JP2014121221A - Power-supply system - Google Patents
Power-supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014121221A JP2014121221A JP2012276366A JP2012276366A JP2014121221A JP 2014121221 A JP2014121221 A JP 2014121221A JP 2012276366 A JP2012276366 A JP 2012276366A JP 2012276366 A JP2012276366 A JP 2012276366A JP 2014121221 A JP2014121221 A JP 2014121221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- basic
- additional
- voltage
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system.
電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の電動車両において、直流電力を充放電可能な蓄電池(高圧バッテリ)と負荷(モータジェネレータ、電動機・発電機)との間に、複数の昇圧回路(DC/DCコンバータ)を並列で備え、各昇圧回路において電圧を昇圧/降圧する技術が知られている(特許文献1参照)。 In an electric vehicle such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, a plurality of booster circuits (DC / DC) are connected between a storage battery (high voltage battery) capable of charging / discharging DC power and a load (motor generator, electric motor / generator). There is known a technology that includes a DC converter in parallel and boosts / steps down a voltage in each booster circuit (see Patent Document 1).
特許文献1では、昇圧回路毎に設けられた補正手段と、負荷に入力される実電圧を検出する電圧検出回路とを備え、電圧検出回路の検出する実電圧を複数の補正手段にそれぞれ入力し、各補正手段が対応する各昇圧回路のスイッチをPWM制御するPWM信号を補正している。
In
ところで、蓄電池から負荷に供給する電力の最大値を増加させる方法として、並列配置する昇圧回路の数を増加する方法がある。この方法を特許文献1の技術に適用し、昇圧回路及びPWM信号の補正手段を増加すると、電圧検出回路と増加する補正手段とを専用線で接続する必要がある。ところが、既存の電圧検出回路が昇圧回路及び補正手段の増加を想定していない場合、つまり、既存の電圧検出回路が実電圧の出力ポートの増加用予備ポートを備えない場合、既存の電圧検出回路をそのまま流用できず、改修等が必要となる。
By the way, as a method of increasing the maximum value of the power supplied from the storage battery to the load, there is a method of increasing the number of booster circuits arranged in parallel. When this method is applied to the technique of
そこで、本発明は、容易に追加コンバータ(昇圧回路)を追加可能な電源システムを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply system in which an additional converter (boost circuit) can be easily added.
前記課題を解決するための手段として、本発明は、電力を充放電可能であると共に、負荷と接続された蓄電池と、前記蓄電池及び前記負荷の間に設けられ、電圧フィードバック制御する基本コンバータと、前記蓄電池及び前記負荷の間において前記基本コンバータと並列に設けられ、電流フィードバック制御する追加コンバータと、を備え、前記基本コンバータは、電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路の出力側の実電圧を検出する実電圧検出手段と、前記実電圧検出手段の検出する実電圧が目標電圧となるように前記昇圧回路を電圧フィードバック制御する基本制御手段と、を備え、前記追加コンバータは、正極母線と、負極母線と、前記正極母線に設けられたインダクタと、前記インダクタの出力側の前記正極母線と前記負極母線とを接続する接続線と、前記接続線に設けられたスイッチと、実電流を検出する実電流検出手段と、前記実電流検出手段の検出する実電流が目標電流となるように前記スイッチを電流フィードバック制御する追加制御手段と、を備えることを特徴とする電源システムある。 As means for solving the above problems, the present invention is capable of charging and discharging electric power, a storage battery connected to a load, a basic converter provided between the storage battery and the load, and performing voltage feedback control, An additional converter that is provided in parallel with the basic converter between the storage battery and the load and performs current feedback control, the basic converter boosting a voltage, and an actual voltage on the output side of the boosting circuit And a basic control means for performing voltage feedback control of the booster circuit so that the actual voltage detected by the actual voltage detection means becomes a target voltage, and the additional converter includes a positive bus and A negative bus, an inductor provided on the positive bus, the positive bus on the output side of the inductor, and the negative bus A connection line to be connected, a switch provided on the connection line, an actual current detection unit for detecting an actual current, and a current feedback control of the switch so that the actual current detected by the actual current detection unit becomes a target current And an additional control means.
