CN101740826A - 电池电路控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池电路控制系统。蓄电装置容易增加各蓄电装置的温度之间的差异，容易增大老化的差异。因此，在尽可能地遵守作为蓄电装置整体的充放电电力的范围内，尽可能地降低蓄电装置温度的偏差，决定向各蓄电装置的充放电电流，从而尽可能地消除各蓄电装置的温度差，减少老化的差异。本发明提供的电源电路控制系统，具有连接了一个以上蓄电元件的蓄电装置和转换所述蓄电装置的输入输出电力的电力转换装置，多个并联连接所述蓄电装置与所述电力转换装置，其特征在于，具有：监视所述蓄电装置的温度的蓄电装置监视装置和从所述蓄电装置监视装置接收所述蓄电装置的温度信息并且向所述电力转换装置输出充放电电流指令的控制器。

Description

电池电路控制系统
技术领域
本发明涉及多个组合使用蓄电元件的蓄电装置，尤其涉及进一步多个组并联使用串联了多个蓄电元件的蓄电装置的电源电路系统。
背景技术
应用蓄电装置，尤其是应用蓄电池及双电层电容器(capacitor)等的蓄电元件，提出了各种能量的有效利用。最近，不仅串联连接蓄电池，而且进一步多个并联连接这些串联连接的蓄电池，进行了对应大功率的研究。蓄电池具有各自的内部电阻，其内部电阻因为制造偏差或长年时效而增加。另外，开始的电容量也因为制造偏差或长年时效而减少。因此，使用一定程度之后进行交换蓄电池一部分等时，有可能使用于内部电阻及电池电容量内部存在很大差异的状态。
作为现有的技术，为了解决这样的问题，在并联连接的蓄电装置中，按不产生蓄电装置的过量充电与放电的方式，对每个串联都设置开关以及监视单元，例如，在放电时，公开了在蓄电装置的充电量有差异时，通过仅连接充电量最高的蓄电装置而使用蓄电装置，之后当达到高充电量时，连接相同充电量的蓄电装置而使用的方法。另外，还公开了通过断开产生过量充电与放电的蓄电装置的开关，防止过量充电与放电的方法。
专利文献1：特开2005-528070号公报
专利文献2：特开2005-168259号公报
但是，在这些发明中未考虑蓄电装置的温度。一般来讲，蓄电装置的温度越高，越容易老化，在新旧混合情况(case)或即使新产品也存在产品偏差的情况下，容易产生各蓄电装置的温度之间的差异，因此容易产生老化的差异。
发明内容
本发明的目的在于尽可能地降低蓄电装置温度的偏差，从而减少蓄电装置的老化的差异。
本发明提供一种电源电路控制系统具有连接了至少一个以上蓄电池的蓄电装置和转换所述蓄电装置的输入输出电力的电力转换装置，该电源电路控制系统并联多个所述蓄电装置和所述电力转换装置，其具有：监视所述蓄电装置的温度的蓄电装置监视装置；和控制器，从所述蓄电装置监视装置获得所述蓄电装置的温度信息，向所述电力转换装置输出充放电电流指令。从而解决所述问题。
通过所述的电源电路控制系统，能够抑制蓄电装置温度的偏差，从而能够减少蓄电装置的老化的差异。
附图说明
图1是基于本发明第一实施方式的电源电路控制系统的整体概略结构图。
图2是本发明第一实施方式的控制器的控制框图。
图3是本发明第一实施方式的蓄电装置充放电电流指令计算部206的处理流程图。
图4是本发明第一实施方式的蓄电装置充放电电流指令计算部206的处理例子。
图5是本发明第一实施方式的操作的一个例子。
图6是蓄电池装置的电流-上升温度特性图。
图7是将本发明应用于铁路车辆时的结构图的一个例子。
图8是本发明第二实施方式的控制器的控制框图。
图9是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601的控制框图。
图10是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601的控制流程图。
图11是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤801结束后的状态。
图12是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤802结束后的状态。
图13是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤803结束后的状态。
图14是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤804结束后的状态。
图15是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤805结束后的状态。
图16是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤806结束后的状态。
图17是本发明第二实施方式的蓄电装置充放电电流判断部601操作例子的步骤809结束后的状态。
