KR20130116320A

KR20130116320A - 충방전 장치

Info

Publication number: KR20130116320A
Application number: KR1020137020666A
Authority: KR
Inventors: 히데토시 기타나카; 쇼지 요시오카; 게이타 하타나카
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2013-10-23
Also published as: WO2012093493A1; KR101512258B1; EP2662921A1; JP5000025B1; JPWO2012093493A1; US9520733B2; CN103403952A; EP2662921A4; US20130271084A1; CN103403952B; EP2662921B1

Abstract

입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부(60)로의 출력 전류 IB를 조정하는 스위칭 회로(44)와, 스위칭 회로(44)로의 온 오프 신호 DGC를 생성하는 제어부(46)를 가진 충방전 장치로서, 제어부(46)는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP에 기초하여 출력 전류 IB의 리플 성분을 조정하는 제어 신호 FC와, 출력 전류 IB의 비리플 성분을 조정하는 제어 신호 OFS를 개별적으로 생성하는 승온 제어부(70)를 가짐과 아울러, 제어 신호 FC와 제어 신호 OFS에 기초하여 온 오프 신호 DGC를 생성하여 스위칭 회로(44)로 출력한다.

Description

충방전 장치{CHARGING AND DISCHARGING APPARATUS}

본 발명은 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자를 포함하는 전력 저장부의 충방전을 실시하는 충방전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 니켈수소 전지나 리튬 이온 전지로 대표되는 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자는 온도가 낮아질수록 전력 저장 소자 내부의 전기적 저항이 증가하는 등 하여, 성능이 저하한다. 어떤 전력 저장 소자의 일례에서는 0℃의 조건에서의 내부 저항은 25℃의 조건에서의 그것의 5배 정도가 된다. 내부 저항이 증가하면, 충방전 전류에 의한 손실이 증가하고, 시스템의 효율이 저하한다. 또 내부 저항과 충방전 전류의 곱인 전압 변화가 커지기 때문에, 제어성이 악화된다. 또, 동일한 전류로 충방전을 실시하는 경우, 저온 조건에서는 전력 저장 소자 양단의 전압이 크게 변동하여, 전력 저장 소자나 충방전 장치의 허용 상한 전압, 하한 전압을 초과할 가능성이 있다. 또, 특히 0℃을 밑도는 저온 조건에서 충전을 실시하면, 전력 저장 소자의 대폭적인 열화(劣化)나 손상을 초래하기 때문에, 충전 전류를 억제하거나 충전 그 자체를 그만두지 않으면 아니된다.

최근, 전기차에 전력 저장 소자를 탑재하여 브레이크 시의 회생 에너지를 전력 저장 소자에 저장하고, 역행(力行) 가속 시에 이 에너지를 재이용하는 시스템의 개발이 진행되고 있다. 이와 같은 시스템에 있어서, 전력 저장 소자는 저온 환경하에서의 충분한 성능을 확보하는 것이 필요해진다.

일반적으로 전기차의 기기는 마이너스 25℃ 정도에서의 정상적인 동작이 가능하게 설계되어 있으나, 현재로서는, 이와 같은 저온 환경에서 충분한 성능을 발휘할 수 있는 전력 저장 소자는 존재하지 않는다.

이에, 전력 저장 소자의 저온시 성능을 확보하는 방법으로서, 전력 저장 소자가 저온시에는 전력 저장 소자에 접속된 초퍼(chopper) 회로의 스위칭 주파수를 저하시켜서 전류 리플(ripple)을 증가시켜 전력 저장 소자를 가온(加溫)하는 구성도 검토되고 있다(특허문헌 1).

[특허문헌 1] 일본 특개 2006－006073호 공보

그렇지만, 스위칭 주파수를 저하시켜서 리플 전류를 증가시켜 전력 저장 소자를 가온하는 수법을 실현하는 경우, 주로 이하의 과제가 있다.

·리플 전류의 증가에 의하여 전력 저장 소자의 전압 리플도 커져, 전력 저장 소자의 전압이 상한치를 초과하거나 혹은 하한치를 밑돌거나 하여 전력 저장 소자를 손상시킬 우려가 있다.

·초퍼 회로의 출력 전류의 크기가 리플 전류를 증가시킨 만큼 증가하므로, 초퍼 회로를 구성하는 스위칭 소자의 허용 최대 전류를 초과하여 스위칭 소자를 손상시킬 우려가 있다.

·리플 전류의 증가에 의하여, 초퍼 회로의 구성 부품으로부터의 소음이 증가한다.

·스위칭 주파수를 변화시킬 필요가 있기 때문에, 초퍼 회로의 구성 부품으로부터의 전자기 소음의 주파수가 변동하여 귀에 거슬리는 소음이 된다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자를 포함하는 전력 저장부의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있는 충방전 장치를 얻는 것을 목적으로 하여 제공한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부로의 출력 전류를 조정하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호를 생성하는 제어부를 가진 충방전 장치로서, 상기 제어부는 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 출력 전류의 리플 성분을 조정하는 제1 제어 신호와, 상기 출력 전류의 비(非)리플 성분을 조정하는 제2 제어 신호를 개별적으로 생성하는 승온(昇溫) 제어부를 가짐과 아울러, 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호에 기초하여, 상기 온 오프 신호를 생성하고 상기 스위칭 회로로 출력하는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따르면, 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자를 포함하는 전력 저장부의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있다는 효과를 보인다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 충방전 장치를 포함하는 시스템의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 충방전 장치의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 제어부의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 캐리어 주파수 설정부의 특성례(特性例)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 출력 전류 IB와 신호 IBP1과의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전류 제한 신호 생성부(1)의 특성례를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 출력 전류 IB와 신호 IBP, IBN의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전류 제한 신호 생성부(2)의 특성례를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 출력 전압 VB와 신호 VBP와 신호 VBN의 관계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전압 제한 신호 생성부의 특성례를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 오프셋 신호 생성부의 특성례를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 제어부의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 출력 전류 파형을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 충방전 장치를 포함하는 시스템의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 충방전 장치의 구성례를 나타낸 도면이다.
도 16은 전력 저장 소자의 온도에 대한 내부 저항 특성의 예를 나타낸 도면이다.

이하에, 본 발명에 관한 충방전 장치의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의하여 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시형태 1.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 충방전 장치(40)를 포함하는 시스템의 구성례를 나타낸 도면이며, 충방전 장치(40)를 포함하는 시스템을 전기차에 적용한 예를 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 변전소로부터의 전력은 가선(1)에서부터 집전 장치(2)를 통하여, 충방전 장치(40)의 양극측 입력 단자 P1에 입력된다. 충방전 장치(40)로부터의 음극측 전류는 음극측 입력 단자 N1을 통하여 차륜(3)을 경유하여 레일(4)에 접속되고, 도시하지 않은 변전소의 음극측으로 되돌아간다.

충방전 장치(40)에는 직류 출력 단자 P2, N2가 마련되어 있으며, 직류 출력 단자 P2, N2에 전력 저장부(60)가 접속되어 있다. 전력 저장부(60)는 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자를 복수개 직병렬로 접속하여 소망하는 전압과 용량을 얻도록 구성된 것이며, 구체적인 구성은 공지이므로 자세한 설명은 생략한다.

충방전 장치(40)는 전원과 전력 저장부(60) 사이의 전력 플로우를 조정하여, 전력 저장부(60)를 충전 혹은 방전하기 위한 전력 변환 장치이다.

또한, 여기서 상정하고 있는 전기차는 도시하지 않은 전동기와 전동기 구동장치를 구비하고, 예를 들면 역행 가속 시는 전력 저장부(60)의 전력을 사용해서 전동기를 구동하여 전기차를 구동한다. 또 전기차의 브레이크 시는 전동기로부터의 회생 전력을 전력 저장부(60)에 충전함으로써, 에너지의 효율적인 이용을 도모하는 것이다.

