JP7032249B2 - Power system - Google Patents

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JP7032249B2 JP2018122316A JP2018122316A JP7032249B2 JP 7032249 B2 JP7032249 B2 JP 7032249B2 JP 2018122316 A JP2018122316 A JP 2018122316A JP 2018122316 A JP2018122316 A JP 2018122316A JP 7032249 B2 JP7032249 B2 JP 7032249B2
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Description

本発明は、電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system.

従来、車両外部からの電力によって複数の電池を充電する充電装置が知られている。例えば特許文献1では、電圧が高い方の電池の電力エネルギを、外部コンデンサを介して電圧が低い方の電池に移動させ、電圧を均等化している。 Conventionally, a charging device that charges a plurality of batteries by electric power from the outside of a vehicle is known. For example, in Patent Document 1, the electric power energy of the battery having the higher voltage is transferred to the battery having the lower voltage via an external capacitor to equalize the voltage.

特開2012-5173号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-5173

ところで、例えば、2つの電圧源がモータのオープン巻線の両端にインバータを介して接続されている「2電源2インバータ」の構成において、インバータに平滑コンデンサが接続されていることがある。当該構成において、特許文献1のように、外部コンデンサを用いて電圧を揃えようとすると、外部コンデンサと接続した瞬間に外部コンデンサと平滑コンデンサとの間に突入電流が流れ、外部コンデンサとの断接を切り替えるリレーやコンデンサが損傷する虞がある。 By the way, for example, in a "two power supply two inverter" configuration in which two voltage sources are connected to both ends of an open winding of a motor via an inverter, a smoothing capacitor may be connected to the inverter. In this configuration, when trying to make the voltage uniform using an external capacitor as in Patent Document 1, an inrush current flows between the external capacitor and the smoothing capacitor at the moment of connection with the external capacitor, and the connection with the external capacitor is disconnected. There is a risk of damage to the relay or capacitor that switches between.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列充電時の過電流を回避可能な電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply system capable of avoiding an overcurrent during parallel charging.

本発明の電源システムは、第1蓄電部(11)と、第2蓄電部(21)と、第1コンデンサ(69)と、第2コンデンサ(79)と、開閉器(93、94)と、第1電圧検出部(15)と、第2電圧検出部(25)と、制御部(30)と、を備える。 The power supply system of the present invention includes a first storage unit (11), a second storage unit (21), a first capacitor (69), a second capacitor (79), a switch (93, 94), and the like. It includes a first voltage detection unit (15), a second voltage detection unit (25), and a control unit (30).

第1蓄電部は、充電器(100)からの電力により充電可能である。第2蓄電部は、充電器からの電力により第1蓄電部と並列に充電可能である。第1コンデンサは、第1蓄電部と並列に接続される。第2コンデンサは、第2蓄電部と並列に接続される。開閉器は、充電器、第1蓄電部および第1コンデンサと、第2蓄電部および第2コンデンサとの断接を切り替え可能である。第1電圧検出部は、第1蓄電部の電圧である第1蓄電部電圧を検出する。第2電圧検出部は、第2蓄電部の電圧である第2蓄電部電圧を検出する。 The first power storage unit can be charged by the electric power from the charger (100). The second power storage unit can be charged in parallel with the first power storage unit by the electric power from the charger. The first capacitor is connected in parallel with the first storage unit. The second capacitor is connected in parallel with the second storage unit. The switch can switch between connecting and disconnecting the charger, the first storage unit and the first capacitor, and the second storage unit and the second capacitor. The first voltage detection unit detects the voltage of the first storage unit, which is the voltage of the first storage unit. The second voltage detection unit detects the voltage of the second storage unit, which is the voltage of the second storage unit.

制御部は、第1蓄電部電圧および第2蓄電部電圧に基づき、第1蓄電部および第2蓄電部の充電量を制御する。制御部は、充電器による充電を行っていない場合、第1蓄電部電圧が第2蓄電部電圧以下となるように、第1蓄電部および第2蓄電部の充電量を制御する。また、制御部は、充電器による充電を行う場合、第1蓄電部電圧と第2蓄電部電圧との電圧差が電圧判定閾値以上である場合、リレーを開とし、第1蓄電部を片側充電し、電圧差が電圧判定閾値より小さい場合、リレーを閉とし、第1蓄電部および第2蓄電部を並列充電する。これにより、並列充電時の過電流を回避することができる。 The control unit controls the charge amount of the first storage unit and the second storage unit based on the voltage of the first storage unit and the voltage of the second storage unit. The control unit controls the charge amount of the first storage unit and the second storage unit so that the voltage of the first storage unit becomes equal to or lower than the voltage of the second storage unit when charging by the charger is not performed. Further, when charging by the charger, the control unit opens the relay and charges the first storage unit on one side when the voltage difference between the voltage of the first storage unit and the voltage of the second storage unit is equal to or larger than the voltage determination threshold value. If the voltage difference is smaller than the voltage determination threshold, the relay is closed and the first storage unit and the second storage unit are charged in parallel. This makes it possible to avoid overcurrent during parallel charging.

一実施形態による電源システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply system by one Embodiment. 一実施形態による駆動領域を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the drive area by one Embodiment. 一実施形態による駆動制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the drive control processing by one Embodiment. 一実施形態による充電制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the charge control process by one Embodiment.

(一実施形態)
以下、電源システムを図面に基づいて説明する。図1に示すように、電源システム1は、車両98に搭載される。車両98は、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両である。車両98には、インレット99が設けられる。インレット99は、充電器100の充電器コネクタ115と接続可能であり、インレット99と充電器コネクタ115とを接続することで、電源システム1には、充電器100から給電される。
(One embodiment)
Hereinafter, the power supply system will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the power supply system 1 is mounted on the vehicle 98. The vehicle 98 is an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. The vehicle 98 is provided with an inlet 99. The inlet 99 can be connected to the charger connector 115 of the charger 100, and by connecting the inlet 99 and the charger connector 115, power is supplied to the power supply system 1 from the charger 100.

充電器100は、例えば急速充電器であって、電力供給部101、リレー102、103、および、充電器コネクタ115を有する。電力供給部101は、図示しない商用電源等から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電力を、リレー102、103、ケーブル116および充電器コネクタ115を経由して、車両98に供給する。 The charger 100 is, for example, a quick charger and has a power supply unit 101, relays 102, 103, and a charger connector 115. The power supply unit 101 converts AC power supplied from a commercial power source (not shown) or the like into DC power, and supplies the DC power to the vehicle 98 via the relays 102, 103, the cable 116, and the charger connector 115. ..

電源システム1は、バッテリ11、21、メインリレー12、13、22、23、電圧検出部15、25、制御部30、第1インバータ60、第2インバータ70、コンデンサ69、79、回転電機としてのモータジェネレータ80、並列リレー93、94等を備える。以下適宜、モータジェネレータを「MG」と記載する。 The power supply system 1 is a battery 11, 21, a main relay 12, 13, 22, 23, a voltage detection unit 15, 25, a control unit 30, a first inverter 60, a second inverter 70, a capacitor 69, 79, and a rotary electric machine. It is equipped with a motor generator 80, parallel relays 93, 94 and the like. Hereinafter, the motor generator will be referred to as "MG" as appropriate.

