JP7071313B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池からの電力を変換する電力変換装置に関する。
この種の電力変換装置として、特許文献1には、蓄電池と、コンデンサと、蓄電池とコンデンサとの間に接続されたインバータとを備え、蓄電池に充放電電流を流すことにより蓄電池を昇温するものが開示されている。具体的には、電力変換装置では、インバータの各スイッチを操作することにより、蓄電池からコンデンサへと電流を流す場合と、コンデンサから蓄電池へと電流を流す場合とが切り替えられる、これにより、蓄電池に充放電電流が流れ、極低温時においても蓄電池における過度の放電容量や動作電圧の低下を抑制することができる。
コンデンサのインピーダンスには、電流の周波数に対して負の相関となる周波数特性がある。そのため、特許文献1に記載された電力変換装置では、昇温時において、蓄電池とコンデンサとの間での電流流通方向の切替周期が短いと、コンデンサのインピーダンスが大きくなり、蓄電池を昇温するのに十分な電流を流せない場合がある。また、リアクトルのインピーダンスには、電流の周波数に対して正の相関となる周波数特性がある。そのため、電力変換装置がリアクトルを備えている場合、蓄電池とコンデンサとの間の電流流通方向の切替周期を長くすると、リアクトルのインピーダンスが大きくなり、蓄電池を昇温するのに十分な電流を流せない場合がある。
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、蓄電池を昇温させるための十分な電流を蓄電池に流すことができる電力変換装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明では、電機子巻線を有する回転電機と、第1上アームスイッチ及び第1下アームスイッチの直列接続体を有し、前記電機子巻線の両端のうち第1端と、第1蓄電池とを接続する第1インバータと、第2上アームスイッチ及び第2下アームスイッチの直列接続体を有し、前記電機子巻線の両端のうち第2端と、第2蓄電池とを接続する第2インバータと、前記第1蓄電池の正極端子に接続された第1正極母線と、前記第2蓄電池の正極端子に接続された第2正極母線と、前記第1蓄電池の負極端子に接続された第1負極母線と、前記第2蓄電池の負極端子に接続された第2負極母線と、前記第1正極母線と前記第2正極母線との間、又は前記第2正極母線と前記第2負極母線との間を電気的に遮断又は導通させる切替用スイッチと、前記切替用スイッチ、前記第1上アームスイッチ、前記第1下アームスイッチ、前記第2上アームスイッチ及び前記第2下アームスイッチをオンオフ操作する操作部と、を備え、前記電機子巻線の第1端は、前記第1上アームスイッチと前記第1下アームスイッチとの接続点に接続されており、前記電機子巻線の第2端は、前記第2上アームスイッチと前記第2下アームスイッチとの接続点に接続されており、前記操作部は、前記切替用スイッチをオン操作した状態で、前記第1上アームスイッチ、前記第1下アームスイッチ、前記第2上アームスイッチ及び前記第2下アームスイッチをオンオフ操作することにより、前記第1蓄電池からの電流を、前記第1インバータ、前記電機子巻線及び前記第2インバータを介して前記第2蓄電池に流す第1通電処理と、前記第2蓄電池からの電流を、前記第2インバータ、前記電機子巻線及び前記第1インバータを介して前記第1蓄電池に流す第2通電処理と、を交互に実施する。
上記構成では、第1正極母線と第2正極母線、又は第1正極母線と第2正極母線とは、切替用スイッチにより導通と遮断とが切り替えられる。第1蓄電池及び第2蓄電池を昇温させる場合、切替用スイッチがオン操作された状態で、第1上アームスイッチ、第1下アームスイッチ、第2上アームスイッチ及び第2下アームスイッチがオンオフ操作される。これにより、第1蓄電池からの電流を、第1インバータ、電機子巻線及び第2インバータを介して第2蓄電池に流す第1通電処理と、第2蓄電池からの電流を、第2インバータ、電機子巻線及び第1インバータを介して第1蓄電池に流す第2通電処理とが交互に実施される。蓄電池は、コンデンサと比較して、インピーダンスの周波数特性の制約が小さい。このため、第1蓄電池からの電気エネルギと、第2蓄電池からの電気エネルギとを相互に供給し合うことにより、昇温に必要な電流を第1蓄電池及び第2蓄電池に十分に流すことができる。
<第1実施形態>
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、電力変換装置は例えば車両に搭載されている。
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、電力変換装置は例えば車両に搭載されている。
図1に示す電力変換装置10は、第1蓄電池100と第2蓄電池110との間に接続されている。第1蓄電池100と、第2蓄電池110とは、複数の単位電池を直列接続することにより構成された組電池である。例えば、各単位電池は、リチウムイオン蓄電池である。電力変換装置10は、第1インバータ20と、回転電機30と、第2インバータ40とを備えている。
第1蓄電池100の正極端子には、第1インバータ20の第1端子21が接続されており、負極端子には、第1インバータ20の第2端子22が接続されている。第1端子21には、第1正極母線23が接続されている。第2端子22には、第1負極母線24が接続されている。第1正極母線23と第1負極母線24とは、第1上アームスイッチである第1,第3,第5スイッチQ1,Q3,Q5と、第1下アームスイッチである第2,第4,第6スイッチQ2,Q4,Q6との直列接続体により接続されている。本実施形態では、第1~第6スイッチQ1~Q6はIGBTである。
具体的には、第1,第3,第5スイッチQ1,Q3,Q5の各コレクタは、第1正極母線23に接続されており、各エミッタは、第2,第4,第6スイッチQ2,Q4,Q6の各コレクタに接続されている。第2,第4,第6スイッチQ2,Q4,Q6の各エミッタは、第1負極母線24に接続されている。なお、第1~第6スイッチQ1~Q6には、第1~第6ダイオードD1~D6が逆並列に接続されている。
