3和次级侧电压V4的信号。变换器控制部52a接收此运转指令S3时,控制变换器电路51a,使次级侧电容器电压V3与次级侧电压V4相等,并且从变换器的初级侧往次级侧流通需要的功率,对次级侧电容器63进行充电。
这时,为了急剧充电不破坏次级侧电容器63等,变换器控制部52a构成一面对变换器电路51a进行电流控制,使从初级侧流到次级侧的电流限制为设定的值,一面对次级侧电容器63进行充电。
系统控制部120(1)在次级侧电容器电压V3与次级侧电压V4之差为设定值以内而且经过设定的时间后,判断为次级侧电容器63的充电完成。
(步骤4A-1)
系统控制部120(1)判断为次级侧电容器63的充电正常完成时,使接通开关71a、71c的接通指令S5、S7导通。据此,驱动开关71a、71c各自的闭合线圈31a3,从而接通主接点31a1。由此,与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,对系统控制部120(1)输出表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F5、F7。
系统控制部120(1)在接通指令S5、S7导通且开关71a、71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F5、F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71a、71c的接通正常完成。
再者,开关71a、71c可同时接通,也可依次接通。通过进行依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,而且可做成仅使最后接通的开关为电流可通断的开关。电流可通断的开关一般体积大,但使其使用数量减少,所以获得小型且重量轻的蓄电系统。
(步骤5A-1)
系统控制部120(1)判断为开关71a、71c的接通正常完成时,对变换器控制部52a输出运转指令S3,使耦合电抗器51a的电流ILP(或负侧的ILN)维持零并进行运转。
据此,变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)为零。
也可控制成变换器初级侧电流I1P(或I1N)为零,还可控制成变换器次级侧电流I2P(或I2N)为零,又可控制成检流器11检测出的初级电流I1、检流器91检测出的次级侧正侧电流I3为零。而且,可将检流器91代之以检流器93,并运转成作为检流器93的检测值的次级侧负侧电流I5为零。
系统控制部120(1)在所述控制对象的电流的检测值小于等于设定值的状态持续规定时间的情况下,判断为变换器控制部52a正常。
(步骤6A-1)
系统控制部120(1)判断为变换器控制部52a正常后,对变换器控制部52a输入包含电流指令I*或功率指令P*的运转指令S3。
据此,变换器控制部52a进行控制,使其电流或初级侧与次级侧之间的功率与指令一致。
再者,所述控制对象的电流是耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(或I2N)中的任一个。
可从系统控制部120(1)对变换器控制部52a输入包含电压指令V*的运转指令S3,这时变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3中任一所指示侧的电压与电压指令V*一致。
(步骤7A-1)
系统控制部120(1)从外部输入包含停止指令的运转指令C1时,对变换器控制部52a输入运转指令S3,使变换器的电流慢慢减小为零。
变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使电流慢慢减小,最后为零。
将电流减小到零前的时间可任意设定。
电流小于等于设定值的状态持续某时间,则系统控制部120(1)输入运转指令S3,使DCDC变换器50(1)停止,并且变换器控制部52a使开关元件51a1~51a4阻断,将其输出为状态信号F3。系统控制部120(1)对状态信号F3进行确认,从而确认DCDC变换器50(1)正常停止。
上述控制对象的电流是耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(和I2N)中的任一个。
通过这样将电流减小到零后使开关元件51a1~51a4阻断,能防止初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3急剧形成过压等。
(步骤8A-1)
系统控制部120(1)确认DCDC变换器50(1)正常停止时,使接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,以便使开关8a、31a、31b、71a~71c开路。
系统控制部120(1)确认表示开关8a、31a、31b、71a~71c各自的辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F0~F2、F5~F7,从而确认其可靠阻断,则判断为将开关8a、31a、31b、71a~71c正常开路。
通过这样确认DCDC变换器51(1)停止,使开关8a、31a、31b、71a~71c开路,能以无电流方式将开关8a、31a、31b、71a~71c开路,从而可避免开关8a、31a、31b、71a~71c的主接点电磨损。
(次级侧启动时)
(步骤1B-1)
接通系统控制部120(1)的控制电源并从外部输入包含驱动指令的指令C1时,系统控制部120(1)确认来自蓄电部110的蓄电部监视器112的状态信号F10不发生异常,并在电压检测器81检测出的次级侧电压V4大于等于设定值的状态持续某时间的时间点使开关71b、71c的接通指令S6、S7导通。因而,驱动开关71b、71c各自的闭合线圈31a3,接通主接点31a1。这样,使与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,将表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F6、F7输出到系统控制部120(1)。
系统控制部120(1)在接通指令S6、S7导通且开关71b、71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F6、F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71b、71c的接通正常完成。
再者,开关71b、71c可同时接通,也可依次接通。通过依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,可用抗峰值量小的控制电源,所以能获得小型且重量轻的蓄电系统。
接通开关71b、71c,从而通过充电电阻72对次级侧电容器63进行充电。
系统控制部120(1)识别为开关71b、71c的接通正常完成后并且该状态持续某时间的阶段,或者次级侧电压V4与次级侧电容器电压V3之差小于等于设定值而且经过一定时间后,判断为次级侧电容器63的充电完成,输出接通指令S5。据此,对开关71a的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。
系统控制部120(1)在开关71a的辅助接点31a2可靠地闭合且辅助接点信号F5导通的状态持续某时间的阶段,识别为开关71a能正常接通。
(步骤2B-1)
系统控制部120(1)确认正常接通开关71a时,对变换器控制部52a输出运转指令S3。这时,S3是包含使DCDC变换器50(1)以初始充电模式运转以便对初级侧电容器43进行充电的指令、初级侧电容器电压V2和初级侧电压V1的信号。变换器控制部52a接收该运转指令S3时,使变换器电路51a工作,从次级侧往初级侧流通需要的功率,对初级侧电容器43进行充电。
这时,为了急剧充电不破坏初级侧电容器43等,变换器控制部52a构成一面对变换器电路51a进行电流控制,使从初级侧流到次级侧的电流限制为设定的值,一面对初级侧电容器43进行充电。
变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使初级侧电容器电压V2与初级侧电压V1相等,或使初级侧电容器电压V2等于预定的设定值。
系统控制部120(1)在初级侧电容器电压V2与初级侧电压V1之差为设定值以内而且经过设定的时间后或初级侧电容器电压V2达到预定的设定值时,判断为初级侧电容器43的充电完成。
(步骤3B-1)
系统控制部120(1)判断为初级侧电容器43的充电完成时,使接通开关31a的接通指令S1导通。据此,驱动开关31a,使主接点31a1接通。因而,与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,将表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F1输出到系统控制部120(1)。
系统控制部120(1)在接通指令F1导通且开关31a的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F1导通的状态持续某时间的阶段中,确认开关31a的接通正常完成。
(步骤4B-1)
系统控制部120(1)识别开关31a正常接通后,输出开关8a的接通指令S0,对开关8a的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。在接通指令S0导通且开关8a的辅助接点31a2可靠闭合并形成辅助接点信号F0导通的条件持续某时间的阶段中,系统控制部120(1)识别为开关8a能正常接通。
(步骤5B-1)
系统控制部120(1)判断为开关8a正常接通时,对变换器控制部52a输出运转指令S3,使耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)为零并进行运转。
因而,变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)为零。
也可控制成变换器初级侧电流I1P(或I1N)为零,还可控制成变换器次级侧电流I2P(或I2N)为零,又可控制成检流器11检测出的初级电流I1、检流器91检测出的次级侧正侧电流I3为零。
而且,可将次级侧正侧电流I3代之以作为检流器93的检测值的次级侧负侧电流I5,并使其为零。
系统控制部120(1)在所述控制对象的电流的检测值小于等于设定值的状态持续一定时间的情况下,判断为变换器控制部52a正常。
(步骤6B-1)
系统控制部120(1)判断为变换器控制部52a正常后,对变换器控制部52a输入包含电流指令I*或功率指令P*的运转指令S3。
据此,变换器控制部52a进行控制,使其电流或初级侧与次级侧之间的功率与指令一致。
