KR20220142487A - 전원 시스템 - Google Patents

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KR20220142487A
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마사키 우치야마
다이스케 구로다
아츠시 후카야
케이야 타니
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가부시키가이샤 덴소
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Abstract

전원부(20)에 양극측 전기 경로(LP) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 접속되고, 복수의 스위칭 소자를 가지는 인버터(30)와, 중성점 접속된 복수의 권선(41)을 가지고, 인버터를 통하여 전원부와의 사이에서 전력의 입출력을 실시하는 회전 전기(40)와, 전원부에서의 각 축전지의 사이의 중간점(PB)과 권선의 중성점(PA)을 전기적으로 접속하는 접속 경로(LC)와, 전원부와의 사이에서 통전을 가능하게 하는 제 1 단자와 제 2 단자를 가지는 기기(50, 63)를 구비하고, 기기의 제 1 단자가 접속 경로에 접속되고, 기기의 제 2 단자가 양극측 전기 경로와 음극측 전기 경로의 적어도 어느 한쪽에 접속되는 구성으로 되어 있다.

Description

전원 시스템
본 출원은 2020년 5월 27일에 출원된 일본 출원 번호 2020―092690호와, 2021년 5월 26일에 출원된 일본 출원 번호 2021―088406호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
본 개시는 복수의 축전지가 직렬 접속된 직렬 접속체를 전원부로 하는 전원 시스템에 관한 것이다.
예를 들면, 차량의 전원 시스템에서는 근래, 축전지의 고전압화가 도모되고 있고, 수백V의 축전지인 제 1 축전지와 제 2 축전지를 직렬 접속하여 직렬 접속체로 하고, 차량의 주행 시에, 제 1 축전지와 제 2 축전지의 직렬 접속체로부터 회전 전기(電機)로 전력을 공급하는 기술이 제안되어 있다. 이에 따라, 회전 전기로 대전력을 공급할 수 있다.
또한, 직렬 접속된 제 1 축전지 및 제 2 축전지에 대하여, 개별로 방전 또는 충전을 실시하게 하는 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 전원 시스템은, 입력 단자가 양극측 전력선과 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 중간점에 각각 접속되고, 또한 출력 단자가 보기(補機) 부하에 접속되는 제 1 분할 릴레이와, 입력 단자가 제 1 축전지 및 제 2 축전지의 중간점과 음극측 전력선에 각각 접속되고, 또한 출력 단자가 보기 부하에 접속되는 제 2 분할 릴레이를 구비한다. 그리고 제 1 분할 릴레이 및 제 2 분할 릴레이의 한쪽만을 온(ON)으로 함으로써 제 1 축전지 및 제 2 축전지에 대하여 개별의 방전 또는 충전을 가능하게 하는 것으로 되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특개2018―114869호 공보
특허문헌 1에 기재된 전원 시스템에서는 직렬 접속된 축전지마다 분할 릴레이를 설치하고, 그들 각 분할 릴레이에서 축전지에 접속되는 플러스측 및 마이너스측의 입력 단자의 개폐가 실시되는 구성으로 되어 있어서, 전원 시스템의 구성이 복잡화된다.
본 개시는 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 직렬 접속된 복수의 축전지를 구비하는 전원 시스템에 있어서, 구성의 간략화를 도모하면서, 각 축전지에서의 통전을 적합하게 실시하게 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 1 수단은, 복수의 축전지가 직렬 접속된 직렬 접속체를 전원부로 하는 전원 시스템으로서, 상기 전원부에 양극측 전기 경로 및 음극측 전기 경로를 통하여 접속되고, 복수의 스위칭 소자를 가지는 인버터와, 중성점 접속된 복수의 권선을 가지고, 상기 인버터를 통하여 상기 전원부와의 사이에서 전력의 입출력을 실시하는 회전 전기와, 상기 전원부에서의 각 상기 축전지의 사이의 중간점과 상기 권선의 중성점을 전기적으로 접속하는 접속 경로와, 상기 전원부와의 사이에서 통전을 가능하게 하는 제 1 단자와 제 2 단자를 가지는 기기를 구비하고, 상기 기기의 상기 제 1 단자가 상기 접속 경로에 접속되고, 상기 기기의 상기 제 2 단자가 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로의 적어도 어느 한쪽에 접속되는 구성으로 되어 있다.
상기 구성의 전원 시스템에서는 복수의 축전지가 직렬 접속된 직렬 접속체를 전원부로 하고, 그 전원부에서의 충방전이 실시된다. 이 전원 시스템에서는, 회전 전기가 인버터를 통하여 전원부에 접속되어 있고, 회전 전기와 전원부의 사이에서 전력의 입출력이 가능하게 되어 있다. 각 축전지의 사이의 중간점은 접속 경로를 통하여 권선의 중성점에 전기적으로 접속되어 있고, 그 접속 경로에는 기기의 제 1 단자가 접속되어 있다. 또한, 제 2 단자는 전원부의 양극측 전기 경로와 음극측 전기 경로의 적어도 어느 한쪽에는 기기의 제 2 단자가 접속되어 있다.
예를 들면, 기기가 전원부를 전력 공급원으로 하는 보기인 구성에서는, 제 2 단자가 양극측 전기 경로에 접속되어 있는 경우, 양극측 전기 경로 및 접속 경로를 통하여 중성점보다도 양극측에 위치하는 양극측 축전지로부터 보기로 전력이 직접 공급된다. 또한, 중성점보다도 음극측에 위치하는 음극측 축전지의 양극측이 권선의 중성점에 접속되어 있고, 인버터로 스위칭 제어가 실시됨으로써 회전 전기의 권선에서 음극측 축전지의 양극측의 전압이 승압되고, 이 승압된 전압을 이용하여 보기로 전력이 공급된다. 이 경우, 음극측 축전지의 전력에 의해 보기로의 전력 공급이 실시된다. 또한, 제 2 단자가 음극측 전기 경로에 접속되어 있는 경우, 접속 경로 및 음극측 전기 경로를 통하여 음극측 축전지로부터 보기로 전력이 직접 공급된다. 또한, 양극측 축전지의 음극측이 권선의 중성점에 접속되어 있고, 인버터로 스위칭 제어가 실시됨으로써 회전 전기의 권선에서 음극측 축전지의 음극측의 전압이 강압되고, 이 강압된 전압을 이용하여 보기로 전력이 공급된다. 이 경우, 음극측 축전지의 전력에 의해 보기로의 전력 공급이 실시된다.
또한, 기기가 전원부를 충전 대상으로 하여 충전을 실시하는 충전 기기인 구성에서는, 제 2 단자가 음극측 전기 경로에 접속되어 있는 경우, 접속 경로 및 음극측 전기 경로를 통하여 충전 기기로부터 음극측 축전지로 직접 충전된다. 또한, 양극측 축전지의 음극측이 권선의 중성점에 접속되어 있고, 인버터로 스위칭 제어가 실시됨으로써 회전 전기의 권선에서 충전 기기에 입력되는 충전 전압이 승압되고, 이 승압된 전압을 이용하여 양극측 축전지로의 충전이 실시된다.
이들의 통전의 형태에서는, 전원부에서의 양극측 축전지 및 음극측 축전지 중 한쪽의 축전지에 대하여 통전을 실시하는 경우와 다른쪽의 축전지에 대하여 통전을 실시하는 경우에서 전원부와 기기의 접속 상태를 전환할 필요가 없다. 그 때문에, 전원 시스템의 구성의 간략화를 도모하면서, 각 축전지에서의 통전을 적합하게 실시하게 할 수 있다.
제 2 수단에서는, 상기 양극측 전기 경로에서 상기 제 2 단자가 접속되는 접속점보다도 상기 전원부측, 및 상기 음극측 전기 경로에서 상기 제 2 단자가 접속되는 접속점보다도 상기 전원부측의 적어도 어느 하나에 설치된 시스템 메인 릴레이를 구비한다.
상기 구성에 따르면, 예를 들면, 제 2 단자가 양극측 전기 경로에 접속되어 있는 구성에서는, 시스템 메인 릴레이가 개방됨으로써 양극측 축전지와 기기 사이의 통전이 정지된다. 또한, 시스템 메인 릴레이가 개방됨으로써 회전 전기의 권선에서의 승압 동작이 정지되고, 음극측 축전지와 기기 사이의 통전이 정지된다. 즉, 시스템 메인 릴레이를 이용하여 각 축전지와 기기 사이의 통전을 정지할 수 있다.
제 3 수단에서는, 상기 전원부는 상기 복수의 축전지 중, 적어도 하나의 축전지로 이루어지는 양극측의 제 1 축전부와 나머지의 축전지로 이루어지는 음극측의 제 2 축전부를 가지고, 상기 접속 경로는 상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부의 사이의 상기 중간점에 접속되어 있고, 상기 기기는 상기 제 1 축전부 및 상기 제 2 축전부를 전력 공급원으로 하여 전력 공급을 받는 보기이고, 상기 제 2 단자는 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로의 어느 한쪽에 접속되어 있고, 상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부 중, 상기 양극측 전기 경로 또는 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 제 2 단자가 접속된 측의 축전부를 특정 축전부로 하고, 상기 특정 축전부와는 다른 축전부를 비특정 축전부로 하고, 상기 스위칭 소자의 개폐에 의한 인버터 제어를 실시하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 특정 축전부로부터 상기 보기로 전력 공급하는 경우에, 상기 접속 경로에 전류가 흐르지 않도록 상기 인버터 제어를 실시하는 제 1 제어와, 상기 비특정 축전부로부터 상기 보기로 전력 공급하는 경우에, 상기 접속 경로에 사전에 결정된 전류가 흐르도록 상기 인버터 제어를 실시하는 제 2 제어를 전환하여 실시한다.
접속 경로에 전류가 흐르지 않도록 인버터를 제어하는 제 1 제어에서는, 접속 경로 및 회전 전기의 권선을 통하여 비특정 전지로부터 보기로 전력 공급이 되지 않는다. 그 때문에, 특정 축전부로부터 보기로 전력이 공급된다. 한편, 접속 경로에 전류가 흐르도록 인버터를 제어하는 제 2 제어에서는 접속 경로 및 회전 전기의 권선을 통하여 비특정 축전부로부터 보기로 전력이 공급된다. 상기 구성에서는, 제 1 제어와 제 2 제어를 전환하여 실시하도록 했다. 이에 따라, 전원부와 기기의 접속 상태의 전환을 실시하지 않고, 각 축전부로부터 각각 적합하게 전력을 공급할 수 있다.
제 4 수단에서는, 상기 인버터는 상부 아암 스위치 및 하부 아암 스위치의 직렬 접속체를 가지고, 상기 제어 장치는 상기 제 1 제어에 있어서, 상기 상부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간을 상기 하부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간과 동등하게 함으로써 상기 접속 경로에 전류가 흐르지 않도록 하고, 상기 제 2 제어에 있어서, 상기 상부 아암 스위치와 상기 하부 아암 스위치 중, 상기 양극측 전기 경로 또는 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 비특정 축전부가 접속된 측의 특정 스위치가 폐쇄되는 기간을, 상기 특정 스위치와는 다른 비특정 스위치가 폐쇄되는 기간보다도 길게 함으로써 상기 접속 경로에 사전에 결정된 전류가 흐르도록 한다.
접속 경로를 통하여 중간점과 중성점이 전기적으로 접속되어 있는 구성에서는, 상부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간과 하부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간을 동등하게 함으로써 접속 경로에 전류가 흐르지 않는 상태로 하고, 이들의 기간을 다르게 함으로써 폐쇄되는 기간이 긴 스위치에 대응한 방향의 전류가 접속 경로에 흐르는 상태로 할 수 있다. 상기 구성에서는 상부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간과 하부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간을 조정함으로써 접속 경로에 흐르는 전류를 제어하도록 했다. 이에 따라, 인버터를 이용하여 보기로 전력을 공급하는 축전부를 적정하게 전환할 수 있다.
제 5 수단에서는, 상기 제 1 축전부 및 상기 제 2 축전부에 흐르는 전류를 검출하는 복수의 전류 센서를 구비하고, 상기 전류 센서는 상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 제 1 전류 검출점과, 상기 특정 축전부와 상기 인버터의 사이의 전기 경로 중, 상기 제 2 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 제 2 전류 검출점과, 상기 비특정 축전부와 상기 인버터의 사이의 전기 경로 상의 제 3 전류 검출점 중, 적어도 2개의 전류 검출점에 설치되어 있고, 상기 제어 장치는 상기 전류 센서의 검출 전류에 기초하여 상기 제 1 제어와 상기 제 2 제어를 전환한다.
제 1 내지 제 3 전류 검출점 중, 적어도 2개의 전류 검출점에 전류 센서가 설치됨으로써 이들의 전류 센서의 검출 전류에 기초하여 각 축전부와 보기의 사이에 흐르는 충방전 전류를 산출할 수 있고, 이 전류에 기초하여 각 축전부의 잔존 용량을 산출할 수 있다. 상기 구성에서는, 이들의 전류 센서의 검출 전류에 기초하여 제 1 제어와 제 2 제어를 전환하도록 했다. 이에 따라, 각 축전부의 잔존 용량을 균등화할 수 있다.
