JP7030599B2 - Battery system and electric vehicle control system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、蓄電池システムおよび電気車制御システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a storage battery system and an electric vehicle control system.

車両内に搭載されている電気車制御システムは、高電圧配線を介して車両外のパンタグラフまたはサードレールと接続され、直流電力が電気車制御システムの電力変換装置に供給される。電力変換装置は、供給された直流電力を車両走行に利用可能な交流電力に変換し、交流電力により主電動機を駆動して車両を走行させる。 The electric vehicle control system mounted in the vehicle is connected to a pantograph or a third rail outside the vehicle via high voltage wiring, and DC power is supplied to the power conversion device of the electric vehicle control system. The power conversion device converts the supplied DC power into AC power that can be used for traveling the vehicle, and drives the main motor by the AC power to drive the vehicle.

近年、電源として蓄電池を有する電力変換装置の提案がなされている。例えば車両走行時の回生運転中においては、変電所に返しきれない回生電力を蓄電池へ充電して、必要なタイミングで蓄電池に蓄えられたエネルギーを利用することにより、エネルギー利用効率を改善することができる。 In recent years, a power conversion device having a storage battery as a power source has been proposed. For example, during regenerative operation while the vehicle is running, it is possible to improve energy utilization efficiency by charging the storage battery with regenerative power that cannot be returned to the substation and using the energy stored in the storage battery at the required timing. can.

特開２０１６－１８７２８０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-187280

何らかの要因で車両外のパンタグラフまたはサードレールが電力供給を行えなくなったとき、車両は主な電力供給源を失い走行を継続できなくなる。
また、車両に予備の電源として主回路にチョッパ回路を備えた蓄電池が搭載されているとき、蓄電池からのアシスト機能を利用するためにはチョッパ回路を制御しなければならず、蓄電池に蓄えられたエネルギーを最大限利用することが困難であった。 When the pantograph or the third rail outside the vehicle cannot supply power for some reason, the vehicle loses its main power supply source and cannot continue running.
In addition, when the vehicle is equipped with a storage battery equipped with a chopper circuit in the main circuit as a spare power source, the chopper circuit must be controlled in order to use the assist function from the storage battery, and the storage battery is stored in the storage battery. It was difficult to make maximum use of energy.

本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、車両のエネルギー利用効率を改善する蓄電池システムおよび電気車制御システムを提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a storage battery system and an electric vehicle control system for improving the energy utilization efficiency of a vehicle.

実施形態による蓄電池システムは、第１外部接続部と、第２外部接続部と、高電圧側端子と低電圧側端子とを備えた一又は複数相の双方向チョッパ回路と、主回路が前記低電圧側端子と接続される蓄電池装置と、前記高電圧側端子と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第１接触器と、前記蓄電池装置の前記主回路と前記低電圧側端子とを電気的に接続する経路に設けられた第２接触器と、前記蓄電池装置の前記主回路と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第３接触器と、前記蓄電池装置の前記主回路と前記第２外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第４接触器と、を備える。 The storage battery system according to the embodiment includes a first external connection portion, a second external connection portion, a one- or multi-phase bidirectional chopper circuit including a high voltage side terminal and a low voltage side terminal, and a main circuit having the low voltage side. The storage battery device connected to the voltage side terminal, the first contact device provided in the path for electrically connecting the high voltage side terminal and the first external connection portion, the main circuit of the storage battery device, and the said. A second contact device provided in a path for electrically connecting the low voltage side terminal, and a third contact device provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the first external connection portion. The contact device is provided with a contact device and a fourth contact device provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the second external connection portion.

図１は、第１実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a storage battery system and an electric vehicle control system according to the first embodiment. 図２は、第２実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of the storage battery system and the electric vehicle control system of the second embodiment. 図３は、第３実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of a storage battery system and an electric vehicle control system according to a third embodiment. 図４は、第４実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration example of the storage battery system and the electric vehicle control system of the fourth embodiment.

以下、複数の実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、複数の実施形態に共通する構成については同じ符号を付して重複する説明は省略する。また、以下の複数の実施形態は組み合わせることが可能であり、複数の実施形態にて説明する蓄電池システムおよび電気車制御システムのそれぞれは、他の実施形態にて説明した構成を備えていても構わない。 Hereinafter, the storage battery system and the electric vehicle control system of a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the configurations common to the plurality of embodiments, and duplicated description will be omitted. Further, the following plurality of embodiments can be combined, and each of the storage battery system and the electric vehicle control system described in the plurality of embodiments may have the configurations described in the other embodiments. do not have.

図１は、第１実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の電気車制御システムは、蓄電池システムＢＴと、遮断器１１１と、接触器１１２と、電力変換装置１１３と、補助電源装置１１４と、制御装置１０００と、電気車運転台２００と、を備えている。なお、遮断器１１１と接触器１１２とは、常開型である。
電源１００は、電気車制御システムの外部に設けられ、例えば高電圧配線を介して接続されるパンタグラフやサードレールなどを含み得る。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a storage battery system and an electric vehicle control system according to the first embodiment.
The electric vehicle control system of the present embodiment includes a storage battery system BT, a circuit breaker 111, a contactor 112, a power conversion device 113, an auxiliary power supply device 114, a control device 1000, and an electric vehicle cab 200. I have. The circuit breaker 111 and the contactor 112 are of a normally open type.
The power source 100 may include, for example, a pantograph or a third rail that is provided outside the electric vehicle control system and is connected via high voltage wiring.

蓄電池システムＢＴは、第１外部接続部ＣＮ１と第２外部接続部ＣＮ２とを備えている。
電力変換装置１１３は、接触器１１２および遮断器１１１を介して電源１００と電気的に接続可能であり、接触器１１２を介して蓄電池システムＢＴの第１外部接続部ＣＮ１と電気的に接続可能である。 The storage battery system BT includes a first external connection portion CN1 and a second external connection portion CN2.
The power conversion device 113 can be electrically connected to the power supply 100 via the contactor 112 and the circuit breaker 111, and can be electrically connected to the first external connection portion CN1 of the storage battery system BT via the contactor 112. be.

本実施形態の電気車制御システムにおいて、蓄電池システムＢＴと電源１００とは、電力変換装置１１３に対して並列に接続している。換言すると、電力変換装置１１３は、遮断器１１１の後段（電気車制御システム側）において、電源１００に対して蓄電池システムＢＴと並列に接続される。
接触器（第５接触器）１１２は、遮断器１１１の後段（電気車制御システム側）において、電源１００と電力変換装置１１３とを電気的に接続する経路に設けられている。接触器１１２は、制御装置１０００により動作を制御される。
遮断器１１１は、電源１００と電気車制御システムとの間を接続する経路に設けられ、電源１００との間の電気的接続を切替える。遮断器１１１は、制御装置１０００により動作を制御される。 In the electric vehicle control system of the present embodiment, the storage battery system BT and the power supply 100 are connected in parallel to the power conversion device 113. In other words, the power conversion device 113 is connected to the power supply 100 in parallel with the storage battery system BT at the subsequent stage (electric vehicle control system side) of the circuit breaker 111.
The contactor (fifth contactor) 112 is provided in a path for electrically connecting the power supply 100 and the power conversion device 113 in the subsequent stage (electric vehicle control system side) of the circuit breaker 111. The operation of the contactor 112 is controlled by the control device 1000.
The circuit breaker 111 is provided in the path connecting the power source 100 and the electric vehicle control system, and switches the electrical connection between the power source 100 and the power source 100. The operation of the circuit breaker 111 is controlled by the control device 1000.

電力変換装置１１３は、電源１００及び／又は蓄電池システムＢＴから供給された直流電力を所定の交流電力に変換し、主電動機（図示せず）を駆動して車両を走行させることができる。また、電力変換装置１１３は、主電動機（図示せず）から供給される回生電力を所定の直流電力に変換し、電源１００及び／又は蓄電池システムＢＴへ供給可能に構成されている。 The power conversion device 113 can convert the DC power supplied from the power supply 100 and / or the storage battery system BT into a predetermined AC power, and drive a traction motor (not shown) to drive the vehicle. Further, the power conversion device 113 is configured to be able to convert the regenerative power supplied from the traction motor (not shown) into a predetermined DC power and supply it to the power supply 100 and / or the storage battery system BT.

本実施形態の蓄電池システムＢＴは、接触器１０２、１０３、１０４、１０６、１０９と、抵抗器１０５と、フィルタコンデンサ１０７と、チョッパ回路１０８と、蓄電池装置１０１と、接地スイッチ１１０と、を備えている。なお、本実施形態の蓄電池装置１０１は、例えば、公称電圧が約６００[Ｖ]であり、接触器１０２、１０３、１０４、１０６、１０９は、常開型であり、制御装置１０００により開閉動作を制御される。 The storage battery system BT of the present embodiment includes contactors 102, 103, 104, 106, 109, a resistor 105, a filter capacitor 107, a chopper circuit 108, a storage battery device 101, and a grounding switch 110. There is. The storage battery device 101 of the present embodiment has, for example, a nominal voltage of about 600 [V], and the contactors 102, 103, 104, 106, and 109 are normally open types, and the control device 1000 operates to open and close the battery device 101. Be controlled.

