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JP2008079436A - Power supply control unit - Google Patents

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JP2008079436A
JP2008079436A JP2006256287A JP2006256287A JP2008079436A JP 2008079436 A JP2008079436 A JP 2008079436A JP 2006256287 A JP2006256287 A JP 2006256287A JP 2006256287 A JP2006256287 A JP 2006256287A JP 2008079436 A JP2008079436 A JP 2008079436A
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JP
Japan
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capacitor
battery
inverter
connection switch
voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006256287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Kawasaki
晃久 川崎
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2006256287A priority Critical patent/JP2008079436A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply control unit capable of charging a capacitor and a battery during regeneration and of controlling the battery at a high pressure by boosting a battery voltage upon driving a motor. <P>SOLUTION: This power supply control unit 1 includes: an inverter 20 for supplying power from the chargeable and dischageable capacitor 30 and the chargeable and dischageable battery 50 to a motor/generator 10 and for supplying regenerative power from the motor/generator 10 to the capacitor 30 and the battery 50; a step-up/step-down converter 40 for stepping down the voltage of the regenerative power supplied from the inverter 20 and supplying it to the battery 50 and for stepping up the voltage of power discharged from the battery 50 and supplying it to the inverter 20; and a switching section 70 for switching from connection to disconnection and vice versa among the inverter 20, capacitor 30 and step-up/step-down converter 40. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機又は発電機として動作するモータ/ジェネレータの電源制御装置に関する。   The present invention relates to a power control device for a motor / generator that operates as an electric motor or a generator.

電気自動車は車両駆動モータを駆動源としているが、その車両駆動モータに給電する電源として、鉛蓄電池やニッケル・カドミウム電池等の二次電池(バッテリ)を用いることが知られている。しかし、このような二次電池は、放電するまでに走行できる距離が比較的短く、また充電時間が長いものである。   Although an electric vehicle uses a vehicle drive motor as a drive source, it is known to use a secondary battery (battery) such as a lead storage battery or a nickel-cadmium battery as a power source for supplying power to the vehicle drive motor. However, such a secondary battery has a relatively short distance that can be traveled before discharging and a long charging time.

一方、充電時間が短い蓄電手段としてはキャパシタがあり、小型ながら大容量であるところの電気二重層コンデンサを、電気自動車の電源として用いることが提案されている。   On the other hand, there is a capacitor as a power storage means with a short charging time, and it has been proposed to use an electric double layer capacitor having a small capacity but a large capacity as a power source for an electric vehicle.

そこで、蓄電手段として、バッテリと、急速充電可能であるところのキャパシタとの両方を搭載し、車輌の走行状態あるいはキャパシタの充電状態等に基づいて、これらの蓄電手段から車両駆動モータへの給電を制御したり、車両駆動モータから蓄電手段への回生充電を制御したりする電気自動車電源制御装置が考えられている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, both a battery and a capacitor that can be rapidly charged are mounted as power storage means, and power is supplied from these power storage means to the vehicle drive motor based on the running state of the vehicle or the charged state of the capacitor. There has been considered an electric vehicle power supply control device that controls or controls regenerative charging from a vehicle drive motor to a power storage means (see, for example, Patent Document 1).

図3は、特許文献1に記載された電気自動車電源制御装置の概略構成を示すブロック図である。図3に示すように、電気自動車電源制御装置は、キャパシタ101と、バッテリ104と、電流検出回路105と、インバータ106と、片方向コンバータ108と、電圧検出回路109と、コンバータ制御部110と、切換リレー111と、回生電流専用配線112とを備える。   FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the electric vehicle power supply control device described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the electric vehicle power supply control device includes a capacitor 101, a battery 104, a current detection circuit 105, an inverter 106, a one-way converter 108, a voltage detection circuit 109, a converter control unit 110, A switching relay 111 and a regenerative current wiring 112 are provided.

片方向コンバータ108は、キャパシタ180と、トランジスタ182と、ダイオード183と、リアクトル184と、トランジスタ185と、ダイオード186と、キャパシタ188と、電流検出回路189、190とを有する。キャパシタ180、188は平滑用であり、電流検出回路189、190は片方向コンバータ18の入力電流、出力電流の検出用である。   Unidirectional converter 108 includes capacitor 180, transistor 182, diode 183, reactor 184, transistor 185, diode 186, capacitor 188, and current detection circuits 189 and 190. The capacitors 180 and 188 are for smoothing, and the current detection circuits 189 and 190 are for detecting the input current and output current of the unidirectional converter 18.

また、切換リレー111は、切換リレーコイル1111と、切換リレー接点1112と、固定接点111A、111Bとを有する。   The switching relay 111 includes a switching relay coil 1111, a switching relay contact 1112, and fixed contacts 111 </ b> A and 111 </ b> B.

回生時には、回生電流は専用配線112を通って直接キャパシタ101を充電する。片方向コンバータ108は、キャパシタ101側からバッテリ104側へ向かって昇圧または降圧動作させられるので、キャパシタ充電電圧はバッテリ電圧以下とする必要はなくなる。回生電流が所定値を超えると、片方向コンバータ108を動作させ、超えた分はバッテリ104の充電に回す。そうすると、キャパシタ101での電力損失は大とはならない。キャパシタ101から給電する場合、片方向コンバータ108の出力電圧がバッテリ電圧程度になるよう、キャパシタ101の電圧を昇圧または降圧して給電する。   During regeneration, the regenerative current charges the capacitor 101 directly through the dedicated wiring 112. Since the one-way converter 108 is boosted or stepped down from the capacitor 101 side toward the battery 104 side, the capacitor charging voltage need not be lower than the battery voltage. When the regenerative current exceeds a predetermined value, the one-way converter 108 is operated, and the excess is sent to charge the battery 104. Then, the power loss in the capacitor 101 does not become large. When power is supplied from the capacitor 101, the voltage of the capacitor 101 is increased or decreased so that the output voltage of the unidirectional converter 108 is about the battery voltage.

特開平9−322314号公報JP-A-9-322314

しかしながら、上記の電気自動車電源制御装置にあっては、片方向コンバータを用いていたため、モータ駆動時には、バッテリ電圧がインバータに直接供給されるものである。すなわち、このコンバータはバッテリ電圧を昇圧するものではないので、バッテリからの電力を用いてインバータを高圧で制御することができないという事情がある。   However, since the above-described electric vehicle power supply control device uses a unidirectional converter, the battery voltage is directly supplied to the inverter when the motor is driven. That is, since this converter does not boost the battery voltage, there is a circumstance that the inverter cannot be controlled at a high voltage using the power from the battery.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、回生時にコンデンサ及びバッテリへの充電を行うことが可能であると共に、モータ駆動時にはバッテリ電圧を昇圧しインバータを高圧で制御することを可能とした電源制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of charging a capacitor and a battery during regeneration, and boosting a battery voltage and controlling an inverter at a high voltage when driving a motor. An object of the present invention is to provide a power control device that can be used.

