JP7177005B2 - Power supply system and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両に搭載される電源システム及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply system mounted on an electric vehicle and a control method thereof.
近年、動力発生源として駆動モータを備える電動輸送機器や、動力発生源として駆動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両において、駆動モータを含む電気負荷とバッテリとは、メインコンタクタを介して接続されている。 2. Description of the Related Art In recent years, electric vehicles such as electric transportation equipment having a drive motor as a power generation source and electric vehicles such as hybrid vehicles having a drive motor and an internal combustion engine as power generation sources have been actively developed. In such an electric vehicle, an electric load including a drive motor and a battery are connected via a main contactor.
またバッテリから供給される電力で電気負荷を駆動するためには、事前に電気負荷に含まれる平滑コンデンサを充電するプリチャージを行う必要がある。しかしながら、平滑コンデンサが充電されていない状態でメインコンタクタをオンにすると、バッテリ側から電気負荷へ過大な突入電流が発生してしまい、コンタクタが溶着してしまう場合がある。このため電動車両に搭載される電源システムは、直流電源と電気負荷との接続を開始する際には、メインコンタクタと並列に接続されたプリチャージコンタクタをオンにすることによって、プリチャージ抵抗を介して平滑コンデンサに電流を供給し、平滑コンデンサのプリチャージが完了した後に、メインコンタクタをオンにしている(例えば、特許文献1参照)。 Further, in order to drive an electric load with power supplied from a battery, it is necessary to precharge a smoothing capacitor included in the electric load in advance. However, if the main contactor is turned on while the smoothing capacitor is not charged, an excessive rush current is generated from the battery side to the electrical load, and the contactor may weld. For this reason, the power supply system mounted on the electric vehicle turns on the precharge contactor connected in parallel with the main contactor to start the connection between the DC power supply and the electric load. The main contactor is turned on after the smoothing capacitor is precharged (see, for example, Patent Document 1).
上述のように従来の電源システムでは、平滑コンデンサのプリチャージが完了した後にメインコンタクタをオンにしているため、メインコンタクタを過大な突入電流が流れることはないものの、メインコンタクタをオンにした瞬間に、その時の平滑コンデンサの両端の電圧と直流電源の両端の電圧との間の電位差に応じた大きさの突入電流が流れてしまう。また近年ではバッテリの性能が向上し、その内部抵抗は益々小さくなる傾向があることから、メインコンタクタをオンにした瞬間に流れる突入電流も大きくなる傾向がある。このため、メインコンタクタのオン/オフを何度も繰り返すことにより、メインコンタクタの性能に応じた許容回数を超える回数の突入電流が流れてしまうと、メインコンタクタが溶着してしまう場合がある。 As described above, in the conventional power supply system, the main contactor is turned on after precharging of the smoothing capacitor is completed. , an inrush current of a magnitude corresponding to the potential difference between the voltage across the smoothing capacitor and the voltage across the DC power supply at that time flows. In addition, in recent years, the performance of batteries has improved, and the internal resistance tends to decrease, so the rush current that flows at the moment the main contactor is turned on tends to increase. Therefore, if the main contactor is repeatedly turned on and off and an inrush current exceeds the permissible number of times according to the performance of the main contactor, the main contactor may be welded.
このような課題を解決するためには、大きな突入電流が流れないように適切なタイミングでメインコンタクタをオンにできるよう、検出精度の高い電圧センサを用いることが考えられるが、この場合、電圧センサにかかるコストが上がってしまうおそれがある。 In order to solve this problem, it is conceivable to use a voltage sensor with high detection accuracy so that the main contactor can be turned on at an appropriate timing so that a large inrush current does not flow. cost may increase.
本発明は、精度の高い電圧センサを用いることなくメインコンタクタの溶着を防止できる電動車両用の電源システム及びその制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power supply system for an electric vehicle that can prevent welding of a main contactor without using a highly accurate voltage sensor, and a control method thereof.
(1)本発明に係る制御方法は、電動車両(例えば、後述の車両V)に搭載される電源システム(例えば、後述の電源システム1)の制御方法であって、前記電源システムは、直流電源(例えば、後述の高電圧バッテリB)の正極と平滑コンデンサ(例えば、後述の平滑コンデンサ35)を含む電気負荷(例えば、後述の負荷回路3)とを接続する正極電力線(例えば、後述の1次側正極電力線21)に互いに並列に設けられた正極メインコンタクタ(例えば、後述の正極メインコンタクタ51)及び正極プリチャージコンタクタ(例えば、後述の正極プリチャージコンタクタ52)と、前記直流電源の負極と前記電気負荷とを接続する負極電力線(例えば、後述の1次側負極電力線22)に互いに並列に設けられた負極メインコンタクタ(例えば、後述の負極メインコンタクタ61)及び負極プリチャージコンタクタ(例えば、後述の負極プリチャージコンタクタ62)と、を備え、前記制御方法は、前記直流電源と前記電気負荷との接続を開始する際に、前記正極及び負極プリチャージコンタクタを閉じ、前記平滑コンデンサのプリチャージを開始するステップ(例えば、後述の図3のS11、S12及び図5のS31、S32)と、前記プリチャージの終了後、前記正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じるステップ(例えば、後述の図3のS15及び図5のS35)と、前記一方のメインコンタクタを閉じた後、他方のメインコンタクタを閉じるステップ(例えば、後述の図3のS18及び図5のS38)と、を備え、前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、所定の条件に応じて変更することを特徴とする。
(1) A control method according to the present invention is a control method for a power supply system (for example, a power supply system 1 to be described later) mounted on an electric vehicle (for example, a vehicle V to be described later), wherein the power supply system includes a DC power supply (For example, a positive electrode power line (for example, a primary A positive electrode main contactor (for example, a positive electrode
(2)この場合、前記直流電源は蓄電器であり、前記電動車両の起動モードは、外部電力供給源から供給される電力で前記蓄電器を充電可能な状態にする外部充電モードと、前記蓄電器から放電される電力で走行可能な状態にする車両走行モードと、に分けられ、前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、前記起動モードが前記外部充電モード及び前記車両走行モードのどちらであるかによって変更することが好ましい。 (2) In this case, the DC power supply is a storage battery, and the activation mode of the electric vehicle includes an external charging mode in which the storage battery can be charged with electric power supplied from an external power supply source, and a discharge mode from the storage battery. The order of closing the positive and negative main contactors is changed depending on whether the activation mode is the external charging mode or the vehicle running mode. preferably.
(3)この場合、前記電源システムは、前記外部電力供給源のプラグが接続されるインレットを備え、前記起動モードが前記外部充電モードであるか否かは、前記プラグが前記インレットに接続されているか否かによって判定することが好ましい。 (3) In this case, the power supply system includes an inlet to which a plug of the external power supply source is connected, and whether or not the startup mode is the external charging mode is determined by connecting the plug to the inlet. It is preferable to judge by whether or not there is.
(4)この場合、前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、前回の前記直流電源と前記電気負荷との接続時における順序と逆であることが好ましい。 (4) In this case, it is preferable that the order of closing the positive and negative main contactors is the reverse order of the previous connection between the DC power supply and the electrical load.
