JP2020058113A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電力供給システムに関し、例えば第1の蓄電池と、第1の蓄電池より容量の大きい第2の蓄電池とを有する電力供給システムに適用して好適なものである。 The present invention relates to a power supply system, and is suitably applied to, for example, a power supply system having a first storage battery and a second storage battery having a larger capacity than the first storage battery.
電気自動車には、航続距離を稼ぐための容量型電池と、4輪にパワーホイールとを用いたものがある。このパワーホイールには、モータおよびインバータのみならず、パワー型電池をも内蔵したものがある。かかる構成においては、インバータとモータとの間に高電圧の大電流が流せる太い電源ケーブル(電流線)が必要となる。 Some electric vehicles use a capacity-type battery for increasing the cruising distance and a power wheel for four wheels. Some power wheels incorporate not only a motor and an inverter but also a power type battery. In such a configuration, a thick power cable (current line) through which a large current of a high voltage can flow between the inverter and the motor is required.
しかしながら、太い電源ケーブルを用いると、操舵性が悪くなったり、他の配線が困難になったりする問題がある。 However, when a thick power cable is used, there is a problem that steering characteristics are deteriorated and other wiring is difficult.
この点、太い電源ケーブルを無くすために、無線送電にて容量型電池からパワーホイール内のパワー型電池に電力を供給する技術が開示されている(特許文献1参照)。 In this regard, in order to eliminate a thick power cable, a technique of supplying power from a capacity battery to a power battery in a power wheel by wireless power transmission is disclosed (see Patent Document 1).
無線送電の導入には、コストがかかる傾向にある。また、無線送電では、送電効率が悪くなり、航続距離が短くなる問題がある。 Introduction of wireless power transmission tends to be costly. Further, in the wireless power transmission, there is a problem that power transmission efficiency is deteriorated and a cruising distance is shortened.
このようなことから、電源ケーブルを無くすのではなく、電源ケーブルを細くしたい。 Therefore, instead of eliminating the power cable, we want to make the power cable thinner.
しかしながら、容量型電池とパワー型電池とを細い電源ケーブルで接続した場合、電流はあまり流せなく、かつ流したとしても容量型電池の電流に変動が生じ、容量型電池の発熱に繋がり、容量型電池の寿命が短くなってしまう問題がある。 However, when the capacity type battery and the power type battery are connected by a thin power cable, the current cannot flow much, and even if the current flows, the current of the capacity type battery fluctuates, which leads to heat generation of the capacity type battery. There is a problem that the life of the battery is shortened.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、容量型電池とパワー型電池とを電流線で接続しているときに生じる容量型電池の電流の変動を極力抑えることができる電力供給システムを提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and a power supply system capable of minimizing fluctuations in the current of a capacity battery that occurs when the capacity battery and the power battery are connected by a current line. It is intended to propose.
かかる課題を解決するため本発明においては、複数の第1の蓄電池と、複数の前記第1の蓄電池に対応して設けられる複数のモータと、複数の前記モータに対応して設けられる複数のインバータと、スイッチを介して複数の前記第1の蓄電池と接続され、前記第1の蓄電池より容量の大きい第2の蓄電池と、前記第2の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記スイッチのオンおよびオフを制御する制御部と、を設けるようにした。 In order to solve this problem, in the present invention, a plurality of first storage batteries, a plurality of motors provided corresponding to the plurality of first storage batteries, and a plurality of inverters provided corresponding to the plurality of motors are provided. And a second storage battery connected to the plurality of first storage batteries via a switch and having a larger capacity than the first storage battery; and a switch connected to the second storage battery so as to reduce a change in current related to the second storage battery. And a control unit for controlling on and off.
上記構成では、第1の蓄電池同士を電流線で繋ぎ、スイッチを介して第2の蓄電池を第1の蓄電池に接続することにより、第2の蓄電池に係る電流の変動を小さくするようにスイッチのオンおよびオフを制御することができるので、例えば、第2の蓄電池の発熱を回避でき、第2の蓄電池の寿命を延ばすことができる。また、例えば、スイッチの制御にて第2の蓄電池の電流を抑えることで、細い電流線を用いることができる。 In the above configuration, the first storage batteries are connected to each other by a current line, and the second storage battery is connected to the first storage battery via the switch, so that the change in the current related to the second storage battery is reduced. Since ON and OFF can be controlled, for example, heat generation of the second storage battery can be avoided, and the life of the second storage battery can be extended. Further, for example, by suppressing the current of the second storage battery by controlling the switch, a thin current line can be used.