本発明は、第1に、電動機又は発電機として動作するモータ/ジェネレータの電源制御装置であって、充放電可能なコンデンサと、充放電可能なバッテリと、前記コンデンサ及び前記バッテリの少なくとも一方からの電力を前記モータ/ジェネレータへ供給すると共に、前記モータ/ジェネレータからの回生電力を前記コンデンサ及び前記バッテリの少なくとも一方へ供給するインバータと、前記インバータから供給される回生電力を降圧して前記バッテリに供給すると共に、前記バッテリから放電された電力を昇圧して前記インバータへ供給する昇降圧コンバータとを備える電源制御装置が提供されるものである。   A first aspect of the present invention is a power supply control device for a motor / generator that operates as an electric motor or a generator, and includes a chargeable / dischargeable capacitor, a chargeable / dischargeable battery, and at least one of the capacitor and the battery. An electric power is supplied to the motor / generator, and an regenerative power from the motor / generator is supplied to at least one of the capacitor and the battery, and a regenerative power supplied from the inverter is stepped down and supplied to the battery. And a step-up / down converter that boosts the electric power discharged from the battery and supplies the boosted power to the inverter.

この構成により、昇降圧コンバータがバッテリ及びインバータとの間で両方向の昇降圧を行うことが可能であるので、回生時にコンデンサのみでなくバッテリへの充電を行うことが可能であると共に、モータ駆動時にはバッテリ電圧を昇圧してインバータに供給することが可能となるので、インバータを高圧で制御することができる。   With this configuration, the buck-boost converter can perform boost / buck in both directions between the battery and the inverter, so that not only the capacitor but also the battery can be charged during regeneration and the motor is driven. Since the battery voltage can be boosted and supplied to the inverter, the inverter can be controlled at a high voltage.

本発明は、第2に、上記第1に記載の電源制御装置であって、前記コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧センサと、前記コンデンサと、前記インバータ及び前記昇降圧コンバータとの間の接続又は開放を切り替えるコンデンサ接続スイッチと、前記コンデンサ電圧センサにより検出された電圧に基づいて、前記コンデンサ接続スイッチを制御する制御部とを更に備える電源制御装置が提供されるものである。   A second aspect of the present invention is the power supply control device according to the first aspect, wherein a capacitor voltage sensor that detects a voltage of the capacitor, a connection between the capacitor, the inverter, and the buck-boost converter, There is provided a power supply control device further including a capacitor connection switch that switches between opening and a control unit that controls the capacitor connection switch based on a voltage detected by the capacitor voltage sensor.

この構成により、制御部がコンデンサの電圧に基づいてコンデンサと、インバータ及び昇降圧コンバータとの間の接続を切り替えることができるので、例えばコンデンサの充電状態に応じて、モータ駆動時の電源や回生時の充電先として、コンデンサの選択/非選択を切り替えることができる。   With this configuration, since the control unit can switch the connection between the capacitor, the inverter, and the buck-boost converter based on the voltage of the capacitor, for example, depending on the state of charge of the capacitor, the power supply during motor driving or during regeneration As the charging destination, the selection / non-selection of the capacitor can be switched.

本発明は、第3に、上記第2に記載の電源制御装置であって、前記制御部は、回生時に、前記コンデンサ電圧センサにより検出された前記コンデンサの電圧を監視し、前記コンデンサがフル充電になるまでは前記コンデンサ接続スイッチを接続状態に制御し、前記コンデンサがフル充電であると判定したときは前記コンデンサ接続スイッチを開放状態に制御する電流制御装置が提供されるものである。   Thirdly, the power supply control device according to the second aspect, wherein the control unit monitors the voltage of the capacitor detected by the capacitor voltage sensor during regeneration, and the capacitor is fully charged. Until then, a current control device is provided that controls the capacitor connection switch to a connected state and controls the capacitor connection switch to an open state when it is determined that the capacitor is fully charged.

この構成により、コンデンサがフル充電であるときには、回生電力は昇降圧コンバータを介してバッテリへ充電されるので、効率的に回生電力を利用することができる。   With this configuration, when the capacitor is fully charged, the regenerative power is charged to the battery via the step-up / down converter, so that the regenerative power can be used efficiently.

本発明は、第4に、上記第2又は第3に記載の電源制御装置であって、前記インバータからの回生電流を検出する電流センサと、前記バッテリと、前記インバータ及び前記コンデンサ接続スイッチとの間の接続又は開放を切り替えるバッテリ接続スイッチとを更に備え、前記制御部は、前記電流センサにより検出された回生電流が所定の電流値以上のときは、前記バッテリ接続スイッチを接続状態に制御する電源制御装置が提供されるものである。   Fourthly, the present invention provides the power supply control device according to the second or third aspect, wherein a current sensor that detects a regenerative current from the inverter, the battery, the inverter, and the capacitor connection switch A battery connection switch that switches between connection and release, and the control unit controls the battery connection switch to a connected state when the regenerative current detected by the current sensor is equal to or greater than a predetermined current value. A control device is provided.

この構成により、回生電流が大きい場合には、インバータとバッテリとをコンバータを介して接続することにより、バッテリへの充電を行うので、例えば、コンデンサの瞬時蓄電容量を超えたとしても、その分の回生電流をバッテリへ充電することができるので、効率的に回生電力を利用することができる。   With this configuration, when the regenerative current is large, the battery is charged by connecting the inverter and the battery via a converter. For example, even if the instantaneous storage capacity of the capacitor is exceeded, Since the regenerative current can be charged to the battery, the regenerative power can be used efficiently.

本発明は、第5に、上記第4に記載の電源制御装置であって、前記制御部は、前記電流センサにより検出された回生電流が所定の電流値未満のとき、前記コンデンサ電圧センサにより検出された前記コンデンサの電圧に基づいて前記コンデンサがフル充電であると判定すれば前記バッテリ接続スイッチを接続状態に制御し、前記コンデンサがフル充電に満たないと判定すれば前記バッテリ接続スイッチを開放状態に制御する電源制御装置が提供されるものである。   The fifth aspect of the present invention is the power supply control device according to the fourth aspect, wherein the control unit detects by the capacitor voltage sensor when a regenerative current detected by the current sensor is less than a predetermined current value. If it is determined that the capacitor is fully charged based on the voltage of the capacitor, the battery connection switch is controlled to be connected. If it is determined that the capacitor is not fully charged, the battery connection switch is opened. A power supply control device for controlling the power supply is provided.

この構成により、コンデンサ電圧に応じて、インバータとバッテリとの接続を適切に切り替えることができる。   With this configuration, the connection between the inverter and the battery can be appropriately switched according to the capacitor voltage.