图中：1011、1012、...、101N-蓄电装置，1021、1022、...、102N-蓄电装置监视装置，103-第一电力转换装置，1041、1042、...、104N-第二电力转换装置，105-控制器，1061、1062、...、106N-温度以及充电量，107-向蓄电装置组整体的充放电电流要求，1081、1082、...、108N-充放电电流指令，201-信息分配功能，2021、2022、...、202N-各蓄电装置温度，2031、2032、...、203N-各蓄电装置充电量，204-平均化处理部，205-蓄电装置平均温度，206-蓄电装置充放电电流指令计算部，2071、2072、...、207N、8011、8012、...、801N-充放电电流指令，601-蓄电装置充放电电流判断部，901-电流设定部，902-最大充放电电流计算部，9031、9032、...、903N-各蓄电装置的最大充放电电流指令，904-最大充放电电流判断部。
具体实施方式
利用附图1，对本发明的具体的系统结构进行说明。
该系统结构具有：多个串联连接蓄电元件的蓄电装置1011、1012、...、101N；分别监视所述蓄电装置1011、1012、...、101N的温度以及充电量1061、1062、...、106N的蓄电装置监视装置1021、1022、...、102N；按使充放电电流指令1081、1082、...、108N与蓄电装置1011、1012、...、101N的充放电成为一致的方式进行控制的第二电力转换装置1041、1042、...、104N；以及在具有所述第二电力转换装置1041、1042、...、104N和相互转换电力并与驱动用电动机连接的第一电力转换装置103的电源电路控制系统中，根据向蓄电装置整体的充放电电流要求107和温度以及充电量1061、1062、...、106N，从而对所述第二电力转换装置1041、1042、...、104N提供充放电电流指令1081、1082、...、108N的控制器105。
在铁路车辆的实施方式中，由于根据铁路车辆的行车时间表等事先确定运行速度及停止位置，因此能够事先预定对运行所需的驱动力。向蓄电装置整体的充放电电流要求107，考虑所述的对运行所需的驱动力及运行效率之后，由驾驶员及列车运行控制装置来决定。
以下，利用附图2，对控制器105的处理流程进行说明。
利用信息分配功能201，将温度以及充电量1061、1062、...、106N分别分给各蓄电装置温度2021、2022、...、202N与各蓄电装置充电量2031、2032、...、203N。另外，各蓄电装置充电量2031、2032、...、203N在该图中未使用，因此省略。
然后，平均化处理部204根据各蓄电装置温度2021、2022、...、202N计算蓄电装置平均温度205。
然后，蓄电装置充放电电流指令计算部206基于所述第一电力转换装置103中输入的放电电力107、所述蓄电装置平均温度205、以及各蓄电装置温度2021、2022、...、202N，从而计算充放电电流指令1081、1082、...、108N。利用附图3，对该计算方法进行说明。
图3是蓄电装置充放电电流指令计算部206的处理流程图。
在步骤301中，通过将各蓄电装置温度2021、2022、...、202N从所述蓄电装置平均温度205中分别减去，从而计算各蓄电装置的ΔT(i){i＝1、2...N}。之后进入步骤302。
在步骤302中，根据在步骤301中计算出的各蓄电装置的ΔT(i){i＝1、2...N}，计算ΔT(i)＞0情况下的ΔT(i)和X。之后进入步骤303。
在步骤303中，根据在步骤301中计算出的各蓄电装置的ΔT(i){i＝1、2...N}，判断是否ΔT(i)＞0{i＝1、2...N}，如果是ΔT(i)＞0{i＝1、2...N}，则进入步骤304。如果不是ΔT(i)＞0{i＝1、2vN}，则进入步骤305。
在步骤304中，根据在步骤301中计算出的各蓄电装置的ΔT(i){i＝1、2...N}与在步骤302中计算出的X，利用(数学式1)计算对应各蓄电装置的分配比例B(i){i＝1、2...N}。
[数学式1]
B(i)＝ΔT(i)/X  其中，{i＝1、2...N}    (数学式1)
然后，进入步骤306。
一方面，在步骤305中，将对应各蓄电装置的分配比例B(i){i＝1、2...N}设为0，之后进入步骤306。
在步骤306中，根据对应步骤304或者步骤305中所获得的各蓄电装置的分配比例B(i){i＝1、2...N}与从所述第一电力转换装置103中输入的放电电力107求出的放电电流Iall，利用(数学式2)决定充放电电流指令1081、1082、...、108N。另外，在(数学式2)中，将对应各蓄电装置的电流指令1081、1082、...、108N转换为I(1)、I(2)、...、I(N)。
[数学式2]
I(i)＝Iall·B(i)其中，{i＝1、2...N}    (数学式2)
通过以上的处理，求出对应各蓄电装置的充放电电流指令1081、1082、...、108N。
