JP2011087439A - Power supply device system - Google Patents

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Takahiko Hasegawa
貴彦 長谷川
Yoichiro Onishi
陽一郎 大西
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To operate a converter circuit more suitably in a power supply device system. <P>SOLUTION: The power supply device system 10 is equipped with: a step-up/down converter circuit 39a to boost an output voltage of a fuel cell stack 11; and a potential difference detection sensor 80a to detect a potential difference between an input-side potential and an output-side potential of the step-up/down converter circuit 39a. The power supply device system 10 is also equipped with: a control part to calculate an input voltage and an output voltage of the step-up/down converter circuit 39a based on the output voltage of the fuel cell stack 11 and the potential difference detected by the potential difference detection sensor 80a. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源装置システムに係り、特に、コンバータ回路を有する電源装置システムに関する。   The present invention relates to a power supply system, and more particularly to a power supply system having a converter circuit.

電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載される電源装置システムには、様々な回路の端子間電圧等を求めるために電圧センサが設けられている。例えば、特許文献１には、燃料の供給を受けて発電する燃料電池からの発電電力を負荷に供給可能な燃料電池システムが開示されている。ここでは、充放電可能な蓄電手段と、燃料電池から負荷への電力ラインと、蓄電手段の出力端子とを接続すると共に燃料電池の端子間電圧および蓄電手段の端子間電圧を調整する電圧調整接続手段とを備える構成が開示されている。そして、燃料電池に要求される要求電力に基づいて燃料電池の端子間電圧の目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、燃料電池の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、端子間電圧検出手段により検出された端子間電圧に基づいて端子間電圧検出手段の異常を判定する異常判定手段を備える構成が開示されている。   In a power supply system mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, a voltage sensor is provided to obtain voltages between terminals of various circuits. For example, Patent Document 1 discloses a fuel cell system that can supply a load with generated power from a fuel cell that generates power upon supply of fuel. Here, the voltage adjusting connection for connecting the chargeable / dischargeable power storage means, the power line from the fuel cell to the load, and the output terminal of the power storage means and adjusting the voltage between the terminals of the fuel cell and the voltage between the terminals of the power storage means A configuration comprising means is disclosed. And a target voltage setting means for setting a target voltage of the voltage between the terminals of the fuel cell based on the required power required for the fuel cell, a voltage detection means between the terminals for detecting the voltage between the terminals of the fuel cell, and the voltage between the terminals A configuration is disclosed that includes an abnormality determination unit that determines an abnormality of the inter-terminal voltage detection unit based on the inter-terminal voltage detected by the detection unit.

また、特許文献２には、燃料電池車両の電源システムとして、車両に搭載された負荷と、負荷に対して並列に接続された燃料電池および蓄電装置と、燃料電池と負荷の間に配置された第１ＤＣ−ＤＣコンバータと、蓄電装置と負荷の間に配置された第２ＤＣ−ＤＣコンバータと、第１ＤＣ−ＤＣコンバータの入出力電流の一方を検出する電流検出手段とを備える構成が開示されている。そして、第２ＤＣ−ＤＣコンバータの入出力電圧の一方を検出する電圧検出手段と、電流検出手段で検出した電流値が目標電流となるように第１ＤＣ−ＤＣコンバータをフィードバック制御し、電圧検出手段で検出した電圧値が目標電圧となるようにフィードバック制御する制御装置とを備える構成が開示されている。   Further, in Patent Document 2, as a power supply system for a fuel cell vehicle, a load mounted on the vehicle, a fuel cell and a power storage device connected in parallel to the load, and a fuel cell and the load are arranged. A configuration is disclosed that includes a first DC-DC converter, a second DC-DC converter disposed between a power storage device and a load, and current detection means for detecting one of input / output currents of the first DC-DC converter. . Then, the voltage detection means for detecting one of the input and output voltages of the second DC-DC converter, and the first DC-DC converter is feedback-controlled so that the current value detected by the current detection means becomes the target current, and the voltage detection means A configuration including a control device that performs feedback control so that a detected voltage value becomes a target voltage is disclosed.

特開２００５−２４３３２９号公報JP 2005-243329 A 特開２００７−３１８９３８号公報JP 2007-318938 A

ところで、コンバータ回路を有する電源装置システムにおいて、コンバータ回路の入力側と出力側に電圧センサを設けて、その２つの電圧センサで検出された入力電圧値と出力電圧値とに基づいて、コンバータ回路に対するフィードバック制御を行うことがある。ここで、電圧センサにはセンサ誤差が含まれており、特に、２つの電圧センサを用いた場合には、コンバータ回路の低昇圧時において、出力電圧が入力電圧よりも低く検出されてコンバータ回路が適正な動作を行えない場合もありうる。   By the way, in a power supply system having a converter circuit, voltage sensors are provided on the input side and output side of the converter circuit, and the converter circuit is connected to the converter circuit based on the input voltage value and the output voltage value detected by the two voltage sensors. Feedback control may be performed. Here, the sensor error is included in the voltage sensor. In particular, when two voltage sensors are used, the output voltage is detected lower than the input voltage when the converter circuit is low boosted, and the converter circuit There may be cases where proper operation cannot be performed.

本発明の目的は、コンバータ回路をより好適に動作させる電源装置システムを提供することである。   The objective of this invention is providing the power supply device system which operates a converter circuit more suitably.

