JP2019009934A - Charging/discharging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源から負荷に対する電力を平滑化する平滑コンデンサの充放電装置に関する。 The present invention relates to a smoothing capacitor charging / discharging device that smoothes power from a DC power supply to a load.
平滑コンデンサにより平滑化した電力の直流電源から負荷への供給を停止した際にスイッチをオンさせて、放電用の抵抗を有する放電回路を平滑コンデンサに接続し、この放電回路を用いて平滑コンデンサの残留電荷を放電させる放電制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。 When the supply of the power smoothed by the smoothing capacitor to the load from the DC power supply is stopped, the switch is turned on, and a discharge circuit having a discharge resistor is connected to the smoothing capacitor. A discharge control device that discharges residual charges is known (for example, Patent Document 1).
ところで、上述した平滑コンデンサは、直流電源から負荷への電力供給を開始する際に、プリチャージ用の抵抗を介して直流電源に接続される。プリチャージ用の抵抗を用いることで、電力供給開始時に突入電流が平滑コンデンサに流れるのを防ぎ、平滑コンデンサを徐々に充電することができる。 By the way, the above-described smoothing capacitor is connected to the DC power supply via a precharge resistor when starting the power supply from the DC power supply to the load. By using the precharge resistor, the inrush current can be prevented from flowing to the smoothing capacitor at the start of power supply, and the smoothing capacitor can be gradually charged.
その代わり、平滑コンデンサの充放電に関して、プリチャージ用と放電用の2つの抵抗が必要となる。しかも、これらの抵抗には、大電流に対する耐性や放熱性能にマージンを持たせるために、本来求められる性能よりも高い性能の抵抗素子を用いる必要がある。よって、プリチャージ用と放電用の2つの抵抗を必要とする構成は、装置の大型化を招く可能性が高い。 Instead, two resistors for precharging and discharging are required for charging and discharging the smoothing capacitor. Moreover, it is necessary to use resistance elements having higher performance than originally required for these resistors in order to provide a margin for resistance against large currents and heat dissipation performance. Therefore, a configuration that requires two resistors for precharging and discharging is likely to increase the size of the device.
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、直流電源から負荷への電力供給を開始する際の平滑コンデンサのプリチャージと、電力供給を停止する際の平滑コンデンサの残留電荷の放電とを、コンパクトな構成で実現できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to precharge the smoothing capacitor when starting the power supply from the DC power source to the load and the residual charge of the smoothing capacitor when stopping the power supply. Is to be able to be realized with a compact configuration.
上記目的を達成するため、本発明の1つの態様による充放電装置は、
直流電源から供給される電力を平滑化して負荷に出力し、前記直流電源からの電力供給が停止すると放電する平滑コンデンサと、
前記直流電源から前記平滑コンデンサへの電力供給を遮断可能な遮断モジュールと、
前記直流電源と前記平滑コンデンサとの間に前記遮断モジュールと並列に接続され、前記平滑コンデンサのプリチャージ時及び放電時の電流が流れる抵抗素子と、
前記平滑コンデンサ及び前記抵抗素子を含み前記遮断モジュールよりも前記平滑コンデンサ側に設けられて前記放電時の電流が流れる放電回路を開放可能な開放モジュールと、
を備える。
In order to achieve the above object, a charge / discharge device according to one aspect of the present invention comprises:
Smoothing the power supplied from the DC power supply and outputting it to the load, and a smoothing capacitor that discharges when the power supply from the DC power supply stops,
A shut-off module capable of shutting off power supply from the DC power source to the smoothing capacitor;
A resistor element connected in parallel with the cutoff module between the DC power source and the smoothing capacitor, and a current flowing at the time of precharging and discharging of the smoothing capacitor;
An open module that includes the smoothing capacitor and the resistance element, and that is provided closer to the smoothing capacitor than the shut-off module and that can open a discharge circuit through which the current during discharge flows.
Is provided.
