JP2018074889A - Electrical power system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrical power system capable of properly controlling transmission of electric power from two power sources while achieving miniaturization, weight saving or cost reduction.SOLUTION: A voltage conversion unit 3 of an electrical power system A1 comprises a plurality of voltage conversion parts 15a1-15b2, and a control part 4. The voltage conversion unit 3 has the voltage conversion parts 15a1-15a2 of a first conversion group capable of inputting only electric power of a first power source 1, and the voltage conversion parts 15b1 and 15b2 of a second conversion group capable of inputting both the electric power of the first power source 1 and the electric power of the power source 2. The control part 4 can control the first and second conversion groups in respective different control modes.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、2つの電源と複数の電圧変換部とを有する電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system having two power supplies and a plurality of voltage conversion units.

この種の電源システムとしては、従来、例えば、特許文献1〜3に見られるように、燃料電池と、充電可能なバッテリとを2つの電源として備えるものが一般に知られている。これらの特許文献1〜3に見られるシステムでは、燃料電池の電圧変換を行うコンバータと、バッテリの電圧変換を行うコンバータとがそれぞれ備えられ、これらのコンバータを介して電動機等の電気負荷に電力が供給される。   Conventionally, as this type of power supply system, as shown in, for example, Patent Documents 1 to 3, a power supply system including a fuel cell and a rechargeable battery as two power sources is generally known. In the systems shown in these Patent Documents 1 to 3, a converter that performs voltage conversion of the fuel cell and a converter that performs voltage conversion of the battery are provided, and electric power is supplied to an electric load such as an electric motor via these converters. Supplied.

この場合、燃料電池側のコンバータは、電力の伝送効率を高める等の目的で、複数の電圧変換部を有する多相のコンバータが採用されている。   In this case, the converter on the fuel cell side employs a multiphase converter having a plurality of voltage converters for the purpose of increasing the power transmission efficiency.

特許5447520号公報Japanese Patent No. 5447520 特許5751329号公報Japanese Patent No. 5751329 特許5892367号公報Japanese Patent No. 5892367

前記特許文献1〜3に見られる如き従来の電源システムでは、2つの電源のそれぞれ毎に、各別のコンバータが備えられていると共に、一方の電源(燃料電池)側のコンバータとして、多相のコンバータが使用されている。   In the conventional power supply systems as seen in Patent Documents 1 to 3, a separate converter is provided for each of the two power supplies, and as a converter on one power supply (fuel cell) side, A converter is used.

このような電源システムは、種々様々な態様での電力制御を行うことが可能となるものの、2つの電源のそれぞれに対応するコンバータを合わせた全体の回路部品が多数、必要となる。このため、電源システムのサイズ、重量もしくはコストの増大化を招き、それらを低減することが困難なものとなりやすい。   Such a power supply system can perform power control in a variety of ways, but requires a large number of entire circuit components including converters corresponding to each of the two power supplies. For this reason, the size, weight, or cost of the power supply system is increased, and it is difficult to reduce them.

また、2つの電源のそれぞれに対応するコンバータを、最大出力状態で動作させることは一般に、一時的なものにとどまるため、各コンバータを、十分に余力が残った状態で動作させる期間が長いものとなりやすい。このため、電源システムのコストパフォーマンスが低いものとなりやすい。   In addition, operating the converters corresponding to each of the two power supplies in the maximum output state is generally only temporary, so that each converter is operated in a state where there is sufficient remaining power. Cheap. For this reason, the cost performance of the power supply system tends to be low.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、小型化、軽量化、もしくは低コスト化を実現しつつ、2つの電源の電力伝送を適切に制御することができる電源システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and provides a power supply system capable of appropriately controlling power transmission of two power supplies while realizing miniaturization, weight reduction, or cost reduction. Objective.

また、かかる電源システムを備える輸送機器を提供することを目的とする。   Moreover, it aims at providing the transport equipment provided with this power supply system.

本発明の電源システムは、上記の目的を達成するために、
第1電源及び第2電源と、
前記第1電源及び第2電源の電力がそれぞれ入力される第1電力入力部及び第2電力入力部と、前記第1電源及び第2電源の電力を前記第1電力入力部又は第2電力入力部から入力可能であり、入力された電力の電圧を変換してなる電力を出力可能に各々構成された複数の電圧変換部とを有し、該複数の電圧変換部が、共通の電力出力部から外部の電気負荷に電力を出力し得るように該電力出力部に並列に接続された電圧変換ユニットと、
前記電圧変換ユニットを制御する機能を有する制御部とを備えており、
前記電圧変換ユニットは、前記第1電源及び前記第2電源のうちの第1電源の電力だけを入力し得る1つ以上の前記電圧変換部の組である第1変換群と、前記第1電源及び前記第2電源の双方の電力を入力し得る1つ以上の電圧変換部の組である第2変換群とを有するように構成されており、
前記制御部は、前記第1変換群と前記第2変換群とを各別の制御態様で制御し得るように構成されていることを特徴とする(第1発明)。
In order to achieve the above object, the power supply system of the present invention provides
A first power source and a second power source;
The first power input unit and the second power input unit to which the power of the first power source and the second power source are respectively input, and the power of the first power source and the second power source are the first power input unit or the second power input. And a plurality of voltage converters each configured to be able to output power obtained by converting the voltage of the input power, the plurality of voltage converters being a common power output unit A voltage conversion unit connected in parallel to the power output unit so as to be able to output power to an external electric load;
A control unit having a function of controlling the voltage conversion unit,
The voltage conversion unit includes a first conversion group that is a set of one or more voltage conversion units that can receive only power of a first power supply of the first power supply and the second power supply, and the first power supply. And a second conversion group that is a set of one or more voltage conversion units that can receive power from both of the second power sources,
The control unit is configured to be able to control the first conversion group and the second conversion group in different control modes (first invention).

なお、本発明において、前記複数の電圧変換部のいずれかに対して、「前記第1電源及び前記第2電源の双方の電力を入力し得る」というのは、より詳しくは、当該双方の電力のそれぞれを、各別のタイミング又は同時に電圧変換部に入力し得ることを意味する。   In the present invention, more specifically, “the power of both the first power supply and the second power supply can be input” to any one of the plurality of voltage conversion units. Each can be input to the voltage converter at different timings or simultaneously.

上記第1発明によれば、前記第1変換群の電圧変換部は、前記第1電源の電力だけの電圧変換を行う電圧変換部、すなわち、第1電源に対して専用の電圧変換部として使用し得る。   According to the first invention, the voltage conversion unit of the first conversion group is used as a voltage conversion unit that performs voltage conversion of only the power of the first power source, that is, a voltage conversion unit dedicated to the first power source. Can do.

一方、前記第2変換群の電圧変換部は、前記第1電源及び第2電源の双方の電力の電圧変換を行う電圧変換部、すなわち、第1電源及び第2電源の双方に対して共用の電圧変換部として使用し得る。   On the other hand, the voltage conversion unit of the second conversion group is a voltage conversion unit that performs voltage conversion of the power of both the first power source and the second power source, that is, is shared by both the first power source and the second power source. It can be used as a voltage converter.

そして、制御部は、前記第1変換群と前記第2変換群とを各別の制御態様で制御し得る。このため、第1電源の電力の伝送を、第2電源の電力の伝送よりも幅広い態様で制御し得る。また、第2電源の電力の伝送は、第1電源の電力の伝送を前記第1変換群の電圧変換部を使用して行っている状態では、第1電源の電力の伝送とは別に制御し得る。   Then, the control unit can control the first conversion group and the second conversion group in different control modes. For this reason, the transmission of power from the first power supply can be controlled in a wider mode than the transmission of power from the second power supply. The power transmission of the second power source is controlled separately from the power transmission of the first power source in a state where the power transmission of the first power source is performed using the voltage conversion unit of the first conversion group. obtain.

このように、前記複数の電圧変換部の一部(第2変換群の電圧変換部)を第1電源及び第2電源で共用しつつ、該第1電源及び第2電源のそれぞれの電力の伝送を制御し得る。よって、第1発明の電源システムによれば、小型化、軽量化、もしくは低コスト化を実現しつつ、2つの電源の電力伝送を適切に制御することが可能となる。   As described above, while sharing a part of the plurality of voltage conversion units (voltage conversion units of the second conversion group) with the first power supply and the second power supply, the transmission of the power of each of the first power supply and the second power supply is performed. Can be controlled. Therefore, according to the power supply system of the first invention, it is possible to appropriately control the power transmission of the two power supplies while realizing a reduction in size, weight, or cost.

上記第1発明では、前記第2電源よりも前記第1電源の方がより多くの電圧変換部に電力を入力し得るため、前記第1電源及び第2電源として、それぞれの特性と、本発明の電源システムとの適合性が良い電源を使用することが好ましい。   In the first invention, since the first power supply can input power to more voltage conversion units than the second power supply, the first power supply and the second power supply have their characteristics and the present invention. It is preferable to use a power source having good compatibility with the power source system.

例えば、前記第1電源及び前記第2電源として、前記第1電源の方が前記第2電源よりもエネルギー密度が高く、且つ、前記第2電源の方が前記第1電源よりも出力密度が高いという互いに異なる特性を有する電源を採用することが好ましい(第2発明)。   For example, as the first power source and the second power source, the first power source has higher energy density than the second power source, and the second power source has higher output density than the first power source. It is preferable to employ power supplies having different characteristics (second invention).

また、上記第1発明又は第2発明では、より具体的には、例えば、前記第1電源として燃料電池を採用し、前記第2電源として蓄電器を採用し得る(第3発明)。   In the first invention or the second invention, more specifically, for example, a fuel cell can be adopted as the first power source, and a capacitor can be adopted as the second power source (third invention).

これらの第2発明又は第3発明によれば、前記第1電源を主たる電源、前記第2電源を補助的な電源として、前記電気負荷への電力の供給を行うことが可能となる。ひいては、電気負荷への電力供給を行い得る期間を充分に長くしつつ、該電気負荷に幅広い範囲で電力を供給することが可能となる。   According to these 2nd invention or 3rd invention, it becomes possible to supply electric power to the electric load using the first power source as a main power source and the second power source as an auxiliary power source. As a result, it is possible to supply electric power to the electric load in a wide range while sufficiently extending the period during which electric power can be supplied to the electric load.

上記第1〜第3発明では、前記電圧変換ユニットは、前記第1変換群に属する前記電圧変換部に前記第1電力入力部から電力を供給する第1A通電路と、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に前記第1電力入力部から電力を供給する第1B通電路と、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に前記第2電力入力部から電力を供給する第2通電路とを備えており、前記第1B通電路は、前記第1電力入力部から、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に向かう方向と逆方向の電力伝送を阻止するダイオードを有すると共に、前記第2電源の電力が前記第2通電路から第1B通電路を通って前記第1電力入力部側に伝送されるのが阻止されるように前記ダイオードを介して前記第2通電路に接続されているという構成を採用し得る(第4発明)。   In the first to third aspects of the invention, the voltage conversion unit includes a first A energization path that supplies power from the first power input unit to the voltage conversion unit belonging to the first conversion group, and the second conversion group. A first B energization path for supplying power from the first power input section to the voltage conversion section to which it belongs, and a second energization path for supplying power from the second power input section to the voltage conversion section belonging to the second conversion group And the first B energization path includes a diode that blocks power transmission in a direction opposite to the direction from the first power input unit toward the voltage conversion unit belonging to the second conversion group. The second power source is connected to the second current path via the diode so as to be prevented from being transmitted from the second current path to the first power input unit through the first current path. (4th shot) ).

上記第4発明によれば、前記第2変換群の電圧変換部の動作時に、該第1電圧変換部に前記第1電源又は第2電源の電力を支障なく入力し得る一方、前記第1変換群の電圧変換部に、前記2電源の電力が供給されてしまったり、あるいは、第2電源の電力が第1電源側に供給されてしまうのを確実に防止できる。   According to the fourth aspect of the invention, during operation of the voltage conversion unit of the second conversion group, the power of the first power source or the second power source can be input to the first voltage conversion unit without any trouble, while the first conversion It is possible to reliably prevent the power of the two power supplies from being supplied to the voltage conversion unit of the group or the power of the second power supply to the first power supply side.

ひいては、前記第1変換群の電圧変換部と、前記第2変換群の電圧変換部とを、各々高い信頼性で適切に動作させることが可能となる。   As a result, the voltage conversion unit of the first conversion group and the voltage conversion unit of the second conversion group can be appropriately operated with high reliability.

上記第4発明では、前記第1B通電路は、該第1B通電路での通電を遮断可能なスイッチ素子をさらに有することが好ましい(第5発明)。   In the fourth invention, it is preferable that the first B energization path further includes a switch element capable of interrupting energization in the first B energization path (fifth invention).

これよれば、前記第2変換群の電圧変換部に対して、前記第1電源からの電力の入力を適宜、確実に遮断することも可能となる。ひいては、前記第2変換群の電圧変換部を、適宜、前記第2電源に対して専用的な電圧変換部として使用することを容易に実現できる。   According to this, it becomes possible to cut off the input of the electric power from the first power source appropriately and reliably to the voltage conversion unit of the second conversion group. As a result, it can be easily realized that the voltage conversion unit of the second conversion group is appropriately used as a dedicated voltage conversion unit for the second power supply.

上記第1〜第5発明では、以下に説明する如き制御処理によて、種々様々な態様で第1電源及び第2電源のそれぞれの電力伝送を行い得る。   In the first to fifth inventions, the power transmission of the first power source and the second power source can be performed in various ways by the control process as described below.

すなわち、前記制御部は、例えば、前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力すると共に、前記第2電力入力部から前記第2変換群の電圧変換部に前記第2電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させ、且つ、前記第2変換群の電圧変換部を、入力された電力をそのまま出力させるように動作させることにより、前記第1電源及び第2電源の双方の電力を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給する第1制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第6発明)。   That is, for example, the control unit inputs the power of the first power source from the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group, and from the second power input unit to the second conversion group. In a state where the power of the second power source is input to the voltage conversion unit, the voltage conversion unit of the first conversion group is operated to perform voltage conversion of the input power, and the second conversion group A first control process for supplying the power of both the first power source and the second power source to the electric load from the power output unit by operating the voltage conversion unit to output the input power as it is. It may be configured to have a function to execute (sixth invention).

これによれば、第1電源の電力を、電気負荷の動作用の主たる電力として、該電気負荷に供給しつつ、第2電源の電力を補助的に電気負荷に供給することが可能となる。また、前記第2変換群の電圧変換部の電圧変換動作を行わないので、前記第2変換群の電圧変換部での電力損失を低減できる。   According to this, it becomes possible to supply the electric power of the second power supply to the electric load as an auxiliary while supplying the electric power of the first power source as the main electric power for the operation of the electric load. In addition, since the voltage conversion operation of the voltage conversion unit of the second conversion group is not performed, power loss in the voltage conversion unit of the second conversion group can be reduced.

また、特に、前記第2発明又は第3発明に第6発明を適用することで、第1電源及び第2電源のそれぞれの能力を好適に活用することができる。   In particular, by applying the sixth invention to the second invention or the third invention, the respective capacities of the first power supply and the second power supply can be suitably utilized.

上記第6発明では前記電気負荷が例えば電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも小さい場合に、又は、前記電動機のクルーズ運転状態で、前記第1制御処理を実行する機能を有するように構成されていることが好適である(第7発明)。   In the sixth aspect of the invention, when the electric load is, for example, an electric motor, the control unit is configured such that the required acceleration or required driving force of the electric motor is smaller than a predetermined threshold value, or in the cruise operation state of the electric motor. The first control process is preferably configured to have a function (seventh invention).

これによれば、電気負荷に、比較的少ない電力を供給することを効率よく行うことが可能となる。   According to this, it becomes possible to efficiently supply relatively little electric power to the electric load.

また、上記第1〜第7発明では、前記制御部は、例えば、前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力すると共に、前記第2電力入力部から前記第2変換群の電圧変換部に前記第2電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群及び前記第2変換群のそれぞれの電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させることにより、前記第1電源及び第2電源の双方の電力を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給する第2制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第8発明)。   In the first to seventh inventions, for example, the control unit inputs the power of the first power source from the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group, and the second power. In the state where the power of the second power source is input from the input unit to the voltage conversion unit of the second conversion group, the voltage conversion unit of each of the first conversion group and the second conversion group is set to the voltage of the input power. By performing the operation so as to perform the conversion, the power control unit is configured to have a function of executing a second control process for supplying power from both the first power source and the second power source to the electric load from the power output unit. (Eighth invention)

これによれば。前記第1変換群及び前記第2変換群のそれぞれの電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させるので、電気負荷に対して幅広い範囲で所要の電力を供給することができる。   According to this. Since the voltage conversion units of the first conversion group and the second conversion group are operated so as to perform voltage conversion of the input power, the required electric power is supplied in a wide range to the electric load. Can do.

上記第8発明では、前記制御部は、前記第2制御処理において、前記第1変換群の電圧変換部を電圧制御及び電流制御のうちの一方の制御態様で制御し、前記第2変換群の電圧変換部を電圧制御及び電流制御のうちの他方の制御態様で制御するように構成され得る(第9発明)。   In the eighth aspect of the invention, in the second control process, the control unit controls the voltage conversion unit of the first conversion group in one control mode of voltage control and current control. The voltage converter may be configured to be controlled by the other control mode of voltage control and current control (9th invention).

