KR20200054075A - 차량의 전원 장치 및 전원 장치의 제어 방법 - Google Patents

차량의 전원 장치 및 전원 장치의 제어 방법 Download PDF

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슌야 고바야시
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Abstract

차량 (1) 의 전원 장치 (2) 는, 제 1 스위치 소자 (S1) 와, 제 2 스위치 소자 (S2) 와, 제 3 스위치 소자 (S3) 와, 제 1 배터리 (B1) 와, 리액터 소자 (R) 와, 제 2 배터리 (B2) 와, 평활 콘덴서 (CH) 와, 제어기 (22) 를 구비한다. 상기 제어기는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 천이 제어를 실행함으로써 상기 평활 콘덴서의 전압을 상기 제 1 배터리의 전압과 상기 제 2 배터리의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 상기 제 1 스위치 소자의 다이오드가 통전한 후, 상기 제 1 스위치 소자를 온하는 전환 제어를 실행하도록 구성된다.

Description

차량의 전원 장치 및 전원 장치의 제어 방법{POWER SUPPLY FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD OF POWER SUPPLY}
본 발명은, 차량의 전원 장치와 전원 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 상기 전원 장치는, 2 개의 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서 전환 가능하게 구성된다.
일본 공개특허공보 2014-064416호에는, 스위치 소자를 제어함으로써 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서 접속 상태를 전환 가능한 2 개의 배터리와, 2 개의 배터리 중 일방의 배터리에 직렬로 접속된 리액터 소자를 구비하는 전원 장치가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-064416호에 기재된 전원 장치에서는, 2 개의 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 리액터 소자가 접속되어 있는 쪽의 배터리의 전압이 타방의 배터리의 전압보다 높은 경우에는, 타방의 배터리에 돌입 전류가 발생할 가능성이 있다.
본 발명은, 2 개의 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때에 돌입 전류가 발생하는 것을 억제 가능한 차량의 전원 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태는, 차량의 전원 장치에 관한 것이다. 상기 전원 장치는, 제 1 스위치 소자와, 제 2 스위치 소자와, 제 3 스위치 소자와, 제 1 배터리와, 리액터 소자와, 제 2 배터리와, 평활 콘덴서와, 제어기를 구비한다. 상기 제 1 스위치 소자는, 정선과 제 1 노드 사이에 접속된다. 상기 제 2 스위치 소자는, 제 1 노드와 제 2 노드 사이에 접속된다. 상기 제 3 스위치 소자는, 제 2 노드와 부선 사이에 접속된다. 상기 제 1 배터리는, 상기 제 1 노드 및 상기 부선에 각각 정극 및 부극이 접속된다. 상기 리액터 소자는, 상기 정선과 제 3 노드 사이에 접속된다. 상기 제 2 배터리는, 상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드에 각각 정극 및 부극이 접속된다. 상기 평활 콘덴서는, 상기 정선과 상기 부선 사이에 접속된다. 상기 제어기는, 상기 제 1 스위치 소자, 상기 제 2 스위치 소자, 및 상기 제 3 스위치 소자의 온 상태와 오프 상태를 전환함으로써, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서 전환하도록 구성된다. 상기 제어기는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 천이 제어를 실행함으로써 상기 평활 콘덴서의 전압을 상기 제 1 배터리의 전압과 상기 제 2 배터리의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 상기 제 1 스위치 소자의 다이오드가 통전한 후, 상기 제 1 스위치 소자를 온하는 전환 제어를 실행하도록 구성된다. 상기 천이 제어는, 시간 경과와 함께 상기 제 2 스위치 소자의 온 시간을 짧게, 또한, 상기 제 3 스위치 소자의 온 시간을 길게 하면서 상기 제 2 스위치 소자 및 상기 제 3 스위치 소자를 교대로 온 및 오프하는 제어이다.