本発明によれば、第2の蓄電池の電流の変動を抑える電力供給システムを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a power supply system that suppresses fluctuations in the current of the second storage battery.
以下図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳述する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。例えば、以下に説明する電力供給システムは、電気自動車、鉄道、ドローン、ロボットといった電気移動体、ビルマネージメントシステム、建設機械などにも適用できる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications and applications within the technical concept of the present invention. For example, the power supply system described below can be applied to electric vehicles such as electric vehicles, railways, drones, and robots, building management systems, construction machines, and the like.
以下では、パワー型電池を内蔵したパワーホイールを有する電気自動車を例に挙げて説明するが、例えば、電気自動車を低コストとし、かつ容量型電池の寿命を抑えるためには、容量型電池の電流の変動を極力抑えるような構成が必要となる。 Hereinafter, an electric vehicle having a power wheel with a built-in power type battery will be described as an example.For example, in order to reduce the cost of the electric vehicle and suppress the life of the capacity type battery, the current of the capacity type battery is reduced. It is necessary to have a configuration that minimizes the fluctuation of the distance.
かかる構成の特徴の1つとして、例えば、次のような構成が挙げられる。スイッチの制御として、右側のパワーホイールが回生となり、かつ容量型電池電流が「0」(ゼロ)になったときに右側のスイッチを切り離す。同様に、左側のパワーホイールが回生となり、かつ容量型電池電流が「0」になったときに左側のスイッチを切り離す。次に、スイッチをオンにするタイミングは、右側のパワーホイールが力行になり、かつ右側のパワーホイール内の蓄電池の電圧と容量型電池の電圧との電圧差がしきい値以内となったときとする。左側も同様のスイッチオンのタイミングとする。 One of the features of such a configuration is, for example, the following configuration. As control of the switch, the right switch is disconnected when the right power wheel is regenerated and the capacity type battery current becomes “0” (zero). Similarly, when the power wheel on the left side is regenerated and the capacity type battery current becomes “0”, the switch on the left side is disconnected. Next, the timing of turning on the switch is when the right power wheel is in power running and the voltage difference between the voltage of the storage battery and the voltage of the capacity type battery in the right power wheel is within the threshold value. I do. The same switch-on timing is applied to the left side.
また、かかる構成の特徴の1つとして、例えば、次のような構成が挙げられる。右側前後のパワーホイールを電流線で繋ぎ、更にスイッチを介して容量型電池に接続する。同様に、左側前後のパワーホイールを電流線で繋ぎ、更にスイッチを介して容量型電池に接続する。そして、前後のパワーホイール内のインバータのインバータキャリア周波数のスイッチング位相を180度ずらす。また、右側のみの電流線と、左側のみの電流線とに電流計を設け、各パワーホイール内の蓄電池の電圧を監視できるようにする。 One of the features of such a configuration is, for example, the following configuration. The right and left power wheels are connected by a current line, and further connected to a capacity battery via a switch. Similarly, the front and rear power wheels are connected by a current line, and further connected to a capacity type battery via a switch. Then, the switching phases of the inverter carrier frequencies of the inverters in the front and rear power wheels are shifted by 180 degrees. Further, an ammeter is provided for the current line only on the right side and the current line only on the left side so that the voltage of the storage battery in each power wheel can be monitored.
上記のような構成によれば、容量型電池の電流の変動を極力抑えることができる。なお、上記構成も一例であり、本発明は、上記構成に限定されるものではない。 According to the above configuration, the fluctuation of the current of the capacity type battery can be suppressed as much as possible. Note that the above configuration is also an example, and the present invention is not limited to the above configuration.
なお、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分(枝番を除く部分)を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、パワーホイールを特に区別しないで説明する場合には、「パワーホイール110」と記載し、個々のパワーホイールを区別して説明する場合には、「パワーホイール110FR」、「パワーホイール110FL」のように記載することがある。 In the following description, in the case where the same type of element is described without being distinguished, a common part (a part excluding the branch number) of the reference numerals including the branch number is used to distinguish and describe the same type of element. In some cases, a reference code including a branch number may be used. For example, when the power wheels are described without particular distinction, they are described as “power wheels 110”, and when the individual power wheels are described separately, they are described as “power wheels 110FR” and “power wheels 110FL”. May be described.
