WO2020066113A1 - 電力供給システム - Google Patents

電力供給システム Download PDF

Info

Publication number
WO2020066113A1
WO2020066113A1 PCT/JP2019/019197 JP2019019197W WO2020066113A1 WO 2020066113 A1 WO2020066113 A1 WO 2020066113A1 JP 2019019197 W JP2019019197 W JP 2019019197W WO 2020066113 A1 WO2020066113 A1 WO 2020066113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switch
storage battery
current
power
supply system
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/019197
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
井上　健士
大輝 小松
茂樹 牧野
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Publication of WO2020066113A1 publication Critical patent/WO2020066113A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L55/00—Arrangements for supplying energy stored within a vehicle to a power network, i.e. vehicle-to-grid [V2G] arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system, and is suitably applied to, for example, a power supply system having a first storage battery and a second storage battery having a larger capacity than the first storage battery.
  • Some electric vehicles use a capacity-type battery to increase the cruising range and a power wheel for four wheels.
  • Some power wheels incorporate not only a motor and an inverter but also a power type battery. In such a configuration, a thick power cable (current line) through which a large current of a high voltage can flow between the inverter and the motor is required.
  • Patent Document 1 in order to eliminate a thick power cable, a technique of supplying power from a capacity battery to a power battery in a power wheel by wireless power transmission has been disclosed (see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above points, and a power supply system capable of minimizing fluctuations in the current of a capacity battery that occurs when the capacity battery and the power battery are connected by a current line. It is intended to propose.
  • a plurality of first storage batteries, a plurality of motors provided corresponding to the plurality of first storage batteries, and a plurality of inverters provided corresponding to the plurality of motors are provided.
  • a second storage battery connected to the plurality of first storage batteries via a switch and having a larger capacity than the first storage battery; and a switch connected to the second storage battery so as to reduce a change in current related to the second storage battery.
  • a control unit for controlling on and off.
  • the first storage batteries are connected to each other by a current line, and the second storage battery is connected to the first storage battery via the switch, so that the change in the current related to the second storage battery is reduced. Since ON and OFF can be controlled, for example, heat generation of the second storage battery can be avoided, and the life of the second storage battery can be extended. Further, for example, by suppressing the current of the second storage battery by controlling the switch, a thin current line can be used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration according to an electric vehicle according to a first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flowchart according to a switch control process according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration according to a switch according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration according to an electric vehicle according to a second embodiment. It is a figure showing an example of a flow chart concerning switch control processing by a 2nd embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration according to an electric vehicle according to a third embodiment.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modifications and applications within the technical concept of the present invention.
  • the power supply system described below can be applied to electric vehicles such as electric vehicles, railways, drones, and robots, building management systems, construction machines, and the like.
  • an electric vehicle having a power wheel with a built-in power type battery will be described as an example.
  • the current of the capacity type battery is reduced. It is necessary to have a configuration that minimizes the fluctuation of the distance.
  • One of the features of such a configuration is, for example, the following configuration.
  • the right switch is disconnected when the right power wheel is regenerated and the capacity type battery current becomes “0” (zero).
  • the power wheel on the left side is regenerated and the capacity type battery current becomes “0”, the switch on the left side is disconnected.
  • the timing of turning on the switch is when the right power wheel is in power running and the voltage difference between the voltage of the storage battery and the voltage of the capacity type battery in the right power wheel is within the threshold value. I do.
  • the same switch-on timing is applied to the left side.
  • One of the features of such a configuration is, for example, the following configuration.
  • the right and left power wheels are connected by a current line, and further connected to a capacity battery via a switch.
  • the front and rear power wheels are connected by a current line, and further connected to a capacity type battery via a switch.
  • the switching phases of the inverter carrier frequencies of the inverters in the front and rear power wheels are shifted by 180 degrees.
  • an ammeter is provided for the current line only on the right side and the current line only on the left side so that the voltage of the storage battery in each power wheel can be monitored.
  • a common part (a part excluding the branch number) of the reference numerals including the branch number is used to distinguish and describe the same type of element.
  • a reference code including a branch number may be used.
  • the power wheels are described without particular distinction, they are described as “power wheels 110”, and when the individual power wheels are described separately, they are described as “power wheels 110FR” and “power wheels 110FL”. May be described.
  • reference numeral 1 denotes a power supply system according to the first embodiment as a whole.
  • the power supply system 1 which is a system related to a battery that supplies power to an electric load is applied to the electric vehicle 100 will be described.
  • the electric vehicle 100 includes a plurality of power wheels 110, a capacity battery 120, an ECU (Electronic Control Unit) 130, a switch (SW) 140, and an ammeter 150. As shown in FIG. 1, the components are connected by current lines shown by solid lines.
  • the electric vehicle 100 is an electric vehicle using four power wheels 110 (front, rear, left and right).
  • a power wheel 110FR is provided on the front right
  • a power wheel 110FL is provided on the front left
  • a power wheel 110FL is provided on the rear right.
  • Each power wheel 110 includes a motor wheel 111 containing a motor (not shown), an inverter (INV) 112, and a power type battery 113.
  • the electric vehicle 100 supplies electric power from the capacity type battery 120 to the power type battery 113 via the switch 140, and supplies electric power from the power type battery 113 to the inverter 112 to drive the motor wheel 111.
  • the power type battery 113 and the capacity type battery 120 are storage batteries.
  • the power type battery 113 is a storage battery having a smaller capacity than the capacity type battery 120.
  • the output of the power type battery 113 with respect to the capacity (output / capacity) is higher than that of the capacity type battery 120.
  • the ECU 130 receives information from the monitoring unit (current signal from the ammeter 150, current information and voltage information from the BCU (Battery Control Unit) (not shown) of each power type battery 113), and the current of the BCU of the capacity type battery 120. Information and voltage information), and outputs a phase control signal to the inverter 112, a control signal to the switch 140, and the like.
