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JP2009060759A - Power supply system and charge control method thereof - Google Patents

Power supply system and charge control method thereof Download PDF

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power
current
charging
storage device
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Hichirosai Oyobe
七郎斎 及部
Yoshitoku Fujitake
良徳 藤竹
Yoshitoshi Watanabe
良利 渡辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress AC components in a charging current in an electricity storage device, in a power supply system having a constitution in which AC power from an AC power supply outside an electric vehicle is converted into DC power, to charge the electricity storage device. <P>SOLUTION: In a converter control part 205, a voltage Vh on a power line to which a DC voltage converted from the AC power from an external power supply is controlled to a target voltage Vhr. In a voltage-control part 210a, the basic amount β0 of a voltage conversion ratio β of a converter is obtained, based on the input voltage Vb of the converter, the voltage Vh and the target voltage Vhr. In a voltage-smoothing control part 210b, the correction amount βc of the voltage conversion ratio β required for changing the voltage Vh is set so as to suppress a voltage fluctuation Vlac generated by fluctuations in the charging current. In a modulation part 270, switching control signals S1, S2 are generated so that the duty ratio of a semiconductor switching element, constituting the converter, conforms to the voltage conversion ratio β, based on the sum of the basic amount β0 and the correction amount βc. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、電源システムおよびその充電制御方法に関し、より特定的には、蓄電装置に蓄積された電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムにおける蓄電装置の充電制御に関する。   The present invention relates to a power supply system and a charge control method thereof, and more specifically, charge control of a power storage device in a power supply system mounted on an electric vehicle capable of generating a driving force using electric power stored in the power storage device. About.

ハイブリッド自動車(Hybrid Vehicle)や電気自動車(Electric Vehicle)などの、走行駆動力源として電動機を搭載する電動車両が広く用いられるようになっている。このような電動車両では、車両運転時に回生制動時の電動機の発電電力を蓄電装置の充電電力として用いることにより、燃費を向上させる手法が一般的に用いられている。   Electric vehicles equipped with an electric motor as a driving force source such as a hybrid vehicle and an electric vehicle are widely used. In such an electric vehicle, a method of improving fuel consumption is generally used by using the electric power generated by the electric motor during regenerative braking as the charging electric power of the power storage device during vehicle operation.

さらに近年では、このような電動車両について、運転停止後の駐車中に、蓄電装置を外部電源によって充電する構成が提案されている。たとえば、特許第2695083号公報(特許文献1)には、入力/出力ポートに接続された車両外部の電源からの電力を、車両に搭載された蓄電池に与えるように動作することが可能な電動機駆動および動力処理装置が開示されている。特許文献1の構成によれば、モータ巻線の中性点にEMIフィルタを介して入力/出力ポートが接続される単相電源から交流電力を直流電力に変換して車両に搭載された蓄電池を充電することが可能である。   Furthermore, in recent years, a configuration has been proposed for such an electric vehicle in which the power storage device is charged by an external power source during parking after the operation is stopped. For example, Japanese Patent No. 2695083 (Patent Document 1) discloses an electric motor drive capable of operating so as to supply electric power from a power source external to a vehicle connected to an input / output port to a storage battery mounted on the vehicle. And a power processor. According to the configuration of Patent Document 1, a storage battery mounted on a vehicle by converting AC power to DC power from a single-phase power source in which an input / output port is connected to a neutral point of a motor winding via an EMI filter is provided. It is possible to charge.

また、特開平8−126121号公報(特許文献2)には、2個の車両駆動用永久磁石モータの中性点に外部電源を接続し、モータのコイルをリアクトルとして利用して車両に搭載されたバッテリの充電電力を発生させる電気自動車の車載充電装置が開示されている。   JP-A-8-126121 (Patent Document 2) is mounted on a vehicle by connecting an external power source to the neutral point of two vehicle-driven permanent magnet motors and using the motor coils as reactors. An on-vehicle charging device for an electric vehicle that generates charging power for a battery is disclosed.

また、特開平5−207664号公報(特許文献3)には、モータ駆動用電力変換器に双方向電力変換特性を持たせ、電気自動車の蓄電池充電には外部から交流または直流電力を供給して、電力変換器のチョッパ制御との組合わせで昇圧充電または降圧充電する構成が開示されている。この際に、チョッパ制御に必要なリアクトルに交流モータの巻線が利用される。
特許第2695083号公報 特開平8−126121号公報 特開平5−207664号公報
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-207664 (Patent Document 3), a motor drive power converter is provided with bidirectional power conversion characteristics, and AC or DC power is supplied from the outside for charging a storage battery of an electric vehicle. In addition, a configuration in which step-up charging or step-down charging is performed in combination with chopper control of a power converter is disclosed. At this time, the winding of the AC motor is used as a reactor necessary for chopper control.
Japanese Patent No. 2695083 JP-A-8-126121 JP-A-5-207664

車両外部の交流電源によって、車両に搭載された直流電源(代表的には二次電池)を充電する場合には、外部電源からの交流電力を二次電池充電用の直流電力に変換する必要がある。この際に、交流電力を変換した直流電力には、電源周波数に関連した周波数(たとえば電源周波数の2倍)で変動するリップル成分が、直流電圧および直流電流に重畳することがある。   When charging a DC power source (typically a secondary battery) mounted on a vehicle with an AC power source outside the vehicle, it is necessary to convert the AC power from the external power source into DC power for charging the secondary battery. is there. At this time, in the DC power obtained by converting AC power, a ripple component that fluctuates at a frequency related to the power supply frequency (for example, twice the power supply frequency) may be superimposed on the DC voltage and DC current.

このため、極低温環境下での外部充電では、二次電池の充電電流がリップル成分によって変動することにより、二次電池の端子電圧がそれに伴って変動するため、充電電流の変動幅が大きいと電池電圧が過電圧レベルに達して、充電が継続できなくなる可能性がある。一方で、このような現象を避けるために、充電電流の平均値(実効値)を下げると、単位時間での充電量が低下するため、充電時間が長くなるといった問題点が生じる。   For this reason, in external charging in a cryogenic environment, the charging current of the secondary battery varies depending on the ripple component, so that the terminal voltage of the secondary battery varies accordingly. The battery voltage may reach an overvoltage level and charging may not be continued. On the other hand, if the average value (effective value) of the charging current is lowered in order to avoid such a phenomenon, the amount of charge per unit time is lowered, so that the charging time becomes longer.

さらに、蓄電装置の充電経路に、コンバータ部品等としてリアクトルが接続される場合には、当該リアクトルにリップル成分の交流電流が常に流れることとなるので、無効電力の発生により充電効率が低下する。   Furthermore, when a reactor as a converter component or the like is connected to the charging path of the power storage device, an alternating current of a ripple component always flows through the reactor, so that charging efficiency is reduced due to generation of reactive power.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両外部の交流電源からの交流電力を直流電力に変換して車両に搭載された蓄電装置を充電する構成の電源システムにおいて、蓄電装置の充電電流の交流成分を抑制して、効率的な充電を行なうことである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to convert an AC power from an AC power source outside the vehicle into a DC power and install the power storage device mounted on the vehicle. In the power supply system configured to be charged, efficient charging is performed by suppressing the AC component of the charging current of the power storage device.

この発明による電動車両は、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムであって、充放電可能な蓄電装置と、コンバータと、電圧検出器と、制御装置と、充電電力変換装置とを備える。コンバータは、電力線と蓄電装置との間に接続され、蓄電装置と電力線との間で双方向に直流電圧変換を行なうように、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成される。電圧検出器は、電力線の電圧を検出する。制御装置は、電力線の電圧を目標電圧に維持するように、コンバータの各電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する。充電電力変換装置は、電動車両が外部電源と接続される充電モードにおいて、外部電源からの交流電圧を、交流電圧の周波数に関連した周波数成分が重畳された直流電圧に変換して、電力線に出力する。そして、制御装置は、電圧制御部と、電流平滑制御部と、変調部とを含む。電圧制御部は、目標電圧と、電圧検出器による検出電圧と、蓄電装置の出力電圧とに基づいて、コンバータによる電圧変換比の基本量を設定する。電流平滑制御部は、充電モードにおいて、蓄電装置の充電電流に重畳される周波数成分に対応する電流変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるように、電圧変換比の補正量を設定する。変調部は、基本量および補正量の和に従う電圧変換比に基づいて、複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する信号を発生する。   An electric vehicle according to the present invention is a power supply system mounted on an electric vehicle capable of generating travel driving force using electric power on a power line, and is a chargeable / dischargeable power storage device, a converter, a voltage detector, and a control A device and a charging power conversion device. The converter is connected between the power line and the power storage device, and is configured to include a plurality of power semiconductor switching elements so as to perform DC voltage conversion bidirectionally between the power storage device and the power line. The voltage detector detects the voltage of the power line. The control device controls on / off of each power semiconductor switching element of the converter so as to maintain the voltage of the power line at the target voltage. The charging power conversion device converts an AC voltage from the external power source into a DC voltage on which a frequency component related to the frequency of the AC voltage is superimposed and outputs to the power line in a charging mode in which the electric vehicle is connected to the external power source. To do. The control device includes a voltage control unit, a current smoothing control unit, and a modulation unit. The voltage control unit sets a basic amount of the voltage conversion ratio by the converter based on the target voltage, the detection voltage by the voltage detector, and the output voltage of the power storage device. In the charging mode, the current smoothing control unit sets the correction amount of the voltage conversion ratio so as to change the voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation corresponding to the frequency component superimposed on the charging current of the power storage device. The modulation unit generates a signal for controlling on / off of the plurality of power semiconductor switching elements based on the voltage conversion ratio according to the sum of the basic amount and the correction amount.

この発明による電源システムの充電制御方法において、電源システムは、充放電可能な蓄電装置と、コンバータと、電圧検出器と、制御装置と、充電電力変換装置とを備える。コンバータは、電力線と蓄電装置との間に接続され、蓄電装置と電力線との間で双方向に直流電圧変換を行なうように、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成される。電圧検出器は、電力線の電圧を検出する。制御装置は、電力線の電圧が目標電圧に維持されるように、コンバータの各電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する。充電電力変換装置は、電動車両が外部電源と接続される充電モードにおいて、外部電源からの交流電圧を、交流電圧の周波数に関連した周波数成分が重畳された直流電圧に変換して、電力線に出力する。そして、制御方法は、目標電圧と、電圧検出器による検出電圧と、蓄電装置の出力電圧とに基づいて、コンバータによる電圧変換比の基本量を演算するステップと、充電モードにおいて、蓄電装置の充電電流に重畳される周波数成分に対応する電流変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるように、電圧変換比の補正量を演算するステップと、基本量および補正量の和に従う電圧変換比に基づいて、複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する信号を発生するステップとを備える。   In the power supply system charging control method according to the present invention, the power supply system includes a chargeable / dischargeable power storage device, a converter, a voltage detector, a control device, and a charge power conversion device. The converter is connected between the power line and the power storage device, and is configured to include a plurality of power semiconductor switching elements so as to perform DC voltage conversion bidirectionally between the power storage device and the power line. The voltage detector detects the voltage of the power line. The control device controls on / off of each power semiconductor switching element of the converter so that the voltage of the power line is maintained at the target voltage. The charging power conversion device converts an AC voltage from the external power source into a DC voltage on which a frequency component related to the frequency of the AC voltage is superimposed and outputs to the power line in a charging mode in which the electric vehicle is connected to the external power source. To do. The control method includes a step of calculating a basic amount of a voltage conversion ratio by a converter based on a target voltage, a detection voltage by a voltage detector, and an output voltage of the power storage device, and charging the power storage device in a charge mode. The step of calculating the correction amount of the voltage conversion ratio so as to change the voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation corresponding to the frequency component superimposed on the current, and the voltage conversion ratio according to the sum of the basic amount and the correction amount And generating a signal for controlling on / off of the plurality of power semiconductor switching elements.

上記電源システムおよび電源システムの制御方法によれば、外部電源からの交流電圧から変換された直流電圧の交流成分に起因する、蓄電装置の充電電流の電流変動(交流成分)を打ち消すように、充電電力変換装置から当該直流電圧が出力される電力線の電圧を、コンバータにより制御する電圧変換比の補正により変化させることができる。これにより、充電電流の変動に伴って蓄電装置の端子電圧が変動することによる充電不具合や、当該充電不具合を回避するために充電電流の平均値(実効値)を抑えることによる充電時間の長期化を防止することができる。   According to the power supply system and the control method for the power supply system, charging is performed so as to cancel the current fluctuation (AC component) of the charging current of the power storage device caused by the AC component of the DC voltage converted from the AC voltage from the external power supply. The voltage of the power line from which the DC voltage is output from the power converter can be changed by correcting the voltage conversion ratio controlled by the converter. As a result, charging failure due to fluctuations in the terminal voltage of the power storage device due to fluctuations in charging current, and prolonged charging time by suppressing the average value (effective value) of charging current to avoid the charging failure Can be prevented.