再者,所述控制对象的电流是耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(或I2N)中的任一个。
可从系统控制部120(1)对变换器控制部52a输入包含电压指令V*的运转指令S3,这时变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3中任一所指示侧的电压与电压指令V*一致。
(步骤7B-1)
系统控制部120(1)从外部输入包含停止指令的运转指令C1时,对变换器控制部52a输入运转指令S3,使变换器的电流慢慢减小为零。
变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使电流慢慢减小,最后为零。将电流减小到零前的时间可任意设定。电流小于等于设定值的状态持续某时间,则系统控制部120(1)输入运转指令S3,使DCDC变换器50(1)停止,并且变换器控制部52a使开关元件51a1~51a4阻断,将其输出为状态信号F3。系统控制部120(1)对状态信号F3进行确认,从而确认DCDC变换器50(1)正常停止。
上述控制对象的电流是耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(和I2N)中的任一个。
通过这样将电流减小到零后使开关元件51a1~51a4阻断,能防止初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3急剧形成过压等。
(步骤8B-1)
系统控制部120(1)确认DCDC变换器50(1)正常停止时,使接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,以便使开关8a、31a、31b、71a~71c开路。
系统控制部120(1)确认表示开关8a、31a、31b、71a~71c各自的辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F0~F2、F5~F7,从而确认其可靠阻断,则判断为将开关8a、31a、31b、71a~71c正常开路。
通过这样确认DCDC变换器51(1)停止,使开关8a、31a、31b、71a~71c开路,能以无电流方式将开关8a、31a、31b、71a~71c开路,从而可避免开关8a、31a、31b、71a~71c的主接点电磨损。
利用上文所示的从启动开始,经过正常运转、到停止的运作步骤,能获得可靠运作的蓄电系统。
再者,可仅用初级侧启动时,不需要次级侧开关部70(1)的开关71b、充电电阻72,可删除。
可仅用次级侧启动时,不需要初级侧开关部30(1)的开关31b、充电电阻32,可删除。
接着,说明实施方式1所示的蓄电系统的详细异常检测方法和检测出异常时的运作。
为了使蓄电系统安全且稳定地运作,需要在蓄电系统的各部发生异常时,根据异常的类型迅速采取适当措施。因此,异常检测方法和根据异常的类型采取什么样的措施很重要,下面进行说明。
(异常检测1-1)差电流异常检测
系统控制部120(1)在作为检流器12、92的输出的的初级侧的差电流I2、次级侧的差电流I4非小于等于设定值的状态持续某时间的情况下,判断为电路中某处产生绝缘变差造成的漏电流加大,使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通信号S0~S2、S5~S7阻断,DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4也阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样进行运作,能检测出漏电流的加大,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
再者,也可构成按多级组成所述设定值,在差电流充分微小时不使蓄电系统停止,而在系统控制部或装置内、工作台等设置的记录装置(未图示)或者指示灯(未图示)等中记录,促使进行检查。
(异常检测2-1)开关异常检测
系统控制部120(1)在尽管开关8a的接通指令S0导通却因开关8a的闭合线圈31a3的故障等而不接通主接点31a1并使辅助接点31a2不闭合、辅助接点信号F0不导通的状态持续某时间的情况下,或接通指令S0阻断的状态中辅助接点31a2导通、辅助接点信号F0也导通的状态持续某时间的情况下,系统控制部120(1)当作开关8a异常。
再者,对开关8a、31a、31b、71a~71c也用同样的方法进行异常检测。
在开关8a、31a、31b、71a~71c的某一个检测出异常时,系统控制部120(1)使全部开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0~S2、S5~S7阻断,从而DCDC变换器部50(1)的开关元件51a1~51a4阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出开关故障,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测3-1)初级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)
系统控制部120(1)在初级侧启动时的上述步骤2A-1中识别为正常接通开关31b后,即便经过一定时间,初级侧电压V1与初级侧电容器电压V2之差也大于等于设定值时或初级侧电流I1也大于等于设定值时,判断为由于初级侧电容器43通地等异常不能完成充电,使以前接通的8a、31a、31b的接通指令S0~S2阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷的放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器43的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测4-1)次级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)
系统控制部120(1)在初级侧启动时的上述步骤3A-1中设定的时间以内未完成次级侧电容器63的充电时或从变换器控制部52a收到表示变换器故障的状态信号F3时,当作DCDC变换器50(1)或次级侧电容器63的周边异常,使以前接通的开关8a、31a、31b的接通指令S0~S2阻断,从而使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出次级侧电容器63的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测5-1)次级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)
系统控制部120(1)在次级侧启动时的上述步骤1B-1中识别为正常接通开关71b、71c后,即便经过一定时间,次级侧电压V4与次级侧电容器电压V3之差大于等于设定值时或次级侧正侧电流I3、次级侧负侧电流大于等于设定值时,判断为由于次级侧电容器63异常等不能完成充电,使以前接通的开关71b、71c的接通指令S6、S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使次级侧电容器63的电荷的放电。
通过以上那样运作,能检测出次级侧电容器63的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测6-1)初级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)
系统控制部120(1)在次级侧启动时的上述步骤2B-1中设定的时间以内未完成初级侧电容器43的充电时或从变换器控制部52a收到表示变换器故障的状态信号F3时,当作DCDC变换器50(1)或初级侧电容器43的周边异常,使以前接通的开关71b、71c的接通指令S6、S7阻断,从而使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器43的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测7-1)初级侧电容器过压检测
系统控制部120(1)在电压检测器42检测出的初级侧电容器电压V2超过某设定值时,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关元件31a、31b、71a~71b的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器电压V2过压,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测8-1)次级侧电容器过压检测
系统控制部120(1)在电压检测器42检测出的次级侧电容器电压V3超过某设定值时,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关元件31a、31b、71a~71b的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出次级侧电容器电压V3过压,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测9-1)DCDC变换器过流检测
系统控制部120(1)在变换器电路51a的开关元件51a1~51a4的电流大于等于某设定值时,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4阻断。
再者,开关元件51a1~51a4的电流可代之以耦合电抗器51a5的电流ILP或负侧电流ILN,并在其大于等于某设定值时,使开关元件51a1~51a4阻断。
开关元件31a、31b、71a~71b的接通指令S1、S2、S5~S7不阻断,不对放电电路部45(1)输入放电指令S4,初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷不放电。
不使电容器的电荷放电,仅使开关元件51a1~51a4阻断的原因在于,DCDC变换器的过流有可能是因初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3急剧变化的干扰而暂时发生的现象,不能立即说是DCDC变换器本身异常,而且损坏DCDC变换器的可能性小。
通过以上那样运作,能检测DCDC变换器的过流,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
也可缩短电容器再次充电造成的重新启动花费的时间。
(异常检测10-1)DCDC变换器温度异常检测
