JP7060896B1 - バッテリ充放電試験装置及びバッテリ放電電力制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、近時、バッテリ充放電試験装置の高電流仕様の需要があり、自己回生方式で対応しようとした場合には、ケーブル損失、制御電源、冷却用ファンでは消費しきれない放電電力は放電回路で強制的に消費しており、無駄に電力消費するものであった。
12 サブ充放電部
14 交流電源
15 テストバッテリ
16 内蔵バッテリ
21 AC/DC変換部
22 ダイオード
23 メインDC/DC変換部
25、55 メインスイッチ
26、57 サブスイッチ
27、56、65 抵抗
28、53、59 ヒューズ
29、30、52、61 電圧検出部
31~34、71~74 半導体スイッチング素子
35、75 フルブリッジ回路
36、37、76、77 チョークコイル
38、39、78、79 コンデンサ
40、80 電流検出部
41~44、81~84 還流ダイオード
46 充放電コントローラ
47 テストPC
48 NチャンネルFET
50 メイン制御部
51 サブDC/DC変換部
58 簡易放電回路
60 温度センサ
62 サブ制御部
64 放電スイッチ
L1、L2 バスライン
Claims (7)
- 定電圧の直流電圧を2つのバスライン間に出力する直流電源部と、
複数のスイッチング素子からなりかつ2つの第1入力端子及び2つの第1出力端子を有する第1フルブリッジ回路を含み、前記2つの第1入力端子に前記2つのバスラインが各々接続され、前記2つの第1出力端子にテストバッテリの正端子及び負端子が各々接続されるメインDC/DC変換部と、
前記第1フルブリッジ回路の前記複数のスイッチング素子各々のオンオフを第1周期でデューティ比制御し、充電試験モード時に前記第1フルブリッジ回路を介して前記テストバッテリに充電電流を供給させることにより前記テストバッテリを充電させ、放電試験モード時に前記テストバッテリの蓄電電荷を前記第1フルブリッジ回路を介して放電させることにより前記2つのバスライン間に前記テストバッテリの放電電力を給電させるメイン充放電制御部と、
複数のスイッチング素子からなりかつ2つの第2入力端子及び2つの第2出力端子を有する第2フルブリッジ回路を有し、前記2つの第2入力端子に前記2つのバスラインが各々接続され、前記2つの第2出力端子に内蔵バッテリの正端子及び負端子が各々接続されるサブDC/DC変換部と、
前記第2フルブリッジ回路の前記複数のスイッチング素子各々のオンオフを第2周期でデューティ比制御して前記内蔵バッテリに対する充放電を行うサブ充放電制御部と、を備えるバッテリ充放電試験装置であって、
前記サブ充放電制御部は、
前記内蔵バッテリの出力電圧が電力供給可能電圧範囲にあるとき前記バスライン間の電圧が前記直流電圧の定電圧値より高い第1所定電圧値になるように前記第2周期のデューティ比制御により前記内蔵バッテリの放電電力を前記第2フルブリッジ回路を介して前記2つのバスライン間に供給させるサブ電力供給制御を実行し、前記サブ電力供給制御の実行中に前記バスライン間の電圧が前記直流電圧の定電圧値以下に低下すると前記サブ電力供給制御を停止し、
前記サブ電力供給制御の実行中に前記バスライン間の電圧が前記第1所定電圧値を越えたときには前記サブ電力供給制御を停止し、前記第2周期のデューティ比制御により前記2つのバスライン間に給電された前記テストバッテリの放電電力を電源として前記第2フルブリッジ回路を介して前記内蔵バッテリを充電させる定電流充電制御を実行し、前記定電流充電制御の実行中に前記バスライン間の電圧が、前記直流電圧の定電圧値より高く前記第1所定電圧値より低い第2所定電圧値以下に低下すると前記定電流充電制御を停止することを特徴とするバッテリ充放電試験装置。 - 前記サブ充放電制御部は、前記サブ電力供給制御の実行中に前記バスライン間の電圧低下が生じたか否かを繰り返し判別し、前記バスライン間の電圧低下を判別したとき前記第1所定電圧値を段階的に低下させることを特徴とする請求項1記載のバッテリ充放電試験装置。
- 前記サブ充放電制御部は、前記定電流充電制御の実行中に前記バスライン間の電圧低下が生じたか否かを繰り返し判別し、前記バスライン間の電圧低下を判別したとき前記内蔵バッテリへの充電電流を低下させ、前記バスライン間の電圧低下を判別しなかったとき前記内蔵バッテリへの充電電流を増加させることを特徴とする請求項1又は2記載のバッテリ充放電試験装置。