好ましくは、コンバータは、複数の電力用半導体スイッチング素子のうちの1つを介して、電力線および蓄電装置の間に電気的に接続されるリアクトルをさらに含む。さらに、電流平滑制御部は、電圧推定部と、周波数フィルタ部と、制御演算部とを含む。電圧推定部は、電圧検出器による検出電圧と、電圧制御部および電流平滑制御部によって決定された電圧変換比と、蓄電装置の出力電圧とに基づいて、リアクトルの電圧を推定する。周波数フィルタ部は、電圧推定部により推定されたリアクトル電圧から、周波数成分に対応する電圧変動を抽出する。制御演算部は、周波数フィルタ部によって抽出された電圧変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるための、電圧変換比の補正量を求める。あるいは、補正量を演算するステップは、電圧検出器による検出電圧と、電圧変換比と、蓄電装置の出力電圧とに基づいて、リアクトルの電圧を推定するサブステップと、推定されたリアクトル電圧から、周波数成分に対応する電圧変動を抽出するサブステップと、抽出された電圧変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるための、電圧変換比の補正量を求める制御演算を行なうサブステップとを含む。   Preferably, the converter further includes a reactor electrically connected between the power line and the power storage device via one of the plurality of power semiconductor switching elements. Furthermore, the current smoothing control unit includes a voltage estimation unit, a frequency filter unit, and a control calculation unit. The voltage estimation unit estimates the voltage of the reactor based on the detection voltage by the voltage detector, the voltage conversion ratio determined by the voltage control unit and the current smoothing control unit, and the output voltage of the power storage device. A frequency filter part extracts the voltage fluctuation corresponding to a frequency component from the reactor voltage estimated by the voltage estimation part. The control calculation unit obtains a correction amount of the voltage conversion ratio for changing the voltage on the power line so as to cancel the voltage fluctuation extracted by the frequency filter unit. Alternatively, the step of calculating the correction amount includes the sub-step of estimating the reactor voltage based on the detection voltage by the voltage detector, the voltage conversion ratio, and the output voltage of the power storage device, and the estimated reactor voltage. A sub-step for extracting a voltage fluctuation corresponding to the frequency component; and a sub-step for performing a control calculation for obtaining a correction amount of the voltage conversion ratio for changing the voltage on the power line so as to cancel the extracted voltage fluctuation. .

このような構成とすることにより、蓄電装置の充電電流の電流変動(交流成分)を、コンバータ内に配置されたリアクトルの電圧変動に基づいて間接的に検出することができる。このため、蓄電装置に設けられた電流センサの値を用いることなく、蓄電装置の充電電流の電流変動を抑制するコンバータ制御を実現することができる。これにより、たとえば蓄電装置およびコンバータが離隔して配置されるような車両レイアウトにおいて、電流センサ値の伝送遅れに起因する制御誤差の発生等を回避して、上記コンバータ制御を実行することができる。さらに、コンバータ中のリアクトルに充電時に流れる直流電流の交流成分が抑制されるので、コンバータでの電力変換効率を向上することができる。   By setting it as such a structure, the electric current fluctuation | variation (alternating current component) of the charging current of an electrical storage apparatus can be indirectly detected based on the voltage fluctuation of the reactor arrange | positioned in a converter. For this reason, converter control which suppresses the current fluctuation of the charging current of the power storage device can be realized without using the value of the current sensor provided in the power storage device. Thus, for example, in a vehicle layout in which the power storage device and the converter are spaced apart from each other, it is possible to execute the converter control while avoiding the occurrence of a control error due to the transmission delay of the current sensor value. Furthermore, since the AC component of the DC current that flows during charging of the reactor in the converter is suppressed, the power conversion efficiency in the converter can be improved.

また好ましくは、電源システムは、蓄電装置の入出力電流を検出するための電流検出器をさらに備える。そして、電流平滑制御部は、周波数フィルタ部と、制御演算部とを含む。周波数フィルタ部と、充電モードにおいて、電流検出器により検出された充電電流から電流変動を抽出する。制御演算部は、周波数フィルタ部によって抽出された電流変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるための、電圧変換比の補正量を求める。あるいは、補正量を演算するステップは、充電モードにおいて、電流検出器により検出された充電電流から電流変動を抽出するサブステップと、抽出された電流変動を打ち消すように電力線上の電圧を変化させるための、電圧変換比の補正量を求める制御演算を行なうステップとを含む。   Preferably, the power supply system further includes a current detector for detecting an input / output current of the power storage device. The current smoothing control unit includes a frequency filter unit and a control calculation unit. Current fluctuation is extracted from the charging current detected by the current detector in the frequency filter section and the charging mode. The control calculation unit obtains a correction amount of the voltage conversion ratio for changing the voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation extracted by the frequency filter unit. Alternatively, the step of calculating the correction amount includes a sub-step for extracting current fluctuation from the charging current detected by the current detector and a voltage on the power line so as to cancel the extracted current fluctuation in the charging mode. Performing a control operation for obtaining a correction amount of the voltage conversion ratio.

このような構成とすることにより、蓄電装置の充電電流の検出値に基づいて、充電電流の電流変動(交流成分)を抑制するコンバータ制御をより正確に実行することができる。なお、この構成は、充電電流を検出するための電流検出器と、コンバータの制御装置とが比較的近接配置される車両レイアウトに好適である。   By adopting such a configuration, it is possible to more accurately execute converter control for suppressing current fluctuation (AC component) of the charging current based on the detected value of the charging current of the power storage device. This configuration is suitable for a vehicle layout in which a current detector for detecting a charging current and a converter control device are arranged relatively close to each other.

さらに好ましくは、電動車両は、星形結線された第1の多相巻線を固定子巻線として含む第1の交流回転電機と、星形結線された第2の多相巻線を固定子巻線として含む第2の交流回転電機とをさらに備える。そして、電源システムは、第1および第2のインバータと、第1および第2のインバータの電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御するインバータ制御装置と、コネクタ部とをさらに備える。第1のインバータは、第1の多相巻線に接続され、第1の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。第2のインバータは、第2の多相巻線に接続され、第2の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。コネクタ部は、充電モードにおいて、第1の多相巻線の第1の中性点および第2の多相巻線の第2の中性点と、外部電源との間を電気的に接続する。さらに、第1および第2の交流回転電機の少なくとも一方は、走行駆動力の発生に用いられる。そして、インバータ制御装置は、充電モードにおいて、第1および第2のインバータならびに第1および第2の多相巻線のインダンタンスが充電電力変換装置として動作することによって、コネクタ部を経由して第1および第2の中性点へ供給された外部電源からの交流電圧を、直流電圧に変換して電力線に出力するように、第1および第2のインバータの各々を制御する。   More preferably, the electric vehicle includes a first AC rotating electric machine including a star-connected first multi-phase winding as a stator winding, and a star-connected second multi-phase winding as a stator. And a second AC rotating electric machine included as a winding. The power supply system further includes first and second inverters, an inverter control device that controls on / off of the power semiconductor switching elements of the first and second inverters, and a connector unit. The first inverter is connected to the first multiphase winding and performs power conversion between the first AC rotating electric machine and the power line. The second inverter is connected to the second multiphase winding and performs power conversion between the second AC rotating electric machine and the power line. The connector portion electrically connects between the first neutral point of the first multiphase winding and the second neutral point of the second multiphase winding and the external power source in the charging mode. . Furthermore, at least one of the first and second AC rotating electric machines is used for generating a driving force. In the charging mode, the inverter control device operates as the charging power conversion device by operating the first and second inverters and the inductances of the first and second multiphase windings via the connector portion. Each of the first and second inverters is controlled so that the AC voltage from the external power source supplied to the first and second neutral points is converted into a DC voltage and output to the power line.

このような構成とすることにより、走行駆動力発生に用いられる第1および第2の交流回転電機および第1および第2のインバータを用いて、新たな機器を設けることなく、外部電源からの供給電力を蓄電装置の充電電流に変換することが可能な車両構成において、蓄電装置の充電電流の交流成分をコンバータ制御により低減することができる。   With such a configuration, the first and second AC rotating electric machines and the first and second inverters used for generating the driving force are supplied from an external power source without providing new equipment. In a vehicle configuration that can convert electric power into a charging current for a power storage device, the AC component of the charging current for the power storage device can be reduced by converter control.

この発明によれば、車両外部の交流電源からの交流電力を直流電力に変換して車両に搭載された蓄電装置を充電する構成の電源システムにおいて、蓄電装置の充電電流の交流成分を抑制して、効率的な充電を行なうことができる。   According to this invention, in a power supply system configured to convert AC power from an AC power supply outside the vehicle into DC power and charge the power storage device mounted on the vehicle, the AC component of the charging current of the power storage device is suppressed. , Efficient charging can be performed.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その詳細な説明は原則的に繰り返さないものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本発明の実施の形態による電源システムが搭載された電動車両の全体構成を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing the overall configuration of an electric vehicle equipped with a power supply system according to an embodiment of the present invention.

図1を参照して、電動車両100は、蓄電装置10と、コンバータ20と、平滑コンデンサC1と、インバータ30−1,30−2と、モータジェネレータMG1,MG2と、制御装置200とを備える。   Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 includes a power storage device 10, a converter 20, a smoothing capacitor C1, inverters 30-1 and 30-2, motor generators MG1 and MG2, and a control device 200.

蓄電装置10は、代表的には、ニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池等の二次電池によって構成されるので、以下では、蓄電装置10について、単に二次電池あるいはバッテリとも称する。ただし、電気二重層キャパシタ等の二次電池以外の蓄電装置を、二次電池10に代えて適用可能である点について、確認的に記載する。   Since the power storage device 10 is typically constituted by a secondary battery such as a nickel hydride secondary battery or a lithium ion secondary battery, the power storage device 10 is also simply referred to as a secondary battery or a battery. However, it will be described in a confirming manner that a power storage device other than the secondary battery, such as an electric double layer capacitor, can be applied in place of the secondary battery 10.

二次電池10には、少なくとも、電流センサ106が設けられる。電流センサ106は、二次電池10の入出力電流Ibを検出する。以下では、二次電池10の放電時にIb>0であり、充電時にIb<0であるものとする。検出された電流Ibは、制御装置200へ伝送される。   The secondary battery 10 is provided with at least a current sensor 106. The current sensor 106 detects the input / output current Ib of the secondary battery 10. In the following, it is assumed that Ib> 0 when the secondary battery 10 is discharged and Ib <0 when charging. The detected current Ib is transmitted to the control device 200.

コンバータ20は、リアクトルL1と、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2と、逆並列ダイオードD1,D2とを含む。電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「半導体スイッチング素子」と称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)等を適用することが可能である。   Converter 20 includes a reactor L1, power semiconductor switching elements Q1, Q2, and antiparallel diodes D1, D2. As a power semiconductor switching element (hereinafter simply referred to as “semiconductor switching element”), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOS (Metal Oxide Semiconductor), or the like can be applied.

半導体スイッチング素子Q1は、主負母線MNLおよびノードNdの間に電気的に接続され、半導体スイッチング素子Q2は、主正母線MPLおよびノードNdの間に電気的に接続される。以下では、半導体スイッチング素子Q1を下アーム素子とも称し、半導体スイッチング素子Q2を上アーム素子とも称する。半導体スイッチング素子Q1,Q2は、制御装置200からのスイッチング制御信号S1,S2によりオン/オフを制御される。   Semiconductor switching element Q1 is electrically connected between main negative bus MNL and node Nd, and semiconductor switching element Q2 is electrically connected between main positive bus MPL and node Nd. Hereinafter, the semiconductor switching element Q1 is also referred to as a lower arm element, and the semiconductor switching element Q2 is also referred to as an upper arm element. The semiconductor switching elements Q1, Q2 are controlled to be turned on / off by switching control signals S1, S2 from the control device 200.

リアクトルL1は、蓄電装置10の正極とノードNdとの間に接続される。すなわち、リアクトルL1は、半導体スイッチング素子Q2を介して、主正母線MPLおよび蓄電装置10の間に電気的に接続されている。   Reactor L1 is connected between the positive electrode of power storage device 10 and node Nd. That is, reactor L1 is electrically connected between main positive bus MPL and power storage device 10 via semiconductor switching element Q2.