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として第1の実施の形態による電力供給システムを示す。以下では、電気的な負荷に電力を供給する電池に係るシステムである電力供給システム1を電気自動車100に適用した場合について説明する。
(1) First Embodiment In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a power supply system according to the first embodiment as a whole. Hereinafter, a case where the power supply system 1 which is a system related to a battery that supplies power to an electric load is applied to the
電気自動車100は、複数のパワーホイール110と、容量型電池120と、ECU(Electronic Control Unit)130と、スイッチ(SW)140と、電流計150とを含んで構成される。各構成要素間は、図1に示すように、実線で記した電流線で接続されている。
The
電気自動車100は、パワーホイール110を4輪(前後左右)に用いた電気自動車であり、前方右側には、パワーホイール110FRが設けられ、前方左側には、パワーホイール110FLが設けられ、後方右側には、パワーホイール110RRが設けられ、後方左側には、パワーホイール110RLが設けられている。
The
各パワーホイール110は、モータ(図示は省略。)を内蔵するモータホイール111、インバータ(INV)112、およびパワー型電池113を含んで構成される。電気自動車100は、容量型電池120からスイッチ140を介してパワー型電池113に電力を供給し、パワー型電池113からインバータ112に電力を供給してモータホイール111を駆動する。
Each power wheel 110 includes a motor wheel 111 containing a motor (not shown), an inverter (INV) 112, and a power type battery 113. The
パワー型電池113および容量型電池120は、蓄電池である。パワー型電池113は、容量型電池120よりも容量が小さい蓄電池である。なお、パワー型電池113は、容量型電池120と比べて、容量に対する出力(出力/容量)の値が高い。
The power type battery 113 and the
ECU130は、監視部からの情報(電流計150からの電流信号、各パワー型電池113のBCU(Battery Control Unit。図示は省略。)からの電流情報および電圧情報、容量型電池120のBCUの電流情報および電圧情報など)を得て、インバータ112への位相の制御信号、スイッチ140への制御信号などを出力する。なお、BCUは、例えば、パワー型電池113に設けられ、パワー型電池113の状態(充電率、電圧、電流など)を監視している。
The
本実施の形態では、右側のパワーホイール110FR,110RRのみを電流線で繋ぎ、左側のパワーホイール110FL,110RLのみを電流線で繋いでいる。その理由は、電気自動車100がカーブを曲がる際、左側のみと右側のみとで回生のタイミングと力行のタイミングとがずれるため、前だけ、後ろだけを繋ぐ場合より、左右を繋いだ方が角速度が揃っていて位相制御しやすいためである。しかしながら、前だけ、後ろだけを電流線で繋いでもよい。
In the present embodiment, only the right power wheels 110FR and 110RR are connected by a current line, and only the left power wheels 110FL and 110RL are connected by a current line. The reason is that when the
位相制御としては、前方のインバータ112FR,FLと後方のインバータ112RR,RLとのインバータキャリア周波数のスイッチング位相を180度ずらす。このことにより、前後のインバータ112にて、スイッチングノイズがキャンセルされる。また、前後のタイヤの回転数が同じ場合には、さらにモータのモータ位相(回転位相)を180度ずらす。このことにより、モータの回転数に依存した電流の変動(脈動)が抑えられる。なお、ECU130とインバータ112とは、図1では、破線で記した通信線で接続されている。
In the phase control, the switching phases of the inverter carrier frequencies of the front inverters 112FR and FL and the rear inverters 112RR and RL are shifted by 180 degrees. As a result, the switching noise is canceled in the front and rear inverters 112. If the rotational speeds of the front and rear tires are the same, the motor phase (rotational phase) of the motor is further shifted by 180 degrees. As a result, fluctuations (pulsations) of the current depending on the number of rotations of the motor can be suppressed. The
次に、スイッチ140に係るシーケンス(電流制御)を説明する。スイッチ140による電流制御に関しては、大電流でのスイッチ140のオフを防ぎ、かつ容量型電池120に回生を戻さなく、かつ力行時には極力パワー型電池113にて駆動させることを思想としている。このような電流制御について、図2を用いて説明する。
Next, a sequence (current control) related to the
図2は、スイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。図2に示すスイッチ制御処理は、制御部(例えば、ECU130内でのソフトウェア(プロセッサがメモリにプログラムを読み出して実行すること))により実行される。スイッチ制御処理は、電気自動車100のイグニッションオンで開始し、イグニッションオフで終了する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a flowchart according to the switch control process. The switch control process illustrated in FIG. 2 is executed by a control unit (for example, software in ECU 130 (a processor reads a program into a memory and executes the program)). The switch control process starts when the
まず、ステップS201では、ECU130は、イグニッションオンと共に、左右のスイッチ140L,140R(両スイッチ)をオンにする。
First, in step S201, the
次に、ステップS202では、ECU130は、左右の電流計150L,150Rの電流を計測する。そして、パワー型電池113および容量型電池120(各電池パック)より、電圧情報を通信線経由で受信する。
Next, in step S202, the
次に、ステップS203では、ECU130は、右側のスイッチ140Rがオンであり、右側が回生であり、かつ、右側の電流計150Rの電流が「0」または殆ど「0」(ゼロに相当する値)であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU130は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS204に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS205に処理を移す。