なお、「前記電圧制御」は、電圧変換部の入力電圧又は出力電圧を所要の目標値に制御するフィードバック制御を意味し、「前記電流制御」は、電圧変換部の入力電流又は出力電流を所要の目標値に制御するフィードバック制御を意味する。   “Voltage control” means feedback control for controlling the input voltage or output voltage of the voltage converter to a desired target value, and “current control” means the input current or output current of the voltage converter. This means feedback control for controlling to the target value.

上記第9発明によれば、第1電源及び第2電源の双方から前記電気負荷の供給されるトータルの電力の電圧及び電流を制御できる。ひいては、電気負荷に所要の電力を高い信頼性で供給することが可能となる。   According to the ninth aspect, it is possible to control the voltage and current of the total power supplied to the electric load from both the first power source and the second power source. As a result, required electric power can be supplied to the electric load with high reliability.

上記第9発明では、例えば、前記第1電源が燃料電池、前記第2電源が蓄電器(例えば電池、キャパシタ等)である場合には、前記制御部は、前記第2制御処理において、前記第1変換群の電圧変換部を電流制御の制御態様で制御し、前記第2変換群の電圧変換部を電圧制御の制御態様で制御するように構成されていることが好ましい(第10発明)。   In the ninth aspect of the invention, for example, when the first power source is a fuel cell and the second power source is a battery (for example, a battery, a capacitor, etc.), the control unit performs the first control in the second control process. It is preferable that the voltage conversion unit of the conversion group is controlled by a control mode of current control, and the voltage conversion unit of the second conversion group is controlled by a control mode of voltage control (10th invention).

これによれば、前記第1変換群の電圧変換部を電流制御の制御態様、すなわち、燃料電池である第1電源の電力の伝送制御に適した形態で制御できる。ひいては、電気負荷への電力の供給制御を高い信頼性で安定に行うことが可能となる。   According to this, the voltage conversion part of the said 1st conversion group can be controlled with the form suitable for the control mode of electric current control, ie, the transmission control of the electric power of the 1st power supply which is a fuel cell. As a result, it becomes possible to stably control power supply to the electric load with high reliability.

上記第8〜第10発明では、前記電気負荷が例えば電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも大きい場合に、前記第1変換群及び前記第2変換群のそれぞれの電圧変換部に昇圧動作を行わせるように前記第2制御処理を実行する機能を有するように構成されていることが好適である(第11発明)。   In the eighth to tenth aspects of the invention, when the electric load is, for example, an electric motor, the control unit performs the first conversion group when the required acceleration or required driving force of the electric motor is greater than a predetermined threshold. Preferably, the second conversion group is configured to have a function of executing the second control process so as to cause each voltage conversion unit of the second conversion group to perform a boosting operation (11th invention).

これによれば、電気負荷に比較的大きな電力を供給することを適切に行うことが可能となる。   According to this, it becomes possible to appropriately supply relatively large power to the electric load.

上記第1〜第11発明では、前記第2電源は、充電可能な蓄電器である場合には、前記制御部は、前記第1電力入力部に入力された前記第1電源の電力の全体又は一部を前記第1変換群及び第2変換群のそれぞれ電圧変換部に入力せずに、前記第1電力入力部から前記第2電力入力部に供給することにより、前記第1電源の電力を前記第2電源に充電する第3制御処理と、前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させ、且つ、前記第1変換群の電圧変換部から出力される電力の全体又は一部を前記第2変換群の電圧変換部に前記電力出力部側から入力した状態で、該2変換群の電圧変換部を前記第2電力入力部に電力を出力させるように動作させることにより、前記第1電源の電力を、前記第2電源に充電する第4制御処理とのうちの少なくとも一方の制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第12発明)。   In the first to eleventh inventions, in the case where the second power source is a rechargeable battery, the control unit controls the entire power of the first power source input to the first power input unit or one of the power sources. By supplying the power from the first power input unit to the second power input unit without inputting the voltage to the voltage conversion unit of each of the first conversion group and the second conversion group. A third control process for charging the second power supply, and the voltage conversion section of the first conversion group in a state where the power of the first power supply is input from the first power input section to the voltage conversion section of the first conversion group. Is operated to cause voltage conversion of input power, and all or part of the power output from the voltage conversion unit of the first conversion group is supplied to the voltage conversion unit of the second conversion group. In the state input from the power output unit side, the voltage conversion unit of the two conversion groups is connected to the second power. By operating the power unit to output power, the power of the first power source is provided with a function of executing at least one of the fourth control processing and charging the second power source. (Twelfth invention).

これよれば、第1電源の電力を適宜。第2電力に充電することが可能となる。特に、前記第2発明又は第3発明に、第12発明を適用した場合には、第1電源で、十分な電力を確保し得る一方、残存エネルギーが早期に少なくなりやすい第2電源の電力の枯渇を防止することができる。   According to this, the electric power of the first power supply is appropriate. The second power can be charged. In particular, when the twelfth invention is applied to the second invention or the third invention, sufficient power can be secured with the first power supply, while the remaining power is likely to be reduced early. Depletion can be prevented.

上記第13発明では、前記制御部は、前記第1電源から前記第1電力入力部に入力される電力の電圧が、前記第2電源から前記第2電力入力部に入力される電力の電圧よりも高い場合に、前記第3制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第13発明)。   In the thirteenth aspect of the invention, the control unit is configured such that the voltage of power input from the first power source to the first power input unit is greater than the voltage of power input from the second power source to the second power input unit. If it is too high, it may be configured to have a function of executing the third control process (13th invention).

これによれば、前記第4発明で説明した回路構成等の簡易な回路構成を用いて前記第3制御処理を実現できる。   According to this, the third control process can be realized using a simple circuit configuration such as the circuit configuration described in the fourth invention.

上記第12発明又は第13発明では、前記制御部は、前記第1電源から前記第1電力入力部に入力される電力の電圧が、前記第2電源から前記第2電力入力部に入力される電力の電圧よりも低い場合に、前記第4制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第14発明)。   In the twelfth or thirteenth aspect of the invention, the control unit inputs a voltage of power input from the first power source to the first power input unit from the second power source to the second power input unit. When lower than the voltage of electric power, it may be configured to have a function of executing the fourth control process (fourteenth invention).

これによれば、前記第1変換群の電圧変換部又は第2変換群の電圧変換部で、電圧変換(昇圧)を行うことが可能であるため、第1電源の出力電圧が第2電源の出力電圧より低くても、第1電源の電力を第2電源に適切に充電することが可能となる。   According to this, since the voltage conversion (boost) can be performed by the voltage conversion unit of the first conversion group or the voltage conversion unit of the second conversion group, the output voltage of the first power supply is the voltage of the second power supply. Even if the output voltage is lower than the output voltage, it is possible to appropriately charge the power of the first power source to the second power source.

上記第12〜第14発明では、前記制御部は、前記電気負荷への電力の供給時に、前記第1電力入力部に入力された前記第1電源の電力の一部を前記第1変換群の電圧変換部に入力した状態で、該第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させるとことにより、前記第1電源の電力を前記電力出力部から前記電気負荷に供給することを、前記第3制御処理と並行して行う制御処理である第5a制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第15発明)。   In the twelfth to fourteenth aspects of the invention, the control unit converts a part of the power of the first power source input to the first power input unit to the first conversion group when power is supplied to the electric load. By operating the voltage conversion unit of the first conversion group so as to perform voltage conversion of the input power in a state of being input to the voltage conversion unit, the power of the first power source is supplied from the power output unit. Supplying to the electric load may be configured to have a function of executing a 5a control process, which is a control process performed in parallel with the third control process (15th invention).

これによれば、前記第3制御処理により第1電源の電力を第2電源に充電することと並行して、第1電源から電気負荷に電力を供給することができる。   According to this, power can be supplied from the first power source to the electric load in parallel with charging the power of the first power source to the second power source by the third control process.

上記第12〜第15発明では、前記制御部は、前記電気負荷への電力の供給時に、前記第1変換群の電圧変換部から出力される電力の一部を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給することを、前記第4制御処理と並行して行う制御処理である第5b制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第16発明)。   In the twelfth to fifteenth inventions, the control unit transfers a part of the power output from the voltage conversion unit of the first conversion group when the power is supplied to the electric load from the power output unit. Supplying the load may be configured to have a function of executing a 5b control process that is a control process performed in parallel with the fourth control process (a sixteenth aspect).

これによれば、前記第4制御処理により第1電源の電力を第2電源に充電することと並行して、第1電源から電気負荷に電力を供給することができる。なお、この第16発明では、前記第1変換群の電圧変換部は、第1電源から、電気負荷に供給する電力と、第2電源に供給する電力との合成電力を伝送することとなる。   According to this, power can be supplied from the first power source to the electric load in parallel with charging the power of the first power source to the second power source by the fourth control process. In the sixteenth aspect of the invention, the voltage conversion unit of the first conversion group transmits the combined power of the power supplied to the electric load and the power supplied to the second power supply from the first power supply.

上記第15発明では、前記電気負荷が例えば電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の所定の速度以上でのクルーズ運転状態で、前記5a制御処理を実行する機能を有することが好ましい(第17発明)。   In the fifteenth aspect, when the electric load is, for example, an electric motor, the control unit preferably has a function of executing the 5a control process in a cruise operation state at a predetermined speed or higher of the electric motor. (17th invention).

同様に、上記第16発明では、前記電気負荷が例えば電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の所定の速度以上でのクルーズ運転状態で、前記第5b制御処理を実行する機能を有するように構成されていることが好ましい(第18発明)。   Similarly, in the sixteenth aspect of the invention, when the electric load is, for example, an electric motor, the control unit has a function of executing the fifth b control process in a cruise operation state at a predetermined speed or higher of the electric motor. It is preferable to have such a configuration (18th invention).

これらの第17発明又は第18発明によれば、電動機の消費電力が比較的すくない状態で、第1電源の電力により電動機の力行運転を行いつつ、第2電源の充電を行うことができる。特に前記第2発明又は第3発明に第17発明又は第18発明を適用した場合には、第2電源の電力の枯渇を適切に予防できる。   According to these seventeenth or eighteenth inventions, the second power source can be charged while performing the power running operation of the motor with the power of the first power source while the power consumption of the motor is relatively low. In particular, when the seventeenth invention or the eighteenth invention is applied to the second invention or the third invention, it is possible to appropriately prevent depletion of the power of the second power source.

なお、第17発明と第18発明とは組み合わせてもよい。   The 17th and 18th inventions may be combined.

また、上記第12〜第18発明では、前記電気負荷が、回生電力を出力可能な電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の回生運転時に、前記電動機の回生電力を前記電力出力部から前記第2変換群の電圧変換部に入力した状態で、該2変換群の電圧変換部を前記第2電力入力部に電力を出力させるように動作させることにより、前記回生電力を前記第2電源に充電することを、前記第3制御処理と並行して行う制御処理である第6a制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第19発明)。   In the twelfth to eighteenth aspects of the invention, when the electrical load is an electric motor capable of outputting regenerative power, the control unit outputs the regenerative power of the motor to the power output during the regenerative operation of the motor. The voltage conversion unit of the second conversion group is operated so as to output power to the second power input unit in a state where the voltage conversion unit of the second conversion group is input to the voltage conversion unit of the second conversion group. It may be configured to have a function of executing a 6a control process that is a control process performed in parallel with the third control process to charge two power sources (19th invention).

これによれば、電動機の回生運転時には、前記第3制御処理により第1電源の電力を第2電源に充電することと並行して、さらに、該電動機が発生する回生電力を第1電源の電力と共に第2電源に充電することができる。   According to this, at the time of regenerative operation of the motor, in parallel with charging the power of the first power source to the second power source by the third control process, the regenerative power generated by the motor is further converted to the power of the first power source. In addition, the second power source can be charged.

また、上記第12〜第19発明では、前記電気負荷が、回生電力を出力可能な電動機である場合には、前記制御部は、前記電動機の回生運転時に、前記回生電力を前記電力出力部側から前記第2変換群の電圧変換部に入力することにより、該回生電力を該第2変換群の電圧変換部から前記第2電源に充電することを、前記第4制御処理を並行して行う制御処理である第6b制御処理を実行する機能を有するように構成され得る(第20発明)。   In the twelfth to nineteenth aspects of the present invention, when the electrical load is an electric motor capable of outputting regenerative power, the control unit transmits the regenerative power to the power output unit side during regenerative operation of the motor. The regenerative power is charged from the voltage conversion unit of the second conversion group to the second power source by inputting to the voltage conversion unit of the second conversion group in parallel with the fourth control process. It may be configured to have a function of executing the 6b control process which is a control process (20th invention).

これによれば、電動機の回生運転時には、前記第4制御処理により第1電源の電力を第2電源に充電することと並行して、さらに、該電動機が発生する回生電力を第1電源の電力と共に第2電源に充電することができる。なお、第20発明では、第2変換群の電圧変換部は、第1電源から第1変換群の電圧変換部を介して入力される電力と、前記回生電力との合成電力を第2電源に伝送することとなる。   According to this, at the time of regenerative operation of the motor, in parallel with charging the power of the first power source to the second power source by the fourth control process, the regenerative power generated by the motor is further converted to the power of the first power source. In addition, the second power source can be charged. In the twentieth invention, the voltage conversion unit of the second conversion group uses the combined power of the power input from the first power supply via the voltage conversion unit of the first conversion group and the regenerative power as the second power supply. Will be transmitted.

また、本発明の輸送機器は、上記第1〜第20発明のいずれかの発明の電源システムを備えることを特徴とする(第21発明)。
これによれば、上記第1〜第20発明で説明した効果を奏し得る輸送機器を実現できる。
Moreover, the transport device of the present invention is characterized by including the power supply system according to any one of the first to twentieth inventions (a twenty-first invention).
According to this, the transport apparatus which can have the effect demonstrated by the said 1st-20th invention is realizable.

本発明の実施形態の電源システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the power supply system of embodiment of this invention. 図2A及び図2Bは、それぞれ実施形態の電源システムに備えた電圧変換部の回路構成を示す図。2A and 2B are diagrams each showing a circuit configuration of a voltage conversion unit provided in the power supply system of the embodiment. 図3Aは、実施形態の電源システムの2つの電圧変換部のスイッチ素子のスイッチング制御の態様を示すタイムチャート、図3Bは、実施形態の電源システムの4つの電圧変換部のスイッチ素子のスイッチング制御の態様を示すタイムチャート。FIG. 3A is a time chart showing an aspect of switching control of the switch elements of the two voltage converters of the power supply system of the embodiment, and FIG. 3B is a switching control of the switch elements of the four voltage converters of the power supply system of the embodiment. The time chart which shows an aspect. 第1制御処理による電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission by a 1st control process. 第2制御処理による電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission by a 2nd control process. 第3制御処理による電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission by a 3rd control process. 第4制御処理による電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission by a 4th control process. 第3制御処理を含む第5a制御処理での電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission in the 5a control process containing a 3rd control process. 第4制御処理を含む第5b制御処理での電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission in the 5b control process containing a 4th control process. 第3制御処理を含む第6a制御処理での電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission in the 6a control process containing a 3rd control process. 第4制御処理を含む第6b制御処理での電力伝送の形態を模式的に示す図。The figure which shows typically the form of the electric power transmission in the 6b control process containing a 4th control process.

本発明の一実施形態を図1〜図11を参照して以下に説明する。図1に示すように、本実施形態の電源システムA1は、第1電源1、第2電源2、電圧変換ユニット3、及び制御部4を備え、第1電源1及び第2電源2のそれぞれから、電圧変換ユニット3を介して電気負荷100に給電し得るように構成されている。電圧変換ユニット3は、第1電源1及び第2電源2のそれぞれから入力される電力(直流電力)の電圧を変換してなる電力(直流電力)を出力するように、制御部4により制御することが可能である。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the power supply system A <b> 1 of the present embodiment includes a first power supply 1, a second power supply 2, a voltage conversion unit 3, and a control unit 4, from each of the first power supply 1 and the second power supply 2. The electric load 100 can be fed via the voltage conversion unit 3. The voltage conversion unit 3 is controlled by the control unit 4 so as to output power (DC power) obtained by converting the voltage of the power (DC power) input from each of the first power supply 1 and the second power supply 2. It is possible.

電源システムA1は、例えば、電動機を前記電気負荷100として有する輸送機器(例えば、電動車両又はハイブリッド車両)に搭載されている。そして、電圧変換ユニット3から出力される直流電力は、インバータ5を介して交流電力に変換された上で、電気負荷100(以降、電動機100という)に給電される。   The power supply system A1 is mounted on, for example, a transport device (for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle) having an electric motor as the electric load 100. The DC power output from the voltage conversion unit 3 is converted into AC power via the inverter 5 and then supplied to the electric load 100 (hereinafter referred to as the electric motor 100).

なお、電動機100は回生運転を行うことも可能であり、この回生運転時には、電動機100から出力される回生電力(交流電力)は、インバータ5により直流電力に変換された上で、電圧変換ユニット3に入力される。   The electric motor 100 can also perform a regenerative operation. During this regenerative operation, the regenerative power (AC power) output from the motor 100 is converted into DC power by the inverter 5 and then the voltage conversion unit 3. Is input.

