JP2017143694A - 電力供給システム及び輸送機器、並びに、電力伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1蓄電装置2、第2蓄電装置3及び電気負荷100の間の電力伝送回路部11を制御する制御装置は、第1蓄電装置2が正常である場合と第1蓄電装置2の一部の蓄電部2aが故障している場合とで、電気負荷100の要求値に応じた前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの出力又は入力の負担形態を異ならせる。
【選択図】図20
Description
並列に接続された複数の蓄電部を備える第1蓄電装置と、
第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少なくとも一方からの給電を受けて作動する電気負荷と該第1蓄電装置と該第2蓄電装置との間の電力伝送路に介装されており、該電気負荷と該第1蓄電装置と該第2蓄電装置との間の電力伝送を、与えられる制御信号に応じて制御し得るように構成された電力伝送回路部と、
前記電力伝送回路部を制御する機能を有するように構成された制御装置とを備えており、
前記制御装置は、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置からの前記電気負荷への給電時における該電気負荷への給電量を規定する該電気負荷の要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちのすくなくとも一方の蓄電装置への回生電力の充電時における該電気負荷からの回生電力の出力量を規定する該電気負荷の要求値とのうちの少なくとも一方の要求値と、前記第1蓄電装置の各蓄電部の故障の有無を示す故障検知情報とを取得可能であり、前記第1蓄電装置の全ての蓄電部が故障無しの状態である正常状態と、該第1蓄電装置の一部の蓄電部だけが故障有りの状態である一部故障状態とにおいて、前記電気負荷の要求値に応じて、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置と、前記電気負荷との間の電力伝送を行うように前記電力伝送回路部を制御する電力伝送制御処理を実行する機能を有すると共に、前記正常状態における電力伝送制御処理と、前記一部故障状態における電力伝送制御処理とで、前記電気負荷の要求値に応じた前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの出力又は入力の負担形態を異ならせるように構成されていることを特徴とする(第1発明)。
ことが好ましい(第8発明)。
前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置からの前記電気負荷への給電時における該電気負荷への給電量を規定する該電気負荷の要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちのすくなくとも一方の蓄電装置への回生電力の充電時における該電気負荷からの回生電力の出力量を規定する該電気負荷の要求値とのうちの少なくとも一方の要求値と、前記第1蓄電装置の各蓄電部の故障の有無を示す故障検知情報とを取得する第1ステップと、
前記第1蓄電装置の全ての蓄電部が故障無しの状態である正常状態と、該第1蓄電装置の一部の蓄電部だけが故障有りの状態である一部故障状態とにおいて、前記電気負荷の要求値に応じて、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置と、前記電気負荷との間の電力伝送を行う第2ステップとを備えており、
前記第2ステップでの電力伝送を、前記正常状態と、前記一部故障状態とで、前記電気負荷の要求値に応じた前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの出力又は入力の負担形態を異ならせるように行うことを特徴とする(第16発明)。
本発明の第1実施形態を図1〜図23を参照して以下に説明する。図1を参照して、本実施形態の電力供給システム1は、電気負荷の一例としての電動モータ100に電力を供給するシステムである。
次に、第1蓄電装置2及び第2蓄電装置3の両方が正常である場合(故障無しの場合)における制御装置5の電力伝送制御部41の制御処理を以下に詳細に説明する。
次に、前記STEP3の通常併用制御処理を詳細に説明する。ここで、以降の説明における用語に関して補足しておく。
次に、前記STEP5の停止延長制御処理を詳細に説明する。
次に、電動モータ100の回生運転時における電力伝送制御部41の制御処理を説明する。
次に、第1蓄電装置2の一部の蓄電部2aが故障有りの状態であり、且つ、第2蓄電装置3が正常である(故障無しの状態である)ことが故障検知部43により検知されている状態における電力伝送制御部41の制御処理を説明する。この状態(以降、第1蓄電装置2の一部故障状態ということがある)は、第1蓄電装置2の蓄電部2aのうちの故障無しの状態の(正常な)蓄電部2aから電動モータ100に給電を行い得る状態である。
次に、本発明の第2実施形態を図24〜26を参照して説明する。なお、本実施形態は、電動モータ100の回生運転時の制御処理だけが第1実施形態と相違するものである。このため、第1実施形態と同一事項については説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態を図27を参照して説明する。なお、本実施形態は、電動モータ100の回生運転時の制御処理だけが第2実施形態と相違するものである。このため、第2実施形態と同一事項については説明を省略する。