本発明に係る電源装置システムは、電源装置の出力電圧を昇圧するコンバータ回路と、コンバータ回路の入力側電位と出力側電位との間の電位差を検出する電位差検出部と、を備えることを特徴とする。   A power supply system according to the present invention includes a converter circuit that boosts an output voltage of a power supply apparatus, and a potential difference detection unit that detects a potential difference between an input side potential and an output side potential of the converter circuit. To do.

また、本発明に係る電源装置システムにおいて、電源装置の出力電圧と電位差検出部によって検出された電位差とに基づいて、コンバータ回路の入力電圧と出力電圧とを算出する制御部をさらに備えることが好ましい。   The power supply system according to the present invention preferably further includes a control unit that calculates the input voltage and the output voltage of the converter circuit based on the output voltage of the power supply device and the potential difference detected by the potential difference detection unit. .

また、本発明に係る電源装置システムにおいて、コンバータ回路の入力電圧を検出する入力側電圧検出部と、コンバータ回路の出力電圧を検出する出力側電圧検出部と、をさらに備えることが好ましい。   Moreover, the power supply device system according to the present invention preferably further includes an input-side voltage detection unit that detects an input voltage of the converter circuit and an output-side voltage detection unit that detects an output voltage of the converter circuit.

また、本発明に係る電源装置システムにおいて、電源装置の出力電圧と電位差検出部によって検出された電位差とに基づいて、入力側電圧検出部によって検出された入力電圧と、出力側電圧検出部によって検出された出力電圧とを補正する制御部をさらに備えることが好ましい。   In the power supply system according to the present invention, the input voltage detected by the input-side voltage detection unit and the output-side voltage detection unit are detected based on the output voltage of the power supply device and the potential difference detected by the potential difference detection unit. It is preferable to further include a control unit that corrects the output voltage.

上記構成の電源装置システムによれば、電源装置の出力電圧と電位差検出部によって検出された電位差とに基づき、コンバータ回路の入力電圧値と出力電圧値とを求めてコンバータ回路に対するフィードバック制御を行うことができる。これにより、コンバータ回路の入力電圧値と出力電圧値のそれぞれの電圧を別々に求めてフィードバック制御を行う場合に比べて、より好適にコンバータ回路を動作させることができる。   According to the power supply device system having the above configuration, the input voltage value and the output voltage value of the converter circuit are obtained based on the output voltage of the power supply device and the potential difference detected by the potential difference detection unit, and the feedback control for the converter circuit is performed. Can do. As a result, the converter circuit can be operated more suitably than in the case where feedback control is performed by separately obtaining the input voltage value and the output voltage value of the converter circuit.

本発明の第１実施形態において、電源装置システムを示す図である。1 is a diagram illustrating a power supply system in a first embodiment of the present invention. 図１において昇降圧コンバータ回路と第１インバータ回路と第２インバータ回路と第１モータジェネレータと第２モータジェネレータの各要素を示した図である。It is the figure which showed each element of the buck-boost converter circuit, the 1st inverter circuit, the 2nd inverter circuit, the 1st motor generator, and the 2nd motor generator in FIG. 本発明の第２実施形態において、電源装置システムを示す図である。In 2nd Embodiment of this invention, it is a figure which shows a power supply device system.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では電源装置システムは、ハイブリッド車に搭載されるものとして説明するが、電気自動車に搭載されるものであってもよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the power supply system is described as being mounted on a hybrid vehicle, but may be mounted on an electric vehicle.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図１は、本発明の第１実施形態である電源装置システム１０を示す図である。電源装置システム１０は、制御部１５と電源回路部１６とを含んで構成される。電源回路部１６は、燃料電池スタック１１と、蓄電装置１２と、コンデンサ２８ａ，２８ｂ，４０と、昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂと、電位差検出センサ８０ａ，８０ｂと、第１インバータ回路２００と、第２インバータ回路３００と、第１モータジェネレータ６０と、第２モータジェネレータ７０とを含んで構成される。なお、以下では電源装置システム１０は、内燃機関と電動機とを動力源とするハイブリッド車に搭載されるものとして説明する。   FIG. 1 is a diagram showing a power supply system 10 according to the first embodiment of the present invention. The power supply system 10 includes a control unit 15 and a power supply circuit unit 16. The power supply circuit unit 16 includes a fuel cell stack 11, a power storage device 12, capacitors 28a, 28b, and 40, buck-boost converter circuits 39a and 39b, potential difference detection sensors 80a and 80b, a first inverter circuit 200, The inverter circuit 300 includes a first motor generator 60 and a second motor generator 70. In the following description, it is assumed that the power supply system 10 is mounted on a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine and an electric motor as power sources.

燃料電池スタック１１は、負荷側に対して電力を供給する電源装置である。燃料電池スタック１１は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって電力を取り出している。なお、図示しない電圧センサによって燃料電池スタック１１の出力電圧が検出されている。   The fuel cell stack 11 is a power supply device that supplies power to the load side. The fuel cell stack 11 takes out electric power by an electrochemical reaction between the fuel gas and the oxidizing gas. Note that the output voltage of the fuel cell stack 11 is detected by a voltage sensor (not shown).