このような構成によれば、基本コンバータにおいて、基本制御手段が、実電圧検出手段の検出する実電圧が目標電圧となるように昇圧回路を電圧フィードバック制御する。そして、追加コンバータにおいて、追加制御手段が、実電流検出手段の検出する実電流が目標電流となるようにスイッチを電流フィードバック制御する。なお、追加コンバータにおいて、昇圧回路は、正極母線に設けられたインダクタ(リアクトル)と、接続線に設けられたスイッチとを備えて構成され、スイッチが追加制御手段によってフィードバック制御(ON/OFF制御)されることで、電圧が昇圧する。 According to such a configuration, in the basic converter, the basic control unit performs voltage feedback control of the booster circuit so that the actual voltage detected by the actual voltage detection unit becomes the target voltage. In the additional converter, the additional control unit performs current feedback control of the switch so that the actual current detected by the actual current detection unit becomes the target current. In the additional converter, the booster circuit includes an inductor (reactor) provided on the positive bus and a switch provided on the connection line, and the switch is feedback controlled (ON / OFF control) by additional control means. As a result, the voltage is boosted.
このように、追加制御手段が、実電流検出手段の検出する実電流に基づいて電流フィードバック制御する構成である。すなわち、実電圧検出手段の検出する実電圧を追加制御手段に入力する信号線は不要であり、実電圧検出手段において、出力ポートの増加用予備ポートは不要である。したがって、蓄電池から負荷に供給する電力の最大値を増加させるために追加コンバータを追加する場合、基本コンバータの実電圧検出手段をそのまま流用できる。よって、その後の追加コンバータの追加を考慮せずに、実電圧検出手段(基本コンバータ)を設計できる。 Thus, the additional control means is configured to perform current feedback control based on the actual current detected by the actual current detection means. That is, the signal line for inputting the actual voltage detected by the actual voltage detecting means to the additional control means is unnecessary, and the spare port for increasing the output port is not necessary in the actual voltage detecting means. Therefore, when an additional converter is added to increase the maximum value of power supplied from the storage battery to the load, the actual voltage detection means of the basic converter can be used as it is. Therefore, the actual voltage detecting means (basic converter) can be designed without considering the addition of an additional converter thereafter.
また、基本コンバータにおいて、基本制御手段による電圧フィードバック制御に関する実電流検出手段が不要となるので、基本コンバータの部品点数及びコストを低減できる。 In addition, in the basic converter, the actual current detecting means related to the voltage feedback control by the basic control means is not necessary, so that the number of parts and the cost of the basic converter can be reduced.
さらに、蓄電池から負荷に供給する電力の最大値を増加させるために追加コンバータを追加する場合、増加するべき程度に対応して、追加コンバータの数や追加コンバータの容量を自由に設計すればよい。すなわち、追加コンバータの数が無駄に増加せず、追加コンバータの容量が無駄に大きくならないので、電源システムの構成(大きさ)・コストを最適化できる。そして、このように電源システムが無駄に大きくならないので、ハイブリッド車等の車両(移動体)に搭載容易となる。また、追加コンバータの容量等が最適となるので、追加コンバータにおける損失(熱損失等)を低減し、その冷却装置を小型化できる。 Furthermore, when an additional converter is added in order to increase the maximum value of the power supplied from the storage battery to the load, the number of additional converters and the capacity of the additional converters may be freely designed according to the degree to be increased. That is, the number of additional converters does not increase unnecessarily and the capacity of the additional converters does not increase unnecessarily, so that the configuration (size) and cost of the power supply system can be optimized. And since a power supply system does not become uselessly large in this way, it becomes easy to mount in vehicles (moving bodies), such as a hybrid vehicle. Moreover, since the capacity | capacitance etc. of an additional converter become optimal, the loss (heat loss etc.) in an additional converter can be reduced and the cooling device can be reduced in size.
さらにまた、追加コンバータにおいて追加制御手段が実電流検出手段の検出する実電流に基づいて電流フィードバック制御する構成であるので、追加コンバータと基本コンバータとの仕様(電流値、インダクタンス値、スイッチング周波数等)を異ならせることもできる。例えば、基本コンバータの基本制御手段が昇圧回路を制御する制御信号(PMW信号等)と、追加コンバータの追加制御手段がスイッチを制御する制御信号(PWM信号等)とを同期させる必要はなく、制御処理(制御プログラム)が簡便となる。 Furthermore, since the additional control means in the additional converter is configured to perform current feedback control based on the actual current detected by the actual current detecting means, the specifications of the additional converter and the basic converter (current value, inductance value, switching frequency, etc.) Can be different. For example, it is not necessary to synchronize a control signal (such as a PMW signal) for controlling the booster circuit by the basic control means of the basic converter and a control signal (such as a PWM signal) for controlling the switch by the additional control means of the additional converter. Processing (control program) is simplified.
