JP2013055853A - Power supply control device of electric vehicle - Google Patents

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晃庸 村上
Hiroyuki Takashima
博之 高嶋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply control device of an electric vehicle which can suppress a rush current flowing at the start of power supply from a plurality of power accumulation devices mounted to a vehicle, and can effectively utilize power accumulated in the plurality of power accumulation devices.SOLUTION: The power supply control device of the electric vehicle 5 comprises: the power accumulation device 100; the power accumulation device 150; a converter 110 for executing DC voltage conversion in both directions between the power accumulation device 100 and a power line HPL; a relay RL1 connected between the power accumulation device 150 and the power line HPL; a relay RL2 connected between the power accumulation device 150 and a grounding line NL1; and a control device 300 which on/off-controls the relays RL1, RL2 according to operation states of electric motors MG1, MG2. When the control device 300 turns on the relay RL2, the control device turns on the relay RL1 after the deviation of a voltage of the power line HPL with respect to an output voltage of the power accumulation device 150 is lowered to a prescribed threshold by the DC voltage conversion of the converter 110.

Description

この発明は、電動車両の電源制御装置に関し、より特定的には、複数の蓄電装置を搭載した電動車両の電源制御装置に関する。   The present invention relates to a power supply control device for an electric vehicle, and more particularly to a power supply control device for an electric vehicle equipped with a plurality of power storage devices.

電動車両に適用される電源制御装置として、たとえば特開2007−209114号公報(特許文献1)には、高電圧の走行用バッテリと、走行用バッテリより低電圧で充放電される補機バッテリと、走行用バッテリからの電圧が開閉スイッチを介して入力されるインバータ回路と、走行用バッテリとインバータ回路との間に並列に設けられた平滑コンデンサと、補機バッテリの出力電圧を昇圧してインバータ回路の入力電圧とするDC/DCコンバータとを備えた構成が開示される。   As a power supply control device applied to an electric vehicle, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2007-209114 (Patent Document 1) discloses a high-voltage traveling battery and an auxiliary battery that is charged and discharged at a lower voltage than the traveling battery. An inverter circuit in which the voltage from the traveling battery is input via the open / close switch, a smoothing capacitor provided in parallel between the traveling battery and the inverter circuit, and an output voltage of the auxiliary battery are boosted to an inverter A configuration including a DC / DC converter as an input voltage of a circuit is disclosed.

この特許文献1では、走行用バッテリからインバータ回路への通電を開始する前に、DC/DCコンバータからの出力電圧を制御して平滑コンデンサをプリチャージする。そして、平滑コンデンサのプリチャージ後に開閉スイッチを閉じることにより、走行用バッテリとインバータ回路とを電気的に接続する。   In this patent document 1, before starting the energization from the running battery to the inverter circuit, the output voltage from the DC / DC converter is controlled to precharge the smoothing capacitor. Then, the battery for traveling and the inverter circuit are electrically connected by closing the open / close switch after precharging the smoothing capacitor.

特開2007−209114号公報JP 2007-209114 A 特開2007−318878号公報JP 2007-318878 A 特開2006−121874号公報JP 2006-121874 A

上記の特許文献1では、平滑コンデンサのプリチャージ後に開閉スイッチを閉じることにより、開閉スイッチの接点の損傷を防止している。しかしながら、特許文献1の構成では、開閉スイッチを閉じた後は、インバータ回路の直流側電圧は、走行用バッテリの出力電圧に固定される。したがって、インバータ回路の直流側電圧を可変制御することができない。さらに、インバータ回路に常時接続される走行用バッテリのみを使用して走行用モータから駆動力を発生させる構成となっているため、電動車両の航続距離が制限されてしまう問題がある。   In the above-mentioned Patent Document 1, damage to the contacts of the open / close switch is prevented by closing the open / close switch after precharging the smoothing capacitor. However, in the configuration of Patent Document 1, after the open / close switch is closed, the DC side voltage of the inverter circuit is fixed to the output voltage of the traveling battery. Therefore, the DC side voltage of the inverter circuit cannot be variably controlled. Furthermore, since the driving force is generated from the traveling motor using only the traveling battery that is always connected to the inverter circuit, there is a problem that the cruising distance of the electric vehicle is limited.

電動車両の航続距離を拡大するための1つの解決策は、インバータ回路に対して複数の走行用バッテリを並列接続して、複数の走行用バッテリを使用することである。しかしながら、この構成において、インバータ回路の直流側電圧を可変制御するためには、各走行用バッテリに対応付けてコンバータを設けることが必要となり、電力損失を増大させるとともに、電源システムの大型化およびコスト上昇を招いてしまう。したがって、コンバータによる直流電圧の可変制御機能を確保しつつ、複数の走行用バッテリを有効に活用するための仕組みを簡素かつ効率的に構築する必要がある。   One solution for increasing the cruising distance of an electric vehicle is to use a plurality of traveling batteries by connecting a plurality of traveling batteries in parallel to the inverter circuit. However, in this configuration, in order to variably control the DC side voltage of the inverter circuit, it is necessary to provide a converter in association with each traveling battery, which increases power loss and increases the size and cost of the power supply system. Invite to rise. Therefore, it is necessary to simply and efficiently construct a mechanism for effectively using a plurality of traveling batteries while ensuring a variable control function of DC voltage by a converter.

さらに、この構成においては、複数の走行用バッテリの各々からインバータ回路への電力供給開始時に流れる突入電流を抑制する必要がある。   Furthermore, in this configuration, it is necessary to suppress the inrush current that flows when each of the plurality of traveling batteries starts to supply power to the inverter circuit.

それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載される複数の蓄電装置からの電力供給開始時に流れる突入電流を抑制でき、かつ、当該複数の蓄電装置に蓄えられた電力を有効活用することができる電動車両の電源制御装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to suppress an inrush current flowing at the start of power supply from a plurality of on-vehicle power storage devices, and the plurality of power storage devices. It is providing the power supply control apparatus of the electric vehicle which can use effectively the electric power stored in.

この発明のある局面では、車両駆動力を発生するための電動機を搭載した電動車両の電源制御装置は、第1の蓄電装置と、第2の蓄電装置と、電動機に対して入出力される電力を伝達するための電力線と、第1の蓄電装置と電力線との間で双方向の直流電圧変換を実行するためのコンバータと、第2の蓄電装置と電力線との間に接続された第1の開閉器と、第2の蓄電装置と接地線との間に接続された第2の開閉器と、電動機の動作状態に応じて、第1および第2の開閉器のオンオフを制御する制御装置とを備える。制御装置は、第2の開閉器をオンすると、コンバータの直流電圧変換によって、第2の蓄電装置の出力電圧に対する電力線の電圧の偏差を所定のしきい値まで低下させた後に第1の開閉器をオンする。   In one aspect of the present invention, a power supply control device for an electric vehicle equipped with an electric motor for generating vehicle driving force includes: a first power storage device; a second power storage device; and power input / output to / from the motor. A power line for transmitting power, a converter for performing bidirectional DC voltage conversion between the first power storage device and the power line, and a first power source connected between the second power storage device and the power line A switch, a second switch connected between the second power storage device and the ground line, and a control device for controlling on / off of the first and second switches according to the operating state of the electric motor; Is provided. When the control device turns on the second switch, the first switch is operated after reducing the deviation of the voltage of the power line with respect to the output voltage of the second power storage device to a predetermined threshold value by DC voltage conversion of the converter. Turn on.

好ましくは、制御装置は、電動機の動作状態に応じて電力線の電圧指令値を設定する設定手段と、第2の蓄電装置の出力電圧と電圧指令値との比較結果に応じて、第1および第2の開閉器のオンオフを制御する開閉制御手段とを含む。   Preferably, the control device sets the voltage command value of the power line according to the operating state of the electric motor, and the first and first according to the comparison result between the output voltage of the second power storage device and the voltage command value. And an opening / closing control means for controlling on / off of the two switches.

好ましくは、設定手段は、電動機の動作状態に応じて電力線の必要最低電圧を算出するとともに、必要最低電圧以上の範囲で電圧指令値を設定する。開閉制御手段は、第2の蓄電装置の出力電圧が電圧指令値以上となるときには第1および第2の開閉器をオンする一方で、第2の蓄電装置の出力電圧が電圧指令値よりも低いときには第1および第2の開閉器をオフする。   Preferably, the setting means calculates the necessary minimum voltage of the power line according to the operating state of the electric motor, and sets the voltage command value in a range equal to or higher than the necessary minimum voltage. The switching control means turns on the first and second switches when the output voltage of the second power storage device is equal to or higher than the voltage command value, while the output voltage of the second power storage device is lower than the voltage command value. Sometimes the first and second switches are turned off.

好ましくは、制御装置は、電力線の電圧が、第2の蓄電装置の出力電圧および所定のしきい値により規定される許容範囲内となるように、コンバータの直流電圧変換を制御する電圧変換制御手段をさらに含む。開閉制御手段は、電圧変換制御手段により電力線の電圧が許容範囲内となったときに、第1および第2の開閉器をオンする。   Preferably, the control device controls the DC voltage conversion of the converter so that the voltage of the power line falls within an allowable range defined by the output voltage of the second power storage device and a predetermined threshold value. Further included. The switching control means turns on the first and second switches when the voltage of the power line falls within the allowable range by the voltage conversion control means.

好ましくは、第1の蓄電装置の出力電圧の定格値は、第2の蓄電装置の出力電圧の定格値よりも低い。   Preferably, the rated value of the output voltage of the first power storage device is lower than the rated value of the output voltage of the second power storage device.