第1電源1及び第2電源2は、互いに特性が異なる電源である。具体的には、第1電源1は、第2電源2よりもエネルギー密度が高い電源である。該エネルギー密度は、より詳しくは、単位重量又は単位体積の当該電源が出力し得るトータルの電気エネルギー量である。かかる第1電源1は、本実施形態では、例えば燃料電池である。   The first power source 1 and the second power source 2 are power sources having different characteristics. Specifically, the first power source 1 is a power source having a higher energy density than the second power source 2. More specifically, the energy density is the total amount of electric energy that can be output by the power source in unit weight or unit volume. In the present embodiment, the first power source 1 is, for example, a fuel cell.

この第1電源1の正極及び負極の出力端子部1p,1nは、電圧変換ユニット3の第1電力入力部としての一対の第1入力端子部11p,11nにコンタクタ6を介して接続されている。そして、コンタクタ6のオン状態では、第1電源1の出力端子部1p,1nのそれぞれが、第1入力端子部11p,11nのそれぞれに導通することで、第1電源1の出力電圧が第1入力端子部11p,11nの間に印加されるようになっている。   The positive and negative output terminal portions 1p and 1n of the first power source 1 are connected to a pair of first input terminal portions 11p and 11n as a first power input portion of the voltage conversion unit 3 via a contactor 6. . In the ON state of the contactor 6, the output terminal portions 1p and 1n of the first power source 1 are electrically connected to the first input terminal portions 11p and 11n, respectively, so that the output voltage of the first power source 1 is the first. It is applied between the input terminal portions 11p and 11n.

また、第2電源2は、第1電源1よりも出力密度が高い電源である。該出力密度は、単位重量又は単位体積の当該電源が単位時間当たりに出力可能な電気量(単位時間当たりの電気エネルギー量又は単位時間当たりの電荷量)である。かかる第2電源2は、本実施形態では、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の2次電池、あるいは、キャパシタ等の充電可能な蓄電器により構成される。   The second power source 2 is a power source having a higher output density than the first power source 1. The power density is the amount of electricity (the amount of electric energy per unit time or the amount of electric charge per unit time) that can be output per unit time by the power source of unit weight or unit volume. In the present embodiment, the second power source 2 is configured by a rechargeable battery such as a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, or a capacitor.

この第2電源2の正極及び負極の出力端子部2p,2nは、電圧変換ユニット3の第2電力入力部としての一対の第2入力端子部12p,12nにコンタクタ7を介して接続されている。そして、コンタクタ7のオン状態では、第2電源2の出力端子部2p,2nのそれぞれが、第2入力端子部12p,12nのそれぞれに導通することで、第2電源2の出力電圧が第2入力端子部12p,12nの間に印加されるようになっている。   The positive and negative output terminal portions 2p, 2n of the second power source 2 are connected to a pair of second input terminal portions 12p, 12n as second power input portions of the voltage conversion unit 3 via a contactor 7. . When the contactor 7 is in the ON state, the output terminal portions 2p and 2n of the second power source 2 are electrically connected to the second input terminal portions 12p and 12n, so that the output voltage of the second power source 2 is the second. It is applied between the input terminal portions 12p and 12n.

なお、第2入力端子部12p,12nのうちの負極側の第2入力端子部12nは、第1入力端子部11p,11nのうちの負極側の第1入力端子部11nと共通の端子部であってもよい。   The second input terminal portion 12n on the negative side of the second input terminal portions 12p and 12n is a common terminal portion with the first input terminal portion 11n on the negative side of the first input terminal portions 11p and 11n. There may be.

電圧変換ユニット3は、前記第1入力端子部11p,11n及び前記第2入力端子部12p,12nと、電力出力部としての一対の出力端子部13p,13nとを備え、出力端子部13p,13nに、インバータ5を介して電動機100(電気負荷)が接続されている。   The voltage conversion unit 3 includes the first input terminal portions 11p and 11n, the second input terminal portions 12p and 12n, and a pair of output terminal portions 13p and 13n as power output portions, and the output terminal portions 13p and 13n. In addition, an electric motor 100 (electric load) is connected via an inverter 5.

なお、出力端子部13p,13nのうちの負極側の出力端子部13nは、第1入力端子部11p,11nのうちの負極側の第1入力端子部11n、又は第2入力端子部12p,12nのうちの負極側の第2入力端子部12nと共通の端子部であってもよい。   Of the output terminal portions 13p and 13n, the negative output terminal portion 13n is the first negative input terminal portion 11n or the second input terminal portions 12p and 12n of the first input terminal portions 11p and 11n. May be a terminal portion common to the second input terminal portion 12n on the negative electrode side.

電圧変換ユニット3は、第1電源1から第1入力端子部11p,11nに入力される電力、あるいは、第2電源2から第2入力端子部12p,12nに入力される電力の電圧を変換してなる電力を出力端子部13p,13nの間に生成して出力し得るように構成されている。   The voltage conversion unit 3 converts the electric power input from the first power source 1 to the first input terminal portions 11p and 11n or the electric power voltage input from the second power source 2 to the second input terminal portions 12p and 12n. Is generated between the output terminal portions 13p and 13n and can be output.

さらに詳細には、電圧変換ユニット3は、複数(本実施形態では4つ)の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2を有する多相のDC/DCコンバータである。また、電圧変換ユニット3は、これらの電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2の他、第1入力端子部11p,11nの間に接続されたコンデンサC1と、第2入力端子部12p,12nの間に接続されたコンデンサC2と、出力端子部13p,13nの間に並列に接続されたコンデンサC3及び抵抗R3と、後述する通電路22pに介装されたダイオードD3,D4及びスイッチ素子S4とを備える。   More specifically, the voltage conversion unit 3 is a multiphase DC / DC converter having a plurality (four in the present embodiment) of voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2. The voltage conversion unit 3 includes a capacitor C1 connected between the first input terminal portions 11p and 11n and the second input terminal portions 12p and 12n in addition to the voltage conversion portions 15a1, 15a2, 15b1 and 15b2. A capacitor C2 connected in between, a capacitor C3 and a resistor R3 connected in parallel between the output terminal portions 13p and 13n, and diodes D3 and D4 and a switch element S4 interposed in a conduction path 22p described later. Prepare.

コンデンサC1〜C3は、第1入力端子部11p,11nの間の電圧と、第2入力端子部12p,12nの間の電圧と、出力端子部13p,13nの間の電圧とをそれぞれ平滑化するコンデンサ、抵抗R3は、コンデンサC3の放電用抵抗である。   Capacitors C1 to C3 smooth the voltage between the first input terminal portions 11p and 11n, the voltage between the second input terminal portions 12p and 12n, and the voltage between the output terminal portions 13p and 13n, respectively. The capacitor and resistor R3 are discharge resistors for the capacitor C3.

電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2は、いずれもスイッチング方式の電圧変換部(DC/DCコンバータ)であり、それぞれ、図2Aに示す回路構成の電圧変換部15a又は図2Bに示す回路構成の電圧変換部15bである。本実施形態では、4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のうち、2個の電圧変換部15a1,15a2が、図2Aに示す回路構成の電圧変換部15aであり、他の2個の電圧変換部15b1,15b2が、図2Bに示す回路構成の電圧変換部15bである。   The voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 are all switching-type voltage converters (DC / DC converters), and each have the circuit configuration shown in FIG. 2A or the circuit configuration shown in FIG. 2B. This is a voltage converter 15b. In the present embodiment, of the four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2, the two voltage converters 15a1 and 15a2 are the voltage converters 15a having the circuit configuration shown in FIG. 2A, and the other two The voltage converters 15b1 and 15b2 are voltage converters 15b having the circuit configuration shown in FIG. 2B.

電圧変換部15a(電圧変換部15a1,15a2のそれぞれ)は、図2Aに示すように、インダクタとしてのコイルLaと、スイッチ素子S1a及びダイオードD1aを並列接続してなるスイッチ部SD1aと、ダイオードD2aとを備え、一次側の端子部16p,16nから二次側の端子部17p,17nへの一方向の電力伝送と電圧変換とを行い得るように構成された一方向型の電圧変換部である。   As shown in FIG. 2A, the voltage conversion unit 15a (each of the voltage conversion units 15a1 and 15a2) includes a coil La as an inductor, a switch unit SD1a formed by connecting a switch element S1a and a diode D1a in parallel, and a diode D2a. And a unidirectional voltage converter configured to perform one-way power transmission and voltage conversion from the primary side terminal portions 16p and 16n to the secondary side terminal portions 17p and 17n.

具体的には、コイルLaの一端が、一次側の端子部16p,16nのうちの高電位側の端子部16pに接続されている。また、コイルLaの他端が、一次側及び二次側のそれぞれの基準電位側の端子部16n,17nにスイッチ部SD1aを介して接続されていると共に、二次側の端子部17p,17nのうちの高電位側の端子部17pにダイオードD2aを介して接続されている。   Specifically, one end of the coil La is connected to the terminal portion 16p on the high potential side of the terminal portions 16p and 16n on the primary side. In addition, the other end of the coil La is connected to the primary-side and secondary-side terminal portions 16n and 17n via the switch portion SD1a, and the secondary-side terminal portions 17p and 17n The high potential side terminal portion 17p is connected via a diode D2a.

スイッチ部SD1aのスイッチ素子S1aは、例えばIGBT、FET、パワートランジスタ等の半導体スイッチ素子により構成され、その通電可能方向は、コイルLaの他端から基準電位側の端子部16an,17anに向かう方向である。また、ダイオードD1aの順方向は、スイッチ素子S1aの通電可能方向と逆方向、ダイオードD2aの順方向は、コイルLaの他端から端子部17pに向かう方向である。   The switch element S1a of the switch part SD1a is composed of semiconductor switch elements such as IGBTs, FETs, and power transistors, for example, and the energizable direction is a direction from the other end of the coil La toward the terminal parts 16an and 17an on the reference potential side. is there. In addition, the forward direction of the diode D1a is opposite to the energizable direction of the switch element S1a, and the forward direction of the diode D2a is a direction from the other end of the coil La toward the terminal portion 17p.

かかる構成の電圧変換部15aは、スイッチ素子S1aのオンオフ(スイッチング)を周期的に行うことで、一次側の端子部16p,16nに入力される直流電力の電圧を昇圧してなる直流電力を二次側の端子部17p,17nから出力することが可能である。この場合、スイッチ素子S1aのオンオフのデューティを調整することで、電圧の昇圧率を可変的に制御することが可能である。   The voltage conversion unit 15a having such a configuration periodically turns on / off (switches) the switch element S1a, thereby increasing the DC power obtained by boosting the voltage of the DC power input to the terminal units 16p and 16n on the primary side. It is possible to output from the terminal portions 17p and 17n on the next side. In this case, it is possible to variably control the voltage step-up rate by adjusting the on / off duty of the switch element S1a.

また、電圧変換部15aは、スイッチ素子S1aをオフ状態に維持した場合には、電圧変換部15aの一次側から二次側への一方向の電力伝送に関して、該電圧変換部15aの一次側と二次側とが実質的に直結された状態となる。この状態では、一次側の端子部16p,16nに入力される直流電力を、そのまま(電圧変換をせずに)、二次側の端子部17p,17nから出力することが可能である。   When the voltage conversion unit 15a maintains the switch element S1a in the off state, the voltage conversion unit 15a is connected to the primary side of the voltage conversion unit 15a with respect to power transmission in one direction from the primary side to the secondary side of the voltage conversion unit 15a. The secondary side is substantially directly connected. In this state, the DC power input to the primary side terminal portions 16p and 16n can be output as it is (without voltage conversion) from the secondary side terminal portions 17p and 17n.

電圧変換部15b(電圧変換部15b1,15b2のそれぞれ)は、図2Bに示すように、インダクタとしてのコイルLbと、スイッチ素子S1b及びダイオードD1bを並列接続してなるスイッチ部SD1bと、スイッチ素子S2b及びダイオードD2bを並列接続してなるスイッチ部SD2bとを備え、一次側の端子部16p,16nと、二次側の端子部17p,17nとの間で、双方向の電力伝送と電圧変換とを行い得るように構成された双方向型の電圧変換部である。   As shown in FIG. 2B, the voltage converter 15b (each of the voltage converters 15b1 and 15b2) includes a coil Lb as an inductor, a switch unit SD1b in which a switch element S1b and a diode D1b are connected in parallel, and a switch element S2b. And a switch part SD2b formed by connecting a diode D2b in parallel, and bidirectional power transmission and voltage conversion between the primary side terminal parts 16p and 16n and the secondary side terminal parts 17p and 17n. This is a bidirectional voltage converter configured to be able to be performed.

具体的には、コイルLbの一端が、一次側の端子部16p,16nのうちの高電位側の端子部16pに接続されている。また、コイルLbの他端が、一次側及び二次側のそれぞれの基準電位側の端子部16n,17nにスイッチ部SD1bを介して接続されていると共に、二次側の端子部17p,17nのうちの高電位側の端子部17pにスイッチ部SD2bを介して接続されている。   Specifically, one end of the coil Lb is connected to the high potential side terminal portion 16p of the primary side terminal portions 16p, 16n. The other end of the coil Lb is connected to the reference potential side terminal portions 16n and 17n on the primary side and the secondary side via the switch portion SD1b, and the secondary side terminal portions 17p and 17n It is connected to the terminal part 17p of the high potential side via the switch part SD2b.

スイッチ部SD1b,SD2bのそれぞれのスイッチ素子S1b,S2bは、例えばIGBT、FET、パワートランジスタ等の半導体スイッチ素子により構成される。そして、スイッチ素子S1bの通電可能方向は、コイルLbの他端から端子部16n,17nに向かう方向、スイッチ素子S2bの通電可能方向は、端子部17pからコイルLbの他端に向かう方向である。また、ダイオードD1bの順方向は、スイッチ素子S1bの通電可能方向と逆方向、ダイオードD2bの順方向は、スイッチ素子S2aの通電可能方向と逆方向である。   The switch elements S1b and S2b of the switch units SD1b and SD2b are configured by semiconductor switch elements such as IGBTs, FETs, and power transistors, for example. The direction in which the switch element S1b can be energized is a direction from the other end of the coil Lb toward the terminal portions 16n and 17n, and the direction in which the switch element S2b can be energized is a direction from the terminal portion 17p toward the other end of the coil Lb. The forward direction of the diode D1b is opposite to the energization direction of the switch element S1b, and the forward direction of the diode D2b is opposite to the energization direction of the switch element S2a.

かかる構成の電圧変換部15bは、スイッチ素子S1bのオンオフ(スイッチング)を周期的に行うことで、電圧変換部15aと同様に、一次側の端子部16p,16nに入力される直流電力の電圧を昇圧してなる直流電力を二次側の端子部17p,17nから出力することが可能である。この場合、スイッチ素子S1bのオンオフのデューティを調整することで、電圧の昇圧率を可変的に制御することが可能である。   The voltage converter 15b having such a configuration periodically turns on / off (switches) the switch element S1b so that the voltage of the DC power input to the primary side terminal portions 16p and 16n can be obtained in the same manner as the voltage converter 15a. The boosted DC power can be output from the secondary side terminal portions 17p and 17n. In this case, it is possible to variably control the voltage step-up rate by adjusting the on / off duty of the switch element S1b.

さらに、例えばスイッチ素子S2bをオン状態にした制御した状態で、スイッチ素子S1bのオンオフ(スイッチング)を周期的に行うことで、二次側の端子部17bp,17bnに入力される直流電力(例えば電動機100の回生電力からインバータ5を介して生成された直流電力)の電圧を降圧してなる直流電力を一次側の端子部16p,16nから出力することも可能である。この場合、スイッチ素子S1bのオンオフのデューティを調整することで、電圧の降圧率を可変的に制御することが可能である。   Further, for example, in a controlled state in which the switch element S2b is turned on, the switch element S1b is periodically turned on / off (switching), whereby the DC power (for example, the electric motor) input to the secondary side terminal portions 17bp and 17bn is obtained. It is also possible to output DC power obtained by stepping down the voltage of 100 regenerative power (DC power generated through the inverter 5) from the primary side terminal portions 16p and 16n. In this case, the voltage step-down rate can be variably controlled by adjusting the on / off duty of the switch element S1b.

なお、電圧変換部15bの上記の昇圧動作あるいは降圧動作では、スイッチ素子S1a,S1bが交互にオン状態となるように(交互にオフ状態になるように)、スイッチ素子S1b,S2bの両方のスイッチングを周期的に行うようにしてもよい。   In the above step-up operation or step-down operation of the voltage conversion unit 15b, switching of both the switch elements S1b and S2b is performed so that the switch elements S1a and S1b are alternately turned on (alternately off). May be performed periodically.

また、電圧変換部15bは、スイッチ素子S1b,S2bをオフ状態に維持した場合には、電圧変換部15bの一次側から二次側への一方向の電力伝送に関して、該電圧変換部15bの一次側と二次側とが実質的に直結された状態となる。この状態では、電圧変換部15aと同様に、一次側の端子部16p,16nに入力される直流電力を、そのまま(電圧変換をせずに)、二次側の端子部17p,17nから出力することが可能である。   In addition, when the switching elements S1b and S2b are kept in the OFF state, the voltage conversion unit 15b relates to the primary conversion of the voltage conversion unit 15b with respect to the one-way power transmission from the primary side to the secondary side of the voltage conversion unit 15b. The side and the secondary side are substantially directly connected. In this state, the DC power input to the primary side terminal portions 16p and 16n is output as it is (without voltage conversion) from the secondary side terminal portions 17p and 17n in the same manner as the voltage conversion portion 15a. It is possible.