由如上所述的方法计算充放电电流指令，并通过进行蓄电装置的充放电，在尽可能地遵守作为蓄电装置整体的充放电电能的范围内，降低蓄电装置温度的偏差，从而能够减少蓄电装置的老化的差异。
利用附图4来表示该控制的例子。
图4是，N＝3，即与第一电力转换装置103并联连接三个蓄电装置的情况，是蓄电装置1、2、3的各自的温度为10、12、17，这三个蓄电装置的平均温度为13，第一电力转换装置103所输入的向蓄电装置组整体的从充放电电流要求107求出的放电电流Iall等于100的情况。
在步骤301中，当计算ΔT(i){i＝1、2、3}时，蓄电装置1、2、3的各自的ΔT(i){i＝1、2、3}为3、1、-4。然后，在步骤302中，当计算ΔT(i)＞0{i＝1、2、3}的情况下的ΔT(i)和X时，由于蓄电装置1以及2符合情况，因此X＝3+1＝4。之后，在步骤303中，通过是否ΔT(i)＞0{i＝1、2、3}的判断处理，蓄电装置1以及2进入步骤304、蓄电装置3进入步骤305。在步骤304中，计算蓄电装置1以及2的分配比例B(i){i＝1、2、3}。当执行该计算时，蓄电装置1、2的各自的分配比例B(i)为B(1)＝3/4、B(2)＝1/4。另外，在步骤305中，将蓄电装置3的分配比例B(3)设为0。经由这些处理之后，在步骤306中，计算蓄电装置1、2、3的各自的放电电流I(i){i＝1、2、3}，其分别为I(1)＝75(等于100×3/4)、I(2)＝25(等于100×1/4)、I(3)＝0(等于100×0)。在附图5中表示适当执行该处理时的操作例子。
为了方便说明，在N＝3，即与第一电力转换装置103并联连接三个蓄电装置的情况下进行说明。
图5从上面依次地分别表示时间-输入在第一电力转换装置103的放电电力、时间-蓄电装置温度2021、2022、2023、以及时间-蓄电装置放电电流1081、1082、1083。
各蓄电装置温度2021、2022、...、202N与蓄电装置平均温度205相比越小，则充放电电流的绝对值变成越大，因此对蓄电装置的电流指令1083分配得最大。另外，蓄电装置温度2021比蓄电装置平均温度205大，因此充放电电流指令1081为0。当反复操作该处理时，由于充放电电流指令1081为0，对蓄电装置温度2021不进行充放电，因此通过蓄电装置的冷却而降低蓄电装置温度。另一方面，蓄电装置温度2023，由于蓄充放电电流指令1083分配得最大，因此上升得最早。另外，以充放电电流指令1082比充放电电流指令1083低的方式分配蓄电装置温度2022，但是，通过进行充放电而上升。据此，蓄电装置温度2021、2022、2023接近蓄电装置平均温度205。
另外，在该图例中，着重表示了放电的情况，在充电的情况下手法也相同。
如上所述，以平均化求出各蓄电装置的温度，使其接近目标蓄电装置温度的方式，来确定各蓄电装置的充放电电流，能够减少作为第一目的的蓄电装置温度的偏差。
另外，当假设蓄电装置的充放电电流为I、内部电阻为R、热时间常数(thermal time constant)为C时，伴随蓄电装置的充放电的上升温度ΔT，由下面的数学式(数学式3)求出，
[数学式3]
ΔT = I 2 · R C (数学式3)，
因此作为对应各蓄电装置的电流指令1081、1082、...、108N的I(i){i＝1、2、3}，利用步骤301中计算出的各蓄电装置的ΔT(i){i＝1、2...N}、各蓄电装置的内部电阻R(i){i＝1、2...N}以及各蓄电装置的热时间常数C(i){i＝1、2...N}，可以由
[数学式4]
I ( i ) = ΔT ( i ) · C ( i ) R ( i ) 其中，{i＝1、2...N}    (数学式4)
计算出。
而且，也可以像附图6那样，相应温度及内部电阻而事先作成电流-上升温度特性，从而决定I(i){i＝1、2、3}。
另外，利用附图7，对将附图1的结构应用于铁路车辆的情况进行说明。
图7设想了车辆中除蓄电装置之外还有装载了发动机、发电机的串联混合铁路车辆。车辆701在列车中的三辆车辆上装载电动机702，通过该多个电动机702驱动列车整体。另外，装载有电动机702的车辆并不局限于三辆，还可以在装载驾驶台710的前头车辆中也不装载电动机702。另外，蓄电装置1011、1012以及第二电力转换装置1041、1042分别仅装载于三辆车辆中的两辆，但是，可装载的车辆并不局限于两辆。而且，从发电装置704来看，第三电力转换装置703装载于全部车辆，也可以不装载于全部车辆。
车辆701根据来自驾驶台710的指令，对在列车控制装置709中控制第一电力转换装置1031、1032、1033的控制装置711发送指令，之后根据该指令，使发电装置704与蓄电装置1011、1012工作，从而进行行驶。
