JP2024037412A - Power converter and program - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図ることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、第１，第２蓄電池３１，３２と充電器３４との間の電力伝達を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、上，下アーム伝達スイッチＱＨ，ＱＬ、インダクタ４４、低電位側電気経路２２、充電経路４５、及び接続経路４８を備える。上アーム伝達スイッチＱＨのコレクタが、第１蓄電池３１の正極端子に接続され、下アーム伝達スイッチＱＬのエミッタが、第２蓄電池３２の負極端子に接続されている。充電経路４５を介して、充電器３４と上，下アーム伝達スイッチＱＨ，ＱＬの接続点とが接続可能とされ、低電位側電気経路２２を介して、充電器３４と下アーム伝達スイッチＱＬのエミッタとが接続可能とされている。接続経路４８を介して、各蓄電池３１，３２の中間点Ｂと充電経路４５のうちインダクタ４４に対して充電器３４の側とが接続されている。【選択図】 図１An object of the present invention is to provide a power conversion device that can be downsized. A DC/DC converter (40) transfers power between first and second storage batteries (31, 32) and a charger (34). The DC/DC converter 40 includes upper and lower arm transfer switches QH, QL, an inductor 44, a low potential side electrical path 22, a charging path 45, and a connection path 48. The collector of the upper arm transmission switch QH is connected to the positive terminal of the first storage battery 31, and the emitter of the lower arm transmission switch QL is connected to the negative terminal of the second storage battery 32. Via the charging path 45, the charger 34 and the connection point of the upper and lower arm transmission switches QH, QL can be connected, and through the low potential side electrical path 22, the charger 34 and the connection point of the lower arm transmission switch QL can be connected. It is possible to connect with the emitter. An intermediate point B between each of the storage batteries 31 and 32 is connected to the charging path 45 on the side of the charger 34 with respect to the inductor 44 via the connection path 48 . [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、電力変換装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a power conversion device and a program.
例えば特許文献１には、電気自動車に搭載された電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、車両の外部に設けられた直流電源の出力電圧を変圧し、変圧した直流電圧を車載蓄電池へと供給する。 For example, Patent Document 1 describes a power conversion device mounted on an electric vehicle. This power converter transforms the output voltage of a DC power supply provided outside the vehicle, and supplies the transformed DC voltage to the on-vehicle storage battery.
電力変換装置が、蓄電池及び電力伝達対象を備えるシステムに適用され、蓄電池と電力伝達対象との間の電力伝達を行うことがある。電力変換装置を介して電力が伝達される場合に、伝達される電力に相当する負荷が電力変換装置にかかる。そのため、電力変換装置を構成する各部品に対して大電流化及び高耐圧化のうち少なくとも一方が要求されることがあり、これに伴い電力変換装置が大型化してしまうことが懸念される。 A power conversion device is sometimes applied to a system including a storage battery and a power transmission target, and performs power transmission between the storage battery and the power transmission target. When power is transmitted via a power converter, a load equivalent to the transmitted power is applied to the power converter. Therefore, each component constituting the power converter may be required to have at least one of a large current and a high withstand voltage, and there is a concern that the power converter will become larger as a result.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、小型化を図ることができる電力変換装置及びプログラムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to provide a power conversion device and a program that can be downsized.
本発明は、直列接続された第１蓄電池及び第２蓄電池と、電力伝達対象と、を備えるシステムに適用され、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池と前記電力伝達対象との間の電力伝達を行う電力変換装置において、上アーム半導体部及び下アーム半導体部の直列接続体と、インダクタと、を有する電力変換部と、前記電力伝達対象及び前記電力変換部を接続可能とする第１接続部及び第２接続部と、接続経路と、を備え、前記上アーム半導体部の高電位側端子が、前記第１蓄電池の正極端子に接続可能とされており、前記下アーム半導体部の低電位側端子が、前記第２蓄電池の負極端子に接続可能とされており、前記第１接続部を介して、前記電力伝達対象の正極側端子と、前記上アーム半導体部及び前記下アーム半導体部の接続点とが接続可能とされており、前記第２接続部を介して、前記電力伝達対象の負極側端子と、前記下アーム半導体部の低電位側端子とが接続可能とされており、前記インダクタが、前記第１接続部に設けられており、前記接続経路を介して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の中間点と、前記第１接続部のうち前記インダクタに対して前記電力伝達対象の側とが接続されている。 The present invention is applied to a system including a first storage battery and a second storage battery connected in series, and a power transmission target, and the present invention is applied to a system including a first storage battery and a second storage battery connected in series, and a power transmission target between the first storage battery and the second storage battery and the power transmission target. A power conversion device comprising: a power conversion section having a series connection body of an upper arm semiconductor section and a lower arm semiconductor section; and an inductor; a first connection section capable of connecting the power transmission target and the power conversion section; a second connection part and a connection path, the high potential side terminal of the upper arm semiconductor part is connectable to the positive terminal of the first storage battery, and the low potential side terminal of the lower arm semiconductor part is connectable to the negative terminal of the second storage battery, and the connection point between the positive terminal of the power transmission target and the upper arm semiconductor section and the lower arm semiconductor section via the first connection section. The negative terminal of the power transmission target and the low potential side terminal of the lower arm semiconductor portion can be connected via the second connection portion, and the inductor , is provided at the first connection part, and connects the power to be transmitted to the intermediate point between the first storage battery and the second storage battery and the inductor of the first connection part via the connection path. The side is connected.
電力変換部を介して、第１蓄電池及び第２蓄電池と電力伝達対象との間の電力伝達が行われることがある。この場合、電力変換部を構成する上アーム半導体部、下アーム半導体部及びインダクタには、伝達された電力に相当する負荷がかかることに起因して、大電流化及び高耐圧化のうち少なくとも一方が要求されることがある。 Power transmission may be performed between the first storage battery, the second storage battery, and the power transmission target via the power conversion unit. In this case, the upper arm semiconductor section, the lower arm semiconductor section, and the inductor that make up the power conversion section are subject to a load equivalent to the transmitted power, resulting in at least one of a large current and a high withstand voltage. may be required.
そこで、本発明では、接続経路を介して、第１蓄電池及び第２蓄電池の中間点と、第１接続部のうちインダクタに対して電力伝達対象の側とが接続されている。この場合、第１接続部、第２接続部及び接続経路を介して、伝達される電力のうち一部が第２蓄電池と電力伝達対象との間で伝達可能とされる。また、第１接続部、第２接続部、接続経路及び電力変換部を介して、伝達される電力のうち残りの電力が第１蓄電池と電力伝達対象との間で伝達可能とされる。これにより、接続経路が設けられていない構成に比べて、電力変換部を介して伝達される電力が低減される。そのため、電力変換部を構成する上アーム半導体部、下アーム半導体部及びインダクタに対して大電流化及び高耐圧化が要求されることを抑制することができる。その結果、電力変換部を構成する各部品を小型化でき、ひいては電力変換装置の小型化を図ることができる。 Therefore, in the present invention, the intermediate point between the first storage battery and the second storage battery is connected to the side of the first connection portion that is the object of power transmission with respect to the inductor via the connection path. In this case, a portion of the transmitted power can be transmitted between the second storage battery and the power transmission target via the first connection portion, the second connection portion, and the connection path. Further, the remaining power of the transmitted power can be transmitted between the first storage battery and the power transmission target via the first connection section, the second connection section, the connection path, and the power conversion section. This reduces the power transmitted via the power converter compared to a configuration in which no connection path is provided. Therefore, it is possible to prevent the upper arm semiconductor section, the lower arm semiconductor section, and the inductor that constitute the power conversion section from being required to have a large current and a high breakdown voltage. As a result, each component constituting the power conversion section can be downsized, and the power conversion device can also be downsized.
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電力変換装置は、電気自動車等の車両に搭載される。
<First embodiment>
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a power converter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The power conversion device according to this embodiment is mounted on a vehicle such as an electric vehicle.