다음으로, 충방전 장치(40)의 구성을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 충방전 장치(40)의 구성례를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 집전 장치(2)로부터의 전력은 각 입력 단자 P1, N1에 입력된다. 양극측 입력 단자 P1에는 리액터(41)가 접속되고, 리액터(41)의 후단에는 필터 콘덴서(42)가 접속된다. 리액터(41)와 필터 콘덴서(42)로 구성된 LC필터 회로는 후술하는 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의하여 발생하는 노이즈 전류의 가선(1)으로의 유출을 억제함과 아울러, 가선(1)의 전압(가선 전압)에 포함되는 리플 성분을 평활화(平滑化)하여 필터 콘덴서(42)의 양단 전압을 평활화한다.

필터 콘덴서(42)의 양단에는 스위칭 회로(44)가 접속된다. 스위칭 회로(44)는 스위칭 소자(44H와 44L)로 구성되고, 각각의 스위칭 소자는 제어부(46)로부터의 온 오프 신호 DGC에 의하여 온 오프 제어(스위칭 제어)된다. 스위칭 회로(44)는 이른바 쌍방향 강압(雙方向降壓) 초퍼 회로이며, 필터 콘덴서(42)의 전압을 스위칭 소자(44H, 44L)의 스위칭 제어에 의하여 강압하여 출력하는 강압 기능과 아울러, 출력 전류를 소망에 따라 조정하는 전류 제어 기능을 가진다. 그 회로 구성과 동작에 대하여는 공지이므로 설명을 생략한다.

스위칭 회로(44)의 출력에는 출력 전류 IB를 검출하여 제어부(46)로 출력하는 전류 검출기(47)와, 전류를 평활화하는 평활 리액터(45)와, 평활 리액터(45)의 후단 전압(=전력 저장부(60)의 전압)을 검출하여 출력 전압 VB로서 제어부(46)로 출력하는 전압 검출기(48)가 마련된다.

또 외부의 시스템으로부터, 출력 전류 IB의 목표치(지령치)인 신호 IBR, 전력 저장부(60)의 내부 온도에 상당하는 신호 BTMP가 입력된다. 제어부(46)에서는 이들 입력된 신호에 기초하여 스위칭 회로(44)로의 온 오프 신호 DGC를 생성한다.

다음으로, 제어부(46)의 구성을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 제어부(46)의 구성례를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어부(46)는 가감산기(71)와, 비례 적분 제어기(72)와, PWM 펄스 생성부(73)와, 캐리어 신호 생성부(74)와, 승온 제어부(70)로 구성된다.

출력 전류 목표치인 신호 IBR이 입력되어 가감산기(71)에 입력된다. 신호 IBR은, 예를 들면 전기차가 역행하는 경우에 필요한 전력을 전력 저장부(60)로부터 꺼내거나, 또는 전기차가 브레이크를 걸었을 때에 발생한 회생 전력을 전력 저장부(60)에 충전하거나 하기 위하여, 소정의 전류를 전력 저장부(60)에 충방전하기 위한 전력 저장부(60)에의 충방전하는 전류의 목표치이다.

가감산기(71)에서는 신호 IBR에서 출력 전류의 검출치인 신호 IB를 감산하고, 추가적으로 승온 제어부(70)의 출력 신호인 신호(제2 제어 신호) OFS를 감산하여 신호 DI를 생성한다. 한편, 승온 제어부(70)에 대하여는 후술한다.

신호 DI는 비례 적분 제어기(72)에 입력되고 비례 적분 처리된 신호 VREF가 출력된다. 신호 VREF는 PWM 펄스 생성부(73)에 입력되고, PWM 펄스 생성부(73)에서는 신호 VREF와 캐리어 신호 CAR와의 비교를 실시하여, VREF＞CAR이면 스위칭 소자 44H를 온, 44L을 오프로 하는 신호 DGC를 출력한다. 또 VREF＜CAR이면 스위칭 소자 44L을 온, 44H를 오프로 하는 신호 DGC를 출력한다. 이와 같은 PWM 펄스의 생성 방법은 공지되어 있다. 또 캐리어 신호 CAR은 삼각파 혹은 톱니파 형상의 반송파이며, 생성 방법은 후술한다.

이상으로 설명한 구성은 신호 OFS를 고려하지 않는 경우, 출력 전류의 검출치 IB가 출력 전류의 목표치인 신호 IBR과 일치되도록 하는 신호 DGC를 생성하도록 동작한다.

다음으로, 본 발명의 중심 부분인 승온 제어부(70)의 구성에 대하여 설명한다. 승온 제어부(70)는 가산기(701)와, 오프셋 신호 생성부(702)와, 전류 최대값 검출부(703)와, 전류 제한 신호 생성부(1：제1 전류 제한 신호 생성부)(704)와, 전류 최대값／최소값 검출부(705)와, 전류 제한 신호 생성부(2：제2 전류 제한 신호 생성부)(706)와, 전압 최대값／최소값 검출부(707)와, 전압 제한 신호 생성부(708)와, 캐리어 주파수 설정부(709)로 구성된다.

캐리어 주파수 설정부(709)에는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호인 신호 BTMP와, 전기차의 속도에 상당하는 신호 VEL과, 전류의 크기를 제한하기 위한 신호인 신호(제2 전류 제한 신호) IBL과, 전압의 크기를 제한하기 위한 신호인 신호 VBL과, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR과, 이 이외에 이하 설명하는 신호(제1 전류 제한 신호) IBL1과, 신호 SOCL이 입력되고, 캐리어 주파수의 지령 신호인 신호(제1 제어 신호) FC가 출력된다.

캐리어 주파수 설정부(709)의 특성을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 캐리어 주파수 설정부(709)의 특성례를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 신호 BTMP에 기초하여 신호 FC를 생성하는 구성으로 되어있다. 신호 BTMP가 소정의 온도인 T1 이상인 경우에는 신호 FC를 F1로 하고, 신호 BTMP가 소정의 온도인 T2 이하인 경우에는 신호 FC를 F1 보다 작은 F2로 하는 특성으로 되어있다.

이와 같이 함으로써, 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP에 기초하여, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 조정할 수 있다.

캐리어 신호 생성부(74)는 신호 FC를 받아, 그 주파수가 신호 FC와 동일해지는 삼각파 혹은 톱니파 형상의 캐리어 신호 CAR을 생성하여 출력한다. 여기서, PWM 펄스 생성부(73)는 신호 VREF와 캐리어 신호 CAR와의 크기의 비교를 실시하여, VREF＞CAR이면 스위칭 소자 44H를 온, 44L을 오프로 하는 신호 DGC를 출력하고, 또 VREF＜CAR이면 스위칭 소자 44L을 온, 44H를 오프로 하는 신호 DGC를 출력한다. 따라서, 캐리어 신호 CAR의 주파수를 낮게 하면, 캐리어 신호 CAR의 주기가 길어지고, 스위칭 소자(44H, 44L)로의 온／오프 신호의 주파수도 낮아지고, 그 주기도 길어진다. 반대로, 캐리어 신호 CAR의 주파수를 높게 하면, 스위칭 소자(44H, 44L)로의 온／오프 신호의 주파수도 높아지고, 그 주기가 짧아진다.

스위칭 소자 44H를 t1초간 온(스위칭 소자 44L은 오프)으로 한 경우, 출력 전류 IB의 변화량 △IB1은, 필터 콘덴서(42)의 전압을 EFC［V］, 출력 전압을 VB［V］, 평활 리액터(45)의 인덕턴스 값을 L［H］이라고 하면, 이하와 같이 된다.

△IB1=(EFC－VB)×t1／L

스위칭 소자 44H를 t2초간 오프(스위칭 소자 44L은 온)로 한 경우, 출력 전류 IB의 변화량 △IB2는, 출력 전압을 VB［V］, 평활 리액터(45)의 인덕턴스값을 L［H］이라고 하면, 이하와 같이 된다.

△IB2=VB×t2／L

이상과 같이 스위칭 소자(44H, 44L)에서의 온／오프 신호의 주기를 길게 하면(t1 혹은 t2를 길게 하면), 출력 전류 IB의 변화량, 즉 리플 분(分)의 크기는 커지고, 온／오프 신호의 주기를 짧게 하면, 출력 전류 IB의 변화량, 즉 리플 분의 크기는 작아진다.