作为电动机702普遍的是三相交流电动机(感应电动机或同步电动机)。为了对该电动机702提供电力，通常第二电力转换装置1041、1042对蓄电装置1011、1012的直流电力实施电压电流的相互转换，且在第一电力转换装置1031、1032、1033中使该电力交流化，从而提供给各自的电动机702。另外，对该第一电力转换装置1031、1032、1033不仅由蓄电装置1011或1012通过第二电力转换装置1041、1042提供电力，而且由发电装置704通过第三电力转换装置703提供电力。发电装置704由例如柴油发动机等动力产生装置(以下，简称为发动机)与发电机的组合而构成。该发动机通过控制排气，能够作为排气制动器而工作。另外，发电装置704并不局限于柴油发动机与发电机的组合，例如也可以采用燃料电池。
在铁路车辆的情况下，行驶所需要的电力非常大，当降低电压时，导通电流增加，因此不得不提高使用于第一电力转换装置等的元件的耐压。另一方面，与第一电力转换装置的直流部电压相比，蓄电元件的电压小，所以需要多个串联连接了所述蓄电元件的蓄电装置，从而确保电压。但是，在如此增加蓄电元件的串联数量的情况下，当其中的一个蓄电元件产生故障时，属于相同串联中的蓄电元件就不能使用，因此蓄电装置的性能就会大幅度恶化。
此时，由于设置第二电力转换装置，因此即使第一电力转换装置的电压与多个连接了蓄电元件的蓄电装置的电压不同，通过使第二电力转换装置作为升降电压断路器(chopper)而工作，也能够实现第一电力转换装置电压与蓄电装置之间的电力的相互提供。因此，不需要进行制作依赖于蓄电装置的串联数量及第一电力转换装置元件的系统。
以下，对第二实施例进行说明。
对蓄电装置的一部分超过最大充放电电流时的控制进行说明。
图8中表示控制框。另外，用相同符号来标记与图2相同的结构，并省略其说明。在图7的结构中，与图2不同的地方是设置了根据图2中使用的没必要的各蓄电装置充电量2031、2032、...、203N与蓄电装置充放电电流指令计算部206中计算出的充放电电流指令2071、2072、...、207N(图2中作为1081、1082、...、108N)计算新充放电电流指令1081、1082、...、108N的蓄电装置充放电电流判断部601。
利用附图9，对蓄电装置充放电电流判断部601进行说明。
蓄电装置充放电电流判断部601由电流设定部901、最大充放电电流计算部902、最大充放电电流判断部904构成。其中，所述电流设定部901使在蓄电装置充放电电流指令计算部206中计算出的充放电电流指令2071、2072、...、207N转换为在该控制流程图中使用的充放电电流指令8011、8012、...、801N；所述最大充放电电流计算部902根据各蓄电装置的充电量，决定各蓄电装置的最大充放电电流指令9031、9032、...、903N；所述最大充放电电流判断部904比较向各蓄电装置的充放电电流指令与在最大充放电电流计算部902中决定的蓄电装置最大充放电电流，当超过蓄电装置最大充放电电流时，将符合的向蓄电装置的充放电指令作为最大充放电电流，反复进行将其超过部分分配给不超过最大充放电电流的蓄电装置的操作，将向各蓄电装置的充放电电流指令1081、1082、...、108N决定为向所有蓄电装置的充放电电流指令都在最大充放电电流以下。
在附图10中说明蓄电装置充放电电流判断部601的控制流程图。
在步骤801中，进行电流设定部901的操作，设定在蓄电装置充放电电流指令计算部206中计算出的充放电电流指令2071、2072、...、207N作为充放电电流指令8011、8012、...、801N。接着进入步骤802。
在步骤802中，进行由各蓄电装置的充电量决定各蓄电装置的最大充放电电流的最大充放电电流计算部902，根据各蓄电装置充电量，计算各蓄电装置的最大充放电电流指令9031、9032、...、903N。接着进入步骤803。另外，步骤803以后的操作变成最大充放电电流判断部904的操作。
在步骤803中，对各蓄电装置设定当对充放电具有储备能量时为1，当对充放电没有储备能量时为0的充放电储备能量标志(flag)。其中，为了初始化，将所有蓄电装置的充放电储备能量标志设为1。然后进入步骤804。
在步骤804中，寻找步骤801中所求出的充放电电流指令8011、8012、...、801N为步骤802中所求出的各蓄电装置的最大充放电电流指令9031、9032、...、903N以上的指令，将符合的各蓄电装置的标志设为0，并且求出其符合数X。而且，对符合的各蓄电装置计算对应各蓄电装置的电流指令与各蓄电装置的最大充放电电流指令之差H(i){i＝1、2、...N}。另外，在计算H(i){i＝1、2、...N}之前，执行H(i){i＝1、2、...N}的初始化。另外，符合的各蓄电装置的电流指令转换为各蓄电装置的最大充放电电流指令。然后进入步骤805。
在步骤805中，计算步骤804中计算出的作为H(i){i＝1、2、...N}的和的分配不足量R。接着进入步骤806。