この発明によれば、複数の蓄電装置を搭載した電動車両において、各蓄電装置からの電力供給開始時における突入電流を抑制しつつ、複数の蓄電装置に蓄えられた電力を有効活用することができる。   According to the present invention, in an electric vehicle equipped with a plurality of power storage devices, it is possible to effectively utilize the power stored in the plurality of power storage devices while suppressing inrush current at the start of power supply from each power storage device. .

本発明の実施の形態に従う電源制御装置を搭載した電動車両の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric vehicle carrying the power supply control device according to embodiment of this invention. システム電圧とモータジェネレータの動作可能領域との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between a system voltage and the operation possible area | region of a motor generator. 本発明の実施の形態による電源制御装置の制御処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the control processing of the power supply control device by embodiment of this invention. 制御装置におけるリレーおよびコンバータの制御処理を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the control processing of the relay and converter in a control apparatus. 制御装置におけるリレーおよびコンバータの制御を実現するための制御ブロックの構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of the control block for implement | achieving control of the relay and converter in a control apparatus. 制御装置におけるリレーおよびコンバータの制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the control processing procedure for implement | achieving control of the relay and converter in a control apparatus.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明が繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図1は、本発明の実施の形態に従う電源制御装置を搭載した電動車両5の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle 5 equipped with a power supply control device according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、電動車両5は、代表的にハイブリッド車両であり、内燃機関(エンジン)220と電動機(MG:Motor Generator)とを搭載し、それぞれからの駆動力を最適な比率に制御して走行する。電動車両5は、このモータジェネレータに電力を供給するための複数(たとえば2個)の蓄電装置を搭載する。これらの蓄電装置は、電動車両5のシステム起動状態において、エンジン220の作動により生じる動力を受けて充電可能であるとともに、電動車両5のシステム停止中において、図示しない接続部を介して車両外部の電源と電気的に接続されて充電可能である。   Referring to FIG. 1, electric vehicle 5 is typically a hybrid vehicle, and includes an internal combustion engine (engine) 220 and an electric motor (MG: Motor Generator), and controls the driving force from each to an optimal ratio. Then run. Electric vehicle 5 is equipped with a plurality of (for example, two) power storage devices for supplying electric power to the motor generator. These power storage devices can be charged by receiving the power generated by the operation of the engine 220 when the system of the electric vehicle 5 is activated. It is electrically connected to a power source and can be charged.

なお、本実施の形態においては、電動車両5が2つのモータジェネレータおよびそれに対応するインバータを備える例について説明するが、1つのモータジェネレータおよびインバータを備える場合でも、3つ以上のモータジェネレータおよびインバータを備える場合でも本発明を適用可能である。   In the present embodiment, an example in which electric vehicle 5 includes two motor generators and corresponding inverters will be described. However, even when one motor generator and inverter are included, three or more motor generators and inverters are included. The present invention can be applied even when provided.

電動車両5は、負荷10と、電源システム20と、制御装置300とを備える。負荷10は、インバータ120と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構250と、エンジン220と、駆動輪260とを含む。   The electric vehicle 5 includes a load 10, a power supply system 20, and a control device 300. Load 10 includes an inverter 120, motor generators MG1 and MG2, a power split mechanism 250, an engine 220, and drive wheels 260.

モータジェネレータMG1,MG2は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でY結線された三相コイルを有するステータとを備える永久磁石型同期電動機である。   Motor generators MG1 and MG2 are AC rotating electric machines, for example, permanent magnet type synchronous motors including a rotor having a permanent magnet embedded therein and a stator having a three-phase coil Y-connected at a neutral point.

モータジェネレータMG1,MG2の出力トルクは、動力分割機構250を介して駆動輪260に伝達されて、電動車両5を走行させる。モータジェネレータMG1,MG2は、電動車両5の回生制動時には、駆動輪260の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、コンバータ110およびインバータ120によって蓄電装置100および/または150の充電電力に変換される。   Output torques of motor generators MG1 and MG2 are transmitted to drive wheels 260 through power split mechanism 250 to cause electric vehicle 5 to travel. Motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2 can generate electric power using the rotational force of drive wheels 260 during regenerative braking of electric vehicle 5. Then, the generated power is converted into charging power for power storage device 100 and / or 150 by converter 110 and inverter 120.

また、モータジェネレータMG1,MG2は、動力分割機構250を介してエンジン220とも結合される。そして、制御装置300により、モータジェネレータMG1,MG2およびエンジン220が協働的に運転されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータMG1,MG2は、エンジン220の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置100および/または150を充電することができる。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータMG2を主として駆動輪260を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータMG1を主としてエンジン220により駆動される発電機として用いるものとする。すなわち、モータジェネレータMG2は、車両駆動力を発生するための「電動機」に対応する。   Motor generators MG 1 and MG 2 are also coupled to engine 220 via power split mechanism 250. Control device 300 operates motor generators MG1 and MG2 and engine 220 in cooperation to generate a necessary vehicle driving force. Further, motor generators MG1 and MG2 can generate electric power by rotating engine 220, and can use this generated electric power to charge power storage devices 100 and / or 150. In the present embodiment, motor generator MG2 is mainly used as an electric motor for driving drive wheels 260, and motor generator MG1 is mainly used as a generator driven by engine 220. That is, motor generator MG2 corresponds to an “electric motor” for generating vehicle driving force.

動力分割機構250は、エンジン220の動力を、駆動輪260とモータジェネレータMG1とに振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリギヤ)を含んで構成される。   Power split mechanism 250 includes a planetary gear mechanism (planetary gear) in order to distribute the power of engine 220 to drive wheels 260 and motor generator MG1.

電流センサ230,240は、モータジェネレータMG1,MG2にそれぞれ流れるモータ電流(すなわち、インバータ出力電流)MCRT1,MCRT2をそれぞれ検出し、その検出したモータ電流を制御装置300へ出力する。なお、U,V,W相の各電流iu,iv,iwの瞬時値の和は零であるので、電流センサ230,240は、U,V,W相のうちの2相分のモータ電流(たとえば、V相電流ivおよびW相電流iw)を検出するように配置すれば足りる。   Current sensors 230 and 240 detect motor currents (that is, inverter output currents) MCRT1 and MCRT2 flowing in motor generators MG1 and MG2, respectively, and output the detected motor currents to control device 300. Since the sum of the instantaneous values of the currents iu, iv, and iw in the U, V, and W phases is zero, the current sensors 230 and 240 are motor currents for two phases of the U, V, and W phases ( For example, it is sufficient to arrange to detect the V-phase current iv and the W-phase current iw).

回転角センサ(たとえば、レゾルバ)270,280は、モータジェネレータMG1,MG2の回転角θ1,θ2をそれぞれ検出し、その検出した回転角θ1,θ2を制御装置300へ送出する。制御装置300では、回転角θ1,θ2に基づきモータジェネレータMG1,MG2の回転速度および角速度が算出できる。なお、回転角センサ270,280については、回転角θ1,θ2を制御装置300にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。   Rotation angle sensors (for example, resolvers) 270 and 280 detect rotation angles θ1 and θ2 of motor generators MG1 and MG2, respectively, and send the detected rotation angles θ1 and θ2 to control device 300. Control device 300 can calculate the rotational speed and angular speed of motor generators MG1, MG2 based on rotational angles θ1, θ2. The rotation angle sensors 270 and 280 may be omitted by directly calculating the rotation angles θ1 and θ2 from the motor voltage and current in the control device 300.

インバータ120は、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1間の直流電力と、モータジェネレータMG1およびMG2に入出力される交流電力との間で双方向の電力変換を実行する。すなわち、電源ラインHPLは、モータジェネレータMG1およびMG2に対して入出力される電力を伝達するための「電力線」に対応する。   Inverter 120 performs bidirectional power conversion between DC power between power supply line HPL and ground line NL1 and AC power input / output to / from motor generators MG1 and MG2. In other words, power supply line HPL corresponds to a “power line” for transmitting power input / output to / from motor generators MG1 and MG2.

インバータ120は、図示は省略するが、モータジェネレータMG1を駆動するための第1インバータと、モータジェネレータMG2を駆動するための第2インバータとを含む。主として、第1インバータは、制御装置300からの制御信号PWIに応じて、エンジン220の出力によってモータジェネレータMG1が発生する交流電力を直流電力に変換し、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1へ供給する。このとき、コンバータ110は、降圧回路として動作するように制御装置300によって制御される。これにより、車両走行中も、エンジン220の出力によって蓄電装置100および/または蓄電装置150を能動的に充電できる。   Although not shown, inverter 120 includes a first inverter for driving motor generator MG1 and a second inverter for driving motor generator MG2. Mainly, the first inverter converts AC power generated by motor generator MG1 by the output of engine 220 into DC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the DC power to power supply line HPL and ground line NL1. At this time, converter 110 is controlled by control device 300 so as to operate as a step-down circuit. Thus, power storage device 100 and / or power storage device 150 can be actively charged by the output of engine 220 even while the vehicle is traveling.

また、第1インバータは、エンジン220の始動時には、制御装置300からの制御信号PWIに応じて、蓄電装置100および蓄電装置150からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータMG1へ供給する。これにより、エンジン220は、モータジェネレータMG1をスタータとして始動することができる。   In addition, when starting engine 220, first inverter converts DC power from power storage device 100 and power storage device 150 into AC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the AC power to motor generator MG1. . Thus, engine 220 can be started using motor generator MG1 as a starter.

