JP2019058009A - 電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
第1の実施の形態における電源システム200は、図1に示すように、電池パック30、充電器32、ソーラーパネル34、補機電池36、3ポートDC/DCコンバータ(3ポートDDC)38及び走行インバータ40を含んで構成される。
第2の実施の形態における電源システム300は、図3に示すように、電池パック42、充電器32、ソーラーパネル34、補機電池36、3ポートDC/DCコンバータ(2ポートDDC)38及び走行インバータ40を含んで構成される。
変形例1に係る電源システム302は、第2の実施の形態における電源システム300のスイッチ群の接続態様を変更したものである。すなわち、図5に示すように、電源システム302の電池パック44では、電源システム300の電池パック42の主電源ライン(正極側)の一方に接続されているスイッチU及びスイッチVを共通にしている。具体的には、スイッチU及びスイッチVを共通化して、主電源ライン(正極側)と電池パック42の主電池との間にスイッチVのみを設けた構成とする。
第3の実施の形態における電源システム400は、図7に示すように、電池パック50、充電器52、ソーラーパネル54、多ポートDC/DCコンバータ(多ポートDDC)56、補機電池58及び走行インバータ60を含んで構成される。電源システム400は、プラグインハイブリッド車両(PHV)や電気車両(EV)に搭載することができる。
本変形例2における電源システム402は、第3の実施の形態における電源システム400のスイッチ群の接続態様を変更したものである。すなわち、図9に示すように、電源システム402の電池パック62では、電源システム400の電池パック50の主電源ライン(正極側)の一方に接続されているスイッチV及びスイッチWを共通にしている。具体的には、スイッチV及びスイッチWを共通化して、主電源ライン(正極側)と電池パック62の主電池との間にスイッチWのみを設けた構成とする。
図11は、3ポートDDC38(多ポートDDC56)の構成例を示す。3ポートDDC38は、コンデンサC1〜C6、インダクタL1〜L4、スイッチング素子S1〜S4を含んで構成される。
Claims (10)
- 主電池を含む電池パックと、補機電池と、前記主電池及び前記補機電池に電力を供給する充電器と、前記主電池及び前記補機電池に回生電力を供給するインバータと、を含む電源システムであって、
前記充電器及び前記インバータと前記補機電池の間で電力を変換するDC/DCコンバータと、
前記電池パックは、前記主電池と前記インバータとの電気的な接続を遮断するためのスイッチを含むことを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、2ポート以上のDC/DCコンバータであって、
前記充電器と前記インバータとは2つの主電源ラインによって接続され、前記主電源ラインにはそれぞれ第1のスイッチ及び第2のスイッチが設けられ、
前記主電池は、前記主電源ラインにそれぞれ第3のスイッチ及び第4のスイッチを介して接続され、
前記DC/DCコンバータの第1のポートは、前記充電器と前記第1のスイッチの間、及び、前記インバータと前記第2のスイッチの間にそれぞれ接続され、
前記DC/DCコンバータの第2のポートは、前記補機電池に接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、2ポート以上のDC/DCコンバータであって、
前記充電器と前記インバータとは2つの主電源ラインによって接続され、
前記主電源ラインの一方には第1のスイッチ及び第2のスイッチが設けられ、前記主電源ラインの他方には第3のスイッチ及び第4のスイッチが設けられ、
前記主電池は、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチの間の接続点と、前記第3のスイッチと前記第4のスイッチの間の接続点の間に接続され、
前記DC/DCコンバータの第1のポートの一方は、前記充電器と前記第1のスイッチの間及び前記インバータと前記第2のスイッチの間に接続され、前記第1のポートの他方は、前記充電器と前記第3のスイッチの間及び前記インバータと前記第4のスイッチの間にそれぞれ第5のスイッチ及び第6のスイッチを介して接続され、
前記DC/DCコンバータの第2のポートは、前記補機電池に接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、2ポート以上のDC/DCコンバータであって、
前記充電器と前記インバータとは2つの主電源ラインによって接続され、
前記主電源ラインの一方には第1のスイッチ及び第2のスイッチが設けられ、
前記主電池は、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチの間の接続点と、前記主電源ラインの他方に第3のスイッチを介して接続され、
前記DC/DCコンバータの第1のポートの一方は、前記主電源ラインの他方に接続され、前記第1のポートの他方は、前記充電器と前記第1のスイッチの間及び前記インバータと前記第2のスイッチの間にそれぞれ第4のスイッチ及び第5のスイッチを介して接続され、
前記DC/DCコンバータの第2のポートは、前記補機電池に接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項2〜4のいずれか1項に記載の電源システムであって、
ソーラーパネルをさらに備え、
前記ソーラーパネルは、前記DC/DCコンバータの第3のポートに接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、3ポート以上のDC/DCコンバータであって、
