JP6279229B2 - 充放電制御装置 - Google Patents
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Description
以下、充放電制御装置の第1の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る充放電制御装置を示す回路図である。図1において、図4に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
第1の実施形態では、定電圧制御するDC/DC変換器6bの制御態様を、充放電制御を行うDC/DC変換器6aの制御に対する受動的制御態様とした。すなわち、制御回路11は、DC/DC変換器6aに対して充電指令を送出する一方、DC/DC変換器6bに対して放電指令を送出する。また、制御回路11は、DC/DC変換器6aに対して放電指令を送出する一方、DC/DC変換器6bに対して充電指令を送出する。
第1の実施形態では、被試験用蓄電池10aの充電試験の際、エネルギー蓄電用蓄電池10bの残エネルギーが不足するならば、AC/DC変換器4は不足分を補充するように交流電源1から交流を受電するようにし、被試験用蓄電池10aの放電試験の結果、次の被試験用蓄電池10aの充電試験の際、エネルギー蓄電用蓄電池10bの残エネルギー不足が予測されるならば、AC/DC変換器4は不足分を補充するように交流電源1から交流を受電するようにした。
DCラインの正負間に接続されたコンデンサ5の充放電電流を検出する変流器CT14の他の使用例について説明する。制御回路11は、充放電試験下において、変流器CT14の検出電流を監視して充放電制御装置への事故拡大を阻止することもできる。すなわち、制御回路11は、閾値と変流器CT14の検出電流とを比較する比較回路を有し、コンデンサ5の充放電電流が閾値を超えた場合の出力信号に応答して、AC/DC変換器4、DC/DC変換器6a、6bの運転を停止させるようにすればよい。
変流器CT14の検出電流を電圧帰還部に付加させて定電圧制御の制御指令を生成する態様は、被試験用蓄電池10bの容量が大きくなると充放電電流も大きくなり、直流中間電圧のコンデンサ5の容量もコンデンサの並列接続により大きくする必要があり、併せてコンデンサ6の充放電電流を検出する変流器CT14の容量も大きくなる傾向が見られる。
被試験用蓄電池10aとエネルギー蓄電用蓄電池10bとしては、異常検知遮断機能付き蓄電池を接続することもできる。異常検知遮断機能には、遮断に相当する動作を行う機能も含む。この異常検知遮断機能は、電池パック内部に充放電路を開閉するスイッチと、内部温度、内部圧力、内部電流、内部電圧等の電池状況を検出するセンサと、センサ値と閾値とを比較して比較結果に応じてスイッチを遮断動作させる制御回路とにより構成される。また、制御回路11は、被試験用蓄電池10aとエネルギー蓄電用蓄電池10bの電圧値を監視している。
本明細書において、本発明に係る複数の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、各実施の形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。これらの実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
2 リアクトル
3 変流器CT
4 AC/DC変換器
5 平滑コンデンサ
6 DC/DC変換器
6a DC/DC変換器
6b DC/DC変換器
7 チョッパーリアクトル
7a チョッパーリアクトル
7b チョッパーリアクトル
8 平滑コンデンサ
8a 平滑コンデンサ
8b 平滑コンデンサ
9 変流器CT
9a 変流器CT
9b 変流器CT
10 蓄電池
10a 被試験用蓄電池
10b エネルギー蓄電用蓄電池
11 制御回路
12 抵抗器
13 スイッチ
14 変流器CT
15 Vref
16 Vfb
17 Id
18 PI演算増幅器
19 Iref
20 Ifb
21 PI演算増幅器
Claims (14)
- 交流電源と充放電試験対象の蓄電池との間に介在する充放電制御装置であって、
前記交流電源側のAC/DC変換器と、
前記AC/DC変換器に対して並列に接続される複数のDC/DC変換器と、
前記AC/DC変換器と前記DC/DC変換器との間のDCラインと、
前記DCラインの正負間に接続されたコンデンサと、
前記AC/DC変換器及び前記DC/DC変換器とを制御する制御部と、
を備え、
前記DC/DC変換器の少なくとも一つに対して、充放電試験対象である第1の蓄電池
が接続され、
前記DC/DC変換器の少なくとも他の一つに対して、エネルギー蓄電用の第2の蓄電
池が接続され、
前記制御部は、
前記第1の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器に充放電制御を行わせ、