第1バッテリ11は、第1インバータ60と接続され、第1インバータ60を経由してMG80と電力を授受可能に設けられる。第2バッテリ21は、第2インバータ70と接続され、第2インバータ70を経由してMG80と電力を授受可能に設けられる。バッテリ11、21は、充電器100にて充電可能に設けられる。バッテリ11、21の充電方法の詳細は、後述する。 The first battery 11 is connected to the first inverter 60 and is provided so as to be able to exchange power with the MG 80 via the first inverter 60. The second battery 21 is connected to the second inverter 70 and is provided so as to be able to exchange power with the MG 80 via the second inverter 70. The batteries 11 and 21 are provided so as to be rechargeable by the charger 100. Details of the charging method of the batteries 11 and 21 will be described later.

メインリレー12は第1バッテリ11の高電位側に設けられ、メインリレー13は第1バッテリ11の低電位側に設けられる。メインリレー22は第2バッテリ21の高電位側に設けられ、メインリレー23は第2バッテリ21の低電位側に設けられる。 The main relay 12 is provided on the high potential side of the first battery 11, and the main relay 13 is provided on the low potential side of the first battery 11. The main relay 22 is provided on the high potential side of the second battery 21, and the main relay 23 is provided on the low potential side of the second battery 21.

電圧検出部15は、第1バッテリ11の電圧である第1バッテリ電圧V1を検出する。電圧検出部25は、第2バッテリ21の電圧である第2バッテリ電圧V2を検出する。電圧検出部15、25の検出値は、制御部30に出力される。 The voltage detection unit 15 detects the first battery voltage V1, which is the voltage of the first battery 11. The voltage detection unit 25 detects the second battery voltage V2, which is the voltage of the second battery 21. The detected values of the voltage detection units 15 and 25 are output to the control unit 30.

MG80は、例えば永久磁石式同期型の3相交流モータであって、U相コイル81、V相コイル82、および、W相コイル83を有する。MG80は、図示しない駆動輪を駆動するためのトルクを発生する、いわゆる主機モータであり、駆動輪を駆動するための電動機としての機能、および、図示しないエンジンや駆動輪から伝わる運動エネルギによって駆動されて発電する発電機としての機能を有する。 The MG 80 is, for example, a permanent magnet type synchronous three-phase AC motor, and has a U-phase coil 81, a V-phase coil 82, and a W-phase coil 83. The MG80 is a so-called main motor that generates torque for driving drive wheels (not shown), and is driven by a function as an electric motor for driving the drive wheels and kinetic energy transmitted from an engine or drive wheels (not shown). It has a function as a generator to generate energy.

MG80には、第1バッテリ11および第2バッテリ21から電力が供給される。第1バッテリ11と第2バッテリ21とは、絶縁されている。バッテリ11、21は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充放電可能な蓄電装置である。二次電池に替えて、電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。本実施形態では、バッテリ11、21は、同電圧、同容量であって同等の性能とするが、例えば一方に出力型のものを用い、他方に容量型のものを用いる、といった具合に、電池性能が異なっていてもよい。本実施形態では、バッテリ11、21の定格電圧が異なる場合、定格電圧が小さいものを第1バッテリ11とし、定格電圧が大きいものを第2バッテリ21とする。第1バッテリ11に流すことのできる最大電流を許容電流Ilim1、第2バッテリ21に流すことのできる最大電流を許容電流Ilim2とする。 The MG 80 is supplied with power from the first battery 11 and the second battery 21. The first battery 11 and the second battery 21 are isolated from each other. The batteries 11 and 21 are chargeable and dischargeable power storage devices such as nickel-metal hydride batteries and lithium-ion batteries. An electric double layer capacitor or the like may be used instead of the secondary battery. In the present embodiment, the batteries 11 and 21 have the same voltage and the same capacity and have the same performance. However, for example, one output type battery is used and the other capacity type battery is used. The performance may be different. In the present embodiment, when the rated voltages of the batteries 11 and 21 are different, the one having a small rated voltage is referred to as the first battery 11, and the one having a large rated voltage is referred to as the second battery 21. The maximum current that can be passed through the first battery 11 is the allowable current Ilim1, and the maximum current that can be passed through the second battery 21 is the allowable current Ilim2.

第1インバータ60は、コイル81~83の通電を切り替える3相インバータであって、スイッチング素子61~66を有し、第1バッテリ11およびMG80に接続される。第2インバータ70は、コイル81~83の通電を切り替える3相インバータであって、スイッチング素子71~76を有し、第2バッテリ21およびMG80に接続される。 The first inverter 60 is a three-phase inverter that switches the energization of the coils 81 to 83, has switching elements 61 to 66, and is connected to the first battery 11 and the MG 80. The second inverter 70 is a three-phase inverter that switches the energization of the coils 81 to 83, has switching elements 71 to 76, and is connected to the second battery 21 and the MG 80.

スイッチング素子61~66、71~76は、それぞれ、スイッチ部および還流ダイオードを有する。スイッチ部は、制御部30によりオンオフ作動が制御される。本実施形態では、スイッチ部はIGBTであるが、MOSFET等、他の素子を用いてもよい。また、第1スイッチング素子61~66と第2スイッチング素子71~76とで、用いる素子の種類が異なっていてもよい。 The switching elements 61 to 66 and 71 to 76 have a switch unit and a freewheeling diode, respectively. The on / off operation of the switch unit is controlled by the control unit 30. In the present embodiment, the switch unit is an IGBT, but another element such as a MOSFET may be used. Further, the types of elements used may be different between the first switching elements 61 to 66 and the second switching elements 71 to 76.

還流ダイオードは、各スイッチ部と並列に接続され、低電位側から高電位側への通電を許容する。還流ダイオードは、例えばMOSFETの寄生ダイオードのように内蔵されていてもよいし、外付けされたものであってもよい。また、還流できるように接続されたIGBTやMOSFET等のスイッチであってもよい。 The freewheeling diode is connected in parallel with each switch unit and allows energization from the low potential side to the high potential side. The freewheeling diode may be built-in, for example, a parasitic diode of a MOSFET, or may be externally attached. Further, it may be a switch such as an IGBT or MOSFET connected so as to allow reflux.

第1インバータ60において、高電位側にスイッチング素子61~63が接続され、低電位側にスイッチング素子64~66が接続される。以下適宜、高電位側のスイッチング素子61~63を「第1上アーム素子」、低電位側のスイッチング素子64~66を「第1下アーム素子」とする。第1上アーム素子61~63の高電位側を接続する第1高電位側配線111が第1バッテリ11の正極と接続され、第1下アーム素子64~66の低電位側を接続する第1低電位側配線112が第1バッテリ11の負極と接続される。 In the first inverter 60, the switching elements 61 to 63 are connected to the high potential side, and the switching elements 64 to 66 are connected to the low potential side. Hereinafter, the switching elements 61 to 63 on the high potential side will be referred to as “first upper arm elements”, and the switching elements 64 to 66 on the low potential side will be referred to as “first lower arm elements”. The first high-potential side wiring 111 connecting the high-potential side of the first upper arm elements 61 to 63 is connected to the positive electrode of the first battery 11, and the first low-potential side of the first lower arm elements 64 to 66 is connected. The low potential side wiring 112 is connected to the negative electrode of the first battery 11.

U相のスイッチング素子61、64の接続点にはU相コイル81の一端811が接続され、V相のスイッチング素子62、65の接続点にはV相コイル82の一端821が接続され、W相のスイッチング素子63、66の接続点にはW相コイル83の一端831が接続される。 One end 811 of the U-phase coil 81 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 61 and 64, and one end 821 of the V-phase coil 82 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 62 and 65. One end 831 of the W phase coil 83 is connected to the connection point of the switching elements 63 and 66.