また、電源システムにおいて、前記接続線の接続点よりも出力側の前記正極母線にダイオードのみを備え、前記接続線の接続点よりも出力側の前記正極母線にスイッチを備えないことが好ましい。 In the power supply system, it is preferable that only the diode is provided on the positive bus on the output side of the connection point of the connection line, and the switch is not provided on the positive bus on the output side of the connection point of the connection line.
このような構成によれば、接続線の接続点よりも出力側の正極母線にスイッチ(スイッチング素子、トランジスタ等)を備えないので、このスイッチについてのスイッチングモジュール(ゲート駆動回路、制御チップ等)が不要になる。これにより、追加コンバータの構成を簡便・小型化しつつ、低コストとできる。 According to such a configuration, since there is no switch (switching element, transistor, etc.) on the positive electrode bus on the output side from the connection point of the connection line, a switching module (gate drive circuit, control chip, etc.) for this switch is not provided. It becomes unnecessary. Thereby, it is possible to reduce the cost while simplifying and downsizing the configuration of the additional converter.
また、接続線の接続点よりも出力側の正極母線を循環電流が流れないので、循環電流について対策が不要となる。これにより、複数の追加コンバータを並列配置した場合において、複数に追加コンバータについて、並列して電流フィードバック制御を実行することも簡易となる。 In addition, since the circulating current does not flow through the positive bus on the output side from the connection point of the connection line, no countermeasure is required for the circulating current. Thereby, when a plurality of additional converters are arranged in parallel, it is also easy to execute current feedback control in parallel for a plurality of additional converters.
また、電源システムにおいて、前記基本コンバータは、入力側に入力側基本コンデンサを備え、前記追加コンバータは、入力側に前記入力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、前記入力側基本コンデンサを共有していることが好ましい。 In the power supply system, the basic converter includes an input-side basic capacitor on the input side, and the additional converter does not include a capacitor different from the input-side basic capacitor on the input side, and shares the input-side basic capacitor. It is preferable.
このような構成によれば、追加コンバータが、入力側に入力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、入力側基本コンデンサを共有しているので、その構成が簡便となる。 According to such a configuration, since the additional converter does not include a capacitor different from the input-side basic capacitor on the input side and shares the input-side basic capacitor, the configuration becomes simple.
また、電源システムにおいて、前記基本コンバータは、出力側に出力側基本コンデンサを備え、前記追加コンバータは、出力側に前記出力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、前記出力側基本コンデンサを共有していることが好ましい。 In the power supply system, the basic converter includes an output-side basic capacitor on the output side, and the additional converter does not include a capacitor different from the output-side basic capacitor on the output side, and shares the output-side basic capacitor. It is preferable.
このような構成によれば、追加コンバータが、出力側に出力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、出力側基本コンデンサを共有しているので、その構成が簡便となる。 According to such a configuration, the additional converter does not include a capacitor different from the output-side basic capacitor on the output side, and shares the output-side basic capacitor, so that the configuration becomes simple.
本発明によれば、容易に追加コンバータ(昇圧回路)を追加可能な電源システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply system which can add an additional converter (boost circuit) easily can be provided.