チョッパ回路（双方向チョッパ回路）１０８は、蓄電池装置１０１から供給される直流電圧を昇圧して電源１００および電力変換装置１１３側へ出力可能であり、電源１００および／又は電力変換装置１１３から供給される直流電圧を降圧して蓄電池装置１０１側へ出力可能な、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータである。 The chopper circuit (bidirectional chopper circuit) 108 can boost the DC voltage supplied from the storage battery device 101 and output it to the power supply 100 and the power conversion device 113, and is supplied from the power supply 100 and / or the power conversion device 113. It is a bidirectional DC / DC converter that can step down the DC voltage and output it to the storage battery device 101 side.

チョッパ回路１０８は、例えば、高電圧側端子ＴＡと、低電圧側端子ＴＢと、直列に接続した一対のスイッチング素子を各相に備えたｎ相（ｎは１以上の整数）の回路である。一対のスイッチング素子の間は、抵抗器を介して低電圧側端子ＴＢと電気的に接続している。一対のスイッチング素子の一端は高電圧側端子ＴＡと電気的に接続し、一対のスイッチング素子の他端は接地スイッチ１１０を介して接地されている。 The chopper circuit 108 is, for example, an n-phase (n is an integer of 1 or more) circuit including a pair of switching elements connected in series with a high voltage side terminal TA and a low voltage side terminal TB in each phase. The pair of switching elements are electrically connected to the low voltage side terminal TB via a resistor. One end of the pair of switching elements is electrically connected to the high voltage side terminal TA, and the other end of the pair of switching elements is grounded via the ground switch 110.

チョッパ回路１０８の低電圧側端子ＴＢは、接触器（第２接触器）１０９を介して蓄電池装置１０１の主回路と電気的に接続可能である。チョッパ回路１０８の高電圧側端子ＴＡは、接触器（第１接触器）１０６を介して第１外部接続部ＣＮ１と電気的に接続可能である。 The low voltage side terminal TB of the chopper circuit 108 can be electrically connected to the main circuit of the storage battery device 101 via the contactor (second contactor) 109. The high voltage side terminal TA of the chopper circuit 108 can be electrically connected to the first external connection portion CN1 via the contactor (first contactor) 106.

フィルタコンデンサ１０７の一端は、チョッパ回路１０８の高電圧側端子ＴＡと電気的に接続している。フィルタコンデンサ１０７の他端は、接地スイッチ１１０を介して接地されている。すなわち、フィルタコンデンサ１０７は、チョッパ回路１０８の高圧側において、チョッパ回路１０８の一対のスイッチング素子と並列に接続している。 One end of the filter capacitor 107 is electrically connected to the high voltage side terminal TA of the chopper circuit 108. The other end of the filter capacitor 107 is grounded via the ground switch 110. That is, the filter capacitor 107 is connected in parallel with the pair of switching elements of the chopper circuit 108 on the high voltage side of the chopper circuit 108.

蓄電池装置１０１は、蓄電池と、蓄電池と主回路との電気的接続状態を切替え可能な遮断器と、電池制御部と、を備えている。遮断器は、例えば電気的に開閉を制御可能であり、電池制御部により動作を制御される。 The storage battery device 101 includes a storage battery, a circuit breaker capable of switching the electrical connection state between the storage battery and the main circuit, and a battery control unit. The circuit breaker can be electrically controlled to open and close, for example, and its operation is controlled by a battery control unit.

蓄電池装置１０１の高電位側の主回路は、接触器（第２接触器）１０９を介してチョッパ回路１０８と電気的に接続可能である。また、蓄電池装置１０１の高電位側の主回路は、接触器（第３接触器）１０３を介して第１外部接続部ＣＮ１と電気的に接続可能である。また、蓄電池装置１０１の高電位側の主回路は、接触器(第４接触器)１０２を介して第２外部接続部ＣＮ２と電気的に接続可能である。蓄電池装置１０１の低電位側の主回路は、接地スイッチ１１０を介して接地される。 The main circuit on the high potential side of the storage battery device 101 can be electrically connected to the chopper circuit 108 via the contactor (second contactor) 109. Further, the main circuit on the high potential side of the storage battery device 101 can be electrically connected to the first external connection portion CN1 via the contactor (third contactor) 103. Further, the main circuit on the high potential side of the storage battery device 101 can be electrically connected to the second external connection portion CN2 via the contactor (fourth contactor) 102. The main circuit on the low potential side of the storage battery device 101 is grounded via the ground switch 110.

電池制御部は、例えば、蓄電池に含まれる複数の電池セルの電圧や蓄電池の温度を検出し、電池セルの電圧や蓄電池の充放電電流の値に基づいて、蓄電池のＳＯＣ（state of charge）を演算することができる。また、電池制御部は、外部と通信可能に構成され、蓄電池の情報（ＳＯＣなど）を外部へ出力可能であるとともに、制御装置１０００からの制御指令に基づいて遮断器の動作など蓄電池装置１０１を制御することができる。 For example, the battery control unit detects the voltage of a plurality of battery cells contained in the storage battery and the temperature of the storage battery, and determines the SOC (state of charge) of the storage battery based on the voltage of the battery cell and the charge / discharge current value of the storage battery. Can be calculated. Further, the battery control unit is configured to be communicable with the outside, can output the storage battery information (SOC, etc.) to the outside, and also operates the storage battery device 101 such as the operation of the circuit breaker based on the control command from the control device 1000. Can be controlled.

接触器１０４および抵抗器１０５は、接触器１０６と並列に接続している。接触器１０４と抵抗器１０５とは、互いに直列に接続している。したがって、チョッパ回路１０８の高電圧側端子ＴＡは、接触器１０６を介する経路と、接触器１０４および抵抗器１０５を介する経路とにより第１外部接続部ＣＮ１と電気的に接続可能である。 The contactor 104 and the resistor 105 are connected in parallel with the contactor 106. The contactor 104 and the resistor 105 are connected in series with each other. Therefore, the high voltage side terminal TA of the chopper circuit 108 can be electrically connected to the first external connection portion CN1 by a path via the contactor 106 and a path via the contactor 104 and the resistor 105.

補助電源装置１１４は、例えばＳＩＶ（static inverter）であり、電源１００または蓄電池装置１０１から供給された直流電力を交流電力に変換し、車両の照明機器、空調機器、制御機器、メータなどを作動させる電源を供給することができる。 The auxiliary power supply device 114 is, for example, an SIV (static inverter), which converts direct current power supplied from the power supply 100 or the storage battery device 101 into AC power to operate vehicle lighting equipment, air conditioning equipment, control equipment, meters, and the like. Power can be supplied.

電気車運転台２００は、電気車の運転手による操作に基づいて、車両の制御指令を制御装置１０００へ出力する。本実施形態の電気車制御システムでは、電気車運転台２００は非常走行スイッチ１００１を備えている。 The electric vehicle cab 200 outputs a vehicle control command to the control device 1000 based on the operation by the driver of the electric vehicle. In the electric vehicle control system of the present embodiment, the electric vehicle driver's cab 200 includes an emergency travel switch 1001.

非常走行スイッチ１００１は、例えば、車両の通常走行中に非常走行へ切替えるときに運転手により操作され得る。運転手が非常走行スイッチ１００１を操作すると、電気車運転台２００から制御装置１０００へ非常走行指令が出力される。 The emergency travel switch 1001 may be operated by the driver, for example, when switching to emergency travel during normal travel of the vehicle. When the driver operates the emergency travel switch 1001, an emergency travel command is output from the electric vehicle driver's cab 200 to the control device 1000.

制御装置１０００は、車両に含まれる構成が協調して動作するように、車両に含まれる構成を制御可能である。制御装置１０００に含まれる制御ブロックは、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。制御装置１０００は、例えば、ＭＰＵ（micro processing unit）やＣＰＵ（central processing unit）などのプロセッサを１つ以上と、プロセッサにより実行されるプログラムが記録されたメモリと、を備えていてもよい。 The control device 1000 can control the configuration included in the vehicle so that the configuration included in the vehicle operates in coordination. The control block included in the control device 1000 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software. The control device 1000 may include, for example, one or more processors such as an MPU (micro processing unit) and a CPU (central processing unit), and a memory in which a program executed by the processor is recorded.

制御装置１０００は、接触器投入論理生成部１００２と、接触器投入指令部１００３、１００４と、を備えている。制御装置１０００は、例えば補助電源装置１１４から電源を供給される。
接触器投入論理生成部１００２は、電源１００から電力変換装置１１３へ電力が供給されているか否かを監視するとともに、非常走行スイッチ１００１からの非常走行指令を受信可能である。接触器投入論理生成部１００２は、例えば、電力変換装置１１３と電源１００とが電気的に接続するポイントの電圧値（若しくは電圧に相当する値）を周期的に取得し、取得した値に基づいて電源１００から電力が供給されているか否かを判断することができる。 The control device 1000 includes a contactor charging logic generation unit 1002 and contactor charging command units 1003 and 1004. The control device 1000 is supplied with power from, for example, the auxiliary power supply device 114.
The contactor input logic generation unit 1002 monitors whether or not power is supplied from the power supply 100 to the power conversion device 113, and can receive an emergency travel command from the emergency travel switch 1001. The contactor input logic generation unit 1002 periodically acquires, for example, the voltage value (or the value corresponding to the voltage) at the point where the power conversion device 113 and the power supply 100 are electrically connected, and based on the acquired value. It is possible to determine whether or not power is supplied from the power source 100.

接触器投入論理生成部１００２は、電源１００から電力変換装置１１３への電力供給が停止し、かつ、非常走行スイッチ１００１から非常走行指令を受信したときに、接触器投入指令部１００３、１００４から接触器１０２、１０３へ投入指令を出力させる。 The contactor closing logic generation unit 1002 contacts the contactor closing command units 1003 and 1004 when the power supply from the power supply 100 to the power conversion device 113 is stopped and the emergency running command is received from the emergency running switch 1001. The input command is output to the vessels 102 and 103.