系统控制部120(1)在变换器电路51a的开关元件51a1~51a4的表面温度或开关元件51a1~51a4安装的冷却用风扇(未图示)的温度大于等于某设定值时,使开关元件51a1~51a4阻断。
再者,不使开关元件31a、31b、71a~71c的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,不对放电电路45(1)输入放电指令S4,初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷不放电。
不使电容器的电荷放电,仅使开关元件51a1~51a4阻断的原因在于,DCDC变换器的温度升高有可能是因暂时过载而发生的现象,不能立即说是DCDC变换器本身异常,而且损坏DCDC变换器的可能性小。
再者,构成设置小于所述设定值的另一设定值,在超过所述另一设定值的时间点,首先控制成减小DCDC变换器的电流,抑制温度升高,可是超过所述设定值时使开关元件51a1~51a4阻断,则能极力使运转持续,所以较佳。
通过以上那样运作,能检测出DCDC变换器的温度异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
也可缩短电容器再次充电造成的重新启动花费的时间。
(异常检测11-1)开关元件异常检测
系统控制部120(1)在利用开关元件51a1~51a4内置的检测电路(未图示)或开关元件51a1~51a4的驱动电路(未图示)或变换器控制部52a检测出变换器电路51a的开关元件51a1~51a4的异常(异常的内容下文说明)的情况下,由状态信号F3识别该情况后,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
再者,也可使开关元件51a1~51a4在内置的检测电路(未图示)检测出异常时,不根据来自系统控制部120(1)或变换器控制部52a的阻断指令,自主地将开关阻断。具有这种功能的开关元件称为智能电力模件。这样,能检测出异常后无延迟地使开关较快阻断,改善保护性能。
上述异常是指开关元件51a1~51a4流通的电流具有急剧上升沿的过大的情况、开关元件51a1~51a4的内部温度大于等于某设定值的情况、开关元件51a1~51a4的通断信号的电压存在不稳定的悬念的情况。这些现象是可能关系到开关元件51a1~51a4损坏的现象。
通过以上那样运作,能检测出开关元件异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测12-1)初级侧过流检测
系统控制部120(1)在切断部8的开关8a接通完的上述步骤1A-1或步骤4B-1及其后由于过流而开关8a自行释放的情况下,尽管接通指令导通,辅助接点信号S0却阻断,所以检测出此情况,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
开关8a因过流而自行释放时,考虑由于电路短路、通地而流通过流的可能性,所以通过以上那样运作,能使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测13-1)次级侧过流检测
系统控制部120(1)在熔丝101a或101b熔断的情况下,由于辅助接点F8、F9导通,检测出该情况,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
熔丝101a、101b的熔断考虑由于电路短路、通地而流通过流的可能性,所以通过以上那样运作,能使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测14-1)蓄电部异常检测
系统控制部120(1)在输入来自蓄电部监视器112的表示温度常数、过充电、过放电的状态信号F10的情况下,使开关元件51a1~51a4阻断。
此后,表示温度异常的情况下,如果F10不表示温度异常,则启动开关元件51a1~51a4的运作。
表示过充电的情况下,从蓄电部110放电,所以使DCDC变换器50(1)以功率仅可从次级侧流到初级侧的方式进行运作。
反之,表示过放电的情况下,对蓄电部110充电,所以使DCDC变换器50(1)以功率仅可从初级侧流到次级侧的方式进行运作。
再者,经过一定时间后,状态信号F10继续表示温度异常、过充电或过放电时,由于担心蓄电部110产生不能恢复的异常,系统控制部120(1)使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出蓄电部异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
再者,上述异常检测时,最好使发生异常记录或显示在系统控制部或装置内或工作台等设置的指示灯(未图示)或显示监视器(未图示)等中。
又,上述异常检测项目中,对下列项目而言,由于其内容在进行重新启动时,扩大受损的可能性大,系统控制部120(1)禁止在检测异常的同时启动蓄电系统,并且只有人为操作工作台或系统控制部等设置的复原键才解除禁止启动:
(异常检测1-1)差电流异常检测、
(异常检测2-1)开关异常检测、
(异常检测3-1)初级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)、
(异常检测4-1)次级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)、
(异常检测5-1)次级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)、
(异常检测6-1)初级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)、
(异常检测11-1)开关元件异常检测、
(异常检测12-1)初级侧过流检测、
(异常检测13-1)次级侧过流检测、
(异常检测14-1)蓄电部异常检测。
通过这样组成,能利用简易的重新启动,避免扩大受异常部位损害的范围。
又,上述异常检测项目中,对下列项目而言,由于考虑是干扰造成的暂时现象的可能性,系统控制部120(1)在实施停止处理后,经过一定时间后自动实施重新启动:
(异常检测7-1)初级侧电容器电压检测、
(异常检测8-1)次级侧电容器电压检测、
(异常检测9-1)DCDC变换器过流检测、
(异常检测10-1)DCDC变换器温度异常检测。
这时,监视有没有再次发生异常,并且在某时间以内未检测出同类异常的情况下,继续原样运转,而在某时间以内检测出同类异常的情况下,禁止与再次异常检测同时启动蓄电系统。只有人为操作工作台或系统控制部等设置的复原键才解除禁止启动。
通过这样组成,能又防止因干扰而暂时异常造成的系统多余的蓄电系统停止,又利用简易的重新启动,避免扩大受异常部位损害的范围。
又,系统控制部120(1)的控制电源电压低于规定值时,进行运作如下。
系统控制部120(1)的控制电源电压低于规定值时或阻断时,对放电电路部45(1)输入放电指令S4,使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电。
为了同时使开关8a、31a、31b、71a~71c开路,使接通指令S0~S2、S5~S7阻断。
说明上述运作的含义。
开关51a1~51a4在控制其通断的门信号的电压降低时,可能损坏。为了避免该损坏,系统控制部120(1)在控制电源阻断时将开关动作迅速停止,而且使初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷放电,不对开关元件加电压。
再者,控制电源阻断时需要可靠的放电动作,所以系统控制部120(1)和放电用元件驱动电路46d在控制电源阻断后也保持控制电源电压,并且为了在完成放电前的期间(通常为3秒左右)将放电用元件46c维持在导通状态,具有使用电解电容器等的蓄电元件的电源后备电路(未图示)。
通过做成上述结构,蓄电系统运作中突然断掉控制电源的情况下,初级侧电容器43、次级侧电容器63的电荷也能可靠地放电,而且能使开关释放,所以能避免开关元件和蓄电系统损坏。
通过做成上文所示实施方式1的结构,能获得具有蓄电系统实用时重要且必不可少的最佳启动、运转、停止、异常检测方法和检测出异常时的运作方法的最适合用于电气铁路系统的蓄电系统。
再者,图2的直流电源说明中,说明了构成用通过集电装置的车辆侧得到直流电源并将蓄电系统装载到车辆的情况,但当然也可将蓄电系统设置到地面的车站之间或变电所(未图示)。
实施方式2
图18是示出本发明实施方式2的蓄电系统的组成例的图。
实施方式2是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图18所示,构成配置直流电源1(2),以代替直流电源1(1),并将其输入到蓄电系统200(2)。
蓄电系统200(2)构成配置初级侧滤波器部40(2),以代替初级侧滤波器部40(1)。
图19是示出本发明实施方式2的直流电源1(2)的组成例的图。
如图19所示,直流电源1(2)是由驱动控制装置1j构成的电路的电容器1f的两端电压,该驱动控制装置1j包含变电所1a、架空线1b、集电装置1c、轨道1i、具有电流切断功能的开关1d、电抗器1e、电容器1f、以及驱动电动机或负载1h的逆变器1g。
图20是示出本发明实施方式2的初级侧滤波器40(2)的组成例的图。删除电抗器41,并且在检测出初级侧电容器电压V2的电压检测器42的后级连接噪声滤波器44,在噪声滤波器44的后级配置初级侧电容器43。
再者,关于实施方式2所示的组成中的蓄电系统200(2)从启动开始,经过正常运转后到停止的运作步骤、异常检测方法和检测出异常的运作,在实施方式1所示的内容中已说明,所以这里其说明割爱。
通过做成上文所示的实施方式1的结构,将蓄电系统与驱动控制装置1j组合使用时,可共用驱动控制装置1j的电抗器1e,能省略实施方式1中存在的电抗器41,从而能获得小型且重量轻的蓄电系统。
又,构成省略切断部8并且共用驱动控制装置1j的开关1d,则能获得进一步小型且重量轻的蓄电系统。
实施方式3
图21是示出本发明实施方式3的蓄电系统的组成例的图。
实施方式3是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图21所示,蓄电系统200(3)配置放电电路45(2)以代替放电电路部45(1),并配置系统控制部120(3)以代替系统控制部12(1)。
系统控制部120(3)构成对放电电路部45(2)输出初级侧放电指令S41、次级侧放电指令S42,并且从放电电路部45(2)输入状态信号F41、F42。
图22是示出本发明实施方式3的放电电路部45(2)的组成例的图。
如图22所示,构成在从初级侧滤波器部40(1)的后级正侧引入的布线上连接将放电用元件46c1、放电电阻46e1串联的电路的正侧,并将负侧连接到负侧布线。