제 6 수단에서는, 상기 전원부는 3개 이상의 상기 축전지가 직렬 접속됨으로써 각 상기 축전지의 사이에 복수의 상기 중간점을 가지고, 상기 접속 경로는 상기 중간점마다 분기하여 설치되고, 복수의 상기 중간점의 하나에 선택적으로 접속 가능하고, 상기 제어 장치는 상기 보기의 구동 전압에 관한 정보를 취득하고, 취득된 상기 구동 전압에 따라서 상기 접속 경로가 접속되는 상기 중간점을 전환하여 상기 특정 축전부의 출력 전압을 조정한다.
전원 시스템에서 보기에 대한 구동 전압의 요구값이 다른 일이 있다. 그 점, 상기 구성에서는, 보기의 구동 전압에 따라서 접속 경로가 접속되는 중간점을 전환하여 특정 축전부의 출력 전압을 조정하도록 했다. 이에 따라, 특정 축전부의 출력 전압을 보기의 구동 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 설정할 수 있다. 이 경우, 특정 축전부와 비특정 축전부에서 출력 전압이 상이한 것이 생각되지만, 비특정 축전부의 출력 전압에 대해서는, 인버터의 제어에 의해 보기의 구동 전압과 같은 전압으로 변환할 수 있다.
제 7 수단에서는, 상기 제 2 단자가 상기 양극측 전기 경로에 접속되는 상태와, 상기 제 2 단자가 상기 음극측 전기 경로에 접속되는 상태를 전환하는 전환부를 구비한다.
보기에 대하여 전력을 직접 공급하는 특정 축전부와, 회전 전기의 권선을 통하여 보기로 전력을 공급하는 비특정 축전부에서는, 전력 소비의 속도가 다르고, 이들 양 축전부에서 잔존 용량의 차이가 발생하는 것이 생각된다. 그 점, 상기 구성에서는, 제 2 단자가 접속된 측의 축전부를 제 1 축전부와 제 2 축전부로 전환되도록 했다. 이에 따라, 각 축전부의 잔존 용량의 균등화를 도모할 수 있다.
제 8 수단에서는, 상기 접속 경로 중, 사익 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 회전 전기측에 설치된 선택 차단 장치를 구비한다.
비특정 전지로부터 보기로 전력을 공급하지 않는 경우에 있어서, 접속 경로를 통하여 중간점과 중성점이 전기적으로 접속되어 있으면, 특정 전지로부터 보기로 전력을 공급할 때에 접속 경로에 일시적으로 전류가 흐른 경우에, 특정 전지의 전력이 불필요하게 낭비된다. 그 점, 상기 구성에서는, 접속 경로 중, 제 1 단자와의 접속점보다도 회전 전기측에 선택 차단 장치가 설치되도록 했다. 그 때문에, 비특정 전지로부터 보기로 전력을 공급하지 않는 경우에는, 선택 차단 장치를 차단 상태로 함으로써 특정 전지의 전력 소비를 억제할 수 있다.
제 9 수단에서는, 상기 제 1 단자와 상기 접속 경로를 접속하는 경로, 상기 양극측 전기 경로 및 상기 음극측 전기 경로의 어느 한쪽과 상기 제 2 단자를 접속하는 경로 및 상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 적어도 하나에 설치된 전력 차단 장치를 구비한다.
전원 시스템에서는, 회전 전기의 회전 동작을 계속하면서 보기로의 전력 공급을 정지하고 싶은 일이 있다. 예를 들면, 보기로의 전력 공급을 정지하는 수단으로서 시스템 메인 릴레이를 이용하는 경우, 시스템 메인 릴레이를 개방하면, 회전 전기의 회전 동작도 정지해 버린다. 그 점, 상기 구성에서는, 제 1 단자와 접속 경로를 접속하는 경로, 양극측 전기 경로 및 음극측 접속 경로의 어느 한쪽과 제 2 단자를 접속하는 경로 및 접속 경로 중, 제 1 단자와의 접속점보다도 전원부측의 적어도 하나에 전력 차단 장치가 설치되도록 했다. 그 때문에, 전력 차단 장치를 차단 상태로 함으로써 회전 전기의 회전 동작을 계속하면서 보기로의 전력 공급을 정지할 수 있다.
제 10 수단에서는, 상기 전원부는 상기 복수의 축전지 중, 적어도 하나의 축전지로 이루어지는 양극측의 제 1 축전부와 나머지의 축전지로 이루어지는 음극측의 제 2 축전부를 가지고, 상기 접속 경로는 상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부의 사이의 상기 중간점에 접속되어 있고, 상기 기기는 충전 장치에 접속 가능하게 되고, 상기 충전 장치로부터 충전 전력이 입력되는 충전 기기이고, 상기 제 2 단자는 상기 음극측 전기 경로에 접속되어 있고, 상기 스위칭 소자의 개폐에 의한 인버터 제어를 실시하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 전원부의 충전 시에 있어서, 상기 충전 기기로부터의 충전 전력을 상기 접속 경로 및 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 제 2 축전부로 공급해서 해당 제 2 축전부를 충전하는 한편, 상기 인버터 제어에 의해 상기 제 2 축전부의 양극측 전압을 승압하고, 그 승압 전압에 의해 상기 제 1 축전부를 충전한다.
상기 구성에서는, 충전 기기로부터의 충전 전력이 접속 경로 및 음극측 전기 경로를 통하여 제 2 축전부로 공급됨으로써 제 2 축전부가 충전된다. 또한, 인버터 제어에 의해 제 2 축전부의 양극측 전압이 승압되고, 그 승압 전압에 의해 제 1 축전부가 충전된다. 즉, 인버터를 제어함으로써 제 2 축전부의 충전에 맞추어서 제 1 축전부를 동시에 충전할 수 있다. 이에 따라, 전원부와 충전 기기의 접속 상태를 전환하지 않고, 제 1 축전부 및 제 2 축전부를 충전할 수 있어서, 전원 시스템의 구성을 간략화할 수 있다.
제 11 수단에서는, 상기 제 2 단자는 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로에 각각 접속되어 있고, 상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 중간점측에 설치된 전력 차단 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 충전 장치의 충전 전압에 관한 정보를 취득하고, 상기 전원부의 충전 시에 있어서, 취득된 상기 충전 전압이 상기 전원부의 총 전압에 상당하는 전압인 경우에, 상기 전력 차단 장치를 개방하고, 취득된 상기 충전 전압이 상기 전원부의 총 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압인 경우에, 상기 전력 차단 장치를 폐쇄한다.
충전 장치의 충전 전압은 전원부의 총 전압에 대한 중간 전압, 즉, 전원부의 총 전압보다도 낮은 전압인 경우뿐만 아니라, 전원부의 총 전압에 상당하는 전압인 것도 생각된다. 충전 장치의 충전 전압이 전원부의 총 전압에 상당하는 전압인 경우, 충전 장치의 충전 전압이 접속 경로 및 음극측 전기 경로를 통하여 제 2 축전부에 인가되면, 제 2 축전부에 대전류가 흘러서, 제 2 축전부의 과충전이 염려된다.
상기 구성에서는, 접속 경로 중, 제 1 단자와의 접속점보다도 중간점측에 전력 차단 장치를 설치했다. 그리고 전원부의 충전 시에 있어서, 충전 장치의 충전 전압이 전원부의 총 전압에 상당하는 전압인 경우에, 전력 차단 장치를 개방하고, 충전 장치의 충전 전압이 전원부의 총 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압인 경우에, 전력 차단 장치를 폐쇄하도록 했다. 이에 따라, 충전 장치의 충전 전압에 따라서 제 1 축전부 및 제 2 축전부를 적정하게 충전할 수 있다.
제 12 수단에서는, 상기 전원부는 3개 이상의 상기 축전지가 직렬 접속됨으로써 각 상기 축전지의 사이에 복수의 상기 중간점을 가지고, 상기 접속 경로는 상기 중간점마다 분기하여 설치되고, 또한 복수의 상기 중간점의 하나에 선택적으로 접속 가능하고, 상기 제어 장치는 상기 충전 장치의 충전 전압에 관한 정보를 취득하고, 취득된 상기 충전 전압에 따라서 상기 접속 경로가 접속되는 상기 중간점을 전환하고, 또한 그 중간점의 전환 위치에 따라서 상기 인버터 제어에 의한 상기 승압 전압을 변경한다.
충전 장치의 충전 전압이 전원부의 총 전압보다 낮은 중간 전압인 경우에, 그 중간 전압이 매번 다른 것이 생각된다. 이 경우, 충전 장치의 충전 전압이 제 2 축전부의 양극측의 전압과 달라 있으면, 충전 전압을 제 2 축전부의 양극측의 전압으로 변환하는 구성이 필요하게 된다. 상기 구성에서는, 충전 장치의 충전 전압에 따라서 접속 경로가 접속되는 중간점을 전환하고, 또한 그 중간점의 전환 위치에 따라서 인버터 제어에 의한 승압 전압을 변경하도록 했다. 이에 따라, 제 2 축전부의 양극측의 전압을 충전 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 할 수 있다. 그 때문에, 인버터 및 회전 전기와는 별도로, 충전 장치의 충전 전압을 변환하는 구성을 필요로 하지 않아서, 전원 시스템의 구성의 간략화를 도모할 수 있다.
제 13 수단에서는, 상기 인버터는 상부 아암 스위치 및 하부 아암 스위치의 직렬 접속체를 가지고, 상기 제어 장치는 상기 전원부의 충전 시에서의 상기 인버터 제어 시에, 상기 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 상기 하부 아암 스위치가 개방되는 기간보다도 길게 하고, 또한 취득된 상기 충전 전압이 낮을수록, 상기 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 길게 한다.
접속 경로를 통하여 중간점과 중성점이 전기적으로 접속되어 있는 구성에서는, 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 하부 아암 스위치가 개방되는 기간보다도 길게 함으로써 충전 전압이 승압된다. 또한, 상부 아암 스위치가 개방되는 기간이 길수록, 충전 전압의 승압량이 커진다. 상기 구성에서는, 충전 장치의 충전 전압에 따라서 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 조정함으로써 충전 전압의 승압량을 조정하도록 했다. 이에 따라, 인버터를 이용하여 제 1 축전부를 적정하게 충전할 수 있다.
본 개시에 대해서의 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 잇점은 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다. 그 도면은,
도 1은 제 1 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 2는 제 1 실시형태에서의 보기 구동 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 3은 전원 시스템의 등가 회로를 도시한 도면이고,
도 4는 접속 경로에 흐르는 전류를 도시한 도면이고,
도 5는 전원 시스템에 흐르는 전류를 도시한 도면이고,
도 6은 제 1 실시형태의 제 1 변형예에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 7은 제 1 실시형태의 제 1 변형예에서의 보기 구동 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 8은 전원 시스템에 흐르는 전류를 도시한 도면이고,
도 9는 제 1 실시형태의 제 2 변형예에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 10은 제 2 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 11은 제 2 실시형태에서의 보기 구동 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 12는 제 3 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 13은 제 3 실시형태에서의 보기 구동 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 14는 제 4 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 15는 제 4 실시형태에서의 보기 구동 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 16은 제 5 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 17은 제 6 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 18은 제 6 실시형태에서의 충전 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 19는 전원 시스템에 흐르는 전류를 도시한 도면이고,
도 20은 제 7 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이고,
도 21은 제 7 실시형태에서의 충전 처리의 순서를 도시한 흐름도이고,
도 22는 그 밖의 실시형태에서의 전원 시스템의 전체 구성도이다.
(제 1 실시형태)
이하, 본 개시에 관련되는 전원 시스템을 차량 탑재의 전원 시스템(10)으로서 구체화한 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전원 시스템(10)은 회전 전기(40) 및 기기로서의 DCDC컨버터(이하, 컨버터)(50)로 전력을 공급하는 시스템이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전원 시스템(10)은 전원부로서의 승강압(assembled battery)(20)와, 인버터(30)와, 회전 전기(40)와, 컨버터(50)와, 제어 장치(60)를 구비하고 있다.
회전 전기(40)는 3상의 동기기(同期機)이고, 스테이터 권선으로서 성형 결선(星形結線)된 U, V, W상 권선(41U, 41V, 41W)을 구비하고 있다. 회전 전기(40)는 예를 들면, 영구 자석 동기기이다. 본 실시형태에 있어서, 회전 전기(40)는 차량 탑재 주기(主機))이고, 차량의 주행 동력원으로 된다.
인버터(30)는 상부 아암 스위치(32)(32U, 32V, 32W)와 하부 아암 스위치(34)(34U, 34V, 34W)의 직렬 접속체를 3상분 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 각 스위치(32, 34)로서, 전압 제어형의 반도체 스위칭 소자가 이용되고 있고, 구체적으로는, IGBT가 이용되고 있다. 이 때문에, 각 스위치(32, 34)의 고전위측 단자는 컬렉터이고, 저전위측 단자는 이미터이다. 각 스위치(32, 34)에는 프리 휠 다이오드로서의 상부 아암 다이오드(33)(33U, 33V, 33W) 또는 하부 아암 다이오드(35)(35U, 35V, 35W)가 역병렬로 접속되어 있다.