なお、本実施形態の電気車制御システムにおいて、接触器投入論理生成部１００２は、電源１００からの電力供給が停止したことを検出したことのみ、および、非常走行指令を受信したことのみに基づいて、非常走行への切り換えを行わない。これは、電源１００からの電力供給が停止した場合であっても、運転手が車両を走行させる必要がないと判断したときには非常走行を行わず、蓄電池装置１０１に蓄えられたエネルギーを必要な場合にのみ利用する為である。また、電源１００から電力供給が行われているときに運転手が誤って非常走行スイッチ１００１を操作した場合に、非常走行への切り換えを行うことを回避することができる。 In the electric vehicle control system of the present embodiment, the contactor input logic generation unit 1002 only detects that the power supply from the power supply 100 has stopped, and receives an emergency travel command only. , Do not switch to emergency driving. This is a case where even when the power supply from the power source 100 is stopped, when the driver determines that it is not necessary to drive the vehicle, the emergency driving is not performed and the energy stored in the storage battery device 101 is required. This is to be used only for. Further, if the driver mistakenly operates the emergency travel switch 1001 while the power is being supplied from the power supply 100, it is possible to avoid switching to the emergency travel.

接触器投入指令部１００３は、接触器投入論理生成部１００２から投入指令を受信したときに、接触器１０２を閉じる。
接触器投入指令部１００４は、接触器投入論理生成部１００２から投入指令を受信したときに、接触器１０３を閉じる。 The contactor charging command unit 1003 closes the contactor 102 when receiving a charging command from the contactor charging logic generation unit 1002.
The contactor closing command unit 1004 closes the contactor 103 when receiving a closing command from the contactor closing logic generation unit 1002.

なお、本実施形態では、制御装置１０００は、通常走行時において、電源１００から供給される電力のみで車両を走行させることができる。電源１００からの電力のみによる通常走行時は、例えば、遮断器１１１および接触器１１２が閉じた状態であり、接触器１０２、１０３、１０４、１０６、１０９は開いた状態である。
また、制御装置１０００は、通常走行時において、電源１００から供給される電力と、蓄電池システムＢＴから供給される電力とを利用して車両を走行（力行運転および回生運転）させることができる。このとき、例えば、遮断器１１１および接触器１１２、１０６、１０９が閉じた状態であり、接触器１０２、１０３、１０４は開いた状態である。 In the present embodiment, the control device 1000 can drive the vehicle only with the electric power supplied from the power source 100 during normal traveling. During normal running using only the electric power from the power source 100, for example, the circuit breaker 111 and the contactor 112 are in the closed state, and the contactors 102, 103, 104, 106, and 109 are in the open state.
Further, the control device 1000 can drive the vehicle (power running operation and regenerative operation) by using the electric power supplied from the power source 100 and the electric power supplied from the storage battery system BT during normal traveling. At this time, for example, the circuit breaker 111 and the contactors 112, 106, 109 are in the closed state, and the contactors 102, 103, 104 are in the open state.

また、本実施形態では、非常走行時において、制御装置１０００は、蓄電池システムＢＴから供給される電力のみで車両を走行させることができる。非常走行時は、例えば、接触器１１２、１０２、１０３が閉じた状態であり、接触器１０４、１０６、１０９は開いた状態である。なお、制御装置１０００は、非常走行時は、安全の為に遮断器１１１を開いた状態とし、電源１００からの電力供給が再開して通常走行に切り換わるときに遮断器１１１を閉じてもよい。 Further, in the present embodiment, during emergency driving, the control device 1000 can drive the vehicle only with the electric power supplied from the storage battery system BT. During emergency travel, for example, the contactors 112, 102, 103 are in the closed state, and the contactors 104, 106, 109 are in the open state. The control device 1000 may keep the circuit breaker 111 open for safety during emergency driving, and may close the circuit breaker 111 when the power supply from the power supply 100 resumes and the vehicle switches to normal driving. ..

次に、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。ここでは、車両が通常走行から非常走行へと切り替わる際の動作の一例について説明する。
制御装置１０００の接触器投入論理生成部１００２は、電源１００から電力変換装置１１３への電力供給が停止したと判断し、かつ、電気車運転台２００からの非常走行指令を受信したとき、接触器投入指令部１００３、１００４へ投入指令を送信する。このとき、制御装置１０００は、遮断器１１１を開いた状態としてもよい。なお、接触器投入論理生成部１００２は、例えば、電力変換装置１１３と電源１００とが電気的に接続するポイントの電圧に基づいて、電源１００からの電力供給が停止したか否かを判断することができる。 Next, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment will be described. Here, an example of the operation when the vehicle switches from normal driving to emergency driving will be described.
When the contactor input logic generation unit 1002 of the control device 1000 determines that the power supply from the power supply 100 to the power conversion device 113 has stopped and receives an emergency travel command from the electric vehicle cab 200, the contactor The input command is transmitted to the input command units 1003 and 1004. At this time, the control device 1000 may be in a state where the circuit breaker 111 is opened. The contactor input logic generation unit 1002 determines, for example, whether or not the power supply from the power supply 100 is stopped based on the voltage at the point where the power conversion device 113 and the power supply 100 are electrically connected. Can be done.

接触器投入指令部１００３は、接触器投入論理生成部１００２から投入指令を受信すると、接触器１０３を閉じる。接触器１０３が投入されると、蓄電池装置１０１の主回路が接触器１０３、１１２を介して電力変換装置１１３と電気的に接続され、蓄電池装置１０１から電力変換装置１１３へ電力が供給される。 When the contactor charging command unit 1003 receives the charging command from the contactor charging logic generation unit 1002, the contactor charging command unit 1003 closes the contactor 103. When the contactor 103 is turned on, the main circuit of the storage battery device 101 is electrically connected to the power conversion device 113 via the contactors 103 and 112, and power is supplied from the storage battery device 101 to the power conversion device 113.

接触器投入指令部１００４は、接触器投入論理生成部１００２から投入指令を受信すると、接触器１０２を閉じる。接触器１０２が投入されると、蓄電池装置１０１の主回路が接触器１０２を介して補助電源装置１１４と電気的に接続され、蓄電池装置１０１から補助電源装置１１４へ電力が供給される。 When the contactor charging command unit 1004 receives the charging command from the contactor charging logic generation unit 1002, the contactor charging command unit 1004 closes the contactor 102. When the contactor 102 is turned on, the main circuit of the storage battery device 101 is electrically connected to the auxiliary power supply device 114 via the contactor 102, and power is supplied from the storage battery device 101 to the auxiliary power supply device 114.

上記のように、電源１００から電力が供給されないときは、蓄電池装置１０１から接触器１０２を介して補助電源装置１１４へ、接触器１０３を介して電力変換装置１１３へ電力を供給することが可能となる。このことにより、制御装置１０００へ補助電源装置１１４から電源が供給され、電力変換装置１１３へ蓄電池システムＢＴから電力が供給されて、制御装置１０００の制御により車両の走行を行うことができる。 As described above, when power is not supplied from the power supply 100, it is possible to supply power from the storage battery device 101 to the auxiliary power supply device 114 via the contactor 102 and to the power conversion device 113 via the contactor 103. Become. As a result, power is supplied to the control device 1000 from the auxiliary power supply device 114, power is supplied from the storage battery system BT to the power conversion device 113, and the vehicle can be driven under the control of the control device 1000.

なお、本実施形態では、車両の非常走行時において、蓄電池装置１０１から供給される電力はチョッパ回路１０８を介さずに電力変換装置１１３へ供給されるため、制御装置１０００はチョッパ回路１０８による電力制御を行う必要がない。したがって、蓄電池装置１０１から出力される電力を効率よく車両の走行に利用することができる。
すなわち、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムによれば、車両のエネルギー利用効率を改善することができる。 In the present embodiment, since the electric power supplied from the storage battery device 101 is supplied to the electric power conversion device 113 without going through the chopper circuit 108 during the emergency running of the vehicle, the control device 1000 is controlled by the chopper circuit 108. There is no need to do. Therefore, the electric power output from the storage battery device 101 can be efficiently used for traveling the vehicle.
That is, according to the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment, the energy utilization efficiency of the vehicle can be improved.

次に、第２実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムについて図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第２実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。 Next, the storage battery system and the electric vehicle control system of the second embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of the storage battery system and the electric vehicle control system of the second embodiment.

本実施形態の電気車制御システムは、蓄電池システムと、接触器１０２と、遮断器１１１と、接触器１１２と、電力変換装置１１３と、補助電源装置１１４と、速度発電機３００と、制御装置１０００と、を備えている。 The electric vehicle control system of the present embodiment includes a storage battery system, a contactor 102, a circuit breaker 111, a contactor 112, a power conversion device 113, an auxiliary power supply device 114, a speed generator 300, and a control device 1000. And have.

本実施形態の電気車制御システムは、速度発電機３００を備える点と、制御装置１０００の構成とが上述の第１実施形態と異なっている。
速度発電機３００は、例えば車両の車軸（図示せず）に取り付けられ、車両の走行速度に応じた電力を出力する。 The electric vehicle control system of the present embodiment is different from the above-described first embodiment in that the speed generator 300 is provided and the configuration of the control device 1000 is different from that of the first embodiment.
The speed generator 300 is attached to, for example, an axle of a vehicle (not shown) and outputs electric power according to the traveling speed of the vehicle.