상기 양태에 관련된 전원 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로 하도록, 상기 제 1 스위치 소자 및 상기 제 3 스위치 소자를 오프 상태, 상기 제 2 스위치 소자를 온 상태로 제어하도록 구성되어도 된다. 상기 제어기는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 병렬 접속 상태로 하도록, 상기 제 1 스위치 소자 및 상기 제 3 스위치 소자를 온 상태, 상기 제 2 스위치 소자를 오프 상태로 제어하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에 관련된 전원 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제 1 배터리의 전압이 상기 제 2 배터리의 전압보다 작은 경우에 상기 전환 제어를 실행하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에 관련된 전원 장치에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제 1 스위치 소자의 다이오드가 통전하지 않는 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로 유지하도록 구성되어도 된다.
본 발명의 제 2 양태는, 전원 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 상기 전원 장치는, 제 1 스위치 소자와, 제 2 스위치 소자와, 제 3 스위치 소자와, 제 1 배터리와, 리액터 소자와, 제 2 배터리와, 평활 콘덴서와, 제어기를 구비한다. 상기 제 1 스위치 소자는, 정선과 제 1 노드 사이에 접속된다. 상기 제 2 스위치 소자는, 제 1 노드와 제 2 노드 사이에 접속된다. 상기 제 3 스위치 소자는, 제 2 노드와 부선 사이에 접속된다. 상기 제 1 배터리는, 상기 제 1 노드 및 상기 부선에 각각 정극 및 부극이 접속된다. 상기 리액터 소자는, 상기 정선과 제 3 노드 사이에 접속된다. 상기 제 2 배터리는, 상기 제 3 노드 및 상기 제 2 노드에 각각 정극 및 부극이 접속된다. 상기 평활 콘덴서는, 상기 정선과 상기 부선 사이에 접속된다. 상기 제어 방법은 : 상기 제 1 스위치 소자, 상기 제 2 스위치 소자, 및 상기 제 3 스위치 소자의 온 상태와 오프 상태를 전환함으로써, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서, 상기 제어기에 의해, 전환하는 것 ; 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 천이 제어를 실행함으로써 상기 평활 콘덴서의 전압을 상기 제 1 배터리의 전압과 상기 제 2 배터리의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 상기 제 1 스위치 소자의 다이오드가 통전한 후, 상기 제 1 스위치 소자를 온하는 전환 제어를, 상기 제어기에 의해, 실행하는 것을 포함한다. 상기 천이 제어는, 시간 경과와 함께 상기 제 2 스위치 소자의 온 시간을 짧게, 또한, 상기 제 3 스위치 소자의 온 시간을 길게 하면서 상기 제 2 스위치 소자 및 상기 제 3 스위치 소자를 교대로 온 및 오프하는 제어이다.
상기 양태에 관련된 차량의 전원 장치 및 전원 장치의 제어 방법에 의하면, 시간 경과와 함께 제 2 스위치 소자의 온 시간을 짧게, 또한, 제 3 스위치 소자의 온 시간을 길게 하면서 제 2 스위치 소자 및 제 3 스위치 소자를 교대로 온 및 오프하는 천이 제어를 실행함으로써 평활 콘덴서의 전압을 제 1 배터리의 전압과 제 2 배터리의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 제 1 스위치 소자의 다이오드가 통전한 후, 제 1 스위치 소자를 온하므로, 2 개의 배터리의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때에 돌입 전류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 장점들, 그리고 기술적 및 산업적 중요성은 첨부되는 도면들을 참조하여 이하에서 설명될 것이고, 동일한 도면 부호들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치가 적용되는 차량의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3a 는, 제 1 배터리의 전압이 제 2 배터리의 전압보다 큰 경우에 있어서의, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리의 실행 전후의 평활 콘덴서의 전압을 나타내는 도면이다.
도 3b 는, 도 3a 에 있어서의 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리 완료시의 전류의 흐름을 나타내는 회로도이다.
도 3c 는, 도 3a 에 있어서의 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리 완료 후, 제 1 스위치 소자를 온했을 때의 전류의 흐름을 나타내는 회로도이다.
도 4a 는, 제 1 배터리의 전압이 제 2 배터리의 전압보다 작은 경우에 있어서의, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리의 실행 전후의 제 1 배터리의 전압 및 제 2 배터리의 전압을 나타내는 도면이다.
도 4b 는, 도 4a 에 있어서의 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리 완료시의 전류의 흐름을 나타내는 회로도이다.
