KR20100017380A - 전원 장치 및 전동 차량 - Google Patents

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Abstract

병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서, 각 축전 디바이스의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 각 축전 디바이스에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 스위치 소자의 온 상태 및 오프 상태를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 온도보다도 높은 경우에 스위치 소자를 오프 상태로 한다.
축전 디바이스, 전원 장치, 듀티비, 스위치 소자, 온도 검출부, 제어부, 전동 차량

Description

전원 장치 및 전동 차량{POWER SUPPLY DEVICE AND ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 복수의 축전 디바이스를 병렬로 접속하여 사용하는 전원 장치, 및 전원 장치를 구비하는 전동 차량에 관한 것이다.
종래, 복수의 축전 디바이스를 직렬 접속 또는 병렬 접속하고, 고전압, 고용량인 전원 장치가 제안되어 있다. 도 1은 복수의 축전 디바이스 V1 내지 V3을 병렬로 접속한 전원 장치(100)의 회로도이다. 도 1의 전원 장치(100)에서는, 상이한 내부 저항 R1 내지 R3을 갖는 종래의 축전 디바이스 V1 내지 V3이 병렬로 접속되어 부하(10)에 전력을 공급하고 있다.
도 1의 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 내부 저항 R1 내지 R3이 상이하기 때문에, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 흐르는 전류도 서로 다르다. 또한, 축전 디바이스 V의 발열량 J는, J=RI2(여기서, R은 축전 디바이스 V의 내부 저항, I는 축전 디바이스 V에 흐르는 전류임)이 된다. 그로 인해, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 내부 저항 R1 내지 R3이 상이함으로써, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 발열량 J1 내지 J3도 서로 다르게 된다. 한편, 축전 디바이스의 내부 저항은 그 축전 디바이스의 사용 상태(예를 들어, 축전 디바이스 V의 전지 용량이나 온도)나 개개의 축전 디바이스의 고체차에 따라 상이하다. 그로 인해, 축전 디바이스의 내부 저항을 미리 설정할 수 없다.
따라서, 이러한 종류의 전원 장치에서는, 내부 저항이 작은 축전 디바이스에 흐르는 전류가 증대하여, 내부 저항이 작은 축전 디바이스가 이상 발열한다고 하는 과제가 있다. 또한, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 흐르는 전류가 상이하기 때문에, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3 사이에서의 온도에 편차가 생긴다고 하는 과제도 있다. 예를 들어, 임의의 축전 디바이스에서 이상 발열이 일어나면, 다른 축전 디바이스가 정상임에도 불구하고, 부하(10)에의 급전 제한 혹은 정지를 해야만 하는 경우가 발생한다. 또한, 축전 디바이스는 고온이 되면 열화하기 쉬워지기 때문에, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3 사이에서의 온도에 편차가 생기면, 열화의 편차가 발생한다. 결과적으로, 가장 열화가 빠른 축전 디바이스가 수명을 마쳤을 때에 전원 장치의 수명도 끝나게 되므로, 수명 특성이 불량해진다.
이들 과제에 대하여, 일본 특허 출원 공개 제2004-31255호에서는, 전원 장치의 구성이나 전원 장치를 탑재한 기기에 의해 각 축전 디바이스에 미치는 온도 상승 경향(환경 온도)을 사전에 알고 있는 경우에, 전원 장치의 출력 단자에 온도 상승 경향이 상이한 접속 저항 혹은 PTC(Positive Temperature Coefficient)를 접속하여, 축전 디바이스(셀)의 온도 편차를 억제하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 방법은, 전원 장치의 구성이나 환경 온도를 미리 알고 있지 않으면, 셀의 온도 편차를 잘 억제할 수 없다고 하는 문제가 발생한다.
본 발명은 전술한 내용을 감안한 발명이며, 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 상기 스위치 소자의 온(ON) 상태 및 오프(OFF) 상태를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 온도보다도 높은 경우에 상기 스위치 소자를 오프 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 상기 스위치 소자의 온 상태 및 오프 상태를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도에 기초하여 상기 스위치 소자에 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호의 하이(High) 상태 및 로우(Low) 상태에 따라서 상기 스위치 소자를 온 상태 혹은 오프 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 상기 전류 검출부에서 검출되는 전류 및 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압에 기초하여, 상기 스위치 소자에 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호의 하이 상태 및 로우 상태에 따라서 상기 스위치를 온 상태 혹은 오프 상태로 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전류 검출부에서 검출되는 전류 및 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압에 기초하여, 상기 복수의 축전 디바이스 각각의 내부 저항에 따른 듀티비를 갖는 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 축전 디바이스 중 적어도 1개는, 직렬로 접속된 복수의 축전 디바이스에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 것 중 어느 하나의 전원 장치와, 상기 전원 장치에 의해 공급되는 전력에 의해 동력을 발생하는 전동기와, 상기 동력이 전달되는 구동륜을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 차량이다.
또한, 본 발명에 관한 전원 장치를 직렬로 접속하여 전원 모듈로 한 것을 특징으로 한다.
전술한 전원 모듈과, 상기 전원 모듈의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 전원 모듈에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 상기 스위치 소자의 온 상태 및 오프 상태를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 온도보다도 높은 경우에 스위치 소자를 오프 상태로 하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템이다.
전술한 전원 모듈과, 상기 전원 모듈에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전원 모듈의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전원 모듈에 직렬로 접속되는 스위치 소자와, 상기 전류 검출부에서 검출되는 전류 및 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압에 기초하여, 상기 스위치 소자에 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호의 하이 상태 및 로우 상태에 따라서 상기 스위치를 온 상태 혹은 오프 상태로 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전원 시스템이다.
이상과 같은 구성을 구비함으로써, 전원 장치의 구성이나 환경 온도를 미리 알고 있지 않은 경우에도 각 축전 디바이스의 온도 편차를 억제할 수 있다.
도 1은, 복수의 축전 디바이스 V1 내지 V3을 병렬로 접속한 경우의 회로도.
