JP2010088159A - 電源装置及び電動車輌 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
電源装置100は、並列に接続された複数の蓄電デバイス10を備える。電源装置100は、複数の蓄電デバイス10のそれぞれの温度を検出するNTC40と、複数の蓄電デバイス10のそれぞれに直列に接続されるFET21/22と、FET21/22のON状態及びOFF状態を制御する制御部とを備える。制御部は、NTC40によって検出される温度に基づいて、FET21/22のON状態及びOFF状態の制御におけるOFF状態の時間比率を高める温度制御を実行する。
【選択図】 図1
Description
以下において、実施形態の概要について説明する。電源装置は、並列に接続された複数の蓄電デバイスを備える。電源装置は、複数の蓄電デバイスのそれぞれの温度を検出する温度検出部と、複数の蓄電デバイスのそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子と、スイッチ素子のON状態及びスイッチ素子のOFF状態を制御する制御部とを備える。制御部は、温度検出部によって検出される温度に基づいて、スイッチ素子のON状態及びOFF状態の制御におけるOFF状態の時間比率を高める温度制御を実行する。
開始条件は、温度検出部によって検出される温度が制御開始温度Tsを超えることである。解除条件は、温度検出部によって検出される温度が制御解除温度Teを下回ることである。なお、制御解除温度Teは、制御開始温度Tsよりも低く、ヒステリシスが設けられている。
開始条件は、温度検出部によって検出される温度が制御判定温度Tjを超えることである。解除条件は、温度検出部によって検出される温度が制御判定温度Tjを下回ってから経過した時間が制御判定時間Tdに達することである。
(電源装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る電源装置ついて、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る電源装置100を示す回路図である。
第1実施形態の条件1において、開始条件は、NTC40Aによって検出される蓄電デバイス10Aの温度が制御開始温度Tsを超えることである。解除条件は、NTC40Aによって検出される蓄電デバイス10Aの温度が制御解除温度Teを下回ることである。なお、制御解除温度Teは、制御開始温度Tsよりも低く、ヒステリシスが設けられている。
第1実施形態の条件2において、開始条件は、NTC40Aによって検出される蓄電デバイス10Aの温度が制御判定温度Tjを超えることである。解除条件は、NTC40Aによって検出される蓄電デバイス10Aの温度が制御判定温度Tjを下回ってから経過した時間が制御判定時間Tdに達することである。
以下において、第1実施形態に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図4〜図5は、第1実施形態に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。
第1実施形態では、制御部50は、蓄電デバイス10の温度に基づいて、蓄電デバイス10のDuty比を下げる温度制御を実行する。これによって、各蓄電デバイス10の温度上昇及び各蓄電デバイス10の温度のばらつきを抑制でき、電源装置100全体として寿命の短縮を抑制できる。
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。変更例1では、第1実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、変更例1に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図6〜図7は、変更例1に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。
変更例1では、制御部50は、蓄電デバイス10の温度がトリップ温度Ttに達した場合に、蓄電デバイス10のDuty比を0%に設定する。また、制御部50は、温度制御を開始してから温度制御を解除するまでの間において、蓄電デバイス10の温度がトリップ温度Ttに達していなければ、0〜基準Duty比の範囲でDuty比を変化させる。
以下において、第1実施形態の変更例2について説明する。変更例2では、変更例1との相違点について主として説明する。但し、変更例2は、第1実施形態にも適用可能であることは勿論である。
以下において、変更例2に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図8〜図9は、変更例2に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例2を適用可能であることは勿論である。
変更例2では、制御部50は、第1判定時間TN1内における温度制御の開始回数Nが所定回数NNに達した場合に、スイッチ素子をOFF状態に固定して、蓄電デバイス10を復帰させない。すなわち、非正常蓄電デバイスと判定された蓄電デバイス10の再使用を抑制でき、電源装置100の安全性向上を図ることができる。なお、第1実施形態と同様の効果が得られることは勿論である。
以下において、第1実施形態の変更例3ついて説明する。変更例3では、変更例2との相違点について主として説明する。
以下において、変更例3に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図10は、変更例3に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例3を適用可能であることは勿論である。
変更例3では、制御部50は、第1判定時間TN1内における温度制御の開始回数Nが所定回数NNに達した場合に、スイッチ素子をOFF状態に固定して、蓄電デバイス10を切り離す。また、制御部50は、蓄電デバイス10の切り離してから第2判定時間TN2が経過した場合に、スイッチ素子のOFF状態の固定を解除して、蓄電デバイス10を復帰する。
以下において、第1実施形態の変更例4について説明する。変更例4では、変更例3との相違点について主として説明する。但し、変更例4は、第1実施形態にも適用可能であることは勿論である。
以下において、変更例4に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図11〜図12は、変更例4に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例4を適用可能であることは勿論である。
変更例4では、制御部50は、第1判定時間TN1内における温度制御の開始回数Nが所定回数NNに達した場合に、スイッチ素子のOFF状態を固定して、蓄電デバイス10を切り離す。また、制御部50は、蓄電デバイス10の切り離してから第2判定時間TN2が経過した場合に、スイッチ素子のOFF状態の固定を解除して、蓄電デバイス10を復帰させる。
以下において、第1実施形態の変更例5について説明する。変更例5では、変更例1との相違点について主として説明する。但し、変更例5は、第1実施形態にも適用可能であることは勿論である。