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０、インバータ２０及び組電池３０を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。
As shown in FIG. 1, the control system includes a rotating
インバータ２０は、上アーム変換スイッチＳＷＨと下アーム変換スイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各相において、上，下アーム変換スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。各相巻線１１は、電気角で互いに１２０°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。上，下アーム変換スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アーム変換ダイオードＤ１Ｈ，Ｄ１Ｌが逆並列に接続されている。
The
組電池３０を構成する電池セルのうち、高電位側の複数の電池セルの直列接続体が第１蓄電池３１を構成し、低電位側の複数の電池セルの直列接続体が第２蓄電池３２を構成している。つまり、組電池３０が２つのブロックに分けられている。組電池３０において、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の正極端子とは中間点Ｂを介して接続されている。本実施形態では、第１蓄電池３１を構成する電池セル数と、第２蓄電池３２を構成する電池セル数とが同じである。このため、第１蓄電池３１の端子電圧（例えば定格電圧）と、第２蓄電池３２の端子電圧（例えば定格電圧）とが同じである。例えば、各蓄電池３１，３２の端子電圧は４００Ｖであり、組電池３０の端子電圧は８００Ｖである。
Among the battery cells constituting the assembled
各上アーム変換スイッチＳＷＨのコレクタには、高電位側電気経路２１を介して、第１蓄電池３１の正極端子が接続されている。各下アーム変換スイッチＳＷＬのエミッタには、低電位側電気経路２２を介して、第２蓄電池３２の負極端子が接続されている。
A positive terminal of a
高電位側電気経路２１には、第１遮断スイッチ２３ａが設けられ、低電位側電気経路２２には、第２遮断スイッチ２３ｂが設けられている。第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂは、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂは、制御システムが備える制御装置３３によって駆動される。
The high potential side
インバータ２０は、第１コンデンサ２４を備えている。第１コンデンサ２４は、高電位側電気経路２１のうち第１遮断スイッチ２３ａよりもインバータ２０側と、低電位側電気経路２２のうち第２遮断スイッチ２３ｂよりもインバータ２０側とを電気的に接続している。第１コンデンサ２４は、インバータ２０に内蔵されていてもよいし、インバータ２０の外部に設けられていてもよい。
制御システムは、「電力伝達対象」としての充電器３４と、組電池３０及び充電器３４との間の電力伝達を行うＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備えている。充電器３４は、車両の外部に設けられた定置式の充電器であり、急速充電器と呼ばれる。充電器３４の充電電圧の最大値は、組電池３０の端子電圧よりも低く、例えば４００Ｖである。本実施形態では、充電器３４は制御装置３３と通信可能に構成されており、充電器３４の充電電圧は、制御装置３３の指令により可変設定される。
The control system includes a
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、電力変換部４１を備え、充電器３４の充電電圧を昇圧して組電池３０に供給する昇圧コンバータとして機能する。電力変換部４１は、上アーム伝達スイッチＱＨ及び下アーム伝達スイッチＱＬの直列接続体と、インダクタ４４とを有する。本実施形態では、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。各伝達スイッチＱＨ，ＱＬには、フリーホイールダイオードである上，下アーム伝達ダイオードＤ２Ｈ，Ｄ２Ｌが逆並列に接続されている。なお、上アーム伝達スイッチＱＨが「上アーム半導体部」に相当し、下アーム伝達スイッチＱＬが「下アーム半導体部」に相当する。
The DC/
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、充電器３４と電力変換部４１とを接続するための構成として、正極側接続部４２、負極側接続部４３、第３遮断スイッチ４６ａ及び第４遮断スイッチ４６ｂを備えている。正極側接続部４２及び負極側接続部４３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して充電器３４から組電池３０へと給電するための電力インターフェースである。第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂは、充電器３４から組電池３０へと流れる電流の導通及び遮断を切り替えるスイッチであり、例えば、機械式リレー又は半導体スイッチング素子である。
The DC/
上アーム伝達スイッチＱＨの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路２１を介して第１蓄電池３１の正極端子が接続されている。上アーム伝達スイッチＱＨの低電位側端子であるエミッタと、下アーム伝達スイッチＱＬの高電位側端子であるコレクタとの接続点には、充電経路４５を介して正極側接続部４２が接続されている。充電経路４５には、インダクタ４４及び第３遮断スイッチ４６ａが設けられている。インダクタ４４の第１端は、上アーム伝達スイッチＱＨのエミッタ及び下アーム伝達スイッチＱＬのコレクタの接続点に接続され、インダクタ４４の第２端は、第３遮断スイッチ４６ａに接続されている。下アーム伝達スイッチＱＬの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路２２を介して、第２蓄電池３２の負極端子及び負極側接続部４３が接続されている。低電位側電気経路２２のうち、下アーム伝達スイッチＱＬのエミッタと、負極側接続部４３との間には、第４遮断スイッチ４６ｂが設けられている。
The positive terminal of the
充電器３４の正極側端子３４ａは、正極側接続部４２、充電経路４５及び第３遮断スイッチ４６ａを介してインダクタ４４の第２端に接続される。充電器３４の負極側端子３４ｂは、低電位側電気経路２２、負極側接続部４３及び第４遮断スイッチ４６ｂを介して下アーム伝達スイッチＱＬのエミッタに接続される。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して充電器３４が組電池３０に電気的に接続可能とされる。なお、本実施形態において、正極側接続部４２及び充電経路４５が「第１接続部」に相当し、低電位側電気経路２２及び負極側接続部４３が「第２接続部」に相当する。
The positive terminal 34a of the
具体的には、車両のユーザ（例えばドライバ）又は作業者により、充電器３４の正極側端子３４ａ及び負極側端子３４ｂにより構成される接続プラグと、正極側接続部４２及び負極側接続部４３により構成される充電インレットとが接続される。充電器３４の接続プラグと充電インレットとが接続された場合、パイロット信号ＣＰが、充電器３４により生成され、充電インレットを介して制御装置３３に入力される。パイロット信号ＣＰは、充電器３４の接続プラグと充電インレットとが接続されたか否かを示す情報を含む信号である。制御装置３３は、パイロット信号ＣＰに基づいて、第３遮断スイッチ４６ａ及び第４遮断スイッチ４６ｂをオンする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して充電器３４と組電池３０とが電気的に接続可能とされる。
Specifically, a user of the vehicle (for example, a driver) or a worker connects the connection plug constituted by the positive terminal 34a and the
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、第２コンデンサ４７を備えている。第２コンデンサ４７の第１端は、充電経路４５のうちインダクタ４４の第２端と第３遮断スイッチ４６ａとの間に接続されている。第２コンデンサ４７の第２端は、低電位側電気経路２２のうち、下アーム伝達スイッチＱＬのエミッタと第４遮断スイッチ４６ｂとの間に接続されている。第２コンデンサ４７が設けられていることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で発生したノイズ電流が充電器３４へと流入することが抑制される。
The DC/
制御システムは、監視ユニット５０を備えている。監視ユニット５０は、組電池３０を構成する各電池セルの端子電圧、ＳＯＣ及び温度等を検出し、組電池３０の状態を監視する。本実施形態では、監視ユニット５０は、制御装置３３と通信可能とされる。監視ユニット５０は、第１蓄電池３１の端子電圧及び温度と、第２蓄電池３２の端子電圧及び温度とを検出し、これらの検出値が制御装置３３に入力される。
The control system includes a monitoring unit 50. The monitoring unit 50 detects the terminal voltage, SOC, temperature, etc. of each battery cell that constitutes the assembled
制御システムは、電圧センサ６０及び電流センサを備えている。電圧センサ６０は、第２コンデンサ４７の端子間電圧を検出する。電流センサは、制御システムに流れる電流を検出する。電圧センサ６０及び電流センサの検出値は、制御装置３３に入力される。なお、電流センサについては後述する。
The control system includes a
制御装置３３は、マイコン（「コンピュータ」に相当）を主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。マイコンは、例えば、取得部３３ａ、制御部３３ｂとしての機能等を提供する。マイコンが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、図８等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。
The
制御装置３３は、インバータ２０を構成する各変換スイッチＳＷＨ，ＳＷＬ、のスイッチング制御を行う。本実施形態では、制御装置３３は、回転電機１０の制御量をその指令値にフィードバック制御すべく、各相において上，下アーム変換スイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンする。回転電機１０の制御量は、例えばトルクである。これにより、車両の走行が可能となる。
The
制御装置３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して充電器３４から組電池３０へと電力を供給するべく、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのスイッチング制御を行う。なお、本実施形態において、制御装置３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、「電力変換装置」に相当する。
The
ところで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して充電器３４から組電池３０へと電力を供給する際に、充電器３４の充電電力に相当する負荷が電力変換部４１にかかると考えられる。そのため、電力変換部４１を構成する各伝達スイッチＱＨ，ＱＬ及びインダクタ４４に対して、大電流化及び高耐圧化のうち少なくとも一方が要求されることがある。そこで、本実施形態では、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬ及びインダクタ４４に対して、大電流化及び高耐圧化が要求されることを抑制すべく、以下の構成が備えられている。
By the way, when power is supplied from the
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、接続経路４８と、接続経路４８に流れる電流の導通及び遮断を切り替える接続スイッチ４９を備えている。接続経路４８の第１端は、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の中間点Ｂに接続されている。接続経路４８の第２端は、充電経路４５のうちインダクタ４４の第２端及び第３遮断スイッチ４６ａの間に接続されている。つまり、インダクタ４４及び接続経路４８を介して、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の中間点Ｂと、上アーム伝達スイッチＱＨ及び下アーム伝達スイッチＱＬの接続点とが接続されている。接続スイッチ４９は、接続経路４８に設けられている。接続スイッチ４９は、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。接続スイッチ４９は、制御装置３３によって駆動される。なお、本実施形態において、接続スイッチ４９が「遮断装置」に相当する。
The DC/
制御システムは、車載電気機器２５を備えている。本実施形態では、車載電気機器２５の正極側端子は、接続経路４８のうち接続スイッチ４９に対して接続経路４８の第２端側に接続されている。車載電気機器２５の負極側端子は、低電位側電気経路２２のうち第２遮断スイッチ２３ｂに対してインバータ２０側に接続されている。つまり、車載電気機器２５は、第２蓄電池３２に対して並列接続されている。車載電気機器２５は、例えば、電動コンプレッサ及び降圧コンバータである。電動コンプレッサは、車室内空調装置を構成し、車載冷凍サイクルの冷媒を循環させるべく、第２蓄電池３２から給電されて駆動される。降圧コンバータは、第２蓄電池３２の出力電圧を降圧して図示しない低圧バッテリ（例えば、１２Ｖの補機バッテリ）に電力を供給するために駆動される。
The control system includes an on-vehicle electrical device 25. In this embodiment, the positive terminal of the in-vehicle electric device 25 is connected to the second end of the