本発明は、第6に、上記第4又は第5に記載の電源制御装置であって、前記インバータと、前記コンデンサ接続スイッチ及び前記バッテリ接続スイッチとの間の接続又は開放を切り替えるインバータ接続スイッチを更に備え、前記制御部は、前記モータ/ジェネレータを動作させない状態にあるとき、前記コンデンサ接続スイッチ、前記バッテリ接続スイッチ及び前記インバータ接続スイッチの全てを開放状態に制御する電源制御装置が提供されるものである。   Sixthly, the present invention provides the power supply control device according to the fourth or fifth aspect, wherein an inverter connection switch that switches connection or release between the inverter and the capacitor connection switch and the battery connection switch is provided. The power supply control device is further provided, wherein the control unit controls all of the capacitor connection switch, the battery connection switch, and the inverter connection switch to an open state when the motor / generator is not operated. It is.

この構成により、車輌が停止しているとき等、モータ/ジェネレータを動作させない状態にあるときには、バッテリ及びコンデンサからの放電を抑制することができる。   With this configuration, when the motor / generator is not operated, such as when the vehicle is stopped, discharge from the battery and the capacitor can be suppressed.

本発明は、第7に、上記第2ないし第6のいずれかに記載の電源制御装置であって、前記制御部は、前記コンデンサ電圧センサにより検出された電圧の変化に応じて前記インバータから前記モータ/ジェネレータに供給する電力を制御する電源制御装置が提供されるものである。   Seventhly, the present invention provides the power supply control device according to any one of the second to sixth aspects, wherein the control unit is configured to output the inverter from the inverter according to a change in voltage detected by the capacitor voltage sensor. A power supply control device that controls electric power supplied to a motor / generator is provided.

この構成により、コンデンサ電圧に応じて高周波制御する等、インバータを制御することにより、コンデンサの電圧変化によるモータ/ジェネレータへの出力の変動を抑制することができる。   With this configuration, it is possible to suppress fluctuations in the output to the motor / generator due to changes in the voltage of the capacitor by controlling the inverter, such as performing high frequency control according to the capacitor voltage.

本発明によれば、回生時にコンデンサ及びバッテリへの充電を行うことが可能であると共に、モータ駆動時にはバッテリ電圧を昇圧しインバータを高圧で制御することを可能とした電源制御装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power supply control device capable of charging a capacitor and a battery during regeneration and boosting a battery voltage and controlling an inverter at a high voltage when driving a motor. it can.

図1は、本発明の実施形態に係る電源制御装置の概略構成を示す図である。本実施形態の電源制御装置1は、電動機又は発電機として動作するモータ/ジェネレータ(以下、M/Gという)10の電源制御を行うものである。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power supply control device according to an embodiment of the present invention. The power supply control device 1 of this embodiment performs power supply control of a motor / generator (hereinafter referred to as M / G) 10 that operates as an electric motor or a generator.

なお、本実施形態では、M/G10が、電気自動車の動力として用いられた場合について説明する。このとき、M/G10は、電源制御装置1から供給された電力により電動機として動作して車輌を駆動する。また、車輌の減速時における車輪や、エンジンからの駆動力により発電機として動作し、電源制御装置1へ電力を供給する。   In the present embodiment, a case where the M / G 10 is used as power for an electric vehicle will be described. At this time, the M / G 10 operates as an electric motor with the electric power supplied from the power supply control device 1 to drive the vehicle. Further, it operates as a generator by the driving force from the wheels and the engine during deceleration of the vehicle, and supplies power to the power supply control device 1.

なお、本実施形態の電源制御装置1は、電気自動車に限らず、M/Gを有し、回生エネルギーを蓄電しモータ駆動エネルギーとして利用するシステム等に適用可能である。このようなシステムを用いたものとしては、例えば、電動オートバイ、ハイブリッド自動車、自立走行電車、エレベータ、船舶、電動車椅子、貨物運搬用電動台車等が挙げられる。   In addition, the power supply control apparatus 1 of this embodiment is applicable not only to an electric vehicle but to a system having M / G, storing regenerative energy and using it as motor drive energy. Examples of using such a system include an electric motorcycle, a hybrid vehicle, a self-supporting train, an elevator, a ship, an electric wheelchair, and an electric carriage for cargo transportation.

図1に示すように、電源制御装置1は、インバータ20と、コンデンサ30と、昇降圧コンバータ40と、バッテリ50と、コンデンサ電圧センサ61と、バッテリ電圧センサ62と、電流センサ63と、切替部70と、制御部80とを備える。   As shown in FIG. 1, the power supply control device 1 includes an inverter 20, a capacitor 30, a buck-boost converter 40, a battery 50, a capacitor voltage sensor 61, a battery voltage sensor 62, a current sensor 63, and a switching unit. 70 and a control unit 80.

インバータ20は、MOSFET21a、21b、21c、21d、21e、21fを有する三相ブリッジと、MOSFET21a、21b、21c、21d、21e、21fの各々に並列接続された帰還ダイオード22a、22b、22c、22d、22e、22fと、制御部80からの制御に基づき、各MOSFET21〜21fのゲート電圧を制御してオンオフを切り替えるインバータ制御回路23とを有する。そして、インバータ20は、コンデンサ30及びバッテリ50の少なくとも一方からの電力をM/G10へ供給すると共に、M/G10からの回生電力をコンデンサ30及びバッテリ50の少なくとも一方へ供給する。   The inverter 20 includes a three-phase bridge having MOSFETs 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, and 21f, and feedback diodes 22a, 22b, 22c, 22d connected in parallel to the MOSFETs 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, and 21f, respectively. 22e and 22f, and an inverter control circuit 23 that controls the gate voltages of the MOSFETs 21 to 21f and switches them on and off based on control from the control unit 80. The inverter 20 supplies power from at least one of the capacitor 30 and the battery 50 to the M / G 10 and supplies regenerative power from the M / G 10 to at least one of the capacitor 30 and the battery 50.

コンデンサ30は、インバータ20に並列に接続され、インバータ20を介してM/G10から供給される電力を蓄電すると共に、インバータ20を介してM/G10を駆動する際には電力を供給する。なお、コンデンサ40には、例えば、電気二重層コンデンサなど大容量コンデンサが用いられる。   The capacitor 30 is connected in parallel to the inverter 20, stores the electric power supplied from the M / G 10 via the inverter 20, and supplies the electric power when driving the M / G 10 via the inverter 20. As the capacitor 40, for example, a large capacity capacitor such as an electric double layer capacitor is used.

昇降圧コンバータ40は、インバータ20及びコンデンサ30と並列に接続され、MOSFET41a、41bと、MOSFET41a、41bの各々に並列接続された帰還ダイオード42a、42bと、リアクトル43と、コンデンサ44と、制御部80からの制御に基づき、MOSFET41a、41bのゲート電圧を制御してオンオフを切り替える昇降圧制御回路45とを有する。   The step-up / down converter 40 is connected in parallel to the inverter 20 and the capacitor 30, MOSFETs 41 a and 41 b, feedback diodes 42 a and 42 b connected in parallel to the MOSFETs 41 a and 41 b, a reactor 43, a capacitor 44, and a control unit 80. And a step-up / step-down control circuit 45 that controls the gate voltages of the MOSFETs 41a and 41b and switches on and off based on the control from the above.