(5)この場合、前記一方のメインコンタクタを閉じてから、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が所定の閾値以下になった後に前記他方のメインコンタクタを閉じることが好ましい。 (5) In this case, after closing the one main contactor, it is preferable to close the other main contactor after the voltage value across the smoothing capacitor becomes equal to or less than a predetermined threshold value.
(6)この場合、前記制御方法は、前記正極及び負極メインコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定ステップ(例えば、後述の図6の溶着判定処理)を備え、前記正極及び負極メインコンタクタのうち何れかが溶着していると判定された場合には、前記プリチャージの終了後、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が前記閾値以下になった後に溶着していないメインコンタクタを閉じることが好ましい。 (6) In this case, the control method includes a welding determination step (for example, a welding determination process in FIG. 6 to be described later) for determining whether or not the positive and negative electrode main contactors are welded. When it is determined that any one of them is welded, it is preferable to close the main contactor that is not welded after the voltage value across the smoothing capacitor becomes equal to or less than the threshold after the precharging is completed.
(7)この場合、前記溶着判定ステップは、前記正極及び負極メインコンタクタを開くステップ(例えば、後述の図6のS52)と、前記正極及び負極メインコンタクタを開く前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下したか否かを判定するステップ(例えば、後述の図6のS54)と、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下しなかったと判定された場合には前記正極及び負極メインコンタクタの両方が溶着していると判定するステップ(例えば、後述の図6のS55)と、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下したと判定された後、前記正極及び負極プリチャージコンタクタの何れか一方の極のプリチャージコンタクタを閉じるステップ(例えば、後述の図6のS56)と、前記一方の極のプリチャージコンタクタを閉じる前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したか否かを判定するステップ(例えば、後述の図6のS58)と、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したと判定された場合には他方の極のメインコンタクタが溶着していると判定するステップ(例えば、後述の図6のS59)と、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇しなかったと判定された後、前記一方の極のプリチャージコンタクタを開き、前記他方の極のプリチャージコンタクタを閉じるステップ(例えば、後述の図6のS60及びS61)と、前記他方の極のプリチャージコンタクタを閉じる前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したか否かを判定するステップ(例えば、後述の図6のS63)と、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したと判定された場合には前記一方の極のメインコンタクタが溶着していると判定するステップ(例えば、後述の図6のS64)と、を含むことが好ましい。 (7) In this case, the welding determination step includes a step of opening the positive and negative main contactors (for example, S52 in FIG. 6, which will be described later), and a voltage difference between both ends of the smoothing capacitor before and after opening the positive and negative main contactors. a step of determining whether or not the value has decreased (for example, S54 in FIG. 6 described later); is welded (for example, S55 in FIG. 6 to be described later), and after it is determined that the voltage value across the smoothing capacitor has decreased, either one of the positive electrode and the negative electrode precharge contactor A step of closing the pole precharge contactor (for example, S56 in FIG. 6 described later) and a step of determining whether the voltage value across the smoothing capacitor has increased before and after closing the one pole precharge contactor. (for example, S58 in FIG. 6 to be described later); and a step of determining that the main contactor of the other pole is welded when it is determined that the voltage value across the smoothing capacitor has increased (for example, a step to determine S59 in FIG. 6) and after it is determined that the voltage value across the smoothing capacitor has not increased, the step of opening the precharge contactor of the one pole and closing the precharge contactor of the other pole (for example, S60 and S61 in FIG. 6 to be described later) and a step of determining whether or not the voltage value across the smoothing capacitor has increased before and after closing the precharge contactor of the other pole (for example, S63 in FIG. 6 to be described later). ), and a step of determining that the main contactor of one pole is welded when it is determined that the voltage value across the smoothing capacitor has increased (for example, S64 in FIG. 6 described later). preferably included.
(8)本発明に係る電源システム(例えば、後述の電源システム1)は、電動車両(例えば、後述の車両V)に搭載されるものであって、直流電源(例えば、後述の高電圧バッテリB)の正極と平滑コンデンサ(例えば、後述の平滑コンデンサ35)を含む電気負荷(例えば、後述の負荷回路3)とを接続する正極電力線(例えば、後述の1次側正極電力線21)に互いに並列に設けられた正極メインコンタクタ(例えば、後述の正極メインコンタクタ51)及び正極プリチャージコンタクタ(例えば、後述の正極プリチャージコンタクタ52)と、前記直流電源の負極と前記電気負荷とを接続する負極電力線(例えば、後述の1次側負極電力線22)に互いに並列に設けられた負極メインコンタクタ(例えば、後述の負極メインコンタクタ61)及び負極プリチャージコンタクタ(例えば、後述の負極プリチャージコンタクタ62)と、前記直流電源と前記電気負荷との接続を開始する際に、前記正極及び負極プリチャージコンタクタを閉じることによって前記平滑コンデンサのプリチャージを行った後、前記正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じ、その後他方のメインコンタクタを閉じる制御装置(例えば、後述のECU8)と、を備え、前記制御装置は、前記プリチャージの終了後に前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序を、所定の条件に応じて変更することを特徴とする。
(8) A power supply system (for example, a power supply system 1 to be described later) according to the present invention is mounted on an electric vehicle (for example, a vehicle V to be described later), and is a DC power supply (for example, a high voltage battery B to be described later). ) and an electrical load (for example, a
(1)本発明の電源システムは、正極電力線に設けられた正極メインコンタクタ及び正極プリチャージコンタクタと、負極電力線に設けられた負極メインコンタクタ及び負極プリチャージコンタクタと、を備える。また本発明の制御方法は、直流電源と電気負荷との接続を開始する際には、正極及び負極プリチャージコンタクタの両方を閉じることによって平滑コンデンサのプリチャージを開始し、このプリチャージが終了した後、正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じた後、他方のメインコンタクタを閉じる。ここで、正極及び負極メインコンタクタを所定の順序で閉じる際、先に閉じたメインコンタクタには、これを閉じた瞬間に直流電源と平滑コンデンサの両端の電圧との電圧差に応じた大きさの突入電流が流れてしまう。そこで本発明の制御方法では、プリチャージの終了後に正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序を、所定の条件に応じて変更する。これにより、メインコンタクタを閉じた瞬間に流れる突入電流の回数を、2つのメインコンタクタで分散させることができるので、精度の高い電圧センサを用いたり、電流タフネスの高いメインコンタクタを用いたりすることなく、これらメインコンタクタが溶着するのを防止できる。 (1) A power supply system of the present invention includes a positive main contactor and a positive precharge contactor provided on a positive power line, and a negative main contactor and a negative precharge contactor provided on a negative power line. Further, in the control method of the present invention, when starting connection between the DC power supply and the electric load, precharging of the smoothing capacitor is started by closing both the positive and negative precharge contactors, and this precharging is completed. After that, after closing one of the positive and negative main contactors, the other main contactor is closed. Here, when the positive and negative main contactors are closed in a predetermined order, the main contactor that is closed first has a voltage corresponding to the voltage difference between the DC power supply and the voltage across the smoothing capacitor at the moment it is closed. An inrush current will flow. Therefore, in the control method of the present invention, the order in which the positive and negative main contactors are closed after precharging is changed according to a predetermined condition. As a result, the number of inrush currents flowing at the moment the main contactor is closed can be distributed between the two main contactors, so there is no need to use a highly accurate voltage sensor or a main contactor with high current toughness. , the welding of these main contactors can be prevented.