  • the BCU is provided, for example, in the power type battery 113, and monitors the state (charge rate, voltage, current, etc.) of the power type battery 113.
  • the switching phases of the inverter carrier frequencies of the front inverters 112FR and FL and the rear inverters 112RR and RL are shifted by 180 degrees.
  • the switching noise is canceled in the front and rear inverters 112.
  • the motor phase (rotational phase) of the motor is further shifted by 180 degrees.
  • fluctuations (pulsations) of the current depending on the number of rotations of the motor can be suppressed.
  • the ECU 130 and the inverter 112 are connected by a communication line indicated by a broken line in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a flowchart relating to the switch control processing.
  • the switch control process illustrated in FIG. 2 is executed by a control unit (for example, software in ECU 130 (a processor reads a program into a memory and executes the program)).
  • the switch control process starts when the electric vehicle 100 is turned on and ends when the ignition is turned off.
  • step S201 the ECU 130 turns on the left and right switches 140L and 140R (both switches) with the ignition turned on.
  • step S202 the ECU 130 measures the current of the left and right ammeters 150L and 150R. Then, voltage information is received from the power type battery 113 and the capacity type battery 120 (each battery pack) via the communication line.
  • step S203 the ECU 130 determines that the right switch 140R is on, the right is regenerative, and the current of the right ammeter 150R is “0” or almost “0” (a value corresponding to zero). Is determined (whether all conditions are satisfied). If the ECU 130 determines that all the conditions are satisfied, the process proceeds to step S204. If the ECU 130 determines that none of the conditions is satisfied, the process proceeds to step S205.
  • the ECU 130 may determine that the right side is in regeneration (regeneration state), or the right power type batteries 113FR and 113RR. If the sum of the currents is the sign on the charging side, the right side may be determined to be regenerative, and if other predetermined conditions are satisfied, the right side may be determined to be regenerative. On the other hand, for example, when the sign of the current of the right ammeter 150R is on the discharge side, the ECU 130 may determine that the right side is in power running (power running state), or the right power type batteries 113FR and 113RR may be in the power running state.
  • the right side may be determined to be power running, and if other predetermined conditions are satisfied, the right side may be determined to be power running. Note that the determination on whether the left side is regenerative and the determination on whether the left side is power running are performed in the same manner as the right side.
  • step S204 the ECU 130 turns off the right switch 140R, and shifts the processing to step S205. Thereafter, regeneration is absorbed only by the power type batteries 113FR and 113RR in the right power wheels 110FR and 110RR. For this reason, the voltage of the power type batteries 113FR and 113RR in the right power wheels 110FR and 110RR increases, so that when the right switch 140R is turned on again, power running is performed (see step S209).
  • step S205 the ECU 130 determines whether the left switch 140L is on, the left is regenerative, and the current of the left ammeter 150L is “0” or almost “0” (a value corresponding to zero). It is determined whether or not all the conditions are satisfied. If the ECU 130 determines that all the conditions are satisfied, the process proceeds to step S206. If the ECU 130 determines that none of the conditions is satisfied, the process proceeds to step S207.
  • step S206 the ECU 130 turns off the left switch 140L, and proceeds to step S207. Thereafter, regeneration is absorbed only by the power type batteries 113FL and 113RL in the left power wheels 110FL and 110RL. For this reason, since the voltage of the power type batteries 113FL and 113RL in the left power wheels 110FL and 110RL increases, when the left switch 140L is turned on again, power running is performed (see step S207).
  • step S207 the ECU 130 determines that the left switch 140L is off, the left is power running, and the voltage difference between the voltage of the left power type batteries 113FL and 113RL and the voltage of the capacity type battery 120 is the threshold ⁇ . Is determined (whether all conditions are satisfied). If the ECU 130 determines that all the conditions are satisfied, the process proceeds to step S208. If the ECU 130 determines that none of the conditions is satisfied, the process proceeds to step S209.
  • ⁇ is set to a value which does not exceed the maximum current of the battery described in the battery catalog in advance from the switch resistance and the battery resistance when the switch is turned on, which is set in a table in advance.
  • step S208 the ECU 130 turns on the left switch 140L, and shifts the processing to step S209.
  • step S209 the ECU 130 determines that the right switch 140R is off, the right is power running, and the voltage difference between the voltage of the right power batteries 113FR and 113RR and the voltage of the capacity battery 120 is equal to the threshold ⁇ . Is determined (whether all conditions are satisfied). If the ECU 130 determines that all of the conditions are satisfied, the process proceeds to step S210. If the ECU 130 determines that none of the conditions is satisfied, the process proceeds to step S202.
  • ⁇ is set to a value which does not exceed the maximum current of the battery described in the battery catalog in advance from the switch resistance and the battery resistance when the switch is turned on, which is set in a table in advance.
  • step S210 the ECU 130 turns on the right switch 140R, and shifts the processing to step S202.
  • the switch 140 may be a mechanical relay, a semiconductor type (IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), or the like).
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • FIG. 3 shows an example in which a power MOSFET is used as the switch 140.
  • the switch 140 includes four power MOSFETs 310 (power MOSFETs 310A, 310B, 310C, 310D).
  • the power MOSFETs 310A and 310B are switches used when the potential difference is large and the current is largely estimated, and the power MOSFETs 310C and 310D are switches used when the potential difference is low or the current is cut off.
  • each power MOSFET 310 is separately connected to the ECU 130.
  • the power MOSFET 310 is turned on by an on signal of each power MOSFET 310 transmitted from the ECU 130, and turned off by an off signal.
  • the resistor 320 is a resistor for connecting the power MOSFETs 310C and 310D first when the potential difference is large, and for limiting the current when the electric vehicle 100 is started (when the motor is started), for example.
  • the capacitor 330 is a snubber capacitor for absorbing the energy of the electric wire inductance when the power MOSFETs 310C and 310D are turned off, for example, when the electric vehicle 100 is running (when the motor is running).
  • a mechanical switch may be further provided in series with the power MOSFET 310 shown in FIG. This is because the semiconductor switch has a leakage current and suppresses consumption of battery current during parking.
