JP5873365B2 - Power supply system - Google Patents
Power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5873365B2 JP5873365B2 JP2012062835A JP2012062835A JP5873365B2 JP 5873365 B2 JP5873365 B2 JP 5873365B2 JP 2012062835 A JP2012062835 A JP 2012062835A JP 2012062835 A JP2012062835 A JP 2012062835A JP 5873365 B2 JP5873365 B2 JP 5873365B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power supply
- voltage
- inverter
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
この発明は、給電システムに関する。 The present invention relates to a power feeding system.
従来、例えば、系統電源の電力によって運転される燃料電池システムに対して、系統電源の停電時には、この燃料電池システムのインバータに燃料電池車両の蓄電池を接続し、燃料電池システムのインバータに接続された負荷装置に燃料電池車両から給電する電力供給システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, in the case of a power failure of the system power supply for a fuel cell system operated by the power of the system power supply, the storage battery of the fuel cell vehicle is connected to the inverter of the fuel cell system and is connected to the inverter of the fuel cell system A power supply system that supplies power to a load device from a fuel cell vehicle is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来技術に係る電力供給システムによれば、系統電源の停電時には燃料電池システムのインバータを制御する制御装置に対しても電源が必要であり、この電源を予め燃料電池システムに備える場合には、システムが大型化してしまうという問題が生じる。 By the way, according to the power supply system according to the above prior art, a power source is also required for the control device that controls the inverter of the fuel cell system in the event of a power failure of the system power source. This causes a problem that the system becomes large.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、システム構成が大型化することを防止し、外部への給電を統合的に制御することが可能な給電システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power feeding system that can prevent the system configuration from becoming large and can integrally control power feeding to the outside.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の請求項1に係る給電システムは、電動車両(例えば、実施の形態での燃料電池車両11)と、該電動車両に着脱可能な外部給電装置(例えば、実施の形態でのインバータ装置12)と、を備える給電システムであって、前記電動車両は、電源(例えば、実施の形態での燃料電池スタック21、バッテリ22)と、前記電源の電力により駆動する走行用モータ(例えば、実施の形態での走行用モータ24)と、補機用電源(例えば、実施の形態での12Vバッテリ29)と、前記補機用電源の電力により作動する制御手段(例えば、実施の形態での制御装置34)と、を備え、前記外部給電装置は、前記電源に接続されている前記電動車両の給電口(例えば、実施の形態での給電口11a)に嵌合可能な給電コネクタ(例えば、実施の形態での給電コネクタ12a)と、前記給電口に嵌合した前記給電コネクタから出力される電力を変換する電力変換手段(例えば、実施の形態でのインバータ81)と、前記給電口と前記給電コネクタとの嵌合によって接続状態となる補機用電源ライン(例えば、実施の形態でのIGP信号の信号線)によって前記補機用電源から供給される電力により作動し、前記電力変換手段の電力変換動作を制御する電力制御手段(例えば、実施の形態でのインバータ制御装置82)と、前記電力変換手段の入力電圧を検出する検出部(例えば、実施の形態でのインバータ電圧センサ84)と、を備え、前記電力制御手段は、前記制御手段から出力された給電実行信号を取得した場合に前記電力変換手段の電力変換動作を作動させ、前記給電実行信号を取得していない場合に前記電力変換手段の電力変換動作を停止させ、前記電力制御手段は、前記電力変換手段の異常発生を示す異常情報を前記制御手段へと出力可能であり、前記異常情報は、前記制御手段から前記電力制御手段へと出力される信号(例えば、実施の形態でのVCC信号)の電圧を分圧して得られる、前記電力変換手段の前記入力電圧に応じた信号(例えば、実施の形態でのVINV信号)の電圧に基づき検知される。
In order to solve the above problems and achieve the object, a power feeding system according to claim 1 of the present invention is an electric vehicle (for example, the
さらに、本発明の請求項2に係る給電システムでは、前記制御手段から前記電力制御手段へと出力される信号(例えば、実施の形態でのVCC信号)の電圧は、前記補機用電源から供給される電力による電圧を分圧して得られる。 Further, in the power supply system according to claim 2 of the present invention, the voltage of the signal (for example, the VCC signal in the embodiment) output from the control means to the power control means is supplied from the auxiliary power supply. It is obtained by dividing the voltage of the generated power.