制御装置１０００は、力行指令部２０００と、速度信号出力部２００１と、速度判定部２００２と、チョッパゲート生成部２００３と、ゲート指令部２００４と、を備えている。
力行指令部２０００は、電力変換装置１１３の動作に基づいて車両が力行しているか否かを監視し、車両が力行運転しているときに力行指令を出力する。なお、力行指令部２０００は、例えば、電力変換装置１１３の出力電流に基づいて車両が力行運転しているか否かを判断してもよく、また、電力変換装置１１３に供給されるトルク指令値などの制御指令の値に基づいて、車両が力行運転しているか否かを判断してもよい。 The control device 1000 includes a power running command unit 2000, a speed signal output unit 2001, a speed determination unit 2002, a chopper gate generation unit 2003, and a gate command unit 2004.
The power running command unit 2000 monitors whether or not the vehicle is running power based on the operation of the power conversion device 113, and outputs a power running command when the vehicle is running power running. The power running command unit 2000 may determine, for example, whether or not the vehicle is running by power based on the output current of the power conversion device 113, and may determine the torque command value supplied to the power conversion device 113. It may be determined whether or not the vehicle is power running based on the value of the control command of.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両速度に応じた電力を受信し、車両の速度信号を生成して出力する。
速度判定部２００２は、速度信号出力部２００１から速度信号を受信し、車両速度が所定の範囲に含まれるか否かを判定し、判定結果を出力する。速度判定部２００２は、例えば、車両速度が第１閾値Ｔ１以上第２閾値Ｔ２以下の範囲に含まれるか判定し、所定の範囲に含まれる場合に第１レベル（例えば「１」）の信号を出力し、所定の範囲に含まれない場合に第２レベル（例えば「０」）の信号を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power according to the vehicle speed from the speed generator 300, generates and outputs a speed signal of the vehicle.
The speed determination unit 2002 receives a speed signal from the speed signal output unit 2001, determines whether or not the vehicle speed is within a predetermined range, and outputs a determination result. The speed determination unit 2002 determines, for example, whether the vehicle speed is included in the range of the first threshold value T1 or more and the second threshold value T2 or less, and if it is included in the predetermined range, the first level (for example, "1") signal is transmitted. It outputs and outputs a second level (for example, "0") signal when it is not included in a predetermined range.

ここで、第１閾値Ｔ１と第２閾値Ｔ２とは、車両が力行運転をしているときに蓄電池システムから供給されるエネルギーを用いてアシストすることにより、車両全体としてエネルギー利用効率が改善される速度範囲である。例えば、車両が力行運転中であって速度が低いときは、車両が停止した状態から走行を開始した所定期間など、大きなエネルギーが必要であるときを含む。また、車両を運転する際には、最高速度が制限されている場合もある。これらの事を考慮して、例えば、第１閾値Ｔ１は５[ｋｍ／ｈ]程度、第２閾値Ｔ２は４０[ｋｍ／ｈ]程度としてもよい。 Here, the first threshold value T1 and the second threshold value T2 are assisted by using the energy supplied from the storage battery system when the vehicle is power running, so that the energy utilization efficiency of the vehicle as a whole is improved. The speed range. For example, when the vehicle is in power running and the speed is low, it includes a time when a large amount of energy is required, such as a predetermined period in which the vehicle starts running from a stopped state. Also, when driving a vehicle, the maximum speed may be limited. In consideration of these matters, for example, the first threshold value T1 may be about 5 [km / h] and the second threshold value T2 may be about 40 [km / h].

チョッパゲート生成部２００３は、力行指令部２０００から力行指令を受信し、かつ、速度判定部２００２から車両速度が所定の範囲に含まれるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信したときに、チョッパ回路１０８を介して蓄電池システムから供給される電力により、車両走行のアシストを行うようにゲート指令部２００４へ制御指令を出力する。チョッパゲート生成部２００３は、例えば、車両走行のアシストに必要な蓄電池システムの出力値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。なお、蓄電池システムから供給される電力により車両走行をアシストする場合には、チョッパゲート生成部２００３は、ゲート指令部２００４へ制御指令を出力するタイミングと同期して、接触器１０６、１０９を投入してもよい。 When the chopper gate generation unit 2003 receives a power running command from the power running command unit 2000 and receives a determination result (for example, a first level signal) that the vehicle speed is within a predetermined range from the speed determination unit 2002. In addition, a control command is output to the gate command unit 2004 so as to assist the vehicle running by the electric power supplied from the storage battery system via the chopper circuit 108. The chopper gate generation unit 2003 supplies, for example, the output value of the storage battery system necessary for assisting the vehicle running to the gate command unit 2004 as a control command. When assisting the vehicle running with the electric power supplied from the storage battery system, the chopper gate generation unit 2003 inputs the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing of outputting the control command to the gate command unit 2004. You may.

なお、例えば、チョッパゲート生成部２００３は、蓄電池装置１０１の電池制御部から蓄電池のＳＯＣを取得し、蓄電池のＳＯＣの値に基づいて、車両走行のアシストを行うか停止するかを判断してもよい。例えば、蓄電池のＳＯＣが放電可能な範囲に含まれない場合には、チョッパゲート生成部２００３は、車両走行のアシストを行わない（若しくは停止する）と判断することができる。 For example, the chopper gate generation unit 2003 may acquire the SOC of the storage battery from the battery control unit of the storage battery device 101 and determine whether to assist the vehicle running or stop based on the value of the SOC of the storage battery. good. For example, when the SOC of the storage battery is not included in the dischargeable range, the chopper gate generation unit 2003 can determine that the vehicle running assist is not performed (or stopped).

ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給される制御指令に基づいて、チョッパ回路１０８のスイッチング素子を切替えるゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８へ出力する。例えば、ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給された蓄電池システムの出力値を実現するゲート指令を生成して、生成したゲート指令によりチョッパ回路１０８を動作させる。
本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムは、上記の構成以外は上述の第１実施形態と同様である。 The gate command unit 2004 generates a gate command for switching the switching element of the chopper circuit 108 based on the control command supplied from the chopper gate generation unit 2003, and outputs the gate command to the chopper circuit 108. For example, the gate command unit 2004 generates a gate command that realizes the output value of the storage battery system supplied from the chopper gate generation unit 2003, and operates the chopper circuit 108 by the generated gate command.
The storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment described above except for the above configuration.

次に、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
ここでは、車両が力行しているときの蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
車両が、蓄電池システムからのアシスト無しで力行しているときには、例えば、遮断器１１１および接触器１１２が閉じた状態であり、接触器１０２、１０３、１０４、１０６、１０９は開いた状態である。 Next, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment will be described.
Here, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system when the vehicle is powering will be described.
When the vehicle is powering without assistance from the battery system, for example, the circuit breaker 111 and the contactor 112 are in the closed state and the contactors 102, 103, 104, 106, 109 are in the open state.

制御装置１０００の力行指令部２０００は、電力変換装置１１３の動作（例えば出力電流）に基づいて、車両が力行運転していると判断したときに力行指令を出力する。力行指令部２０００は、例えば、電力変換装置１１３の出力電流が正（電力変換装置１１３から負荷へ向かう方向）であるときに車両が力行運転中であり、出力電流が負（負荷から電力変換装置１１３へ向かう方向）であるときに車両が回生運転中であり、出力電流が略ゼロであるときに車両が停止又は惰行運転中であると判断することができる。 The power running command unit 2000 of the control device 1000 outputs a power running command when it is determined that the vehicle is running power running based on the operation (for example, output current) of the power conversion device 113. In the power running command unit 2000, for example, when the output current of the power conversion device 113 is positive (direction from the power conversion device 113 toward the load), the vehicle is in power running and the output current is negative (from load to power conversion device). It can be determined that the vehicle is in regenerative operation when the direction toward 113) and the vehicle is stopped or coasting when the output current is substantially zero.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両の速度に対応する電力を受信し、受信した電力から把握される車両速度を出力する。
速度判定部２００２は、速度信号出力部２００１から受信した車両速度が所定の速度範囲（第１閾値Ｔ１以上第２閾値Ｔ２以下）に含まれているか否かを判断し、車両速度が所定の速度範囲に含まれているときに第１レベルの信号を出力し、車両速度が所定の速度範囲に含まれていないときに第２レベルの信号を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power corresponding to the speed of the vehicle from the speed generator 300, and outputs the vehicle speed grasped from the received electric power.
The speed determination unit 2002 determines whether or not the vehicle speed received from the speed signal output unit 2001 is within a predetermined speed range (first threshold T1 or more and second threshold T2 or less), and the vehicle speed is a predetermined speed. The first level signal is output when the vehicle speed is included in the range, and the second level signal is output when the vehicle speed is not included in the predetermined speed range.

チョッパゲート生成部２００３は、力行指令部２０００から力行指令を受信し、かつ、速度判定部２００２から車両速度が所定の範囲に含まれるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信したときに、車両走行のアシストに必要な蓄電池システムの出力値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。
制御装置１０００は、例えば、チョッパゲート生成部２００３からゲート指令部２００４へ制御指令が出力されるタイミングと同期して、接触器１０６、１０９を投入してもよい。 When the chopper gate generation unit 2003 receives a power running command from the power running command unit 2000 and receives a determination result (for example, a first level signal) that the vehicle speed is within a predetermined range from the speed determination unit 2002. In addition, the output value of the storage battery system required for assisting the vehicle running is supplied to the gate command unit 2004 as a control command.
The control device 1000 may, for example, turn on the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing at which the control command is output from the chopper gate generation unit 2003 to the gate command unit 2004.

ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から受信した必要な蓄電池システムの出力値に応じてゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８のスイッチング素子の動作を制御する。 The gate command unit 2004 generates a gate command according to a required output value of the storage battery system received from the chopper gate generation unit 2003, and controls the operation of the switching element of the chopper circuit 108.

この結果、蓄電池装置１０１からチョッパ回路１０８を介して電力変換装置１１３への電力供給が可能となり、車両の力行運転のアシストを行うことができる。したがって、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムは、非常時以外も蓄電池システムに蓄えられたエネルギーを車両の走行に利用することが可能である。
すなわち、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムによれば、車両のエネルギー利用効率を改善することができる。 As a result, it becomes possible to supply electric power from the storage battery device 101 to the power conversion device 113 via the chopper circuit 108, and it is possible to assist the power running operation of the vehicle. Therefore, the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment can utilize the energy stored in the storage battery system for traveling of the vehicle even when the vehicle is not in an emergency.
That is, according to the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment, the energy utilization efficiency of the vehicle can be improved.

次に、第３実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムについて図面を参照して詳細に説明する。
図３は、第３実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。 Next, the storage battery system and the electric vehicle control system of the third embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration example of a storage battery system and an electric vehicle control system according to a third embodiment.

本実施形態の電気車制御システムは、蓄電池システムと、接触器１０２と、遮断器１１１と、接触器１１２と、電力変換装置１１３と、補助電源装置１１４と、速度発電機３００と、制御装置１０００と、を備えている。 The electric vehicle control system of the present embodiment includes a storage battery system, a contactor 102, a circuit breaker 111, a contactor 112, a power conversion device 113, an auxiliary power supply device 114, a speed generator 300, and a control device 1000. And have.

本実施形態の電気車制御システムは、速度発電機３００を備える点と、制御装置１０００の構成とが上述の第１実施形態と異なっている。
速度発電機３００は、例えば車両の車軸（図示せず）に取り付けられ、車両の走行速度に応じた電力を出力する。 The electric vehicle control system of the present embodiment is different from the above-described first embodiment in that the speed generator 300 is provided and the configuration of the control device 1000 is different from that of the first embodiment.
The speed generator 300 is attached to, for example, an axle of a vehicle (not shown) and outputs electric power according to the traveling speed of the vehicle.

制御装置１０００は、回生指令部３０００と、速度信号出力部２００１と、速度判定部２００２と、チョッパゲート生成部２００３と、ゲート指令部２００４と、を備えている。
回生指令部３０００は、電力変換装置１１３の動作に基づいて車両が回生運転しているか否かを監視し、車両が回生運転しているときに回生指令を出力する。 The control device 1000 includes a regeneration command unit 3000, a speed signal output unit 2001, a speed determination unit 2002, a chopper gate generation unit 2003, and a gate command unit 2004.
The regeneration command unit 3000 monitors whether or not the vehicle is in regenerative operation based on the operation of the power conversion device 113, and outputs a regeneration command when the vehicle is in regenerative operation.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両速度に応じた電力を受信し、車両の速度信号を生成して出力する。
速度判定部２００２は、速度信号出力部２００１から速度信号を受信し、車両速度が所定の範囲に含まれるか否かを判定し、判定結果を出力する。速度判定部２００２は、例えば、車両速度が第３閾値Ｔ３以上第４閾値Ｔ４以下の範囲に含まれるか判定し、所定の範囲に含まれる場合に第１レベル（例えば「１」）の信号を出力し、所定の範囲に含まれない場合に第２レベル（例えば「０」）の信号を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power according to the vehicle speed from the speed generator 300, generates and outputs a speed signal of the vehicle.
The speed determination unit 2002 receives a speed signal from the speed signal output unit 2001, determines whether or not the vehicle speed is within a predetermined range, and outputs a determination result. The speed determination unit 2002 determines, for example, whether the vehicle speed is included in the range of the third threshold value T3 or more and the fourth threshold value T4 or less, and if it is included in the predetermined range, the first level (for example, "1") signal is transmitted. It outputs and outputs a second level (for example, "0") signal when it is not included in a predetermined range.

ここで、第３閾値Ｔ３と第４閾値Ｔ４とは、車両が回生運転をしているときに蓄電池システムへ回生エネルギーを供給して蓄電池を充電することにより、車両全体としてエネルギー利用効率が改善される速度範囲である。例えば、車両が回生運転中であって速度が低いときは、回生エネルギーが小さい状態であり、電源１００へ返すことができない電力が略ないものと考えられる。また、車両を運転する際には、最高速度が制限されている場合もある。これらの事を考慮して、例えば、第１閾値Ｔ１は２０[ｋｍ／ｈ]程度、第２閾値Ｔ２は７０[ｋｍ／ｈ]程度としてもよい。 Here, the third threshold value T3 and the fourth threshold value T4 improve the energy utilization efficiency of the vehicle as a whole by supplying regenerative energy to the storage battery system to charge the storage battery when the vehicle is in regenerative operation. The speed range. For example, when the vehicle is in regenerative operation and the speed is low, it is considered that the regenerative energy is small and there is almost no electric power that cannot be returned to the power source 100. Also, when driving a vehicle, the maximum speed may be limited. In consideration of these matters, for example, the first threshold value T1 may be about 20 [km / h] and the second threshold value T2 may be about 70 [km / h].

チョッパゲート生成部２００３は、回生指令部３０００から回生指令を受信し、かつ、速度判定部２００２から車両速度が所定の範囲に含まれるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信したときに、チョッパ回路１０８を介して電力変換装置１１３から供給される電力により、蓄電池システムの蓄電池を充電する。チョッパゲート生成部２００３は、例えば、蓄電池の充電に必要な充電電流値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。電力変換装置からの回生エネルギーにより蓄電池を充電する場合には、チョッパゲート生成部２００３は、ゲート指令部２００４へ制御指令を出力するタイミングと同期して、接触器１０６、１０９を投入してもよい。 When the chopper gate generation unit 2003 receives a regeneration command from the regeneration command unit 3000 and receives a determination result (for example, a first level signal) that the vehicle speed is within a predetermined range from the speed determination unit 2002. In addition, the storage battery of the storage battery system is charged by the electric power supplied from the power conversion device 113 via the chopper circuit 108. The chopper gate generation unit 2003 supplies, for example, a charging current value required for charging the storage battery to the gate command unit 2004 as a control command. When the storage battery is charged by the regenerative energy from the power conversion device, the chopper gate generation unit 2003 may turn on the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing of outputting the control command to the gate command unit 2004. ..

なお、例えば、チョッパゲート生成部２００３は、蓄電池装置１０１の電池制御部から蓄電池のＳＯＣを取得し、蓄電池のＳＯＣの値に基づいて、蓄電池を充電するか否かを判断してもよい。例えば、蓄電池のＳＯＣが充電可能な範囲に含まれない場合には、チョッパゲート生成部２００３は、蓄電池の充電を行わない（若しくは停止する）と判断することができる。 For example, the chopper gate generation unit 2003 may acquire the SOC of the storage battery from the battery control unit of the storage battery device 101 and determine whether to charge the storage battery based on the value of the SOC of the storage battery. For example, when the SOC of the storage battery is not included in the rechargeable range, the chopper gate generation unit 2003 can determine that the storage battery is not charged (or stopped).

ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給される制御指令に基づいて、チョッパ回路１０８のスイッチング素子を切替えるゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８へ出力する。例えば、ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給された蓄電池の充電電流値を実現するゲート指令を生成して、生成したゲート指令によりチョッパ回路１０８を動作させる。
本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムは、上記の構成以外は上述の第１実施形態と同様である。 The gate command unit 2004 generates a gate command for switching the switching element of the chopper circuit 108 based on the control command supplied from the chopper gate generation unit 2003, and outputs the gate command to the chopper circuit 108. For example, the gate command unit 2004 generates a gate command that realizes the charging current value of the storage battery supplied from the chopper gate generation unit 2003, and operates the chopper circuit 108 according to the generated gate command.
The storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment described above except for the above configuration.

次に、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
ここでは、車両が回生運転しているときの蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
車両が、蓄電池システムへの充電を行わずに回生運転しているときには、例えば、遮断器１１１および接触器１１２が閉じた状態であり、接触器１０２、１０３、１０４、１０６、１０９は開いた状態である。 Next, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment will be described.
Here, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system when the vehicle is in regenerative operation will be described.
When the vehicle is regeneratively operating without charging the storage battery system, for example, the circuit breaker 111 and the contactor 112 are in the closed state, and the contactors 102, 103, 104, 106, 109 are in the open state. Is.