本発明によれば、直流電源から負荷への電力供給を開始する際の平滑コンデンサのプリチャージと、電力供給を停止する際の平滑コンデンサの残留電荷の放電とを、コンパクトな構成で実現することができる。 According to the present invention, the smoothing capacitor precharge when the power supply from the DC power supply to the load is started and the discharge of the residual charge of the smoothing capacitor when the power supply is stopped are realized with a compact configuration. Can do.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の充放電装置を適用した本発明の第1実施形態に係る電動車両の電力制御装置の回路部分の構成を示す説明図、図2は図1の電力制御装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a circuit portion of a power control device for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention to which the charge / discharge device of the present invention is applied, and FIG. 2 is a control system of the power control device of FIG. It is a block diagram which shows schematic structure.
本実施形態の電力制御装置は、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)等の電動車両に搭載されている。 The power control apparatus of this embodiment is mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HEV).
この電力制御装置は、図1に示すように、直流電源Vの電力をインバータINVに供給する正極ラインP及び負極ラインNの間に接続された平滑コンデンサCの充放電装置1を有している。平滑コンデンサCは、直流電源Vの電力を平滑化してインバータINVに出力する間に蓄積した電荷を、インバータINVへの平滑化電力の出力を停止した後に放電する。
As shown in FIG. 1, this power control device has a charging /
そして、充放電装置1は、正極ラインP及び負極ラインN、プリチャージライン3、放電ライン5、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4、抵抗R1、電圧センサ7及びモータコントローラ9を有している。
The charging /
正極ラインP及び負極ラインNは、直流電源Vの電力をインバータINVに供給する経路であり、正極ラインP及び負極ラインNに平滑コンデンサCの両極がそれぞれ接続されている。 The positive electrode line P and the negative electrode line N are paths for supplying the power of the DC power source V to the inverter INV, and both electrodes of the smoothing capacitor C are connected to the positive electrode line P and the negative electrode line N, respectively.
第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2(請求項中の遮断モジュールに相当)は、正極ラインP及び負極ラインNの直流電源Vと平滑コンデンサCとの間に設けられている。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2は、オフすることで、直流電源VからインバータINVへの電力供給を遮断することができる。 The first switch SW1 and the second switch SW2 (corresponding to the cutoff module in the claims) are provided between the DC power source V and the smoothing capacitor C of the positive line P and the negative line N. The first switch SW1 and the second switch SW2 can be turned off to cut off the power supply from the DC power source V to the inverter INV.
第3スイッチSW3(請求項中のプリチャージスイッチに相当)は、平滑コンデンサCのプリチャージライン3に設けられている。このプリチャージライン3は、第1スイッチSW1が設けられた正極ラインPの直流電源Vと平滑コンデンサCとの間の部分と並列に、直流電源Vの正極と平滑コンデンサCの正極とを接続している。
The third switch SW3 (corresponding to the precharge switch in the claims) is provided on the
