JP2013243131A - 接触器の絶縁の方法および装置 - Google Patents
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract
【解決手段】接触器ユニットは、エネルギー出力装置の第1のリード線と接続可能な入力リード線と、電圧バスの第1のリード線と接続可能な出力リード線と、入力リード線を出力リード線と接続し、それから切断する接触器と、接触器を動作させるように構成されたドライバと、接触器ユニットの外部にあるシステム制御器と接続可能なシリアルデータリンクと、接触器ユニット内に位置付けられた集積回路(IC)であって、入力リード線または出力リード線のうちのいずれかの中の電流および接触器の両端間の電圧差の少なくとも1つに基づき、接触器を開く制御コマンドをドライバに出力し、シリアルデータリンクを介して接触器の制御ステータスを出力するように構成されている、集積回路(IC)とを含む。
【選択図】図1
Description
12 入力リード線
14 出力リード線
16 正リード線
18 負リード線
20 エネルギー源
22 電源ライン
24 シリアルインターフェースライン
26 第1の絶縁接触器
28 第2の絶縁接触器
30 電源ライン
32 電源ライン
34 信号インターフェース
36 信号インターフェース
100 絶縁接触器
102 電流シャント
104 接触器
106 ドライバ
108 集積回路
110 ドライバ制御ライン
112 アナログ/デジタル(A/D)変換器
114 第1のリード線
116 第1の電圧測定ポイント
118 第2の電圧測定ポイント
120 ツイストペア線
122 電圧
124 電圧V1
126 電圧V2
128 電圧
130 制御インターフェースライン
132 電力リード線
134 シリアルインターフェースリード線
136 第2の接触器
138 第2のドライバ
140 第2の制御ライン
142 第2のリード線
200 ハイブリッドまたは電気自動車
202 電源バッテリ
204 エネルギーバッテリ
206 ソースインバータ
208 モータ
210 差動装置
212 ギヤユニット
214 ホイール
216 エネルギー貯蔵管理システム(ESMS:energy storage management system)
218 バックブースト(buck-boost)変換器
220 充電または供給部
222 補助電源装置(APU)
224 充電ポート
226 絶縁接触器
228 システム制御ユニット
230 他のポート
232 リード線
Claims (20)
- 接触器ユニットであって、
エネルギー出力装置の第1のリード線と接続可能な入力リード線と、
電圧バスの第1のリード線と接続可能な出力リード線と、
前記入力リード線を前記出力リード線と接続し、かつ前記出力リード線から切断する接触器と、
前記接触器を動作させるように構成されたドライバと、
前記接触器ユニットの外部にあるシステム制御器と接続可能なシリアルデータリンクと、
前記接触器ユニット内に位置付けられた集積回路(IC)であって、
前記ドライバに
前記入力リード線または前記出力リード線のうちのいずれかの中の電流、および
前記接触器の両端間の電圧差
のうちの少なくとも1つに基づき、前記接触器を開く制御コマンドを出力し、
前記シリアルデータリンクを介して接触器制御ステータスを出力する
ように構成されている集積回路(IC)と
を備える、接触器ユニット。 - 前記ICは、
前記接触器の両端間で測定される電圧読取り値を受け取り、この電圧読取り値に基づき前記電圧差を計算し、
前記電圧差と電圧閾値を比較し、
前記入力リード線または前記出力リード線のうちのいずれかの中の電流読取り値を受け取り、
前記電流読取り値と電流閾値を比較し、
前記ドライバに、
前記電圧差と前記電圧閾の前記比較、および
前記電流読取り値と前記電流閾値の前記比較
のうちの少なくとも1つに基づき、前記制御コマンドを出力する
ように構成されている、請求項1記載の接触器ユニット。 - 前記ICは、前記接触器ユニットの動作変数をプログラムすることができるように、プログラム可能である特定用途向け集積回路(ASIC)であり、前記動作変数は、前記電圧閾値および前記電流閾値を含む、請求項2記載の接触器ユニット。