MOSFET41aは切替部70側からの出力を降圧する降圧用のトランジスタとして、MOSFET41bはバッテリ50からの出力を昇圧する昇圧用のトランジスタとして機能する。リアクトル43は切替部70から出力された又はバッテリ50からの出力された電力を蓄積又は放出する。コンデンサ44は、降圧時の出力を平滑する平滑コンデンサとして機能する。   The MOSFET 41a functions as a step-down transistor that steps down the output from the switching unit 70, and the MOSFET 41b functions as a step-up transistor that steps up the output from the battery 50. Reactor 43 accumulates or discharges the electric power output from switching unit 70 or output from battery 50. The capacitor 44 functions as a smoothing capacitor that smoothes the output during step-down.

このように、昇降圧コンバータ40は、インバータ20から供給される回生電力を降圧してバッテリ50に供給すると共に、バッテリ50から放電された電力を昇圧してインバータ40へ供給する、両方向の昇降圧コンバータとして機能する。   Thus, the step-up / step-down converter 40 steps down the regenerative power supplied from the inverter 20 and supplies it to the battery 50, and boosts the electric power discharged from the battery 50 and supplies it to the inverter 40 in both directions. Functions as a converter.

バッテリ50は、昇降圧コンバータ40と並列に接続され、充放電可能な二次電池である。なお、バッテリ50には、例えば、鉛蓄電池やニッケル・カドミウム電池等の二次電池が用いられる。   The battery 50 is a secondary battery that is connected in parallel with the step-up / down converter 40 and is chargeable / dischargeable. For the battery 50, for example, a secondary battery such as a lead storage battery or a nickel / cadmium battery is used.

コンデンサ電圧センサ61は、コンデンサ30と並列に接続され、コンデンサ30の電圧を検出し、検出値を制御部80へ出力する。   Capacitor voltage sensor 61 is connected in parallel with capacitor 30, detects the voltage of capacitor 30, and outputs the detected value to control unit 80.

バッテリ電圧センサ62は、バッテリ50と並列に接続され、バッテリ50の電圧を検出し、検出値を制御部80へ出力する。   The battery voltage sensor 62 is connected in parallel with the battery 50, detects the voltage of the battery 50, and outputs the detected value to the control unit 80.

電流センサ63は、インバータ20に直列に接続され、インバータ20からコンデンサ30及びバッテリ50の方向へ流れる回生電流等の、インバータ20とコンデンサ30及び昇降圧コンバータ40との間を流れる電流を検出し、検出値を制御部80へ出力する。   The current sensor 63 is connected in series to the inverter 20 and detects a current flowing between the inverter 20, the capacitor 30, and the buck-boost converter 40, such as a regenerative current flowing from the inverter 20 toward the capacitor 30 and the battery 50. The detected value is output to the control unit 80.

切替部70は、インバータ接続スイッチ71と、コンバータ接続スイッチ72と、コンデンサ接続スイッチ73とを有し、インバータ20、コンデンサ30及び昇降圧コンバータ40のそれぞれについて互いの接続/開放を切り替える。なお、各スイッチ71、72、73は、制御部80からの制御に基づいて切り替えられる。   The switching unit 70 includes an inverter connection switch 71, a converter connection switch 72, and a capacitor connection switch 73, and switches connection / release between the inverter 20, the capacitor 30, and the buck-boost converter 40. Each switch 71, 72, 73 is switched based on control from the control unit 80.

インバータ接続スイッチ71は、インバータ20と直列に接続され、インバータ20と、コンバータ接続スイッチ72及びコンデンサ接続スイッチ73との間の接続又は開放を切り替える。すなわち、インバータ20を、コンデンサ30又は昇降圧コンバータ40に対して接続又は開放を切り替えるものである。   The inverter connection switch 71 is connected in series with the inverter 20, and switches connection or release between the inverter 20 and the converter connection switch 72 and the capacitor connection switch 73. That is, the inverter 20 is switched between connection and release with respect to the capacitor 30 or the buck-boost converter 40.

コンバータ接続スイッチ72は、昇降圧コンバータ40と直列に接続され、昇降圧コンバータ40と、インバータ接続スイッチ71及びコンデンサ接続スイッチ73との間の接続又は開放を切り替える。すなわち、昇降圧コンバータ40を、インバータ20又はコンデンサ30に対して接続又は開放を切り替えるものである。   The converter connection switch 72 is connected in series with the step-up / step-down converter 40 and switches connection / release between the step-up / step-down converter 40 and the inverter connection switch 71 and the capacitor connection switch 73. That is, the step-up / down converter 40 is switched between connection and release with respect to the inverter 20 or the capacitor 30.

コンデンサ接続スイッチ73は、コンデンサ30と直列に接続され、コンデンサ30と、インバータ接続スイッチ71及びコンバータ接続スイッチ72との間の接続又は開放を切り替える。すなわち、コンデンサ30を、インバータ20又は昇降圧コンバータ40に対して接続又は開放を切り替えるものである。制御部がコンデンサの電圧に基づいてコンデンサと、インバータ及び昇降圧コンバータとの間の接続を切り替えることができるので、例えばコンデンサの充電状態に応じて、モータ駆動時の電源供給元、又は回生時の充電先として、コンデンサの選択/非選択を切り替えることができる。   The capacitor connection switch 73 is connected in series with the capacitor 30 and switches connection or release between the capacitor 30 and the inverter connection switch 71 and the converter connection switch 72. In other words, the capacitor 30 is switched between connection and release with respect to the inverter 20 or the step-up / down converter 40. Since the control unit can switch the connection between the capacitor and the inverter and the buck-boost converter based on the voltage of the capacitor, for example, depending on the charge state of the capacitor, the power supply source at the time of driving the motor, or at the time of regeneration Capacitor selection / non-selection can be switched as a charging destination.

制御部80は、コンデンサ電圧センサ61、バッテリ電圧センサ62及び電流センサ63から出力された検出信号に基づいて、切替部70の各スイッチ71、72、73の切替制御を行うと共に、インバータ制御回路23及び昇降圧制御回路55を制御する。   The control unit 80 performs switching control of the switches 71, 72, and 73 of the switching unit 70 based on the detection signals output from the capacitor voltage sensor 61, the battery voltage sensor 62, and the current sensor 63, and the inverter control circuit 23. And the step-up / down control circuit 55 is controlled.

次に、以上のように構成された電源制御装置の動作について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る電源制御装置の動作を説明する図である。   Next, the operation of the power supply control device configured as described above will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the power supply control apparatus according to the embodiment of the present invention.