制御システムは、第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａを備えている。第１電流センサ５１ａは、充電器３４から出力される電流を検出する。第２電流センサ５２は、接続経路４８に流れる電流を検出する。第３電流センサ５３ａは、インダクタ４４に流れる電流を検出する。本実施形態では、第１電流センサ５１ａは、充電経路４５のうち、第３遮断スイッチ４６ａと接続経路４８の第２端との間に設けられている。第２電流センサ５２は、接続経路４８のうち、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の中間点Ｂと、接続スイッチ４９との間に設けられている。第３電流センサ５３ａは、充電経路４５のうち、接続経路４８の第２端とインダクタ４４の第２端との間に設けられている。つまり、第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａは、充電器３４から各蓄電池３１，３２に至るまでの経路上に設けられている。第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａの検出値は、制御装置３３に入力される。
The control system includes first, second, and third
制御装置３３は、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２に関する蓄電池情報を取得する取得部３３ａを備えている。蓄電池情報には、各蓄電池３１，３２のＳＯＣに関する充電情報、及び各蓄電池３１，３２の温度情報が含まれる。充電情報には、各蓄電池３１，３２のＳＯＣ、端子電圧及び制御システムに流れる電流が含まれる。取得部３３ａは、充電情報として、監視ユニット５０により検出された端子電圧及びＳＯＣと、第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａにより検出された電流値とを取得すればよい。取得部３３ａは、温度情報として、監視ユニット５０により検出された温度を取得すればよい。
The
制御装置３３は、制御部３３ｂを備えている。制御部３３ｂは、取得した蓄電池情報に基づいて、電力伝達制御を行うべく、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬをオンオフする。これにより、種々の機能が提供される。具体的には、制御部３３ｂは、電力伝達制御として、充電制御又は電力授受制御を行う。充電制御は、接続経路４８を介して充電器３４から第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２へと電力を供給するべく、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬをオンオフする制御である。電力授受制御は、接続経路４８を介して、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２のうち一方の蓄電池から他方の蓄電池へと電力を授受するべく、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬをオンオフする制御である。
The
以下では、制御装置３３によって実行される充電制御について説明する。図２及び図３に、充電制御の実施態様の一例を示す。ここでは、充電器３４の接続プラグとＤＣ／ＤＣコンバータ４０の充電インレットとが接続され、かつ第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフされると共に、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９がオンされている状態において、充電制御が行われる場合について説明する。制御装置３３は、充電制御において、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬを交互にオンする。なお、図２及び図３において、回転電機１０、インバータ２０及び制御装置３３等の図示を省略している。
Charging control performed by the
図２には、充電制御において、上アーム伝達スイッチＱＨがオフされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオンされる場合の電流経路を示す。この場合、充電器３４の正極側端子３４ａ、正極側接続部４２、充電経路４５、第３遮断スイッチ４６ａ、接続経路４８、接続スイッチ４９、第２蓄電池３２、低電位側電気経路２２、第４遮断スイッチ４６ｂ、負極側接続部４３及び充電器３４の負極側端子３４ｂを含む閉回路が形成される。これにより、充電器３４の充電電力が第２蓄電池３２に供給される。また、充電器３４の正極側端子３４ａ、正極側接続部４２、充電経路４５、第３遮断スイッチ４６ａ、インダクタ４４、下アーム伝達スイッチＱＬ、低電位側電気経路２２、第４遮断スイッチ４６ｂ、負極側接続部４３及び充電器３４の負極側端子３４ｂを含む閉回路が形成される。これにより、インダクタ４４に磁気エネルギが蓄積される。
FIG. 2 shows a current path when the upper arm transmission switch QH is turned off and the lower arm transmission switch QL is turned on in charging control. In this case, the positive electrode side terminal 34a of the
図３には、充電制御において、上アーム伝達スイッチＱＨがオンされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオフされる場合の電流経路を示す。この場合、インダクタ４４、充電経路４５、上アーム伝達スイッチＱＨ、第１蓄電池３１、接続経路４８及び接続スイッチ４９を含む閉回路が形成される。これにより、インダクタ４４に蓄積された磁気エネルギが放出され、第１蓄電池３１に電力が供給される。つまり、充電制御では、第１蓄電池３１に電力を供給する経路と、第２蓄電池３２に電力を供給する経路とが分けられている。第１蓄電池３１に電力を供給する経路は、電力変換部４１及び接続経路４８を含む経路であり、第２蓄電池３２に電力を供給する経路は、接続経路４８を含む経路である。各経路を介して充電器３４の充電電力が供給されることにより、各蓄電池３１，３２が充電される。
FIG. 3 shows a current path when the upper arm transmission switch QH is turned on and the lower arm transmission switch QL is turned off in charging control. In this case, a closed circuit including the
次に、制御装置３３によって実行される電力授受制御について説明する。図４～図７に、電力授受制御の実施態様の一例を示す。ここでは、第１～第４遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂがオフされると共に、接続スイッチ４９がオンされている状態において、電力授受制御が行われる場合について説明する。制御装置３３は、電力授受制御において、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬを交互にオンする。なお、図４～図７において、回転電機１０、インバータ２０及び制御装置３３等の図示を省略している。
Next, the power transfer control executed by the
まず、図４及び図５を用いて、第１蓄電池３１から第２蓄電池３２へと電力が授受される場合の動作について説明する。図４には、上アーム伝達スイッチＱＨがオンされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオフされる場合の電流経路を示す。この場合、第１蓄電池３１、高電位側電気経路２１、上アーム伝達スイッチＱＨ、インダクタ４４、充電経路４５、接続経路４８、接続スイッチ４９を含む閉回路が形成される。閉回路には、第１蓄電池３１が放電される向きに電流が流れる。これにより、インダクタ４４に磁気エネルギが蓄積される。
First, the operation when power is transferred from the
図５には、上アーム伝達スイッチＱＨがオフされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオンされる場合の電流経路を示す。この場合、低電位側電気経路２２、下アーム伝達スイッチＱＬ、インダクタ４４、充電経路４５、接続経路４８、接続スイッチ４９及び第２蓄電池３２を含む閉回路が形成される。閉回路には、図４のインダクタ４４に流れる電流と同じ方向に電流が流れる。これにより、インダクタ４４に蓄積された磁気エネルギが放出され、第２蓄電池３２に電力が供給される。つまり、図４及び図５に示す動作が交互に行われることにより、第１蓄電池３１の電力が第２蓄電池３２へと供給される。
FIG. 5 shows a current path when the upper arm transfer switch QH is turned off and the lower arm transfer switch QL is turned on. In this case, a closed circuit including the low potential side
続いて、図６及び図７を用いて、第２蓄電池３２から第１蓄電池３１へと電力が授受される場合の動作について説明する。図６には、上アーム伝達スイッチＱＨがオフされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオンされる場合の電流経路を示す。この場合、図５で説明した閉回路と同様の閉回路が形成される。閉回路には、第２蓄電池３２が放電される向きに電流が流れる。これにより、インダクタ４４に磁気エネルギが蓄積される。
Next, the operation when power is transferred from the
図７には、上アーム伝達スイッチＱＨがオンされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオフされる場合の電流経路を示す。この場合、図４で説明した閉回路と同様の閉回路が形成される。閉回路には、図６に示したインダクタ４４に流れる電流と同じ方向に電流が流れる。これにより、インダクタ４４に蓄積された磁気エネルギが放出され、第１蓄電池３１に電力が供給される。つまり、図６及び図７に示す動作が交互に行われることにより、第２蓄電池３２の電力が第１蓄電池３１へと供給される。
FIG. 7 shows a current path when the upper arm transfer switch QH is turned on and the lower arm transfer switch QL is turned off. In this case, a closed circuit similar to the closed circuit described in FIG. 4 is formed. A current flows in the closed circuit in the same direction as the current flowing through the
ここで、制御システムには、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の状態に応じて、種々の要求が生じると考えられる。本実施形態では、制御システムに対して、各蓄電池３１，３２の充電要求、各蓄電池３１，３２の昇温要求及び各蓄電池３１，３２のＳＯＣの均等化要求のうちいずれか１つが要求される。そこで、制御装置３３は、それらの要求に対応すべく、蓄電池情報及びパイロット信号ＣＰに基づいて、上述した充電制御又は電力授受制御を行う。
Here, it is considered that various requests are made to the control system depending on the states of the
図８に、制御装置３３が行う制御の手順を示す。この制御は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。
FIG. 8 shows a control procedure performed by the
ステップＳ１０では、蓄電池情報を取得する。本実施形態では、蓄電池情報として、各蓄電池３１，３２の充電情報及び温度情報を取得する。充電情報として、監視ユニット５０により検出された端子電圧及びＳＯＣと、第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａにより検出された電流値とを用いればよい。温度情報として、監視ユニット５０により検出された温度を用いればよい。
In step S10, storage battery information is acquired. In this embodiment, charging information and temperature information of each
ステップＳ１１では、各蓄電池３１，３２の温度情報に基づいて、各蓄電池３１，３２の昇温要求があるか否かを判定する。本実施形態では、組電池３０の温度が目標温度以下であると判定した場合、昇温要求があると判断する。組電池３０の温度として、第１蓄電池３１の温度や、第２蓄電池３２の温度、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の平均温度を用いてもよい。ステップＳ１１において否定判定した場合、ステップＳ１２に進む。
In step S11, based on the temperature information of each
ステップＳ１２では、充電器３４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが接続されているか否かを判定する。本実施形態では、充電器３４の接続プラグと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の充電インレットとが接続された旨のパイロット信号ＣＰを取得した場合、充電器３４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが接続されていると判定する。ステップＳ１２において肯定判定した場合、ステップＳ１３に進む。
In step S12, it is determined whether
ステップＳ１３では、各蓄電池３１，３２の充電情報に基づいて、各蓄電池３１，３２の充電要求があるか否かを判定する。本実施形態では、取得した第１蓄電池３１のＳＯＣ及び第２蓄電池３２のＳＯＣのうち少なくとも一方がＳＯＣ上限値未満であると判定した場合、充電要求があると判定する。ステップＳ１３において肯定判定した場合、ステップＳ１４に進む。
In step S13, based on the charging information of each