又,构成在从次级侧滤波器部60(1)的后级正侧引入的布线上连接将放电用元件46c2、放电电阻46e2串联的电路的正侧,并将负侧连接到负侧布线。
由放电用元件驱动电路46d1或46d2对放电用元件46c1或46c2进行通断控制。构成对放电用元件驱动电路46d1或46d2从系统控制部120(3)分别输入包含放电用元件46c1或46c2的通断指令的初级侧放电指令S41、次级侧放电指令S42,并且从放电用元件驱动电路46d1或46d2对系统控制部120(3)输入包含放电用元件46c1或46c2的工作状态的状态信号F41或F42。
再者,关于实施方式3所示的组成中的蓄电系统200(3)从启动开始,经过正常运转后到停止的运作步骤,通过将系统控制部12(1)改读成系统控制部120(3),在实施方式1所示的内容中加以说明,所以这里割爱该说明。
关于异常检测方法和检测出异常时的运作,异常检测7-1和异常检测8-1与实施方式1所示的内容不同,分别为下面说明的异常检测7-3和异常检测8-3。
(异常检测7-3)初级侧电容器过压检测
系统控制部120(3)在电压检测部42检测出的初级侧电容器电压V2超过设定值时,使DCDC变换器50(1)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关31a、31b、71a~71c的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(2)输入初级侧放电指令S41,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样进行运作,能检测出初级侧电容器电压V2的过压,使蓄电系统迅速停止,避免受损扩大。
再者,本实施方式3中,不实施次级侧电容器63的电荷放电,所以能防止无用的放电运作。
(异常检测8-3)初级侧电容器过压检测
系统控制部120(3)在电压检测部42检测出的次级侧电容器电压V3超过设定值时,使DCDC变换器50(3)的开关元件51a1~51a4停止,从而使开关31a、31b、71a~71c的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(2)输入次级侧放电指令S42,使次级侧电容器63的电荷放电。
通过以上那样进行运作,能检测出次级侧电容器电压V3的过压,使蓄电系统迅速停止,避免受损扩大。
再者,本实施方式3中,不实施初级侧电容器43的电荷放电,所以能防止无用的放电运作。
关于其它异常检测项目,通过分别将放电电路部45(1)、放电指令S4、放电用元件46c改读成放电电路45(2)、初级侧放电指令S41和次级侧放电指令S42、放电用元件46c1和46c2,在实施方式1所示的内容中加以说明。
通过做成以上所示的实施方式3的结构,可根据需要使初级侧电容器43和次级侧电容器63放电,消除无用的放电运作,所以能获得效率良好的蓄电系统。
实施方式4
图23是示出本发明实施方式4的蓄电系统的组成例的图。
实施方式4是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图23所示,蓄电系统200(4)配置初级侧开关部30(2)以代替初级侧开关部30(1),并配置系统控制部120(4)以代替系统控制部120(1)。
图24是示出本发明实施方式4的初级侧开关部30(2)的组成例的图。
如图24所示,初级侧开关部30(2)包含串联配置在正侧的开关31a和开关31b、以及与开关31b并联的充电电阻32。对开关31a、31b分别输入接通信号S1、S2,并从开关31a、31b将辅助接点信号F1、F2输入到系统控制部120(4)。
接着,说明实施方式4的组成中的蓄电系统200(4)的从启动开始,经过正常运转到停止的运作步骤。
初级侧启动时:
(步骤1A-4)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(4)就与实施方式1所示的步骤1A-1相同,所以其说明割爱。
(步骤2A-4)
系统控制部120(4)在识别到开关8a的正常接通后,并且电压检测器21检测出的初级侧电压V1大于等于设定值的状态持续某时间时,输出接通指令S1,对开关31a的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。因而,通过充电电阻31对初级侧电容器43进行充电。
系统控制部120(4)在接通指令S1导通而且开关31a的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F1导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关31a正常导通后,经过一定时间或初级侧电压V1与初级侧电容器电压V2之差小于等于设定值并经过一定时间后,判断为初级侧电容器43的充电完成,并且输出接通指令S2。据此,对开关31b的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。
系统控制部120(4)在开关31b的辅助接点21a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F2导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关31b正常导通。
(步骤3A-4)
系统控制部120(4)确认正常接通开关31b时,对变换器控制部52a输出运转指令S3。这时,S3是包含以初始充电模式使DCDC变换器50(1)运转以便对次级侧电容器63进行充电的指令、次级侧电容器电压V3和次级侧电压V4的信号。变换器控制部52a接收此运转指令S3时,控制变换器电路51a,使次级侧电容器电压V3与次级侧电压V4相等,并且从初级侧往次级侧流通需要的功率,对次级侧电容器63进行充电。这时,为了急剧充电不破坏次级侧电容器63等,变换器控制部52a具有的功能一面对变换器电路51a进行电流控制,使从初级侧流到次级侧的电流限制为设定的值,一面对次级侧电容器63进行充电。
系统控制部120(4)在次级侧电容器电压V3与次级侧电压V4之差为设定值以内而且经过设定的时间后,判断为次级侧电容器63的充电完成。
(步骤4A-4)~(步骤8A-4)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(4)就与实施方式1所示的步骤4A1~步骤8A-1相同,所以其说明割爱。
次级侧启动时:
(步骤1B-4)~(步骤2B-4)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(4)就与实施方式1所示的步骤1B~1步骤2B-1相同,所以其说明割爱。
(步骤3B-4)
系统控制部120(4)判断为初级侧电容器43的充电完成时,使接通开关31a、31b的接通指令S1、S2导通。据此,驱动开关31a、31a2各自的闭合线圈31a3,使主接点31a1接通。因而,与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,将表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F1、F2输出到系统控制部120(4)。
系统控制部120(4)在接通指令S1、S2导通且开关31a的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F1、F2导通的状态持续某时间的阶段中,确认开关31a、31c的接通正常完成。
(步骤4B-4)
系统控制部120(4)识别开关31a、31b正常接通后,输出开关8a的接通指令S0,对开关8a的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。
在接通指令S0导通且开关8a的辅助接点31a2可靠闭合并形成辅助接点信号F0导通的条件持续某时间的阶段中,系统控制部120(4)识别为开关8a正常接通。
(步骤5B-4(~(步骤8B-4)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(4)就与实施方式1所示的步骤5B~1步骤8B-1相同,所以其说明割爱。
关于检测方法和检测出异常时的运作,通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(4)在实施方式1所示的内容中加以说明,所以这里对其说明割爱。
通过做成以上所示的实施方式4的结构,将开关31a和31b串联配置,所以例如因开关31b故障而不能开路的情况下,也能用开关31a使电路开路,所以能获得能进一步可靠地使初级侧电路开路的蓄电系统。
实施方式5
图25是示出本发明实施方式5的蓄电系统的组成例的图。
实施方式5是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图25所示,蓄电系统200(5)配置次级侧开关部70(2)以代替次级侧开关部70(1),并配置系统控制部120(5)以代替系统控制部120(1)。
图26是示出本发明实施方式5的次级侧开关部70(2)的组成例的图。
如图26所示,次级侧开关部70(2)包含串联配置在正侧的开关71a和开关11b、与开关71b并联的充电电阻72以及串联配置在负侧的开关71c。
构成对开关71a~71c分别从系统控制部120(5)输入接通信号S5~S7,并从开关71a~71c将辅助接点信号F5~F7输入到系统控制部120(5)。
开关71a~71c的内部结构与图7所示的相同,所以省略说明。
再者,将开关71a~71c当作机械式开关示出,但只要是能进行电路通断将其运作的确认的,不限于此,也可为例如半导体式的无接点型开关。
接着,说明实施方式5所示的组成的蓄电系统200(5)的从启动开始,结构正常运转后停止的运作步骤。
初级侧启动时:
(步骤1A-5)~(步骤3A-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)就与实施方式1所示的步骤1A-1~步骤3A-1相同,所以其说明割爱。
(步骤4A-5)
系统控制部120(5)判断为次级侧电容器63的充电完成时,使接通开关71a~71c的接通指令S5~S7导通。据此,驱动开关71a~71c各自的闭合线圈31a3,从而接通主接点31a1。由此,与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,对系统控制部120(5)输出表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F5~F7。
系统控制部120(5)在接通指令S5~S7导通且开关71a~71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F5~F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71a~71c的接通正常完成。