U상 상부 아암 스위치(32U)의 이미터와 U상 하부 아암 스위치(34U)의 컬렉터에는 버스 바(bus bar) 등의 U상 도전 부재(36U)를 통하여 U상 권선(41U)의 제 1 단이 접속되어 있다. V상 상부 아암 스위치(32V)의 이미터와 V상 하부 아암 스위치(34V)의 컬렉터에는 버스 바 등의 V상 도전 부재(36V)를 통하여 V상 권선(41V)의 제 1 단이 접속되어 있다. W상 상부 아암 스위치(32W)의 이미터와, W상 하부 아암 스위치(34W)의 컬렉터에는 버스 바 등의 W상 도전 부재(36W)를 통하여 W상 권선(41W)의 제 1 단이 접속되어 있다. U, V, W상 권선(41U, 41V, 41W)의 제 2 단끼리는 중성점(PA)으로 접속되어 있다.
각 상부 아암 스위치(32U, 32V, 32W)의 컬렉터는 양극측 전기 경로(LP)를 통하여 승강압(20)의 양극 단자에 접속되어 있고, 각 하부 아암 스위치(34U, 34V, 34W)의 이미터는 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 승강압(20)의 음극 단자에 접속되어 있다. 회전 전기(40)는 양극측, 음극측 전기 경로(LP, LN) 및 인버터(30)를 통하여 승강압(20)에 접속되어 있고, 승강압(20)와의 사이에서 전력의 입출력을 실시한다.
승강압(20)는 단전지로서의 전지 셀의 직렬 접속체로서 구성되어 있고, 단자 전압이 예를 들면, 수백V로 되는 것이다. 본 실시형태에서는, 승강압(20)를 구성하는 각 전지 셀의 단자 전압(예를 들면, 정격 전압)이 서로 동일하게 설정되어 있다. 전지 셀로서는, 예를 들면, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지를 이용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 승강압(20)를 구성하는 전지 셀 중, 고전위측의 복수의 전지 셀의 직렬 접속체가 제 1 축전부(21)를 구성하고, 저전위측의 복수의 전지 셀의 직렬 접속체가 제 2 축전부(22)를 구성하고 있다. 즉, 승강압(20)가 2개의 블록으로 나누어짐으로써 제 1 축전부(21)와, 제 1 축전부(21)의 음극측에 직렬 접속된 제 2 축전부(22)가 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 축전부(21)를 구성하는 전지 셀수와 제 2 축전부(22)를 구성하는 전지 셀수가 같고, 제 1 축전부(21)의 단자 전압과 제 2 축전부(22)의 단자 전압이 같게 되도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 축전부(21)를 구성하는 전지 셀수와 제 2 축전부(22)를 구성하는 전지 셀수는 달라 있어도 좋고, 제 1 축전부(21)의 단자 전압과 제 2 축전부(22)의 단자 전압이 달라 있어도 좋다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)는 “복수의 축전지”에 상당한다.
승강압(20)에 있어서, 제 1 축전부(21)의 음극 단자와 제 2 축전부(22)의 양극 단자의 사이의 중간점에 중간 단자(PB)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서 중간 단자(PB)는 접속 경로(LC)를 통하여 회전 전기(40)의 중성점(PA)에 접속되어 있다.
컨버터(50)는 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)를 전력 공급원으로 하여, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 단자 전압을 전압 변환(강압)하여 저압 축전지(23)로 공급한다. 저압 축전지(23)는 예를 들면, 정격 전압이 12V인 납 축전지이다.
컨버터(50)는 전력 공급을 받기 위한 입력 단자로서, 고압측 입력 단자(PP)와 저압측 입력 단자(PN)를 구비하고 있다. 본 실시형태에서 고압측 입력 단자(PP)는 고압측 접속점(PU)에서 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있고, 저압측 입력 단자(PN)는 저압측 접속점(PD)에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있다. 즉, 고압측 입력 단자(PP)는 승강압(20)의 제 1 축전부(21)측에 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 저압측 입력 단자(PN)는 “제 1 단자”에 상당하고, 고압측 입력 단자(PP)는 “제 2 단자”에 상당하고, 제 1 축전부(21)가 “특정 축전부”에 상당하고, 제 2 축전부(22)가 “비특정 축전부”에 상당한다.
전원 시스템(10)은 제 1 시스템 메인 릴레이 스위치(이하, 릴레이 스위치)(SMR1)와, 제 2 릴레이 스위치(SMR2)와, 선택 차단 장치로서의 접속 스위치(51)와, 제 1 전류 센서(61)와, 제 2 전류 센서(62)를 구비하고 있다. 제 1 릴레이 스위치(SMR1)는 양극측 전기 경로(LP)에서 고압측 접속점(PU)보다도 승강압(20)측에 설치되어 있고, 제 2 릴레이 스위치(SMR2)는 음극측 전기 경로(LN)에 설치되어 있다. 제 1, 제 2 릴레이 스위치(SMR1, SMR2)에 의해 승강압(20)와 회전 전기(40)의 사이에서의 통전 및 통전 차단이 전환된다.
접속 스위치(51)는 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 회전 전기(40)측에 설치된 릴레이 스위치이다. 접속 스위치(51)에 의해 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)와 컨버터(50)의 사이에서의 통전을 확보하면서 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)와 회전 전기(40)의 사이에서의 통전 및 통전 차단이 전환된다.
제 1 전류 센서(61)는 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 승강압(20)측에 설치되어 있고, 제 2 전류 센서(62)는 음극측 전기 경로(LN) 상에 설치되어 있다. 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62)는 각 센서(61, 62)가 설치된 부분에 흐르는 전류의 크기 및 방향을 검출한다. 제 1 전류 센서(61)가 검출한 제 1 검출 전류(ID1) 및 제 2 전류 센서(62)가 검출한 제 2 검출 전류(ID2)는 제어 장치(60)에 입력된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 1 전류 센서(61)가 설치된 부분이 “제 1 전류 검출점”에 상당하고, 제 2 전류 센서(62)가 설치된 부분이 “제 3 전류 검출점”에 상당한다.
제어 장치(60)는 마이크로컴퓨터를 주체로서 구성되고, 자신이 구비하는 기억 장치에 기억된 프로그램을 실행함으로써 각종 제어 기능을 실현한다. 제어 장치(60)는 제 1, 제 2 릴레이 스위치(SMR1, SMR2) 및 접속 스위치(51)의 개폐 상태를 제어한다. 또한, 제어 장치(60)는 차량의 IG스위치(52)에 접속되어 있고, IG스위치(52)의 개폐 상태를 감시한다. IG스위치(52)는 차량의 기동 스위치이다.
또한, 제어 장치(60)는 회전 전기(40)의 제어량을 그 지령값으로 피드백 제어하기 위해, 인버터(30)를 구성하는 각 스위치(32, 34)의 개폐 상태를 제어하고, 인버터(30)의 스위칭 제어(인버터 제어)를 실시한다. 제어량은 예를 들면, 토크이다. 각 상에 있어서, 상부 아암 스위치(32)와 하부 아암 스위치(34)는 번갈아 폐쇄된다.
인버터(30)의 스위칭 제어에 있어서, 제어 장치(60)는 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62)의 제 1, 제 2 검출 전류(ID1, ID2)에 기초하여 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 잔존 용량을 균등화하는 보기 구동 처리를 실시한다.
도 2에 본 실시형태의 보기 구동 처리의 흐름도를 도시한다. 제어 장치(60)는 IG스위치(52)가 폐쇄되면, 사전에 결정된 제어 주기마다 보기 구동 처리를 반복 실시한다.
보기 구동 처리를 개시하면, 우선, 단계 S10에 있어서, 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62)로부터 제 1, 제 2 검출 전류(ID1, ID2)를 취득한다. 이어지는 단계 S12에서는, 제 1, 제 2 축전부(21, 22)의 잔존 용량을 산출한다. 잔존 용량은 각 축전부(21, 22)의 축전 용량을 나타내는 SOC(State Of Charge)이다. 잔존 용량은 제 1, 제 2 축전부(21, 22)가 통전 상태(충전 상태 또는 방전 상태)인 경우에는, 제 1, 제 2 축전부(21, 22)의 충방전 전류의 시간 적분값인 전류 적산값을 이용하여 산출된다.
예를 들면, 제 1, 제 2 축전부(21, 22)의 방전 상태에 있어서, 접속 경로(LC)에 흐르는 제 1 검출 전류(ID1)의 방향이 회전 전기(40)로부터 승강압(20)를 향하는 방향인 경우, 제 1 검출 전류(ID1)와 제 2 검출 전류(ID2)를 가산한 가산값이 제 1 축전부(21)의 방전 전류로 되고, 제 2 검출 전류(ID2)가 제 2 축전부(22)의 방전 전류로 된다. 또한, 예를 들면, 제 1, 제 2 축전부(21, 22)의 방전 상태에 있어서, 접속 경로(LC)에 흐르는 제 1 검출 전류(ID1)의 방향이 승강압(20)로부터 회전 전기(40)를 향하는 방향인 경우, 제 2 검출 전류(ID2)로부터 제 1 검출 전류(ID1)를 감산한 감산값이 제 1 축전부(21)의 방전 전류로 되고, 제 2 검출 전류(ID2)가 제 2 축전부(22)의 방전 전류로 된다. 단계 S12에서는, 제 1 축전부(21)의 충방전 전류를 시간 적분하여 제 1 축전부(21)의 제 1 잔존 용량(Q1)을 산출하고, 제 2 축전부(22)의 충방전 전류를 시간 적분하여 제 2 축전부(22)의 제 2 잔존 용량(Q2)을 산출한다.
단계 S14에서는, 제 1 잔존 용량(Q1)이 제 2 잔존 용량(Q2)보다도 큰지의 여부를 판정한다. 단계 S14에서 긍정 판정하면, 단계 S16에서 접속 스위치(51)를 개방한다. 이어지는 단계 S18에 있어서, 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하는 제 1 제어를 실시하고, 보기 구동 처리를 종료한다.
한편, 단계 S14에서 부정 판정하면, 단계 S20에서 접속 스위치(51)를 폐쇄한다. 이어지는 단계 S22에 있어서, 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하는 제 2 제어를 실시하고, 보기 구동 처리를 종료한다. 또한, 도 2에 도시한 보기 구동 처리는 보기인 컨버터(50)로의 급전 요구가 발생하고 있는 것을 조건으로 실시되는 것이어도 좋다.
이하, 보기 구동 처리에서의 제 1 제어 및 제 2 제어에 대하여 설명한다.
도 3(a)에, 균등화 제어에서 이용되는 전원 시스템(10)의 등가 회로를 도시한다. 도 3(a)에서는, 각 상 권선(41U∼41W)을 권선(41)으로서 도시하고, 각 상부 아암 스위치(32U, 32V, 32W)를 상부 아암 스위치(32)로서 도시하고, 각 상부 아암 다이오드(33U, 33V, 33W)를 상부 아암 다이오드(33)로서 도시하고 있다. 또한, 각 하부 아암 스위치(34U, 34V, 34W)를 하부 아암 스위치(34)로서 도시하고, 각 하부 아암 다이오드(35U, 35V, 35W)를 하부 아암 다이오드(35)로서 도시하고 있다.
도 3(a)의 등가 회로는 도 3(b)의 회로로서 도시할 수 있다. 도 3(b)의 회로는 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)의 사이에서 양방향의 전력 전달이 가능한 승강압 초퍼 회로이다.
접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 접속되어 있는 구성에서는, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되고, 하부 아암 스위치(34)가 개방되면, 제 1 축전부(21)의 전력에 의해 제 1 축전부(21)와 권선(41)을 포함하는 폐회로에 전류가 흐른다(화살표 Y1 참조). 이에 따라, 권선(41)에는 중성점(PA)을 향하는 방향인 플러스 방향으로 여자 전류가 흐르고, 접속 경로(LC)에는 중성점(PA)으로부터 중간 단자(PB)로 향하는 방향의 전류(IM)가 흐른다.
한편, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 상부 아암 스위치(32)가 개방되고, 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되면, 제 2 축전부(22)의 전력에 의해 제 2 축전부(22)와 권선(41)을 포함하는 폐회로에 전류가 흐른다(화살표 Y2 참조). 이에 따라, 권선(41)에는 플러스 방향과는 반대의 마이너스 방향으로 여자 전류가 흐르고, 접속 경로(LC)에는 중간 단자(PB)로부터 중성점(PA)으로 향하는 방향의 전류(IM)가 흐른다.
즉, 접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 접속되어 있는 구성에서는, 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄됨으로써 접속 경로(LC)에 중간 단자(PB)로 향하는 전류(IM)가 흐른다. 또한, 권선(41)에 플러스 방향의 여자 전류가 흐르고, 중성점(PA)측의 전압이 각 스위치(32, 34)측의 전압보다도 낮아지는 강압 상태로 된다. 또한, 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄됨으로써 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흐른다. 또한, 권선(41)에 마이너스 방향의 여자 잔류가 흐르고, 각 스위치(32, 34)측의 전압이 중성점(PA)측의 전압보다도 높아지는 승압 상태로 된다.
본 실시형태에서는, 제 2 제어에 있어서, 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흐르도록 함으로써 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되도록 했다. 구체적으로는, 상부 아암 스위치(32)와 하부 아암 스위치(34)를 번갈아 폐쇄하면서 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되는 기간(하부 아암 스위치(34)의 온 시간)이 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되는 기간(상부 아암 스위치(32)의 온 시간)보다도 길어지도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하도록 했다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상부 아암 스위치(32)가 “비특정 스위치”에 상당하고, 하부 아암 스위치(34)가 “특정 스위치”에 상당한다.