第2インバータは、制御装置300からの制御信号PWIに応じて、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1を介して供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータMG2へ供給する。これにより、モータジェネレータMG2は、電動車両5の駆動力を発生する。   The second inverter converts DC power supplied via power supply line HPL and ground line NL1 into AC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the AC power to motor generator MG2. Thereby, motor generator MG2 generates the driving force of electric vehicle 5.

一方、電動車両5の回生制動時には、モータジェネレータMG2は、駆動輪260の減速に伴なって交流電力を発電する。このとき、第2インバータは、制御装置300からの制御信号PWIに応じて、モータジェネレータMG2が発生する交流電力を直流電力に変換し、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1へ供給する。これにより、減速時や降坂走行時に蓄電装置100および/または蓄電装置150が充電される。   On the other hand, at the time of regenerative braking of electric vehicle 5, motor generator MG2 generates AC power as drive wheel 260 is decelerated. At this time, the second inverter converts AC power generated by motor generator MG2 into DC power according to control signal PWI from control device 300, and supplies the DC power to power supply line HPL and ground line NL1. As a result, power storage device 100 and / or power storage device 150 are charged during deceleration or downhill travel.

電源システム20は、「第1の蓄電装置」に対応する蓄電装置100と、「第2の蓄電装置」に対応する蓄電装置150と、システムメインリレー190と、DC/DCコンバータ130と、リレーRL1,R2と、コンバータ110と、平滑コンデンサC1,C2とを含む。   Power supply system 20 includes power storage device 100 corresponding to “first power storage device”, power storage device 150 corresponding to “second power storage device”, system main relay 190, DC / DC converter 130, and relay RL1. , R2, converter 110, and smoothing capacitors C1, C2.

蓄電装置100,150は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が適用される。したがって、以下では、蓄電装置100および蓄電装置150を、それぞれバッテリ100およびバッテリ150とも称する。ただし、電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素、あるいは電池以外の電力貯蔵要素とバッテリとの組合せによって、蓄電装置100,150を構成してもよい。   The power storage devices 100 and 150 are rechargeable power storage elements, and typically, secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are applied. Therefore, hereinafter, power storage device 100 and power storage device 150 are also referred to as battery 100 and battery 150, respectively. However, power storage devices 100 and 150 may be configured by a power storage element other than a battery, such as an electric double layer capacitor, or a combination of a power storage element other than a battery and a battery.

また、蓄電装置100および150は、同一種類の蓄電装置によって構成されてもよく、異なる種類の蓄電装置によって構成されてもよい。   In addition, power storage devices 100 and 150 may be configured by the same type of power storage device or may be configured by different types of power storage devices.

バッテリ100および150の各々は、直列接続された複数の電池セルによって構成される。すなわち、バッテリ100および150のそれぞれの出力電圧の定格値は、直列接続される電池セルの個数に依存する。   Each of the batteries 100 and 150 includes a plurality of battery cells connected in series. That is, the rated value of the output voltage of each of batteries 100 and 150 depends on the number of battery cells connected in series.

バッテリ150には、バッテリ電圧VB2を検出するための電圧センサ155が設けられる。電圧センサ155による検出値は、制御装置300へ伝達される。   Battery 150 is provided with a voltage sensor 155 for detecting battery voltage VB2. The value detected by voltage sensor 155 is transmitted to control device 300.

システムメインリレー190は、リレーSMR1〜SMR3および抵抗R1を含む。リレーSMR1,SMR3は、電源ラインPL1および接地ラインNL1にそれぞれ介挿される。リレーSMR2は、リレーSMR1に対して並列に、かつ抵抗R1に対して直列に接続される。すなわち、リレーSMR2と抵抗R1とが直列に接続された回路が、リレーSMR1に対して並列に接続される。リレーSMR1〜SMR3は、制御装置300から与えられるリレー制御信号SE1〜SE3に応じてオン(閉成)/オフ(開放)が制御される。   System main relay 190 includes relays SMR1 to SMR3 and a resistor R1. Relays SMR1 and SMR3 are inserted in power supply line PL1 and ground line NL1, respectively. Relay SMR2 is connected in parallel with relay SMR1 and in series with resistor R1. That is, a circuit in which relay SMR2 and resistor R1 are connected in series is connected in parallel to relay SMR1. Relays SMR1 to SMR3 are controlled to be turned on (closed) / off (opened) in accordance with relay control signals SE1 to SE3 given from control device 300.

DC/DCコンバータ130は、蓄電装置100とコンバータ110との間において、コンバータ110と並列に接続される。DC/DCコンバータ130は、直流電圧を降圧する。DC/DCコンバータ130から出力される電力は、図示しない補機バッテリに充電される。なお、補機バッテリに充電された電力は、空調装置の電動コンプレッサ等の補機負荷および制御装置300に供給される。   DC / DC converter 130 is connected in parallel with converter 110 between power storage device 100 and converter 110. The DC / DC converter 130 steps down the direct current voltage. The electric power output from the DC / DC converter 130 is charged in an auxiliary battery (not shown). The electric power charged in the auxiliary battery is supplied to an auxiliary load such as an electric compressor of the air conditioner and the control device 300.

リレーRL1は、電源ラインHPLと蓄電装置150の正極端子との間に接続される。リレーRL2は、蓄電装置150の負極端子と接地ラインNL1との間に接続される。リレーRL1,RL2は、制御装置300から与えられるリレー制御信号SR1,SR2に応じてオン(閉成)/オフ(開放)が制御される。リレーRL1は、蓄電装置150と電源ラインHPLとの電気的接続を遮断可能な「第1の開閉器」の代表例として用いられる。リレーRL2は、蓄電装置150と接地ラインNL1との電気的接続を遮断可能な「第2の開閉器」の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉器をリレーRL1,RL2に代えて適用することができる。   Relay RL <b> 1 is connected between power supply line HPL and the positive terminal of power storage device 150. Relay RL2 is connected between the negative terminal of power storage device 150 and ground line NL1. Relays RL1 and RL2 are controlled to be turned on (closed) / off (opened) in accordance with relay control signals SR1 and SR2 provided from control device 300. Relay RL1 is used as a representative example of a “first switch” that can cut off electrical connection between power storage device 150 and power supply line HPL. Relay RL2 is used as a representative example of a “second switch” that can cut off electrical connection between power storage device 150 and ground line NL1. That is, any type of switch can be applied in place of the relays RL1 and RL2.

コンバータ110は、蓄電装置100とインバータ120の直流リンク電圧を伝達する電源ラインHPLとの間で、双方向の直流電圧変換を実行するように構成される。すなわち、蓄電装置100の入出力電圧と、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1間の直流電圧とは、双方向に昇圧または降圧される。   Converter 110 is configured to perform bidirectional DC voltage conversion between power storage device 100 and power supply line HPL that transmits the DC link voltage of inverter 120. That is, the input / output voltage of power storage device 100 and the DC voltage between power supply line HPL and ground line NL1 are boosted or lowered in both directions.

具体的には、コンバータ110は、一方端が電源ラインPL1に接続されるリアクトルL1と、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1の間に直列に接続されるスイッチング素子Q1,Q2と、スイッチング素子Q1,Q2にそれぞれ並列に接続されるダイオードD1,D2とを含む。スイッチング素子は、代表的にはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタ、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、もしくはGTO(Gate Turn Off Thyristor)などが用いられる。なお、本実施の形態においては、スイッチング素子としてIGBTを使用した場合を例として説明する。   Specifically, converter 110 includes a reactor L1 having one end connected to power supply line PL1, switching elements Q1, Q2 connected in series between power supply line HPL and ground line NL1, and switching elements Q1, Q2. Includes diodes D1 and D2 connected in parallel. As the switching element, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a bipolar transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or a GTO (Gate Turn Off Thyristor) is typically used. In the present embodiment, a case where an IGBT is used as a switching element will be described as an example.

リアクトルL1の他方端はスイッチング素子Q1のエミッタおよびスイッチング素子Q2のコレクタに接続される。ダイオードD1のカソードはスイッチング素子Q1のコレクタと接続され、ダイオードD1のアノードはスイッチング素子Q1のエミッタと接続される。ダイオードD2のカソードはスイッチング素子Q2のコレクタと接続され、ダイオードD2のアノードはスイッチング素子Q2のエミッタと接続される。   Reactor L1 has the other end connected to the emitter of switching element Q1 and the collector of switching element Q2. The cathode of diode D1 is connected to the collector of switching element Q1, and the anode of diode D1 is connected to the emitter of switching element Q1. The cathode of diode D2 is connected to the collector of switching element Q2, and the anode of diode D2 is connected to the emitter of switching element Q2.

スイッチング素子Q1,Q2は、制御装置300からの制御信号PWCによってオンまたはオフに制御される。   Switching elements Q1, Q2 are controlled to be turned on or off by a control signal PWC from control device 300.

平滑コンデンサC1は、電源ラインPL1および接地ラインNL1の間に接続され、電源ラインPL1および接地ラインNL1間の電圧変動を減少させる。電圧センサ170は、平滑コンデンサC1の端子間電圧VLを検出して制御装置300に対して出力する。コンバータ110は、平滑コンデンサC1の端子間電圧を昇圧する。   Smoothing capacitor C1 is connected between power supply line PL1 and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power supply line PL1 and ground line NL1. The voltage sensor 170 detects the voltage VL between the terminals of the smoothing capacitor C1 and outputs it to the control device 300. Converter 110 boosts the voltage across terminals of smoothing capacitor C1.