이상으로부터, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 낮게 하면, 출력 전류 IB에 포함되는 스위칭에 의한 리플 성분의 크기를 크게 할 수 있고, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 높게 하면, 출력 전류 IB에 포함되는 스위칭에 의한 리플 성분의 크기를 작게 할 수 있다. 즉, 출력 전류 IB에 포함되는 리플 분의 크기를 가변할 수 있다.

출력 전류 IB에 포함되는 리플 성분의 크기를 크게 함으로써, 외부의 시스템이 충방전의 필요가 없다고 판단하여 출력 전류의 목표치인 신호 IBR이 0인 경우에도, 전력 저장부(60)에 전류를 흘리는 것이 가능해진다. 이것에 의하여, 전력 저장부(60)의 내부에 전류에 의한 손실을 발생시키는 것이 가능해지므로, 전력 저장부(60)의 온도를 올리는 것이 가능해진다.

이상과 같이 승온 제어부(70)는, 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP에 기초하여, 출력 전류 IB의 리플 분의 크기를 가변하게 하는 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 생성하는 구성으로 되어있다. 또 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값 T2 보다 낮은 경우에는, 출력 전류 IB의 리플 분의 크기를, 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값 T2 보다 높은 경우에 있어서의 리플 분의 크기보다 증가시키도록 조정된 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 생성하는 구성으로 되어있다.

또한, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값 T2 보다 낮은 경우에는, 스위칭 회로(44)로의 온 오프 신호 DGC의 주파수를, 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값 T2 보다 높은 경우에 있어서의 온 오프 신호 DGC의 주파수보다 저하시키도록 조정된 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 생성하는 구성으로 되어있다.

다음으로, 출력 전류 IB의 비(非)리플 성분을 조정하기 위한 구성에 대하여 설명한다. 한편, 출력 전류 IB의 비리플 성분이란, 출력 전류 IB에서 스위칭에 의한 리플분을 제거한 성분이다.

일반적으로, 전력 저장부(60)를 구성하는 전력 저장 소자인 2차 전지는 온도가 낮을수록 충전 전류의 크기를 작게 할 필요가 있고, 또 극저온(일반적으로는 0℃~－25℃의 범위)에서는 충전 방향의 전류를 흘리는 것이 허용되지 않는다. 허용된 값을 초과하는 충전 전류를 흘리면 2차 전지의 수명이 현저하게 단축되거나, 2차 전지가 손상되는 경우가 있다. 이와 같은 사상(事象)을 회피하기 위하여, 이하에 설명하는 바와 같이, 출력 전류 IB의 비리플 성분을 조정하기 위한 구성을 마련한다.

출력 전류의 검출 신호인 신호 IB가 전류 최대값 검출부(703)에 입력된다. 전류 최대값 검출부(703)는 입력된 신호 IB의 크기의 리플 성분을 포함하는 최대값을 픽업하고, 전류 최대값을 나타내는 신호 IBP1로서 출력한다. 신호 IBP1은 전류 제한 신호 생성부(1)(704)에 입력된다.

도 5는 본 실시형태 1에 있어서의 출력 전류 IB와 신호 IBP1과의 관계에 대하여 설명하는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전류 제한 신호 생성부(1)(704)의 특성례를 나타낸 도면이다. 전류 제한 신호 생성부(1)(704)에서는, 신호 IBP1과 신호 BTMP에 기초하여 출력 전류 IB의 비리플 성분의 크기를 조정하기 위한 신호 IBL1을 생성하고 출력한다. 신호 BTMP에 기초하여, 신호 IBL1의 특성을 조정할 수 있도록 구성한다.

도 6 중의 특성 A로 설명하면, 신호 IBP1이 설정치 IBP1R1 보다 커졌을 경우, 신호 IBL1을 증가시킨다. 신호 IBL1은 가산기(701)를 통하여 가감산기(71)로 출력되고, 외부로부터의 신호 IBR을 감소시키도록 조정한다. 이와 같이 조정된 신호 기초하여 온 오프 신호 DGC가 생성되므로, 출력 전류 IB가 감소하도록(즉, 음측 방향(방전 방향)으로 커지도록) 조정 가능해진다. 또한, 특성 A에서는 전류 최대값을 나타내는 신호 IBP1이 설정치(소정의 설정치) IBP1R2를 초과하지 않도록 신호 IBL1이 생성되어 제어된다. 이와 같이 동작하므로, 출력 전류 IB를 전력 저장부(60)의 온도에 따라 허용된 전류치(IBP1R2)를 초과하지 않도록 하는 것이 가능해진다.

또한, 예를 들면 전력 저장부(60)의 온도가 극저온이고, 충전 전류를 흘려서는 아니 되는 소정의 값일 때, 도 6의 특성 B에 나타낸 것과 같은 신호 IBL1을 생성함으로써, 출력 전류 IB의 리플 성분을 포함하는 최대값인 신호 IBP1이 설정치 IBP1R4 보다 증가하지 않도록 조정된 신호 IBL1을 생성할 수 있다. 이 설정치 IBP1R4를 예를 들면 0으로 설정하면, 신호 IBP1이 양(전력 저장부(60)를 충전하는 측)이 되지 않도록 이와 같이 동작시킬 수 있다. 즉 전력 저장부(60)가 충전 불가능한 저온 상태인 경우는, 전력 저장부(60)로 충전 방향의 전류를 흘리지 않도록 할 수 있다.

외부로부터의 출력 전류의 목표치인 신호 IBR이 어떠한 값이어도, 그 영향을 상쇄시키도록 신호 IBL1에 기초하여 신호 OFS를 생성할 수 있다.

즉 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값보다 낮은 경우에 있어서, 리플 성분을 포함하는 출력 전류 IB의 극성을 전력 저장부(60)를 방전하는 측에 유지 가능한 제어 신호 OFS를 생성하는 것이 가능하다.

이것에 의하여, 저온에 있어서 허용된 값을 초과하는 충전 전류에 의하여 2차 전지의 수명이 현저하게 단축되거나, 2차 전지가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

다음으로, 출력 전류의 검출 신호인 신호 IB는 전류 최대값／최소값 검출부(705)에 입력된다. 전류 최대값／최소값 검출부(705)는 입력된 신호 IB의 리플 성분을 포함하는 최대값과 최소값을 픽업하고, 각각을 나타내는 신호 IBP와 IBN을 생성하여 출력한다. 신호 IBP, IBN은 전류 제한 신호 생성부(2)(706)에 입력된다.

도 7은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 출력 전류 IB와 신호 IBP, IBN의 관계에 대하여 설명하는 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전류 제한 신호 생성부(2)(706)의 특성례를 나타낸 도면이다. 전류 제한 신호 생성부(2)(706)에서는 신호 IBP와 신호 IBN에 기초하여, 출력 전류 IB의 비리플 성분의 크기를 조정하기 위한 신호 IBL을 생성하여 출력한다.

구체적으로는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전류 제한 신호 생성부(2)(706)는 신호 IBP(최대값을 나타내는 신호)가 설정치 IBPH(제1 설정치) 이상일 때, 신호 IBP에 따라서 신호 IBL(제2 전류 제한 신호)을 증가시킨다. 신호 IBN이 설정치 IBPL(제2 설정치) 이하일 때, 신호 IBN에 따라서 신호 IBL을 감소시킨다.

신호 IBL은 가산기(701)를 통하여 신호 OFS로서 가감산기(71)로 출력되고, 외부로부터의 신호 IBR을 조정한다. 신호 IBL이 양인 경우, 즉 출력 전류 IB의 최대값인 IBP가 설정치 IBPH 이상인 경우, 양의 값인 신호 OFS를 출력하여, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 감소시키도록 동작한다. 반대로 신호 IBL이 음인 경우, 즉 출력 전류 IB의 최소값인 IBN이 설정치 IBPL 이하인 경우, 음의 값인 신호 OFS를 출력여, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 증가시키도록 동작한다.

