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JP5071322B2 - Power control system - Google Patents

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JP5071322B2
JP5071322B2 JP2008238957A JP2008238957A JP5071322B2 JP 5071322 B2 JP5071322 B2 JP 5071322B2 JP 2008238957 A JP2008238957 A JP 2008238957A JP 2008238957 A JP2008238957 A JP 2008238957A JP 5071322 B2 JP5071322 B2 JP 5071322B2
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典丈 光谷
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Description

本発明は、電源および電圧変換器からなる電源ユニットが二つ並列に接続された電力制御システムに関する。   The present invention relates to a power control system in which two power supply units including a power supply and a voltage converter are connected in parallel.

従来から、電源側から駆動系側に電力を供給したり、駆動系側において回生発電された電力を電源側に供給したりする制御を行う電力制御システムが知られている。例えば、ハイブリッド車両には、バッテリとモータとの間での電力の送受を制御する電力制御システムが搭載されている。かかる電力制御システムの中には、電源および電圧変換器からなる電源ユニットが複数、並列に接続されたものがある(例えば、下記特許文献1,2など)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power control system that performs control to supply power from the power source side to the drive system side or supply power regenerated on the drive system side to the power source side. For example, a hybrid vehicle is equipped with a power control system that controls transmission / reception of power between a battery and a motor. Among such power control systems, there are those in which a plurality of power supply units including a power supply and a voltage converter are connected in parallel (for example, Patent Documents 1 and 2 below).

この電源ユニットに搭載されている電圧変換器は、通常、ダイオードとトランジスタからなるアームを二つ備えており、この二つのアームを適当なデューティ比で駆動することにより、所望の昇圧動作を実現している。ここで、何らかの原因で、この電圧変換器内のアームが故障し、ON固着してしまうと並列に接続された二つの電源ユニット間での短絡(電池間短絡)や、一つの電源ユニット内での短絡(電池内短絡)を生じることになる。かかる電池間短絡や電池内短絡は、当該電力制御システムの効率の低下や寿命低下だけでなく、他部品の故障なども招く恐れがあり、早期に検出することが望ましい。   The voltage converter mounted on this power supply unit usually has two arms consisting of a diode and a transistor. By driving these two arms with an appropriate duty ratio, a desired boosting operation is realized. ing. Here, for some reason, if the arm in this voltage converter breaks down and sticks ON, a short circuit between two power supply units connected in parallel (battery short circuit) or within one power supply unit This causes a short circuit (short circuit in the battery). Such a short circuit between batteries or a short circuit within a battery may cause not only a decrease in efficiency and lifetime of the power control system but also a failure of other components, and it is desirable to detect them at an early stage.

そのため、従来においても、電圧変換器に流れる電流値や電圧値に基づいて、電圧変換器のアームの故障を検知し、故障発生時には当該電圧変換器の動作を停止したり、当該電圧変換器を備えた電源ユニットをシステム全体から遮断したりする技術が提案されている(例えば下記特許文献3など)。かかる技術によれば、ある程度の故障は検知できる。   Therefore, even in the past, the failure of the arm of the voltage converter is detected based on the current value and the voltage value flowing through the voltage converter, and when the failure occurs, the operation of the voltage converter is stopped or the voltage converter is There has been proposed a technique for shutting off the provided power supply unit from the entire system (for example, Patent Document 3 below). According to such a technique, a certain degree of failure can be detected.

特開2004−6138号公報JP 2004-6138 A 特開2003−209969号公報JP 2003-209969 A 特開2003−244801号公報JP 2003-244801 A

しかしながら、従来の故障検知技術の多くは、電源ユニットが一つの場合を想定している。かかる技術を、複数の電源ユニットが並列接続されたシステムに応用した場合、短絡が生じていることは検知できるものの、複数ある電圧変換器のうち、どの電圧変換器において異常が生じているかを特定することはできないという問題がある。   However, many conventional failure detection technologies assume a single power supply unit. When this technology is applied to a system in which multiple power supply units are connected in parallel, it is possible to detect the occurrence of a short circuit, but among the multiple voltage converters, specify which voltage converter has an abnormality. There is a problem that you can not do.

そこで、本発明では、電圧変換器の故障をより適切に検知でき得る電力制御システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power control system that can detect a failure of a voltage converter more appropriately.

本発明の電力制御システムは、互いに並列に接続された二つの電源ユニットであって、それぞれが放充電可能な電源と、当該電源に接続されるとともに供給された電圧を昇降する電圧変換器と、を有した二つの電源ユニットと、前記二つの電源ユニットのうち少なくとも一方の電圧変換器に流れる電流であるリアクトル電流の値および向きを取得するリアクトル電流取得手段と、前記電源ユニットの駆動を制御するとともに、取得された前記リアクトル電流の値に基づいて前記二つの電源ユニット間での短絡の有無を判断し、前記電源ユニット間での短絡が生じている場合には前記リアクトル電流の向きに基づいて短絡の原因となった電源ユニットを特定する制御手段と、を備えることを特徴とする。   The power control system of the present invention is two power supply units connected in parallel to each other, each of which can be recharged, a voltage converter connected to the power supply and raising and lowering the supplied voltage, A power source unit, a reactor current acquisition means for acquiring a value and direction of a reactor current that is a current flowing in at least one voltage converter of the two power units, and a drive of the power unit And determining whether or not there is a short circuit between the two power supply units based on the acquired value of the reactor current, and if there is a short circuit between the power supply units, based on the direction of the reactor current And a control means for identifying the power supply unit that has caused the short circuit.

好適な態様では、さらに、各電源ユニットごとに設けられ、対応する電源ユニットの電源から出力される電流値である電池電流の値を検出する電池電流検出手段を備え、前記制御手段は、前記電池電流の値に基づいて、当該電池電流に対応する電源ユニットにおける内部的短絡の有無を判断する。他の好適な態様では、さらに、各電源ごとに設けられ、当該電源をシステムから切り離す遮断手段を備え、前記制御手段は、短絡発生時には、前記遮断手段を駆動して、当該短絡の原因となった電源ユニットの電源を当該電力制御システムから切り離す。   In a preferred aspect, the battery further includes a battery current detection unit that is provided for each power supply unit and detects a battery current value that is a current value output from the power supply of the corresponding power supply unit, and the control unit includes the battery Based on the current value, it is determined whether there is an internal short circuit in the power supply unit corresponding to the battery current. In another preferred aspect, the power supply device further includes a shut-off unit that is provided for each power source and disconnects the power source from the system, and when the short circuit occurs, the control unit drives the shut-off unit to cause the short circuit. Disconnect the power supply of the power supply unit from the power control system.

他の好適な態様では、前記制御手段は、電動機に出力される電流値に二つの電源ユニット間での電力分配率を乗算した値をパワー収支分電流値として算出し、前記リアクトル電流の値から当該パワー収支分電流値を減算した値を電池間収支分電流値として算出し、当該電池間収支分電流値の絶対値が規定の閾値を超過する場合に電池間短絡が生じていると判断する。この場合、前記制御手段は、前記電動機を電源ユニットに接続した状態で前記電池間収支分電流値に基づいて電池間短絡の有無を判断し、電池間短絡が生じていると判断された場合には、前記電動機を前記電源ユニットから一時的に切り離した状態で前記リアクトル電流値に基づいて、再度、電池間短絡の有無を判断する、ことが望ましい。 In another preferred aspect, the control means calculates a value obtained by multiplying a current value output to the motor by a power distribution ratio between two power supply units as a power balance current value, and calculates the reactor current value from the value of the reactor current. A value obtained by subtracting the power balance current value is calculated as an inter-battery balance current value, and when the absolute value of the inter-battery balance current value exceeds a specified threshold, it is determined that a short circuit between the batteries has occurred. . In this case, the control means determines whether or not there is a short circuit between the batteries based on the inter-battery balance current value in a state where the electric motor is connected to the power supply unit, and when it is determined that the short circuit between the batteries has occurred. It is preferable to determine again whether or not there is a short circuit between the batteries based on the reactor current value in a state where the electric motor is temporarily disconnected from the power supply unit.