平滑コンデンサC2は、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1の間に接続され、電源ラインHPLおよび接地ラインNL1間の電圧変動を減少させる。すなわち、平滑コンデンサC2は、コンバータ110によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ180は、平滑コンデンサC2の端子間電圧VHを検出して制御装置300に対して出力する。以下では、平滑コンデンサC2の端子間電圧VH(すなわち、インバータ120の直流側電圧)を「システム電圧VH」とも称する。   Smoothing capacitor C2 is connected between power supply line HPL and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power supply line HPL and ground line NL1. That is, the smoothing capacitor C2 smoothes the voltage boosted by the converter 110. The voltage sensor 180 detects the terminal voltage VH of the smoothing capacitor C2 and outputs it to the control device 300. Hereinafter, the voltage VH between the terminals of the smoothing capacitor C2 (that is, the DC side voltage of the inverter 120) is also referred to as “system voltage VH”.

制御装置300は、いずれも図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置および入出力バッファを含み、コンバータ110およびインバータ120を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。   Although not shown, control device 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, and controls converter 110 and inverter 120. Note that these controls are not limited to software processing, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).

制御装置300は、電流センサ230,240によって検出されたモータジェネレータMG1,MG2のそれぞれに流れるモータ電流MCRT1,MCRT2の検出値を受ける。制御装置300は、回転角センサ270,280によって検出されたモータジェネレータMG1,MG2の回転角θ1,θ2の検出値を受ける。また、制御装置300は、電圧センサ170,180によって検出された平滑コンデンサC1,C2の両端の電圧VL,VHの検出値を受ける。さらに、制御装置300は、図示しないイグニッションスイッチのオン/オフ状態を示すイグニッション信号IGを受ける。   Control device 300 receives detection values of motor currents MCRT1 and MCRT2 flowing in motor generators MG1 and MG2 detected by current sensors 230 and 240, respectively. Control device 300 receives detection values of rotation angles θ1 and θ2 of motor generators MG1 and MG2 detected by rotation angle sensors 270 and 280. Control device 300 also receives detection values of voltages VL and VH across smoothing capacitors C1 and C2 detected by voltage sensors 170 and 180. Furthermore, control device 300 receives an ignition signal IG indicating an on / off state of an ignition switch (not shown).

制御装置300は、平滑コンデンサC1,C2の両端の電圧VL,VHに基づいて、コンバータ110の制御信号PWCを生成する。そして、制御装置300は、制御信号PWCによりコンバータ110のスイッチング素子Q1,Q2を駆動することによって、コンバータ110に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。   Control device 300 generates control signal PWC for converter 110 based on voltages VL and VH across smoothing capacitors C1 and C2. Controller 300 causes converter 110 to perform a step-up operation or a step-down operation by driving switching elements Q1 and Q2 of converter 110 by control signal PWC.

また、制御装置300は、電流センサ230,240によって検出されたモータジェネレータMG1,MG2のそれぞれに流れるモータ電流MCRT1,MCRT2、および回転角センサ270,280によって検出されたモータジェネレータMG1,MG2の回転角θ1,θ2に基づいて、インバータ120を駆動するための制御信号PWIを生成する。そして、制御装置300は、制御信号PWIによりインバータ120のスイッチング素子を駆動することによって、コンバータ110から供給された直流電力を、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するための交流電力に変換する。   Control device 300 also includes motor currents MCRT1 and MCRT2 flowing in motor generators MG1 and MG2 detected by current sensors 230 and 240, and rotation angles of motor generators MG1 and MG2 detected by rotation angle sensors 270 and 280, respectively. A control signal PWI for driving the inverter 120 is generated based on θ1 and θ2. Control device 300 converts the DC power supplied from converter 110 into AC power for driving motor generators MG1 and MG2 by driving the switching element of inverter 120 by control signal PWI.

制御装置300は、イグニッション信号IGに基づいてリレー制御信号SE1〜SE3を生成する。そして、制御装置300は、リレー制御信号SE1〜SE3によりシステムメインリレー190のリレーSMR1〜SMR3のオンオフを制御する。具体的には、運転者がイグニッションスイッチをオンすることによりイグニッション信号IGがオフ状態からオン状態に切替わると、制御装置300は、まず、リレーSMR1をオフ状態のまま、リレーSMR2,SMR3をオンする。このとき、抵抗R1により一部の電流が消費されて、平滑コンデンサC1に流れ込む電流を小さくできるので、平滑コンデンサC1への突入電流を防止することができる。その後、平滑コンデンサC1のプリチャージが完了すると、リレーSMR1がオンされ、それに引き続いてリレーSMR2がオフされる。   Control device 300 generates relay control signals SE1 to SE3 based on ignition signal IG. Controller 300 controls on / off of relays SMR1 to SMR3 of system main relay 190 by relay control signals SE1 to SE3. Specifically, when the ignition signal IG is switched from the off state to the on state by the driver turning on the ignition switch, the control device 300 first turns on the relays SMR2 and SMR3 while keeping the relay SMR1 in the off state. To do. At this time, a part of the current is consumed by the resistor R1, and the current flowing into the smoothing capacitor C1 can be reduced, so that an inrush current to the smoothing capacitor C1 can be prevented. Thereafter, when the precharge of the smoothing capacitor C1 is completed, the relay SMR1 is turned on, and subsequently, the relay SMR2 is turned off.

制御装置300は、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態および各センサの検出値に基づいて、リレー制御信号SR1,SR2を生成する。そして、制御装置300は、リレー制御信号SR1,SR2によりリレーRL1,RL2のオンオフを制御する。   Control device 300 generates relay control signals SR1 and SR2 based on the operating states of motor generators MG1 and MG2 and the detection values of the sensors. Control device 300 controls ON / OFF of relays RL1 and RL2 by relay control signals SR1 and SR2.

なお、本実施の形態に示される各リレーは、代表的には、通電時に接点間を接続することによってオン(閉成)される一方で、非通電時には接点間を非接続とすることによってオフ(開放)される電磁リレーによって構成される。ただし、閉成(オン)および開放(オフ)を制御可能な構成であれば、半導体リレーを始めとして、任意の開閉器を適用することができる。   Each relay shown in the present embodiment is typically turned on (closed) by connecting the contacts when energized, and turned off by disconnecting the contacts when de-energized. It is composed of an electromagnetic relay that is opened. However, any switch including a semiconductor relay can be applied as long as it can control closing (on) and opening (off).

このように、本発明の実施の形態による電源システム20は、複数の蓄電装置100および150を含んで構成される。そして、蓄電装置150は、コンバータ110を介することなく、直接、電源ラインHPLに対して電気的に接続される。したがって、リレーRL1,RL2のオン時には、システム電圧VHをバッテリ電圧VB2によりも高くすることができない。   Thus, power supply system 20 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of power storage devices 100 and 150. Power storage device 150 is directly electrically connected to power supply line HPL without going through converter 110. Therefore, when relays RL1 and RL2 are on, system voltage VH cannot be made higher than battery voltage VB2.

一方、蓄電装置100は、コンバータ110を介して電源ラインHPLに接続される。したがって、バッテリ電圧VB1がシステム電圧VHよりも低い状態でも、蓄電装置100から電源ラインHPLへ電力を供給できるとともに、電源ラインHPLの電力によって蓄電装置100を充電することができる。   On the other hand, power storage device 100 is connected to power supply line HPL via converter 110. Therefore, even when battery voltage VB1 is lower than system voltage VH, power can be supplied from power storage device 100 to power supply line HPL, and power storage device 100 can be charged by the power of power supply line HPL.

このため、蓄電装置100の出力電圧の定格値は、蓄電装置150の出力電圧の定格値よりも低くすることが好ましい。このようにすると、蓄電装置100での直列接続される電池セル数を少なくしても、蓄電装置100および150を並列に使用することができる。   For this reason, it is preferable that the rated value of the output voltage of power storage device 100 be lower than the rated value of the output voltage of power storage device 150. Thus, the power storage devices 100 and 150 can be used in parallel even if the number of battery cells connected in series in the power storage device 100 is reduced.

次に、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態と、システム電圧VHとの関係について詳細に説明する。   Next, the relationship between the operating state of motor generators MG1 and MG2 and system voltage VH will be described in detail.

モータジェネレータMG1,MG2を円滑に駆動するためには、モータジェネレータMG1,MG2の動作点、具体的には、回転数およびトルクに応じて、システム電圧VHを適切に設定する必要がある。第1に、インバータ120における電力変換の変調率には一定の限界があるため、システム電圧VHに対して、出力可能な上限トルクが存在する。   In order to smoothly drive motor generators MG1 and MG2, it is necessary to appropriately set system voltage VH according to the operating point of motor generators MG1 and MG2, specifically, the rotational speed and torque. First, since the modulation rate of power conversion in the inverter 120 has a certain limit, there is an upper limit torque that can be output with respect to the system voltage VH.

図2は、システム電圧とモータジェネレータの動作可能領域との関係を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the system voltage and the operable region of the motor generator.