(2)電動車両は、外部電力供給源から供給される電力で蓄電器を充電可能な状態にする外部充電モードの下で起動された後は、蓄電器から放電される電力で走行可能な状態にする車両走行モードの下で起動される場合が多い。そこで本発明の制御方法では、正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、電動車両の起動モードが外部充電モード及び車両走行モードのどちらであるかによって変更する。これにより、メインコンタクタを閉じた瞬間に流れる突入電流を、正極メインコンタクタと負極メインコンタクタとで交互に流すことができるので、各メインコンタクタにかかる負担を軽減でき、ひいてはこれらメインコンタクタが溶着するのを防止できる。 (2) After the electric vehicle is started in the external charging mode in which the battery is charged with the power supplied from the external power supply source, the electric vehicle is ready to run with the power discharged from the battery. It is often activated under vehicle running mode. Therefore, in the control method of the present invention, the order of closing the positive and negative main contactors is changed depending on whether the start-up mode of the electric vehicle is the external charging mode or the vehicle running mode. As a result, the rush current flowing at the moment the main contactor is closed can be alternately passed through the positive main contactor and the negative main contactor. can be prevented.
(3)本発明の制御方法では、起動モードが外部充電モードであるか否かを、プラグがインレットに接続されてるか否かによって判定することにより、電動車両が外部充電モード及び車両走行モードのどちらの起動モードの下で起動されたかを、適切に判定することができる。 (3) In the control method of the present invention, whether or not the activation mode is the external charging mode is determined by whether or not the plug is connected to the inlet. It can be properly determined under which boot mode it was booted.
(4)本発明の制御方法では、正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序を、前回の直流電源と電気負荷との接続時における順序と逆にする。これにより、プリチャージが終了した後、先に閉じるメインコンタクタを直流電源と電気負荷とを接続する度に変えることができるので、2つのメインコンタクタにかかる負担をほぼ二等分することができるので、これらメインコンタクタが溶着するのを防止できる。 (4) In the control method of the present invention, the order of closing the positive and negative main contactors is reversed from the previous order of connecting the DC power supply and the electric load. As a result, the main contactor that closes first after precharging is completed can be changed every time the DC power supply and the electric load are connected, so that the load on the two main contactors can be divided in half. , the welding of these main contactors can be prevented.
(5)本発明の制御方法では、プリチャージが終了し、正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じた後、平滑コンデンサの両端の電圧値が所定の閾値以下になった後に他方のメインコンタクタを閉じる。これにより、一方のメインコンタクタを閉じた後、他方のメインコンタクタを閉じた際に、この他方のメインコンタクタを流れる突入電流を閾値に応じた大きさを調整することができる。 (5) In the control method of the present invention, after precharging is completed and either one of the positive and negative main contactors is closed, the voltage across the smoothing capacitor becomes equal to or less than a predetermined threshold value, and then the other is closed. main contactor. As a result, when one main contactor is closed and then the other main contactor is closed, the magnitude of the inrush current flowing through the other main contactor can be adjusted according to the threshold value.
(6)本発明の制御方法では、正極及び負極メインコンタクタのうち何れかが溶着していると判定された場合には、プリチャージの終了後、平滑コンデンサの両端の電圧値が閾値以下になった後に、溶着していないメインコンタクタを閉じる。これにより、溶着していないメインコンタクタを閉じた際に、このメインコンタクタを流れる突入電流を閾値に応じた大きさに調整することができるので、この溶着していないメインコンタクタも溶着してしまうのを防止できる。 (6) In the control method of the present invention, when it is determined that one of the positive electrode and negative electrode main contactors is welded, the voltage across the smoothing capacitor becomes equal to or less than the threshold after precharging. After that, close the main contactor that is not welded. As a result, when the non-welded main contactor is closed, the inrush current flowing through this main contactor can be adjusted to a magnitude corresponding to the threshold, so this non-welded main contactor will also be welded. can be prevented.
(7)本発明の制御方法において、溶着判定ステップでは、始めに正極及び負極メインコンタクタを開くとともに、これらメインコンタクタを開く前後における平滑コンデンサの両端の電圧値の低下の有無によってこれらメインコンタクタの両方が溶着しているか否かを判定する。その後、本発明の制御方法では、正極及び負極プリチャージコンタクタの何れか一方の極のプリチャージコンタクタを閉じるとともに、その前後における平滑コンデンサの両端の電圧値の上昇の有無によって他方の極のメインコンタクタが溶着しているか否かを判定する。さらにその後、本発明の制御方法では、正極及び負極プリチャージコンタクタの他方の極のプリチャージコンタクタを閉じるとともに、その前後における平滑コンデンサの両端の電圧値の上昇の有無によって一方の極のメインコンタクタが溶着しているか否かを判定する。これにより、正極及び負極メインコンタクタの両方又は何れかが溶着しているか否かを判定することができる。 (7) In the control method of the present invention, in the welding determination step, the positive and negative main contactors are first opened, and both ends of the smoothing capacitor are checked depending on whether or not the voltage across the smoothing capacitor has decreased before and after the main contactors are opened. is welded or not. After that, in the control method of the present invention, the precharge contactor of either one of the positive and negative precharge contactors is closed, and the main contactor of the other pole is closed depending on whether or not the voltage value across the smoothing capacitor rises before and after that. is welded or not. Furthermore, after that, in the control method of the present invention, the precharge contactor of the other pole of the positive and negative precharge contactors is closed, and the main contactor of one pole is closed depending on whether or not the voltage value across the smoothing capacitor rises before and after that. Determine whether or not there is welding. This makes it possible to determine whether or not both or one of the positive and negative main contactors is welded.
(8)本発明の電源システムは、正極電力線に設けられた正極メインコンタクタ及び正極プリチャージコンタクタと、負極電力線に設けられた負極メインコンタクタ及び負極プリチャージコンタクタと、直流電源と電気負荷との接続を開始する際に、正極及び負極プリチャージコンタクタを閉じることによって平滑コンデンサのプリチャージを行った後、正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じ、その後他方のメインコンタクタを閉じる制御装置と、を備える。また制御装置は、プリチャージの終了後に正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序を、所定の条件に応じて変更する。これにより、メインコンタクタを閉じた瞬間に流れる突入電流の回数を、2つのメインコンタクタで分散させることができるので、精度の高い電圧センサを用いたり、電流タフネスの高いメインコンタクタを用いたりすることなく、これらメインコンタクタが溶着するのを防止できる。 (8) The power supply system of the present invention includes a positive main contactor and a positive precharge contactor provided on a positive power line, a negative main contactor and a negative precharge contactor provided on a negative power line, and connections between a DC power supply and an electric load. At the start of the control, the smoothing capacitor is precharged by closing the positive and negative precharge contactors, then either one of the positive and negative main contactors is closed, and then the other main contactor is closed. And prepare. Further, the control device changes the order of closing the positive electrode and negative electrode main contactors after precharging is completed according to predetermined conditions. As a result, the number of inrush currents flowing at the moment the main contactor is closed can be distributed between the two main contactors, so there is no need to use a highly accurate voltage sensor or a main contactor with high current toughness. , the welding of these main contactors can be prevented.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る電源システム1を搭載する電動車両V(以下、単に「車両」という)及び外部充電器Cの構成を示す図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electric vehicle V (hereinafter simply referred to as "vehicle") equipped with a power supply system 1 according to the present embodiment and an external charger C. As shown in FIG.