他の好適な態様では、前記制御部は、予め、短絡有無判断の基準となる閾値を記憶しており、前記閾値は、温度に応じて変動する変動値である。   In another preferred aspect, the control unit stores in advance a threshold value that serves as a reference for determining whether or not there is a short circuit, and the threshold value is a fluctuation value that varies according to temperature.

本発明によれば、リアクトル電流の値だけでなく向きも検出しており、この向きに基づいて短絡の原因となった電源ユニットを特定できる。   According to the present invention, not only the value of the reactor current but also the direction is detected, and the power supply unit that caused the short circuit can be specified based on this direction.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態である電力制御システム12の概略構成図である。また、図2は、電力制御システム12の一部拡大図である。この電力制御システム12は、例えば、ハイブリッド自動車や電機自動車などに搭載されるシステムであり、二つの電動機ユニット50a,50bに電力を供給したり、電動機ユニット50a,50bで発電された電力により充電されたりするシステムである。なお、以下では、二つの電動機ユニット50a,50bを、特に区別しない場合は添字a,bを省略し、単に「電動機ユニット50」と呼ぶ。各電動機ユニット50の構成要素についても同様である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power control system 12 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of the power control system 12. The power control system 12 is a system mounted on, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle, and supplies power to the two motor units 50a and 50b or is charged by the power generated by the motor units 50a and 50b. System. In the following description, the two motor units 50a and 50b will be simply referred to as “motor unit 50” without the suffixes a and b unless otherwise distinguished. The same applies to the components of each electric motor unit 50.

電力制御システム12は、並列に接続された二つの電源ユニット、すなわちマスタ電源ユニット14およびスレーブ電源ユニット14と、当該電源ユニット14,14を制御する制御部16(図1では図示省略)と、に大別される。なお、この電源ユニット14,14においても、マスタおよびスレーブを区別しない場合は、添字のMおよびSを省略し、単に「電源ユニット14」と呼ぶ。各電源ユニット14の構成要素についても同様である。 The power control system 12 includes two power supply units connected in parallel, that is, a master power supply unit 14 M and a slave power supply unit 14 S, and a control unit 16 that controls the power supply units 14 M and 14 S (not shown in FIG. 1). ). In the power supply units 14 S and 14 M , when the master and the slave are not distinguished, the subscripts M and S are omitted and simply referred to as “power supply unit 14”. The same applies to the components of each power supply unit 14.

制御部16は、上位制御装置からの要求に従って、総要求パワーを算出し、当該パワーが得られるべく、電源ユニット14の駆動を制御する。また、制御部16は、各種電流センサS,SBM,SBSで検出された電流値や電流の向きなどに基づいて電源ユニット14の良否を判定し、不良と判定された電源ユニット14のバッテリ20をシステムから遮断するようにしている。以下、この電力制御システム12について詳説する。 The control unit 16 calculates the total required power in accordance with a request from the host control device, and controls driving of the power supply unit 14 so as to obtain the power. The control unit 16, various current sensors S L, S BM, to determine the quality of the power supply unit 14 on the basis of such the orientation of the detected current value and the current at S BS, defect and determined to be the power supply unit 14 The battery 20 is disconnected from the system. Hereinafter, the power control system 12 will be described in detail.

はじめに、当該電力制御システム12に接続されている電動機ユニット50について簡単に説明する。電動機ユニット50は、電動機52およびインバータ54からなる回路ユニットである。電動機52は、交流電圧が供給されることにより、車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生させる駆動モータとして機能する。また、この電動機52は、回生制動時には、車両の制動力により駆動して発電するジェネレータとしても機能する。この電動機52で発電された電力(交流電圧)は、インバータ54により直流電圧に変換されたうえで電源ユニット14に出力される。電源ユニット14に設けられたバッテリ20は、この直流電圧が供給されることにより充電される。また、電動機52を駆動モータとして機能させる場合、インバータ54は、電源ユニット14から供給される直流電圧を交流電圧に変換したうえで、当該交流電圧を電動機52に供給する。この交流電圧の供給を受けて、電動機52は、モータとして機能し、車両の駆動輪を駆動させるためのトルクを発生する。なお、この二つの電動機52a,52bに流れる電流は、それぞれ、第一モータ電流値Ia、第二モータ電流値Ibとして検知され、電力制御システム12の制御部16に入力される。また、この電動機ユニット50と電源ユニット14との間には制御部16により開閉制御されるゲート(図示省略。例えばリレーなどから構成される)が設けられており、適宜、電動機ユニット50を電力制御システム12から切り離すことが出来るようになっている。   First, the motor unit 50 connected to the power control system 12 will be briefly described. The electric motor unit 50 is a circuit unit including an electric motor 52 and an inverter 54. The electric motor 52 functions as a drive motor that generates torque for driving the drive wheels of the vehicle when supplied with an AC voltage. The electric motor 52 also functions as a generator that generates electric power by being driven by the braking force of the vehicle during regenerative braking. The electric power (AC voltage) generated by the electric motor 52 is converted into a DC voltage by the inverter 54 and then output to the power supply unit 14. The battery 20 provided in the power supply unit 14 is charged by being supplied with this DC voltage. When the electric motor 52 functions as a drive motor, the inverter 54 converts the DC voltage supplied from the power supply unit 14 into an AC voltage, and then supplies the AC voltage to the electric motor 52. In response to the supply of the AC voltage, the electric motor 52 functions as a motor and generates torque for driving the driving wheels of the vehicle. The currents flowing through the two electric motors 52a and 52b are detected as the first motor current value Ia and the second motor current value Ib, respectively, and input to the control unit 16 of the power control system 12. In addition, a gate (not shown in the figure, which is configured from a relay, for example) that is controlled to open / close by the control unit 16 is provided between the electric motor unit 50 and the power supply unit 14. It can be disconnected from the system 12.

次に、本発明の実施形態である電力制御システム12について説明する。既述したとおり、電力制御システム12は、並列に接続されたマスタ電源ユニット14およびスレーブ電源ユニット14と、当該二つの電源ユニット14,14を制御する制御部16と、に大別される。制御部16は、二つの電源ユニット14,14からの出力合計が、総要求パワーになるように駆動制御している。 Next, the power control system 12 which is embodiment of this invention is demonstrated. As described above, the power control system 12 is roughly divided into a master power supply unit 14 M and a slave power supply unit 14 S connected in parallel, and a control unit 16 that controls the two power supply units 14 M and 14 S. Is done. The control unit 16 performs drive control so that the total output from the two power supply units 14 M and 14 S becomes the total required power.