本発明の一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
≪電源システムの構成≫
本実施形態に係る電源システム200は、図示しないハイブリッド車(電動車両)に搭載されており、モータジェネレータ221(負荷)との間で電力を授受するシステムである。なお、モータジェネレータ221の入出力側にはインバータ222が接続されている。
≪Power system configuration≫
The
<モータジェネレータ>
モータジェネレータ221は、モータ(電動機)の機能と、ジェネレータ(発電機)の機能とを備えている。すなわち、モータジェネレータ221は、(1)力行時、モータとして機能し、インバータ222からの交流電力(三相交流電力)を消費することで駆動力を発生し、(2)回生時、ジェネレータとして機能し、車輪の回転力によって交流電力を発生するようになっている。
<Motor generator>
The
<インバータ>
インバータ222は、(1)力行時、基本コンバータ100及び/又は追加コンバータ1からの直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ221に出力する機能と、(2)回生時、モータジェネレータ221からの回生電力(交流電力)を直流電力に変換し、基本コンバータ100及び追加コンバータ1に出力する機能と、を備えている。
<Inverter>
The
このようなインバータ222は、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ又はサイリスタ等の複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路からなる電圧制御型自励式インバータ回路を備えて構成され、各スイッチング素子をON/OFFすることで、直流電力を交流電力に変換するようになっている。
Such an
電源システム200は、インバータ222(モータジェネレータ221)と接続された蓄電池210と、蓄電池210及びインバータ222の間に設けられた基本コンバータ100と、蓄電池210及びインバータ222の間で基本コンバータ100と並列に設けられた追加コンバータ1と、を備えている。
<蓄電池>
蓄電池210は、例えば、複数の単電池が組み合わせてなる組電池で構成される。単電池は、直流電力を充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン型、リチウムイオンポリマー型、ニッケル水素型で構成されている。
<Storage battery>
The
<基本コンバータ>
基本コンバータ100は、蓄電池210及びインバータ222の間で授受される電力の電圧を昇降圧(昇圧/降圧)するDC/DCコンバータである。なお、基本コンバータ100は、実際の電圧(実電圧)が目標電圧となるように電圧フィードバック制御することを特徴とする。
<Basic converter>
The
基本コンバータ100は、昇降圧回路を含む基本回路110と、基本回路110の出力側(負荷側)の実電圧を検出する電圧センサ141(実電圧検出手段)と、電圧センサ141の検出する実電圧が目標電圧となるように基本回路110を電圧フィードバック制御する基本ECU150(基本制御手段)と、を備えている。
The
<基本コンバータ−基本回路>
基本回路110は、図2に示すように、ベース基板にプリントされた配線やベース基板に固定された電気素子(トランジスタ、ダイオード等)で構成された回路基板であって、正極側に配置された正極母線111と、負極側に配置された負極母線112と、正極母線111に設けられたインダクタ113と、インダクタ113の出力側(負荷側)の正極母線111と負極母線112とを接続する接続線114と、接続線114に設けられたスイッチ115(トランジスタ等)と、を備えている。また、基本回路110は、スイッチ115と並列に設けられたダイオード116と、接続線114の接続点J1よりも出力側の正極母線111に設けられたスイッチ117と、スイッチ117と並列で設けられたダイオード118と、を備えている。
<Basic converter-Basic circuit>
As shown in FIG. 2, the
そして、基本ECU150がスイッチ115及びスイッチ117をPWM制御(ON/OFF制御)することで、(1)力行時、蓄電池210からの電力が適宜に昇圧されてインバータ222に供給され、(2)回生時、インバータ222からの電力が適宜に降圧されて蓄電池210に供給されるようになっている。
The
また、基本回路110は、コンデンサ131(入力側基本コンデンサ)と、コンデンサ132(出力側基本コンデンサ)と、を備えている。ただし、コンデンサ131は、基本回路110の外、つまり、基本回路110(又は基本コンバータ100)と蓄電池210との間に設けられた構成でもよい。コンデンサ132についても同様である。
The
コンデンサ131は、基本回路110の入力側に設けられており、基本回路110と蓄電池210との間で授受される電力の電圧を平滑するようになっている。コンデンサ132は、基本回路110の出力側に設けられており、基本回路110とインバータ222との間で授受される電力の電圧を平滑するようになっている。
The
<基本コンバータ−電圧センサ>
図1に戻って説明を続ける。
電圧センサ141は、基本回路110の出力側に設けられている。そして、電圧センサ141は、基本回路110とインバータ222との間で授受される電力の実電圧V2を検出し、その検出結果を基本ECU150に出力するようになっている。
<Basic converter-voltage sensor>
Returning to FIG. 1, the description will be continued.