第1インバータ20において、第1正極母線23と第1負極母線24とは、コンデンサ25により接続されている。なお、コンデンサ25は、第1インバータ20の外側に設けられていてもよい。
第2蓄電池110の正極端子には、第2インバータ40の第3端子41が接続されており、負極端子には、第2インバータ40の第4端子42が接続されている。第3端子41には、第2正極母線43が接続されている。第4端子42には、第2負極母線44が接続されている。第2正極母線43と第2負極母線44とは、第2上アームスイッチである第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11と、第2下アームスイッチである第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12との直列接続体により接続されている。本実施形態では、第7~第12スイッチQ7~Q12はIGBTである。
具体的には、第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11の各コレクタは、第2正極母線43に接続されている。第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11の各エミッタは、第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12の各コレクタに接続されている。第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12の各エミッタは、第2負極母線44に接続されている。なお、第7~第12スイッチQ7~Q12には、第7~第12ダイオードD7~D12が逆並列に接続されている。
第2インバータ40において、第2正極母線43と第2負極母線44とは、コンデンサ45により接続されている。なお、コンデンサ45は、第2インバータ40の外側に設けられていてもよい。
回転電機30は、車載主機としての3相回転電機であり、そのロータが、車両の駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機30は、電機子巻線であるU相巻線31、V相巻線32及びW相巻線33を有している。
U相巻線31の第1端は、第1インバータ20において第1スイッチQ1と第2スイッチQ2との接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40において第7スイッチと第8スイッチQ8との接続点に接続されている。V相巻線32の第1端は、第1インバータ20において第3スイッチQ3と第4スイッチQ4との接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40おいて第9スイッチQ9と第10スイッチQ10との接続点に接続されている。W相巻線33の第1端は、第1インバータ20において第5スイッチQ5と第6スイッチQ6との接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40において第11スイッチQ11と第12スイッチQ12との接続点に接続されている。
電力変換装置10は、制御部50を備えている。制御部50は、第1インバータ20の第1~第6スイッチQ1~Q6をオンオフ操作するゲート信号GS1~GS6と、第2インバータ40の第7~第12スイッチQ7~Q12をオンオフ操作するゲート信号GS7~GS12とを出力する。なお、制御部50が提供する各機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
電力変換装置10は、第1蓄電池100の状態を監視する第1監視装置70と、第2蓄電池110の状態を監視する第2監視装置71とを備えている。第1監視装置70は、第1蓄電池100の残存容量を示す第1SOC1(State Of Charge)を算出し、第2監視装置71は、第2蓄電池110の残存容量を示す第2SOC2を算出する。SOCは、蓄電池の満充電時の容量に対する、蓄電池の残存容量の比であり、0%から100%の間の値を取る。また、第1監視装置70は、第1蓄電池100の温度である第1電池温度Tb1を検出し、第2監視装置71は、第2蓄電池110の温度である第2電池温度Tb2を検出する。第1,第2監視装置70,71が、残存容量算出部及び温度検出部に相当する。
電力変換装置10は、回転電機30のU,V,W相巻線31,32,33に流れる電流である巻線電流IMrを検出する電流センサ72を備えている。
第1インバータ20の第1負極母線24と、第2インバータ40の第2負極母線44とは、切替用スイッチ60により接続されている。本実施形態において、切替用スイッチ60は、常開式のリレーである。切替用スイッチ60がオン操作される場合、第1負極母線24と第2負極母線44とは電気的に導通され、切替用スイッチ60がオフ操作される場合、第1負極母線24と第2負極母線44とは電気的に遮断される。
制御部50は、第1電池温度Tb1と第2電池温度Tb2とのうち、低い方の温度である判定対象温度Tb3が低温側判定値TLよりも低い場合に、第1蓄電池100及び第2蓄電池110の温度を上昇させるべく昇温制御を実施する。この昇温制御では、第1蓄電池100からの放電電流を第2蓄電池110に流す第1通電処理と、第2蓄電池110からの放電電流を第1蓄電池100に流す第2通電処理とが交互に実施される。本実施形態では、制御部50が操作部に相当する。
次に、制御部50により実施される昇温制御を説明する。図2は、電力変換装置10を、第1,第2インバータ20,40のU相に着目して簡略化した等価回路図である。図2において、第1スイッチQ1及び第2スイッチQ2の接続点と、第7スイッチQ7及び第8スイッチQ8の接続点とがU相巻線31により接続されており、Hブリッジ回路が形成されている。