二つの電源ユニット14,14は、いずれも、ほぼ同じ構成となっている。そこで、以下では、スレーブ電源ユニット14を例に挙げて、電源ユニット14の構成を説明する。図2は、スレーブ電源ユニット14の構成を示す図である。 The two power supply units 14 M and 14 S have almost the same configuration. Therefore, the configuration of the power supply unit 14 will be described below by taking the slave power supply unit 14S as an example. Figure 2 is a diagram showing the configuration of the slave power supply unit 14 S.

スレーブ電源ユニット14は、スレーブ側バッテリ20を備えている。このバッテリ20と電動機ユニット50との間には、電圧を昇降させるスレーブ側コンバータ22が接続されている。また、バッテリ20とコンバータ22の間およびコンバータ22とインバータ54との間には、供給された電圧を平滑化する第一コンデンサC1および第二コンデンサC2が設けられている。バッテリ20は、充放電可能な二次電池であり、例えば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどからなる。 The slave power supply unit 14 S includes a slave side battery 20 S. This is between the battery 20 S and the motor unit 50, the slave converter 22 S for elevating the voltage is connected. In addition, a first capacitor C1 S and a second capacitor C2 S that smooth the supplied voltage are provided between the battery 20 S and the converter 22 S and between the converter 22 S and the inverter 54. The battery 20S is a chargeable / dischargeable secondary battery, and is made of, for example, nickel hydride or lithium ion.

コンバータ22は、供給された電圧を、適宜、昇降する電圧変換器である。このコンバータ22は、複数のダイオードD1,D2、複数のトランジスタT1,T2、および、リアクトルLなどから構成される。リアクトルLの一端はバッテリ20の電源ラインに接続される。また、当該リアクトルLの他端は、トランジスタT1とトランジスタT2との中間点、換言すれば、トランジスタT1のエミッタとトランジスタT2のコレクタとの間に接続される。トランジスタT1,T2は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。すなわち、トランジスタT1のコレクタは電源ラインに接続され、トランジスタT2のエミッタはアースラインに接続される。また、各トランジスタT1,T2のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードD1,D2がそれぞれ配されている。そして、スイッチング素子として機能するトランジスタT1,T2を、適宜、適当なデューティ比で駆動することで、直流電圧の昇降が行われる。なお、以下の説明では、トランジスタT1のことを「スレーブ側上アームT1」、トランジスタT2のことを「スレーブ側下アームT2」と称することがある。同様に、マスタ電源ユニット14に設けられた二つのトランジスタT1,T2のことを「マスタ側上アームT1」、「マスタ側下アームT2」と称する。 Converter 22 S is the supplied voltage, as appropriate, is a voltage converter for lifting. The converter 22 S includes a plurality of diodes D1 S and D2 S , a plurality of transistors T1 S and T2 S , a reactor L S and the like. One end of the reactor L S is connected to the power line of the battery 20 S. Further, the other end of the reactor L S is connected between an intermediate point between the transistor T1 S and the transistor T2 S , in other words, between the emitter of the transistor T1 S and the collector of the transistor T2 S. The transistors T1 S and T2 S are connected in series between the power supply line and the earth line. That is, the collector of the transistor T1 S is connected to the power supply line, and the emitter of the transistor T2 S is connected to the ground line. In addition, diodes D1 S and D2 S that flow current from the emitter side to the collector side are arranged between the collectors and emitters of the transistors T1 S and T2 S , respectively. Then, the DC voltage is raised or lowered by appropriately driving the transistors T1 S and T2 S functioning as switching elements with an appropriate duty ratio. In the following description, the transistor T1 S may be referred to as “slave side upper arm T1 S ”, and the transistor T2 S may be referred to as “slave side lower arm T2 S ”. Similarly, the two transistors T1 M and T2 M provided in the master power supply unit 14 M are referred to as “master side upper arm T1 M ” and “master side lower arm T2 M ”.

リアクトルLと二つのトランジスタT1,T2の中間点との間には、スレーブ側リアクトル電流センサSが設けられている。このリアクトル電流センサSは、コンバータ22に流れる電流値をリアクトル電流値Iとして検出するとともに、リアクトル電流の向き(正負)も検出し、制御部16に出力する。制御部16は、このリアクトル電流センサで検出されたリアクトル電流値Iに基づいて電池間短絡の有無を判定する。また、電池間短絡が生じている場合には、リアクトル電流の向きに基づいて当該電池間短絡の原因となったコンバータ22の特定を行う。なお、このリアクトル電流センサSは、マスタ電源ユニット14およびスレーブ電源ユニット14の両方に設けてもよいが、コストなどの関係上、本実施形態では、スレーブ電源ユニット14にのみ、リアクトル電流センサSを設けている(図1参照)。 Between the midpoint of the reactor L S and two transistors T1 S, T2 S, slave reactor current sensor S L is provided. The reactor current sensor S L, as well as for detecting a current flowing in the converter 22 S as reactor current value I L, the direction of the reactor current (positive or negative) also detects and outputs to the control unit 16. Control unit 16 determines the presence or absence of a short circuit between the battery based on the reactor current value I L that is detected by the reactor current sensor. Moreover, when the short circuit between batteries has arisen, the converter 22 which caused the short circuit between the said batteries is identified based on the direction of a reactor current. The reactor current sensor S L may be provided in both the master power supply unit 14 M and the slave power supply unit 14 S. However, in this embodiment, only the slave power supply unit 14 S is provided in the present embodiment because of cost and the like. A current sensor SL is provided (see FIG. 1).

バッテリ20とコンバータ22との間には、スレーブ側電池電流センサSBSが設けられている。この電池電流センサSBSは、バッテリ20近傍での電流値を検出し、スレーブ側電池電流値IBSとして制御部16に出力するセンサである。なお、この電池電流センサは、リアクトル電流センサSと異なり、マスタ電源ユニット14およびスレーブ電源ユニット14の両方に設けられており、各電源ユニット14,14における電池電流値IBM,IBSが、個別に検出されるようになっている。制御部16は、この電池電流センサSBM,SBSで検出された電流値に基づいて、電池内短絡の有無判定、および、電池内短絡の原因になった電源ユニット14,14の特定を行う。 A slave side battery current sensor SBS is provided between the battery 20 S and the converter 22 S. The battery current sensor S BS detects a current value of the battery 20 S near a sensor which outputs to the control unit 16 as the slave battery current value I BS. Incidentally, the battery current sensor is different from the reactor current sensor S L, the master power supply unit 14 M and is provided on both of the slave power supply unit 14 S, each of the power supply units 14 M, 14 battery current in the S value I BM, I BS is adapted to be individually detected. Control unit 16, the battery current sensor S BM, based on the current value detected by the S BS, the presence judgment of the battery in short-circuit, and a specific power supply unit 14 M, 14 S that caused the battery in short-circuit I do.

バッテリ20とコンバータ22との間には、制御部16により駆動制御されるスレーブ側システムマスタリレー(以下「SMR」と略す)が設けられている。制御部16は、短絡が生じた場合には、当該短絡の原因となった電源ユニット14を特定する。そして、当該短絡の原因となった電源ユニット14のSMRを駆動して、短絡原因の電源ユニット14に搭載されているバッテリ20を電力制御システム12から切り離すようになっている。そして、これにより、短絡に起因するバッテリ20の損傷などが防止される。 Between the battery 20 S and the converter 22 S , a slave-side system master relay (hereinafter abbreviated as “SMR”) that is driven and controlled by the control unit 16 is provided. When a short circuit occurs, the control unit 16 identifies the power supply unit 14 that has caused the short circuit. Then, the SMR of the power supply unit 14 causing the short circuit is driven, and the battery 20 mounted on the power supply unit 14 causing the short circuit is disconnected from the power control system 12. This prevents damage to the battery 20 due to a short circuit.