図2を参照して、モータジェネレータの動作可能領域および動作点は、回転数およびトルクの組合せによって示される。最大出力線200は、システム電圧VH=Vmax(上限電圧)であるときの動作可能領域の限界を示すものである。最大出力線200は、トルクT<Tmax(最大トルク)かつ回転数N<Nmax(最高回転数)であっても、出力電力に相当するT×Nによって制限される部分を有する。システム電圧VHが低下すると、動作可能領域は狭くなっていく。   Referring to FIG. 2, the operable range and operating point of the motor generator are indicated by a combination of the rotational speed and torque. The maximum output line 200 indicates the limit of the operable region when the system voltage VH = Vmax (upper limit voltage). The maximum output line 200 has a portion limited by T × N corresponding to the output power even if the torque T <Tmax (maximum torque) and the rotational speed N <Nmax (maximum rotational speed). As the system voltage VH decreases, the operable area becomes narrower.

たとえば、動作点P1は、システム電圧VH=Vaで実現可能である。この状態から、ユーザのアクセル操作によって、電動車両5が加速する場合には、車両駆動力の要求値が高くなる。これにより、モータジェネレータMG2の出力トルクが増加するので、動作点はP2に変化する。しかしながら、動作点P2には、システム電圧VHをVb(Vb>Va)に上昇させなければ対応することができない。   For example, the operating point P1 can be realized with the system voltage VH = Va. From this state, when the electric vehicle 5 is accelerated by the accelerator operation of the user, the required value of the vehicle driving force increases. As a result, the output torque of motor generator MG2 increases, so that the operating point changes to P2. However, the operating point P2 cannot be dealt with unless the system voltage VH is raised to Vb (Vb> Va).

図2に示した、システム電圧VHと動作領域の限界線との関係に基づいて、モータジェネレータMG1,MG2の各動作点(回転数、トルク)における、システム電圧VHの下限値(必要最低電圧VHmin)を求めることができる。   Based on the relationship between the system voltage VH and the limit line of the operating region shown in FIG. 2, the lower limit value (required minimum voltage VHmin) of the system voltage VH at each operating point (rotation speed, torque) of the motor generators MG1, MG2. ).

また、モータジェネレータMG1,MG2には、回転数に応じた誘起電圧が発生する。この誘起電圧がシステム電圧VHよりも高くなると、モータジェネレータMG1,MG2の電流を制御できなくなる。したがって、モータジェネレータMG1,MG2の回転数が高くなる電動車両5の高速走行時には、システム電圧VHの必要最低電圧VHminが上昇する。   Motor generators MG1 and MG2 generate an induced voltage corresponding to the rotational speed. When this induced voltage becomes higher than system voltage VH, the currents of motor generators MG1 and MG2 cannot be controlled. Therefore, the required minimum voltage VHmin of system voltage VH rises at the time of electric vehicle 5 traveling at a high speed in which motor generators MG1 and MG2 have a high rotational speed.

これらの観点から、モータジェネレータMG1,MG2の動作点に対応させて、当該動作点に従った出力を確保するための必要最低電圧VHminを予め算出可能であることが理解される。   From these viewpoints, it is understood that the minimum required voltage VHmin for securing the output according to the operating point can be calculated in advance in correspondence with the operating point of motor generators MG1, MG2.

図3は、本発明の実施の形態による電源制御装置の制御処理の一例を説明するフローチャートである。図3を始めとして、以下に示すフローチャートの各ステップの処理は、制御装置300によるソフトウェア処理またはハードウェア処理によって実行される。また、以下に示すフローチャートの各々による一連の制御処理は、制御装置300によって所定の制御周期毎に実行される。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of control processing of the power supply control device according to the embodiment of the present invention. Starting with FIG. 3, the processing of each step in the flowchart shown below is executed by software processing or hardware processing by the control device 300. In addition, a series of control processing according to each of the flowcharts shown below is executed by the control device 300 every predetermined control cycle.

図3を参照して、制御装置300は、ステップS01において、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態より、上述の必要電圧マップを用いて必要最低電圧VHminを算出する。さらに、制御装置300は、必要最低電圧VHminを考慮して電圧指令値VH*を設定する。電圧指令値VH*は、必要最低電圧VHmin以上となるように設定される。たとえば、VH>VHminのときよりも、電源システム20および負荷10での損失が最小となる電圧が存在するときには、燃費優先の観点から、電圧指令値VH*を当該電圧に設定することが好ましい。一方、蓄電装置150を積極的に使用したい場合には、電圧指令値VH*が低いほうが好ましいので、電圧指令値VH*=VHminに設定してもよい。   Referring to FIG. 3, in step S01, control device 300 calculates required minimum voltage VHmin from the operating state of motor generators MG1, MG2 using the above-described required voltage map. Further, control device 300 sets voltage command value VH * in consideration of necessary minimum voltage VHmin. Voltage command value VH * is set to be equal to or higher than necessary minimum voltage VHmin. For example, when there is a voltage at which the loss in power supply system 20 and load 10 is minimum as compared to when VH> VHmin, it is preferable to set voltage command value VH * to the voltage from the viewpoint of fuel efficiency priority. On the other hand, when it is desired to use power storage device 150 positively, voltage command value VH * = VHmin may be set because voltage command value VH * is preferably low.

このように、電圧指令値VH*は、必要最低電圧VHminを考慮したうえで、モータジェネレータMG1,MG2の動作点に対応して算出できる。このため、モータジェネレータMG1,MG2の動作点に対応させて、当該動作点に従った電圧指令値VH*を算出するためのマップ(電圧指令値マップ)を予め作成することができる。電圧指令値マップは、制御装置300の図示しないメモリに記憶される。このように、本実施の形態による電動車両では、モータジェネレータMG1,MG2を円滑かつ効率的に駆動するために、システム電圧VHを可変制御している。すなわち、モータジェネレータMG1,MG2へ印加される電圧振幅(パルス電圧振幅)が、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態(回転数およびトルク)に応じて可変制御される。   Thus, voltage command value VH * can be calculated corresponding to the operating points of motor generators MG1 and MG2 in consideration of the necessary minimum voltage VHmin. Therefore, a map (voltage command value map) for calculating voltage command value VH * in accordance with the operating points of motor generators MG1 and MG2 can be created in advance. The voltage command value map is stored in a memory (not shown) of the control device 300. Thus, in the electric vehicle according to the present embodiment, system voltage VH is variably controlled in order to drive motor generators MG1 and MG2 smoothly and efficiently. That is, the voltage amplitude (pulse voltage amplitude) applied to motor generators MG1 and MG2 is variably controlled in accordance with the operating states (rotation speed and torque) of motor generators MG1 and MG2.

制御装置300は、ステップS02では、図1に示した電圧センサ155の検出値に基づいて、バッテリ情報を読み込む。バッテリ情報には、バッテリ電圧VB2が少なくとも含まれる。   In step S02, control device 300 reads battery information based on the detection value of voltage sensor 155 shown in FIG. The battery information includes at least the battery voltage VB2.

制御装置300は、ステップS03により、バッテリ電圧VB2と、ステップS01で設定された電圧指令値VH*とを比較する。バッテリ電圧VB2が電圧指令値VH*以上となるとき(ステップS03のYES判定時)には、制御装置300は、ステップS04に処理を進めて、リレーRL1,RL2をオンする。これにより、蓄電装置150が電源ラインHPLに接続される。   In step S03, control device 300 compares battery voltage VB2 with voltage command value VH * set in step S01. When battery voltage VB2 becomes equal to or higher than voltage command value VH * (when YES is determined in step S03), control device 300 proceeds to step S04 and turns on relays RL1 and RL2. Thereby, power storage device 150 is connected to power supply line HPL.

コンバータ110は、システム電圧VHを電圧指令値VH*に一致させるように、蓄電装置100の充放電を制御する。これにより、蓄電装置100,150を並列に用いて、負荷10に対する充放電を制御することができる。この状態で電動車両5が回生制動を行なうと、蓄電装置100,150を並列に充電することができる。   Converter 110 controls charging / discharging of power storage device 100 so that system voltage VH matches voltage command value VH *. Thereby, charge / discharge with respect to the load 10 can be controlled using the power storage devices 100 and 150 in parallel. When electric vehicle 5 performs regenerative braking in this state, power storage devices 100 and 150 can be charged in parallel.

一方、バッテリ電圧VB2が電圧指令値VH*を下回るとき(ステップS03のNO判定時)には、制御装置300は、ステップS05に処理を進めて、リレーRL1,RL2をオフする。これにより、蓄電装置150は電源ラインHPLから切り離される。上述のように、電圧指令値VH*≧VHminであるから、少なくとも、VB2<VHminのときにはリレーRL1,RL2は確実にオフされる。   On the other hand, when battery voltage VB2 falls below voltage command value VH * (when NO in step S03), control device 300 proceeds to step S05 and turns off relays RL1 and RL2. Thereby, power storage device 150 is disconnected from power supply line HPL. Since voltage command value VH * ≧ VHmin as described above, relays RL1 and RL2 are reliably turned off at least when VB2 <VHmin.

このときには、コンバータ110を介して、蓄電装置100のみを用いて負荷10に対する充放電が制御される。この状態で、電動車両5が回生制動を行なうと、蓄電装置100のみが充電される。   At this time, charging / discharging with respect to the load 10 is controlled through the converter 110 using only the power storage device 100. In this state, when electric vehicle 5 performs regenerative braking, only power storage device 100 is charged.

