JP2010220341A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、昇圧コンバータを備える電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system including a boost converter.
モータの駆動力によって走行する電気自動車、ハイブリッド自動車等が広く用いられている。このような電力駆動車両は、モータに電力を供給するための電池、電池の出力電圧を調整し、調整後の電圧をモータ駆動用の回路に出力する昇圧コンバータ等を備える。 Electric vehicles, hybrid vehicles, and the like that travel with the driving force of a motor are widely used. Such a power-driven vehicle includes a battery for supplying power to the motor, a boost converter that adjusts the output voltage of the battery, and outputs the adjusted voltage to a circuit for driving the motor.
昇圧コンバータの電池側の端子間およびモータ駆動回路側の端子間には、コンデンサが接続される。これらのコンデンサは、長時間の使用により寿命が近づくと絶縁抵抗が低下する等の異常が発生することがある。この場合、異常が発生したコンデンサは、大きい電流が流れる等により寿命が短縮することがある。 A capacitor is connected between the battery-side terminals and the motor drive circuit-side terminals of the boost converter. These capacitors may have an abnormality such as a decrease in insulation resistance when their lifetime approaches due to long-term use. In this case, the life of the capacitor having an abnormality may be shortened due to a large current flowing.
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、昇圧コンバータを備える電力供給システムにおいて、昇圧コンバータと共に用いられるコンデンサの異常を検出することを目的とする。 The present invention has been made for such a problem. That is, an object of the present invention is to detect abnormality of a capacitor used with a boost converter in a power supply system including the boost converter.
本発明は、低圧側端子間に印加された電圧を調整し、調整後の電圧を高圧側端子間に出力する昇圧コンバータと、直列接続された2つの低圧側分圧コンデンサを含み、前記低圧側端子間に接続された低圧側コンデンサと、直列接続された2つの高圧側分圧コンデンサを含み、前記高圧側端子間に接続された高圧側コンデンサと、各低圧側分圧コンデンサおよび各高電圧側分圧コンデンサに対応して設けられ、対応するコンデンサの端子間電圧を測定する電圧センサと、前記低圧側端子間の電圧および前記高圧側端子間の電圧が所定の電圧となるよう、前記昇圧コンバータが制御されたときに、前記電圧センサの測定結果に基づいて前記電圧センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、前記低圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記低圧側分圧コンデンサの異常を検出し、前記高圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記高圧側分圧コンデンサの異常を検出するコンデンサ異常検出手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention includes a boost converter that adjusts the voltage applied between the low-voltage side terminals and outputs the adjusted voltage between the high-voltage side terminals, and two low-voltage side voltage dividing capacitors connected in series. A low voltage side capacitor connected between the terminals, and two high voltage side voltage dividing capacitors connected in series, the high voltage side capacitor connected between the high voltage side terminals, each low voltage side voltage dividing capacitor, and each high voltage side A voltage sensor provided corresponding to the voltage dividing capacitor and measuring a voltage between terminals of the corresponding capacitor; and the step-up converter such that the voltage between the low-voltage side terminals and the voltage between the high-voltage side terminals become predetermined voltages. Sensor abnormality detection means for detecting an abnormality of the voltage sensor based on the measurement result of the voltage sensor, and the measurement result of the voltage across the terminals of the low-voltage side voltage dividing capacitor. Accordingly, an abnormality of the low voltage side voltage dividing capacitor is detected, and a capacitor abnormality detecting means for detecting an abnormality of the high voltage side voltage dividing capacitor based on the measurement result of the voltage across the terminals of the high voltage side voltage dividing capacitor, It is characterized by providing.
昇圧コンバータを備える電力供給システムにおいて、昇圧コンバータと共に用いられるコンデンサの異常を検出することができる。 In a power supply system including a boost converter, an abnormality of a capacitor used with the boost converter can be detected.