車両Vは、駆動輪Wと、この駆動輪Wに連結された駆動モータMと、この駆動モータMと直流電源である高電圧バッテリBとの間での電力の授受を行う電源システム1と、を備える。なお本実施形態では、車両Vは、主として駆動モータMで発生する動力によって加減速するもの例に説明するが、本発明はこれに限らない。車両Vは、動力発生源として駆動モータMとエンジンとを搭載する所謂ハイブリッド車両としてもよい。また本実施形態では、直流電源として高電圧バッテリBを用いる場合について説明するが、本発明はこれに限らない。本発明は、直流電源として燃料電池スタックを用いてもよい。 The vehicle V includes driving wheels W, a driving motor M connected to the driving wheels W, and a power supply system 1 that transfers electric power between the driving motor M and a high-voltage battery B that is a DC power supply, Prepare. In this embodiment, the vehicle V is described as an example in which the vehicle V is accelerated and decelerated mainly by the power generated by the drive motor M, but the present invention is not limited to this. The vehicle V may be a so-called hybrid vehicle in which a drive motor M and an engine are mounted as power generation sources. Further, in this embodiment, the case of using the high-voltage battery B as the DC power supply will be described, but the present invention is not limited to this. The present invention may use a fuel cell stack as the DC power source.
駆動モータMは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Wに連結されている。電源システム1から駆動モータMに三相交流電力を供給することによって駆動モータMで発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Wに伝達され、駆動輪Wを回転させ、車両Vを走行させる。また駆動モータMは、車両Vの減速時には発電機の機能を発揮し、回生電力を発電するとともに、この回生電力の大きさに応じた回生制動トルクを駆動輪Wに付与する。駆動モータMによって発電された回生電力は、電源システム1の高電圧バッテリBに適宜充電される。 The drive motor M is connected to drive wheels W via a power transmission mechanism (not shown). Torque generated by the drive motor M by supplying three-phase AC power from the power supply system 1 to the drive motor M is transmitted to the drive wheels W via a power transmission mechanism (not shown), rotates the drive wheels W, and rotates the vehicle. Run V. When the vehicle V decelerates, the drive motor M functions as a generator to generate regenerative electric power and apply regenerative braking torque to the driving wheels W in accordance with the magnitude of the regenerative electric power. The regenerated electric power generated by the drive motor M charges the high-voltage battery B of the power supply system 1 as appropriate.
電源システム1は、直流電源としての高電圧バッテリBと、駆動モータMを含む電気機器によって構成される負荷回路3と、高電圧バッテリBの正極と負荷回路3とを接続する1次側正極電力線21と、高電圧バッテリBの負極と負荷回路3とを接続する1次側負極電力線22と、1次側正極電力線21に設けられた正極コンタクタ回路5と、1次側負極電力線22に設けられた負極コンタクタ回路6と、電力線21,22に接続された外部充電回路7と、これら負荷回路3及びコンタクタ回路5,6を制御する電子制御ユニット8(以下、「ECU8」との略称を用いる)と、を備える。
The power supply system 1 includes a high-voltage battery B as a DC power supply, a
高電圧バッテリBは、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この高電圧バッテリBとして、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。 The high-voltage battery B is a secondary battery capable of both discharging for converting chemical energy into electrical energy and charging for converting electrical energy into chemical energy. In the following, a case of using a so-called lithium ion storage battery that charges and discharges by moving lithium ions between electrodes as the high voltage battery B will be described, but the present invention is not limited to this.
電力線21,22のうち、コンタクタ回路5,6よりも高電圧バッテリB側には、1次側電圧センサ24が接続されている。1次側電圧センサ24は、この高電圧バッテリBの両極間の電圧に応じた電圧検出信号を生成し、この電圧検出信号をECU8へ送信する。なお以下では、1次側電圧センサ24によって検出される電圧値を1次側電圧値Vbという。
A primary
正極コンタクタ回路5は、両端が1次側正極電力線21に接続された正極メインコンタクタ51と、この正極メインコンタクタ51と並列になるように1次側正極電力線21に接続された正極プリチャージコンタクタ52及び正極プリチャージ抵抗53と、を備える。これら正極メインコンタクタ51及び正極プリチャージコンタクタ52は、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7との導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ51,52は、ECU8から送信される指令信号に応じて開閉する。
The
負極コンタクタ回路6は、両端が1次側負極電力線22に接続された負極メインコンタクタ61と、この負極メインコンタクタ61と並列になるように1次側負極電力線22に接続された負極プリチャージコンタクタ62及び負極プリチャージ抵抗63と、を備える。これら負極メインコンタクタ61及び負極プリチャージコンタクタ62は、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7との導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ61,62は、ECU8から送信される指令信号に応じて開閉する。
The negative contactor circuit 6 includes a negative
外部充電器Cは、充電を主目的とする施設である充電ステーション、商業施設、及び公共施設等に設置された急速充電器である。外部充電器Cは、所定の充電電圧の直流を、充電プラグPを介して車両Vの電源システム1へ出力する。 The external charger C is a quick charger installed in charging stations, commercial facilities, public facilities, etc., which are facilities mainly intended for charging. The external charger C outputs DC of a predetermined charging voltage to the power supply system 1 of the vehicle V through the charging plug P. As shown in FIG.
外部充電回路7は、外部充電器Cの充電プラグPが接続されるインレット73と、このインレット73の正極端子と1次側正極電力線21とを接続する正極充電電力線71と、インレット73の負極端子と1次側負極電力線22とを接続する負極充電電力線72と、を備える。これら充電電力線71,72は、正極電力線21,22のうち、コンタクタ回路5,6と負荷回路3との間に接続される。図示しない利用者によって充電プラグPがインレット73に接続されると、外部充電器Cから1次側の電力線21,22へ電力が供給され、これにより高電圧バッテリBが充電される。
The external charging circuit 7 includes an
またインレット73には、プラグセンサ(図示せず)が設けられている。このプラグセンサは、充電プラグPがインレット73に接続されると、充電プラグPが接続されていることを示す信号を生成し、ECU8へ送信する。
Also, the
なお以下では、外部充電器Cから供給される電力で高電圧バッテリBを充電可能な状態にする起動モードを外部充電モードといい、高電圧バッテリBから放電される電力で走行可能な状態にする起動モードを車両走行モードという。 In the following, the startup mode in which the high-voltage battery B can be charged with the power supplied from the external charger C is referred to as the external charging mode, and the power discharged from the high-voltage battery B enables the vehicle to run. The activation mode is called a vehicle running mode.