도 5(a)를 이용하여, 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흐르는 것과, 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되는 것의 관계를 구체적으로 설명한다. 또한, 도 5(a)에서는, 저압 축전지(23), 제 1, 제 2 릴레이 스위치(SMR1, SMR2), 접속 스위치(51), IG스위치(52), 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62) 및 제어 장치(70)의 기재가 생략되어 있다. 도 5(b), 도 8(a), 도 8(b)에 대해서도 마찬가지이다.
도 5(a)에 도시한 바와 같이, 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흐르는 경우(화살표 Y3 참조), 권선(41)에 의한 승압이 가능해진다. 이 경우에, 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어에 의해 권선(41)이 승압 상태로 되면, 권선(41)의 각 스위치(32, 34)측의 전압이 중성점(PA)측의 전압보다도 높아진다. 즉, 상부 아암 스위치(32)를 통하여 권선(41)의 각 스위치(32, 34)측에 접속되는 양극측 전기 경로(LP)의 전압이 접속 경로(LC)를 통하여 중성점(PA)에 접속되는 제 2 축전부(22)의 양극측의 전압보다도 높아진다. 이 양극측 전기 경로(LP)의 전압이 컨버터(50)의 고압측 입력 단자(PP)에 입력되고, 제 2 축전부(22)의 양극측의 전압이 컨버터(50)의 저압측 입력 단자(PN)에 입력됨으로써 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다(화살표 Y4 참조). 또한, 중성점(PA)으로 흐른 전류(IM)의 일부는 하부 아암 스위치(34)를 통하여 제 2 축전부(22)의 음극으로 흐른다(화살표 Y5 참조). 즉, 제 2 축전부(22)와 권선(41)의 사이에서 전류를 환류시킴으로써(화살표 Y3, Y5 참조), 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다(화살표 Y4 참조).
또한, 제 1 제어에 있어서, 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않도록 함으로써 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되도록 했다. 구체적으로는, 상부 아암 스위치(32)와 하부 아암 스위치34)를 번갈아 폐쇄하면서 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되는 기간과 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되는 기간이 동등해지도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하도록 했다.
도 5(b)에 도시한 바와 같이, 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않도록 하면, 권선(41)에 의한 승강압이 불가능하게 되어, 접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 접속되어 있어도 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되지 않는다. 그 때문에, 양극측 전기 경로(LP) 및 접속 경로(LC)를 통하여 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 직접 공급된다(화살표 Y6 참조).
본 실시형태의 보기 구동 처리에서는, 제 1 잔존 용량(Q1)이 제 2 잔존 용량(Q2)보다도 큰지의 여부에 따라, 제 1 제어와 제 2 제어를 전환하고, 컨버터(50)로 전력을 공급하는 축전부(21, 22)를 전환한다. 이에 따라, 잔존 용량이 큰 축전부(21, 22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급할 수 있고, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 잔존 용량(Q1, Q2)이 균등화된다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
ㆍ본 실시형태에서는, 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)의 사이의 중간 단자(PB)가 접속 경로(LC)를 통하여 권선(41)의 중성점(PA)에 전기적으로 접속되어 있다. 컨버터(50)는 전력 공급을 받기 위한 고압측 입력 단자(PP)와 저압측 입력 단자(PN)를 가지고 있고, 고압측 입력 단자(PP)는 양극측 전기 경로(LP)에 접속되고, 저압측 입력 단자(PN)는 접속 경로(LC)에 접속되도록 했다. 이 구성에서는, 양극측 전기 경로(LP) 및 접속 경로(LC)를 통하여 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 직접 공급된다. 또한, 제 2 축전부(22)의 양극측이 권선(41)의 중성점(PA)에 접속되어 있고, 인버터(30)에서 스위칭 제어가 실시됨으로써 회전 전기(40)의 권선(41)에서 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 승압되고, 컨버터(50)로 전력이 공급된다. 이 경우, 제 2 축전부(22)의 전력에 의해 컨버터(50)로의 전력 공급이 실시된다.
이들의 전력 공급에서는, 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)의 사이의 중간 단자(PB)는 함께 컨버터(50)의 저압측 입력 단자(PN)에 접속되어 있기 때문에 승강압(20)와 컨버터(50)의 접속 상태를 전환할 필요가 없어서, 승강압(20)와 컨버터(50)의 접속 상태를 전환하기 위한 스위치를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 전원 시스템(10)의 구성의 간략화를 도모하면서, 각 축전부(21, 22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급할 수 있다.
ㆍ본 실시형태에서는, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)를 고압측 입력 단자(PP)가 접속된 양극측 전기 경로(LP)에 있어서, 고압측 접속점(PU)보다도 승강압(20)측에 설치하도록 했다. 이 구성에서는, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)가 개방됨으로써 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로의 전력 공급이 정지된다. 또한, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)가 개방됨으로써 회전 전기(40)의 권선(41)에서의 승압 동작이 정지되고, 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로의 전력 공급이 정지된다. 즉, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)를 이용하여, 각 축전부(21, 22)로부터 컨버터(50)로의 전력 공급을 정지할 수 있다.
ㆍ접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않도록 인버터(30)를 제어하는 제 1 제어에서는, 접속 경로(LC) 및 회전 전기(40)의 권선(41)을 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력 공급이 되지 않는다. 그 때문에, 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다. 한편, 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르도록 인버터(30)를 제어하는 제 2 제어에서는, 접속 경로(LC) 및 회전 전기(40)의 권선(41)을 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다. 본 실시형태에서는, 제 1 제어와 제 2 제어를 전환하여 실시하도록 했다. 이에 따라, 승강압(20)와 컨버터(50)의 접속 상태를 전환하지 않고, 각 축전부(21, 22)로부터 각각 적합하게 전력을 공급할 수 있다.
ㆍ접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 전기적으로 접속되어 있는 구성에서는, 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되는 기간과 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되는 기간이 동등하게 됨으로써 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않고, 이들의 기간을 다르게 함으로써 접속 경로에 폐쇄되는 기간이 긴 스위치에 대응한 방향의 전류(IM)가 흐른다. 본 실시형태에서는, 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되는 기간과 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되는 기간을 조정함으로써 접속 경로(LC)에 흐르는 전류(IM)를 제어하도록 했다. 이에 따라, 인버터(30)를 이용하여 컨버터(50)로 전력을 공급하는 축전부(21, 22)를 적정하게 전환할 수 있다.
ㆍ제 1, 제 2 전류 센서(61, 62)가 설치됨으로써 이들의 전류 센서(61, 62)의 검출 전류(ID1, ID2)에 기초하여 각 축전부(21, 22)와 컨버터(50)의 사이에 흐르는 충방전 전류를 산출할 수 있고, 이 전류에 기초하여 각 축전부(21, 22)의 잔존 용량(Q1, Q2)을 산출할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62)의 검출 전류(ID1, ID2)에 기초하여 제 1 제어와 제 2 제어를 전환하도록 했다. 이에 따라, 각 축전부(21, 22)의 잔존 용량(Q1, Q2)을 균등화할 수 있다.
ㆍ제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하지 않는 제 1 제어에 있어서, 접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 전기적으로 접속되어 있으면, 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급할 때에 접속 경로(LC)에 일시적으로 전류(IM)가 흐른 경우에, 제 1 축전부(21)의 전력이 불필요하게 소비된다. 그 점, 본 실시형태에서는, 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 회전 전기(40)측에 접속 스위치(51)가 설치되도록 했다. 그 때문에, 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하지 않는 제 1 제어에 있어서는, 접속 스위치(51)를 개방함으로써 제 1 축전부(21)의 전력 소비를 억제할 수 있다.
(제 1 실시형태의 제 1 변형예)
도 6에 도시한 바와 같이, 컨버터(50)의 고압측 입력 단자(PP)가 고압측 접속점(PU)에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 저압측 입력 단자(PN)가 저압측 접속점(PD)에서 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있어도 좋다. 즉, 저압측 입력 단자(PN)가 팩전지(20)의 제 2 축전부(22)측에 접속되어 있어도 좋다. 또한, 본 변형예에 있어서, 고압측 입력 단자(PP)는 “제 1 단자”에 상당하고, 저압측 입력 단자(PN)는 “제 2 단자”에 상당하고, 제 2 축전부(22)가 “특정 축전부”에 상당하고, 제 1 축전부(21)가 “비특정 축전부”에 상당한다.
제 2 릴레이 스위치(SMR2)는 음극측 전기 경로(LN)에서 저압측 접속점(PD)보다도 팩전지(20)측에 설치되어 있다. 접속 스위치(51)는 접속 경로(LC) 중, 고압측 접속점(PU)보다도 회전 전기(40)측에 설치되어 있다. 제 1 전류(61)는 접속 경로(LC) 중, 고압측 접속점(PU)보다도 팩전지(20)측에 설치되어 있고, 제 2 전류 센서(62)는 음극측 전기 경로(LN) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 팩전지(20)측에 설치되어 있고, 제 2 전류 센서(62)가 설치된 부분에 흐르는 전류의 크기 및 방향을 검출한다. 또한, 본 변형예에 있어서, 제 2 전류 센서(62)가 설치된 부분이 “제 2 전류 검출점”에 상당한다.
도 7에 본 변형예의 보기 구동 처리의 흐름도를 도시한다. 도 7에 있어서, 앞서의 도 2에 도시한 처리와 동일한 처리에 대해서는, 편의상, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 변형예의 보기 구동 처리에서는, 단계 S14에서 긍정 판정하면, 단계 S30에서 접속 스위치(51)를 폐쇄한다. 이어지는 단계 S32에 있어서, 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하는 제 3 제어를 실시하여, 보기 구동 처리를 종료한다.
한편, 단계 S14에서 부정 판정하면, 단계 S34에서 접속 스위치(51)를 개방한다. 이어지는 단계 S36에 있어서, 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급하도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하는 제 4 제어를 실시하여, 보기 구동 처리를 종료한다.
이하, 보기 구동 처리에서의 제 3 제어 및 제 4 제어에 대하여 설명한다. 또한, 본 변형예에 있어서, 제 3 제어는 “제 2 제어”에 상당하고, 제 4 제어는 “제 1 제어”에 상당한다.
본 변형예에서는, 제 3 제어에 있어서, 접속 경로(LC)에 중간 단자(PB)로 향하는 전류(IM)가 흐르도록 함으로써 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되도록 했다. 구체적으로는, 상부 아암 스위치(32)와 하부 아암 스위치(34)를 번갈아 폐쇄하면서 상부 아암 스위치(32)가 폐쇄되는 기간을 하부 아암 스위치(34)가 폐쇄되는 기간보다도 길어지도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하도록 했다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상부 아암 스위치(32)가 “특정 스위치”에 상당하고, 하부 아암 스위치(34)가 “비특정 스위치”에 상당한다.
도 8(a)에 도시한 바와 같이, 접속 경로(LC)에 중간 단자(PB)로 향하는 전류(IM)가 흐르는 경우(화살표 Y7 참조), 권선(41)에 의한 강압이 가능해진다. 이 경우에, 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어에 의해 권선(41)이 강압 상태로 되면, 권선(41)의 각 스위치(32, 34)측의 전압이 중성점(PA)측의 전압보다도 낮아진다. 즉, 하부 아암 스위치(34)를 통하여 권선(41)의 각 스위치(32, 34)측에 접속되는 음극측 전기 경로(LN)의 전압이 접속 경로(LC)를 통하여 중성점(PA)에 접속되는 제 1 축전부(21)의 음극측의 전압보다도 낮아진다. 이 음극측 전기 경로(LN)의 전압이 컨버터(50)의 저압측 입력 단자(PN)에 입력되고, 제 1 축전부(21)의 양극측의 전압이 컨버터(50)의 고압측 입력 단자(PP)에 입력됨으로써 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다(화살표 Y8 참조). 또한, 중간 단자(PB)로 흐르는 전류(IM)의 일부는 상부 아암 스위치(32)를 통하여 제 1 축전부(21)의 양극으로부터 흐른다(화살표 Y9 참조). 즉, 제 1 축전부(21)와 권선(41)의 사이에서 전류를 환류시킴으로써(화살표 Y7, Y9 참조), 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다(화살표 Y8 참조).
또한, 제 4 제어에 있어서, 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않도록 함으로써 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되도록 했다. 구체적으로는, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 접속 경로(LC)에 전류(IM)가 흐르지 않도록 하면, 권선(41)에 의한 승강압이 불가능하게 되어, 접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB)와 중성점(PA)이 접속되어 있어도 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급되지 않는다. 그 때문에, 음극측 전기 경로(LN) 및 접속 경로(LC)를 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 직접 공급된다(화살표 Y10 참조).
이상 상세히 서술한 본 변형예에 따르면, 고압측 입력 단자(PP)는 접속 경로(LC)에 접속되고, 저압측 입력 단자(PN)는 음극측 전기 경로(LN)에 접속되도록 했다. 이 구성에서는, 접속 경로(LC) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 직접 공급된다. 또한, 제 1 축전부(21)의 음극측이 권선(41)의 중성점(PA)에 접속되어 있고, 인버터(30)에서 스위칭 제어가 실시됨으로써 회전 전기(40)의 권선(41)에서 제 1 축전부(21)의 양극측의 전압이 강압되고, 이 강압된 전압을 이용하여 컨버터(50)로 전력이 공급된다. 이 경우, 제 1 축전부(21)의 전력에 의해 컨버터(50)로의 전력 공급이 실시된다.