- 前記サブ充放電制御部は、前記テストバッテリに対する充放電試験が不可能な低電圧又は過電圧に前記バスライン間の電圧があるとき前記定電流充電制御及び前記サブ電力供給制御を含む制御動作を停止することを特徴とする請求項1又は2記載のバッテリ充放電試験装置。
- 前記第1フルブリッジ回路は、第1スイッチング素子、第2スイッチング素子、第3スイッチング素子及び第4スイッチング素子からなり、
前記第1スイッチング素子の一端と前記第3スイッチング素子の一端とが前記2つの第1入力端子の一方に接続され、
前記第2スイッチング素子の一端と前記第4スイッチング素子の一端とが前記2つの第1入力端子の他方に接続され、
前記第1スイッチング素子の他端と前記第2スイッチング素子の他端とが前記2つの第1出力端子の一方に接続され、
前記第3スイッチング素子の他端と前記第4スイッチング素子の他端とが前記2つの第1出力端子の他方に接続され、
前記第1入力端子の一方が前記2つのバスラインの一方に接続され、前記第1入力端子の他方が前記2つのバスラインの他方に接続され、
前記2つの第1出力端子が第1インダクタ及び第1キャパシタを含む第1平滑回路を介して前記テストバッテリの両端子に各々接続され、
前記メイン充放電制御部は、
前記第1周期内に第1充電電流期間、前記第1充電電流期間の終了直後の第1転流電流期間、第1放電電流期間、及び前記第1放電電流期間の終了直後の第2転流電流期間を構成し、
前記第1充電電流期間において前記第1スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子をオンに制御し、前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子をオフに制御して前記テストバッテリに充電電流を供給し、
前記第1転流電流期間において前記第1乃至前記第4スイッチング素子をオフに制御して前記第1インダクタに蓄積されたエネルギーにより前記充電電流の方向に第1転流電流を前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子各々の還流ダイオードを介して流し、
前記第1放電電流期間において前記第1スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子をオフに制御し、前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子をオンに制御して前記テストバッテリから放電電流を流し出し、
前記第2転流電流期間において前記第1乃至前記第4スイッチング素子をオフに制御して前記第1インダクタに蓄積されたエネルギーにより前記放電電流の方向に第2転流電流を前記第1スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子各々の還流ダイオードを介して流し、
前記第1充電電流期間と前記第1放電電流期間との比率によって前記第1周期のデューティ比制御を行い、
前記第2フルブリッジ回路は、第5スイッチング素子、第6スイッチング素子、第7スイッチング素子及び第8スイッチング素子からなり、
前記第5スイッチング素子の一端と前記第7スイッチング素子の一端とが前記2つの第2入力端子の一方に接続され、
前記第6スイッチング素子の一端と前記第8スイッチング素子の一端とが前記2つの第2入力端子の他方に接続され、
前記第5スイッチング素子の他端と前記第6スイッチング素子の他端とが前記2つの第2出力端子の一方に接続され、
前記第7スイッチング素子の他端と前記第8スイッチング素子の他端とが前記2つの第2出力端子の他方に接続され、
前記第2入力端子の一方が前記2つのバスラインの一方に接続され、前記第2入力端子の他方が前記2つのバスラインの他方に接続され、
前記2つの第2出力端子が第2インダクタ及び第2キャパシタを含む第2平滑回路を介して前記内蔵バッテリの両端子に各々接続され、
前記サブ充放電制御部は、
前記第2周期内に第2充電電流期間、前記第2充電電流期間の終了直後の第3転流電流期間、第2放電電流期間、及び前記第2放電電流期間の終了直後の第4転流電流期間を構成し、
前記第2充電電流期間において前記第5スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオンに制御し、前記第6スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子をオフに制御して前記内蔵バッテリに充電電流を供給し、