負荷回路3は、電圧変換器33と、電力変換器34と、これら電圧変換器33と電力変換器34とを接続する2次側正極電力線31及び2次側負極電力線32と、電力変換器34に接続された駆動モータMと、その両端が2次側正極電力線31及び2次側負極電力線32に接続された平滑コンデンサ35と、を備える。
The
電圧変換器33は、1次側の電力線21,22と2次側の電力線31,32とを接続し、これら1次側の電力線21,22と2次側の電力線31,32との間で電圧を変換する。電圧変換器33は、リアクトル、平滑コンデンサ、及び複数のスイッチング素子(例えば、IGBT)等を組み合わせて構成されるDCDCコンバータである。電圧変換器33は、ECU8の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従い、複数のスイッチング素子をオン/オフ駆動することにより、1次側の電力線21,22と2次側の電力線31,32との間で電圧を変換する。
The
電力変換器34は、2次側の電力線31,32と駆動モータMとを接続し、これら2次側電力線31,32と駆動モータMとの間で電力を変換する。電力変換器34は、例えば、複数のスイッチング素子(例えば、IGBT)をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるPWMインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。電力変換器34は、その直流入出力側において2次側の電力線31,32に接続され、その交流入出力側において駆動モータMのU相、V相、W相の各コイルに接続されている。電力変換器34は、ECU8の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン/オフ駆動することにより、2次側の電力線31,32における直流電力を三相交流電力に変換して駆動モータMに供給したり、駆動モータMから供給される三相交流電力を直流電力に変換して2次側の電力線31,32に供給したりする。
The
また2次側の電力線31,32には、2次側電圧センサ36が接続されている。2次側電圧センサ36は、平滑コンデンサ35の両端の間の電圧に応じた電圧検出信号を生成し、この電圧検出信号をECU8へ送信する。なお以下では、2次側電圧センサ36によって検出される電圧値を2次側電圧値Vcという。なお以下では、平滑コンデンサを2次側の電力線31,32のみに設けた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。平滑コンデンサは、2次側の電力線31,32だけでなく1次側の電力線21,22に設けてもよい。
A secondary
図2は、高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とを接続するバッテリ接続制御の具体的な手順を示すフローチャートである。図2に示すバッテリ接続制御は、電源システム1を起動するシステム起動指令信号が生じたことに応じて、高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7との接続を開始する際、ECU8によって実行される。
FIG. 2 is a flow chart showing a specific procedure of battery connection control for connecting the high-voltage battery B to the
S1では、ECU8は、2つのメインコンタクタ51,61の溶着の有無を判定する溶着判定処理(後述の図6参照)の判定結果を取り込み、S2に移る。
In S1, the
S2では、ECU8は、S1で取得した判定結果を用いることにより、負極メインコンタクタ61が溶着しているか否かを判定する。S2の判定結果がYESであり、負極メインコンタクタ61が溶着している場合には、ECU8は、溶着していない正極メインコンタクタ51が溶着しないように高電圧バッテリBと1次側の電力線21,22とを接続するべく、S6に移り、後述の第2プリチャージ制御(後述の図5参照)を実行し、図2の処理を終了する。またS2の判定結果がNOである場合には、ECU8は、S3に移る。
In S2, the
S3では、ECU8は、S1で取得した判定結果を用いることにより、正極メインコンタクタ51が溶着しているか否かを判定する。S3の判定結果がYESであり、正極メインコンタクタ51が溶着している場合には、ECU8は、溶着していない負極メインコンタクタ61が溶着しないように高電圧バッテリBと1次側の電力線21,22とを接続するべく、S5に移り、後述の第1プリチャージ制御(後述の図3及び図4参照)を実行し、図2の処理を終了する。またS3の判定結果がNOである場合には、ECU8は、S4に移る。
In S3, the
S4では、ECU8は、所定の選択条件が満たされているか否かを判定する。ECU8は、S4の判定結果がYESである場合には、S5に移り第1プリチャージ制御を実行し、S4の判定結果がNOである場合には、S6に移り第2プリチャージ制御を実行する。ここで後に図3~図5を参照して説明するように、第1プリチャージ制御と第2プリチャージ制御とでは、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61を閉じる順序が異なっている。従って図2のバッテリ接続制御において、ECU8は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61を閉じる順序を、所定の選択条件に応じて変更する。
In S4, the
ここで、選択条件の2つの具体例について説明する。
第1の選択条件は、車両の起動モードが外部充電モードであること、である。この場合、ECU8は、車両の起動モードが外部充電モードであるか車両走行モードのどちらであるかによって正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61を閉じる順序を変更する。ECU8は、インレット73に設けられたプラグセンサの出力信号に基づいて、充電プラグがインレットに接続されているか否かを判定することによって、車両の起動モードが外部充電モードであるか否かを判定する。
Here, two specific examples of selection conditions will be described.