再者,开关71a~71c可同时接通,也可依次接通。通过进行依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,而且可做成仅使最后接通的开关为电流可通断的开关。电流可通断的开关一般体积大,但使其使用数量减少,所以获得小型且重量轻的蓄电系统。
(步骤5A-5)
系统控制部120(5)判断为开关71a~71c的接通正常完成时,对变换器控制部52a输出运转指令S3,使耦合电抗器51a的电流ILP(和负侧的ILN)维持零并进行运转。
据此,变换器控制部52a对变换器电路51a进行控制,使耦合电抗器51a5的电流ILP(或负侧的ILN)为零。
也可控制成变换器初级侧电流I1P(或I1N)为零,还可控制成变换器次级侧电流I2P(或I2N)为零,又可控制成检流器11检测出的初级电流I1、检流器91检测出的次级侧正侧电流I3为零。而且,可将检流器I3代之以作为检流器93的检测值的次级侧负侧电流I5,并使其为零。
系统控制部120(5)在所述控制对象的电流的检测值小于等于设定值的状态持续规定时间的情况下,判断为变换器控制部52a正常。
(步骤6A-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)就与实施方式1所示的步骤6A-1相同,所以其说明割爱。
(步骤7A-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)就与实施方式1所示的步骤7A-1相同,所以其说明割爱。
(步骤8A-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)就与实施方式1所示的步骤8A-1相同,所以其说明割爱。
次级侧启动时;
(步骤1B-5)
接通系统控制部120(5)的控制电源并从外部输入包含驱动指令的指令C1时,系统控制部120(5)确认来自蓄电部110的蓄电部监视器112的状态信号F10不发生异常,并在电压检测器81检测出的次级侧电压V4大于等于设定值的状态持续某时间的时间点使开关71a、71c的接通指令S5、S7导通。因而,驱动开关71a、71c各自的闭合线圈31a3,接通主接点31a1。这样,使与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,将表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F5、F7输出到系统控制部120(5)。
系统控制部120(5)在接通指令S5、S7导通且开关71a、71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F5、F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71a、71c的接通正常完成。
再者,开关71a、71c可同时接通,也可依次接通。通过依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,可用抗峰值量小的控制电源,所以能获得小型且重量轻的蓄电系统。
接通开关71a、71c,从而通过充电电阻72对次级侧电容器63进行充电。
系统控制部120(5)识别为开关71a、71c的接通正常完成后并且该状态持续某时间的阶段,或者次级侧电压V4与次级侧电容器电压V3之差小于等于设定值而且经过一定时间后,判断为次级侧电容器63的充电完成,输出接通指令S6。据此,对开关71b的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。
系统控制部120(5)在开关71b的辅助接点31a2可靠地闭合且辅助接点信号F6导通的状态持续某时间的阶段,识别为开关71b正常接通。
(步骤2B-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)并将开关71a改读成71b就与实施方式1所示的步骤2B-1相同,所以其说明割爱。
(步骤3B-5)~(步骤8B-5)
通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5)就与实施方式1所示的步骤6B-1~步骤8B-1相同,所以其说明割爱。
关于异常检测方法,通过将系统控制部120(1)改读成系统控制部120(5),用实施方式1所示的内容加以说明,所以其说明割爱。
通过做成以上所示的实施方式5的结构,由于将开关71a和71b串联配置,在例如因开关71b故障而不能开路时,也能用开关71a使电路开路,所以能获得进一步可靠地使次级侧电路开路的蓄电系统。
实施方式6
图27是示出本发明实施方式6的蓄电系统的组成例的图。
实施方式6是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图27所示,蓄电系统200(6)配置DCDC变换器部50(2)以代替DCDC变换器部50(1),配置放电电路部43(3)以代替放电电路部45(1),配置次级侧滤波器部60(2)以代替次级侧滤波器部60(1),并配置系统控制部120(6)以代替系统控制部120(1)。
将放电电路部45(3)连接在初级侧滤波器部40(1)的后级的正侧、负侧,次级滤波器部60(2)没有输入到系统控制部120(6)的信号。
图28是示出本发明实施方式6的DCDC变换器50(2)的组成例的图。
如图28所示,DCDC变换器50(2)包含变换器电路51b和变换器控制部52b,从系统控制部120(6)对变换器控制部52b输入运转指令S3,从变换器控制部52b将状态信号F3输出到系统控制部120(6)。
图29是示出变换器电路51b的组成例的图。
如图29所示,其中包含由2个开关元件51b1~51b2组成的双向降压型变换器电路。本电路是一种仅在变换器电路的初级侧电压(图中左侧端子)总大于次级侧电压(图中右侧端子)的状态下能双向控制功率流的电路。
本电路与实施方式1所示的变换器电路51a相比,需要的开关元件数为一半,所以DCDC变换部能小型且重量轻,可获得小型且重量轻的蓄电系统。
如图28和图29所示,构成对变换器控制部52b从系统控制部120(6)输入包含DCDC变换器的运转、停止、控制模式、初级侧~次级侧之间流通的功率、变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(或I2N)、初级侧电容器电压V2的指令值(目标值)的运转指令S3,并从变换器控制部52b对系统控制部120(6)输入DCDC变换器50(2)的状态信号F3。
状态信号F3是包含DCDC变换器50(2)的各部电压、电流、温度、开关元件通断状态、故障状态的信号。变换器控制部52b根据所述运转控制指令S3对变换器电路51b的开关元件51b1~51b2进行PWM控制。
图30是示出本发明实施方式6的放电电路部45(3)的组成例的图。如图30所示,构成在从初级侧滤波器部40(1)的后级正侧引入的布线上连接将放电用元件46c、放电电阻46e串联的电路的正侧,并将负侧连接到负侧布线。
由放电用元件驱动电路46d对放电用元件46c进行通断控制。对放电用元件驱动电路46d从系统控制部120(6)输入包含放电用元件46c的通断指令的放电指令S4,并从放电用元件驱动电路46对系统控制部120(6)输入包含放电用元件46c的工作状态的状态信号F4。
图31是示出本发明实施方式6的次级侧滤波器部60(2)的组成例的图。
如图31所示,连接噪声滤波器64,并且在噪声滤波器64的后级连接电抗器61。
此电抗器61用于进行平滑,使蓄电部110的电流不包含大波纹分量。
噪声滤波器64的结构与实施方式1所示的说明相同,所以割爱。此噪声滤波器64最好设置在次级侧电容器63的后级且靠近次级侧电容器63。
接着,对实施方式6所示的组成的蓄电系统200(6)的从启动开始,经过正常运转后到停止的运作步骤说明与实施方式1不同的部分。
初级侧启动时:
(步骤1A-6)、(步骤2A-6)
通过分别将系统控制部120(1)、DCDC变换器部50(1)分别改读成系统控制部120(6)、DCDC变换器部50(2)就与实施方式1所示的步骤1A-1、步骤2A-1相同,所以其说明割爱。
(步骤3A-6)
不存在此步骤。
(步骤4A-6)
系统控制部120(6)判断为开关31a的接通正常完成时,使接通开关71a、71c的接通指令S5、S7导通。据此,驱动开关71a、71c各自的闭合线圈31a3,从而接通主接点31a1。由此,与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,对系统控制部120(6)输出表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F5、F7。
系统控制部120(6)在接通指令S5、S7导通且开关71a、71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F5、F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71a、71c的接通正常完成。
再者,开关71a、71c可同时接通,也可依次接通。通过进行依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,而且可做成仅使最后接通的开关为电流可通断的开关。电流可通断的开关一般体积大,但使其使用数量减少,所以获得小型且重量轻的蓄电系统。
(步骤5A-6)
系统控制部120(6)判断为开关71a、71c的接通正常完成时,对变换器控制部52a输出运转指令S3,使变换器初级侧电流I1P(或负侧的I1N)维持零或变换器次级侧电流I2P(或I2N)维持零并进行运转。
也可控制成检流器11检测出的初级电流I1、检流器91检测出的次级侧正侧电流I3为零。
而且,可将次级侧正侧电流I3代之以作为检流器93的检测值的次级侧负侧电流I5,并进行运转。
系统控制部120(6)在所述控制对象的电流的检测值小于等于设定值的状态持续规定时间的情况下,判断为变换器控制部52b正常。
(步骤6A-6)
系统控制部120(6)判断为变换器控制部52b正常后,对变换器控制部52b输入包含电流指令I*或功率指令P*的运转指令S3。
据此,变换器控制部52b进行控制,使其电流或初级侧与次级侧之间的功率与指令一致。
再者,所述控制对象的电流是变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(或I2N)中的任一个。
可从系统控制部120(6)对变换器控制部52b输入包含电压指令V*的运转指令S3,这时变换器控制部52b对变换器电路51b进行控制,使初级侧电容器43的电压V2与电压指令V*一致。