制御装置１０００の回生指令部３０００は、電力変換装置１１３の動作（例えば出力電流）に基づいて、車両が回生していると判断したときに回生指令を出力する。回生指令部３０００は、例えば、電力変換装置１１３の出力電流が正（電力変換装置１１３から負荷へ向かう方向）であるときに車両が力行運転中であり、出力電流が負（負荷から電力変換装置１１３へ向かう方向）であるときに車両が回生運転中であり、出力電流が略ゼロであるときに車両が停止又は惰行運転中であると判断することができる。 The regeneration command unit 3000 of the control device 1000 outputs a regeneration command when it is determined that the vehicle is regenerating based on the operation (for example, output current) of the power conversion device 113. In the regeneration command unit 3000, for example, when the output current of the power conversion device 113 is positive (direction from the power conversion device 113 toward the load), the vehicle is in power running and the output current is negative (from load to power conversion device). It can be determined that the vehicle is in regenerative operation when the direction toward 113) and the vehicle is stopped or coasting when the output current is substantially zero.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両の速度に対応する電力を受信し、受信した電力から把握される車両速度を出力する。
速度判定部２００２は、速度信号出力部２００１から受信した車両速度が所定の速度範囲（第３閾値Ｔ３以上第４閾値Ｔ４以下）に含まれているか否かを判断し、車両速度が所定の速度範囲に含まれているときに第１レベルの信号を出力し、車両速度が所定の速度範囲に含まれていないときに第２レベルの信号を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power corresponding to the speed of the vehicle from the speed generator 300, and outputs the vehicle speed grasped from the received electric power.
The speed determination unit 2002 determines whether or not the vehicle speed received from the speed signal output unit 2001 is within a predetermined speed range (third threshold T3 or more and fourth threshold T4 or less), and the vehicle speed is a predetermined speed. The first level signal is output when the vehicle speed is included in the range, and the second level signal is output when the vehicle speed is not included in the predetermined speed range.

チョッパゲート生成部２００３は、回生指令部３０００から回生指令を受信し、かつ、速度判定部２００２から車両速度が所定の範囲に含まれるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信したときに、蓄電池装置１０１の充電に必要な充電電流値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。
制御装置１０００（例えばチョッパゲート生成部２００３は）は、例えば、チョッパゲート生成部２００３からゲート指令部２００４へ制御指令が出力されるタイミングと同期して、接触器１０６、１０９を投入してもよい。 When the chopper gate generation unit 2003 receives a regeneration command from the regeneration command unit 3000 and receives a determination result (for example, a first level signal) that the vehicle speed is within a predetermined range from the speed determination unit 2002. The charging current value required for charging the storage battery device 101 is supplied to the gate command unit 2004 as a control command.
The control device 1000 (for example, the chopper gate generation unit 2003) may turn on the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing when the control command is output from the chopper gate generation unit 2003 to the gate command unit 2004, for example. ..

ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から受信した必要な充電電流値に応じてゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８のスイッチング素子の動作を制御する。 The gate command unit 2004 generates a gate command according to a required charge current value received from the chopper gate generation unit 2003, and controls the operation of the switching element of the chopper circuit 108.

この結果、電力変換装置１１３からチョッパ回路１０８を介して蓄電池装置１０１への電力供給が可能となり、回生エネルギーを利用して蓄電池を充電することができる。例えば、車両から電源１００へ回生エネルギーを返しきれないときには、従来、余剰のエネルギーが損失となっていた。これに対し、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムは、電源１００へ返しきれない回生エネルギーが発生したときでも、余剰のエネルギーを利用して蓄電池を充電し、非常走行時に蓄電池システムに蓄えられたエネルギーを車両の走行に利用することが可能となる。 As a result, power can be supplied from the power conversion device 113 to the storage battery device 101 via the chopper circuit 108, and the storage battery can be charged using the regenerative energy. For example, when the regenerative energy cannot be completely returned from the vehicle to the power source 100, the surplus energy has conventionally been a loss. On the other hand, the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment use the surplus energy to charge the storage battery even when the regenerative energy that cannot be returned to the power source 100 is generated, and store it in the storage battery system during emergency driving. The generated energy can be used for running the vehicle.

すなわち、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムによれば、車両のエネルギー利用効率を改善することができる。 That is, according to the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment, the energy utilization efficiency of the vehicle can be improved.

次に、第４実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムについて図面を参照して詳細に説明する。
図４は、第４実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの一構成例を概略的に示す図である。 Next, the storage battery system and the electric vehicle control system of the fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration example of a storage battery system and an electric vehicle control system according to a fourth embodiment.

本実施形態の電気車制御システムは、蓄電池システムと、接触器１０２と、遮断器１１１と、接触器１１２と、電力変換装置１１３と、補助電源装置１１４と、速度発電機３００と、制御装置１０００と、を備えている。 The electric vehicle control system of the present embodiment includes a storage battery system, a contactor 102, a circuit breaker 111, a contactor 112, a power conversion device 113, an auxiliary power supply device 114, a speed generator 300, and a control device 1000. And have.

本実施形態の電気車制御システムは、速度発電機３００を備える点と、制御装置１０００の構成とが上述の第１実施形態と異なっている。
速度発電機３００は、例えば車両の車軸（図示せず）に取り付けられ、車両の走行速度に応じた電力を出力する。 The electric vehicle control system of the present embodiment is different from the above-described first embodiment in that the speed generator 300 is provided and the configuration of the control device 1000 is different from that of the first embodiment.
The speed generator 300 is attached to, for example, an axle of a vehicle (not shown) and outputs electric power according to the traveling speed of the vehicle.

制御装置１０００は、力行／回生指令部４０００と、速度信号出力部２００１と、速度判定部４００１と、チョッパゲート生成部２００３と、ゲート指令部２００４と、を備えている。 The control device 1000 includes a power running / regeneration command unit 4000, a speed signal output unit 2001, a speed determination unit 4001, a chopper gate generation unit 2003, and a gate command unit 2004.

力行／回生指令部４０００は、電力変換装置１１３の動作に基づいて、車両が力行運転しているか否か、および、車両が回生運転しているか否かを監視し、車両が力行運転しているときに力行指令を出力し、車両が回生運転しているときに回生指令を出力する。 The power running / regenerative command unit 4000 monitors whether or not the vehicle is running by power and whether or not the vehicle is in regenerative driving based on the operation of the power conversion device 113, and the vehicle is running by power. Sometimes a power running command is output, and a regenerative command is output when the vehicle is in regenerative operation.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両速度に応じた電力を受信し、車両の速度信号を生成して出力する。
速度判定部４００１は、速度信号出力部２００１から速度信号を受信し、車両の速度がゼロであるか否かを判定し、判定結果を出力する。速度判定部２００２は、車両速度がゼロである場合に第１レベル（例えば「１」）の信号を出力し、所定の範囲に含まれない場合に第２レベル（例えば「０」）の信号を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power according to the vehicle speed from the speed generator 300, generates and outputs a speed signal of the vehicle.
The speed determination unit 4001 receives a speed signal from the speed signal output unit 2001, determines whether or not the speed of the vehicle is zero, and outputs a determination result. The speed determination unit 2002 outputs a signal of the first level (for example, "1") when the vehicle speed is zero, and outputs a signal of the second level (for example, "0") when the vehicle speed is not within the predetermined range. Output.

チョッパゲート生成部２００３は、力行／回生指令部４０００から力行指令と回生指令とのいずれも受信せず、速度判定部２００２から車両速度がゼロであるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信し、かつ、蓄電池装置１０１から取得した蓄電池のＳＯＣが所定の閾値以下であるときに、ゲート指令部２００４へ制御指令を出力して、チョッパ回路１０８を介して電力変換装置１１３から供給される電力により、蓄電池システムの蓄電池を充電する。チョッパゲート生成部２００３は、例えば、蓄電池の充電に必要な充電電流値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。
なお、蓄電池を充電する場合には、例えばチョッパゲート生成部２００３は、ゲート指令部２００４へ制御指令を出力するタイミングと同期して、接触器１０６、１０９を投入してもよい。 The chopper gate generation unit 2003 does not receive either the power running command or the regeneration command from the power running / regeneration command unit 4000, and the speed determination unit 2002 determines that the vehicle speed is zero (for example, a first level signal). Is received, and when the SOC of the storage battery acquired from the storage battery device 101 is equal to or less than a predetermined threshold value, a control command is output to the gate command unit 2004 and supplied from the power conversion device 113 via the chopper circuit 108. The storage battery of the storage battery system is charged by the electric power generated. The chopper gate generation unit 2003 supplies, for example, a charging current value required for charging the storage battery to the gate command unit 2004 as a control command.
When charging the storage battery, for example, the chopper gate generation unit 2003 may turn on the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing of outputting the control command to the gate command unit 2004.

また、例えば、チョッパゲート生成部２００３は、蓄電池装置１０１の電池制御部から蓄電池のＳＯＣを取得し、蓄電池のＳＯＣの値に基づいて、蓄電池を充電する（および充電を継続する）か否かを判断してもよい。例えば、蓄電池のＳＯＣが充電可能な範囲に含まれない場合には、チョッパゲート生成部２００３は、蓄電池の充電を行わない（若しくは停止する）と判断することができる。 Further, for example, the chopper gate generation unit 2003 acquires the SOC of the storage battery from the battery control unit of the storage battery device 101, and determines whether to charge (and continue charging) the storage battery based on the value of the SOC of the storage battery. You may judge. For example, when the SOC of the storage battery is not included in the rechargeable range, the chopper gate generation unit 2003 can determine that the storage battery is not charged (or stopped).

ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給される制御指令に基づいて、チョッパ回路１０８のスイッチング素子を切替えるゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８を制御する。例えば、ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から供給された蓄電池の充電電流値を実現するゲート指令を生成して、生成したゲート指令によりチョッパ回路１０８を動作させる。
本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムは、上記の構成以外は上述の第１実施形態と同様である。 The gate command unit 2004 generates a gate command for switching the switching element of the chopper circuit 108 based on the control command supplied from the chopper gate generation unit 2003, and controls the chopper circuit 108. For example, the gate command unit 2004 generates a gate command that realizes the charging current value of the storage battery supplied from the chopper gate generation unit 2003, and operates the chopper circuit 108 according to the generated gate command.
The storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment described above except for the above configuration.