電圧センサ105は、コンバータ20の入力側(二次電池側)電圧、すなわち、二次電池10の出力電圧Vbを検出する。なお、電圧Vbについては、通常、二次電池10に対応して設けられる電圧センサ(図示せず)によって測定してもよい。検出された電圧Vbは、制御装置200へ伝送される。   Voltage sensor 105 detects an input side (secondary battery side) voltage of converter 20, that is, output voltage Vb of secondary battery 10. Note that the voltage Vb may be usually measured by a voltage sensor (not shown) provided corresponding to the secondary battery 10. The detected voltage Vb is transmitted to the control device 200.

平滑コンデンサC1は、主正母線MPLおよび主負母線MNL間に接続される。電圧センサ110は、主正母線MPLおよび主負母線MNL間の直流電圧Vhを検出する。検出された電圧Vbは、制御装置200へ送出される。   Smoothing capacitor C1 is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL. Voltage sensor 110 detects a DC voltage Vh between main positive bus MPL and main negative bus MNL. The detected voltage Vb is sent to the control device 200.

インバータ30−1,30−2は、主正母線MPLおよび主負母線MNLに並列接続される。インバータ30−1は、半導体スイッチング素子Q11〜Q16および逆並列ダイオードD11〜D16からなる通常の三相インバータである。半導体スイッチング素子Q11〜Q16は、制御装置200からのスイッチング制御信号S11〜S16によりオン/オフを制御される。同様に、インバータ30−2は、半導体スイッチング素子Q21〜Q26および逆並列ダイオードD21〜D26からなる通常の三相インバータである。半導体スイッチング素子Q21〜Q26は、制御装置200からのスイッチング制御信号S21〜S26によりオン/オフを制御される。   Inverters 30-1 and 30-2 are connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. Inverter 30-1 is a normal three-phase inverter composed of semiconductor switching elements Q11 to Q16 and antiparallel diodes D11 to D16. The semiconductor switching elements Q11 to Q16 are controlled to be turned on / off by switching control signals S11 to S16 from the control device 200. Similarly, inverter 30-2 is a normal three-phase inverter composed of semiconductor switching elements Q21 to Q26 and antiparallel diodes D21 to D26. The semiconductor switching elements Q21 to Q26 are controlled to be turned on / off by switching control signals S21 to S26 from the control device 200.

インバータ30−1のU、V、W相はモータジェネレータMG1のU相コイル巻線U1、V相コイル巻線V1およびW相コイル巻線W1とそれぞれ接続されている。同様に、インバータ30−2のU、V、W相は、モータジェネレータMG2のU相コイル巻線U2、V相コイル巻線V2およびW相コイル巻線W2とそれぞれ接続されている。   U, V and W phases of inverter 30-1 are connected to U phase coil winding U1, V phase coil winding V1 and W phase coil winding W1 of motor generator MG1, respectively. Similarly, U, V and W phases of inverter 30-2 are connected to U phase coil winding U2, V phase coil winding V2 and W phase coil winding W2 of motor generator MG2, respectively.

モータジェネレータMG1およびMG2は、エンジン(図示せず)および動力分割機構(図示せず)に共通に接続されており、モータジェネレータMG2は、図示しない車輪の駆動力、すなわち、電動車両100の走行駆動力を発生可能に構成されている。また、モータジェネレータMG2は、電動車両100の回生制動時には回生発電を行なう。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速(または加速の中止)させることを含む。   Motor generators MG1 and MG2 are connected in common to an engine (not shown) and a power split mechanism (not shown), and motor generator MG2 is a driving force of wheels (not shown), that is, driving of electric vehicle 100. It is configured to generate force. Motor generator MG2 performs regenerative power generation during regenerative braking of electrically powered vehicle 100. Note that regenerative braking here refers to braking that involves regenerative power generation when the driver operating the hybrid vehicle performs a footbrake operation, or regenerative braking by turning off the accelerator pedal while the vehicle is running, although the footbrake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating electricity.

また、モータジェネレータMG1は、エンジンの回転力によって回転駆動されて発電機として動作するとともに、エンジンの起動時には、エンジンのスタータとして電動機として動作することができる。この際に、インバータ30−1は、モータジェネレータMG1の駆動電力または発電電力である交流電力と、主正母線MPL上の直流電力との間での双方向の電力変換を行なう。同様に、インバータ30−2は、モータジェネレータMG2の駆動電力または発電電力である交流電力と、主正母線MPL上の直流電力との間での双方向の電力変換を行なう。   Motor generator MG1 is driven to rotate by the rotational force of the engine and operates as a generator, and can operate as a motor as a starter of the engine when the engine is started. At this time, inverter 30-1 performs bidirectional power conversion between AC power that is driving power or generated power of motor generator MG1 and DC power on main positive bus MPL. Similarly, inverter 30-2 performs bidirectional power conversion between AC power that is drive power or generated power of motor generator MG2 and DC power on main positive bus MPL.

なお、動力分割機構(図示せず)を、エンジン出力軸ならびにモータジェネレータMG1およびMG2の出力軸と連結された遊星歯車機構によって構成することにより、モータジェネレータMG1およびMG2の回転数およびエンジン回転数の比率を可変に制御する無段変速機構を構成できるので、エンジンの動作点を適切に設定することが可能となる。   It is noted that a power split mechanism (not shown) is constituted by a planetary gear mechanism connected to the engine output shaft and the output shafts of motor generators MG1 and MG2, so that the rotational speeds of motor generators MG1 and MG2 and the engine rotational speeds can be reduced. Since the continuously variable transmission mechanism that variably controls the ratio can be configured, the operating point of the engine can be set appropriately.

モータジェネレータMG1に対応して、電流センサ121および回転角センサ125が配置される。電流センサ121は、モータジェネレータMG1の各相電流であるモータ電流MRC1を検出するように設けられる。回転角センサ125は、モータジェネレータMG1のロータ回転角θ1を検出する。検出されたモータ電流MRC1およびロータ回転角θ1は、制御装置200へ伝送される。制御装置200では、ロータ回転角θ1,θ2に基づきモータジェネレータMG1,MG2の回転数(回転角速度)を算出することができる。   Current sensor 121 and rotation angle sensor 125 are arranged corresponding to motor generator MG1. Current sensor 121 is provided to detect motor current MRC1, which is a current of each phase of motor generator MG1. The rotation angle sensor 125 detects the rotor rotation angle θ1 of the motor generator MG1. The detected motor current MRC1 and rotor rotation angle θ1 are transmitted to control device 200. Control device 200 can calculate the rotational speed (rotational angular velocity) of motor generators MG1 and MG2 based on rotor rotational angles θ1 and θ2.

同様に、モータジェネレータMG2に対応して、電流センサ122および回転角センサ126が配置される。電流センサ122は、モータジェネレータMG2の各相電流であるモータ電流MRC2を検出するように設けられる。回転角センサ126は、モータジェネレータMG2のロータ回転角θ2を検出する。検出されたモータ電流MRC2およびロータ回転角θ2は、制御装置200へ伝送される。なお、各相電流の瞬時値の和は零であるので、図1に示すように電流センサ121,122は2相分の電流を検出するように配置すれば足りる。   Similarly, current sensor 122 and rotation angle sensor 126 are arranged corresponding to motor generator MG2. Current sensor 122 is provided to detect motor current MRC2 that is a phase current of motor generator MG2. Rotation angle sensor 126 detects rotor rotation angle θ2 of motor generator MG2. The detected motor current MRC2 and rotor rotation angle θ2 are transmitted to control device 200. Since the sum of instantaneous values of the phase currents is zero, it is sufficient to arrange the current sensors 121 and 122 to detect currents for two phases as shown in FIG.

制御装置200は、代表的には、マイクロコンピュータ(図示せず)およびメモリ(図示せず)を内蔵する電子制御ユニット(ECU)により構成され、所定のプログラム処理に従って、上位の電子制御ユニット(ECU)から入力された指令値に従って、モータジェネレータMG1,MG2が動作するように、コンバータ20およびインバータ30−1,30−2のスイッチング制御のためのスイッチング制御信号S1,S2(コンバータ20)、S11〜S16(インバータ30−1)、およびS21〜S26(インバータ30−2)を生成する。   The control device 200 is typically composed of an electronic control unit (ECU) that incorporates a microcomputer (not shown) and a memory (not shown), and in accordance with a predetermined program process, an upper electronic control unit (ECU) Switching control signals S1, S2 (converter 20), S11 for switching control of converter 20 and inverters 30-1, 30-2 so that motor generators MG1, MG2 operate according to the command values input from S16 (inverter 30-1) and S21 to S26 (inverter 30-2) are generated.

制御装置200へ入力される指令値は、電動車両100の走行状況を検出するセンサ(図示せず)からの信号あるいは、アクセル開度およびブレーキ踏込量などに基づいて設定された、モータジェネレータMG1,MG2のトルク目標値TR1,TR2ならびに電圧Vhの目標電圧Vhrを含む。制御装置200は、検出されたモータ電流MRC1,MRC2およびロータ回転角θ1,θ2に基づき、モータジェネレータMG1,MG2の出力トルクがトルク目標値TR1,TR2となるように、インバータ30−1,30−2からモータジェネレータMG1,MG2への供給電流(または供給電圧)を制御するべく、スイッチング制御信号S11〜S16,S21〜S26を生成する。なお、一般的に、モータジェネレータMG1,MG2が走行駆動力を発生する力行動作時には、トルク目標値TR1,TR2は正値に設定され、回生制動時には、トルク目標値TR1,TR2は負値に設定される。   The command value input to control device 200 is a motor generator MG1, which is set based on a signal from a sensor (not shown) for detecting the traveling state of electric vehicle 100, or on the accelerator opening and the brake depression amount. It includes torque target values TR1 and TR2 of MG2 and target voltage Vhr of voltage Vh. Based on detected motor currents MRC1, MRC2 and rotor rotation angles θ1, θ2, control device 200 controls inverters 30-1, 30- so that output torque of motor generators MG1, MG2 becomes torque target values TR1, TR2. In order to control the supply current (or supply voltage) from 2 to motor generators MG1 and MG2, switching control signals S11 to S16 and S21 to S26 are generated. Generally, during power running operation in which motor generators MG1 and MG2 generate travel driving force, torque target values TR1 and TR2 are set to positive values, and during regenerative braking, torque target values TR1 and TR2 are set to negative values. Is done.

また、制御装置200は、検出された電圧VbおよびVhに基づき、電圧Vhが目標電圧Vhrとなるように、コンバータ20のスイッチング制御信号S1,S2を生成する。そして、一定のスイッチング周期(オン期間およびオフ期間の和)内での半導体スイッチング素子Q1および/またはQ2のオン期間比(デューティ比)が、制御装置200により制御される。   Control device 200 generates switching control signals S1 and S2 of converter 20 based on detected voltages Vb and Vh so that voltage Vh becomes target voltage Vhr. Then, control device 200 controls the on-period ratio (duty ratio) of semiconductor switching elements Q1 and / or Q2 within a certain switching cycle (the sum of on-period and off-period).

コンバータ20は、制御装置200からのスイッチング制御信号S1,S2に基づいて、二次電池10と主正母線MPLおよび主負母線MNLとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。コンバータ20は、基本的には、二次電池10の放電時(Ib>0)には、二次電池10から受ける直流電力を昇圧し、二次電池10の充電時(Ib<0)には、主正母線MPLおよび主負母線MNLから受ける直流電力(回生電力)を降圧するように動作する。   Converter 20 performs bidirectional DC voltage conversion between secondary battery 10 and main positive bus MPL and main negative bus MNL based on switching control signals S 1 and S 2 from control device 200. Converter 20 basically boosts the DC power received from secondary battery 10 when secondary battery 10 is discharged (Ib> 0), and when secondary battery 10 is charged (Ib <0). The DC power (regenerative power) received from the main positive bus MPL and the main negative bus MNL is stepped down.