도 2는, 본 발명의 전원 장치의 실시예 1을 도시하는 회로도.
도 3은, PTC(3)의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 4는, 본 발명의 전원 장치의 실시예 2를 도시하는 회로도.
도 5는, 서미스터(5)의 온도 특성을 나타내는 도면.
도 6은, 본 발명의 전원 장치의 실시예 3을 도시하는 회로도.
도 7은, 본 발명의 전원 장치의 실시예 4를 도시하는 회로도.
도 8은, 실시예 4를 사용한 경우의 제어 플로우를 도시하는 도면.
도 9는, 본 발명의 전원 장치의 실시예 5를 도시하는 회로도.
도 10은, 실시예 5를 사용한 경우의 제어 플로우를 도시하는 도면.
도 11은, 본 발명의 실시예 6에 관한 전동 차량(200)의 구성도.
도 12는, 실시예 4에 대하여 축전 디바이스를 복수 사용하여 직렬로 접속한 회로도.
도 13은, 스위치 소자의 동작 검증을 행하기 위한 회로도.
도 14는, 축전 디바이스 V1로부터의 출력 전류값의 측정 결과를 나타내는 도 면.
본 발명의 의의 내지 효과는, 이하에 나타내는 실시 형태의 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다. 단, 이하의 실시 형태는 어디까지나 본 발명의 일 실시 형태이며, 본 발명 내지 각 구성 요건의 용어의 의의는, 이하의 실시 형태에 기재된 것에 제한되는 것이 아니다.
<실시예 1>
도 2는, 본 발명의 전원 장치의 실시예 1을 도시하는 회로도이다. 전원 장치(101)에는 축전 디바이스 V1, V2, V3과, 스위치 소자로서 FET(Field Effect Transistor)(1, 2)와, 온도 검출부로서 PTC(3)와, 저항(11, 12)이 설치되어 있다. 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 대해서는 동일한 회로를 사용하므로 이하 축전 디바이스 V1에 대하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, FET(1)는 소스측이 저항(11)의 일단부와 FET(2)의 소스측과 접속된다. 또한, FET(1)는 드레인측이 부하(10) 및 다른 축전 디바이스 V2 내지 V3과 접속되어 있다. 또한, FET(1)의 게이트측은 저항(11)의 타단부와 저항(12)의 일단부와 접속되어 있다.
FET(2)는 소스측이 저항(11)의 일단부와 FET(1)의 소스측과 접속된다. 또한, FET(2)는 드레인측이 축전 디바이스 V1의 양극측에 접속되어 있다. 또한, FET(2)의 게이트측은 저항(11)의 타단부와 저항(12)의 일단부와 접속되어 있다.
PTC(3)는 축전 디바이스 V1의 온도의 영향을 받도록 배치된다. 예를 들어, PTC(3)는 축전 디바이스 V1에 접착되어도 된다. PTC(3)의 일단부는, 저항(12)의 타단부에 접속되고, 타단부는 축전 디바이스 V1의 음극측에 접속되어 있다. 또한, PTC(3)는 도 3의 PTC(3)의 온도 특성에 나타낸 바와 같이, 온도가 소정의 값보다도 커지면 저항이 급격하게 상승하는 특성을 갖고 있다.
따라서, 실시예 1의 회로에서는, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, PTC(3)의 저항이 낮아진다. 그로 인해, FET(1, 2)의 게이트-소스간에 전류가 흐르고, FET(1, 2)의 드레인-소스간에도 전류가 흐른다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, FET(1, 2)가 온 상태로 된다. 또한, 축전 디바이스 V1이 발열한 경우, PTC(3)의 저항이 상승하고, 소정의 온도(트립 온도)에 도달하면 FET(1, 2)의 게이트-소스간에 전류가 흐르지 않게 되므로, FET(1, 2)의 드레인-소스간에 흐르는 전류가 차단된다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 높은 경우에는, FET(1, 2)가 오프 상태로 된다. 이와 같이 하여 스위치 소자인 FET(1, 2)의 제어가 행하여진다. 또한, PTC(3)가 제어부의 역할을 한다. 또한, 온도가 상승하여 축전 디바이스에 흐르는 전류의 제한을 개시하는 온도를 트립 온도라고 한다. 반대로, 온도가 하강하여 축전 디바이스에 흐르는 전류의 제한을 해제하는 온도를 복귀 온도라고 한다.
또한, 축전 디바이스 V나 사용 기기에 따라 안전하게 사용할 수 있는 온도가 설정된다. 그로 인해, 사용하는 PTC를 선택하는 경우에는, 안전성을 감안하여 그 온도보다 낮은 온도에서 저항값이 급격하게 커지도록 하는 것이 선택된다. 예를 들어, 축전 디바이스 V를 안전하게 사용할 수 있는 온도가 80℃이었던 경우, 예를 들어 70℃에서 저항값이 급격하게 커지는 PTC(3)가 사용된다.
이와 같이 축전 디바이스 V1의 온도를 PTC(3)가 검출하여, 트립 온도 이상이 된 경우에 FET(1, 2)가 오프 상태로 되어, 축전 디바이스 V1에 전류가 흐르지 않게 된다. 그로 인해, 환경 온도에 의한 영향이나 축전 디바이스 V1의 경년 열화에 의한 축전 디바이스 V1의 내부 저항값 R1의 변화에 상관없이, 축전 디바이스 V1의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 회로는 병렬로 접속되어 있는 다른 축전 디바이스 V2, V3에도 마찬가지로 적용된다. 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 있어서 온도가 상승하면, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 FET(1, 2)를 오프 상태로 하므로, 내부 저항 R이 작은 축전 디바이스 V에의 부하(예를 들어, 전류) 집중을 피하여, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도를 균일화할 수 있다.