Next, in step S203, the
ここで、ECU130は、例えば、右側の電流計150Rの電流の符号が充電側になった場合、右側が回生(回生状態)であると判定してもよいし、右側のパワー型電池113FR,113RRの電流の和が充電側の符号である場合、右側が回生であると判定してもよいし、その他の予め定めた条件を満した場合、右側が回生であると判定してもよい。他方、ECU130は、例えば、右側の電流計150Rの電流の符号が放電側になった場合、右側が力行(力行状態)であると判定してもよいし、右側のパワー型電池113FR,113RRの電流の和が放電側の符号である場合、右側が力行であると判定してもよいし、その他の予め定めた条件を満した場合、右側が力行であると判定してもよい。なお、左側が回生であるか否かの判定と、左側が力行であるか否かの判定とについても、右側の場合と同様に行われる。
Here, for example, when the sign of the current of the
ステップS204では、ECU130は、右側のスイッチ140Rをオフにし、ステップS205に処理を移す。この後、右側のパワーホイール110FR,110RR内にあるパワー型電池113FR,113RRだけで回生を吸収する。このため、右側のパワーホイール110FR,110RR内にあるパワー型電池113FR,113RRの電圧が上がるため、再度、右側のスイッチ140Rをオンにする際には力行時となる(ステップS209参照)。
In step S204, the
ステップS205では、ECU130は、左側のスイッチ140Lがオンであり、左側が回生であり、かつ、左側の電流計150Lの電流が「0」または殆ど「0」(ゼロに相当する値)であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU130は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS206に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS207に処理を移す。
In step S205, the
ステップS206では、ECU130は、左側のスイッチ140Lをオフにし、ステップS207に処理を移す。この後、左側のパワーホイール110FL,110RL内にあるパワー型電池113FL,113RLだけで回生を吸収する。このため、左側のパワーホイール110FL,110RL内にあるパワー型電池113FL,113RLの電圧が上がるため、再度、左側のスイッチ140Lをオンにする際には力行時となる(ステップS207参照)。
In step S206, the
ステップS207では、ECU130は、左側のスイッチ140Lがオフであり、左側が力行であり、かつ、左側のパワー型電池113FL,113RLの電圧と容量型電池120の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU130は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS208に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS209に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
In step S207, the
ステップS208では、ECU130は、左側のスイッチ140Lをオンにし、ステップS209に処理を移す。
In step S208, the
ステップS209では、ECU130は、右側のスイッチ140Rがオフであり、右側が力行であり、かつ、右側のパワー型電池113FR,113RRの電圧と容量型電池120の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU130は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS210に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS202に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
In step S209, the
ステップS210では、ECU130は、右側のスイッチ140Rをオンにし、ステップS202に処理を移す。
In step S210, the
このように、スイッチ140を左右に入れ、左右のスイッチ140L,140Rそれぞれを回生ごとにオフにし、力行ごとにオンすることで、例えば、容量型電池120から各パワーホイール110内のパワー型電池113への電流ピークを抑えることができる。また、例えば、容量型電池120への回生を防ぐことにより、電流線を細くできる。また、例えば、容量型電池120の電流の変動を抑えることができ、容量型電池120の寿命を延ばすことができる。
In this way, by turning the
以上がスイッチ制御処理の流れである。次に、スイッチ140の構成の一例を図3に示す。スイッチ140としては、機械式リレー、半導体式(IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect
Transistor)等)を用いてもよい。ここで、最悪事態として、容量型電池120に充電後といった電位差がある場合でもスイッチ140を入り切りすることがあるため、突入電流を防ぐ機構を設けてもよい。図3に、スイッチ140として、パワーMOSFETを用いた場合の例を示す。
The above is the flow of the switch control process. Next, an example of a configuration of the
Transistor) may be used. Here, as a worst case, the
図3に示すように、スイッチ140は、4つのパワーMOSFET310(パワーMOSFET310A,310B,310C,310D)で構成される。パワーMOSFET310A,310Bは、電位差が大きく電流が大きく見積もられる場合に使うスイッチであり、パワーMOSFET310C,310Dは、電位差が低いまたは電流を切る場合に使うスイッチである。
As shown in FIG. 3, the
各パワーMOSFET310のゲートは、別途ECU130に繋がり、ECU130から送信される各パワーMOSFET310のオン信号によりパワーMOSFET310がオンされ、オフ信号によりパワーMOSFET310がオフされる。
The gate of each power MOSFET 310 is separately connected to the
抵抗320は、電位差が大きい場合、先にパワーMOSFET310C,310Dを繋いでおき、例えば電気自動車100の起動時(モータの起動時)に、電流を制限させるための抵抗である。
When the potential difference is large, the
コンデンサ330は、例えば電気自動車100の走行時(モータの運転時)に、パワーMOSFET310C,310Dをオフにする際の電線のインダクタンスのエネルギーを吸収するためのスナバコンデンサである。
The
なお、図3に示すパワーMOSFET310にさらに直列に機械式スイッチを設けてもよい。これは、半導体式スイッチでは、漏れ電流があり、駐車中の電池電流を消費するのを抑えるためである。 Note that a mechanical switch may be further provided in series with the power MOSFET 310 shown in FIG. This is because the semiconductor switch has a leakage current and suppresses consumption of battery current during parking.