(步骤7A-6)
系统控制部120(6)从外部输入包含停止指令的运转指令C1时,对变换器控制部52b输入运转指令S3,使变换器的电流慢慢减小为零。
变换器控制部52b对变换器电路51b进行控制,使电流慢慢减小,最后为零。将电流减小到零前的时间可任意设定。电流小于等于设定值的状态持续某时间,则系统控制部120(6)输入运转指令S3,使DCDC变换器50(2)停止,并且变换器控制部52b使开关元件51b1~51b4阻断,将其输出为状态信号F3。系统控制部120(6)对状态信号F3进行确认,从而确认DCDC变换器50(2)正常停止。
上述控制对象的电流是变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(和I2N)中的任一个。
通过这样将电流减小到零后使开关元件51b1~51b4阻断,能防止初级侧电容器电压V2急剧形成过压等。
(步骤8A-6)
通过分别将系统控制部120(1)、DCDC变换器部50(1)改读成系统控制部120(6)、DCDC变换器部50(2)就与实施方式1所示的步骤8A-1相同,所以其说明割爱。
次级侧启动时:
(步骤1B-6)
接通系统控制部120(6)的控制电源并从外部输入包含驱动指令的指令C1时,系统控制部120(6)确认来自蓄电部110的蓄电部监视器112的状态信号F10不发生异常,并在电压检测器81检测出的次级侧电压V4大于等于设定值的状态持续某时间的时间点使开关71b、71c的接通指令S6、S7导通。因而,驱动开关71b、71c各自的闭合线圈31a3,接通主接点31a1。这样,使与主接点31a1联动的辅助接点31a2闭合,将表示各辅助接点31a2的状态的辅助接点信号F6、F7输出到系统控制部120(6)。
系统控制部120(6)在接通指令S6、S7导通且开关71b、71c的辅助接点31a2可靠地闭合并形成辅助接点信号F6、F7导通的状态持续某时间的阶段中,识别为开关71b、71c的接通正常完成。
再者,开关71b、71c可同时接通,也可依次接通。通过依次接通,能减小接通中需要的峰值功率,可用抗峰值量小的控制电源,所以能获得小型且重量轻的蓄电系统。
接通开关71b、71c,从而通过充电电阻72DCDC变换器部50(2)的开关元件51b1~51b2的二极管部对初级侧电容器43进行充电。
系统控制部120(6)识别为开关71b、71c的接通正常完成后并且该状态持续某时间的阶段,或者次级侧电压V4与次级侧电容器电压V3之差小于等于设定值而且经过一定时间后,判断为初级侧电容器43的充电完成,输出接通指令S5。据此,对开关71a的线圈31a3进行励磁,使主接点31a1接通。
系统控制部120(6)在开关71a的辅助接点31a2可靠地闭合且辅助接点信号F5导通的状态持续某时间的阶段,识别为开关71a能正常接通。
(步骤2B-6)
系统控制部120(6)确认正常接通开关71a时,对变换器控制部52a输出运转指令S3。这时,S3是包含使DCDC变换器50(2)以升压充电模式运转以便对初级侧电容器43进行充电的指令、初级侧电容器电压V2和初级侧电压V1的信号。变换器控制部52b接收该运转指令S3时,使变换器电路51b工作,从次级侧往初级侧流通需要的功率,对初级侧电容器43进行进一步充电。这时,为了急剧充电不破坏初级侧电容器43等,变换器控制部52b构成一面对变换器电路51b进行电流控制,使从初级侧流到次级侧的电流限制为设定的值,一面对初级侧电容器43进行充电。
变换器控制部52b进行控制,使初级侧电容器电压V2与初级侧电压V1为设定值以内,或使初级侧电容器电压V2到达预定的设定值时,从次级侧流到初级侧的电流减小,从而初级侧电容器电压V2不上升得超过该设定值。
系统控制部120(6)在初级侧电容器电压V2与初级侧电压V1之差为设定值以内而且经过设定的时间后或初级侧电容器电压V2达到预定的设定值时,判断为初级侧电容器43的充电完成。
(步骤3B-6)、(步骤4B-6)
分别将系统控制部120(1)、DCDC变换器部50(1)改读成系统控制部120(6)、DCDC变换器部50(2)就与实施方式所示的步骤3B-1、步骤4B-1相同,所以其说明割爱。
步骤5B-6
系统控制部120(6)判断为开关8a正常接通时,对变换器控制部52b输出运转指令S3,使变换器次级侧电流I2P(或I2N)维持零并进行运转。
因而,变换器控制部52b对变换器电路51b进行控制,使变换器次级侧电流I2P(或I2N)为零。
也可控制成变换器初级侧电流I1P(或I1N)为零,还可控制成检流器11检测出的初级电流I1、检流器91检测出的次级侧正侧电流I3、作为检流器93的检测值的次级侧负侧电流I5为零。
系统控制部120(6)在所述控制对象的电流的检测值小于等于设定值的状态持续一定时间的情况下,判断为变换器控制部52b正常。
(步骤6B-6)
系统控制部120(6)判断为变换器控制部52b正常后,对变换器控制部52b输入包含电流指令I*或功率指令P*的运转指令S3。
据此,变换器控制部52b进行控制,使其电流或初级侧与次级侧之间的功率与指令一致。
再者,所述控制对象的电流是变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(或I2N)中的任一个。
可从系统控制部120(6)对变换器控制部52b输入包含电压指令V*的运转指令S3,这时变换器控制部52b对变换器电路51b进行控制,使初级侧电容器电压V2与电压指令V*一致。
(步骤7B-6)
系统控制部120(6)从外部输入包含停止指令的运转指令C1时,对变换器控制部52b输入运转指令S3,使变换器的电流慢慢减小为零。
变换器控制部52b对变换器电路51b进行控制,使电流慢慢减小,最后为零。将电流减小到零前的时间可任意设定。电流小于等于设定值的状态持续某时间,则系统控制部120(6)输入运转指令S3,使DCDC变换器50(2)停止,并且变换器控制部52b使开关元件51b1~51b4阻断,将其输出为状态信号F3。系统控制部120(6)对状态信号F3进行确认,从而确认DCDC变换器50(2)正常停止。
上述控制对象的电流是变换器初级侧电流I1P(或I1N)、变换器次级侧电流I2P(和I2N)中的任一个。
通过这样将电流减小到零后使开关元件51b1~51b4阻断,能防止初级侧电容器电压V2急剧形成过压等。
(步骤8B-6)
通过分别将系统控制部120(1)、DCDC变换器部50(1)改读成系统控制部120(6)、DCDC变换器部50(2)就与实施方式所示的步骤8B-1相同,所以其说明割爱。
利用上文所示的从启动开始,经过正常运转后到停止的运作步骤,能获得运作可靠的蓄电系统。
再者,可仅用初级侧启动的运转时,不需要次级侧开关部70(1)的开关71b、充电电阻72,可删除。
可仅用次级侧启动的运转时,不需要初级侧开关部30(1)的开关31b、充电电阻32,可删除。
接着,说明实施方式6所示的蓄电系统的详细异常检测方法和检测出异常时的运作。
为了使蓄电系统安全且稳定地运作,需要在蓄电系统的各部发生异常时,根据异常的类型迅速采取适当措施。因此,异常检测方法和根据异常的类型采取什么样的措施很重要,下面进行说明。
(异常检测1-6)差电流异常检测
系统控制部120(6)在作为检流器12、92的输出的的初级侧的差电流I2、次级侧的差电流I4非小于等于设定值的状态持续某时间的情况下,判断为电路中某处产生绝缘变差造成的漏电流加大,使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通信号S0~S2、S5~S7阻断,DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4也阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样进行运作,能检测出漏电流的加大,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
再者,也可构成按多级组成所述设定值,在差电流充分微小时不使蓄电系统停止,而在系统控制部或装置内、工作台等设置的记录装置(未图示)或者指示灯(未图示)等中记录,促使进行检查。
(异常检测2-6)开关异常检测
系统控制部120(6)在尽管开关8a的接通指令S0导通却因开关8a的闭合线圈31a3的故障等而不接通主接点31a1并使辅助接点31a2不闭合、辅助接点信号F0不导通的状态持续某时间的情况下,或接通指令S0阻断的状态中辅助接点31a2导通、辅助接点信号F0也导通的状态持续某时间的情况下,系统控制部120(1)当作开关8a异常。
再者,对开关8a、31a、31b、71a~71c也用同样的方法进行异常检测。
在开关8a、31a、31b、71a~71c的某一个检测出异常时,系统控制部120(1)使全部开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0~S2、S5~S7阻断,从而DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出开关故障,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测3-6)初级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)
系统控制部120(6)在初级侧启动时的上述步骤2A-6中识别为正常接通开关31b后,即便经过一定时间,初级侧电压V1与初级侧电容器电压V2之差也大于等于设定值时或初级侧电流I1也大于等于设定值时,判断为由于初级侧电容器43通地等异常不能完成充电,使以前接通的8a、31a、31b的接通指令S0~S2阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43电荷的放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器43的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测6-6)初级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)
系统控制部120(6)在次级侧启动时的上述步骤2B-5和步骤2B-6中设定的时间以内未完成初级侧电容器43的充电时或从变换器控制部52b收到表示变换器故障的状态信号F3时,当作DCDC变换器50(2)或初级侧电容器43的周边异常,使以前接通的开关71b、71c的接通指令S6、S7阻断,从而使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器43的充电电路异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测7-6)初级侧电容器过压检测