A first selection condition is that the activation mode of the vehicle is the external charging mode. In this case, the
第2の選択条件は、前回のバッテリ接続制御において第1プリチャージ制御が実行されたこと、である。この場合、ECU8は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61を閉じる順序を、前回のバッテリ接続制御における順序と逆にする。すなわち、前回のバッテリ接続制御において第1プリチャージ制御が実行された場合には、今回のバッテリ接続制御では第2プリチャージ制御を実行し、前回のバッテリ接続制御において第2プリチャージ制御が実行された場合には、今回のバッテリ接続制御では第1プリチャージ制御を実行する。
A second selection condition is that the first precharge control was executed in the previous battery connection control. In this case, the
図3は、第1プリチャージ制御の具体的な手順を示すフローチャートである。なお、この第1プリチャージ制御を開始する際には、メインコンタクタ51,61及びプリチャージコンタクタ52,62は開成した状態となっている。
FIG. 3 is a flowchart showing a specific procedure of first precharge control. It should be noted that the
図4は、第1プリチャージ制御によって実現されるタイムチャートの一例を示す図である。図4には、上段から下段に向かって順に、正極プリチャージコンタクタ52、負極プリチャージコンタクタ62、正極メインコンタクタ51、負極メインコンタクタ61、2次側電圧値Vc、及び高電圧バッテリBを流れるプリチャージ電流の変化を示す。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time chart realized by the first precharge control. 4 shows, in order from the top to the bottom, the positive
始めにS11では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を閉成し、S12に移る。S12では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を閉成し、S13に移る。これにより、高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とがプリチャージ抵抗53,63を介して接続され、負荷回路3の平滑コンデンサ35のプリチャージが開始する。またこれにより、図4において時刻t0~t1に示すように、プリチャージ電流が流れ始め、さらに2次側電圧値Vcが1次側電圧値Vbに漸近的に近づくように上昇し始める。
First, in S11, the
S13では、ECU8は、S11及びS12において初めて平滑コンデンサ35のプリチャージを開始してから、所定のプリチャージ必要時間Tpcが経過したか否かを判定する。S13における判定結果がNOである場合には、ECU8は、S11に戻る。またS13における判定結果がYESである場合には、ECU8は、平滑コンデンサ35のプリチャージが終了したと判断し、S14に移る。ここでプリチャージ必要時間Tpcは、平滑コンデンサ35の容量に応じて定められ、具体的には例えば0.5秒程度である。また上述のように1次側の電力線21,22と2次側の電力線31,32との両方に平滑コンデンサを設けた場合、プリチャージ必要時間Tpcは、これら平滑コンデンサの合成容量に応じて定められる。
In S13, the
S14では、ECU8は、正極メインコンタクタ51は溶着しているか否かを判定する。ECU8は、S14の判定結果がNOである場合にはS15に移り、S14の判定結果がYESである場合にはS16に移る。
In S14, the
S15では、ECU8は、正極メインコンタクタ51を閉成し、S16に移る。これにより、高電圧バッテリBの正極と負荷回路3及び外部充電回路7とが正極メインコンタクタ51を介して接続されるため、プリチャージ電流は正極プリチャージコンタクタ52及び正極プリチャージ抵抗53を迂回して正極メインコンタクタ51を流れる。このため、図4において時刻t1~t2に示すように、2次側電圧値Vcの上昇速度が上昇する。
In S15, the
S16では、ECU8は、1次側電圧値Vb及び2次側電圧値Vcを取得し、S17に移る。S17では、ECU8は、1次側電圧値Vbから2次側電圧値Vcを減算して得られる値が所定の閾値以下になったか否かを判定する。S17の判定結果がNOである場合にはS14に戻り、S17の判定結果がYESである場合にはS18に移る。
In S16, the
S18では、ECU8は、負極メインコンタクタ61を閉成し、S19に移る。これにより、高電圧バッテリBの負極と負荷回路3及び外部充電回路7とが負極メインコンタクタ61を介して接続されるため、プリチャージ電流は負極プリチャージコンタクタ62及び負極プリチャージ抵抗63を迂回して負極メインコンタクタ61を流れる。このように第1プリチャージ制御では、正極メインコンタクタ51を閉成した後、負極メインコンタクタ61を閉成した瞬間に高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とがプリチャージ抵抗53,63を介さずに接続されるため、この負極メインコンタクタ61には、図4において時刻t2に示すように、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差に応じた突入電流が流れる。
In S18, the
S19では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を開成し、S20に移る。S20では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を開成し、図3の第1プリチャージ制御を終了する。以上のように第1プリチャージ制御では、正極メインコンタクタ51を閉成した後、負極メインコンタクタ61を閉成することにより、高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とを接続する。
In S19, the
また以上のように、ECU8は、正極メインコンタクタ51が溶着していると判定された場合(図2のS3参照)には第1プリチャージ制御を実行し、またこの第1プリチャージ制御では、平滑コンデンサ35のプリチャージの終了後(S13参照)、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差が閾値以下になった後に(S17参照)、溶着していない負極メインコンタクタ61を閉成する(S18参照)。
As described above, the
図5は、第2プリチャージ制御の具体的な手順を示すフローチャートである。なお、この第2プリチャージ制御を開始する際には、メインコンタクタ51,61及びプリチャージコンタクタ52,62は開成した状態となっている。また図5に示す第2プリチャージ制御において、S31~S33、S36~S37、及びS39~S40の処理は、図3に示す第1プリチャージ制御におけるS11~S12、S16~S17、及びS19~S20の処理と同じであるので、説明を省略する。
FIG. 5 is a flow chart showing a specific procedure of the second precharge control. It should be noted that the
S34では、ECU8は、負極メインコンタクタ61は溶着しているか否かを判定する。ECU8は、S34の判定結果がNOである場合にはS35に移り、S34の判定結果がYESである場合にはS36に移る。
In S34, the
S35では、ECU8は、負極メインコンタクタ61を閉成し、S36に移る。これにより、高電圧バッテリBの負極と負荷回路3及び外部充電回路7とが負極メインコンタクタ61を介して接続されるため、プリチャージ電流は負極プリチャージコンタクタ62及び負極プリチャージ抵抗63を迂回して負極メインコンタクタ61を流れる。
In S35, the
S38では、ECU8は、正極メインコンタクタ51を閉成し、S39に移る。これにより、高電圧バッテリBの正極と負荷回路3及び外部充電回路7とが正極メインコンタクタ51を介して接続されるため、プリチャージ電流は正極プリチャージコンタクタ52及び正極プリチャージ抵抗53を迂回して正極メインコンタクタ51を流れる。このように第2プリチャージ制御では、負極メインコンタクタ61を閉成した後、正極メインコンタクタ51を閉成した瞬間に高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とがプリチャージ抵抗53,63を介さずに接続されるため、この正極メインコンタクタ51には、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差に応じた突入電流が流れる。
In S38, the
以上のように第2プリチャージ制御では、負極メインコンタクタ61を閉成した後、正極メインコンタクタ51を閉成することにより、高電圧バッテリBと負荷回路3及び外部充電回路7とを接続する。また以上のように、ECU8は、負極メインコンタクタ61が溶着していると判定された場合(図2のS2参照)には第2プリチャージ制御を実行し、またこの第2プリチャージ制御では、平滑コンデンサ35のプリチャージの終了後(S33参照)、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差が閾値以下になった後に(S37参照)、溶着していない正極メインコンタクタ51を閉成する(S38参照)。
As described above, in the second precharge control, the negative electrode
図6は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61の溶着の有無を判定する溶着判定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図6に示す溶着判定処理は、図2のバッテリ接続制御を行うことによって平滑コンデンサ35が充電された後、電源システム1の停止するシステム停止指令が生じたことに応じて、ECU8によって実行される。なお、この溶着判定処理を開始する際には、メインコンタクタ51,61は閉成し、プリチャージコンタクタ52,62は開成した状態となっている。
FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure of welding determination processing for determining whether or not the positive electrode