また、容量型電池120とパワー型電池113との電位差が広がって、パワーMOSFET310C,310Dをオンにできない場合には、図2のスイッチ制御処理とは独立に、パワー型電池113の充電率がしきい値(予め決められた値、例えば30%)以下となったときに、パワーMOSFET310A,310Bをオフのままとして、パワーMOSFET310C,310Dをオンにし、抵抗320にて制限された電流にて電池電圧を一定に持っていき、それからパワーMOSFET310C,310Dを繋ぐことにする。
When the potential difference between the
付言するならば、スイッチ制御処理では、パワーMOSFET310A,310Bがオンにされ、パワーMOSFET310C,310D(スイッチ)のオンおよびオフが制御されている。
In other words, in the switch control process, the
上記構成では、第1の蓄電池同士(例えば、右側のパワー型電池113FR,113RR同士、左側のパワー型電池113FL,113RL同士)を電流線で繋ぎ、スイッチ(例えば、スイッチ140L,140R)を介して第2の蓄電池(例えば、容量型電池120)を第1の蓄電池に接続することにより、第2の蓄電池に係る電流の変動を小さくするようにスイッチのオンおよびオフを制御することができるので、例えば、第2の蓄電池の発熱を回避でき、第2の蓄電池の寿命を延ばすことができる。また、例えば、スイッチの制御にて第2の蓄電池の電流を抑えることで、細い電流線を用いることができる。 In the above configuration, the first storage batteries (for example, the right power batteries 113FR and 113RR, and the left power batteries 113FL and 113RL) are connected by a current line, and are connected via switches (for example, switches 140L and 140R). By connecting the second storage battery (for example, the capacity type battery 120) to the first storage battery, the on and off of the switch can be controlled so as to reduce the fluctuation of the current related to the second storage battery. For example, heat generation of the second storage battery can be avoided, and the life of the second storage battery can be extended. Further, for example, by suppressing the current of the second storage battery by controlling the switch, a thin current line can be used.
(2)第2の実施の形態
第1の実施の形態では、左右にスイッチ140を設けた構成例である。しかしながら、スイッチ140を1つとしてもよい。この構成例を図4に示す。図1との差分は、スイッチ140L,140Rの代わりに、スイッチ410を1つとした点にある。この場合、左右の内外輪差を考慮はできないが、左側が回生である場合、右側が力行となることが多いため、左右で電流が流れ、容量型電池120にはあまり電流が流れなく、これだけでも効果があるためである。なお、第1の実施の形態の構成と同じ構成については、同じ符号を用いてその説明を適宜省略する。
(2) Second Embodiment The first embodiment is an example of a configuration in which switches 140 are provided on the left and right. However, the number of the
次に、スイッチ410に係るシーケンス(電流制御)について図5を用いて説明する。
Next, a sequence (current control) related to the
図5は、スイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。スイッチ制御処理は、図2と同じく、ECU420内でのソフトウェアにより実行される。また、スイッチ制御処理は、電気自動車400のイグニッションオンで開始し、イグニッションオフで終了する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flowchart according to the switch control process. The switch control process is executed by software in the
まず、ステップS501では、ECU420は、イグニッションオンと共に、スイッチ410をオンにする。
First, in step S501, the
次に、ステップS502では、ECU420は、容量型電池120の電流を計測し、パワー型電池113および容量型電池120(各電池パック)より、電圧情報を通信線経由で受信する。なお、容量型電池120は、内蔵されているBCUで計測された電池電流を計測し、通信線で流しているとする。付言するならば、スイッチ410と容量型電池120との間に、電流計が設けられていてもよい。
Next, in step S502, the
次に、ステップS503では、ECU420は、スイッチ410がオンであり、全体として回生であり、かつ、容量型電池120の電流が「0」または殆ど「0」(ゼロに相当する値)であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU420は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS504に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS505に処理を移す。
Next, in step S503, the
ステップS504では、ECU420は、スイッチ410をオフにし、ステップS505に処理を移す。
In step S504,