このように、本実施の形態による電源車両では、複数の蓄電装置100,150を備えた電動制御装置において、蓄電装置100のみにコンバータを設ける構成としても、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態に応じたシステム電圧VHの可変制御を実現することができる。この結果、複数の蓄電装置100,150の電力によりモータジェネレータMG1,MG2の出力による走行距離を拡大できる電源システムを、簡素かつ効率的に構成できる。   As described above, in the power supply vehicle according to the present embodiment, in the electric control device provided with a plurality of power storage devices 100 and 150, even if the converter is provided only in power storage device 100, it depends on the operating state of motor generators MG1 and MG2. Further, variable control of the system voltage VH can be realized. As a result, it is possible to simply and efficiently configure a power supply system that can extend the travel distance by the outputs of motor generators MG1 and MG2 by the electric power of power storage devices 100 and 150.

特に、車両加速時等に対応したシステム電圧VHの高電圧領域に対しては、電圧指令値(必要最低電圧)よりも出力電圧が低い蓄電装置150を電源ラインHPLから切り離すとともに、蓄電装置100の出力電圧をコンバータ110によって昇圧することで対応できる。また、蓄電装置150の出力電圧が、電圧指令値(必要最低電圧)よりも高く、蓄電装置150が使用可能であるときには、蓄電装置100,150を並列に使用することができる。このように、複数の蓄電装置100,150を有効に活用して、モータジェネレータMG1,MG2に電力を供給することができるので、電源システムを小型化かつ低コストで効率的に構成することが可能となる。   In particular, for a high voltage region of system voltage VH corresponding to vehicle acceleration, etc., power storage device 150 having an output voltage lower than the voltage command value (required minimum voltage) is disconnected from power supply line HPL, and power storage device 100 This can be dealt with by boosting the output voltage by the converter 110. Further, when the output voltage of power storage device 150 is higher than the voltage command value (required minimum voltage) and power storage device 150 can be used, power storage devices 100 and 150 can be used in parallel. As described above, since the electric power can be supplied to the motor generators MG1 and MG2 by effectively using the plurality of power storage devices 100 and 150, the power supply system can be efficiently reduced in size and at low cost. It becomes.

以上のように、本発明の実施の形態による電源システム20では、蓄電装置150が使用される第1のモードと、蓄電装置150が不使用とされる第2のモードとが選択される。第2のモードから第1のモードへの切替え時には、リレーRL1,RL2をオンすることによって、蓄電装置150が電源ラインHPLおよび接地ラインNL1に接続される。   As described above, in power supply system 20 according to the embodiment of the present invention, the first mode in which power storage device 150 is used and the second mode in which power storage device 150 is not used are selected. When switching from the second mode to the first mode, power storage device 150 is connected to power supply line HPL and ground line NL1 by turning on relays RL1 and RL2.

なお、リレーRL2については、蓄電装置150の負極端子を蓄電装置100の負極端子と電気的に接続することによって、配置を省略することも可能である。このようにすると、リレーの個数削減により、小型化および低コスト化が図られる。一方で、図1のようにリレーRL2を配置すると、蓄電装置150を完全に電源システム20から電気的に切離すことができるので、安全上好ましい構成とすることができる。   Note that the relay RL <b> 2 can be omitted by electrically connecting the negative electrode terminal of the power storage device 150 to the negative electrode terminal of the power storage device 100. If it does in this way, size reduction and cost reduction will be attained by reduction of the number of relays. On the other hand, when relay RL2 is arranged as shown in FIG. 1, power storage device 150 can be completely electrically disconnected from power supply system 20, so that a safe configuration can be obtained.

ここで、システム電圧VHとバッテリ電圧VB2との電圧差ΔV(ΔV=VB2−VH)が大きいと、蓄電装置150と電源ラインHPLおよび接地ラインNL1との接続時において、蓄電装置150(または、平滑コンデンサC2)に対して大きな突入電流が流れ込む虞がある。リレーRL1,RL2では、この突入電流によってアークが発生することにより、接点が溶着してしまう虞がある。   Here, when voltage difference ΔV (ΔV = VB2−VH) between system voltage VH and battery voltage VB2 is large, power storage device 150 (or smoothing) is established when power storage device 150 is connected to power supply line HPL and ground line NL1. A large inrush current may flow into the capacitor C2). In the relays RL1 and RL2, there is a possibility that the contacts are welded due to an arc generated by the inrush current.

蓄電装置150(または平滑コンデンサC2)に突入電流が流れるのを抑制するためには、上述したシステムメインリレー190の構成と同様に、リレーRL1,RL2のいずれか一方に対して並列に、プリチャージ用リレーと制限抵抗とが直列に接続された回路を接続する構成とすることができる。このような構成において、リレーRL1,RL2およびプリチャージ用リレーのオンオフは、まず、リレーRL1をオフ状態のまま、リレーRL2およびプリチャージ用リレーをオンするように制御される。これにより、制限抵抗により一部の電流が消費されて、蓄電装置150(または平滑コンデンサC2)に流れ込む電流を小さくできるので、蓄電装置150(または平滑コンデンサC2)への突入電流を防止することができる。その後、平滑コンデンサC2のプリチャージが完了すると、リレーRL1がオンされ、それに引き続いてプリチャージ用リレーがオフされる。   In order to suppress the inrush current from flowing to the power storage device 150 (or the smoothing capacitor C2), in the same way as the configuration of the system main relay 190 described above, a precharge is performed in parallel with one of the relays RL1 and RL2. It is possible to connect a circuit in which a relay for use and a limiting resistor are connected in series. In such a configuration, ON / OFF of the relays RL1, RL2 and the precharge relay is first controlled so that the relay RL2 and the precharge relay are turned on while the relay RL1 is in the OFF state. As a result, a part of the current is consumed by the limiting resistor, and the current flowing into the power storage device 150 (or smoothing capacitor C2) can be reduced. it can. Thereafter, when the precharge of the smoothing capacitor C2 is completed, the relay RL1 is turned on, and subsequently, the precharge relay is turned off.

しかしながら、本実施の形態による電源システム20においては、このようなプリチャージ用リレーおよび制限抵抗からなる回路を用いた構成では、蓄電装置150(または平滑コンデンサC2)への突入電流を制限することが困難である。電源システム20では、コンバータ110による可変制御によってシステム電圧VHがダイナミックに変化することに加えて、蓄電装置100よりも高い出力電圧定格値を有する蓄電装置150の出力電圧VB2もダイナミックに変化するため、システム電圧VHとバッテリ電圧VB2との電圧差ΔVの変化に対して、プリチャージ用リレーおよび制限抵抗によるプリチャージ処理では、十分に対応することができないためである。   However, in power supply system 20 according to the present embodiment, inrush current to power storage device 150 (or smoothing capacitor C2) may be limited with such a configuration using a circuit including a precharge relay and a limiting resistor. Have difficulty. In power supply system 20, in addition to system voltage VH dynamically changing by variable control by converter 110, output voltage VB2 of power storage device 150 having a higher output voltage rated value than power storage device 100 also dynamically changes. This is because a change in voltage difference ΔV between system voltage VH and battery voltage VB2 cannot be sufficiently handled by a precharge relay and a precharge process using a limiting resistor.

そこで、本発明の実施の形態では、リレーRL1,RL2のオンオフ制御に付随して、コンバータ110を用いてシステム電圧VHを以下のように制御することにより、蓄電装置150と電源ラインHPLとの接続時における突入電流を防止する。   Therefore, in the embodiment of the present invention, connection of power storage device 150 and power supply line HPL is performed by controlling system voltage VH as follows using converter 110 in association with on / off control of relays RL1 and RL2. Prevent inrush current at the time.

図4は、制御装置300におけるリレーRL1,RL2およびコンバータ110の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。   FIG. 4 is a timing chart for illustrating control processing of relays RL1 and RL2 and converter 110 in control device 300.

図4を参照して、時刻t0において、蓄電装置150を不使用とする第2のモードが選択されているものとする。この時刻t0では、リレーRL1,RL2はオフされている。   Referring to FIG. 4, it is assumed that the second mode in which power storage device 150 is not used is selected at time t0. At this time t0, the relays RL1 and RL2 are turned off.

ここで、蓄電装置150を使用する第1のモードが選択されると、まず、時刻t1において、制御装置300は、リレーRL1をオフしたままで、リレーRL2のみをオンする。このように、蓄電装置150の負極端子と接地ラインNL1とを最初に接続することによって、接地ラインNL1の電位を安定させる。   Here, when the first mode using power storage device 150 is selected, first, at time t1, control device 300 turns on only relay RL2 while keeping relay RL1 off. Thus, the potential of the ground line NL1 is stabilized by first connecting the negative electrode terminal of the power storage device 150 and the ground line NL1.

次に、制御装置300は、電圧センサ180により検出されるシステム電圧VHと、電圧センサ155により検出されるバッテリ電圧VB2とを比較する。そして、システム電圧VHが予め定められた許容範囲から外れている場合には、制御装置300は、システム電圧VHが当該許容範囲内に収まるように、コンバータ110の電圧変換動作を制御する。   Next, control device 300 compares system voltage VH detected by voltage sensor 180 with battery voltage VB2 detected by voltage sensor 155. When system voltage VH is outside the predetermined allowable range, control device 300 controls the voltage conversion operation of converter 110 such that system voltage VH falls within the allowable range.

なお、システム電圧VHの許容範囲は、電圧センサ155からのバッテリ電圧VB2に応じて設定される。図4では、バッテリ電圧VB2に対して所定のしきい値ΔVthを持つように、許容範囲が設定される。このしきい値ΔVthは、リレーRL1,RL2の接点が溶着しないように、リレーRL1,RL2の許容電流を考慮して設定される。   The allowable range of system voltage VH is set according to battery voltage VB2 from voltage sensor 155. In FIG. 4, the allowable range is set so as to have a predetermined threshold value ΔVth with respect to battery voltage VB2. This threshold value ΔVth is set in consideration of the allowable current of relays RL1 and RL2 so that the contacts of relays RL1 and RL2 are not welded.