第2インバータ70において、高電位側にスイッチング素子71~73が接続され、低電位側にスイッチング素子74~76が接続される。以下適宜、高電位側のスイッチング素子71~73を「第2上アーム素子」、低電位側のスイッチング素子74~76を「第2下アーム素子」とする。第2上アーム素子71~73の高電位側を接続する第2高電位側配線121が第2バッテリ21の正極と接続され、第2下アーム素子74~76の低電位側を接続する第2低電位側配線122が第2バッテリ21の負極と接続される。 In the second inverter 70, the switching elements 71 to 73 are connected to the high potential side, and the switching elements 74 to 76 are connected to the low potential side. Hereinafter, the switching elements 71 to 73 on the high potential side will be referred to as “second upper arm elements”, and the switching elements 74 to 76 on the low potential side will be referred to as “second lower arm elements”. The second high-potential side wiring 121 connecting the high-potential side of the second upper arm elements 71 to 73 is connected to the positive electrode of the second battery 21, and the second lower arm element 74 to 76 is connected to the low-potential side. The low potential side wiring 122 is connected to the negative electrode of the second battery 21.

U相のスイッチング素子71、74の接続点にはU相コイル81の他端812が接続され、V相のスイッチング素子72、75の接続点にはV相コイル82の他端822が接続され、W相のスイッチング素子73、76の接続点にはW相コイル83の他端832が接続される。 The other end 812 of the U-phase coil 81 is connected to the connection point of the U-phase switching elements 71 and 74, and the other end 822 of the V-phase coil 82 is connected to the connection point of the V-phase switching elements 72 and 75. The other end 832 of the W-phase coil 83 is connected to the connection points of the W-phase switching elements 73 and 76.

このように、本実施形態では、MG80のコイル81~83は、オープン巻線化されており、第1インバータ60および第2インバータ70が、コイル81~83の両側に接続されてる「2電源2インバータ」の電動機駆動システムとなっている。 As described above, in the present embodiment, the coils 81 to 83 of the MG 80 are open winding, and the first inverter 60 and the second inverter 70 are connected to both sides of the coils 81 to 83. It is an electric motor drive system for "inverters".

第1高電位側配線111と第2高電位側配線121とは、高電位側接続線91にて接続される。第1低電位側配線112と第2低電位側配線122とは、低電位側接続線92にて接続される。 The first high-potential side wiring 111 and the second high-potential side wiring 121 are connected by a high-potential side connection line 91. The first low-potential side wiring 112 and the second low-potential side wiring 122 are connected by a low-potential side connection line 92.

第1コンデンサ69は、高電位側配線111と低電位側配線112とに接続され、第1インバータ60と並列に設けられる。第2コンデンサ79は、高電位側配線121と低電位側配線122とに接続され、第2インバータ70と並列に設けられる。コンデンサ69、79は、平滑コンデンサであって、インバータ60、70に印加される電圧を平滑化する。 The first capacitor 69 is connected to the high potential side wiring 111 and the low potential side wiring 112, and is provided in parallel with the first inverter 60. The second capacitor 79 is connected to the high potential side wiring 121 and the low potential side wiring 122, and is provided in parallel with the second inverter 70. The capacitors 69 and 79 are smoothing capacitors and smooth the voltage applied to the inverters 60 and 70.

本実施形態では、第1バッテリ11側に充電器100が設けられる。詳細には、第1高電位側配線111および第1低電位側配線112が、インレット99に接続されている。高電位側接続線91には高電位側並列リレー93が設けられ、低電位側接続線92には低電位側並列リレー94が設けられる。高電位側並列リレー93を閉とすることで高電位側配線111、121が接続され、低電位側並列リレー94を閉とすることで低電位側配線112、122が接続される。並列リレー93、94を閉とすることで、バッテリ11、21が並列接続され、充電器100からの電力を第2バッテリ21側へ供給可能となる。 In this embodiment, the charger 100 is provided on the side of the first battery 11. Specifically, the first high potential side wiring 111 and the first low potential side wiring 112 are connected to the inlet 99. The high-potential side connecting line 91 is provided with a high-potential side parallel relay 93, and the low-potential side connecting line 92 is provided with a low-potential side parallel relay 94. By closing the high-potential side parallel relay 93, the high-potential side wirings 111 and 121 are connected, and by closing the low-potential side parallel relay 94, the low-potential side wirings 112 and 122 are connected. By closing the parallel relays 93 and 94, the batteries 11 and 21 are connected in parallel, and the power from the charger 100 can be supplied to the second battery 21 side.

以下適宜、並列リレー93、94を介さずに充電器100と接続される第1バッテリ11を「充電器100と直接的に接続されている」とし、並列リレー93、94を介して充電器100と接続される第2バッテリ21を「充電器100と間接的に接続されている」とする。 Hereinafter, the first battery 11 connected to the charger 100 without going through the parallel relays 93 and 94 is regarded as "directly connected to the charger 100", and the charger 100 is connected to the charger 100 via the parallel relays 93 and 94. It is assumed that the second battery 21 connected to is "indirectly connected to the charger 100".

制御部30は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれもCPU、ROM、RAM、I/O、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部30における各処理は、ROM等の実体的なメモリ装置(すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体)に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、例えばFPGA(field-programmable gate array)のような電子回路によるハードウェア処理であってもよい。 The control unit 30 is mainly composed of a microcomputer or the like, and all of the control units 30 include a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and a bus line or the like connecting these configurations. Each process in the control unit 30 may be software processing by executing a program stored in advance in a substantive memory device such as a ROM (that is, a readable non-temporary tangible recording medium) on the CPU. For example, hardware processing by an electronic circuit such as FPGA (field-programmable gate array) may be used.

制御部30は、インバータ制御部31、リレー制御部32、および、充電量制御部33等を有する。インバータ制御部31、リレー制御部32、および、充電量制御部33は、1つのマイコンにて構成されていてもよいし、別途のマイコンにて構成されていてもよい。また、第1インバータ60を制御するマイコンと第2インバータ70を制御するマイコンとが別途に設けられていてもよい。 The control unit 30 includes an inverter control unit 31, a relay control unit 32, a charge amount control unit 33, and the like. The inverter control unit 31, the relay control unit 32, and the charge amount control unit 33 may be configured by one microcomputer or may be configured by a separate microcomputer. Further, a microcomputer for controlling the first inverter 60 and a microcomputer for controlling the second inverter 70 may be separately provided.

インバータ制御部31は、スイッチング素子61~66、71~76のオンオフ作動を制御する。第1インバータ60の駆動制御に係る制御信号は、ドライブ回路36を経由して第1インバータ60に出力される。第2インバータ70の駆動制御に係る制御信号は、ドライブ回路37を経由して第2インバータ70に出力される。リレー制御部32は、メインリレー12、13、22、23、および、並列リレー93、94の開閉作動を制御する。なお、メインリレー12、13、22、23は、例えば、車両98の全体の制御を司る上位制御部を構成するマイコンにより開閉が制御されるようにしてもよい。 The inverter control unit 31 controls the on / off operation of the switching elements 61 to 66 and 71 to 76. The control signal related to the drive control of the first inverter 60 is output to the first inverter 60 via the drive circuit 36. The control signal related to the drive control of the second inverter 70 is output to the second inverter 70 via the drive circuit 37. The relay control unit 32 controls the opening / closing operation of the main relays 12, 13, 22, 23, and the parallel relays 93, 94. The opening and closing of the main relays 12, 13, 22, and 23 may be controlled by, for example, a microcomputer constituting a higher-level control unit that controls the entire vehicle 98.