次に、以上説明した第1〜第3実施形態に関連する変形態様をいくつか説明する。
Claims (16)
- 並列に接続された複数の蓄電部を備える第1蓄電装置と、
第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少なくとも一方からの給電を受けて作動する電気負荷と該第1蓄電装置と該第2蓄電装置との間の電力伝送路に介装されており、該電気負荷と該第1蓄電装置と該第2蓄電装置との間の電力伝送を、与えられる制御信号に応じて制御し得るように構成された電力伝送回路部と、
前記電力伝送回路部を制御する機能を有するように構成された制御装置とを備えており、
前記制御装置は、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置からの前記電気負荷への給電時における該電気負荷への給電量を規定する該電気負荷の要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちのすくなくとも一方の蓄電装置への回生電力の充電時における該電気負荷からの回生電力の出力量を規定する該電気負荷の要求値とのうちの少なくとも一方の要求値と、前記第1蓄電装置の各蓄電部の故障の有無を示す故障検知情報とを取得可能であり、前記第1蓄電装置の全ての蓄電部が故障無しの状態である正常状態と、該第1蓄電装置の一部の蓄電部だけが故障有りの状態である一部故障状態とにおいて、前記電気負荷の要求値に応じて、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置と、前記電気負荷との間の電力伝送を行うように前記電力伝送回路部を制御する電力伝送制御処理を実行する機能を有すると共に、前記正常状態における電力伝送制御処理と、前記一部故障状態における電力伝送制御処理とで、前記電気負荷の要求値に応じた前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの出力又は入力の負担形態を異ならせるように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1記載の電力供給システムにおいて、
前記第1蓄電装置は、前記第2蓄電装置よりもエネルギー密度が高く、且つ、出力密度が低い蓄電装置であることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1又は2記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記一部故障状態における前記電力伝送制御処理を、前記正常状態における前記電力伝送制御処理よりも、前記電気負荷の要求値に応じた前記第1蓄電装置の出力又は入力の負担が小さくなる形態で実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記一部故障状態において、前記電力伝送制御処理における前記第1蓄電装置の出力又は入力の上限値である第1上限値が、前記正常状態よりも小さい値に制限されるように前記電力伝送制御処理を実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項4記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記一部故障状態において、前記電力伝送制御処理における前記第1上限値が、前記第1蓄電装置の蓄電部のうちの、故障有りの状態の蓄電部の個数が多いほど、小さくなるように、当該個数に応じて該第1上限値を変化させる機能を有するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記一部故障状態において、前記電気負荷に供給する給電量の上限値又は前記電気負荷から出力させる回生電力の上限値である第2上限値が、前記正常状態よりも小さい値に制限されるように前記電力伝送制御処理を実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項6記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記一部故障状態において、前記電力伝送制御処理における前記第2上限値が、前記第1蓄電装置の蓄電部のうちの、故障有りの状態の蓄電部の個数が多いほど、小さくなるように、当該個数に応じて該第2上限値を変化させる機能を有するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力供給システムにおいて、
前記電力伝送制御処理は、前記電気負荷への給電時の前記要求値が所定の第A閾値よりも小さく、且つ、前記第2蓄電装置の残容量が所定の第1閾値よりも小さいという条件が成立する状態で、記第1蓄電装置から前記第2蓄電装置への充電を行いつつ、該第1蓄電装置から前記電気負荷に給電するように前記電力伝送回路部を制御する第1給電処理と、前記条件が成立しない状態で、前記第2蓄電装置への充電を行わずに、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置から前記電気負荷への給電を行うように前記電力伝送回路部を制御する第2給電処理とを含み、