次に、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
ここでは、車両が停車しているときの蓄電池システムおよび電気車制御システムの動作の一例について説明する。
車両が、停車しているときには、例えば、遮断器１１１および接触器１１２、１０２、１０３、１０４、１０６、１０９は開いた状態である。蓄電池装置１０１および制御装置１０００には、補助電源装置１１４から電源が供給されている。補助電源装置１１４には電源１００から電源が供給されている。 Next, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment will be described.
Here, an example of the operation of the storage battery system and the electric vehicle control system when the vehicle is stopped will be described.
When the vehicle is stopped, for example, the circuit breaker 111 and the contactors 112, 102, 103, 104, 106, 109 are in the open state. Power is supplied to the storage battery device 101 and the control device 1000 from the auxiliary power supply device 114. Power is supplied to the auxiliary power supply 114 from the power supply 100.

制御装置１０００の力行／回生指令部４０００は、電力変換装置１１３の動作（例えば出力電流）に基づいて、車両が力行していると判断したときに力行指令を出力し、車両が回生していると判断したときに回生指令を出力する。力行／回生指令部４０００は、例えば、電力変換装置１１３の出力電流が正（電力変換装置１１３から負荷へ向かう方向）であるときに車両が力行運転中であり、出力電流が負（負荷から電力変換装置１１３へ向かう方向）であるときに車両が回生運転中であり、出力電流が略ゼロであるときに車両が停止又は惰行運転中であると判断することができる。 The power running / regeneration command unit 4000 of the control device 1000 outputs a power running command when it is determined that the vehicle is running based on the operation (for example, output current) of the power conversion device 113, and the vehicle is regenerating. When it is determined that the regeneration command is output. In the power running / regeneration command unit 4000, for example, when the output current of the power conversion device 113 is positive (direction from the power conversion device 113 toward the load), the vehicle is in power running operation and the output current is negative (power from load to power). It can be determined that the vehicle is in regenerative operation when it is in the direction toward the conversion device 113), and it can be determined that the vehicle is stopped or coasting when the output current is substantially zero.

速度信号出力部２００１は、速度発電機３００から車両の速度に対応する電力を受信し、受信した電力から把握される車両速度を出力する。 The speed signal output unit 2001 receives electric power corresponding to the speed of the vehicle from the speed generator 300, and outputs the vehicle speed grasped from the received electric power.

速度判定部４００１は、速度信号出力部２００１から受信した車両速度がゼロであるか否かを判断し、車両速度がゼロであるときに第１レベルの信号を出力し、車両速度がゼロでないときに第２レベルの信号を出力する。 The speed determination unit 4001 determines whether or not the vehicle speed received from the speed signal output unit 2001 is zero, outputs a first level signal when the vehicle speed is zero, and when the vehicle speed is not zero. The second level signal is output to.

チョッパゲート生成部２００３は、力行／回生指令部４０００から力行指令および回生指令のいずれも受信せず、速度判定部２００２から車両速度がゼロであるとの判定結果（例えば第１レベルの信号）を受信し、蓄電池装置１０１のＳＯＣが所定の閾値以下であるときに、蓄電池装置１０１の充電に必要な充電電流値を制御指令として、ゲート指令部２００４に供給する。 The chopper gate generation unit 2003 does not receive either the power running command or the regeneration command from the power running / regeneration command unit 4000, and the speed determination unit 2002 determines that the vehicle speed is zero (for example, a first level signal). Upon reception, when the SOC of the storage battery device 101 is equal to or less than a predetermined threshold value, the charging current value required for charging the storage battery device 101 is supplied to the gate command unit 2004 as a control command.

制御装置１０００（例えばチョッパゲート生成部２００３）は、例えば、チョッパゲート生成部２００３からゲート指令部２００４へ制御指令が出力されるタイミングと同期して、遮断器１１１、および、接触器１０６、１０９を投入してもよい。
ゲート指令部２００４は、チョッパゲート生成部２００３から受信した必要な充電電流値に応じてゲート指令を生成し、チョッパ回路１０８のスイッチング素子の動作を制御する。 The control device 1000 (for example, the chopper gate generation unit 2003) sets the circuit breaker 111 and the contactors 106 and 109 in synchronization with the timing when the control command is output from the chopper gate generation unit 2003 to the gate command unit 2004, for example. You may put it in.
The gate command unit 2004 generates a gate command according to a required charge current value received from the chopper gate generation unit 2003, and controls the operation of the switching element of the chopper circuit 108.

この結果、電源１００からチョッパ回路１０８を介して蓄電池装置１０１への電力供給が可能となり、車両が停止中に蓄電池を充電することができる。したがって、非常走行や蓄電池装置１０１からのアシストを行うときに備えて、蓄電池に十分なエネルギーを蓄えることが可能となる。 As a result, electric power can be supplied from the power source 100 to the storage battery device 101 via the chopper circuit 108, and the storage battery can be charged while the vehicle is stopped. Therefore, it is possible to store sufficient energy in the storage battery in preparation for emergency driving or assist from the storage battery device 101.

すなわち、本実施形態の蓄電池システムおよび電気車制御システムによれば、車両のエネルギー利用効率を改善することができる。 That is, according to the storage battery system and the electric vehicle control system of the present embodiment, the energy utilization efficiency of the vehicle can be improved.

上記のように、第１乃至第４実施形態によれば、何らかの要因で車両外の電源１００（パンタグラフまたはサードレール）が電力供給を行えなくなったとき、蓄電池を接触器１０３経由で電力変換装置に接続し、非常走行を行うことができる。また、チョッパ回路１０８を接触器１０６経由で電力変換装置１１３に接続し、車両の力行運転時に蓄電池システムから電力をアシストすることが可能であり、車両の回生運転時に電源１００に返しきれない回生電力を蓄電池システムに充電することが可能である。さらに、例えば車両の非常走行時に備えて、車両が停車しているときに予め蓄電池装置１０１を充電することが可能である。 As described above, according to the first to fourth embodiments, when the power supply 100 (pantograph or third rail) outside the vehicle cannot supply power for some reason, the storage battery is used as a power conversion device via the contactor 103. Can be connected and perform emergency driving. Further, the chopper circuit 108 can be connected to the power conversion device 113 via the contact device 106 to assist the power from the storage battery system during the power running operation of the vehicle, and the regenerative power that cannot be returned to the power supply 100 during the regenerative operation of the vehicle. It is possible to charge the storage battery system. Further, for example, the storage battery device 101 can be charged in advance when the vehicle is stopped in preparation for an emergency running of the vehicle.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
第１外部接続部と、
第２外部接続部と、
高電圧側端子と低電圧側端子とを備えた一又は複数相の双方向チョッパ回路と、
主回路が前記低電圧側端子と接続される蓄電池装置と、
前記高電圧側端子と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第１接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記低電圧側端子とを電気的に接続する経路に設けられた第２接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第３接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記第２外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第４接触器と、を備えた蓄電池システム。
［Ｃ２］
Ｃ１記載の蓄電池システムと、
外部電源と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた遮断器と、
前記遮断器の後段において、前記外部電源に対して前記蓄電池システムと並列に接続される電力変換装置と、
前記遮断器の後段において、前記外部電源と前記電力変換装置とを電気的に接続する経路に設けられた第５接触器と、
前記第２外部接続部と電気的に接続する補助電源装置と、
前記第１乃至第５接触器と前記遮断器との動作を制御可能な制御装置と、
を備えた電気車制御システム。
［Ｃ３］
前記制御装置は、前記外部電源からの電力供給が停止し、かつ、非常走行させる指令を受けたときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器とを開いた状態とし前記第３接触器と前記第４接触器と前記第５接触器とを閉じた状態とする、Ｃ２記載の電気車制御システム。
［Ｃ４］
前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて前記外部電源から供給された電力により力行運転中であると判断し、走行速度が第１閾値以上であり第２閾値以下であるときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器と前記第５接触器とが閉じた状態であり前記第３接触器と前記第４接触器とを開いた状態とし、前記双方向チョッパ回路を制御して前記蓄電池システムから前記電力変換装置へ電力を供給させる、Ｃ２又はＣ３記載の電気車制御システム。
［Ｃ５］
前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて回生運転中であると判断し、走行速度が第３閾値以上であり第４閾値以下であるときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器前記第５接触器とが閉じた状態であり前記第３接触器と前記第４接触器とを開いた状態とし、前記双方向チョッパ回路を制御して前記電力変換装置から前記蓄電池システムへ電力を供給させる、Ｃ２乃至Ｃ４のいずれか１項記載の電気車制御システム。
［Ｃ６］
前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて力行運転中および回生運転中のいずれでもないと判断し、走行速度がゼロであるときに、前記第３接触器と前記第４接触器と前記第５接触器を開いた状態とし、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器とを閉じた状態として、前記双方向チョッパ回路を制御して前記外部電源から前記蓄電池システムへ電力を供給させる、Ｃ２乃至Ｃ５のいずれか１項記載の電気車制御システム。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
The inventions described in the claims at the time of filing the application of the present application are described below.
[C1]
The first external connection part and
The second external connection part and
A one- or multi-phase bidirectional chopper circuit with a high-voltage side terminal and a low-voltage side terminal,
A storage battery device in which the main circuit is connected to the low voltage side terminal,
A first contactor provided in a path for electrically connecting the high voltage side terminal and the first external connection portion,
A second contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the low voltage side terminal,
A third contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the first external connection portion, and
A storage battery system including a fourth contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the second external connection portion.
[C2]
The storage battery system described in C1 and
A circuit breaker provided in the path for electrically connecting the external power supply and the first external connection portion,
A power conversion device connected in parallel with the storage battery system to the external power source in the subsequent stage of the circuit breaker.
A fifth contactor provided in a path for electrically connecting the external power supply and the power conversion device in the subsequent stage of the circuit breaker.
An auxiliary power supply device that electrically connects to the second external connection unit,
A control device capable of controlling the operation of the first to fifth contactors and the circuit breaker, and
Electric vehicle control system equipped with.
[C3]
The control device is in a state where the circuit breaker, the first contactor, and the second contactor are opened when the power supply from the external power source is stopped and the command for emergency travel is received. The electric vehicle control system according to C2, wherein the third contactor, the fourth contactor, and the fifth contactor are closed.
[C4]
The control device determines that the power running is in progress by the electric power supplied from the external power source based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is equal to or higher than the first threshold and equal to or lower than the second threshold. The circuit breaker, the first contactor, the second contactor, and the fifth contactor are closed, and the third contactor and the fourth contactor are open, and the bidirectional chopper is opened. The electric vehicle control system according to C2 or C3, which controls a circuit to supply electric power from the storage battery system to the electric power conversion device.
[C5]
The control device determines that the regenerative operation is in progress based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is equal to or higher than the third threshold value and equal to or lower than the fourth threshold value, the circuit breaker and the first contactor are used. And the second contactor, the fifth contactor is in a closed state, and the third contactor and the fourth contactor are in an open state, and the bidirectional chopper circuit is controlled from the power conversion device. The electric vehicle control system according to any one of C2 to C4, which supplies electric power to the storage battery system.
[C6]
The control device determines that neither the power running operation nor the regenerative operation is in progress based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is zero, the third contactor and the fourth contactor With the fifth contactor open and the circuit breaker, the first contactor, and the second contactor closed, the bidirectional chopper circuit is controlled from the external power source to the storage battery system. The electric vehicle control system according to any one of C2 to C5, which supplies electric power.