  • the charging rate of the power type battery 113 is reduced independently of the switch control processing of FIG.
  • a threshold value predetermined value, for example, 30%
  • the power MOSFETs 310A and 310B are kept off and the power MOSFETs 310C and 310D are turned on. , And then connect the power MOSFETs 310C and 310D.
  • the power MOSFETs 310A and 310B are turned on, and the on and off of the power MOSFETs 310C and 310D (switches) are controlled.
  • the first embodiment is an example of a configuration in which switches 140 are provided on the left and right.
  • the number of the switches 140 may be one.
  • FIG. 4 shows an example of this configuration.
  • the difference from FIG. 1 is that one switch 410 is used instead of the switches 140L and 140R.
  • the difference between the left and right inner and outer wheels cannot be taken into account, but when the left side is regenerative, the right side is often power running, so current flows on the left and right, and little current flows on the capacity type battery 120. But because it is effective.
  • the description is abbreviate
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a flowchart relating to the switch control processing.
  • the switch control process is executed by software in the ECU 420 as in FIG.
  • the switch control process starts when the ignition of the electric vehicle 400 is turned on and ends when the ignition is turned off.
  • step S501 the ECU 420 turns on the switch 410 together with turning on the ignition.
  • step S502 the ECU 420 measures the current of the capacity type battery 120, and receives voltage information from the power type battery 113 and the capacity type battery 120 (each battery pack) via a communication line. It is assumed that the capacity type battery 120 measures a battery current measured by a built-in BCU and is flowing through a communication line. To add, an ammeter may be provided between the switch 410 and the capacity battery 120.
  • step S503 the ECU 420 determines whether the switch 410 is on, the battery is regenerating as a whole, and the current of the capacity battery 120 is “0” or almost “0” (a value corresponding to zero). It is determined whether or not all the conditions are satisfied. If the ECU 420 determines that all the conditions are satisfied, the process proceeds to step S504. If the ECU 420 determines that none of the conditions is satisfied, the process proceeds to step S505.
  • step S504 the ECU 420 turns off the switch 410, and proceeds to step S505.
  • step S505 the ECU 420 determines whether or not the switch 410 is off, the power is running as a whole, and the voltage difference between the voltage of the power type battery 113 and the voltage of the capacity type battery 120 is less than the threshold value ⁇ . (Whether all conditions are satisfied). If the ECU 420 determines that all the conditions are satisfied, the process proceeds to step S506, and if it is determined that at least one of the conditions is not satisfied, the process proceeds to step S502.
  • ⁇ is set to a value which does not exceed the maximum current of the battery described in the battery catalog in advance from the switch resistance and the battery resistance when the switch is turned on, which is set in a table in advance.
  • step S506 the ECU 420 turns on the switch 410, and proceeds to step S502.
  • the charging rate of the power type battery 113 is set to a threshold value (predetermined independently of the flow of FIG. 5). (For example, 30%) or less, the power MOSFETs 310A and 310B are kept off, the power MOSFETs 310C and 310D are turned on, and the battery voltage is held constant by the current limited by the resistor 320. Then, the power MOSFETs 310C and 310D are connected.
  • the first storage batteries for example, front-rear and left-right power type batteries 113FR, 113RR, 113FL, 113RL
  • the second storage battery for example, capacity
  • a switch for example, switch 140
  • FIG. 6 shows an example of this configuration. The difference from FIG. 1 lies mainly in that a switch 610 is added.
  • the right first storage batteries (for example, right power batteries 113FR and 113RR) are connected by a current line, and the right switch (for example, right switch 610R) and a common switch (for example, switch). 610C), the second storage battery (for example, the capacity type battery 120) and the right first storage battery are connected, and the first storage batteries on the left side (for example, the power type batteries 113FL and 113RL on the left side) are connected. Since the second storage battery and the first storage battery on the right side are connected via a current line and connected via a switch on the left side (for example, the switch 610L on the left side) and a common switch, the balance between the left and right sides and the overall balance are maintained. For example, when the vehicle runs in a place with many curves, fluctuations in the current of the second storage battery can be suppressed.
  • the electric vehicle 100 using the power wheel 110 for four wheels has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be applied to an electric vehicle used for the rear left and right).
  • the present invention is not limited to this. Or may be realized by a combination of software and hardware.
  • each power wheel 110 is configured to include the motor wheel 111, the inverter 112, and the power type battery 113 has been described.
  • 110 includes a motor wheel 111 and an inverter 112, and the power type battery 113 may be provided outside the power wheel 110.
  • information such as a program, a table, and a file for realizing each function is stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD. Can be put on.
  • SSD Solid State Drive
  • SYMBOLS 1 Power supply system, 100 ... Electric vehicle, 110 ... Power wheel, 111 ... Motor wheel, 112 ... Inverter, 113 ... Power type battery, 120 ... Capacity type battery, 130 ... ECU, 140 ... switch, 150 ... ammeter.