昇温制御では、まず、制御部50が、リレー操作信号をオン指令に設定する。リレー操作信号は、切替用スイッチ60をオン操作とオフ操作とに切替える信号である。切替用スイッチ60がオン操作されることにより、第1インバータ20の第1負極母線24と第2インバータ40の第2負極母線44とが導通状態とされる。そして、制御部50は、第1通電処理として、第1蓄電池100の電気エネルギを第2蓄電池110に移動させるべく、第1インバータ20の各スイッチと第2インバータ40の各スイッチとをオンオフ操作する。制御部50は、第1インバータ20の第1,第2スイッチQ1,Q2のデューティ比と、第2インバータ40の第7,第8スイッチQ7,Q8のデューティ比とを調整することにより、第1蓄電池100から第2蓄電池110に流れる電流を制御する。
制御部50は、第2通電処理として、第2蓄電池110の電気エネルギを第1蓄電池100に移動させるべく、第1インバータ20の各スイッチと第2インバータ40の各スイッチとをオンオフ操作する。制御部50は、第1インバータ20の第1,第2スイッチQ1,Q2のデューティ比と、第2インバータ40の第7,第8スイッチQ7,Q8のデューティ比とを調整することにより、第2蓄電池110から第1蓄電池100に流れる電流を制御する。
第1,第2通電処理が実施されることにより、第1,第2蓄電池100,110には充放電電流が流れ、第1,第2蓄電池100,110が昇温される。この際、第1蓄電池100と第2蓄電池110との間で電気エネルギが相互に移動するため、電気エネルギの消費が抑えられる。
次に、図3,図4に、制御部50が行う昇温制御の機能ブロック図を示す。制御部50は、指令値生成部51と、電流偏差算出部52と、PI制御部53と、PWM生成部54と、反転器55とを備えている。
指令値生成部51は、昇温制御時におけるU,V,W相巻線31,32,33の指令電流を生成する。本実施形態では、図4に示すように、指令値生成部51は、昇温制御の1周期Tcにおいて、正弦波状に変化する指令電流IM*を生成する。具体的には、指令値生成部51は、第1通電処理が実施される第1期間P1において、正の半波となる指令電流IM*を生成し、第2通電処理が実施される第2期間P2において、負の半波となる指令電流IM*を生成する。本実施形態では、U,V,W相巻線31,32,33において、第1インバータ20に接続されている第1端側から、第2インバータに接続されている第2端側の向きに電流が流れる場合を正とし、第2端側から第1端側の向きに電流が流れる場合を負としている。
本実施形態では、指令値生成部51は、指令電流IM*の1周期Tcにおいて、指令電流IM*のゼロクロスタイミングに対して、正の指令電流IM*と負の指令電流IM*とが点対称になるように指令電流IM*を生成する。これにより、指令電流IM*のゼロアップクロスタイミングからゼロダウンクロスタイミングまでの第1期間P1と、指令電流IM*のゼロダウンクロスタイミングからゼロアップクロスタイミングまでの第2期間P2とが同じ長さ(=Tc/2)とされる。また、1周期Tcにおいて、第1領域の面積S1と第2領域の面積S2とが等しくなる。第1領域S1は、1周期Tcにおいて、指令電流IM*のゼロアップクロスタイミングからゼロダウンクロスタイミングまでの時間軸と、正の指令電流IM*とで囲まれる領域である。第2領域は、1周期Tcにおいて、指令電流IM*のゼロダウンクロスタイミングからゼロアップクロスタイミングまでの時間軸と、負の指令電流IM*とで囲まれる領域である。「S1=S2」に設定されることにより、1周期Tcにおける第1蓄電池100及び第2蓄電池110の充放電電流の収支を合わせることができ、昇温制御に伴って第1蓄電池100の端子電圧と第2蓄電池110の端子電圧との差が大きくなることを抑制できる。
図3の説明に戻り、指令値生成部51により生成された指令電流IM*は、電流偏差算出部52に入力される。電流偏差算出部52は、指令電流IM*から巻線電流IMrを減算することにより、電流偏差ΔIMを算出する。
電流偏差算出部52により算出された電流偏差ΔIMは、PI制御部53に入力される。PI制御部53は、電流偏差ΔIMを0にフィードバック制御するための操作量として、デューティ指令値D*を算出する。デューティ指令値D*は、第1,第3,第5スイッチQ1,Q3,Q5及び第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12の1スイッチング周期Tswにおけるオン指令Tonの比率(=Ton/Tsw)を定める値である。
PI制御部53からのデューティ指令値D*は、PWM生成部54に入力される。PWM生成部54は、デューティ指令値D*に基づいて、第1操作信号を生成する。本実施形態では、ハイ状態の第1操作信号がスイッチのオン指令であり、ロー状態の第1操作信号がスイッチのオフ指令である。
第1スイッチQ1のゲートに出力される第1操作信号が第1ゲート信号GS1であり、第3スイッチQ3のゲートに出力される第1操作信号が第3ゲート信号GS3であり、第5スイッチQ5のゲートに出力される第1操作信号が第5ゲート信号GS5である。第8スイッチQ8のゲートに出力される第1操作信号が第8ゲート信号GS8であり、第10スイッチQ10のゲートに出力される第1操作信号が第10ゲート信号GS10であり、第12スイッチQ12のゲートに出力される第1操作信号が第12ゲート信号GS12である。本実施形態では、第1,第3,第5,第8,第10,第12ゲート信号GS1,GS3,GS5,GS8,GS10,GS12は同期している。
PWM生成部54からの第1操作信号は、反転器55にも入力される。反転器55は、第1操作信号の論理を反転させることにより、第2操作信号を生成する。本実施形態では、ハイ状態の第2操作信号がスイッチのオン指令であり、ロー状態の第2操作信号がスイッチのオフ指令である。
第2スイッチQ2のゲートに出力される第2操作信号が第2ゲート信号GS2であり、第4スイッチQ4のゲートに出力される第2操作信号が第4ゲート信号GS4であり、第6スイッチQ6のゲートに出力される第2操作信号が第6ゲート信号GS6である。第7スイッチQ7のゲートに出力される第2操作信号が第7ゲート信号GS7であり、第9スイッチQ9のゲートに出力される第2操作信号が第9ゲート信号GS9であり、第11スイッチQ11のゲートに出力される第11操作信号が第11ゲート信号GS11である。本実施形態では、第2,第4,第6,第7,第9,第11ゲート信号GS2,GS4,GS6,GS7,GS9,GS11は同期している。