ステップS505では、ECU420は、スイッチ410がオフであり、全体として力行であり、かつ、パワー型電池113の電圧と容量型電池120の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か(全ての条件を満たすか否か)を判定する。ECU420は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップS506に処理を移し、1つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップS502に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
In step S505, the
ステップS506では、ECU420は、スイッチ410をオンにし、ステップS502に処理を移す。
In step S506,
なお、容量型電池120とパワー型電池113との電位差が広がってスイッチ410をオンにできない場合には、図5のフローとは独立に、パワー型電池113の充電率がしきい値(予め決められた値、例えば、30%)以下となったときに、パワーMOSFET310A,310Bをオフのままとして、パワーMOSFET310C,310Dをオンにし、抵抗320にて制限された電流にて電池電圧を一定に持っていき、それからパワーMOSFET310C,310Dを繋ぐことにする。
When the
上記構成では、第1の蓄電池同士(例えば、前後左右のパワー型電池113FR,113RR,113FL,113RL)を電流線で繋ぎ、スイッチ(例えば、スイッチ140)を介して第2の蓄電池(例えば、容量型電池120)を第1の蓄電池に接続することにより、左右で電流が流れ、第2の蓄電池にはあまり電流が流れなくなるので、第2の蓄電池の電流の変動を抑えることができるようになる。 In the above configuration, the first storage batteries (for example, front-rear and left-right power type batteries 113FR, 113RR, 113FL, 113RL) are connected by a current line, and the second storage battery (for example, capacity) is connected via a switch (for example, switch 140). By connecting the type battery 120) to the first storage battery, current flows on the left and right, and little current flows in the second storage battery, so that fluctuations in the current of the second storage battery can be suppressed. .
(3)第3の実施の形態
以上は、スイッチを1つまたは2つの場合であるが、カーブが多い所を走る電気自動車を想定した場合、左右のバランスと全体のバランスとを鑑みスイッチを3つとしてもよい。この構成例を図6に示す。図1との差分は、主に、スイッチ610を付加したところにある。
(3) Third Embodiment The above is the case of one or two switches. However, in the case of an electric vehicle running in a place with many curves, three switches are required in consideration of the left / right balance and the overall balance. It may be one. FIG. 6 shows an example of this configuration. The difference from FIG. 1 lies mainly in that a switch 610 is added.
本実施の形態に係る電気自動車600でのスイッチ制御処理は、基本系は、図2に示すスイッチ制御処理である。より詳細には、ECU620は、ステップS210の後に、図5のステップS502に繋がり、ステップS209の判定で「NO」の場合はステップS202ではなくステップS502に処理を移し、ステップS506の終了後にステップS202に処理を移す。
The switch control process in the
上記構成では、右側の第1の蓄電池同士(例えば、右側のパワー型電池113FR,113RR同士)が電流線で繋がれ、右側のスイッチ(例えば、右側のスイッチ610R)および共通のスイッチ(例えば、スイッチ610C)を介して第2の蓄電池(例えば、容量型電池120)と右側の第1の蓄電池とが接続され、左側の第1の蓄電池同士(例えば、左側のパワー型電池113FL,113RL同士)が電流線で繋がれ、左側のスイッチ(例えば、左側のスイッチ610L)および共通のスイッチを介して第2の蓄電池と右側の第1の蓄電池とが接続されるので、左右のバランスと全体のバランスとを図ることができ、例えば、カーブが多い所を走る場合に、第2の蓄電池の電流の変動を抑えることができるようになる。
In the above configuration, the right first storage batteries (for example, the right power batteries 113FR and 113RR) are connected by a current line, and the right switch (for example, the
(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を電力供給システムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラムに広く適用することができる。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, a case has been described in which the present invention is applied to a power supply system. However, the present invention is not limited to this, and various other systems and devices may be used. , Methods and programs.
