JP2015061350A - Smoothing circuit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のコンデンサ(キャパシタ)を備える車両用平滑回路に関する。 The present invention relates to a smoothing circuit for a vehicle including a plurality of capacitors (capacitors).
従来、並列に接続された複数のコンデンサを備える平滑回路が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この平滑回路は、事故の発生が検知されると、コンデンサの電圧が低下するように、複数のコンデンサの接続を並列接続から直列接続に切り替える手段を有している。 Conventionally, a smoothing circuit including a plurality of capacitors connected in parallel is known (see, for example, Patent Document 1). This smoothing circuit has means for switching the connection of a plurality of capacitors from a parallel connection to a series connection so that the voltage of the capacitor decreases when the occurrence of an accident is detected.
しかしながら、上述の従来技術では、車両の衝突時に各コンデンサの放電処理を行う必要がある。そこで、車両の衝突時にコンデンサの放電処理を不要にできる、車両用平滑回路の提供を目的とする。 However, in the above-described conventional technology, it is necessary to discharge each capacitor at the time of a vehicle collision. Accordingly, an object of the present invention is to provide a smoothing circuit for a vehicle that can eliminate the discharge process of a capacitor in the event of a vehicle collision.
上記目的を達成するため、
コンデンサが複数直列に接続された車両用平滑回路であって、
前記コンデンサ間の接続を車両の衝突時に分断する分断手段を備えることを特徴とする、車両用平滑回路が提供される。
To achieve the above objective,
A smoothing circuit for a vehicle in which a plurality of capacitors are connected in series,
A smoothing circuit for a vehicle is provided, comprising a dividing means for dividing the connection between the capacitors at the time of a vehicle collision.
一態様によれば、車両の衝突時にコンデンサの放電処理を不要にできる。 According to one aspect, it is possible to dispense with capacitor discharge processing at the time of a vehicle collision.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態に係る電力変換システム100の構成例を示した図である。電力変換システム100は、電動車両に搭載されるシステムである。電動車両の具体例として、ハイブリッド車、電気自動車などが挙げられる。電力変換システム100は、バッテリ10と、リレー11と、モータ30と、インバータ20とを備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a
バッテリ10は、インバータ20がモータ30を回転駆動するための高電圧の直流電力をインバータ20に供給可能な直流電源の一例である。バッテリ10は、例えば、インバータ20の正極母線27に接続される正極10aと、インバータ20の負極母線28に接続される負極10bとを有する蓄電装置である。バッテリ10の具体例として、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリなどの二次電池が挙げられる。
The
なお、電力変換システム100は、バッテリ10とインバータ20との間に、バッテリ10の直流電圧を昇圧してインバータ20に供給し、インバータ20の直流電圧を降圧してバッテリ10に供給するコンバータを備えてよい。また、当該コンバータが、図示のバッテリ10に置換されてもよい。
The
リレー11は、バッテリ10とインバータ20との接続を遮断可能な遮断手段の一例である。リレー11は、バッテリ10の正極10aとインバータ20の正極母線27とを結ぶ電源経路12を遮断して、バッテリ10とインバータ20とを分離する手段である。リレー11は、バッテリ10の負極10bとインバータ20の負極母線28とを結ぶ電源経路13を遮断して、バッテリ10とインバータ20とを分離する手段であってもよい。
The relay 11 is an example of a cutoff unit that can cut off the connection between the
