CN110789346A - 电力授受系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制系统结构的复杂化，且抑制共振电流的增大的电力授受系统。电力授受系统具备：电源；对所述电源进行电力的充电及放电的至少一个第一装置；对所述电源仅进行电力的充电或放电的至少一个第二装置；以及二极管，其设置于将所述电源与所述第一装置及所述第二装置相互连接的电力线，用于将所述电源与所述第二装置之间的电力的授受限制为单一方向。

Description

电力授受系统
本申请基于在2018年8月2日申请的日本国专利申请第2018-146191号来主张优先权，并将其内容援引于此。
技术领域
本发明涉及电力授受系统。
背景技术
以往，已知有具备蓄电池、充电器、DC/DC转换器、电力转换模块、及空调装置用压缩机等多个高电压驱动装置的电动车辆(例如参照日本国特开2013-115957号公报)。该电动车辆例如通过使电力转换模块的频率(例如开关频率)与空调装置用压缩机的频率(例如LC共振频率)不同，来抑制在电力转换模块与空调装置用压缩机之间产生电流共振。
然而，在上述以往技术的电动车辆中，除了电力转换模块与空调装置用压缩机之间以外，还希望在其他多个高电压驱动装置之间也抑制共振的产生。在多个高电压驱动装置相互连接的系统中，例如在通过电抗器或电容器容量的变更等来变更共振频率的情况下，需要追加地具备新的电子部件，产生系统复杂化这样的问题。另外，当搭载于电动车辆的高电压驱动装置的数量增大时，有可能难以以在各装置之间避免频带的重叠的方式调整频率。
发明内容
本发明的方案提供能够抑制系统结构的复杂化，且抑制共振电流的增大的电力授受系统。
本发明采用了以下的方案。
(1)本发明的一方案的电力授受系统具备：电源；对所述电源进行电力的充电及放电的至少一个第一装置；对所述电源仅进行电力的充电或放电的至少一个第二装置；以及二极管，其设置于将所述电源与所述第一装置及所述第二装置相互连接的电力线，用于将所述电源与所述第二装置之间的电力的授受限制为单一方向。
(2)在上述(1)所记载的电力授受系统中，也可以是，所述电力授受系统具备多个所述第二装置，所述二极管针对各所述第二装置分别设置。
(3)在上述(1)或(2)所记载的电力授受系统中，也可以是，所述二极管设置于针对所述第二装置将电力线分支的分支部。
根据上述(1)的方案，能够不妨碍相互连接的第一装置与第二装置之间的电力的供给或接受地，通过二极管的整流作用来抑制共振电流的增大。另外，能够抑制频率调整等作业的繁杂化。
在上述(2)的方案的情况下，即便在存在多个第二装置的情况下，通过针对各第二装置分别设置二极管，例如与针对多个第二装置总括地设置有共用的二极管的情况相比，能够抑制各共振电流的零点与整流作用的基准点偏移，也能够对各共振电流适当地进行整流。
在上述(3)的方案的情况下，即便针对多个第二装置分别设置二极管的情况下，也能够紧凑地配置多个二极管，能够抑制系统的大型化。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式的电力授受系统的结构的图。
图2是示意性地表示搭载本发明的实施方式的电力授受系统的车辆的一部分的结构的图。
图3是表示本发明的实施方式的实施例及比较例各自中的共振电流的大小的一例的图。
图4是示意性地表示本发明的实施方式的变形例的电力授受系统的结构的一部分的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的电力授受系统的一实施方式。
本实施方式的电力授受系统例如搭载于电动车辆等。电动车辆是电动机动车、混合动力车辆及燃料电池车辆等。电动机动车以蓄电池为动力源而进行驱动。混合动力车辆以蓄电池及内燃机为动力源而进行驱动。燃料电池车辆以燃料电池为动力源而进行驱动。
图1是示意性地表示本发明的实施方式的电力授受系统1的结构的图。
图2是表示搭载本发明的实施方式的电力授受系统1的车辆10的一部分的结构的图。
<车辆>
如图1及图2所示，车辆10例如具备在车身11中的车室13的地板下部分配置的蓄电池壳体20。蓄电池壳体20收容有蓄电池(第一装置)21。蓄电池21例如是作为车辆10的动力源的高压的蓄电池。
蓄电池21具备收容于蓄电池壳体20内的多个蓄电池模块。蓄电池模块具备串联连接的多个蓄电池单元。
车辆10例如具备在车身11的前部设置的马达室30。马达室30例如收容有马达31、逆变器单元(第一装置)32、分支单元33、充电电路(第二装置)34、急速充电电路(第二装置)35及空气压缩机(第二装置)36等。
马达31例如与车辆10的轴15连结。轴15的两端部与车辆10的驱动轮(例如前轮)17连结。需要说明的是，马达31也可以构成为能够传递搭载于车辆10的内燃机的旋转动力。
马达31例如是三相交流的无刷DC马达。三相为U相、V相及W相。马达31具备：转子，其具有磁场用的永久磁铁；以及定子，其具有用于产生使转子旋转的旋转磁场的三相的定子绕组。
马达31进行通过从蓄电池21供给的电力来产生旋转驱动力的动力牵引动作、以及通过向旋转轴输入的旋转驱动力来产生电力的再生动作。
