JP2017147830A - 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】電力供給システム1の制御装置5は、電気負荷100の作動要求値を含む状態量の変化に応じて規定される第1蓄電装置2の入出力目標値の変化が不連続的な変化であるとき、第1蓄電装置2の実際の入出力を、不連続的に変化する入出力目標値よりも徐々に変化させるように電力伝送回路部11を制御する。
【選択図】図13
Description
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作動要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少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作動要求値とのうちの少なくとも一方の作動要求値を取得可能であり、少なくとも前記作動要求値を含む1つ以上の状態量に応じて前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの入出力を変化させるように当該それぞれの入出力の目標値である入出力目標値を決定し、該入出力目標値を満たすように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ていると共に、前記状態量の変化に応じて規定される前記第1蓄電装置又は第2蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的な変化であるとき、当該不連続的に変化する入出力目標値に制御すべき実際の入出力を、当該不連続的に変化する入出力目標値よりも徐々に変化させ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(第1発明)。
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作動要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少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作動要求値とのうちの少なくとも一方の作動要求値を含む1つ以上の状態量に応じて前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの入出力を変化させるように当該それぞれの入出力の目標値である入出力目標値を決定する第1ステップと、
該入出力目標値を満たすように前記電気負荷と第1蓄電装置と第2蓄電装置との間の電力伝送を実行する第2ステップとを備え、
該第2ステップでは、前記状態量の変化に応じて規定される前記第1蓄電装置又は第2蓄電装置の蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的な変化であるとき、当該不連続的に変化する入出力目標値に制御すべき実際の入出力を当該不連続的に変化する入出力目標値よりも徐々に変化させることを特徴とする(第16発明)。
本発明の第1実施形態を図1〜図21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、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STEP4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。
以上を前提事項として、制御モードが、第1〜第3制御モードのうちの基本の制御モードとしての第1制御モードに設定されている場合について図5〜図10を参照して説明する。
これらの目標出力P1,P2に応じて電力伝送回路部11を制御する。
次に、制御モードが、第2制御モードに設定されている場合の通常併用制御処理を説明する。
次に、制御モードが、第3制御モードに設定されている場合の通常併用制御処理を説明する。
ところで、前記したSTEP14,15,18,21,22,24,27,28の処理(目標出力P1,P2(又は目標入力Pc2)に応じた電力伝送回路部11の制御処理)の説明では、第1蓄電装置2の目標出力P1と第2蓄電装置3の目標出力P2(又は目標入力Pc2)の不連続的な変化が生じない場合に関して説明した。ただし、本実施形態では、前記第1制御モードあるいは第3制御モードにおいては、要求駆動力DT_dmdの変化、あるいは、第2残容量SOC2(検出値)の変化に応じて目標出力P1,P2が不連続的に変化する場合がある。
P1’=P1(k-1)+((P1(k)−P1(k-1))/Tp)・t ……(1)
P2’=P2(k-1)+((P2(k)−P2(k-1))/Tp)・t ……(2)
上記式(1)、(2)におけるtは、ゼロ(現在の制御処理周期の時刻)から、Tpの時間経過後の時刻まで、制御処理周期毎に、1制御処理周期の時間ずつ、増加するように更新される時刻値である。
次に、前記STEP6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、本発明の第2実施形態を図22及び図23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24及び図25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1実施形態と同一事項については説明を省略する。
Pc1’=Pc1(k-1)+((Pc1(k)−Pc1(k-1))/Tp)・t ……(3)
Pc2’=Pc2(k-1)+((Pc2(k)−Pc2(k-1))/Tp)・t ……(4)
上記式(3)、(4)におけるtは、前記式(1),(2)の場合と同様に、ゼロ(現在の制御処理周期の時刻)から、Tpの時間経過後の時刻まで、制御処理周期毎に、1制御処理周期の時間ずつ、増加するように更新される時刻値である。
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)
- 第1蓄電装置及び第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作動要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少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作動要求値とのうちの少なくとも一方の作動要求値を取得可能であり、少なくとも前記作動要求値を含む1つ以上の状態量に応じて前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの入出力を変化させるように当該それぞれの入出力の目標値である入出力目標値を決定し、該入出力目標値を満たすように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ていると共に、前記状態量の変化に応じて規定される前記第1蓄電装置又は第2蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