図1に本発明の実施形態に係る車両搭載用電力供給システムの構成を示す。電池10の正極端子は、リレースイッチ12Aを介して、昇圧コンバータ16の電池側正極端子16Aに接続される。電池10の負極端子は、リレースイッチ12Bを介して昇圧コンバータ16の電池側負極端子16Bに接続される。
FIG. 1 shows a configuration of a vehicle-mounted power supply system according to an embodiment of the present invention. The positive terminal of the
電池側分圧コンデンサ14−1および14−2は同一の静電容量を有する。電池側分圧コンデンサ14−1の一端は電池側正極端子16Aに接続され、電池側分圧コンデンサ14−1の他端は電池側分圧コンデンサ14−2の一端に接続される。電池側分圧コンデンサ14−2の他端は電池側負極端子16Bに接続される。
Battery side voltage dividing capacitors 14-1 and 14-2 have the same capacitance. One end of the battery side voltage dividing capacitor 14-1 is connected to the battery side
昇圧コンバータ16のインバータ側正極端子16Cおよびインバータ側負極端子16Dは、インバータ20に接続される。インバータ側分圧コンデンサ18−1および18−2は同一の静電容量を有する。インバータ側分圧コンデンサ18−1の一端はインバータ側正極端子16Cに接続され、インバータ側分圧コンデンサ18−1の他端はインバータ側分圧コンデンサ18−2の一端に接続される。インバータ側分圧コンデンサ18−2の他端はインバータ側負極端子16Dに接続される。
Inverter-side positive terminal 16C and inverter-side
リレースイッチ12Aおよび12Bは、コントロールユニット22によって制御される。リレースイッチ12Aおよび12Bをオンにすることで、電池10の出力電圧は電池側正極端子16Aと電池側負極端子16Bとの間に印加される。昇圧コンバータ16は、電池側正極端子16Aと電池側負極端子16Bとの間に印加された電圧をコントロールユニット22の制御に応じて昇圧し、昇圧電圧をインバータ側正極端子16Cとインバータ側負極端子16Dとの間に出力する。
The
インバータ20は、コントロールユニット22の制御に応じて、昇圧コンバータ16とモータ26との間で交流直流変換を行う。モータ26は、インバータ20から供給された電力に基づいて車両を加速し、または、インバータ20に電力を供給して車両を回生制動する。
The
コントロールユニット22は、演算部24、電圧センサVB、VL1、VL2、VH1およびVH2を備える。電圧センサVBは電池10の出力電圧を測定し、測定結果を電池電圧測定値Bとして演算部24に出力する。電圧センサVL1およびVL2は、それぞれ、電池側分圧コンデンサ14−1および14−2の端子間電圧を測定し、測定結果をそれぞれ、電池側コンデンサ電圧測定値L1およびL2として演算部24に出力する。電圧センサVH1およびVH2は、それぞれ、インバータ側分圧コンデンサ18−1および18−2の端子間電圧を測定し、測定結果をそれぞれ、インバータ側コンデンサ電圧測定値H1およびH2として演算部24に出力する。
The
本実施形態に係る車両搭載用電力供給システムでは、次のような処理によって、電圧センサの異常を検出する。コントロールユニット22は、インバータ側正極端子16Cとインバータ側負極端子16Dとの間の電圧が、電池側正極端子16Aと電池側負極端子16Bとの間の電圧と等しくなるよう、昇圧コンバータ16を制御する。演算部24は、電池電圧測定値Bと、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値L1+L2と、インバータ側電圧測定値の加算値H1+H2とを比較する。
In the on-vehicle power supply system according to the present embodiment, an abnormality of the voltage sensor is detected by the following process. The
演算部24は、これらの3つの値のうち他の2つの値から所定の範囲を超える差異があるものがあるときは、他の2つの値から所定の範囲を超える差異がある値を異常であると判定する。
When there is a difference that exceeds a predetermined range from the other two values among these three values, the
演算部24は、電池電圧測定値Bが異常であると判定したときは、電圧センサVBが異常であると判定する。演算部24は、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値L1+L2が異常であると判定したときは、電圧センサVL1およびVL2のうち、電池電圧測定値Bの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した電圧センサが異常であると判定する。演算部24は、インバータ側コンデンサ電圧測定値の加算値H1+H2が異常であると判定したときは、電圧センサVH1およびVH2のうち、電池電圧測定値Bの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した電圧センサが異常であると判定する。