蓄電装置１２は、燃料電池スタック１１と並列に負荷側に対して電力を供給するためのバッテリからなる電源装置である。また、蓄電装置１２は、充放電可能な直流電源であって、例えば、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを有するリチウムイオン二次電池を用いることができる。   The power storage device 12 is a power supply device including a battery for supplying power to the load side in parallel with the fuel cell stack 11. The power storage device 12 is a chargeable / dischargeable DC power source, for example, a negative electrode made of a carbon material, an electrolyte for moving lithium ions, and a positive electrode active material capable of reversing lithium ions. Can be used.

コンデンサ２８ａは、正極側ライン２４ａ（図２参照）と負極側ライン２６ａ（図２参照）との間に接続され、正極側ライン２４ａと負極側ライン２６ａとの間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ２８ａの両端電圧をＶLaとする。 The capacitor 28a is connected between the positive electrode side line 24a (see FIG. 2) and the negative electrode side line 26a (see FIG. 2), and smoothes the voltage fluctuation between the positive electrode side line 24a and the negative electrode side line 26a. It is a capacitor. Here, the voltage across the capacitor 28a is assumed to be V La .

コンデンサ２８ｂは、正極側ライン２４ｂ（図２参照）と負極側ライン２６ｂ（図２参照）との間に接続され、正極側ライン２４ｂと負極側ライン２６ｂとの間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ２８ｂの両端電圧をＶLbとする。 The capacitor 28b is connected between the positive electrode side line 24b (see FIG. 2) and the negative electrode side line 26b (see FIG. 2), and smoothes the voltage fluctuation between the positive electrode side line 24b and the negative electrode side line 26b. It is a capacitor. Here, the voltage across the capacitor 28b is V Lb.

コンデンサ４０は、正極側ライン５０（図２参照）と負極側ライン５２（図２参照）との間に接続され、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ４０の両端電圧をＶHとする。 The capacitor 40 is connected between the positive electrode side line 50 (see FIG. 2) and the negative electrode side line 52 (see FIG. 2), and smoothes the voltage fluctuation between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. It is a capacitor. Here, the voltage across the capacitor 40 is V H.

図２は、図１において昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂと第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００と第１モータジェネレータ６０と第２モータジェネレータ７０の各要素を示した図である。昇降圧コンバータ回路３９ａは、正極側ライン２４ａと直列に接続されるコイル３０ａと、コイル３０ａと正極側ライン５０との間に接続されるトランジスタ３２ａと、コイル３０ａと負極側ライン５２ａとの間に接続されるトランジスタ３４ａと、トランジスタ３２ａに並列に接続されるダイオード３６ａと、トランジスタ３４ａに並列に接続されるダイオード３８ａとを含んで構成される。   FIG. 2 is a diagram showing elements of the step-up / down converter circuits 39a and 39b, the first inverter circuit 200, the second inverter circuit 300, the first motor generator 60, and the second motor generator 70 in FIG. The step-up / down converter circuit 39a includes a coil 30a connected in series with the positive electrode side line 24a, a transistor 32a connected between the coil 30a and the positive electrode side line 50, and between the coil 30a and the negative electrode side line 52a. The transistor 34a is connected, the diode 36a is connected in parallel to the transistor 32a, and the diode 38a is connected in parallel to the transistor 34a.

昇降圧コンバータ回路３９ａは、燃料電池スタック１１から受け取る直流電圧についてコイル３０ａ等を用いて昇圧する機能を有する。具体的には、昇降圧コンバータ回路３９ａは、トランジスタ３４ａのスイッチング動作に応じて流れる電流をコイル３０ａに電磁エネルギとして蓄積する。そして、昇降圧コンバータ回路３９ａは、その蓄積された電磁エネルギをトランジスタ３４ａがオフされたタイミングに同期してダイオード３６ａを介してコンデンサ４０に蓄積することで昇圧を行う。   The step-up / down converter circuit 39a has a function of boosting the DC voltage received from the fuel cell stack 11 using the coil 30a or the like. Specifically, the step-up / step-down converter circuit 39a accumulates current flowing in accordance with the switching operation of the transistor 34a as electromagnetic energy in the coil 30a. The step-up / step-down converter circuit 39a performs boosting by storing the stored electromagnetic energy in the capacitor 40 via the diode 36a in synchronization with the timing when the transistor 34a is turned off.

昇降圧コンバータ回路３９ｂは、正極側ライン２４ｂと直列に接続されるコイル３０ｂと、コイル３０ｂと正極側ライン５０との間に接続されるトランジスタ３２ｂと、コイル３０ｂと負極側ライン５２ｂとの間に接続されるトランジスタ３４ｂと、トランジスタ３２ｂに並列に接続されるダイオード３６ｂと、トランジスタ３４ｂに並列に接続されるダイオード３８ｂとを含んで構成される。   The step-up / down converter circuit 39b includes a coil 30b connected in series with the positive electrode side line 24b, a transistor 32b connected between the coil 30b and the positive electrode side line 50, and a coil 30b and the negative electrode side line 52b. The transistor 34b is connected, the diode 36b is connected in parallel to the transistor 32b, and the diode 38b is connected in parallel to the transistor 34b.