さらに、本発明の請求項3に係る給電システムでは、前記制御手段は、前記電動車両が備えたイグニッションスイッチがオンとされることで、前記給電実行信号を出力する。
さらに、本発明の請求項4に係る給電システムでは、前記電動車両は、前記電源と前記外部給電装置との接続を遮断可能な外部給電コンタクタ(例えば、実施の形態でのプリチャージコンタクタ51、正極側外部給電コンタクタ53、負極側外部給電コンタクタ54)を備え、前記制御手段は、前記イグニッションスイッチがオンとされることで、前記外部給電コンタクタを遮断から接続に切り替え、前記給電実行信号を出力する。
Furthermore, in the power supply system according to claim 3 of the present invention, the control means outputs the power supply execution signal when an ignition switch provided in the electric vehicle is turned on.
Furthermore, in the power supply system according to claim 4 of the present invention, the electric vehicle is configured such that the external power supply contactor capable of disconnecting the connection between the power source and the external power supply device (for example, the
本発明の請求項1に係る給電システムによれば、電力制御手段の電源を電動車両の外部に備える必要無しに、システム構成が大型化および複雑化することを防止し、装置構成に要する費用が嵩むことを防止しつつ、電動車両から外部給電装置を介した外部負荷への給電を制御手段によって統合的かつ集中的に制御することができる。 According to the power feeding system of the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the system configuration from becoming large and complicated without the necessity of providing the power source of the power control means outside the electric vehicle, and to reduce the cost required for the device configuration. Power supply from the electric vehicle to the external load via the external power supply device can be controlled in an integrated and centralized manner by the control means while preventing the bulkiness.
さらに、制御手段は、例えば異常情報を取得した場合に給電実行信号の出力を停止することができ、異常発生時に迅速かつ容易に電力変換手段の電力変換動作を停止させることができる。 Furthermore, the control unit can stop the output of the power supply execution signal when, for example, abnormality information is acquired, and can quickly and easily stop the power conversion operation of the power conversion unit when an abnormality occurs.
本発明の請求項4に係る給電システムによれば、制御手段は、外部給電コンタクタによって電動車両の電源から外部給電装置への給電を制御することができ、例えば異常発生時には迅速かつ的確に外部給電装置への給電を停止することができる。 According to the power supply system according to claim 4 of the present invention, the control means can control the power supply from the power source of the electric vehicle to the external power supply device by the external power supply contactor. The power supply to the apparatus can be stopped.
以下、本発明の一実施形態に係る給電システムについて添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態による給電システム10は、例えば図1に示すように、燃料電池車両11と、この燃料電池車両11とは別体に設けられたインバータ装置12と、を備えて構成され、外部の交流機器などの外部負荷13に対して電力を供給する。
A
燃料電池車両11は、例えば、車両後部のトランクルーム内などに燃料電池車両11の電源に接続された給電口11aを備え、インバータ装置12をトランクルーム内などに搭載可能である。
インバータ装置12は、例えば、燃料電池車両11に設けられた給電口11aに着脱可能に嵌合される給電コネクタ12aを備えている。
そして、給電コネクタ12aは、後述するように、給電口11aに設けられた複数の端子に電気的に接続可能な複数のコネクタピンを備えている。
The
The
As will be described later, the
燃料電池車両11とインバータ装置12とは、燃料電池車両11の給電口11aにインバータ装置12の給電コネクタ12aが嵌合され、この嵌合に伴って給電口11aの複数の端子に給電コネクタ12aの複数のコネクタピンが接続されることによって、電気的に接続される。
In the
また、インバータ装置12は、例えば、外部負荷13を電気的に接続可能な電力出力部12bを備え、給電コネクタ12aから入力された燃料電池車両11の直流電力を交流電力に変換して、この変換後の交流電力を電力出力部12bから外部負荷13に供給可能である。
The
燃料電池車両11は、例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22と、電圧調整器(VCU)23と、走行用モータ24と、パワードライブユニット(PDU)25と、エアポンプ26と、エアポンプ用インバータ(APINV)27と、ダウンバータ(DV)28と、12Vバッテリ29と、バッテリプリチャージ部30およびバッテリコンタクタ部31と、外部給電プリチャージ部32および外部給電コンタクタ部33と、制御装置34と、を備えて構成されている。
The
燃料電池スタック21は、例えば、陽イオン交換膜などからなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極(アノード)と、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極(カソード)とで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成されている。そして、燃料電池セルの積層体は一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。
The
燃料電池スタック21のカソードには酸素を含む酸化剤ガス(反応ガス)である空気がエアポンプ26から供給可能であり、アノードには水素を含む燃料ガス(反応ガス)が高圧の水素タンク(図示略)などから供給可能である。
そして、反応ガスの供給時に、アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流電力を発生する。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。
Air, which is an oxidant gas (reaction gas) containing oxygen, can be supplied from the
Then, during the supply of the reaction gas, hydrogen ionized by the catalytic reaction on the anode catalyst of the anode moves to the cathode through the moderately humidified solid polymer electrolyte membrane, and the electrons generated along with this movement Is taken out to an external circuit to generate DC power. At this time, at the cathode, hydrogen ions, electrons and oxygen react to produce water.