まず、M/G10を電動機として駆動して車輌の動力とするEV走行時について説明する(図2の項番1〜4参照)。   First, a description will be given of EV traveling when the M / G 10 is driven as an electric motor and used as vehicle power (see items 1 to 4 in FIG. 2).

EV走行時において、制御部80は、コンデンサ電圧センサ61及びバッテリ電圧センサ62により検出されたコンデンサ30及びバッテリ50の電圧に基づいて、切替部70を制御する。なお、制御部80は、EV走行時において、コンデンサ電圧センサ61から出力された検出値とEV走行時コンデンサ電圧判定用の閾値とを比較して、検出値が閾値以上であればコンデンサ30の電圧が高位、閾値未満であればコンデンサ30の電圧が低位であると判定する。同様に、バッテリ電圧センサ62から出力された検出値とEV走行時バッテリ電圧判定用の閾値とを比較して、検出値が閾値以上であればバッテリ50の電圧が高位、閾値未満であればバッテリ50の電圧が低位であると判定する。   During EV travel, the control unit 80 controls the switching unit 70 based on the voltage of the capacitor 30 and the battery 50 detected by the capacitor voltage sensor 61 and the battery voltage sensor 62. The controller 80 compares the detection value output from the capacitor voltage sensor 61 with the threshold value for determining the capacitor voltage during EV traveling during EV traveling, and if the detected value is equal to or greater than the threshold value, the voltage of the capacitor 30 Is lower than the threshold, it is determined that the voltage of the capacitor 30 is lower. Similarly, the detection value output from the battery voltage sensor 62 is compared with a threshold value for determining battery voltage during EV travel. If the detection value is equal to or greater than the threshold value, the voltage of the battery 50 is high, and if the detection value is less than the threshold value, the battery It is determined that the voltage of 50 is low.

図2の項番1、項番2に示すように、コンデンサ30の電圧が高位であるとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71及びコンデンサ接続スイッチ73を接続状態(通電状態:ON)、コンバータ接続スイッチ72を開放状態(絶縁状態:OFF)に制御する。したがって、コンデンサ30の蓄電エネルギーが、インバータ20を介してM/G10に供給され、EV走行が実現される。   As shown in item No. 1 and item No. 2 in FIG. 2, when the voltage of the capacitor 30 is high, the control unit 80 connects the inverter connection switch 71 and the capacitor connection switch 73 (energized state: ON), converter The connection switch 72 is controlled to an open state (insulation state: OFF). Therefore, the energy stored in the capacitor 30 is supplied to the M / G 10 via the inverter 20, and EV traveling is realized.

なお、コンデンサ30からの電力によりEV走行が行われるとき、コンデンサ30が放電することによりコンデンサ30の電圧が変動するので、インバータ20に供給される電力が変動する。そこで、制御部80は、コンデンサ電圧センサ61により検出されたコンデンサ30の電圧の変化に応じて、インバータ制御回路23を制御し、コンデンサ30からM/G10に供給する電力を制御する。これにより、コンデンサ30の電圧に応じて高周波制御する等、インバータ20を制御することにより、コンデンサ30の電圧変化によるM/G10への出力の変動を抑制することができる。   Note that, when EV traveling is performed with the power from the capacitor 30, the voltage of the capacitor 30 varies due to the discharge of the capacitor 30, so the power supplied to the inverter 20 varies. Therefore, the control unit 80 controls the inverter control circuit 23 according to the change in the voltage of the capacitor 30 detected by the capacitor voltage sensor 61, and controls the power supplied from the capacitor 30 to the M / G 10. Thereby, by controlling the inverter 20 such as high-frequency control according to the voltage of the capacitor 30, fluctuations in the output to the M / G 10 due to the voltage change of the capacitor 30 can be suppressed.

図2の項番3に示すように、コンデンサ30の電圧が低位であり、バッテリ50の電圧が高位であるとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71、コンバータ接続スイッチ72及びコンデンサ接続スイッチ73の全てをON状態に制御する。また、制御部80は、昇降圧制御回路45を制御することにより、昇降圧コンバータ40は、バッテリ50からの出力を昇圧してインバータ20へ供給する。これにより、バッテリ50からの電力によるEV走行が実現する。このようにして、バッテリ50の出力を昇圧してインバータ20に供給することが可能となるので、インバータ20を高圧で制御することができる。   2, when the voltage of the capacitor 30 is low and the voltage of the battery 50 is high, the control unit 80 controls the inverter connection switch 71, the converter connection switch 72, and the capacitor connection switch 73. Control everything to ON. Further, the control unit 80 controls the step-up / step-down control circuit 45 so that the step-up / step-down converter 40 boosts the output from the battery 50 and supplies it to the inverter 20. Thereby, EV traveling by the electric power from the battery 50 is realized. In this way, the output of the battery 50 can be boosted and supplied to the inverter 20, so that the inverter 20 can be controlled at a high voltage.

なお、コンデンサスイッチ73がON状態に制御されることにより、バッテリ50からの電力をコンデンサ1へ充電されると共に、コンデンサ1により、M/G10のモータ負荷変動によるサージの影響、及び昇降圧コンバータ40の昇圧によるリプル等の影響が抑制される。すなわち、コンデンサ1は、昇降圧コンバータ40の昇圧時の出力を平滑する平滑コンデンサとして機能する。   When the capacitor switch 73 is controlled to be in the ON state, the power from the battery 50 is charged into the capacitor 1, and the capacitor 1 causes the influence of surge due to the motor load fluctuation of the M / G 10, and the step-up / down converter 40. The influence of ripples and the like due to the voltage boosting is suppressed. That is, the capacitor 1 functions as a smoothing capacitor that smoothes the output of the step-up / down converter 40 during boosting.

図2の項番4に示すように、コンデンサ30の電圧及びバッテリ50の電圧の両方が低位であるときには、M/G10の発電を伴いながらのEV走行となる。このとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71、コンバータ接続スイッチ72およびコンデンサ接続スイッチ73をON状態に制御する。M/G10により発電された電力は、インバータ20を介して、コンデンサ30への蓄電を行いつつ、昇降圧コンバータ40を介してバッテリ50の蓄電電圧にまで降圧した電力でバッテリ50への充電を行う。一方で、ジェネレータにより発電された電力をインバータ20による制御によりM/G10を駆動することでEV走行を実現する。ここで、ジェネレータによる発電エネルギーはエンジンなどの内燃機関を用いる。   As shown in item number 4 of FIG. 2, when both the voltage of the capacitor 30 and the voltage of the battery 50 are low, the EV travel is performed with the power generation of the M / G 10. At this time, the control unit 80 controls the inverter connection switch 71, the converter connection switch 72, and the capacitor connection switch 73 to the ON state. The electric power generated by the M / G 10 charges the battery 50 with electric power that is stepped down to the stored voltage of the battery 50 via the buck-boost converter 40 while being stored in the capacitor 30 via the inverter 20. . On the other hand, EV traveling is realized by driving the M / G 10 with the electric power generated by the generator under the control of the inverter 20. Here, an internal combustion engine such as an engine is used as power generation energy by the generator.