Abstract

複数の第１の蓄電池（例えば、パワー型電池）と、複数の第１の蓄電池に対応して設けられる複数のモータと、複数のモータに対応して設けられる複数のインバータと、スイッチを介して複数の第１の蓄電池と接続され、第１の蓄電池より容量の大きい第２の蓄電池（例えば、容量型電池）と、第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするようにスイッチのオンおよびオフを制御する制御部と、を設けるようにした。

Description

電力供給システム
　本発明は電力供給システムに関し、例えば第１の蓄電池と、第１の蓄電池より容量の大きい第２の蓄電池とを有する電力供給システムに適用して好適なものである。
　電気自動車には、航続距離を稼ぐための容量型電池と、４輪にパワーホイールとを用いたものがある。このパワーホイールには、モータおよびインバータのみならず、パワー型電池をも内蔵したものがある。かかる構成においては、インバータとモータとの間に高電圧の大電流が流せる太い電源ケーブル（電流線）が必要となる。
　しかしながら、太い電源ケーブルを用いると、操舵性が悪くなったり、他の配線が困難になったりする問題がある。
　この点、太い電源ケーブルを無くすために、無線送電にて容量型電池からパワーホイール内のパワー型電池に電力を供給する技術が開示されている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１３／９８９２８号
　無線送電の導入には、コストがかかる傾向にある。また、無線送電では、送電効率が悪くなり、航続距離が短くなる問題がある。
　このようなことから、電源ケーブルを無くすのではなく、電源ケーブルを細くしたい。
　しかしながら、容量型電池とパワー型電池とを細い電源ケーブルで接続した場合、電流はあまり流せなく、かつ流したとしても容量型電池の電流に変動が生じ、容量型電池の発熱に繋がり、容量型電池の寿命が短くなってしまう問題がある。
　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、容量型電池とパワー型電池とを電流線で接続しているときに生じる容量型電池の電流の変動を極力抑えることができる電力供給システムを提案しようとするものである。
　かかる課題を解決するため本発明においては、複数の第１の蓄電池と、複数の前記第１の蓄電池に対応して設けられる複数のモータと、複数の前記モータに対応して設けられる複数のインバータと、スイッチを介して複数の前記第１の蓄電池と接続され、前記第１の蓄電池より容量の大きい第２の蓄電池と、前記第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記スイッチのオンおよびオフを制御する制御部と、を設けるようにした。
　上記構成では、第１の蓄電池同士を電流線で繋ぎ、スイッチを介して第２の蓄電池を第１の蓄電池に接続することにより、第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするようにスイッチのオンおよびオフを制御することができるので、例えば、第２の蓄電池の発熱を回避でき、第２の蓄電池の寿命を延ばすことができる。また、例えば、スイッチの制御にて第２の蓄電池の電流を抑えることで、細い電流線を用いることができる。
　本発明によれば、第２の蓄電池の電流の変動を抑える電力供給システムを実現することができる。
第１の実施の形態による電気自動車に係る構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態によるスイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。 第１の実施の形態によるスイッチに係る構成の一例を示す図である。 第２の実施の形態による電気自動車に係る構成の一例を示す図である。 第２の実施の形態によるスイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。 第３の実施の形態による電気自動車に係る構成の一例を示す図である。
　以下図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳述する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。例えば、以下に説明する電力供給システムは、電気自動車、鉄道、ドローン、ロボットといった電気移動体、ビルマネージメントシステム、建設機械などにも適用できる。
　以下では、パワー型電池を内蔵したパワーホイールを有する電気自動車を例に挙げて説明するが、例えば、電気自動車を低コストとし、かつ容量型電池の寿命を抑えるためには、容量型電池の電流の変動を極力抑えるような構成が必要となる。
　かかる構成の特徴の１つとして、例えば、次のような構成が挙げられる。スイッチの制御として、右側のパワーホイールが回生となり、かつ容量型電池電流が「０」（ゼロ）になったときに右側のスイッチを切り離す。同様に、左側のパワーホイールが回生となり、かつ容量型電池電流が「０」になったときに左側のスイッチを切り離す。次に、スイッチをオンにするタイミングは、右側のパワーホイールが力行になり、かつ右側のパワーホイール内の蓄電池の電圧と容量型電池の電圧との電圧差がしきい値以内となったときとする。左側も同様のスイッチオンのタイミングとする。
　また、かかる構成の特徴の１つとして、例えば、次のような構成が挙げられる。右側前後のパワーホイールを電流線で繋ぎ、更にスイッチを介して容量型電池に接続する。同様に、左側前後のパワーホイールを電流線で繋ぎ、更にスイッチを介して容量型電池に接続する。そして、前後のパワーホイール内のインバータのインバータキャリア周波数のスイッチング位相を１８０度ずらす。また、右側のみの電流線と、左側のみの電流線とに電流計を設け、各パワーホイール内の蓄電池の電圧を監視できるようにする。
　上記のような構成によれば、容量型電池の電流の変動を極力抑えることができる。なお、上記構成も一例であり、本発明は、上記構成に限定されるものではない。
　なお、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、パワーホイールを特に区別しないで説明する場合には、「パワーホイール１１０」と記載し、個々のパワーホイールを区別して説明する場合には、「パワーホイール１１０ＦＲ」、「パワーホイール１１０ＦＬ」のように記載することがある。
（１）第１の実施の形態
　図１において、１は全体として第１の実施の形態による電力供給システムを示す。以下では、電気的な負荷に電力を供給する電池に係るシステムである電力供給システム１を電気自動車１００に適用した場合について説明する。
　電気自動車１００は、複数のパワーホイール１１０と、容量型電池１２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３０と、スイッチ（ＳＷ）１４０と、電流計１５０とを含んで構成される。各構成要素間は、図１に示すように、実線で記した電流線で接続されている。
　電気自動車１００は、パワーホイール１１０を４輪（前後左右）に用いた電気自動車であり、前方右側には、パワーホイール１１０ＦＲが設けられ、前方左側には、パワーホイール１１０ＦＬが設けられ、後方右側には、パワーホイール１１０ＲＲが設けられ、後方左側には、パワーホイール１１０ＲＬが設けられている。
　各パワーホイール１１０は、モータ（図示は省略。）を内蔵するモータホイール１１１、インバータ（ＩＮＶ）１１２、およびパワー型電池１１３を含んで構成される。電気自動車１００は、容量型電池１２０からスイッチ１４０を介してパワー型電池１１３に電力を供給し、パワー型電池１１３からインバータ１１２に電力を供給してモータホイール１１１を駆動する。
　パワー型電池１１３および容量型電池１２０は、蓄電池である。パワー型電池１１３は、容量型電池１２０よりも容量が小さい蓄電池である。なお、パワー型電池１１３は、容量型電池１２０と比べて、容量に対する出力（出力／容量）の値が高い。