充電量制御部33は、バッテリ11、21の充電に係る充電電流指令値Ic*を演算し、バッテリ11、21の充電を制御する。充電電流指令値Ic*は、通信等にて、充電器100に送信される。これにより、充電電流指令値Ic*に応じた電力が充電器100から電源システム1に供給される。 The charge amount control unit 33 calculates the charge current command value Ic * related to the charge of the batteries 11 and 21, and controls the charge of the batteries 11 and 21. The charging current command value Ic * is transmitted to the charger 100 by communication or the like. As a result, electric power corresponding to the charge current command value Ic * is supplied from the charger 100 to the power supply system 1.

インバータ制御部31は、例えば第1基本波F1とキャリア波とに基づいて第1インバータ60を制御し、第2基本波F2とキャリア波とに基づいて第2インバータ70を制御する。基本波F1、F2に応じた制御には、基本波F1、F2の振幅がキャリア波の振幅以下である、すなわち変調率が1以下である正弦波PWM制御や、基本波F1、F2の振幅がキャリア波の振幅より大きい、すなわち変調率が1より大きい過変調PWM制御が含まれる。また、基本波F1、F2の振幅を無限大とみなし、基本波F1、F2の半周期ごとに各素子のオンオフが切り替えられる矩形波制御としてもよい。矩形波制御は、電気角の180°ごとに各素子のオンオフを切り替える180°通電制御と捉えることもできる。また、矩形波制御において、例えば120°通電等、通電位相は180°以外であってもよい。 The inverter control unit 31 controls the first inverter 60 based on, for example, the first fundamental wave F1 and the carrier wave, and controls the second inverter 70 based on the second fundamental wave F2 and the carrier wave. For control according to the fundamental waves F1 and F2, the amplitude of the fundamental waves F1 and F2 is equal to or less than the amplitude of the carrier wave, that is, the sine wave PWM control in which the modulation factor is 1 or less, or the amplitude of the fundamental waves F1 and F2 is It includes overmodulation PWM control that is larger than the amplitude of the carrier wave, that is, the modulation factor is larger than 1. Further, the amplitudes of the fundamental waves F1 and F2 may be regarded as infinite, and the rectangular wave control may be used in which the on / off of each element is switched every half cycle of the fundamental waves F1 and F2. The square wave control can also be regarded as 180 ° energization control that switches the on / off of each element every 180 ° of the electric angle. Further, in the rectangular wave control, the energization phase may be other than 180 °, for example, 120 ° energization.

ここで、MG80の駆動モードを説明する。本実施形態では、MG80の駆動に、第1バッテリ11または第2バッテリ21の電力を用いる「片側駆動モード」、第1バッテリ11および第2バッテリ21の電力を用いる「両側駆動モード」が含まれる。図2は、横軸をMG回転数N、縦軸をMGトルクtrqとした動作点マップであり、破線Lより低負荷側を片側駆動領域、破線Lより高負荷側を両側駆動領域とする。ここでは、動作点に応じた駆動領域を、便宜上、「片側駆動領域」、「両側駆動領域」とするが、運転条件等に応じ、片側駆動領域において、両側駆動を行ってもよい。 Here, the drive mode of MG80 will be described. In the present embodiment, the driving of the MG 80 includes a "one-sided drive mode" in which the power of the first battery 11 or the second battery 21 is used, and a "two-sided drive mode" in which the power of the first battery 11 and the second battery 21 is used. .. FIG. 2 is an operating point map in which the horizontal axis is the MG rotation speed N and the vertical axis is the MG torque trq. Here, the drive area corresponding to the operating point is referred to as a "one-sided drive area" or a "two-sided drive area" for convenience, but two-sided drive may be performed in the one-sided drive area according to operating conditions and the like.

片側駆動モードでは、第1バッテリ11の電力にてMG80を駆動する場合、第2インバータ70の上アーム素子71~73の全相、または、下アーム素子74~76の全相の一方をオン、他方をオフとし、第2インバータ70を中性点化する。また、MG80の駆動要求に応じ、PWM制御や矩形波制御等により、第1インバータ60を制御する。 In the one-side drive mode, when the MG80 is driven by the electric power of the first battery 11, one of all the phases of the upper arm elements 71 to 73 of the second inverter 70 or all the phases of the lower arm elements 74 to 76 is turned on. The other is turned off and the second inverter 70 is neutralized. Further, the first inverter 60 is controlled by PWM control, rectangular wave control, or the like in response to the drive request of the MG 80.

また、第2バッテリ21の電力にてMG80を駆動する場合、第1インバータ60の上アーム素子61~63の全相、または、下アーム素子64~66の全相の一方をオン、他方をオフとし、第1インバータ60を中性点化する。また、MG80の駆動要求に応じ、PWM制御や矩形波制御等により、第2インバータ70を制御する。 When the MG80 is driven by the electric power of the second battery 21, one of all the phases of the upper arm elements 61 to 63 of the first inverter 60 or all the phases of the lower arm elements 64 to 66 is turned on and the other is turned off. Then, the first inverter 60 is neutralized. Further, the second inverter 70 is controlled by PWM control, rectangular wave control, or the like in response to the drive request of the MG 80.

両側駆動モードでは、第1基本波F1と第2基本波F2の位相が反転される。換言すると、第1基本波F1と第2基本波F2とは、位相が略180[°]ずれている。第1基本波F1と第2基本波F2との位相差を180[°]とすることで、第1バッテリ11と第2バッテリ21とが電気的に直列接続されている状態とみなすことができ、第1バッテリ11の電圧と第2バッテリ21の電圧との和に相当する電圧をMG80に印加可能である。なお、第1基本波F1と第2基本波F2との位相差は、180[°]とするが、第1バッテリ11の電圧および第2バッテリ21の電圧の和に相当する電圧をMG80に印加可能な程度のずれは許容されるものとする。 In the two-sided drive mode, the phases of the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are inverted. In other words, the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 are out of phase by approximately 180 [°]. By setting the phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 to 180 [°], it can be regarded that the first battery 11 and the second battery 21 are electrically connected in series. , A voltage corresponding to the sum of the voltage of the first battery 11 and the voltage of the second battery 21 can be applied to the MG 80. The phase difference between the first fundamental wave F1 and the second fundamental wave F2 is 180 [°], but a voltage corresponding to the sum of the voltage of the first battery 11 and the voltage of the second battery 21 is applied to the MG 80. A possible degree of deviation shall be tolerated.

ところで、本実施形態では、バッテリ11、21を、1つの充電器100により充電する。絶縁された2つのバッテリ11、21を並列充電する場合、電圧差があると、電圧差に応じた電流がバッテリ11、21間で流れるため、充電器100から投入できる電流が減少し、充電時間が長くなる。参考例として、外部コンデンサを用いて電圧の高い方から低い方へと電力を受け渡すことで、電圧差を解消することが考えられる。 By the way, in the present embodiment, the batteries 11 and 21 are charged by one charger 100. When two insulated batteries 11 and 21 are charged in parallel, if there is a voltage difference, a current corresponding to the voltage difference flows between the batteries 11 and 21, so that the current that can be input from the charger 100 decreases and the charging time. Becomes longer. As a reference example, it is conceivable to eliminate the voltage difference by passing power from the higher voltage side to the lower voltage side using an external capacitor.