バッテリ22は、例えば、高圧系のリチウムイオン型などの2次電池であり、電圧調整器23を介して燃料電池スタック21に接続されている。
The
電圧調整器23は、例えば、DC−DCコンバータなどを備え、燃料電池スタック21とバッテリ22との間での電力の授受に対して電圧調整を行なう。
なお、電圧調整器23は、例えば、バッテリ22側に平滑コンデンサ23aを備えている。
The
The
走行用モータ24は、例えば、U相、V相、W相の3相のDCブラシレスモータであって、パワードライブユニット25による制御に応じて力行運転および発電運転可能である。
例えば、走行用モータ24は、各相のコイルに交流の相電流が通電されることで力行運転を行ない、変速機(T/M)24aを介して駆動輪Wを駆動する。また、燃料電池車両11の減速時などにおいて駆動輪側から駆動力が伝達されることで発電運転(回生運転)を行ない、発電電力(回生電力)を出力する。
The traveling
For example, the traveling
パワードライブユニット25は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを具備するパルス幅変調(PWM)によるインバータを備えて構成されている。
The
このインバータは、例えば走行用モータ24の力行運転時において、制御装置34から出力されるPWM信号に基づき、各相毎に対をなす各スイッチング素子のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。これによって、バッテリ22から電圧調整器23を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック21から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、走行用モータ24の各相のコイルへの通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。
For example, during the power running operation of the
一方、例えば走行用モータ24の発電運転時において、インバータは、走行用モータ24のロータの回転角に基づいて同期がとられたゲート信号に応じて各スイッチング素子をオン(導通)/オフ(遮断)させ、走行用モータ24から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。
On the other hand, for example, during power generation operation of the traveling
エアポンプ26は、例えば、エアポンプ用インバータ27から出力される交流電力によって回転駆動されるポンプ駆動用モータ(図示略)を備える電動コンプレッサであって、外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気を反応ガスとして燃料電池スタック21のカソードに供給する。
The
エアポンプ用インバータ27は、例えば、パルス幅変調(PWM)によるPWMインバータなどであり、制御装置34から出力される制御信号に基づき、バッテリ22から電圧調整器23を介して供給される直流電力あるいは燃料電池スタック21から供給される直流電力によって、エアポンプ26のポンプ駆動用モータを回転駆動し、ポンプ駆動用モータの回転数を制御する。
The
ダウンバータ28は、例えば、DC−DCコンバータなどを備え、バッテリ22の高圧の端子間電圧あるいは燃料電池スタック21から電圧調整器23を介して印加される高圧の電圧を低圧の所定電圧(12V)まで降圧して、降圧後の所定電圧の電力によって12Vバッテリ29を充電する。
The
12Vバッテリ29は、例えば、制御装置34および各種補機類からなる電気負荷を駆動するための低圧の所定電圧の電力を出力する。
The
バッテリプリチャージ部30およびバッテリコンタクタ部31は、例えば、バッテリ22と、電圧調整器23およびダウンバータ28との間に設けられている。
バッテリプリチャージ部30は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ41およびプリチャージ抵抗42により構成されている。
The
The
バッテリコンタクタ部31は、例えば、燃料電池車両11の正極側の高圧ライン(HV+)においてバッテリ22の正極端子に接続された正極側バッテリコンタクタ43と、負極側の高圧ライン(HV−)においてバッテリ22の負極端子に接続された負極側バッテリコンタクタ44と、により構成されている。
そして、バッテリプリチャージ部30は、正極側バッテリコンタクタ43の両端に(つまり、正極側バッテリコンタクタ43に並列に)接続されている。
The
The
外部給電プリチャージ部32および外部給電コンタクタ部33は、例えば、バッテリプリチャージ部30およびバッテリコンタクタ部31と、給電口11aとの間に設けられている。
外部給電プリチャージ部32は、例えば、直列に接続されたプリチャージコンタクタ51およびプリチャージ抵抗52により構成されている。
The external power
The external power
外部給電コンタクタ部33は、例えば、燃料電池車両11の正極側の高圧ライン(HV+)において正極側バッテリコンタクタ43に接続された正極側外部給電コンタクタ53と、負極側の高圧ライン(HV−)において負極側バッテリコンタクタ44に接続された負極側外部給電コンタクタ54と、により構成されている。
そして、外部給電プリチャージ部32は、正極側外部給電コンタクタ53の両端に(つまり、正極側外部給電コンタクタ53に並列に)接続されている。
The external
The external power
そして、各コンタクタ41,43,44,51,53,54は、例えば、制御装置34から出力される制御信号に基づき、導通および遮断を切り替え可能である。
And each contactor 41,43,44,51,53,54 can switch conduction | electrical_connection and interruption | blocking based on the control signal output from the
制御装置34は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの電子回路により構成されるECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)61を備えている。
The
ECU61は、例えば、パワードライブユニット25の電力変換動作を制御することによって走行用モータ24の力行運転および発電運転を制御する。
例えば、ECU61は、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号に基づき、走行用モータ24の目標トルクを算出し、実際に走行用モータ24から出力されるトルクを目標トルクに一致させるようにして、走行用モータ24に通電される電流に対するフィードバック制御などを実行する。
The