逆变器单元32例如配置于马达31的上方，直接固定于马达31的壳体。逆变器单元32例如具备进行直流电力与三相交流电力的相互转换的逆变器、控制逆变器的栅极驱动器、以及测定通电电流的电流传感器等。
逆变器单元32通过三相汇流排41与马达31的定子绕组电连接。逆变器单元32通过电源线缆42与蓄电池壳体20的第一连接器20a电连接。逆变器单元32控制蓄电池21与马达31之间的电力授受。
分支单元33及充电电路34例如在逆变器单元32的上方沿着车辆10的左右方向排列配置。分支单元33通过在端部具有连接器43a的第一线缆43而与蓄电池壳体20的第二连接器20b电连接。分支单元33通过在两端具有两个连接器44a、44b的第二线缆44而与充电电路34电连接。分支单元33通过从急速充电电路35延伸并且在端部具有连接器45a的第三线缆45而与急速充电电路35电连接。分支单元33通过从空气压缩机36延伸并且在端部具有连接器46a的第四线缆46而与空气压缩机36电连接。
充电电路34与家庭用电源等外部电源连接而经由分支单元33对蓄电池21进行充电。
急速充电电路35与在例如服务区或供电站等设置的急速充电用的外部电源连接，从而经由分支单元33对蓄电池21进行充电。急速充电电路35以比经由充电电路34进行的充电短的时间对蓄电池21进行充电。
空气压缩机36例如是空调装置用的电动压缩机，通过经由分支单元33从蓄电池21供给的电力来进行驱动。
<电力授受系统>
电力授受系统1例如具备蓄电池21、逆变器单元32、分支单元33、充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36。在电力授受系统1中，蓄电池21及逆变器单元32进行电力的供给及接受。充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36仅进行电力的供给或接受。
以下，说明电力授受系统1中的电连接的详细情况。
蓄电池壳体20除了蓄电池21以外，具备第一正极线51、第一负极线52、第二正极线53、第二负极线54及保险丝55。
第一正极线51及第一负极线52将蓄电池21的正极端子及负极端子与第二连接器20b电连接。
第二正极线53及第二负极线54各自从在第一正极线51设置的分支点56及在第一负极线52设置的分支点57分别分支，并将蓄电池21的正极端子及负极端子与第一连接器20a电连接。
保险丝55配置于第一正极线51的分支点56与蓄电池21的正极端子之间。保险丝55例如在第一正极线51中流过比额定电流大的电流时，切断第一正极线51的通电。
分支单元33将蓄电池21分别与充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36电连接。
分支单元33具备分支部61、正极线用接触器63、负极线用接触器65、第一保险丝67及第二保险丝69。
分支部61使与蓄电池21连接的电力路径向充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36分别分支。分支部61具备第三正极线(电力线)71及第三负极线(电力线)73、第四正极线(电力线)75及第四负极线(电力线)77、以及第五正极线81及第五负极线83。
第三正极线71及第三负极线73电连接于与蓄电池21连接的第一线缆43的连接器43a和与急速充电电路35连接的第三线缆45的连接器45a。
第四正极线75及第四负极线77各自从在第三正极线71设置的分支点85及在第三负极线73设置的分支点87分别分支，并将第一线缆43的连接器43a与空气压缩机36的第四线缆46的连接器46a电连接。
第五正极线81及第五负极线83各自从在第四正极线75设置的分支点91及在第四负极线77设置的分支点93分别分支，并将第一线缆43的连接器43a与连接于充电电路34的第二线缆44的连接器44a电连接。
正极线用接触器63设置于第三正极线71的分支点85与连接于急速充电电路35的第三线缆45的连接器45a之间。负极线用接触器65设置于第三负极线73的分支点87与连接于急速充电电路35的第三线缆45的连接器45a之间。正极线用接触器63及负极线用接触器65例如为继电器，通过触点的开闭而将急速充电电路35与蓄电池21电切断或电连接。
第一保险丝67设置于第四正极线75的分支点91与连接于充电电路34的第二线缆44的连接器44a之间。第一保险丝67在第五正极线81中流过比额定电流大的电流时，切断第五正极线81的通电。
第二保险丝69设置于第四正极线75的分支点91与空气压缩机36的第四线缆46的连接器46a之间。第二保险丝69在第四正极线75中流过比额定电流大的电流时，切断第四正极线75的通电。
分支单元33具备第一二极管95、第二二极管97及第三二极管99。
第一二极管95例如在第五正极线81中以从充电电路34朝向蓄电池21而成为顺向的方式连接。第一二极管95将充电电路34与蓄电池21之间的电力授受的方向仅限制为如下单一方向，其中，所述单一方向是指从充电电路34向蓄电池21供给电力的单一方向。