昇圧動作時において、制御装置200は、上アーム素子Q2をオフ状態に維持し、かつ、下アーム素子Q1をオンオフさせて、そのデューティ比を制御する。これにより、下アーム素子Q1のオン期間においては、二次電池10からリアクトルL1、下アーム素子Q1、および主負母線MNLを順に介して、ポンプ電流が流れる。リアクトルL1は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。そして、下アーム素子Q1がオン状態からオフ状態に遷移すると、リアクトルL1は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ20から主正母線MPLおよび主負母線MNLへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティ比に従って、リアクトルL1の電磁エネルギーと、二次電池10から供給されるエネルギーとに相当する電圧だけ昇圧される。なお、昇圧動作時について、下アーム素子Q1のオフ期間に、上アーム素子Q2をオン状態として、上アーム素子および下アーム素子が相補的かつ交互にオンオフするように、コンバータ20を制御することも可能である。   During the boosting operation, control device 200 maintains upper arm element Q2 in the off state and turns on and off lower arm element Q1 to control the duty ratio. Thereby, in the ON period of lower arm element Q1, a pump current flows from secondary battery 10 through reactor L1, lower arm element Q1, and main negative bus MNL in this order. Reactor L1 accumulates electromagnetic energy by this pump current. When lower arm element Q1 transitions from the on state to the off state, reactor L1 superimposes the accumulated electromagnetic energy on the discharge current. As a result, the average voltage of the DC power supplied from converter 20 to main positive bus MPL and main negative bus MNL corresponds to the electromagnetic energy of reactor L1 and the energy supplied from secondary battery 10 according to the duty ratio. The voltage is boosted. During the boosting operation, the converter 20 may be controlled so that the upper arm element Q2 is turned on and the upper arm element and the lower arm element are turned on and off in a complementary manner during the off period of the lower arm element Q1. Is possible.

一方、降圧動作時において、制御装置200は、基本的な動作としては、下アーム素子Q1をオフ状態に維持し、かつ、上アーム素子Q2をオンオフさせて、そのデューティ比を制御する。これにより、上アーム素子Q2のオン期間においては、主正母線MPLから上アーム素子Q2およびリアクトルL1を順に介して、充電電流が二次電池10へ流れる。そして、上アーム素子Q2がオン状態からオフ状態に遷移すると、リアクトルL1が電流変化を妨げるように磁束を発生するので、充電電流は、ダイオードD1およびリアクトルL1を介して流れ続ける。一方で、電気エネルギー的にみると、主正母線MPLおよび主負母線MNLから直流電力が供給されるのは上アーム素子Q2のオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると(リアクトルL1のインダクタンスが十分に大きいとすると)、コンバータ20から二次電池10へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線MPLおよび主負母線MNL間の直流電圧をデューティ比に従って降圧した値となる。なお、降圧動作時についても、上アーム素子Q2のオフ期間に、下アーム素子Q1をオン状態として、上アーム素子および下アーム素子が相補的かつ交互にオンオフするように、コンバータ20を制御することも可能である。   On the other hand, during the step-down operation, as a basic operation, control device 200 maintains lower arm element Q1 in the off state and turns on and off upper arm element Q2 to control the duty ratio. Thereby, in the ON period of upper arm element Q2, the charging current flows to secondary battery 10 via main arm bus MPL and upper arm element Q2 and reactor L1 in this order. When upper arm element Q2 transitions from the on state to the off state, magnetic flux is generated so that reactor L1 prevents the current from changing, so that the charging current continues to flow through diode D1 and reactor L1. On the other hand, in terms of electrical energy, since the DC power is supplied from the main positive bus MPL and the main negative bus MNL only during the ON period of the upper arm element Q2, the charging current is assumed to be kept constant. (Assuming that the inductance of reactor L1 is sufficiently large), the average voltage of the DC power supplied from converter 20 to secondary battery 10 is stepped down according to the duty ratio of the DC voltage between main positive bus MPL and main negative bus MNL. Value. Even during the step-down operation, converter 20 is controlled so that lower arm element Q1 is turned on and upper arm element and lower arm element are turned on and off in a complementary manner during the off period of upper arm element Q2. Is also possible.

周知のように、昇降圧型チョッパで構成されるコンバータ20は、昇圧動作時の下アーム素子Q1のオン期間比が高くなるほど、昇圧動作が強調されて、主正母線MPLおよび主負母線MNL間の直流電圧Vhが高くなる。また、降圧動作時には、上アーム素子Q2オン期間比が低くなるほど(逆に言うとオフ期間比が高くなるほど)、電圧比Vh/Vbが高い電圧変換が行なわれる。   As is well known, in the converter 20 composed of a step-up / step-down chopper, the boosting operation is emphasized as the ON period ratio of the lower arm element Q1 during the boosting operation becomes higher, and between the main positive bus MPL and the main negative bus MNL. The DC voltage Vh increases. Further, during the step-down operation, voltage conversion with a higher voltage ratio Vh / Vb is performed as the ON period ratio of the upper arm element Q2 becomes lower (in other words, the OFF period ratio becomes higher).

さらに、本発明の実施の形態による電動車両100は、以下に説明するように、外部電源90または90♯から供給される交流電力によって二次電池(蓄電装置)10を充電可能に構成されている。   Furthermore, electric vehicle 100 according to the embodiment of the present invention is configured such that secondary battery (power storage device) 10 can be charged by AC power supplied from external power supply 90 or 90 # as described below. .

電動車両100は、さらに、モータジェネレータMG1の中性点NP1およびモータジェネレータMG2の中性点NP2を、外部電源90と接続するためのコネクタ50と、リレースイッチ51と、コンデンサC2とを備える。すなわち、電動車両100は、コネクタ92によってコネクタ50に接続される外部電源90(代表的には商用電源)から交流電源を、リレースイッチ51を経由して中性点NP1,NP2間に供給できるように構成されている。コンデンサC2は、外部電源90から供給される交流電圧の高周波成分を除去するために配置される。   Electric vehicle 100 further includes a connector 50 for connecting neutral point NP1 of motor generator MG1 and neutral point NP2 of motor generator MG2 to external power supply 90, a relay switch 51, and a capacitor C2. In other words, electric vehicle 100 can supply AC power from external power supply 90 (typically commercial power supply) connected to connector 50 by connector 92 between neutral points NP1 and NP2 via relay switch 51. It is configured. Capacitor C <b> 2 is arranged to remove a high frequency component of the AC voltage supplied from external power supply 90.

したがって、電動車両100の停車中に、コネクタ50およびコネクタ92を接続し、かつ、リレースイッチ51をオンすることによって、外部電源90を中性点NP1およびNP2と電気的に接続することができる。この場合には、モータジェネレータMG1,MG2のリアクトル成分(コイル巻線U1、V1,W1,U2,V2,W2のインダクタンス)と、インバータ30−1,30−2とによって、外部電源90からの交流電圧を直流電圧に変換する、本発明での「充電電力変換装置」が構成される。そして、変換された直流電圧が、主正母線MPLおよび主負母線MNLの間に出力されて、二次電池10の充電に用いられる。   Therefore, external power supply 90 can be electrically connected to neutral points NP1 and NP2 by connecting connector 50 and connector 92 and turning on relay switch 51 while electric vehicle 100 is stopped. In this case, AC components from the external power supply 90 are generated by the reactor components of motor generators MG1 and MG2 (inductances of coil windings U1, V1, W1, U2, V2, and W2) and inverters 30-1 and 30-2. A “charging power conversion device” according to the present invention that converts a voltage into a DC voltage is configured. The converted DC voltage is output between the main positive bus MPL and the main negative bus MNL and used for charging the secondary battery 10.

あるいは、上述のような中性点充電方式ではなく、インバータ30−1,30−2を介することなく、外部電源90♯からの交流電圧を直流電圧に変換する外部充電用の電力変換器95を別途備える構成としてもよい。その場合には、コネクタ50♯およびコネクタ92♯の接続により、電動車両100と接続された外部電源90♯からの交流電圧が、コンデンサC2♯により高周波成分を除去された後、電力変換器95によって直流電圧に変換される。そして、電力変換器95から主正母線MPLおよび主負母線MNL間に出力された直流電圧が、二次電池10(蓄電装置)の充電に用いられる。この場合には、電力変換器95が、本発明での「充電電力変換装置」に対応する。   Alternatively, instead of the neutral point charging method as described above, an external charging power converter 95 that converts an AC voltage from the external power supply 90 # into a DC voltage without using the inverters 30-1 and 30-2 is provided. It is good also as a structure provided separately. In that case, AC voltage from external power supply 90 # connected to electrically powered vehicle 100 is removed by high-frequency component by capacitor C2 # by connection of connector 50 # and connector 92 #, and then by power converter 95. Converted to DC voltage. The DC voltage output from power converter 95 between main positive bus MPL and main negative bus MNL is used for charging secondary battery 10 (power storage device). In this case, the power converter 95 corresponds to the “charging power conversion device” in the present invention.

このように、本実施の形態による電動車両100は、車両走行中の回生制動発電による二次電池(蓄電装置)10の充電に加えて、外部電源90,90♯からの供給電力によって、二次電池10を充電することができる。以下では、このような外部電源90,90♯によって二次電池(蓄電装置)10を充電する動作モードを、「外部充電モード」と称することとする。一般的に、外部充電モードは、車両駐車時に比較的長時間(たとえば夜間)に渡り実行される。   Thus, electrically powered vehicle 100 according to the present embodiment uses secondary power supplied from external power sources 90 and 90 # in addition to charging secondary battery (power storage device) 10 by regenerative braking power generation while the vehicle is running. The battery 10 can be charged. Hereinafter, such an operation mode in which the secondary battery (power storage device) 10 is charged by the external power sources 90 and 90 # will be referred to as an “external charging mode”. Generally, the external charging mode is executed for a relatively long time (for example, at night) when the vehicle is parked.

ここで、図1に示した電動車両の構成のうち、二次電池(蓄電装置)10、コンバータ20、インバータ30−1,30−2、およびこれらに配置されるセンサ群105,106,110等、ならびに、制御装置200により、本発明に従う「電源システム」が構成される。特に、主正母線MPLは本発明における「電力線」に対応し、電圧センサ110は本発明での「電圧検出器」に対応し、電流センサ106は本発明での「電流検出器」に対応する。また、コンバータ20を構成する半導体スイッチング素子Q1,Q2は、本発明での「複数の電力用半導体スイッチング素子」に対応する。また、インバータ30−1,30−2は本発明での「第1のインバータ」および「第2のインバータ」に対応する。さらに、モータジェネレータMG1,MG2は本発明での「第1の交流回転電機」および「第2の交流回転電機」に対応する。また、上記外部充電モードが、本発明での「充電モード」に対応する。また、制御装置200は、本発明での「制御装置」および「インバータ制御装置」に対応する。   Here, in the configuration of the electric vehicle shown in FIG. 1, the secondary battery (power storage device) 10, the converter 20, the inverters 30-1 and 30-2, and the sensor groups 105, 106, 110, and the like arranged on these. In addition, the control device 200 constitutes a “power supply system” according to the present invention. In particular, main positive bus MPL corresponds to “power line” in the present invention, voltage sensor 110 corresponds to “voltage detector” in the present invention, and current sensor 106 corresponds to “current detector” in the present invention. . Semiconductor switching elements Q1 and Q2 constituting converter 20 correspond to “a plurality of power semiconductor switching elements” in the present invention. The inverters 30-1 and 30-2 correspond to the “first inverter” and the “second inverter” in the present invention. Further, motor generators MG1 and MG2 correspond to “first AC rotating electric machine” and “second AC rotating electric machine” in the present invention. The external charging mode corresponds to the “charging mode” in the present invention. The control device 200 corresponds to the “control device” and the “inverter control device” in the present invention.

次に、本発明の実施の形態による電動車両に搭載された電源システムにおける外部充電モードでの充電制御について説明する。   Next, charging control in the external charging mode in the power supply system mounted on the electric vehicle according to the embodiment of the present invention will be described.

図2は、外部充電モードにおける二次電池10の充電電流の概略的な波形図である。
図2に示すように、外部充電モードにおいて、充電電流|Ib|には、外部電源90、90♯の電源周波数に関連した周波数、たとえば、外部電源90,90♯が単相交流電源である場合は電源周波数の2倍の周波数の交流成分が重畳される。すなわち、交流成分は、充電電流Ibの電流変動に対応する。たとえば、充電電流|Ib|の変動幅は|I1−I2|である。
FIG. 2 is a schematic waveform diagram of the charging current of the secondary battery 10 in the external charging mode.
As shown in FIG. 2, in the external charging mode, charging current | Ib | includes a frequency related to the power supply frequency of external power supplies 90 and 90 #, for example, when external power supplies 90 and 90 # are single-phase AC power supplies. Is superimposed with an AC component having a frequency twice the power supply frequency. That is, the AC component corresponds to the current fluctuation of the charging current Ib. For example, the fluctuation range of the charging current | Ib | is | I1-I2 |.