For example, the
ECU61は、例えば、エアポンプ用インバータ27の電力変換動作や反応ガスの流路に設けられた各種バルブの開閉や電圧調整器23の電圧調整動作などを制御することによって、燃料電池スタック21への反応ガスの供給および燃料電池スタック21の発電量を制御する。
The
ECU61は、例えば、各種のセンサやスイッチなどから出力される信号、さらに、インバータ制御装置82から出力される信号などに基づき、バッテリ22を含む高圧電装系の監視および保護などの制御を行なう。
The
例えば、ECU61は、イグニッションスイッチ71およびパワースイッチ72などの各指令信号と、速度センサ73およびアクセルペダル開度センサ74およびブレーキペダルスイッチ(図示略)などの各検出信号とに基づき、燃料電池車両11の運転状態を制御する。
For example, the
なお、イグニッションスイッチ71は、運転者の操作に応じて燃料電池車両11の起動および停止を指示する指令信号(IGSW)を出力する。
また、パワースイッチ72は、運転者の操作に応じて燃料電池スタック21の起動(例えば、エアポンプ26の起動など)を指示する指令信号(PSW)を出力する。
The
Further, the
また、速度センサ73は、燃料電池車両11の速度を検出する。
また、アクセルペダル開度センサ74は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みに応じたアクセルペダルのストローク量(アクセル開度)を検出する。
また、ブレーキペダルスイッチは、運転者によるブレーキペダルの操作有無を検出する。
The
The accelerator
The brake pedal switch detects whether the driver has operated the brake pedal.
また、例えば、ECU61は、バッテリ22の端子間電圧(バッテリ電圧)VBを検出するバッテリ電圧センサ75および電流IBを検出するバッテリ電流センサ76および温度TBを検出するバッテリ温度センサ77の各検出信号に基づき、残容量SOC(State Of Charge)などの各種の状態量を算出する。
そして、算出した各種の状態量に基づいて、バッテリプリチャージ部30およびバッテリコンタクタ部31の導通および遮断を制御することによって、バッテリ22の充電および放電を制御する。
Further, for example, the
Then, based on the various state quantities calculated, the
なお、ECU61には、各種のセンサやスイッチなどとともに、燃料電池車両11の各種の状態を表示する計器類からなるメータ78が接続されている。
Note that the
さらに、ECU61は、後述するように、燃料電池車両11に接続されたインバータ装置12への給電およびインバータ装置12の電力変換動作を制御するとともに、インバータ装置12の異常有無を検知する。
例えば、ECU61は、外部給電プリチャージ部32および外部給電コンタクタ部33の導通および遮断を制御することによって、インバータ装置12への給電を制御する。
Further, as will be described later, the
For example, the
インバータ装置12は、例えば、少なくとも1つ以上のインバータ81と、インバータ制御装置82と、を備えて構成されている。
For example, the
インバータ81は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路および平滑コンデンサなどを備え、インバータ制御装置82から出力されるスイッチング指令信号に基づき、各スイッチング素子のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。これによって、燃料電池車両11に設けられた給電口11aに嵌合された給電コネクタ12aを介して燃料電池車両11の電源(例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22となど)から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を外部負荷13に供給可能である。
なお、インバータ81は、例えば、平滑コンデンサ81aを介して外部給電コンタクタ部33に接続されている。
The
The
インバータ制御装置82は、例えば、燃料電池車両11のECU61から供給される制御用電力によって作動し、ECU61から出力される各種の指令信号に応じて、インバータ81の電力変換動作および給電コネクタ12aの電磁ロック83の動作を制御することによって外部負荷13への給電を制御する。
The
また、インバータ制御装置82は、例えば、インバータ81の入力電圧(インバータ電圧VI)を検出するインバータ電圧センサ84の検出信号に基づき、インバータ装置12の状態に係る情報の信号(例えば、後述するインバータ電圧のVINV信号など)を出力する。
Further, the
インバータ制御装置82は、例えば、給電コネクタ12aに備えられた各コネクタピンP1〜P10に接続された各端子と、給電コネクタ12aの電磁ロック83を駆動するための電力を供給する電磁ロック83の入力端子P11に接続された端子と、給電コネクタ12aに設けられたマイクロスイッチなどの断線検知回路(図示略)の出力端子P12に接続された端子と、を備えている。
For example, the
そして、燃料電池車両11の給電口11aは、給電コネクタ12aの各コネクタピンP1〜P10に接続される各端子を備え、制御装置34のECU61は、適宜の信号線によって給電口11aの各端子に接続された各端子を備えている。
The
なお、給電コネクタ12aのコネクタピンP2は、例えば、制御装置34のECU61からインバータ制御装置82へと出力されるインバータ出力許可信号、つまりインバータ装置12から外部負荷13への電力の出力許可を指示する信号の供給に用いられる。
The connector pin P2 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP4は、例えば、制御装置34のECU61およびインバータ制御装置82において接地された電位を示すLG信号、つまり燃料電池車両11からインバータ装置12への給電の許可および禁止を指示する信号の供給に用いられる。
The connector pin P4 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP5は、例えば、燃料電池車両11の電源(例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22となど)の負極側の高圧ライン(HV−)に接続され、燃料電池車両11からインバータ装置12への負極側の高圧の給電に用いられる。
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP6は、例えば、燃料電池車両11の電源(例えば、燃料電池スタック21と、バッテリ22となど)の正極側の高圧ライン(HV+)に接続され、燃料電池車両11からインバータ装置12への正極側の高圧の給電に用いられる。