When it is determined that the battery voltage measurement value B is abnormal, the
このような処理によって、演算部24は、電池電圧測定値B、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値L1+L2、およびインバータ側電圧測定値の加算値H1+H2のうち2つが正常である場合に、電圧センサの異常を検出することができる。コントロールユニット22は、演算部24による検出結果を記憶部28に記憶する。記憶部28に記憶された内容は、車両の保守、点検等に用いることができる。
By such processing, the
なお、電圧センサVBが正常である可能性が高い場合には、インバータ側の電圧が電池側の電圧と等しくなるよう、コントロールユニット22が昇圧コンバータ16を制御しなくとも、次のようにして、電圧センサVL1またはVL2の異常を検出することができる。すなわち、演算部24は、電圧センサVL1の測定値が電池電圧測定値Bの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した場合、電圧センサVL1が異常であると判定し、電圧センサVL2の測定値が、電池電圧測定値Bの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した場合、電圧センサVL2が異常であると判定する。
If there is a high possibility that the voltage sensor VB is normal, the
コントロールユニット22は、インバータ側正極端子16Cとインバータ側負極端子16Dとの間の電圧測定値に基づいて、昇圧コンバータ16、インバータ等を制御することがある。しかし、電圧センサVH1またはVH2に異常が生じた場合には、これらの測定値を加算した値H1+H2に基づく制御を行うことは好ましくない。そこで、演算部24は、電圧センサVH1およびVH2のうち、正常である方の測定値を2倍した値をインバータ側正極端子16Cとインバータ側負極端子16Dとの間の正常な電圧測定値として求める。コントロールユニット22は、このようにして求められた電圧測定値を用いることで適切な制御を行うことができる。
The
本実施形態に係る車両搭載用電力供給システムでは、次のような処理によって、電池側分圧コンデンサおよびインバータ側分圧コンデンサの静電容量低下、絶縁劣化等の異常を検出することができる。この検出は端子間電圧の低下に基づいて行う。 In the vehicle-mounted power supply system according to the present embodiment, abnormalities such as a decrease in electrostatic capacitance and insulation deterioration of the battery side voltage dividing capacitor and the inverter side voltage dividing capacitor can be detected by the following process. This detection is performed based on a decrease in the voltage between the terminals.
演算部24は、電圧センサVL1およびVL2が正常である旨の判定をした場合に、電池側コンデンサ電圧測定値L1とL2とを用いた判定を行う。すなわち、L2/L1が所定値を超えたときは、電池側分圧コンデンサ14−1が異常であると判定し、L1/L2が所定値を超えたときは、電池側分圧コンデンサ14−2が異常であると判定する。
When the
また、演算部24は、電圧センサVH1およびVH2が正常である旨の判定をした場合に、インバータ側コンデンサ測定値H1およびH2を用いた判定を行う。すなわち、H2/H1が所定値を超えたときは、インバータ側分圧コンデンサ18−1が異常であると判定し、H1/H2が所定値を超えたときは、インバータ側分圧コンデンサ18−2が異常であると判定する。コントロールユニット22は、判定結果を記憶部28に記憶する。
In addition, when the
この処理においては、電圧センサが正常であるという条件の下で電池側分圧コンデンサ14−1若しくは14−2、または、インバータ側分圧コンデンサ18−1若しくは18−2の異常を検出する。したがって、電圧センサが異常である可能性を除外した上でコンデンサの異常を検出することができる。 In this process, the abnormality of the battery side voltage dividing capacitor 14-1 or 14-2 or the inverter side voltage dividing capacitor 18-1 or 18-2 is detected under the condition that the voltage sensor is normal. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the capacitor after excluding the possibility that the voltage sensor is abnormal.