昇降圧コンバータ回路３９ｂは、蓄電装置１２から受け取る直流電圧についてコイル３０ｂ等を用いて昇圧する機能を有する。具体的には、昇降圧コンバータ回路３９ｂは、トランジスタ３４ｂのスイッチング動作に応じて流れる電流をコイル３０ｂに電磁エネルギとして蓄積する。そして、昇降圧コンバータ回路３９ｂは、その蓄積された電磁エネルギをトランジスタ３４ｂがオフされたタイミングに同期してダイオード３６ｂを介してコンデンサ４０に蓄積することで昇圧を行う。   The buck-boost converter circuit 39b has a function of boosting the DC voltage received from the power storage device 12 using the coil 30b or the like. Specifically, the step-up / step-down converter circuit 39b accumulates current flowing in accordance with the switching operation of the transistor 34b as electromagnetic energy in the coil 30b. The step-up / step-down converter circuit 39b performs boosting by storing the accumulated electromagnetic energy in the capacitor 40 via the diode 36b in synchronization with the timing when the transistor 34b is turned off.

また、昇降圧コンバータ回路３９ｂは、第１インバータ回路２００あるいは第２インバータ回路３００から受ける直流電圧を降圧し、蓄電装置１２を充電する。なお、昇降圧コンバータ回路３９ｂは、入力電圧ＶLbと出力電圧ＶHとに基づき、制御部１５によってフィードバック制御が行われ、適正な昇圧動作あるいは降圧動作が行われる。 Further, the step-up / down converter circuit 39 b steps down the DC voltage received from the first inverter circuit 200 or the second inverter circuit 300 and charges the power storage device 12. In the step-up / down converter circuit 39b, feedback control is performed by the control unit 15 based on the input voltage V Lb and the output voltage V H, and an appropriate step-up or step-down operation is performed.

電位差検出センサ８０ａは、昇降圧コンバータ回路３９ａの入力側電位と出力側電位との間の電位差を検出するために取り付けられたセンサである。電位差検出センサ８０ａによって検出された電位差は制御部１５に通知される。   The potential difference detection sensor 80a is a sensor attached to detect a potential difference between the input side potential and the output side potential of the buck-boost converter circuit 39a. The potential difference detected by the potential difference detection sensor 80a is notified to the control unit 15.

電位差検出センサ８０ｂは、昇降圧コンバータ回路３９ｂの入力側電位と出力側電位との間の電位差を検出するために取り付けられたセンサである。電位差検出センサ８０ｂによって検出された電位差は制御部１５に通知される。   The potential difference detection sensor 80b is a sensor attached to detect a potential difference between the input side potential and the output side potential of the buck-boost converter circuit 39b. The potential difference detected by the potential difference detection sensor 80b is notified to the control unit 15.

第１インバータ回路２００及び第２インバータ回路３００は、車両の力行時にはコンデンサ４０の直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０に供給し、これにより第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０が回転駆動される。また、第１インバータ回路２００及び第２インバータ回路３００は、車両の回生時には第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０で発電された交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置１２に供給し、これにより蓄電装置１２が充電される。   The first inverter circuit 200 and the second inverter circuit 300 convert the DC voltage of the capacitor 40 into an AC voltage during powering of the vehicle and supply it to the first motor generator 60 or the second motor generator 70, whereby the first motor generator. 60 or the second motor generator 70 is rotationally driven. Further, the first inverter circuit 200 and the second inverter circuit 300 convert the AC voltage generated by the first motor generator 60 or the second motor generator 70 into a DC voltage and supply it to the power storage device 12 during regeneration of the vehicle, Thereby, the power storage device 12 is charged.

第１インバータ回路２００の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２１０とトランジスタ２２０とが直列接続される。また、トランジスタ２１０にはダイオード２１２が並列に接続され、トランジスタ２２０にはダイオード２２２が並列に接続される。   As a component of the first inverter circuit 200, a transistor 210 and a transistor 220 are connected in series between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. In addition, a diode 212 is connected in parallel to the transistor 210, and a diode 222 is connected in parallel to the transistor 220.

第１インバータ回路２００の別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２３０とトランジスタ２４０とが直列接続される。そして、トランジスタ２３０にはダイオード２３２が並列に接続され、トランジスタ２４０にはダイオード２４２が並列に接続される。   As another component of the first inverter circuit 200, a transistor 230 and a transistor 240 are connected in series between the positive line 50 and the negative line 52. A diode 232 is connected in parallel to the transistor 230, and a diode 242 is connected in parallel to the transistor 240.

第１インバータ回路２００のさらに別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２５０とトランジスタ２６０とが直列接続される。そして、トランジスタ２５０にはダイオード２５２が並列に接続され、トランジスタ２６０にはダイオード２６２が並列に接続される。なお、図２に示されるように第２インバータ回路３００も第１インバータ回路２００と同様の要素で構成されるため、詳細な説明は省略する。   As yet another component of the first inverter circuit 200, a transistor 250 and a transistor 260 are connected in series between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. A diode 252 is connected in parallel to the transistor 250, and a diode 262 is connected in parallel to the transistor 260. As shown in FIG. 2, the second inverter circuit 300 is also composed of the same elements as those of the first inverter circuit 200, and thus detailed description thereof is omitted.