The connector pin P5 of the
The connector pin P6 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP7は、例えば、インバータ制御装置82から制御装置34のECU61へと出力されるSTOP/CONNECT信号(以下、単に、CONNECT信号と呼ぶ)、つまり給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合有無を示す嵌合信号の供給に用いられる。
The connector pin P7 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP8は、例えば、制御装置34のECU61からインバータ制御装置82へと出力されるVCC信号、つまりECU61からインバータ制御装置82へと供給される制御用電圧に応じた所定の制御用電圧(5V)の信号の供給に用いられる。
The connector pin P8 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP9は、例えば、インバータ制御装置82から制御装置34のECU61へと出力されるVINV信号、つまりインバータ電圧センサ84により検出されたインバータ電圧(検出値)VIに応じた電圧の信号の供給に用いられる。
The connector pin P9 of the
また、給電コネクタ12aのコネクタピンP10は、例えば、制御装置34のECU61からインバータ制御装置82へと出力されるIGP信号、つまりECU61からインバータ制御装置82へと供給される制御用電圧に応じた所定の制御用電圧(12V)の信号の供給に用いられる。
The connector pin P10 of the
なお、VCC信号は、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合によって接続状態となるコネクタピンP8に接続されたVCC信号電圧ラインLHによってECU61からインバータ制御装置82へと所定の制御用電圧を印加する。
The VCC signal is applied with a predetermined control voltage from the
VCC信号の所定の制御用電圧(5V)は、例えば、燃料電池車両11の制御装置34において、この制御装置34を駆動するために12Vバッテリ29から供給される電力による所定電圧(12V)をインバータ制御装置82に具備されるA/Dコンバータ(図示略)の基準電圧に相当する電圧に分圧して得られる。
For example, in the
また、VINV信号は、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合によって接続状態となるコネクタピンP9に接続されるVINV信号電圧ラインLLによってインバータ制御装置82からECU61へと、燃料電池車両11からインバータ装置12への給電状態に応じた電圧を印加する。
なお、VINV信号電圧ラインLLは、例えば、燃料電池車両11の制御装置34において、所定のプルアップ抵抗RLによってVCC信号電圧ラインLHに接続されている。
Further, the VINV signal is transmitted from the
The VINV signal voltage line LL is connected to the VCC signal voltage line LH by a predetermined pull-up resistor RL in the
そして、VINV信号の電圧は、例えば図2に示すように、燃料電池車両11の制御装置34において、VCC信号の所定の制御用電圧(5V)を、燃料電池車両11からインバータ装置12への給電状態、例えばインバータ電圧(検出値)VIに応じて分圧して得られる。
例えば、給電口11aと給電コネクタ12aとが正常に嵌合している状態において、インバータ電圧(検出値)VIがゼロから所定の最大電圧Vaまでの正常電圧範囲内である場合に、ECU61において取得されるVINV信号の電圧は0.5(V)〜4.5(V)の電圧範囲内となる。
For example, as shown in FIG. 2, the voltage of the VINV signal is obtained by supplying a predetermined control voltage (5 V) of the VCC signal from the
For example, the
また、例えば下記表1に示すように、給電口11aと給電コネクタ12aとの間で正極側および負極側の互いの高圧ライン(HV+,HV−)が接続されていない場合(非嵌合)や、インバータ装置12におけるVINV信号電圧ラインLLやインバータ電圧センサ84などで断線が生じている場合に、ECU61において取得されるVINV信号の電圧はVCC信号の所定の制御用電圧(5V)に等しくなる。
また、例えば、給電口11aと給電コネクタ12aとの間で正極側および負極側の互いの高圧ライン(HV+,HV−)が短絡している場合や、インバータ装置12におけるインバータ電圧センサ84などで短絡が生じている場合に、ECU61において取得されるVINV信号の電圧はゼロとなる。
For example, as shown in Table 1 below, when the high-voltage lines (HV +, HV−) on the positive electrode side and the negative electrode side are not connected (non-fitted) between the
Further, for example, when the high-voltage lines (HV +, HV−) on the positive electrode side and the negative electrode side are short-circuited between the
また、CONNECT信号は、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合によって接続状態となるコネクタピンP7に接続されるCONNECT信号ラインLAによってインバータ制御装置82からECU61へとCONNECT信号ラインLAの接続状態に応じた電圧を印加する。
なお、CONNECT信号電圧ラインLAは、例えば、燃料電池車両11の制御装置34において、所定のプルアップ抵抗RAによってVCC信号電圧ラインLHに接続されている。
The CONNECT signal is connected to the
The CONNECT signal voltage line LA is connected to the VCC signal voltage line LH by a predetermined pull-up resistor RA in the
そして、CONNECT信号の電圧は、例えば上記表1に示すように、燃料電池車両11の制御装置34において、VCC信号の所定の制御用電圧(5V)をCONNECT信号ラインLAの接続状態に応じて分圧して得られる。