なお、本実施形態では、マスタ電源ユニット14に、DCDCコンバータなどの補機40が接続されている。この補機40は、通常、マスタ側バッテリ20からの電力供給により駆動される。ただし、マスタ電源ユニット14の異常が検出され、マスタ側バッテリ20が電力制御システム12から切り離された場合には、スレーブ側バッテリ20からの電力供給により補機40を駆動するようになっている。 In the present embodiment, the master power supply unit 14 M, accessory 40 such as a DCDC converter is connected. The accessory 40 is generally driven by electric power supply from the master battery 20 M. However, abnormality of the master power supply unit 14 M is detected, if the master-side battery 20 M is disconnected from the power control system 12 so as to drive the accessory 40 by the power supply from the slave battery 20 S ing.

制御部16は、二つの電源ユニット14,14の駆動を制御する部位である。この制御部16は、上位制御装置からの要求に基づいて、総要求パワーなどを算出する。そして、この総要求パワーを満たすように、各コンバータ22,22のアームの駆動を制御する。なお、この制御は、電流値をフィードバックさせる電流フィードバック制御により行われてもよいし、電圧値をフィードバックさせる電圧フィードバック制御であってもよい。 The control unit 16 is a part that controls driving of the two power supply units 14 M and 14 S. The control unit 16 calculates the total required power and the like based on a request from the host control device. Then, the drive of the arms of the converters 22 M and 22 S is controlled so as to satisfy this total required power. Note that this control may be performed by current feedback control that feeds back a current value, or voltage feedback control that feeds back a voltage value.

また、上述したように、制御部16は、各種電流センサS,SBM,SBSでの検出結果に基づいて、電池間短絡や電池内短絡の有無判定、および、短絡発生時には、当該短絡の原因となった電源ユニット14の特定なども行う。以下、この短絡判定等の基本原理について図3を参照して詳説する。 Further, as described above, the control unit 16 determines whether or not there is a short circuit between the batteries or a short circuit in the battery based on the detection results of the various current sensors S L , S BM , and S BS , and when the short circuit occurs, the short circuit occurs. The power supply unit 14 that caused the problem is also identified. Hereinafter, the basic principle of this short circuit determination and the like will be described in detail with reference to FIG.

図3は、電力制御システム12における電流の流れを示す概略図である。この図3において、黒太線の矢印はマスタ側上アームT1が固着したときの、白抜太線の矢印はスレーブ側上アームT1が固着したときの電流の流れを示している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of current in the power control system 12. In FIG. 3, the black bold line arrows when the fixed master on the arm T1 M is, the arrow of white抜太lines indicate the flow of current when the slave on the arm T1 S is stuck.

通常、スレーブ側コンバータ22に流れるリアクトル電流値Iは、電動機ユニット50に出力される電流量(力行時は正の値、回生時は負の値)に二つの電源ユニット14,14の間での電力分配率を乗算した値と、電池間の遣り取り分に相当する電流量と、を加算した値となる。具体的には、電流値Iは、次の式1〜式4で表される。 Usually, the slave converter 22 reactor current flowing through the S I L, the amount of current outputted to the electric motor unit 50 (power running is a positive value, the regenerative negative values) two power supply units 14 M, 14 S The value obtained by multiplying the power distribution ratio between the two and the amount of current corresponding to the exchange between the batteries is added. Specifically, the current value IL is expressed by the following formulas 1 to 4.

=I+I ・・・式1
=(Ia+Ib)×K ・・・式2
K=V/(V−VLS)×γ ・・・式3
=(VLM−VLS)×D/R ・・・式4
なお、ここで、γは、二つの電源ユニット14,14の間での電力分配率であり、Rは内部抵抗値である。V,VLM,VLSは、それぞれ、電動機ユニット50への供給電圧、マスタ側バッテリ20の出力電圧、スレーブ側バッテリ20の出力電圧である。また、Dは、VL1<VL2の場合はマスタ側上アームT1のデューティ、VL1>VL2の場合はスレーブ側上アームT1のデューティである。また、(Ia+Ib)とは、トータル力行電力またはトータル回生電力、換言すれば、電動機ユニット50に出力される電流量を意味しており、力行時にはプラス、回生充電時にはマイナスの値をとる。以下では、このトータル力行電力またはトータル回生電力に電力分配率を乗算した値であるIを、「パワー収支分電流値I」と呼ぶ。また、Iは、電池間の遣り取り分に相当する電流量を意味しており、以下では、このIを「電池間収支分電流値I」と呼ぶ。
I L = I 1 + I 2 Formula 1
I 1 = (Ia + Ib) × K Equation 2
K = V H / (V H −V LS ) × γ Expression 3
I 2 = (V LM −V LS ) × D / R Equation 4
Here, γ is a power distribution ratio between the two power supply units 14 M and 14 S , and R is an internal resistance value. V H, V LM, V LS, respectively, the supply voltage to the motor unit 50, the master-side battery 20 M of the output voltage, the output voltage of the slave battery 20 S. Also, D is, VL1 <VL2 master on the arm T1 M duty in the case of, VL1> For VL2 is the duty of the slave on the arm T1 S. (Ia + Ib) means total power running power or total regenerative power, in other words, the amount of current output to the motor unit 50, and takes a positive value during power running and a negative value during regenerative charging. Hereinafter, I 1 , which is a value obtained by multiplying the total power running power or total regenerative power by the power distribution ratio, is referred to as “power balance current value I 1 ”. Further, I 2 means an amount of current corresponding to the exchange between the batteries. Hereinafter, this I 2 is referred to as “battery balance current value I 2 ”.

上アームがONのまま固定される上アーム固着が生じた場合には、電池間で短絡が生じたことになり、デューティDの値が過大となる。この場合には、式4から明らかなとおり、電池間収支分電流値Iの値も過大となる。そこで、制御部16は、リアクトル電流値Iおよびパワー収支分電流値Iに基づいて、この電池間収支分電流値Iを算出する。具体的には、I=I−Iの演算を実行する。そして、この演算により得られる電池間収支分電流値Iが、規定の閾値αを超えた場合には、上アームT1,T1のON固着、すなわち、電池間短絡が生じたと判断する。また、このときのリアクトル電流の向きが、スレーブ側からマスタ側に向かう向き(すなわち、I>0、図3における黒太線の矢印の向き)の場合にはマスタ側上アームT1が固着していると判断する。逆に、リアクトル電流の向きが、マスタ側からスレーブ側に向かう向き(すなわち、IL<0、図3における白抜太線の矢印の向き)の場合にはスレーブ側上アームT1が固着していると判断する。つまり、まとめると、制御部16は、I=I−I>αの場合にはマスタ側上アームT1がON固着していると判断し、I=I−I<−αの場合にはスレーブ側上アームT1がON固着していると判断し、−α≦I−I≦αの場合には上アームT1,T1のON固着(電池間短絡)は生じていないと判断する。 When the upper arm is fixed while the upper arm is fixed to ON, a short circuit occurs between the batteries, and the value of the duty D becomes excessive. In this case, as is clear from Equation 4, the inter-battery balance current value I 2 also becomes excessive. Therefore, the control unit 16, based on the reactor current value I L and the power balance component of the current value I 1, and calculates the inter-battery balance component current value I 2. Specifically, the calculation of I 2 = I L −I 1 is executed. When the inter-battery balance current value I 2 obtained by this calculation exceeds the specified threshold value α, it is determined that the upper arms T1 M and T1 S are fixed to ON, that is, a short circuit between the batteries has occurred. Further, when the direction of the reactor current at this time is the direction from the slave side to the master side (that is, I L > 0, the direction of the thick line arrow in FIG. 3), the master-side upper arm T1 M is fixed. Judge that Conversely, the direction of the reactor current, direction from the master side to the slave side (i.e., IL <0, the arrow direction of the white抜太line in FIG. 3) are fixed slave on the arm T1 S is in the case of Judge. That is, in summary, when I 2 = I L −I 1 > α, the control unit 16 determines that the master side upper arm T1 M is fixed ON, and I 2 = I L −I 1 <−. In the case of α, it is determined that the slave side upper arm T1 S is fixed ON, and in the case of −α ≦ I L −I 1 ≦ α, the upper arms T1 M and T1 S are fixed ON (short circuit between batteries). It is judged that no has occurred.