이와 같이 조정된 신호에 기초하여 온 오프 신호 DGC가 생성되므로, 출력 전류 IB는 그 최대값이 설정치 IBPH 이상이 되지 않도록, 또 그 최소값이 설정치 IBPL 이하가 되지 않도록 조정 가능해진다. 설정치 IBPH, IBPL은 스위칭 회로(44)의 허용 최대 전류 이하로 하던지, 전력 저장부(60)의 허용 최대 전류 이하로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하여, 전력 저장부(60)에 내장된 전력 저장 소자의 전류가 상한치를 초과하거나 혹은 하한치를 밑돌거나 하여 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 또, 출력 전류 IB의 크기가 초퍼 회로를 구성하는 스위칭 회로(44)의 스위칭 소자의 허용 최대 전류를 초과하여 스위칭 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

다음으로, 출력 전압의 검출 신호인 신호 VB는 전압 최대값／최소값 검출부(707)에 입력된다. 전압 최대값／최소값 검출부(707)는 입력된 신호 VB의 크기의 리플 성분을 포함하는 최대값과 최소값을 픽업하고, 각각을 나타내는 신호 VBP와 VBN을 생성하여 출력한다. 신호 VBP, VBN은 전압 제한 신호 생성부(708)에 입력된다.

도 9는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 출력 전압 VB와 신호 VBP와 신호 VBN의 관계에 대하여 설명하는 도면이며, 도 10은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전압 제한 신호 생성부(708)의 특성례를 나타내는 도면이다. 전압 제한 신호 생성부(708)에서는 신호 VBP와 신호 VBN에 기초하여, 출력 전류 IB의 비리플 성분의 크기를 조정하기 위한 신호 VBL을 생성하여 출력한다.

구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 전압 제한 신호 생성부(708)는 신호 VBP(최대값을 나타내는 신호)가 설정치 VBPH(제1 설정치) 이상일 때, 신호 VBP에 따라서 신호 VBL을 증가시킨다. 신호 VBN이 설정치 VBPL(제2 설정치) 이하일 때, 신호 VBN에 따라서 신호 VBL을 감소시킨다.

신호 VBL은 가산기(701)를 통하여 신호 OFS로서 가감산기(71)로 출력되고, 외부로부터의 신호 IBR을 조정한다. 신호 VBL이 양인 경우, 즉 출력 전압 VB의 최대값인 VBP가 설정치 VBPH 이상인 경우, 양의 값인 신호 OFS를 출력하고, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 감소시키도록 동작한다. 반대로 신호 VBL이 음인 경우, 즉 출력 전압 VB의 최소값인 VBN이 설정치 VBPL 이하인 경우, 음의 값인 신호 OFS를 출력하고, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 증가시키도록 동작한다.

이와 같이 조정된 신호에 기초하여 온 오프 신호 DGC가 생성되므로, 출력 전류 IB는 출력 전압 VB의 최대값이 설정치 VBPH 이상이 되지 않도록, 또 그 최소값이 설정치 VBPL 이하가 되지 않도록 조정 가능해진다. 설정치 VBPH, VBPL은 각각 전력 저장부(60)의 허용 최대 전압 이하, 허용 최저 전압 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하여, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 전압이 과대한 전류에 의하여 상한치를 초과하거나 혹은 하한치를 밑돌거나 하여 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 또, 출력 전압 VB의 크기가 초퍼 회로를 구성하는 스위칭 회로(44)의 스위칭 소자의 허용 최대 전압을 초과하여 스위칭 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

다음으로 전력 저장부(60)의 충전량을 나타내는 신호 SOC(예를 들면 충전량 0％일 때 0, 충전량 100％때 100이 되는 신호)가 오프셋 신호 생성부(702)에 입력된다. 오프셋 신호 생성부(702)는 입력된 신호 SOC에 기초하여, 신호 SOCL을 생성하여 출력한다.

도 11은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 오프셋 신호 생성부(702)의 특성례를 나타낸 도면이다. 오프셋 신호 생성부(702)는 신호 SOC에 기초하여, 출력 전류 IB의 비리플 성분의 크기를 조정하기 위한 신호 SOCL을 생성하여 출력한다.

구체적으로는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 신호 SOC가 고SOC를 나타내는 소정의 값 SOCH 이상일 때, 신호 SOC에 따라서 신호 SOCL을 증가시킨다. 신호 SOC가 저SOC를 나타내는 소정의 값 SOCL 이하일 때, 신호 SOC에 따라서 신호 SOCL을 감소시킨다.

신호 SOCL은 가산기(701)를 통하여 신호 OFS로서 가감산기(71)로 출력되고, 외부로부터의 신호 IBR을 조정한다. 신호 SOCL이 양인 경우, 즉 전력 저장부(60)의 잔량 SOC가 상한 설정치인 SOCH 이상인 경우, 양의 값의 신호 OFS를 출력하고, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 감소시키도록 동작한다. 반대로 신호 SOCL이 음인 경우, 잔량 SOC가 하한 설정치인 SOCL 이하인 경우, 음의 값인 신호 OFS를 출력하고, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 증가시키도록 동작한다.

즉, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 충전량이 고SOC를 나타내는 소정의 값보다 높을 때는, 출력 전류 IB의 비리플 성분을 전력 저장부(60)를 방전하는 측으로 오프셋시키는 것이 가능한 제어 신호 OFS를 생성한다. 또, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 충전량이 저SOC를 나타내는 소정의 값보다 낮을 때는 출력 전류 IB의 비리플 성분을 전력 저장부(60)를 충전하는 측으로 오프셋시키는 것이 가능한 제어 신호 OFS를 생성한다.

이와 같이 조정된 신호에 기초하여 온 오프 신호 DGC가 생성되므로, 출력 전류 IB는 충전량 SOC의 최대값이 소정의 값 SOCH 이상이 되지 않도록, 또 그 최소값이 소정의 값 SOCL 이하가 되지 않도록 조정 가능해진다. 소정의 값 SOCH, SOCL은 각각 전력 저장부(60)의 충전을 종료하는 최대 충전량 이하, 방전을 종지(終止)하는 최저 충전량 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하여, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 과충전, 과방전을 방지할 수 있으므로, 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

이상으로 설명한 것처럼, 실시형태 1에 관한 충방전 장치는, 적어도 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP에 기초하여 전력 저장부(60)의 온도를 상승 가능하도록 제어 신호(FC, OFS)를 출력하는 승온 제어부(70)를 가지고, 승온 제어부(70)는 출력 전류 IB의 리플 성분과 비리플 성분을 개별적으로 조정 가능하게 하는 제1 제어 신호(FC)와 제2 제어 신호(OFS)를 생성하고, 제어부(46)는 제어 신호(FC, OFS)에 기초하여 온 오프 신호 DGC를 생성하여 스위칭 회로(44)로 출력하는 구성(PWM 펄스 생성부(73))을 가지므로, 전력 저장부(60)를 손상시키는 일없이 전력 저장부(60)의 온도를 효율적으로 상승시키는 것이 가능하다.

또한, 이상의 설명에서는 출력 전류 IB에 포함되는 비리플 성분의 크기를 조정하는 구성례를 설명하였으나, 이하에 설명하는 소정의 조건하에 있어서, 신호 SOCL, 신호 IBL, 신호 VBL, 신호 IBL1 중 어느 것에 기초하여, 출력 전류 IB의 리플 분의 크기를 억제 가능하게 하는 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 승온 제어부(70)가 출력하는 구성으로 하여도 좋다.

구체적으로는, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 충전량을 나타내는 신호 SOC가 고SOC를 나타내는 소정의 값 SOCH보다 높을 때는, 소정의 값 SOCH 보다 낮을 때보다 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 증가시켜 출력 전류 IB의 리플 성분을 억제하도록 동작시키는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 과충전을 방지할 수 있으므로, 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

또, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 충전량을 나타내는 신호 SOC가 저SOC를 나타내는 소정의 값 SOCL 보다 낮을 때는, 소정의 값 SOCL 보다 높을 때보다 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 증가시켜 출력 전류 IB의 리플 성분을 억제하도록 동작시키는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 과방전을 방지할 수 있으므로, 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

또, 승온 제어부(70)는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값보다 낮은 경우에 있어서, 리플 성분을 포함하는 출력 전류 IB의 극성을 전력 저장부(60)를 방전하는 측에 유지 가능하도록, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 생성하여 리플 분을 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하여, 저온 조건 하에 있어서의 허용된 값을 초과하는 충전 전류에 의하여 2차 전지의 수명이 현저하게 단축되거나 2차 전지가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 또 극저온 하에 있어서, 충전 방향의 전류가 흐르는 것을 회피할 수 있다.