モータ30は、例えば、インバータ20から供給される三相交流電力によって回転駆動する三相モータである。モータ30は、例えば、車両の走行駆動源として使用されるが、それ以外の用途(例えば、エンジンの動力で発電する発電機)で使用されてもよい。モータ30によって発電された電力(例えば、回生電力)は、例えば、インバータ20を介して、バッテリ10に充電される。
The
インバータ20は、バッテリ10とモータ30との間で電力を変換する電力変換装置である。インバータ20は、バッテリ10から供給される直流電力を交流電力に変換して、変換後の交流電力をモータ30に供給することによって、モータ30を回転駆動する。逆に、インバータ20は、モータ30で発電された交流電力を直流電力に変換して、変換後の直流電力をバッテリ10に供給することによって、バッテリ10を充電する。
The
インバータ20は、インバータ回路26と、インバータ制御部25と、平滑回路24とを備えている。
The
インバータ回路26は、バッテリ10から供給される直流電力をモータ30に供給する交流電力に変換し、モータ30から供給される交流電力をバッテリ10に供給する直流電力に変換する回路である。インバータ回路26は、正極母線27と負極母線28との間に設けられている。
The
インバータ回路26は、6つのインバータ素子26a〜26fを有している。6つのインバータ素子26a〜26fは、それぞれ、オンオフ可能な半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子の具体例として、IGBTやMOSFETなどのトランジスタが挙げられる。
The
インバータ制御部25は、インバータ回路26の電力変換動作を制御する制御手段の一例である。インバータ制御部25は、例えば、6つのインバータ素子26a〜26fのオンオフ動作をPWM駆動する駆動部を有する制御回路である。
The
インバータ制御部25がインバータ回路26を電力変換動作させると、インバータ素子26a〜26fのオンオフに伴って、電流値が大きく変動したリップル電流が正極母線27に流れる。リップル電流は、バッテリ10の寿命の低下を引き起こす要因になったり、インバータ20の周辺の電子機器に影響を与えるノイズ源になったりするため、できるだけ小さくすることが好ましい。
When the
このリップル電流を小さくするため、インバータ20は、リップル電流の変動を抑える入力フィルタ用コンデンサを備えた平滑回路24を有している。平滑回路24の入力フィルタ用コンデンサは、正極母線27と負極母線28との間の直流電圧を平滑化する。
In order to reduce the ripple current, the
ところで、車両の衝突等の何らかの理由が発生することにより、インバータ20の電力変換動作が止まる場合(例えば、インバータ制御部25がインバータ20の電力変換動作を止める場合)がある。このような場合、平滑回路24に構成されるコンデンサが充電された状態のままであると、バッテリ10とインバータ20とがリレー11によって切り離されても、バッテリ10とほぼ等しい電圧がインバータ20内の点Aと点Bとの間で残存する。
By the way, there is a case where the power conversion operation of the
しかしながら、車両の衝突などによりインバータ20の電力変換動作が突然停止しても、人体に影響が出るおそれのある電圧値以上の高電圧が平滑回路24に構成されるコンデンサに充電されたままとならないように、何らかの対策が必要である。
However, even if the power conversion operation of the
そこで、本実施形態の平滑回路24は、直列に接続された複数のコンデンサと、それらの複数のコンデンサ間の接続を自車両の衝突などの異常事象の発生時に分断する分断手段とを備えている。このような分断手段によって、インバータ20の電力変換動作が停止しても、各コンデンサの放電処理を実施せずに、所定の電圧値以上の高電圧がインバータ20内のコンデンサに残存することを防止できる。
Therefore, the
例えば、互いに等しい容量(キャパシタンス)を有するn個のコンデンサが直列に接続されることにより構成された入力フィルタ用コンデンサによって、正極母線27と負極母線28との間のxボルトの直流電圧が平滑化されるとする。また、自車両の衝突などの何らかの異常事象の発生時にインバータ20内のコンデンサに残ることが許されない高電圧の最小値をaボルトとする。
For example, the DC voltage of x volts between the
平滑回路24の分断手段は、衝突などの異常事象の発生が検知された場合、n個のコンデンサ間の接続を切り離す。n個のコンデンサ間の接続が切り離された時、個々のコンデンサの電極間の電圧は、放電処理が施されなくても、(x/n)ボルトである。
The dividing means of the
したがって、「(x/n)<a」を満たすように所定値以下の容量をそれぞれ有するn個のコンデンサを直列に接続し、各コンデンサ間の接続を分断することによって、放電処理が無くても、電圧値a以上の高電圧が残留するコンデンサを無くすことができる。このように、各コンデンサの放電処理を不要にできるため、例えば、各コンデンサを放電させるための各種の制御や回路を省略でき、インバータ20の大型化、重量増及びコストアップなどを抑制できる。
Therefore, n capacitors each having a capacity equal to or smaller than a predetermined value so as to satisfy “(x / n) <a” are connected in series, and the connection between the capacitors is disconnected, so that there is no discharge treatment. Thus, it is possible to eliminate a capacitor in which a high voltage equal to or higher than the voltage value a remains. Thus, since the discharge process of each capacitor can be made unnecessary, for example, various controls and circuits for discharging each capacitor can be omitted, and the increase in size, weight, and cost of the