在步骤806中，蓄电装置的标志为1的各蓄电装置对最大充放电电流指令来讲还有余地，因此通过等量分配步骤805中计算出的不足的分配不足量R增加充放电电流指令。由于在步骤804中已求出没有储备能量的蓄电装置的数X，因此蓄电装置标志为1的蓄电装置数为N-X。因此，R/(N-X)为相加蓄电装置标志为1的各蓄电装置的充放电电流指令的值。据此，计算新充放电电流指令8011、8012、...、801N，进入步骤807。
在步骤807中，比较充放电电流指令8011、8012、...、801N与最大充放电电流指令9031、9032、...、903N，判断充放电电流指令8011、8012、...、801N是否在最大充放电电流指令9031、9032、...、903N以下，对符合的数W进行计数。接着进入步骤808。
在步骤808中，当W＝N时或者充放电储备能量标志全都为0时，进入步骤809。当充放电储备能量标志全都不为0，W＜N时，返回到步骤804。
在步骤809中，当W＝N时，将充放电电流指令8011、8012、...、801N作为充放电电流指令1081、1082、...、108N进行输出。另一方面，当充放电储备能量标志全都为0时，将对应各蓄电装置的最大充放电电流指令9031、9032、...、903N作为充放电电流指令1081、1082、...、108N进行输出。
通过反复进行以上的处理，能够计算出充放电电流指令1081、1082、...、108N。
如上所述，作为各蓄电装置在必须遵守的最大充放电电流以下，所述决定了的各蓄电装置的充放电电流超过最大充放电电流时，使符合的蓄电装置的充放电电流改变为最大充放电电流，将产生过多与不足的充放电电流等量分配给不超过最大充放电电流的蓄电装置，从而尽可能地不损坏作为蓄电装置整体的充放电电流。而且，根据各蓄电装置的蓄电量来决定各蓄电装置的最大充放电电流，因此能够考虑蓄电装置的安全性。通过这些控制，能够尽可能地不损坏作为蓄电装置整体的充放电电流，并且能设为作为各蓄电装置在必须遵守的最大充放电电流以下，从而能够减小温度差，能够尽可能地降低蓄电装置的偏差，从而减少老化的差异。
在附图11～附图17中表示利用该控制流程时的例子。
图11～图17，当N＝4时，即与第一电力转换装置103并联连接四个蓄电装置的情况下进行说明。另外，各蓄电装置1～4的放电电流指令的初始值分别为125、60、80、90，由充电量决定的最大充放电电流设为85、100、60、125。
图11是表示步骤801结束后的图。在步骤801中，进行电流设定部901的操作，输入各蓄电装置的放电电流指令。因此，各蓄电装置1～4分别设定为125、60、80、90。
接着，图12是表示步骤802结束后的图。其中，进行由各蓄电装置的充电量决定各蓄电装置的最大充放电电流的最大充放电电流计算部902，根据各蓄电装置充电量，进行计算各蓄电装置的最大充放电电流指令的处理。因此，设定为85、100、60、125。
然后，图13是表示步骤803结束后的图。其中，为了初始化，对各蓄电装置，将充放电的储备能量设定为1。
然后，图14是表示步骤804结束后的图。其中，寻找步骤801中所求出的充放电电流指令为步骤802中所求出的各蓄电装置的最大充放电电流指令以上的指令，将符合的各蓄电装置的标志设为0，并且求出其符合数X。因此，由于步骤801中求出的蓄电装置1、3的充放电电流指令为步骤802中所求出的蓄电装置1、3各自的最大充放电电流指令以上，所以蓄电装置1以及3的标志为0。另外，符合数为X＝2。而且，对符合的各蓄电装置，计算充放电电流指令与各蓄电装置的最大充放电电流指令之差H(i){i＝1、2、3、4}，因此对蓄电装置1以及3，分别为H(1)125-85＝40、H(3)＝80-60＝20。
对不符合的蓄电装置不进行计算，因此H(2)＝0，H(4)＝0。另外，将符合的充放电电流指令转换为最大充放电电流指令，因此蓄电装置1以及3的充放电电流指令分别为85、60。
接着，图15是表示步骤805结束后的图。在步骤805中，计算作为步骤804中计算出的H(i){i＝1、2、3、4}的和的分配不足量R，因此R＝∑H(i)＝60。
然后，图16是表示步骤806结束后的图。在步骤806中，蓄电装置的标志为1的各蓄电装置对最大充放电电流指令还有余地，因此等量分配步骤805中计算出的分配不足量R。其中，符合的是蓄电装置2和4。另外，在步骤804中获得没有储备能量的蓄电装置的数为X＝2，因此蓄电装置的标志为1的蓄电装置数为4-2＝2。因此，对符合60/2＝30的蓄电装置2和4的充放电指令60、90分别相加，从而得到90、120。另外，由此确定新的充放电电流指令，蓄电装置1～4的充放电电流指令分别为85、90、60、120。
然后，在步骤807中，比较充放电电流指令与最大充放电电流指令，判断充放电电流指令是否为最大充放电电流指令以下，并且对符合的数W进行计数，因此W＝4。
然后，在步骤808中，因为W＝N，因此进入步骤809。
图17是表示步骤809结束后的图。在步骤809中，由于W＝N，因此将步骤806中设定的充放电电流指令当作蓄电装置充放电电流判断部601结果的充放电电流指令进行输出。因此，蓄电装置1～4的充放电电流指令分别为85、90、60、120。