또 승온 제어부(70)는 리플 성분을 포함하는 출력 전류 IB의 크기가 소정의 값 이하가 되도록, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 증가시켜, 출력 전류 IB의 리플 성분을 저감하는 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하여, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 전류의 크기가 상한치를 초과하여 전력 저장 소자를 손상시키는 것을 회피할 수 있다. 또, 출력 전류 IB의 크기가 초퍼 회로를 구성하는 스위칭 회로(44)의 스위칭 소자의 허용 최대 전류를 초과하여 스위칭 소자를 손상시키는 것을 회피할 수 있다.

또한, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 캐리어 주파수 설정부(709)에 입력하는 구성으로 하고, 캐리어 주파수 설정부(709)는 신호 IBR에 기초하여 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 조정하는 구성으로 하여도 좋다.

예를 들면, 신호 IBR의 크기가, 전력 저장부(60)의 온도를 소정의 온도 이상으로 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 값 이상이 아닌 경우, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 저하시켜서 리플 성분을 증가시켜, 전력 저장부(60)의 온도를 유지시키도록 동작시킨다.

또 신호 IBR의 크기가, 전력 저장부(60)의 온도를 소정의 온도 이상으로 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 값 이상인 경우는, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 증가시켜서 리플 성분을 감소시켜, 전력 저장부(60)의 온도가 과잉 상승하지 않도록 동작시킨다.

이와 같이 함으로써, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR에 기초하여, 전력 저장부(60)의 온도를 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 리플 성분을 생성할 수 있는 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 생성할 수 있으므로, 전력 저장부(60)의 온도를 과잉 상승시켜 버리는 것을 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 충방전 장치를 전기차에 탑재하는 경우, 캐리어 주파수 설정부(709)는 입력되는 전기차의 속도 VEL에 기초하여 캐리어 주파수의 지령 신호 FC의 크기를 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어 속도 VEL이 소정의 값 이하인 경우에는 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 통상보다 증가시키고, 속도 VEL가 소정의 값 이상인 경우에는 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 통상보다 저하시키도록 구성한다. 이와 같이 구성함으로써, 전기차가 정차 또는 저속 주행 중인 경우에, 캐리어 주파수의 지령 신호 FC를 크게 하여 전류의 리플 성분을 감소시켜, 발생하는 소음을 저감할 수 있다.

실시형태 2.

실시형태 2에 대하여 설명한다. 실시형태 1과 동일한 부분에 대하여는, 이미 설명한 구성 혹은 기능과 동일하므로, 이하에서는 설명을 생략한다.

실시형태 1에서는 전력 저장부(60)의 승온을 위하여, 스위칭 회로(44)의 스위칭에 의하여 발생하는 전류의 리플 성분을 이용한 구성례로서 설명했지만, 본 실시형태 2에서는, 전력 저장부(60)의 승온을 위하여 시간 변화 성분(이하에서는 구형파 성분)의 전류를 이용하는 구성례인 점이 다르다.

도 12는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 제어부(46)의 구성례를 나타낸 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 승온 제어부(70a)의 구성에 차이가 있다. 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호인 BTMP와, 전기차의 속도에 상당하는 신호 VEL과, 신호 IBL1과, 신호 IBL과, 신호 VBL과, 신호 SOCL이 입력되고, 소정의 주기로 증감을 반복하는 구형파 신호인 신호(제1 제어 신호) SW0를 생성하여 출력하는 시간 변화 성분 생성부(719)가 마련되어 있다. 또한, 시간 변화 성분 생성부(719)의 출력 SW0는 가산기(701)에서 신호(제2 제어 신호) OFS와 가산되고, 가산 결과인 신호(제3의 제어 신호) SW1을 생성하여 가감산기(71)로 출력하는 구성이다.

다음으로 시간 변화 성분 생성부(719)의 동작을 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 출력 전류 파형을 설명하는 도면이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 출력 전류 IB는, 외부로부터의 출력 전류의 목표치인 신호 IBR에 대하여 시간 변화 성분 생성부(719)에서 생성한 구형파 성분의 신호 SW0를 중첩시킨 파형이 된다.

구형파 성분인 신호 SW0를 중첩시킴으로써, 출력 전류 IB의 시간 평균치는 신호 IBR을 동일한 값을 얻을 수 있고, 또한 신호 IBR에 의존하지 않고, 소정의 구형파 전류 성분을 전력 저장부(60)로 흘릴 수 있다.

시간 변화 성분 생성부(719)에서는 신호 BTMP에 기초하여 구형파 성분의 진폭을 조정 가능한 구성으로 한다. 신호 BTMP, 즉 전력 저장부(60)의 온도가 소정의 값 이하인 것을 나타내고 있는 경우, 전력 저장부(60)의 승온이 필요하므로, 신호 SW0인 구형파의 진폭을 통상보다 증가시킨다. 즉, 시간 변화 성분 생성부(719)는 신호 BTMP가 소정의 값보다 낮은 경우에는, 구형파의 진폭을, 신호 BTMP가 이 소정의 값보다 높은 경우에 있어서의 구형파의 진폭보다 증가시키는 신호 SW0를 생성한다. 또 전력 저장부(60)의 온도가 소정의 값 이상인 경우에는, 전력 저장부(60)의 승온이 불필요하므로, 신호 SW0인 구형파의 진폭을 감소시키던지, 혹은 0으로 한다.

또한, 신호 SOCL, 신호 IBL1, 신호 IBL, 신호 VBL에 기초하여, 출력 전류 IB에 포함되는 비구형파 성분을 조정 가능한 구성으로 한 부분에 관하여도, 그 구성과, 동작과, 효과는 실시형태 1에서 나타낸 구성과 동등하다. 상세한 설명은 실시형태 1의 설명 중 ‘리플 성분’을 ‘구형파 성분’으로 치환하여 읽음으로써 가능하므로, 여기에서는 반복된 설명은 생략한다.

또 실시형태 1에서 나타낸 구성과 유사하지만, 이하에 설명하는 소정의 조건 하에 있어서, 신호 SOCL, 신호 IBL, 신호 VBL, 신호 IBL1 중 어느 것에 기초하여 출력 전류 IB의 구형파 성분의 크기를 억제 가능하게 하는 제어 신호 SW1을 승온 제어부(70a)가 출력하는 구성으로 하여도 좋다.

구체적으로는, 승온 제어부(70a)는 전력 저장부(60)의 충전량을 나타내는 신호 SOC가 고SOC를 나타내는 소정의 값 SOCH 보다 높을 때는, 소정의 값 SOCH 보다 낮을 때보다 구형파 성분의 크기를 감소시키도록 동작시키는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 과충전을 방지할 수 있으므로, 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

또 승온 제어부(70a)는 전력 저장부(60)의 충전량을 나타내는 신호 SOC가 저SOC를 나타내는 소정의 값 SOCL보다 낮을 때는, 소정의 값 SOCL 보다 높을 때보다 구형파 성분의 크기를 감소시키도록 동작시키는 구성으로 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 과방전을 방지할 수 있으므로, 전력 저장 소자가 손상되는 것을 회피할 수 있다.

또 승온 제어부(70a)는 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP가 소정의 값보다 낮은 경우에 있어서, 구형파 성분을 포함하는 출력 전류 IB의 극성을 전력 저장부(60)를 방전하는 측에 유지 가능하도록, 구형파 성분의 크기를 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하여, 저온 조건 하에 있어서 허용된 값을 초과하는 충전 전류에 의하여 2차 전지의 수명이 현저하게 단축되거나, 2차 전지가 손상되는 것을 회피할 수 있다. 또 극저온 하에 있어서, 충전 방향의 전류가 흐르는 것을 회피할 수 있다.