第二二极管97例如在第三正极线71中以从急速充电电路35朝向蓄电池21而成为顺向的方式连接。第二二极管97将急速充电电路35与蓄电池21之间的电力授受的方向仅限制如下单一方向，其中，所述单一方向是指从急速充电电路35向蓄电池21供给电力的单一方向。
第三二极管99例如在第四正极线75中以从蓄电池21朝向空气压缩机36而成为顺向的方式连接。第三二极管99将蓄电池21与空气压缩机36之间的电力授受的方向仅限制为如下单一方向，其中，所述单一方向是指从蓄电池21向空气压缩机36供给电力的单一方向。
以下，说明本实施方式的实施例及比较例各自的共振电流的大小。图3是表示本发明的实施方式的实施例及比较例各自的共振电流的大小的一例的图。实施例是如下情况：如上述的电力授受系统1那样，具备各二极管95、97、99，其针对仅进行电力的供给或接受的充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36将电力授受的方向仅限制为单一方向。另一方面，比较例是在上述的电力授受系统1中省略了各二极管95、97、99的情况。实施例及比较例示出了蓄电池21或逆变器单元32中的共振电流I1；以及充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36的任一方中的共振电流I2。可确认到，在实施例中，与比较例相比，减少了共振电流I2。
如上所述，根据本实施方式的电力授受系统1，能够不妨碍相互连接的蓄电池21分别与充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36之间的电力的供给或接受地，通过各二极管95、97、99的整流作用来抑制共振电流的增大。另外，能够抑制频率调整等作业的繁杂化。
另外，例如，与使用电抗器或电容器等来变更电力授受系统1的共振特性的情况相比，能够使用更廉价的电子部件即各二极管95、97、99来抑制系统结构所需的费用高涨。
另外，通过针对充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36分别设置有二极管95、97、99，从而例如与总括地设置有共用的二极管的情况相比，能够抑制各共振电流的零点与整流作用的基准点偏移，对各共振电流适当地进行整流。
另外，各二极管95、97、99配置于分支单元33，因此能够紧凑地配置第一二极管95、第二二极管97及第三二极管99，能够抑制系统的大型化。
以下，说明实施方式的变形例。
在上述的实施方式中，电力授受系统1在分支单元33具备第一二极管95、第二二极管97及第三二极管99，但不限定于此。上述的实施方式的变形例的电力授受系统1也可以在充电电路34、急速充电电路35及空气压缩机36分别具备二极管95、97、99，或者在第二线缆44、第三线缆45及第四线缆46分别具备二极管95、97、99。
图4是示意性地表示本发明的实施方式的变形例的电力授受系统1的结构的一部分的图。如图4所示，变形例的电力授受系统1例如具备设置于充电电路34的第一二极管95和设置于空气压缩机36的第三二极管99。需要说明的是，在图4所示的电力授受系统1中，逆变器单元32具备平滑电容器32a和桥电路32b。桥电路32b例如具备被桥连接的多个开关元件。
充电电路34例如具备共模滤波器34a、电容器34b及电流源34c。由具有共用的铁心的两个扼流线圈构成的共模滤波器34a去除共模的噪声电流。第一二极管95例如在共模滤波器34a与第二线缆44之间连接于正极侧的电力线34d。
空气压缩机36例如具备马达36d和由电容器36a及电感器36b构成的LC共振电路36c。第三二极管99例如在LC共振电路36c与第四线缆46之间连接于正极侧的电力线36e。
在上述的实施方式中，电力授受系统1例如也可以在蓄电池21与逆变器单元32之间等具备对电压进行升压或降压的电压转换装置，来作为进行电力的供给及接受的装置。
在上述的实施方式中，电力授受系统1搭载于车辆10，但不限定于此，也可以搭载于其他设备。
本发明的实施方式是作为例子而提示的实施方式，并不意在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围、主旨同样地，包含于技术方案所记载的发明和其等同的范围。

Claims (3)

1.一种电力授受系统，其中，
所述电力授受系统具备：
电源；
对所述电源进行电力的充电及放电的至少一个第一装置；
对所述电源仅进行电力的充电或放电的至少一个第二装置；以及
二极管，其设置于将所述电源与所述第一装置及所述第二装置相互连接的电力线，用于将所述电源与所述第二装置之间的电力的授受限制为单一方向。
2.根据权利要求1所述的电力授受系统，其中，
所述电力授受系统具备多个所述第二装置，
所述二极管针对各所述第二装置分别设置。
3.根据权利要求1或2所述的电力授受系统，其中，
所述二极管设置于针对所述第二装置将电力线分支的分支部。
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