通过执行以上的控制，能够尽可能地不损坏作为蓄电装置整体的充放电电流，并且能使其作为各蓄电装置在必须遵守的最大充放电电流以下，从而能够减小温度之差。由此达到第二目的。

Claims (13)

1.一种电源电路控制系统，具有连接了一个以上的蓄电元件的蓄电装置和转换所述蓄电装置的输入输出电力的电力转换装置，该电源电路控制系统并联多个所述蓄电装置和所述电力转换装置，其特征在于，具有：
监视所述蓄电装置的温度的蓄电装置监视装置；和
从所述蓄电装置监视装置获得所述蓄电装置的温度信息，向所述电力转换装置输出充放电电流指令的控制器。
2.根据权利要求1所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置温度信息和对多个所述蓄电装置的温度进行平均化而算出的目标蓄电装置温度之间的差量，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
3.根据权利要求1所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置的温度信息和所述蓄电装置的电流-上升温度特性，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
4.一种电源电路控制系统，具有连接了一个以上蓄电元件的蓄电装置、转换所述蓄电装置的输入输出电力的第二电力转换装置和与多个所述第二电力转换装置连接的第一电力转换装置，该电源电路控制系统并联多个所述蓄电装置和所述第二电力转换装置，，其特征在于具有：
监视所述蓄电装置的温度以及充电量的蓄电装置监视装置；和
控制器，从所述蓄电装置监视装置获得所述蓄电装置监视装置监视的所述蓄电装置的温度以及充电量的信息，向所述电力转换装置输出充放电电流指令。
5.根据权利要求4所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置的温度信息和对多个所述蓄电装置的温度进行平均化而算出的目标蓄电装置温度之间的差量，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
6.根据权利要求4所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置的温度信息和所述蓄电装置的电流-上升温度特性，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
7.根据权利要求5所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器当计算出的所述蓄电装置的所述充放电电流指令超过由该蓄电装置的充电量决定的最大充放电电流时，将所述最大充放电电流作为充放电电流指令输出给转换该蓄电装置的输入输出电力的所述第二电力转换装置。
8.根据权利要求7所述的电源电路控制系统，其特征在于，
所述最大充放电电流和所述充放电电流指令之间的差量，分配给所述充放电电流指令不超过所述最大充放电电流的其它蓄电装置的充放电电流指令。
9.一种混合铁路车辆用电源电路控制系统，具有连接了一个以上蓄电元件的蓄电装置、转换所述蓄电装置的输入输出电力的第二电力转换装置和一侧连接所述第二电力转换装置，另一侧连接铁路车辆驱动用的电动机的第一电力转换装置，该混合铁路车辆用电源电路控制系统并联多个所述蓄电装置和所述第二电力转换装置，其特征在于，具有：
监视所述蓄电装置的温度以及充电量的蓄电装置监视装置；和
控制器，从所述蓄电装置监视装置获得所述蓄电装置监视装置监视的所述蓄电装置的温度以及充电量的信息，向所述第二电力转换装置输出充放电电流指令。
10.根据权利要求9所述的混合铁路车辆用电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置的温度信息和对多个所述蓄电装置的温度进行平均化而算出的目标蓄电装置温度之间的差量，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
11.根据权利要求9所述的混合铁路车辆用电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器从所述蓄电装置监视装置获得的所述蓄电装置的温度信息和所述蓄电装置的电流-上升温度特性，计算所述蓄电装置的充放电电流指令，向所述电力转换器输出所述充放电电流指令。
12.根据权利要求10所述的混合铁路车辆用电源电路控制系统，其特征在于，
所述控制器当计算出的所述蓄电装置的所述充放电电流指令超过由该蓄电装置的充电量决定的最大充放电电流时，将所述最大充放电电流作为充放电电流指令输出给转换该蓄电装置的输入输出电力的所述第二电力转换装置。
13.根据权利要求12所述的混合铁路车辆用电源电路控制系统，其特征在于，