上アームT1がON固着していると判断した場合、制御部16は、当該上アームT1のON固着が生じた電源ユニット14のSMRを駆動して、当該電源ユニット14に搭載されているバッテリ20を電力制御システム12から切り離す。ここで、マスタ側上アームT1が固着した場合には、当然、マスタ側バッテリ20がシステム12から切り離されることになる。この場合、マスタ電源ユニット14に接続された補機40は、スレーブ電源ユニット14からの電力供給で駆動する。 When it is determined that the upper arm T1 is fixed ON, the control unit 16 drives the SMR of the power supply unit 14 in which the upper arm T1 is fixed ON, and the battery 20 mounted on the power supply unit 14 is driven. Is disconnected from the power control system 12. Here, if the master-side upper arm T1 M is stuck, naturally, will be the master-side battery 20 M is disconnected from the system 12. In this case, accessory 40 connected to the master power supply unit 14 M is driven by power supply from the slave power supply unit 14 S.

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態では、電流値に基づく電池間短絡の有無判断だけでなく、電流の向きに基づいて上アームT1のON固着が発生している電源ユニット14の特定もしている。その結果、不良が発生した電源ユニット14のバッテリ20のみをシステム12から切り離すことができる。また、本実施形態では、リアクトル電流値Iおよびパワー収支分電流値Iに基づいて、電池間収支分電流値Iを算出し、この電池間収支分電流値Iの値に基づいて電池間短絡の有無判断を行っている。その結果、電動機への出力電流量の値が大きく変動したとしても、正確に電池間短絡の有無を判断できる。 As is clear from the above description, in the present embodiment, not only the determination of the presence or absence of a short circuit between the batteries based on the current value, but also the identification of the power supply unit 14 in which the upper arm T1 is stuck on based on the current direction is specified. ing. As a result, only the battery 20 of the power supply unit 14 in which a failure has occurred can be disconnected from the system 12. Further, in the present embodiment, on the basis of the reactor current value I L and the power balance component of the current value I 1, and calculates the inter-battery balance component current value I 2, based on the value of the battery between balance component current value I 2 Whether or not there is a short circuit between the batteries is determined. As a result, even if the value of the output current amount to the electric motor greatly fluctuates, it is possible to accurately determine whether or not there is a short circuit between the batteries.

なお、本実施形態では、I=I−Iの値に基づいて電池間短絡が生じていると判断した場合には、電動機ユニット50および電源ユニット14の間に設けられたゲートを遮断して、電動機ユニット50をシステム12から切り離し、その状態で、再度、電流値に基づく電池間短絡の有無判断を行う。 In the present embodiment, when it is determined that the short circuit between the battery based on the value of I 2 = I L -I 1 occurs, blocking the gate provided between the motor unit 50 and the power supply unit 14 Then, the electric motor unit 50 is disconnected from the system 12, and in that state, the presence / absence of a short circuit between the batteries based on the current value is determined again.

すなわち、電池間収支分電流値Iの算出に用いられるパワー収支分電流値Iは、電動機52に搭載された電流センサ(図示せず)や、電源ユニット14に設けられた電圧センサ(図示せず)などの検出値に基づいて算出される(式2、式3参照)。この各種検出値から誤差を完全に除去することは困難であり、パワー収支分電流値Iは、多少の誤差を含んだ値であると言える。かかるパワー収支分電流値Iをリアクトル電流値Iから減算して電池間収支分電流値Iを算出すると、Iの誤差にIの誤差が重畳されることになる。その結果、算出された電池間収支分電流値Iに含まれる誤差量が大きくなるという問題がある。 That is, the power balance current value I 1 used to calculate the inter-battery balance current value I 2 is a current sensor (not shown) mounted on the motor 52 or a voltage sensor (see FIG. (See formulas 2 and 3). It is difficult to completely remove the error from the various detection values, the power balance equivalent current value I 1 is said to be a value including some errors. After calculating the inter-battery balance partial current I 2 by subtracting such power balance equivalent current values I 1 from the reactor current value I L, so that the error of I 1 is superimposed on the error of the I L. As a result, there is a problem that an error amount increases contained in the balance component current value I 2 between the calculated battery.

そこで、電動機ユニット50を電源ユニット14に接続した状態で、電池間短絡が生じていると判断された場合には、電動機ユニット50を電源ユニット14から一時的に切り離し(ゲート遮断し)、その状態で、再度、電池間短絡の有無を判断するようにしている。電動機ユニット50を電源ユニット14から切り離した場合には、電動機ユニット50への出力電流量(Ia+Ib)=0、ひいては、パワー収支分電流値I=0となる。そして、この場合、I=Iが成立することになる。したがって、電動機ユニット50を電源ユニット14から切り離した場合には、リアクトル電流値Iが、規定の閾値α´を超過するか否かで、上アームのON固着の有無を判断することができる。この場合、電池間収支分電流値Iから電動機52に搭載された電流センサや、電源ユニット14に設けられた電圧センサの誤差の影響を排除することができ、電池間短絡の有無をより正確に判断することができる。なお、より正確に判断するために、この電動機ユニット50を切り離した状態において用いられる閾値α´は、電動機ユニット50を接続した状態で用いられる閾値αよりも小さい値(α´<α)とすることが望ましい。 Therefore, when it is determined that a short circuit between the batteries has occurred with the electric motor unit 50 connected to the power supply unit 14, the electric motor unit 50 is temporarily disconnected from the power supply unit 14 (gate is cut off), Then, it is determined again whether or not there is a short circuit between the batteries. When the electric motor unit 50 is disconnected from the power supply unit 14, the output current amount (Ia + Ib) = 0 to the electric motor unit 50, and consequently, the power balance current value I 1 = 0. In this case, I 2 = IL is established. Accordingly, when disconnecting the electric motor unit 50 from the power supply unit 14, the reactor current value I L is in whether exceeds the threshold α'defined, it is possible to determine the presence or absence of ON sticking of the upper arm. In this case, and a current sensor that is mounted from the battery between balance component current value I 2 to the electric motor 52, it is possible to eliminate the influence of the error of the voltage sensor provided to the power supply unit 14, more precisely the presence or absence of a short circuit between the battery Can be judged. In order to make a more accurate determination, the threshold value α ′ used when the motor unit 50 is disconnected is set to a value (α ′ <α) smaller than the threshold value α used when the motor unit 50 is connected. It is desirable.