第１モータジェネレータ６０と第２モータジェネレータ７０とは、燃料電池スタック１１と蓄電装置１２とに接続される負荷である。第１モータジェネレータ６０は、Ｕ相コイル６２とＶ相コイル６４とＷ相コイル６６とを含んで構成される。Ｕ相コイル６２は、トランジスタ２１０とトランジスタ２２０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。Ｖ相コイル６４は、トランジスタ２３０とトランジスタ２４０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。Ｗ相コイル６６は、トランジスタ２５０とトランジスタ２６０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。なお、図２に示されるように第２モータジェネレータ７０は第１モータジェネレータ６０と同様の要素で構成されるため、詳細な説明は省略する。   First motor generator 60 and second motor generator 70 are loads connected to fuel cell stack 11 and power storage device 12. First motor generator 60 includes a U-phase coil 62, a V-phase coil 64, and a W-phase coil 66. U-phase coil 62 is a coil connected between a connection point between transistor 210 and transistor 220 and neutral point 68. V-phase coil 64 is a coil connected between a connection point between transistor 230 and transistor 240 and neutral point 68. W-phase coil 66 is a coil connected between a connection point between transistor 250 and transistor 260 and neutral point 68. As shown in FIG. 2, the second motor generator 70 is composed of the same elements as the first motor generator 60, and thus detailed description thereof is omitted.

次に、制御部１５について説明する。制御部１５は、電源装置システム１０において電源回路部１６を制御する制御装置である。例えば、制御部１５は、昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂと第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００の各トランジスタのスイッチング制御等を行う。また、制御部１５は、燃料電池スタック１１と蓄電装置１２のいずれか一方が電源装置システム１０の電力源として機能するように切替制御を行う。ここでは、特に、昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂに対するフィードバック制御について説明する。   Next, the control unit 15 will be described. The control unit 15 is a control device that controls the power supply circuit unit 16 in the power supply system 10. For example, the control unit 15 performs switching control of each transistor of the buck-boost converter circuits 39a and 39b, the first inverter circuit 200, and the second inverter circuit 300. In addition, the control unit 15 performs switching control so that one of the fuel cell stack 11 and the power storage device 12 functions as a power source of the power supply device system 10. Here, in particular, feedback control for the buck-boost converter circuits 39a and 39b will be described.

制御部１５は、燃料電池スタック１１の出力電圧を取得し、その出力電圧値を昇降圧コンバータ回路３９ａの入力電圧値（ＶLa）とし、その入力電圧値（ＶLa）に電位差検出センサ８０ａによって検出された電位差を加算して出力電圧値（ＶH）とする。そして、制御部１５は、上記のように算出した入力電圧値（ＶLa）と出力電圧値（ＶH）とに基づいて昇降圧コンバータ回路３９ａに対するフィードバック制御を行う。 The control unit 15 acquires the output voltage of the fuel cell stack 11, sets the output voltage value as the input voltage value (V La ) of the buck-boost converter circuit 39a, and converts the input voltage value (V La ) to the input voltage value (V La ) by the potential difference detection sensor 80a. The detected potential difference is added to obtain an output voltage value (V H ). Then, the control unit 15 performs feedback control on the buck-boost converter circuit 39a based on the input voltage value (V La ) and the output voltage value (V H ) calculated as described above.

また、制御部１５は、蓄電装置１２の出力電圧を取得し、その出力電圧値を昇降圧コンバータ回路３９ｂの入力電圧値（ＶLb）とし、その入力電圧値（ＶLb）に電位差検出センサ８０ｂによって検出された電位差を加算して出力電圧値（ＶH）とする。そして、制御部１５は、上記のように算出した入力電圧値（ＶLb）と出力電圧値（ＶH）とに基づいて昇降圧コンバータ回路３９ｂに対するフィードバック制御を行う。 In addition, the control unit 15 acquires the output voltage of the power storage device 12, sets the output voltage value as the input voltage value (V Lb ) of the buck-boost converter circuit 39b, and sets the potential difference detection sensor 80b to the input voltage value (V Lb ). Is added to obtain the output voltage value (V H ). Then, the control unit 15 performs feedback control on the buck-boost converter circuit 39b based on the input voltage value (V Lb ) and the output voltage value (V H ) calculated as described above.

続いて、上記構成の電源装置システム１０の作用について図２を参照して説明する。電源装置システム１０において、制御部１５は、燃料電池スタック１１の出力電圧値を入力電圧値（ＶLa）とし、その入力電圧値（ＶLa）に電位差検出センサ８０ａによって検出された電位差を加算することで出力電圧値（ＶH）を算出している。これにより、例えば、昇降圧コンバータ回路３９ａの入力電圧を検出するための入力電圧用の電圧センサおよび出力電圧を検出するための出力電圧用の電圧センサの２つの電圧センサを用いる場合に比べてセンサ誤差の影響を抑制することができ、制御部１５は、より適正な電圧値（昇降圧コンバータ回路３９ａの入力電圧値および出力電圧値）に基づいてフィードバック制御が行える。したがって、電源装置システム１０によれば、より好適に昇降圧コンバータ回路３９ａを動作させることができる。 Next, the operation of the power supply system 10 having the above configuration will be described with reference to FIG. In the power supply system 10, the control unit 15 sets the output voltage value of the fuel cell stack 11 as the input voltage value (V La ), and adds the potential difference detected by the potential difference detection sensor 80a to the input voltage value (V La ). Thus, the output voltage value (V H ) is calculated. Thereby, for example, a sensor compared to the case of using two voltage sensors, that is, a voltage sensor for input voltage for detecting the input voltage of the step-up / down converter circuit 39a and a voltage sensor for output voltage for detecting the output voltage. The influence of the error can be suppressed, and the control unit 15 can perform feedback control based on more appropriate voltage values (input voltage value and output voltage value of the step-up / down converter circuit 39a). Therefore, according to the power supply system 10, the buck-boost converter circuit 39a can be operated more suitably.