이들의 전력 공급에서는, 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)의 사이의 중간 단자(PB)는 함께 컨버터(50)의 고압측 입력 단자(PP)에 접속되어 있기 때문에 중간 단자(PB)와 컨버터(50)의 접속 상태를 전환할 필요가 없어서, 접속 상태를 전환하기 위한 스위치를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 전원 시스템(10)의 구성의 간략화를 도모하면서, 각 축전부(21, 22)로부터 컨버터(50)로 전력을 공급할 수 있다.
(제 1 실시형태의 제 2 변형예)
도 9에 도시한 바와 같이, 컨버터(50)의 고압측 입력 단자(PP)가 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있는 상태와 접속 경로(LC)에 접속되어 있는 상태로 전환 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 그리고 이에 연동하여 저압측 입력 단자(PN)가 접속 경로(LC)에 접속되어 있는 상태와 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있는 상태로 전환 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
구체적으로, 전원 시스템(10)은 전환 스위치(53)를 구비하고 있다. 전환 스위치(53)는 제 1, 제 2 기준 단자(PK1, PK2)와, 제 1, 제 2 기준 단자(PK1, PK2)에 접속되는 제 1 내지 제 3 접속 단자(PS1∼PS3)를 가지고 있고, 각 기준 단자(PK1, PK2)에 접속되는 접속 단자(PS1∼PS3)가 연동하여 전환되는 2련 스위치이다. 제 1 기준 단자(PK1)는 고압측 입력 단자(PP)에 접속되어 있고, 제 2 기준 단자(PK2)는 저압측 입력 단자(PN)에 접속되어 있다. 제 1 접속 단자(PS1)는 제 1 접속점(PX1)에서 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있고, 제 2 접속 단자(PS2)는 제 2 접속점(PX2)에서 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있고, 제 3 접속 단자(PS3)는 제 3 접속점(PX3)에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있다. 또한, 전환 스위치(53)의 접속 상태는 제어 장치(60)에 의해 제어된다. 본 변형예에 있어서, 전환 스위치(53)가 “전환부”에 상당한다.
전환 스위치(53)에서는, 제 1 기준 단자(PK1)가 제 1 접속 단자(PS1)에 접속되어 있는 경우에, 제 2 기준 단자(PK2)가 제 3 접속 단자(PS3)에 접속된다. 이에 따라, 본 변형예의 전원 시스템(10)은 제 1 실시형태의 전원 시스템(10)과 동등해진다. 이 경우, 제 1 접속점(PX1)이 고압측 접속점(PU)에 상당하고, 제 3 접속점(PX3)이 저압측 접속점(PD)에 상당한다.
또한, 제 1 기준 단자(PK1)가 제 3 접속 단자(PS3)에 접속되어 있는 경우에, 제 2 기준 단자(PK2)가 제 2 접속 단자(PS2)에 접속된다. 이에 따라, 본 변형예의 전원 시스템(10)은 제 1 변형예의 전원 시스템(10)과 동등해진다. 이 경우, 제 2 접속점(PX2)이 저압측 접속점(PD)에 상당하고, 제 3 접속점(PX3)이 고압측 접속점(PU)에 상당한다.
즉, 전환 스위치(53)에서는, 접속 상태의 전환에 의해 제 1, 제 2 기준 단자(PK1, PK2)의 한쪽이 접속 경로(LC)에 접속된다. 또한, 접속 상태의 전환에 의해 제 1, 제 2 기준 단자(PK1, PK2)의 다른쪽이 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있는 상태와 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있는 상태에서 전환된다. 이에 따라, 컨버터(50)로 전력을 직접 공급할 수 있는 축전부가 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)에서 전환된다.
이상 상세히 서술한 본 변형예에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
컨버터(50)에 대하여 전력을 직접 공급하는 축전부와, 회전 전기(40)의 권선(41)을 통하여 컨버터(50)로 전력을 공급하는 축전부에서는, 전력 소비의 속도가 다르고, 이들 양 축전부에서 잔존 용량의 차이가 발생하는 것이 생각된다. 예를 들면, 컨버터(50)에 대하여 전력을 직접 공급할 수 있는 축전부는 컨버터(50)로 전력을 직접 공급할 수 없는 축전부, 즉, 회전 전기(40)의 권선(41)을 통하여 컨버터(50)로 전력을 공급하는 축전지에 비하여 컨버터(50)로 전력을 공급하기 쉽고, 잔존 용량(Q1, Q2)이 감소되기 쉬운 것이 생각된다. 그 점, 본 변형예에서는, 컨버터(50)로 전력을 직접 공급할 수 있는 축전부를 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)에서 전환되도록 했다. 이에 따라, 각 축전부(21, 22)의 잔존 용량(Q1, Q2)을 균등화할 수 있다.
(제 2 실시형태)
이하, 제 2 실시형태에 대하여, 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 10, 도 11을 참조하면서 설명한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 팩전지(20)측에 접속 스위치(54)가 설치되어 있는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 이하에서는, 구별을 위해, 접속 스위치(51)를 제 1 접속 스위치(51)라 부르고, 접속 스위치(54)를 제 2 접속 스위치(54)라 부른다. 제 2 접속 스위치(54)는 릴레이 스위치이고, 제어 장치(60)는 제 2 접속 스위치(54)의 개폐 상태를 제어한다. 이에 따라, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)와 컨버터(50)의 사이에서의 통전 및 통전 차단이 전환된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 제 2 접속 스위치(54)가 “전력 차단 장치”에 상당한다.
또한, 본 실시형태에서는, 보기 구동 처리에 있어서, 보기인 컨버터(50)로의 급전 요구가 발생하고 있는지를 판정하는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 예를 들면, 저압 축전지(23)로부터 전력 공급을 받는 전기 부하가 구동하고 있지 않은 경우에는, 컨버터(50)로의 급전 요구가 발생하고 있지 않다. 본 실시형태에서는, 급전 요구가 발생하고 있지 않은 경우에, 보기 구동 처리에 있어서, 회전 전기(40)의 회전 동작을 계속하면서 컨버터(50)로의 전력 공급을 정지하도록 한다.
도 11에 본 실시형태의 보기 구동 처리의 흐름도를 도시한다. 도 11에 있어서, 앞서의 도 2에 도시한 처리와 동일한 처리에 대해서는, 편의상, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시형태의 보기 구동 처리에서는, 우선, 단계 S40에 있어서, 컨버터(50)로의 급전 요구가 발생하고 있는지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 저압 축전지(23)로부터 전력 공급을 받는 전기 부하의 구동 상태로부터, 컨버터(50)에서의 전압 변환이 필요한지의 여부를 판정할 수 있다.
단계 S40에서 긍정 판정하면, 단계 S42에서 제 2 접속 스위치(54)를 폐쇄하고, 단계 S10으로 진행한다. 한편, 단계 S40에서 부정 판정하면, 단계 S44에서 제 2 접속 스위치(54)를 개방하여, 보기 구동 처리를 종료한다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
전원 시스템(10)에서는, 회전 전기(40)의 회전 동작을 계속하면서 컨버터(50)로의 전력 공급을 정지하고 싶은 일이 있다. 제 1 릴레이 스위치(SMR1)를 개방함으로써 컨버터(50)로의 전력 공급을 정지하는 것은 가능하지만, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)를 개방하면, 회전 전기(40)의 회전 동작도 정지해 버린다. 그 점, 본 실시형태에서는, 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 팩전지(20)측에 제 2 접속 스위치(54)가 설치되도록 했다. 그 때문에, 제 2 접속 스위치(54)를 개방함으로써 회전 전기(40)의 회전 동작을 계속하면서 컨버터(50)로의 전력 공급을 정지할 수 있다.
(제 3 실시형태)
이하, 제 3 실시형태에 대하여, 제 2 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 12, 도 13을 참조하면서 설명한다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 양극측 전기 경로(LP)와 접속 경로(LC)가 제 1 중간 경로(LS1)에 의해 접속되어 있고, 이 제 1 중간 경로(LS1)에 제 3 접속 스위치(55)가 설치되어 있는 점에서 제 2 실시형태와 다르다. 제 1 중간 경로(LS1)는 제 1 릴레이 스위치(SMR1)보다도 인버터(30)측에서 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있고, 제 2 접속 스위치(54)보다도 팩전지(20)측에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있다.
또한, 접속 경로(LC)와 음극측 전기 경로(LN)가 제 2 중간 경로(LS2)에 의해 접속되어 있고, 이 제 2 중간 경로(LS2)에 제 4 접속 스위치(56)가 설치되어 있는 점에서 제 2 실시형태와 다르다. 제 2 중간 경로(LS2)는 제 1 접속 스위치(51)와 제 2 접속 스위치(54)의 사이에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 제 2 릴레이 스위치(SMR2)보다도 인버터(30)측에서 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있다. 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56)는 릴레이 스위치이고, 제어 장치(60)는 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56)의 개폐 상태를 제어한다.
또한, 본 실시형태에서는, 보기 구동 처리에 있어서, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 이상이 발생한 것을 판정하는 점에서 제 2 실시형태와 다르다. 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)에 이상이 발생하고 있는 경우에는, 회전 전기(40)의 회전 동작은 정지되지만, 회전 동작의 정지에 동반하는 차량의 정지를 통지하기 위해, 컨버터(50)로의 전력 공급은 계속시키고 싶은 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 보기 구동 처리에 있어서, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)에서의 이상 발생 시에 컨버터(50)로의 전력 공급을 계속시키도록 한다.
도 13에 본 실시형태의 보기 구동 처리의 흐름도를 도시한다. 도 13에 있어서, 앞서의 도 2에 도시한 처리와 동일한 처리에 대해서는, 편의상, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시형태의 보기 구동 처리에서는, 우선, 단계 S50, S52에 있어서, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 어느 한쪽에 이상이 발생한 것을 판정한다. 구체적으로는, 단계 S50에 있어서, 제 1 축전부(21)에 이상이 발생했는지의 여부를 판정한다. 단계 S50에서 부정 판정하면, 단계 S52에 있어서, 제 2 축전부(22)에 이상이 발생했는지의 여부를 판정한다. 본 실시형태에 있어서, 축전부의 이상에는, 축전부가 과잉하게 고전압, 저전압, 고온, 또는 저온으로 되는 상태 이상, 단락 이상, 축전부의 입출력이 과도하게 제한되는 입출력 이상, 축전부의 상태를 검출하는 센서의 이상, 센서측의 출력 이상 및 통전 경로의 단선 등의 통로 경로 이상이 포함된다.
어느 쪽의 축전부(21, 22)에서도 이상이 발생하고 있지 않다고 판정된 경우, 단계 S52에서 부정 판정한다. 이 경우, 단계 S54에서 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56)를 개방한다. 이어지는 단계 S56에서는, 제 2 접속 스위치(54)를 폐쇄하고, 단계 S10으로 진행한다.
한편, 어느 한쪽의 축전부(21, 22)에서 이상이 발생했다고 판정된 경우, 이상이 발생한 축전부로부터의 전력 공급을 정지시키고, 또한 이상이 발생하고 있지 않은 축전부로부터 컨버터(50)로의 전력 공급을 계속시키는 처리를 실시한다.
구체적으로는, 단계 S50에서 긍정 판정하면, 우선, 단계 S60에서 제 1 릴레이 스위치(SMR1)를 개방한다. 이어지는 단계 S62에서 제 1, 제 2 접속 스위치(51, 54)를 개방한다. 이어지는 단계 S64에서 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56)를 폐쇄하고, 보기 구동 처리를 종료한다. 이에 따라, 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56) 및 제 2 릴레이 스위치(SMR2)를 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다.
또한, 단계 S52에서 긍정 판정하면, 우선, 단계 S70에서 제 2 릴레이 스위치(SMR2)를 개방한다. 이어지는 단계 S72에서 제 1, 제 3, 제 4 접속 스위치(51, 55, 56)를 개방한다. 이어지는 단계 S64에 있어서, 제 2 접속 스위치(54)를 폐쇄하고, 보기 구동 처리를 종료한다. 이에 따라, 제 1 릴레이 스위치(SMR1) 및 제 2 접속 스위치(54)를 통하여 제 1 축전부(21)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
전원 시스템(10)에서는, 어느 한쪽의 축전부(21, 22)에서 이상이 발생한 경우에도 컨버터(50)로의 전력 공급을 계속하고 싶은 일이 있다. 그 점, 본 실시형태에서는, 양극측 전기 경로(LP)와 접속 경로(LC)가 제 1 중간 경로(LS1)에 의해 접속되고, 이 제 1 중간 경로(LS1)에 제 3 접속 스위치(55)가 설치되어 있다. 또한, 접속 경로(LC)와 음극측 전기 경로(LN)가 제 2 중간 경로(LS2)에 의해 접속되고, 이 제 2 중간 경로(LS2)에 제 4 접속 스위치(56)가 설치되도록 했다. 그 때문에, 이상이 발생한 축전부(21, 22)에 따라서 제 3, 제 4 접속 스위치(55, 56)를 포함하는 각종 스위치를 적정하게 전환함으로써 컨버터(50)로의 전력 공급을 계속할 수 있다.
