JP2018133907A - Charge control device - Google Patents

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Daisuke Sato
大介 佐藤
隆英 飯田
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隆英 飯田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charge control device which can reduce current ripple.SOLUTION: A charge/discharge control device 10 charges a battery 31 mounted in a vehicle 30 with power from a system power supply 40 between a dwelling house 20 and the vehicle 30. The charge/discharge control device has a plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 connected in parallel, and a control unit 14 controlling the plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13, and charging the battery 31 with power obtained by a power conversion in the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 connected in parallel with each other to the battery 31. The control unit 14 increases/decreases the number of bidirectional power conversion units operated according to a target charge power of the battery 31.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、住宅と車両との間において車両に搭載されたバッテリの充電を制御する充電制御装置に関するものである。   The present invention relates to a charging control device that controls charging of a battery mounted on a vehicle between a house and the vehicle.

スイッチング電源装置におけるリプル対策の一例として、例えば特許文献1においては、電圧変換比の制御範囲を確保するとともに、リプル電流を広い動作範囲にわたって低減することが可能な電源装置が開示されている。詳しくは、直流電源および電源配線の間に第1のコンバータと第2のコンバータが並列に接続されている。第1および第2のコンバータの各々は、スイッチング素子のオンオフ制御におけるデューティ比によって直流電源の出力電圧に対する電源配線の電圧の比である電圧変換比が変化するように構成されている。第1および第2のコンバータの間では、デューティ比に対するリプル電流特性が異なる。制御回路は、電源配線の電圧指令値と直流電源の出力電圧とに基づいて必要な電圧変換比を算出するとともに、特性記憶部に記憶された情報に従って、第1および第2のコンバータから、算出された電圧変換比においてリプル電流がより小さい一方のコンバータを選択的に動作させる。   As an example of countermeasures against ripple in a switching power supply, for example, Patent Document 1 discloses a power supply that can secure a control range of a voltage conversion ratio and reduce a ripple current over a wide operating range. Specifically, the first converter and the second converter are connected in parallel between the DC power supply and the power supply wiring. Each of the first and second converters is configured such that the voltage conversion ratio, which is the ratio of the voltage of the power supply wiring to the output voltage of the DC power supply, varies depending on the duty ratio in the on / off control of the switching element. The ripple current characteristics with respect to the duty ratio are different between the first and second converters. The control circuit calculates a necessary voltage conversion ratio based on the voltage command value of the power supply wiring and the output voltage of the DC power supply, and calculates from the first and second converters according to the information stored in the characteristic storage unit. One converter having a smaller ripple current at the set voltage conversion ratio is selectively operated.

特開2011−109815号公報JP 2011-109815 A

ところで、住宅と車両との間に設けられる充電制御装置(所謂V2H機器)においては、車両に搭載されたバッテリを、系統電源からの電力で充電する。少なくともDC/DCコンバータ(DC/DC変換器)は共通部品としてユニット化することができる。この場合の充電動作として、車両から通信で充電電力指令が送られ、最適な充電電力値となるように並列接続している例えば3つのDC/DCコンバータそれぞれに目標充電電流値の1/3の電流値を指示し合計で目標充電電力値になるようにする。この場合においては、DC/DCコンバータ単体の電流リプルは低いが、複数のDC/DCコンバータを並列接続すると電流リプル同士が共振し大幅に悪化する。電流リプルを低減するためDC/DCコンバータ間の同期制御を行う方法もあるが、DC/DCコンバータの個体差ばらつきを考慮しなければならず制御が複雑になる。また、電流リプルを低減するため、平滑コンデンサを追加して電流リプルを緩和する方法もあるが、コストと体格が大きくなる。   By the way, in a charging control device (so-called V2H device) provided between a house and a vehicle, a battery mounted on the vehicle is charged with electric power from a system power supply. At least a DC / DC converter (DC / DC converter) can be unitized as a common component. As a charging operation in this case, a charging power command is sent from the vehicle via communication, and for example, three DC / DC converters connected in parallel to achieve an optimal charging power value are each 1/3 of the target charging current value. The current value is indicated and the target charging power value is set in total. In this case, the current ripple of the single DC / DC converter is low, but when a plurality of DC / DC converters are connected in parallel, the current ripples resonate with each other and the current ripple is greatly deteriorated. Although there is a method of performing synchronous control between DC / DC converters in order to reduce current ripple, it is necessary to take into account variations in individual differences of the DC / DC converters, and the control becomes complicated. Further, in order to reduce the current ripple, there is a method of reducing the current ripple by adding a smoothing capacitor, but the cost and the physique are increased.