또한, FET(1, 2)가 온 상태(즉, 드레인-소스간에 전류가 흐르고 있음)인 축전 디바이스 V1은 다른 축전 디바이스 V2 내지 V3이 온도 상승에 의해 FET(1, 2)가 오프 상태로 되었다고 하여도 동작 가능하므로, 부하(10)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, PTC(3)에 부하(10)에의 전류가 직접 흐르지 않게 되어 있으므로, EV(Electric Vehicle)나 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 등의 대전류가 흐르는 시스템에도 전원 장치(101)를 적용할 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2의 바이폴러 트랜지스터(4)를 사용하는 방법에 대하여, 도 4를 사용 하여 설명한다. 또한, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 대해서는 동일한 회로를 사용하므로 이하 V1에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 전원 장치의 실시예 2를 도시하는 회로도이다. 전원 장치(102)는 실시예 1과 비교하여 바이폴러 트랜지스터(4)와 저항(13)을 사용하고 있는 부분과, PTC(3)의 접속이 상이하다.
PTC(3)는 일단부가 축전 디바이스 V1의 양극측과 FET(2)의 드레인측과 접속된다. 또한, PTC(3)의 타단부는 저항(13)의 일단부와 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스측과 접속된다.
바이폴러 트랜지스터(4)는, 콜렉터측이 저항(12)의 타단부측과 접속된다. 또한, 바이폴러 트랜지스터(4)는, 에미터측이 저항(13)의 타단부와 축전 디바이스 V1의 음극측과 접속된다. 또한, 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스측은 PTC(3)의 타단부와 저항(13)의 일단부와 접속된다.
이와 같은 구성을 취함으로써, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, PTC(3)의 저항이 낮으므로, 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스-에미터간에 전류가 흐르고, 바이폴러 트랜지스터(4)의 콜렉터-에미터간에 전류가 흐른다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, 바이폴러 트랜지스터(4)가 온 상태로 된다. 그러면, FET(1, 2)의 게이트-소스간에도 전류가 흐르므로, FET(1, 2)의 드레인-소스간에도 전류가 흐른다(즉, FET(1, 2)가 온 상태로 됨).
또한, 축전 디바이스 V1의 온도가 상승하여, 소정의 온도(트립 온도)에 도달하면, PTC(3)의 저항이 급상승하여, 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스-에미터간에 흐르는 전류가 없어진다. 그로 인해, 바이폴러 트랜지스터(4)의 콜렉터-에미터간에 흐르는 전류가 차단된다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 상승한 경우에는, 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 된다. 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 되면, FET(1, 2)의 게이트-소스간에 전류가 흐르지 않게 된다(즉, FET(1, 2)가 오프 상태로 됨). 이와 같이 하여 스위치 소자인 FET(1, 2)의 제어가 행하여진다(또한, PTC(3) 및 바이폴러 트랜지스터(4)가 제어부의 역할을 함).
또한, 축전 디바이스 V나 사용 기기에 따라 안전하게 사용할 수 있는 온도가 설정된다. 그로 인해, 사용하는 PTC를 선택하는 경우에는, 안전성을 감안하여 그 온도보다 낮은 온도에서 저항값이 급격하게 커지도록 하는 것이 선택된다. 예를 들어, 축전 디바이스 V를 안전하게 사용할 수 있는 온도가 80℃이었던 경우, 예를 들어 70℃에서 저항값이 급격하게 커지는 PTC(3)가 사용된다.
이와 같이, 축전 디바이스 V1의 온도를 PTC(3)가 검출하여, 트립 온도 이상이 된 경우에 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 되고, FET(1, 2)가 오프 상태로 된다. FET(1, 2)가 오프 상태로 되면, 축전 디바이스 V1에 전류가 흐르지 않게 되므로, 환경 온도에 의한 영향이나 축전 디바이스 V1의 경년 열화에 의한 축전 디바이스 V1의 내부 저항값 R1의 변화에 상관없이, 축전 디바이스 V1의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 회로는 병렬로 접속되어 있는 다른 축전 디바이스 V2, V3에도 마찬가지로 적용된다. 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 있어서 온도가 상승하면, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 FET(1, 2)를 오프 상태로 하므로, 내부 저항 R이 작은 축전 디바이스 V에의 부하(예를 들어, 전류) 집중을 피하여, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도를 균일화할 수 있다.
또한, FET(1, 2)가 온 상태(즉, 드레인-소스간에 전류가 흐르고 있음)인 축전 디바이스 V1은 다른 축전 디바이스 V2 내지 V3이 온도 상승에 의해 FET(1, 2)가 오프 상태로 되었다고 하여도 동작 가능하므로, 부하(10)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, PTC(3)에 부하(10)에의 전류가 직접 흐르지 않게 되어 있으므로, EV(Electric Vehicle)나 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 등의 대전류가 흐르는 시스템에도 전원 장치(102)를 적용할 수 있다.
<실시예 3>
전술한 실시예 1 및 실시예 2에서는 온도가 상승하면 저항이 커지는 PTC(3)를 사용하는 예를 들었지만, 실시예 3에서는 도 5의 서미스터(5)의 온도 특성에 나타낸 바와 같이, 온도가 상승하면 저항이 작아지는 서미스터(5)를 사용하는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예 3에 있어서는, 서미스터(5)로서 NTC를 사용한다. 또한, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 대해서는 동일한 회로를 사용하므로 이하 V1에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 전원 장치의 실시예 3을 도시하는 회로도이다. 전원 장치(103)는 전술한 실시예 2와는, PTC(13)의 위치에 저항(14)이 배치되고, 저항(13)의 위치에 서미스터(5)가 배치되어 있는 점에서 상이하다.
이와 같은 구성을 취함으로써, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, 서미스터(5)의 저항이 높아지기 때문에, 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스-에미터간 전류가 흐르고, 바이폴러 트랜지스터(4)의 콜렉터-에미터간에 전류가 흐른다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 낮은 경우에는, 바이폴러 트랜지스터가 온 상태로 된다. 그러면, FET(1, 2)의 게이트-소스간에도 전류가 흐르므로, FET(1, 2) 드레인-소스간에도 전류가 흐른다(즉, FET(1, 2)가 온 상태로 됨).