第4スイッチSW4(請求項中の開放モジュール、放電スイッチに相当)は、直流電源Vに対して平滑コンデンサCと並列にプリチャージライン3と負極ラインNとを接続する放電ライン5に設けられている。
A fourth switch SW4 (corresponding to an open module and a discharge switch in the claims) is provided in the
放電ライン5は、プリチャージライン3の第3スイッチSW3よりも平滑コンデンサCの正極側に接続されている。また、放電ライン5は、負極ラインNの第2スイッチSW2よりも平滑コンデンサCの負極側に接続されている。したがって、放電ライン5の第4スイッチSW4は、直流電源Vに対して、プリチャージライン3の第3スイッチSW3と直列に接続されている。
The
抵抗R1(請求項中の抵抗素子に相当)は、プリチャージライン3の放電ライン5の接続箇所よりも平滑コンデンサCの正極側に設けられている。したがって、抵抗R1と平滑コンデンサCとの直列回路は、直流電源Vに対して、放電ライン5と並列に接続されている。
The resistor R1 (corresponding to the resistor element in the claims) is provided on the positive electrode side of the smoothing capacitor C with respect to the connection portion of the
電圧センサ7は、正極ラインP及び負極ラインNの間に,平滑コンデンサCと並列に接続されている。電圧センサ7は、平滑コンデンサCの両極間の電位差を測定する。
The
上述した電圧センサ7が測定した平滑コンデンサCの両極間の電位差は、図2に示すモータコントローラ9に入力される。モータコントローラ9は、電動車両のECU(Electronic Control Unit 又はEngine Control Unit )から入力されるトルク指令値に応じたトルクを推進用の電動モータMに出力させるパターンで、インバータINVを動作させる。
The potential difference between both electrodes of the smoothing capacitor C measured by the
また、モータコントローラ9は、平滑コンデンサCのプリチャージ時や放電時に第1乃至第4スイッチSW1〜SW4のオンオフを制御して、平滑コンデンサCのプリチャージ回路や放電回路を形成する。なお、電圧センサ7の測定値は、モータコントローラ9が放電回路の形成時に行う第4スイッチSW4のオン固着診断の際に参照する。
Further, the
平滑コンデンサCのプリチャージは、電動車両のイグニッションスイッチ(図示せず)のオン時に、モータコントローラ9の制御によって実行される。以下、イグニッションスイッチのオン時にモータコントローラ9が行う平滑コンデンサCのプリチャージ処理の手順について、図3のフローチャートを参照して説明する。
The precharging of the smoothing capacitor C is executed under the control of the
まず、モータコントローラ9は、不図示のイグニッションスイッチがオンされたら、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4が全てオフの状態から、プリチャージライン3の第3スイッチSW3と負極ラインNの第2スイッチSW2とをオンに切り替える(ステップS1)。
First, when an ignition switch (not shown) is turned on, the
これにより、図4に示すように、直流電源V、プリチャージライン3の第3スイッチSW3、抵抗R1、平滑コンデンサC、負極ラインNの第2スイッチSW2を経て直流電源Vに戻るプリチャージ回路が形成される。
Thereby, as shown in FIG. 4, the precharge circuit that returns to the DC power supply V through the DC power supply V, the third switch SW3 of the
そして、モータコントローラ9は、図3に示すように、電圧センサ7が測定した平滑コンデンサCの両極間にかかる電圧が十分上昇して、平滑コンデンサCがプリチャージされたか否かを確認する(ステップS3)。
Then, as shown in FIG. 3, the
このとき、平滑コンデンサCの負極の電位は、負極ラインNの第2スイッチSW2がオフであることから、直流電源Vの負極と同じ0Vである。このため、平滑コンデンサCの両極間には、平滑コンデンサCの正極の電位の電圧がかかっていることになる。 At this time, the potential of the negative electrode of the smoothing capacitor C is 0 V, which is the same as the negative electrode of the DC power supply V, because the second switch SW2 of the negative electrode line N is off. For this reason, a voltage of the potential of the positive electrode of the smoothing capacitor C is applied between both electrodes of the smoothing capacitor C.