前記制御装置は、前記正常状態での前記第1給電処理における前記第1蓄電装置の出力の上限値をD1、前記一部故障状態での前記第1給電処理における前記第1蓄電装置の出力の上限値をD2、前記正常状態での前記第2給電処理における前記第1蓄電装置の出力の上限値をD3、前記一部故障状態での前記第2給電処理における前記第1蓄電装置の出力の上限値をD4と定義したき、前記D1に対する前記D2の減少度が、前記D3に対する前記D4の減少度よりも小さくなる形態で、前記第1給電処理及び第2給電処理を選択的に実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項8記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1給電処理の実行中に前記第1蓄電装置の状態が前記正常状態から前記一部故障状態に変化することに起因する前記第1蓄電装置の出力の変化が発生しないように該第1給電処理を実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項8又は9記載の電力供給システムにおいて、
前記第1蓄電装置は、その入出力の変動に対する劣化耐性が前記第2蓄電装置よりも低い蓄電装置であり、
前記制御装置は、前記第1給電処理における前記電気負荷の要求値の変化に応じた前記第1蓄電装置の出力の変化の感度が、該電気負荷の要求値の変化に応じた前記第2蓄電装置の入力の変化の感度よりも相対的に低くなる態様で該第1給電処理を実行するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項10記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1給電処理において、前記第1蓄電装置から前記電気負荷の要求値によらずに設定した基本給電量を出力させ、且つ、該基本給電量のうちの前記電気負荷の要求値に対応する給電量を該電気負荷に給電し、且つ、該基本給電量から前記電気負荷の要求値に対応する給電量を差し引いた差分の給電量を前記第2蓄電装置に充電するように前記電力伝送回路部を制御するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項11記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記基本給電量が前記第2蓄電装置の残容量が前記第1閾値に近いほど、小さくなるように、該第2蓄電装置の残容量に応じて前記基本給電量を可変的に設定する機能を有するように構成されていることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の電力供給システムにおいて、
前記電気負荷は、電動モータであることを特徴とする電力供給システム。 - 請求項13記載の電力供給システムにおいて、
前記電力伝送回路部は、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少なくとも一方の出力電圧を変換して出力する電圧変換器と、前記第1蓄電装置又は前記第2蓄電装置又は前記電圧変換器から入力される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータに給電するインバータとを含むことを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜14のいずれか1項の電力供給システムを備えることを特徴とする輸送機器。
- 並列に接続された複数の蓄電部を備える第1蓄電装置と、第2蓄電装置とを備え、該第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方から電気負荷への給電を行い得るように構成された電力供給システムにおいて、前記電気負荷と第1蓄電装置と第2蓄電装置との間の電力伝送を行う方法であって、
前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置からの前記電気負荷への給電時における該電気負荷への給電量を規定する該電気負荷の要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちのすくなくとも一方の蓄電装置への回生電力の充電時における該電気負荷からの回生電力の出力量を規定する該電気負荷の要求値とのうちの少なくとも一方の要求値と、前記第1蓄電装置の各蓄電部の故障の有無を示す故障検知情報とを取得する第1ステップと、
前記第1蓄電装置の全ての蓄電部が故障無しの状態である正常状態と、該第1蓄電装置の一部の蓄電部だけが故障有りの状態である一部故障状態とにおいて、前記電気負荷の要求値に応じて、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のうちの少なくとも一方の蓄電装置と、前記電気負荷との間の電力伝送を行う第2ステップとを備えており、
前記第2ステップでの電力伝送を、前記正常状態と、前記一部故障状態とで、前記電気負荷の要求値に応じた前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの出力又は入力の負担形態を異ならせるように行うことを特徴とする電力伝送方法。
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