本発明の目的は、電流リプルを低減することができる充電制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a charge control device capable of reducing current ripple.

請求項1に記載の発明では、住宅と車両との間において前記車両に搭載されたバッテリを、系統電源からの電力で充電する充電制御装置であって、並列接続された複数の電力変換装置と、前記複数の電力変換装置を制御して、前記バッテリに対し互いに並列接続された電力変換装置において電力変換した電力で前記バッテリを充電させる制御部と、を備え、前記制御部は、バッテリの目標充電電力に応じて稼動させる電力変換装置の数を増減することを要旨とする。   The invention according to claim 1 is a charge control device that charges a battery mounted on the vehicle between a house and the vehicle with electric power from a system power supply, and a plurality of power conversion devices connected in parallel. A control unit that controls the plurality of power conversion devices and charges the battery with the power converted in the power conversion devices connected in parallel to the battery, and the control unit is a target of the battery. The gist is to increase or decrease the number of power conversion devices to be operated according to the charging power.

請求項1に記載の発明によれば、制御部により、複数の電力変換装置が制御されて、バッテリに対し互いに並列接続された電力変換装置において電力変換した電力でバッテリが充電される。この際、制御部により、バッテリの目標充電電力に応じて稼動させる電力変換装置の数が増減される。よって、電力変換装置間の同期制御を行うことなく電流リプルを低減することができる。また、平滑コンデンサを用いることなく電流リプルを低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the control unit controls the plurality of power conversion devices, and the battery is charged with the power converted by the power conversion devices connected in parallel to the battery. At this time, the number of power conversion devices to be operated is increased or decreased by the control unit according to the target charging power of the battery. Therefore, current ripple can be reduced without performing synchronous control between power converters. Further, current ripple can be reduced without using a smoothing capacitor.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の充電制御装置において、前記複数の電力変換装置は、前記バッテリを充放電可能であり、前記制御部は、充電時において、目標電力に合わせて稼動させる電力変換装置の数を増減するとよい。   As described in claim 2, in the charge control device according to claim 1, the plurality of power conversion devices can charge and discharge the battery, and the control unit adjusts to a target power during charging. The number of power conversion devices to be operated can be increased or decreased.

請求項3に記載のように、請求項1又は2に記載の充電制御装置において、稼動させる電力変換装置の個数はN個であり、稼動させる電力変換装置に、目標電流の1/Nの電流値を流すとよい。   As described in claim 3, in the charge control device according to claim 1 or 2, the number of power converters to be operated is N, and the power converter to be operated has a current of 1 / N of a target current. It is good to pass the value

本発明によれば、電流リプルを低減することができる。   According to the present invention, current ripple can be reduced.

実施形態における充放電制御装置の概略構成図。The schematic block diagram of the charging / discharging control apparatus in embodiment. (a),(b),(c),(d)は充放電制御装置の作用を説明するための説明図。(A), (b), (c), (d) is explanatory drawing for demonstrating the effect | action of a charging / discharging control apparatus. 充放電制御装置の概略構成図。The schematic block diagram of a charging / discharging control apparatus. 電力と個数と電流指令についての説明図。Explanatory drawing about electric power, the number, and an electric current command. 別例の充放電制御装置の概略構成図。The schematic block diagram of the charging / discharging control apparatus of another example.

以下、本発明を充放電制御装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、充放電制御装置10は、電気機器としての負荷21を含む住宅20と車両30との間に接続される。つまり、充放電制御装置10は、車両と住宅を接続するV2H(Vehicle to Home)機器である。充放電制御装置10は、車両30に搭載されたバッテリ31の充放電を制御する。車両30は電気自動車(EV)であり、走行中においてはバッテリ31の放電が行われる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a charge / discharge control device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the charge / discharge control device 10 is connected between a house 20 including a load 21 as an electric device and a vehicle 30. That is, the charge / discharge control device 10 is a V2H (Vehicle to Home) device that connects a vehicle and a house. The charge / discharge control apparatus 10 controls charge / discharge of the battery 31 mounted on the vehicle 30. The vehicle 30 is an electric vehicle (EV), and the battery 31 is discharged during traveling.