図5は、電力変換装置10の動作を説明するタイミングチャートである。図5(a)は巻線電流IMrを示す。図5(b)は第1蓄電池100に流れる電流Icd1を示し、図5(c)は第2蓄電池110に流れる電流Icd2を示す。図5(d)は第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,GS5を示し、図5(e)は第2,第4,第6ゲート信号GS2,GS4,GS6を示す。図5(f)は第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11を示し、図5(g)は第8,第10,第12ゲート信号GS8,GS10,GS12を示す。図5の説明では、第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,GS5のデューティ指令値D*を第1デューティ比Duty1と称し、第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11のデューティ指令値D*を第2デューティ比Duty2と称す。
第1期間P1では、指令電流IM*に応じて、第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,G5の第1デューティ比Duty1が増加している。また、第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11の第2デューティ比Duty2(=1-Duty1)が減少している。なお、第8,第10,第12操作信号のデューティ比は、第1デューティ比Duty1と同じ値であり、第2,第4,第6操作信号のデューティ比は、第2デューティ比Duty2と同じ値となる。第1期間P1では、巻線電流IMrの平均値は第1,第2デューティ比Duty1,Duty2の組み合わせに応じて正の半波状に変化する。そのため、第1蓄電池100に流れる電流Icd1は正(放電電流)となり、第2蓄電池110に流れる電流Icd2は負(充電電流)となる。
第2期間P2では、指令電流IM*に応じて、第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,GS5の第1デューティ比Duty1は、増加から減少に転じている。また、第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11の第2デューティ比Duty2が増加している。第2期間P2では、巻線電流IMrの平均値は第1,第2デューティ比Duty1,Duty2の組み合わせに応じて負の半波状に変化する。そのため、第2蓄電池110に流れる電流Icd2は正(放電電流)となり、第1蓄電池100に流れる電流Icd1は負(充電電流)となる。
次に、図6を用いて、制御部50により実施される昇温制御の手順を説明する。図6に示す処理は、制御部50により所定周期で繰り返し実施される。
ステップS11では、第1電池温度Tb1と第2電池温度Tb2とのうち、低い方の温度である判定対象温度Tb3を取得する。ステップS12では、第1,第2蓄電池100,110に対する昇温要求が生じているか否かを判定する。本実施形態では、判定対象温度Tb3が低温側判定値TLよりも低い温度であると判定した場合に、昇温要求が生じていると判定する。
昇温要求が生じていると判定した場合、ステップS13に進み、第1SOC1及び第2SOC2のうち、値が低い方を判定対象SOCとして取得する。
ステップS14では、リレー操作信号をオン指令に設定し、切替用スイッチ60をオン操作する。これにより、第1インバータ20の第1負極母線24と第2インバータ20の第2負極母線44とが接続される。
ステップS15では、ステップS11で取得した判定対象温度Tb3と、ステップS13で取得した判定対象SOCとに基づいて、指令電流IM*を設定する。本実施形態では、図7(a),図7(b)に示すように、判定対象SOCが低いほど、電流振幅Iaを小さくし、かつ、第1通電処理と第2通電処理との間の切替周期Fが短くなるように指令電流IM*を設定する。これは、電流振幅Iaを小さくすることにより、昇温制御に伴うSOCの低下を抑制し、切替周期Fを短くすることにより、第1,第2蓄電池100,110の内部抵抗を低下させて第1,第2蓄電池100,110に電流を流れ易くするためである。
また、蓄電池の温度が低いほど、蓄電池の放電容量が少なくなる。そのため、本実施形態では、判定対象温度Tb3が低いほど、電流振幅Iaを小さくし、かつ、切替周期Fを短くするように指令電流IM*を設定する。
本実施形態では、制御部50は、判定対象SOCと、判定対象温度Tb3との組み合わせと、指令電流IM*とを対応づける指令値マップを記憶している。制御部50は、この指令値マップを参照することにより、判定対象SOCと、判定対象温度Tb3とに応じた指令電流IM*を設定することができる。
ステップS16では、ステップS15で設定した指令電流IM*を用いて昇温制御を実施する。そして、図6の処理を一旦終了する。
一方、ステップS12を否定判定すると、ステップS17に進み、回転電機30を駆動する駆動要求が有るか否かを判定する。例えば、車両の起動スイッチがオン操作された場合に、回転電機30に対する駆動要求がなされる。駆動要求がある場合、ステップS18に進み、リレー操作信号をオフ指令に設定することにより、切替用スイッチ60をオフ操作する。ステップS19では、回転電機30を駆動すべく第1インバータ20の第1~第6スイッチQ1~Q6をオンオフ操作する。
また、ステップS17を否定判定すると、ステップS20に進む。ステップS20では、リレー操作信号をオフ指令に設定することにより、切替用スイッチ60をオフ操作する。そして、図6の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。