The
<基本コンバータ−基本ECU>
基本ECU150は、電圧センサ141を介して検出される実電圧V2が目標電圧V2となるように、基本回路110を電圧フィードバック制御する制御装置である。基本ECU150は、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。基本ECU150は、制御量決定部151と、PWM信号決定部152と、を備えている(図3参照)。
<Basic converter-Basic ECU>
The
制御量決定部151は、車速やアクセル開度に基づいて力行時であるか否か判定する機能を備えている。アクセル開度はアクセル開度センサ(図示しない)を介して検出され、車速は車速センサ(図示しない)を介して検出される。そして、制御量決定部151は、直前の所定単位時間において車速及び/又はアクセル開度が増加している場合、力行時であると判定するように構成されている。一方、制御量決定部151は、車速又はアクセル開度が減少している場合、回生時であると判定するように構成されている。
The control
<力行時>
力行時であると判定した場合、制御量決定部151は、今回の一連処理において、現在のアクセル開度及び車速と、要求トルクマップとに基づいて、モータジェネレータ221に要求されている今回要求トルクを算出するように構成されている。要求トルクマップは、事前試験等により求められ制御量決定部151に予め記憶されており、アクセル開度、車速が大きくなるにつれて、要求トルクが大きくなる関係となっている。
<During power running>
If it is determined that the engine is in power running, the control
制御量決定部151は、今回要求トルクと目標電圧マップとに基づいて、インバータ222に出力すべき今回目標電圧V2を算出するように構成されている。目標電圧マップは、事前試験等により求められ、制御量決定部151に予め記憶されており、要求トルクが大きくなるにつれ、目標電圧V2が大きくなる関係となっている。
The control
これに並行して、制御量決定部151は、前回の一連処理の実行後において、前回目標電圧V2と前回実電圧V2との前回偏差を算出する機能を備えている。そして、制御量決定部151は、前回偏差に基づいて今回偏差が小さくなるように今回目標電圧V2を補正し、補正後の今回目標電圧V2をPWM信号決定部152に出力する。例えば、制御量決定部151は、前回実電圧V2が前回目標電圧V2よりも高く、前回偏差がプラスである場合、今回目標電圧V2が小さくなるように補正する。
In parallel with this, the control
PWM信号決定部152は、補正後の今回目標電圧V2に基づいて基本コンバータ駆動PWM信号を決定し、これに従って基本回路110を制御するように構成されている。基本コンバータ駆動信号は、スイッチ115用のPWM信号と、スイッチ117用のPWM信号とである。
The PWM
<回生時>
回生時であると判定した場合、制御量決定部151は、今回の一連処理において、蓄電池210のSOC(State Of Charge)等に基づいて、基本回路110による降圧後の目標電圧を算出し、この降圧後の目標電圧となるように、スイッチ115、スイッチ117をPWM制御するようになっている。
<At regeneration>
When it is determined that the regeneration is in progress, the control
<追加コンバータ>
追加コンバータ1は、基本コンバータ100と同様に、蓄電池210及びインバータ222の間で授受される電力の電圧を昇降圧(昇圧/降圧)するDC/DCコンバータである。なお、追加コンバータ1は、実際の電流(実電流)が目標電流となるように電流フィードバック制御することを特徴とする。
<Additional converter>
Like the
追加コンバータ1は、昇降圧回路を含む追加回路10と、追加回路10の入力側(蓄電池側)の実電流を検出する電流センサ41(実電流検出手段)と、電流センサ41の検出する実電流が目標電流となるように追加回路10を電流フィードバック制御する追加ECU50(追加制御手段)と、を備えている。
The
なお、ここでは、追加コンバータ1が、力行時のみ作動し、回生時に作動しない構成を例示する。これは、図6に示すように、力行時に蓄電池210からモータジェネレータ221に出力される最大電力の絶対値は、回生時にモータジェネレータ221から蓄電池210に出力される最大電力の絶対値よりも大きいからである。言い換えると、基本コンバータ100の仕様は、回生時にモータジェネレータ221から蓄電池210に出力される最大電力の絶対値を満たすように設計され、追加コンバータ1の仕様は、力行時に基本コンバータ100のみでは不足する電力に基づいて設計される。
Here, a configuration in which
<追加コンバータ−追加回路>
追加回路10は、図4に示すように、基本回路110(図2参照)と同様の構成である。
追加回路10は、正極側に配置された正極母線11と、負極側に配置された負極母線12と、正極母線11に設けられたインダクタ13と、インダクタ13の出力側(負荷側)の正極母線11と負極母線12とを接続する接続線14と、接続線14に設けられたスイッチ15(トランジスタ等)と、を備えている。また、追加回路10は、スイッチ15と並列に設けられたダイオード16と、接続線14の接続点J2よりも出力側の正極母線11に設けられたスイッチ17と、スイッチ17と並列で設けられたダイオード18と、を備えている。
<Additional converter-Additional circuit>
As shown in FIG. 4, the
The
そして、追加ECU50がスイッチ15及びスイッチ17をPWM制御(ON/OFF制御)することで、(1)力行時、蓄電池210からの電力が適宜に昇圧されてインバータ222に供給されるようになっている。なお、回生時、追加ECU50はスイッチ15及びスイッチ17をOFFしたままである。
Then, the
また、追加回路10は、コンデンサ31と、コンデンサ32と、を備えている。ただし、コンデンサ31は、追加回路10の外、つまり、追加回路10(又は追加コンバータ1)と蓄電池210との間に設けられた構成でもよい。コンデンサ32についても同様である。
The
<追加コンバータ−電流センサ>
図1に戻って説明を続ける。
電流センサ41は、追加回路10の入力側に設けられている。そして、電流センサ41は、追加回路10と蓄電池210との間で授受される電力の実電流I2を検出し、追加ECU50に出力するようになっている。
<Additional converter-current sensor>
Returning to FIG. 1, the description will be continued.