また、電源装置システム１０において、制御部１５は、蓄電装置１２の出力電圧値を入力電圧値（ＶLb）とし、その入力電圧値（ＶLb）に電位差検出センサ８０ｂによって検出された電位差を加算することで出力電圧値（ＶH）を算出している。これにより、例えば、昇降圧コンバータ回路３９ｂの入力電圧を検出するための入力電圧用の電圧センサおよび出力電圧を検出するための出力電圧用の電圧センサの２つの電圧センサを用いる場合に比べてセンサ誤差の影響を抑制することができ、制御部１５は、より適正な電圧値（昇降圧コンバータ回路３９ｂの入力電圧値および出力電圧値）に基づいてフィードバック制御が行える。したがって、電源装置システム１０によれば、より好適に昇降圧コンバータ回路３９ｂを動作させることができる。 Further, in the power supply system 10, the control unit 15, an input voltage value output voltage value of the power storage device 12 and (V Lb), adds the potential difference detected by the potential difference detection sensor 80b to the input voltage value (V Lb) As a result, the output voltage value (V H ) is calculated. Thereby, for example, a sensor compared to the case of using two voltage sensors, ie, an input voltage voltage sensor for detecting the input voltage of the buck-boost converter circuit 39b and an output voltage voltage sensor for detecting the output voltage. The influence of the error can be suppressed, and the control unit 15 can perform feedback control based on more appropriate voltage values (input voltage value and output voltage value of the step-up / down converter circuit 39b). Therefore, according to the power supply system 10, the buck-boost converter circuit 39b can be operated more suitably.

次に、図３を用いて本発明の第２実施形態である電源装置システム１００について説明する。図３は、電源装置システム１００を示す図である。電源装置システム１００は、電源回路部１２１と制御部１２２とを含んで構成される。電源装置システム１００は、直流電圧を出力する電源装置１０２の出力電圧を昇圧して抵抗素子１１８に対して電力を供給する機能を有する。なお、以下では電源装置システム１００は、内燃機関と電動機とを動力源とするハイブリッド車に搭載されるものとして説明する。   Next, the power supply device system 100 which is 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the power supply system 100. The power supply system 100 includes a power supply circuit unit 121 and a control unit 122. The power supply system 100 has a function of boosting the output voltage of the power supply apparatus 102 that outputs a DC voltage and supplying power to the resistance element 118. Hereinafter, power supply system 100 will be described as being mounted on a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine and an electric motor as power sources.

電源回路部１２１は、電源装置１０２と、コンデンサ１０９と、昇圧コンバータ回路１３０と、抵抗素子１１８と、入力電圧センサ１０４と、電位差検出センサ１０６と、出力電圧センサ１０８とを含んで構成される。   The power supply circuit unit 121 includes a power supply device 102, a capacitor 109, a boost converter circuit 130, a resistance element 118, an input voltage sensor 104, a potential difference detection sensor 106, and an output voltage sensor 108.

電源装置１０２は、直流電圧を出力する電源装置であり、例えば、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって電力を取り出す燃料電池スタックが用いられる。なお、図示しない電圧センサによって電源装置１０２の出力電圧が検出されている。   The power supply apparatus 102 is a power supply apparatus that outputs a DC voltage, and for example, a fuel cell stack that extracts electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas is used. Note that the output voltage of the power supply apparatus 102 is detected by a voltage sensor (not shown).

コンデンサ１０９は、電源装置１０２の両端に接続されて電源装置１０２の出力電圧の電圧変動を平滑化するコンデンサである。   The capacitor 109 is connected to both ends of the power supply apparatus 102 and is a capacitor that smoothes voltage fluctuation of the output voltage of the power supply apparatus 102.

昇圧コンバータ回路１３０は、コイル１１０と、トランジスタ１１２と、ダイオード１１４と、コンデンサ１１６とを含んで構成される。昇圧コンバータ回路１３０は、トランジスタ１１２のスイッチング動作によりコイル１１０に蓄積された電磁エネルギをトランジスタ１１２がオフされたタイミングに同期してダイオード１１４を介してコンデンサ１１６に蓄積することで昇圧を行う。   Boost converter circuit 130 includes coil 110, transistor 112, diode 114, and capacitor 116. The step-up converter circuit 130 performs step-up by storing electromagnetic energy accumulated in the coil 110 by the switching operation of the transistor 112 in the capacitor 116 via the diode 114 in synchronization with the timing when the transistor 112 is turned off.

入力電圧センサ１０４は、コンデンサ１０９の両端電圧、換言すれば昇圧コンバータ回路１３０の入力電圧を検出する電圧センサである。   The input voltage sensor 104 is a voltage sensor that detects the voltage across the capacitor 109, in other words, the input voltage of the boost converter circuit 130.

出力電圧センサ１０８は、コンデンサ１１６の両端電圧、換言すれば昇圧コンバータ回路１３０の出力電圧を検出する電圧センサである。   The output voltage sensor 108 is a voltage sensor that detects the voltage across the capacitor 116, in other words, the output voltage of the boost converter circuit 130.