所述最大充放电电流和所述充放电电流指令之间的差量分配给所述充放电电流指令不超过所述最大充放电电流的其它蓄电装置的充放电电流指令。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094955A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 索尼公司 充电控制系统、装置及方法，以及放电控制装置
CN103165947A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 株式会社东芝 蓄电装置及其维修方法
CN108475939A (zh) * 2015-11-16 2018-08-31 莫列斯有限公司 功率充电模块及其使用方法
CN112018413A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 株式会社东芝 燃料电池系统及其运转方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5298152B2 (ja) 2011-03-07 2013-09-25 株式会社日立製作所 電力変換装置及び鉄道車両用の電力変換装置
JP6238107B2 (ja) * 2013-04-12 2017-11-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電池の管理システム
WO2016023570A1 (en) 2014-08-14 2016-02-18 Volvo Truck Corporation Electric or hybrid electric vehicle having multiple drive units arranged in separate parts of the vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154302A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Toyota Motor Corp 電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62108567A (ja) * 1985-11-06 1987-05-19 Nec Corp 半導体集積回路装置
DE4225746A1 (de) * 1992-08-04 1994-02-10 Hagen Batterie Ag Schaltungsvorrichtung
US5764027A (en) * 1996-06-21 1998-06-09 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for battery charge balancing
JP4572850B2 (ja) * 2006-03-24 2010-11-04 株式会社日立製作所 電源制御装置
JP2008077876A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車載電源ライン用のフレキシブルフラットケーブル
JP4542536B2 (ja) * 2006-11-06 2010-09-15 株式会社日立製作所 電源制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154302A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Toyota Motor Corp 電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094955A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 索尼公司 充电控制系统、装置及方法，以及放电控制装置
CN103094955B (zh) * 2011-11-07 2016-08-17 索尼公司 充电控制系统、装置及方法，以及放电控制装置
CN103165947A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 株式会社东芝 蓄电装置及其维修方法
CN103165947B (zh) * 2011-12-19 2015-05-20 株式会社东芝 蓄电装置及其维修方法
CN108475939A (zh) * 2015-11-16 2018-08-31 莫列斯有限公司 功率充电模块及其使用方法
CN112018413A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 株式会社东芝 燃料电池系统及其运转方法

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