(제 4 실시형태)
이하, 제 4 실시형태에 대하여, 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 14, 도 15를 참조하면서 설명한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 8개의 축전지(BA1∼BA8)가 직렬 접속된 직렬 접속체에 의해 팩전지(20)가 구성되어 있는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 각 축전지(BA1∼BA8)의 사이의 중간점에 중간 단자(PB1∼PB7)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 제 n 축전지(BAn(n＝1∼7))의 음극 단자와 제 n＋1 축전지(BAn＋1)의 양극 단자의 사이의 중간점에 제 n 중간 단자(PBn)가 설치되어 있다.
접속 경로(LC)는 중간 단자(PB1∼PB7)마다 분기하도록 설치되어 있고, 중간 단자(PB1∼PB7)마다 설치된 선택 스위치(SW1∼SW7)에 의해 중성점(PA)이 중간 단자(PB1∼PB7)의 하나에 선택적으로 접속 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 제 n 선택 스위치(SWn(n＝1∼7))가 폐쇄됨으로써 제 n 중간 단자(PBn)와 중성점(PA)이 접속된다. 제어 장치(60)는 중간 단자(PB1∼PB7)의 어느 쪽인가에 중성점(PA)을 접속하는 경우에, 선택 스위치(SW1∼SW7) 중의 1개를 폐쇄하고, 나머지의 6개를 개방한다.
본 실시형태에서는, 축전지(BA1∼BA8) 중, 접속 경로(LC)에 접속된 중간 단자(PB1∼PB7)보다도 양극측에 위치하는 적어도 하나의 축전지에 의해 제 1 축전부(21)가 구성되고, 나머지의 축전지에 의해 제 2 축전부(22)가 구성된다. 즉, 본 실시형태에서는, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)에 포함되는 축전지의 수가 가변으로 되고, 이에 따라, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 단자 전압(출력 전압)이 가변으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 보기로서, 차량의 조타를 제어하는 전동 파워 스티어링 장치(50a)와 공조용의 전동 압축기(50b)를 구비하고 있는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 전동 파워 스티어링 장치(50a) 및 전동 압축기(50b)의 고압측 입력 단자(PP)는 각각 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있고, 저압측 입력 단자(PN)는 각각 접속 경로(LC)에 접속되어 있다.
전동 파워 스티어링 장치(50a)의 고압측 입력 단자(PP)와 양극측 전기 경로(LP)의 사이에는 제 1 조정 스위치(SC1)가 설치되어 있다. 전동 파워 스티어링 장치(50a)의 저압측 입력 단자(PN)와 접속 경로(LC)의 사이에는 제 2 조정 스위치(SC2)가 설치되어 있다. 전동 압축기(50b)의 고압측 입력 단자(PP)와 양극측 전기 경로(LP)의 사이에는 제 3 조정 스위치(SC3)가 설치되어 있다. 전동 압축기(50b)의 저압측 입력 단자(PN)와 접속 경로(LC)의 사이에는 제 4 조정 스위치(SC4)가 설치되어 있다. 제어 장치(60)는 전동 파워 스티어링 장치(50a)로 전력 공급하는 경우에, 제 1, 제 2 조정 스위치(SC1, SC2)를 폐쇄하고, 제 3, 제 4 조정 스위치(SC3, SC4)를 개방한다. 또한, 제어 장치(60)는 전동 압축기(50b)로 전력 공급하는 경우에, 제 1, 제 2 조정 스위치(SC1, SC2)를 개방하고, 제 3, 제 4 조정 스위치(SC3, SC4)를 폐쇄한다.
전동 압축기(50b)의 구동 전압은 전동 파워 스티어링 장치(50a)의 구동 전압과 다르다. 본 실시형태에서는, 전동 압축기(50b)의 구동 전압은 전동 파워 스티어링 장치(50a)의 구동 전압보다도 높다. 그 때문에, 예를 들면, 제 1 축전부(21)의 단자 전압이 전동 압축기(50b)의 구동 전압에 대응시켜서 전동 파워 스티어링 장치(50a)의 구동 전압보다도 높게 설정되어 있는 경우에는, 제 1 축전부(21)로부터 전동 파워 스티어링 장치(50a)로 전력 공급하는 경우에, 제 1 축전부(21)의 단자 전압을 전압 변환할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 보기의 구동 전압에 따라서 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환함으로써 인버터(30) 및 회전 전기(40)와는 별도로 컨버터를 설치하는 것을 불필요하게 한다.
도 15에 본 실시형태의 보기 구동 처리의 흐름도를 도시한다. 도 15에 있어서, 앞서의 도 2에 도시한 처리와 동일한 처리에 대해서는, 편의상, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시형태의 보기 구동 처리에서는, 우선, 단계 S80에 있어서, 전력 공급처의 구동 전압을 취득하고, 단계 S81로 진행한다. 예를 들면, 어느 보기에 전력 공급하는지의 정보로부터 보기의 구동 전압을 취득할 수 있다.
단계 S81에서는, 단계 S80에서 취득된 구동 전압에 따라서 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하고, 단계 S10으로 진행한다. 본 실시형태에서는, 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하여, 제 1 축전부(21)의 단자 전압이 전력 공급 대상의 보기의 구동 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 되도록 제 1 축전부(21)의 단자 전압을 조정한다.
또한, 단계 S22의 제 2 제어에서는, 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)에 따라서 각 스위치(32, 34)의 개폐에 의한 스위칭 제어를 전환한다. 이에 따라, 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)에 따라서 제 2 축전부(22)의 단자 전압이 변화한 경우에도, 인버터(30) 및 회전 전기(40)를 이용하여 제 2 축전부(22)의 단자 전압을 전력 공급 대상의 보기의 구동 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 되도록 변환할 수 있다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
전원 시스템(10)에서 보기의 구동 전압이 서로 다른 일이 있다. 그 점, 본 실시형태에서는, 보기의 구동 전압에 따라서 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하여 제 1 축전부(21)의 단자 전압을 조정하도록 했다. 이에 따라, 제 1 축전부(21)의 단자 전압을 보기의 구동 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 설정할 수 있다. 이 경우, 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)에서 단자 간 전압이 상이한 것이 생각되지만, 제 2 축전부(22)의 단자 간 전압에 대해서는, 인버터(30)의 제어에 의해 보기의 구동 전압과 같은 전압으로 변환할 수 있다.
(제 5 실시형태)
이하, 제 5 실시형태에 대하여, 제 3 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 16을 참조하면서 설명한다.
도 16에 도시한 바와 같이, 전원 시스템(10)에서는, 충전 인렛 등의 충전 기기인 충전부(63)를 전원 시스템(10) 외부의 충전 장치에 접속함으로써 충전 장치로부터 입력되는 충전 전력에 의해 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)를 충전한다. 이 구성에 있어서, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압(총 전압), 즉, 제 1 축전부(21)의 정격 전압과 제 2 축전부(22)의 정격 전압를 더한 값과 동등한 경우와, 제 2 축전부(22)의 정격 전압(중간 전압)과 동등한 경우의 어느 쪽의 경우에도 팩전지(20)를 충전 가능하게 하기 위해, 충전부(63)와 팩전지(20)의 사이에는 충전 장치의 충전 전압에 의해 충전처의 축전부(21, 22)를 전환하는 전환 스위치(57)를 구비하고 있다.
전환 스위치(57)는 제 4 내지 제 6 기준 단자(PK4∼PK6)와, 각 기준 단자(PK4∼PK6)에 각각 접속되는 제 4 내지 제 6 접속 단자(PS4∼PS6)를 가지고 있고, 각 기준 단자(PK4∼PK6)와, 그들에 대응하는 접속 단자(PS4∼PS6)의 개폐 상태가 독립하여 전환된다. 제 4, 제 5 기준 단자(PK4, PK5)는 충전부(63)에서의 고압측의 입력 단자인 제 1 외부 단자(PT1)에 접속되어 있고, 제 6 기준 단자(PK6)는 충전부(63)에서의 저압측의 입력 단자인 제 2 외부 단자(PT2)에 접속되어 있다. 제 4 접속 단자(PS4)는 제 1 릴레이 스위치(SMR1)보다도 인버터(30)측에서 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있고, 제 5 접속 단자(PS5)는 제 2 접속 스위치(54)보다도 팩전지(20)측에서 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 제 6 접속 단자(PS6)는 제 2 릴레이 스위치(SMR2)보다도 인버터(30)측에서 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있다. 또한, 전환 스위치(57)의 접속 상태는 제어 장치(60)에 의해 제어된다.
각 기준 단자(PK4∼PK6)의 접속 상태는 제어 장치(60)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 충전부(63)에 접속되는 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압과 동등한 경우, 제 4 기준 단자(PK4)가 제 4 접속 단자(PS4)에 접속되고, 제 6 기준 단자(PK6)가 제 6 접속 단자(PS6)에 접속되도록 제어된다. 한편, 제 5 기준 단자(PK5)가 제 5 접속 단자(PS5)에 접속되지 않도록 제어된다.
또한, 충전부(63)에 접속되는 충전 장치의 충전 전압이 제 2 축전부(22)의 정격 전압과 동등한 경우, 제 5 기준 단자(PK5)가 제 5 접속 단자(PS5)에 접속되고, 제 6 기준 단자(PK6)가 제 6 접속 단자(PS6)에 접속되도록 제어된다. 한편, 제 4 기준 단자(PK4)가 제 4 접속 단자(PS4)에 접속되지 않도록 제어된다.
그리고 제 1 축전부(21)에 이상이 발생한 경우, 제 4 기준 단자(PK4)가 제 4 접속 단자(PS4)에 접속되고, 제 5 기준 단자(PK5)가 제 5 접속 단자(PS5)에 접속되도록 제어된다. 이에 따라, 전환 스위치(57)를 통하여 양극측 전기 경로(LP)와 접속 경로(LC)가 접속되고, 이 전환 스위치(57)를 통하여 제 2 축전부(22)로부터 컨버터(50)로 전력이 공급된다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 전환 스위치(57)를 제 3 접속 스위치(55)로서 이용할 수 있기 때문에 전환 스위치(57)와는 별도로 제 3 접속 스위치(55)를 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 전원 시스템(10)의 구성을 간략화할 수 있다.
(제 6 실시형태)
이하, 제 6 실시형태에 대하여, 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 17 내지 도 19를 참조하면서 설명한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기기로서의 충전부(63)를 구비하는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)는 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 제 2 외부 단자(PT2)는 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 접속 스위치(51)가 접속 경로(LC) 중, 제 1 외부 단자(PT1)와의 접속점보다도 중간 단자(PB)측에 설치되어 있다.
본 실시형태에서는, 충전부(63)에 접속된 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압과 동등한 경우와, 제 2 축전부(22)의 정격 전압과 동등한 경우의 어느 쪽의 경우이어도 팩전지(20)를 충전 가능하게 하기 위해, 충전 장치의 충전 전압에 따라서 제 1 접속 스위치(51)의 개폐 상태를 전환한다.
도 18에 본 실시형태의 충전 처리의 흐름도를 도시한다. 제어 장치(60)는 충전부(63)에 충전 장치가 접속되면, 충전 처리를 실시한다.
보기 구동 처리를 개시하면, 우선, 단계 S90에서 충전 장치의 충전 전압을 취득하고, 단계 S91로 진행한다. 예를 들면, 충전부(63)에 충전 장치가 접속되었을 때에 실시되는 충전 장치와의 사이의 통신에 의해 충전 장치의 충전 전압을 취득한다.
단계 S91에서는, 단계 S90에서 취득된 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인지의 여부를 판정한다. 단계 S91에서는, 취득된 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압을 중심으로 한 사전 결정 범위 내의 전압이면 긍정 판정하고, 단계 S92로 진행한다. 한편, 취득된 충전 전압이 해당 사전 결정 범위보다도 낮은 전압, 즉, 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압이면 부정 판정하고, 단계 S93으로 진행한다.
단계 S92에서는, 제 1 접속 스위치(51)를 개방하고, 충전 처리를 종료한다.
단계 S93에서는, 제 1 접속 스위치(51)를 폐쇄한다. 이어지는 단계 S94에서는, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압까지 승압되도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하는 승압 제어를 실시하고, 충전 처리를 종료한다.
이하, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 중간 전압인 경우와, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압인 경우에서의 전류 경로를 각각 설명한다. 우선은, 도 19(a)를 이용하여, 충전 장치의 충전 전압이 중간 전압인 경우에서의 전류 경로에 대하여 설명한다. 또한, 도 19(a)에서는, 제 1, 제 2 릴레이 스위치(SMR1, SMR2), IG스위치(52), 제 1, 제 2 전류 센서(61, 62) 및 제어 장치(70)의 기재가 생략되어 있다. 도 19(a)에 대해서도 마찬가지이다.
충전 장치의 충전 전압이 중간 전압인 경우, 제 1 접속 스위치(51)가 폐쇄된다. 이 경우, 충전부(63)로부터의 충전 전력이 접속 경로(LC) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 제 2 축전부(22)로 공급되어 제 2 축전부(22)가 충전된다. 또한, 각 스위치(32, 34)의 스위칭 제어에 의해 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 승압되고, 그 승압 전압에 의해 제 1 축전부(21)가 충전된다.