さらに、電圧変換部15bは、スイッチ素子S1bをオフ状態に維持し、且つスイッチ素子S2bをオン状態に維持した場合には、電圧変換部15bの一次側と二次側との間の双方向の電力伝送に関して、該電圧変換部15bの一次側と二次側とが実質的に直結された状態となる。この状態では、一次側の端子部16p,16n及び二次側の端子部17p,17nの一方側に入力した直流電力を、そのまま(電圧変換をせずに)、他方側から出力することが可能である。   Further, the voltage converter 15b maintains the switch element S1b in the off state and maintains the switch element S2b in the on state, so that the bidirectional conversion between the primary side and the secondary side of the voltage converter 15b is performed. With respect to power transmission, the primary side and the secondary side of the voltage conversion unit 15b are substantially directly connected. In this state, the DC power input to one side of the primary side terminal portions 16p and 16n and the secondary side terminal portions 17p and 17n can be output as it is (without voltage conversion) from the other side. It is.

本実施形態では、上記の如く構成された4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2が図1に接続形態で、電圧変換ユニット3に組み込まれている。   In the present embodiment, four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 configured as described above are incorporated in the voltage conversion unit 3 in the connection form shown in FIG.

なお、図1では、図2Aに示す回路構成の2個の電圧変換部15a(15a1,15a2)のそれぞれの構成要素を区別するために、電圧変換部15a1の構成要素の参照符号の末尾に「1」を付し、電圧変換部15a2の構成要素の参照符号の末尾に「2」を付している。例えば、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのダイオードD2aに、それぞれ、参照符号D2a1,D2a2を付している。   In FIG. 1, in order to distinguish the respective components of the two voltage converters 15a (15a1, 15a2) of the circuit configuration shown in FIG. 2A, the reference numerals of the components of the voltage converter 15a1 are suffixed with “ 1 ”is added, and“ 2 ”is added to the end of the reference numerals of the components of the voltage conversion unit 15a2. For example, reference symbols D2a1 and D2a2 are assigned to the diodes D2a of the voltage converters 15a1 and 15a2, respectively.

同様に、図1では、図2Bに示す回路構成の2個の電圧変換部15b(15b1,15b2)のそれぞれの構成要素を区別するために、電圧変換部15b1の構成要素の参照符号の末尾に「1」を付し、電圧変換部15b2の構成要素の参照符号の末尾に「2」を付している。   Similarly, in FIG. 1, in order to distinguish each component of the two voltage converters 15b (15b1, 15b2) having the circuit configuration shown in FIG. 2B, the reference numerals of the components of the voltage converter 15b1 are added at the end of the reference numerals. “1” is added, and “2” is added to the end of the reference numerals of the components of the voltage converter 15b2.

また、図1では、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれの一次側の端子部16p,16n及び二次側の端子部17p,17nの図示を省略している。   In FIG. 1, the primary side terminal portions 16p and 16n and the secondary side terminal portions 17p and 17n of the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1 and 15b2 are not shown.

図1を参照して、4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれの基準電位側の端子部16n,17n(図示省略)は、それぞれに共通の配線ライン18n(基準電位ライン)を介して、負極側の第1入力端子部11n、第2入力端子部12n及び出力端子部13nと同電位に接続されている。   Referring to FIG. 1, terminal portions 16n and 17n (not shown) on the reference potential side of the four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1 and 15b2 are respectively connected to a common wiring line 18n (reference potential line). The first input terminal portion 11n, the second input terminal portion 12n, and the output terminal portion 13n on the negative electrode side are connected to the same potential.

さらに、4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれの二次側における高電位側の端子部17p(図示省略)は、それぞれに共通の配線ライン19pを介して正極側の出力端子部13pと同電位に接続されている。   Further, the high-potential side terminal portion 17p (not shown) on the secondary side of each of the four voltage conversion portions 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 is connected to the positive-side output terminal via a common wiring line 19p. It is connected to the same potential as the portion 13p.

また、図2Aに示した回路構成の2個の電圧変換部15a1,15a2の一次側における高電位側の端子部16p(図示省略)は、それぞれに共通の配線ライン20pを介して正極側の第1入力端子部11pと同電位に接続されている。配線ライン20pは、本発明における第1A通電路に相当する。   Further, the high-potential side terminal portion 16p (not shown) on the primary side of the two voltage converters 15a1 and 15a2 having the circuit configuration shown in FIG. 2A is connected to the positive-side side via the common wiring line 20p. The input terminal 11p is connected to the same potential. The wiring line 20p corresponds to the 1A energization path in the present invention.

そして、電圧変換部15a1,15a2は、それぞれのコイルLa1,La2を巻回するコアを共通化した対となっている。すなわち、電圧変換部15a1のコイルLa1と、電圧変換部15a2のコイルLa2とは、共通のコアCraに巻回されている。この場合、コイルLa1,La2は、それぞれへの通電時に相互誘導により発生する磁束が互いに逆向きの磁束になるように、互いに逆方向の巻線方向でコアCraに巻回されている。   The voltage converters 15a1 and 15a2 are a pair in which the cores around which the coils La1 and La2 are wound are shared. That is, the coil La1 of the voltage converter 15a1 and the coil La2 of the voltage converter 15a2 are wound around a common core Cra. In this case, the coils La1 and La2 are wound around the core Cra in winding directions opposite to each other so that magnetic fluxes generated by mutual induction when energized to each other are opposite to each other.

また、図2Bに示した回路構成の2個の電圧変換部15b1,15b2の一次側における高電位側の端子部16p(図示省略)は、それぞれに共通の配線ライン21pを介して正極側の第2入力端子部12pに同電位に接続されていると共に、ダイオードD3,D4及びスイッチ素子S4を有する通電路22pを介して正極側の第1入力端子部11pに接続されている。配線ライン21pは本発明における第2通電路に相当し、通電路22pは、本発明における第1B通電路に相当する。   Further, the high-potential side terminal portion 16p (not shown) on the primary side of the two voltage conversion portions 15b1 and 15b2 having the circuit configuration shown in FIG. 2B is connected to the positive-side side via the common wiring line 21p. The two input terminal portions 12p are connected to the same potential, and are connected to the positive first input terminal portion 11p via a conduction path 22p having diodes D3 and D4 and a switch element S4. The wiring line 21p corresponds to the second energization path in the present invention, and the energization path 22p corresponds to the 1B energization path in the present invention.

そして、電圧変換部15b1,15b2は、それぞれのコイルLb1,Lb2を巻回するコアを共通化した対となっている。すなわち、電圧変換部15b1のコイルLb1と、電圧変換部15b2のコイルLb2とは、共通のコアCrbに巻回されている。この場合、コイルLb1,Lb2は、それぞれへの通電時に相互誘導により発生する磁束が互いに逆向きの磁束になるように、互いに逆方向の巻線方向でコアCrbに巻回されている。   The voltage converters 15b1 and 15b2 are a pair in which the cores around which the coils Lb1 and Lb2 are wound are shared. That is, the coil Lb1 of the voltage converter 15b1 and the coil Lb2 of the voltage converter 15b2 are wound around a common core Crb. In this case, the coils Lb1 and Lb2 are wound around the core Crb in mutually opposite winding directions so that the magnetic fluxes generated by mutual induction when energized to each other are opposite to each other.

前記通電路22pに備えられたスイッチ素子S4は、IGBT、FET、パワートランジスタ等の半導体スイッチ素子により構成されている。そして、通電路22pでは、スイッチ素子S4に、ダイオードD3が直列に接続されていると共に、ダイオードD4が並列に接続されている。この場合、スイッチ素子S4の通電可能方向及びダイオードD3の順方向は、第1入力端子部11pから電圧変換部15b1,15b2に向かう方向である。また、このダイオードD4の順方向は、スイッチ素子S4の通電可能方向と逆方向である。   The switch element S4 provided in the energization path 22p is configured by a semiconductor switch element such as an IGBT, FET, or power transistor. In the energization path 22p, the diode D3 is connected in series to the switch element S4, and the diode D4 is connected in parallel. In this case, the energizable direction of the switch element S4 and the forward direction of the diode D3 are directions from the first input terminal portion 11p toward the voltage conversion portions 15b1 and 15b2. Further, the forward direction of the diode D4 is opposite to the energizable direction of the switch element S4.

通電路22pには、上記の如くスイッチ素子S4及びダイオードD3,D4が介装されているので、第2入力端子部12pは、配線ライン21p及び通電路22pを介して第1入力端子部11p及び配線ライン20pに接続されていることとなる。   Since the switching element S4 and the diodes D3 and D4 are interposed in the energization path 22p as described above, the second input terminal section 12p is connected to the first input terminal section 11p and the wiring line 21p and the energization path 22p. It is connected to the wiring line 20p.

そして、通電路22pのスイッチ素子S4のオフ状態では、通電路22pが遮断されるため、第2入力端子部12pと電圧変換部15a1,15a2の一次側とが、第1入力端子部11p及び配線ライン20pから電気的に切り離される。この状態では、第1電源1又は電圧変換部15a1,15a2の一次側と、第2電源2又は電圧変換部15b1,15b2の一次側との間では、いずれの方向でも電力伝送を行うことができないものとなる。   And in the OFF state of switch element S4 of energization path 22p, since energization path 22p is intercepted, the 2nd input terminal part 12p and the primary side of voltage conversion parts 15a1 and 15a2 are the 1st input terminal part 11p and wiring. It is electrically disconnected from the line 20p. In this state, power cannot be transmitted in any direction between the primary side of the first power supply 1 or the voltage conversion units 15a1 and 15a2 and the primary side of the second power supply 2 or the voltage conversion units 15b1 and 15b2. It will be a thing.

また、スイッチ素子S4のオン状態では、通電路22pでダイオードD3の順方向に通電可能となる一方、逆方向の通電が阻止される。このため、第1入力端子部11p又は配線ライン20pから、第2入力端子部12p又は電圧変換部15b1,15b2の一次側への通電は可能となるもの、逆方向への通電はダイオードD3により阻止される。ひいては、第1電源1から、通電路22pを介して第2電源2又は電圧変換部15b1,15b2の一次側に電力伝送を行うことは可能となるものの、第2電源2又は電圧変換部15b1,15b2の一次側から、第1電源1又は電圧変換部15a1,15a2の一次側への電力伝送はダイオードD3により阻止される。   Further, in the ON state of the switch element S4, it is possible to energize the diode D3 in the forward direction through the energization path 22p, while preventing energization in the reverse direction. Therefore, energization from the first input terminal portion 11p or the wiring line 20p to the primary side of the second input terminal portion 12p or the voltage converters 15b1 and 15b2 is possible, but energization in the reverse direction is blocked by the diode D3. Is done. As a result, although it is possible to transmit power from the first power source 1 to the primary side of the second power source 2 or the voltage converters 15b1 and 15b2 via the energization path 22p, the second power source 2 or the voltage converter 15b1, Power transmission from the primary side of 15b2 to the primary side of the first power supply 1 or the voltage converters 15a1 and 15a2 is blocked by the diode D3.

従って、スイッチ素子S4のオンオフ状態よらずに、第2電源2又は電圧変換部15b1,15b2の一次側から、第1電源1又は電圧変換部15a1,15a2の一次側への電力伝送はできないものとなっている。   Therefore, power transmission from the primary side of the second power source 2 or the voltage converters 15b1 and 15b2 to the primary side of the first power source 1 or the voltage converters 15a1 and 15a2 is not possible regardless of the on / off state of the switch element S4. It has become.

以上の如く電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2が相互に接続されているので、これらの電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれの二次側(負荷側)が、出力端子部13p,13nに対して並列に接続されている。   Since the voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 are connected to each other as described above, the secondary side (load side) of each of these voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 is connected to the output terminal unit 13p. , 13n are connected in parallel.

また、図2Aに示した回路構成の電圧変換部15a1,15a2のそれぞれの一次側(電源側)が、第1入力端子部11p,11nに対して並列に接続され、図2Bに示した回路構成の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの一次側(電源側)が、第2入力端子部12p,12nに対して並列に接続されている。   Also, the primary sides (power supply sides) of the voltage converters 15a1 and 15a2 having the circuit configuration shown in FIG. 2A are connected in parallel to the first input terminal portions 11p and 11n, and the circuit configuration shown in FIG. 2B. The primary side (power supply side) of each of the voltage conversion units 15b1 and 15b2 is connected in parallel to the second input terminal units 12p and 12n.

さらに、前記スイッチ素子S4のオン状態では、電圧変換部15a1,15a2に加えて、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの一次側が、第1電源1の電力を入力し得るように、第1入力端子部11p,11nに対して並列に接続された状態となる。   Furthermore, in the ON state of the switch element S4, in addition to the voltage converters 15a1 and 15a2, the first input terminal is connected so that the primary sides of the voltage converters 15b1 and 15b2 can input the power of the first power supply 1. It will be in the state connected in parallel with respect to the parts 11p and 11n.

本実施形態の電圧変換ユニット3は、以上の如く構成されている。このため、第1電源1の電力を、4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれに入力することが可能となっている。従って、電圧変換ユニット3は、第1電源1に対しては、4相構成のDC/DCコンバータとして機能し得る。   The voltage conversion unit 3 of the present embodiment is configured as described above. For this reason, it is possible to input the electric power of the first power supply 1 to each of the four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2. Therefore, the voltage conversion unit 3 can function as a DC / DC converter having a four-phase configuration with respect to the first power supply 1.

以降の説明では、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれを、順番に、第1相の電圧変換部15a1、第2相の電圧変換部15a2、第3相の電圧変換部15b1、第4相の電圧変換部15b2ということがある。   In the following description, each of the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 is replaced with a first-phase voltage converter 15a1, a second-phase voltage converter 15a2, a third-phase voltage converter 15b1, Sometimes referred to as a four-phase voltage converter 15b2.

なお、第1電源1から第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2に電力を入力することは、第1電源1の出力電圧が第2電源2の出力電圧よりも大きくなっている状況下で、通電路22pのスイッチ素子S4をオン状態に制御することで可能となる。   Note that inputting power from the first power source 1 to the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 causes the output voltage of the first power source 1 to be higher than the output voltage of the second power source 2. Under the circumstances, this is possible by controlling the switch element S4 of the energization path 22p to be in an ON state.

また、第2電源2の電力は、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2に入力することはできず、3相の電圧変換部15b1、第4相の電圧変換部15b2だけに入力することが可能となっている。従って、電圧変換ユニット3は、第2電源2に対しては、2相構成のDC/DCコンバータとして機能し得るように構成されている。   The power of the second power supply 2 cannot be input to the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2, and only to the three-phase voltage converter 15b1 and the fourth-phase voltage converter 15b2. It is possible to input. Therefore, the voltage conversion unit 3 is configured to function as a two-phase DC / DC converter with respect to the second power supply 2.

このように、第1相〜第4相の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のうちの、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2は、第1電源1及び第2電源2の双方の電力を入力し得る電圧変換部(すなわち、第1電源1及び第2電源2に対して共用の電圧変換部)となっており、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2は、第1電源1の電力だけを入力し得る電圧変換部(すなわち、第1電源1に対して専用の電圧変換部)となっている。   Thus, of the first to fourth phase voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2, the third phase and fourth phase voltage converters 15b1 and 15b2 are the first power source 1 and the second power source, respectively. 2 is a voltage converter that can input both powers (that is, a voltage converter shared by the first power source 1 and the second power source 2), and the voltage converter 15a1 for the first phase and the second phase. , 15a2 is a voltage converter that can input only the power of the first power supply 1 (that is, a voltage converter dedicated to the first power supply 1).

この場合、共通のコアCraに巻回されたコイルLa1,La2をそれぞれ有する第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の対においては、それぞれの電圧変換部15a1,15a2に電力を入力し得る電源は互いに一致する(本実施形態では、第1電源1のみ)。   In this case, in the pair of voltage converters 15a1 and 15a2 of the first phase and the second phase each having coils La1 and La2 wound around a common core Cra, power is input to the voltage converters 15a1 and 15a2. The power sources that can be used match each other (in this embodiment, only the first power source 1).

同様に、共通のコアCrbに巻回されたコイルLb1,Lb2をそれぞれ有する第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の対についても、それぞれの電圧変換部15b1,15b2に電力を入力し得る電源は互いに一致する(本実施形態では、第1電源1及び第2電源2の双方)。   Similarly, power is input to the voltage converters 15b1 and 15b2 for the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 having the coils Lb1 and Lb2 wound around the common core Crb. The power sources that can be used coincide with each other (both the first power source 1 and the second power source 2 in this embodiment).

また、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれは、コイルLb1,Lb2と、出力端子部13pとの間に、スイッチ素子S2b1,S2b2を備えるため、電動機100の回生運転時においては、出力端子部13p,13n側から、電圧変換部15b1又は15b2を介して、蓄電器である第2電源2に電力を供給して、該第2電源2の充電を行うことが可能となっている。   In addition, since each of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 includes the switch elements S2b1 and S2b2 between the coils Lb1 and Lb2 and the output terminal unit 13p, the regenerative operation of the electric motor 100 is performed. In this case, it is possible to charge the second power supply 2 by supplying power from the output terminal section 13p, 13n to the second power supply 2 that is a capacitor via the voltage conversion section 15b1 or 15b2. ing.