例えば、給電口11aと給電コネクタ12aとが正常に嵌合している場合に、ECU61において取得されるCONNECT信号の電圧は1(V)〜4(V)の電圧範囲内となる。
Then, as shown in Table 1 above, for example, the voltage of the CONNECT signal is obtained by dividing the predetermined control voltage (5 V) of the VCC signal according to the connection state of the CONNECT signal line LA in the
For example, when the
また、例えば、給電口11aと給電コネクタ12aとの間で正極側および負極側の互いのCONNECT信号ラインLAが接続されていない場合(非嵌合)や、インバータ装置12においてCONNECT信号ラインLAの断線が生じている場合に、ECU61において取得されるCONNECT信号の電圧はVCC信号の所定の制御用電圧(5V)に等しくなる。
また、例えば、CONNECT信号ラインLAで短絡が生じている場合に、ECU61において取得されるCONNECT信号の電圧はゼロとなる。
Further, for example, when the CONNECT signal line LA on the positive electrode side and the negative electrode side is not connected between the
For example, when a short circuit occurs in the CONNECT signal line LA, the voltage of the CONNECT signal acquired in the
つまり、例えば上記表1に示すように、VINV信号およびCONNECT信号において短絡が生じている場合(ショート)に、ECU61において取得されるVINV信号およびCONNECT信号の各電圧はゼロとなる。
That is, for example, as shown in Table 1 above, when a short circuit occurs in the VINV signal and the CONNECT signal (short circuit), the voltages of the VINV signal and the CONNECT signal acquired in the
本実施の形態による給電システム10は上記構成を備えており、次に、この給電システム10の動作、特に、ECU61の動作について説明する。
The
例えば図3に示すように、時刻t1において、給電口11aと給電コネクタ12aとの嵌合状態でイグニッションスイッチ71がオンとされると、指令信号IGSWはオフから燃料電池車両11の起動を指示するオンに切り替わる。
このとき、ECU61からインバータ制御装置82へと出力されるVCC信号およびIGP信号がオフからオンに切り替わり、ECU61からインバータ制御装置82へと供給される各制御用電圧に応じた所定の各制御用電圧(5V),(12V)がインバータ制御装置82に印加開始される。
For example, as shown in FIG. 3, at time t1, when the
At this time, the VCC signal and the IGP signal output from the
そして、時刻t2において、例えばインバータ制御装置82などから出力される外部給電要求、つまり燃料電池車両11からインバータ装置12への給電の実行要求を取得すると、時刻t3において、バッテリプリチャージ部30のプリチャージコンタクタ41と負極側バッテリコンタクタ44とを遮断から接続に切り替える。これによって、バッテリプリチャージ部30のプリチャージ抵抗42による通電(プリチャージ)を開始する。
At time t2, for example, when an external power supply request output from the
そして、時刻t4において、プリチャージコンタクタ41を接続から遮断に切り替えるとともに、正極側バッテリコンタクタ43を遮断から接続に切り替える。
At time t4, the
そして、時刻t5において、例えば、外部給電プリチャージ部32のプリチャージコンタクタ51と負極側外部給電コンタクタ54とを遮断から接続に切り替える。これによって、外部給電プリチャージ部32のプリチャージ抵抗52による通電(プリチャージ)を開始する。
At time t5, for example, the
そして、時刻t6において、例えば、プリチャージコンタクタ51を接続から遮断に切り替えるとともに、正極側外部給電コンタクタ53を遮断から接続に切り替えると、燃料電池車両11からインバータ装置12への給電の実行を指示するインバータ出力許可信号を出力する。
これによって、燃料電池車両11からインバータ装置12への高圧の給電を開始する。
At time t6, for example, when the
As a result, high-voltage power supply from the
ここで、インバータ制御装置82は、例えば、ECU61から出力されるインバータ出力許可信号を取得していない場合にはインバータ81の電力変換動作を停止させており、このインバータ出力許可信号を取得した場合にインバータ81の電力変換動作を作動させる。
Here, for example, when the inverter output permission signal output from the
上述したように、本実施の形態による給電システム10によれば、インバータ制御装置82の電源を燃料電池車両11の外部に備える必要無しに、システム構成が大型化および複雑化することを防止し、装置構成に要する費用が嵩むことを防止しつつ、燃料電池車両11からインバータ装置12を介した外部負荷13への給電を、車両側の制御装置34によって統合的かつ集中的に制御することができる。
As described above, according to the
さらに、例えば、VINV信号の電圧が所定の電圧範囲内を逸脱しているなどに基づいて、インバータ81の異常を検知した場合には、車両側の制御装置34によって給電の実行を指示するインバータ出力許可信号の出力を停止することができ、異常発生時に迅速かつ容易にインバータ81の電力変換動作を停止させることができる。
Further, for example, when an abnormality of the
さらに、車両側の制御装置34の指示に応じた各コンタクタ51,53,54の遮断および接続によって燃料電池車両11からインバータ装置12への給電を制御することができ、例えば異常発生時には迅速かつ的確にインバータ装置12への給電を停止することができる。
Furthermore, power supply from the