또한, 축전 디바이스 V1의 온도가 상승하여, 소정의 온도(트립 온도)에 도달하면, 서미스터(5)의 저항이 낮아져, 바이폴러 트랜지스터(4)의 베이스-에미터간에 흐르는 전류가 없어진다. 그로 인해, 바이폴러 트랜지스터(4)의 콜렉터-에미터간에 흐르는 전류가 차단된다. 즉, 축전 디바이스 V1의 온도가 상승한 경우에는, 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 된다. 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 되면, FET(1, 2)의 게이트-소스간에 전류가 흐르지 않게 된다(즉, FET(1, 2)가 오프 상태로 됨). 이와 같이 하여 스위치 소자인 FET(1, 2)의 제어가 행하여진다. 또한, 서미스터(5) 및 바이폴러 트랜지스터(4)가 제어부의 역할을 한다.
또한, 축전 디바이스 V나 사용 기기에 따라 안전하게 사용할 수 있는 온도가 설정된다. 그로 인해, 사용하는 서미스터를 선택하는 경우에는, 안전성을 감안하여 안전하게 사용할 수 있는 온도보다 낮은 온도로 소정의 온도가 설정되어 있는 서미스터를 선택하도록 하여도 된다. 예를 들어, 축전 디바이스를 안전하게 사용할 수 있는 온도가 80℃이었던 경우, 예를 들어 70℃에서 서미스터에 전류가 거의 흐르지 않게 되는 서미스터를 선택한다.
이와 같이, 축전 디바이스 V1의 온도를 서미스터(5)가 검출하고, 서미스 터(5)의 저항이 낮아지면, 바이폴러 트랜지스터(4)가 오프 상태로 되고, FET(1, 2)가 오프 상태로 된다. FET(1, 2)가 오프 상태로 되면, 축전 디바이스 V1에 전류가 흐르지 않게 되므로, 환경 온도에 의한 영향이나 축전 디바이스 V1의 경년 열화에 의한 축전 디바이스 V1 내부 저항값의 변화에 상관없이, 축전 디바이스 V1의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 회로는 병렬로 접속되어 있는 다른 축전 디바이스 V2, V3에도 마찬가지로 적용된다. 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 있어서 온도가 상승하면, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 FET(1, 2)를 오프 상태로 하므로, 내부 저항 R이 작은 축전 디바이스 V에의 전류 집중을 피하여, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도를 균일화할 수 있다.
또한, FET(1, 2)가 온 상태(즉, 드레인-소스간에 전류가 흐르고 있음)인 축전 디바이스 V1은 다른 축전 디바이스 V2 내지 V3이 온도 상승에 의해 FET(1, 2)가 오프 상태로 되었다고 하여도 동작 가능하므로, 부하(10)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 서미스터(5)에 부하(10)에의 전류가 직접 흐르지 않게 되어 있으므로, EV(Electric Vehicle)나 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 등의 대전류가 흐르는 시스템에도 전원 장치(103)를 적용할 수 있다.
<실시예 4>
실시예 4에서는 실시예 3의 바이폴러 트랜지스터(4)를 사용하는 대신에 제어 수단으로서 마이크로컴퓨터(6)를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
도 7은, 본 발명의 전원 장치의 실시예 4를 도시하는 회로도이다. 전원 장치(104)의 축전 디바이스 V1 내지 V3에는 서미스터(51 내지 53)가 설치된다. 또한, 전원 장치(104)에는 마이크로컴퓨터(6)가 설치된다. 마이크로컴퓨터(6)에 의해, 서미스터(51 내지 53)의 전압 VT1 내지 VT3을 계측한다. 계측된 서미스터(51 내지 53)의 전압 VT1 내지 VT3과, 서미스터(51 내지 53)의 특성(도 5)으로부터, 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도 T1 내지 T3의 값을 얻을 수 있다. 또한, 제어 수단으로서의 마이크로컴퓨터(6)는, 얻어진 온도 T1 내지 T3에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 행한다. 또한, 본 실시예 4에 있어서는, 서미스터(51 내지 53)로서 NTC를 사용한다.
PWM 제어는, 소정의 주파수와 듀티비를 가진 신호에 의한 제어이다. 이 신호로서는, 통상 하이 상태와, 로우 상태가 교대로 반복되는 신호(즉, 하이/로우 신호)가 사용된다. 이 경우, 하이 상태와 로우 상태의 교대 반복에 의해 소정의 주파수가 정해지고, 그 듀티비 D는 D=TON/(TON+TOFF)에 의해 정의된다.
본 발명의 설명에 있어서는, 이 하이/로우 신호를 PWM 신호라고 칭하기로 한다.
이와 같은 PWM 신호는, 스위치 소자에 출력되고, 이 PWM 신호의 하이 상태와, 로우 상태에 따라서 스위치 소자의 온 상태, 오프 상태가 제어되게 된다.
따라서, 예를 들어, 듀티비가 100%이면, 축전 디바이스에 흐르는 전류가 제한되지 않고 계속해서 흐른다. 또한, 듀티비가 작아질수록, 축전 디바이스에 흐르 는 전류가 제한되게 된다. 또한, PWM 신호와 FET(1, 2)의 온 상태, 오프 상태의 대응 관계는, 하이 상태와 로우 상태의 신호가 각각 FET(1, 2)의 온 상태, 오프 상태에 대응하도록 하여도 되고, 반대로 하이 상태와 로우 상태의 신호가 각각 FET(1, 2)의 오프 상태, 온 상태에 대응하도록 하여도 된다.
실시예 4에서는, 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도가 소정의 온도 TH에 도달한 경우에, 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도 T1 내지 T3에 기초하여 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 관하여 듀티비 D1 내지 D3을 구하고, 축전 디바이스 V1 내지 V3에 흐르는 전류를 제어한다. 또한, 축전 디바이스 V나 사용 기기는 안전하게 사용할 수 있는 온도가 설정된다. 그로 인해, 소정의 온도 TH로서 안전하게 사용할 수 있는 온도보다 낮은 온도를 설정하면 된다. 예를 들어, 축전 디바이스 V가 안전하게 사용할 수 있는 온도가 80℃이었던 경우, 예를 들어 소정의 온도를 70℃로 설정한다.