구체적으로는, 도 19(a)에 도시한 바와 같이, 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)로부터 흐르는 전류(IM)는 접속 경로(LC)와의 접속점에서 분기하고, 전류(IM)의 일부는 제 2 축전부(22)로 흐른다(화살표 Y11 참조). 이에 따라, 제 2 축전부(22)가 충전된다.
접속 경로(LC)와의 접속점에서 분기한 전류(IM)의 나머지는 중성점(PA)으로 향하여 흐른다(화살표 Y11 참조). 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흐르고, 또한 제 1 접속 스위치(51)가 폐쇄되어 있는 경우, 권선(41)에 의한 승압이 가능해진다. 이 경우에, 각 스위치(32, 34)의 스위칭 제어에 의해 권선(41)이 승압 상태로 되면, 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 승압되고, 양극측 전기 경로(LP)에 제 1 축전부(21)로 향하는 전류(IM)가 흐른다(화살표 Y13 참조). 이에 따라, 제 1 축전부(21)가 충전된다. 즉, 충전 장치의 충전 전압이 중간 전압인 경우, 인버터(30)를 제어함으로써 제 2 축전부(22)의 충전에 맞추어서 제 1 축전부(21)가 동시에 충전된다.
한편, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인 경우, 제 1 접속 스위치(51)가 개방된다. 이 경우, 충전부(63)로부터의 충전 전력이 접속 경로(LC), 권선(41) 및 양극측 전기 경로(LP)를 통하여 팩전지(20)로 공급되어 팩전지(20)가 충전된다.
구체적으로는, 도 19(b)에 도시한 바와 같이, 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)로부터 흐르는 전류(IM)는 접속 경로(LC)와의 접속점에서 분기하지 않고, 중성점(PA)으로 향하여 흐른다(화살표 Y14 참조). 접속 경로(LC)에 중성점(PA)으로 향하는 전류(IM)가 흘러도 제 1 접속 스위치(51)가 개방되어 있는 경우, 권선(41)에 의한 승강압이 불가능하게 된다. 이 경우에, 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 유지된 채, 권선(41) 및 양극측 전기 경로(LP)에 팩전지(20)로 향하는 전류(IM)가 흐른다(화살표 Y15 참조). 이에 따라, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)가 충전된다. 즉, 충전 장치의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인 경우, 인버터(30)를 제어하지 않고, 제 1 축전부(21)와 제 2 축전부(22)가 동시에 충전된다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
ㆍ본 실시형태에서는, 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압인 경우, 충전부(63)로부터의 충전 전력이 접속 경로(LC) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 제 2 축전부(22)로 공급됨으로써 제 2 축전부(22)가 충전된다. 또한, 각 스위치(32, 34)의 스위칭 제어에 의해 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 승압되고, 그 승압 전압에 의해 제 1 축전부(21)가 충전된다. 즉, 인버터(30)를 제어함으로써 제 2 축전부(22)의 충전에 맞추어서 제 1 축전부(21)를 동시에 충전할 수 있다. 이에 따라, 팩전지(20)와 충전부(63)의 접속 상태를 전환하지 않고, 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)를 충전할 수 있어서, 전원 시스템(10)의 구성을 간략화할 수 있다.
ㆍ충전부(63)의 충전 전압이 중간 전압인 경우뿐만 아니라, 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인 것도 생각된다. 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인 경우, 충전부(63)의 충전 전압이 접속 경로(LC) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 제 2 축전부(22)에 인가되면, 제 2 축전부(22)에 대전류가 흘러서, 제 2 축전부(22)의 과충전이 염려된다.
본 실시형태에서는, 접속 경로(LC) 중, 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)와의 접속점보다도 중간 단자(PB)측에 제 1 접속 스위치(51)를 설치했다. 그리고 팩전지(20)의 충전 시에 있어서, 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압인 경우에, 제 1 접속 스위치(51)를 개방하고, 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압인 경우에, 제 1 접속 스위치(51)를 폐쇄하도록 했다. 이에 따라, 충전부(63)의 충전 전압에 따라서 제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)를 적정하게 충전할 수 있다.
(제 7 실시형태)
이하, 제 7 실시형태에 대하여, 제 6 실시형태와의 상이점을 중심으로 도 20, 도 21을 참조하면서 설명한다.
도 20에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 8개의 축전지(BA1∼BA8)가 직렬 접속된 직렬 접속체에 의해 팩전지(20)가 구성되어 있는 점에서 제 6 실시형태와 다르다. 또한, 본 실시형태에서의 팩전지(20) 및 접속 경로(LC)의 구성은 제 4 실시형태에서의 팩전지(20) 및 접속 경로(LC)의 구성과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 본 실시형태에서는, 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)가 접속 경로(LC) 및 양극측 전기 경로(LP)에 접속되어 있는 점에서 제 6 실시형태와 다르다. 충전부(63)에는 제 1 외부 단자(PT1)를 접속 경로(LC) 및 양극측 전기 경로(LP)의 어느 쪽의 경로에 접속하는지를 전환하기 위해, 조정 스위치(SC5, SC6)가 설치되어 있다. 제 5 조정 스위치(SC5)는 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)와 접속 경로(LC)의 사이에 설치되어 있다. 제 6 조정 스위치(SC6)는 충전부(63)의 제 1 외부 단자(PT1)와 양극측 전기 경로(LP)의 사이에 설치되어 있다.
제어 장치(60)는 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당한다고 판정한 경우에, 제 5 조정 스위치(SC5)를 개방하고, 제 6 조정 스위치(SC6)를 폐쇄한다. 또한, 제어 장치(60)는 충전부(63)의 충전 전압이 팩전지(20)의 정격 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압이라고 판정한 경우에, 제 5 조정 스위치(SC5)를 폐쇄하고, 제 6 조정 스위치(SC6)를 개방한다.
충전부(63)의 충전 전압이 중간 전압인 경우에, 그 중간 전압이 매번 다른 일이 있다. 이 경우, 충전부(63)의 충전 전압이 중간 전압인 경우에 있어서, 충전부(63)의 충전 전압이 제 2 축전부(22)의 양극측 전압과 달라 있으면, 충전부(63)의 충전 전압을 전압 변환할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 충전부(63)의 충전 전압에 따라서 접속 경로(LC)에 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환함으로써 인버터(30) 및 회전 전기(40)와는 별도로 컨버터를 설치하는 것을 불필요하게 한다.
도 21에 본 실시형태의 충전 처리의 흐름도를 도시한다. 도 21에 있어서, 앞서의 도 18에 도시한 처리와 동일한 처리에 대해서는, 편의상, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 실시형태의 충전 처리에서는, 단계 S91에서 긍정 판정하면, 단계 S96으로 진행한다.
단계 S95에서는, 제 5 조정 스위치(SC5)를 개방하고, 제 6 조정 스위치(SC6)를 폐쇄한다. 이어지는 단계 S97에서는, 모든 선택 스위치(SW1∼SW7)를 개방하고, 충전 처리를 종료한다.
단계 S96에서는, 제 5 조정 스위치(SC5)를 폐쇄하고, 제 6 조정 스위치(SC6)를 개방한다. 이어지는 단계 S98에서는, 단계 S90에서 취득된 충전 전압에 따라서 접속 경로(LC)에 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하고, 단계 S99로 진행한다. 본 실시형태에서는, 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하여, 제 2 축전부(22)의 양극측 전압이 충전부(63)의 충전 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 되도록 한다.
단계 S99의 승압 제어에서는, 접속 경로(LC)에 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)에 따라서 각 스위치(32, 34)의 개폐에 의한 스위칭 제어를 전환한다. 구체적으로는, 상부 아암 스위치(32)가 개방되는 기간을 하부 아암 스위치(34)가 개방되는 기간보다도 길어지도록 각 스위치(32, 34)를 스위칭 제어하도록 하여, 권선(41)을 승압 상태로 한다. 또한, 단계 S90에서 취득된 충전 전압이 낮을수록, 상부 아암 스위치(32)가 개방되는 기간을 길게 하도록 했다. 이에 따라, 충전부(63)의 충전 전압에 따라서 충전부(63)의 충전 전압을 팩전지(20)의 정격 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 되도록 승압할 수 있다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어지게 된다.
ㆍ본 실시형태에서는, 충전부(63)의 충전 전압에 따라서 접속 경로(LC)가 접속되는 중간 단자(PB1∼PB7)를 전환하고, 또한 그 중간 단자(PB1∼PB7)의 전환 위치에 따라서 각 스위치(32, 34)의 스위칭 제어에 의한 승압 전압을 변경하도록 했다. 이에 따라, 제 2 축전부(22)의 양극측 전압을 충전 전압과 같은 전압 또는 대략 같은 전압으로 할 수 있다. 그 때문에, 인버터(30) 및 회전 전기(40)와는 별도로, 충전부(63)의 충전 전압을 변환하는 구성을 필요로 하지 않아서, 전원 시스템의 구성의 간략화를 도모할 수 있다.
ㆍ접속 경로(LC)를 통하여 중간 단자(PB1∼PB7)와 중성점(PA)이 전기적으로 접속되어 있는 구성에서는, 상부 아암 스위치(32)가 개방되는 기간을 하부 아암 스위치(34)가 개방되는 기간보다도 길게 함으로써 충전 전압이 승압된다. 또한, 상부 아암 스위치(32)가 개방되는 기간이 길수록 충전 전압의 승압량이 커진다. 본 실시형태에서는, 충전부(63)의 충전 전압에 따라서 상부 아암 스위치(32)가 개방되는 기간을 조정함으로써 충전 전압의 승압량을 조정하도록 했다. 이에 따라, 인버터(30) 및 회전 전기(40)를 이용하여 제 1 축전부를 적정하게 충전할 수 있다.
＜그 밖의 실시형태＞
또한, 상기 각 실시형태는 이하와 같이 변경하여 실시해도 좋다.
ㆍ제 1 축전부(21) 및 제 2 축전부(22)의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서의 설치 장소는 도 1에 예시한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 1에 있어서, 전류 센서는 접속 경로(LC) 중, 저압측 접속점(PD)보다도 팩전지(20)측의 제 1 전류 검출점과, 양극측 전기 경로(LP) 중, 고압측 접속점(PU)보다도 팩전지(20)측의 제 2 전류 검출점과, 음극측 전기 경로(LN) 상의 제 3 전류 검출점 중, 적어도 2개의 전류 검출점에 설치되어 있으면 좋다.
ㆍ제 1 접속 스위치(51)는 필수는 아니다. 또한, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태에 있어서, 제 2 릴레이 스위치(SMR2)는 필수는 아니고, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 있어서, 제 1 릴레이 스위치(SMR1)는 필수는 아니다.
ㆍ제 2 실시형태에 있어서, 제 2 접속 스위치(54)의 설치 장소는 도 10에 예시한 것에 한정되지 않는다. 제 2 접속 스위치(54)는 고압측 입력 단자(PP)와 고압측 접속점(PU)을 접속하는 경로 상이나, 저압측 입력 단자(PN)와 저압측 접속점(PD)을 접속하는 경로 상에 설치되어 있어도 좋다.
ㆍ제 1, 제 2 접속 스위치(51, 54)로서는, 릴레이에 한정되지 않는다. 제 1, 제 2 접속 스위치(51, 54)로서, 예를 들면, N채널 MOSFET나 IGBT등의 가역 차단 장치가 이용되어도 좋다.
ㆍ제 3 접속 스위치(55)로서는, 릴레이에 한정되지 않는다. 제 3 접속 스위치(55)로서, 예를 들면, 파이로클로저나 퓨즈 등의 불가역 차단 장치가 이용되어도 좋다. 제 4 접속 스위치(56)에 대해서도 마찬가지이다.
ㆍ제 1 잔존 용량(Q1)이 제 2 잔존 용량(Q2)보다도 큰지의 여부의 판정은 제 1 잔존 용량(Q1)과 제 2 잔존 용량(Q2)의 차가 사전 결정값 이상인 것을 판정해도 좋으며, 제 1 잔존 용량(Q1)과 제 2 잔존 용량(Q2)의 비가 사전 결정값 이상인 것을 판정해도 좋다.
ㆍ잔존 용량은 방전 용량이어도 좋다. 방전 용량은 사전에 결정된 SOC에 도달할 때까지에 필요한 전류 적산 용량이다.
또한, 잔존 용량은 팩전지(20)에 포함되는 각 전지 셀 중에서 가장 큰 잔존 용량을 가지는 전지 셀의 잔존 용량이어도 좋으며, 가장 작은 잔존 용량을 가지는 전지 셀의 잔존 용량이어도 좋다. 또한, 팩전지(20)에 포함되는 각 전지 셀의 잔존 용량의 평균값이어도 좋다.
ㆍ상기 실시형태에 있어서, 중간 단자(PB)는 착탈 가능한 서비스 플러그이어도 좋다. 이 경우, 3단자식의 서비스 플러그인 것이 바람직하다.
ㆍ회전 전기 및 인버터로서는, 5상 또는 7상 등, 3상 이외의 것이어도 좋다.
ㆍ인버터를 구성하는 상부, 하부 아암 스위치로서는, IGBT에 한정되지 않고, 예를 들면, N채널 MOSFET이어도 좋다.
ㆍ제 1 축전부 및 제 2 축전부가 팩전지를 구성하고 있지 않아도 좋다.