・制御部50は、第1,第2蓄電池100,110に対する昇温制御を実施する場合、切替用スイッチ60をオン操作することで第1負極母線24と第2負極母線44とを接続する。そして、第1,第2インバータ20,40の各上,下アームスイッチをオンオフ操作することにより、第1蓄電池100からの電流を第2蓄電池110に流す第1通電処理と、第2蓄電池110からの電流を第1蓄電池100に流す第2通電処理とを交互に実施する。これにより、第1蓄電池100からの電気エネルギと、第2蓄電池110からの電気エネルギとを相互に供給し合うことにより、昇温に必要な電流を第1蓄電池100及び第2蓄電池110に流すことができる。
・制御部50は、判定対象SOCが低いほど、第1,第2蓄電池100,110に流れる電流の電流振幅を小さくし、かつ第1通電処理と第2通電処理との間の切替周期Fを短くするように、第1,第2通電処理を実施する。これにより、第1,第2蓄電池100,110のSOCが低い場合においても、SOCの低下を極力抑制しつつ、第1,第2蓄電池100,110を昇温することができる。
・制御部50は、判定対象温度Tb3が低いほど、第1,第2蓄電池100,110に流れる電流の電流振幅を小さくし、かつ第1通電処理及び第2通電処理の切替周期Fを短くするように、第1通電処理及び第2通電処理を実施する。これにより、第1,第2蓄電池100,110の放電容量が低い場合においても、放電容量SOCの低下を極力抑制しつつ、第1,第2蓄電池100,110を昇温することができる。
<第1実施形態の変形例>
制御部50は、ヒステリシス制御により、各操作信号を生成してもよい。図8に示す制御部50において、ヒステリシス制御部56には、電流偏差算出部52からの電流偏差ΔIMが入力される。ヒステリシス制御部56は、電流偏差ΔIMに基づいて第1操作信号を生成する。反転器55は、ヒステリシス制御部56により生成された第1操作信号の論理を反転させることにより、第2操作信号を生成する。これにより、指令電流IM*に対して±ΔIの幅を持った範囲で巻線電流IMrが制御される。
制御部50は、ヒステリシス制御により、各操作信号を生成してもよい。図8に示す制御部50において、ヒステリシス制御部56には、電流偏差算出部52からの電流偏差ΔIMが入力される。ヒステリシス制御部56は、電流偏差ΔIMに基づいて第1操作信号を生成する。反転器55は、ヒステリシス制御部56により生成された第1操作信号の論理を反転させることにより、第2操作信号を生成する。これにより、指令電流IM*に対して±ΔIの幅を持った範囲で巻線電流IMrが制御される。
<第2実施形態>
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
本実施形態では、第1,第2蓄電池100,110の状態に応じて、電流を流すU,V,W相巻線31,32,33の相数を変更する。本実施形態では、図9に示すように、制御部50は、第1相数切替部57と、第2相数切替部58とを備えている。
PWM生成部54からの第1操作信号は、第1相数切替部57に入力される。第1相数切替部57は、第1,第2蓄電池100,110に流れる電流振幅に基づいて、第1操作信号を出力するスイッチの相数を3相と2相との間で切り替える。本実施形態では、第1相数切替部57は、指令電流IM*に応じた電流振幅Iaが振幅判定値TA以上である場合に、第1,第3,第5,第8,第10,第12スイッチQ1,Q3,Q5,Q8,Q10,Q12の全てに第1操作信号を出力する。一方、第1相数切替部57は、電流振幅Iaが振幅判定値TAよりも小さい場合に、第1,第3,第8,第10スイッチQ1,Q3,Q8,Q10に第1操作信号を出力する。
振幅判定値TAは、例えば、U,V,W相巻線31,32,33のうち、2相の巻線に電流を流した場合に、巻線が巻回されるステータのティースが磁気飽和しない電流値の最大値に設定されればよい。
反転器55からの第2操作信号は、第2相数切替部58に入力される。第2相数切替部58は、第1,第2蓄電池100,110に流れる電流の電流振幅に基づいて、第2操作信号を出力するスイッチの相数を3相と2相との間で切り替える。本実施形態では、第2相数切替部58は、指令電流IM*に応じた電流振幅Iaが振幅判定値TA以上である場合に、第2,第4,第6,第7,第9,第11スイッチQ1,Q4,Q6,Q7,Q9,Q11の全てに第2操作信号を出力する。一方、第2相数切替部58は、電流振幅Iaが振幅判定値TAよりも小さい場合に、第2,第4,第7,第9スイッチQ2,Q4,Q7,Q9に第2操作信号を出力する。
図10を用いて、本実施形態に係る昇温制御の手順を説明する。図に示す処理は、制御部50により所定周期で繰り返し実施される。
ステップS15において指令電流IM*を設定すると、ステップS31に進む。ステップS31では、ステップS15で設定した指令電流IM*の電流振幅Iaが振幅判定値TA以上であるか否かを判定する。
電流振幅Iaが振幅判定値TA以上であると判定した場合には、ステップS32に進み昇温制御を実施する。ステップS32で実施する昇温制御では、U,V,W相巻線31,32,33の全てに電流が流れるように、第1,第2インバータ20,40の各スイッチを操作する。
ステップS31において、電流振幅Iaが振幅判定値TAよりも小さい場合と判定した場合には、ステップS33に進み、U,V,W相巻線31,32,33のうち、2相の巻線に電流を流す昇温制御を実施する。そして、図10の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態では、制御部50は、電流振幅Iaが振幅判定値TAよりも小さい場合に、電流振幅Iaが振幅判定値TA以上である場合よりも、電流が流れるU,V,W相巻線31,32,33の相数を少なくするように、第1通電処理及び第2通電処理を実施する。これにより、昇温制御時における磁束の変化が抑制され、回転電機30における鉄損及び騒音を低減することができ、ひいては昇温制御時におけるエネルギ損失を抑制することができる。
<第2実施形態の変形例>