도 8은, 실시예 4를 사용한 경우의 제어 플로우를 도시하고 있다. 개시시에 축전 디바이스 V1 내지 V3의 과거의 온도 데이터 OT1 내지 OT3에 현재의 온도 T1 내지 T3을 기록하고 스텝 S101로 이행한다. 스텝 S101에서는 온도 T1 내지 T3의 값을 취득한다. 취득한 온도 T1 내지 T3과 과거의 온도 데이터 OT1 내지 OT3의 각각의 차분을 계산하여 소정의 온도 폭을 나타내는 임계값 THd와 비교한다(S102 내지 S104). 비교한 결과, 차분이 모두 임계값 THd보다도 작은 경우에는 스텝 S105로 이행한다. 한편, 비교한 결과, 각 차분 중 하나라도 임계값 THd보다도 큰 경우에는 스텝 S106으로 이행한다.
스텝 S105, S106에서는 전술한 온도의 차분에 기초하여, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 대하여 전류 제한을 개시하는 소정의 온도 TH를 결정한다. 스텝 S105에서는 급격한 온도의 변화가 없었던 것으로 판단하고, 미리 정해진 트립 온도 TH1을 TH로 하여 스텝 S107로 이행한다. 스텝 S106에서는 급격한 온도의 변화가 있었던 것으로 판단하고, 미리 정해진 트립 온도 TH1로부터 소정의 온도 α를 뺀 값을 TH로 하여 스텝 S107로 이행한다.
스텝 S107 내지 S109에서는, 스텝 S105 또는 S106에서 결정된 온도 TH와, 현재의 온도 T1 내지 T3을 비교한다. T1 내지 T3 모두 TH보다도 낮았던 경우에는, 스텝 S110으로 이행한다. 한편, 현재의 온도 T1 내지 T3 중 하나라도 온도 TH보다도 높은 온도가 있는 경우에는 스텝 S111로 이행한다. 스텝 S110에서는, 온도 T1 내지 T3이 충분히 낮은 상태라고 판단하고, 축전 디바이스 V1 내지 V3 각각에 대응하는 FET(1, 2)의 듀티비 D1 내지 D3 모두를 100%(즉, 전류 제한없음)로 하여 스텝 S112에서 FET(1, 2)의 PWM 제어를 행한다. 스텝 S111에서는, 온도 T1 내지 T3이 높아진 상태라고 판단하여, 듀티비 D1 내지 D3을 계산하고, 스텝 S112에서 계산된 듀티비 D1 내지 D3을 사용하여 FET(1, 2)를 PWM 제어한다. 그 후 스텝 S113으로 이행한다. 스텝 S113에서는, 각각 과거의 온도 데이터 OT1 내지 OT3에 온도 T1 내지 T3을 대입하고, 스텝 S101로 복귀한다.
여기서 스텝 S111에 있어서의 듀티비 D1 내지 D3의 계산 방법의 일례에 대하여 설명한다. 듀티비 D1 내지 D3을 구하기 위해서는 온도 T1 내지 T3의 값을 비교하여 가장 낮은 온도 TS를 구하고, TS를 분자로 하고, 각 축전 디바이스의 온도 T1 내지 T3을 분모로 한 비율로 한다. 즉, 듀티비 D1 내지 D3은 D1=TS/T1, D2=TS/T2, D3=TS/T3으로 된다. 또한, 이와 같이 하면 온도 T가 가장 낮은 축전 디바이스 V에 관한 듀티비 D는 100%로 되고, 그 이외의 축전 디바이스 V에 관한 듀티비 D는 100% 이하의 값으로 된다.
구체적으로 T1<T2<T3=60℃<70℃<80℃이었던 경우, D1은 60/60×100=100[%], D2는 60/70×100≒86[%], D3은 60/80×100=75[%]로 된다.
또한, 도 8의 제어 플로우의 스텝 S112로부터 S101로 복귀하는 경우에, 소정 시간 대기하도록 하는 스텝을 넣어도 된다. 소정 시간은, 예를 들어 축전 디바이스 V나 실시예 4에 기재된 전원 장치(104)를 탑재한 기기의 온도 변화의 경향에 따라 상이하다. 온도 변화의 경향이 작은 경우에는, 소정 시간을 크게 설정하면 된다.
이상과 같이 구성됨으로써, 온도 상승시 그 축전 디바이스 V를 분리시키는 것이 아니라, 축전 디바이스 V에 흐르는 전류를 감소시키는 제어를 행할 수 있기 때문에 효율이 좋아진다. 또한, 축전 디바이스 V의 절대 온도가 아니라 상대 온도에 의해 FET(1, 2)를 제어할 수 있으므로, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 온도를 보다 균일하게 일치시킬 수 있다.
<실시예 5>
실시예 5에서는 감열 소자를 사용하지 않고 전류 검출부 및 전압 검출부를 사용하여 축전 디바이스의 온도 상승을 억제하는 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 전원 장치의 실시예 5를 도시하는 회로도이다. 실시예 5 의 전원 장치(105)에서는, 전술한 실시예 4의 전원 장치(104)의 저항(14)이나 서미스터(51 내지 53) 대신에, 전류 검출부(71 내지 73)와 전압 검출부(81 내지 83)가 설치된다. 전류 검출부(71 내지 73)는, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 직렬로 설치되고, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 흐르는 전류를 검출한다. 또한, 전압 검출부(81 내지 83)는, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 병렬로 설치되고, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 양단부 전압을 검출한다.