あるいは、第1電源1の電力を、第1相又は第2相の電圧変換部15a1又は15a1と、第3相又は第4相の電圧変換部15b1又は15b1とを経由させて、第2電源2にに充電することも可能である。   Alternatively, the power of the first power supply 1 is passed through the first-phase or second-phase voltage conversion unit 15a1 or 15a1 and the third-phase or fourth-phase voltage conversion unit 15b1 or 15b1, and then the second power supply 2 It is also possible to charge the battery.

さらに、通電路22pのスイッチ素子S4のオン状態では、第1入力端子部11pが、ダイオードD3の順方向において、通電路22pを介して第2入力端子部12pに導通することとなるため、第1電源1の出力電圧が第2電源2の出力電圧よりも大きくなっている状況下では、第1電源1の電力を、通電路22pを介して直接的に(電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2を経由させずに)、第2電源2に充電することも可能である。   Further, in the ON state of the switch element S4 of the energization path 22p, the first input terminal portion 11p is electrically connected to the second input terminal portion 12p via the energization path 22p in the forward direction of the diode D3. In a situation where the output voltage of one power source 1 is larger than the output voltage of the second power source 2, the power of the first power source 1 is directly (voltage converters 15a1, 15a2, 15b1 via the conduction path 22p. , 15b2), the second power supply 2 can be charged.

なお、第1電源1に対して専用の第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2として、図2Bに示した回路構成の電圧変換部15bを用いることも可能である。   Note that the voltage converter 15b having the circuit configuration shown in FIG. 2B can be used as the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2 dedicated to the first power supply 1.

ただし、第1電源1は、充電できない電源であるので、スイッチ素子S2は不要である。このため、本実施形態では、電圧変換ユニット3の小型化、軽量化、もしくは低コスト化のために、第1電源1に対して専用の電圧変換部15a1,15a2として、図2Aに示した回路構成の電圧変換部15aを採用している。   However, since the first power source 1 is a power source that cannot be charged, the switch element S2 is unnecessary. Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the size, weight, or cost of the voltage conversion unit 3, the circuit shown in FIG. 2A is used as the voltage conversion units 15a1 and 15a2 dedicated to the first power supply 1. The voltage converter 15a having the configuration is employed.

本実施形態では、電圧変換ユニット3は、以上の如く構成されている。なお、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の組は、本発明における第1変換群に相当し、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の組は、本発明における第2変換群に相当する。   In the present embodiment, the voltage conversion unit 3 is configured as described above. The set of voltage converters 15a1 and 15a2 for the first phase and the second phase corresponds to the first conversion group in the present invention, and the set of voltage converters 15b1 and 15b2 for the third phase and the fourth phase is This corresponds to the second conversion group in the invention.

補足すると、電圧変換ユニット3は、単一構造のものである必要はなく、複数のユニットを相互に接続して構成されたものであってもよい。   Supplementally, the voltage conversion unit 3 does not have to have a single structure, and may be configured by connecting a plurality of units to each other.

また、本実施形態では、前記コンデンサC1〜C3及び抵抗R3を、電圧変換ユニット3に含めているが、該コンデンサC1〜C3及び抵抗R3は、電圧変換ユニット3に含まれない構成要素とみなしてもよい。   In the present embodiment, the capacitors C1 to C3 and the resistor R3 are included in the voltage conversion unit 3, but the capacitors C1 to C3 and the resistor R3 are regarded as components not included in the voltage conversion unit 3. Also good.

また、前記コンタクタ6,7を電圧変換ユニット3の構成要素とみなしてもよい。   The contactors 6 and 7 may be regarded as components of the voltage conversion unit 3.

制御部4は、CPU、RAM、ROM、インターフェース回路等を含む1つ以上の電子回路ユニットにより構成されている。この制御部4は、実装されたハードウェア構成又はプログラム(ソフトウェア構成)によって、電圧変換ユニット3の動作制御(詳しくは、スイッチ素子S1a1,S1a2,S1b1,S1b2,S2b1,S2b2,S4のオンオフ制御)を行う機能を有する。   The control unit 4 is configured by one or more electronic circuit units including a CPU, a RAM, a ROM, an interface circuit, and the like. The control unit 4 controls the operation of the voltage conversion unit 3 according to the implemented hardware configuration or program (software configuration) (specifically, on / off control of the switch elements S1a1, S1a2, S1b1, S1b2, S2b1, S2b2, S4). It has a function to perform.

この制御部4の制御処理によって、本実施形態の電源システムA1の種々様々な動作が実現される。以下に、制御部4が実行する制御処理を説明する。なお、以降の説明では、本実施形態の電源システムA1は、例えば、電動機100を動力源として走行する電動車両(以下、単に車両という)に搭載されているものとする。また、以降の説明では、第1電源1の出力電圧及び第2電源2の出力電圧のそれぞれの参照符号として、Vfc、Vbatを用いる。   Various operations of the power supply system A1 of the present embodiment are realized by the control processing of the control unit 4. Below, the control process which the control part 4 performs is demonstrated. In the following description, it is assumed that the power supply system A1 of the present embodiment is mounted on, for example, an electric vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) that runs using the electric motor 100 as a power source. In the following description, Vfc and Vbat are used as reference symbols for the output voltage of the first power supply 1 and the output voltage of the second power supply 2, respectively.

制御部4は、コンタクタ6,7がオン状態となっている状態(車両の走行可能状態)で、以下に説明する制御処理(第1〜第6b制御処理)を実行する。   The control unit 4 executes control processes (first to sixth b control processes) described below in a state where the contactors 6 and 7 are in an on state (a vehicle travelable state).

以下、これらの制御処理を説明する。   Hereinafter, these control processes will be described.

(第1制御処理)
第1制御処理は、電動機100の力行運転時に、第2電源2の出力電圧Vbatが第1電源1の出力電圧Vfcよりも高くなっている場合に、図4に示す如く第1電源1及び第2電源2の双方の電力(主に、電源1の電力)を電動機100に給電しつつ、該電動機100に比較的小さな駆動力を発生させる制御処理である。
(First control process)
In the first control process, when the output voltage Vbat of the second power source 2 is higher than the output voltage Vfc of the first power source 1 during the power running operation of the electric motor 100, the first power source 1 and the first power source 1 as shown in FIG. This is control processing for generating a relatively small driving force in the electric motor 100 while supplying electric power from both the two power sources 2 (mainly, electric power of the power source 1) to the electric motor 100.

この第1制御処理は、例えば、電動機100の要求加速度(電動機100の出力軸の回転角加速度の要求値)又は要求駆動力が所定の閾値よりも小さい状況、あるいは、電動機100の動作速度(電動機100の出力軸の回転角速度)が所定の閾値よりも低い低速域での電動機100のクルーズ運転状態等、電動機100に発生させるべき駆動力が比較的小さなものとなる力行運転時に実行される制御処理である。   This first control process is performed, for example, when the required acceleration of the electric motor 100 (the required value of the rotational angular acceleration of the output shaft of the electric motor 100) or the required driving force is smaller than a predetermined threshold, or the operating speed of the electric motor 100 (the electric motor Control processing executed during powering operation in which the driving force to be generated in the electric motor 100 is relatively small, such as a cruise operation state of the electric motor 100 in a low speed region where the rotational angular velocity of the output shaft 100 is lower than a predetermined threshold. It is.

なお、電動機100の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも小さい状況は、換言すれば、車両の要求加速度又は要求駆動力(要求推進力)が所定の閾値よりも小さい状況(車両の緩加速状況)である。   It should be noted that the situation where the required acceleration or required driving force of the electric motor 100 is smaller than the predetermined threshold value, in other words, the situation where the required acceleration or required driving force (requested propulsive force) of the vehicle is smaller than the predetermined threshold value (the vehicle's gentle Acceleration situation).

また、電動機100のクルーズ運転状態は、該電動機100の出力軸の回転角速度がほぼ一定に保たれる運転状態である。そして、電動機100の動作速度が所定の閾値よりも低い低速域での電動機100のクルーズ運転状態は、換言すれば、車速が所定の閾値よりも低い低速域での車両のクルーズ走行状態である。   Further, the cruise operation state of the electric motor 100 is an operation state in which the rotational angular velocity of the output shaft of the electric motor 100 is kept substantially constant. The cruise operation state of the electric motor 100 in the low speed region where the operating speed of the electric motor 100 is lower than the predetermined threshold value is, in other words, the cruise driving state of the vehicle in the low speed region where the vehicle speed is lower than the predetermined threshold value.

第1制御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、第2電源2の出力電圧Vbatが第1電源1の出力電圧Vfcよりも高くなっている状況で、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2及びスイッチ素子S2b1,S2b2をオフ状態に維持する。なお、通電路22pのスイッチ素子S4はオン状態及びオフ状態のいずれでもよい。   The first control process is executed as follows. That is, the control unit 4 is configured so that each of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 is in a situation where the output voltage Vbat of the second power supply 2 is higher than the output voltage Vfc of the first power supply 1. The switch elements S1b1 and S1b2 and the switch elements S2b1 and S2b2 are kept off. Note that the switch element S4 of the energization path 22p may be either on or off.

これにより、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2は、それぞれ、一次側に入力される第2電源2の電力を、そのまま(電圧変換を行わずに)二次側に出力する直結状態となる。このため、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの出力電圧(二次側電圧)、ひいては、電力出力部13p,13nの発生電圧は、第2電源2の出力電圧にほぼ一致する電圧となる。   As a result, the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 respectively output the power of the second power supply 2 input to the primary side to the secondary side as it is (without performing voltage conversion). Directly connected. For this reason, the output voltages (secondary side voltages) of the voltage converters 15b1 and 15b2 of the third phase and the fourth phase, and thus the generated voltages of the power output units 13p and 13n, become the output voltage of the second power supply 2. The voltages are almost the same.

また、制御部4は、第1電源1の電力が入力される第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の出力電圧(二次側電圧)を、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの出力電圧(≒第2電源2の出力電圧)に一致させるように、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作を行わせる。   In addition, the control unit 4 uses the output voltages (secondary side voltages) of the first-phase and second-phase voltage conversion units 15a1 and 15a2 to which the power of the first power supply 1 is input as the third-phase and fourth-phase voltages. The voltage converters 15a1 and 15a2 for the first phase and the second phase are boosted so as to match the output voltages of the voltage converters 15b1 and 15b2 (≈the output voltage of the second power supply 2).

この昇圧動作では、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチング(オンオフ)が周期的に行われると共に、そのスイッチングのデューティを調整することで、電圧変換部15a1,15a2の出力電圧が制御される。   In this step-up operation, the switching elements S1a1 and S1a2 of the voltage converters 15a1 and 15a2 are periodically switched (on / off), and the output of the voltage converters 15a1 and 15a2 is adjusted by adjusting the switching duty. The voltage is controlled.

この場合、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングは、例えば、図3Aに示すように、スイッチ素子S1a1,S1a2,のそれぞれがオン(又はオフ)になるタイミングが、スイッチング周期Tcを、スイッチ素子S1a1,S1a2の個数(=2)で除算してなる時間幅(=Tc/2)に相当する位相(すなわち、180degの位相)だけずれるように行われる。   In this case, the switching of the switching elements S1a1 and S1a2 of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 is performed when the switching elements S1a1 and S1a2 are turned on (or turned off) as shown in FIG. 3A, for example. The period Tc is shifted by a phase corresponding to a time width (= Tc / 2) obtained by dividing the cycle Tc by the number of switch elements S1a1 and S1a2 (= 2) (that is, a phase of 180 degrees).

このようにすることで、電圧変換部15a1,15a2の出力電圧のリップルを低減することができる。   By doing in this way, the ripple of the output voltage of voltage converter 15a1, 15a2 can be reduced.

第1制御処理では、以上の如く電圧変換ユニット3を作動させることで、図4に示す如く、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作を行いながら、第1電源1及び第2電源2の双方から電動機100に電力が給電され、該電動機100の力行運転(比較的小さな駆動力での力行運転)が行われる。   In the first control process, by operating the voltage conversion unit 3 as described above, as shown in FIG. 4, the first power supply 1 while performing the boosting operation of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 of the first phase and the second phase. Then, electric power is supplied to the electric motor 100 from both the second power source 2 and the electric motor 100 is operated in a powering operation (powering operation with a relatively small driving force).

この場合、主に、第1電源1(燃料電池)の電力を、電動機100に給電し、第2電源2(蓄電器)の電力を、第1電源1の電力の不足分を補うように、補助的に電動機100に供給することができる。   In this case, the power of the first power source 1 (fuel cell) is mainly supplied to the motor 100, and the power of the second power source 2 (capacitor) is supplemented so as to compensate for the shortage of power of the first power source 1. Thus, the electric motor 100 can be supplied.

なお、電動機100への通電電流が十分に小さい場合には、電圧変換部15a1,15a2のいずれか一方だけに昇圧動作を行わせるようにしてもよい。   In addition, when the energization current to the electric motor 100 is sufficiently small, only one of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 may be caused to perform the boosting operation.

また、出力端子部13p,13nに生成される二次側の電圧(インバータ5への入力電圧)を、電動機100を効率よく動作させるための最適電圧に制御するために、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のスイッチ素子S1b1,S2b2のスイッチング制御を行うようにしてもよい。   Further, in order to control the secondary side voltage (input voltage to the inverter 5) generated in the output terminal portions 13p and 13n to the optimum voltage for operating the electric motor 100 efficiently, the third phase and the fourth phase are controlled. The switching control of the switching elements S1b1 and S2b2 of the phase voltage converters 15b1 and 15b2 may be performed.

(第2制御処理)
第2制御処理は、電動機100の力行運転時に、図5に示す如く第1電源1及び第2電源2の双方から比較的大きな電力を電動機100に給電しつつ、該電動機100に比較的大きな駆動力を発生させる制御処理である。
(Second control process)
In the second control process, during the power running operation of the motor 100, relatively large power is supplied from both the first power source 1 and the second power source 2 to the motor 100 as shown in FIG. It is a control process that generates force.

この第2制御処理は、例えば、電動機100の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値(最大値寄りの閾値)よりも大きい状況(電動機100に比較的大きな駆動力を発生させるように力行運転を行う状況)で実行される制御処理である。   In the second control process, for example, power running operation is performed so that the required acceleration or required driving force of the electric motor 100 is larger than a predetermined threshold (threshold near the maximum value) (the electric motor 100 generates a relatively large driving force). This is a control process that is executed in a situation to be performed).

なお、電動機100の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも大きい状況は、換言すれば、車両の要求加速度又は要求駆動力(要求推進力)が所定の閾値よりも大きい状況(車両の急加速状況)である。   It should be noted that the situation where the required acceleration or required driving force of the electric motor 100 is larger than the predetermined threshold value, in other words, the situation where the required acceleration or required driving force (requested propulsive force) of the vehicle is larger than the predetermined threshold value (the vehicle sudden Acceleration situation).

第2制御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、前記通電路22pのスイッチ素子S4をオン状態に制御した状態で、第1相〜第4相の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれの昇圧動作を行わせる。   The second control process is executed as follows. That is, the control unit 4 causes each of the voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 of the first to fourth phases to be boosted while the switch element S4 of the energization path 22p is controlled to be in an on state. .

この場合、制御部4は、蓄電器である第2電源2の電力が入力される第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの出力電圧(二次側電圧)を、所定の目標値に近づけるように、フィードバック制御処理を実行することで、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングのデューティを決定する。そして、そのデューティに従って、スイッチ素子S1b1,S1b2のそれぞれのスイッチング(オンオフ)を行わせる。   In this case, the control unit 4 uses the output voltages (secondary side voltages) of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 to which the power of the second power supply 2 as a capacitor is input as a predetermined voltage. By executing the feedback control process so as to approach the target value, the switching duty of each of the switch elements S1b1 and S1b2 of the voltage converters 15b1 and 15b2 is determined. Then, switching (on / off) of the switch elements S1b1 and S1b2 is performed according to the duty.

これにより、電圧制御のフィードバック制御により、電圧変換部15b1,15b2の昇圧動作が行われる。   Thus, the voltage converters 15b1 and 15b2 are boosted by feedback control of voltage control.

また、制御部4は、燃料電池である第1電源1の電力が入力される第1相及び第2相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれの出力電流を、所定の目標値(例えば、電動機100の電流要求値から、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のトータルの出力電流を差し引いた電流量)に近づけるように、フィードバック制御処理を実行することで、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチング(オンオフ)のデューティを決定する。そして、そのデューティに従って、スイッチ素子S1a1,S1a2のそれぞれのスイッチングを行わせる。   In addition, the control unit 4 uses the output currents of the first-phase and second-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 to which the power of the first power supply 1 that is a fuel cell is input as a predetermined target value (for example, an electric motor). The voltage conversion unit 15a1 is executed by executing the feedback control process so as to be close to the current requirement value of 100 and the current amount obtained by subtracting the total output current of the third and fourth phase voltage conversion units 15b1 and 15b2. , 15a2 switching duty of switching elements S1a1, S1a2 is determined. Then, switching of each of the switch elements S1a1 and S1a2 is performed according to the duty.

これにより、電流制御のフィードバック制御により、電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作が行われる。   Thus, the voltage converters 15a1 and 15a2 are boosted by current control feedback control.