しかしながら、本実施形態のように、2電源2インバータの構成の場合、電源システム1と外部コンデンサとを接続した瞬間に、インバータ60、70に接続されているコンデンサ69、79と、外部コンデンサとの間で大きなパルス電流が流れるため、開閉器やコンデンサ69、79が損傷する虞がある。一般に、コンデンサ69、79の内部インピーダンスは、バッテリ11、21の内部インピーダンスよりも小さいため、バッテリ11、21と外部コンデンサとの間のパルス電流よりも、コンデンサ69、79と外部コンデンサとの間のパルス電流の方が大きくなる蓋然性が高い。そのため、参考例のように、外部コンデンサを用いてバッテリ11、21の電圧を揃える場合、コンデンサ69、79と外部コンデンサとを切り離すための開閉器を追加で設ける必要があり、部品点数が増大する。 However, in the case of the configuration of the two power supply two inverters as in this embodiment, the capacitors 69 and 79 connected to the inverters 60 and 70 and the external capacitor are connected at the moment when the power supply system 1 and the external capacitor are connected. Since a large pulse current flows between them, the switch and the capacitors 69 and 79 may be damaged. In general, the internal impedance of the capacitors 69, 79 is smaller than the internal impedance of the batteries 11, 21, so that the pulse current between the batteries 11, 21 and the external capacitor is more than the pulse current between the capacitors 69, 79 and the external capacitor. There is a high probability that the pulse current will be larger. Therefore, when the voltages of the batteries 11 and 21 are made uniform by using an external capacitor as in the reference example, it is necessary to additionally provide a switch for disconnecting the capacitors 69 and 79 from the external capacitor, which increases the number of parts. ..

そこで本実施形態では、外部コンデンサを用いずに、充電器100からバッテリ11、21の並列充電を実現する。具体的には、充電器100に接続されている側の第1バッテリ11の電圧である第1バッテリ電圧V1が、充電器100に接続されていない側の第2バッテリ21の電圧である第2バッテリ電圧V2よりも常時低くなるようにしておく。本実施形態では、片側駆動モードにおいて、力行時、第2インバータ70を中性点化することで第1バッテリ11の電力を優先的に用い、回生時、第1インバータ60を中性点化することで第2バッテリ21を優先的に充電することで、V1<V2の関係を維持する。 Therefore, in the present embodiment, parallel charging of the batteries 11 and 21 is realized from the charger 100 without using an external capacitor. Specifically, the first battery voltage V1, which is the voltage of the first battery 11 on the side connected to the charger 100, is the voltage of the second battery 21 on the side not connected to the charger 100. It should always be lower than the battery voltage V2. In the present embodiment, in the one-side drive mode, the power of the first battery 11 is preferentially used by neutralizing the second inverter 70 during power running, and the first inverter 60 is neutralized during regeneration. By preferentially charging the second battery 21, the relationship of V1 <V2 is maintained.

そして、並列充電を行う前に、並列リレー93、94を開とし、低電圧となっている第1バッテリ11の片側充電を行うことで第1バッテリ電圧V1を高める。第1バッテリ電圧V1の上昇により、バッテリ11、21の電圧差が許容範囲内になった場合、並列リレー93、94を閉とし、並列充電に移行する。例えば、バッテリ電圧V1、V2の電圧差ΔVが、並列充電可能な電圧判定閾値Vthより小さくなった場合、並列リレー93、94を閉とし、並列充電に移行する。以下適宜、バッテリ電圧V1、V2の差の絶対値を電圧差ΔVとする。 Then, before performing parallel charging, the parallel relays 93 and 94 are opened, and one-sided charging of the first battery 11 having a low voltage is performed to increase the first battery voltage V1. When the voltage difference between the batteries 11 and 21 becomes within the allowable range due to the increase in the first battery voltage V1, the parallel relays 93 and 94 are closed and the process shifts to parallel charging. For example, when the voltage difference ΔV between the battery voltages V1 and V2 becomes smaller than the voltage determination threshold value Vth that can be charged in parallel, the parallel relays 93 and 94 are closed and the process shifts to parallel charging. Hereinafter, the absolute value of the difference between the battery voltages V1 and V2 is defined as the voltage difference ΔV as appropriate.

本実施形態の駆動制御処理を図3のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、インバータ制御部31にて、駆動モードとして片側駆動モードが選択されている場合に、所定の周期で実行される。以下、ステップS101の「ステップ」を省略し、単に記号「S」と記す。他のステップも同様である。図中、第1バッテリ11を「バッテリ1」、第2バッテリ21を「バッテリ2」と記載した。 The drive control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is executed at a predetermined cycle when the one-sided drive mode is selected as the drive mode by the inverter control unit 31. Hereinafter, the “step” of step S101 is omitted and simply referred to as the symbol “S”. The same is true for the other steps. In the figure, the first battery 11 is described as “battery 1” and the second battery 21 is described as “battery 2”.

S101では、インバータ制御部31は、バッテリ電圧V1、V2を取得する。S102では、インバータ制御部31は、第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が0以上か否かを判断する。第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が0未満であると判断された場合(S102:NO)、すなわち第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2未満の場合、S104へ移行する。第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が0以上であると判断された場合(S102:YES)、すなわち第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2以上の場合、S103へ移行する。 In S101, the inverter control unit 31 acquires the battery voltages V1 and V2. In S102, the inverter control unit 31 determines whether or not the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is 0 or more. When it is determined that the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is less than 0 (S102: NO), that is, when the first battery voltage V1 is less than the second battery voltage V2, the process proceeds to S104. do. When it is determined that the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is 0 or more (S102: YES), that is, when the first battery voltage V1 is the second battery voltage V2 or more, the process proceeds to S103. do.

S103では、インバータ制御部31は、力行時、第2インバータ70を中性点化し、駆動要求に応じて第1インバータ60を制御する。これにより、第1バッテリ11の電力を用いてMG80が駆動され、第1バッテリ電圧V1が低下する。また、インバータ制御部31は、回生時、第1インバータ60を中性点化し、回生要求に応じて第2インバータ70を制御する。これにより、MG80の回生駆動により第2バッテリ21が充電され、第2バッテリ電圧V2が上昇する。片側駆動において、第1バッテリ電圧V1を下げ、第2バッテリ電圧V2を上げることで、第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2よりも低くなるように制御する。 In S103, the inverter control unit 31 neutralizes the second inverter 70 during power running and controls the first inverter 60 in response to a drive request. As a result, the MG 80 is driven by using the electric power of the first battery 11, and the first battery voltage V1 is lowered. Further, the inverter control unit 31 neutralizes the first inverter 60 at the time of regeneration and controls the second inverter 70 in response to the regeneration request. As a result, the second battery 21 is charged by the regenerative drive of the MG 80, and the second battery voltage V2 rises. In one-sided drive, the first battery voltage V1 is lowered and the second battery voltage V2 is raised, so that the first battery voltage V1 is controlled to be lower than the second battery voltage V2.

S104では、インバータ制御部31は、第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が、電圧差閾値Dthより大きく、0より小さいか否かを判断する。電圧差閾値Dthは、許容されるバッテリ電圧差に応じて設定される値である。第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が、電圧差閾値Dthより大きく、0より小さいと判断された場合(S104:YES)、S105へ移行する。第1バッテリ電圧V1から第2バッテリ電圧V2を引いた値が、電圧差閾値Dth以下であると判断された場合(S104:NO)、S106へ移行する。 In S104, the inverter control unit 31 determines whether or not the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is larger than the voltage difference threshold value Dth and smaller than 0. The voltage difference threshold Dth is a value set according to the allowable battery voltage difference. When it is determined that the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is larger than the voltage difference threshold value Dth and smaller than 0 (S104: YES), the process proceeds to S105. When it is determined that the value obtained by subtracting the second battery voltage V2 from the first battery voltage V1 is equal to or less than the voltage difference threshold value Dth (S104: NO), the process proceeds to S106.