前記第3転流電流期間において前記第5乃至前記第8スイッチング素子をオフに制御して前記第2インダクタに蓄積されたエネルギーにより前記内蔵バッテリへの充電電流の方向に第3転流電流を前記第6スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子各々の還流ダイオードを介して流し、
前記第2放電電流期間において前記第5スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子をオフに制御し、前記第6スイッチング素子及び前記第7スイッチング素子をオンに制御して前記内蔵バッテリから放電電流を流し出し、
前記第4転流電流期間において前記第5乃至前記第8スイッチング素子をオフに制御して前記第2インダクタに蓄積されたエネルギーにより前記内蔵バッテリから放電電流の方向に第2転流電流を前記第5スイッチング素子及び前記第8スイッチング素子各々の還流ダイオードを介して流し、
前記第2充電電流期間と前記第2放電電流期間との比率によって前記第2周期のデューティ比制御を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1記載のバッテリ充放電試験装置。 - 前記2つのバスラインの一方には逆流防止素子が設けられ、逆流防止素子は前記メインDC/DC変換部及び前記サブDC/DC変換部から前記直流電源部への電流の流れを阻止することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1記載のバッテリ充放電試験装置。
- 定電圧の直流電圧を2つのバスライン間に出力する直流電源部と、
複数のスイッチング素子からなりかつ2つの第1入力端子及び2つの第1出力端子を有する第1フルブリッジ回路を含み、前記2つの第1入力端子に前記2つのバスラインが各々接続され、前記2つの第1出力端子にテストバッテリの正端子及び負端子が各々接続されるメインDC/DC変換部と、
前記第1フルブリッジ回路の前記複数のスイッチング素子各々のオンオフを第1周期でデューティ比制御し、充電試験モード時に前記第1フルブリッジ回路を介して前記テストバッテリに充電電流を供給させることにより前記テストバッテリを充電させ、放電試験モード時に前記テストバッテリの蓄電電荷を前記第1フルブリッジ回路を介して放電させることにより前記2つのバスライン間に前記テストバッテリの放電電力を給電させるメイン充放電制御部と、
複数のスイッチング素子からなりかつ2つの第2入力端子及び2つの第2出力端子を有する第2フルブリッジ回路を有し、前記2つの第2入力端子に前記2つのバスラインが各々接続され、前記2つの第2出力端子に内蔵バッテリの正端子及び負端子が各々接続されるサブDC/DC変換部と、
前記第2フルブリッジ回路の前記複数のスイッチング素子各々のオンオフを第2周期でデューティ比制御して前記内蔵バッテリに対する充放電を行うサブ充放電制御部と、を備えるバッテリ充放電試験装置のバッテリ放電電力制御方法であって、
前記サブ充放電制御部は、
前記内蔵バッテリの出力電圧が電力供給可能電圧範囲にあるとき前記バスライン間の電圧が前記直流電圧の定電圧値より高い第1所定電圧値になるように前記第2周期のデューティ比制御により前記内蔵バッテリの放電電力を前記第2フルブリッジ回路を介して前記2つのバスライン間に供給させるサブ電力供給制御を実行し、前記サブ電力供給制御の実行中に前記バスライン間の電圧が前記直流電圧の定電圧値以下に低下すると前記サブ電力供給制御を停止するステップと、
前記サブ電力供給制御の実行中に前記バスライン間の電圧が前記第1所定電圧値を越えたときには前記サブ電力供給制御を停止し、前記第2周期のデューティ比制御により前記2つのバスライン間に給電された前記テストバッテリの放電電力を電源として前記第2フルブリッジ回路を介して前記内蔵バッテリを充電させる定電流充電制御を実行し、前記定電流充電制御の実行中に前記バスライン間の電圧が、前記直流電圧の定電圧値より高く前記第1所定電圧値より低い第2所定電圧値以下に低下すると前記定電流充電制御を停止するステップと、を含むことを特徴とするバッテリ放電電力制御方法。
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