- 前記ASICは、前記接触器ユニットの外部にあるコンピュータから前記シリアルリンクを介してプログラム可能である、請求項3記載の接触器ユニット。
- 前記電流読取り値を作成するように位置付けられる電流シャントを含み、前記電流シャントは、前記電流シャントの一方側に対する第1の電圧測定ポイントと、前記電流シャントの他方側に対する第2の電圧測定ポイントを有し、前記電流読取り値は、前記第1の電圧測定ポイントおよび前記第2の電圧測定ポイントで測定される電圧に基づき、決定される、請求項2記載の接触器ユニット。
- 第1の電圧タップポイントから、および第2の電圧タップポイントから電圧値を受け取るように構成されたアナログ/デジタル(A/D)変換器を備え、前記第1の電圧タップポイントは、前記接触器の一方側に対する電圧を測定するように位置付けられ、前記第2の電圧タップポイントは、前記接触器の他方側に対する電圧を測定するように位置付けられ、前記ICは、
前記第1の電圧測定ポイントおよび前記第2の電圧測定ポイントで測定される前記電圧に基づき、前記電流読取り値を決定し、
前記第1および第2の電圧タップポイントでの前記電圧測定値に基づき、前記接触器の両端間の前記電圧差を計算する
ように構成されている、
請求項5記載の接触器ユニット。 - 前記エネルギー出力装置の第2のリード線と接続可能な第2の入力リード線と、
前記電圧バスの第2のリード線と接続可能な第2の出力リード線と、
前記第2の入力リード線を前記第2の出力リード線と接続し、かつ前記第2の出力リード線から切断する第2の接触器と、
前記第2の接触器を動作させるように構成された第2のドライバとを備え、
前記ICは、
前記第2のドライバに、
前記第2の入力リード線または前記第2の出力リード線のうちのいずれかの中の第2の電流、および
前記第2の接触器の両端間の第2の電圧差
のうちの少なくとも1つに基づき、前記第2の接触器を開く第2の制御コマンドを出力し、
前記シリアルデータリンクを介して第2の接触器制御ステータスを出力する
ようにさらに構成されている、
請求項1記載の接触器ユニット。 - 絶縁接触器を動作させる方法であって、
エネルギー出力装置の第1のリード線に前記絶縁接触器の入力リード線を取り付け、電圧バスに前記絶縁接触器の出力リード線を取り付けるステップと、
前記入力リード線および前記出力リード線のうちの1つを流れて通過する電流を測定するステップと、
前記絶縁接触器の筺体内に位置付けられ、前記入力リード線および前記出力リード線と結合されるスイッチの両端間の電圧を測定するステップであって、前記スイッチは、前記出力リード線から前記入力リード線を切断するように構成されている、ステップと、
前記測定される電流および前記測定される電圧を表す信号を前記絶縁接触器の前記筺体内に位置付けられる集積回路(IC)に伝えるステップと、
前記ICに伝えられる前記信号に基づき、ドライバを制御するステップであって、前記ドライバは、前記スイッチを動作させるように構成されている、ステップと、
シリアルリンクを介して前記筺体の外部にある計算装置に前記スイッチのステータスを出力するステップと
を含む、方法。 - 前記筺体内に位置付けられるアナログ/デジタル(A/D)変換器を用いて前記電流および前記電圧を測定するステップと、
前記A/D変換器から前記伝えられる信号をデジタル信号として出力するステップと
を含む、請求項8記載の方法。 - 前記IC中で、前記入力リード線および前記出力リード線のうちの前記1つを流れて通過する前記電流と電流閾値を比較するステップと、
前記IC中で、前記スイッチの両端間の前記電圧と電圧差閾値を比較するステップと、
前記電流と前記電流閾値の前記比較に基づき、かつ前記スイッチの両端間の前記電圧と前記差閾値の前記比較に基づき、前記ドライバを制御するステップと
を含む、請求項8記載の方法。 - 前記集積回路は、特定用途向け集積回路(ASIC)であり、前記方法は、前記接触器ユニットの動作変数をプログラムすることができるように、前記ASICをプログラムするステップをさらに含み、前記動作変数は、前記電圧差閾値および前記電流閾値を含む、請求項10記載の方法。
- 前記シリアルリンクを介して前記ASICをプログラムするステップを含む、請求項11記載の方法。
- 前記電流を測定するステップは、前記入力リード線および前記出力リード線のうちの1つと直列である電流シャントの両端間の前記電流を測定するステップを含む、請求項8記載の方法。