前記充電器と前記インバータとは2つの主電源ラインによって接続され、前記主電池は前記主電源ラインの間に接続され、
前記主電源ラインの一方において、前記インバータと前記主電池の間には第1のスイッチ、及び、前記充電器と前記主電池の間には第2のスイッチが設けられ、
前記主電源ラインの他方において、前記インバータと前記主電池の間には第3のスイッチ、及び、前記充電器と前記主電池の間には第4のスイッチが設けられ、
前記DC/DCコンバータの第1のポートは、前記充電器と前記第2のスイッチの間、及び、前記第4のスイッチと前記主電池の間にそれぞれ接続され、
前記DC/DCコンバータの第2のポートは、前記インバータと前記第1のスイッチの間に第5のスイッチを介して、及び、前記第3のスイッチと前記インバータの間にそれぞれ接続され、
前記DC/DCコンバータの第3のポートは、前記補機電池に接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、3ポート以上のDC/DCコンバータであって、
前記充電器と前記インバータとは2つの主電源ラインによって接続され、前記主電池は前記主電源ラインの間に接続され、
前記主電源ラインの一方と前記主電池とは第1のスイッチを介して接続され、
前記主電源ラインの他方において、前記インバータと前記主電池の間には第2のスイッチ、及び、前記充電器と前記主電池の間には第3のスイッチが設けられ、
前記DC/DCコンバータの第1のポートは、前記主電源ラインの一方、及び、前記第3のスイッチと前記主電池の間にそれぞれ接続され、
前記DC/DCコンバータの第2のポートは、前記主電源ラインの一方に第4のスイッチを介して、及び、前記第2のスイッチと前記インバータの間にそれぞれ接続され、
前記DC/DCコンバータの第3のポートは、前記補機電池に接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項6又は7に記載の電源システムであって、
ソーラーパネルをさらに備え、
前記DC/DCコンバータの第4のポートは、前記ソーラーパネルに接続されることを特徴とする電源システム。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、
第1コンデンサ、第2コンデンサ及び第3コンデンサ、第1インダクタ及び第2インダクタ、並びに第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を含んで構成され、第1ポート及び第2ポートが設けられた第1コンバータ回路と、
第4コンデンサ、第5コンデンサ及び第6コンデンサ、第3インダクタ及び第4インダクタ、並びに第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子を含んで構成され、第3ポートが設けられた第2コンバータ回路と、
を含み、
前記第1コンバータ回路と前記第2コンバータ回路とは電気的に絶縁されており、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は交互にスイッチングされ、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は交互にスイッチングされ、
前記第1インダクタ及び前記第2インダクタ並びに前記第3インダクタ及び第4インダクタは、共通の1つの磁気コアにより磁気的に結合されると共に、前記第1コンバータ回路と前記第2コンバータ回路のスイッチングの位相差が0の場合に互いに前記磁気コア内に同じ方向に磁束を発生させる方向に巻回されており、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子と前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子とのスイッチングのデューティは等しく変化させると共に、当該スイッチングの位相差を変化させることを特徴とする電源システム。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源システムであって、
前記DC/DCコンバータは、
第1コンデンサ及び第2コンデンサ、第1インダクタ及び第2インダクタ並びに第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を含んで構成され、第1ポートが設けられた第1コンバータ回路と、
第3コンデンサ及び第4コンデンサ、第3インダクタ及び第4インダクタ並びに第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子を含んで構成され、第2ポートが設けられた第2コンバータ回路と、
第5コンデンサ及び第6コンデンサ、第5インダクタ及び第6インダクタ並びに第5スイッチング素子及び第6スイッチング素子を含んで構成され、第3ポートが設けられた第3コンバータ回路と、
を含み、
前記第1コンバータ回路、前記第2コンバータ回路及び前記第3コンバータ回路は互いに電気的に絶縁されており、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子は交互にスイッチングされ、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子は交互にスイッチングされ、
前記第1インダクタ、前記第2インダクタ、前記第3インダクタ、前記第4インダクタ、前記第5インダクタ及び前記第6インダクタは共通の1つの第1磁気コアにより磁気的に結合されていることを特徴とする電源システム。
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