図1には、直列に接続された3個のコンデンサ21a,21b,21cのうち隣り合うコンデンサ間の接続を自車両の衝突などの異常事象の発生時に分断する分断手段として、リレー22a,22bと、リレー制御部23とが例示されている。
FIG. 1 shows
コンデンサ21aの高電位側の一方の電極は、正極母線27に点Aで接続され、コンデンサ21aの低電位側の他方の電極は、コンデンサ21bの高電位側の一方の電極にリレー22aを介して接続されている。コンデンサ21cの高電位側の一方の電極は、コンデンサ21bの低電位側の他方の電極にリレー22bを介して接続され、コンデンサ21cの低電位側の他方の電極は、負極母線28に点Bで接続されている。
One electrode on the high potential side of the
リレー22aは、隣り合うコンデンサ21aとコンデンサ21bとの接続を遮断可能な遮断手段の一例である。リレー22aは、コンデンサ21aの低電位側の電極とコンデンサ21bの高電位側の電極とを結ぶ経路を遮断して、コンデンサ21aとコンデンサ21bとを分離する手段である。リレー22aは、コンデンサ21aとコンデンサ21bとの間を結ぶ経路に挿入されている。
The
リレー22bは、隣り合うコンデンサ21bとコンデンサ21cとの接続を遮断可能な遮断手段の一例である。リレー22bは、コンデンサ21bの低電位側の電極とコンデンサ21cの高電位側の電極とを結ぶ経路を遮断して、コンデンサ21bとコンデンサ21cとを分離する手段である。リレー22bは、コンデンサ21bとコンデンサ21cとの間を結ぶ経路に挿入されている。
The
リレー22a,22bのタイプは、例えば、ノーマリーオープン(非通電時はオープン)とする。
The type of the
リレー制御部23は、例えば、インバータ20の動作開始時に、リレー22a,22bの接点を全て閉じる信号を出力する制御回路である。リレー22aの接点が閉じることにより、コンデンサ21aとコンデンサ21bとは直列接続され、リレー22bの接点が閉じることにより、コンデンサ21bとコンデンサ21cとは直列接続される。コンデンサ21a,21b,21cがこの順で直列に接続されることにより、入力フィルタ用コンデンサが正極母線27と負極母線28との間に形成される。
The
衝突等の異常事象が発生することにより、インバータ20内のコンデンサの電圧が所定値以上であることが許されない状態が発生した場合、リレー制御部23からリレー22a,22bに対して出力される信号が遮断される。例えば、リレー制御部23は、衝突等の異常事象の発生が検知された場合、リレー22a,22bに対して信号を出力することを停止する。また、例えば、衝突等の異常事象の発生が検知された場合、リレー制御部23からリレー22a,22bに対して出力される信号が通る経路が遮断される。
A signal output from the
リレー制御部23からリレー22a,22bに対して出力される信号が遮断されることによって、リレー22a,22bの接点が開く。リレー22a,22bの接点が開くことによって、複数のコンデンサ21a,21b,21cは一つ一つ切り離される。
When the signals output from the
切り離された各々のコンデンサの電圧は、放電処理が施されなくても、それらのコンデンサが直列接続されていたときのAB間の電圧の1/3である。このように、放電処理が施されなくても、コンデンサ21a,21b,21cのそれぞれの電圧が所定の電圧値(例えば、人体に無害な電圧値)以下である状態を簡素に作り出すことができる。
The voltage of each separated capacitor is 1/3 of the voltage between AB when the capacitors are connected in series even if the discharge treatment is not performed. As described above, even when the discharge process is not performed, it is possible to simply create a state where the voltages of the
また、リレー制御部23からの信号発生が衝突等の異常事象の発生により不能になっても、リレー22a,22bのタイプがノーマリオープンであれば、各コンデンサ間の接続は自動的に切り離されるので、高電圧が充電されたままとなることはない。
Even if the signal generation from the
以上、車両用平滑回路を実施形態例により説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。 As mentioned above, although the smoothing circuit for vehicles was demonstrated by the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. Various modifications and improvements, such as combinations and substitutions with part or all of other example embodiments, are possible within the scope of the present invention.