平滑コンデンサCの両極間に掛かる電圧の上昇が十分でなく平滑コンデンサCがまだプリチャージされていない場合は(ステップS3でNO)、モータコントローラ9は、第3スイッチSW3と第2スイッチSW2とのオン状態を保持して(ステップS5)、プリチャージ回路を形成したまま維持する。
If the voltage applied across the smoothing capacitor C is not sufficiently increased and the smoothing capacitor C has not yet been precharged (NO in step S3), the
一方、平滑コンデンサCの両極間にかかる電圧が十分に上昇し平滑コンデンサCがプリチャージされた場合は(ステップS3でNO)、モータコントローラ9は、プリチャージライン3の第3スイッチSW3をオフさせ(ステップS7)、その後、正極ラインPの第1スイッチSW1をオンさせて(ステップS9)、プリチャージ処理のシーケンスを終了する。
On the other hand, when the voltage applied between both electrodes of the smoothing capacitor C is sufficiently increased and the smoothing capacitor C is precharged (NO in step S3), the
これにより、充放電装置1は、平滑コンデンサCのプリチャージ状態から通常の電力供給状態に切り替わる。通常の電力供給状態では、図5に示すように、直流電源Vの電力が正極ラインPの第1スイッチSW1及び負極ラインNの第2スイッチSW2を経て、平滑コンデンサCで平滑化された後にインバータINVに出力される。
Thereby, the charging / discharging
また、直流電源Vの電力がインバータINVに供給されている間に平滑コンデンサCに蓄積された電荷の放電は、不図示のイグニッションスイッチのオフ時に、モータコントローラ9の制御によって実行される。以下、イグニッションスイッチのオフ時にモータコントローラ9が行う平滑コンデンサCの放電処理の手順について、図6のフローチャートを参照して説明する。
Further, the discharge of the electric charge accumulated in the smoothing capacitor C while the power of the DC power supply V is supplied to the inverter INV is executed under the control of the
まず、モータコントローラ9は、不図示のイグニッションスイッチがオフされたら、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4が全てオフの状態から(ステップS11)、放電ライン5の第4スイッチSW4をオンに切り替える(ステップS13)。
First, when an ignition switch (not shown) is turned off, the
これにより、図7に示すように、平滑コンデンサCの正極、プリチャージライン3の抵抗R1、放電ライン5の第4スイッチSW4、負極ラインNを経て平滑コンデンサCの負極に戻る放電回路が形成される。
As a result, as shown in FIG. 7, a discharge circuit is formed that returns to the negative electrode of the smoothing capacitor C via the positive electrode of the smoothing capacitor C, the resistor R1 of the
そして、モータコントローラ9は、図6に示すように、電圧センサ7が測定した平滑コンデンサCの両極間の電位差が十分下がって、平滑コンデンサCが蓄積電荷を十分に放電した否かを確認する(ステップS15)。
Then, as shown in FIG. 6, the
平滑コンデンサCの両極間の電位差の低下が十分でなく平滑コンデンサCがまだ十分に放電していない場合は(ステップS15でNO)、モータコントローラ9は、第4スイッチSW4のオン状態を保持して(ステップS17)、放電回路を形成したまま維持する。
When the potential difference between the two electrodes of the smoothing capacitor C is not sufficiently lowered and the smoothing capacitor C has not been sufficiently discharged (NO in step S15), the
一方、平滑コンデンサCの両極間の電位差が十分に下がって平滑コンデンサCが十分に放電した場合は(ステップS15でNO)、モータコントローラ9は、放電ライン5の第4スイッチSW4をオフさせて(ステップS19)、放電処理のシーケンスを終了する。
On the other hand, when the potential difference between both electrodes of the smoothing capacitor C is sufficiently lowered and the smoothing capacitor C is sufficiently discharged (NO in step S15), the
このように、本実施形態の充放電装置1によれば、直流電源VからインバータINVに供給する電力を平滑化する平滑コンデンサCが、直流電源VからインバータINVへの電力供給の停止に伴い蓄積電荷を放電する際に、第1乃至第3スイッチSW1〜SW3のオフにより平滑コンデンサCを直流電源Vから切り離すようにした。
As described above, according to the charging / discharging
そして、第1乃至第3スイッチSW1〜SW3よりも平滑コンデンサC側に存在する放電ライン5の第4スイッチSW4のオンにより、抵抗R1、第4スイッチSW4、第2スイッチSW2よりも平滑コンデンサC側の負極ラインNによる放電回路で平滑コンデンサCの両極間を接続して、平滑コンデンサCの蓄積電荷を放電させるようにした。
Then, when the fourth switch SW4 of the
また、平滑コンデンサCをプリチャージする際には、第1乃至第3スイッチSW1〜SW3のオフにより直流電源Vから切り離され、かつ、第4スイッチSW4のオフにより放電回路からも切り離された平滑コンデンサCを、第2及び第3スイッチSW2,SW3のオンにより、プリチャージライン3の抵抗R1を介して直流電源Vに接続するようにした。
Further, when the smoothing capacitor C is precharged, the smoothing capacitor is disconnected from the DC power source V by turning off the first to third switches SW1 to SW3 and also disconnected from the discharge circuit by turning off the fourth switch SW4. C is connected to the DC power source V via the resistor R1 of the
このため、1つの抵抗R1が平滑コンデンサCのプリチャージ用の抵抗と放電用の抵抗とを兼ねることになる。したがって、大電流に対する耐性や放熱性能を満たすために、平滑コンデンサCのプリチャージ用の抵抗や放電用の抵抗に高性能の抵抗素子を用いる場合であっても、1つの抵抗R1で両方の目的を達成できるようにして、最小限の構成で装置の小型化を実現することができる。 Therefore, one resistor R1 serves as both a precharging resistor and a discharging resistor of the smoothing capacitor C. Therefore, even if a high-performance resistance element is used for the pre-charging resistor or discharging resistor of the smoothing capacitor C in order to satisfy the resistance against large current and the heat radiation performance, the single resistor R1 serves both purposes. Thus, the apparatus can be miniaturized with a minimum configuration.