制御部50は、ステップS33において、第1,第2蓄電池100,110の状態に応じて、電流を流すU,V,W相巻線31,32,33の相数を2相から1相に変更してもよい。
制御部50は、ステップS33において、第1,第2蓄電池100,110の状態に応じて、電流を流すU,V,W相巻線31,32,33の相数を2相から1相に変更してもよい。
<第3実施形態>
第3実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
第3実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
本実施形態では、第2インバータ40の各第7~第12スイッチQ7~Q12のデューティ比を、50%よりも高い値に維持した状態で、昇温制御が実施される。
図11に示すように、制御部50は、第1PWM生成部90と、第1反転器91と、第2PWM生成部92と、第2反転器93とを備えている。
PI制御部53からの第1デューティ指令値D1*は、第1PWM生成部90に入力される。第1PWM生成部90は、第1デューティ指令値D1*に基づいて第1操作信号を生成する。第1スイッチQ1のゲートに出力される第1操作信号が第1ゲート信号GS1となり、第3スイッチQ3のゲートに出力される第1操作信号が第3ゲート信号GS3となり、第5スイッチQ5のゲートに出力される第1操作信号が第5ゲート信号GS5となる。
第1PWM生成部90からの第1操作信号は、第1反転器91にも入力される。第1反転器91は、第1操作信号の論理を反転させることにより、第2操作信号を生成する。第2スイッチQ2のゲートに出力される第2操作信号が第2ゲート信号GS2となり、第4スイッチQ4のゲートに出力される第2操作信号が第4ゲート信号GS4となり、第6スイッチQ6のゲートに出力される第2操作信号が第6ゲート信号GS6となる。
第2PWM生成部92には、第2デューティ指令値D2*が入力される。本実施形態では、第2デューティ指令値D2*は、第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11のデューティ比を80%に固定する指令値である。第2PWM生成部92は、第2デューティ指令値D2*に基づいて、第3操作信号を生成する。第7スイッチQ7のゲートに出力される第3操作信号が第7ゲート信号GS7となり、第9スイッチQ9のゲートに出力される第3操作信号が第9ゲート信号GS9となり、第11スイッチQ11のゲートに出力される第3操作信号が第11ゲート信号GS11となる。
第2PWM生成部92からの第3操作信号は、第2反転器93にも入力される。第2反転器93は、第3操作信号の論理を反転させることにより、第4操作信号を生成する。第8スイッチQ8のゲートに出力される第4操作信号が第8ゲート信号GS8となり、第10スイッチQ10のゲートに出力される第4操作信号が、第10ゲート信号GS10となり、第12スイッチQ12のゲートに出力される第4操作信号が、第12ゲート信号GS12となる。
図12は、本実施形態に係る電力変換装置10の動作を説明するタイミングチャートである。図12(a)は巻線電流IMrを示す。図12(b)は第1蓄電池100に流れる電流Icd1を示し、図12(c)は第2蓄電池110に流れる電流Icd2を示す。図12(d)は第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,GS5を示し、図12(e)は第2,第4,第6ゲート信号GS2,GS4,GS6を示す。図12(f)は第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11を示し、図12(g)は第8,第10,第12ゲート信号GS8,GS10,GS12を示す。
第1期間P1では、指令電流IM*に応じて、第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,G5の第1デューティ比Duty1が変化している。また、第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11の第2デューティ比Duyt2は80%で推移している。第1期間P1では、巻線電流IMrの平均値は第1,第2デューティ比Duty1,Duty2の組み合わせに応じて正の半波状に変化する。そのため、第1蓄電池100に流れる電流Icd1が正(放電電流)となり、第2蓄電池110に流れる電流Icd2が負(充電電流)となる。
第2期間P2では、指令電流IM*に応じて、第1,第3,第5ゲート信号GS1,GS3,GS5の第1デューティ比Duty1が変化している。第7,第9,第11ゲート信号GS7,GS9,GS11の第2デューティ比Duty2は80%で推移している。第2期間P1では、巻線電流IMrの平均値は第1,第2デューティ比Duty1,Duty2の組み合わせに応じて負の半波状に変化する。そのため、第2蓄電池110に流れる電流Icd2が正(放電電流)となり、第1蓄電池100に流れる電流Icd1が負(充電電流)となる。
以上説明した本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第4実施形態>
第4実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第4実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
第4実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第4実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
図13に示すように、電力変換装置11は、回転電機35と、第1インバータ20Aと、第2インバータ40Aと、第3インバータ20Bと、第4インバータ40Bとを備えている。