また上述の実施の形態においては、パワーホイール110を4輪に用いた電気自動車100を例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、パワーホイール110を2輪(例えば、前方の左右または後方の左右)に用いた電気自動車に適用するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また上述の実施の形態においては、電流制御処理は、プロセッサがプログラムをメモリに読み出して実行することにより実現される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、専用の回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the current control process is realized by the processor reading the program into the memory and executing the program is described. However, the present invention is not limited to this. Or may be realized by a combination of software and hardware.
また上述の実施の形態においては、各パワーホイール110は、モータホイール111、インバータ112、およびパワー型電池113を含んで構成される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各パワーホイール110は、モータホイール111およびインバータ112を含み、パワー型電池113がパワーホイール110外に設けられるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where each power wheel 110 is configured to include the motor wheel 111, the inverter 112, and the power type battery 113 has been described. 110 includes a motor wheel 111 and an inverter 112, and the power type battery 113 may be provided outside the power wheel 110.
また、上記の説明において各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 In the above description, information such as a program, a table, and a file for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD. Can be put on.
また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。 Further, the above-described configuration may be appropriately changed, rearranged, combined, or omitted without departing from the scope of the present invention.
上述した構成によれば、第2の蓄電池の電流の変動を抑えることができる。 According to the configuration described above, it is possible to suppress the fluctuation of the current of the second storage battery.
1……電力供給システム、100……電気自動車、110……パワーホイール、111……モータホイール、112……インバータ、113……パワー型電池、120……容量型電池、130……ECU、140……スイッチ、150……電流計。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply system, 100 ... Electric vehicle, 110 ... Power wheel, 111 ... Motor wheel, 112 ... Inverter, 113 ... Power type battery, 120 ... Capacity type battery, 130 ... ECU, 140 ... switch, 150 ... ammeter.
Claims (14)
複数の前記第1の蓄電池に対応して設けられる複数のモータと、
複数の前記モータに対応して設けられる複数のインバータと、
スイッチを介して複数の前記第1の蓄電池と接続され、前記第1の蓄電池より容量の大きい第2の蓄電池と、
前記第2の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記スイッチのオンおよびオフを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。 A plurality of first storage batteries;
A plurality of motors provided corresponding to the plurality of first storage batteries;
A plurality of inverters provided corresponding to the plurality of motors;
A second storage battery connected to the plurality of first storage batteries via a switch and having a larger capacity than the first storage battery;
A control unit that controls on and off of the switch so as to reduce a change in current related to the second storage battery;
A power supply system comprising:
前記第1の蓄電池と前記モータと前記インバータとを1つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
前記スイッチは、右側のスイッチと、左側のスイッチとを含んで構成され、
右側の前記第1の蓄電池同士が電流線で繋がれ、右側の前記スイッチを介して前記第2の蓄電池と右側の前記第1の蓄電池とが接続され、
左側の前記第1の蓄電池同士が電流線で繋がれ、左側の前記スイッチを介して前記第2の蓄電池と左側の前記第1の蓄電池とが接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The second storage battery and the control unit are provided in an electric vehicle,
Power wheels each including one of the first storage battery, the motor, and the inverter are provided in front, rear, left, and right of the electric vehicle,
The switch is configured to include a right switch and a left switch,
The first storage batteries on the right are connected by a current line, and the second storage battery and the first storage battery on the right are connected via the switch on the right,
The first storage batteries on the left are connected by a current line, and the second storage battery and the first storage battery on the left are connected via the switch on the left.
The power supply system according to claim 1, wherein:
前記第1の蓄電池と前記モータと前記インバータとを1つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
前後左右の前記第1の蓄電池同士が電流線で繋がれ、前記スイッチを介して前記第2の蓄電池と前後左右の前記第1の蓄電池とが接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The second storage battery and the control unit are provided in an electric vehicle,
Power wheels each including one of the first storage battery, the motor, and the inverter are provided in front, rear, left, and right of the electric vehicle,
The front, rear, left and right first storage batteries are connected by a current line, and the second storage battery and the front, rear, left and right first storage batteries are connected via the switch.
The power supply system according to claim 1, wherein:
前記第1の蓄電池と前記モータと前記インバータとを1つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
前記スイッチは、右側のスイッチと、左側のスイッチと、共通のスイッチとを含んで構成され、
右側の前記第1の蓄電池同士が電流線で繋がれ、右側の前記スイッチおよび前記共通のスイッチを介して前記第2の蓄電池と右側の前記第1の蓄電池とが接続され、
左側の前記第1の蓄電池同士が電流線で繋がれ、左側の前記スイッチおよび前記共通のスイッチを介して前記第2の蓄電池と右側の前記第1の蓄電池とが接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The second storage battery and the control unit are provided in an electric vehicle,
Power wheels each including one of the first storage battery, the motor, and the inverter are provided in front, rear, left, and right of the electric vehicle,
The switch is configured to include a right switch, a left switch, and a common switch,
The right first storage batteries are connected by a current line, and the second storage battery and the right first storage battery are connected via the right switch and the common switch,
The first storage batteries on the left are connected to each other via a current line, and the second storage battery and the first storage battery on the right are connected via the switch on the left and the common switch.