この変動幅が大きいと、充電電流の変動に伴って二次電池10の端子間電圧が変動するため、内部抵抗が大きい極低温環境下での外部充電では、二次電池10の端子間電圧が上限に達することにより充電の継続が不可能となる可能性がある。一方で、このような現象を避けるために、充電電流|Ib|の平均値(実効値)を下げると、単位時間での充電量が低下するため、充電時間が長くなるといった問題点が生じる。さらに、充電経路に接続されたリアクトルL1にリップル成分の交流電流が常に流れることとなるので、無効電力の発生により充電効率が低下する。   If the fluctuation range is large, the voltage between the terminals of the secondary battery 10 fluctuates with the fluctuation of the charging current. Therefore, the voltage between the terminals of the secondary battery 10 is reduced in external charging in a cryogenic environment where the internal resistance is large. Reaching the upper limit may make it impossible to continue charging. On the other hand, if the average value (effective value) of the charging current | Ib | is reduced in order to avoid such a phenomenon, the amount of charge per unit time is reduced, so that the charging time becomes longer. Further, since the alternating current of the ripple component always flows through the reactor L1 connected to the charging path, charging efficiency is reduced due to generation of reactive power.

したがって、以下に説明するように、本実施の形態による電源システムでは、このような外部電源の電源周波数に起因する充電電流の電流変動(交流成分)を、コンバータ20による直流電圧Vhの制御することによって抑制する。   Therefore, as will be described below, in the power supply system according to the present embodiment, current fluctuation (AC component) of the charging current caused by the power supply frequency of such an external power supply is controlled by DC voltage Vh by converter 20. Suppress by.

図3は、この発明の実施の形態による電源システムにおけるコンバータ制御部205の構成を説明する概略ブロック図である。   FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the configuration of converter control unit 205 in the power supply system according to the embodiment of the present invention.

図3に示したコンバータ制御部205は、図1に示した制御装置200によって達成される機能の一部分であり、図3に示した各ブロックは、制御装置200によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現されるものである。   The converter control unit 205 shown in FIG. 3 is a part of the function achieved by the control device 200 shown in FIG. 1, and each block shown in FIG. 3 is processed by hardware or software by the control device 200. Is realized.

図3を参照して、コンバータ制御部205は、電圧制御部210aと、電流平滑制御部210bと、加算部260と、変調部270とを含む。   Referring to FIG. 3, converter control unit 205 includes a voltage control unit 210a, a current smoothing control unit 210b, an addition unit 260, and a modulation unit 270.

コンバータ制御部205は、コンバータ20による電圧変換比βを演算し、演算した電圧変換比βに従ったデューティ比で半導体スイッチング素子Q1および/またはQ2がオンオフ制御されるように、変調部270がスイッチング制御信号S1,S2を発生するように構成される。電圧制御部210aは、フィードフォワード制御部215と、フィードバック制御部220と、減算部225とを有する。   Converter control unit 205 calculates voltage conversion ratio β by converter 20, and modulation unit 270 performs switching so that semiconductor switching elements Q 1 and / or Q 2 are on / off controlled at a duty ratio according to the calculated voltage conversion ratio β. It is configured to generate control signals S1, S2. The voltage control unit 210 a includes a feedforward control unit 215, a feedback control unit 220, and a subtraction unit 225.

ここで、電圧変換比βは、コンバータ20の入出力電圧の逆比、すなわちVb/Vhで示されるものとする。したがって、少なくとも昇圧動作時にオンオフされる半導体スイッチング素子Q1のオン期間Tonおよびオフ期間Toffにより、デューティ比(オン期間比)αを下記(1)式で定義すれば、電圧変換比βは(2)式で示される。すなわち、電圧変換比βは、少なくとも降圧動作時にオンオフされる半導体スイッチング素子Q2のデューティ比(オン期間比)に相当する。   Here, the voltage conversion ratio β is represented by the inverse ratio of the input / output voltage of the converter 20, that is, Vb / Vh. Therefore, if the duty ratio (on period ratio) α is defined by the following equation (1) by at least the on period Ton and the off period Toff of the semiconductor switching element Q1 that is turned on / off at the time of the boost operation, the voltage conversion ratio β is (2) It is shown by the formula. That is, the voltage conversion ratio β corresponds to at least the duty ratio (on period ratio) of the semiconductor switching element Q2 that is turned on / off during the step-down operation.

α=Ton/(Ton+Toff)…(1)
β=Vb/Vh=1−α…(2)
フィードフォワード制御部215は、電圧Vhの目標電圧Vhrと、電圧Vbすなわちコンバータ20の入力電圧に基づいて、理論昇圧比の逆数としてのβ(FF)を下記(3)式に従って演算する。
α = Ton / (Ton + Toff) (1)
β = Vb / Vh = 1−α (2)
The feedforward control unit 215 calculates β (FF) as the reciprocal of the theoretical boost ratio based on the target voltage Vhr of the voltage Vh and the voltage Vb, that is, the input voltage of the converter 20, according to the following equation (3).

β(FF)=Vb/Vhr…(3)
フィードバック制御部220は,減算部222と、PI制御部224と、演算部226とを含む。
β (FF) = Vb / Vhr (3)
Feedback control unit 220 includes a subtraction unit 222, a PI control unit 224, and a calculation unit 226.

減算部222は、電圧センサ110による電圧Vhの検出電圧と目標電圧Vhrとの電圧偏差ΔVh(ΔVh=Vhr−Vh)を演算する。PI制御部224は、減算部222によって求められた電圧偏差ΔVhに比例積分演算を行ない、その演算結果を出力する。演算部226は、PI制御部224によって比例積分演算された電圧偏差を、目標電圧Vhrで除算することにより、電圧Vhのフィードバックに基づいて修正されるべき電圧変換比を示すβ(FB)を演算する。   The subtractor 222 calculates a voltage deviation ΔVh (ΔVh = Vhr−Vh) between the voltage Vh detected by the voltage sensor 110 and the target voltage Vhr. The PI control unit 224 performs a proportional integration calculation on the voltage deviation ΔVh obtained by the subtraction unit 222 and outputs the calculation result. The calculation unit 226 calculates β (FB) indicating a voltage conversion ratio to be corrected based on the feedback of the voltage Vh by dividing the voltage deviation proportionally integrated by the PI control unit 224 by the target voltage Vhr. To do.

減算部225は、フィードフォワード制御部215によって求められたβ(FF)およびフィードバック制御部220によって求められたβ(FE)に基づいて、電圧Vhを目標電圧Vhrに制御するための電圧変換比βの基本量β0を算出する。これにより、フィードフォワード制御により設定される目標電圧Vhrに基づく理論的な電圧変換比に対して、目標電圧Vhr>電圧Vhのときには、電圧変換比β(β0)を低下させる方向、すなわち、電圧Vhを上昇させる方向に、フィードバック制御が作用する。   The subtraction unit 225 uses the voltage conversion ratio β for controlling the voltage Vh to the target voltage Vhr based on β (FF) obtained by the feedforward control unit 215 and β (FE) obtained by the feedback control unit 220. The basic amount β0 is calculated. As a result, when the target voltage Vhr> the voltage Vh with respect to the theoretical voltage conversion ratio based on the target voltage Vhr set by the feedforward control, the voltage conversion ratio β (β0) is reduced, that is, the voltage Vh. Feedback control acts in the direction of increasing the.

外部充電モード時に動作する電流平滑制御部210bは、リアクトル電圧推定部240と、バンドパスフィルタ245と、補正量演算部250とを有する。   The current smoothing control unit 210b that operates in the external charging mode includes a reactor voltage estimation unit 240, a bandpass filter 245, and a correction amount calculation unit 250.

リアクトル電圧推定部240は、乗算部242と、減算部244とを含む。乗算部242は、コンバータ20による電圧変換比βと、電圧センサ110による電圧Vhの検出値との乗算により、ノードNdの推定電圧Vd♯を演算する。そして、減算部244は、電圧センサ105による電圧Vbの検出値と乗算部242で求められた推定電圧Vd♯とに基づいて、リアクトルL1の電圧Vlの推定電圧Vl♯を演算する(Vl♯=Vb−Vd♯)。なお、外部充電時においては、Ib<0であるので、Vl♯についてもVl♯<0となる。   Reactor voltage estimation unit 240 includes a multiplication unit 242 and a subtraction unit 244. Multiplier 242 calculates estimated voltage Vd # at node Nd by multiplying voltage conversion ratio β by converter 20 and the detected value of voltage Vh by voltage sensor 110. Then, subtraction unit 244 calculates estimated voltage Vl # of voltage Vl of reactor L1 based on the detected value of voltage Vb by voltage sensor 105 and estimated voltage Vd # obtained by multiplication unit 242 (Vl # = Vb-Vd #). Since Ib <0 during external charging, Vl # <0 also holds for Vl #.

バンドパスフィルタ245は、リアクトル電圧推定部240によって推定された推定電圧Vl♯から、外部電源90,90♯の電源周波数に対応した交流成分を抽出する。たとえば、外部電源90,90♯の電源周波数が60(Hz)である場合には、バンドパスフィルタ245は、推定電圧Vl♯中の120(Hz)近傍の周波数成分を抽出するように設計される。抽出された交流電圧成分は、電圧変動Vlacとして出力される。   Bandpass filter 245 extracts an AC component corresponding to the power supply frequency of external power supplies 90 and 90 # from estimated voltage Vl # estimated by reactor voltage estimating unit 240. For example, when the power supply frequency of external power supplies 90 and 90 # is 60 (Hz), bandpass filter 245 is designed to extract a frequency component near 120 (Hz) in estimated voltage Vl #. . The extracted AC voltage component is output as a voltage fluctuation Vlac.

補正量演算部250は、バンドパスフィルタ245によって抽出された電圧変動Vlacを入力として比例制御演算を行なうPI制御部252と、PI制御部252による制御演算結果を目標電圧Vhrで除算するための演算部254とを有する。演算部254による演算結果は、補正量βcとして出力される。   The correction amount calculation unit 250 receives the voltage fluctuation Vlac extracted by the bandpass filter 245 as an input, a PI control unit 252 that performs proportional control calculation, and a calculation for dividing the control calculation result by the PI control unit 252 by the target voltage Vhr. Part 254. The calculation result by the calculation unit 254 is output as the correction amount βc.

このようにして、電流平滑制御部210bは、電圧変動Vlacを抑制するように電圧Vhを変化させるために必要な、電圧変換比βの補正量βcを設定することができる。補正量βcは、基本的には、バンドパスフィルタ245によって抽出される周波数成分と同様の周波数で変化する値となる。なお、充電電流|Ib|の増加時(Ibは低下)には、推定電圧Vl♯(Vl♯<0)も低下する方向に変化するので、補正量βcが電圧変換比βを低下させる方向、すなわち、電圧Vhを上昇させる方向に変化するように、電流平滑制御部210bは作用する。なお、外部充電モード以外の通常動作時においては、補正量βc=0に固定される。   In this way, the current smoothing control unit 210b can set the correction amount βc of the voltage conversion ratio β necessary for changing the voltage Vh so as to suppress the voltage fluctuation Vlac. The correction amount βc is basically a value that changes at the same frequency as the frequency component extracted by the bandpass filter 245. When the charging current | Ib | increases (Ib decreases), the estimated voltage Vl # (Vl # <0) also changes in a decreasing direction. Therefore, the correction amount βc decreases the voltage conversion ratio β. That is, the current smoothing control unit 210b acts so as to change the voltage Vh in the increasing direction. Note that the correction amount βc = 0 is fixed during normal operation other than the external charging mode.

加算部260は、電圧制御部210aによって得られた電圧変換比βの基本量β0と、電流平滑制御部210bによって得られた電圧変換比βの補正量βcとの和に従って、コンバータ20での電圧変換比βを算出する。すなわち、外部充電モード以外の通常動作時においては、β=β0に設定される一方で、外部充電モード時には、β=β0+βcに設定される。   The adding unit 260 determines the voltage at the converter 20 according to the sum of the basic amount β0 of the voltage conversion ratio β obtained by the voltage control unit 210a and the correction amount βc of the voltage conversion ratio β obtained by the current smoothing control unit 210b. A conversion ratio β is calculated. That is, β = β0 is set in the normal operation other than the external charging mode, while β = β0 + βc is set in the external charging mode.

変調部270は、電圧変換比βを受けて、半導体スイッチング素子Q1,Q2のデューティ比が電圧変換比βに従ったものとなるように、スイッチング制御信号S1,S2を生成する。(2)式から理解されるように、昇圧動作時には、電圧変換比βが上昇するに従って、下アーム素子Q1のオン期間比が低下する。一方、外部充電モードを含む降圧動作時には、電圧変換比βが上昇するに従って、上アーム素子Q2のオン期間比が上昇する。   Modulation unit 270 receives voltage conversion ratio β and generates switching control signals S1 and S2 such that the duty ratio of semiconductor switching elements Q1 and Q2 conforms to voltage conversion ratio β. As understood from the equation (2), during the step-up operation, the ON period ratio of the lower arm element Q1 decreases as the voltage conversion ratio β increases. On the other hand, during the step-down operation including the external charging mode, the on-period ratio of the upper arm element Q2 increases as the voltage conversion ratio β increases.

この結果、充電電流|Ib|の増加時(Ibは低下)には、補正量βcが電圧変換比βを低下させる方向に変化することにより、上アーム素子Q2のオン期間比が低下するように、コンバータ20によるVh制御が補正される。一方、充電電流|Ib|の減少時(Ibは上昇)には、補正量βcが電圧変換比βを上昇させる方向に変化することにより、上アーム素子Q2のオン期間比が上昇するように、コンバータ20によるVh制御が補正される。すなわち、電流平滑制御部210bにより、電圧変動Vlacに基づいて、電流Ib(充電電流)の変化を妨げる方向、すなわち、交流成分(電流変動)を打ち消す方向に、コンバータ20によるVh制御が補正されることになる。   As a result, when the charging current | Ib | increases (Ib decreases), the correction amount βc changes in a direction to decrease the voltage conversion ratio β so that the ON period ratio of the upper arm element Q2 decreases. The Vh control by the converter 20 is corrected. On the other hand, when the charging current | Ib | is decreased (Ib is increased), the correction amount βc is changed in the direction of increasing the voltage conversion ratio β, so that the ON period ratio of the upper arm element Q2 is increased. The Vh control by the converter 20 is corrected. That is, the current smoothing control unit 210b corrects the Vh control by the converter 20 in the direction that prevents the change in the current Ib (charging current), that is, the direction that cancels the AC component (current fluctuation), based on the voltage fluctuation Vlac. It will be.

なお、図3の構成において、リアクトル電圧推定部240は、本発明の「電圧推定部」に対応し、バンドパスフィルタ245は、本発明の「周波数フィルタ部」に対応し、補正量演算部250は、本発明の「制御演算部」に対応する。   In the configuration of FIG. 3, the reactor voltage estimation unit 240 corresponds to the “voltage estimation unit” of the present invention, and the bandpass filter 245 corresponds to the “frequency filter unit” of the present invention, and the correction amount calculation unit 250. Corresponds to the “control operation unit” of the present invention.

図4は、図3に示した本発明の実施の形態によるコンバータ制御を制御装置200に予め格納されたプログラムによって実行するためのフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart for executing converter control according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 by a program stored in control device 200 in advance.

図4を参照して、制御装置200は、ステップS110により、コンバータ20の入力電圧および出力電圧にそれぞれ相当する電圧Vbおよび電圧Vhの検出値、ならびに、電圧Vhの目標電圧Vhrに基づき、図3に示した電圧制御部210aと同様の演算によって、電圧変換比βの基本量β0を演算する。   Referring to FIG. 4, in step S110, control device 200 determines based on detected values of voltage Vb and voltage Vh corresponding to the input voltage and output voltage of converter 20, respectively, and target voltage Vhr of voltage Vh, as shown in FIG. The basic amount β0 of the voltage conversion ratio β is calculated by the same calculation as the voltage control unit 210a shown in FIG.

そして、制御装置200は、ステップS110により、外部充電モードであるかどうかを判断する。そして、外部充電モードである場合(S110のYES判定時)には、制御装置200は、ステップS120により、電流センサの検出値を用いることなく、充電電流の交流成分(電流変動)を間接的に検出する。ステップS120は、サブステップS122,S124,S126を含む。   And control device 200 judges whether it is an external charge mode by Step S110. If the external charging mode is selected (YES in S110), control device 200 indirectly transmits the AC component (current fluctuation) of the charging current without using the detection value of the current sensor in step S120. To detect. Step S120 includes sub-steps S122, S124, and S126.

制御装置200は、サブステップS122では、図3に示したリアクトル電圧推定部240と同様の演算によって、リアクトル電圧Vlの推定値Vl♯を求める。そして、サブステップS124では、図3のバンドパスフィルタ245と同様の処理により、推定電圧Vl♯から電圧変動Vlacを抽出する。さらに、制御装置200は、サブステップS126では、図3に示した補正量演算部250と同様の演算により、電圧変動Vlacを抑制するように電圧Vhを変化させるために必要な、電圧変換比βの補正量βcを演算する。   In sub-step S122, control device 200 obtains estimated value Vl # of reactor voltage Vl by the same calculation as that performed by reactor voltage estimating unit 240 shown in FIG. In sub-step S124, voltage variation Vlac is extracted from estimated voltage Vl # by the same processing as that of bandpass filter 245 in FIG. Further, in sub-step S126, control device 200 performs voltage conversion ratio β necessary for changing voltage Vh so as to suppress voltage fluctuation Vlac by the same calculation as correction amount calculation unit 250 shown in FIG. The correction amount βc is calculated.

そして、制御装置200は、ステップS130では、コンバータ20の電圧変換比βを下記(4)式に従って演算する。   In step S130, control device 200 calculates voltage conversion ratio β of converter 20 according to the following equation (4).

β=β0+βc…(4)
一方、外部充電モード以外のとき(S110のNO判定時)、すなわち通常動作時には、制御装置200は、ステップS140により、ステップS110で求めた基本量β0をそのまま電圧変換比βに設定する(β=β0)。
β = β0 + βc (4)
On the other hand, when the mode is other than the external charging mode (when NO is determined in S110), that is, during normal operation, control device 200 directly sets basic amount β0 obtained in step S110 as voltage conversion ratio β in step S140 (β = β0).

さらに、制御装置200は、ステップS150により、ステップS130またはS140で求められた電圧変換比βに従って、半導体スイッチング素子Q1および/またはQ2がオンオフされるように、スイッチング制御信号S1,S2を決定する。   Further, in step S150, control device 200 determines switching control signals S1 and S2 such that semiconductor switching elements Q1 and / or Q2 are turned on / off according to voltage conversion ratio β obtained in step S130 or S140.

上記の一連の処理により、図3に示したブロック図と同様のコンバータ制御を実行することができる。   Through the above series of processing, converter control similar to the block diagram shown in FIG. 3 can be executed.

なお、図4のフローチャートにおいて、ステップS100は、本発明での「電圧変換比の基本量を演算するステップ」に対応し、ステップS120は、「電圧変換比の補正量を演算するステップ」に対応し、ステップS150は、「信号を発生するステップ」に対応する。特に、サブステップS122は、本発明での「リアクトルの電圧を推定するサブステップ」に対応し、サブステップS124は、本発明での「電圧変動を抽出するサブステップ」に対応し、サブステップS126は、本発明での「補正量を求める制御演算を行なうサブステップ」に対応する。   In the flowchart of FIG. 4, step S100 corresponds to “a step of calculating the basic amount of the voltage conversion ratio” in the present invention, and step S120 corresponds to “a step of calculating the correction amount of the voltage conversion ratio”. Step S150 corresponds to “a step of generating a signal”. In particular, the sub-step S122 corresponds to the “sub-step for estimating the voltage of the reactor” in the present invention, and the sub-step S124 corresponds to the “sub-step for extracting voltage fluctuation” in the present invention, and the sub-step S126. Corresponds to “a sub-step for performing a control calculation for obtaining a correction amount” in the present invention.

このように、本実施の形態による電源システムによれば、外部充電モード時に、リアクトル電圧の推定に基づいて、充電電流の交流成分によって生じる電圧変動Vlacを求めるとともに、この電圧変動Vlacを打ち消す方向にコンバータ20での電圧変換比βを補正することができる。したがって、充電電流の電流変動を抑制するように、コンバータ20によるVh制御を行なうことができるので、充電電流の変動に起因する充電不具合の解消や充電時間短縮、あるいは充電時のコンバータ効率の向上を図ることが可能となる。   As described above, according to the power supply system of the present embodiment, in the external charging mode, the voltage fluctuation Vlac caused by the AC component of the charging current is obtained based on the estimation of the reactor voltage, and the voltage fluctuation Vlac is canceled. The voltage conversion ratio β in the converter 20 can be corrected. Therefore, the Vh control by the converter 20 can be performed so as to suppress the current fluctuation of the charging current, so that the charging trouble caused by the fluctuation of the charging current can be eliminated, the charging time can be shortened, or the converter efficiency at the time of charging can be improved. It becomes possible to plan.

また、二次電池10の電流検出値を直接用いることなく、コンバータ20の入出力電圧の検出のみによってコンバータ制御を実現できるので、二次電池10(蓄電装置)およびコンバータ20が離れて配置される車両レイアウトにおいても、充電電流検出値の伝送遅れ等の問題を排除して、あるいは、コンバータ20に電流センサを新たに配置することなく、外部充電モードにおいて充電電流の変動(交流成分)を抑制するコンバータ制御を実現することが可能となる。   Further, since the converter control can be realized only by detecting the input / output voltage of the converter 20 without using the current detection value of the secondary battery 10 directly, the secondary battery 10 (power storage device) and the converter 20 are arranged separately. Also in the vehicle layout, fluctuations in the charging current (alternating current component) are suppressed in the external charging mode without eliminating problems such as a delay in transmission of the detected charging current value or without newly arranging a current sensor in the converter 20. Converter control can be realized.

(変形例)
次に、本発明の実施の形態による電源システムの変形例について説明する。なお、この変形例において、電源システムおよび電動車両の構成については、基本的に図1に示したのと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
(Modification)
Next, a modification of the power supply system according to the embodiment of the present invention will be described. In this modification, the configurations of the power supply system and the electric vehicle are basically the same as those shown in FIG. 1, and thus detailed description will not be repeated.

図5は、本発明の実施の形態の変形例による電源システムにおけるコンバータ制御を説明するブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating converter control in a power supply system according to a modification of the embodiment of the present invention.

図5を参照して、実施の形態の変形例によるコンバータ制御部205♯は、図3に示したコンバータ制御部205と比較して、電流平滑制御部210bにおいてリアクトル電圧推定部240の配置が省略されている点が異なる。さらに、バンドパスフィルタ245に対して、電流センサ106によって検出された電流Ibが入力される。   Referring to FIG. 5, converter control unit 205 # according to the modification of the embodiment omits arrangement of reactor voltage estimation unit 240 in current smoothing control unit 210b as compared with converter control unit 205 shown in FIG. Is different. Further, the current Ib detected by the current sensor 106 is input to the band pass filter 245.

本発明の実施の形態の変形例において、電流センサ106は、二次電池10(蓄電装置)およびコンバータ20が近接配置される車両レイアウトにより、電流センサ106から制御装置200への伝送時間がコンバータ制御に影響を与えないような個所に配置されているものとする。あるいは、電流センサ106は、二次電池10の充放電電流(電流Ib)を検出できるように、コンバータ20に予め配置されているものとする。   In the modification of the embodiment of the present invention, the current sensor 106 controls the transmission time from the current sensor 106 to the control device 200 according to the vehicle layout in which the secondary battery 10 (power storage device) and the converter 20 are arranged close to each other. It is assumed that it is placed in a place that does not affect Alternatively, the current sensor 106 is assumed to be disposed in advance in the converter 20 so that the charge / discharge current (current Ib) of the secondary battery 10 can be detected.

バンドパスフィルタ245は、電流センサ106の検出値に基づいて、充電電流Ibの交流成分、すなわち電流変動Ibacを出力する。電流変動Ibacは、図2に示した電圧変動Vlacと同様の周波数を有する交流電流である。   The band pass filter 245 outputs an alternating current component of the charging current Ib, that is, a current fluctuation Ibac, based on the detection value of the current sensor 106. The current fluctuation Ibac is an alternating current having a frequency similar to that of the voltage fluctuation Vlac shown in FIG.

そして、補正量演算部250は、PI制御部252♯と演算部254とを含む。PI制御部252♯は、バンドパスフィルタ245によって抽出された電流変動Ibacを入力として比例制御演算を行なう。演算部254は、PI制御部252♯による制御演算結果を目標電圧Vhrで除算することによって、電圧変換比βの補正量βcを求める。   Correction amount calculation unit 250 includes a PI control unit 252 # and a calculation unit 254. PI control unit 252 # receives current fluctuation Ibac extracted by bandpass filter 245 as input and performs proportional control calculation. Arithmetic unit 254 obtains correction amount βc of voltage conversion ratio β by dividing the control calculation result by PI control unit 252 # by target voltage Vhr.

このようにして、電流平滑制御部210bは、電流変動Ibacを抑制するように電圧Vhを変化させるために必要な、電圧変換比βの補正量βcを設定することができる。すなわち、図2の場合と同様に、充電電流|Ib|の増加時(Ibは低下)には、電流変動Ibacが低下する方向に変化するので、補正量βcが電圧変換比βを低下させる方向、すなわち、電圧Vhを上昇させる方向に変化するように、電流平滑制御部210bは作用する。なお、外部充電モード以外の通常動作時において、補正量βc=0に固定される。   In this manner, the current smoothing control unit 210b can set the correction amount βc of the voltage conversion ratio β necessary for changing the voltage Vh so as to suppress the current fluctuation Ibac. That is, as in the case of FIG. 2, when the charging current | Ib | increases (Ib decreases), the current fluctuation Ibac changes in a decreasing direction, so that the correction amount βc decreases the voltage conversion ratio β. That is, the current smoothing control unit 210b operates so as to change in the direction of increasing the voltage Vh. Note that the correction amount βc = 0 is fixed during normal operation other than the external charging mode.

コンバータ制御部205♯のその他の部分の構成および動作は、コンバータ制御部205と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。   Since the configuration and operation of other parts of converter control unit 205 # are similar to those of converter control unit 205, detailed description will not be repeated.

このようにすると、二次電池10の充電電流Ibの検出値をそのまま用いて、その電流変動(交流成分)を抑制するコンバータ制御をより正確に実行することが可能となる。なお、電流変動Ibacと電圧変動Vlacとは位相が異なるが、コンバータ20のスイッチング周波数は、外部電源の電源周波数に関連した変動成分の周波数よりも比較的高いため、PI制御部252,252♯でのゲインを適宜調整することにより、図2および図5のいずれのコンバータ制御によっても、二次電池10の充電電流の変動(交流成分)を抑制することが可能である。   If it does in this way, it will become possible to perform converter control which suppresses the current fluctuation (alternating current component) more correctly using the detection value of charging current Ib of secondary battery 10 as it is. Although current fluctuation Ibac and voltage fluctuation Vlac are different in phase, the switching frequency of converter 20 is relatively higher than the frequency of the fluctuation component related to the power supply frequency of the external power supply. Therefore, PI control units 252 and 252 # By appropriately adjusting the gain, it is possible to suppress the fluctuation (alternating current component) of the charging current of the secondary battery 10 by either converter control of FIG. 2 or FIG.

図6は、図5に示したコンバータ制御を制御装置200のソフトウェア処理によって実行するためのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for executing the converter control shown in FIG.

図6を参照して、実施の形態の変形例によるコンバータ制御では、図4に示したフローチャートと比較して、ステップS120が、サブステップS122♯、S124♯およびS126♯で構成される点が異なる。ステップS120以外の処理については、図4と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。   Referring to FIG. 6, the converter control according to the modification of the embodiment is different from the flowchart shown in FIG. 4 in that step S120 includes sub-steps S122 #, S124 # and S126 #. . Processes other than step S120 are the same as those in FIG. 4, and thus detailed description will not be repeated.

制御装置200は、サブステップS122♯では、電流センサ106の検出値に基づいて、電流Ibを取得する。そして、サブステップS124♯では、バンドパスフィルタ245(図5)と同様の処理により、電流Ib中の電源周波数に関連した周波数の交流成分である電流変動Ibacを抽出する。さらに、制御装置200は、サブステップS126♯では、図5に示した補正量演算部250と同様の演算により、電流変動Ibacを抑制するように電圧Vhを変化させるために必要な、電圧変換比βの補正量βcを演算する。   In sub step S122 #, control device 200 acquires current Ib based on the detection value of current sensor 106. In sub-step S124 #, current fluctuation Ibac, which is an AC component of a frequency related to the power supply frequency in current Ib, is extracted by the same processing as that of band-pass filter 245 (FIG. 5). Further, in sub-step S126 #, control device 200 performs a voltage conversion ratio necessary for changing voltage Vh so as to suppress current fluctuation Ibac by the same calculation as correction amount calculation unit 250 shown in FIG. A β correction amount βc is calculated.

図6に示したフローチャートに従う一連の処理により、図5に示したブロック図と同様のコンバータ制御を実行することができる。図6のフローチャートにおいて、サブステップS124♯は、本発明での「電流変動を抽出するサブステップ」に対応し、サブステップS126♯は、本発明での「補正量を求める制御演算を行なうサブステップ」に対応する。   Converter control similar to the block diagram shown in FIG. 5 can be executed by a series of processes according to the flowchart shown in FIG. In the flowchart of FIG. 6, sub-step S124 # corresponds to “sub-step for extracting current fluctuation” in the present invention, and sub-step S126 # corresponds to “sub-step for performing control calculation for obtaining correction amount” in the present invention. ".

なお、上記の実施の形態およびその変形例において、電動車両100は、燃料を用いて運動エネルギーを発生する内燃機関を搭載したハイブリッド自動車の他、内燃機関を搭載しない電気自動車、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池(Fuel Cell)をさらに搭載した燃料電池車であってもよい。   In the above-described embodiment and its modifications, electric vehicle 100 is not only a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine that generates kinetic energy using fuel, but also an electric vehicle not equipped with an internal combustion engine, and electricity using fuel. It may be a fuel cell vehicle further equipped with a fuel cell that generates energy.

また、制御装置200は、図4および図6に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリ(たとえば、ROM:Read Only Memory)から読出し、その読出したプログラムを実行してフローチャートに従って処理を実行する構成とすることができる。したがって、メモリは、本実施の形態およびその変形例において説明したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ(CPU)読取可能な記録媒体に相当する。   Further, the control device 200 reads a program including each step of the flowcharts shown in FIGS. 4 and 6 from a memory (not shown) (for example, ROM: Read Only Memory), executes the read program, and performs processing according to the flowchart. It can be configured to execute. Therefore, the memory corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program including the steps of the flowcharts described in the present embodiment and its modifications is recorded.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態による電源システムが搭載された電動車両の全体構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an overall configuration of an electric vehicle equipped with a power supply system according to an embodiment of the present invention. 外部充電モードにおける二次電池(蓄電装置)の充電電流の概略的な波形図である。It is a schematic waveform diagram of the charging current of the secondary battery (power storage device) in the external charging mode. 本発明の実施の形態による電源システムでのコンバータ制御を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining converter control in a power supply system by an embodiment of the invention. 図3に示したコンバータ制御を制御装置に予め格納されたプログラムによって実行するためのフローチャートである。It is a flowchart for performing the converter control shown in FIG. 3 by the program previously stored in the control apparatus. 本発明の実施の形態の変形例による電源システムにおけるコンバータ制御を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the converter control in the power supply system by the modification of embodiment of this invention. 図5に示したコンバータ制御を制御装置に予め格納されたプログラムによって実行するためのフローチャートである。6 is a flowchart for executing the converter control shown in FIG. 5 by a program stored in advance in a control device.

符号の説明Explanation of symbols

10 二次電池(蓄電装置)、20 コンバータ、30−1,30−2 インバータ、50,50♯,92,92♯ コネクタ、51 リレースイッチ、90,90♯ 外部電源、95 電力変換器(外部充電用)、100 電動車両、105 電圧センサ(Vb)
106 電流センサ、110 電圧センサ(Vh)、121,122 電流センサ(MG)、125,126 回転角センサ、200 制御装置(ECU)、205 コンバータ制御部、210a 電圧制御部、210b 電流平滑制御部、215 フィードフォワード制御部、220 フィードバック制御部、222,225,244 減算部、224,252,252♯ PI制御部、226,254 演算部(除算)、240 リアクトル電圧推定部、242 乗算部、245 バンドパスフィルタ、250 補正量演算部、260 加算部、270 変調部、C1 平滑コンデンサ、C2 コンデンサ、D1,D2,D11〜D16,D21〜D26 逆並列ダイオード、Ib 電流(充電電流)、Ibac 電流変動(充電電流)、MG1,MG2 モータジェネレータ、MNL 主負母線(電力線)、MPL 主正母線(電力線)、MRC1,MRC2 モータ電流、Nd ノード、NP1,NP2 中性点、Q1 電力用半導体スイッチング素子(コンバータ下アーム素子)、Q2 電力用半導体スイッチング素子(コンバータ上アーム素子)、Q11〜Q16,Q21〜Q26 電力用半導体スイッチング素子(インバータ)、S1,S2 スイッチング制御信号(コンバータ)、S11〜S16,S21〜S26 スイッチング制御信号、TR1,TR2 トルク目標値、U1,U2 U相コイル巻線、V1,V2 V相コイル巻線、Vb 電圧(蓄電装置)、Vh 電圧(電力線)、Vhr 目標電圧
Vl リアクトル電圧、Vl♯ 推定電圧(リアクトル電圧)、Vlac 電圧変動、W1,W2 W相コイル巻線、β 電圧変換比率、β0 基本量(電圧変換比)、βc 補正量(電圧変換比)、ΔVh 電圧偏差、θ1,θ2 ロータ回転角。
10 Secondary battery (power storage device), 20 converter, 30-1, 30-2 inverter, 50, 50 #, 92, 92 # connector, 51 relay switch, 90, 90 # external power supply, 95 power converter (external charging) ), 100 electric vehicle, 105 voltage sensor (Vb)
106 current sensor, 110 voltage sensor (Vh), 121, 122 current sensor (MG), 125, 126 rotation angle sensor, 200 controller (ECU), 205 converter control unit, 210a voltage control unit, 210b current smoothing control unit, 215 feedforward control unit, 220 feedback control unit, 222, 225, 244 subtraction unit, 224, 252, 252 # PI control unit, 226, 254 arithmetic unit (division), 240 reactor voltage estimation unit, 242 multiplication unit, 245 band Pass filter, 250 correction amount calculation unit, 260 addition unit, 270 modulation unit, C1 smoothing capacitor, C2 capacitor, D1, D2, D11 to D16, D21 to D26 antiparallel diode, Ib current (charging current), Ibac current fluctuation ( Charging current), MG1, MG2 motor generator , MNL main negative bus (power line), MPL main positive bus (power line), MRC1, MRC2 motor current, Nd node, NP1, NP2 neutral point, Q1 power semiconductor switching element (converter lower arm element), Q2 for power Semiconductor switching elements (converter upper arm elements), Q11 to Q16, Q21 to Q26 Power semiconductor switching elements (inverters), S1, S2 switching control signals (converters), S11 to S16, S21 to S26 switching control signals, TR1, TR2 Torque target value, U1, U2 U phase coil winding, V1, V2 V phase coil winding, Vb voltage (power storage device), Vh voltage (power line), Vhr target voltage Vl reactor voltage, Vl # estimated voltage (reactor voltage) , Vlac voltage fluctuation, W1, W2 W phase coil winding, β voltage換比 rate, the basic [beta] 0 amount (voltage conversion ratios), .beta.c correction amount (voltage conversion ratios), .DELTA.Vh voltage deviation, .theta.1, .theta.2 rotor rotation angle.