なお、ステップＳ１３において、各蓄電池３１，３２のＳＯＣに代えて、各蓄電池３１，３２の端子電圧に基づいて、各蓄電池３１，３２の充電要求があるか否かを判定してもよい。この場合、取得した第１蓄電池３１の端子電圧及び第２蓄電池３２の端子電圧のうち少なくとも一方が電圧上限値未満であると判定した場合、充電要求があると判定すればよい。ＳＯＣ上限値及び電圧上限値は、各蓄電池３１，３２の使用電圧範囲に基づいて設定されるとよい。
In addition, in step S13, it may be determined whether there is a request to charge each
ステップＳ１４では、各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９のオンオフを切り替える。本実施形態では、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂをオンする。これにより、充電器３４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが電気的に接続される。また、接続スイッチ４９をオンする。これにより、インダクタ４４及び接続経路４８を介して、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の中間点Ｂと、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬの接続点とが電気的に接続される。第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９がオンされることにより、充電制御を行うことが可能となる。ここで、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂを、第２コンデンサ４７の端子間電圧と、充電器３４の電圧とが等しい期間においてオンするとよい。これにより、充電器３４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間に突入電流が流れることが抑制される。
In step S14, each
なお、ステップＳ１４において、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂをオフしてもよい。この場合、インバータ２０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが電気的に遮断される。これにより、充電制御の実施中において、インバータ２０側に意図しない電流が流れることを抑制できる。また、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂをオフすることに代えて、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂのうち少なくとも第２遮断スイッチ２３ｂをオンしてもよい。これにより、第２蓄電池３２から車載電気機器２５へと電力を供給しつつ、充電制御を行うことが可能となる。
Note that in step S14, the first and second cutoff switches 23a and 23b may be turned off. In this case,
ステップＳ１４において、電圧センサ６０の検出値に基づいて、制御システムに異常が生じているか否かを判定する処理を行ってもよい。制御システムに異常が生じていると判定した場合、充電制御を行わずに本処理を終了してもよい。制御システムの異常には、例えば、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９のうち少なくとも１つにオープン故障又は短絡故障が生じることが含まれる。この場合、各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９の切り替え処理の前後において、電圧センサ６０の検出値に変化が生じないと考えられる。また、制御システムの異常には、例えば、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのうち少なくとも一方が短絡故障することが含まれる。上アーム伝達スイッチＱＨが短絡故障している場合では、電圧センサ６０の検出値が過度に高くなり、下アーム伝達スイッチＱＬが短絡故障している場合では、電圧センサ６０の検出値が過度に低くなると考えられる。
In step S14, a process may be performed to determine whether or not an abnormality has occurred in the control system based on the detected value of the
ステップＳ１５では、充電制御を行う。本実施形態では、充電制御において、先の図２及び図３に示した動作を交互に行う。これにより、電力変換部４１及び接続経路４８を介して、充電器３４から第１蓄電池３１へと電力が供給される。また、接続経路４８を介して、充電器３４から第２蓄電池３２へと電力が供給される。
In step S15, charging control is performed. In this embodiment, the operations shown in FIGS. 2 and 3 are performed alternately in charging control. As a result, power is supplied from the
ここで、各蓄電池３１，３２の充電要求が生じ、かつ第１蓄電池３１のＳＯＣと第２蓄電池３２のＳＯＣとが異なる状況があると考えられる。そのため、充電制御において、各蓄電池３１，３２のＳＯＣに応じて、各蓄電池３１，３２に供給される電力が制御されることが望ましい。
Here, it is considered that there is a situation in which a charging request for each of the
この点、第１蓄電池３１には、充電器３４の充電電力が電力変換部４１及び接続経路４８を介して供給される。この場合、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのオンオフが制御されることにより、第１蓄電池３１に供給される電力が制御可能になる。一方、第２蓄電池３２には、充電器３４の充電電力が接続経路４８を介して供給される。この場合、充電器３４の充電電圧が制御されることにより、第２蓄電池３２に供給される電力が制御可能になる。
In this regard, charging power from the
そこで、ステップＳ１５の充電制御において、第１蓄電池３１に関する第１充電情報に基づいて、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのオンオフを制御することにより、電力変換部４１及び接続経路４８を介して充電器３４から第１蓄電池３１へと供給される電力を制御するとよい。例えば、第１蓄電池３１のＳＯＣが小さい場合に、第１蓄電池３１のＳＯＣが大きい場合に比べて、下アーム伝達スイッチＱＬのデューティ比を高くするとよい。ここで、下アーム伝達スイッチＱＬのデューティ比は、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬの１スイッチング周期における下アーム伝達スイッチＱＬのオン時間の比率である。また、第２蓄電池３２に関する第２充電情報に基づいて、充電器３４の充電電圧の設定値を変更することにより、接続経路４８を介して充電器３４から第２蓄電池３２へと供給される電力を制御するとよい。例えば、第２蓄電池３２のＳＯＣが小さい場合に、第２蓄電池３２のＳＯＣが大きい場合に比べて、充電器３４の充電電圧の設定値を高くするとよい。
Therefore, in the charging control in step S15, by controlling on/off of each transfer switch QH, QL based on the first charging information regarding the
ステップＳ１３において否定判定した場合、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９のオンオフを切り替える。本実施形態では、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９をオフする。ステップＳ１６の後、本処理を終了する。
If a negative determination is made in step S13, the process advances to step S16. In step S16, each
なお、ステップＳ１６において、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂをオフしてもよい。これにより、インバータ２０側に意図しない電流が流れることを抑制できる。また、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂのうち少なくとも第２遮断スイッチ２３ｂをオンすると共に、接続スイッチ４９をオンしてもよい。この場合、第２蓄電池３２から車載電気機器２５へと電力を供給することが可能となる。
Note that in step S16, the first and second cutoff switches 23a and 23b may be turned off. Thereby, it is possible to suppress unintended current from flowing to the
ステップＳ１２において否定判定した場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、各蓄電池３１，３２の充電情報に基づいて、各蓄電池３１，３２のＳＯＣの均等化要求があるか否かを判定する。本実施形態では、第１蓄電池３１のＳＯＣと第２蓄電池３２のＳＯＣとの差の絶対値が、所定値を超えていると判定した場合、均等化要求があると判定する。ステップＳ１７において否定判定した場合、ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ１７において肯定判定した場合、ステップＳ１８に進む。なお、各蓄電池３１，３２のＳＯＣに基づいて均等化要求があるか否かを判定することに代えて、各蓄電池３１，３２の端子電圧に基づいて均等化要求があるか否かを判定してもよい。
If a negative determination is made in step S12, the process advances to step S17. In step S17, based on the charging information of each
ステップＳ１８では、各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９のオンオフを切り替える。本実施形態では、接続スイッチ４９をオンする。これにより、電力授受制御を行うことが可能となる。また、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂをオフする。これにより、電力授受制御の実施中において、正極側接続部４２及び負極側接続部４３の側に意図しない電流が流れることを抑制できる。
In step S18, each
なお、ステップＳ１８において、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂをオフしてもよいし、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂのうち少なくとも第２遮断スイッチ２３ｂをオンしてもよい。第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフされることにより、電力授受制御の実施中において、インバータ２０側に意図しない電流が流れることを抑制できる。第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂのうち少なくとも第２遮断スイッチ２３ｂがオンされることにより、第２蓄電池３２から車載電気機器２５へと電力を供給しつつ、電力授受制御を行うことが可能となる。第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオンされることにより、インバータ２０を介して組電池３０から回転電機１０へと電力を供給することが可能となる。そのため、車両を走行させつつ、電力授受制御を行うことが可能となる。
In addition, in step S18, the first and second cutoff switches 23a and 23b may be turned off, or at least the
ステップＳ１９では、均等化制御を行う。均等化制御は、第１蓄電池３１のＳＯＣと、第２蓄電池３２のＳＯＣとの均等化を目的として行われる電力授受制御である。本実施形態では、均等化制御において、各蓄電池３１，３２のうちＳＯＣの大きな蓄電池からＳＯＣの小さな蓄電池へと電流が流れるように、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬをオンオフする。これにより、各蓄電池３１，３２のうちＳＯＣの大きな蓄電池からＳＯＣの小さな蓄電池へと電力が供給される。
In step S19, equalization control is performed. Equalization control is power transfer control performed for the purpose of equalizing the SOC of the
例えば、第１蓄電池３１のＳＯＣが第２蓄電池３２のＳＯＣよりも大きいと判定した場合、先の図４及び図５に示した動作を交互に行う。これにより、第１蓄電池３１から第２蓄電池３２へと電力が供給される。また、例えば、第２蓄電池３２のＳＯＣが第１蓄電池３１のＳＯＣよりも大きいと判定した場合、先の図６及び図７に示した動作を交互に行う。これにより、第２蓄電池３２から第１蓄電池３１へと電力が供給される。なお、各蓄電池３１，３２のＳＯＣの大小比較は、取得した充電情報に基づいて行えばよい。
For example, when it is determined that the SOC of the
ステップＳ１１において肯定判定した場合、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂ，４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９のオンオフを切り替える。本実施形態では、ステップＳ２０は、ステップＳ１８の処理と同様である。
If an affirmative determination is made in step S11, the process advances to step S20. In step S20, each