도 4c 는, 도 4a 에 있어서의 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리 완료 후, 제 1 스위치 소자를 온했을 때의 전류의 흐름을 나타내는 회로도이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태인 직렬/병렬 전환 제어 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다.
도 6a 는, 도 5 에 나타내는 스텝 S3 의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b 는, 도 5 에 나타내는 스텝 S3 의 처리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치의 구성에 대해 설명한다.
차량의 구성
먼저, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치가 적용되는 차량의 구성에 대해 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치가 적용되는 차량의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치가 적용되는 차량 (1) 은, HV (Hybrid Vehicle), EV (Electric Vehicle), PHV (Plug-in Hybrid Vehicle), FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) 등의 차량에 의해 구성되고, 전원 장치 (2), 인버터 (3), 및 구동용 모터 (4) 를 구비하고 있다.
전원 장치 (2) 는, 정선 (PL) 및 부선 (NL) 을 통하여 인버터 (3) 에 접속되고, 도시되지 않은 ECU (Electronic Control Unit) 등의 제어 장치로부터의 제어 신호에 따라 인버터 (3) 와의 사이에서 전력을 충방전하는 기능을 갖고 있다.
인버터 (3) 는, 배선 (L1, L2, L3) 을 통하여 구동용 모터 (4) 에 접속되고, 직류 전력과 교류 전력을 상호 변환하는 기능을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 인버터 (3) 는, 전원 장치 (2) 로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 구동용 모터 (4) 에 공급함과 함께, 구동용 모터 (4) 가 발전한 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전원 장치 (2) 에 공급한다. 또한, 인버터 (3) 는 복수 형성해도 된다.
구동용 모터 (4) 는, 동기 발전 전동기에 의해 구성되어 있다. 구동용 모터 (4) 는, 인버터 (3) 로부터 공급된 교류 전력에 의해 구동됨으로써 차량 구동용의 전동기로서 기능함과 함께, 차량의 구동력을 이용하여 교류 전력을 발전하는 발전기로서 기능한다.
전원 장치의 구성
다음으로, 도 2 를 참조하여, 전원 장치 (2) 의 구성에 대해 설명한다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 전원 장치 (2) 의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전원 장치 (2) 는, 정선 (PL) 과 제 1 노드 (N1) 사이에 접속된 제 1 스위치 소자 (S1) 와, 제 1 노드 (N1) 와 제 2 노드 (N2) 사이에 접속된 제 2 스위치 소자 (S2) 와, 제 2 노드 (N2) 와 부선 (NL) 사이에 접속된 제 3 스위치 소자 (S3) 와, 제 1 노드 (N1) 및 부선 (NL) 에 각각 정극 및 부극이 접속된 제 1 배터리 (B1) 와, 정선 (PL) 과 제 3 노드 (N3) 사이에 접속된 리액터 소자 (R) 와, 제 3 노드 (N3) 및 제 2 노드 (N2) 에 각각 정극 및 부극이 접속된 제 2 배터리 (B2) 와, 정선 (PL) 과 부선 (NL) 사이에 접속된 평활 콘덴서 (CH) 를 구비하고 있다. 또, 전원 장치 (2) 는, 그 제어계로서, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드 전류를 검출하는 전류 센서 (21) 와, 전원 장치 (2) 의 동작을 제어하는 제어부 (22) 를 구비하고 있다. 제어부 (22) 는 제어기의 일례이다.
또한, 제 1 스위치 소자 (S1), 제 2 스위치 소자 (S2), 및 제 3 스위치 소자 (S3) 는, 반도체 스위칭 소자에 의해 구성되어 있다. 반도체 스위칭 소자로는, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 가 사용된다. IGBT 의 컬렉터 단자와 에미터 단자 사이에는, 에미터 단자에 접속되는 측을 애노드로 하여 다이오드 (정류 소자) 가 접속되어 있다. 반도체 스위칭 소자로서 IGBT 이외의 것을 사용하는 경우, 스위치 소자가 도통했을 때에 흐르는 전류와는 역방향의 전류가 흐르도록 반도체 스위칭 소자에 다이오드를 병렬로 접속한다. 다이오드는, 반도체 스위칭 소자에 수반되는 기생 다이오드여도 된다. 본 명세서에서는, 반도체 스위칭 소자와 다이오드를 합친 것을 스위치 소자라고 한다.