S105では、インバータ制御部31は、力行時、回生時ともに、第1インバータ60を中性点化し、要求に応じて第2インバータ70を制御する。これにより、力行時、第2バッテリ21の電力が用いられ、回生時、第2バッテリ21が充電される。 In S105, the inverter control unit 31 neutralizes the first inverter 60 during both power running and regeneration, and controls the second inverter 70 in response to a request. As a result, the electric power of the second battery 21 is used during power running, and the second battery 21 is charged during regeneration.

S106では、インバータ制御部31は、力行時、第1インバータ60を中性点化し、駆動要求に応じて第2インバータ70を制御する。これにより、第2バッテリ21の電力を用いてMG80が駆動され、第2バッテリ電圧V2が低下する。また、インバータ制御部31は、回生時、第2インバータ70を中性点化し、回生要求に応じて第1インバータ60を制御する。これにより、MG80の回生駆動により第1バッテリ11が充電され、第1バッテリ電圧V1が上昇する。第1バッテリ電圧V1を上げ、第2バッテリ電圧V2を下げることで、第1バッテリ電圧V1の方が低い状態にて、電圧差が所定範囲内に収まるように制御する。 In S106, the inverter control unit 31 neutralizes the first inverter 60 during power running and controls the second inverter 70 in response to a drive request. As a result, the MG 80 is driven by using the electric power of the second battery 21, and the second battery voltage V2 is lowered. Further, the inverter control unit 31 neutralizes the second inverter 70 at the time of regeneration and controls the first inverter 60 in response to the regeneration request. As a result, the first battery 11 is charged by the regenerative drive of the MG 80, and the first battery voltage V1 rises. By increasing the first battery voltage V1 and decreasing the second battery voltage V2, the voltage difference is controlled to be within a predetermined range in a state where the first battery voltage V1 is lower.

本実施形態の充電制御処理を図4のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、充電器100が接続されているときに制御部30にて実行される処理である。図4では、第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2以下、すなわちV1≦V2であるものとして説明する。 The charge control process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is a process executed by the control unit 30 when the charger 100 is connected. In FIG. 4, it is assumed that the first battery voltage V1 is equal to or less than the second battery voltage V2, that is, V1 ≦ V2.

S201では、制御部30は、バッテリ電圧V1、V2を取得する。S202では、制御部30は、並列充電が可能か否かを判断する。バッテリ11、21の電圧差が電圧判定閾値Vthより小さい場合、並列充電可能と判定する。電圧判定閾値Vthを0とみなせる程度の値とし、バッテリ電圧V1、V2が揃ってから並列充電するようにしてもよい。また、電圧判定閾値Vthは、電圧差に応じて流れる電池間電流、および、許容電流Ilim1、Ilim2に応じた値であってもよい。並列充電ができないと判断された場合(S202:NO)、すなわち電圧差ΔVが電圧判定閾値Vth以上の場合、S203へ移行する。並列充電が可能であると判断された場合(S202:YES)、すなわち電圧差ΔVが電圧判定閾値Vthより小さい場合、S204へ移行する。 In S201, the control unit 30 acquires the battery voltages V1 and V2. In S202, the control unit 30 determines whether or not parallel charging is possible. When the voltage difference between the batteries 11 and 21 is smaller than the voltage determination threshold value Vth, it is determined that parallel charging is possible. The voltage determination threshold value Vth may be set to a value that can be regarded as 0, and the batteries may be charged in parallel after the battery voltages V1 and V2 are aligned. Further, the voltage determination threshold value Vth may be a value corresponding to the inter-battery current flowing according to the voltage difference and the allowable currents Illim1 and Ilim2. When it is determined that parallel charging is not possible (S202: NO), that is, when the voltage difference ΔV is equal to or greater than the voltage determination threshold value Vth, the process proceeds to S203. When it is determined that parallel charging is possible (S202: YES), that is, when the voltage difference ΔV is smaller than the voltage determination threshold value Vth, the process proceeds to S204.

S203では、リレー制御部32は、並列リレー93、94を開とし、第1バッテリ11を片側充電する。並列リレー93、94が開であるので、第2バッテリ21は、充電器100から切り離されており、充電されない。S204では、リレー制御部32は、並列リレー93、94を閉とし、バッテリ11、21を並列充電する。S203およびS204において、充電量制御部33は、充電電流指令値Ic*を演算し、充電器100の図示しない制御部に通信等により送信する。 In S203, the relay control unit 32 opens the parallel relays 93 and 94 and charges the first battery 11 on one side. Since the parallel relays 93 and 94 are open, the second battery 21 is disconnected from the charger 100 and is not charged. In S204, the relay control unit 32 closes the parallel relays 93 and 94 and charges the batteries 11 and 21 in parallel. In S203 and S204, the charge amount control unit 33 calculates the charge current command value Ic * and transmits it to the control unit (not shown) of the charger 100 by communication or the like.

本実施形態では、充電器100と直接的に接続されている第1バッテリ11の電圧を、充電器100と間接的に接続されている第2バッテリ21の電圧よりも低くなるようにしておく。そして、バッテリ11、21を充電する場合、第1バッテリ11を片側充電することで、第1バッテリ電圧V1を高め、並列充電が可能になった場合、並列充電に移行する。換言すると、本実施形態では、片側充電を行うのは、充電器100と直接的に接続されている第1バッテリ11とし、第2バッテリ21の片側充電を原則として行わないようにしている。これにより、追加の開閉器を設けることなく、複数のバッテリ11、21を1つの充電器100にて適切に充電することができる。 In the present embodiment, the voltage of the first battery 11 directly connected to the charger 100 is set to be lower than the voltage of the second battery 21 indirectly connected to the charger 100. Then, when charging the batteries 11 and 21, the first battery 11 is charged on one side to increase the first battery voltage V1, and when parallel charging becomes possible, the process shifts to parallel charging. In other words, in the present embodiment, one-sided charging is performed by the first battery 11 directly connected to the charger 100, and one-sided charging of the second battery 21 is not performed in principle. As a result, the plurality of batteries 11 and 21 can be appropriately charged by one charger 100 without providing an additional switch.

以上説明したように、電源システム1は、第1バッテリ11と、第2バッテリ21と、第1コンデンサ69と、第2コンデンサ79と、並列リレー93、94と、第1電圧検出部15と、第2電圧検出部25と、制御部30と、を備える。 As described above, the power supply system 1 includes a first battery 11, a second battery 21, a first capacitor 69, a second capacitor 79, parallel relays 93 and 94, and a first voltage detection unit 15. A second voltage detection unit 25 and a control unit 30 are provided.

第1バッテリ11は、充電器100からの電力により充電可能である。第2バッテリ21は、充電器100からの電力により、第1バッテリ11と並列に充電可能である。第1コンデンサ69は、第1バッテリ11と並列に接続される。第2コンデンサ79は、第2バッテリ21と並列に接続される。並列リレー93、94は、充電器100、第1バッテリ11および第1コンデンサ69と、第2バッテリ21および第2コンデンサ79との断接を切り替え可能である。第1電圧検出部15は、第1バッテリ11の電圧である第1バッテリ電圧V1を検出する。第2電圧検出部25は、第2バッテリ21の電圧である第2バッテリ電圧V2を検出する。 The first battery 11 can be charged by the electric power from the charger 100. The second battery 21 can be charged in parallel with the first battery 11 by the electric power from the charger 100. The first capacitor 69 is connected in parallel with the first battery 11. The second capacitor 79 is connected in parallel with the second battery 21. The parallel relays 93 and 94 can switch the connection between the charger 100, the first battery 11 and the first capacitor 69, and the second battery 21 and the second capacitor 79. The first voltage detection unit 15 detects the first battery voltage V1, which is the voltage of the first battery 11. The second voltage detection unit 25 detects the second battery voltage V2, which is the voltage of the second battery 21.