ステップＳ２２では、昇温制御を行う。昇温制御は、各蓄電池３１，３２の温度を上昇させることを目的として行われる電力授受制御である。本実施形態では、昇温制御において、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の間に交流電流が流れるように、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬをオンオフする。これにより、各蓄電池３１，３２の間で電力が授受され、授受された電力のうち一部が各蓄電池３１，３２において熱エネルギに変換される。変換された熱エネルギが各蓄電池３１，３２の昇温に用いられる。例えば、昇温制御において、先の図４及び図５に示した動作と、先の図６及び図７に示した動作とを交互に行えばよい。
In step S22, temperature increase control is performed. The temperature increase control is power transfer control performed for the purpose of increasing the temperature of each
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to this embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
インダクタ４４及び接続経路４８を介して、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の中間点Ｂと、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬの接続点とが接続されている。この場合、低電位側電気経路２２、正極側接続部４２、負極側接続部４３、充電経路４５及び接続経路４８を含む経路を介して、充電器３４の充電電力のうち一部が第２蓄電池３２に供給可能とされる。また、低電位側電気経路２２、正極側接続部４２、負極側接続部４３、充電経路４５、接続経路４８及び電力変換部４１を含む経路を介して、充電器３４の充電電力のうち残りの電力が第１蓄電池３１に供給可能とされる。つまり、充電器３４から第１蓄電池３１へと電力を供給する経路と、充電器３４から第２蓄電池３２に電力を供給する経路とが分けられており、各経路を介して充電器３４から各蓄電池３１，３２へと電力が供給される。これにより、接続経路４８が設けられていない構成に比べて、電力変換部４１を介して供給される電力が低減され、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬ及びインダクタ４４にかかる負荷が低減される。そのため、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬ及びインダクタ４４に対して、大電流化及び高耐圧化が要求されることを抑制することができる。その結果、電力変換部４１を構成する各部品を小型化でき、ひいては電力変換装置の小型化を図ることができる。
An intermediate point B between the
第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の状態に応じて、制御システムに対して種々の要求が生じ得る。この点、本実施形態では、蓄電池情報に基づいて、それらの要求に対応すべく各伝達スイッチＱＨ，ＱＬがオンオフされる。これにより、制御システムに対する要求が生じた場合に、その要求に対応することが可能となる。
Depending on the states of the
具体的には、充電器３４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが接続されている状態において、充電情報に基づいて、各蓄電池３１，３２の充電要求があると判定された場合、充電制御が行われる。各蓄電池３１，３２の温度情報に基づいて、各蓄電池３１，３２の昇温要求があると判定された場合、昇温制御が行われる。各蓄電池３１，３２の充電情報に基づいて、各蓄電池３１，３２のＳＯＣの均等化要求があると判定された場合、均等化制御が行われる。充電制御、昇温制御及び均等化制御では、それぞれの要求に対応すべく各伝達スイッチＱＨ，ＱＬがオンオフされる。そのため、充電要求、昇温要求及び均等化要求のうちいずれか１つが生じた場合に、その要求に対応することができる。
Specifically, in a state where the
本実施形態では、充電器３４から各蓄電池３１，３２への充電経路である接続経路４８が、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の間で電力の授受を行うための電流経路として活用される。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０により、充電制御に加えて電力授受制御を行うことができる。
In this embodiment, the
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのオンオフにより、電力授受制御が行われる。そのため、電力授受制御の実施中において、インバータ２０の各変換スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御への干渉が抑制される。その結果、車両の走行と、電力授受制御の実施との両立を好適に実現することができる。
Power transfer control is performed by turning on and off each transfer switch QH, QL of the DC/
充電制御において、第１蓄電池３１の第１充電情報に基づいて各伝達スイッチＱＨ，ＱＬのオンオフが制御されることにより、電力変換部４１及び接続経路４８を介して、充電器３４から第１蓄電池３１へと供給される電力が制御される。また、第２蓄電池３２の第２充電情報に基づいて充電器３４の充電電圧の設定値が変更されることにより、接続経路４８を介して充電器３４から第２蓄電池３２へと供給される電力が制御される。そのため、充電制御において、各蓄電池３１，３２に供給される電力を制御できる。その結果、各蓄電池３１，３２のＳＯＣが異なる場合に、各蓄電池３１，３２の充電を適切に行うことができる。
In charging control, the on/off of each transfer switch QH, QL is controlled based on the first charging information of the
充電制御において各蓄電池３１，３２に供給される電力を適切に制御するには、充電器３４から各蓄電池３１，３２に供給される電力が適切に把握されることが望ましい。この点、充電制御において各蓄電池３１，３２に供給される電力は、充電器３４から各蓄電池３１，３２に流れる電流を取得することにより把握可能になると考えられる。
In order to appropriately control the power supplied to each of the
そこで、本実施形態では、第１電流センサ５１ａにより充電器３４から出力される電流が検出され、第２電流センサ５２により接続経路４８に流れる電流が検出され、第３電流センサ５３ａによりインダクタ４４に流れる電流が検出される。各電流センサ５１ａ，５２，５３ａの検出値は、充電情報として取得される。充電器３４に流れる電流が取得されることにより、充電器３４から出力される電力が把握可能とされる。接続経路４８に流れる電流が取得されることにより、充電経路４５及び接続経路４８を介して充電器３４から第２蓄電池３２へと供給される電力が把握可能とされる。インダクタ４４に流れる電流が取得されることにより、電力変換部４１及び接続経路４８を介して、充電器３４から第１蓄電池３１へと供給される電力が把握可能とされる。その結果、各蓄電池３１，３２に供給される電力を把握しつつ、適切に充電制御を行うことができる。
Therefore, in this embodiment, the first
本実施形態と異なり、接続経路４８が備えられていない構成では、車載電気機器２５が組電池３０に対して並列接続されることがある。しかしながら、この場合、車載電気機器２５に印加される電圧が高いことに起因して、車載電気機器２５の高耐圧化が要求され得る。そこで、接続経路４８を利用して、車載電気機器２５を第１蓄電池３１又は第２蓄電池３２に対して並列接続することが考えられるものの、この場合、各蓄電池３１，３２における電力消費に差が生じ、各蓄電池３１，３２のＳＯＣに偏りが生じることが懸念される。
Unlike this embodiment, in a configuration in which the
この点、本実施形態では、均等化制御が行われることにより、各蓄電池３１，３２のうちＳＯＣの大きな蓄電池からＳＯＣの小さな蓄電池へと電力が供給される。そのため、車載電気機器２５が第２蓄電池３２に対して並列接続されることに起因して、各蓄電池３１，３２の電力消費に差が生じ得る状況において、均等化制御の実施により各蓄電池３１，３２のＳＯＣに偏りが生じることを抑制することができる。つまり、本実施形態によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の構成が、接続経路４８が備えられていない構成に比べて、車載電気機器２５の高耐圧化を抑制するのに好適な構成とされる。その結果、車載電気機器２５の高耐圧化が要求されることを抑制することができる。
In this regard, in the present embodiment, by performing equalization control, power is supplied from the storage battery with a large SOC to the storage battery with a small SOC among the
接続経路４８に流れる電流を遮断可能とする接続スイッチ４９が設けられている。そのため、接続経路４８に意図しない電流が流れることを抑制することが可能となる。
A
具体的には、充電要求、均等化要求及び昇温要求のうちいずれか１つが生じる状況では、電力伝達制御を行うべく、接続経路４８に電流が導通されることが望ましい。一方、充電要求、均等化要求及び昇温要求が生じない状況では、インバータ２０のスイッチング制御に伴い各蓄電池３１，３２に流れる電流が、接続経路４８を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に流れることを抑制すべく、接続経路４８に流れる電流が遮断されることが望ましい。
Specifically, in a situation where any one of a charging request, an equalization request, and a temperature increase request occurs, it is desirable that current be conducted through the
この点、本実施形態では、充電要求、均等化要求及び昇温要求のうちいずれか１つが生じたと判定された場合に、接続スイッチ４９がオンされる。これにより、各要求に応じた電力伝達制御を行うことが可能となる。一方、充電要求、均等化要求及び昇温要求が生じたと判定されない場合に、接続スイッチ４９がオフされる。これにより、インバータ２０のスイッチング制御に伴い各蓄電池３１，３２が放電されるといった状況において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の側に意図しない電流が流れることを抑制することができる。
In this regard, in the present embodiment, the
車載電気機器２５の正極側端子が、接続経路４８のうち接続スイッチ４９に対して接続経路４８の第２端側に接続されている。これにより、接続経路４８に流れる電流の導通及び遮断を切り替える接続スイッチ４９を流用して、車載電気機器２５に流れる電流の導通及び遮断を切り替えることができる。そのため、車載電気機器２５が設けられる構成において、制御システムに設けられるスイッチの数が増大することを抑制することができる。
A positive terminal of the on-vehicle electric device 25 is connected to a second end of the
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、電流センサによる電流検出箇所が変更される。図９に示すように、第１電流センサ５１ｂは、第１蓄電池３１の正極端子に流れる電流を検出する。第３電流センサ５３ｂは、第２蓄電池３２の負極端子に流れる電流を検出する。本実施形態では、第１電流センサ５１ｂは、第１蓄電池３１の正極端子と高電位側電気経路２１との間に設けられている。第３電流センサ５３ｂは、第２蓄電池３２の負極端子と低電位側電気経路２２との間に設けられている。なお、第２電流センサ５２による電流検出箇所は、第１実施形態と同様である。図９において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
<Second embodiment>
The second embodiment will be described below, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, the current detection location by the current sensor is changed. As shown in FIG. 9, the first
車載電気機器２５が第２蓄電池３２に対して並列接続されている構成では、車載電気機器２５において電力が消費されることに起因して、第１蓄電池３１の消費電力と、第２蓄電池３２の消費電力とが異なることがある。そのため、電力授受制御を適切に行うには、各蓄電池３１，３２及び車載電気機器２５における消費電力が適切に把握されることが望ましい。この点、各蓄電池３１，３２及び車載電気機器２５における消費電力は、各蓄電池３１，３２の出力電流と、車載電気機器２５に流れる電流とを取得することにより把握可能になると考えられる。
In a configuration in which the in-vehicle electrical device 25 is connected in parallel to the
そこで、本実施形態では、第１電流センサ５１ｂにより第１蓄電池３１の正極端子に流れる電流が検出される。これにより、第１蓄電池３１の消費電力が把握可能とされる。第３電流センサ５３ｂにより第２蓄電池３２の負極端子に流れる電流が検出される。これにより、第２蓄電池３２の消費電力が把握可能とされる。第２電流センサ５２により第２蓄電池３２から車載電気機器２５へと流れる電流が検出される。これにより、車載電気機器２５の消費電力が把握可能とされる。その結果、各蓄電池３１，３２及び車載電気機器２５における消費電力を適切に把握しつつ、電力授受制御を行うことができる。
Therefore, in this embodiment, the current flowing through the positive terminal of the
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<Other embodiments>
Note that each of the above embodiments may be modified and implemented as follows.
・ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、充電器３４の充電電力を各蓄電池３１，３２に供給する充電制御を行うことに代えて、例えば、各蓄電池３１，３２の電力を、車両の外部に設けられた外部蓄電池に供給する供給制御を行ってもよい。外部蓄電池の端子電圧は、組電池３０の端子電圧よりも低く、例えば４００Ｖである。供給制御が行われる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、組電池３０の端子電圧を降圧して外部蓄電池に供給する降圧コンバータとして機能する。なお、外部蓄電池の正極端子は、正極側接続部４２に接続され、外部蓄電池の負極端子は、負極側接続部４３に接続されていればよい。供給制御の実施中では、第３，第４遮断スイッチ４６ａ，４６ｂ及び接続スイッチ４９はオンされていればよい。本実施形態において、外部蓄電池が「電力伝達対象」に相当する。
- Instead of performing charging control to supply the charging power of the
制御装置３３は、供給制御において、各伝達スイッチＱＨ，ＱＬを交互にオンすればよい。上アーム伝達スイッチＱＨがオンされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオフされる場合、先の図３で説明した閉回路と同様の閉回路が形成される。閉回路には、第１蓄電池３１が放電される向きに電流が流れる。これにより、インダクタ４４に磁気エネルギが蓄積される。上アーム伝達スイッチＱＨがオフされると共に、下アーム伝達スイッチＱＬがオンされる場合、先の図２で説明した閉回路と同様の閉回路が形成される。閉回路には、第２蓄電池３２が放電され、かつインダクタ４４に蓄積された磁気エネルギが放出される向きに電流が流れる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に接続された外部蓄電池が充電される。
In supply control, the
・電力変換部４１の構成を変更してもよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０により、充電制御、供給制御及び電力授受制御のうち充電制御のみが行われる場合、上アーム伝達スイッチＱＨ及び上アーム伝達ダイオードＤ２Ｈに代えて、上アーム還流ダイオードが備えられていてもよい。上アーム還流ダイオードのアノードは、下アーム伝達スイッチＱＬのコレクタ及びインダクタ４４の第１端に接続され、上アーム還流ダイオードの高電位側端子であるカソードは、高電位側電気経路２１を介して第１蓄電池３１の正極端子に接続されていればよい。
- The configuration of the
また、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０により、充電制御、供給制御及び電力授受制御のうち供給制御のみが行われる場合、下アーム伝達スイッチＱＬ及び下アーム伝達ダイオードＤ２Ｌに代えて、下アーム還流ダイオードが備えられていてもよい。下アーム還流ダイオードの低電位側端子であるアノードは、低電位側電気経路２２を介して第２蓄電池３２の負極端子が接続され、下アーム還流ダイオードのカソードは、上アーム伝達スイッチＱＨのエミッタ及びインダクタ４４の第１端に接続されていればよい。なお、本実施形態において、上アーム還流ダイオードが「上アーム半導体部」に相当し、下アーム還流ダイオードが「下アーム半導体部」に相当する。
For example, when the DC/
・ステップＳ１９において、第１蓄電池３１のＳＯＣと、第２蓄電池３２のＳＯＣとの均等化を目的として電力授受制御を行わなくてもよい。例えば、第２蓄電池３２に対して車載電気機器２５が並列接続される構成では、第２蓄電池３２の電力消費が第１蓄電池３１の電力消費よりも大きくなることを考慮して、第２蓄電池３２のＳＯＣを、第１蓄電池３１のＳＯＣよりも大きな値に維持すべく、電力授受制御が行われてもよい。この場合、ステップＳ１７では、第２蓄電池３２のＳＯＣが第１蓄電池３１のＳＯＣよりも大きく、かつ第２蓄電池３２のＳＯＣから第１蓄電池３１のＳＯＣを差し引いた値が、所定値未満であると判定した場合、第１蓄電池３１から第２蓄電池３２への電力授受要求があると判定すればよい。
- In step S19, it is not necessary to perform power transfer control for the purpose of equalizing the SOC of the
・第１実施形態において、充電器３４から各蓄電池３１，３２に供給される電力は、充電器３４及び各蓄電池３１，３２に流れる電流のうちいずれか２つが取得されることにより把握可能になると考えられる。そこで、本実施形態では、充電器３４及び各蓄電池３１，３２に流れる電流を全て取得することに代えて、充電器３４及び各蓄電池３１，３２に流れる電流のうちいずれか２つが取得される。この場合、第１，第２，第３電流センサ５１ａ，５２，５３ａのうちいずれか１つが設けられていなくてもよい。
- In the first embodiment, the power supplied from the
・第２実施形態において、各蓄電池３１，３２及び車載電気機器２５における消費電力は、車載電気機器２５及び各蓄電池３１，３２に流れる電流のうちいずれか２つが取得されることにより把握可能になると考えられる。そこで、本実施形態では、車載電気機器２５及び各蓄電池３１，３２に流れる電流を全て取得することに代えて、車載電気機器２５及び各蓄電池３１，３２に流れる電流のうちいずれか２つが取得される。この場合、第１，第２，第３電流センサ５１ｂ，５２，５３ｂのうちいずれか１つが設けられていなくてもよい。
- In the second embodiment, the power consumption in each of the
・車載電気機器２５は、第２蓄電池３２に対して並列接続されることに代えて、第１蓄電池３１に対して並列接続されてもよい。この場合、車載電気機器２５の正極側端子は、高電位側電気経路２１のうち第１遮断スイッチ２３ａに対してインバータ２０に接続されていればよい。車載電気機器２５の負極側端子は、接続経路４８のうち接続スイッチ４９に対して接続経路４８の第２端側に接続されていればよい。
- The in-vehicle electric device 25 may be connected in parallel to the
・「遮断装置」として、接続経路４８に流れる電流の導通及び遮断を切り替え可能な接続スイッチ４９に代えて、接続経路４８に流れる電流を遮断可能とする遮断器が備えられていてもよい。遮断器は、接続経路４８に流れる電流が過度に高くなったことを検出した場合、接続経路４８に流れる電流を遮断する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０等の保護を図ることができる。
- Instead of the
・上，下アーム伝達スイッチＱＨ，ＱＬとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、高電位側端子はドレインとなり、低電位側端子はソースとなる。 - The upper and lower arm transmission switches QH and QL are not limited to IGBTs, but may be N-channel MOSFETs, for example. In this case, the high potential side terminal becomes the drain, and the low potential side terminal becomes the source.
・回転電機１０、インバータ２０、組電池３０、制御装置３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶に搭載されてもよい。
- The rotating
・本開示に記載の車両制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の車両制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の車両制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 - The vehicle control device and method described in the present disclosure are implemented by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. , may be realized. Alternatively, the vehicle control device and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by a processor comprising one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the vehicle control device and method described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured with. The computer program may also be stored as instructions executed by a computer on a computer-readable non-transitory tangible storage medium.
・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
直列接続された第１蓄電池（３１）及び第２蓄電池（３２）と、
電力伝達対象（３４）と、を備えるシステムに適用され、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池と前記電力伝達対象との間の電力伝達を行う電力変換装置（４０）において、
上アーム半導体部（ＱＨ）及び下アーム半導体部（ＱＬ）の直列接続体と、インダクタ（４４）と、を有する電力変換部（４１）と、
前記電力伝達対象及び前記電力変換部を接続可能とする第１接続部（４２，４５）及び第２接続部（２２，４３）と、
接続経路（４８）と、を備え、
前記上アーム半導体部の高電位側端子が、前記第１蓄電池の正極端子に接続可能とされており、
前記下アーム半導体部の低電位側端子が、前記第２蓄電池の負極端子に接続可能とされており、
前記第１接続部を介して、前記電力伝達対象の正極側端子と、前記上アーム半導体部及び前記下アーム半導体部の接続点とが接続可能とされており、
前記第２接続部を介して、前記電力伝達対象の負極側端子と、前記下アーム半導体部の低電位側端子とが接続可能とされており、
前記インダクタが、前記第１接続部に設けられており、
前記接続経路を介して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の中間点と、前記第１接続部のうち前記インダクタに対して前記電力伝達対象の側とが接続されている、電力変換装置。
［構成２］
前記電力伝達対象は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を充電する充電器（３４）であり、
前記充電器の充電電圧は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の直列接続体の端子電圧よりも低く、
前記上アーム半導体部は、上アームスイッチ（ＱＨ）であり、
前記下アーム半導体部は、下アームスイッチ（ＱＬ）である、構成１に記載の電力変換装置。
［構成３］
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に関する蓄電池情報を取得する取得部と、
取得した前記蓄電池情報に基づいて、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を伝達する、又は前記接続経路を介して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池から他方の蓄電池へと電力を伝達するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする電力伝達制御を行う制御部を備える、構成２に記載の電力変換装置。
［構成４］
前記取得部は、前記蓄電池情報として、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のＳＯＣに関する充電情報を取得し、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１接続部及び前記第２接続部を介して前記充電器及び前記電力変換部が接続されている状態において、取得した前記充電情報に基づいて、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を供給するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする、構成３に記載の電力変換装置。
［構成５］
前記充電器は、該充電器の充電電圧の設定値を、前記制御部により変更可能に構成されており、
前記取得部は、前記充電情報として、前記第１蓄電池のＳＯＣに関する第１充電情報、及び前記第２蓄電池のＳＯＣに関する第２充電情報を取得し、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１充電情報に基づいて前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのオンオフを制御することにより、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池へと供給される電力を制御すると共に、前記第２充電情報に基づいて前記設定値を変更することにより、前記接続経路を介して前記充電器から前記第２蓄電池へと供給される電力を制御する、構成４に記載の電力変換装置。
［構成６］
前記システムは、電流センサ（５１ａ，５２，５３ａ）を備え、
前記電流センサは、前記充電器から出力される電流の電流値、前記接続経路に流れる電流の電流値、及び前記インダクタに流れる電流の電流値のうち少なくとも２つを検出し、
前記取得部は、前記充電情報として、前記電流センサにより検出された前記電流値を含む情報を取得する、構成４又は５に記載の電力変換装置。
［構成７］
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記蓄電池情報に基づいて、前記接続経路を介して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池から他方の蓄電池へと電力を授受するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする、構成３～６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
［構成８］
前記システムは、電気機器（２５）を備え、
前記電気機器の第１端が、前記接続経路に接続されており、前記電気機器の第２端が、前記第１蓄電池の正極端子又は前記第２蓄電池の負極端子に接続されており、
前記蓄電池情報は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のＳＯＣに関する充電情報であり、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち、ＳＯＣが大きい方の蓄電池からＳＯＣが小さい方の蓄電池へと電力を供給するべく、前記充電情報に基づいて前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのオンオフを制御する、構成７に記載の電力変換装置。
［構成９］
前記システムは、電流センサ（５１ｂ，５２，５３ｂ）を備え、
前記電流センサは、前記第１蓄電池の正極端子に流れる電流の電流値、前記接続経路のうち前記中間点と前記電気機器との間に流れる電流の電流値、及び前記第２蓄電池の負極端子に流れる電流の電流値のうち少なくとも２つを検出し、
前記取得部は、前記蓄電池情報として、前記電流センサにより検出された前記電流値が含まれている情報を取得する、構成８に記載の電力変換装置。
［構成１０］
前記接続経路に設けられ、前記接続経路に流れる電流を遮断可能とする遮断装置（４９）を備え、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記接続経路及び前記遮断装置を介して電力を伝達する、構成３～９のいずれか１つに記載の電力変換装置。
［構成１１］
前記システムは、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に電気的に接続されるインバータ（２０）と、
前記インバータに電気的に接続される巻線を有する回転電機（１０）と、を備え、
前記遮断装置は、前記接続経路に流れる電流の導通及び遮断を切り替える接続スイッチ（４９）であり、
前記制御部は、前記電力伝達制御を行う場合、前記接続スイッチを導通状態にし、前記電力伝達制御を行わない場合、前記接続スイッチを遮断状態にする、構成１０に記載の電力変換装置。
［構成１２］
前記接続経路に設けられ、前記接続経路に流れる電流の導通及び遮断を切り替える接続スイッチ（４９）を備え、
前記システムは、電気機器（２５）を備え、
前記電気機器の第１端が、前記接続経路のうち前記接続スイッチに対して第１接続部の側に接続されており、前記電気機器の第２端が、前記第１蓄電池の正極端子又は前記第２蓄電池の負極端子に接続されている、構成１～７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
- Characteristic configurations extracted from each of the embodiments described above will be described below.