제어부로서의 마이크로컴퓨터(6)에서는 전류 검출부(71 내지 73)로부터 검출된 전류와, 전압 검출부(81 내지 83)로부터 검출된 전압에 기초하여 각 축전 디바이스 V1 내지 V3이 발하는 열량 J1 내지 J3의 관계에 기초하여 내부 저항 R1 내지 R3이 연산되고, 각 축전 디바이스에 접속되는 FET(1, 2)가 PWM 제어된다.
도 10은 실시예 5를 사용한 경우의 제어 플로우를 도시하고 있다. 개시시에는 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3에 소정의 값을 대입한다. 이 때, 후술하는 스텝 S204 내지 S206에서 '아니오'라고 판단되도록, 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3에는 충분히 큰 값을 넣어 개시한다. 스텝 S201에서는 모든 FET(1, 2)를 오프 상태로 하고, 그 때의 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 전압 Voff1 내지 Voff3을 전압 검출부(81 내지 83)에서 검출한다. 스텝 S202에서는 FET(1, 2)를 모두 온으로 하고, 그 때의 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 전압 Von1 내지 Von3을 전압 검출부(81 내지 83)에서 검출하고, 각 축전 디바이스에 흐르는 전류 dI1 내지 dI3을 전류 검출부(71 내지 73)에서 검출한다.
스텝 S203에서는 전압 Voff1 내지 Voff3, 전압 Von1 내지 Von3, 전류 dI1 내 지 dI3을 사용하여, 내부 저항 R1 내지 R3이 연산된다. 내부 저항 R1 내지 R3의 연산은 하기 수학식을 사용하여 행할 수 있다.
Figure 112009072693123-PCT00001
스텝 S204 내지 S206에서는 연산된 내부 저항 R1 내지 R3을, 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3과 비교하여 그 절대값의 차분 중 적어도 하나가 소정의 임계값 THR을 초과한 경우에 스텝 S207로 이행한다. 스텝 S207에서는, 내부 저항 R1 내지 R3의 값을 각각 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3의 값에 대입하고 스텝 S208로 이행한다. 또한, 연산된 내부 저항 R1 내지 R3을, 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3과 비교하여 그 절대값의 차분 모두가 소정의 임계값 THR을 초과하지 않은 경우에는 스텝 S209로 이행하여 PWM 제어를 행하게 된다. 이 때 스텝 S208을 거치지 않기 때문에 듀티비 D1 내지 D3은 변경되지 않은 채로 PWM 제어가 행하여진다.
스텝 S208에서는 연산된 내부 저항 R1 내지 R3에 기초하여 듀티비 D1 내지 D3이 연산된다. 축전 디바이스 V의 발열량(예를 들어, 쥴 열) J는 J=RI2으로 구해진다. 또한, R은 내부 저항, I는 축전 디바이스에 흐르는 전류를 나타낸다. 그로 인해, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 발열량 J1 내지 J3이 모두 동등한(즉, J1=J2=J3) 조건에서, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 흐르는 전류 I1 내지 I3의 비 율을 도출하면 하기의 비율이 된다.
Figure 112009072693123-PCT00002
PWM 제어에서는 FET(1, 2)의 온 상태, 오프 상태의 비율을 제어한다. 그로 인해, 충분한 시간이 경과한 경우에 FET(1, 2)에 흐르는 전류의 시간 평균은 항상 온일 때를 100%로 하면 듀티비 D1 내지 D3과 동일해진다.
스텝 S209에서는 스텝 S208에서 구한 듀티비 D1 내지 D3을 사용하여 PWM 제어를 개시하고 스텝 S201로 복귀한다. 또한, 듀티비 D1 내지 D3은 가장 큰 비율을 100%로서 설정하면 가장 출력이 커진다.
또한, 개시시에는 과거의 내부 저항 OR1 내지 OR3에 후술하는 스텝 S204 내지 S206에서 '아니오'라고 판단되도록 충분히 큰 값을 넣어 개시하는 것을 설명하였지만, 스텝 S201, S202, S203, S207, S208, S209를 미리 행하고 나서 스텝 S201로 이행하도록 하여도 된다.
또한, 도 10의 제어 플로우의 스텝 S209로부터 S201로 복귀하는 경우에, 소정 시간 대기하도록 하는 스텝을 넣어도 된다. 그러면 스텝 S201이나 스텝 S202에서 모든 축전 디바이스의 스위치 소자를 전체 온 상태로 하는 횟수나 전체 오프 상태로 하는 횟수를 감할 수 있기 때문에 효율이 상승한다. 소정 시간은 예를 들어 축전 디바이스 V나 실시예 5에 기재된 전원 장치(105)를 탑재한 기기의 온도 변화의 경향에 따라 상이하다. 온도 변화의 경향이 작은 경우에는 소정 시간을 크게 설정하면 된다.
이와 같이 제어함으로써, 온도 검출용의 소자를 사용하지 않아도 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 발열량이 동일해지도록 제어할 수 있기 때문에, 각 축전 디바이스간에서의 온도 상승을 동등하게 하도록 제어할 수 있다. 또한, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3의 발열량 J1 내지 J3을 동등해지도록 하므로, 온도가 높아지기 전부터의 제어가 가능해진다.
실시예 5에서는, 전류 검출부(71 내지 73)로부터 검출된 전류와, 전압 검출부(81 내지 83)로부터 검출된 전압에 기초하여, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3이 발하는 열량 J1 내지 J3의 관계에 기초하여 내부 저항 R1 내지 R3이 연산되고, 구해진 내부 저항 R1 내지 R3으로부터 듀티비 D1 내지 D3을 연산하고, PWM 신호를 출력하는 내용에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 전류와 전압과 듀티비의 관계를 나타낸 테이블을 미리 갖고, 이 테이블을 참조하여 듀티비 D1 내지 D3을 구하고, PWM 신호를 출력하도록 하여도 된다. 또한, 전류와 전압과 PWM 신호의 관계를 기록한 테이블을 미리 갖고, 전류값과 전압값으로부터 직접 PWM 신호를 생성하도록 하여도 된다.