　ＥＣＵ１３０は、監視部からの情報（電流計１５０からの電流信号、各パワー型電池１１３のＢＣＵ（Battery Control Unit。図示は省略。）からの電流情報および電圧情報、容量型電池１２０のＢＣＵの電流情報および電圧情報など）を得て、インバータ１１２への位相の制御信号、スイッチ１４０への制御信号などを出力する。なお、ＢＣＵは、例えば、パワー型電池１１３に設けられ、パワー型電池１１３の状態（充電率、電圧、電流など）を監視している。
　本実施の形態では、右側のパワーホイール１１０ＦＲ，１１０ＲＲのみを電流線で繋ぎ、左側のパワーホイール１１０ＦＬ，１１０ＲＬのみを電流線で繋いでいる。その理由は、電気自動車１００がカーブを曲がる際、左側のみと右側のみとで回生のタイミングと力行のタイミングとがずれるため、前だけ、後ろだけを繋ぐ場合より、左右を繋いだ方が角速度が揃っていて位相制御しやすいためである。しかしながら、前だけ、後ろだけを電流線で繋いでもよい。
　位相制御としては、前方のインバータ１１２ＦＲ，ＦＬと後方のインバータ１１２ＲＲ，ＲＬとのインバータキャリア周波数のスイッチング位相を１８０度ずらす。このことにより、前後のインバータ１１２にて、スイッチングノイズがキャンセルされる。また、前後のタイヤの回転数が同じ場合には、さらにモータのモータ位相（回転位相）を１８０度ずらす。このことにより、モータの回転数に依存した電流の変動（脈動）が抑えられる。なお、ＥＣＵ１３０とインバータ１１２とは、図１では、破線で記した通信線で接続されている。
　次に、スイッチ１４０に係るシーケンス（電流制御）を説明する。スイッチ１４０による電流制御に関しては、大電流でのスイッチ１４０のオフを防ぎ、かつ容量型電池１２０に回生を戻さなく、かつ力行時には極力パワー型電池１１３にて駆動させることを思想としている。このような電流制御について、図２を用いて説明する。
　図２は、スイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。図２に示すスイッチ制御処理は、制御部（例えば、ＥＣＵ１３０内でのソフトウェア（プロセッサがメモリにプログラムを読み出して実行すること））により実行される。スイッチ制御処理は、電気自動車１００のイグニッションオンで開始し、イグニッションオフで終了する。
　まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１３０は、イグニッションオンと共に、左右のスイッチ１４０Ｌ，１４０Ｒ（両スイッチ）をオンにする。
　次に、ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１３０は、左右の電流計１５０Ｌ，１５０Ｒの電流を計測する。そして、パワー型電池１１３および容量型電池１２０（各電池パック）より、電圧情報を通信線経由で受信する。
　次に、ステップＳ２０３では、ＥＣＵ１３０は、右側のスイッチ１４０Ｒがオンであり、右側が回生であり、かつ、右側の電流計１５０Ｒの電流が「０」または殆ど「０」（ゼロに相当する値）であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ１３０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ２０４に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ２０５に処理を移す。
　ここで、ＥＣＵ１３０は、例えば、右側の電流計１５０Ｒの電流の符号が充電側になった場合、右側が回生（回生状態）であると判定してもよいし、右側のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲの電流の和が充電側の符号である場合、右側が回生であると判定してもよいし、その他の予め定めた条件を満した場合、右側が回生であると判定してもよい。他方、ＥＣＵ１３０は、例えば、右側の電流計１５０Ｒの電流の符号が放電側になった場合、右側が力行（力行状態）であると判定してもよいし、右側のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲの電流の和が放電側の符号である場合、右側が力行であると判定してもよいし、その他の予め定めた条件を満した場合、右側が力行であると判定してもよい。なお、左側が回生であるか否かの判定と、左側が力行であるか否かの判定とについても、右側の場合と同様に行われる。
　ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１３０は、右側のスイッチ１４０Ｒをオフにし、ステップＳ２０５に処理を移す。この後、右側のパワーホイール１１０ＦＲ，１１０ＲＲ内にあるパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲだけで回生を吸収する。このため、右側のパワーホイール１１０ＦＲ，１１０ＲＲ内にあるパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲの電圧が上がるため、再度、右側のスイッチ１４０Ｒをオンにする際には力行時となる（ステップＳ２０９参照）。
　ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１３０は、左側のスイッチ１４０Ｌがオンであり、左側が回生であり、かつ、左側の電流計１５０Ｌの電流が「０」または殆ど「０」（ゼロに相当する値）であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ１３０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ２０６に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ２０７に処理を移す。
　ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１３０は、左側のスイッチ１４０Ｌをオフにし、ステップＳ２０７に処理を移す。この後、左側のパワーホイール１１０ＦＬ，１１０ＲＬ内にあるパワー型電池１１３ＦＬ，１１３ＲＬだけで回生を吸収する。このため、左側のパワーホイール１１０ＦＬ，１１０ＲＬ内にあるパワー型電池１１３ＦＬ，１１３ＲＬの電圧が上がるため、再度、左側のスイッチ１４０Ｌをオンにする際には力行時となる（ステップＳ２０７参照）。
　ステップＳ２０７では、ＥＣＵ１３０は、左側のスイッチ１４０Ｌがオフであり、左側が力行であり、かつ、左側のパワー型電池１１３ＦＬ，１１３ＲＬの電圧と容量型電池１２０の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ１３０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ２０８に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ２０９に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
　ステップＳ２０８では、ＥＣＵ１３０は、左側のスイッチ１４０Ｌをオンにし、ステップＳ２０９に処理を移す。
　ステップＳ２０９では、ＥＣＵ１３０は、右側のスイッチ１４０Ｒがオフであり、右側が力行であり、かつ、右側のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲの電圧と容量型電池１２０の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ１３０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ２１０に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ２０２に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
　ステップＳ２１０では、ＥＣＵ１３０は、右側のスイッチ１４０Ｒをオンにし、ステップＳ２０２に処理を移す。
　このように、スイッチ１４０を左右に入れ、左右のスイッチ１４０Ｌ，１４０Ｒそれぞれを回生ごとにオフにし、力行ごとにオンすることで、例えば、容量型電池１２０から各パワーホイール１１０内のパワー型電池１１３への電流ピークを抑えることができる。また、例えば、容量型電池１２０への回生を防ぐことにより、電流線を細くできる。また、例えば、容量型電池１２０の電流の変動を抑えることができ、容量型電池１２０の寿命を延ばすことができる。