[Configuration 1]
A first storage battery (31) and a second storage battery (32) connected in series,
A power conversion device (40) that is applied to a system comprising a power transmission target (34) and performs power transmission between the first storage battery, the second storage battery, and the power transmission target,
a power conversion section (41) having a series connection body of an upper arm semiconductor section (QH) and a lower arm semiconductor section (QL), and an inductor (44);
a first connection portion (42, 45) and a second connection portion (22, 43) that enable connection of the power transmission target and the power conversion unit;
A connection path (48);
A high potential side terminal of the upper arm semiconductor section is connectable to a positive terminal of the first storage battery,
A low potential side terminal of the lower arm semiconductor portion is connectable to a negative terminal of the second storage battery,
The positive terminal of the power transmission target and the connection point of the upper arm semiconductor part and the lower arm semiconductor part can be connected via the first connection part,
The negative electrode side terminal of the power transmission target and the low potential side terminal of the lower arm semiconductor portion can be connected via the second connection portion,
the inductor is provided at the first connection part,
A power converter device, wherein an intermediate point between the first storage battery and the second storage battery and a side of the first connection portion to which the power is transmitted with respect to the inductor are connected via the connection path.
[Configuration 2]
The power transmission target is a charger (34) that charges the first storage battery and the second storage battery,
The charging voltage of the charger is lower than the terminal voltage of the series connection body of the first storage battery and the second storage battery,
The upper arm semiconductor section is an upper arm switch (QH),
The power conversion device according to configuration 1, wherein the lower arm semiconductor section is a lower arm switch (QL).
[Configuration 3]
an acquisition unit that acquires storage battery information regarding the first storage battery and the second storage battery;
Based on the acquired storage battery information, power is transmitted from the charger to the first storage battery and the second storage battery via the connection path, or power is transmitted to the first storage battery and the second storage battery via the connection path. The power conversion device according to configuration 2, further comprising a control unit that performs power transmission control to turn on and off the upper arm switch and the lower arm switch in order to transmit power from one of the storage batteries to the other storage battery.
[Configuration 4]
The acquisition unit acquires charging information regarding the SOC of the first storage battery and the second storage battery as the storage battery information,
In the power transfer control, the control unit, in a state where the charger and the power conversion unit are connected via the first connection unit and the second connection unit, based on the acquired charging information, The power conversion device according to
[Configuration 5]
The charger is configured such that a set value of a charging voltage of the charger can be changed by the control unit,
The acquisition unit acquires, as the charging information, first charging information regarding the SOC of the first storage battery and second charging information regarding the SOC of the second storage battery,
In the power transfer control, the control unit controls on/off of the upper arm switch and the lower arm switch based on the first charging information, thereby charging the first storage battery from the charger via the connection path. and controlling the power supplied from the charger to the second storage battery via the connection path by controlling the power supplied to the second storage battery and changing the setting value based on the second charging information. The power conversion device according to configuration 4.
[Configuration 6]
The system includes a current sensor (51a, 52, 53a),
The current sensor detects at least two of the current value of the current output from the charger, the current value of the current flowing through the connection path, and the current value of the current flowing through the inductor,
The power conversion device according to configuration 4 or 5, wherein the acquisition unit acquires information including the current value detected by the current sensor as the charging information.
[Configuration 7]
In the power transfer control, the control unit transmits and receives power from one of the first storage battery and the second storage battery to the other storage battery via the connection path based on the storage battery information, The power conversion device according to any one of
[Configuration 8]
The system includes an electrical device (25),
A first end of the electrical device is connected to the connection path, and a second end of the electrical device is connected to the positive terminal of the first storage battery or the negative terminal of the second storage battery,
The storage battery information is charging information regarding the SOC of the first storage battery and the second storage battery,
In the power transfer control, the control unit is configured to supply power from a storage battery with a larger SOC to a storage battery with a smaller SOC among the first storage battery and the second storage battery based on the charging information. The power conversion device according to configuration 7, which controls on/off of the upper arm switch and the lower arm switch.
[Configuration 9]
The system includes a current sensor (51b, 52, 53b),
The current sensor detects a current value of a current flowing to a positive terminal of the first storage battery, a current value of a current flowing between the intermediate point of the connection path and the electrical equipment, and a current value of a current flowing to the negative terminal of the second storage battery. detecting at least two of the current values of the flowing current;
The power conversion device according to configuration 8, wherein the acquisition unit acquires information including the current value detected by the current sensor as the storage battery information.
[Configuration 10]
A disconnection device (49) provided in the connection path and capable of interrupting the current flowing in the connection path,
The power conversion device according to any one of
[Configuration 11]
The system includes:
an inverter (20) electrically connected to the first storage battery and the second storage battery;
a rotating electric machine (10) having a winding electrically connected to the inverter;
The cutoff device is a connection switch (49) that switches conduction and cutoff of the current flowing in the connection path,
The power conversion device according to
[Configuration 12]
A connection switch (49) is provided in the connection path and switches between conduction and interruption of the current flowing in the connection path,
The system includes an electrical device (25),
A first end of the electric device is connected to a first connection portion side of the connection switch with respect to the connection path, and a second end of the electric device is connected to the positive terminal of the first storage battery or the The power conversion device according to any one of configurations 1 to 7, which is connected to the negative terminal of the second storage battery.
２２…低電位側電気経路、３１，３２…第１，第２蓄電池、３３…制御装置、３４…充電器、４０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４１…電力変換部、４２…正極側接続部、４３…負極側接続部、４４…インダクタ、４５…充電経路、４８…接続経路、ＱＨ，ＱＬ…上，下アーム伝達スイッチ。 22... Low potential side electric path, 31, 32... First and second storage batteries, 33... Control device, 34... Charger, 40... DC/DC converter, 41... Power conversion section, 42... Positive electrode side connection section, 43 ...Negative electrode side connection part, 44...Inductor, 45...Charging path, 48...Connection path, QH, QL...Upper and lower arm transmission switch.
Claims (13)
電力伝達対象（３４）と、を備えるシステムに適用され、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池と前記電力伝達対象との間の電力伝達を行う電力変換装置（４０）において、
上アーム半導体部（ＱＨ）及び下アーム半導体部（ＱＬ）の直列接続体と、インダクタ（４４）と、を有する電力変換部（４１）と、
前記電力伝達対象及び前記電力変換部を接続可能とする第１接続部（４２，４５）及び第２接続部（２２，４３）と、
接続経路（４８）と、を備え、
前記上アーム半導体部の高電位側端子が、前記第１蓄電池の正極端子に接続可能とされており、
前記下アーム半導体部の低電位側端子が、前記第２蓄電池の負極端子に接続可能とされており、
前記第１接続部を介して、前記電力伝達対象の正極側端子と、前記上アーム半導体部及び前記下アーム半導体部の接続点とが接続可能とされており、
前記第２接続部を介して、前記電力伝達対象の負極側端子と、前記下アーム半導体部の低電位側端子とが接続可能とされており、
前記インダクタが、前記第１接続部に設けられており、
前記接続経路を介して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の中間点と、前記第１接続部のうち前記インダクタに対して前記電力伝達対象の側とが接続されている、電力変換装置。 A first storage battery (31) and a second storage battery (32) connected in series,
A power conversion device (40) that is applied to a system comprising a power transmission target (34) and performs power transmission between the first storage battery, the second storage battery, and the power transmission target,
a power conversion section (41) having a series connection body of an upper arm semiconductor section (QH) and a lower arm semiconductor section (QL), and an inductor (44);
a first connection portion (42, 45) and a second connection portion (22, 43) that enable connection of the power transmission target and the power conversion unit;
A connection path (48);
A high potential side terminal of the upper arm semiconductor section is connectable to a positive terminal of the first storage battery,
A low potential side terminal of the lower arm semiconductor portion is connectable to a negative terminal of the second storage battery,
The positive terminal of the power transmission target and the connection point of the upper arm semiconductor part and the lower arm semiconductor part can be connected via the first connection part,
The negative electrode side terminal of the power transmission target and the low potential side terminal of the lower arm semiconductor portion can be connected via the second connection portion,
the inductor is provided at the first connection part,
A power converter device, wherein an intermediate point between the first storage battery and the second storage battery and a side of the first connection portion to which the power is transmitted with respect to the inductor are connected via the connection path.