또 승온 제어부(70a)는 구형파 성분을 포함하는 출력 전류 IB의 크기가 소정의 값 이하가 되도록 구형파 성분을 조정하는(감소시키는) 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하여, 전력 저장부(60)의 전력 저장 소자의 전류의 크기가 상한치를 초과하여 전력 저장 소자를 손상시키는 것을 회피할 수 있다. 또, 출력 전류 IB의 크기가 초퍼 회로를 구성하는 스위칭 회로(44)의 스위칭 소자의 허용 최대 전류를 초과하여 스위칭 소자를 손상시키는 것을 회피할 수 있다.

또한, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR을 시간 변화 성분 생성부(719)에 입력하는 구성으로 하고, 시간 변화 성분 생성부(719)는 신호 IBR에 기초하여 구형파 성분인 신호 SW0의 크기를 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 신호 IBR의 크기가 전력 저장부(60)의 온도를 소정의 온도 이상으로 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 소정의 값 이상이 아닌 경우, 구형파 성분인 신호 SW0의 크기를 증가시켜, 전력 저장부(60)의 온도를 유지시키도록 동작시킨다. 또 신호 IBR의 크기가 전력 저장부(60)의 온도를 소정의 온도 이상으로 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 소정의 값 이상인 경우는, 구형파 성분인 신호 SW0의 크기를 감소 혹은 0으로 하여, 전력 저장부(60)의 온도가 과잉 상승하지 않도록 동작시킨다. 이와 같이 함으로써, 출력 전류의 목표치인 신호 IBR에 기초하여, 전력 저장부(60)의 온도를 유지하기 위해 필요하다고 예측되는 구형파 성분인 신호 SW0를 생성할 수 있으므로, 구형파 성분인 신호 SW0에 수반하는 소음의 발생 기회를 최대한 줄일 수 있고, 또 전력 저장부(60)의 온도를 과잉 상승시켜 버리는 것을 회피할 수 있다.

이상과 같이, 실시형태 2의 구성에 따르면, 실시형태 1에서 나타낸 리플 성분으로 승온하는 구성과 비교하여, 구형파 성분으로 승온하는 구성으로 하였으므로, 스위칭 회로(44)의 스위칭 주파수를 변화시킬 필요가 없는 바, 스위칭 회로(44)에서 입력측(전원측)으로의 고조파 노이즈의 주파수가 변동하여 전원 측에 문제를 일으킬 일이 없다. 또 스위칭 주파수의 변화에 수반하는 평활 리액터(45) 등으로부터의 전자기 소음의 음색의 변화를 회피할 수 있다. 사람의 귀는 시간 변화하는 전자기 소음을 유난히 귀에 거슬리게 느낀다. 본 실시형태 2의 방식에 따르면, 승온에 의한 귀에 거슬리는 시간 변화하는 전자기 소음의 발생이 없는 것이 이점이다.

또, 실시형태 1의 구성에서는, 리플 성분의 크기를 증가시키기 위하여는, 스위칭 주파수를 낮게 할 필요가 있으나, 스위칭 주파수를 낮게 하면 제어 응답을 높게 취할 수 없게 되어, 제어 성능이 악화되는 디메리트가 있다. 본 실시형태 2에 나타낸 구형파 성분으로 승온하는 구성에서는, 스위칭 주파수를 저하시킬 필요가 없기 때문에 제어 성능이 악화되는 일이 없다. 이 때문에, 제어 성능을 저하시키는 일없이 승온 효과를 얻을 수 있다.

또, 리플 성분의 크기를 증가시키는 경우, 제어 성능의 악화를 피하기 위한 스위칭 주파수의 하한치가 존재한다. 따라서, 가능한 리플 성분의 크기에는 한도가 있다. 그렇지만, 본 발명의 실시형태 2에 나타낸 구형파 성분으로 승온하는 구성에서는, 신호 SW0의 크기를 조정함으로써, 구형파 성분의 진폭을 자재(自在)로 조정할 수 있다. 이 때문에, 리플 성분을 이용하는 구성과 비교하여, 제어 성능에 영향을 주는 일없이 높은 승온 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한, 구형파 성분인 신호 SW0의 변동 주기는 1밀리 세컨드~1초의 범위로 하는 것이 바람직하다. 특히 변동 주기를 길게 하면, 구형파 성분에 의한 전력 저장 소자의 충방전 전류량이 커져, 전력 저장 소자를 열화시키는 요인이 되므로 피하는 편이 바람직하다. 구형파 성분에 의한 전력 저장 소자의 충방전 전류량을 충분히 작은 값(SOC 변동으로 1％ 이하)으로 하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명의 충방전 장치를 전기차에 탑재하는 경우, 시간 변화 성분 생성부(719)는 입력되는 전기차의 속도 VEL에 기초하여 구형파 성분의 크기를 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면 속도 VEL이 소정의 값 이하인 경우에는 구형파 성분의 크기를 통상보다 감소시키고, 속도 VEL가 소정의 값 이상인 경우에는 구형파 성분의 크기를 통상보다 증가시키도록 구성한다. 이와 같이 구성함으로써, 전기차가 정차 또는 저속 주행하고 있는 상태일 때는, 구형파 성분의 크기를 작게 하여 발생하는 소음을 저감하는 것이 가능하다.

또한, 실시형태 2에서는 신호 SW0를 구형파 성분이라 하여 설명하였다. 그 이유는 구형파는 생성이 용이한 파형이기 때문이다. 물론, 신호 SW0는 구형파 성분 이외의 정현파나 삼각파, 톱니파 등의 시간 변화 성분이어도 좋으며, 이와 같은 파형에서도 실시형태 2에 나타낸 효과는 얻을 수 있다. 다만, 이러한 시간 변화 성분의 파형은 스위칭 회로(44)에 의한 전류 제어로 생성되기 때문에, 시간 변화 성분의 파형의 주기는 스위칭 회로(44)의 스위칭 주기보다 길게 할 필요가 있고, 실용적으로는 스위칭 주기의 3배 이상의 주기로 하는 것이 바람직하다.

실시형태 3.

실시형태 3에 대하여 설명한다. 실시형태 1 혹은 2와 동일한 부분에 대하여는, 이하에서는 설명을 생략한다.

본 실시형태 3에서는, 복수의 뱅크로 구성된 전력 저장부(60a)가 충방전 장치에 접속된 경우를 예로 들고 있는 점이 다르다.

도 14는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 충방전 장치(40a)를 포함하는 시스템의 구성례를 나타낸 도면이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 충방전 장치(40a)의 출력은 P21, N2로 이루어진 계통과, P22, N2로 이루어진 계통의 2 계통이며, 각각은 전력 저장부(60a)의 뱅크(1)(601), 뱅크(2)(602)에 접속된다. 뱅크(1)(601), 뱅크(2)(602)는 각각 내부에 직병렬 접속된 전력 저장 소자가 내장되어 있다. 이외의 부분은 실시형태 1에 나타낸 것과 동일하다.

도 15는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 충방전 장치(40a)의 구성례를 나타낸 도면이다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 전압 검출기(48)의 후단은 2 계통으로 분기되어 있으며, 개폐부(401)를 통하여 P21선이 출력되고, 개폐부(402)를 통하여 P22선이 출력된다. 개폐부(401)와 개폐부(402)는 각각이 승온 선택부(49)로부터 출력되는 선택 제어 신호인 신호 SL에 기초하여 온 상태 혹은 오프 상태로 제어된다. 이외의 부분은 실시형태 1에 나타낸 것과 동일하다.

도 16은 전력 저장 소자의 온도에 대한 내부 저항 특성의 예를 나타낸 도면이다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 전력 저장 소자의 특징으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 저온일 수록 내부 저항이 증가하는 특성이 있다. 또 온도가 낮을수록, 내부 저항의 증가율이 커진다. 따라서, 전력 저장부(60)가 복수의 뱅크로 구성되어 있는 경우, 각 뱅크의 온도에 편차가 있으면, 뱅크 마다의 내부 저항에 차이가 발생한다. 전력 저장 소자의 온도가 낮을수록, 내부 저항의 증가율이 커지므로, 저온 하에 있어서는 뱅크 간의 근소한 온도의 차이(수℃ 단위)라도 각 뱅크의 내부 저항의 차이는 큰 것이 된다. 실시형태 1, 2에서 나타낸 승온 제어를 실시하는 경우에는 이 점에 배려할 필요가 있다.