The
<追加コンバータ−追加ECU>
追加ECU50は、電流センサ41を介して検出される実電流I2が目標電流I2となるように、追加回路10を電流フィードバック制御する制御装置である。追加ECU50は、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。追加ECU50は、基本ECU150の制御量決定部151が力行時であると判定した場合に動作するように設定されている。追加ECU50は、制御量決定部51と、PWM信号決定部52と、を備えている(図5参照)。
<Additional converter-Additional ECU>
The
制御量決定部51は、基本ECU150の制御量決定部151の算出した目標電圧V2と、目標電流マップとに基づいて、今回目標電流I2を算出するように構成されている。目標電流マップは、事前試験等により求められ、制御量決定部51に予め記憶されており、目標電圧V2が大きくなるにつれて、目標電流I2が大きくなる関係となっている。
The control
これに並行して、制御量決定部51は、前回の一連処理の実行後において、前回目標電流I2と前回実電流I2との前回偏差を算出する機能を備えている。そして、制御量決定部51は、前回偏差に基づいて今回偏差が小さくなるように今回目標電流I2を補正し、補正後の今回目標電流I2をPWM信号決定部52に出力する。例えば、制御量決定部51は、前回実電流I2が前回目標電流I2よりも高く、前回偏差がプラスである場合、今回目標電流I2が小さくなるように補正する。
In parallel with this, the control
PWM信号決定部152は、補正後の今回目標電流I2に基づいて追加コンバータ駆動PWM信号を決定し、これに従って追加回路10を制御するように構成されている。基本コンバータ駆動信号は、スイッチ15用のPWM信号と、スイッチ17用のPWM信号とである。
The PWM
≪電源システムの動作・効果≫
このような電源システム200によれば次の効果を得る。
追加コンバータ1において、追加ECU50が、電流センサ41の検出する実電流I2が目標電流I2となるようにスイッチ15及びスイッチ17を電流フィードバック制御する構成であり、実電圧に基づいて制御する構成でないので、実電圧を追加ECU50に入力する信号線は不要となる。したがって、蓄電池210からモータジェネレータ221に供給する電力の最大値を増加させるために追加コンバータ1を追加する場合、基本コンバータ100の電圧センサ141をそのまま流用でき、仕様変更は不要である。
≪Power system operation and effect≫
According to such a
In the
また、追加コンバータ1において追加ECU50が実電流I2に基づいて電流フィードバック制御する構成であるので、追加コンバータ1と基本コンバータ100との仕様(電流値、インダクタンス値、スイッチング周波数等)を異ならせることもできる。
Further, in the
これに対して、電圧センサ141の検出する実電圧V2を追加ECU50に出力し、実電圧V2が目標電圧V2となるように追加ECU50が追加回路10を電圧フィードバック制御する構成とした場合、次のような不都合がある。
電圧センサ141及び追加ECU50を接続する信号線が断線した場合、追加ECU50が制御不能となり、追加コンバータ1を停止させる必要があり、フェールセーフが複雑になってしまう。
On the other hand, when the configuration is such that the actual voltage V2 detected by the
When the signal line connecting the
また、前記信号線は、高電圧の信号が授受するので、高耐圧とする必要があるうえ、断線時において短絡し難くするため、信号線を短くする必要があり、追加コンバータ1のレイアウトが制限されてしまう。また、追加ECU50に高電圧対応のポートを設けて、マイコンチップ(CPU等)を高電圧対応とする必要がある。
Further, since the signal line receives and transmits a high voltage signal, it needs to have a high breakdown voltage, and it is difficult to short-circuit at the time of disconnection, so that the signal line needs to be shortened, and the layout of the
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
≪Modification≫
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, you may change as follows.