次に、M/G10が発電機として動作してコンデンサ30及びバッテリ50へ電力を回生する回生時について説明する(図2の項番5〜12参照)。   Next, a description will be given of regeneration when the M / G 10 operates as a generator to regenerate power to the capacitor 30 and the battery 50 (see items 5 to 12 in FIG. 2).

回生時は、車輌の制動状況に応じてM/G10よりインバータ20を通じて回生される電流量が大きく変化する。そこで、回生時では、制御部80は、コンデンサ電圧センサ61及びバッテリ電圧センサ62により検出されたコンデンサ30及びバッテリ50の電圧に加え、電流センサ63により検出された回生電流に基づいて、切替部70を制御する。また、このとき、回生電流、電圧は、制御部80の制御に基づき、インバータ制御回路23がMOSFET21a〜21fを適切に制御する。   During regeneration, the amount of current regenerated through the inverter 20 from the M / G 10 varies greatly depending on the braking condition of the vehicle. Therefore, at the time of regeneration, the control unit 80 switches the switching unit 70 based on the regenerative current detected by the current sensor 63 in addition to the voltages of the capacitor 30 and the battery 50 detected by the capacitor voltage sensor 61 and the battery voltage sensor 62. To control. At this time, the regenerative current and voltage are appropriately controlled by the inverter control circuit 23 based on the control of the control unit 80.

制御部80は、回生時において、コンデンサ電圧センサ61から出力された検出値を監視し、コンデンサ30がフル充電であるとき、すなわちコンデンサ30の電圧が飽和状態であるとコンデンサ30の電圧が高位、コンデンサ30がフル充電になるまで、すなわちコンデンサ30の電圧が飽和状態となるまではコンデンサ30の電圧が低位であると判定する。なお、この高位/低位は、フル充電であるか否かにより判定される代わりに、コンデンサ30の電圧が所定の閾値以上であるか未満であるかにより判定されてもよい。   The controller 80 monitors the detection value output from the capacitor voltage sensor 61 during regeneration. When the capacitor 30 is fully charged, that is, when the voltage of the capacitor 30 is saturated, the voltage of the capacitor 30 is high. It is determined that the voltage of the capacitor 30 is low until the capacitor 30 is fully charged, that is, until the voltage of the capacitor 30 is saturated. The high / low level may be determined based on whether the voltage of the capacitor 30 is equal to or higher than a predetermined threshold value, instead of being determined based on whether or not the battery is fully charged.

また、制御部80は、バッテリ電圧センサ62から出力された検出値と回生時バッテリ電圧判定用の閾値とを比較して、検出値が閾値以上であればバッテリ50の電圧が高位、閾値未満であればバッテリ50の電圧が低位であると判定する。なお、回生時バッテリ電圧判定用の閾値は、例えばコンデンサ30のフル充電時の電圧の8割程度である。   Further, the control unit 80 compares the detection value output from the battery voltage sensor 62 with a threshold value for determining the battery voltage during regeneration, and if the detection value is equal to or higher than the threshold value, the voltage of the battery 50 is higher or lower than the threshold value. If there is, it is determined that the voltage of the battery 50 is low. In addition, the threshold value for battery voltage determination at the time of regeneration is about 80% of the voltage at the time of full charge of the capacitor 30, for example.

図2の項番5、項番6に示すように、回生電流の電流量が少なく(回生量が小さく)、コンデンサ30の電圧が高位であるとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71及びコンバータ接続スイッチ72をON状態、コンデンサ接続スイッチ73をOFF状態に制御する。また、制御部80は、昇降圧制御回路45を制御することにより、昇降圧コンバータ40は、インバータ20からの出力を降圧してバッテリ50へ供給する。   2, when the current amount of the regenerative current is small (the regenerative amount is small) and the voltage of the capacitor 30 is high, the control unit 80 includes the inverter connection switch 71 and the converter. The connection switch 72 is controlled to be in the ON state and the capacitor connection switch 73 is controlled to be in the OFF state. Further, the control unit 80 controls the step-up / step-down control circuit 45, so that the step-up / step-down converter 40 steps down the output from the inverter 20 and supplies it to the battery 50.

このように、制御部80が、コンデンサ30の電圧が高位である、すなわちコンデンサ30がフル充電であると判定したときには、コンデンサ接続スイッチ73をOFF状態に制御することにより、回生電力はコンデンサ30へ供給されない。また、コンバータ接続スイッチ72をOFF状態に制御するので、回生電力がバッテリ50へ供給され、バッテリ50を充電することができる。したがって、コンデンサ電圧が高位であるときには、充電先としてバッテリ50を適切に選択することができる。   As described above, when the control unit 80 determines that the voltage of the capacitor 30 is high, that is, the capacitor 30 is fully charged, the regenerative power is supplied to the capacitor 30 by controlling the capacitor connection switch 73 to the OFF state. Not supplied. In addition, since converter connection switch 72 is controlled to be in the OFF state, regenerative power is supplied to battery 50 and battery 50 can be charged. Therefore, when the capacitor voltage is high, the battery 50 can be appropriately selected as a charging destination.

図2の項番7、項番8に示すように、回生量が小さく、コンデンサ30の電圧が低位であるとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71及びコンデンサ接続スイッチ73をON状態、コンバータ接続スイッチ72をOFF状態に制御する。   2, when the regenerative amount is small and the voltage of the capacitor 30 is low, the control unit 80 turns on the inverter connection switch 71 and the capacitor connection switch 73 and connects the converter. The switch 72 is controlled to be in an OFF state.

このように、制御部80が、コンデンサ30の電圧が低位である、すなわちコンデンサ30がフル充電になるまでは、コンデンサ接続スイッチ73をON状態に制御することにより、回生電力をコンデンサ30へ供給することができる。また、コンバータ接続スイッチ72をOFF状態に制御するので、回生電力はバッテリへ供給されない。したがって、コンデンサ電圧が低位であるときには、充電先としてコンデンサ30を適切に選択することができる。   As described above, the control unit 80 supplies the regenerative power to the capacitor 30 by controlling the capacitor connection switch 73 to the ON state until the voltage of the capacitor 30 is low, that is, until the capacitor 30 is fully charged. be able to. Moreover, since the converter connection switch 72 is controlled to be in the OFF state, regenerative power is not supplied to the battery. Therefore, when the capacitor voltage is low, the capacitor 30 can be appropriately selected as a charging destination.