이 전원 장치 (2) 에서는, 제어부 (22) 가, 제 1 스위치 소자 (S1), 제 2 스위치 소자 (S2), 및 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 상태와 오프 상태를 제어함으로써, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서 전환할 수 있다. 구체적으로는, 제어부 (22) 가, 제 1 스위치 소자 (S1) 및 제 3 스위치 소자 (S3) 를 오프 상태, 제 2 스위치 소자 (S2) 를 온 상태로 제어함으로써, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 는 직렬로 접속된다. 또, 제어부 (22) 가, 제 1 스위치 소자 (S1) 및 제 3 스위치 소자 (S3) 를 온 상태, 제 2 스위치 소자 (S2) 를 오프 상태로 제어함으로써, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 는 병렬로 접속된다.
그런데, 이와 같은 구성을 갖는 전원 장치 (2) 에서는, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 제어부 (22) 가, 시간 경과와 함께 제 2 스위치 소자 (S2) 의 온 시간을 짧게, 또한, 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 시간을 길게 하면서 제 2 스위치 소자 및 제 3 스위치 소자를 교대로 온 및 오프하는 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리를 실행함으로써, 평활 콘덴서 (CH) 의 전압 (VH) 을 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 및 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 의 큰 쪽의 전압까지 감소시킨다. 그리고, 제어부 (22) 는, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리의 실행이 완료된 후, 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온한다.
이 때, 도 3a ∼ 3c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 이 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 보다 큰 경우, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전함으로써 제 1 배터리 (B1) 로부터 제 2 배터리 (B2) 측으로 전류가 흐르지만, 제 2 배터리 (B2) 측에는 리액터 소자 (R) 가 있으므로, 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온했을 때에 돌입 전류는 발생하지 않는다. 그러나, 도 4a ∼ 4c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 이 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 보다 작은 경우에는, 제 1 스위치 소자 (S1) 와 평활 콘덴서 (CH) 사이에는 리액터 소자 (R) 가 없기 때문에, 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온한 순간에 평활 콘덴서 (CH) 로부터 제 1 배터리 (B1) 를 향하여 돌입 전류가 발생한다. 또한, 도 3a, 도 4a 는 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리의 실행 전후에 있어서의 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 및 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 을 나타내고 있다.
그래서, 본 발명의 일 실시형태인 차량의 전원 장치에서는, 제어부 (22) 가 이하에 나타내는 직렬/병렬 전환 제어 처리를 실행함으로써 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때에 돌입 전류가 발생하는 것을 억제한다. 이하, 도 5, 도 6a 및 도 6b 를 참조하여, 직렬/병렬 전환 제어 처리를 실행할 때의 제어부 (22) 의 동작에 대해 설명한다.
직렬/병렬 전환 제어 처리
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태인 직렬/병렬 전환 제어 처리의 흐름을 나타내는 플로 차트이다. 도 6a 및 도 6b 는, 도 5 에 나타내는 스텝 S3 의 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 에 나타내는 플로 차트는, 차량 (1) 의 이그니션 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 전환된 타이밍에 스타트되고, 직렬/병렬 전환 제어 처리는 스텝 S1 의 처리로 진행된다.
스텝 S1 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 전원 장치 (2) 에 대한 동작 모드 지령이 병렬 접속 상태인지의 여부를 판별한다. 판별의 결과, 동작 모드 지령이 병렬 접속 상태인 경우 (스텝 S1 : 예), 제어부 (22) 는, 직렬/병렬 전환 제어 처리를 스텝 S2 의 처리로 진행한다. 한편, 동작 모드 지령이 병렬 접속 상태가 아닌 경우에는 (스텝 S1 : 아니오), 제어부 (22) 는, 일련의 직렬/병렬 전환 제어 처리를 종료한다.
스텝 S2 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 상태가 오프 상태인지의 여부를 판별한다. 판별의 결과, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 상태가 오프 상태인 경우 (스텝 S2 : 예), 제어부 (22) 는, 직렬/병렬 전환 제어 처리를 스텝 S3 의 처리로 진행한다. 한편, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 상태가 온 상태인 경우에는 (스텝 S2 : 아니오), 제어부 (22) 는, 일련의 직렬/병렬 전환 제어 처리를 종료한다.