ㆍ충전 장치의 충전 전압마다 충전부(63)가 설치되어 있어도 좋다. 도 22에 도시한 예에서는, 제 1 충전부(63a)와 제 2 충전부(63b)가 각각 설치되어 있다. 제 1 충전부(63a)의 제 1 외부 단자(PT1)는 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 제 2 외부 단자(PT2)는 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있다. 제 2 충전부(63b)의 제 1 외부 단자(PT1)는 접속 경로(LC)에 접속되어 있고, 제 2 외부 단자(PT2)는 음극측 전기 경로(LN)에 접속되어 있다. 이 경우에는, 충전기(63a, 63b)마다 커버(64a, 64b)를 설치하고, 안전성 확보를 위해, 한쪽의 커버가 열린 경우에는, 다른 커버가 열리지 않도록 해도 좋다.
본 개시는 실시예에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 해당 실시예나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 또한, 여러 가지 조합이나 형태, 나아가서는 그들에 일 요소만, 그 이상 또는 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.

Claims (13)

  1. 복수의 축전지가 직렬 접속된 직렬 접속체를 전원부(20)로 하는 전원 시스템(10)으로서,
    상기 전원부에 양극측 전기 경로(LP) 및 음극측 전기 경로(LN)를 통하여 접속되고, 복수의 스위칭 소자를 가지는 인버터(30)와,
    중성점 접속된 복수의 권선(41)을 가지고, 상기 인버터를 통하여 상기 전원부와의 사이에서 전력의 입출력을 실시하는 회전 전기(40)와,
    상기 전원부에서의 각 상기 축전지의 사이의 중간점(PB)과, 상기 권선의 중성점(PA)을 전기적으로 접속하는 접속 경로(LC)와,
    상기 전원부와의 사이에서 통전을 가능하게 하는 제 1 단자와 제 2 단자를 가지는 기기(50, 63)를 구비하고,
    상기 기기의 상기 제 1 단자가 상기 접속 경로에 접속되고, 상기 기기의 상기 제 2 단자가 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로의 적어도 어느 한쪽에 접속되는 구성으로 되어 있는
    전원 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극측 전기 경로에서 상기 제 2 단자가 접속되는 접속점(PU)보다도 상기 전원부측, 및 상기 음극측 전기 경로에서 상기 제 2 단자가 접속되는 접속점(PD)보다도 상기 전원부측의 적어도 어느 하나에 설치된 시스템 메인 릴레이(SMR1, SMR2)를 구비하는
    전원 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 복수의 축전지 중, 적어도 하나의 축전지로 이루어지는 양극측의 제 1 축전부(21)와 나머지의 축전지로 이루어지는 음극측의 제 2 축전부(22)를 가지고,
    상기 접속 경로는 상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부의 사이의 상기 중간점에 접속되어 있고,
    상기 기기는 상기 제 1 축전부 및 상기 제 2 축전부를 전력 공급원으로 하여 전력 공급을 받는 보기(50)이고,
    상기 제 2 단자는 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로의 어느 한쪽에 접속되어 있고,
    상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부 중, 상기 양극측 전기 경로 또는 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 제 2 단자가 접속된 측의 축전부를 특정 축전부로 하고, 상기 특정 축전부와는 다른 축전부를 비특정 축전부로 하고,
    상기 스위칭 소자의 개폐에 의한 인버터 제어를 실시하는 제어 장치(60)를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 특정 축전부로부터 상기 보기로 전력 공급하는 경우에, 상기 접속 경로에 전류가 흐르지 않도록 상기 인버터 제어를 실시하는 제 1 제어와,
    상기 비특정 축전부로부터 상기 보기로 전력 공급하는 경우에, 상기 접속 경로에 사전에 결정된 전류가 흐르도록 상기 인버터 제어를 실시하는 제 2 제어를 전환하여 실시하는
    전원 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인버터는 상부 아암 스위치(32) 및 하부 아암 스위치(34)의 직렬 접속체를 가지고,
    상기 제어 장치는,
    상기 제 1 제어에 있어서, 상기 상부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간을 상기 하부 아암 스위치가 폐쇄되는 기간과 동등하게 함으로써 상기 접속 경로에 전류가 흐르지 않도록 하고,
    상기 제 2 제어에 있어서, 상기 상부 아암 스위치와 상기 하부 아암 스위치 중, 상기 양극측 전기 경로 또는 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 비특정 축전부가 접속된 측의 특정 스위치가 폐쇄되는 기간을, 상기 특정 스위치와는 다른 비특정 스위치가 폐쇄되는 기간보다도 길게 함으로써 상기 접속 경로에 사전에 결정된 전류가 흐르도록 하는
    전원 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제 1 축전부 및 상기 제 2 축전부에 흐르는 전류를 검출하는 복수의 전류 센서(61, 62)를 구비하고,
    상기 전류 센서는,
    상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 제 1 전류 검출점과,
    상기 특정 축전부와 상기 인버터의 사이의 전기 경로 중, 상기 제 2 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 제 2 전류 검출점과.
    상기 비특정 축전부와 상기 인버터의 사이의 전기 경로 상의 제 3 전류 검출점 중, 적어도 2개의 전류 검출점에 설치되어 있고,
    상기 제어 장치는 상기 전류 센서의 검출 전류에 기초하여 상기 제 1 제어와 상기 제 2 제어를 전환하는
    전원 시스템.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원부는 3개 이상의 상기 축전지가 직렬 접속됨으로써 각 상기 축전지의 사이에 복수의 상기 중간점을 가지고,
    상기 접속 경로는 상기 중간점마다 분기하여 설치되고, 복수의 상기 중간점의 하나에 선택적으로 접속 가능하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 보기의 구동 전압에 관한 정보를 취득하고,
    취득된 상기 구동 전압에 따라서 상기 접속 경로가 접속되는 상기 중간점을 전환하여 상기 특정 축전부의 출력 전압을 조정하는
    전원 시스템.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단자가 상기 양극측 전기 경로에 접속되는 상태와, 상기 제 2 단자가 상기 음극측 전기 경로에 접속되는 상태를 전환하는 전환부(53)를 구비하는
    전원 시스템.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 회전 전기측에 설치된 선택 차단 장치(51)를 구비하는
    전원 시스템.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단자와 상기 접속 경로를 접속하는 경로, 상기 양극측 전기 경로 및 상기 음극측 전기 경로의 어느 한쪽과 상기 제 2 단자를 접속하는 경로 및 상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 전원부측의 적어도 하나에 설치된 전력 차단 장치(54)를 구비하는
    전원 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 복수의 축전지 중, 적어도 하나의 축전지로 이루어지는 양극측의 제 1 축전부(21)와 나머지의 축전지로 이루어지는 음극측의 제 2 축전부(22)를 가지고,
    상기 접속 경로는 상기 제 1 축전부와 상기 제 2 축전부의 사이의 상기 중간점에 접속되어 있고,
    상기 기기는 충전 장치에 접속 가능하게 되고, 상기 충전 장치로부터 충전 전력이 입력되는 충전 기기(63)이고,
    상기 제 2 단자는 상기 음극측 전기 경로에 접속되어 있고,
    상기 스위칭 소자의 개폐에 의한 인버터 제어를 실시하는 제어 장치(60)를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 전원부의 충전 시에 있어서, 상기 충전 기기로부터의 충전 전력을 상기 접속 경로 및 상기 음극측 전기 경로를 통하여 상기 제 2 축전부에 공급해서 해당 제 2 축전부를 충전하는 한편, 상기 인버터 제어에 의해 상기 제 2 축전부의 양극측 전압을 승압하고, 그 승압 전압에 의해 상기 제 1 축전부를 충전하는
    전원 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제 2 단자는 상기 양극측 전기 경로와 상기 음극측 전기 경로에 각각 접속되어 있고,
    상기 접속 경로 중, 상기 제 1 단자와의 접속점보다도 상기 중간점측에 설치된 전력 차단 장치(54)를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 충전 장치의 충전 전압에 관한 정보를 취득하고,
    상기 전원부의 충전 시에 있어서, 취득된 상기 충전 전압이 상기 전원부의 총 전압에 상당하는 전압인 경우에, 상기 전력 차단 장치를 개방하고, 취득된 상기 충전 전압이 상기 전원부의 총 전압에 상당하는 전압보다도 낮은 중간 전압인 경우에, 상기 전력 차단 장치를 폐쇄하는
    전원 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 전원부는 3개 이상의 상기 축전지가 직렬 접속됨으로써 각 상기 축전지의 사이에 복수의 상기 중간점을 가지고,
    상기 접속 경로는 상기 중간점마다 분기하여 설치되어 있고, 또한 복수의 상기 중간점의 하나에 선택적으로 접속 가능하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 충전 장치의 충전 전압에 관한 정보를 취득하고,
    취득된 상기 충전 전압에 따라서 상기 접속 경로가 접속되는 상기 중간점을 전환하고, 또한 그 중간점의 전환 위치에 따라서 상기 인버터 제어에 의한 상기 승압 전압을 변경하는
    전원 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인버터는 상부 아암 스위치(32) 및 하부 아암 스위치(34)의 직렬 접속체를 가지고,
    상기 제어 장치는 상기 전원부의 충전 시에서의 상기 인버터 제어 시에, 상기 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 상기 하부 아암 스위치가 개방되는 기간보다도 길게 하고, 또한 취득된 상기 충전 전압이 낮을수록, 상기 상부 아암 스위치가 개방되는 기간을 길게 하는
    전원 시스템.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022187416A (ja) * 2021-06-07 2022-12-19 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2023023568A (ja) * 2021-08-05 2023-02-16 株式会社デンソー 電力変換装置
US20230206368A1 (en) * 2021-12-29 2023-06-29 Advanced Micro Devices, Inc. Disabling selected ip

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018114869A (ja) 2017-01-19 2018-07-26 トヨタ自動車株式会社 電源システム

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993002887A1 (en) * 1991-08-01 1993-02-18 Wavedriver Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
JP3219039B2 (ja) * 1997-12-15 2001-10-15 富士電機株式会社 電気自動車の電気システム
JP2001037247A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Toyota Motor Corp 電源装置、この電源装置を備えた機器およびモータ駆動装置並びに電動車輌
JP2003102181A (ja) * 2001-09-25 2003-04-04 Toyota Motor Corp 電力供給システムおよび電力供給方法
US7909124B2 (en) * 2008-04-02 2011-03-22 GM Global Technology Operations LLC Power systems for hybrid electric vehicle (HEV)
JP5493532B2 (ja) * 2009-07-17 2014-05-14 富士電機株式会社 負荷駆動装置及びこれを使用した電気自動車
US8749090B2 (en) * 2010-02-03 2014-06-10 GM Global Technology Operations LLC Dual source automotive propulsion system and method of operation
JP2014087116A (ja) * 2012-10-22 2014-05-12 Hitachi Ltd 鉄道車両駆動システム
JP6173787B2 (ja) * 2013-06-14 2017-08-02 株式会社東芝 電力制御蓄電装置
JP6311675B2 (ja) * 2014-11-28 2018-04-18 トヨタ自動車株式会社 車載二次電池の充放電制御装置
KR101766094B1 (ko) * 2015-12-15 2017-08-24 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 출력 제어 시스템
DE102016203150A1 (de) * 2016-02-29 2017-08-31 Robert Bosch Gmbh Spannungswandler und elektrisches Antriebssystem mit einem Spannungswandler
JP6662208B2 (ja) * 2016-06-10 2020-03-11 株式会社豊田自動織機 動力出力装置
JP6341238B2 (ja) * 2016-07-29 2018-06-13 トヨタ自動車株式会社 自動車
JP6711326B2 (ja) * 2017-07-14 2020-06-17 株式会社デンソー 回転電機の駆動システム
JP2019103266A (ja) * 2017-12-04 2019-06-24 株式会社デンソー 多重巻線回転機の制御装置
KR102528230B1 (ko) * 2018-07-18 2023-05-03 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 장치
JP7449526B2 (ja) 2018-12-07 2024-03-14 学校法人東京理科大学 エクオール誘導体の産生のための組成物
JP7370223B2 (ja) * 2019-01-24 2023-10-27 株式会社Soken 電力変換装置
KR20200124362A (ko) * 2019-04-23 2020-11-03 현대자동차주식회사 Y-커패시터를 선택적으로 접지와 연결하는 스위칭 수단의 진단 시스템
KR20210018599A (ko) * 2019-08-06 2021-02-18 현대자동차주식회사 모터 구동 시스템을 이용한 충전 시스템 및 방법
JP7133103B2 (ja) * 2019-10-03 2022-09-07 株式会社Soken 電力変換装置
US11433774B2 (en) * 2019-10-08 2022-09-06 Hyundai Motor Company Battery charger for electric vehicle
CN110976336B (zh) 2019-12-03 2020-12-22 浙江鼎兴企业管理有限公司 一种包装箱的检测装置
KR20210133374A (ko) * 2020-04-28 2021-11-08 현대자동차주식회사 모터 구동 시스템을 이용한 충전 시스템 및 방법
US20230402870A1 (en) * 2022-06-14 2023-12-14 GM Global Technology Operations LLC Rechargable energy storage system balancing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018114869A (ja) 2017-01-19 2018-07-26 トヨタ自動車株式会社 電源システム

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Publication number Publication date
WO2021241673A1 (ja) 2021-12-02
US20230086550A1 (en) 2023-03-23
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