第1インバータ20Aは、第1蓄電池100Aと、回転電機35との間に接続されている。第2インバータ40Aは,第2蓄電池110Aと、回転電機35との間に接続されている。第3インバータ20Bは,第3蓄電池100Bと、回転電機35との間に接続されている。第4インバータ40Bは、第4蓄電池110Bと、回転電機35との間に接続されている。第1,第3インバータ20A,20Bは、第1実施形態における第1インバータ20と同様の構成であるため、その説明を省略する。第2,第4インバータ40A,40Bは、第1実施形態における第2インバータ40と同様の構成であるため、その説明を省略する。
回転電機35は、第1巻線群と第2巻線群とを有する3相2重巻線式の回転電機である。第1巻線群は、第1U相巻線36Aと、第1V相巻線37Aと、第1W相巻線38Aとにより構成されている。第2巻線群は、第2U相巻線36Bと、第2V相巻線37Bと、第2W相巻線38Bとにより構成されている。
第1巻線群には、第1,第2インバータ20A,40Aが電気的に接続されている。具体的には、第1U相巻線36Aの第1端は、第1インバータ20Aにおいて第1スイッチQ1Aと第2スイッチQ2Aとの接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40Aにおいて第7スイッチQ7Aと第8スイッチQ8Aとの接続点に接続されている。第1V相巻線37Aの第1端は、第1インバータ20Aにおいて第3スイッチQ3Aと第4スイッチQ4Aとの接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40Aおいて第9スイッチQ9Aと第10スイッチQ10Aとの接続点に接続されている。第1W相巻線38Aの第1端は、第1インバータ20において第5スイッチQ5Aと第6スイッチQ6Aとの接続点に接続されており、第2端は、第2インバータ40Aにおいて第11スイッチQ11Aと第12スイッチQ12Aとの接続点に接続されている。
回転電機35の第2巻線群には、第3,第4インバータ20B,40Bが電気的に接続されている。具体的には、第2U相巻線36Bの第1端は、第3インバータ20Bにおいて第1スイッチQ1Bと第2スイッチQ2Bとの接続点に接続されており、第2端は、第4インバータ40Bにおいて第7スイッチQ7Bと第8スイッチQ8Bとの接続点に接続されている。第2V相巻線37Bの第1端は、第3インバータ20Bにおいて第3スイッチQ3Bと第4スイッチQ4Bとの接続点に接続されており、第2端は、第4インバータ40Bおいて第9スイッチQ9Bと第10スイッチQ10Bとの接続点に接続されている。第2W相巻線38Bの第1端は、第3インバータ20Bにおいて第5スイッチQ5Bと第6スイッチQ6Bとの接続点に接続されており、第2端は、第4インバータ40Bにおいて第11スイッチQ11Bと第12スイッチQ12Bとの接続点に接続されている。
本実施形態では、制御部50は、昇温制御により第1巻線群に電流を流す場合、第1切替用スイッチ60Aをオン操作するとともに、第1,第2インバータ20A,40Aの各スイッチをオンオフ操作することにより、第1蓄電池100と第2蓄電池110とに充放電電流を流す。制御部50は、昇温制御により第2巻線群に電流を流す場合、第2切替用スイッチ60Bをオン操作するとともに、第3,第4インバータ20B,40Bの各スイッチをオンオフ操作することにより、第1蓄電池100と第2蓄電池110とに充放電電流を流す。
以上説明した本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第5実施形態>
第5実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
第5実施形態では、第1実施形態と異なる構成を主に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号を付した構成は同一の構成を示し、その説明は繰り返さない。
図14に示す電力変換装置10では、第1インバータ20の第1正極母線23と、第2インバータ40の第2正極母線43とが切替用スイッチ61により接続されている。切替用スイッチ61がオン操作される場合、第1正極母線23と第2正極母線43とは電気的に導通され、切替用スイッチ61がオフ操作される場合、第1正極母線23と第2正極母線43とは電気的に遮断される。
図11を流用して本実施形態に係る制御部50の機能を説明する。第1PWM生成部90からの第1操作信号は、第2,第4,第6スイッチQ2,Q4,Q6の各ゲートに入力される。第1反転器91からの第2操作信号は、第1,第3,第5スイッチQ1,Q3,Q5の各ゲートに入力される。これにより、制御部50は、第2,第4,第6スイッチQ2,Q4,Q6を、第3デューティ比Duty3でオンオフ操作し、第1,第3,第5スイッチQ1,Q3,Q5を第4デューティ比(=1-Duyt3)でオンオフ操作する。
第2PWM生成部92からの第3操作信号は、第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12の各ゲートに入力される。第2反転器93からの第4操作信号は、第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11の各ゲートに入力される。これにより、制御部50は、第8,第10,第12スイッチQ8,Q10,Q12を、第5デューティ比Duty5でオンオフ操作し、第7,第9,第11スイッチQ7,Q9,Q11を第6デューティ比(=1-Duyt5)でオンオフ操作する。
以上説明した本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<その他の実施形態>
・指令電流IM*の設定方法は、図4に示したものに限らない。1周期Tcにおいて指令電流IM*のゼロクロスタイミングに対して正の指令電流IM*と負の指令電流IM*とが点対称になる関係を満たしつつ、例えば、正の指令電流IM*及び負の指令電流IM*それぞれを台形波又は矩形波に設定してもよい。
・指令電流IM*の設定方法は、図4に示したものに限らない。1周期Tcにおいて指令電流IM*のゼロクロスタイミングに対して正の指令電流IM*と負の指令電流IM*とが点対称になる関係を満たしつつ、例えば、正の指令電流IM*及び負の指令電流IM*それぞれを台形波又は矩形波に設定してもよい。