図7に示すように、追加回路10において、接続線14の接続点J2よりも出力側の正極母線11にダイオード18のみを備え、接続線14の接続点J2よりも出力側の正極母線11にスイッチ17(図4参照)を備えない構成としてもよい。このような構成とすれば、スイッチ17についてのスイッチングモジュール(ゲート駆動回路、制御チップ等)が不要になり、追加コンバータ1の構成を簡便・小型化しつつ、低コストとできる。
また、図7に示すように、スイッチ15と並列であるダイオード16(図4参照)を省略する構成としてもよい。
As shown in FIG. 7, in the
Further, as shown in FIG. 7, the diode 16 (see FIG. 4) in parallel with the
すなわち、追加コンバータ1の追加回路10を図7の構成とした場合、回生動作は電圧フィードバック制御をしている基本コンバータ100(図1参照)のみで行う。つまり、回生時よりも力行時に昇圧器に求められる電力の絶対量が大きいシステムにおいては、追加コンバータは力行時のみに動作すればよいので、前記ダイオード18のみを備えた追加コンバータ1を追加することで電源システムが成り立つ。
That is, when the
図8に示すように、追加回路10において、コンデンサ31及びコンデンサ32を省略する構成としてもよい。すなわち、追加コンバータ1は、入力側において、基本コンバータ100のコンデンサ131(入力側基本コンデンサ)と別のコンデンサを備えず、コンデンサ131を共有し、出力側において、コンデンサ132(出力側基本コンデンサ)と別のコンデンサを備えず、コンデンサ132を共有する構成としてもよい。このような構成とすれば、追加コンバータ1の構成が簡便となる。
As shown in FIG. 8, the
前記した実施形態では、1つの追加コンバータ1を備える構成としたが(図1参照)、追加コンバータ1の数はこれに限定されず、図9に示すように、2つの追加コンバータ1を備える構成としてもよい。また、追加コンバータ1の数は3つ以上としてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration includes one additional converter 1 (see FIG. 1). However, the number of
前記した実施形態では、基本コンバータ100の基本ECU150と、追加コンバータ1の追加ECU50とを別々に備える構成としたが、ECUを共有する構成、つまり、1つのECUが基本ECU150及び追加ECU50の機能を発揮する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 追加コンバータ
10 追加回路
11 正極母線
12 負極母線
13 インダクタ
14 接続線
15、17 スイッチ
16、18 ダイオード
31、32 コンデンサ
41 電流センサ(実電流検出手段)
50 追加ECU(追加制御手段)
100 基本コンバータ
110 基本回路(昇降圧回路)
131 コンデンサ(入力側基本コンデンサ)
132 コンデンサ(出力側基本コンデンサ)
141 電圧センサ(実電圧検出手段)
150 基本ECU(基本制御手段)
200 電源システム
210 蓄電池
221 モータジェネレータ(負荷)
J1、J2 接続点
DESCRIPTION OF
50 Additional ECU (additional control means)
100
131 Capacitor (Input side basic capacitor)
132 Capacitor (Output side basic capacitor)
141 Voltage sensor (actual voltage detection means)
150 Basic ECU (Basic control means)
200
J1, J2 connection point
Claims (4)
前記蓄電池及び前記負荷の間に設けられ、電圧フィードバック制御する基本コンバータと、
前記蓄電池及び前記負荷の間において前記基本コンバータと並列に設けられ、電流フィードバック制御する追加コンバータと、
を備え、
前記基本コンバータは、電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路の出力側の実電圧を検出する実電圧検出手段と、前記実電圧検出手段の検出する実電圧が目標電圧となるように前記昇圧回路を電圧フィードバック制御する基本制御手段と、を備え、
前記追加コンバータは、正極母線と、負極母線と、前記正極母線に設けられたインダクタと、前記インダクタの出力側の前記正極母線と前記負極母線とを接続する接続線と、前記接続線に設けられたスイッチと、実電流を検出する実電流検出手段と、前記実電流検出手段の検出する実電流が目標電流となるように前記スイッチを電流フィードバック制御する追加制御手段と、を備える
ことを特徴とする電源システム。 A storage battery capable of charging and discharging electric power and connected to a load;
A basic converter that is provided between the storage battery and the load and performs voltage feedback control;
An additional converter that is provided in parallel with the basic converter between the storage battery and the load and performs current feedback control;
With
The basic converter includes a booster circuit that boosts a voltage, an actual voltage detection unit that detects an actual voltage on an output side of the booster circuit, and the booster so that the actual voltage detected by the actual voltage detection unit becomes a target voltage. Basic control means for voltage feedback control of the circuit,
The additional converter is provided on the connection line, a positive electrode bus, a negative electrode bus, an inductor provided on the positive electrode bus, a connection line connecting the positive electrode bus and the negative electrode bus on the output side of the inductor, and An actual current detecting means for detecting an actual current, and an additional control means for performing current feedback control on the switch so that the actual current detected by the actual current detecting means becomes a target current. Power system.