住宅20は、負荷21と分電盤22を有する。住宅20に対し系統電源(商用電源)40から、例えば100V若しくは200Vの交流電力が分電盤22を介して負荷21に供給可能となっている。   The house 20 has a load 21 and a distribution board 22. For example, 100V or 200V AC power can be supplied to the load 21 from the system power supply (commercial power supply) 40 to the house 20 via the distribution board 22.

車両30にはバッテリ31、走行モータ等の負荷32、制御部33が搭載されている。直流電源であるバッテリ31は、高圧、例えば300Vの二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン二次電池が使用される。制御部33によりバッテリ31の電力で走行モータ等の負荷32を駆動できるようになっている。   The vehicle 30 is equipped with a battery 31, a load 32 such as a travel motor, and a control unit 33. The battery 31 which is a direct current power source is a high voltage, for example, 300V secondary battery, and specifically, for example, a lithium ion secondary battery is used. The controller 33 can drive a load 32 such as a travel motor with the electric power of the battery 31.

充放電制御装置10は、複数(本実施形態では3つ)の双方向電力変換ユニット11,12,13と、制御ユニット14を有する。
充放電制御装置10には、充電開始ボタン、放電開始ボタン等が設けられている。
The charge / discharge control device 10 includes a plurality (three in this embodiment) of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 and a control unit 14.
The charge / discharge control apparatus 10 is provided with a charge start button, a discharge start button, and the like.

双方向電力変換ユニット11は、DC/DC変換器(DC/DCコンバータ)11aとDC/AC変換器(インバータ)11bを有し、DC/DC変換器11aとDC/AC変換器11bとは直列に接続されている。同様に、双方向電力変換ユニット12は、DC/DC変換器(DC/DCコンバータ)12aとDC/AC変換器(インバータ)12bを有し、DC/DC変換器12aとDC/AC変換器12bとは直列に接続されている。双方向電力変換ユニット13は、DC/DC変換器(DC/DCコンバータ)13aとDC/AC変換器(インバータ)13bを有し、DC/DC変換器13aとDC/AC変換器13bとは直列に接続されている。   The bidirectional power conversion unit 11 includes a DC / DC converter (DC / DC converter) 11a and a DC / AC converter (inverter) 11b. The DC / DC converter 11a and the DC / AC converter 11b are in series. It is connected to the. Similarly, the bidirectional power conversion unit 12 includes a DC / DC converter (DC / DC converter) 12a and a DC / AC converter (inverter) 12b, and the DC / DC converter 12a and the DC / AC converter 12b. Are connected in series. The bidirectional power conversion unit 13 includes a DC / DC converter (DC / DC converter) 13a and a DC / AC converter (inverter) 13b. The DC / DC converter 13a and the DC / AC converter 13b are connected in series. It is connected to the.

DC/DC変換器(DC/DCコンバータ)11a,12a,13a及びDC/AC変換器(インバータ)11b,12b,13bは、それぞれ、MOSFET、IGBT、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を用いて構成されており、スイッチング素子のオンオフ制御(デューティ制御)により出力が調整される。DC/DC変換器(DC/DCコンバータ)11a,12a,13aにおいては出力電流が調整できる。   The DC / DC converters (DC / DC converters) 11a, 12a, and 13a and the DC / AC converters (inverters) 11b, 12b, and 13b are configured using switching elements such as MOSFETs, IGBTs, and bipolar transistors, respectively. The output is adjusted by on / off control (duty control) of the switching element. In the DC / DC converters (DC / DC converters) 11a, 12a, and 13a, the output current can be adjusted.

双方向電力変換ユニット11,12,13は並列接続されている。並列接続された双方向電力変換ユニット11,12,13は、住宅20の分電盤22と接続されている。即ち、DC/AC変換器11b,12b,13bが住宅20の分電盤22と接続されている。   The bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 are connected in parallel. The bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 connected in parallel are connected to the distribution board 22 of the house 20. That is, the DC / AC converters 11 b, 12 b, and 13 b are connected to the distribution board 22 of the house 20.