系统控制部120(6)在电压检测器42检测出的初级侧电容器电压V2超过某设定值时,使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,从而使开关元件31a、31b、71a~71b的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出初级侧电容器电压V2过压,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测9-6)DCDC变换器过流检测
系统控制部120(6)在变换器电路51b的开关元件51b1~51b4的电流大于等于某设定值时,使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4阻断。
再者,开关元件51b1~51b4的电流可代之以变换器初级侧电流I1P(或I1N),并在其大于等于某设定值时,使开关元件51b1~51b4阻断。
开关元件31a、31b、71a~71b的接通指令S1、S2、S5~S7不阻断,不对放电电路部45(3)输入放电指令S4,初级侧电容器43的电荷不放电。
不使电容器43的电荷放电,仅使开关元件51b1~51b4阻断的原因在于,DCDC变换器的过流有可能是因初级侧电容器电压V2或次级侧电容器电压V3急剧变化的干扰而暂时发生的现象,不能立即说是DCDC变换器本身异常,而且损坏DCDC变换器的可能性小。
通过以上那样运作,能检测DCDC变换器的过流,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
也可缩短电容器再次充电造成的重新启动花费的时间。
(异常检测10-6)DCDC变换器温度异常检测
系统控制部120(6)在变换器电路51b的开关元件51b1~51b4的表面温度或开关元件51b1~51b4安装的冷却用风扇(未图示)的温度大于等于某设定值时,使开关元件51b1~51b4阻断。
再者,不使开关元件31a、31b、71a~71c的接通指令S1、S2、S5~S7阻断,不对放电电路45(3)输入放电指令S4,初级侧电容器43的电荷不放电。
不使电容器的电荷放电,仅使开关元件51b1~51b4阻断的原因在于,DCDC变换器的温度升高有可能是因暂时过载而发生的现象,不能立即说是DCDC变换器本身异常,而且损坏DCDC变换器的可能性小。
再者,构成设置小于所述设定值的另一设定值,在超过所述另一设定值的时间点,首先,控制成减小DCDC变换器的电流,抑制温度升高,可是超过所述设定值时使开关元件51b1~51b4阻断,则能极力使运转持续,所以较佳。
通过以上那样运作,能检测出DCDC变换器的温度异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
也可缩短电容器再次充电造成的重新启动花费的时间。
(异常检测11-6)开关元件异常检测
系统控制部120(6)在利用开关元件51b1~51b4内置的检测电路(未图示)或开关元件51b1~51b4的驱动电路(未图示)或变换器控制部52b检测出变换器电路51b的开关元件51b1~51b4的异常(异常的内容下文说明)的情况下,由状态信号F3识别该情况后,使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(2)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
再者,也可使开关元件51b1~51b4在内置的检测电路(未图示)检测出异常时,不根据来自系统控制部120(6)或变换器控制部52b的阻断指令,自主地将开关阻断。具有这种功能的开关元件称为智能电力模件。这样,能检测出异常后无延迟地使开关较快阻断,改善保护性能。
上述异常是指开关元件51b1~51b4流通的电流具有急剧上升沿的过大的情况、开关元件51b1~51b4的内部温度大于等于某设定值的情况、开关元件51b1~51b4的通断信号的电压存在不稳定的悬念的情况。这些现象是可能关系到开关元件51b1~51b4损坏的现象。
通过以上那样运作,能检测出开关元件异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测12-6)初级侧过流检测
系统控制部120(6)在开关8a因过流而自行释放的情况下,尽管接通指令导通,辅助接点信号S0却阻断,所以检测出此情况,使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
开关8a因过流而自行释放时,考虑由于电路短路、通地而流通过流的可能性,所以通过以上那样运作,能使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测13-6)次级侧过流检测
系统控制部120(6)在熔丝101a或101b熔断的情况下,由于辅助接点F8、F9导通,检测出该情况,使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
熔丝101a、101b的熔断考虑由于电路短路、通地而流通过流的可能性,所以通过以上那样运作,能使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
(异常检测14-6)蓄电部异常检测
系统控制部120(6)在输入来自蓄电部监视器112的表示温度常数、过充电、过放电的状态信号F10的情况下,使开关元件51b1~51b4阻断。
此后,表示温度异常的情况下,如果F10不表示温度异常,则启动开关元件51b1~51b4的运作。
表示过充电的情况下,从蓄电部110放电,所以使DCDC变换器50(2)以功率仅可从次级侧流到初级侧的方式进行运作。
反之,表示过放电的情况下,对蓄电部110充电,所以使DCDC变换器50(2)以功率仅可从初级侧流到次级侧的方式进行运作。
再者,经过一定时间后,状态信号F10继续表示温度异常、过充电或过放电时,由于担心蓄电部110产生不能恢复的异常,系统控制部120(6)使DCDC变换器50(2)的开关元件51b1~51b4停止,从而使开关8a、31a、31b、71a~71c的接通指令S0、S1、S2、S5~S7阻断,并对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
通过以上那样运作,能检测出蓄电部异常,使蓄电系统迅速停止,可避免受损扩大。
再者,上述异常检测时,最好使发生异常记录或显示在系统控制部或装置内或工作台等设置的指示灯(未图示)或显示监视器(未图示)等中。
又,上述异常检测项目中,对下列项目而言,由于其内容在进行重新启动时,扩大受损的可能性大,系统控制部120(6)禁止在检测异常的同时启动蓄电系统,并且只有人为操作工作台或系统控制部等设置的复原键才解除禁止启动:
(异常检测1-6)差电流异常检测、
(异常检测2-6)开关异常检测、
(异常检测3-6)初级侧电容器充电异常检测(初级侧启动时)、
(异常检测6-6)初级侧电容器充电异常检测(次级侧启动时)、
(异常检测11-6)开关元件异常检测、
(异常检测12-6)初级侧过流检测、
(异常检测13-6)次级侧过流检测、
(异常检测14-6)蓄电部异常检测。
又,上述异常检测项目中,对下列项目而言,由于考虑是干扰造成的暂时现象的可能性,系统控制部120(6)在实施停止处理后,经过一定时间后自动实施重新启动:
(异常检测7-6)初级侧电容器电压检测、
(异常检测9-6)DCDC变换器过流检测、
(异常检测10-6)DCDC变换器温度异常检测。
这时,监视有没有再次发生异常,并且在某时间以内未检测出同类异常的情况下,继续原样运转,而在某时间以内检测出同类异常的情况下,禁止与再次异常检测同时启动蓄电系统。只有人为操作工作台或系统控制部等设置的复原键才解除禁止启动。
通过这样组成,能又防止因干扰而暂时异常造成的系统多余的蓄电系统停止,又利用简易的重新启动,避免扩大受异常部位损害的范围。
又,系统控制部120(6)的控制电源电压低于规定值时,进行运作如下。
系统控制部120(6)的控制电源电压低于规定值时或阻断时,对放电电路部45(3)输入放电指令S4,使初级侧电容器43的电荷放电。
为了同时使开关8a、31a、31b、71a~71c开路,使接通指令S0~S2、S5~S7阻断。
上述运作的含义与实施方式1所示的相同,所以其说明割爱。
以上所示的实施方式6的结构中,DCDC变换器部50(2)使用的开关元件2个就可以对付,所以能使DCDC变换器部50(2)小型且重量轻,可获得小型且重量轻的蓄电系统。
实施方式7
图32是示出本发明实施方式7的蓄电系统的组成例的图。
实施方式7是以实施方式1的组成例为基础加以变换的,所以下文中与实施方式1相同的的组成部分标注相同的标号,省略其说明,仅说明不同的部分。
如图32所示,构成配置直流电源1(2),以代替直流电源1(1),并且将其输入到蓄电系统200(7)。
此外,直流电源1(2)、初级侧滤波器部40(2)的组成与实施方式2说明的图19、图20相同,所以其说明割爱。
本实施方式7所示的组成的蓄电系统200(7)的从启动开始,经过正常运转后到停止的运作步骤和异常检测方法在实施方式6所示的内容中说明,所以其说明割爱。
通过做成以上所示的实施方式7的结构,将蓄电系统与驱动控制装置1j组合时可共用驱动控制装置1j的电抗器1e,能省略实施方式6中存在的电抗器41,从而能获得小型且重量轻的蓄电系统。
又,构成省略切断部8并且共用驱动控制装置1j的开关1d,则能获得进一步小型且重量轻的蓄电系统。
以上所示的实施方式1~7的组成中,设置开关71c,以便将蓄电部110的负侧开路,但将能将正侧最低限度开路即可,这时可省略开关71c。
以上所示的实施方式1~7的组成中,系统控制部和变换器控制部可构成合为一体,也可反过来构成按每一任意功能划分控制部。
以上所示的实施方式1~7的组成中,构成将蓄电系统连接直流电源的情况,但当然也可连接对交流电源进行整流的变换器电路的输出。
以上所示的实施方式1~7的组成中,作为本发明内容的一个例子,可做成组合各实施方式,也可与别的公知技术组合,还可构成在不脱离本发明要旨的范围例如省略、变换一部分,这是不言而喻的。
当然,本发明不限于对电车等的蓄电系统,也可用于汽车、电梯、电力系统等各种相关领域。

Claims (41)

1.一种蓄电系统,利用DCDC变换器部将来自直流电源的直流功率调整成规定的电压电流,储蓄在蓄电部,其特征在于,
在所述DCDC变换器部的所述直流电源侧(初级侧)配置检测出主电路的电流的初级侧电流检测部、检测出主电路的电压的初级侧电压检测部、进行主电路的通断的初级侧开关部、以及抑制主电路的高次谐波的初级侧滤波器部,而且