　以上がスイッチ制御処理の流れである。次に、スイッチ１４０の構成の一例を図３に示す。スイッチ１４０としては、機械式リレー、半導体式（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等）を用いてもよい。ここで、最悪事態として、容量型電池１２０に充電後といった電位差がある場合でもスイッチ１４０を入り切りすることがあるため、突入電流を防ぐ機構を設けてもよい。図３に、スイッチ１４０として、パワーＭＯＳＦＥＴを用いた場合の例を示す。
　図３に示すように、スイッチ１４０は、４つのパワーＭＯＳＦＥＴ３１０（パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ）で構成される。パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ａ，３１０Ｂは、電位差が大きく電流が大きく見積もられる場合に使うスイッチであり、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄは、電位差が低いまたは電流を切る場合に使うスイッチである。
　各パワーＭＯＳＦＥＴ３１０のゲートは、別途ＥＣＵ１３０に繋がり、ＥＣＵ１３０から送信される各パワーＭＯＳＦＥＴ３１０のオン信号によりパワーＭＯＳＦＥＴ３１０がオンされ、オフ信号によりパワーＭＯＳＦＥＴ３１０がオフされる。
　抵抗３２０は、電位差が大きい場合、先にパワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄを繋いでおき、例えば電気自動車１００の起動時（モータの起動時）に、電流を制限させるための抵抗である。
　コンデンサ３３０は、例えば電気自動車１００の走行時（モータの運転時）に、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄをオフにする際の電線のインダクタンスのエネルギーを吸収するためのスナバコンデンサである。
　なお、図３に示すパワーＭＯＳＦＥＴ３１０にさらに直列に機械式スイッチを設けてもよい。これは、半導体式スイッチでは、漏れ電流があり、駐車中の電池電流を消費するのを抑えるためである。
　また、容量型電池１２０とパワー型電池１１３との電位差が広がって、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄをオンにできない場合には、図２のスイッチ制御処理とは独立に、パワー型電池１１３の充電率がしきい値（予め決められた値、例えば３０％）以下となったときに、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ａ，３１０Ｂをオフのままとして、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄをオンにし、抵抗３２０にて制限された電流にて電池電圧を一定に持っていき、それからパワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄを繋ぐことにする。
　付言するならば、スイッチ制御処理では、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ａ，３１０Ｂがオンにされ、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄ（スイッチ）のオンおよびオフが制御されている。
　上記構成では、第１の蓄電池同士（例えば、右側のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲ同士、左側のパワー型電池１１３ＦＬ，１１３ＲＬ同士）を電流線で繋ぎ、スイッチ（例えば、スイッチ１４０Ｌ，１４０Ｒ）を介して第２の蓄電池（例えば、容量型電池１２０）を第１の蓄電池に接続することにより、第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするようにスイッチのオンおよびオフを制御することができるので、例えば、第２の蓄電池の発熱を回避でき、第２の蓄電池の寿命を延ばすことができる。また、例えば、スイッチの制御にて第２の蓄電池の電流を抑えることで、細い電流線を用いることができる。
（２）第２の実施の形態
　第１の実施の形態では、左右にスイッチ１４０を設けた構成例である。しかしながら、スイッチ１４０を１つとしてもよい。この構成例を図４に示す。図１との差分は、スイッチ１４０Ｌ，１４０Ｒの代わりに、スイッチ４１０を１つとした点にある。この場合、左右の内外輪差を考慮はできないが、左側が回生である場合、右側が力行となることが多いため、左右で電流が流れ、容量型電池１２０にはあまり電流が流れなく、これだけでも効果があるためである。なお、第１の実施の形態の構成と同じ構成については、同じ符号を用いてその説明を適宜省略する。
　次に、スイッチ４１０に係るシーケンス（電流制御）について図５を用いて説明する。
　図５は、スイッチ制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。スイッチ制御処理は、図２と同じく、ＥＣＵ４２０内でのソフトウェアにより実行される。また、スイッチ制御処理は、電気自動車４００のイグニッションオンで開始し、イグニッションオフで終了する。
　まず、ステップＳ５０１では、ＥＣＵ４２０は、イグニッションオンと共に、スイッチ４１０をオンにする。
　次に、ステップＳ５０２では、ＥＣＵ４２０は、容量型電池１２０の電流を計測し、パワー型電池１１３および容量型電池１２０（各電池パック）より、電圧情報を通信線経由で受信する。なお、容量型電池１２０は、内蔵されているＢＣＵで計測された電池電流を計測し、通信線で流しているとする。付言するならば、スイッチ４１０と容量型電池１２０との間に、電流計が設けられていてもよい。
　次に、ステップＳ５０３では、ＥＣＵ４２０は、スイッチ４１０がオンであり、全体として回生であり、かつ、容量型電池１２０の電流が「０」または殆ど「０」（ゼロに相当する値）であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ４２０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ５０４に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ５０５に処理を移す。
　ステップＳ５０４では、ＥＣＵ４２０は、スイッチ４１０をオフにし、ステップＳ５０５に処理を移す。
　ステップＳ５０５では、ＥＣＵ４２０は、スイッチ４１０がオフであり、全体として力行であり、かつ、パワー型電池１１３の電圧と容量型電池１２０の電圧との電圧差がしきい値ε未満であるか否か（全ての条件を満たすか否か）を判定する。ＥＣＵ４２０は、全ての条件を満たすと判定した場合、ステップＳ５０６に処理を移し、１つでも条件を満たさないと判定した場合、ステップＳ５０２に処理を移す。ここでεは、予めテーブルに設定しておいた、スイッチオン時にスイッチ抵抗と電池抵抗より予め電池カタログに記載された電池の最大電流を超えない値とする。
　ステップＳ５０６では、ＥＣＵ４２０は、スイッチ４１０をオンにし、ステップＳ５０２に処理を移す。
　なお、容量型電池１２０とパワー型電池１１３との電位差が広がってスイッチ４１０をオンにできない場合には、図５のフローとは独立に、パワー型電池１１３の充電率がしきい値（予め決められた値、例えば、３０％）以下となったときに、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ａ，３１０Ｂをオフのままとして、パワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄをオンにし、抵抗３２０にて制限された電流にて電池電圧を一定に持っていき、それからパワーＭＯＳＦＥＴ３１０Ｃ，３１０Ｄを繋ぐことにする。
　上記構成では、第１の蓄電池同士（例えば、前後左右のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲ，１１３ＦＬ，１１３ＲＬ）を電流線で繋ぎ、スイッチ（例えば、スイッチ１４０）を介して第２の蓄電池（例えば、容量型電池１２０）を第１の蓄電池に接続することにより、左右で電流が流れ、第２の蓄電池にはあまり電流が流れなくなるので、第２の蓄電池の電流の変動を抑えることができるようになる。