ところで、平滑コンデンサCをプリチャージするために、第3スイッチSW3と第2スイッチSW2とをオンに切り替えた際、放電ライン5の第4スイッチSW4がオン固着していると、図8に示すように、直流電源Vがショートしてしまう。
By the way, when the third switch SW3 and the second switch SW2 are switched on to precharge the smoothing capacitor C, if the fourth switch SW4 of the
そこで、本実施形態の充放電装置1では、モータコントローラ9が、図3に示す平滑コンデンサCのプリチャージ処理の冒頭に、第4スイッチSW4のオン固着診断を行う。
Therefore, in the charging / discharging
具体的には、モータコントローラ9は、図3のプリチャージ処理のステップS1に代えて、図9に示すステップS01乃至ステップS07の各手順の処理を実行する。
Specifically, the
即ち、モータコントローラ9は、不図示のイグニッションスイッチがオンされたら、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4が全てオフの状態から、プリチャージライン3の第3スイッチSW3をオンに切り替える(ステップS01)。
That is, when an ignition switch (not shown) is turned on, the
これにより、図10に示すように、直流電源Vの正極が、プリチャージライン3の第3スイッチSW3及び抵抗R1を介して、平滑コンデンサCの正極と接続される。
As a result, as shown in FIG. 10, the positive electrode of the DC power supply V is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C via the third switch SW3 of the
ここで、平滑コンデンサCは、イグニッションスイッチが前回オフされた際に、放電ライン5の第4スイッチSW4のオンにより形成された、プリチャージライン3の抵抗R1、放電ライン5及び負極ラインNを経由する放電回路を通じて、蓄積した電荷の放電を済ませている。
Here, the smoothing capacitor C passes through the resistor R1, the
したがって、第3スイッチSW3のオンにより直流電源Vの正極が平滑コンデンサCの正極に接続される直前の平滑コンデンサC(放電が終了した状態の平滑コンデンサC)は、両極間に電位差がない状態になっている。 Therefore, the smoothing capacitor C (smoothing capacitor C in a state where the discharge has been completed) immediately before the positive electrode of the DC power source V is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor C when the third switch SW3 is turned on has no potential difference between the two electrodes. It has become.
また、平滑コンデンサCが放電回路を通じて蓄積電荷を放電する間、平滑コンデンサCの正極及び負極は、正極ラインPの第1スイッチSW1や負極ラインNの第2スイッチSW2がオフであることから、直流電源Vの正極及び負極に対して絶縁されている。 Further, while the smoothing capacitor C discharges the accumulated charge through the discharge circuit, the positive and negative electrodes of the smoothing capacitor C are connected to the direct current line because the first switch SW1 of the positive line P and the second switch SW2 of the negative line N are off. It is insulated from the positive and negative electrodes of the power supply V.
このため、放電の終了により両極間に電位差がなくなった平滑コンデンサCの正極及び負極の電位は、直流電源Vの正極及び負極のどちらの電位に対しても電位差を有している。 For this reason, the potential of the positive electrode and the negative electrode of the smoothing capacitor C, which has no potential difference between the two electrodes due to the end of the discharge, has a potential difference with respect to both the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply V.