구체적으로 설명한다. 복수의 뱅크를 병렬 접속한 상태인 채로 일괄하여 전류를 통전하여 승온 제어를 실시하면, 상대적으로 온도가 낮은 쪽의 뱅크는 내부 저항이 크기 때문에 전류가 흐르기 어렵고, 상대적으로 온도가 높은 뱅크는 내부 저항이 작기 때문에 전류가 흐르기 쉬워진다. 이와 같이 뱅크 간의 미소한 온도차로 뱅크 마다의 전류의 언밸런스가 발생한다. 즉, 뱅크 마다의 내부 손실의 언밸런스가 발생한다. 이것에 의하여, 온도를 올릴 필요성이 높은 상대적으로 온도가 낮은 쪽의 뱅크의 온도 상승이 작아지고, 상대적으로 온도가 높은 쪽의 뱅크의 온도 상승이 커지므로 적절하지 않다.

이와 같은 현상을 해소하기 위하여, 스위칭 회로(44)와 각 뱅크의 사이에 개폐부(401, 402)를 마련하고, 승온 선택부(49)로부터의 제어 지령 SL에 기초하여 개폐부(401, 402)를 온 오프 제어할 수 있는 구성으로 한다. 제어 방법으로서는, 어느 소정의 시간 동안 우선은 개폐부(401)를 온, 개폐부(402)를 오프로 하여, 뱅크(1)(601)에만 통전한다. 뱅크(1)(601)의 온도가 소정의 값에 이른 후, 어느 소정 시간 동안 개폐부(401)를 오프, 개폐부(402)를 온으로 하여 뱅크(2)(602)에만 통전한다. 이와 같이 함으로써, 각 뱅크로의 통전 전류를 개별적으로 조정할 수 있으므로, 각 뱅크의 온도 상승이 언밸런스해지는 것을 해소할 수 있다.

또한, 실시형태 1, 2, 3에 공통적으로, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다.

전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP는 전력 저장부(60)에 내장된 복수의 전력 저장 소자 사이를 접속하는 접속 도체의 온도인 것이 바람직하다. 전력 저장 소자의 표면 온도는 전력 저장 소자의 내부 온도 변화에 대하여, 시간 지연이 발생하는 점, 온도 구배(勾配, gradient)가 발생하는 점이 알려져 있다. 접속 도체는 전력 저장 소자의 내부와 전열성이 좋은 도체로 접속되어 있으며, 전력 저장 소자의 내부 온도를 보다 지연없이 정확히 검출할 수 있다. 이 때문에, 승온 제어를 정확히 실행할 수 있다.

또한, 전력 저장부(60)의 온도에 상당하는 신호 BTMP는 전력 저장부(60)에 내장된 복수의 전력 저장 소자 사이를 접속하는 접속 도체의 온도 가운데 최저값을 선택한 것이 바람직하다. 이것은 온도가 낮은 전력 저장 소자일수록 내부 저항이 크고 전류가 흐르기 어렵기 때문에 승온하기 어렵다. 따라서, 복수의 접속 도체의 온도 가운데 최저값에 기초하여 승온 제어를 실시함으로써, 보다 온도가 낮은 전력 저장 소자를 효율적으로 승온하는 것이 가능해진다.

아울러, 승온 제어부(70, 70a)는 도시하지 않은 외부로부터의 전환 신호에 기초하여, 강제적으로 전력 저장부(60)의 온도를 상승 가능하게 조정된 제어 신호인 신호 FC, 신호 OFS, 신호 SW1을 생성 출력하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 하계 등 전력 저장부(60)의 온도가 저온이 되지 않는 환경 하에서, 자동적으로 승온 제어가 실시되지 않는 상태에 있어서도 승온 제어가 정상 동작하는지 여부를 확인할 수 있으므로 유용하다.

또한, 스위칭 회로(44)로서 직류가 입력되는 초퍼 회로를 예로서 설명하였지만, 이 이외의 것이라도 좋으며, 예를 들면 교류를 입력으로 하는 컨버터 회로이어도 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 스위칭 회로(44)의 구성은 불문한다.

이상의 실시형태에 나타낸 구성은 본 발명의 내용의 일례를 나타낸 것이고, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 일부를 생략 하는 등, 변경하여 구성하는 것도 가능하다는 것은 말할 것도 없다.

이상과 같이, 본 발명은 2차 전지나 전기 이중층 커패시터 등의 전력 저장 소자를 포함하는 전력 저장부의 충방전을 실시하는 충방전 장치에 적용 가능하고, 특히, 전력 저장 소자를 포함하는 전력 저장부의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있는 발명으로서 유용하다.

1 가선
2 집전 장치
3 차륜
4 레일
40, 40a 충방전 장치
401, 402 개폐부
41 리액터
42 필터 콘덴서
44 스위칭 회로
44H, 44L 스위칭 소자
45 평활 리액터
46, 46a 제어부
47 전류 검출기
48 전압 검출기
49 승온 선택부
60, 60a 전력 저장부
601, 602 뱅크(1), 뱅크(2)
70, 70a 승온 제어부
71 가감산기
72 비례 적분 제어기
73 PWM 펄스 생성부
74 캐리어 신호 생성부
701 가산기
702 오프셋 신호 생성부
703 전류 최대값 검출부
704 전류 제한 신호 생성부(1)(제1 전류 제한 신호 생성부)
705 전류 최대값／최소값 검출부
706 전류 제한 신호 생성부(2)(제2 전류 제한 신호 생성부)
707 전압 최대값／최소값 검출부
708 전압 제한 신호 생성부
709 캐리어 주파수 설정부
719 시간 변화 성분 생성부
BTMP 전력 저장부의 내부의 온도에 상당하는 신호
CAR 캐리어 신호
DGC 온 오프 신호
IB 출력 전류(출력 전류의 검출 신호)
IBR 출력 전류의 목표치(지령치)인 신호
IBL 제2 전류 제한 신호
IBL1 제1 전류 제한 신호
IBPH, VBPH 설정치(제1 설정치)
IBPL, VBPL 설정치(제2 설정치)
FC 제어 신호(제1 제어 신호)
OFS 제어 신호(제2 제어 신호)
SW1 제어 신호(제3 제어 신호)
SOCH SOC의 상한치(소정의 값)
SOCL SOC의 하한치(소정의 값)
SW0 구형파 신호(제1 제어 신호)
T2 소정의 온도
VB 출력 전압(출력 전압의 검출 신호)
VBL 전압 제한 신호
VEL 속도에 상당하는 신호
VREF 비례 적분 처리된 신호