（３）第３の実施の形態
　以上は、スイッチを１つまたは２つの場合であるが、カーブが多い所を走る電気自動車を想定した場合、左右のバランスと全体のバランスとを鑑みスイッチを３つとしてもよい。この構成例を図６に示す。図１との差分は、主に、スイッチ６１０を付加したところにある。
　本実施の形態に係る電気自動車６００でのスイッチ制御処理は、基本系は、図２に示すスイッチ制御処理である。より詳細には、ＥＣＵ６２０は、ステップＳ２１０の後に、図５のステップＳ５０２に繋がり、ステップＳ２０９の判定で「ＮＯ」の場合はステップＳ２０２ではなくステップＳ５０２に処理を移し、ステップＳ５０６の終了後にステップＳ２０２に処理を移す。
　上記構成では、右側の第１の蓄電池同士（例えば、右側のパワー型電池１１３ＦＲ，１１３ＲＲ同士）が電流線で繋がれ、右側のスイッチ（例えば、右側のスイッチ６１０Ｒ）および共通のスイッチ（例えば、スイッチ６１０Ｃ）を介して第２の蓄電池（例えば、容量型電池１２０）と右側の第１の蓄電池とが接続され、左側の第１の蓄電池同士（例えば、左側のパワー型電池１１３ＦＬ，１１３ＲＬ同士）が電流線で繋がれ、左側のスイッチ（例えば、左側のスイッチ６１０Ｌ）および共通のスイッチを介して第２の蓄電池と右側の第１の蓄電池とが接続されるので、左右のバランスと全体のバランスとを図ることができ、例えば、カーブが多い所を走る場合に、第２の蓄電池の電流の変動を抑えることができるようになる。
（４）他の実施の形態
　なお上述の実施の形態においては、本発明を電力供給システムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラムに広く適用することができる。
　また上述の実施の形態においては、パワーホイール１１０を４輪に用いた電気自動車１００を例に挙げて述べたが、本発明はこれに限らず、パワーホイール１１０を２輪（例えば、前方の左右または後方の左右）に用いた電気自動車に適用するようにしてもよい。
　また上述の実施の形態においては、電流制御処理は、プロセッサがプログラムをメモリに読み出して実行することにより実現される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、専用の回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。
　また上述の実施の形態においては、各パワーホイール１１０は、モータホイール１１１、インバータ１１２、およびパワー型電池１１３を含んで構成される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各パワーホイール１１０は、モータホイール１１１およびインバータ１１２を含み、パワー型電池１１３がパワーホイール１１０外に設けられるようにしてもよい。
　また、上記の説明において各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。
　上述した構成によれば、第２の蓄電池の電流の変動を抑えることができる。
　１……電力供給システム、１００……電気自動車、１１０……パワーホイール、１１１……モータホイール、１１２……インバータ、１１３……パワー型電池、１２０……容量型電池、１３０……ＥＣＵ、１４０……スイッチ、１５０……電流計。

Claims (14)

  1. 　複数の第１の蓄電池と、
    　複数の前記第１の蓄電池に対応して設けられる複数のモータと、
    　複数の前記モータに対応して設けられる複数のインバータと、
    　スイッチを介して複数の前記第１の蓄電池と接続され、前記第１の蓄電池より容量の大きい第２の蓄電池と、
    　前記第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記スイッチのオンおよびオフを制御する制御部と、
    　を備えることを特徴とする電力供給システム。
  2. 　前記第２の蓄電池および前記制御部は、電気移動体に設けられ、
    　前記第１の蓄電池と前記モータと前記インバータとを１つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
    　前記スイッチは、右側のスイッチと、左側のスイッチとを含んで構成され、
    　右側の前記第１の蓄電池同士が電流線で繋がれ、右側の前記スイッチを介して前記第２の蓄電池と右側の前記第１の蓄電池とが接続され、
    　左側の前記第１の蓄電池同士が電流線で繋がれ、左側の前記スイッチを介して前記第２の蓄電池と左側の前記第１の蓄電池とが接続される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  3. 　前記第２の蓄電池および前記制御部は、電気移動体に設けられ、
    　前記第１の蓄電池と前記モータと前記インバータとを１つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
    　前後左右の前記第１の蓄電池同士が電流線で繋がれ、前記スイッチを介して前記第２の蓄電池と前後左右の前記第１の蓄電池とが接続される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  4. 　前記第２の蓄電池および前記制御部は、電気移動体に設けられ、
    　前記第１の蓄電池と前記モータと前記インバータとを１つずつ含んで構成されるパワーホイールは、前記電気移動体の前後左右に設けられ、
    　前記スイッチは、右側のスイッチと、左側のスイッチと、共通のスイッチとを含んで構成され、
    　右側の前記第１の蓄電池同士が電流線で繋がれ、右側の前記スイッチおよび前記共通のスイッチを介して前記第２の蓄電池と右側の前記第１の蓄電池とが接続され、
    　左側の前記第１の蓄電池同士が電流線で繋がれ、左側の前記スイッチおよび前記共通のスイッチを介して前記第２の蓄電池と右側の前記第１の蓄電池とが接続される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  5. 　前記制御部は、前後の前記インバータのインバータキャリア周波数のスイッチング位相を１８０度ずらす、
    　ことを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載の電力供給システム。
  6. 　前記制御部は、左右の前記モータの回転数が揃っているとき、左右の前記モータのモータ位相を１８０度ずらす、
    　ことを特徴とする請求項２～４の何れか１項に記載の電力供給システム。
  7. 　前記制御部は、前記スイッチがオンであり、回生状態であり、前記第２の蓄電池の電流がゼロに相当する値である場合、前記スイッチをオフにする、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
  8. 　前記制御部は、前記スイッチがオフであり、力行状態であり、前記第１の蓄電池の電圧と前記第２の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、前記スイッチをオンにする、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の電力供給システム。
  9. 　前記制御部は、
    　前記第２の蓄電池に係る電流を監視する監視部からの電流の情報が充電側の符号である場合、回生状態であると判定し、
    　前記第２の蓄電池に係る電流を監視する監視部からの電流の情報が放電側の符号である場合、力行状態であると判定する、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の電力供給システム。
  10. 　右側の前記スイッチと前記第２の蓄電池とにおける電流を計測する右側の電流計と、
    　左側の前記スイッチと前記第２の蓄電池とにおける電流を計測する左側の電流計と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　右側の前記スイッチがオンであり、回生状態であり、右側の前記電流計の電流がゼロに相当する値である場合、右側の前記スイッチをオフにし、