制御部30は、第1バッテリ電圧V1および第2バッテリ電圧V2に基づき、第1バッテリ11および第2バッテリ21の充電量を制御する。制御部30は、充電器100による充電を行っていない場合、第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2以下となるように、第1バッテリ11および第2バッテリ21の充電量を制御する。また制御部30は、充電器100による充電を行う場合、第1バッテリ電圧V1と第2バッテリ電圧V2との電圧差ΔVが電圧判定閾値Vth以上である場合、並列リレー93、94を開とし、第1バッテリ11を片側充電し、電圧差ΔVが電圧判定閾値Vthより小さい場合、並列リレー93、94を閉とし、第1バッテリ11および第2バッテリ21を並列充電する。 The control unit 30 controls the charge amount of the first battery 11 and the second battery 21 based on the first battery voltage V1 and the second battery voltage V2. The control unit 30 controls the charge amounts of the first battery 11 and the second battery 21 so that the first battery voltage V1 becomes equal to or less than the second battery voltage V2 when the charger 100 is not charging. Further, when charging by the charger 100, the control unit 30 opens the parallel relays 93 and 94 when the voltage difference ΔV between the first battery voltage V1 and the second battery voltage V2 is equal to or larger than the voltage determination threshold Vth. When the first battery 11 is charged on one side and the voltage difference ΔV is smaller than the voltage determination threshold Vth, the parallel relays 93 and 94 are closed, and the first battery 11 and the second battery 21 are charged in parallel.

本実施形態では、充電器100と直接的に接続されている第1バッテリ11の電圧が、第2バッテリ21の電圧よりも低くなるようにしておく。また、充電器100による充電時、電圧差ΔVが電圧判定閾値Vthより小さくなるまでは、並列リレー93、94を開として第1バッテリ11の片側充電を行い、電圧差ΔVが電圧判定閾値Vth以下となったら、並列充電に移行する。電圧差ΔVが大きい状態にてバッテリ11、21を並列接続したとき、電池間電流Ibがバッテリ11、21の許容電流Lim1、Ilim2を超えると、バッテリ11、21が劣化する虞がある。本実施形態では、電圧差ΔVが電圧判定閾値Vthより大きい場合、第1バッテリ11の片側充電とすることで、バッテリ11、12を並列接続したときの突入電流を回避可能である。これにより、バッテリ11、21およびコンデンサ69、79の劣化を抑制し、バッテリ11、21を適切に充電することができる。 In the present embodiment, the voltage of the first battery 11 directly connected to the charger 100 is set to be lower than the voltage of the second battery 21. Further, when charging by the charger 100, until the voltage difference ΔV becomes smaller than the voltage determination threshold Vth, the parallel relays 93 and 94 are opened to charge one side of the first battery 11, and the voltage difference ΔV is equal to or less than the voltage determination threshold Vth. When it becomes, it shifts to parallel charging. When the batteries 11 and 21 are connected in parallel in a state where the voltage difference ΔV is large, if the inter-battery current Ib exceeds the allowable currents Lim1 and Ilim2 of the batteries 11 and 21, the batteries 11 and 21 may deteriorate. In the present embodiment, when the voltage difference ΔV is larger than the voltage determination threshold value Vth, the inrush current when the batteries 11 and 12 are connected in parallel can be avoided by charging the first battery 11 on one side. As a result, deterioration of the batteries 11 and 21 and the capacitors 69 and 79 can be suppressed, and the batteries 11 and 21 can be appropriately charged.

電源システム1は、第1インバータ60と、第2インバータ70と、をさらに備える。第1インバータ60は、MG80のコイル81、82、83の一端811、821、831、第1バッテリ11および第1コンデンサ69と接続される。第2インバータ70は、コイル81、82、83の他端812、822、832、第2バッテリ21および第2コンデンサ79と接続される。並列リレー93、94は、第1インバータ60の高電位側と第2インバータ70の高電位側とを接続する高電位側接続線91、および、第1インバータ60の低電位側と第2インバータ70の低電位側とを接続する低電位側接続線92に設けられる。 The power supply system 1 further includes a first inverter 60 and a second inverter 70. The first inverter 60 is connected to one ends 811, 821, 831 of the coils 81, 82, 83 of the MG 80, the first battery 11, and the first capacitor 69. The second inverter 70 is connected to the other ends 812, 822, 832 of the coils 81, 82, 83, the second battery 21, and the second capacitor 79. The parallel relays 93 and 94 include a high-potential side connection line 91 that connects the high-potential side of the first inverter 60 and the high-potential side of the second inverter 70, and the low-potential side of the first inverter 60 and the second inverter 70. It is provided in the low potential side connection line 92 which connects with the low potential side of the above.

本実施形態の電源システム1は、2電源2インバータの構成である。本実施形態では、電圧差ΔVが電圧判定閾値Vthより小さくなってから並列充電を行うことで、突入電流を低減しているので、インバータ60、70に設けられる平滑コンデンサであるコンデンサ69、79の損傷を防ぐことができる。 The power supply system 1 of this embodiment has a configuration of two power supplies and two inverters. In the present embodiment, the inrush current is reduced by performing parallel charging after the voltage difference ΔV becomes smaller than the voltage determination threshold Vth. Therefore, the capacitors 69 and 79, which are smoothing capacitors provided in the inverters 60 and 70, Damage can be prevented.

制御部30は、第1インバータ60または第2インバータ70の一方を中性点化してMG80を駆動する片側駆動モードにおいて、第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2より大きい場合、力行時、第2インバータ70を中性点化し第1バッテリ11の電力によりMG80を駆動し、回生時、第1インバータ60を中性点化しMG80の駆動により生じる回生電力を第2バッテリ21に充電する。これにより、第1バッテリ電圧V1が第2バッテリ電圧V2より小さい状態を適切に実現することができる。 When the first battery voltage V1 is larger than the second battery voltage V2 in the one-sided drive mode in which one of the first inverter 60 or the second inverter 70 is neutralized to drive the MG 80, the control unit 30 makes a second during power running. 2 The inverter 70 is neutralized and the MG80 is driven by the power of the first battery 11, and at the time of regeneration, the first inverter 60 is neutralized and the regenerated power generated by the drive of the MG80 is charged to the second battery 21. Thereby, a state in which the first battery voltage V1 is smaller than the second battery voltage V2 can be appropriately realized.

第1バッテリ11の定格電圧は、第2バッテリ21の定格電圧より小さい。これにより、第1バッテリ電圧V1を第2バッテリ電圧V2より小さい状態を実現しやすい。 The rated voltage of the first battery 11 is smaller than the rated voltage of the second battery 21. As a result, it is easy to realize a state in which the first battery voltage V1 is smaller than the second battery voltage V2.

本実施形態では、電源システム1が「電源システム」、第1バッテリ11が「第1蓄電部」、第2バッテリ21が「第2蓄電部」、MG80が「回転電機」、コイル81~83が「多相巻線」、並列リレー93、94が「開閉器」に対応する。また、第1バッテリ電圧V1が「第1蓄電部電圧」、第2バッテリ電圧V2が「第2蓄電部電圧」に対応する。 In this embodiment, the power supply system 1 is a "power supply system", the first battery 11 is a "first storage unit", the second battery 21 is a "second storage unit", the MG80 is a "rotary electric machine", and the coils 81 to 83 are. "Multi-phase winding" and parallel relays 93 and 94 correspond to "switches". Further, the first battery voltage V1 corresponds to the "first storage unit voltage", and the second battery voltage V2 corresponds to the "second storage unit voltage".