充放電制御装置10と車両30とはインターフェイスとしてのケーブル付コネクタを用いて接続される。詳しくは、車両30に設けられたインレットに対し充放電制御装置10から延びるケーブル付コネクタを挿入する。これにより、充放電制御装置10において並列接続された双方向電力変換ユニット11,12,13におけるDC/DC変換器11a,12a,13aと車両30のバッテリ31とが接続されるとともに、充放電制御装置10の制御ユニット14と車両30の制御部33とが通信可能に接続される。   Charging / discharging control device 10 and vehicle 30 are connected using a connector with a cable as an interface. Specifically, a connector with a cable extending from the charge / discharge control device 10 is inserted into an inlet provided in the vehicle 30. As a result, the DC / DC converters 11a, 12a, 13a in the bidirectional power conversion units 11, 12, 13 connected in parallel in the charge / discharge control device 10 and the battery 31 of the vehicle 30 are connected, and charge / discharge control is performed. The control unit 14 of the apparatus 10 and the control unit 33 of the vehicle 30 are connected to be communicable.

具体的には、例えばCHAdeMO方式に対応する車両は制御部33がバッテリ31の充電率(SOC)を常に監視しており、ケーブル付コネクタに備わる通信線を介して充放電制御装置10にバッテリ31の充電率(SOC)を通知することができるようになっている。他にも、CHAdeMO方式に対応する車両は制御部33が、充放電の際の目標電流指令値(広義には目標電力指令値)等を、ケーブル付コネクタに備わる通信線を介して充放電制御装置10に通知することができるようになっている。   Specifically, for example, in the vehicle corresponding to the CHAdeMO system, the control unit 33 constantly monitors the charging rate (SOC) of the battery 31 and the battery 31 is connected to the charge / discharge control device 10 via the communication line provided in the connector with cable. The charging rate (SOC) can be notified. In addition, in the vehicle corresponding to the CHAdeMO system, the control unit 33 performs charge / discharge control of the target current command value (target power command value in a broad sense) at the time of charge / discharge via a communication line provided in the connector with cable. The apparatus 10 can be notified.

充放電制御装置10において制御ユニット14は双方向電力変換ユニット11,12,13を制御して車両30のバッテリ31の電力で双方向電力変換ユニット11,12,13を介して住宅20の負荷21を駆動することができる。即ち、車両30のバッテリ31の放電電力で住宅20の負荷21を駆動することができる。そのために、ユーザは、放電開始ボタンを用いてバッテリ31から放電を開始させることができる。   In the charge / discharge control device 10, the control unit 14 controls the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13, and uses the power of the battery 31 of the vehicle 30 to load 21 of the house 20 via the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13. Can be driven. That is, the load 21 of the house 20 can be driven by the discharge power of the battery 31 of the vehicle 30. Therefore, the user can start discharging from the battery 31 using the discharge start button.

また、制御ユニット14は双方向電力変換ユニット11,12,13を制御して系統電源40の電力で双方向電力変換ユニット11,12,13を介して車両30のバッテリ31を充電することができる。そのために、ユーザは、充電開始ボタンを用いてバッテリ31への充電を開始させることができる。   Further, the control unit 14 can control the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 to charge the battery 31 of the vehicle 30 via the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 with the power of the system power supply 40. . Therefore, the user can start charging the battery 31 using the charge start button.

なお、住宅20の分電盤22において系統電源40への電力ラインには逆潮防止用電流センサ23が設けられ、逆潮防止用電流センサ23が逆潮を検出すると系統電源40側への放電動作を停止させるようになっている。   In addition, a reverse current prevention current sensor 23 is provided in the power line to the system power supply 40 in the distribution board 22 of the house 20, and when the reverse current prevention current sensor 23 detects the reverse power, a discharge to the system power supply 40 side is performed. The operation is stopped.

次に、作用について説明する。
充放電制御装置10により、住宅20と車両30との間において車両30に搭載されたバッテリ31が、系統電源40からの電力で充電される。即ち、制御部としての制御ユニット14は、並列接続された複数の電力変換装置としての複数の双方向電力変換ユニット11,12,13を制御して、バッテリ31に対し互いに並列接続された双方向電力変換ユニット11,12,13において電力変換した電力でバッテリ31を充電させる。
Next, the operation will be described.
The charging / discharging control device 10 charges the battery 31 mounted on the vehicle 30 between the house 20 and the vehicle 30 with the electric power from the system power supply 40. That is, the control unit 14 serving as a control unit controls a plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 serving as a plurality of power conversion devices connected in parallel, and is connected to the battery 31 in parallel with each other. The battery 31 is charged with the power converted by the power conversion units 11, 12, and 13.