次に、下アームT2のON固着の有無判断について説明する。下アームT2のON固着の有無判断(電池内短絡の有無判断)は、各バッテリ20,20近傍に設けられた電池電流センサSBM,SBSで検出された電池電流値IBM,IBSに基づいて判断される。すなわち、下アームT2がON固着した電池内短絡発生時には、電池電流が過大になることが知られている。よって、制御部16は、電池電流センサSBM,SBSで検知される電池電流値IBM,IBSを監視し、当該電池電流値IBM,IBSが、規定の閾値βよりも大きい場合には、下アームT2がON固着していると判断する。より具体的には、制御部16は、IBM>βの場合にはマスタ側下アームT2が、IBS>βの場合にはスレーブ側下アームT2がON固着していると判断する。 Next, the determination of whether or not the lower arm T2 is stuck on will be described. Whether the lower arm T2 is fixed to ON (determining whether there is a short circuit in the battery) is determined by the battery current values I BM , I detected by the battery current sensors S BM , S BS provided in the vicinity of the batteries 20 M , 20 S. Determined based on BS . That is, it is known that the battery current becomes excessive when a short circuit occurs in the battery where the lower arm T2 is fixed ON. Therefore, the control unit 16, battery current sensor S BM, monitors the battery current detected by the S BS value I BM, I BS, the battery current value I BM, if I BS is larger than the threshold value β defined It is determined that the lower arm T2 is fixed ON. More specifically, the control unit 16, in the case of I BM> beta arm T2 M under the master side, in the case of I BS> beta determines the slave lower arm T2 S is stuck ON .

次に、この電力制御システム12における短絡検出処理の流れについて図4を参照して説明する。図4は、短絡検出処理の流れを示すフローチャートである。   Next, the flow of the short circuit detection process in the power control system 12 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of short circuit detection processing.

短絡を検出する場合、制御部16は、まず、電池間収支分電流値I=I−K・(Ia+Ib)=I−Iを算出し、その絶対値が規定の閾値αを超過するか否かを判断する(S10)。|I−I|≦αの場合には、ステップS22に進み、電池内短絡の有無判断を行う。一方、|I−I|>αの場合には、電池間短絡が生じていると仮判定する。そして、この場合は、電源ユニット14と電動機ユニット50との間に設けられたゲートを遮断して、電動機ユニット50を電力制御システム12から切り離す(S12)。そして、その状態で検出されたリアクトル電流値I(=I)の絶対値が、規定の閾値α´を超過するか否かを判断する(S14)。この判定によれば、パワー収支分電流値I=(Ia+Ib)Kに含まれる誤差の影響を排除できるため、電池間短絡の有無を、より高精度に判断できる。そして、|I|≦α´の場合には、電池間短絡は生じていないと判断する。この場合は、ゲートを再度開放(S40)した後、ステップS22に進み、電池内短絡の有無判断を行う。一方、|IL|>α´の場合には、電池間短絡が生じていると判断する(S16)。この場合、制御部16は、電流の向き(Iの正負)に基づいて、上アームT1のON固着が発生した電源ユニット14を特定する。具体的には、リアクトル電流値Iの正負を判断し、I>0の場合は、マスタ側上アームT1が固着していると判断する(S18,S20)。この場合は、マスタ側SMRを遮断し、マスタ側バッテリ20をシステム12から切り離す。一方、I<0の場合は、スレーブ側上アームT1が固着していると判断する(S30)。この場合は、スレーブ側SMRを遮断して、スレーブ側バッテリ20をシステム12から切り離す(S36)。 In the case of detecting a short circuit, the control unit 16 first calculates an inter-battery balance current value I 2 = I L −K · (Ia + Ib) = I L −I 1 , and its absolute value exceeds a specified threshold value α. It is determined whether or not to perform (S10). If | I L −I 1 | ≦ α, the process proceeds to step S22 to determine whether there is a short circuit in the battery. On the other hand, if | I L −I 1 |> α, it is temporarily determined that a short circuit between the batteries has occurred. In this case, the gate provided between the power supply unit 14 and the electric motor unit 50 is shut off, and the electric motor unit 50 is disconnected from the power control system 12 (S12). Then, it is determined whether or not the absolute value of the reactor current value I L (= I 2 ) detected in this state exceeds a specified threshold value α ′ (S14). According to this determination, the influence of the error included in the power balance current value I 1 = (Ia + Ib) K can be eliminated, so that the presence or absence of the short circuit between the batteries can be determined with higher accuracy. If | I L | ≦ α ′, it is determined that no short circuit between the batteries has occurred. In this case, after the gate is opened again (S40), the process proceeds to step S22 to determine whether there is a short circuit in the battery. On the other hand, if | IL |> α ′, it is determined that a short circuit between the batteries has occurred (S16). In this case, the control unit 16, based on the orientation (positive and negative I L) of the current, to identify the power supply unit 14 ON fixation of the upper arm T1 has occurred. Specifically, it is determined whether the reactor current value I L is positive or negative. If I L > 0, it is determined that the master-side upper arm T1 M is fixed (S18, S20). In this case, it cuts off the master SMR, disconnecting the master battery 20 M from the system 12. On the other hand, if I L <0, it is determined that the slave-side upper arm T1 S is fixed (S30). In this case, it shuts off the slave SMR, disconnect the slave battery 20 S from the system 12 (S36).

一方、電池間短絡(上アームON固着)が生じていない場合は、ステップS22に進む。ステップS22では、まず、マスタ側電池電流値IBMを規定の閾値βと比較する。比較の結果、マスタ側電池電流値IBMが閾値βを超過している場合(IBM>β)には、マスタ側下アームT2のON固着が生じていると判断する(S24)。この場合には、マスタ側SMRを遮断し、マスタ側バッテリ20をシステムから切り離す(S26)。 On the other hand, when the battery short circuit (upper arm ON sticking) has not occurred, the process proceeds to step S22. In step S22, first, the master side battery current value IBM is compared with a prescribed threshold value β. Result of the comparison, if the master battery current value I BM exceeds the threshold value β (I BM> β), it is determined that the stuck ON master lower arm T2 M occurs (S24). In this case, it cuts off the master SMR, disconnecting the master battery 20 M from the system (S26).

一方、IBMが閾値β未満である場合は、続いて、スレーブ側電池電流値IBSと閾値βとを比較する(S32)。比較の結果、IBS>βの場合は、スレーブ側下アームT2のON固着が生じていると判断する(S34)。この場合には、スレーブ側SMRを遮断し、スレーブ側バッテリ20をシステム12から切り離す(S36)。 On the other hand, if IBM is less than the threshold value β, then the slave battery current value I BS is compared with the threshold value β (S32). Result of the comparison, in the case of I BS> beta, it is determined that the stuck ON slave lower arm T2 S occurs (S34). In this case, blocks the slave SMR, disconnect the slave battery 20 S from the system 12 (S36).

ステップS22、ステップS32のいずれにおいてもNOであった場合、制御部は、電池間短絡、電池内短絡のいずれも生じていないと判断する。この場合は、規定時間待機した後、再度、ステップS10へと戻る。換言すれば、制御部16は、繰り返し短絡の有無検査を実行する。   If NO in both step S22 and step S32, the control unit determines that neither an inter-battery short circuit or an in-battery short circuit has occurred. In this case, after waiting for a specified time, the process returns to step S10 again. In other words, the control unit 16 repeatedly performs a short circuit presence / absence inspection.