    　左側の前記スイッチがオンであり、回生状態であり、左側の前記電流計の電流がゼロに相当する値である場合、左側の前記スイッチをオフにする、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
  11. 　前記制御部は、
    　右側の前記スイッチがオフであり、力行状態であり、右側の前記第１の蓄電池の電圧と前記第２の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、右側の前記スイッチをオンにし、
    　左側の前記スイッチがオフであり、力行状態であり、左側の前記第１の蓄電池の電圧と前記第２の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、左側の前記スイッチをオンにする、
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の電力供給システム。
  12. 　前記制御部は、前記スイッチがオンであり、回生状態であり、前記第２の蓄電池の電流がゼロに相当する値である場合、前記スイッチをオフにする、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
  13. 　前記制御部は、前記スイッチがオフであり、力行状態であり、前後左右の前記第１の蓄電池の電圧と前記第２の蓄電池の電圧との電圧差が予め定めたしきい値より小さいである場合、前記スイッチをオンにする、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の電力供給システム。
  14. 　前記スイッチは、抵抗を有する第１のスイッチと、スナバコンデンサを有する第２のスイッチとを含んで構成され、
    　前記制御部は、前記第１のスイッチをオンにし、前記第２の蓄電池に係る電流の変動を小さくするように前記第２のスイッチのオンおよびオフを制御する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
PCT/JP2019/019197 2018-09-28 2019-05-14 電力供給システム WO2020066113A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018185833A JP2020058113A (ja) 2018-09-28 2018-09-28 電力供給システム
JP2018-185833 2018-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020066113A1 true WO2020066113A1 (ja) 2020-04-02

Family

ID=69953034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/019197 WO2020066113A1 (ja) 2018-09-28 2019-05-14 電力供給システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020058113A (ja)
WO (1) WO2020066113A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189829A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd 車両用駆動装置
WO2013088554A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 パイオニア株式会社 車両駆動装置
WO2014118678A2 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 Protean Electric Limited An energy system for an electric vehicle
JP2017022896A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 三菱電機株式会社 電動車両

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189829A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd 車両用駆動装置
WO2013088554A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 パイオニア株式会社 車両駆動装置
WO2014118678A2 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 Protean Electric Limited An energy system for an electric vehicle
JP2017022896A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 三菱電機株式会社 電動車両

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020058113A (ja) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9712090B2 (en) Driving device for motor for drive wheel of vehicle
JP4134964B2 (ja) 発電制御装置
JP5731360B2 (ja) 電力変換装置
JP6187268B2 (ja) 電動車両
JP5868533B1 (ja) 電動機制御装置
US20150360579A1 (en) Electric vehicle and control method therefor
JP5065986B2 (ja) 半導体装置の駆動装置及びその駆動方法
JPWO2002065628A1 (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する車輌、動力出力装置の制御方法および記憶媒体並びにプログラム、駆動装置およびこれを搭載する車輌、駆動装置の制御方法および記憶媒体並びにプログラム
CN105098868A (zh) 双电源系统以及电动车
JP2017022896A (ja) 電動車両
CN102201776A (zh) 用于操作电动马达的方法和系统
WO2015011879A1 (en) Power supply system
CN112912270A (zh) 利用车载充电器的车辆的动力系架构
US20150120120A1 (en) Electric drive vehicle
JP2020005389A (ja) 電源システム
CN103813929A (zh) 具有由换流器供电的永磁激励同步电机的电池运行车辆的驱动系统
WO2021201230A1 (ja) システム、車両、放電方法及びプログラム
WO2020066113A1 (ja) 電力供給システム
EP3564062A1 (en) Circuit system for railroad vehicle
CN1949661B (zh) 用于保持dc/ac电压转换器的输入端上的直流电压的方法、用于该方法的记录介质以及电动车辆
JP2011223791A (ja) 車両用回転電機の制御装置
WO2021230165A1 (ja) 多相回転機の制御装置
JP2015180119A (ja) 電源システム
KR20140073715A (ko) 자동차용 인버터의 커패시터 모듈
WO2020235316A1 (ja) 回転電機の制御装置及び制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19865936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19865936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1