S51では、ECU8は、2次側電圧値Vcを取得し、S52に移る。S52では、ECU8は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61を開成し、S53に移る。S53では、ECU8は、メインコンタクタ51,61を開成した後における2次側電圧値Vcを再び取得し、S54に移る。S54では、ECU8は、メインコンタクタ51,61を開成する前後で2次側電圧値Vcが低下したか否かを判定する。ここで指令通りメインコンタクタ51,62の少なくとも何れかが開成した場合、平滑コンデンサ35に蓄えられた電荷は負荷回路3に放電されるため、2次側電圧値Vcは低下する。このためECU8は、S54の判定結果がYESである場合にはS56に移り、S54の判定結果がNOである場合にはS55に移る。S55では、ECU8は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61の両方が溶着していると判定し、図6の溶着判定処理を終了する。
In S51, the
S56では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を閉成し、S57に移る。S57では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を閉成した後における2次側電圧値Vcを取得し、S58に移る。S58では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を閉成する前後で2次側電圧値Vcが上昇したか否かを判定する。ここで正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61のうち負極メインコンタクタ61のみが溶着している場合、正極プリチャージコンタクタ52を閉成すると高電圧バッテリBと負荷回路3とが導通し、2次側電圧値Vcは上昇する。このためECU8は、S58の判定結果がNOである場合にはS60に移り、S58の判定結果がYESでる場合にはS59に移る。S59では、ECU8は、負極メインコンタクタ61が溶着していると判定し、図6の溶着判定処理を終了する。
In S56, the
S60では、ECU8は、正極プリチャージコンタクタ52を開成し、S61に移る。S61では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を閉成し、S62に移る。S62では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を閉成した後における2次側電圧値Vcを取得し、S63に移る。S63では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を閉成する前後で2次側電圧値Vcが上昇したか否かを判定する。ここで正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61のうち正極メインコンタクタ51のみが溶着している場合、負極プリチャージコンタクタ62を閉成すると高電圧バッテリBと負荷回路3とが導通し、2次側電圧値Vcは上昇する。このためECU8は、S63の判定結果がNOである場合にはS65に移り、S63の判定結果がYESである場合にはS64に移る。S64では、ECU8は、正極メインコンタクタ51が溶着していると判定し、図6の溶着判定処理を終了する。
In S60, the
S65では、ECU8は、負極プリチャージコンタクタ62を開成し、S66に移る。S66では、ECU8は、正極メインコンタクタ51及び負極メインコンタクタ61は両方とも正常であると判定し、図6の溶着判定処理を終了する。
In S65, the
本実施形態に係る電源システム1及びその制御方法によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態では、高電圧バッテリBと負荷回路3との接続を開始する際には、プリチャージコンタクタ52,62の両方を閉成することによって平滑コンデンサ35のプリチャージを開始し、このプリチャージが終了した後、メインコンタクタ51,61の何れか一方のメインコンタクタを閉成した後、他方のメインコンタクタを閉成する。本実施形態では、プリチャージの終了後にメインコンタクタ51,61を閉成する順序を、所定の条件に応じて変更する。これにより、後にメインコンタクタを閉成した瞬間に流れる突入電流の回数を、2つのメインコンタクタ51,61で分散させることができるので、精度の高い電圧センサを用いたり、電流タフネスの高いメインコンタクタ51,61を用いたりすることなく、これらメインコンタクタ51,61が溶着するのを防止できる。
According to the power supply system 1 and its control method according to the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) In the present embodiment, when starting connection between the high voltage battery B and the
(2)本実施形態では、メインコンタクタ51,61を閉成する順序は、車両Vの起動モードが外部充電モード及び車両走行モードのどちらであるかによって変更する。これにより、後にメインコンタクタを閉成した瞬間に流れる突入電流を、正極メインコンタクタ51と負極メインコンタクタ61とで交互に流すことができるので、各メインコンタクタ51,61にかかる負担を軽減でき、ひいてはこれらメインコンタクタ51,61が溶着するのを防止できる。
(2) In the present embodiment, the order of closing the
(3)本実施形態では、起動モードが外部充電モードであるか否かを、充電プラグPがインレット73に接続されてるか否かによって判定することにより、起動モードが外部充電モードであるか車両走行モードであるかを、適切に判定することができる。
(3) In the present embodiment, whether or not the activation mode is the external charging mode is determined by whether or not the charging plug P is connected to the
(4)本実施形態では、メインコンタクタ51,61を閉成する順序を、前回の高電圧バッテリBと負荷回路3との接続時における順序と逆にする。これにより、プリチャージが終了した後、先に閉成するメインコンタクタを高電圧バッテリBと負荷回路3とを接続する度に変えることができるので、2つのメインコンタクタ51,61にかかる負担をほぼ二等分することができるので、これらメインコンタクタ51,61が溶着するのを防止できる。
(4) In the present embodiment, the order of closing the
(5)本実施形態では、プリチャージが終了し、メインコンタクタ51,61の何れか一方のメインコンタクタを閉成した後、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差が所定の閾値以下になった後に他方のメインコンタクタを閉成する。これにより、一方のメインコンタクタを閉成した後、他方のメインコンタクタを閉成した際に、この他方のメインコンタクタを流れる突入電流を閾値に応じた大きさを調整することができる。
(5) In the present embodiment, after precharging is completed and one of the
(6)本実施形態では、メインコンタクタ51,61のうち何れかが溶着していると判定された場合には、プリチャージの終了後、1次側電圧値Vbと2次側電圧値Vcとの差が閾値以下になった後に、溶着していないメインコンタクタを閉成する。これにより、溶着していないメインコンタクタを閉成した際に、このメインコンタクタを流れる突入電流を閾値に応じた大きさに調整することができるので、この溶着していないメインコンタクタも溶着してしまうのを防止できる。
(6) In the present embodiment, when it is determined that one of the
(7)本実施形態において、溶着判定処理では、始めにメインコンタクタ51,61を開成するとともに、これらメインコンタクタ51,61を開成する前後における2次側電圧値Vcの低下の有無によってこれらメインコンタクタ51,61の両方が溶着しているか否かを判定する。その後、本実施形態では、プリチャージコンタクタ52,62の何れか一方の極のプリチャージコンタクタを閉成するとともに、その前後における2次側電圧Vcの上昇の有無によって他方の極のメインコンタクタが溶着しているか否かを判定する。さらにその後、本実施形態では、プリチャージコンタクタ52,62の他方の極のプリチャージコンタクタを閉成するとともに、その前後における2次側電圧値Vcの上昇の有無によって一方の極のメインコンタクタが溶着しているか否かを判定する。これにより、メインコンタクタ51,61の両方又は何れかが溶着しているか否かを判定することができる。
(7) In the present embodiment, in the welding determination process, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. Detailed configurations may be changed as appropriate within the scope of the present invention.
V…車両(電動車両)
M…駆動モータ(電気負荷)
1…電源システム
B…高電圧バッテリ(直流電源、蓄電器)
21…1次側正極電力線(正極電力線)
22…1次側負極電力線(負極電力線)
3…負荷回路(電気負荷)
33…電圧変換器
34…電力変換器
35…平滑コンデンサ(コンデンサ)
5…正極コンタクタ回路
51…正極メインコンタクタ
52…正極プリチャージコンタクタ
6…負極コンタクタ回路
61…負極メインコンタクタ
62…負極プリチャージコンタクタ
7…外部充電回路
8…ECU(制御装置)
V... vehicle (electric vehicle)
M... drive motor (electric load)
1... Power supply system B... High voltage battery (DC power supply, capacitor)
21... Primary side positive power line (positive power line)
22... Primary side negative power line (negative power line)
3 ... load circuit (electrical load)
33...