１００…電源（外部電源）、１０１…蓄電池装置、１０２…接触器（第４接触器）、１０３…接触器（第３接触器）、１０４…接触器、１０５…抵抗器、１０６…接触器（第１接触器）、１０７…フィルタコンデンサ、１０８…チョッパ回路（双方向チョッパ回路）、１０９…接触器（第２接触器）、１１０…接地スイッチ、１１１…遮断器、１１２…接触器（第５接触器）、１１３…電力変換装置、１１４…補助電源装置、２００…電気車運転台、３００…速度発電機、１０００…制御装置、１００１…非常走行スイッチ、１００２…接触器投入理論生成部、１００３…接触器投入指令部、１００４…接触器投入指令部、２０００…力行指令部、２００１…速度信号出力部、２００２…速度判定部、２００３…チョッパゲート生成部、２００４…ゲート指令部、３０００…回生指令部、４０００…力行／回生指令部、４００１…速度判定部、ＣＮ１…第１外部接続部、ＣＮ２…第２外部接続部 100 ... power supply (external power supply), 101 ... storage battery device, 102 ... contactor (fourth contactor), 103 ... contactor (third contactor), 104 ... contactor, 105 ... resistor, 106 ... contactor ( 1st contactor), 107 ... filter capacitor, 108 ... chopper circuit (bidirectional chopper circuit), 109 ... contactor (second contactor), 110 ... ground switch, 111 ... breaker, 112 ... contactor (fifth) Contactor), 113 ... Power converter, 114 ... Auxiliary power supply, 200 ... Electric vehicle cab, 300 ... Speed generator, 1000 ... Control device, 1001 ... Emergency travel switch, 1002 ... Contactor input theory generator, 1003 ... Contactor input command unit, 1004 ... Contactor input command unit, 2000 ... Power line command unit, 2001 ... Speed signal output unit, 2002 ... Speed determination unit, 2003 ... Chopper gate generation unit, 2004 ... Gate command unit, 3000 ... Regeneration Command unit, 4000 ... Power line / regeneration command unit, 4001 ... Speed determination unit, CN1 ... First external connection unit, CN2 ... Second external connection unit

Claims (5)

蓄電池システムを備えた電気車制御システムであって、
前記蓄電池システムが、
第１外部接続部と、
第２外部接続部と、
高電圧側端子と低電圧側端子とを備えた一又は複数相の双方向チョッパ回路と、
主回路が前記低電圧側端子と接続される蓄電池装置と、
前記高電圧側端子と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第１接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記低電圧側端子とを電気的に接続する経路に設けられた第２接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第３接触器と、
前記蓄電池装置の前記主回路と前記第２外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた第４接触器と、を備え、
前記電気車制御システムが更に、
外部電源と前記第１外部接続部とを電気的に接続する経路に設けられた遮断器と、
前記遮断器の後段において、前記外部電源に対して前記蓄電池システムと並列に接続される電力変換装置と、
前記遮断器の後段において、前記外部電源と前記電力変換装置とを電気的に接続する経路に設けられた第５接触器と、
前記第２外部接続部と電気的に接続する補助電源装置と、
前記第１乃至第５接触器と前記遮断器との動作を制御可能な制御装置と、
を備えた電気車制御システム。 It is an electric vehicle control system equipped with a storage battery system.
The storage battery system
The first external connection part and
The second external connection part and
A one- or multi-phase bidirectional chopper circuit with a high-voltage side terminal and a low-voltage side terminal,
A storage battery device in which the main circuit is connected to the low voltage side terminal,
A first contactor provided in a path for electrically connecting the high voltage side terminal and the first external connection portion,
A second contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the low voltage side terminal,
A third contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the first external connection portion, and
A fourth contactor provided in a path for electrically connecting the main circuit of the storage battery device and the second external connection portion is provided.
The electric vehicle control system further
A circuit breaker provided in the path for electrically connecting the external power supply and the first external connection portion,
A power conversion device connected in parallel with the storage battery system to the external power source in the subsequent stage of the circuit breaker.
A fifth contactor provided in a path for electrically connecting the external power supply and the power conversion device in the subsequent stage of the circuit breaker.
An auxiliary power supply device that electrically connects to the second external connection unit,
A control device capable of controlling the operation of the first to fifth contactors and the circuit breaker, and
Electric vehicle control system equipped with. 前記制御装置は、前記外部電源からの電力供給が停止し、かつ、非常走行させる指令を受けたときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器とを開いた状態とし前記第３接触器と前記第４接触器と前記第５接触器とを閉じた状態とする、請求項１記載の電気車制御システム。 The control device is in a state where the circuit breaker, the first contactor, and the second contactor are opened when the power supply from the external power source is stopped and the command for emergency travel is received. The electric vehicle control system according to claim 1 , wherein the third contactor, the fourth contactor, and the fifth contactor are closed. 前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて前記外部電源から供給された電力により力行運転中であると判断し、走行速度が第１閾値以上であり第２閾値以下であるときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器と前記第５接触器とが閉じた状態であり前記第３接触器と前記第４接触器とを開いた状態とし、前記双方向チョッパ回路を制御して前記蓄電池システムから前記電力変換装置へ電力を供給させる、請求項１又は請求項２記載の電気車制御システム。 The control device determines that the power running is in progress by the electric power supplied from the external power source based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is equal to or higher than the first threshold and equal to or lower than the second threshold. The circuit breaker, the first contactor, the second contactor, and the fifth contactor are closed, and the third contactor and the fourth contactor are open, and the bidirectional chopper is opened. The electric vehicle control system according to claim 1 or 2 , wherein the circuit is controlled to supply electric power from the storage battery system to the electric power conversion device. 前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて回生運転中であると判断し、走行速度が第３閾値以上であり第４閾値以下であるときに、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器と前記第５接触器とが閉じた状態であり前記第３接触器と前記第４接触器とを開いた状態とし、前記双方向チョッパ回路を制御して前記電力変換装置から前記蓄電池システムへ電力を供給させる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電気車制御システム。 The control device determines that the regenerative operation is in progress based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is equal to or higher than the third threshold value and equal to or lower than the fourth threshold value, the circuit breaker and the first contactor are used. The second contactor and the fifth contactor are in a closed state, and the third contactor and the fourth contactor are in an open state, and the bidirectional chopper circuit is controlled to control the power conversion device. The electric vehicle control system according to any one of claims 1 to 3 , wherein electric power is supplied from the storage battery system to the storage battery system. 前記制御装置は、前記電力変換装置の動作に基づいて力行運転中および回生運転中のいずれでもないと判断し、走行速度がゼロであるときに、前記第３接触器と前記第４接触器と前記第５接触器を開いた状態とし、前記遮断器と前記第１接触器と前記第２接触器とを閉じた状態として、前記双方向チョッパ回路を制御して前記外部電源から前記蓄電池システムへ電力を供給させる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電気車制御システム。
The control device determines that neither the power running operation nor the regenerative operation is in progress based on the operation of the power conversion device, and when the traveling speed is zero, the third contactor and the fourth contactor With the fifth contactor open and the circuit breaker, the first contactor, and the second contactor closed, the bidirectional chopper circuit is controlled from the external power source to the storage battery system. The electric vehicle control system according to any one of claims 1 to 4 , wherein electric power is supplied.
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