図2の項番9、項番10に示すように、回生量が大きく、コンデンサ30の電圧が高位であるとき、上記項番5、項番6の場合と同様に、制御部80は、インバータ接続スイッチ71及びコンバータ接続スイッチ72をON状態、コンデンサ接続スイッチ73をOFF状態に制御する。また、制御部80は、昇降圧制御回路45を制御することにより、昇降圧コンバータ40は、インバータ20からの出力を降圧してバッテリ50へ供給する。   As shown in item numbers 9 and 10 in FIG. 2, when the regenerative amount is large and the voltage of the capacitor 30 is high, as in the case of the item numbers 5 and 6, the control unit 80 is an inverter. The connection switch 71 and the converter connection switch 72 are controlled to be in an ON state, and the capacitor connection switch 73 is controlled to be in an OFF state. Further, the control unit 80 controls the step-up / step-down control circuit 45, so that the step-up / step-down converter 40 steps down the output from the inverter 20 and supplies it to the battery 50.

このように、制御部80が、コンデンサ30がフル充電であると判定したときには、回生電力はコンデンサ30へ供給されず、バッテリ50へ供給される。したがって、したがって、コンデンサ電圧が高位であるときには、充電先としてバッテリ50を適切に選択することができる。   Thus, when the control unit 80 determines that the capacitor 30 is fully charged, the regenerative power is not supplied to the capacitor 30 but is supplied to the battery 50. Therefore, when the capacitor voltage is high, the battery 50 can be appropriately selected as a charging destination.

図2の項番11、項番12に示すように、回生量が大きく、コンデンサ30の電圧が低位であるとき、制御部80は、インバータ接続スイッチ71、コンバータ接続スイッチ72及びコンデンサ接続スイッチ73の全てをON状態に制御する。また、制御部80は、制御部80は、昇降圧制御回路45を制御することにより、昇降圧コンバータ40は、インバータ20からの出力を降圧してバッテリ50へ供給する。   2, when the regenerative amount is large and the voltage of the capacitor 30 is low, the control unit 80 controls the inverter connection switch 71, the converter connection switch 72, and the capacitor connection switch 73. Control everything to ON. In addition, the control unit 80 controls the step-up / step-down control circuit 45 so that the step-up / step-down converter 40 steps down the output from the inverter 20 and supplies it to the battery 50.

このように、制御部80が、コンデンサ30の電圧が低位である、すなわちコンデンサ30がフル充電になるまでは、コンデンサ接続スイッチ73をON状態に制御することにより、回生電力はコンデンサ30へ充電することができる。更に、制御部80が、コンバータ接続スイッチ72をON状態に制御すると共に、昇降圧コンバータ40を制御することにより、回生量が大きく、インバータ20から出力される電流がコンデンサ30の瞬時蓄電容量を超えるような場合でも、その余剰電流をバッテリ50へ充電することができる。このようにして、効率的に回生電力を利用することができる。   In this way, the control unit 80 controls the capacitor connection switch 73 to be in the ON state until the voltage of the capacitor 30 is low, that is, until the capacitor 30 is fully charged, so that the regenerative power is charged to the capacitor 30. be able to. Furthermore, the control unit 80 controls the converter connection switch 72 to the ON state and controls the step-up / down converter 40, whereby the regenerative amount is large and the current output from the inverter 20 exceeds the instantaneous storage capacity of the capacitor 30. Even in such a case, the surplus current can be charged to the battery 50. In this way, regenerative power can be used efficiently.

次に、M/G10を動作させない状態にあるときについて説明する(図2の項番13参照)。また、車輌が停止中等は、EV走行、回生共に行われないため、制御部80は、インバータ接続スイッチ71、コンバータ接続スイッチ72及びコンデンサ接続スイッチ73の全てをON状態に制御する。このようにして、車輌が停止しているとき等、M/G10を動作させない状態にあるときに、バッテリ及びコンデンサからの放電を抑制することができる。   Next, a case where the M / G 10 is not operated will be described (see item number 13 in FIG. 2). Further, since neither EV traveling nor regeneration is performed while the vehicle is stopped, the control unit 80 controls all of the inverter connection switch 71, the converter connection switch 72, and the capacitor connection switch 73 to the ON state. In this way, discharge from the battery and capacitor can be suppressed when the M / G 10 is not operated, such as when the vehicle is stopped.

このような本発明の実施形態によれば、昇降圧コンバータがバッテリ及びインバータとの間で両方向の昇降圧を行うことが可能であるので、回生時にコンデンサのみでなくバッテリへの充電を行うことが可能であると共に、モータ駆動時にはバッテリ電圧を昇圧してインバータに供給することが可能となるので、インバータを高圧で制御することができる。   According to such an embodiment of the present invention, since the buck-boost converter can perform the buck-boost in both directions between the battery and the inverter, not only the capacitor but also the battery can be charged during regeneration. In addition, since the battery voltage can be boosted and supplied to the inverter when the motor is driven, the inverter can be controlled at a high voltage.

なお、上記の実施形態では、切替部70が3つのスイッチを備えた場合を説明したが、電源制御装置1が実現する機能に応じて、切替部70がコンバータ接続スイッチ72及びコンデンサ接続スイッチ73のみを有していてもよいし、切替部70がコンデンサ接続スイッチ73のみを有していてもよい。   In the above embodiment, the case where the switching unit 70 includes three switches has been described. However, the switching unit 70 includes only the converter connection switch 72 and the capacitor connection switch 73 according to the functions realized by the power supply control device 1. Alternatively, the switching unit 70 may include only the capacitor connection switch 73.

また、上記の実施形態では、インバータに電力を供給する発電機の一例としてM/G10を説明したが、発電機は、燃料電池や太陽電池、水素を用いた発電装置等、種々の発電機を用いてもよい。   In the above embodiment, the M / G 10 has been described as an example of a generator that supplies power to the inverter. However, the generator may be a variety of generators such as a fuel cell, a solar cell, or a generator using hydrogen. It may be used.

本発明の電源制御装置は、回生時にコンデンサ及びバッテリへの充電を行うことが可能であると共に、モータ駆動時にはバッテリ電圧を昇圧しインバータを高圧で制御することを可能とした効果を有し、モータ/ジェネレータを有し、回生エネルギーを蓄電しモータ駆動エネルギーとして利用するシステム等に有用である。   The power supply control device of the present invention can charge the capacitor and the battery during regeneration, and has the effect of boosting the battery voltage and controlling the inverter at a high voltage when driving the motor. / Useful for systems that have a generator and store regenerative energy and use it as motor drive energy.