以上の説明から明らかなとおり本実施形態によれば、電池間短絡・電池内短絡の発生有無だけでなく、いずれの電源ユニット14で異常が生じたかも特定もできる。その結果、異常が生じた電源ユニット14のバッテリ20のみをシステム12から切り離すこができ、バッテリの損傷を防止しつつ、より効率的な運転が可能となる。また、リアクトル電流値Iから、パワー収支分電流値I減算して電池間収支分電流値Iを算出し、このIの値に基づいて電池間短絡の有無を判断している。そのため、電動機52での消費電力の大きさに関わらず、電池間収支分電流値Iの過大を確実に検出できる。さらに、電池間短絡の疑いがある場合には、電動機ユニット50を一時的に電源ユニット14から切り離すため、より正確に電池間短絡の有無を判断できる。 As is apparent from the above description, according to the present embodiment, it is possible to specify not only the presence / absence of the short circuit between the batteries and the short circuit within the battery but also which power supply unit 14 has an abnormality. As a result, only the battery 20 of the power supply unit 14 in which an abnormality has occurred can be disconnected from the system 12, and more efficient operation is possible while preventing damage to the battery. Also, the reactor current value I L, and calculates the inter-battery balance partial current I 2 by subtracting the power balance equivalent current value I 1, it is determined whether a short circuit between the battery based on the value of the I 2 . Therefore, regardless of the size of the power consumption of the electric motor 52, can be reliably detected excessive inter-battery balance component current value I 2. Furthermore, when there is a suspicion of a short circuit between the batteries, the electric motor unit 50 is temporarily disconnected from the power supply unit 14, and therefore the presence or absence of the short circuit between the batteries can be determined more accurately.

なお、短絡判定の基準となる閾値α、α´、βは、固定値であってもよいし、各種条件に応じて変動する変動値であってもよい。例えば、閾値α、α´、βは、温度に応じて変動する変動値であってもよい。かかる構成とすれば、より正確に短絡の有無を判断することができる。すなわち、温度が変化すれば内部抵抗なども変化し、電流値も変化する。換言すれば、短絡発生時の電流値は温度によって異なるといえる。そこで、図5に図示するように、閾値α、α´、βを、温度に応じて変動させることが望ましい。図5において、横軸は温度、縦軸は電流値を示している。また、実線は閾値αを、破線は閾値α´を、一点鎖線は閾値βをそれぞれ示している。この図5から明らかなとおり、この例では、低温になるほど、閾値α、α´、βの絶対値が小さくなるようにしている。これは、低温になるほど内部抵抗が大きくなり、短絡時の電流値も小さくなるからである。そして、このように、閾値α、α´、βを、温度に応じて変動させれば、より正確に短絡の有無判断ができる。   Note that the threshold values α, α ′, and β serving as a reference for short circuit determination may be fixed values or may be fluctuating values that vary according to various conditions. For example, the threshold values α, α ′, and β may be fluctuation values that vary depending on the temperature. With such a configuration, it is possible to more accurately determine the presence or absence of a short circuit. That is, when the temperature changes, the internal resistance and the like also change, and the current value also changes. In other words, it can be said that the current value at the occurrence of a short circuit varies depending on the temperature. Therefore, as shown in FIG. 5, it is desirable to vary the threshold values α, α ′, and β according to the temperature. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the current value. The solid line indicates the threshold value α, the broken line indicates the threshold value α ′, and the alternate long and short dash line indicates the threshold value β. As is apparent from FIG. 5, in this example, the absolute values of the threshold values α, α ′, β are made smaller as the temperature is lower. This is because the internal resistance increases as the temperature decreases, and the current value during short-circuiting also decreases. As described above, if the threshold values α, α ′, and β are varied according to the temperature, it is possible to more accurately determine whether or not there is a short circuit.

また、本実施形態では、図4に示すとおり、電池間短絡の有無判定を二回行っている(S10,S14)が、ステップS10とステップS14のいずれか一方を省略してもよい。   Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the presence or absence determination of the short circuit between batteries is performed twice (S10, S14), but either one of step S10 and step S14 may be omitted.

さらに、上述の説明では、スレーブ側コンバータ22に設置されたリアクトル電流センサSでスレーブ側のリアクトル電流値Iを検出する構成としているが、電池電流センサSBM,SBSで検出された電池電流値IBM,IBSに基づいて、リアクトル電流値、ひいては、電池間収支分電流値を演算してもよい。 Furthermore, in the above description has a configuration that detects the reactor current value I L of the slave side reactor current sensor S L that is installed at the slave side converter 22 S, battery current sensor S BM, were detected in S BS Based on the battery current values I BM and I BS , the reactor current value, and hence the inter-battery balance current value may be calculated.

具体的には、マスタ側電池電流値IBMを、マスタ側のリアクトル電流値ILMと、ほぼ同じと仮定する。この場合、次の式5が成立することになる。 Specifically, it is assumed that the master side battery current value I BM is substantially the same as the master side reactor current value I LM . In this case, the following formula 5 is established.

BM≒ILM=(Ia+Ib)×{V/(V−VLM)×(1−γ)}+Id+{(VLS−VLM)/R×D} ・・・式5 I BM ≈I LM = (Ia + Ib) × {V H / (V H −V LM ) × (1−γ)} + Id + {(V LS −V LM ) / R × D} Equation 5

ここで、Idは、補機に流れる電流値である。この補機電流値Idは、センサなどで検出した検出値を用いてもよいし、制御の結果、得られるであろう見込みの値でもよい。この式5において、K={V/(V−VLM)×(1−γ)}、I2M=(VLS−VLM)/R×Dとおいた場合、次の式6が成立する。 Here, Id is a current value flowing through the auxiliary machine. The auxiliary machine current value Id may be a detection value detected by a sensor or the like, or may be a value expected to be obtained as a result of control. In this equation 5, when K M = {V H / (V H −V LM ) × (1−γ)}, I 2M = (V LS −V LM ) / R × D, To establish.

BM≒(Ia+Ib)K+I2M+Id
2M≒IBM−(Ia+Ib)K−Id ・・・式6
I BM ≈ (Ia + Ib) K M + I 2M + Id
I 2M ≒ I BM- (Ia + Ib) K M -Id (6)

上アームデューティを乗算して得られる値であるI2Mは、上アームのON固着が生じた場合に過大になる値であると言える。したがって、短絡の有無を判断する場合、制御部は、このI2Mと規定の閾値α(α>0)とを比較する。比較の結果、I2M<−αの場合にはマスタ側上アームT1のON固着が、I2M>αの場合にはスレーブ側上アームT1のON固着が、それぞれ、生じていると判断する。 It can be said that I 2M , which is a value obtained by multiplying the upper arm duty, is an excessive value when the upper arm is stuck on. Therefore, when determining the presence or absence of a short circuit, the control unit compares this I 2M with a prescribed threshold value α 11 > 0). As a result of comparison, when I 2M <−α 1 , the master-side upper arm T1 M is turned on, and when I 2M > α 1 , the slave-side upper arm T1 S is turned on. Judge.

同様に、スレーブ側電池電流値IBSを、スレーブ側のリアクトル電流値I(以下では、マスタ側リアクトル電流値ILMとの区別を明確にするために添字Sを追加してスレーブ側リアクトル電流値ILSと標記する。以下、K,Iも同じ)とみなした場合、次の式7が成立することになる。 Similarly, the slave-side battery current value I BS is added to the slave-side reactor current value I L (hereinafter, the subscript S is added to clarify the distinction from the master-side reactor current value I LM). The following expression 7 is established when it is considered that the value is I LS ( hereinafter, K and I 2 are also the same).