Claims

입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부로의 출력 전류를 조정하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호를 생성하는 제어부를 가진 충방전 장치로서,
상기 제어부는 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 출력 전류의 리플(ripple) 성분을 조정하는 제1 제어 신호와, 상기 출력 전류의 비(非)리플 성분을 조정하는 제2 제어 신호를 개별적으로 생성하는 승온 제어부를 가짐과 아울러, 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호에 기초하여, 상기 온 오프 신호를 생성하고 상기 스위칭 회로로 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 적어도 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 생성하는 캐리어 주파수 설정부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 캐리어 주파수 설정부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 소정의 값보다 낮은 경우에는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 상기 소정의 값보다 높은 경우보다 상기 출력 전류의 리플 분(分)의 크기를 증가시키는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 캐리어 주파수 설정부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 소정의 값보다 낮은 경우에는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 상기 소정의 값보다 높은 경우보다 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호의 주파수를 저하시키는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 충전량을 나타내는 신호에 기초하여 충전량이 소정의 값보다 높을 때는, 상기 출력 전류의 비리플 성분을 상기 전력 저장부를 방전하는 측으로 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 충전량을 나타내는 신호에 기초하여 충전량이 소정의 값보다 낮을 때는, 상기 출력 전류의 비리플 성분을 상기 전력 저장부를 충전하는 측으로 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 검출 신호에 기초하여 상기 출력 전류의 비리플 성분의 크기를 조정하는 제1 전류 제한 신호를 생성하는 제1 전류 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 전류 제한 신호 생성부는, 상기 출력 전류의 최대값을 나타내는 신호가 소정의 설정치를 초과하지 않도록 생성된 상기 제1 전류 제한 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 검출 신호의 리플 성분을 포함하는 최대값과 최소값에 기초하여 상기 출력 전류의 비리플 성분의 크기를 조정하는 제2 전류 제한 신호를 생성하는 제2 전류 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 전류 제한 신호 생성부는, 상기 최대값을 나타내는 신호가 제1 설정치 이상일 때, 상기 최대값을 나타내는 신호에 따라서 상기 제2 전류 제한 신호를 증가시키고, 상기 최소값을 나타내는 신호가 상기 제1 설정치보다 낮은 제2 설정치 이하일 때, 상기 최소값을 나타내는 신호에 따라서 상기 제2 전류 제한 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전압의 검출 신호의 리플 성분을 포함하는 최대값과 최소값에 기초하여 상기 출력 전류의 비리플 성분의 크기를 조정하는 전압 제한 신호를 생성하는 전압 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 전압 제한 신호 생성부는, 상기 최대값을 나타내는 신호가 제1 설정치 이상일 때, 상기 최대값을 나타내는 신호에 따라서 상기 전압 제한 신호를 증가시키고, 상기 최소값을 나타내는 신호가 상기 제1 설정치보다 낮은 제2 설정치 이하일 때, 상기 최소값을 나타내는 신호에 따라서 상기 전압 제한 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 소정의 값보다 낮은 경우에 있어서, 리플 성분을 포함하는 상기 출력 전류의 극성을 상기 전력 저장부를 방전하는 측에 유지하는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 비리플 성분을 조정하여 리플 성분을 포함하는 상기 출력 전류의 크기를 소정의 값 이하로 하는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 리플 성분의 크기를 상기 출력 전류의 지령치에 기초하여 조정하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호는, 상기 전력 저장부에 내장된 복수의 전력 저장 소자 사이를 접속하는 접속 도체의 온도인 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 승온 제어부는, 외부로부터의 전환 신호에 기초하여 강제적으로 상기 제1 제어 신호 또는 상기 제2 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부로의 출력 전류를 조정하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호를 생성하는 제어부를 가진 충방전 장치로서,
상기 제어부는 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 출력 전류의 시간 변화 성분을 제어하는 제1 제어 신호와, 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분을 조정하는 제2 제어 신호를 개별적으로 생성하는 승온 제어부를 가짐과 아울러, 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호에 기초하여, 상기 온 오프 신호를 생성하고 상기 스위칭 회로로 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 적어도 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 제1 제어 신호를 생성하는 시간 변화 성분 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 19에 있어서,
상기 시간 변화 성분 생성부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 소정의 값보다 낮은 경우에는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 상기 소정의 값보다 높은 경우보다 상기 출력 전류의 시간 변화 성분의 크기를 증가시키는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 충전량을 나타내는 신호에 기초하여 충전량이 소정의 값보다 높을 때는, 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분을 상기 전력 저장부를 방전하는 측으로 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 충전량을 나타내는 신호에 기초하여 충전량이 소정의 값보다 낮을 때는, 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분을 상기 전력 저장부를 충전하는 측으로 오프셋시키는 오프셋 신호를 생성하는 오프셋 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 검출 신호에 기초하여 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분의 크기를 조정하는 제1 전류 제한 신호를 생성하는 제1 전류 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 제1 전류 제한 신호 생성부는, 상기 출력 전류의 최대값을 나타내는 신호가 소정의 설정치를 초과하지 않도록 생성된 상기 제1 전류 제한 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 검출 신호의 시간 변화 성분을 포함하는 최대값과 최소값에 기초하여 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분의 크기를 조정하는 제2 전류 제한 신호를 생성하는 제2 전류 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 25에 있어서,
상기 제2 전류 제한 신호 생성부는, 상기 최대값을 나타내는 신호가 제1 설정치 이상일 때, 상기 최대값을 나타내는 신호에 따라서 상기 제2 전류 제한 신호를 증가시키고, 상기 최소값을 나타내는 신호가 상기 제1 설정치보다 낮은 제2 설정치 이하일 때, 상기 최소값을 나타내는 신호에 따라서 상기 제2 전류 제한 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전압의 검출 신호의 시간 변화 성분을 포함하는 최대값과 최소값에 기초하여 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분의 크기를 조정하는 전압 제한 신호를 생성하는 전압 제한 신호 생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 27에 있어서,
상기 전압 제한 신호 생성부는, 상기 최대값을 나타내는 신호가 제1 설정치 이상일 때, 상기 최대값을 나타내는 신호에 따라서 상기 전압 제한 신호를 증가시키고, 상기 최소값을 나타내는 신호가 상기 제1 설정치보다 낮은 제2 설정치 이하일 때, 상기 최소값을 나타내는 신호에 따라서 상기 전압 제한 신호를 감소시키는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호가 소정의 값보다 낮은 경우에 있어서, 시간 변화 성분을 포함하는 상기 출력 전류의 극성을 상기 전력 저장부를 방전하는 측에 유지하는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 출력 전류의 비시간 변화 성분을 조정하여 시간 변화 성분을 포함하는 상기 출력 전류의 크기를 소정의 값 이하로 하는 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 시간 변화 성분의 크기를 상기 출력 전류의 지령치에 기초하여 조정하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 승온 제어부는, 외부로부터의 전환 신호에 기초하여 강제적으로 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부로의 출력 전류를 조정하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호를 생성하는 제어부를 가진 전기차에 탑재된 충방전 장치로서,
상기 제어부는 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호와, 상기 전기차의 속도에 상당하는 신호에 기초하여, 상기 출력 전류의 리플 성분을 조정하는 제어 신호 또는 상기 출력 전류의 시간 변화 성분을 조정하는 제어 신호를 생성하는 승온 제어부를 가짐과 아울러, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 온 오프 신호를 생성하여 상기 스위칭 회로로 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 33에 있어서,
상기 승온 제어부는, 상기 속도에 상당하는 신호가 소정의 속도 이상인 경우에, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호의 주파수를 저하시키는 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 33에 있어서,
상기 승온 제어부는, 외부로부터의 전환 신호에 기초하여 강제적으로 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
입력이 전원에 접속되고, 출력에 접속된 전력 저장부로의 출력 전류를 조정하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로의 온 오프 신호를 생성하는 제어부를 가지고,
상기 제어부는, 상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호에 기초하여 상기 전력 저장부의 온도를 제어하는 제어 신호를 출력하는 승온 제어부를 가짐과 아울러, 상기 제어 신호에 기초하여 온 오프 신호를 생성하여 상기 스위칭 회로로 출력하는 구성을 가진 충방전 장치에 있어서,
상기 전력 저장부가 복수의 전력 저장 소자를 임의의 개수 조합하여 이루어지는 복수의 뱅크로 구성되고,
각각의 뱅크와 상기 스위칭 회로 사이에는, 상기 스위칭 회로의 접속과 개방이 가능한 개폐부가 설치되고,
상기 제어부는, 복수의 상기 뱅크 가운데 소정의 것을 상기 스위칭 회로에 접속하여 승온 제어 가능하게 하기 위한 선택 제어 신호를 상기 개폐부로 출력하는 승온 선택부를 가지는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 36에 있어서,
상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호는, 상기 전력 저장부에 내장된 복수의 전력 저장 소자 사이를 접속하는 접속 도체의 온도인 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 36에 있어서,
상기 전력 저장부의 온도에 상당하는 신호는, 상기 전력 저장부에 내장된 복수의 전력 저장 소자 사이를 접속하는 복수의 접속 도체의 온도 가운데 최저 온도의 것인 것을 특징으로 하는 충방전 장치.
청구항 36에 있어서,
상기 승온 제어부는, 외부로부터의 전환 신호에 기초하여 강제적으로 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 장치.