前記接続線の接続点よりも出力側の前記正極母線にスイッチを備えない
ことを特徴とする請求項1に記載の電源システム。 Only the diode is provided on the positive electrode bus on the output side from the connection point of the connection line,
The power supply system according to claim 1, wherein no switch is provided on the positive electrode bus on the output side of the connection point of the connection line.
前記追加コンバータは、入力側に前記入力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、前記入力側基本コンデンサを共有している
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源システム。 The basic converter includes an input-side basic capacitor on the input side,
The power supply system according to claim 1, wherein the additional converter does not include a capacitor different from the input side basic capacitor on an input side, and shares the input side basic capacitor.
前記追加コンバータは、出力側に前記出力側基本コンデンサと別のコンデンサを備えず、前記出力側基本コンデンサを共有している
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電源システム。 The basic converter comprises an output side basic capacitor on the output side,
The additional converter does not include a capacitor different from the output-side basic capacitor on the output side, and shares the output-side basic capacitor. 4. Power system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012276366A JP2014121221A (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Power-supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012276366A JP2014121221A (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Power-supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014121221A true JP2014121221A (en) | 2014-06-30 |
Family
ID=51175603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012276366A Pending JP2014121221A (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Power-supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014121221A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016025713A (en) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply device |
JP2018023189A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社デンソー | Power supply system |
JP2018038137A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | Electric power unit |
WO2020183775A1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device |
-
2012
- 2012-12-19 JP JP2012276366A patent/JP2014121221A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016025713A (en) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply device |
JP2018023189A (en) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社デンソー | Power supply system |
JP2018038137A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | Electric power unit |
WO2020183775A1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device |
JP2020150617A (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 株式会社日立製作所 | Electric power conversion device |
JP7133501B2 (en) | 2019-03-12 | 2022-09-08 | 株式会社日立製作所 | power converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8297391B2 (en) | Power supply system, vehicle provided with the same, power supply system control method and computer-readable recording medium bearing program for causing computer to control the power supply system | |
US20170327103A1 (en) | Recharge systems and methods | |
US9725007B2 (en) | Electric vehicle and control method therefor | |
JP4538057B2 (en) | DC / DC converter device | |
KR101459454B1 (en) | Power net system of fuel cell hybrid vehicle and charge/discharge control method | |
JP2016195530A (en) | Multi-source energy storage system and method for energy management and control | |
US20120098507A1 (en) | Converter control device | |
JP7041095B2 (en) | Power system | |
JP2013207914A (en) | Controller of voltage converter | |
JP2019071711A (en) | Power supply device | |
JP7039513B2 (en) | Power system | |
US9623757B2 (en) | Vehicle and electric power supply device for vehicle | |
JP2010068576A (en) | Converter control device | |
CN108493524B (en) | Fuel cell system | |
JP5659816B2 (en) | Power supply device, power supply system, and power supply system control method | |
JP2014121221A (en) | Power-supply system | |
JP7039520B2 (en) | Power system | |
JP7069075B2 (en) | Power system | |
JP7096203B2 (en) | Power system | |
JP2015073409A (en) | Power conversion system for motor car | |
JP2018102038A (en) | Vehicular power supply system and electric motor-generator device | |
JP5849518B2 (en) | Power system | |
JP6495412B1 (en) | Power system | |
JP2015202018A (en) | voltage conversion device | |
JP2015202020A (en) | Electric power device |