したがって、プリチャージライン3の第3スイッチSW3をオンに切り替えて、平滑コンデンサCの正極を直流電源Vの正極に接続した際には、平滑コンデンサCの正極の電位が、負極と同じ電位から直流電源Vの正極の電位に向けて変化する。
Therefore, when the third switch SW3 of the
このとき、放電ライン5の第4スイッチSW4がオン固着しておらず(オフしており)、平滑コンデンサCの両極間が絶縁されていれば、平滑コンデンサCの負極の電位は放電終了後の電位に保たれる。よって、平滑コンデンサCの両極間の電位差には、平滑コンデンサCの正極の電位が変化するのに応じた変化が生じる。
At this time, if the fourth switch SW4 of the
一方、放電ライン5の第4スイッチSW4がオン固着していて、平滑コンデンサCの両極間が第4スイッチSW4により短絡されていると、直流電源Vの正極との接続により平滑コンデンサCの正極の電位が変化したときに、平滑コンデンサCの負極の電位も同じように変化して、平滑コンデンサCの両極間の電位差には変化が生じない。
On the other hand, if the fourth switch SW4 of the
そこで、本実施形態の充放電装置1では、モータコントローラ9が、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4を制御上で全てオフにした状態から第3スイッチSW3をオンに切り替えた時点からの、平滑コンデンサCの両極間の電位差の推移を電圧センサ7によって測定する。
Therefore, in the charging / discharging
そして、モータコントローラ9は、平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化した場合に第4スイッチSW4がオン固着していないと判断し、変化していない場合は第4スイッチSW4がオン固着していると判断する。
Then, the
即ち、モータコントローラ9は、図9のステップS03において、第3スイッチSW3をオンに切り替えた時点から電圧センサ7が測定し始めた平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化したか否かを確認する。
That is, the
平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化していない場合は(ステップS03でNO)、モータコントローラ9は、第4スイッチSW4がオン固着しているものと判断して、第4スイッチSW4の故障判定のシーケンスに移行して(ステップS05)、平滑コンデンサCのプリチャージ処理のシーケンスを終了する。
If the potential difference between both electrodes of the smoothing capacitor C has not changed (NO in step S03), the
一方、平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化している場合は(ステップS03でYES)、モータコントローラ9は、第4スイッチSW4がオン固着していないものと判断して、負極ラインNの第2スイッチSW2をオンに切り替える(ステップS07)。そして、図3のステップS3以降の手順でプリチャージ処理を実行する。
On the other hand, if the potential difference between both electrodes of the smoothing capacitor C has changed (YES in step S03), the
これにより、プリチャージ処理のためにモータコントローラ9が制御上で第3スイッチSW3と第2スイッチSW2とをオンに切り替えることで、オン固着した放電ライン5の第4スイッチSW4を介して直流電源Vがショートしてしまうのを、防止することができる。
Thereby, the
なお、上述した第1実施形態では、直流電源Vの電力をインバータINVに供給する正極ラインPの第1スイッチSW1が設けられた部分と並列にプリチャージライン3を接続した。しかし、図12の説明図に示す電動車両の電力制御装置に適用した本発明の第2実施形態に係る充放電装置13のように、負極ラインNの第2スイッチSW2が設けられた部分にプリチャージライン3を並列に接続してもよい。
In the first embodiment described above, the
この場合、放電ライン5は、プリチャージライン3の第3スイッチSW3よりも平滑コンデンサCの負極側に接続される。また、放電ライン5は、正極ラインPの第1スイッチSW1よりも平滑コンデンサCの正極側に接続される。したがって、放電ライン5の第4スイッチSW4は、直流電源Vに対して、プリチャージライン3の第3スイッチSW3と直列に接続される。
In this case, the
また、抵抗R1は、プリチャージライン3の放電ライン5の接続箇所よりも平滑コンデンサCの負極側に設けられる。したがって、平滑コンデンサCと抵抗R1との直列回路は、直流電源Vに対して、放電ライン5と並列に接続される。