ここで、燃料電池である第1電源1は、比較的大きな電流を出力する状態では、電流の変化に対する電圧の変化の感度が低いため、該第1電源1の電力を入力する電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作の安定性を高める上で、電圧制御よりも電流制御が適している。   Here, since the first power supply 1 that is a fuel cell is in a state of outputting a relatively large current, the sensitivity of the voltage change with respect to the current change is low. , 15a2 is more suitable for current control than for voltage control.

このため、本実施形態では、第1電源1の電力が入力される第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作を電流制御により行わせ、第2電源2の電力が入力される第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の昇圧動作を電圧制御により行わせるようにしている。   For this reason, in the present embodiment, the first phase and second phase voltage converters 15a1 and 15a2 to which the power of the first power source 1 is input are boosted by current control, and the power of the second power source 2 is input. The step-up operation of the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 is performed by voltage control.

また、第1相〜第4相の4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2,S1b1,S1b2のスイッチングは、例えば、図3Bに示すように、スイッチ素子S1a1,S1b1,S1a2,S1b2のそれぞれがオン(又はオフ)になるタイミングが、スイッチング周期Tcを、スイッチ素子S1a1,S1b1,S1a2,S1b2の個数(=4)で除算してなる時間幅(=Tc/4)に相当する位相(すなわち、90degの位相)だけ順番に(第1相、第3相、第2相、第4相の順番で)ずれるように行われる。   In addition, the switching of the switching elements S1a1, S1a2, S1b1, and S1b2 of the four voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 in the first to fourth phases is, for example, as shown in FIG. 3B. The timing at which each of S1a1, S1b1, S1a2, and S1b2 is turned on (or off) is a time width (= Tc) obtained by dividing the switching cycle Tc by the number of switch elements S1a1, S1b1, S1a2, and S1b2 (= 4). / 4) (ie, a phase of 90 deg.) Is sequentially shifted (in the order of the first phase, the third phase, the second phase, and the fourth phase).

このようにすることで、第1制御処理の場合と同様に、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2の出力電圧のリップルを低減することができる。   By doing in this way, the ripple of the output voltage of voltage converter 15a1, 15a2, 15b1, 15b2 can be reduced similarly to the case of the 1st control processing.

第2制御処理では、以上の如く電圧変換ユニット3を作動させることで、図5に示す如く、第1相〜第4相の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2の昇圧動作を行いながら、第1電源1及び第2電源2の双方から電動機100に大きな電力が給電され、該電動機100の力行運転(大きな駆動力での力行運転)が行われる。   In the second control process, by operating the voltage conversion unit 3 as described above, as shown in FIG. 5, while performing the step-up operation of the first to fourth phase voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2, Large electric power is supplied from both the first power source 1 and the second power source 2 to the electric motor 100, and the electric motor 100 is operated in a powering operation (powering operation with a large driving force).

この場合、通電路22pのスイッチ素子S4をオン状態に制御しておくことで、第2制御処理の実行中に、第2電源2の出力電圧が低下しても、第1電源1から第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2を介して電動機100への供給電力を確保することができる。併せて、第1電源1の電力を第2電源2に充電することもできる。   In this case, even if the output voltage of the second power supply 2 decreases during the execution of the second control process by controlling the switch element S4 of the energization path 22p to be in the ON state, Supply power to the electric motor 100 can be ensured via the phase and fourth phase voltage converters 15b1 and 15b2. In addition, the power of the first power source 1 can be charged to the second power source 2.

なお、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも高くなっている状態で、スイッチ素子S4をオフ状態にしてもよい。   Note that the switch element S4 may be turned off in a state where the output voltage Vfc of the first power supply 1 is higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2.

(第3制御処理及び第4制御処理)
本実施形態では、第2電源2は、出力密度が高い蓄電器であるので、第2電源2の電力を頻繁に電動機100に給電すると、該第2電源2の電力が早期に枯渇する虞がある。
(Third control process and fourth control process)
In the present embodiment, since the second power source 2 is a power storage device having a high output density, there is a risk that the power of the second power source 2 will be depleted early if the power of the second power source 2 is frequently supplied to the motor 100. .

このため、第1電源1の電力を、第2電源2に適宜、充電することが行われる。この充電は、第3制御処理又は第4制御処理により行われる。   For this reason, the electric power of the 1st power supply 1 is charged to the 2nd power supply 2 suitably. This charging is performed by the third control process or the fourth control process.

第3制御処理は、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも高くなっている状況で、例えば図6に示す如く、第2電源2の充電を行う制御処理である。   The third control process is a control process for charging the second power supply 2 as shown in FIG. 6, for example, in a situation where the output voltage Vfc of the first power supply 1 is higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2. is there.

この第3制御処理では、制御部4は、前記通電路22pのスイッチ素子S4をオン状態に維持する。   In the third control process, the control unit 4 maintains the switch element S4 of the energization path 22p in the on state.

この場合、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも高いので、図6に示す如く、第1電源1の電力が、通電路22pを経由して第2電源2に充電される。この場合、第1電源1の電力を、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2を経由させずに第2電源2に充電できるため、第1電源1の電力を効率よく(低損失で)、第2電源2に充電することができる。   In this case, since the output voltage Vfc of the first power supply 1 is higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2, as shown in FIG. 6, the power of the first power supply 1 passes through the energization path 22p and the second power supply 2 Is charged. In this case, since the power of the first power source 1 can be charged to the second power source 2 without going through the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, 15b2, the power of the first power source 1 can be efficiently (with low loss), The second power source 2 can be charged.

なお、図6では、車両の停車時等、電動機100の力行運転もしくは回生運転を行っていない状況(電動機100の運転停止状態)で、第1電源1の電力を第2電源2に充電する状況を示している。ただし、後述する如く、第3制御処理は、電動機100の力行運転時又は回生運転時にも実行し得る。   In FIG. 6, the power of the first power supply 1 is charged to the second power supply 2 in a situation where the power running operation or the regenerative operation of the electric motor 100 is not performed (operation stop state of the electric motor 100), such as when the vehicle is stopped. Is shown. However, as will be described later, the third control process can also be executed during the power running operation or the regenerative operation of the electric motor 100.

一方、第4制御処理は、第2電源2の出力電圧Vbatが第1電源1の出力電圧Vfcよりも高くなっている状況、すなわち、第1電源1の電力を通電路22pを経由して第2電源2に供給することがダイオードD3により阻止される状況で、例えば図7に示す如く、第2電源2の充電を行う制御処理である。   On the other hand, in the fourth control process, the output voltage Vbat of the second power supply 2 is higher than the output voltage Vfc of the first power supply 1, that is, the power of the first power supply 1 is passed through the energization path 22p. In the situation where the supply to the two power sources 2 is blocked by the diode D3, for example, as shown in FIG.

この制御処理では、制御部4は、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2のそれぞれの昇圧動作を行わせる。この場合、制御部4は、例えば、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2のそれぞれの出力電圧(二次側電圧)が、第2電源2の出力電圧Vbatよりも若干高い電圧値になるように、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングのデューティを制御する。   In this control process, the control unit 4 causes each of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 of the first phase and the second phase to perform a boosting operation. In this case, for example, the control unit 4 is configured such that the output voltages (secondary side voltages) of the first-phase and second-phase voltage conversion units 15a1 and 15a2 are slightly higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2. The switching duty of each of the switch elements S1a1 and S1a2 of the voltage converters 15a1 and 15a2 is controlled so as to be a value.

なお、スイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングは、前記第1制御処理の場合と同様に、図3Aに示した如く位相をずらして行われる。   Note that switching of the switch elements S1a1 and S1a2 is performed by shifting the phase as shown in FIG. 3A, as in the case of the first control process.

さらに、制御部4は、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2をオフ状態に維持すると共に、スイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持する。これにより、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2は、それぞれ、二次側に入力される電力を、そのまま(電圧変換を行わずに)、一次側から出力し得る直結状態となる。   Furthermore, the control unit 4 maintains the switch elements S1b1 and S1b2 of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 in the off state and maintains the switch elements S2b1 and S2b2 in the on state. As a result, the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 each have a direct connection state in which the power input to the secondary side can be output from the primary side as it is (without performing voltage conversion). Become.

このため、図7に示す如く、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作によって昇圧された第1電源1の電力が、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の二次側から一次側に伝送され、さらに、該電圧変換部15b1,15b2の一次側から第2電源2に充電される。   Therefore, as shown in FIG. 7, the power of the first power source 1 boosted by the boosting operation of the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2 is converted into the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1. , 15b2 is transmitted from the secondary side to the primary side, and further, the second power source 2 is charged from the primary side of the voltage converters 15b1, 15b2.

なお、図7では、図6の場合と同様に、車両の停車時等、電動機100の運転停止状態で、第1電源1の電力を第2電源2に充電する状況を示している。ただし、後述する如く、第4制御処理は、電動機100の力行運転時又は回生運転時にも実行し得る。   7 shows a situation where the power of the first power source 1 is charged to the second power source 2 when the electric motor 100 is stopped, such as when the vehicle is stopped, as in the case of FIG. However, as will be described later, the fourth control process can also be executed during the power running operation or the regenerative operation of the electric motor 100.

上記のように、第2電源2の出力電圧Vbatが第1電源1の出力電圧Vfcよりも高くなっている状況では、第1電源1の電力を、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2と、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2とを順に経由させて、第2電源2に充電することができる。   As described above, in the situation where the output voltage Vbat of the second power supply 2 is higher than the output voltage Vfc of the first power supply 1, the power of the first power supply 1 is converted into voltage converters for the first phase and the second phase. The second power supply 2 can be charged through the 15a1 and 15a2 and the third and fourth phase voltage converters 15b1 and 15b2 in order.

なお、第4制御処理では、第2電源2への充電電流が小さなものとなる状況では、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の一方の昇圧動作だけを行うようにしてもよい。   In the fourth control process, in a situation where the charging current to the second power source 2 is small, only one boosting operation of the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2 may be performed. Good.

また、第4制御処理では、通電路22pのスイッチ素子S4をオフ状態に維持してもよい。   In the fourth control process, the switch element S4 of the energization path 22p may be maintained in the off state.

また、第4制御処理において、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の降圧動作(二次側に入力される電力の電圧を降圧して一次側に伝送する降圧動作)を行うことも可能である。この場合には、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングを、図3Aに示した態様と同様の態様で、位相をずらして行うことが好ましい。   Further, in the fourth control process, the step-down operation of the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2 (step-down operation for stepping down the voltage of the power input to the secondary side and transmitting it to the primary side) is performed. It is also possible. In this case, it is preferable to switch the switching elements S1b1 and S1b2 of the voltage converters 15b1 and 15b2 in a manner similar to that shown in FIG.

補足すると、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも高い状況で、通電路22pのスイッチ素子S4をオフ状態に維持した状態では、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2と、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2と順に経由させて、第2電源2に充電する(換言すれば、第4制御処理により第2電源2を充電する)ことも可能である。   Supplementally, in a state where the output voltage Vfc of the first power supply 1 is higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2 and the switch element S4 of the conduction path 22p is maintained in the OFF state, the first phase and the second phase The second power supply 2 is charged through the voltage conversion units 15a1 and 15a2 and the third and fourth phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 in this order (in other words, the second power supply 2 is connected by the fourth control process). It is also possible to charge).

ただし、電力損失を極力低減する上では、前記第3制御処理により、第1電源1の電力を通電路22pを経由させて第2電源2に充電することが好ましい。   However, in order to reduce the power loss as much as possible, it is preferable that the power of the first power source 1 is charged to the second power source 2 via the energization path 22p by the third control process.

(第5a制御処理及び第5b制御処理)
第5a制御処理は、電動機100の力行運転時に、図8に示す如く、第1電源1の電力を電動機100に給電することと、前記第3制御処理により、第1電源1の電力を第2電源2に充電することとを並行して行う制御処理、第5b制御処理は、電動機100の力行運転時に、図9に示す如く、第1電源1の電力を電動機100に給電することと、前記第4制御処理により、第1電源1の電力を第2電源2に充電することとを並行して行う制御処理である。
(5a control process and 5b control process)
As shown in FIG. 8, during the power running operation of the electric motor 100, the 5a control process supplies the electric power of the first power source 1 to the electric motor 100, and the third control process supplies the electric power of the first power source 1 to the second power. The control process for charging the power source 2 in parallel, the 5b control process, as shown in FIG. 9, during the powering operation of the electric motor 100, supplying the electric power of the first power source 1 to the electric motor 100; The fourth control process is a control process in which the power of the first power supply 1 is charged to the second power supply 2 in parallel.

これらの第5a制御処理及び第5b制御処理は、例えば、電動機100の要求加速度又は要求駆動力が小さなものとなる状況、例えば電動機100の動作速度(電動機100の出力軸の回転角速度)が所定の閾値よりも高いものとなる高速域での電動機100のクルーズ運転状態で実行される制御処理である。   These 5a control processing and 5b control processing are, for example, situations where the required acceleration or required driving force of the electric motor 100 is small, for example, the operating speed of the electric motor 100 (the rotational angular velocity of the output shaft of the electric motor 100) is predetermined. This is a control process executed in the cruise operation state of the electric motor 100 in a high speed range that is higher than the threshold value.

なお、電動機100の動作速度(電動機100の出力軸の回転角速度)が所定の閾値よりも高いものとなる高速域での電動機100のクルーズ運転状態は、換言すれば、車速が所定の閾値よりも高い高速域での車両のクルーズ走行状態である。   Note that the cruise operation state of the electric motor 100 in a high speed range where the operating speed of the electric motor 100 (the rotational angular speed of the output shaft of the electric motor 100) is higher than a predetermined threshold value, in other words, the vehicle speed is higher than the predetermined threshold value. The vehicle is in a cruise state at a high speed.

第5a制御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、第1電源1の出力電圧が第2電源2の出力電圧よりも高くなっている状況で、前記第3制御処理により、第1電源1の電力を通電路22pを介して第2電源2に充電することと並行して、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のうちの1つ以上の電圧変換部の昇圧動作を行わせることで、該電圧変換部を介して第1電源1の電力を電動機100に給電する。   The 5a control process is executed as follows. That is, the control unit 4 supplies the power of the first power source 1 through the energization path 22p by the third control process in a situation where the output voltage of the first power source 1 is higher than the output voltage of the second power source 2. In parallel with the charging of the second power source 2, the boost operation of one or more of the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, 15b2 is performed so that the voltage converter Electric power from the first power supply 1 is supplied to the electric motor 100.

この場合、制御部4は、電動機100に供給すべき電流が多くなるほど、昇圧動作を行わせる電圧変換部(以降、昇圧動作対象の電圧変換部という)の個数(相数)を多くするようには、昇圧動作対象の電圧変換部を選定する。   In this case, the control unit 4 increases the number (phase number) of voltage conversion units (hereinafter referred to as voltage conversion units to be boosted) for performing the boosting operation as the current to be supplied to the electric motor 100 increases. Selects the voltage converter for boosting operation.

例えば、制御部4は、電動機100に供給すべき電流が比較的小さい場合には、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の対、あるいは、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の対を昇圧動作対象の電圧変換部として選定し、電動機100に供給すべき電流が比較的大きい場合には、第1相〜第4相の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2を昇圧動作対象の電圧変換部として選定する。   For example, when the current to be supplied to the electric motor 100 is relatively small, the control unit 4 sets the voltage of the first phase and second phase voltage conversion units 15a1 and 15a2 or the voltage of the third phase and the fourth phase. When a pair of converters 15b1 and 15b2 is selected as a voltage converter to be boosted and the current to be supplied to the motor 100 is relatively large, the first to fourth phase voltage converters 15a1, 15a2, and 15b1 , 15b2 are selected as voltage conversion units to be boosted.

そして、制御部4は、昇圧動作対象の電圧変換部の出力電圧(二次側電圧)が、電動機100の力行運転に必要な所定の電圧になるように、昇圧動作対象の電圧変換部のそれぞれのスイッチ素子S1a又はS1bのスイッチングのデューティを制御する。   The control unit 4 then sets each of the voltage conversion units to be boosted so that the output voltage (secondary side voltage) of the voltage conversion unit to be boosted becomes a predetermined voltage necessary for the power running operation of the electric motor 100. The switching duty of the switch element S1a or S1b is controlled.

この場合、昇圧動作対象の電圧変換部が、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の対、あるいは、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の対である場合には。それぞれのスイッチ素子(S1a1,S1a2)又は(S1b1,S1b2)のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして行われる。また、昇圧動作対象の電圧変換部が、第1相〜第4相の4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2である場合には、それぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2,S1b1,S1b2のスイッチングは、図3Bに示した態様で位相をずらして行われる。   In this case, the voltage conversion unit to be boosted is a pair of first-phase and second-phase voltage conversion units 15a1 and 15a2 or a pair of third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2. To. Switching of each switch element (S1a1, S1a2) or (S1b1, S1b2) is performed by shifting the phase in the manner shown in FIG. 3A. Further, when the voltage converters to be boosted are the four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, 15b2 of the first phase to the fourth phase, the switching elements S1a1, S1a2, S1b1, S1b2 Switching is performed by shifting the phase in the manner shown in FIG. 3B.