在所述DCDC变换器部的所述蓄电部侧(次级侧)配置抑制主电路的高次谐波的次级侧滤波器部、进行主电路的通断的次级侧开关部、检测出主电路的电压的次级侧电压检测部、以及检测出主电路的电流的次级侧电流检测部,并且利用输入来自外部的运转指令和从所述初级侧电流检测部、初级侧电压检测部、初级侧开关部、初级侧滤波器部、DCDC变换器部、次级侧滤波器部、次级侧开关部、次级侧电压检测部、次级侧电流检测部和蓄电部得到的信号的系统控制部,至少进行所述初级侧开关部、DCDC变换器部、次级侧开关部的通断控制。
2.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧滤波器部包含与主电路串联的电抗器和连接在主电路的正负之间的初级侧电容器,而且所述次级侧滤波器部包含与主电路串联的电抗器和连接在主电路的正负之间的次级侧电容器,并设置根据所述系统控制部的指令使所述初级侧电容器和次级侧电容器分别或双方同时进行放电的放电电路部。
3.如权利要求2中所述的蓄电系统,其特征在于,
依次配置所述初级侧电流检测部、初级侧电压检测部、初级侧开关部、初级侧滤波器部,并且在所述直流电源与所述初级侧电流检测部之间设置具有电流切断单元的切断部。
4.如权利要求3中所述的蓄电系统,其特征在于,
依次配置所述次级侧滤波器部、次级侧开关部、次级侧电压检测部、次级侧电流检测部和蓄电部,并且设置在所述次级侧电流检测部与所述蓄电部之间具有电流切断单元的保护装置。
5.如权利要求3中所述的蓄电系统,其特征在于,
由具有与主接点机械连接的辅助接点的开关构成所述切断部。
6.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧开关部具有对主电路的正侧进行通断的单元。
7.如权利要求6中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧开关部由具有与主接点机械连接的辅助接点的开关构成。
8.如权利要求7中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧开关部具有连接所述开关和充电电阻的电路。
9.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧电流检测部具有检测出流过正侧布线和负侧布线的电流之差的单元。
10.如权利要求2中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述初级侧滤波器部和次级侧滤波器部分别具有噪声滤波器。
11.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述DCDC变换器部由双向升降压型变换器电路构成。
12.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述DCDC变换器部由双向降压型变换器电路构成。
13.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述次级侧开关部构成具有使主电路的仅正侧或正侧和负侧双方通断的单元。
14.如权利要求13中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述次级侧开关部由具有与主接点机械连接辅助接点的开关构成。
15.如权利要求14中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述次级侧开关部具有连接所述开关和充电电阻的电路。
16.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述次级侧电流检测部具有检测出流过正侧布线和负侧布线的电流之差的单元。
17.如权利要求4中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述保护装置具有检测出所述电流切断单元的状态的单元。
18.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
串并联多个电池构成所述蓄电部,并将来自检测出所述电池的状态的监视器装置的状态信号输入到所述系统控制部。
19.如权利要求5中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部构成在输出对所述切断部的接通指令后,确认来自所述切断部的辅助接点信号,识别所述切断部正常接通。
20.如权利要求7中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部构成在输出对所述初级开关部的接通指令后,确认来自所述初级开关部的辅助接点信号,识别所述初级开关部正常接通。
21.如权利要求2中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在来自所述初级侧电压检测部的检测值与所述初级侧电容器电压之差为小于等于某设定值后,经过某设定时间之后识别为所述初级侧电容器完成充电。
22.如权利要求11中所述的蓄电系统,其特征在于,
用来自所述直流电源的直流功率启动所述蓄电系统时,利用所述双向升降电压型变换器电路的输出,对所述次级侧滤波器内置的次级侧电容器进行充电。
23.如权利要求11或12中所述的蓄电系统,其特征在于,
用来自所述蓄电部的功率启动蓄电系统时,利用所述蓄电部的功率,对所述初级侧滤波器内置的初级侧电容器进行充电。
24.如权利要求2中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在来自所述次级侧电压检测部的检测值与所述次级侧电容器电压之差为小于等于某设定值后,经过某设定时间之后识别为所述次级侧电容器完成充电。
25.如权利要求14中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在输出对所述次级开关部的接通指令后,确认来自所述次级开关部的辅助接点信号,识别所述次级开关部正常接通。
26.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部确认所述初级侧开关部和所述次级侧开关部正常接通后,控制所述DCDC变换器,使其电流为零。
27.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部进行控制,以便在使蓄电系统停止时,按设定的速率使所述DCDC变换器的电流慢慢减小,并且在该电流为零后,使所述DCDC变换器内置的开关元件阻断。
28.如权利要求1中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述DCDC变换器内置的开关元件阻断后,使所述初级侧开关部和所述次级侧开关部阻断。
29.如权利要求4中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部利用从所述切断部、所述初级侧电流检测部、所述初级侧电压检测部、所述初级侧开关部、所述初级侧滤波器部、所述DCDC变换器部、所述次级侧滤波器部、所述放电电路部、所述次级侧开关部、所述次级侧电压检测部、所述次级侧电流检测部、所述保护装置部、所述蓄电部得到的信号,检测异常,
根据异常的内容,对所述切断部、所述初级侧开关部、所述DCDC变换器部、所述放电电路部和所述次级侧开关部的至少一方进行控制。
30.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为由所述初级侧电流检测部检测出的正侧布线与负侧布线流通的电流之差大于等于设定值时、或者由所述次级侧电流检测部检测出的正侧布线与负侧布线流过的电流之差大于等于设定值时,
使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述初级侧滤波器部和次级侧滤波器部连接的放电电路导通。
31.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述切断部、初级侧开关部、次级侧开关部的某个开关异常时,
使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
32.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述初级侧电容器或所述次级侧电容器的充电异常时,
使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
33.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部构成在所述异常的内容为所述初级侧电容器或所述次级侧电容器过压时,
使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
34.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述DCDC变换器过流时,
使所述DCDC变换器部阻断。
35.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述DCDC变换器温度异常时,
使所述DCDC变换器部阻断。
36.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述DCDC变换器的开关元件异常时,
使所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
37.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述切断部本身切断时,使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
38.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述保护装置部本身切断时,使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
39.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在所述异常的内容为所述蓄电部异常时,使至少所述初级侧开关部和所述次级侧开关部和所述DCDC变换器部阻断,并使所述放电电路导通。
40.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部在发生所述异常时,将该异常记录到所述系统控制部,并对外部装置通知该异常。
41.如权利要求29中所述的蓄电系统,其特征在于,
所述系统控制部将所述异常根据其内容分为多类,并至少分类为因检测出异常而停止后自动重新启动、以及不人为进行复原操作就不进行重新启动。
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