The resistor R1 is provided on the negative electrode side of the smoothing capacitor C with respect to the connection portion of the
そして、充放電装置13において平滑コンデンサCをプリチャージする際は、不図示のイグニッションスイッチがオンされたら、モータコントローラ9が、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4を全てオフさせた状態から、正極ラインPの第1スイッチSW1とプリチャージライン3の第3スイッチSW3とをオンに切り替える。
When precharging the smoothing capacitor C in the charging / discharging
これにより、直流電源V、正極ラインPの第1スイッチSW1、平滑コンデンサC、プリチャージライン3の抵抗R1、第3スイッチSW3を経て直流電源Vに戻るプリチャージ回路を形成する。
Thus, a precharge circuit is formed which returns to the DC power supply V via the DC power supply V, the first switch SW1 of the positive line P, the smoothing capacitor C, the resistor R1 of the
そして、モータコントローラ9は、電圧センサ7が測定した平滑コンデンサCの両極間の電位差が十分上昇して、平滑コンデンサCがプリチャージされたら、プリチャージライン3の第3スイッチSW3をオフさせ、その後、負極ラインNの第2スイッチSW2をオンさせて、プリチャージ処理から通常の電力供給状態に切り替える。
The
また、平滑コンデンサCの蓄積電荷を放電する際には、不図示のイグニッションスイッチがオフされたら、モータコントローラ9が、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4を全てオフさせた状態から、放電ライン5の第4スイッチSW4をオンに切り替える。
Further, when discharging the accumulated charge of the smoothing capacitor C, when an ignition switch (not shown) is turned off, the
これにより、平滑コンデンサCの正極、正極ラインP、放電ライン5の第4スイッチSW4、プリチャージライン3の抵抗R1を経て平滑コンデンサCの負極に戻る放電回路を形成する。
This forms a discharge circuit that returns to the negative electrode of the smoothing capacitor C through the positive electrode of the smoothing capacitor C, the positive electrode line P, the fourth switch SW4 of the
そして、モータコントローラ9は、電圧センサ7が測定した平滑コンデンサCの両極間の電位差が十分下がって、平滑コンデンサCが蓄積電荷を十分に放電したら、放電ライン5の第4スイッチSW4をオフさせて、放電処理を終了する。
The
なお、平滑コンデンサCをプリチャージする際に、第4スイッチSW4のオン固着診断を行う場合は、不図示のイグニッションスイッチがオフされたら、モータコントローラ9が、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4を全てオフさせた状態から、プリチャージライン3の第3スイッチSW3をオンに切り替える。
When pre-charging the smoothing capacitor C and performing the on-fixation diagnosis of the fourth switch SW4, the
すると、放電の終了により正極との間に電位差がなくなった平滑コンデンサCの負極の電位が、第3スイッチSW3のオンにより接続された直流電源Vの負極の電位(0V)に向けて変化する。 Then, the potential of the negative electrode of the smoothing capacitor C, which has no potential difference with the positive electrode due to the end of the discharge, changes toward the negative electrode potential (0 V) of the DC power supply V connected when the third switch SW3 is turned on.