The power supply system according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の電力供給システム。 The control unit shifts a switching phase of an inverter carrier frequency of the inverters before and after by 180 degrees,
The power supply system according to any one of claims 2 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の電力供給システム。 The control unit shifts the motor phases of the left and right motors by 180 degrees when the rotation speeds of the left and right motors are aligned,
The power supply system according to any one of claims 2 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The control unit turns off the switch when the switch is on, in a regenerative state, and the current of the second storage battery is a value corresponding to zero,
The power supply system according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項7に記載の電力供給システム。 The control unit, when the switch is off, in a power running state, and the voltage difference between the voltage of the first storage battery and the voltage of the second storage battery is smaller than a predetermined threshold, Switch on,
The power supply system according to claim 7, wherein:
前記第2の蓄電池に係る電流を監視する監視部からの電流の情報が充電側の符号である場合、回生状態であると判定し、
前記第2の蓄電池に係る電流を監視する監視部からの電流の情報が放電側の符号である場合、力行状態であると判定する、
ことを特徴とする請求項8に記載の電力供給システム。 The control unit includes:
When the information of the current from the monitoring unit that monitors the current related to the second storage battery is the code on the charging side, it is determined that the battery is in the regenerative state,
When the information of the current from the monitoring unit that monitors the current related to the second storage battery is the code on the discharging side, it is determined that the vehicle is in the powering state.
The power supply system according to claim 8, wherein:
左側の前記スイッチと前記第2の蓄電池とにおける電流を計測する左側の電流計と、
を備え、
前記制御部は、
右側の前記スイッチがオンであり、回生状態であり、右側の前記電流計の電流がゼロに相当する値である場合、右側の前記スイッチをオフにし、
左側の前記スイッチがオンであり、回生状態であり、左側の前記電流計の電流がゼロに相当する値である場合、左側の前記スイッチをオフにする、
ことを特徴とする請求項2に記載の電力供給システム。 A right ammeter for measuring a current in the right switch and the second storage battery;
An ammeter on the left that measures current in the switch on the left and the second storage battery;
With
The control unit includes:
When the right switch is on and in a regenerative state, and the current of the right ammeter has a value corresponding to zero, the right switch is turned off;
When the left switch is on and in a regenerative state, and the current of the left ammeter has a value corresponding to zero, the left switch is turned off.
The power supply system according to claim 2, wherein:
右側の前記スイッチがオフであり、力行状態であり、右側の前記第1の蓄電池の電圧と前記第2の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、右側の前記スイッチをオンにし、
左側の前記スイッチがオフであり、力行状態であり、左側の前記第1の蓄電池の電圧と前記第2の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、左側の前記スイッチをオンにする、
ことを特徴とする請求項10に記載の電力供給システム。 The control unit includes:
When the switch on the right side is off and in a powering state, and the voltage difference between the voltage of the first storage battery and the voltage of the second storage battery on the right side is smaller than a predetermined threshold value, Turn on the switch,
When the switch on the left side is off and in a power running state, and the voltage difference between the voltage of the first storage battery and the voltage of the second storage battery on the left side is smaller than a predetermined threshold value, Turn on the switch,
The power supply system according to claim 10, wherein:
ことを特徴とする請求項3に記載の電力供給システム。 The control unit turns off the switch when the switch is on, in a regenerative state, and the current of the second storage battery is a value corresponding to zero,
The power supply system according to claim 3, wherein:
ことを特徴とする請求項12に記載の電力供給システム。 The control unit is configured so that the switch is off and in a power running state, and a voltage difference between the front, rear, left, and right voltages of the first storage battery and the voltage of the second storage battery is smaller than a predetermined threshold. If the switch is turned on,
The power supply system according to claim 12, wherein:
前記制御部は、前記第1のスイッチをオンにし、前記第2の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記第2のスイッチのオンおよびオフを制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The switch is configured to include a first switch having a resistor and a second switch having a snubber capacitor,
The control unit turns on the first switch, and controls on and off of the second switch so as to reduce fluctuations in current related to the second storage battery.
The power supply system according to claim 1, wherein:
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