電位差検出センサ１０６は、昇圧コンバータ回路１３０の出力側電位と入力側電位との間の電位差を検出するように取付られるセンサである。   The potential difference detection sensor 106 is a sensor attached so as to detect a potential difference between the output side potential and the input side potential of the boost converter circuit 130.

制御部１２２は、電源装置システム１００において、電源回路部１２１を制御する制御装置である。例えば、制御部１２２は、昇圧コンバータ回路１３０のトランジスタ１１２のスイッチング制御等を行う機能を有する。ここで、制御部１２２は、入力電圧センサ１０４によって検出された入力電圧値と出力電圧センサ１０８によって検出された出力電圧値とに基づいて昇圧コンバータ回路１３０に対するフィードバック制御を行っている。   The control unit 122 is a control device that controls the power supply circuit unit 121 in the power supply device system 100. For example, the control unit 122 has a function of performing switching control of the transistor 112 of the boost converter circuit 130. Here, the control unit 122 performs feedback control on the boost converter circuit 130 based on the input voltage value detected by the input voltage sensor 104 and the output voltage value detected by the output voltage sensor 108.

そして、制御部１２２は、出力電圧センサ１０８によって検出された出力電圧と、入力電圧センサ１０４によって検出された入力電圧との電圧差を求める。さらに、その入出力電圧の電圧差と、電位差検出センサ１０６によって検出された電位差（電圧差）との差が予め定めた値より大きくなる場合には、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８のセンサ誤差が大きいと判断して、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８により検出された電圧値の補正を行う。具体的には、制御部１２２は、電源装置１０２の出力電圧値を入力電圧センサ１０４によって検出された入力電圧値として補正し、電源装置１０２の出力電圧値に電位差検出センサ１０６によって検出された電位差を加算した値を出力電圧センサ１０８によって検出された出力電圧値として補正する。   Then, the control unit 122 obtains a voltage difference between the output voltage detected by the output voltage sensor 108 and the input voltage detected by the input voltage sensor 104. Further, when the difference between the voltage difference between the input and output voltages and the potential difference (voltage difference) detected by the potential difference detection sensor 106 is larger than a predetermined value, the sensor of the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108. It is determined that the error is large, and the voltage values detected by the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108 are corrected. Specifically, the control unit 122 corrects the output voltage value of the power supply apparatus 102 as the input voltage value detected by the input voltage sensor 104, and the potential difference detected by the potential difference detection sensor 106 to the output voltage value of the power supply apparatus 102. Is corrected as the output voltage value detected by the output voltage sensor 108.

続いて、上記構成の電源装置システム１００の作用について図３を参照して説明する。電源装置システム１００の制御部１２２は、出力電圧センサ１０８によって検出された出力電圧と、入力電圧センサ１０４によって検出された入力電圧との電圧差を求め、そして、その入出力電圧の電圧差と、電位差検出センサ１０６によって検出された電位差（電圧差）との差が予め定めた値より大きくなる場合には、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８によって検出された電圧値の補正を行う。これにより、通常時には、制御部１２２は、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８により検出された電圧値により昇圧コンバータ回路１３０に対するフィードバック制御を行い、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８とに大きなセンサ誤差がある場合には、入力電圧値と出力電圧値を補正して、より適正な電圧値により昇圧コンバータ回路１３０に対するフィードバック制御を行うことができる。したがって、電源装置システム１００によれば、より好適に昇圧コンバータ回路１３０を動作させることができる。   Next, the operation of the power supply system 100 configured as described above will be described with reference to FIG. The control unit 122 of the power supply system 100 obtains a voltage difference between the output voltage detected by the output voltage sensor 108 and the input voltage detected by the input voltage sensor 104, and the voltage difference between the input and output voltages, When the difference from the potential difference (voltage difference) detected by the potential difference detection sensor 106 becomes larger than a predetermined value, the voltage values detected by the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108 are corrected. As a result, the control unit 122 normally performs feedback control on the boost converter circuit 130 based on the voltage values detected by the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108, and the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108 have large sensors. When there is an error, the input voltage value and the output voltage value are corrected, and feedback control for the boost converter circuit 130 can be performed with a more appropriate voltage value. Therefore, according to power supply device system 100, boost converter circuit 130 can be more suitably operated.

なお、上記電源装置システム１０では、昇降圧コンバータ回路３９の入力電圧を検出する入力電圧センサと出力電圧を検出する出力電圧センサとを有しないものとして説明したが、入力電圧センサと出力電圧センサとを備えるもとのとしてもよい。そのとき、通常時には、制御部１５は、その２つのセンサによって検出された電圧値に基づいて昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂに対するフィードバック制御を行うものとしてもよい。そして、制御部１５は、２つの電圧センサのセンサ誤差が大きい場合には、燃料電池スタック１１あるいは蓄電装置１２の出力電圧と電位差検出センサ８０ａあるいは電位差検出センサ８０ｂの検出した電位差とに基づき、入力電圧センサと出力電圧センサによって検出される電圧値を補正し、その補正した電圧値によって昇降圧コンバータ回路３９ａ，３９ｂに対するフィードバック制御を行うものとしてもよい。   In the power supply system 10, the input voltage sensor that detects the input voltage of the buck-boost converter circuit 39 and the output voltage sensor that detects the output voltage are described as not having an input voltage sensor, an output voltage sensor, It is good also as the original. At that time, the control unit 15 may perform feedback control on the step-up / step-down converter circuits 39a and 39b based on the voltage values detected by the two sensors at normal times. When the sensor error between the two voltage sensors is large, the control unit 15 inputs based on the output voltage of the fuel cell stack 11 or the power storage device 12 and the potential difference detected by the potential difference detection sensor 80a or the potential difference detection sensor 80b. The voltage values detected by the voltage sensor and the output voltage sensor may be corrected, and feedback control for the buck-boost converter circuits 39a and 39b may be performed based on the corrected voltage value.