そこで、モータコントローラ9は、直流電源Vの負極との接続により放電終了時の電位から直流電源Vの負極の電位に向けて変化する平滑コンデンサCの負極の電位と、平滑コンデンサCの正極の電位との電位差が変化するかどうかによって、第4スイッチSW4のオン固着の有無を判断する。
Therefore, the
そのために、モータコントローラ9は、第1乃至第4スイッチSW1〜SW4を制御上で全てオフにした状態から第3スイッチSW3をオンに切り替えた時点からの、平滑コンデンサCの両極間の電位差の推移を電圧センサ7によって測定する。
For this purpose, the
そして、モータコントローラ9は、平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化していると判断した場合に、第4スイッチSW4がオン固着しているものとして、第4スイッチSW4の故障判定の処理に移行して平滑コンデンサCのプリチャージ処理を終了する。
When the
また、モータコントローラ9は、平滑コンデンサCの両極間の電位差が変化していないと判断した場合に、第4スイッチSW4がオン固着していないものとして、第4スイッチSW4をオンさせて平滑コンデンサCのプリチャージ処理を実行する。
Further, when the
このように構成された第2実施形態の充放電装置13でも、第1実施形態の充放電装置1と同様に、平滑コンデンサCのプリチャージ用の抵抗や放電用の抵抗に高性能の抵抗素子を用いる場合であっても、1つの抵抗R1で両方の目的を達成できるようにして、最小限の構成で装置の小型化を実現することができる。
In the charging / discharging
また、第2実施形態の充放電装置13によっても、第1実施形態の充放電装置1と同様に、プリチャージ処理のためにモータコントローラ9が制御上で第1スイッチSW1と第3スイッチSW3とをオンに切り替えることで、オン固着した放電ライン5の第4スイッチSW4を介して直流電源Vがショートしてしまうのを、防止することができる。
Moreover, also by the charging / discharging
なお、上述した各実施形態では、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)等の電動車両に搭載された電力制御装置における、直流電源VからインバータINVに供給される電力を平滑化する平滑コンデンサCの充放電装置1,13に本発明を適用した場合について説明した。
In each of the above-described embodiments, a smoothing capacitor that smoothes the power supplied from the DC power source V to the inverter INV in a power control device mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HEV). The case where the present invention is applied to the C charge /
しかし、本発明は、直流電源から負荷に対する電力を平滑化する平滑コンデンサの充放電装置に広く適用可能である。 However, the present invention can be widely applied to a smoothing capacitor charging / discharging device that smoothes power to a load from a DC power supply.
本発明は、直流電源から負荷に対する電力を平滑化する平滑コンデンサの充放電装置において利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a smoothing capacitor charging / discharging device that smoothes power to a load from a DC power supply.
1,13 充放電装置
3 プリチャージライン
5 放電ライン
7 電圧センサ
9 モータコントローラ(放電時制御部、プリチャージ時制御部)
C 平滑コンデンサ
INV インバータ(負荷)
M 電動モータ
N 負極ライン
P 正極ライン
R1 抵抗(抵抗素子)
SW1 第1スイッチ(遮断モジュール)
SW2 第2スイッチ(遮断モジュール)
SW3 第3スイッチ(プリチャージスイッチ)
SW4 第4スイッチ(開放モジュール、放電スイッチ)
V 直流電源
1,13 Charge /
C Smoothing capacitor INV Inverter (load)
M Electric motor N Negative electrode line P Positive electrode line R1 Resistance (resistance element)
SW1 1st switch (shut-off module)
SW2 Second switch (shut-off module)
SW3 3rd switch (precharge switch)
SW4 4th switch (open module, discharge switch)
V DC power supply
Claims (7)
前記直流電源(V)から前記平滑コンデンサ(C)への電力供給を遮断可能な遮断モジュール(SW1,SW2)と、
前記直流電源(V)と前記平滑コンデンサ(C)との間に前記遮断モジュール(SW1,SW2)と並列に接続され、前記平滑コンデンサ(C)のプリチャージ時及び放電時の電流が流れる抵抗素子(R1)と、
前記平滑コンデンサ(C)及び前記抵抗素子(R1)を含み前記放電時の電流が流れる放電回路を開放可能な開放モジュール(SW4)と、
を備える充放電装置(1,13)。 A smoothing capacitor (C) that smoothes the power supplied from the DC power supply (V) and outputs it to the load (INV), and discharges when the power supply from the DC power supply (V) stops;
Shut-off modules (SW1, SW2) capable of shutting off power supply from the DC power supply (V) to the smoothing capacitor (C);
A resistive element connected between the DC power source (V) and the smoothing capacitor (C) in parallel with the shut-off modules (SW1, SW2) and through which current flows when the smoothing capacitor (C) is precharged and discharged. (R1),
An open module (SW4) including the smoothing capacitor (C) and the resistance element (R1) and capable of opening a discharge circuit through which the current during discharge flows;
A charge / discharge device (1, 13).
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-
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