前記充電器の充電電圧は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の直列接続体の端子電圧よりも低く、
前記上アーム半導体部は、上アームスイッチ（ＱＨ）であり、
前記下アーム半導体部は、下アームスイッチ（ＱＬ）である、請求項１に記載の電力変換装置。 The power transmission target is a charger (34) that charges the first storage battery and the second storage battery,
The charging voltage of the charger is lower than the terminal voltage of the series connection body of the first storage battery and the second storage battery,
The upper arm semiconductor section is an upper arm switch (QH),
The power conversion device according to claim 1, wherein the lower arm semiconductor section is a lower arm switch (QL).
取得した前記蓄電池情報に基づいて、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を伝達する、又は前記接続経路を介して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池から他方の蓄電池へと電力を伝達するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする電力伝達制御を行う制御部を備える、請求項２に記載の電力変換装置。 an acquisition unit that acquires storage battery information regarding the first storage battery and the second storage battery;
Based on the acquired storage battery information, power is transmitted from the charger to the first storage battery and the second storage battery via the connection path, or power is transmitted to the first storage battery and the second storage battery via the connection path. The power conversion device according to claim 2, further comprising a control unit that performs power transmission control to turn on and off the upper arm switch and the lower arm switch in order to transmit power from one of the storage batteries to the other storage battery.
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１接続部及び前記第２接続部を介して前記充電器及び前記電力変換部が接続されている状態において、取得した前記充電情報に基づいて、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を供給するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする、請求項３に記載の電力変換装置。 The acquisition unit acquires charging information regarding the SOC of the first storage battery and the second storage battery as the storage battery information,
In the power transfer control, the control unit, in a state where the charger and the power conversion unit are connected via the first connection unit and the second connection unit, based on the acquired charging information, The power conversion device according to claim 3, wherein the upper arm switch and the lower arm switch are turned on and off in order to supply power from the charger to the first storage battery and the second storage battery via the connection path.
前記取得部は、前記充電情報として、前記第１蓄電池のＳＯＣに関する第１充電情報、及び前記第２蓄電池のＳＯＣに関する第２充電情報を取得し、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１充電情報に基づいて前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのオンオフを制御することにより、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池へと供給される電力を制御すると共に、前記第２充電情報に基づいて前記設定値を変更することにより、前記接続経路を介して前記充電器から前記第２蓄電池へと供給される電力を制御する、請求項４に記載の電力変換装置。 The charger is configured such that a set value of a charging voltage of the charger can be changed by the control unit,
The acquisition unit acquires, as the charging information, first charging information regarding the SOC of the first storage battery and second charging information regarding the SOC of the second storage battery,
In the power transfer control, the control unit controls on/off of the upper arm switch and the lower arm switch based on the first charging information, so that the control unit charges the first storage battery from the charger via the connection path. and controlling the power supplied from the charger to the second storage battery via the connection path by controlling the power supplied to the second storage battery and changing the setting value based on the second charging information. The power conversion device according to claim 4.
前記電流センサは、前記充電器から出力される電流の電流値、前記接続経路に流れる電流の電流値、及び前記インダクタに流れる電流の電流値のうち少なくとも２つを検出し、
前記取得部は、前記充電情報として、前記電流センサにより検出された前記電流値を含む情報を取得する、請求項５に記載の電力変換装置。 The system includes a current sensor (51a, 52, 53a),
The current sensor detects at least two of the current value of the current output from the charger, the current value of the current flowing through the connection path, and the current value of the current flowing through the inductor,
The power conversion device according to claim 5, wherein the acquisition unit acquires information including the current value detected by the current sensor as the charging information.
前記電気機器の第１端が、前記接続経路に接続されており、前記電気機器の第２端が、前記第１蓄電池の正極端子又は前記第２蓄電池の負極端子に接続されており、
前記蓄電池情報は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のＳＯＣに関する充電情報であり、
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち、ＳＯＣが大きい方の蓄電池からＳＯＣが小さい方の蓄電池へと電力を供給するべく、前記充電情報に基づいて前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのオンオフを制御する、請求項７に記載の電力変換装置。 The system includes an electrical device (25),
A first end of the electrical device is connected to the connection path, and a second end of the electrical device is connected to the positive terminal of the first storage battery or the negative terminal of the second storage battery,
The storage battery information is charging information regarding the SOC of the first storage battery and the second storage battery,
In the power transfer control, the control unit is configured to supply power from a storage battery with a larger SOC to a storage battery with a smaller SOC among the first storage battery and the second storage battery based on the charging information. The power conversion device according to claim 7, wherein the power conversion device controls on/off of the upper arm switch and the lower arm switch.
前記電流センサは、前記第１蓄電池の正極端子に流れる電流の電流値、前記接続経路のうち前記中間点と前記電気機器との間に流れる電流の電流値、及び前記第２蓄電池の負極端子に流れる電流の電流値のうち少なくとも２つを検出し、
前記取得部は、前記蓄電池情報として、前記電流センサにより検出された前記電流値が含まれている情報を取得する、請求項８に記載の電力変換装置。 The system includes a current sensor (51b, 52, 53b),
The current sensor detects a current value of a current flowing to a positive terminal of the first storage battery, a current value of a current flowing between the intermediate point of the connection path and the electrical equipment, and a current value of a current flowing to the negative terminal of the second storage battery. detecting at least two of the current values of the flowing current;
The power conversion device according to claim 8, wherein the acquisition unit acquires information including the current value detected by the current sensor as the storage battery information.
前記制御部は、前記電力伝達制御において、前記接続経路及び前記遮断装置を介して電力を伝達する、請求項３～９のいずれか１項に記載の電力変換装置。 A disconnection device (49) provided in the connection path and capable of interrupting the current flowing in the connection path,
The power conversion device according to any one of claims 3 to 9, wherein the control unit transmits power via the connection path and the cutoff device in the power transfer control.
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に電気的に接続されるインバータ（２０）と、
前記インバータに電気的に接続される巻線を有する回転電機（１０）と、を備え、
前記遮断装置は、前記接続経路に流れる電流の導通及び遮断を切り替える接続スイッチ（４９）であり、
前記制御部は、前記電力伝達制御を行う場合、前記接続スイッチを導通状態にし、前記電力伝達制御を行わない場合、前記接続スイッチを遮断状態にする、請求項１０に記載の電力変換装置。 The system includes:
an inverter (20) electrically connected to the first storage battery and the second storage battery;
a rotating electric machine (10) having a winding electrically connected to the inverter;
The cutoff device is a connection switch (49) that switches conduction and cutoff of the current flowing in the connection path,
The power conversion device according to claim 10, wherein the control unit turns the connection switch into a conducting state when performing the power transfer control, and turns the connection switch into a cutoff state when not performing the power transfer control.
前記システムは、電気機器（２５）を備え、
前記電気機器の第１端が、前記接続経路のうち前記接続スイッチに対して第１接続部の側に接続されており、前記電気機器の第２端が、前記第１蓄電池の正極端子又は前記第２蓄電池の負極端子に接続されている、請求項１に記載の電力変換装置。 A connection switch (49) is provided in the connection path and switches between conduction and interruption of the current flowing in the connection path,
The system includes an electrical device (25),
A first end of the electric device is connected to a first connection portion side of the connection switch with respect to the connection path, and a second end of the electric device is connected to the positive terminal of the first storage battery or the The power converter according to claim 1, connected to the negative terminal of the second storage battery.
直列接続された第１蓄電池（３１）及び第２蓄電池（３２）と、
充電器（３４）と、
前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を供給する電力変換装置（４０）と、を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
前記電力変換装置は、
上アームスイッチ（ＱＨ）及び下アームスイッチ（ＱＬ）の直列接続体と、インダクタ（４４）と、を有する電力変換部と、
前記充電器及び前記電力変換部を接続可能とする第１接続部（４２，４５）及び第２接続部（２２，４３）と、
接続経路（４８）と、を備え、
前記上アームスイッチの高電位側端子が、前記第１蓄電池の正極端子に接続可能とされており、
前記下アームスイッチの低電位側端子が、前記第２蓄電池の負極端子に接続可能とされており、
前記第１接続部を介して、前記充電器の正極側端子と、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの接続点とが接続可能とされており、
前記第２接続部を介して、前記充電器の負極側端子と、前記下アームスイッチの低電位側端子とが接続可能とされており、
前記インダクタが、前記第１接続部に設けられており、
前記接続経路を介して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の中間点と、前記第１接続部のうち前記インダクタに対して前記充電器の側とが接続されており、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池に関する蓄電池情報を取得する取得ステップと、
取得した前記蓄電池情報に基づいて、前記接続経路を介して前記充電器から前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池へと電力を伝達する、又は前記接続経路を介して前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち一方の蓄電池から他方の蓄電池へと電力を伝達するべく、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチをオンオフする電力伝達制御を行う制御ステップと、を前記コンピュータに実行させる、プログラム。 A computer (33) and
A first storage battery (31) and a second storage battery (32) connected in series,
A charger (34),
A program applied to a system including a power conversion device (40) that supplies power from the charger to the first storage battery and the second storage battery,
The power conversion device includes:
a power conversion unit including a series connection body of an upper arm switch (QH) and a lower arm switch (QL), and an inductor (44);
a first connection part (42, 45) and a second connection part (22, 43) that allow connection of the charger and the power conversion part;
A connection path (48);
A high potential side terminal of the upper arm switch is connectable to a positive terminal of the first storage battery,
A low potential side terminal of the lower arm switch is connectable to a negative terminal of the second storage battery,
A positive terminal of the charger and a connection point of the upper arm switch and the lower arm switch can be connected via the first connection part,
A negative terminal of the charger and a low potential terminal of the lower arm switch are connectable via the second connection part,
the inductor is provided at the first connection part,
An intermediate point between the first storage battery and the second storage battery is connected to a side of the charger with respect to the inductor of the first connection part through the connection path,
an acquisition step of acquiring storage battery information regarding the first storage battery and the second storage battery;
Based on the acquired storage battery information, power is transmitted from the charger to the first storage battery and the second storage battery via the connection path, or power is transmitted to the first storage battery and the second storage battery via the connection path. A program that causes the computer to execute a control step of performing power transmission control of turning on and off the upper arm switch and the lower arm switch in order to transmit power from one of the storage batteries to the other storage battery.
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