5 Positive
Claims (8)
前記電源システムは、
直流電源の正極と平滑コンデンサを含む電気負荷とを接続する正極電力線に設けられた正極メインコンタクタと、
前記正極メインコンタクタと並列になるように前記正極電力線に接続された正極プリチャージコンタクタ及び正極プリチャージ抵抗と、
前記直流電源の負極と前記電気負荷とを接続する負極電力線に設けられた負極メインコンタクタと、
前記負極メインコンタクタと並列になるように前記負極電力線に接続された負極プリチャージコンタクタ及び負極プリチャージ抵抗と、を備え、
前記制御方法は、
前記直流電源と前記電気負荷との接続を開始する際に、前記正極及び負極プリチャージコンタクタを閉じ、前記平滑コンデンサのプリチャージを開始するステップと、
前記プリチャージの終了後、前記正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じるステップと、
前記一方のメインコンタクタを閉じた後、他方のメインコンタクタを閉じるステップと、を備え、
前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、所定の条件に応じて変更することを特徴とする電源システムの制御方法。 A control method for a power supply system mounted on an electric vehicle, comprising:
The power system is
a positive electrode main contactor provided on a positive electrode power line connecting a positive electrode of a DC power supply and an electrical load including a smoothing capacitor;
a positive precharge contactor and a positive precharge resistor connected to the positive power line in parallel with the positive main contactor;
a negative electrode main contactor provided on a negative electrode power line that connects the negative electrode of the DC power supply and the electrical load;
a negative precharge contactor and a negative precharge resistor connected to the negative power line in parallel with the negative main contactor ;
The control method is
closing the positive and negative precharge contactors to start precharging the smoothing capacitor when starting to connect the DC power supply to the electrical load;
a step of closing either one of the positive and negative main contactors after the precharging is completed;
closing the other main contactor after closing the one main contactor;
A method of controlling a power supply system, wherein the order of closing the positive and negative main contactors is changed according to a predetermined condition.
前記電動車両の起動モードは、外部電力供給源から供給される電力で前記蓄電器を充電可能な状態にする外部充電モードと、前記蓄電器から放電される電力で走行可能な状態にする車両走行モードと、に分けられ、
前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序は、前記起動モードが前記外部充電モード及び前記車両走行モードのどちらであるかによって変更することを特徴とする請求項1に記載の電源システムの制御方法。 The DC power supply is a capacitor,
The startup modes of the electric vehicle include an external charging mode in which the battery can be charged with power supplied from an external power supply source, and a vehicle running mode in which the battery can run with power discharged from the battery. , divided into
2. The power system control method according to claim 1, wherein the order of closing the positive and negative main contactors is changed depending on whether the start mode is the external charging mode or the vehicle running mode.
前記起動モードが前記外部充電モードであるか否かは、前記プラグが前記インレットに接続されているか否かによって判定することを特徴とする請求項2に記載の電源システムの制御方法。 The power system comprises an inlet to which the plug of the external power supply is connected,
3. The method of controlling a power supply system according to claim 2, wherein whether or not said startup mode is said external charging mode is determined based on whether or not said plug is connected to said inlet.
前記正極及び負極メインコンタクタのうち何れかが溶着していると判定された場合には、前記プリチャージの終了後、前記平滑コンデンサの両端の電圧値が前記閾値以下になった後に溶着していないメインコンタクタを閉じることを特徴とする請求項5に記載の電源システムの制御方法。 a welding determination step for determining whether or not the positive and negative electrode main contactors are welded;
When it is determined that one of the positive electrode and negative electrode main contactors is welded, the welding is not performed after the voltage value across the smoothing capacitor becomes equal to or lower than the threshold value after the precharging is completed. 6. The method of claim 5, wherein the main contactor is closed.
前記正極及び負極メインコンタクタを開くステップと、
前記正極及び負極メインコンタクタを開く前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下したか否かを判定するステップと、
前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下しなかったと判定された場合には前記正極及び負極メインコンタクタの両方が溶着していると判定するステップと、
前記平滑コンデンサの両端の電圧値が低下したと判定された後、前記正極及び負極プリチャージコンタクタの何れか一方の極のプリチャージコンタクタを閉じるステップと、
前記一方の極のプリチャージコンタクタを閉じる前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したか否かを判定するステップと、
前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したと判定された場合には他方の極のメインコンタクタが溶着していると判定するステップと、
前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇しなかったと判定された後、前記一方の極のプリチャージコンタクタを開き、前記他方の極のプリチャージコンタクタを閉じるステップと、
前記他方の極のプリチャージコンタクタを閉じる前後で前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したか否かを判定するステップと、
前記平滑コンデンサの両端の電圧値が上昇したと判定された場合には前記一方の極のメインコンタクタが溶着していると判定するステップと、を含むことを特徴とする請求項6に記載の電源システムの制御方法。 The welding determination step includes:
opening the positive and negative main contactors;
determining whether the voltage across the smoothing capacitor has decreased before and after the positive and negative main contactors are opened;
determining that both the positive electrode and negative electrode main contactors are welded when it is determined that the voltage across the smoothing capacitor has not decreased;
Closing the precharge contactor of either one of the positive and negative precharge contactors after it is determined that the voltage across the smoothing capacitor has decreased;
determining whether the voltage across the smoothing capacitor has increased before and after closing the one pole precharge contactor;
a step of determining that the main contactor of the other pole is welded when it is determined that the voltage value across the smoothing capacitor has increased;
opening the precharge contactor of the one pole and closing the precharge contactor of the other pole after determining that the voltage value across the smoothing capacitor has not increased;
determining whether the voltage across the smoothing capacitor has increased before and after closing the precharge contactor of the other pole;
7. The power supply according to claim 6, further comprising a step of determining that the one pole of the main contactor is welded when it is determined that the voltage across the smoothing capacitor has increased. How the system is controlled.
直流電源の正極と平滑コンデンサを含む電気負荷とを接続する正極電力線に設けられた正極メインコンタクタと、
前記正極メインコンタクタと並列になるように前記正極電力線に接続された正極プリチャージコンタクタ及び正極プリチャージ抵抗と、
前記直流電源の負極と前記電気負荷とを接続する負極電力線に設けられた負極メインコンタクタと、
前記負極メインコンタクタと並列になるように前記負極電力線に接続された負極プリチャージコンタクタ及び負極プリチャージ抵抗と、
前記直流電源と前記電気負荷との接続を開始する際に、前記正極及び負極プリチャージコンタクタを閉じることによって前記平滑コンデンサのプリチャージを行った後、前記正極及び負極メインコンタクタの何れか一方のメインコンタクタを閉じ、その後他方のメインコンタクタを閉じる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記プリチャージの終了後に前記正極及び負極メインコンタクタを閉じる順序を、所定の条件に応じて変更することを特徴とする電源システム。 A power supply system mounted on an electric vehicle,
a positive electrode main contactor provided on a positive electrode power line connecting a positive electrode of a DC power supply and an electrical load including a smoothing capacitor;
a positive precharge contactor and a positive precharge resistor connected to the positive power line in parallel with the positive main contactor;
a negative electrode main contactor provided on a negative electrode power line connecting the negative electrode of the DC power supply and the electrical load;
a negative precharge contactor and a negative precharge resistor connected to the negative power line in parallel with the negative main contactor;
When starting the connection between the DC power supply and the electric load, after the smoothing capacitor is precharged by closing the positive and negative precharge contactors, one of the positive and negative main contactors is precharged. a controller that closes the contactor and then closes the other main contactor;
The power supply system according to claim 1, wherein the control device changes the order of closing the positive and negative main contactors after the precharging is completed according to a predetermined condition.
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