(他の実施形態)
上記実施形態では、第1蓄電部の定格電圧は、第2蓄電部の定格電圧より小さい。他の実施形態では、第1蓄電部の定格電圧は、第2蓄電部の定格電圧以上であってもよい。上記実施形態の回転電機は3相である。他の実施形態では、回転電機は4相以上としてもよい。上記実施形態では、回転電機は電動車両の主機モータとして用いられている。他の実施形態では、回転電機は、主機モータに限らず、例えばスタータ機能とオルタネータ機能とを併せ持つ、所謂ISG(Integrated Starter Generator)や、補機モータであってもよい。また、電源システムを車両以外の装置に適用してもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the rated voltage of the first storage unit is smaller than the rated voltage of the second storage unit. In another embodiment, the rated voltage of the first storage unit may be equal to or higher than the rated voltage of the second storage unit. The rotary electric machine of the above embodiment has three phases. In another embodiment, the rotary electric machine may have four or more phases. In the above embodiment, the rotary electric machine is used as the main motor of the electric vehicle. In another embodiment, the rotary electric machine is not limited to the main motor, but may be, for example, a so-called ISG (Integrated Starter Generator) having both a starter function and an alternator function, or an auxiliary motor. Further, the power supply system may be applied to a device other than the vehicle. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

1・・・電源システム
11・・・第1バッテリ(第1蓄電部) 21・・・第2バッテリ(第2蓄電部)
15・・・第1電圧検出部 25・・・第2電圧検出部
30・・・制御部
60・・・第1インバータ 70・・・第2インバータ
69・・・第1コンデンサ 79・・・第2コンデンサ
80・・・MG(回転電機)
93、94・・・並列リレー(開閉器) 100・・・充電器
1 ... Power supply system 11 ... 1st battery (1st power storage unit) 21 ... 2nd battery (2nd power storage unit)
15 ... 1st voltage detection unit 25 ... 2nd voltage detection unit 30 ... Control unit 60 ... 1st inverter 70 ... 2nd inverter 69 ... 1st capacitor 79 ... 2 capacitors 80 ... MG (rotary electric machine)
93, 94 ... Parallel relay (switch) 100 ... Charger

Claims (4)

充電器(100)からの電力により充電可能な第1蓄電部(11)と、
前記充電器からの電力により前記第1蓄電部と並列に充電可能である第2蓄電部(21)と、
前記第1蓄電部と並列に接続される第1コンデンサ(69)と、
前記第2蓄電部と並列に接続される第2コンデンサ(79)と、
前記充電器、前記第1蓄電部および前記第1コンデンサと、前記第2蓄電部および前記第2コンデンサとの断接を切り替え可能である開閉器(93、94)と、
前記第1蓄電部の電圧である第1蓄電部電圧を検出する第1電圧検出部(15)と、
前記第2蓄電部の電圧である第2蓄電部電圧を検出する第2電圧検出部(25)と、
前記第1蓄電部電圧および前記第2蓄電部電圧に基づき、前記第1蓄電部および前記第2蓄電部の充電量を制御する制御部(30)と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電器による充電を行っていない場合、前記第1蓄電部電圧が前記第2蓄電部電圧以下となるように前記第1蓄電部および前記第2蓄電部の充電量を制御し、
前記充電器による充電を行う場合、前記第1蓄電部電圧と前記第2蓄電部電圧との電圧差が電圧判定閾値以上である場合、前記開閉器を開とし、前記第1蓄電部を片側充電し、前記電圧差が前記電圧判定閾値より小さい場合、前記開閉器を閉とし、前記第1蓄電部および前記第2蓄電部を並列充電する電源システム。
The first storage unit (11) that can be charged by the electric power from the charger (100),
The second storage unit (21), which can be charged in parallel with the first storage unit by the electric power from the charger,
A first capacitor (69) connected in parallel with the first storage unit,
A second capacitor (79) connected in parallel with the second storage unit,
A switch (93, 94) capable of switching the connection between the charger, the first storage unit and the first capacitor, and the second storage unit and the second capacitor.
A first voltage detection unit (15) for detecting the voltage of the first storage unit, which is the voltage of the first storage unit,
A second voltage detection unit (25) for detecting the voltage of the second storage unit, which is the voltage of the second storage unit,
A control unit (30) that controls the charge amount of the first storage unit and the second storage unit based on the first storage unit voltage and the second storage unit voltage.
Equipped with
The control unit
When charging by the charger is not performed, the charge amounts of the first storage unit and the second storage unit are controlled so that the voltage of the first storage unit becomes equal to or lower than the voltage of the second storage unit.
When charging with the charger, if the voltage difference between the first storage unit voltage and the second storage unit voltage is equal to or greater than the voltage determination threshold value, the switch is opened and the first storage unit is charged on one side. When the voltage difference is smaller than the voltage determination threshold value, the switch is closed and the first power storage unit and the second power storage unit are charged in parallel.
回転電機(80)の多相巻線(81、82、83)の一端(811、821、831)、前記第1蓄電部および前記第1コンデンサと接続される第1インバータ(60)と、
前記多相巻線(81、82、83)の他端(812、822、832)、前記第2蓄電部および前記第2コンデンサと接続される第2インバータ(70)と、
を備え、
前記開閉器は、前記第1インバータの高電位側と前記第2インバータの高電位側とを接続する高電位側接続線(91)、および、前記第1インバータの低電位側と前記第2インバータの低電位側とを接続する低電位側接続線(92)に設けられる請求項1に記載の電源システム。
One end (811, 821, 831) of the multi-phase winding (81, 82, 83) of the rotary electric machine (80), the first power storage unit, and the first inverter (60) connected to the first capacitor.
The other end (812, 822, 832) of the multi-phase winding (81, 82, 83), the second storage unit, and the second inverter (70) connected to the second capacitor.
Equipped with
The switch has a high potential side connection line (91) connecting the high potential side of the first inverter and the high potential side of the second inverter, and the low potential side of the first inverter and the second inverter. The power supply system according to claim 1, provided on the low-potential side connection line (92) connecting the low-potential side of the above.
前記制御部は、前記第1インバータまたは前記第2インバータの一方を中性点化して前記回転電機を駆動する片側駆動モードにおいて、前記第1蓄電部電圧が前記第2蓄電部電圧より大きい場合、力行時、前記第2インバータを中性点化し前記第1蓄電部の電力により前記回転電機を駆動し、回生時、前記第1インバータを中性点化し前記回転電機の駆動により生じる回生電力を前記第2蓄電部に充電する請求項2に記載の電源システム。 In the one-sided drive mode in which one of the first inverter and the second inverter is neutralized to drive the rotary electric machine, the control unit determines that the voltage of the first storage unit is larger than the voltage of the second storage unit. At the time of power running, the second inverter is neutralized and the rotary electric power is driven by the electric power of the first storage unit, and at the time of regeneration, the first inverter is neutralized and the regenerative power generated by the drive of the rotary electric machine is used. The power supply system according to claim 2, wherein the second power storage unit is charged. 前記第1蓄電部の定格電圧は、前記第2蓄電部の定格電圧より小さい請求項1~3のいずれか一項に記載の電源システム。 The power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the rated voltage of the first storage unit is smaller than the rated voltage of the second storage unit.
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