前記第2の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器に前記DCラインの定電圧制御を行わせ、
前記第2の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器による定電圧制御では、前記第2の蓄電池の変流器の検出電流を参照しながら、前記DCラインの中間直流電圧が、前記充放電試験対象である前記第1の蓄電池の電圧に対して、常に所定電圧値だけ高くなるように定電圧制御することで、前記第1の蓄電池及び前記第2の蓄電池との間でエネルギーを移動させること、
を特徴とする充放電制御装置。 - 前記第2の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器は、
前記DCラインの電圧が前記第1の蓄電池の電圧に対して所定比率だけ高くなるように定電圧制御すること、
を特徴とする請求項1記載の充放電制御装置。 - 前記所定比率は、前記DC/DC変換器のエネルギー効率の逆数に相当すること、
を特徴とする請求項2記載の充放電制御装置。 - 前記第2の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器は、
前記第1の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器が放電制御の場合、前記第2の蓄電池への充電制御により前記定電圧制御を行い、
前記第1の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器が充電制御の場合、前記第2の蓄電池への放電制御により前記定電圧制御を行うこと、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記制御部は、
前記第2の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器に対して、前記第1の蓄電池が接続された前記DC/DC変換器に対する充放電指令と相反する制御指令を送出すること、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記制御部は、
前記第2の蓄電池が接続されたDC/DC変換器に対して、前記第1の蓄電池が接続されたDC/DC変換器に対する充電電流指令値と等価又は等価以下の放電電流指令値を送出し、
前記第2の蓄電池が接続されたDC/DC変換器に対して、前記第1の蓄電池が接続されたDC/DC変換器に対する放電電流指令値と等価又は等価以上の充電電流指令値を送出すること、
を特徴とする請求項5に記載の充放電制御装置。 - 前記AC/DC変換器は、前記第1の蓄電池と前記第2の蓄電池のエネルギー授受の差分を補充すること、
を特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記AC/DC変換器は、交流を直流に変換する一方向性の回路構成を有すること、
を特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記DCラインの正負間に接続された前記コンデンサに直列させて変流器CTを更に備え、
前記第2の蓄電池に接続された前記DC/DC変換器は、
DCラインの前記変流器CTの検出電流を加味して前記定電圧制御を行うこと、
を特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記制御部は、
前記DCラインの前記変流器CTの検出電流が所定閾値を超えると、前記AC/DC変換器と前記第1の蓄電池及び前記第2の蓄電池に接続された前記DC/DC変換器を運転停止させること、
を特徴とする請求項9記載の充放電制御装置。 - 前記DCラインに設けられた前記コンデンサは並列に複数存在し、
前記変流器CTは、複数の前記コンデンサの1つに直列に接続されていること、
を特徴とする請求項9又は10に記載の充放電制御装置。 - 前記第1の蓄電池は、異常検知遮断機能を有し、
前記制御部は、前記第1の蓄電池の電圧を監視し、前記第1の蓄電池に接続された前記DC/DC変換器への充放電制御指令が不変又は微小変化である間、前記第1の蓄電池の電圧が検知値を超えて変化すると、前記第1の蓄電池及び前記第2の蓄電池に接続された前記DC/DC変換器への制御を停止すること、
を特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の充放電制御装置。 - 前記制御部は、前記検知値を前記充放電制御指令の値に応じて変更すること、
を特徴とする請求項12に記載の充放電制御装置。 - 前記制御部は、前記充放電制御指令の小さい数値領域では、前記検知値を前記第1の蓄電池の電圧に比例させて変更し、前記充放電制御指令の値が比較的大きい数値領域では一定の検知値に変更すること、
を特徴とする請求項13に記載の充放電制御装置。
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