なお、上述した実施の形態において、給電システム10は燃料電池車両11を備えるとしたが、これに限定されず、燃料電池車両11の代わりに、例えばハイブリッド車両などの他の電動車両を備えてもよい。
これに伴い、インバータ装置12に給電する車両側の電源は、燃料電池スタック21やバッテリ22の他に、電動車両に搭載されたキャパシタや内燃機関により駆動される発電機などであってもよい。
In the above-described embodiment, the
Accordingly, the vehicle-side power source that supplies power to the
10 給電システム
11 燃料電池車両(電動車両)
11a 給電口
12 インバータ装置(外部給電装置)
12a 給電コネクタ
21 燃料電池スタック(電源)
22 バッテリ(電源)
24 走行用モータ
29 12Vバッテリ(補機用電源)
34 制御装置(制御手段)
51 プリチャージコンタクタ(外部給電コンタクタ)
53 正極側外部給電コンタクタ(外部給電コンタクタ)
54 負極側外部給電コンタクタ(外部給電コンタクタ)
71 イグニッションスイッチ
81 インバータ(電力変換手段)
82 インバータ制御装置(電力制御手段)
84 インバータ電圧センサ(検出部)
10
11a
22 Battery (Power)
24 Traveling
34 Control device (control means)
51 Precharge contactor (external power contactor)
53 Positive-side external power contactor (external power contactor)
54 Negative side external power contactor (external power contactor)
71
82 Inverter control device (power control means)
84 Inverter voltage sensor (detector)
Claims (4)
前記電動車両は、
電源と、
前記電源の電力により駆動する走行用モータと、
補機用電源と、
前記補機用電源の電力により作動する制御手段と、を備え、
前記外部給電装置は、
前記電源に接続されている前記電動車両の給電口に嵌合可能な給電コネクタと、
前記給電口に嵌合した前記給電コネクタから出力される電力を変換する電力変換手段と、
前記給電口と前記給電コネクタとの嵌合によって接続状態となる補機用電源ラインによって前記補機用電源から供給される電力により作動し、前記電力変換手段の電力変換動作を制御する電力制御手段と、
前記電力変換手段の入力電圧を検出する検出部と、を備え、
前記電力制御手段は、前記制御手段から出力された給電実行信号を取得した場合に前記電力変換手段の電力変換動作を作動させ、前記給電実行信号を取得していない場合に前記電力変換手段の電力変換動作を停止させ、
前記電力制御手段は、前記電力変換手段の異常発生を示す異常情報を前記制御手段へと出力可能であり、
前記異常情報は、前記制御手段から前記電力制御手段へと出力される信号の電圧を分圧して得られる、前記電力変換手段の前記入力電圧に応じた信号の電圧に基づき検知されることを特徴とする給電システム。 An electric power supply system comprising an electric vehicle and an external electric power supply device that can be attached to and detached from the electric vehicle,
The electric vehicle is
Power supply,
A traveling motor driven by the power of the power source;
Auxiliary power supply,
Control means that operates by the power of the auxiliary power source,
The external power feeding device is
A power supply connector that can be fitted to a power supply port of the electric vehicle connected to the power source;
Power conversion means for converting the power output from the power supply connector fitted to the power supply port;
Power control means for controlling the power conversion operation of the power conversion means that is operated by the power supplied from the auxiliary power supply by the auxiliary power supply line that is connected by the fitting of the power supply port and the power supply connector. When,
A detection unit for detecting an input voltage of the power conversion means ,
The power control unit activates the power conversion operation of the power conversion unit when the power supply execution signal output from the control unit is acquired, and the power of the power conversion unit when the power supply execution signal is not acquired. Stop the conversion operation ,
The power control means can output abnormality information indicating an abnormality occurrence of the power conversion means to the control means,
The abnormality information is detected based on a voltage of a signal corresponding to the input voltage of the power conversion unit, obtained by dividing a voltage of a signal output from the control unit to the power control unit. Power supply system.