스텝 S3 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 도 6a, 6b 에 나타내는 바와 같이, 시간 경과와 함께 제 2 스위치 소자 (S2) 의 온 시간을 짧게, 또한, 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 시간을 길게 하면서 제 2 스위치 소자 (S2) 및 제 3 스위치 소자 (S3) 를 교대로 온 및 오프하는 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리를 실행함으로써 평활 콘덴서 (CH) 의 전압 (VH) 을 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 및 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 의 큰 쪽의 전압까지 감소시킨다. 이로써, 스텝 S3 의 처리는 완료되고, 직렬/병렬 전환 제어 처리는 스텝 S4 의 처리로 진행된다.
스텝 S4 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리가 완료되었는지의 여부를 판별한다. 판별의 결과, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리가 완료된 경우 (스텝 S4 : 예), 제어부 (22) 는, 직렬/병렬 전환 제어 처리를 스텝 S5 의 처리로 진행한다. 한편, 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리가 완료되어 있지 않은 경우 (스텝 S4 : 아니오), 제어부 (22) 는, 소정 시간이 경과한 후에 재차 스텝 S4 의 처리를 실행한다. 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리가 완료되었는지의 여부는, 예를 들어 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1), 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2), 및 전원 장치 (2) 의 출력 전압 (VH) 이 동일해진 것을 검출함으로써 판별할 수 있다.
스텝 S5 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 전류 센서 (21) 의 검출 신호에 기초하여 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전하고 있는지의 여부를 판별한다. 판별의 결과, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전하고 있는 경우 (스텝 S5 : 예), 제어부 (22) 는, 직렬/병렬 전환 제어 처리를 스텝 S6 의 처리로 진행한다. 한편, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전하고 있지 않은 경우에는 (스텝 S5 : 아니오), 제어부 (22) 는, 일련의 직렬/병렬 전환 제어 처리를 종료한다. 또한, 전류 센서 (21) 의 검출 신호에 기초하여 오판정을 하지 않도록, 판정 임계값은 전류 센서 (21) 의 검출 오차를 고려하여 설정되어 있다.
스텝 S6 의 처리에서는, 제어부 (22) 가, 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온한다. 이로써, 스텝 S6 의 처리는 완료되고, 일련의 직렬/병렬 전환 제어 처리는 종료된다.
이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태인 직렬/병렬 전환 제어 처리에서는, 제어부 (22) 가, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 시간 경과와 함께 제 2 스위치 소자 (S2) 의 온 시간을 짧게, 또한, 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 시간을 길게 하면서 제 2 스위치 소자 (S2) 및 제 3 스위치 소자 (S3) 를 교대로 온 및 오프하는 직렬/병렬 전환 천이 제어 처리를 실행함으로써 평활 콘덴서 (CH) 의 전압 (VH) 을 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 및 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 의 큰 쪽의 전압까지 감소시키고, 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전한 후, 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온하므로, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때에 돌입 전류가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
보다 상세하게는, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환하면, 제 1 배터리 (B1), 제 2 배터리 (B2), 및 평활 콘덴서 (CH) 가 병렬로 접속되므로, 평활 콘덴서 (CH) 에는 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 및 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 의 높은 쪽의 전압이 인가되고, 전압이 낮은 쪽의 배터리에는 돌입 전류가 흘러들게 된다. 도 2 에 나타내는 구성에서는, 제 2 배터리 (B2) 측에 리액터 소자 (R) 가 배치되어 있으므로, 일반적으로는 제 1 배터리 (B1) 의 전압이 제 2 배터리 (B2) 의 전압보다 높아지고, 제 2 배터리 (B2) 에 돌입 전류가 흘러들려고 한다. 그러나, 리액터 소자 (R) 가 있으므로, 제 2 배터리 (B2) 에 돌입 전류가 흘러드는 것은 억제된다. 단, 상황에 따라서는 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 이 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 보다 낮아지는 경우도 있지만, 제 1 배터리 (B1) 측에는 리액터 소자가 없기 때문에, 제 1 배터리 (B1) 에 돌입 전류가 흘러든다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 이 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 보다 낮은 경우에도 제 1 배터리 (B1) 에 돌입 전류가 흘러드는 것을 억제하기 위해서 상기 서술한 제어를 실시하고 있다. 또한, 제 1 배터리 (B1) 의 전압 (VB1) 이 제 2 배터리 (B2) 의 전압 (VB2) 보다 높은, 요컨대 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전한 후라면, 제 1 배터리 (B1) 와 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 병렬 접속 상태로 해도 돌입 전류는 발생하지 않는다.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 실시형태에 의한 본 발명의 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되지는 않는다. 즉, 본 실시형태에 기초하여 당업자들에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예, 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.