BS≒ILS
=(Ia+Ib)×{V/(V−VLS)×γ}+(VLM−VLS)×D/R
={V/(V−VLS)×γ}、I2S=(VLM−VLS)×D/Rとした場合、
BS=(Ia+Ib)・K+I2S
2S=IBS−(Ia+Ib)・K ・・・式7
I BS ≒ I LS
= (Ia + Ib) × {V H / (V H −V LS ) × γ} + (V LM −V LS ) × D / R
When K S = {V H / (V H −V LS ) × γ}, I 2S = (V LM −V LS ) × D / R,
I BS = (Ia + Ib) · K S + I 2S
I 2S = I BS − (Ia + Ib) · K S Equation 7

この式7におけるI2Sも、I2Mと同じく、上アームのON固着が生じた場合に過大になる値である。したがって、短絡の有無を判断する場合、このI2Sと規定の閾値α(α>0)とを比較するようにしてもよい。比較の結果、I2S<−αの場合にはスレーブ側上アームT1のON固着が、I2S>αの場合にはマスタ側上アームT1のON固着が、それぞれ、生じていると判断することができる。 Similarly to I 2M , I 2S in Equation 7 is also a value that becomes excessive when the upper arm is stuck on. Therefore, when determining the presence or absence of a short circuit, this I 2S may be compared with a prescribed threshold value α 22 > 0). As a result of the comparison, when I 2S <−α 2 , the slave-side upper arm T1 S is turned on, and when I 2S > α 2 , the master-side upper arm T1 M is turned on. It can be judged.

本発明の実施形態である電力制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric power control system which is embodiment of this invention. スレーブ側電源ユニットの拡大図である。It is an enlarged view of a slave side power supply unit. 電流の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of an electric current. 短絡検出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a short circuit detection process. 閾値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a threshold value.

符号の説明Explanation of symbols

C1,C2 コンデンサ、D1,D2 ダイオード、L リアクトル、SBM,SBS 電池電流センサ、S リアクトル電流センサ、T1,T1 上アーム(トランジスタ)、T2,T2 下アーム(トランジスタ)、12 電力制御システム、14,14 電源ユニット、16 制御部、20,20 バッテリ、22,22 コンバータ、40 補機、50a,50b 電動機ユニット、52a,52b 電動機、54a,54b インバータ。 C1, C2 capacitor, D1, D2 diode, L S reactor, S BM , S BS battery current sensor, S L reactor current sensor, T1 M , T1 S upper arm (transistor), T2 M , T2 S lower arm (transistor) , 12 Power control system, 14 M , 14 S power supply unit, 16 control unit, 20 M , 20 S battery, 22 M , 22 S converter, 40 auxiliary machine, 50 a, 50 b motor unit, 52 a, 52 b motor, 54 a, 54 b Inverter.

Claims (6)

互いに並列に接続された二つの電源ユニットであって、それぞれが放充電可能な電源と、当該電源に接続されるとともに供給された電圧を昇降する電圧変換器と、を有した二つの電源ユニットと、
前記二つの電源ユニットのうち少なくとも一方の電圧変換器に流れる電流であるリアクトル電流の値および向きを取得するリアクトル電流取得手段と、
前記電源ユニットの駆動を制御するとともに、取得された前記リアクトル電流の値に基づいて前記二つの電源ユニット間での短絡の有無を判断し、前記電源ユニット間での短絡が生じている場合には前記リアクトル電流の向きに基づいて短絡の原因となった電源ユニットを特定する制御手段と、
を備えることを特徴とする電力制御システム。
Two power supply units connected in parallel to each other, each having a power source that can be recharged, and a voltage converter that is connected to the power source and that raises and lowers the supplied voltage. ,
Reactor current acquisition means for acquiring a value and direction of a reactor current that is a current flowing through at least one voltage converter of the two power supply units;
When controlling the drive of the power supply unit, determining the presence or absence of a short circuit between the two power supply units based on the acquired value of the reactor current, and when a short circuit occurs between the power supply units Control means for identifying the power supply unit that caused the short circuit based on the direction of the reactor current;
A power control system comprising:
請求項1に記載の電力制御システムであって、さらに、
各電源ユニットごとに設けられ、対応する電源ユニットの電源から出力される電流値である電池電流の値を検出する電池電流検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電池電流の値に基づいて、当該電池電流に対応する電源ユニットにおける内部的短絡の有無を判断する、
ことを特徴とする電力制御システム。
The power control system of claim 1, further comprising:
Provided for each power supply unit, comprising battery current detection means for detecting the value of the battery current that is the current value output from the power supply of the corresponding power supply unit,
The control means determines the presence or absence of an internal short circuit in the power supply unit corresponding to the battery current based on the value of the battery current.
A power control system characterized by that.
請求項1または2に記載の電力制御システムであって、さらに、
各電源ごとに設けられ、当該電源をシステムから切り離す遮断手段を備え、
前記制御手段は、短絡発生時には、前記遮断手段を駆動して、当該短絡の原因となった電源ユニットの電源を当該電力制御システムから切り離す、
ことを特徴とする電力制御システム。
The power control system according to claim 1 or 2, further comprising:
Provided for each power supply, with a shut-off means to disconnect the power supply from the system,
When the short circuit occurs, the control unit drives the shut-off unit to disconnect the power source of the power supply unit that caused the short circuit from the power control system.
A power control system characterized by that.
請求項1から3のいずれか1項に記載の電力制御システムであって、
前記制御手段は、電動機に出力される電流値に二つの電源ユニット間での電力分配率を乗算した値をパワー収支分電流値として算出し、前記リアクトル電流の値から当該パワー収支分電流値を減算した値を電池間収支分電流値として算出し、当該電池間収支分電流値の絶対値が規定の閾値を超過する場合に電池間短絡が生じていると判断することを特徴とする電力制御システム。
The power control system according to any one of claims 1 to 3,
The control means calculates, as a power balance current value, a value obtained by multiplying the current value output to the motor by the power distribution ratio between the two power supply units, and calculates the power balance current value from the reactor current value. Power control characterized by calculating a subtracted value as an inter-battery balance current value and determining that a short-circuit between the batteries has occurred when the absolute value of the inter-battery balance current value exceeds a specified threshold system.
請求項4に記載の電力制御システムであって、
前記制御手段は、前記電動機を電源ユニットに接続した状態で前記電池間収支分電流値に基づいて電池間短絡の有無を判断し、電池間短絡が生じていると判断された場合には、前記電動機を前記電源ユニットから一時的に切り離した状態で前記リアクトル電流値に基づいて、再度、電池間短絡の有無を判断する、ことを特徴とする電力制御システム。
The power control system according to claim 4,
The control means determines whether or not there is a short circuit between the batteries based on the current balance value between the batteries in a state where the electric motor is connected to a power supply unit. A power control system, wherein the presence or absence of a short circuit between batteries is determined again based on the reactor current value in a state where the electric motor is temporarily disconnected from the power supply unit.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電力制御システムであって、
前記制御部は、予め、短絡有無判断の基準となる閾値を記憶しており、
前記閾値は、温度に応じて変動する変動値である、
ことを特徴とする電力制御システム。
The power control system according to any one of claims 1 to 4,
The control unit stores in advance a threshold value that is a criterion for determining whether there is a short circuit,
The threshold value is a variation value that varies according to temperature.
A power control system characterized by that.
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