ここで、制御ユニット14は、バッテリ31の目標充電電流(広義には目標充電電力)に応じて稼動させる双方向電力変換ユニットの数を増減する。
特に、複数の双方向電力変換ユニット11,12,13は、バッテリ31を充放電可能であり、制御ユニット14は、充電時において、目標電流(広義には目標電力)に合わせて稼動させる双方向電力変換ユニット(11,12,13)の数を増減する。
Here, the control unit 14 increases or decreases the number of bidirectional power conversion units to be operated in accordance with the target charging current of the battery 31 (target charging power in a broad sense).
In particular, the plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 can charge and discharge the battery 31, and the control unit 14 is operated in accordance with a target current (target power in a broad sense) during charging. Increase or decrease the number of power conversion units (11, 12, 13).

図2(a),(b),(c),(d)を用いて、稼動させる双方向電力変換ユニット(電力変換装置)の個数が「3」の場合について説明する。第1の双方向電力変換ユニット11、第2の双方向電力変換ユニット12及び第3の双方向電力変換ユニット13の各双方向電力変換ユニットにおける単体の定格電力は1.8kWである。   A case where the number of bidirectional power conversion units (power conversion devices) to be operated is “3” will be described with reference to FIGS. 2 (a), (b), (c), and (d). The rated power of a single unit in each bidirectional power conversion unit of the first bidirectional power conversion unit 11, the second bidirectional power conversion unit 12, and the third bidirectional power conversion unit 13 is 1.8 kW.

図2(a)に示すように、目標電流に対応する目標電力が5.4kWで充電する場合には、第1の双方向電力変換ユニット11を1.8kWでフル稼動、第2の双方向電力変換ユニット12を1.8kWでフル稼動、第3の双方向電力変換ユニット13を1.8kWでフル稼動する。   As shown in FIG. 2A, when the target power corresponding to the target current is charged at 5.4 kW, the first bidirectional power conversion unit 11 is fully operated at 1.8 kW, and the second bidirectional The power conversion unit 12 is fully operated at 1.8 kW, and the third bidirectional power conversion unit 13 is fully operated at 1.8 kW.

図2(b)に示すように、目標電流に対応する目標電力が4.2kWで充電する場合には、第1の双方向電力変換ユニット11を1.4kWで稼動、第2の双方向電力変換ユニット12を1.4kWで稼動、第3の双方向電力変換ユニット13を1.4kWで稼動する。   As shown in FIG. 2B, when the target power corresponding to the target current is charged at 4.2 kW, the first bidirectional power conversion unit 11 is operated at 1.4 kW, and the second bidirectional power The conversion unit 12 operates at 1.4 kW, and the third bidirectional power conversion unit 13 operates at 1.4 kW.

図2(c)に示すように、目標電流に対応する目標電力が3.6kWで充電する場合には、第1の双方向電力変換ユニット11を1.8kWでフル稼動、第2の双方向電力変換ユニット12を1.8kWでフル稼動、第3の双方向電力変換ユニット13を停止する。   As shown in FIG. 2C, when the target power corresponding to the target current is charged at 3.6 kW, the first bidirectional power conversion unit 11 is fully operated at 1.8 kW, and the second bidirectional The power conversion unit 12 is fully operated at 1.8 kW, and the third bidirectional power conversion unit 13 is stopped.

図2(d)に示すように、目標電流に対応する目標電力が1.8kWで充電する場合には、第1の双方向電力変換ユニット11を1.8kWでフル稼動、第2の双方向電力変換ユニット12を停止、第3の双方向電力変換ユニット13を停止する。   As shown in FIG. 2D, when the target power corresponding to the target current is charged at 1.8 kW, the first bidirectional power conversion unit 11 is fully operated at 1.8 kW, and the second bidirectional The power conversion unit 12 is stopped, and the third bidirectional power conversion unit 13 is stopped.

このように、電流リプル低減のための平滑コンデンサを用いておらずコストや体格を変更せず、双方向電力変換ユニット(特にDC/DCコンバータ)間の同期制御を行うことなく電流リプルを低減することができる。   As described above, the smoothing capacitor for reducing the current ripple is not used, the cost and the physique are not changed, and the current ripple is reduced without performing the synchronous control between the bidirectional power conversion units (particularly the DC / DC converter). be able to.