Claims (5)

  1. 차량 (1) 의 전원 장치 (2) 로서,
    정선 (PL) 과 제 1 노드 (N1) 사이에 접속된 제 1 스위치 소자 (S1) ;
    상기 제 1 노드 (N1) 와 제 2 노드 (N2) 사이에 접속된 제 2 스위치 소자 (S2) ;
    상기 제 2 노드 (N2) 와 부선 (NL) 사이에 접속된 제 3 스위치 소자 (S3) ;
    상기 제 1 노드 (N1) 및 상기 부선 (NL) 에 각각 정극 및 부극이 접속된 제 1 배터리 (B1) ;
    상기 정선 (PL) 과 제 3 노드 (N3) 사이에 접속된 리액터 소자 (R) ;
    상기 제 3 노드 (N3) 및 상기 제 2 노드 (N2) 에 각각 정극 및 부극이 접속된 제 2 배터리 (B2) ;
    상기 정선 (PL) 과 상기 부선 (NL) 사이에 접속된 평활 콘덴서 (CH) ; 및
    상기 제 1 스위치 소자 (S1), 상기 제 2 스위치 소자 (S2), 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 상태와 오프 상태를 전환함으로써, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서 전환하도록 구성된 제어기 (22) 를 구비하고,
    상기 제어기 (22) 는, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 천이 제어를 실행함으로써 상기 평활 콘덴서 (CH) 의 전압을 상기 제 1 배터리 (B1) 의 전압과 상기 제 2 배터리 (B2) 의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전한 후, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온하는 전환 제어를 실행하도록 구성되고,
    상기 천이 제어는, 시간 경과와 함께 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 의 온 시간을 짧게, 또한, 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 시간을 길게 하면서 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 를 교대로 온 및 오프하는 제어인, 전원 장치 (2).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기 (22) 는, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로 하도록, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 를 오프 상태, 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 를 온 상태로 제어하도록 구성되고,
    상기 제어기 (22) 는, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 병렬 접속 상태로 하도록, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 를 온 상태, 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 를 오프 상태로 제어하도록 구성되는, 전원 장치 (2).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기 (22) 는, 상기 제 1 배터리 (B1) 의 전압이 상기 제 2 배터리 (B2) 의 전압보다 작은 경우에 상기 전환 제어를 실행하도록 구성되는, 전원 장치 (2).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기 (22) 는, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전하지 않는 경우, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로 유지하도록 구성되는, 전원 장치 (2).