本発明の実施形態に係る電源制御装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the power supply control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電源制御装置の動作を説明する図The figure explaining operation | movement of the power supply control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 特許文献1に記載された電気自動車電源制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the electric vehicle power supply control apparatus described in patent document 1

符号の説明Explanation of symbols

1 電源制御装置
10 モータ/ジェネレータ(M/G)
20 インバータ
21a、21b、21c、21d、21e、21f MOSFET
22a、22b、22c、22d、22e、22f 帰還ダイオード
23 インバータ制御回路
30 コンデンサ
40 昇降圧コンバータ
41a、41b MOSFET
42a、42b 帰還ダイオード
43 リアクトル
44 コンデンサ
50 バッテリ
61 コンデンサ電圧センサ
62 バッテリ電圧センサ
63 電流センサ
70 切替部
71 インバータ接続スイッチ
72 コンバータ接続スイッチ
73 コンデンサ接続スイッチ
80 制御部
101 キャパシタ
104 バッテリ
105 電流検出回路
106 インバータ
107 車両駆動モータ
108 片方向コンバータ
109 電圧検出回路
110 コンバータ制御部
111 切換リレー
1111 切換リレーコイル
1112 切換リレー接点
111A、111B 固定接点
112 回生電流専用配線
180 キャパシタ
182 トランジスタ
183 ダイオード
184 リアクトル
185 トランジスタ
186、188 キャパシタ
189、190 電流検出回路
1 Power supply control device 10 Motor / generator (M / G)
20 Inverter 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f MOSFET
22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f Feedback diode 23 Inverter control circuit 30 Capacitor 40 Buck-boost converter 41a, 41b MOSFET
42a, 42b Feedback diode 43 Reactor 44 Capacitor 50 Battery 61 Capacitor voltage sensor 62 Battery voltage sensor 63 Current sensor 70 Switching unit 71 Inverter connection switch 72 Converter connection switch 73 Capacitor connection switch 80 Control unit 101 Capacitor 104 Battery 105 Current detection circuit 106 Inverter DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 Vehicle drive motor 108 Unidirectional converter 109 Voltage detection circuit 110 Converter control part 111 Switching relay 1111 Switching relay coil 1112 Switching relay contact 111A, 111B Fixed contact 112 Regenerative current exclusive wiring 180 Capacitor 182 Transistor 183 Diode 184 Reactor 185 Transistor 186, 188 Capacitors 189, 190 Current detection circuit

Claims (7)

電動機又は発電機として動作するモータ/ジェネレータの電源制御装置であって、
充放電可能なコンデンサと、
充放電可能なバッテリと、
前記コンデンサ及び前記バッテリの少なくとも一方からの電力を前記モータ/ジェネレータへ供給すると共に、前記モータ/ジェネレータからの回生電力を前記コンデンサ及び前記バッテリの少なくとも一方へ供給するインバータと、
前記インバータから供給される回生電力を降圧して前記バッテリに供給すると共に、前記バッテリから放電された電力を昇圧して前記インバータへ供給する昇降圧コンバータと
を備える電源制御装置。
A power supply control device for a motor / generator that operates as an electric motor or a generator,
A chargeable / dischargeable capacitor;
A chargeable / dischargeable battery;
An inverter that supplies electric power from at least one of the capacitor and the battery to the motor / generator and supplies regenerative power from the motor / generator to at least one of the capacitor and the battery;
A step-up / down converter that steps down the regenerative power supplied from the inverter and supplies it to the battery, and steps up the power discharged from the battery and supplies the boosted power to the inverter.
請求項1に記載の電源制御装置であって、
前記コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧センサと、
前記コンデンサと、前記インバータ及び前記昇降圧コンバータとの間の接続又は開放を切り替えるコンデンサ接続スイッチと、
前記コンデンサ電圧センサにより検出された電圧に基づいて、前記コンデンサ接続スイッチを制御する制御部と
を更に備える電源制御装置。
The power supply control device according to claim 1,
A capacitor voltage sensor for detecting the voltage of the capacitor;
A capacitor connection switch that switches connection or release between the capacitor and the inverter and the buck-boost converter;
And a control unit that controls the capacitor connection switch based on a voltage detected by the capacitor voltage sensor.
請求項2に記載の電源制御装置であって、
前記制御部は、回生時に、前記コンデンサ電圧センサにより検出された前記コンデンサの電圧を監視し、前記コンデンサがフル充電になるまでは前記コンデンサ接続スイッチを接続状態に制御し、前記コンデンサがフル充電であると判定したときは前記コンデンサ接続スイッチを開放状態に制御する電流制御装置。
The power supply control device according to claim 2,
The controller monitors the voltage of the capacitor detected by the capacitor voltage sensor during regeneration, controls the capacitor connection switch to a connected state until the capacitor is fully charged, and the capacitor is fully charged. A current control device for controlling the capacitor connection switch to an open state when it is determined that the capacitor connection switch is present.
請求項2又は3に記載の電源制御装置であって、
前記インバータからの回生電流を検出する電流センサと、
前記バッテリと、前記インバータ及び前記コンデンサ接続スイッチとの間の接続又は開放を切り替えるバッテリ接続スイッチと
を更に備え、
前記制御部は、前記電流センサにより検出された回生電流が所定の電流値以上のときは、前記バッテリ接続スイッチを接続状態に制御する電源制御装置。
The power supply control device according to claim 2 or 3,
A current sensor for detecting a regenerative current from the inverter;
A battery connection switch that switches connection or release between the battery and the inverter and the capacitor connection switch;
When the regenerative current detected by the current sensor is equal to or greater than a predetermined current value, the control unit controls the battery connection switch to be in a connected state.
請求項4に記載の電源制御装置であって、
前記制御部は、前記電流センサにより検出された回生電流が所定の電流値未満のとき、
前記コンデンサ電圧センサにより検出された前記コンデンサの電圧に基づいて前記コンデンサがフル充電であると判定すれば前記バッテリ接続スイッチを接続状態に制御し、前記コンデンサがフル充電に満たないと判定すれば前記バッテリ接続スイッチを開放状態に制御する電源制御装置。
The power supply control device according to claim 4,
The control unit, when the regenerative current detected by the current sensor is less than a predetermined current value,
If it is determined that the capacitor is fully charged based on the voltage of the capacitor detected by the capacitor voltage sensor, the battery connection switch is controlled to be connected, and if it is determined that the capacitor is not fully charged, A power supply control device that controls the battery connection switch to an open state.
請求項4または5に記載の電源制御装置であって、
前記インバータと、前記コンデンサ接続スイッチ及び前記バッテリ接続スイッチとの間の接続又は開放を切り替えるインバータ接続スイッチを更に備え、
前記制御部は、前記モータ/ジェネレータを動作させない状態にあるとき、前記コンデンサ接続スイッチ、前記バッテリ接続スイッチ及び前記インバータ接続スイッチの全てを開放状態に制御する電源制御装置。
The power supply control device according to claim 4 or 5,
An inverter connection switch for switching connection or release between the inverter and the capacitor connection switch and the battery connection switch;
The control unit is a power supply control device that controls all of the capacitor connection switch, the battery connection switch, and the inverter connection switch to an open state when the motor / generator is not operated.
請求項2ないし6のいずれかに記載の電源制御装置であって、
前記制御部は、前記コンデンサ電圧センサにより検出された電圧の変化に応じて前記インバータから前記モータ/ジェネレータに供給する電力を制御する電源制御装置。
The power supply control device according to any one of claims 2 to 6,
The control unit is a power supply control device that controls electric power supplied from the inverter to the motor / generator in accordance with a change in voltage detected by the capacitor voltage sensor.
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