例えば、「衝突等の異常事象の発生時」には、衝突等の異常事象が発生する可能性がある時の意味も含まれてよい。異常事象の発生は、例えば、異常事象の発生又はその発生を予知するセンサによって検知される。衝突の発生は、例えば、レーダーやカメラによって検知される。 For example, “when an abnormal event such as a collision occurs” may include a meaning when an abnormal event such as a collision may occur. The occurrence of an abnormal event is detected by, for example, a sensor that predicts the occurrence of the abnormal event or the occurrence thereof. The occurrence of the collision is detected by, for example, a radar or a camera.
また、平滑回路は、インバータに内蔵されても、インバータの外部に配置されてもよい。また、平滑回路は、コンバータに入出力される直流電圧を平滑化する回路でもよく、コンバータに内蔵されても、コンバータの外部に配置されてもよい。 Further, the smoothing circuit may be built in the inverter or disposed outside the inverter. Further, the smoothing circuit may be a circuit that smoothes a DC voltage input / output to / from the converter, and may be built in the converter or disposed outside the converter.
また、複数のコンデンサの各容量は、互いに等しくても、異なってもよい。また、直列に接続されるコンデンサの個数は、2個でもよいし、4個以上でもよい。 Further, the capacitances of the plurality of capacitors may be equal to or different from each other. Further, the number of capacitors connected in series may be two, or four or more.
また、コンデンサ間の分離に、ノーマリーオープンタイプのリレーを使用する例を示したが、コンデンサ間の接続を分断する機能を有してれば、トランジスタ等の半導体スイッチを使用してもよい。 In addition, although an example in which a normally open type relay is used for separation between capacitors has been shown, a semiconductor switch such as a transistor may be used as long as it has a function of disconnecting connections between capacitors.
10 バッテリ
11 リレー
12,13 電源経路
20 インバータ
21a,21b,21c コンデンサ
22a,22b リレー(分断手段の例)
23 リレー制御部(分断手段の例)
24 平滑回路(車両用平滑回路の例)
25 インバータ制御部
26 インバータ回路
26a,26b,26c,26d,26e,26f インバータ素子
27 正極母線
28 負極母線
30 モータ
100 電力変換システム
DESCRIPTION OF
23 Relay control unit (example of dividing means)
24 Smoothing circuit (example of vehicle smoothing circuit)
25
Claims (1)
前記コンデンサ間の接続を車両の衝突時に分断する分断手段を備えることを特徴とする、車両用平滑回路。 A smoothing circuit for a vehicle in which a plurality of capacitors are connected in series,
A smoothing circuit for a vehicle, comprising a dividing means for dividing the connection between the capacitors at the time of a vehicle collision.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20160146641A (en) * | 2014-04-30 | 2016-12-21 | 와꼬 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤 | Method for assaying creatine kinase mb isozyme and kit to be used therein |
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2013
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KR20160146641A (en) * | 2014-04-30 | 2016-12-21 | 와꼬 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤 | Method for assaying creatine kinase mb isozyme and kit to be used therein |
KR102331684B1 (en) | 2014-04-30 | 2021-11-25 | 후지필름 와코 준야쿠 가부시키가이샤 | Method for assaying creatine kinase mb isozyme and kit to be used therein |
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