<실시예 6>
실시예 6에서는, 실시예 1 내지 실시예 5에 있어서의 전원 장치를 구비한 전동 차량에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 11의 전동 차량(200)의 구성도에 도시된 바와 같이, 실시예 6의 전동 차량(200)은 전원 장치(201), 전력 변환부(202), 전동기(모터)(203), 구동륜(204), 제어부(205), 액셀러레이터(206), 브레이크(207), 회전 센서(208), 전류 센서(209)에 의해 구성된다.
전원 장치(201)는 실시예 1 내지 실시예 5에 기재된 전원 장치(101 내지 105)이다. 전력 변환부(202)에 의해 전원 장치(201)로부터의 전력이 변환되고, 변환된 전력이 모터(203)에 공급된다.
전력 변환부(202)는, 모터가 구동하는 경우에는, 제어부(205)에 의해, 전원 장치(201)로부터의 전력을 모터(203)가 필요로 하는 전력(예를 들어, 명령 토크에 따른 전력)으로 변환하도록 제어된다. 또한, 전력 변환부(202)는, 모터(203)가 회생을 행하는 경우에는, 제어부(205)에 의해 모터(203)가 회생하여 발생한 전력을 전원 장치(201)에 축적하도록 변환하는 제어가 행하여진다.
모터(203)는, 전력 변환 장치(202)에 의해 변환된 전력이 공급됨으로써 동력을 발생한다. 모터(203)에 의해 발생한 동력은, 구동륜(204)에 전달된다.
제어부(205)는, 액셀러레이터(206)의 개방도나 회전 센서(208)로부터 얻어지는 모터의 회전수 등으로부터 명령 토크를 산출한다. 또한, 제어부(205)는, 산출된 명령 토크에 기초하여 전류 명령값을 산출한다. 제어부(205)는, 이 전류 명령값과 전류 센서(209)로부터의 출력값의 차분을 기초로 전력 변환 장치(202)를 제어함으로써, 모터를 구동 제어한다. 또한, 제어부(205)는, 액셀러레이터(206)의 개방도가 소정의 임계값 이하인 경우나 브레이크(207)의 조작에 따라서 회생 제어를 행한다.
이와 같이, 구성된 전동 차량(200)에 있어서, 전원 장치(201)로서 실시예 1 내지 실시예 5의 전원 장치(101 내지 105)를 사용하기 때문에, 전원 장치(201)가 모터(203)에 전력을 공급하고, 전원 장치(201)가 발열한 경우에도, 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 전원 장치 내에 복수 설치되어 있는 축전 디바이스 중, 온도 상승한 축전 디바이스에 대하여 출력 제한이 행하여졌다고 하여도 동작 가능하므로, 전동기(201)에 전력을 공급하는 것이 가능해진다.
또한, 전동기(203)나 제어부(205)를 구성하는 전자 회로 등의 발열이 전원 장치(201)의 온도 상승에 영향을 주었다고 하여도, 전원 장치(201) 내의 축전 디바이스의 온도에 의해 온도 상승을 억제하기 때문에, 전원 장치(201)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 실시예 6에서는 전동 차량(200)에, 전동 차량(200)이 구부러지기 위한 조정타를 설치하고 있지 않지만, 적절하게 설치하도록 구성하여도 된다. 또한, 모터(203)로부터 구동륜(204)의 사이에 변속기를 설치하도록 구성하여도 된다.
<그 밖의 변형예>
각 실시예에 있어서 스위치 소자로서 FET를 사용하였지만, FET에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 TRIAC(Triode AC Switch)를 사용하여도 된다. 또한, 실시예 1이나 실시예 2와 같이 PWM 제어를 행하지 않는 경우에는, 온 상태, 오프 상태의 절환을 스위치 소자만큼 빠르게 행할 필요가 없기 때문에, 릴레이와 같이 전기 신호를 넣어 기계적으로 온 상태, 오프 상태로 하도록 하는 스위치를 사용하여도 된다.
또한, 각 실시예에서 병렬로 접속된 축전 디바이스는 단수로 구성되어 있었지만, 직렬로 접속된 복수의 축전 디바이스에 의해 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 도 12의 실시예 4에 대하여 축전 디바이스를 복수 사용하여 직렬로 접속한 회로도에 도시한 바와 같이, 예를 들어 실시예 4의 축전 디바이스 V1 내지 V3에, 각각 축전 디바이스 V1' 내지 V3'를 직렬로 접속하여 전원 장치(106)를 구성한다. 이와 같이 함으로써, 보다 큰 출력 전압을 필요로 하는 부하에 적합 가능한 전원 장치(106)를 제공할 수 있다. 또한, 도 12에서는 복수개 직렬로 접속하는 축전 디바이스의 수는 2개이지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.
또한, 각 실시예의 전원 장치(101 내지 106)는 직렬로 접속하고, 전원 모듈로서 이용하는 것도 가능하다. 이와 같이 함으로써도, 보다 큰 출력 전압을 필요로 하는 부하에 적합 가능한 전원 장치를 제공할 수 있다.
또한, 각 실시예에 있어서의 축전 디바이스 V1 내지 V3을 전원 모듈로 치환하여 이용하는 것도 가능하다. 이와 같이 구성함으로써 전원 모듈 전체의 온도가 상승한 경우에 전원 모듈의 온도를 억제할 수 있다.
또한, 실시예 4에서는 트립 온도의 설정값은 하나로 행하였지만, 각 축전 디바이스 V1 내지 V3에 따라 상이한 값을 사용하여도 된다. 또한, 트립 온도와 복귀 온도가 동등해지도록 하는 제어였지만, 상이하도록 제어하여도 된다.
또한, 실시예 4에서는 소정의 온도 TH를 초과한 경우에 듀티비 D1 내지 D3을 계산하여 PWM 제어를 행하는 방법에 대하여 설명하였지만, 온도 TH를 사용하지 않고, 항상 듀티비 D1 내지 D3을 계산하고, PWM 제어를 행하도록 하는 구성으로 하여 도 된다. 이 경우, 스텝 S101의 다음에 스텝 S111의 동작을 행하고, 스텝 S112를 거쳐 스텝 S101로 복귀하도록 하는 플로우로 된다. 이와 같이 하면 항상 배터리 온도를 비교하여 PWM 제어를 행하기 때문에, 온도 변화의 편차를 항상 억제하는 것이 가능해진다.