  5. 전원 장치 (2) 의 제어 방법으로서,
    상기 전원 장치 (2) 는, 제 1 스위치 소자 (S1) 와, 제 2 스위치 소자 (S2) 와, 제 3 스위치 소자 (S3) 와, 제 1 배터리 (B1) 와, 리액터 소자 (R) 와, 제 2 배터리 (B2) 와, 평활 콘덴서 (CH) 와, 제어기 (22) 를 구비하고,
    상기 제 1 스위치 소자 (S1) 는, 정선 (PL) 과 제 1 노드 (N1) 사이에 접속되고,
    상기 제 2 스위치 소자 (S2) 는, 상기 제 1 노드 (N1) 와 제 2 노드 (N2) 사이에 접속되고,
    상기 제 3 스위치 소자 (S3) 는, 상기 제 2 노드 (N2) 와 부선 (NL) 사이에 접속되고,
    제 1 배터리 (B1) 는, 상기 제 1 노드 (N1) 및 상기 부선 (NL) 에 각각 정극 및 부극이 접속되고,
    상기 리액터 소자 (R) 는, 상기 정선 (PL) 과 제 3 노드 (N3) 사이에 접속되고,
    상기 제 2 배터리 (B2) 는, 상기 제 3 노드 (N3) 및 상기 제 2 노드 (N2) 에 각각 정극 및 부극이 접속되고,
    상기 평활 콘덴서 (CH) 는, 상기 정선 (PL) 과 상기 부선 (NL) 사이에 접속되고,
    상기 제어 방법은,
    상기 제 1 스위치 소자 (S1), 상기 제 2 스위치 소자 (S2), 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 상태와 오프 상태를 전환함으로써, 상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태와 병렬 접속 상태 사이에서, 상기 제어기 (22) 에 의해, 전환하는 것과 ;
    상기 제 1 배터리 (B1) 와 상기 제 2 배터리 (B2) 의 접속 상태를 직렬 접속 상태로부터 병렬 접속 상태로 전환할 때, 상기 제어기 (22) 에 의해, 천이 제어를 실행함으로써 상기 평활 콘덴서 (CH) 의 전압을 상기 제 1 배터리 (B1) 의 전압과 상기 제 2 배터리 (B2) 의 전압의 높은 쪽의 전압까지 감소시키고, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 의 다이오드가 통전한 후, 상기 제 1 스위치 소자 (S1) 를 온하는 전환 제어를, 상기 제어기 (22) 에 의해, 실행하는 것을 포함하고,
    상기 천이 제어는, 시간 경과와 함께 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 의 온 시간을 짧게, 또한, 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 의 온 시간을 길게 하면서 상기 제 2 스위치 소자 (S2) 및 상기 제 3 스위치 소자 (S3) 를 교대로 온 및 오프하는 제어인, 전원 장치의 제어 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130342151A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-26 Honda Motor Co., Ltd Electric power supply apparatus
US20140084879A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Honda Motor Co., Ltd. Power supply device
JP2014057459A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Toyota Motor Corp 電源システム
JP2015115849A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 セイコーエプソン株式会社 情報処理装置および情報処理装置の制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3552087B2 (ja) * 1999-04-01 2004-08-11 富士電機ホールディングス株式会社 電気自動車の電源システム
JP3816449B2 (ja) * 2003-02-05 2006-08-30 本田技研工業株式会社 モータ駆動装置
JP4640234B2 (ja) * 2006-03-31 2011-03-02 日産自動車株式会社 車両用電力供給装置
JP5082339B2 (ja) * 2006-08-28 2012-11-28 日産自動車株式会社 電力変換装置
JP4353222B2 (ja) * 2006-09-05 2009-10-28 日産自動車株式会社 電力供給装置及びその制御方法
JP2008178220A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Nissan Motor Co Ltd 二次電池装置と充電方法及び二次電池装置に含まれる蓄電モジュール間の電圧バラツキ補正方法
JP5182504B2 (ja) * 2008-08-28 2013-04-17 日産自動車株式会社 電力供給装置およびその制御方法
JP5492040B2 (ja) * 2010-09-22 2014-05-14 株式会社豊田中央研究所 電源システム
JP5772530B2 (ja) * 2011-11-15 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 電動車両用の電源装置
JP2014017917A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Toyota Industries Corp 車載用電源装置および該装置における突入電流抑制方法
EP2942862B1 (en) * 2013-01-07 2020-08-19 Mitsubishi Electric Corporation Electric power conversion device and air conditioning device using same
JP6100640B2 (ja) * 2013-07-25 2017-03-22 株式会社豊田中央研究所 電源システム
JP6205281B2 (ja) * 2014-01-30 2017-09-27 新電元工業株式会社 電源装置
JP6228059B2 (ja) * 2014-03-28 2017-11-08 トヨタ自動車株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータおよびバッテリシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130342151A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-26 Honda Motor Co., Ltd Electric power supply apparatus
JP2014057459A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Toyota Motor Corp 電源システム
US20140084879A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Honda Motor Co., Ltd. Power supply device
JP2015115849A (ja) * 2013-12-13 2015-06-22 セイコーエプソン株式会社 情報処理装置および情報処理装置の制御方法

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