上記の如く前記第3制御処理を含む第5a制御処理を実行することで、例えば図8に例示する如く、第1電源1の電力を通電路22pを介して第2電源2に充電することと並行して、第1電源1の電力を昇圧動作対象の電圧変換部(図8に示す例では、第1相〜第4相の4個の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2)を介して電動機100に給電することが行われる。   By executing the 5a control process including the third control process as described above, for example, as illustrated in FIG. 8, the power of the first power supply 1 is charged to the second power supply 2 through the energization path 22p. In parallel, the power of the first power supply 1 is passed through the voltage converters to be boosted (in the example shown in FIG. 8, four voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, 15b2 of the first to fourth phases). Then, power is supplied to the electric motor 100.

補足すると、電動機100に供給すべき電流が十分に小さい場合には、電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のうちのいずれか1相の電圧変換部だけを昇圧動作対象の電圧変換部として選定してもよい。   Supplementally, when the current to be supplied to the electric motor 100 is sufficiently small, only one of the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 is selected as the voltage converter to be boosted. May be.

あるいは、電動機100に供給すべき電流が多くなるに伴い、昇圧動作対象の電圧変換部の個数(相数)を1つずつ、増やすようにしてもよい。ただし、共通のコアCra又はCrbを有する電圧変換部15a1,15a2の対、あるいは、電圧変換部15b1,15b2の対を、極力、一緒に選定することが好ましい。   Alternatively, as the current to be supplied to the electric motor 100 increases, the number of voltage conversion units (number of phases) to be boosted may be increased by one. However, it is preferable to select a pair of voltage converters 15a1 and 15a2 having a common core Cra or Crb or a pair of voltage converters 15b1 and 15b2 as much as possible.

一方、第5b制御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、第2電源2の出力電圧が第1電源1の出力電圧よりも高くなっている状況で、前記第4制御処理により、第1電源1の電力を、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15b1と、第3相及び第4相の電圧変換部15a1,15b1と順に経由させて第2電源2に充電することと並行して、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2を介して第1電源1の電力を電動機100に給電する。   On the other hand, the 5b control process is executed as follows. That is, the control unit 4 uses the fourth control process to change the power of the first power supply 1 and the first phase in a situation where the output voltage of the second power supply 2 is higher than the output voltage of the first power supply 1. In parallel with charging the second power source 2 through the second phase voltage converters 15a1 and 15b1 and the third and fourth phase voltage converters 15a1 and 15b1 in order, the first phase and the second phase The electric power of the first power source 1 is supplied to the electric motor 100 via the phase voltage converters 15a1 and 15a2.

この場合、制御部4は、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作によって、該電圧変換部15a1,15a2の出力電圧(二次側の電圧)が、第2電源2の出力電圧Vbatよりも高い電圧で、電動機100の力行運転に必要な所定の電圧になるように、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングのデューティを制御する。   In this case, the control unit 4 causes the output voltage (secondary voltage) of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 to be the second power supply 2 by the boost operation of the voltage conversion units 15a1 and 15a2 of the first phase and the second phase. The switching duty of each of the switch elements S1a1 and S1a2 of the voltage converters 15a1 and 15a2 is controlled so that the output voltage Vbat is higher than the output voltage Vbat and becomes a predetermined voltage necessary for the power running operation of the electric motor 100.

なお、スイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして実行される。   Note that the switching of the switch elements S1a1 and S1a2 is executed by shifting the phase in the manner shown in FIG. 3A.

さらに、制御部4は、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持した状態で、該電圧変換部15b1,15b2の降圧動作によって、該電圧変換部15b1,15b2の一次側の出力電圧が、第2電源2の出力電圧よりも若干高い電圧になるように、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングのデューティを制御する。   Further, the control unit 4 maintains the switching elements S2b1 and S2b2 of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 in the ON state, and the voltage conversion units 15b1 and 15b2 perform the step-down operation. The switching duty of each switch element S1b1, S1b2 of the voltage converter 15b1, 15b2 so that the primary output voltage of the voltage converter 15b1, 15b2 is slightly higher than the output voltage of the second power supply 2 To control.

なお、スイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして実行される。   Note that switching of the switch elements S1b1 and S1b2 is executed with the phase shifted in the manner shown in FIG. 3A.

上記の如く前記第4制御処理を含む第5b制御処理を実行することで、図9に示す如く、第1電源1の電力を、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15b1と、第3相及び第4相の電圧変換部15a1,15b1と順に経由させて第2電源2に充電することと並行して、第1電源1の電力を第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15b1を介して電動機100に給電することが行われる。   By executing the 5b control process including the fourth control process as described above, as shown in FIG. 9, the power of the first power supply 1 is converted into the first and second phase voltage converters 15a1 and 15b1, In parallel with charging the second power supply 2 through the voltage converters 15a1 and 15b1 of the third phase and the fourth phase in order, the voltage converter of the first phase and the second phase converts the power of the first power supply 1 Electric power is supplied to the electric motor 100 via 15a1 and 15b1.

補足すると、電動機100に供給すべき電流が十分に小さい場合には、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2のいずれか一方だけの昇圧動作を行い、あるいは、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のいずれか一方だけの降圧動作を行うようにしてもよい。   Supplementally, when the current to be supplied to the electric motor 100 is sufficiently small, the boost operation of only one of the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2 is performed, or the third-phase and The step-down operation of only one of the four-phase voltage converters 15b1 and 15b2 may be performed.

以上の如く第5a制御処理又は第5b制御処理を実行することで、第1電源1から電動機100への給電を行いながら、第1電源1の電力を第2電源2に充電することができる。このため、第1電源1の電力だけで電動機100の力行運転を行い得る状況で、該2電源2を充電して、該第2電源2の電力の枯渇を予防することができる。   By executing the 5a control process or the 5b control process as described above, the power of the first power supply 1 can be charged to the second power supply 2 while power is supplied from the first power supply 1 to the electric motor 100. For this reason, in the situation where the power running operation of the electric motor 100 can be performed only with the electric power of the first power source 1, the two power sources 2 can be charged to prevent the power of the second power source 2 from being depleted.

(第6a制御処理及び第6b制御処理)
第6a制御処理は、電動機100の回生運転時(車両の回生制動時)に、図10に示す如く、電動機100から出力される回生電力を蓄電器である第2電源2に充電することと、前記第3制御処理により、第1電源1の電力を第2電源2に充電することとを並行して行う制御処理、第6b制御処理は、電動機100の回生運転時(車両の回生制動時)に、図11に示す如く、電動機100から出力される回生電力を蓄電器である第2電源2に充電することと、前記第4制御処理により、第1電源1の電力を第2電源2に充電することとを並行して行う制御処理である。
(6a control process and 6b control process)
The 6a control process includes charging the regenerative power output from the electric motor 100 to the second power source 2 as a capacitor as shown in FIG. 10 during the regenerative operation of the electric motor 100 (at the time of regenerative braking of the vehicle); In the third control process, the control process in which the electric power of the first power supply 1 is charged in the second power supply 2 and the 6b control process are performed during the regenerative operation of the electric motor 100 (at the time of regenerative braking of the vehicle). As shown in FIG. 11, the regenerative power output from the electric motor 100 is charged to the second power source 2 as a capacitor, and the power of the first power source 1 is charged to the second power source 2 by the fourth control process. This is a control process that performs this in parallel.

第6a御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも高くなっている状況で、前記第3制御処理により、第1電源1の電力を通電路22pを介して第2電源2に充電することと並行して、電動機100の回生電力を入力する第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2の降圧動作を行わせることで、該電圧変換部15b1,15b2を介して回生電力を第2電源2に充電する。   The process 6a is executed as follows. That is, the control unit 4 supplies the power of the first power supply 1 by the third control process in a situation where the output voltage Vfc of the first power supply 1 is higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2. In parallel with charging the second power supply 2 via the voltage conversion, the voltage conversion unit 15b1 and 15b2 for inputting the regenerative power of the electric motor 100 performs step-down operation of the voltage conversion unit 15b1 and 15b2 to perform the voltage conversion. The regenerative power is charged to the second power source 2 via the units 15b1 and 15b2.

この場合、制御部4は、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1、S1a2をオフ状態に維持する。   In this case, the control unit 4 maintains the switch elements S1a1 and S1a2 of the first-phase and second-phase voltage conversion units 15a1 and 15a2 in the off state.

さらに、制御部4は、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持した状態で、該電圧変換部15b1,15b2の降圧動作によって、該電圧変換部15b1,15b2の一次側の出力電圧が、第1電源1の出力電圧Vfcとほぼ同じ電圧になるように、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングのデューティを制御する。   Further, the control unit 4 maintains the switching elements S2b1 and S2b2 of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 in the ON state, and the voltage conversion units 15b1 and 15b2 perform the step-down operation. Switching duty of each switch element S1b1, S1b2 of the voltage converter 15b1, 15b2 so that the primary side output voltage of the voltage converter 15b1, 15b2 becomes substantially the same voltage as the output voltage Vfc of the first power supply 1 To control.

なお、スイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして実行される。   Note that switching of the switch elements S1b1 and S1b2 is executed with the phase shifted in the manner shown in FIG. 3A.

上記の如く前記第3制御処理を含む第6a制御処理を実行することで、図10に示す如く、第1電源1の電力を通電路22pを介して第2電源2に充電することと並行して、電動機100の回生電力を第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2を介して第2電源2に充電することが行われる。   By performing the 6a control process including the third control process as described above, the power of the first power supply 1 is charged to the second power supply 2 through the energization path 22p as shown in FIG. Thus, the regenerative power of the electric motor 100 is charged into the second power source 2 via the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2.

補足すると、電力出力部13p,13nに入力される回生電力の電圧が第1電源1の出力電圧Vfcとほぼ同じ電圧に制御されている場合には、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持すると共に、スイッチ素子S1b1,S1b2をオフ状態に維持することで、該電圧変換部15b1,15b2を直結状態にしてもよい。   Supplementally, when the voltage of the regenerative power input to the power output units 13p and 13n is controlled to be substantially the same voltage as the output voltage Vfc of the first power supply 1, the voltage converters of the third phase and the fourth phase The voltage conversion units 15b1 and 15b2 may be directly connected by maintaining the switch elements S2b1 and S2b2 of 15b1 and 15b2 in the on state and maintaining the switch elements S1b1 and S1b2 in the off state.

一方、第6b制御処理は、次のように実行される。すなわち、制御部4は、第2電源2の出力電圧Vbatが第1電源1の出力電圧Vfcよりも高くなっている状況で、前記第4制御処理により、第1電源1の電力を、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15b1と、第3相及び第4相の電圧変換部15a1,15b1と順に経由させて第2電源2に充電することと並行して、電動機100の回生電力を第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2を介して第2電源2に充電する。   On the other hand, the 6b control process is executed as follows. That is, the control unit 4 uses the fourth control process to change the power of the first power supply 1 to the first power level in a situation where the output voltage Vbat of the second power supply 2 is higher than the output voltage Vfc of the first power supply 1. In parallel with charging the second power supply 2 through the voltage converters 15a1 and 15b1 for the phase and second phase and the voltage converters 15a1 and 15b1 for the third phase and the fourth phase in order, the regeneration of the electric motor 100 is performed. The second power source 2 is charged with electric power via the third-phase and fourth-phase voltage converters 15b1 and 15b2.

この場合、制御部4は、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2の昇圧動作によって、該電圧変換部15a1,15a2の出力電圧(二次側の電圧)が、回生電力の電圧(詳しくは、電動機100からインバータ5を介して電力出力部13p,13nに入力される回生電力の電圧)とほぼ同じ電圧になるように、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのスイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングのデューティを制御する。   In this case, the control unit 4 causes the output voltage (secondary voltage) of the voltage converters 15a1 and 15a2 to be the voltage of the regenerative power by the boost operation of the first-phase and second-phase voltage converters 15a1 and 15a2. (Specifically, the switching elements S1a1 and S1a2 of the voltage converters 15a1 and 15a2 are set to substantially the same voltage as the voltage of regenerative power input from the electric motor 100 to the power output units 13p and 13n via the inverter 5). Control the switching duty.

なお、スイッチ素子S1a1,S1a2のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして実行される。   Note that the switching of the switch elements S1a1 and S1a2 is executed by shifting the phase in the manner shown in FIG. 3A.

さらに、制御部4は、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持した状態で、該電圧変換部15b1,15b2の降圧動作によって、該電圧変換部15b1,15b2の一次側の出力電圧が、第2電源2の出力電圧Vbatよりも若干高い電圧になるように、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングのデューティを制御する。   Further, the control unit 4 maintains the switching elements S2b1 and S2b2 of the third-phase and fourth-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 in the ON state, and the voltage conversion units 15b1 and 15b2 perform the step-down operation. The switching elements S1b1 and S1b2 of the voltage converters 15b1 and 15b2 are switched so that the output voltage on the primary side of the voltage converters 15b1 and 15b2 is slightly higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2. Control the duty.

なお、スイッチ素子S1b1,S1b2のスイッチングは、図3Aに示した態様で位相をずらして実行される。   Note that switching of the switch elements S1b1 and S1b2 is executed with the phase shifted in the manner shown in FIG. 3A.

補足すると、電力出力部13p,13nに入力される回生電力の電圧が第2電源2の出力電圧Vbatよりも若干高い電圧に制御されている場合には、第3相及び第4相の電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのスイッチ素子S2b1,S2b2をオン状態に維持すると共に、スイッチ素子S1b1,S1b2をオフ状態に維持することで、該電圧変換部15b1,15b2を直結状態にしてもよい。   Supplementally, when the voltage of the regenerative power input to the power output units 13p and 13n is controlled to a voltage slightly higher than the output voltage Vbat of the second power supply 2, the voltage conversion of the third phase and the fourth phase The voltage conversion units 15b1 and 15b2 may be directly connected by maintaining the switch elements S2b1 and S2b2 of the units 15b1 and 15b2 in the on state and maintaining the switch elements S1b1 and S1b2 in the off state.

以上の如く第6a制御処理又は第6b制御処理を実行することで、電動機100の回生運転時に、回生電力に加えて、第1電源1の電力をも第2電源2に充電することができる。ひいては、第2電源2の電力を短時間で回復させることができる。   By executing the 6a control process or the 6b control process as described above, the power of the first power supply 1 can be charged to the second power supply 2 in addition to the regenerative power during the regenerative operation of the electric motor 100. As a result, the electric power of the 2nd power supply 2 can be recovered in a short time.

補足する以上説明した電圧変換ユニット3の制御処理において、スイッチ素子S4をオフ状態からオン状態に切替える場合には、第1電源1の出力電圧Vfcが第2電源2の出力電圧Vbatよりも小さい状態で、スイッチ素子S4の切替えを行うことで、突入電流を抑制することができる。   In the control process of the voltage conversion unit 3 described above, when the switching element S4 is switched from the off state to the on state, the output voltage Vfc of the first power source 1 is lower than the output voltage Vbat of the second power source 2 Thus, the inrush current can be suppressed by switching the switch element S4.

以上説明した実施形態によれば、電圧変換ユニット3は、第1相〜第4相の電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2のうちを第3相及び4相の電圧変換部15b1,15b2を第1電源1及び第2電源2で共用し、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2を第1電源1で専用に使用し得るように構成されている。このため、第1電源1及び第2電源2の電力の伝送を、それぞれの電源1,2の特性に適した種々様々な態様で適切に制御することができると共に、電圧変換ユニット3の小型化、軽量化、もしくは低コスト化を実現できる。   According to the embodiment described above, the voltage conversion unit 3 includes the third-phase and four-phase voltage conversion units 15b1 and 15b2 among the first- to fourth-phase voltage conversion units 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2. The first power supply 1 and the second power supply 2 are used in common, and the first phase and second phase voltage converters 15a1 and 15a2 can be used exclusively by the first power supply 1. For this reason, the power transmission of the first power source 1 and the second power source 2 can be appropriately controlled in various modes suitable for the characteristics of the power sources 1 and 2, and the voltage conversion unit 3 can be downsized. , Weight reduction or cost reduction can be realized.

また、第1電源1に専用の第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2、あるいは、充電できない第1電源1(燃料電池)に、第2電源の電力が供給されることが、ダイオードD3を有する簡単な回路構成で確実に阻止することができる。   Also, the power of the second power source is supplied to the first and second phase voltage converters 15a1, 15a2 dedicated to the first power source 1, or the first power source 1 (fuel cell) that cannot be charged. A simple circuit configuration having the diode D3 can surely prevent it.

ひいては、第1電源1の保護と、第1相及び第2相の電圧変換部15a1,15a2を使用した第1電源1の電力伝送とを高い信頼性で実現できる。   As a result, protection of the 1st power supply 1 and electric power transmission of the 1st power supply 1 using the voltage conversion parts 15a1 and 15a2 of the 1st phase and the 2nd phase are realizable with high reliability.

また、共通のコアCraを有する電圧変換部15a1,15a2に電力を入力し得る電源が互いに一致する(第1電源1)ので、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのコイルLa1、La2に対してアンバランスな通電を行うことを極力防止することができる。   In addition, since the power sources that can input power to the voltage conversion units 15a1 and 15a2 having the common core Cra match each other (the first power supply 1), the voltage conversion units 15a1 and 15a2 are uncoupled from the coils La1 and La2, respectively. Performing balanced energization can be prevented as much as possible.

同様に、共通のコアCrbを有する電圧変換部15b1,15b2に電力を入力し得る電源が互いに一致する(第1電源1及び第2電源2の双方)ので、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのコイルLb1、Lb2に対してアンバランスな通電を行うことを極力防止することができる。   Similarly, since the power sources that can input power to the voltage converters 15b1 and 15b2 having the common core Crb coincide with each other (both the first power source 1 and the second power source 2), each of the voltage converters 15b1 and 15b2 It is possible to prevent unbalanced energization of the coils Lb1 and Lb2 as much as possible.