以下において、変更例5に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図13は、変更例5に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例5を適用可能であることは勿論である。
変更例5では、制御部50は、第1判定時間TN1内における温度制御の開始回数Nが所定回数NNに達した場合に、温度制御条件を厳しい条件に変更する。これによって、正常な蓄電デバイス10よりも厳しい条件下において、非正常蓄電デバイスと判定された蓄電デバイス10の使用を継続し、正常な蓄電デバイス10にかかる負荷を軽減しながら、電源装置100の安全性向上を図ることができる。
以下において、第1実施形態の変更例6について説明する。変更例6では、変更例1との相違点について主として説明する。但し、変更例6は、第1実施形態にも適用可能であることは勿論である。
以下において、変更例6に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図14〜図15は、変更例6に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例5を適用可能であることは勿論である。
変更例6では、制御部50は、温度制御を開始してから第3判定時間TN3が経過しても、温度制御が解除されない場合に、スイッチ素子をOFF状態に固定して、蓄電デバイス10を切り離す。これによって、温度制御によって温度が下がらない蓄電デバイス10を切り離して、電源装置100の安全性向上を図ることができる。
以下において、第1実施形態の変更例7について説明する。変更例7では、変更例6との相違点について主として説明する。
以下において、変更例7に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図16〜図17は、変更例7に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。ここでは、上述した条件1について例示するが、条件2についても変更例5を適用可能であることは勿論である。
変更例7では、制御部50は、温度制御を開始してから第3判定時間TN3が経過しても、温度制御が解除されない場合に、スイッチ素子をOFF状態に固定して、蓄電デバイス10を切り離す。すなわち、第3判定時間TN3内に温度が十分に下がらない蓄電デバイス10の使用を中断して、電源装置100の安全性向上を図ることができる。
以下において、第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、電源装置100の構成は第1実施形態と同様である。
以下において、第2実施形態に係る電源装置の動作ついて、図面を参照しながら説明する。図18〜図20は、第2実施形態に係る電源装置100(制御部50)の動作を示すフロー図である。
第2実施形態では、制御部50は、蓄電デバイス10A〜蓄電デバイス10Cの温度変化量が一定の範囲内に収まるように、各蓄電デバイス10の温度制御を実行する。これによって、蓄電デバイス10A〜蓄電デバイス10Cの温度が一定の範囲内に収まる。すなわち、蓄電デバイス10の温度のばらつきを抑制して、電源装置100全体として寿命の短縮を抑制できる。
以下において、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、第1実施形態との相違点について主として説明する。なお、第3実施形態は、変更例1〜変更例7や第2実施形態にも適用可能であることに留意すべきである。
以下において、第3実施形態に係る電源装置ついて、図面を参照しながら説明する。図21は、第3実施形態に係る電源装置100を示す回路図である。なお、図21では、図1と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第3実施形態では、蓄電デバイス10は、直列に接続された複数の蓄電デバイスを有するため、電源装置100の高出力化が実現される。
以下において、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、上述した電源装置100が設けられた電動車輌について説明する。
以下において、第4実施形態に係る電動車輌について、図面を参照しながら説明する。図22は、第4実施形態に係る電動車輌200を示す図である。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
Claims (6)
- 並列に接続された複数の蓄電デバイスを備える電源装置であって、
前記複数の蓄電デバイスのそれぞれの温度を検出する温度検出部と、
前記複数の蓄電デバイスのそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子と、
前記スイッチ素子のON状態及び前記スイッチ素子のOFF状態を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づいて、前記スイッチ素子のON状態及びOFF状態の制御におけるOFF状態の時間比率を高める温度制御を実行することを特徴とする電源装置。 - 前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度が制御開始温度を超えた場合に、前記温度制御を開始し、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度が制御解除温度を下回った場合に、前記温度制御を解除し、
前記制御解除温度は、前記制御開始温度よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度が制御判定温度を超えた場合に、前記温度制御を開始し、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される温度が前記制御判定温度を下回ってから経過した時間が制御判定時間に達した場合に、前記温度制御を解除することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記制御部は、前記複数の蓄電デバイスのうち、前記温度制御の開始及び前記温度制御の解除の繰り返し回数が所定回数に達した蓄電デバイスを非正常蓄電デバイスと判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電源装置。
- 前記複数の蓄電デバイスの少なくとも1つは、直列に接続された複数の蓄電デバイスによって構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電源装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電源装置と、前記電源装置によって供給される電力によって動力を発生する電動機と、前記電動機が生じる動力が伝えられる駆動輪とを備えた電動車輌。
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