コンバータ110の電圧変換動作によって、システム電圧VHが許容範囲内に収束すると(時刻t2)、制御装置300は、リレーRL1をオンする。これにより、蓄電装置150が電源ラインHPLに接続される。   When the system voltage VH converges within the allowable range by the voltage conversion operation of the converter 110 (time t2), the control device 300 turns on the relay RL1. Thereby, power storage device 150 is connected to power supply line HPL.

図5は、制御装置300におけるリレーRL1,RL2およびコンバータ110の制御を実現するための制御ブロックの構成例を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a control block for realizing control of relays RL <b> 1 and RL <b> 2 and converter 110 in control device 300.

図5を参照して、制御装置300は、電圧指令生成部310と、減算部320と、PI制御部330と、伝達関数340と、リレー制御部350とを含む。   Referring to FIG. 5, control device 300 includes a voltage command generation unit 310, a subtraction unit 320, a PI control unit 330, a transfer function 340, and a relay control unit 350.

電圧指令生成部310は、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態に基づいて、電圧指令値VH*を設定する。電圧指令生成部310は、図2で説明したように、モータジェネレータMG1,MG2の動作状態より、必要最低電圧VHminを算出し、算出した必要最低電圧VHminを考慮して電圧指令値VH*を設定する。   Voltage command generation unit 310 sets voltage command value VH * based on the operating state of motor generators MG1, MG2. As described in FIG. 2, voltage command generation unit 310 calculates required minimum voltage VHmin from the operating state of motor generators MG1 and MG2, and sets voltage command value VH * in consideration of the calculated minimum required voltage VHmin. To do.

電圧指令生成部310は、電圧指令値VH*を設定すると、図3のフローチャートに示した制御処理を実行することにより、電圧指令値VH*とバッテリ電圧VB2との比較結果に応じて、蓄電装置150を使用する第1のモードおよび蓄電装置150を不使用とする第2のモードのいずれか一方を選択する。そして、電圧指令生成部310は、選択したモードに関する情報をリレー制御部350へ出力する。   When voltage command value VH * is set, voltage command generation unit 310 executes the control process shown in the flowchart of FIG. 3, thereby depending on the comparison result between voltage command value VH * and battery voltage VB2. One of the first mode using 150 and the second mode not using power storage device 150 is selected. Then, voltage command generation unit 310 outputs information regarding the selected mode to relay control unit 350.

電圧指令生成部310は、第2のモードが選択された場合には、電圧センサ155により検出されるバッテリ電圧VB2を、電圧指令値VH*に設定する。   When the second mode is selected, voltage command generation unit 310 sets battery voltage VB2 detected by voltage sensor 155 to voltage command value VH *.

減算部320は、電圧指令値VH*とシステム電圧VHとの差から電圧偏差ΔVHを演算し、PI制御部330へ出力する。PI制御部330は、所定の比例ゲインおよび積分ゲインに従って、電圧偏差ΔVHに応じたPI出力を生成し、伝達関数340へ出力する。PI制御部330は、電圧フィードバック制御要素を構成する。   Subtraction unit 320 calculates voltage deviation ΔVH from the difference between voltage command value VH * and system voltage VH, and outputs the result to PI control unit 330. PI control unit 330 generates a PI output corresponding to voltage deviation ΔVH according to a predetermined proportional gain and integral gain, and outputs the PI output to transfer function 340. The PI control unit 330 constitutes a voltage feedback control element.

具体的には、PI制御部330は、比例要素と、積分要素と、加算部とを含む。比例要素は、電圧偏差ΔVHに所定の比例ゲインKpを乗じて加算部へ出力し、積分要素は、所定の積分ゲインKi(積分時間:1/Ki)で電圧偏差ΔVHを積分して加算部へ出力する。加算部は、比例要素および積分要素からの出力を加算してPI出力を生成する。このPI出力は、電圧制御を実現するためのフィードバック制御量に相当する。PI制御部330は、フィードバック制御量と、フィードフォワード制御量DvFFとの和に従って、電圧制御のためのデューティ比指令値dを生成する。デューティ比指令値dは、電圧制御におけるコンバータ110のスイッチング素子Q2(図1)のオン・デューティを規定する制御指令である。また、電圧制御におけるフィードフォワード制御量DvFFは、電圧指令値VH*と蓄電装置100の電圧VB1との電圧差に応じて設定される。伝達関数340は、電圧源として動作する蓄電装置100に対するコンバータ110の伝達関数に相当する。   Specifically, PI control unit 330 includes a proportional element, an integral element, and an adder. The proportional element multiplies the voltage deviation ΔVH by a predetermined proportional gain Kp and outputs the result to the adder, and the integral element integrates the voltage deviation ΔVH with a predetermined integral gain Ki (integration time: 1 / Ki) to the adder. Output. The adder adds the outputs from the proportional element and the integral element to generate a PI output. This PI output corresponds to a feedback control amount for realizing voltage control. The PI control unit 330 generates a duty ratio command value d for voltage control according to the sum of the feedback control amount and the feedforward control amount DvFF. Duty ratio command value d is a control command that defines the on-duty of switching element Q2 (FIG. 1) of converter 110 in voltage control. Further, feedforward control amount DvFF in voltage control is set according to a voltage difference between voltage command value VH * and voltage VB <b> 1 of power storage device 100. Transfer function 340 corresponds to the transfer function of converter 110 for power storage device 100 operating as a voltage source.

リレー制御部350は、電圧指令生成部310から与えられるモード情報に応じて、リレーRL1,RL2のオンオフを制御する。第2のモードが選択されている場合には、リレー制御部350は、リレー制御信号SR1,SR2により、リレーRL1,RL2をオフする。そして、第2のモードから第1のモードへの切替え時には、リレー制御部350は、最初に、リレー制御信号SR2によりリレーRL2をオンし、蓄電装置150の負極端子を接地ラインNL1に接続する。そして、リレー制御部350は、システム電圧VHとバッテリ電圧VB2とを比較する。システム電圧VHが許容範囲(VB2±ΔVth)内に収束したと判断されると、リレー制御部350は、リレー制御信号SR1により、リレーRL1をオンする。これにより、蓄電装置150の正極端子が電源ラインHPLに接続される。   Relay control unit 350 controls ON / OFF of relays RL <b> 1 and RL <b> 2 according to mode information given from voltage command generation unit 310. When the second mode is selected, relay control unit 350 turns off relays RL1 and RL2 by relay control signals SR1 and SR2. At the time of switching from the second mode to the first mode, relay control unit 350 first turns on relay RL2 by relay control signal SR2, and connects the negative terminal of power storage device 150 to ground line NL1. Then, relay control unit 350 compares system voltage VH with battery voltage VB2. When it is determined that system voltage VH has converged within the allowable range (VB2 ± ΔVth), relay control unit 350 turns on relay RL1 by relay control signal SR1. Thereby, the positive terminal of power storage device 150 is connected to power supply line HPL.

図6は、制御装置300におけるリレーRL1,RL2およびコンバータ110の制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図6のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing a control processing procedure for realizing control of relays RL 1, RL 2 and converter 110 in control device 300. The process of the flowchart of FIG. 6 is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.

図6を参照して、制御装置300は、ステップS01において、蓄電装置150を使用する第1のモードが選択されているか否かを判定する。第1のモードが選択されていない場合(ステップS01のNO判定時)には、処理は最初に戻される。   Referring to FIG. 6, control device 300 determines in step S01 whether or not the first mode using power storage device 150 is selected. If the first mode has not been selected (NO in step S01), the process returns to the beginning.

一方、第1のモードが選択されている場合(ステップS01のYES判定時)には、制御装置300は、続いてステップS02により、リレーRL1,RL2がオンされているか否かを判定する。リレーRL1,RL2がオンされている場合(ステップS02のYES判定時)には、処理は最初に戻される。   On the other hand, when the first mode is selected (when YES is determined in step S01), control device 300 subsequently determines whether relays RL1 and RL2 are turned on in step S02. If relays RL1 and RL2 are turned on (YES in step S02), the process is returned to the beginning.

これに対して、リレーRL1,RL2がオフされている場合(ステップS02のNO判定時)には、制御装置300は、ステップS03により、リレー制御信号SR1,SR2により、リレーRL1をオフしたまま、リレーRL2のみをオンする。   On the other hand, when relays RL1 and RL2 are turned off (when NO is determined in step S02), control device 300 keeps relay RL1 turned off by relay control signals SR1 and SR2 in step S03. Only relay RL2 is turned on.

続いて、制御装置300は、電圧センサ155からのバッテリ電圧VB2に基づいて、電圧指令値VH*を設定するとともに、システム電圧VHの許容範囲(VB2±ΔVth)を設定する。そして、システム電圧VHが電圧指令値VH*に一致するように、コンバータ110を制御する。   Subsequently, control device 300 sets voltage command value VH * based on battery voltage VB2 from voltage sensor 155 and sets an allowable range (VB2 ± ΔVth) of system voltage VH. Then, converter 110 is controlled so that system voltage VH matches voltage command value VH *.