ひいてはコアCra,Crbの飽和を防止し、各電圧変換部15a1,15a2,15b1,15b2での電力伝送効率を高めることができる。   As a result, saturation of the cores Cra and Crb can be prevented, and the power transmission efficiency in each of the voltage converters 15a1, 15a2, 15b1, and 15b2 can be increased.

なお、以上説明した実施形態では、電圧変換部15a1,15a2のコアCraを共通化すると共に、電圧変換部15b1,15b2のコアCrbを共通化したが、電圧変換部15a1,15a2のそれぞれのコアを各別にしたり、あるいは、電圧変換部15b1,15b2のそれぞれのコアを各別にしてもよい。   In the embodiment described above, the core Cra of the voltage converters 15a1 and 15a2 is shared, and the core Crb of the voltage converters 15b1 and 15b2 is shared, but the cores of the voltage converters 15a1 and 15a2 are Alternatively, the cores of the voltage conversion units 15b1 and 15b2 may be different.

また、第1電源1及び第2電源2に共通の電圧変換部は、1つ又は3つ以上であってもよく、第1電源1に専用の電圧変換部は、1つ又は3つ以上であってもよい。   Further, the voltage converter common to the first power source 1 and the second power source 2 may be one or three or more, and the voltage converter dedicated to the first power source 1 may be one or three or more. There may be.

また、第2電源2に専用の1つ以上の電圧変換部をさらに備えてもよい。   The second power source 2 may further include one or more voltage conversion units dedicated to the second power source 2.

また、前記実施形態では、電気負荷として電動機100を採用した場合を例にとって説明したが、電気負荷は、電動機100以外の電動アクチュエータ等であってもよい。   In the embodiment, the case where the electric motor 100 is adopted as the electric load has been described as an example. However, the electric load may be an electric actuator other than the electric motor 100 or the like.

また、第1電源1は燃料電池以外の電源、例えば、第2電源2よりも大容量の蓄電器であってもよい。この場合、第1電源1は、その劣化の進行を極力防止すること等ために、回生電力の充電、あるいは、第2電源2からの充電が禁止される電源であってもよい。   The first power source 1 may be a power source other than the fuel cell, for example, a capacitor having a larger capacity than the second power source 2. In this case, the first power source 1 may be a power source in which charging of regenerative power or charging from the second power source 2 is prohibited in order to prevent the progress of deterioration as much as possible.

また、本発明の電源システムは、車両以外の輸送機器(例えば、船舶、軌道車両、航空機等)に搭載されたものであってもよい。あるいは、電源システムは、定置型の設備に備えられたものであってもよい。   Further, the power supply system of the present invention may be mounted on a transportation device other than a vehicle (for example, a ship, a rail vehicle, an aircraft, etc.). Alternatively, the power supply system may be provided in a stationary facility.

1A…電源システム、1…第1電源、2…第2電源、3…電圧変換ユニット、4…制御部、11p…第1入力端子部(第1電力入力部)、12p…第2入力端子部(第2電力入力部)、13p,13n…出力端子部(電力出力部)、15a1,15a2,15b1,15b2…電圧変換部、La1,Lb1…コイル、Cra,Crb…コア、20p…配線ライン(第1A通電路)、21p…配線ライン(第2通電路)、22p…通電路(第1B通電路)、D3…ダイオード、S4…スイッチ素子、100…電動機(電気負荷)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... Power supply system, 1 ... 1st power supply, 2 ... 2nd power supply, 3 ... Voltage conversion unit, 4 ... Control part, 11p ... 1st input terminal part (1st power input part), 12p ... 2nd input terminal part (Second power input unit), 13p, 13n ... output terminal unit (power output unit), 15a1, 15a2, 15b1, 15b2 ... voltage conversion unit, La1, Lb1 ... coil, Cra, Crb ... core, 20p ... wiring line ( 1A energization path), 21p ... wiring line (second energization path), 22p ... energization path (1B energization path), D3 ... diode, S4 ... switch element, 100 ... electric motor (electric load).

Claims (21)

第1電源及び第2電源と、
前記第1電源及び第2電源の電力がそれぞれ入力される第1電力入力部及び第2電力入力部と、前記第1電源及び第2電源の電力を前記第1電力入力部又は第2電力入力部から入力可能であり、入力された電力の電圧を変換してなる電力を出力可能に各々構成された複数の電圧変換部とを有し、該複数の電圧変換部が、共通の電力出力部から外部の電気負荷に電力を出力し得るように該電力出力部に並列に接続された電圧変換ユニットと、
前記電圧変換ユニットを制御する機能を有する制御部とを備えており、
前記電圧変換ユニットは、前記第1電源及び前記第2電源のうちの第1電源の電力だけを入力し得る1つ以上の前記電圧変換部の組である第1変換群と、前記第1電源及び前記第2電源の双方の電力を入力し得る1つ以上の電圧変換部の組である第2変換群とを有するように構成されており、
前記制御部は、前記第1変換群と前記第2変換群とを各別の制御態様で制御し得るように構成されていることを特徴とする電源システム。
A first power source and a second power source;
The first power input unit and the second power input unit to which the power of the first power source and the second power source are respectively input, and the power of the first power source and the second power source are the first power input unit or the second power input. And a plurality of voltage converters each configured to be able to output power obtained by converting the voltage of the input power, the plurality of voltage converters being a common power output unit A voltage conversion unit connected in parallel to the power output unit so as to be able to output power to an external electric load;
A control unit having a function of controlling the voltage conversion unit,
The voltage conversion unit includes a first conversion group that is a set of one or more voltage conversion units that can receive only power of a first power supply of the first power supply and the second power supply, and the first power supply. And a second conversion group that is a set of one or more voltage conversion units that can receive power from both of the second power sources,
The power supply system, wherein the control unit is configured to control the first conversion group and the second conversion group in different control modes.
請求項1記載の電源システムにおいて、
前記第1電源及び前記第2電源は、前記第1電源の方が前記第2電源よりもエネルギー密度が高く、且つ、前記第2電源の方が前記第1電源よりも出力密度が高いという互いに異なる特性を有していることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 1, wherein
The first power source and the second power source are such that the first power source has a higher energy density than the second power source, and the second power source has a higher output density than the first power source. A power supply system characterized by having different characteristics.
請求項1又は2記載の電源システムにおいて、
前記第1電源は燃料電池であり、前記第2電源は蓄電器であることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 1 or 2,
The first power source is a fuel cell, and the second power source is a battery.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記電圧変換ユニットは、前記第1変換群に属する前記電圧変換部に前記第1電力入力部から電力を供給する第1A通電路と、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に前記第1電力入力部から電力を供給する第1B通電路と、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に前記第2電力入力部から電力を供給する第2通電路とを備えており、前記第1B通電路は、前記第1電力入力部から、前記第2変換群に属する前記電圧変換部に向かう方向と逆方向の電力伝送を阻止するダイオードを有すると共に、前記第2電源の電力が前記第2通電路から第1B通電路を通って前記第1電力入力部側に伝送されるのが阻止されるように前記ダイオードを介して前記第2通電路に接続されていることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 3,
The voltage conversion unit includes a first A energization path that supplies power from the first power input unit to the voltage conversion unit belonging to the first conversion group, and the first voltage conversion unit belonging to the second conversion group. A first B energization path for supplying power from a power input unit; and a second energization path for supplying power from the second power input unit to the voltage conversion unit belonging to the second conversion group. The energization path includes a diode that blocks power transmission in a direction opposite to the direction from the first power input unit toward the voltage conversion unit belonging to the second conversion group, and the power of the second power source is the second power source. A power supply system connected to the second energization path through the diode so as to be prevented from being transmitted from the energization path through the first B energization path to the first power input unit side .
請求項4記載の電源システムにおいて、
前記第1B通電路は、該第1B通電路での通電を遮断可能なスイッチ素子をさらに有することを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 4, wherein
The 1B energization path further includes a switch element capable of interrupting energization in the 1B energization path.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力すると共に、前記第2電力入力部から前記第2変換群の電圧変換部に前記第2電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させ、且つ、前記第2変換群の電圧変換部を、入力された電力をそのまま出力させるように動作させることにより、前記第1電源及び第2電源の双方の電力を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給する第1制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 5,
The control unit inputs power of the first power source from the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group, and from the second power input unit to the voltage conversion unit of the second conversion group. In a state where the power of the second power supply is input, the voltage conversion unit of the first conversion group is operated to perform voltage conversion of the input power, and the voltage conversion unit of the second conversion group is operated. A function of executing a first control process for supplying the power of both the first power source and the second power source to the electric load from the power output unit by causing the input power to be output as it is. A power supply system configured to have a power supply system.
請求項6記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも小さい場合に、又は、前記電動機のクルーズ運転状態で、前記第1制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to claim 6, wherein
The electrical load is an electric motor;
The control unit is configured to have a function of executing the first control process when a required acceleration or a required driving force of the electric motor is smaller than a predetermined threshold or in a cruise operation state of the electric motor. A power supply system characterized by
請求項1〜7のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力すると共に、前記第2電力入力部から前記第2変換群の電圧変換部に前記第2電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群及び前記第2変換群のそれぞれの電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させることにより、前記第1電源及び第2電源の双方の電力を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給する第2制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 7,
The control unit inputs power of the first power source from the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group, and from the second power input unit to the voltage conversion unit of the second conversion group. By operating the voltage conversion units of the first conversion group and the second conversion group so as to perform voltage conversion of the input power in a state where the power of the second power supply is input, the first conversion group and the second conversion group are operated. A power supply system configured to have a function of executing a second control process for supplying power from both the first power supply and the second power supply to the electric load from the power output unit.
請求項8記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記第2制御処理において、前記第1変換群の電圧変換部を電圧制御及び電流制御のうちの一方の制御態様で制御し、前記第2変換群の電圧変換部を電圧制御及び電流制御のうちの他方の制御態様で制御するように構成されていることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 8, wherein
In the second control process, the control unit controls the voltage conversion unit of the first conversion group in one control mode of voltage control and current control, and controls the voltage conversion unit of the second conversion group. And the power supply system comprised so that it may control by the other control aspect among current control.
請求項9記載の電源システムにおいて、
前記第1電源は燃料電池、前記第2電源は蓄電器であり、
前記制御部は、前記第2制御処理において、前記第1変換群の電圧変換部を電流制御の制御態様で制御し、前記第2変換群の電圧変換部を電圧制御の制御態様で制御するように構成されていることを特徴とする電源システム。
The power supply system according to claim 9, wherein
The first power source is a fuel cell, and the second power source is a capacitor;
In the second control process, the control unit controls the voltage conversion unit of the first conversion group in a control mode of current control, and controls the voltage conversion unit of the second conversion group in a control mode of voltage control. It is comprised in the power supply system characterized by the above-mentioned.
請求項8〜10のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の要求加速度又は要求駆動力が所定の閾値よりも大きい場合に、前記第1変換群及び前記第2変換群のそれぞれの電圧変換部に昇圧動作を行わせるように前記第2制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 8 to 10,
The electrical load is an electric motor;
The controller is configured to cause the voltage converters of the first conversion group and the second conversion group to perform a boost operation when the required acceleration or required driving force of the electric motor is greater than a predetermined threshold. A power supply system configured to have a function of executing a second control process.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記第2電源は、充電可能な蓄電器であり、
前記制御部は、
前記第1電力入力部に入力された前記第1電源の電力の全体又は一部を前記第1変換群及び第2変換群のそれぞれ電圧変換部に入力せずに、前記第1電力入力部から前記第2電力入力部に供給することにより、前記第1電源の電力を前記第2電源に充電する第3制御処理と、
前記第1電力入力部から前記第1変換群の電圧変換部に前記第1電源の電力を入力した状態で、前記第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させ、且つ、前記第1変換群の電圧変換部から出力される電力の全体又は一部を前記第2変換群の電圧変換部に前記電力出力部側から入力した状態で、該2変換群の電圧変換部を前記第2電力入力部に電力を出力させるように動作させることにより、前記第1電源の電力を、前記第2電源に充電する第4制御処理とのうちの少なくとも一方の制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 1 to 11,
The second power source is a rechargeable battery,
The controller is
Without inputting all or part of the power of the first power source input to the first power input unit to the voltage conversion units of the first conversion group and the second conversion group, from the first power input unit. A third control process for charging the second power source with the power of the first power source by supplying the second power input unit;
In the state where the power of the first power source is input from the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group, the voltage conversion unit of the first conversion group performs voltage conversion of the input power. And the whole or a part of the power output from the voltage conversion unit of the first conversion group is input to the voltage conversion unit of the second conversion group from the side of the power output unit. At least one of the fourth control process for charging the power of the first power source to the second power source by operating the voltage conversion unit of the conversion group to output power to the second power input unit. A power supply system configured to have a function of executing the control process.
請求項12記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記第1電源から前記第1電力入力部に入力される電力の電圧が、前記第2電源から前記第2電力入力部に入力される電力の電圧よりも高い場合に、前記第3制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to claim 12,
The control unit, when the voltage of power input from the first power source to the first power input unit is higher than the voltage of power input from the second power source to the second power input unit, A power supply system configured to have a function of executing a third control process.
請求項12又は13記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記第1電源から前記第1電力入力部に入力される電力の電圧が、前記第2電源から前記第2電力入力部に入力される電力の電圧よりも低い場合に、前記第4制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to claim 12 or 13,
When the voltage of power input from the first power source to the first power input unit is lower than the voltage of power input from the second power source to the second power input unit, the control unit, A power supply system configured to have a function of executing a fourth control process.
請求項12〜14のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記電気負荷への電力の供給時に、前記第1電力入力部に入力された前記第1電源の電力の一部を前記第1変換群の電圧変換部に入力した状態で、該第1変換群の電圧変換部を、入力された電力の電圧変換を行わせるように動作させるとことにより、前記第1電源の電力を前記電力出力部から前記電気負荷に供給することを、前記第3制御処理と並行して行う制御処理である第5a制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 12 to 14,
The control unit is configured to input a part of the power of the first power source input to the first power input unit to the voltage conversion unit of the first conversion group when supplying power to the electric load. Supplying the electric power of the first power source from the power output unit to the electric load by operating the voltage conversion unit of the first conversion group to perform voltage conversion of the input power; A power supply system configured to have a function of executing a 5a control process which is a control process performed in parallel with the third control process.
請求項12〜15のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記電気負荷への電力の供給時に、前記第1変換群の電圧変換部から出力される電力の一部を、前記電力出力部から前記電気負荷に供給することを、前記第4制御処理と並行して行う制御処理である第5b制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 12 to 15,
The control unit supplies a part of power output from the voltage conversion unit of the first conversion group to the electric load from the power output unit when supplying power to the electric load. A power supply system configured to have a function of executing a 5b control process which is a control process performed in parallel with the four control processes.
請求項15記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の所定の速度以上でのクルーズ運転状態で、前記5a制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to claim 15, wherein
The electrical load is an electric motor;
The control unit is configured to have a function of executing the 5a control process in a cruise operation state at a predetermined speed or higher of the electric motor.
請求項16記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の所定の速度以上でのクルーズ運転状態で、前記第5b制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to claim 16, wherein
The electrical load is an electric motor;
The power supply system, wherein the control unit is configured to have a function of executing the 5b control process in a cruise operation state at a speed equal to or higher than a predetermined speed of the electric motor.
請求項12〜18のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、回生電力を出力可能な電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の回生運転時に、前記電動機の回生電力を前記電力出力部から前記第2変換群の電圧変換部に入力した状態で、該2変換群の電圧変換部を前記第2電力入力部に電力を出力させるように動作させることにより、前記回生電力を前記第2電源に充電することを、前記第3制御処理と並行して行う制御処理である第6a制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 12 to 18,
The electric load is an electric motor capable of outputting regenerative power,
In the regenerative operation of the electric motor, the control unit inputs the regenerative power of the electric motor from the power output unit to the voltage conversion unit of the second conversion group, and sets the voltage conversion unit of the second conversion group to the second conversion group. By operating the power input unit to output power, the 6a control process, which is a control process for performing the charging of the regenerative power to the second power source in parallel with the third control process, is executed. A power supply system configured to have a function.
請求項12〜19のいずれか1項に記載の電源システムにおいて、
前記電気負荷は、回生電力を出力可能な電動機であり、
前記制御部は、前記電動機の回生運転時に、前記回生電力を前記電力出力部側から前記第2変換群の電圧変換部に入力することにより、該回生電力を該第2変換群の電圧変換部から前記第2電源に充電することを、前記第4制御処理を並行して行う制御処理である第6b制御処理を実行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源システム。
The power supply system according to any one of claims 12 to 19,
The electric load is an electric motor capable of outputting regenerative power,
The control unit is configured to input the regenerative power from the power output unit side to the voltage conversion unit of the second conversion group during the regenerative operation of the electric motor, thereby to convert the regenerative power into the voltage conversion unit of the second conversion group. The power supply system is configured to have a function of executing a 6b control process, which is a control process for performing the fourth control process in parallel with charging the second power supply from 1 to 2.
請求項1〜20のいずれか1項に記載の電源システムを備えることを特徴とする輸送機器。   A transportation device comprising the power supply system according to any one of claims 1 to 20.
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