詳しく説明すると、少なくともDC/DCコンバータ(DC/DC変換器)は共通部品としてユニット化することができる。この場合の充電動作として、車両から通信で充電電力指令が送られ、最適な充電電力値となるように並列接続している例えば3つのDC/DCコンバータそれぞれに目標充電電流値の1/3の電流値を指示し合計で目標充電電力値になるようにする。この場合においては、DC/DCコンバータ単体の電流リプルは低いが、複数のDC/DCコンバータを並列接続すると電流リプル同士が共振し大幅に悪化する。電流リプルを低減するためDC/DCコンバータ間の同期制御を行う方法を用いると、DC/DCコンバータの個体差ばらつきを考慮しなければならず制御が複雑になる。また、電流リプルを低減すべく平滑コンデンサを追加して電流リプルを緩和しようとすると、コストと体格が大きくなる。   More specifically, at least a DC / DC converter (DC / DC converter) can be unitized as a common component. As a charging operation in this case, a charging power command is sent from the vehicle via communication, and for example, three DC / DC converters connected in parallel to achieve an optimal charging power value are each 1/3 of the target charging current value. The current value is indicated and the target charging power value is set in total. In this case, the current ripple of the single DC / DC converter is low, but when a plurality of DC / DC converters are connected in parallel, the current ripples resonate with each other and the current ripple is greatly deteriorated. If a method of performing synchronous control between DC / DC converters in order to reduce current ripple is used, control of the DC / DC converters must be taken into account and control becomes complicated. Further, if a smoothing capacitor is added to reduce the current ripple to reduce the current ripple, the cost and the physique increase.

本実施形態では、複数で並列接続している双方向電力変換ユニットについて、目標充放電電力に合わせて稼動する双方向電力変換ユニットの数をできるだけ少なくすることで、容易に電流リプルが低減できる。   In the present embodiment, current ripple can be easily reduced by reducing the number of bidirectional power conversion units operating in accordance with the target charge / discharge power as much as possible for a plurality of bidirectional power conversion units connected in parallel.

充電時について説明したが放電時についても同様である。また、目標電流値は目標電力値であっても良い。
以下、図3,4を用いて広義に説明する。
Although the description was made for charging, the same applies to discharging. Further, the target current value may be a target power value.
Hereinafter, a broad description will be given with reference to FIGS.

図3に示すように、稼動させる双方向電力変換ユニット(電力変換装置)の個数はN個(Nは整数)である。即ち、第1の双方向電力変換ユニット、第2の双方向電力変換ユニット、第3の双方向電力変換ユニット、・・・、第Nの双方向電力変換ユニットを有する。双方向電力変換ユニットにおける単体の定格電力はAkW(Aは所定値)である。   As shown in FIG. 3, the number of bidirectional power conversion units (power conversion devices) to be operated is N (N is an integer). That is, it has a first bidirectional power conversion unit, a second bidirectional power conversion unit, a third bidirectional power conversion unit,..., An Nth bidirectional power conversion unit. The single unit rated power in the bidirectional power conversion unit is AkW (A is a predetermined value).

そして、図4に示すように、稼動させる双方向電力変換ユニット(電力変換装置)に、目標電流の1/Nの電流値を流す。即ち、稼動させない双方向電力変換ユニット(電力変換装置)には電流が流れない。   Then, as shown in FIG. 4, a current value 1 / N of the target current is supplied to the bidirectional power conversion unit (power conversion device) to be operated. That is, no current flows through the bidirectional power conversion unit (power conversion device) that is not operated.

詳しくは、図4において目標充放電電力が、AkW以下の場合、AkWより大きくA×2kW以下の場合、・・・、A×(N−3)kWより大きくA×(N−2)kW以下の場合、A×(N−2)kWより大きくA×(N−1)kW以下の場合、A×(N−1)kWより大きい場合を示す。なお、Aは所定の値である。   Specifically, in FIG. 4, when the target charge / discharge power is AkW or less, when it is greater than AkW and less than or equal to A × 2 kW,... In the case of, the case of larger than A × (N−2) kW and smaller than or equal to A × (N−1) kW is larger than A × (N−1) kW. A is a predetermined value.