具体的には、制御装置300は、ステップS04により、システム電圧VHが許容範囲の上限値(VB2+ΔVth)よりも高いか否かを判定する。システム電圧VHが上限値(VB2+ΔVth)よりも高い場合(ステップS04のYES判定時)には、制御装置300は、ステップS05により、システム電圧VHを降下させるようにコンバータ110を制御する。   Specifically, in step S04, control device 300 determines whether or not system voltage VH is higher than the upper limit value (VB2 + ΔVth) of the allowable range. When system voltage VH is higher than the upper limit value (VB2 + ΔVth) (when YES is determined in step S04), control device 300 controls converter 110 to decrease system voltage VH in step S05.

一方、システム電圧VHが上限値(VB2+ΔVth)以下となる場合(ステップS04のNO判定時)には、続いてステップS06により、システム電圧VHが許容範囲の下限値(VB2−ΔVth)よりも低いか否かを判定する。システム電圧VHが下限値(VB2−ΔVth)よりも低い場合(ステップS06のYES判定時)には、制御装置300は、ステップS07により、システム電圧VHを上昇させるようにコンバータ110を制御する。   On the other hand, if system voltage VH is equal to or lower than the upper limit value (VB2 + ΔVth) (NO determination in step S04), then, in step S06, is system voltage VH lower than the lower limit value (VB2−ΔVth) of the allowable range? Determine whether or not. When system voltage VH is lower than the lower limit value (VB2−ΔVth) (when YES in step S06), control device 300 controls converter 110 to increase system voltage VH in step S07.

これに対して、システム電圧VHが下限値(VB2−ΔVth)以上となる場合(ステップS07のNO判定時)には、制御装置300は、システム電圧VHが許容範囲内に収束したと判断して、ステップS08に進み、リレーRL1をオンする。   On the other hand, when system voltage VH is equal to or higher than the lower limit value (VB2-ΔVth) (NO determination in step S07), control device 300 determines that system voltage VH has converged within an allowable range. In step S08, the relay RL1 is turned on.

以上説明したように、この発明の実施の形態では、蓄電装置100の出力電圧を昇圧可能なコンバータの出力側に蓄電装置150を設けた電源システムにおいて、蓄電装置150を電源ラインHPLおよび接地ラインNL1に接続するときには、最初に、蓄電装置150の負極側のリレーRL2をオンし、コンバータ110の直流電圧変換によって蓄電装置150の出力電圧と電力線の電圧との電圧差を小さくした後に、蓄電装置150の正極側のリレーRL1をオンする。これにより、プリチャージ用リレーおよび制限抵抗を用いることなく、蓄電装置150と電力線および接地線との接続時における突入電流を防止することができる。その結果、突入電流によってリレーが溶着するのを回避できる。   As described above, in the embodiment of the present invention, in power supply system in which power storage device 150 is provided on the output side of a converter capable of boosting the output voltage of power storage device 100, power storage device 150 is connected to power supply line HPL and ground line NL1. First, relay RL2 on the negative electrode side of power storage device 150 is turned on, and after the voltage difference between the output voltage of power storage device 150 and the voltage of the power line is reduced by DC voltage conversion of converter 110, power storage device 150 The relay RL1 on the positive electrode side is turned on. Thus, an inrush current at the time of connection between power storage device 150 and the power line and the ground line can be prevented without using a precharge relay and a limiting resistor. As a result, the welding of the relay due to the inrush current can be avoided.

なお、図1に示した電動車両5の負荷10(すなわち、駆動系)の構成は、図示された構成に限定されるものではない。すなわち、電気自動車、燃料電池自動車等、走行用電動機を搭載した電動車両に対して、本発明は共通に適用することができる。さらに、負荷10としては、車両の駆動力を発生する駆動系に限定されず、電力消費を行なう装置に適用することができることを確認的に記載する。   The configuration of the load 10 (that is, the drive system) of the electric vehicle 5 shown in FIG. 1 is not limited to the illustrated configuration. That is, the present invention can be applied in common to electric vehicles equipped with a traveling motor such as an electric vehicle and a fuel cell vehicle. Furthermore, the load 10 is not limited to a drive system that generates a driving force of the vehicle, and it is described in a confirming manner that the load 10 can be applied to an apparatus that consumes power.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

5 電動車両、10 負荷、20 電源システム、100,150 蓄電装置、110 コンバータ、120 インバータ、130 DC/DCコンバータ、170,180 電圧センサ、190 システムメインリレー、220 エンジン、230,240 電流センサ、250 動力分割機構、260 駆動輪、270,280 回転角センサ、300 制御装置、310 電圧指令生成部、320 減算部、330 PI制御部、340 伝達関数、350 リレー制御部、C1,C2 平滑コンデンサ、MG1,MG2 モータジェネレータ、SMR1〜SMR3,RL1,R2 リレー。   5 Electric vehicle, 10 load, 20 power supply system, 100, 150 power storage device, 110 converter, 120 inverter, 130 DC / DC converter, 170, 180 voltage sensor, 190 system main relay, 220 engine, 230, 240 current sensor, 250 Power split mechanism, 260 drive wheels, 270, 280 rotation angle sensor, 300 controller, 310 voltage command generator, 320 subtractor, 330 PI controller, 340 transfer function, 350 relay controller, C1, C2 smoothing capacitor, MG1 , MG2 motor generator, SMR1-SMR3, RL1, R2 relay.

Claims (5)

車両駆動力を発生するための電動機を搭載した電動車両の電源制御装置であって、
第1の蓄電装置と、
第2の蓄電装置と、
前記電動機に対して入出力される電力を伝達するための電力線と、
前記第1の蓄電装置と前記電力線との間で双方向の直流電圧変換を実行するためのコンバータと、
前記第2の蓄電装置と前記電力線との間に接続された第1の開閉器と、
前記第2の蓄電装置と接地線との間に接続された第2の開閉器と、
前記電動機の動作状態に応じて、前記第1および第2の開閉器のオンオフを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第2の開閉器をオンすると、前記コンバータの直流電圧変換によって、前記第2の蓄電装置の出力電圧に対する前記電力線の電圧の偏差を所定のしきい値まで低下させた後に前記第1の開閉器をオンする、電動車両の電源制御装置。
A power supply control device for an electric vehicle equipped with an electric motor for generating vehicle driving force,
A first power storage device;
A second power storage device;
A power line for transmitting power to and from the motor;
A converter for performing bidirectional DC voltage conversion between the first power storage device and the power line;
A first switch connected between the second power storage device and the power line;
A second switch connected between the second power storage device and a ground line;
A control device for controlling on / off of the first and second switches according to an operating state of the electric motor,
When the control device turns on the second switch, after the DC voltage conversion of the converter reduces the deviation of the voltage of the power line with respect to the output voltage of the second power storage device to a predetermined threshold value A power supply control device for an electric vehicle that turns on the first switch.
前記制御装置は、
前記電動機の動作状態に応じて前記電力線の電圧指令値を設定する設定手段と、
前記第2の蓄電装置の出力電圧と前記電圧指令値との比較結果に応じて、前記第1および第2の開閉器のオンオフを制御する開閉制御手段とを含む、請求項1に記載の電動車両の電源制御装置。
The controller is
Setting means for setting a voltage command value of the power line according to an operating state of the electric motor;
2. The electric motor according to claim 1, further comprising: an opening / closing control unit that controls on / off of the first and second switches according to a comparison result between an output voltage of the second power storage device and the voltage command value. Vehicle power supply control device.
前記設定手段は、前記電動機の動作状態に応じて前記電力線の必要最低電圧を算出するとともに、前記必要最低電圧以上の範囲で前記電圧指令値を設定し、
前記開閉制御手段は、前記第2の蓄電装置の出力電圧が前記電圧指令値以上となるときには前記第1および第2の開閉器をオンする一方で、前記第2の蓄電装置の出力電圧が前記電圧指令値よりも低いときには前記第1および第2の開閉器をオフする、請求項2に記載の電動車両の電源制御装置。
The setting means calculates a necessary minimum voltage of the power line according to an operating state of the electric motor, sets the voltage command value in a range equal to or more than the necessary minimum voltage,
The switching control means turns on the first and second switches when the output voltage of the second power storage device is equal to or higher than the voltage command value, while the output voltage of the second power storage device is The power supply control device for an electric vehicle according to claim 2, wherein when the voltage command value is lower than the voltage command value, the first and second switches are turned off.
前記制御装置は、
前記電力線の電圧が、前記第2の蓄電装置の出力電圧および前記所定のしきい値により規定される許容範囲内となるように、前記コンバータの直流電圧変換を制御する電圧変換制御手段をさらに含み、
前記開閉制御手段は、前記電圧変換制御手段により前記電力線の電圧が前記許容範囲内となったときに、前記第1および第2の開閉器をオンする、請求項2に記載の電動車両の電源制御装置。
The controller is
Voltage conversion control means for controlling DC voltage conversion of the converter so that the voltage of the power line is within an allowable range defined by the output voltage of the second power storage device and the predetermined threshold value. ,
The power source for the electric vehicle according to claim 2, wherein the opening / closing control means turns on the first and second switches when the voltage of the power line falls within the allowable range by the voltage conversion control means. Control device.
前記第1の蓄電装置の出力電圧の定格値は、前記第2の蓄電装置の出力電圧の定格値よりも低い、請求項1から4のいずれか1項に記載の電動車両の電源制御装置。   The power supply control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a rated value of an output voltage of the first power storage device is lower than a rated value of an output voltage of the second power storage device.
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