また、上記電源装置システム１００では、昇圧コンバータ回路１３０の入力電圧および出力電圧を検出する入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８を有するものとして説明したが、入力電圧センサ１０４と出力電圧センサ１０８とを有さないものとしてもよい。このとき、制御部１２２は、電源装置１０２の出力電圧値と電位差検出センサ１０６によって検出された電位差とに基づいて昇圧コンバータ回路１３０に対するフィードバック制御を行うものとしてもよい。   The power supply system 100 has been described as having the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108 for detecting the input voltage and the output voltage of the boost converter circuit 130. However, the input voltage sensor 104 and the output voltage sensor 108 are You may not have it. At this time, control unit 122 may perform feedback control on boost converter circuit 130 based on the output voltage value of power supply apparatus 102 and the potential difference detected by potential difference detection sensor 106.

１０ 電源装置システム、１１ 燃料電池スタック、１２ 蓄電装置、１５,１２２ 制御部、１６,１２１ 電源回路部、２４，５０ 正極側ライン、２６，５２ 負極側ライン、２８ａ，２８ｂ，４０,１０９，１１６ コンデンサ、３０ａ，３０ｂ,１１０ コイル、３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，１１２，２１０,２２０，２３０，２４０，２５０，２６０ トランジスタ、３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂ，１１４，２１２,２２２，２３２，２４２，２５２，２６２ ダイオード、３９ａ，３９ｂ 昇降圧コンバータ回路、６０ 第１モータジェネレータ、６２ Ｕ相コイル、６４ Ｖ相コイル、６６ Ｗ相コイル、６８ 中性点、７０ 第２モータジェネレータ、８０ａ，８０ｂ,１０６ 電位差検出センサ、１００ 電源装置システム、１０２ 電源装置、１０４ 入力電圧センサ、１０８ 出力電圧センサ、１１８ 抵抗素子、１３０ 昇圧コンバータ回路、２００ 第１インバータ回路、３００ 第２インバータ回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply system, 11 Fuel cell stack, 12 Power storage device, 15,122 Control part, 16,121 Power supply circuit part, 24, 50 Positive side line, 26, 52 Negative side line, 28a, 28b, 40, 109, 116 Capacitor, 30a, 30b, 110 coil, 32a, 32b, 34a, 34b, 112, 210, 220, 230, 240, 250, 260 transistor, 36a, 36b, 38a, 38b, 114, 212, 222, 232, 242, 252,262 Diode, 39a, 39b Buck-boost converter circuit, 60 1st motor generator, 62 U phase coil, 64 V phase coil, 66 W phase coil, 68 neutral point, 70 2nd motor generator, 80a, 80b, 106 Potential difference detection sensor, 100 power supply system, 102 Power supply device, 104 input voltage sensor, 108 output voltage sensor, 118 resistance element, 130 step-up converter circuit, 200 first inverter circuit, 300 second inverter circuit.

Claims (4)

電源装置の出力電圧を昇圧するコンバータ回路と、
コンバータ回路の入力側電位と出力側電位との間の電位差を検出する電位差検出部と、
を備えることを特徴とする電源装置システム。 A converter circuit for boosting the output voltage of the power supply device;
A potential difference detection unit that detects a potential difference between the input side potential and the output side potential of the converter circuit;
A power supply system comprising: 請求項１に記載の電源装置システムにおいて、
電源装置の出力電圧と電位差検出部によって検出された電位差とに基づいて、コンバータ回路の入力電圧と出力電圧とを算出する制御部をさらに備えることを特徴とする電源装置システム。 The power supply system according to claim 1,
A power supply system, further comprising a control unit that calculates an input voltage and an output voltage of a converter circuit based on an output voltage of the power supply device and a potential difference detected by a potential difference detection unit. 請求項１に記載の電源装置システムにおいて、
コンバータ回路の入力電圧を検出する入力側電圧検出部と、
コンバータ回路の出力電圧を検出する出力側電圧検出部と、
をさらに備えることを特徴とする電源装置システム。 The power supply system according to claim 1,
An input side voltage detector for detecting the input voltage of the converter circuit;
An output side voltage detector for detecting the output voltage of the converter circuit;
The power supply system further comprising: 請求項３に記載の電源装置システムにおいて、
電源装置の出力電圧と電位差検出部によって検出された電位差とに基づいて、入力側電圧検出部によって検出された入力電圧と、出力側電圧検出部によって検出された出力電圧とを補正する制御部をさらに備えることを特徴とする電源装置システム。 In the power supply system according to claim 3,
A control unit that corrects the input voltage detected by the input side voltage detection unit and the output voltage detected by the output side voltage detection unit based on the output voltage of the power supply device and the potential difference detected by the potential difference detection unit. A power supply system, further comprising:
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