まず、AkW以下の場合には、稼動する双方向電力変換ユニットの個数は「1」であり、電流指令は目標電流/1、即ち、目標電流である。
また、AkWより大きくA×2kW以下の場合には、稼動する双方向電力変換ユニットの個数は「2」であり、電流指令は目標電流/2、即ち、目標電流の半分である。
First, in the case of AkW or less, the number of operating bidirectional power conversion units is “1”, and the current command is target current / 1, that is, target current.
In the case where it is greater than AkW and less than or equal to A × 2 kW, the number of active bidirectional power conversion units is “2”, and the current command is target current / 2, that is, half of the target current.

また、A×(N−3)kWより大きくA×(N−2)kW以下の場合には、稼動する双方向電力変換ユニットの個数は「N−2」であり、電流指令は目標電流/(N−2)である。   In the case where it is larger than A × (N−3) kW and smaller than or equal to A × (N−2) kW, the number of bidirectional power conversion units to be operated is “N−2”, and the current command is the target current / (N-2).

また、A×(N−2)kWより大きくA×(N−1)kW以下の場合には、稼動する双方向電力変換ユニットの個数は「N−1」であり、電流指令は目標電流/(N−1)である。   In the case where it is larger than A × (N−2) kW and smaller than or equal to A × (N−1) kW, the number of bidirectional power conversion units to be operated is “N−1”, and the current command is the target current / (N-1).

また、A×(N−1)kWより大きい場合には、稼動する双方向電力変換ユニットの個数は「N」であり、電流指令は目標電流/Nである。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
In addition, when larger than A × (N−1) kW, the number of operating bidirectional power conversion units is “N”, and the current command is the target current / N.
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

(1)充放電制御装置10は、住宅20と車両30との間において車両30に搭載されたバッテリ31を、系統電源40からの電力で充電する充電制御装置である。その構成として、並列接続された複数の電力変換装置としての双方向電力変換ユニット11,12,13と、複数の双方向電力変換ユニット11,12,13を制御して、バッテリ31に対し互いに並列接続された双方向電力変換ユニット11,12,13において電力変換した電力でバッテリ31を充電させる制御部としての制御ユニット14を備える。制御ユニット14は、バッテリ31の目標充電電流(広義には目標充電電力)に応じて稼動させる双方向電力変換ユニットの数(電力変換装置の数)を増減する。よって、双方向電力変換ユニット間の同期制御を行うことなく電流リプルを低減することができる。また、平滑コンデンサを用いることなく電流リプルを低減することができる。   (1) The charge / discharge control device 10 is a charge control device that charges the battery 31 mounted on the vehicle 30 between the house 20 and the vehicle 30 with electric power from the system power supply 40. As its configuration, the bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 as a plurality of power conversion devices connected in parallel and the plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, and 13 are controlled to be parallel to the battery 31. A control unit 14 is provided as a control unit that charges the battery 31 with the power converted in the connected bidirectional power conversion units 11, 12, and 13. The control unit 14 increases or decreases the number of bidirectional power conversion units (number of power conversion devices) to be operated according to the target charging current (target charging power in a broad sense) of the battery 31. Therefore, current ripple can be reduced without performing synchronous control between the bidirectional power conversion units. Further, current ripple can be reduced without using a smoothing capacitor.

(2)複数の電力変換装置である複数の双方向電力変換ユニット11,12,13は、バッテリ31を充放電可能であり、制御ユニット14は、充電時において、目標電力に合わせて稼動させる双方向電力変換ユニットの数を増減する。この場合、好適にバッテリ31を充充電することができる。   (2) The plurality of bidirectional power conversion units 11, 12, 13 which are a plurality of power conversion devices can charge and discharge the battery 31, and the control unit 14 is operated in accordance with the target power at the time of charging. Increase or decrease the number of power conversion units. In this case, the battery 31 can be suitably charged and charged.