前記制御手段は、前記イグニッションスイッチがオンとされることで、前記外部給電コンタクタを遮断から接続に切り替え、前記給電実行信号を出力することを特徴とする請求項3に記載の給電システム。 The electric vehicle includes an external power supply contactor capable of disconnecting the connection between the power source and the external power supply device ,
4. The power feeding system according to claim 3, wherein the control unit switches the external power feeding contactor from cutoff to connection and outputs the power feeding execution signal when the ignition switch is turned on . 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012062835A JP5873365B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012062835A JP5873365B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Power supply system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013198288A JP2013198288A (en) | 2013-09-30 |
JP5873365B2 true JP5873365B2 (en) | 2016-03-01 |
Family
ID=49396601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012062835A Active JP5873365B2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Power supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5873365B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6103244B2 (en) * | 2014-01-07 | 2017-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | Power receiving system and master power receiving apparatus |
JP6164196B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-07-19 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle and power supply system |
JP6137127B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle power supply |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4520959B2 (en) * | 2005-04-22 | 2010-08-11 | アイシン精機株式会社 | Power supply system |
JP5493441B2 (en) * | 2009-04-15 | 2014-05-14 | 日産自動車株式会社 | Inter-vehicle charging method, inter-vehicle charging cable, and electric vehicle |
US20110226539A1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | Huss Michael A | Vehicle with removable auxiliary power system |
JP5626169B2 (en) * | 2011-09-28 | 2014-11-19 | 三菱自動車工業株式会社 | Power supply securing structure for power supply device startup |
JP2013158218A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Sharp Corp | Electric vehicle, charger/discharger, charging/discharging system, control program, and recording medium |
JP2013183591A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Toyota Industries Corp | Charge/discharge control method for vehicle, charge/discharge controller in vehicle, and vehicle power supply device |
JP2013198289A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Honda Motor Co Ltd | Power supply system |
-
2012
- 2012-03-19 JP JP2012062835A patent/JP5873365B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013198288A (en) | 2013-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5572655B2 (en) | External power supply control device for fuel cell vehicle | |
US8165743B2 (en) | Controller for inverter | |
US8428802B2 (en) | Vehicle assistance system | |
JP6493363B2 (en) | Electric car | |
JP5352182B2 (en) | Power supply device and power supply system for fuel cell vehicle | |
JP7259751B2 (en) | power supply system | |
JP5577367B2 (en) | Control device for electric vehicle | |
JP2013051831A (en) | Power source control device of electric vehicle | |
JP5873365B2 (en) | Power supply system | |
JP2014060838A (en) | Power supply system | |
JP2014195372A (en) | Power supply system | |
CN110603168B (en) | Railway vehicle | |
JP5727959B2 (en) | Fuel cell system | |
JP6151944B2 (en) | Power supply system | |
JP5397324B2 (en) | Power equipment | |
JP2013198289A (en) | Power supply system | |
JP2014057389A (en) | Power supply system | |
JP5307692B2 (en) | Lifting magnet type self-propelled machine | |
JP5474681B2 (en) | Electric car | |
JP6402679B2 (en) | Power supply | |
JP2018121397A (en) | Electric vehicle | |
JP2015202020A (en) | Electric power device | |
JP2016082678A (en) | Control device of fuel cell vehicle | |
JP2013198291A (en) | Controller of electric vehicle | |
JP2013198285A (en) | Feeding system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5873365 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |