[go: up one dir, main page]

JP2010178421A - Power supplying device - Google Patents

Power supplying device Download PDF

Info

Publication number
JP2010178421A
JP2010178421A JP2009015374A JP2009015374A JP2010178421A JP 2010178421 A JP2010178421 A JP 2010178421A JP 2009015374 A JP2009015374 A JP 2009015374A JP 2009015374 A JP2009015374 A JP 2009015374A JP 2010178421 A JP2010178421 A JP 2010178421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switch
storage unit
power storage
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2009015374A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoya Imazu
知也 今津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2009015374A priority Critical patent/JP2010178421A/en
Publication of JP2010178421A publication Critical patent/JP2010178421A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】 適切な電力を蓄電ユニットから出力して負荷を駆動することができる電力供給装置を提供する。
【解決手段】 電力供給装置1は、2つの電圧を出力可能な第1バッテリ10及び第2バッテリ11と、スイッチSW1〜SW3とを含む蓄電ユニット部1bを有し、当該蓄電ユニット部1bがモータ3の端子に接続される。蓄電ユニット部1bは、出力電圧を第1電圧と第2電圧との中間電圧にする時に、第1スイッチSW1及び第1スイッチSW1をパルス幅制御する状態と、第3スイッチSW3をパルス幅制御する状態とを交互に繰り返す。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device capable of driving a load by outputting appropriate power from a power storage unit.
A power supply device (1) has a power storage unit (1b) including a first battery (10) and a second battery (11) capable of outputting two voltages, and switches (SW1-SW3), and the power storage unit (1b) is a motor. 3 terminals. The storage unit 1b controls the pulse width of the first switch SW1 and the first switch SW1 and the pulse width of the third switch SW3 when the output voltage is set to an intermediate voltage between the first voltage and the second voltage. The state is repeated alternately.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、負荷に電力を供給する電力供給装置に関する。   The present invention relates to a power supply device that supplies power to a load.

電気自動車には、車両駆動用のモータに電気的に接続可能な複数の蓄電手段(キャパシタ)を有する車両用電力供給装置が組み込まれているものがある(特許文献1参照)。   Some electric vehicles incorporate a vehicle power supply device having a plurality of power storage means (capacitors) that can be electrically connected to a vehicle driving motor (see Patent Document 1).

この電力供給装置は、少なくとも2つの電圧を出力可能な蓄電ユニットと、蓄電ユニットに出入りする電流を調整する電流調整部とを有し、蓄電ユニットが電流調整部を介して負荷部の端子に接続されて構成されている。電力供給装置は、蓄電ユニットの出力電圧及び負荷部の端子電圧が高電圧である状態から負荷部の端子電圧を高電圧未満に低下させるよう、低電圧出力と高電圧出力を交互に動作させる。これにより、電力供給装置は、蓄電ユニットの出力電圧を低電圧と高電圧との間で繰返し切り替えている。   This power supply device has a power storage unit capable of outputting at least two voltages, and a current adjustment unit that adjusts a current flowing into and out of the power storage unit, and the power storage unit is connected to a terminal of a load unit via the current adjustment unit Has been configured. The power supply device alternately operates the low voltage output and the high voltage output so that the terminal voltage of the load unit is decreased to a value lower than the high voltage from the state where the output voltage of the power storage unit and the terminal voltage of the load unit are high. Thereby, the power supply device repeatedly switches the output voltage of the power storage unit between the low voltage and the high voltage.

特開2008−67432号公報JP 2008-67432 A

しかしながら、従来の電力供給装置では、低電圧と高電圧との2つの電圧を負荷部に供給することしかできなかった。したがって、従来の電力供給装置では、負荷に対して最適な電力を供給できているとは言えなかった。   However, in the conventional power supply device, only two voltages, a low voltage and a high voltage, can be supplied to the load unit. Therefore, it cannot be said that the conventional power supply apparatus can supply optimum power to the load.

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、適切な電力を蓄電ユニットから出力して負荷を駆動することができる電力供給装置を提供することを目的とする。   Then, this invention is proposed in view of the above-mentioned situation, and it aims at providing the electric power supply apparatus which can output suitable electric power from an electrical storage unit and can drive a load.

本発明は、少なくとも2つの電圧を出力可能な蓄電ユニットを有し、蓄電ユニットが負荷部の端子に接続される電力供給装置に係るものである。この電力供給装置は、蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧とする第1電圧出力手段と、蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧より高電圧である第2電圧とする第2電圧出力手段と、蓄電ユニットの出力電圧及び負荷部の端子電圧を第1電圧と第2電圧との中間電圧にする場合に、第1電圧出力手段と第2電圧出力手段を交互に動作させる電圧切替手段とを有する。蓄電ユニットは、第1蓄電部及び第2蓄電部と、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチとを有し、第1スイッチ及び第2スイッチのみがオン状態とされた時に、負荷部に対して第1蓄電部及び第2蓄電部を並列接続状態とし、第3スイッチのみがオン状態とされた時に、負荷部に対して第1蓄電部及び第2蓄電部を直列接続状態とするよう構成され、第1スイッチ、第2スイッチ、及び第3スイッチは、半導体スイッチング素子及び当該半導体スイッチング素子と並列して設けられ当該半導体スイッチング素子がオン状態とされた時の電流方向に対する逆方向が順方向とされた逆並列ダイオードを含む。   The present invention relates to a power supply apparatus that has an electricity storage unit capable of outputting at least two voltages, and the electricity storage unit is connected to a terminal of a load unit. The power supply device includes: a first voltage output unit that uses the output voltage of the power storage unit as a first voltage; a second voltage output unit that uses the output voltage of the power storage unit as a second voltage that is higher than the first voltage; Voltage switching means for alternately operating the first voltage output means and the second voltage output means when the output voltage of the power storage unit and the terminal voltage of the load section are set to an intermediate voltage between the first voltage and the second voltage. . The power storage unit includes a first power storage unit and a second power storage unit, a first switch, a second switch, and a third switch, and when only the first switch and the second switch are turned on, the power storage unit In contrast, when the first power storage unit and the second power storage unit are connected in parallel, and only the third switch is turned on, the first power storage unit and the second power storage unit are connected in series to the load unit. The first switch, the second switch, and the third switch are provided in parallel with the semiconductor switching element and the semiconductor switching element, and the reverse direction to the current direction when the semiconductor switching element is turned on is forward. Including an anti-parallel diode oriented.

本発明に係る電力供給装置における電圧切替手段は、上述の課題を解決するために、蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧と第2電圧との中間電圧にする時に、第1スイッチ及び第2スイッチをパルス幅制御する状態と、第3スイッチをパルス幅制御する状態とを交互に繰り返す。   In order to solve the above-described problem, the voltage switching means in the power supply device according to the present invention provides a first switch and a second switch when the output voltage of the power storage unit is set to an intermediate voltage between the first voltage and the second voltage. The state of controlling the pulse width and the state of controlling the pulse width of the third switch are alternately repeated.

本発明によれば、第1スイッチ及び第2スイッチをパルス幅制御する状態と、第3スイッチをパルス幅制御する状態とを交互に繰り返すので、蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧と第2電圧との任意の中間電圧にすることができる。これにより、適切な電力を蓄電ユニットから出力して負荷を駆動することができる。   According to the present invention, the state in which the first switch and the second switch are subjected to pulse width control and the state in which the third switch is subjected to pulse width control are alternately repeated, so that the output voltage of the power storage unit is changed to the first voltage and the second voltage. And any intermediate voltage. Thereby, appropriate electric power can be output from an electrical storage unit, and a load can be driven.

本発明の実施形態として示す電力供給装置の回路図である。It is a circuit diagram of a power supply device shown as an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置における蓄電ユニット部の回路部を含む回路図である。It is a circuit diagram containing the circuit part of the electrical storage unit part in the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置において、蓄電ユニット部が並列接続状態とされた時の回路図である。In the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention, it is a circuit diagram when the electrical storage unit part is made into the parallel connection state. 本発明の実施形態として示す電力供給装置において、蓄電ユニット部が直列接続状態とされた時の回路図である。In the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention, it is a circuit diagram when the electrical storage unit part is made into the serial connection state. 本発明の実施形態として示す電力供給装置において、蓄電ユニット部の半導体スイッチング素子をオンとオフとの間で切り替えるものの運転モードを示す図である。It is a figure which shows the operation mode of what switches the semiconductor switching element of an electrical storage unit part between ON and OFF in the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置において、蓄電ユニット部の半導体スイッチング素子をPWM制御するものの運転モードを示す図である。In the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention, it is a figure which shows the operation mode of what carries out PWM control of the semiconductor switching element of an electrical storage unit part. 本発明の実施形態として示す電力供給装置により、モータの回生時に、高電圧から低電圧に切り替える動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which switches from a high voltage to a low voltage at the time of regeneration of a motor by the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置により、モータの回生時に、高電圧から低電圧に切り替える時のスイッチ状態、電圧及び電流のタイミングチャートである。It is a timing chart of a switch state at the time of switching from a high voltage to a low voltage at the time of regeneration of a motor by a power supply device shown as an embodiment of the present invention, a voltage, and a current. 本発明の実施形態として示す電力供給装置により、モータの力行時に、低電圧から高電圧に切り替える動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which switches from a low voltage to a high voltage at the time of the power running of a motor by the electric power supply apparatus shown as embodiment of this invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置により、モータの力行時に、低電圧から高電圧に切り替える時のスイッチ状態、電圧及び電流のタイミングチャートである。It is a timing chart of a switch state, a voltage, and an electric current at the time of switching from a low voltage to a high voltage when the motor is powered by the power supply device shown as the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態として示す電力供給装置により、モータの力行時に、第1電圧(低電圧)と第2電圧(高電圧)との中間電圧を発生させる時のスイッチ状態、電圧及び電流のタイミングチャートである。Timing chart of switch state, voltage, and current when an intermediate voltage between a first voltage (low voltage) and a second voltage (high voltage) is generated by a power supply device shown as an embodiment of the present invention during powering of a motor It is.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[電力供給装置1の構成]
本発明の実施形態として示す電力供給装置は、例えば図1に示すような構成を有している。この電力供給装置1は、例えば電気自動車に搭載される。電力供給装置1は、モータ3に対して電力を供給すると共に、モータ3から回生された電力を蓄電するものである。
[Configuration of Power Supply Device 1]
The power supply apparatus shown as an embodiment of the present invention has a configuration as shown in FIG. The power supply device 1 is mounted on, for example, an electric vehicle. The power supply device 1 supplies power to the motor 3 and stores power regenerated from the motor 3.

モータ3は、発電及び力行が可能であり、電動機及び発電機(発電手段)として機能する。インバータ2は、入力端に設けられた平滑コンデンサ4と、複数の半導体スイッチング素子とを含む。インバータ2は、モータ3に接続し、モータ3の発電及び力行のための制御装置となる。例えば図1では、インバータ2は三相交流インバータを使用し、モータ3は三相交流モータを使用した例を示しているが、以下に説明する動作は、これらの構成に限定されるものではない。インバータ2及びモータ3は、負荷部を構成する。   The motor 3 is capable of power generation and power running, and functions as an electric motor and a generator (power generation means). Inverter 2 includes a smoothing capacitor 4 provided at an input end and a plurality of semiconductor switching elements. The inverter 2 is connected to the motor 3 and serves as a control device for power generation and power running of the motor 3. For example, FIG. 1 shows an example in which the inverter 2 uses a three-phase AC inverter and the motor 3 uses a three-phase AC motor, but the operations described below are not limited to these configurations. . The inverter 2 and the motor 3 constitute a load unit.

なお、本実施形態における電力供給装置1は、平滑コンデンサ4の入力端に、平滑コンデンサ4に供給される電流を制限するためのリアクトル、電力供給ラインを遮断するリレー等の遮断機を設けていない。これは、後述するような第1電圧と第2電圧との電圧切替時及び力行時に、蓄電ユニット1bにてパルス幅制御(PWM(Pulse Width Modulation))を行って中間電圧を生成できるためである。   Note that the power supply device 1 in the present embodiment is not provided with a breaker such as a reactor for limiting the current supplied to the smoothing capacitor 4 or a relay for cutting off the power supply line at the input end of the smoothing capacitor 4. . This is because an intermediate voltage can be generated by performing pulse width control (PWM (Pulse Width Modulation)) in the power storage unit 1b at the time of voltage switching between the first voltage and the second voltage and powering as described later. .

インバータ2は、インバータ駆動回路20からのPWM(パルス幅変調信号)信号が半導体スイッチング素子に供給され、当該半導体スイッチング素子がオンオフ駆動される。   In the inverter 2, a PWM (pulse width modulation signal) signal from the inverter drive circuit 20 is supplied to the semiconductor switching element, and the semiconductor switching element is driven on and off.

インバータ駆動回路20は、コントローラ1aからのモータトルク指令値に応じて、PWM信号を発生する。このPWM信号は、モータトルク指令値が高いほど、パルス幅が大きくされる。   The inverter drive circuit 20 generates a PWM signal according to the motor torque command value from the controller 1a. The PWM signal has a larger pulse width as the motor torque command value is higher.

電力供給装置1は、蓄電ユニット部1b(図1の一点鎖線部分)と、蓄電ユニット部1bの動作を制御するコントローラ1aとを有する。コントローラ1aは、例えば、マイクロコンピュータとその周辺回路(メモリ、入出力回路等)から構成される。蓄電ユニット部1bは、インバータ2の入力端の端子に結合する。蓄電ユニット部1bは、モータ3に対して駆動電力を供給する、又は、モータ3が発電した電力を吸収するエネルギ貯蔵手段である。   The power supply device 1 includes a power storage unit 1b (a chain line portion in FIG. 1) and a controller 1a that controls the operation of the power storage unit 1b. The controller 1a includes, for example, a microcomputer and its peripheral circuits (memory, input / output circuit, etc.). The power storage unit portion 1 b is coupled to the input terminal of the inverter 2. The power storage unit 1b is an energy storage unit that supplies driving power to the motor 3 or absorbs power generated by the motor 3.

蓄電ユニット部1bから平滑コンデンサ4に供給される電流値は、電流センサ30により検出されるか、電流センサ30からの信号により推定演算される。電流センサ30により検出された電流検出値は、コントローラ1aに入力される。インバータ2の入力端子間電圧VINVは電圧センサ40により測定される。蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATは、電圧センサ50により測定される。これらの電圧検出値は、コントローラ1aに入力される。 The current value supplied to the smoothing capacitor 4 from the power storage unit 1b is detected by the current sensor 30 or is estimated and calculated from a signal from the current sensor 30. The detected current value detected by the current sensor 30 is input to the controller 1a. The voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is measured by the voltage sensor 40. Output voltage V BAT of power storage unit portion 1b is measured by voltage sensor 50. These voltage detection values are input to the controller 1a.

図2に、電力供給装置1の回路構成の一例を示す。   FIG. 2 shows an example of a circuit configuration of the power supply device 1.

蓄電ユニット部1bは、蓄電部としての第1バッテリ10、第2バッテリ11を有する。第1バッテリ10、第2バッテリ11としては、例えば二次電池やキャパシタなどが用いられる。   The power storage unit unit 1b includes a first battery 10 and a second battery 11 as power storage units. As the 1st battery 10 and the 2nd battery 11, a secondary battery, a capacitor, etc. are used, for example.

また、蓄電ユニット部1bは、インバータ2及びモータ3の一方端及び第1バッテリ10に直列接続された第1スイッチSW1と、インバータ2及びモータ3の他方端及び第2バッテリ11に直列接続された第2スイッチSW2と、インバータ2及びモータ3に対して第1バッテリ10と第2バッテリ11とを直列に接続する第3スイッチSW3とを有する。すなわち、蓄電ユニット部1bは、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2のみがオン状態とされた時に、インバータ2及びモータ3に対して第1バッテリ10及び第2バッテリ11を並列接続状態とし、第3スイッチSW3のみがオン状態とされた時に、インバータ2及びモータ3に対して第1バッテリ10及び第2バッテリ11を直列接続状態とするよう構成される。   The power storage unit 1b is connected in series to one end of the inverter 2 and the motor 3 and the first switch SW1 connected in series to the first battery 10, and to the other end of the inverter 2 and the motor 3 and the second battery 11. The second switch SW2 and the third switch SW3 that connects the first battery 10 and the second battery 11 in series to the inverter 2 and the motor 3 are provided. That is, when only the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on, the power storage unit 1b places the first battery 10 and the second battery 11 in parallel connection with the inverter 2 and the motor 3, and When only the 3 switch SW3 is turned on, the first battery 10 and the second battery 11 are connected in series to the inverter 2 and the motor 3.

第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び第3スイッチSW3は、半導体スイッチング素子13、逆並列ダイオード14を含む。この逆並列ダイオード14は、半導体スイッチング素子13と並列して設けられている。逆並列ダイオード14は、当該半導体スイッチング素子13がオン状態とされた時の電流方向に対する逆方向が、順方向とされて、設けられている。これら第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3は、コントローラ1aからの制御指令に応じて、少なくとも一方向の電流については、通電、遮断を制御できるものとする。   The first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 include a semiconductor switching element 13 and an antiparallel diode 14. The antiparallel diode 14 is provided in parallel with the semiconductor switching element 13. The antiparallel diode 14 is provided such that the reverse direction to the current direction when the semiconductor switching element 13 is turned on is the forward direction. The first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 can control energization and interruption for at least one direction of current in accordance with a control command from the controller 1a.

コントローラ1aによる第1スイッチSW1、第2スイッチSW2の切り替えにより、第1バッテリ10と第2バッテリ11は、図3に示す並列接続状態と、図4の直列接続状態との間で切り替えられる。並列接続状態は、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオン状態とされ、第3スイッチSW3がオフ状態とされることにより、形成される。直列接続状態は、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオフ状態とされ、第3スイッチSW3がオン状態とされることにより、形成される。   By switching the first switch SW1 and the second switch SW2 by the controller 1a, the first battery 10 and the second battery 11 are switched between the parallel connection state shown in FIG. 3 and the series connection state shown in FIG. The parallel connection state is formed when the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on and the third switch SW3 is turned off. The series connection state is formed when the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off and the third switch SW3 is turned on.

各第1バッテリ10、第2バッテリ11は、その状態に応じて電圧が変動するが、この説明では、簡略化のためにすべて同電圧とし、各バッテリ電圧を第1電圧Vとする。また、第1バッテリ10、第2バッテリ11が、図3に示されるように並列接続状態である場合の蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATは、第1電圧Vとなる。第1バッテリ10、第2バッテリ11が図4に示されるように直列接続状態である場合の蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATは、第2電圧Vとなる。従って、V=2Vとなる。ここで、図3の並列接続状態時の蓄電ユニット部1bは第1電圧出力手段となり、図4の直列接続状態時の蓄電ユニット部1bは第2電圧出力手段となる。 Each first battery 10, the second battery 11 is the voltage varies depending on the condition, in this description, the same voltage, all for the sake of simplicity, the respective battery voltage and the first voltage V 1. Further, when the first battery 10 and the second battery 11 are in the parallel connection state as shown in FIG. 3, the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1 b becomes the first voltage V 1 . First battery 10, the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b of the case where the second battery 11 is in series connection state as shown in FIG. 4, the second voltage V 2. Therefore, V 2 = 2V 1 is obtained. Here, the power storage unit 1b in the parallel connection state of FIG. 3 serves as a first voltage output means, and the power storage unit portion 1b in the series connection state of FIG. 4 serves as a second voltage output means.

このような蓄電ユニット部1bは、当該蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧と第2電圧との中間電圧にする場合に、第1電圧と第2電圧を交互に出力する。このとき、蓄電ユニット部1bは、コントローラ1aの制御によって、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧にする時に、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をパルス幅制御する状態と、第3スイッチSW3をパルス幅制御する状態とを交互に繰り返す。 Such energy storage unit portion 1b outputs the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b when the intermediate voltage between the first voltage and the second voltage, the first voltage and the second voltage alternately. In this case, power storage unit unit 1b, the control of the controller 1a, the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b when the intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2, and the first switch SW1 The state in which the second switch SW2 is subjected to pulse width control and the state in which the third switch SW3 is subjected to pulse width control are alternately repeated.

これにより、電力供給装置1は、インバータ2及びモータ3に供給する電力を適切な値にすることができる。   Thereby, the power supply device 1 can set the power supplied to the inverter 2 and the motor 3 to an appropriate value.

[電力供給装置1の運転モード]
電力供給装置1は、図5及び図6のように、運転モードを切り替える。なお、図5には、スイッチのPWM制御をしない例として、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3をオン状態とオフ状態とで切り替える運転モードを示している。また、図6には、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3に対してパルス幅制御(PWM)を行う運転モードを示している。
[Operation mode of power supply device 1]
The power supply device 1 switches the operation mode as shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows an operation mode in which the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 are switched between an on state and an off state as an example in which the PWM control of the switch is not performed. FIG. 6 shows an operation mode in which pulse width control (PWM) is performed on the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3.

図5に示す、スイッチをオンオフのみで制御する運転モードについて説明する。運転モードが運転停止モードである場合、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3は、全てオフ状態となる。この運転停止モードにおいて、モータ3が回生した電圧Vが第2電圧V(2Vb)よりも高い場合には、異常時となる。このときの充電電圧は、モータ3の電圧V以上の電圧に従属した値となる。 The operation mode shown in FIG. 5 in which the switch is controlled only by on / off will be described. When the operation mode is the operation stop mode, the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 are all turned off. In this operation stop mode, when the voltage V L regenerated by the motor 3 is higher than the second voltage V 2 (2Vb), an abnormality occurs. The charging voltage at this time is a value dependent on a voltage equal to or higher than the voltage VL of the motor 3.

第1バッテリ10のみを用いる第1バッテリ片側運転モードは、第1スイッチSW1のみがオン状態となる。モータ3が回生した電圧Vが第1電圧Vと第2電圧Vとの間の電圧である場合には、当該電圧にて第1バッテリ10の充電が行われる。この充電電圧は、モータ3の回生する電圧Vに従属した値となる。また、モータ3が第1電圧Vよりも低い電圧にて力行する場合には、当該電圧にて第1バッテリ10の放電が行われる。この放電電圧は、モータ3の要求する電圧Vに従属した値となる。 In the first battery one-side operation mode using only the first battery 10, only the first switch SW1 is turned on. When the voltage V L regenerated by the motor 3 is a voltage between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 , the first battery 10 is charged with the voltage. This charging voltage is a value dependent on the voltage V L regenerated by the motor 3. Further, the motor 3 is in the case of power running at a first voltage lower than the voltages V 1, the discharge of the first battery 10 in the voltage is performed. This discharge voltage is a value dependent on the voltage V L required by the motor 3.

第2バッテリ11のみを用いる第2バッテリ片側運転モードは、第2スイッチSW2のみがオン状態とされ、第1バッテリ片側運転モードと同じ動作を第2バッテリ11にて行うこととなる。   In the second battery one-side operation mode using only the second battery 11, only the second switch SW2 is turned on, and the second battery 11 performs the same operation as the first battery one-side operation mode.

直列運転モードは、第3スイッチSW3のみがオン状態となる。これにより、第1バッテリ10と第2バッテリ11とが、モータ3に対して直列接続された状態となる。この直列運転モードにおいて、モータ3が回生した電圧Vが第2電圧V(2Vb)よりも高い異常時には、異常となる。このときの充電電圧は、モータ3の電圧V以上の電圧に従属した値となる。モータ3が力行する電圧Vが第1電圧Vと第2電圧Vとの間の電圧である場合には、当該第2電圧Vにて第1バッテリ10及び第2バッテリ11の放電が行われる。モータ3が力行する電圧Vが第1電圧Vよりも低い電圧である場合には、当該第1電圧Vにて第1バッテリ10及び第2バッテリ11の放電が行われる。この直列運転モードにおける充電電圧及び放電電圧は、モータ3の回生又は力行する電圧Vに従属した値となる。 In the series operation mode, only the third switch SW3 is turned on. As a result, the first battery 10 and the second battery 11 are connected to the motor 3 in series. In this series operation mode, an abnormality occurs when the voltage V L regenerated by the motor 3 is higher than the second voltage V 2 (2Vb). The charging voltage at this time is a value dependent on a voltage equal to or higher than the voltage VL of the motor 3. When the voltage VL at which the motor 3 is powered is a voltage between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 , the first battery 10 and the second battery 11 are discharged at the second voltage V 2 . Is done. Voltage V L by the motor 3 is powering is when a first voltage lower voltage than V 1 was a discharge of the first battery 10 and the second battery 11 in the first voltage V 1 is performed. The charging voltage and discharging voltage in this series operation mode are values depending on the voltage V L at which the motor 3 is regenerated or powered.

並列運転モードは、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオン状態となる。これにより、第1バッテリ10と第2バッテリ11とが、モータ3に対して並列接続された状態となる。この並列運転モードにおいて、モータ3が回生する電圧Vが第1電圧Vと第2電圧Vとの間の電圧である場合には、当該第1電圧Vにて第1バッテリ10及び第2バッテリ11の充電が行われる。モータ3が力行する電圧Vが第1電圧Vよりも低い電圧である場合には、当該第1電圧Vにて第1バッテリ10及び第2バッテリ11の放電が行われる。この並列運転モードにおける充電電圧及び放電電圧は、モータ3の回生又は力行する電圧Vに従属した値となる。 In the parallel operation mode, the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on. As a result, the first battery 10 and the second battery 11 are connected in parallel to the motor 3. In this parallel operation mode, when the voltage V L regenerated by the motor 3 is a voltage between the first voltage V 1 and the second voltage V 2 , the first battery 10 and the first voltage V 1 The second battery 11 is charged. Voltage V L by the motor 3 is powering is when a first voltage lower voltage than V 1 was a discharge of the first battery 10 and the second battery 11 in the first voltage V 1 is performed. The charging voltage and discharging voltage in this parallel operation mode are values dependent on the voltage V L at which the motor 3 is regenerated or powered.

また、図5には、運転モードとして、バッテリ短絡時における第1スイッチSW1,第2スイッチSW2,第3スイッチSW3の状態を示している。第1スイッチSW1と第2スイッチSW2とが同時にオン状態になると、第1バッテリ10の短絡が発生してしまう。第1スイッチSW1と第3スイッチSW3とが同時にオン状態となると、第2バッテリ11の短絡が発生してしまう。第1スイッチSW1,第2スイッチSW2,第3スイッチSW3の全てがオン状態となると、第1バッテリ10及び第2バッテリ11の短絡が発生してしまう。   FIG. 5 shows the states of the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 when the battery is short-circuited as the operation mode. When the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on at the same time, a short circuit of the first battery 10 occurs. If the first switch SW1 and the third switch SW3 are simultaneously turned on, a short circuit of the second battery 11 occurs. When all of the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 are turned on, a short circuit between the first battery 10 and the second battery 11 occurs.

図6に示す運転モードは、第1スイッチSW1,第2スイッチSW2,第3スイッチSW3に対してPWM制御を行うものである。図5に示した運転モードとの相違は、第1バッテリ片側運転モードの場合、回生される電圧Vが第1電圧Vから第2電圧Vの間となるよう、第1スイッチSW1をPWM制御する。また、第2バッテリ片側運転モードの場合、回生される電圧Vが第1電圧Vから第2電圧Vの間となるよう、第2スイッチSW2をPWM制御する。更に、直列運転モードにおいて、要求される電圧Vが第1電圧Vから第2電圧Vの間となるよう、放電電圧を第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧とするよう第3スイッチSW3をPWM制御する。また、並列運転モードにおいて、回生される電圧Vが第1電圧Vから第2電圧Vの間となるよう、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をPWM制御する。このように、モータ3が回生又は力行するための電圧が、第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧とするために、電力供給装置1は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3をPWM制御する中間電圧モードとする。 The operation mode shown in FIG. 6 performs PWM control on the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3. The difference between the operating mode shown in FIG. 5, when the first battery side operation mode, so that the voltage V L to be regenerated is between the first voltage V 1 of the second voltage V 2, the first switch SW1 PWM control is performed. Further, when the second battery side operation mode, so that the voltage V L to be regenerated is between the first voltage V 1 of the second voltage V 2, the second switch SW2 to PWM control. Furthermore, the series operation mode, so that the required voltage V L is between the first voltage V 1 of the second voltage V 2, the intermediate voltage discharge voltage first voltages V 1 and the second voltage V 2 The third switch SW3 is PWM-controlled so as to do this. Further, in the parallel operation mode, so that the voltage V L to be regenerated is between the first voltage V 1 of the second voltage V 2, the first switch SW1 and second switch SW2 to PWM control. Thus, the voltage for the motor 3 is to regenerate or power running, to an intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2, the power supply device 1, the first switch SW1, the second switch The intermediate voltage mode in which the SW2 and the third switch SW3 are PWM controlled is set.

PWM制御において、コントローラ1aは、第1スイッチSW1,第2スイッチSW2,第3スイッチSW3のデューティ比を制御する。コントローラ1aは、インバータ2から回生される又はインバータ2に対して供給する第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧に応じてデューティ比を決定する。具体的には、各運転モードを切り替えて、充電電圧又は放電電圧を切り替えている期間に、大電流を防止するようにPWM制御を行う。また、直列運転モードにおける第1バッテリ10及び第2バッテリ11の放電時に、インバータ2に対して適切な第1電圧Vと第2電圧Vの中間電圧を発生させるよう第3スイッチSW3をPWM制御する。 In the PWM control, the controller 1a controls the duty ratio of the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3. The controller 1a includes a first voltages V 1 supplied to or inverter 2 is regenerated from the inverter 2 in response to the intermediate voltage between the second voltage V 2 to determine the duty ratio. Specifically, PWM control is performed so as to prevent a large current during a period in which each operation mode is switched and the charge voltage or the discharge voltage is switched. Furthermore, during discharging of the first battery 10 and the second battery 11 in the series operation mode, the third switch SW3 so as to generate an appropriate first voltage intermediate voltage V 1 and the second voltage V 2 to the inverter 2 PWM Control.

[電力供給装置1の動作]
つぎに、上述した電力供給装置1の動作について説明する。なお、以下では、先ずモータ発電時の動作を説明し、その次に、モータ力行時の動作を説明する。
[Operation of Power Supply Device 1]
Next, the operation of the above-described power supply device 1 will be described. In the following, the operation during motor power generation will be described first, and then the operation during motor power running will be described.

「モータ発電時の動作」
先ず、図5を参照して、モータ3が発電(回生)状態のとき、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第2電圧V(高電圧)から第1電圧V(低電圧)に切り替える場合について説明する。即ち、図4の直列接続状態から図3の並列接続状態に切り替える場合の各スイッチの動作状態と各部の電圧、電流状態の一例を説明する。
"Operation during motor power generation"
First, referring to FIG. 5, when the motor 3 is in the power generation (regeneration) state, the output voltage V BAT of the power storage unit 1b is changed from the second voltage V 2 (high voltage) to the first voltage V 1 (low voltage). A case of switching will be described. That is, an example of the operation state of each switch and the voltage and current state of each part when switching from the series connection state of FIG. 4 to the parallel connection state of FIG. 3 will be described.

ただし、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の通過電流をIとし、インバータ2から蓄電ユニット1bへの方向に流れる向きを正の方向とする。   However, let the passing current between the power storage unit 1b and the inverter 2 be I, and let the direction flowing in the direction from the inverter 2 to the power storage unit 1b be the positive direction.

図7に、モータ3の発電状態であり、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第2電圧Vから第1電圧Vに切り替える場合に、コントローラ1aが実行するスイッチ切替制御のフローチャートを示す。ここで、モータ3が発電状態であるか否かは、例えば、電流センサ30の電流検出値の符号やモータトルク指令値により判断される。 7, a power generation state of the motor 3, the case of switching the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b from the second voltage V 2 to the first voltage V 1, shows a flow chart of a switch control by the controller 1a performs . Here, whether or not the motor 3 is in the power generation state is determined by, for example, the sign of the current detection value of the current sensor 30 or the motor torque command value.

なお、モータ3が力行状態のときに出力電圧VBATを第2電圧Vから第1電圧Vに切り替えても、平滑コンデンサ4からモータ3側に電流は流れてインバータ2の入力端子間電圧VINVが減少するため蓄電ユニット部1b側の異常電流による問題は生じ難いので、モータ3が力行状態のとき本制御は行わなくてもよい。 Even when the output voltage V BAT is switched from the second voltage V 2 to the first voltage V 1 when the motor 3 is in a power running state, a current flows from the smoothing capacitor 4 to the motor 3 side, and the voltage across the input terminals of the inverter 2 Since VINV decreases, a problem due to an abnormal current on the power storage unit portion 1b side hardly occurs. Therefore, this control may not be performed when the motor 3 is in the power running state.

ステップS1において、電力供給装置1は、電圧切替制御開始前の初期状態に設定されている。この電圧切替制御前の初期状態では(図8中のt−1〜t)、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオフ状態、第3スイッチSW3がオン状態であり、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBAT、インバータ2の入力端子間電圧VINVはともに第2電圧Vである。このとき、モータ3の発電電力量をPとすると、蓄電ユニット部1bに流れる電流Iは次式(1)で表される。

Figure 2010178421
In step S1, the power supply device 1 is set to an initial state before starting the voltage switching control. In the initial state before the voltage switching control (t −1 to t 0 in FIG. 8), the first switch SW1 and the second switch SW2 are in the off state, the third switch SW3 is in the on state, and the storage unit unit 1b Both the output voltage V BAT and the input terminal voltage V INV of the inverter 2 are the second voltage V 2 . In this case, when the generated power of the motor 3 and P V, the current I flowing through the energy storage unit portion 1b is expressed by the following equation (1).
Figure 2010178421

次のステップS2において、電圧切替制御の開始直後(図8中のt)に、コントローラ1aは、まず第3スイッチSW3をオフ状態とし、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオン状態とする。このとき、コントローラ1aは、当該スイッチの状態にする前に、全てのスイッチをオフとする空白期間を設けても良い。 In the next step S2, immediately after the start of the voltage switching control (t 0 in FIG. 8), the controller 1a first turns off the third switch SW3 and turns on the first switch SW1 and the second switch SW2. . At this time, the controller 1a may provide a blank period in which all the switches are turned off before setting the switch state.

この状態は、図5における並列運転モードである。そして、コントローラ1aは、蓄電ユニット1bの出力電圧VBATを次式(2)のように設定する(第1電圧出力手段)。

Figure 2010178421
This state is the parallel operation mode in FIG. The controller 1a is set such that the following equation (2) the output voltage V BAT of the power storage unit 1b (first voltage output means).
Figure 2010178421

このとき、インバータ2の入力端子間電圧VINVは、次式(3)のようになる。

Figure 2010178421
At this time, the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is expressed by the following equation (3).
Figure 2010178421

このため、ステップS2において、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間には、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATとインバータ2の入力端子間電圧VINVとの差分の電位差がかかる。蓄電ユニット部1bとインバータ2との間に流れる電流Iは、当該電位差から次式(4)に応じて徐々に増加する。

Figure 2010178421
Therefore, in step S2, between the power storage unit section 1b and the inverter 2, it takes a difference potential difference between the input terminal voltage V INV of the output voltage V BAT and the inverter 2 of the power storage unit portion 1b. Current I flowing between power storage unit portion 1b and inverter 2 gradually increases according to the following equation (4) from the potential difference.
Figure 2010178421

ステップS4において、コントローラ1aは、電流Iが予め指定された第1の所定値I(第1切替電流)以上であるか否か判断する。電流Iが所定値Iより小さければ、ステップS3に戻る。電流Iが第1の所定値I以上になったら、ステップS5に進み、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオフして、第3スイッチSW3をオンする(図5中のt)(第2電圧出力手段)。すると、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATは次式(5)となる。

Figure 2010178421
In step S4, the controller 1a determines whether or not the current I is equal to or greater than a first predetermined value I 1 (first switching current) specified in advance. If current I is smaller than the predetermined value I 1, the flow returns to step S3. When current I becomes a first predetermined value I 1 or more, the process proceeds to step S5, and turns off the first switch SW1 and second switch SW2, turns on the third switch SW3 (t 1 in FIG. 5) ( Second voltage output means). Then, the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b is represented by the following formula (5).
Figure 2010178421

インバータ2内の平滑コンデンサ4から電荷が引き出されているため、現時点でインバータ2の入力端子間電圧VINVは、次式(6)のように第2電圧V以下となる。

Figure 2010178421
Since the charge from the smoothing capacitor 4 in the inverter 2 is drawn out, the input terminal voltage V INV of the inverter 2 at this time, the second voltage V 2 or less as in the following equation (6).
Figure 2010178421

そのため、ステップS6において、式(7)に示すような蓄電ユニット部1bとインバータ2との間にかかる電位差の関係から、電流Iは急にゼロにはならずに、次式に応じて徐々に減少する。

Figure 2010178421
For this reason, in step S6, the current I does not suddenly become zero due to the potential difference between the power storage unit 1b and the inverter 2 as shown in the equation (7), but gradually according to the following equation: Decrease.
Figure 2010178421

ステップS7において、コントローラ1aは、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが予め指定された第2の所定値I(第2切替電流)以下であるか否か判断する。電流Iが第2の所定値Iより大きければ、ステップS6に戻る。電流Iが第2の所定値I以下であれば、ステップS8に進む。 In step S7, the controller 1a determines whether or not the current I between the power storage unit unit 1b and the inverter 2 is equal to or less than a second predetermined value I 2 (second switching current) specified in advance. If current I is greater than a second predetermined value I 2, the flow returns to step S6. If the current I is less than or equal to the second predetermined value I2, the process proceeds to step S8.

ステップS8において、コントローラ1aは、電圧センサ40により測定されるインバータ2の入力端子間電圧VINVと第1電圧Vの電位差(VINV−V)が、予め指定された制御終了電位差ΔVより大きいか否かを判断する。電位差(VINV−V)が制御終了電位差ΔVより大きい場合、ステップS2に戻って、第3スイッチSW3をオフ状態して、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオン状態とする(図8中のt)。すると、再び(4)式の条件が成立するため、電流Iが徐々に増加する。 In step S8, the controller 1a determines that the potential difference (V INV −V 1 ) between the input terminal voltage V INV and the first voltage V 1 of the inverter 2 measured by the voltage sensor 40 is greater than the control end potential difference ΔV specified in advance. Judge whether it is large or not. When the potential difference (V INV −V 1 ) is larger than the control end potential difference ΔV, the process returns to step S2, the third switch SW3 is turned off, and the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on (FIG. 8). T 2 ). Then, since the condition of the equation (4) is satisfied again, the current I gradually increases.

このように、インバータ2の入力端子間電圧VINVと第1電圧Vとの電位差が、制御終了電位差ΔVより大きい間、即ち、インバータ2の入力端子間電圧VINVが第1電圧V付近の電圧になるまで、ステップS2からステップS7までの処理は、コントローラ1aによって繰り返される。これにより、インバータ2の入力端子間電圧VINVは、第2電圧Vから徐々に降圧される。 Thus, while the potential difference between the input terminal voltage V INV of the inverter 2 and the first voltage V 1 is larger than the control end potential difference ΔV, that is, the input terminal voltage V INV of the inverter 2 is in the vicinity of the first voltage V 1. The process from step S2 to step S7 is repeated by the controller 1a until the voltage becomes. Thereby, the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is gradually lowered from the second voltage V 2 .

このように、ステップS2からステップS7までの処理を繰り返すことは、第1電圧出力手段(S2)と第2電圧出力手段(S4)を交互に動作させ、蓄電ユニット部1bの出力電圧を第1電圧と第2電圧との間で繰返し切り替える電圧切替手段を構成する。   Thus, repeating the processing from step S2 to step S7 causes the first voltage output means (S2) and the second voltage output means (S4) to operate alternately, and the output voltage of the power storage unit section 1b is changed to the first. Voltage switching means for repeatedly switching between the voltage and the second voltage is configured.

一方、インバータ2の入力端子間電圧VINVと第1電圧Vとの電位差が、制御終了電位差ΔV以下の場合、コントローラ1aは、ステップS9において、第3スイッチSW3をオフ状態、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオン状態にして、制御を終了する(図8中のt)。このようにして、モータ3の回生時に、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電圧を、第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧に制御できる。これにより、電力供給装置1は、電圧切替時に発生する異常電流を抑制できる。 On the other hand, when the potential difference between the input terminal voltage V INV of the inverter 2 and the first voltage V 1 is equal to or less than the control end potential difference ΔV, the controller 1a turns off the third switch SW3 and sets the first switch SW1 in step S9. Then, the second switch SW2 is turned on to finish the control (t 3 in FIG. 8). Thus, during regeneration of the motor 3, the voltage between the power storage unit section 1b and the inverter 2 can be controlled to an intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2. Thereby, the electric power supply apparatus 1 can suppress the abnormal current generated at the time of voltage switching.

なお、上述した回生時の制御において、電圧切替制御中の時間平均の平均通過電流は、第1の所定値Iと第2の所定値Iにより調整される。第1の所定値Iが増加するほど、平均通過電流が大きくなるため、平滑コンデンサ4から電荷が引き出されるスピードが早くなり、インバータ2の入力端子間電圧VINVは早く減少する。ただし、第1の所定値Iは、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3に損傷が生じない値に制限される。 Incidentally, in the control during regeneration as described above, the average current passing through the time-averaged in the voltage switching control is adjusted first predetermined value I 1 with a second predetermined value I 2. As the first predetermined value I 1 increases, the average passing current increases, so that the speed at which charges are drawn from the smoothing capacitor 4 increases, and the input terminal voltage V INV of the inverter 2 decreases earlier. However, the first predetermined value I 1, the first switch SW1, a second switch SW2, is limited to a value that damage does not occur to the third switch SW3.

一方、第2の所定値Iが減少するほど、平均通過電流が小さくなるため、平滑コンデンサ4から電荷が引き出されるスピードが遅くなり、インバータ2の入力端子間電圧VINVは遅く減少する。平滑コンデンサ4から電荷が引き出されるようにするため、平均電流値(I+I)/2は、式(1)の制御前の発電電力量P/2Vより大きく設定される。また、第2の所定値Iは、制御終了後の発電電力量P/第1電圧Vより小さいようなP/第1電圧V付近の値に設定されてよい。また、制御終了電位差ΔVの値は、例えば、第1電圧Vの値の0.1%から30%に設定されてよい。 On the other hand, as the second predetermined value I 2 decreases, the average passing current decreases, so that the speed at which charges are drawn from the smoothing capacitor 4 decreases, and the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 decreases later. In order to extract charges from the smoothing capacitor 4, the average current value (I 1 + I 2 ) / 2 is set to be larger than the generated power amount P V / 2V 1 before the control of the equation (1). The second predetermined value I 2 may be set to a value of P V / first near voltages V 1 as less than the amount of power generation P V / first voltage V 1 of the post-control completion. The value of the control end voltage difference ΔV, for example, may be set from 0.1% in the first value of the voltages V 1 to 30%.

上記のように、通過電流が第1の所定値I以上のとき蓄電ユニット部1bの出力電圧を第2電圧Vに切り替え、通過電流が第2の所定値I以下のとき蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧Vに切り替える。これにより、インバータ2から蓄電ユニット部1bへ流れる電流を制御でき、異常電流を抑制しつつ、電圧切替を行うことができる。また、第1の所定値Iと第2の所定値Iの大きさにより、電圧切替制御中の平均通過電流を任意に設定することができる。 As described above, the current passing through the switching of the output voltage of the first predetermined value I 1 or more when power storage unit portion 1b to a second voltage V 2, the current passing through the second predetermined value I 2 or less when the power storage unit switch the output voltage to the first voltage V 1. Thereby, the electric current which flows from the inverter 2 to the electrical storage unit part 1b can be controlled, and voltage switching can be performed, suppressing an abnormal current. Further, it is possible to first predetermined value I 1 with a second magnitude of a predetermined value I 2, sets the average current passing through during the voltage switching control arbitrarily.

「モータ力行時の動作」
つぎに、モータ3が力行状態であるときの電力供給装置1の動作について、図9及び図10を参照して説明する。
"Operation during motor power running"
Next, the operation of the power supply device 1 when the motor 3 is in the power running state will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

モータ3が力行状態のときにおいて、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧Vから第2電圧Vに切り替える場合、即ち、図3の並列接続状態から図4の直列接続状態に切り替える場合の各スイッチの動作状態と各部の電圧、電流状態の一例である。ただし、図8の場合と逆に、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iは、蓄電ユニット1bからインバータ2方向に流れる向きを正の方向とする。 In case the motor 3 is in the power running state, when switching the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b from the first voltages V 1 to the second voltage V 2, i.e., the series connection state of FIG. 4 from the parallel connection state of FIG. 3 It is an example of the operation state of each switch in the case of switching, the voltage of each part, and a current state. However, contrary to the case of FIG. 8, the current I flowing between the power storage unit 1b and the inverter 2 flows from the power storage unit 1b in the direction of the inverter 2 as a positive direction.

なお、モータ3が充電(回生)状態のときに、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧Vから第2電圧Vに切り替えても、モータ3側から平滑コンデンサ4に電流が流れて入力端子間電圧VINVが上昇するため蓄電ユニット部1b側の異常電流による問題は生じ難いので、モータ3が充電状態のとき本制御は行わなくてもよい。 Note that when the motor 3 is charging (regenerative) state, the output voltage V BAT of the power storage unit section 1b be switched from the first voltages V 1 to the second voltage V 2, the current from the motor 3 side to the smoothing capacitor 4 Since the voltage V INV between the input terminals flows and rises, a problem due to an abnormal current on the power storage unit portion 1b side hardly occurs. Therefore, this control may not be performed when the motor 3 is in a charged state.

図9に、モータ3の力行状態で蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧Vから第2電圧Vに切り替える場合に、コントローラ1aが実行するスイッチ切替制御のフローチャートを示す。なお、モータ3が力行状態であるか否かは、例えば、電流センサ30の電流検出値の符号により判断される。 9, in case of switching from the first voltages V 1 output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b in the power running state of the motor 3 to a second voltage V 2, a flowchart of a switch control by the controller 1a performs. Whether or not the motor 3 is in the power running state is determined by, for example, the sign of the current detection value of the current sensor 30.

ステップS11において、電力供給装置1は、電圧切替制御開始前の初期状態に設定されている。電圧切替制御前の初期状態では(図10中t−1〜t)、第3スイッチSW3がオフ状態、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオン状態である。また、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBAT、インバータ2の入力端子間電圧VINVは、ともに第1電圧Vである。このときモータ3の使用電力をPとすると、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iは数式(8)で表される。

Figure 2010178421
In step S11, the power supply device 1 is set to an initial state before the start of voltage switching control. In the initial state before the voltage switching control (t −1 to t 0 in FIG. 10), the third switch SW3 is in the off state, and the first switch SW1 and the second switch SW2 are in the on state. Further, the output voltage V BAT of the power storage unit 1b and the input terminal voltage V INV of the inverter 2 are both the first voltage V 1 . In this case the power usage of the motor 3 and P V, a current I between the power storage unit section 1b and the inverter 2 is represented by Equation (8).
Figure 2010178421

ステップS12において、コントローラ1aは、電圧切替制御の開始直後(図7中t)に、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオフ状態、及び第3スイッチSW3をオン状態に切り替える。蓄電ユニット1bの出力電圧VBATを次式(9)のように設定する。ここで、コントローラ1aは、第3スイッチSW3に対してPWM制御を行うことにより、出力電圧VBATとしての第2電圧Vを、第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧に調整する。

Figure 2010178421
In step S12, the controller 1a switches the first switch SW1 and the second switch SW2 to the off state and the third switch SW3 to the on state immediately after the start of the voltage switching control (t 0 in FIG. 7). It is set as following equation (9) the output voltage V BAT of the power storage unit 1b. Here, the controller 1a, by performing PWM control for the third switch SW3, the second voltage V 2 as the output voltage V BAT, the intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2 adjust.
Figure 2010178421

このとき、コントローラ1aは、第3スイッチSW3をオン状態にする前に、全てのスイッチをオフとする空白期間を設けても良い。これにより、蓄電ユニット部1bが中間電圧を発生する際に、第1スイッチSW1と第3スイッチSW3、又は、第2スイッチSW2と第3スイッチSW3とが同時にオン状態となることを回避できる。これにより、バッテリの短絡が発生することを防止することができる。   At this time, the controller 1a may provide a blank period in which all the switches are turned off before the third switch SW3 is turned on. Accordingly, it is possible to avoid that the first switch SW1 and the third switch SW3 or the second switch SW2 and the third switch SW3 are turned on simultaneously when the power storage unit 1b generates the intermediate voltage. Thereby, it is possible to prevent a short circuit of the battery from occurring.

このときインバータ2の入力端子間電圧VINVは、次式(10)のようになる。

Figure 2010178421
At this time, the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is expressed by the following equation (10).
Figure 2010178421

このため、ステップS13において、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間には、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATとインバータ2の入力端子間電圧VINVとの差分の電位差がかかる。これにより、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iは、当該電位差から次式(11)に応じて徐々に増加する。

Figure 2010178421
For this reason, in step S13, a potential difference of a difference between the output voltage V BAT of the power storage unit 1b and the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is applied between the power storage unit 1b and the inverter 2. Thereby, current I between power storage unit portion 1b and inverter 2 gradually increases from the potential difference according to the following equation (11).
Figure 2010178421

ステップS14において、コントローラ1aは、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが予め指定された第1の所定値I以上であるか否か判断する。電流Iが第1の所定値Iより小さければ、ステップS13に戻る。電流Iが第1の所定値I以上になったら、ステップS15に進み、第3スイッチSW3をオフ状態にし、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2をオン状態にする(図10中のt)。すると、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATは次式(12)となる。ここで、コントローラ1aは、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2に対してPWM制御を制御しても良い。

Figure 2010178421
In step S14, the controller 1a determines whether or not the current I between the power storage unit portion 1b and the inverter 2 is equal to or greater than a first predetermined value I1 specified in advance. If current I is less than a first predetermined value I 1, the flow returns to step S13. When current I becomes a first predetermined value I 1 or more, the process proceeds to step S15, the third switch SW3 are turned off, the first switch SW1, the second switch SW2 to the ON state (t 1 in FIG. 10 ). Then, the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b is represented by the following formula (12). Here, the controller 1a may control the PWM control for the first switch SW1 and the second switch SW2.
Figure 2010178421

インバータ2内の平滑コンデンサ4に電流が流れ込むため、インバータ2の入力端子間電圧VINVは、次式(13)のように第1電圧V以上となる。

Figure 2010178421
Since the current flowing into the smoothing capacitor 4 in the inverter 2, the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 becomes the first voltages V 1 or more as in the following equation (13).
Figure 2010178421

そのため、ステップS16において、式(14)に示すような、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間にかかる電位差から、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iは、急にゼロにはならずに次式に応じて徐々に減少する。

Figure 2010178421
Therefore, in step S16, the current I between the power storage unit 1b and the inverter 2 suddenly becomes zero due to the potential difference between the power storage unit 1b and the inverter 2 as shown in the equation (14). Instead, it gradually decreases according to the following equation.
Figure 2010178421

ステップS17において、コントローラ1aは、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが予め指定された第2の所定値I以下であるか否か判断する。蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが第2の所定値Iより大きければ、ステップS16に戻る。蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが第2の所定値I以下であれば、ステップS18に進む。 In step S17, the controller 1a determines whether or not the current I between the power storage unit unit 1b and the inverter 2 is equal to or less than a second predetermined value I2 designated in advance. If current I between power storage unit 1b and inverter 2 is larger than second predetermined value I2, the process returns to step S16. If current I between power storage unit 1b and inverter 2 is equal to or smaller than second predetermined value I2, the process proceeds to step S18.

ステップS18において、コントローラ1aは、第2電圧Vとインバータ2の入力端子間電圧VINVとの電位差(V−VINV)が、予め指定された制御終了電位差ΔVより大きいか否かを判断する。当該電位差が制御終了電位差ΔVより大きい場合、ステップS12に戻って、コントローラ1aは、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオフにして、第3スイッチSW3をオンにする(図10中のt)。すると、再び(11)式の条件が成立するため、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の電流Iが、徐々に増加する。 In step S18, the controller 1a is the potential difference between the second voltage V 2 and the input terminal voltage V INV of the inverter 2 (V 2 -V INV) is pre-specified control end voltage difference ΔV is greater than whether the determination To do. When the potential difference is larger than the control end potential difference ΔV, the process returns to step S12, and the controller 1a turns off the first switch SW1 and the second switch SW2 and turns on the third switch SW3 (t 2 in FIG. 10). ). Then, since the condition of the formula (11) is satisfied again, the current I between the power storage unit portion 1b and the inverter 2 gradually increases.

このように、電位差(V−VINV)が、制御終了電位差ΔVより大きい間、即ち、インバータ2の入力端子間電圧VINVが第2電圧V付近の電圧になるまで、ステップS12からステップS17までの処理を繰り返す。これにより、インバータ2の入力端子間電圧VINVは、第1電圧Vから徐々に昇圧される。 In this way, from step S12 to step S12, the potential difference (V 2 −V INV ) is larger than the control end potential difference ΔV, that is, until the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 becomes a voltage near the second voltage V 2. The process up to S17 is repeated. Thereby, the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 is gradually boosted from the first voltage V 1 .

一方、電位差(V−VINV)が、制御終了電位差ΔV以下の場合、ステップS19において、コントローラ1aは、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をオフ状態、第3スイッチSW3をオン状態にして制御を終了する(図10中のt)。このようにして、モータ3が力行時に異常電流を抑制しつつ、蓄電ユニット1bの出力電圧の電圧切替(第1電圧Vから第2電圧Vへ)を終了することができる。 On the other hand, if the potential difference (V 2 −V INV ) is equal to or less than the control end potential difference ΔV, the controller 1a turns off the first switch SW1 and the second switch SW2 and turns on the third switch SW3 in step S19. The control is terminated (t 3 in FIG. 10). In this way, while the motor 3 is suppressed abnormal current at the time of power running, it is possible to terminate the voltage switching of the output voltage of the power storage unit 1b (from the first voltages V 1 to the second voltage V 2).

ここで、コントローラ1aは、昇圧後の第2電圧Vを、第1電圧Vよりも高い任意の中間電圧にできる。この場合、コントローラ1aが第3スイッチSW3に対してPWM制御を行うことにより、インバータ2の入力端子間電圧VINVを、第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧に調整させる。これにより、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATが第2電圧Vに上昇した後において、コントローラ1aは、蓄電ユニット部1bからインバータ2に対して供給する電圧を任意の中間電圧にできる。 Here, the controller 1a is a second voltage V 2 after boosting, can be in any intermediate voltage higher than the first voltage V 1. In this case, by the controller 1a performs PWM control for the third switch SW3, an input terminal voltage V INV of the inverter 2, thereby adjusting the intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2. Thus, after the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b is raised to a second voltage V 2, the controller 1a may be from the power storage unit portion 1b to any intermediate voltage the voltage supplied to the inverter 2.

その後、コントローラ1aは、昇圧後の中間電圧を維持するためには、直列運転モードとした状態で、第3スイッチSW3に対するPWM制御を継続する。すなわち、図11に示すように、インバータ2の入力端子間電圧VINVが第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧となるようにデューティ比を調整して、第3スイッチSW3に対してPWM制御を行う。 Thereafter, in order to maintain the intermediate voltage after the boost, the controller 1a continues the PWM control with respect to the third switch SW3 in the state of the series operation mode. That is, as shown in FIG. 11, the duty ratio is adjusted so that the voltage V INV between the input terminals of the inverter 2 becomes an intermediate voltage between the first voltage V 1 and the second voltage V 2, and the third switch SW 3 On the other hand, PWM control is performed.

なお、電圧切替制御中の時間平均の平均通過電流は、第1の所定値Iと第2の所定値Iにより調整される。第1の所定値Iが増加するほど、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の平均通過電流が大きくなるため、平滑コンデンサ4が充電されるスピードが早くなり、インバータ2の入力端子間電圧VINVは早く増加する。ただし、第1の所定値Iは、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3に損傷が生じない値に制限される。 The average current passing through the time-averaged in the voltage switching control is adjusted first predetermined value I 1 with a second predetermined value I 2. As the first predetermined value I 1 increases, the average passing current between the power storage unit 1b and the inverter 2 increases, so that the speed at which the smoothing capacitor 4 is charged increases and the voltage between the input terminals of the inverter 2 increases. V INV increases quickly. However, the first predetermined value I 1, the first switch SW1, a second switch SW2, is limited to a value that damage does not occur to the third switch SW3.

一方、第2の所定値Iが減少するほど、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間のお平均通過電流が小さくなるため、平滑コンデンサ4が充電されるスピードが遅くなり、インバータ2の入力端子間電圧VINVは遅く減少する。第1の所定値Iは、式(8)の制御前の電流(P/V)より大きく設定されてよい。第2の所定値Iは、制御終了後の電流(P/2V)より小さいようなP/2V付近の値に設定されてよい。また、制御終了電位差ΔVの値は、例えば、第1電圧Vの値の0.1%から30%に設定されてよい。 On the other hand, as the second predetermined value I 2 decreases, the average passing current between the power storage unit 1b and the inverter 2 decreases, so that the speed at which the smoothing capacitor 4 is charged becomes slower, and the input of the inverter 2 The terminal voltage V INV decreases slowly. The first predetermined value I 1 may be set larger than the current (P V / V 1 ) before the control in Expression (8). The second predetermined value I 2 may be set to a value in the vicinity of P V / 2V 1 that is smaller than the current (P V / 2V 1 ) after the end of control. The value of the control end voltage difference ΔV, for example, may be set from 0.1% in the first value of the voltages V 1 to 30%.

上記のように、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の通過電流が第1の所定値I以上のとき、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第1電圧Vに切り替え、電流Iが第2の所定値I以下のとき、蓄電ユニット部1bの出力電圧VBATを第2電圧Vに切り替える。これにより、負荷部(インバータ2及びモータ3)へ蓄電ユニット部1bから流れる電流を制御できるため、異常電流を抑制しつつ、電圧切替を行うことができる。 As described above, when the passing current between the power storage unit section 1b and the inverter 2 is in the first predetermined value I 1 or more switches the output voltage V BAT of the power storage unit section 1b to the first voltage V 1, the current I when is a second predetermined value I 2 below, switches the output voltage V BAT of the power storage unit portion 1b to a second voltage V 2. Thereby, since the electric current which flows from the electrical storage unit part 1b to a load part (the inverter 2 and the motor 3) can be controlled, voltage switching can be performed, suppressing an abnormal current.

また、第1の所定値Iと第2の所定値Iの大きさにより、電圧切替制御中の蓄電ユニット部1bとインバータ2との間の平均通過電流を任意に設定することができる。 Further, it is possible to first predetermined value I 1 with a second magnitude of a predetermined value I 2, to arbitrarily set the average passing current between the power storage unit section 1b and the inverter 2 in the voltage switching control.

[実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態として示した電力供給装置1によれば、蓄電ユニット部1bの出力電圧を第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧にする時に、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をパルス幅制御(PWM制御)する状態と、第3スイッチSW3をパルス幅制御(PWM制御)する状態とを交互に繰り返す。これにより、電力供給装置1によれば、第1バッテリ10及び第2バッテリ11の放電時における電圧を、過大な電圧ではなく第1電圧Vと第2電圧Vとの中間電圧に制御できる。したがって、この電力供給装置1によれば、適切な電力を蓄電ユニット部1bから出力して負荷を駆動することができる。
[Effect of the embodiment]
As described above in detail, according to the power supply device 1 shown as an embodiment of the present invention, when the output voltage of the power storage unit portion 1b to an intermediate voltage of the first voltages V 1 and the second voltage V 2 The state in which the first switch SW1 and the second switch SW2 are subjected to pulse width control (PWM control) and the state in which the third switch SW3 is subjected to pulse width control (PWM control) are alternately repeated. Thus, according to the power supply device 1, the voltage at the time of discharge of the first battery 10 and the second battery 11 can be controlled to an intermediate voltage between the first voltages V 1 and the second voltage V 2 rather than excessive voltage . Therefore, according to this power supply device 1, it is possible to drive the load by outputting appropriate power from the power storage unit 1b.

また、この電力供給装置1によれば、充電時及び放電時の電圧を中間電圧に調整できるので、蓄電ユニット部1bとインバータ2との間にリアクトルやリレーを設けることなく、コスト低減を図ることができる。   Moreover, according to this power supply device 1, since the voltage at the time of charging and discharging can be adjusted to an intermediate voltage, cost reduction can be achieved without providing a reactor or a relay between the power storage unit portion 1b and the inverter 2. Can do.

更に、この電力供給装置1によれば、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2をパルス幅制御する期間と、第3スイッチSW3をパルス幅制御する期間との間に、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2と、第3スイッチSW3とが全てオフ状態となる空白期間を設けている。これにより、バッテリの短絡が発生することを防止することができる。   Furthermore, according to the power supply device 1, the first switch SW1 and the second switch SW2 are provided between the period during which the first switch SW1 and the second switch SW2 are subjected to pulse width control and the period during which the third switch SW3 is subjected to pulse width control. A blank period is provided in which the switch SW2 and the third switch SW3 are all turned off. Thereby, it is possible to prevent a short circuit of the battery from occurring.

更にまた、この電力供給装置1によれば、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2とをオフ状態にした状態で、第1バッテリ10と第2バッテリ11とを直列に接続させて放電している場合に、第3スイッチSW3をパルス幅制御(PWM制御)する。これにより、インバータ2に対して必要な電力を供給できるので、インバータ2における電力変換効率を向上できる。   Furthermore, according to the power supply device 1, the first battery 10 and the second battery 11 are connected in series and discharged with the first switch SW1 and the second switch SW2 turned off. In this case, the third switch SW3 is subjected to pulse width control (PWM control). Thereby, since necessary electric power can be supplied with respect to the inverter 2, the power conversion efficiency in the inverter 2 can be improved.

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.

1 電力供給装置
1a コントローラ
1b 蓄電ユニット
1b 蓄電ユニット部
2 インバータ
3 モータ
4 平滑コンデンサ
10 第1バッテリ
11 第2バッテリ
13 半導体スイッチング素子
14 逆並列ダイオード
20 インバータ駆動回路
30 電流センサ
40 電圧センサ
50 電圧センサ
SW スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device 1a Controller 1b Power storage unit 1b Power storage unit part 2 Inverter 3 Motor 4 Smoothing capacitor 10 1st battery 11 2nd battery 13 Semiconductor switching element 14 Reverse parallel diode 20 Inverter drive circuit 30 Current sensor 40 Voltage sensor 50 Voltage sensor SW switch

Claims (3)

少なくとも2つの電圧を出力可能な蓄電ユニットを有し、前記蓄電ユニットが負荷部の端子に接続される電力供給装置であって、
前記蓄電ユニットの出力電圧を第1電圧とする第1電圧出力手段と、
前記蓄電ユニットの出力電圧を前記第1電圧より高電圧である第2電圧とする第2電圧出力手段と、
前記蓄電ユニットの出力電圧及び前記負荷部の端子電圧を第1電圧と第2電圧との中間電圧にする場合に、前記第1電圧出力手段と前記第2電圧出力手段を交互に動作させる電圧切替手段とを有し、
前記蓄電ユニットは、第1蓄電部及び第2蓄電部と、第1スイッチ、第2スイッチ及び第3スイッチとを有し、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのみがオン状態とされた時に、前記負荷部に対して前記第1蓄電部及び前記第2蓄電部を並列接続状態とし、前記第3スイッチのみがオン状態とされた時に、前記負荷部に対して前記第1蓄電部及び前記第2蓄電部を直列接続状態とするよう構成され、前記第1スイッチ、前記第2スイッチ、及び前記第3スイッチは、半導体スイッチング素子及び当該半導体スイッチング素子と並列して設けられ当該半導体スイッチング素子がオン状態とされた時の電流方向に対する逆方向が順方向とされた逆並列ダイオードを含み、
前記電圧切替手段は、前記蓄電ユニットの出力電圧を前記第1電圧と前記第2電圧との中間電圧にする時に、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをパルス幅制御する状態と、前記第3スイッチをパルス幅制御する状態とを交互に繰り返すこと
を特徴とする電力供給装置。
A power supply device having a power storage unit capable of outputting at least two voltages, wherein the power storage unit is connected to a terminal of a load unit,
First voltage output means for setting the output voltage of the power storage unit as a first voltage;
Second voltage output means for setting the output voltage of the power storage unit to a second voltage that is higher than the first voltage;
Voltage switching for alternately operating the first voltage output means and the second voltage output means when the output voltage of the power storage unit and the terminal voltage of the load section are set to an intermediate voltage between the first voltage and the second voltage. Means,
The power storage unit includes a first power storage unit and a second power storage unit, a first switch, a second switch, and a third switch, and when only the first switch and the second switch are turned on, When the first power storage unit and the second power storage unit are connected in parallel to the load unit, and only the third switch is turned on, the first power storage unit and the second power storage unit are turned on with respect to the load unit. 2 The power storage unit is configured to be connected in series, and the first switch, the second switch, and the third switch are provided in parallel with the semiconductor switching element and the semiconductor switching element, and the semiconductor switching element is turned on. Including an anti-parallel diode in which the reverse direction to the current direction when set to the state is the forward direction,
The voltage switching means is configured to control the pulse width of the first switch and the second switch when the output voltage of the power storage unit is set to an intermediate voltage between the first voltage and the second voltage; A power supply device characterized by alternately repeating a state in which the switch is subjected to pulse width control.
前記電圧切替手段は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチをパルス幅制御する期間と、前記第3スイッチをパルス幅制御する期間との間に、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチと、前記第3スイッチとが全てオフ状態となる空白期間を設けることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。   The voltage switching means includes the first switch and the second switch between a period during which the first switch and the second switch are subjected to pulse width control and a period during which the third switch is subjected to pulse width control. The power supply apparatus according to claim 1, wherein a blank period in which all the third switches are in an off state is provided. 前記電圧切替手段は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチとをオフ状態にした状態で、前記第1蓄電部と前記第2蓄電部とを直列に接続させて放電している場合に、前記第3スイッチをパルス幅制御することを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。   The voltage switching unit is configured to discharge the first power storage unit and the second power storage unit connected in series with the first switch and the second switch in an off state. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the third switch performs pulse width control.
JP2009015374A 2009-01-27 2009-01-27 Power supplying device Pending JP2010178421A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009015374A JP2010178421A (en) 2009-01-27 2009-01-27 Power supplying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009015374A JP2010178421A (en) 2009-01-27 2009-01-27 Power supplying device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010178421A true JP2010178421A (en) 2010-08-12

Family

ID=42708826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009015374A Pending JP2010178421A (en) 2009-01-27 2009-01-27 Power supplying device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010178421A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012063385A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 Three Eye Co., Ltd. Motor-driving apparatus capable of charging vehicle battery
KR101147205B1 (en) * 2010-10-06 2012-05-25 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus and method of controlling high current, and power storage apparatus using the same
JP2014003858A (en) * 2012-06-20 2014-01-09 Honda Motor Co Ltd Power supply device
JP2014050176A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toyota Motor Corp Power supply system
WO2018006996A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 Daimler Ag Battery arrangement for a motor vehicle
WO2019163080A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 田中 正一 Voltage switching-type dc power supply
WO2019180912A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 田中 正一 Voltage switching type direct-current power supply
JP2020171190A (en) * 2013-08-06 2020-10-15 ゴゴロ インク System and method for powering electric vehicle using single or multiple power batteries
JP2021180611A (en) * 2012-12-28 2021-11-18 株式会社半導体エネルギー研究所 Power storage system
JP2022502997A (en) * 2018-10-03 2022-01-11 チェッティアー,カンナッパン,カルッパン Energy storage systems and methods to improve battery performance
JP7289977B1 (en) 2022-03-14 2023-06-12 中国長江三峡集団有限公司 Hybrid energy storage system, its control method and control device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101147205B1 (en) * 2010-10-06 2012-05-25 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus and method of controlling high current, and power storage apparatus using the same
WO2012063385A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 Three Eye Co., Ltd. Motor-driving apparatus capable of charging vehicle battery
JP2014003858A (en) * 2012-06-20 2014-01-09 Honda Motor Co Ltd Power supply device
CN103516205A (en) * 2012-06-20 2014-01-15 本田技研工业株式会社 Electric power supply apparatus
US8994212B2 (en) 2012-06-20 2015-03-31 Honda Motor Co., Ltd. Electric power supply apparatus
JP2014050176A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Toyota Motor Corp Power supply system
US12034327B2 (en) 2012-12-28 2024-07-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device control system, power storage system, and electrical appliance
JP2021180611A (en) * 2012-12-28 2021-11-18 株式会社半導体エネルギー研究所 Power storage system
JP2020171190A (en) * 2013-08-06 2020-10-15 ゴゴロ インク System and method for powering electric vehicle using single or multiple power batteries
WO2018006996A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 Daimler Ag Battery arrangement for a motor vehicle
US11052843B2 (en) 2016-07-08 2021-07-06 Daimler Ag Battery arrangement for a motor vehicle
WO2019163080A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 田中 正一 Voltage switching-type dc power supply
WO2019180912A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 田中 正一 Voltage switching type direct-current power supply
JP2022502997A (en) * 2018-10-03 2022-01-11 チェッティアー,カンナッパン,カルッパン Energy storage systems and methods to improve battery performance
JP7606452B2 (en) 2018-10-03 2024-12-25 チェッティアー,カンナッパン,カルッパン Energy storage system and method for improving battery performance
JP7289977B1 (en) 2022-03-14 2023-06-12 中国長江三峡集団有限公司 Hybrid energy storage system, its control method and control device
JP2023134341A (en) * 2022-03-14 2023-09-27 中国長江三峡集団有限公司 Hybrid energy storage system, its control method and control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010178421A (en) Power supplying device
JP4353222B2 (en) Power supply apparatus and control method thereof
JP4893368B2 (en) Power supply
EP2497677B1 (en) Electric vehicle
US9868358B2 (en) Power conversion system suppressing reduction in conversion efficiency
CN102574470A (en) Charging system for a vehicle and electric vehicle incorporating the charging system for the vehicle
JP2017093226A (en) Vehicle power supply system
JP2009254169A (en) Power supply system
JP5000029B1 (en) AC motor drive device
JP5082339B2 (en) Power converter
JP5425849B2 (en) Railway vehicle drive control device
CN112600412A (en) Power control device
JP2014110666A (en) Discharge control system, and discharge device
US10173534B2 (en) Variable voltage converter control in vehicles
JP2005073328A (en) Electric vehicle power supply
KR20210065119A (en) Methods for improving energy storage systems and battery performance
JP4591741B2 (en) Rotating electric machine drive device for vehicle
JP2010233384A (en) Power supply
JP2002281609A (en) Combined secondary battery circuit and regenerative control system
JP2011010380A (en) Dc power converter
JP4761209B2 (en) Power converter using electric double layer capacitor and electric double layer capacitor charging method
JP4590959B2 (en) Control method for power conversion device and electric vehicle driven using the same
JP4139290B2 (en) Electric vehicle power supply
WO2012032621A1 (en) Power storage apparatus using capacitor, charging control apparatus therefor, and charging control method therefor
CN117445663A (en) Electric vehicles and control methods