Claims (8)

電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムであって、
充放電可能な蓄電装置と、
前記電力線と前記蓄電装置との間に接続され、前記蓄電装置と前記電力線との間で双方向に直流電圧変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成されたコンバータと、
前記電力線の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電力線の電圧を目標電圧に維持するように、前記コンバータの各前記電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御するための制御装置と、
前記電動車両が外部電源と接続される充電モードにおいて、前記外部電源からの交流電圧を、前記交流電圧の周波数に関連した周波数成分が重畳された直流電圧に変換して、前記電力線に出力するための充電電力変換装置とを備え、
前記制御装置は、
前記目標電圧と、前記電圧検出器による検出電圧と、前記蓄電装置の出力電圧とに基づいて、前記コンバータによる電圧変換比の基本量を設定するための電圧制御部と、
前記充電モードにおいて、前記蓄電装置の充電電流に重畳される前記周波数成分に対応する電流変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるように、前記電圧変換比の補正量を設定する電流平滑制御部と、
前記基本量および前記補正量の和に従う前記電圧変換比に基づいて、前記複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する信号を発生する変調部とを含む、電源システム。
A power supply system mounted on an electric vehicle capable of generating a driving force using electric power on a power line,
A chargeable / dischargeable power storage device;
A converter connected between the power line and the power storage device and configured to include a plurality of power semiconductor switching elements for bidirectionally converting DC voltage between the power storage device and the power line;
A voltage detector for detecting the voltage of the power line;
A control device for controlling on / off of each of the power semiconductor switching elements of the converter so as to maintain the voltage of the power line at a target voltage;
In a charging mode in which the electric vehicle is connected to an external power source, the AC voltage from the external power source is converted into a DC voltage on which a frequency component related to the frequency of the AC voltage is superimposed and output to the power line Charging power conversion device,
The controller is
A voltage control unit for setting a basic amount of a voltage conversion ratio by the converter based on the target voltage, a detection voltage by the voltage detector, and an output voltage of the power storage device;
Current smoothing that sets the correction amount of the voltage conversion ratio so as to change the voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation corresponding to the frequency component superimposed on the charging current of the power storage device in the charging mode A control unit;
And a modulation unit that generates a signal for controlling on / off of the plurality of power semiconductor switching elements based on the voltage conversion ratio according to a sum of the basic amount and the correction amount.
前記コンバータは、
前記複数の電力用半導体スイッチング素子のうちの1つを介して、前記電力線および前記蓄電装置の間に電気的に接続されるリアクトルをさらに含み、
前記電流平滑制御部は、
前記電圧検出器による検出電圧と、前記電圧変換比と、前記蓄電装置の出力電圧とに基づいて、前記リアクトルの電圧を推定する電圧推定部と、
前記電圧推定部により推定されたリアクトル電圧から、前記周波数成分に対応する電圧変動を抽出するための周波数フィルタ部と、
前記周波数フィルタ部によって抽出された前記電圧変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるための、前記電圧変換比の補正量を求める制御演算部とを含む、請求項1記載の電源システム。
The converter is
Further including a reactor electrically connected between the power line and the power storage device via one of the plurality of power semiconductor switching elements,
The current smoothing control unit
A voltage estimation unit that estimates a voltage of the reactor based on a detection voltage by the voltage detector, the voltage conversion ratio, and an output voltage of the power storage device;
A frequency filter unit for extracting a voltage fluctuation corresponding to the frequency component from the reactor voltage estimated by the voltage estimation unit;
The power supply system according to claim 1, further comprising: a control calculation unit that obtains a correction amount of the voltage conversion ratio for changing a voltage on the power line so as to cancel the voltage fluctuation extracted by the frequency filter unit.
前記蓄電装置の入出力電流を検出するための電流検出器をさらに備え、
前記電流平滑制御部は、
前記充電モードにおいて、前記電流検出器により検出された充電電流から前記電流変動を抽出するための周波数フィルタ部と、
前記周波数フィルタ部によって抽出された前記電流変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるための、前記電圧変換比の補正量を求める制御演算部とを含む、請求項1記載の電源システム。
A current detector for detecting an input / output current of the power storage device;
The current smoothing control unit
In the charging mode, a frequency filter unit for extracting the current fluctuation from the charging current detected by the current detector;
The power supply system according to claim 1, further comprising: a control calculation unit that obtains a correction amount of the voltage conversion ratio for changing a voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation extracted by the frequency filter unit.
前記電動車両は、
星形結線された第1の多相巻線を固定子巻線として含む第1の交流回転電機と、
星形結線された第2の多相巻線を固定子巻線として含む第2の交流回転電機とをさらに備え、
前記電源システムは、
前記第1の多相巻線に接続され、前記第1の交流回転電機と前記電力線との間で電力変換を行なう第1のインバータと、
前記第2の多相巻線に接続され、前記第2の交流回転電機と前記電力線との間で電力変換を行なう第2のインバータと、
前記充電モードにおいて、前記第1の多相巻線の第1の中性点および前記第2の多相巻線の第2の中性点と、前記外部電源との間を電気的に接続するためのコネクタ部と、
前記第1および第2のインバータの電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御するインバータ制御装置とをさらに備え、
前記第1および第2の交流回転電機の少なくとも一方は、前記走行駆動力の発生に用いられ、
前記インバータ制御装置は、前記充電モードにおいて、前記第1および前記第2のインバータならびに前記第1および第2の多相巻線のインダンタンスが前記充電電力変換装置として動作することによって、前記コネクタ部を経由して前記第1および第2の中性点へ供給された前記外部電源からの交流電圧を、前記直流電圧に変換して前記電力線に出力するように、前記第1および第2のインバータの各々を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源システム。
The electric vehicle is
A first AC rotating electric machine including a first multiphase winding connected in a star shape as a stator winding;
A second AC rotating electric machine including a second multi-phase winding connected in a star shape as a stator winding;
The power supply system includes:
A first inverter connected to the first multiphase winding and performing power conversion between the first AC rotating electric machine and the power line;
A second inverter connected to the second multiphase winding and performing power conversion between the second AC rotating electric machine and the power line;
In the charging mode, the first neutral point of the first multiphase winding and the second neutral point of the second multiphase winding are electrically connected to the external power source. A connector part for,
An inverter control device for controlling on / off of the power semiconductor switching elements of the first and second inverters;
At least one of the first and second AC rotating electric machines is used to generate the traveling driving force,
In the charging mode, the inverter control device is configured such that the first and second inverters and the inductances of the first and second multiphase windings operate as the charging power conversion device, whereby the connector unit The first and second inverters convert the AC voltage from the external power source supplied to the first and second neutral points via the DC to the DC voltage and output it to the power line. The power supply system of any one of Claims 1-3 which controls each of these.
電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
充放電可能な蓄電装置と、
前記電力線と前記蓄電装置との間に接続され、前記蓄電装置と前記電力線との間で双方向に直流電圧変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成されたコンバータと、
前記電力線の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電力線の電圧を目標電圧に維持するように、前記コンバータの各前記電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御するための制御装置と、
前記電動車両が外部電源と接続される充電モードにおいて、前記外部電源からの交流電圧を、前記交流電圧の周波数に関連した周波数成分が重畳された直流電圧に変換して、前記電力線に出力するための充電電力変換装置とを備え、
前記制御方法は、
前記目標電圧と、前記電圧検出器による検出電圧と、前記蓄電装置の出力電圧とに基づいて、前記コンバータによる電圧変換比の基本量を演算するステップと、
前記充電モードにおいて、前記蓄電装置の充電電流に重畳される前記周波数成分に対応する電流変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるように、前記電圧変換比の補正量を演算するステップと、
前記基本量および前記補正量の和に従う前記電圧変換比に基づいて、前記複数の電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御する信号を発生するステップとを備える、電源システムの充電制御方法。
A control method for a power supply system mounted on an electric vehicle capable of generating travel driving force using electric power on a power line,
The power supply system includes:
A chargeable / dischargeable power storage device;
A converter connected between the power line and the power storage device and configured to include a plurality of power semiconductor switching elements for bidirectionally converting DC voltage between the power storage device and the power line;
A voltage detector for detecting the voltage of the power line;
A control device for controlling on / off of each of the power semiconductor switching elements of the converter so as to maintain the voltage of the power line at a target voltage;
In a charging mode in which the electric vehicle is connected to an external power source, the AC voltage from the external power source is converted into a DC voltage on which a frequency component related to the frequency of the AC voltage is superimposed and output to the power line Charging power conversion device,
The control method is:
Calculating a basic amount of a voltage conversion ratio by the converter based on the target voltage, a detection voltage by the voltage detector, and an output voltage of the power storage device;
Calculating the correction amount of the voltage conversion ratio so as to change the voltage on the power line so as to cancel the current fluctuation corresponding to the frequency component superimposed on the charging current of the power storage device in the charging mode; ,
Generating a signal for controlling on / off of the plurality of power semiconductor switching elements based on the voltage conversion ratio according to the sum of the basic amount and the correction amount.
前記コンバータは、
前記複数の電力用半導体スイッチング素子のうちの1つを介して、前記電力線および前記蓄電装置の間に電気的に接続されるリアクトルをさらに含み、
前記補正量を演算するステップは、
前記電圧検出器による検出電圧と、前記電圧変換比と、前記蓄電装置の出力電圧とに基づいて、前記リアクトルの電圧を推定するサブステップと、
推定されたリアクトル電圧から、前記周波数成分に対応する電圧変動を抽出するサブステップと、
抽出された前記電圧変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるための、前記電圧変換比の補正量を求める制御演算を行なうサブステップとを含む、請求項5記載の電源システムの充電制御方法。
The converter is
Further including a reactor electrically connected between the power line and the power storage device via one of the plurality of power semiconductor switching elements,
The step of calculating the correction amount includes:
A sub-step of estimating a voltage of the reactor based on a detection voltage by the voltage detector, the voltage conversion ratio, and an output voltage of the power storage device;
A sub-step of extracting a voltage fluctuation corresponding to the frequency component from the estimated reactor voltage;
6. The charging control of the power supply system according to claim 5, further comprising a sub-step of performing a control calculation for obtaining a correction amount of the voltage conversion ratio for changing the voltage on the power line so as to cancel the extracted voltage fluctuation. Method.
前記電源システムは、
前記蓄電装置の入出力電流を検出するための電流検出器をさらに備え、
前記補正量を演算するステップは、
前記充電モードにおいて、前記電流検出器により検出された充電電流から前記電流変動を抽出するサブステップと、
前記抽出された前記電流変動を打ち消すように前記電力線上の電圧を変化させるための、前記電圧変換比の補正量を求める制御演算を行なうサブステップとを含む、請求項5記載の電源システムの充電制御方法。
The power supply system includes:
A current detector for detecting an input / output current of the power storage device;
The step of calculating the correction amount includes:
Sub-step of extracting the current fluctuation from the charging current detected by the current detector in the charging mode;
6. The charging of the power supply system according to claim 5, further comprising a sub-step of performing a control operation for obtaining a correction amount of the voltage conversion ratio for changing a voltage on the power line so as to cancel the extracted current fluctuation. Control method.
前記電動車両は、
星形結線された第1の多相巻線を固定子巻線として含む第1の交流回転電機と、
星形結線された第2の多相巻線を固定子巻線として含む第2の交流回転電機とをさらに備え、
前記電源システムは、
前記第1の多相巻線に接続され、前記第1の交流回転電機と前記電力線との間で電力変換を行なう第1のインバータと、
前記第2の多相巻線に接続され、前記第2の交流回転電機と前記電力線との間で電力変換を行なう第2のインバータと、
前記充電モードにおいて、前記第1の多相巻線の第1の中性点および前記第2の多相巻線の第2の中性点と、前記外部電源との間を電気的に接続するためのコネクタ部と、
前記第1および第2のインバータの電力用半導体スイッチング素子のオンオフを制御するインバータ制御装置とをさらに備え、
前記第1および第2の交流回転電機の少なくとも一方は、前記走行駆動力の発生に用いられ、
前記インバータ制御装置は、前記充電モードにおいて、前記第1および前記第2のインバータならびに前記第1および第2の多相巻線のインダンタンスが前記充電電力変換装置として動作することによって、前記コネクタ部を経由して前記第1および第2の中性点へ供給された前記外部電源からの交流電圧を、前記直流電圧に変換して前記電力線に出力するように、前記第1および第2のインバータの各々を制御する、請求項5〜7のいずれか1項に記載の電源システムの充電制御方法。
The electric vehicle is
A first AC rotating electric machine including a first multiphase winding connected in a star shape as a stator winding;
A second AC rotating electric machine including a second multiphase winding connected in a star shape as a stator winding;
The power supply system includes:
A first inverter connected to the first multiphase winding and performing power conversion between the first AC rotating electric machine and the power line;
A second inverter connected to the second multiphase winding and performing power conversion between the second AC rotating electric machine and the power line;
In the charging mode, the first neutral point of the first multiphase winding and the second neutral point of the second multiphase winding are electrically connected to the external power source. A connector part for,
An inverter control device for controlling on / off of the power semiconductor switching elements of the first and second inverters;
At least one of the first and second AC rotating electric machines is used to generate the traveling driving force,
In the charging mode, the inverter control device is configured such that the first and second inverters and the inductances of the first and second multiphase windings operate as the charging power conversion device, whereby the connector unit The first and second inverters convert the AC voltage from the external power source supplied to the first and second neutral points via the DC to the DC voltage and output it to the power line. The charge control method for the power supply system according to any one of claims 5 to 7, wherein each of the power supply systems is controlled.
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