また、指令電流IM*の設定方法としては、上記点対称の関係を満たすものに限らない。例えば、1周期Tcにおいて、指令電流IM*のゼロアップクロスタイミングからゼロダウンクロスタイミングまでの期間と、指令電流IM*のゼロダウンクロスタイミングからゼロアップクロスタイミングまでの期間とが異なるようにし、かつ、第1領域の面積S1と第2領域の面積S2とが等しくなるように指令電流IM*を設定してもよい。この場合であっても、1周期Tcにおける第1蓄電池100及び第2蓄電池110の充放電電流の収支を合わせることはできる。
・切替スイッチとしては、リレーに限らない。切替スイッチとして、例えば、ソース同士が接続された一対のNチャネルMOSFETや、IGBTが用いられてもよい。
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
20…第1インバータ、23…第1正極母線、24…第1負極母線、30…回転電機、40…第2インバータ、43…第2正極母線、44…第2負極母線、50…制御部、60…切替用スイッチ、100…第1蓄電池、110…第2蓄電池。
Claims (5)
- 電機子巻線(31~33)を有する回転電機(30)と、
第1上アームスイッチ(Q1,Q3,Q5)及び第1下アームスイッチ(Q2,Q4,Q6)の直列接続体を有し、前記電機子巻線の両端のうち第1端と、第1蓄電池(100)とを接続する第1インバータ(20)と、
第2上アームスイッチ(Q7,Q9,Q11)及び第2下アームスイッチ(Q8,Q10,Q12)の直列接続体を有し、前記電機子巻線の両端のうち第2端と、第2蓄電池とを接続する第2インバータ(40)と、
前記第1蓄電池の正極端子に接続された第1正極母線(23)と、
前記第2蓄電池の正極端子に接続された第2正極母線(43)と、
前記第1蓄電池の負極端子に接続された第1負極母線(24)と、
前記第2蓄電池の負極端子に接続された第2負極母線(44)と、
前記第1正極母線と前記第2正極母線との間、又は前記第2正極母線と前記第2負極母線との間を電気的に遮断又は導通させる切替用スイッチ(60,61)と、
前記切替用スイッチ、前記第1上アームスイッチ、前記第1下アームスイッチ、前記第2上アームスイッチ及び前記第2下アームスイッチをオンオフ操作する操作部(50)と、を備え、
前記電機子巻線の第1端は、前記第1上アームスイッチと前記第1下アームスイッチとの接続点に接続されており、前記電機子巻線の第2端は、前記第2上アームスイッチと前記第2下アームスイッチとの接続点に接続されており、
前記操作部は、前記切替用スイッチをオン操作した状態で、前記第1上アームスイッチ、前記第1下アームスイッチ、前記第2上アームスイッチ及び前記第2下アームスイッチをオンオフ操作することにより、前記第1蓄電池からの電流を、前記第1インバータ、前記電機子巻線及び前記第2インバータを介して前記第2蓄電池に流す第1通電処理と、前記第2蓄電池からの電流を、前記第2インバータ、前記電機子巻線及び前記第1インバータを介して前記第1蓄電池に流す第2通電処理と、を交互に実施する電力変換装置。 - 前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の残存容量を算出する残存容量算出部(70,71)を備え、
前記操作部は、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の各残存容量が低いほど、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池に流れる電流振幅を小さくし、かつ前記第1通電処理及び前記第2通電処理の切替周期を短くするように、前記第1通電処理及び前記第2通電処理を実施する請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池の少なくともいずれかの温度である電池温度を検出する温度検出部(70,71)を備え、
前記操作部は、前記温度検出部により検出された前記電池温度が低いほど、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池に流れる電流振幅を小さくし、かつ前記第1通電処理及び前記第2通電処理の切替周期を短くするように、前記第1通電処理及び前記第2通電処理を実施する請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記回転電機は、2相以上の前記電機子巻線を有し、
前記操作部は、前記第1蓄電池及び前記第2蓄電池に流れる電流の電流振幅が所定値よりも小さい場合に、前記電流振幅が前記所定値以上である場合よりも、電流が流れる前記電機子巻線の相数を少なくするように、前記第1通電処理及び前記第2通電処理を実施する請求項2又は3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記操作部は、前記第1通電処理及び前記第2通電処理において、前記第1上アームスイッチと前記第2下アームスイッチとを同期させてオンオフ操作し、前記第1下アームスイッチと前記第2上アームスイッチとを同期させてオンオフ操作する請求項1~4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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DE102019200971A1 (de) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Denso Corporation | Lenksteuerungsvorrichtung |
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---|---|---|---|---|
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