インバータ側分圧コンデンサ18−1または18−2が異常であると判定した場合、コントロールユニット22は、インバータ側正極端子16Cとインバータ側負極端子16Dとの間の電圧を低下させる処理を実行することが好ましい。この処理は、例えば、昇圧コンバータ16が、インバータ側正極端子16Cから電池側正極端子16Aに至る経路にトランジスタ等のスイッチング素子を備えている場合には、そのスイッチング素子のオン時間を長くすること、あるいはスイッチング周波数を調整すること等により行うことができる。また、昇圧コンバータ16の制御のためにコントロールユニット22で求められる昇圧電圧指令値を制限すること、昇圧コンバータ16およびインバータ20の制御のためにコントロールユニット22で求められるモータトルク指令値を制限すること等によって行ってもよい。
When it is determined that the inverter-side voltage dividing capacitor 18-1 or 18-2 is abnormal, the
このような処理によれば、インバータ側分圧コンデンサ18−1および18−2に流れる電流を制限することができ、インバータ側分圧コンデンサ18−1および18−2のうち異常が生じた方の寿命が短縮することを回避することができる。 According to such a process, the current flowing through the inverter side voltage dividing capacitors 18-1 and 18-2 can be limited, and one of the inverter side voltage dividing capacitors 18-1 and 18-2 in which an abnormality has occurred. It is possible to avoid shortening the service life.
10 電池、12A,12B リレースイッチ、14−1,14−2 電池側分圧コンデンサ、16 昇圧コンバータ、16A 電池側正極端子、16B 電池側負極端子、16C インバータ側正極端子、16D インバータ側負極端子、18−1,18−2 インバータ側分圧コンデンサ、20 インバータ、22 コントロールユニット、24 演算部、26 モータ、28 記憶部、VB,VL1,VL2,VH1,VH2 電圧センサ。 10 battery, 12A, 12B relay switch, 14-1, 14-2 battery side voltage dividing capacitor, 16 boost converter, 16A battery side positive terminal, 16B battery side negative terminal, 16C inverter side positive terminal, 16D inverter side negative terminal, 18-1, 18-2 Inverter side voltage dividing capacitor, 20 inverter, 22 control unit, 24 arithmetic unit, 26 motor, 28 storage unit, VB, VL1, VL2, VH1, VH2 voltage sensor.
Claims (1)
直列接続された2つの低圧側分圧コンデンサを含み、前記低圧側端子間に接続された低圧側コンデンサと、
直列接続された2つの高圧側分圧コンデンサを含み、前記高圧側端子間に接続された高圧側コンデンサと、
各低圧側分圧コンデンサおよび各高電圧側分圧コンデンサに対応して設けられ、対応するコンデンサの端子間電圧を測定する電圧センサと、
前記低圧側端子間の電圧および前記高圧側端子間の電圧が所定の電圧となるよう、前記昇圧コンバータが制御されたときに、前記電圧センサの測定結果に基づいて前記電圧センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、
前記低圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記低圧側分圧コンデンサの異常を検出し、前記高圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記高圧側分圧コンデンサの異常を検出するコンデンサ異常検出手段と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。 A step-up converter that adjusts the voltage applied between the low-voltage side terminals and outputs the adjusted voltage between the high-voltage side terminals;
A low voltage side capacitor connected between the low voltage side terminals, including two low voltage side voltage dividing capacitors connected in series;
A high voltage side capacitor connected between the high voltage side terminals, including two high voltage side voltage dividing capacitors connected in series;
A voltage sensor provided corresponding to each low-voltage side voltage dividing capacitor and each high-voltage side voltage dividing capacitor, and measuring a voltage between terminals of the corresponding capacitor;
When the boost converter is controlled so that the voltage between the low-voltage side terminals and the voltage between the high-voltage side terminals become predetermined voltages, an abnormality of the voltage sensor is detected based on the measurement result of the voltage sensor. Sensor abnormality detection means;
Based on the measurement result of the voltage between the terminals of the low voltage side voltage dividing capacitor, an abnormality of the low voltage side voltage dividing capacitor is detected, and based on the measurement result of the voltage between the terminals of the high voltage side voltage dividing capacitor, the high voltage side voltage dividing capacitor is detected. Capacitor abnormality detecting means for detecting abnormality of the pressure capacitor;
A power supply system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009062744A JP2010220341A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009062744A JP2010220341A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Power supply system |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016175455A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | 스마클(주) | Dual battery package |
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2009
- 2009-03-16 JP JP2009062744A patent/JP2010220341A/en active Pending
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WO2016175455A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | 스마클(주) | Dual battery package |
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