(3)図4を用いて説明したように稼動させる双方向電力変換ユニットの個数はN個であり、稼動させる双方向電力変換ユニットに、目標電流の1/Nの電流値を流す。この場合、好適にバッテリ31を充充電することができる。   (3) As described with reference to FIG. 4, the number of bidirectional power conversion units to be operated is N, and a current value of 1 / N of the target current is supplied to the bidirectional power conversion units to be operated. In this case, the battery 31 can be suitably charged and charged.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図1では並列接続される双方向電力変換ユニット(11,12,13)は、それぞれ、DC/DC変換器とDC/AC変換器とを有していたが、この方式に限らない。例えば、図5に示すように、複数のDC/DC変換器(DC/DCコンバータ)50,51,52がそれぞれ並列接続され、この並列回路に、1つのDC/AC変換器53が直列接続されている方式に適用してもよい。この場合は、並列接続されるDC/DC変換器50,51,52が、並列接続される電力変換装置となる。即ち、電力変換装置としてのDC/DC変換器50,51,52が並列接続され、制御部としての制御ユニット14は、バッテリ31の目標充電電力に応じて稼動させるDC/DC変換器(50,51,52)の数を増減する。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
In FIG. 1, the bidirectional power conversion units (11, 12, 13) connected in parallel have a DC / DC converter and a DC / AC converter, respectively, but this is not a limitation. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of DC / DC converters (DC / DC converters) 50, 51 and 52 are connected in parallel, and one DC / AC converter 53 is connected in series to this parallel circuit. It may be applied to the method. In this case, the DC / DC converters 50, 51, 52 connected in parallel are power converters connected in parallel. That is, DC / DC converters 50, 51, and 52 as power converters are connected in parallel, and the control unit 14 as a control unit operates according to a target charging power of the battery 31 (50, 51, 52) is increased or decreased.

○ 図1等では車載バッテリ31を充電及び放電するための充放電制御装置10について説明したが、車載バッテリ31の充電のみを行う充電制御装置に適用してもよい。
○ 車両30は電気自動車(EV)以外にも、例えば、プラグインハイブリッド車(PHEV)等であってもよい。
Although FIG. 1 etc. demonstrated the charging / discharging control apparatus 10 for charging and discharging the vehicle-mounted battery 31, you may apply to the charge control apparatus which only charges the vehicle-mounted battery 31. FIG.
The vehicle 30 may be, for example, a plug-in hybrid vehicle (PHEV) other than the electric vehicle (EV).

10…充電制御装置、11…双方向電力変換ユニット(電力変換装置)、12…双方向電力変換ユニット(電力変換装置)、13…双方向電力変換ユニット(電力変換装置)、14…制御ユニット(制御部)、20…住宅、30…車両、31…バッテリ、40…系統電源、50…DC/DC変換器(電力変換装置)、51…DC/DC変換器(電力変換装置)、52…DC/DC変換器(電力変換装置)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Charge control apparatus, 11 ... Bidirectional power conversion unit (power conversion apparatus), 12 ... Bidirectional power conversion unit (power conversion apparatus), 13 ... Bidirectional power conversion unit (power conversion apparatus), 14 ... Control unit ( Control unit), 20 ... house, 30 ... vehicle, 31 ... battery, 40 ... system power supply, 50 ... DC / DC converter (power converter), 51 ... DC / DC converter (power converter), 52 ... DC / DC converter (power converter).

Claims (3)

住宅と車両との間において前記車両に搭載されたバッテリを、系統電源からの電力で充電する充電制御装置であって、
並列接続された複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置を制御して、前記バッテリに対し互いに並列接続された電力変換装置において電力変換した電力で前記バッテリを充電させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、バッテリの目標充電電力に応じて稼動させる電力変換装置の数を増減することを特徴とする充電制御装置。
A charge control device for charging a battery mounted on the vehicle between a house and a vehicle with electric power from a system power source,
A plurality of power converters connected in parallel;
A controller that controls the plurality of power conversion devices and charges the battery with power converted in a power conversion device connected in parallel to the battery; and
With
The said control part increases / decreases the number of the power converters operated according to the target charging power of a battery, The charging control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記複数の電力変換装置は、前記バッテリを充放電可能であり、
前記制御部は、充電時において、目標電力に合わせて稼動させる電力変換装置の数を増減することを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。
The plurality of power conversion devices can charge and discharge the battery,
The charging control device according to claim 1, wherein the control unit increases or decreases the number of power conversion devices that are operated in accordance with target power during charging.
稼動させる電力変換装置の個数はN個であり、
稼動させる電力変換装置に、目標電流の1/Nの電流値を流すことを特徴とする請求項1又は2に記載の充電制御装置。
The number of power converters to be operated is N,
3. The charge control device according to claim 1, wherein a current value of 1 / N of a target current is caused to flow through the power conversion device to be operated.
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