的な変化であるとき、当該不連続的に変化する入出力目標値に制御すべき実際の入出力を、当該不連続的に変化する入出力目標値よりも徐々に変化させ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、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の一方の蓄電装置の入出力目標値が不連続的に増加する場合における該一方の蓄電装置の実際の入出力の増加速度の大きさと、前記一方の蓄電装置の入出力目標値が不連続的に減少する場合における該一方の蓄電装置の実際の入出力の減少速度の大きさとが互いに異な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、前記第1蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的に増加する場合における該第1蓄電装置の実際の入出力の増加速度の大きさが、前記第1蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的に減少する場合における該第1蓄電装置の実際の入出力の減少速度の大きさよりも小さくな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1〜4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、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の一方の蓄電装置の出力の目標値が不連続的に変化する場合における該一方の蓄電装置の実際の出力の変化速度の大きさと、該一方の蓄電装置の入力の目標値が不連続的に変化する場合における該一方の蓄電装置の実際の入力の変化速度の大きさとが互いに異な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2又は4記載の電力供給システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1蓄電装置の入力の目標値が不連続的に増加する場合における該第1蓄電装置の実際の入力の増加速度の大きさが、該第1蓄電装置の出力の目標値が不連続的に変化する場合における該第1蓄電装置の実際の出力の変化速度の大きさよりも小さくな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2、4、6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、前記第1蓄電装置の出力の目標値が不連続的に減少する場合における該第1蓄電装置の実際の出力の減少速度の大きさが、該第1蓄電装置の入力の目標値が不連続的に減少する場合における該第1蓄電装置の実際の入力の減少速度の大きさよりも小さくな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、
前記状態量は、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蓄電装置の残容量を含むことを特徴とする電力供給システム。 - 請求項1〜8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、前記電気負荷への給電時における前記作動要求値と前記電気負荷からの回生電力の出力時における前記作動要求値とのうちの一方の作動要求値に対して、該一方の作動要求値が所定の第A閾値よりも小さい場合には、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の一方の蓄電装置の入力が他方の蓄電装置の入力よりも大きくなり、且つ、該一方の作動要求値が前記第A閾値よりも大きい場合には、前記他方の蓄電装置の入力が前記一方の蓄電装置の入力よりも大きくな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、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り、
前記一方の作動要求値は、前記電気負荷からの回生電力の出力時における作動要求値であり、前記一方の蓄電装置は前記第1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1〜8のいずれか1項に記載の電力供給システムにおいて、
前記状態量は、前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の一方の蓄電装置の残容量を含み、
前記制御装置は、前記電気負荷への給電時における前記作動要求値と前記電気負荷からの回生電力の出力時における前記作動要求値とのうちの一方の作動要求値をゼロから増加させた場合において、前記一方の蓄電装置の残容量が所定の第1閾値よりも大きい状態では、該一方の蓄電装置の出力が他方の蓄電装置の出力よりも先行して上限値まで増加し、且つ、前記一方の蓄電装置の残容量が前記第1閾値よりも小さい状態では、該一方の蓄電装置の出力よりも他方の蓄電装置の出力が先行して上限値まで増加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り、
前記一方の作動要求値は、前記電気負荷への給電時における作動要求値であり、前記一方の蓄電装置は前記第2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1〜12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。
- 第1蓄電装置及び第2蓄電装置を備え、該第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少なくとも一方から電気負荷への給電を行う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作動要求値と、該電気負荷から前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置の少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作動要求値とのうちの少なくとも一方の作動要求値を含む1つ以上の状態量に応じて前記第1蓄電装置及び第2蓄電装置のそれぞれの入出力を変化させるように当該それぞれの入出力の目標値である入出力目標値を決定する第1ステップと、
該入出力目標値を満たすように前記電気負荷と第1蓄電装置と第2蓄電装置との間の電力伝送を実行する第2ステップとを備え、
該第2ステップでは、前記状態量の変化に応じて規定される前記第1蓄電装置又は第2蓄電装置の蓄電装置の入出力目標値の変化が不連続的な変化であるとき、当該不連続的に変化する入出力目標値に制御すべき実際の入出力を当該不連続的に変化する入出力目標値よりも徐々に変化させることを特徴とする電力伝送方法。
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