- 第1の電圧装置を第2の電圧装置から絶縁するためのシステムであって、
絶縁ユニットであって、前記絶縁ユニットの外部にあり、かつ各々のエネルギー装置のリード線と接続可能である少なくとも第1および第2のリード線を有する、絶縁ユニットと、
前記絶縁ユニットの筺体内に位置付けられたスイッチであって、前記第1および第2のリード線が、前記スイッチによって選択的にエンゲージ可能であるように、前記第1および第2のリード線と結合される、スイッチと、
前記筺体内に位置付けられ、前記スイッチをエンゲージし、ディスエンゲージするように構成されたドライブユニットと、
前記筺体内に位置付けられた集積回路(IC)であって、
前記ドライブユニットに
前記第1のリード線または前記第2のリード線のうちのいずれかの中の電流、および
前記スイッチの両端間の電圧差
のうちの少なくとも1つに基づき、前記スイッチを開く制御コマンドを出力し、
シリアルデータリンクを介してシステム制御ステータスを出力する
ように構成されている集積回路(IC)と
を備える、システム。 - 前記ICは、
前記第1および第2のリード線で測定される電圧読取り値を受け取り、この電圧読取り値に基づき前記電圧差を計算し、
前記電圧差と電圧閾値を比較し、
前記第1のリード線または前記第2のリード線のうちのいずれかから電流読取り値を受け取り、
前記電流読取り値と電流閾値を比較し、
前記ドライバに、
前記電圧差と前記電圧閾値の前記比較、および
前記電流読取り値と前記電流閾値の前記比較
のうちの少なくとも1つに基づき、前記制御コマンドを出力する
ように構成されている、請求項14記載のシステム。 - 前記ICは、前記接触器ユニットの動作変数をプログラムすることができるように、プログラム可能である特定用途向け集積回路(ASIC)であり、前記動作変数は、前記電圧閾値および前記電流閾値を含む、請求項15記載のシステム。
- 前記ASICは、前記接触器ユニットの外部にあるコンピュータから前記シリアルリンクを介してプログラム可能である、請求項16記載のシステム。
- 前記電流読取り値を作成するように位置付けられ、前記第1のリード線または前記第2のリード線のうちの1つと結合される電流シャントを含み、前記電流シャントは、前記電流シャントの一方側に対する第1の電圧測定ポイントと、前記電流シャントの他方側に対する第2の電圧測定ポイントとを有し、前記電流読取り値は、前記第1の電圧測定ポイントおよび前記第2の電圧測定ポイントで測定される電圧に基づき、決定される、請求項15記載のシステム。
- 前記筺体内に位置付けられたアナログ/デジタル(A/D)変換器であって、第1の電圧タップポイントから、および第2の電圧タップポイントから電圧値を受け取るように構成されたアナログ/デジタル(A/D)変換器を備え、前記第1の電圧タップポイントは、前記スイッチの一方側に対する電圧を測定するように位置付けられ、前記第2の電圧タップポイントは、前記スイッチの他方側に対する電圧を測定するように位置付けられ、前記ICは、
前記第1の電圧測定ポイントおよび前記第2の電圧測定ポイントで測定される前記電圧に基づき、前記電流読取り値を決定し、
前記第1および第2の電圧タップポイントでの前記電圧測定値に基づき、前記スイッチの両端間の前記電圧差を計算する
ように構成されている、
請求項18記載のシステム。 - 前記絶縁ユニットの外部にあり、各々のエネルギー装置のリード線と接続可能である第3および第4のリード線と、
前記絶縁ユニットの前記筺体内に位置付けられ、前記各々のエネルギー装置の前記第3のおよび第4のリード線と結合される第2のスイッチと、
前記筺体内に位置付けられ、前記第2のスイッチをエンゲージし、ディスエンゲージするように構成された第2のドライブユニットとを含み、
前記ICは、
前記第2のドライブユニットに
前記第3または第4のリード線のうちのいずれかの中の第2の電流、および
前記第2のスイッチの両端間の第2の電圧差
のうちの少なくとも1つに基づき、前記第2のスイッチを開く第2の制御コマンドを出力し、
前記シリアルデータリンクを介して第2のシステム制御ステータスを出力する
ようにさらに構成されている、
請求項14記載のシステム。
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