JP2009294188A - 充電電圧の測定方法及び充電電圧測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充放電の切替直後に前記蓄電器の端子間電圧を検出する端子間電圧検出工程と、充放電の切替直後に前記蓄電器に通流する電流の値を検出する電流値検出工程と、充放電の切替直後に前記電流値検出工程において検出される電流値と前記蓄電器の内部抵抗値の補正特性とに基づいて得られる電圧値を前記蓄電器に含まれる内部抵抗成分における電圧降下値として導出する電圧降下値導出工程と、前記端子間電圧検出工程で検出される端子間電圧と前記電圧降下値導出工程によって導出される電圧降下値とに基づき、前記静電容量成分の充電電圧を導出する充電電圧導出工程とを含み、前記内部抵抗値の補正特性は、充放電の切替直後における内部抵抗値の過渡特性を近似した特性である。
【選択図】図6
Description
実施の形態1の内部抵抗の測定方法及び内部抵抗測定装置を適用したハイブリッド型建設機械の適用例について説明するにあたり、まず、図1及び図2を用いてハイブリッド型建設機械の基本構成を説明する。
図2は、実施の形態1の充電電圧の測定方法及び充電電圧測定装置を適用したハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図2では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
エンジン11は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機13の一方の入力軸に接続される。このエンジン11は、建設機械の運転中は常時運転される。
コントローラ30は、実施の形態1の充電電圧の測定方法及び充電電圧測定装置を適用したハイブリッド型建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、旋回駆動制御部40、及び駆動制御部120を含み、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。
このような昇降圧コンバータ100において、DCバス110を昇圧する際には、昇圧用IGBT102Aのゲート端子にPWM電圧を印加し、降圧用IGBT102Bに並列に接続されたダイオード102bを介して、昇圧用IGBT102Aのオン/オフに伴ってリアクトル101に発生する誘導起電力をDCバス110に供給する。これにより、DCバス110が昇圧される。
バッテリ19(バッテリ19)の静電容量成分の充電電圧値の測定は、コントローラ30によって行われる。
Vr=−R×I ・・・(2)
ここで、(2)式に負の符号が付くのは、電圧降下値を表すためである。
R=Ri2+(Ri1−Ri2)(1−e−(t−t1)/τ) (t1≦t<t2)・・・(4)
R=Ri1 (t2≦t) ・・・(5)
ここで、Ri1は非通電状態におけるバッテリ19の内部抵抗値を示し、図5に示す通電前の抵抗値Ri1と同一である。Ri2は、過渡特性における内部抵抗値の最小値であり、図5に示すRi2と同一である。これらの値は、予め測定されて(3)〜(5)式を表すデータとともにコントローラ30の内部メモリに格納されている。なお、時刻t=t1は、充放電の切替が行われる時刻を表し、時刻t=t2は過渡特性が終了する時刻を表す。
図8は、比較例による内部抵抗値の補正特性と、検出される電圧値(Vm、Vc)を示す特性である。
図9は、実施の形態2による内部抵抗値の補正特性と、検出される電圧値(Vm、Vc)を示す特性である。
以上、実施の形態2によれば、内部抵抗値の補正特性として、時間tによらず、(6)式によって求まる過渡特性における最小抵抗値Ri2の一定値となる補正特性を用いることによってバッテリ19の静電容量成分(容量131)の補正電圧Vmodにより、充電電圧値Vcを近似的に求め、これによりSOCの制御性を向上させることができる。
図10は、実施の形態3による内部抵抗値の補正特性と、検出される電圧値(Vm、Vc)を示す特性である。
また、この補正特性は、時刻t=t2以降では時間によらず通電前の内部抵抗値Ri1の一定値にされる。
1A、1B 走行機構
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
12 電動発電機
13 減速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18A、18B インバータ
19 バッテリ
21 旋回用電動機
22 レゾルバ
23 メカニカルブレーキ
24 旋回減速機
25 パイロットライン
26 操作装置
26A、26B レバー
26C ペダル
27 油圧ライン
28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 コントローラ
31 速度指令変換部
32 駆動制御装置
40 旋回駆動制御装置
100 昇降圧コンバータ
101 リアクトル
102A 昇圧用IGBT
102B 降圧用IGBT
103 電源接続端子
104 出力端子
105 コンデンサ
106 バッテリ電圧検出部
107 バッテリ電流検出部
110 DCバス
111 DCバス電圧検出部
120 モータ
131 容量
132 内部抵抗
Claims (8)
- 蓄電器に含まれる静電容量成分の充電電圧の測定方法であって、
通電開始前の第1の蓄電電圧値を検出し、
通電開始後の前記蓄電器に対して通流する電流値を検出し、
該検出された電流値と前記蓄電器の内部抵抗の補正特性とにより第2の蓄電電圧値を算出するとともに、
前記第1の蓄電電圧値に前記第2の蓄電電圧値を補正して通電後の補正電圧を求めることを特徴とする充電電圧の測定方法。 - 前記内部抵抗の補正特性は、前記蓄電器の内部抵抗に基づくことを特徴とする請求項1に記載の充電電圧の測定方法。
- 前記内部抵抗の補正特性は、通電開始後の予め定められた時間に設定される請求項1に記載の充電電圧の測定方法。
- 前記内部抵抗の補正特性は、前記蓄電器の経時的変化を表すパラメータを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の充電電圧の測定方法。
- 前記内部抵抗の補正特性は、前記蓄電器の時定数を表すパラメータを含む、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の充電電圧の測定方法。
- 前記内部抵抗値の補正特性は、前記過渡特性における最小値を表す一定値である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の充電電圧の測定方法。
- 前記内部抵抗の最小値Ri2は、充放電の切替前における内部抵抗値Ri1を前記補正特性として用いた場合に、充放電の切替直前における端子間電圧をV1、充放電の切替直後の端子間電圧をV2、充放電の切替直後に前記蓄電器に通流する電流値をIとした場合に、Ri2=Ri1−(V2−V1)/Iで求まる値である、請求項6に記載の充電電圧の測定方法。
- 充放電の切替が行われる蓄電器に含まれる静電容量成分の充電電圧を測定する充電電圧測定装置であって、
充放電の切替直後に前記蓄電器の端子間電圧を検出する端子間電圧検出部と、
充放電の切替直後に前記蓄電器に通流する電流の値を検出する電流値検出部と、
充放電の切替直後に前記電流値検出部において検出される電流値と前記蓄電器の内部抵抗値の補正特性とに基づいて得られる電圧値を前記蓄電器に含まれる内部抵抗成分における電圧降下値として導出する電圧降下値導出部と、
前記端子間電圧検出部で検出される端子間電圧と前記電圧降下値導出部によって導出される電圧降下値とに基づき、前記静電容量成分の充電電圧を導出する充電電圧導出部と
を含み、前記内部抵抗値の補正特性は、充放電の切替直後における内部抵抗値の過渡特性を近似した特性である、充電電圧測定装置。
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