실시예 4, 5에서는 하나의 마이크로컴퓨터(6)를 사용하여 제어를 행하였지만, 축전 디바이스 V1 내지 V3 각각을 사용하도록 하여도 된다. 그 경우, 각 마이크로컴퓨터(6)에 있어서 소정의 온도 TH를 설정하거나, 각 마이크로컴퓨터간에서 통신하고, 대소 관계를 파악하여 제어하면 된다.
또한, 실시예 5에서는 소정의 내부 저항 THR을 초과한 경우에 듀티비 D1 내지 D3을 계산하여 PWM 제어를 행하는 방법에 대하여 설명하였지만, 내부 저항에 관한 임계값 THR을 사용하지 않고, 항상 듀티비 D1 내지 D3을 계산하고, PWM 제어를 행하도록 하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 스텝 S201, S202, S203, S208의 동작을 행하고, 스텝 S209를 거쳐 스텝 S201로 복귀하도록 하는 플로우로 된다. 이와 같이 하면, 항상 내부 저항 R1 내지 R3을 비교하여 PWM 제어를 행하기 때문에, 온도 상승 변화의 편차를 항상 억제하는 것이 가능해지고, 보다 세세한 제어를 실현할 수 있다.
또한, 각 실시예에서는 3개의 축전 디바이스 V1 내지 V3이 병렬로 접속되는 경우에 대하여 설명하였지만, 병렬로 접속되는 축전 디바이스의 수는 3개에 한정되지 않는다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 축전 디바이스 V1과, FET(1, 2)와, 바이폴 러 트랜지스터(4)와, 서미스터(NTC)(5)와, 저항(11, 12, 14)을 구비하는 전원 장치(107)를 작성하였다. 그리고, 서미스터(5)의 저항값을 변화시켰을 때의 축전 디바이스 V1로부터의 출력 전류값을 측정하였다. 축전 디바이스 V1로부터의 출력 전류값의 측정 결과를 도 14에 나타낸다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 서미스터(5)의 저항값이 점차 감소하는 경우, 축전 디바이스 V1로부터의 출력 전류값은, 서미스터(5)의 저항값의 임의의 값(예를 들어, 도 14에 있어서의 174kΩ)에 도달한 시점에서부터 서서히 감소하고, 더 낮은 값(예를 들어, 도 14에 있어서의 170kΩ)에 도달한 시점에서 제로가 된다. 이 결과로부터, 스위치 소자로서 기능하는 FET(1, 2)는, 온 상태로부터 오프 상태로 순시로 이행하는 것이 아니라, 완만하게 이행하는 특성을 갖는 것이 확인된다. 따라서, 실시예 1, 2에 있어서의 PTC(3)나, 실시예 3, 4에 있어서의 서미스터(5)로서, 온도 변화에 대한 저항값의 변화가 완만한 PTC(3) 혹은 서미스터(5)를 사용함으로써, FET(1, 2)에 있어서의 온 상태로부터 오프 상태에의 이행을 더 완만하게 할 수 있다. 이에 의해, 온 상태로부터 오프 상태로 이행하는 FET(1, 2)에 대응하는 축전 디바이스 V로부터의 출력 전류의 감소가 완만해지기 때문에, 다른 축전 디바이스 V로부터의 출력 전류의 증가를 완만하게 할 수 있다. 즉, 축전 디바이스 V에 대하여 급격한 부하가 걸리는 것을 피할 수 있다. 그로 인해, 축전 디바이스 V의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 부하(10)에 공급되는 전력이 급격하게 변화하는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한하지 않고, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 범위 내에서 여러가 지의 변형이 가능하다.
또한, 일본 특허 출원 제2007-119249호(2007년 4월 27일 출원)의 전체 내용이 참조로서 본원 명세서에 인용되어 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 전원 장치는, 전원 장치의 구성이나 환경 온도를 미리 알고 있지 않은 경우에도, 각 축전 디바이스의 온도 편차를 억제할 수 있기 때문에 유용하다.

Claims (6)

  1. 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 온도를 검출하는 온도 검출부와,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와,
    상기 스위치 소자의 온(ON) 상태 및 오프(OFF) 상태를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도가 소정의 온도보다도 높은 경우에 상기 스위치 소자를 오프 상태로 하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  2. 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 온도를 검출하는 온도 검출부와,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와,
    상기 스위치 소자의 온 상태 및 오프 상태를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 온도 검출부에서 검출되는 온도에 기초하여 상기 스위치 소자에 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호의 하이(High) 상태 및 로우(Low) 상태에 따라서 상기 스위치 소자를 온 상태 혹은 오프 상태로 하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  3. 병렬로 접속된 복수의 축전 디바이스를 구비하는 전원 장치에 있어서,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각의 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 복수의 축전 디바이스의 각각에 직렬로 접속되는 스위치 소자와,
    상기 전류 검출부에서 검출되는 전류 및 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압에 기초하여, 상기 스위치 소자에 PWM 신호를 출력하고, 상기 PWM 신호의 하이 상태 및 로우 상태에 따라서 상기 스위치를 온 상태 혹은 오프 상태로 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전류 검출부에서 검출되는 전류 및 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압에 기초하여, 상기 복수의 축전 디바이스 각각의 내부 저항에 따른 듀티비를 갖는 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 축전 디바이스 중 적어도 1개는, 직렬로 접속된 복수의 축전 디바이스에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 전원 장치와,
    상기 전원 장치에 의해 공급되는 전력에 의해 동력을 발생하는 전동기와,
    상기 동력이 전달되는 구동륜을 구비한 것을 특징으로 하는 전동 차량.
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