JP2011061979A - Power supply apparatus system - Google Patents

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Hichirosai Oyobe
七郎斎 及部
Yoshitaka Niimi
嘉崇 新見
Makoto Nakamura
誠 中村
Yasuhiro Nakai
康裕 中井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply apparatus system that calculates an internal resistance of a battery more satisfactorily. <P>SOLUTION: The power supply apparatus system 10 is used for determining the internal resistance of an energy storage device 12 to supply electricity to a motor-generator 60 based on an amount of voltage fluctuation of voltage across of the energy storage device 12 and an amount of current fluctuation of current flowing in the energy storage device 12. The system 10 includes an accuracy improvement means for improving accuracy in determining the internal resistance of the energy storage device 12 by increasing the amount of voltage fluctuation and current fluctuation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源装置システムに係り、特に、回転電機に電力を供給するための電池を備える電源装置システムに関する。   The present invention relates to a power supply system, and more particularly, to a power supply system including a battery for supplying electric power to a rotating electrical machine.

回転電機に電力を供給するための電池を備える電源装置システムがハイブリッド車両等において搭載されることがある。そして、このような電源装置システムにおいて、電池の内部抵抗を算出することが求められることがある。例えば、特許文献１には、充電制御装置として、エンジンの回転を電動モータに伝え、電動モータにより発電された電力をバッテリに充電するハイブリッド車両の充電制御装置であって、車両停車時に、エンジンに回転数が周期的に変動する間欠アイドリング運転を行わせるように制御するエンジン制御手段と、バッテリに加わる周期的に変動する充電電圧及び充電電流からバッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、バッテリの内部抵抗に応じてバッテリの充電状態を算出する充電状態算出手段とを備える構成が開示されている。そして、バッテリの充電状態が所定値以上となった場合には、エンジンの回転を停止することが述べられている。   A power supply system including a battery for supplying electric power to a rotating electrical machine may be mounted in a hybrid vehicle or the like. In such a power supply system, it may be required to calculate the internal resistance of the battery. For example, Patent Document 1 discloses a charge control device for a hybrid vehicle that transmits the rotation of an engine to an electric motor and charges the battery with the electric power generated by the electric motor. Engine control means for controlling to perform intermittent idling operation in which the rotational speed periodically changes, internal resistance calculation means for calculating the internal resistance of the battery from the periodically changing charging voltage and charging current applied to the battery, A configuration including a charging state calculation unit that calculates a charging state of the battery according to the internal resistance of the battery is disclosed. And it is stated that the rotation of the engine is stopped when the state of charge of the battery exceeds a predetermined value.

特開平１１−３３２０１６号公報JP-A-11-33016

上記特許文献１の構成によれば、バッテリに加わり周期的に変動する充電電圧及び充電電流からバッテリの内部抵抗を算出することが出来るが、バッテリに加わり周期的に変動する充電電圧及び充電電流の変動量によって、内部抵抗を算出する精度が悪くなることがある。   According to the configuration of Patent Document 1 described above, the internal resistance of the battery can be calculated from the charging voltage and charging current that are applied to the battery and periodically change. However, the charging voltage and charging current that are applied to the battery and periodically change are calculated. Depending on the amount of fluctuation, the accuracy of calculating the internal resistance may deteriorate.

本発明の目的は、より好適に電池の内部抵抗を算出することができる電源装置システムを提供することである。   The objective of this invention is providing the power supply device system which can calculate the internal resistance of a battery more suitably.

本発明に係る電源装置システムは、回転電機に電力を供給するための電池の内部抵抗を電池の両端電圧の電圧変動量と電池を流れる電流の電流変動量とに基づいて求める電源装置システムにおいて、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることで、電池の内部抵抗を求める精度を向上させる精度向上手段を備えることを特徴とする。   In the power supply system according to the present invention, the internal resistance of the battery for supplying electric power to the rotating electrical machine is obtained based on the voltage fluctuation amount of the voltage across the battery and the current fluctuation amount of the current flowing through the battery. It is characterized by comprising accuracy improving means for increasing the accuracy of obtaining the internal resistance of the battery by increasing the voltage fluctuation amount and the current fluctuation amount.

また、本発明に係る電源装置システムにおいて、電池と回転電機との間に設けられる昇圧回路を備え、精度向上手段は、昇圧回路のコイルの値とキャパシタの値との少なくとも１つを変更してコイルとキャパシタとの間で共振させ、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることが好ましい。   The power supply system according to the present invention further includes a booster circuit provided between the battery and the rotating electrical machine, wherein the accuracy improving means changes at least one of a coil value and a capacitor value of the booster circuit. It is preferable to resonate between the coil and the capacitor to increase the voltage fluctuation amount and the current fluctuation amount.

また、本発明に係る電源装置システムにおいて、回転電機に流れる電流を検出する電流センサを備え、精度向上手段は、電流センサにオフセット誤差を与えて回転電機のパワー変動を発生させ、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることが好ましい。   Further, the power supply system according to the present invention includes a current sensor for detecting a current flowing through the rotating electrical machine, and the accuracy improving means generates an offset error to the current sensor to generate a power fluctuation of the rotating electrical machine, It is preferable to increase the current fluctuation amount.

上記構成の電源装置システムによれば、回転電機に電力を供給するための電池の内部抵抗を電池の両端電圧の電圧変動量と電池を流れる電流の電流変動量とに基づいて求める電源装置システムにおいて、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることで、電池の内部抵抗を求める精度を向上させることができる。したがって、より好適に電池の内部抵抗を算出することができる。   According to the power supply system having the above configuration, in the power supply system that determines the internal resistance of the battery for supplying power to the rotating electrical machine based on the voltage fluctuation amount of the voltage across the battery and the current fluctuation amount of the current flowing through the battery. By increasing the voltage fluctuation amount and the current fluctuation amount, the accuracy of obtaining the internal resistance of the battery can be improved. Therefore, the internal resistance of the battery can be calculated more suitably.

電源装置システムを示す図である。It is a figure which shows a power supply device system.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では電源装置システムは、ハイブリッド車両に搭載されるものとして説明するが、電気自動車に搭載されるものであってもよい。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the power supply system is described as being mounted on a hybrid vehicle, but may be mounted on an electric vehicle.

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。   Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the description in the text, the symbols described before are used as necessary.

図１は、電源装置システム１０を示す図である。電源装置システム１０は、電源装置１００と制御部１１０とを含んで構成される。モータジェネレータ６０は、電源装置１００によって駆動される。以下、電源装置１００について説明して、モータジェネレータ６０、制御部１１０の順に説明する。なお、以下では電源装置システム１０は、ＩＧ−ＯＮ（イグニッションオン）を行うことでシステムが起動されるハイブリッド車両に搭載されるものとして説明する。   FIG. 1 is a diagram showing a power supply system 10. The power supply device system 10 includes a power supply device 100 and a control unit 110. Motor generator 60 is driven by power supply device 100. Hereinafter, the power supply apparatus 100 will be described, and the motor generator 60 and the control unit 110 will be described in this order. In the following description, it is assumed that the power supply system 10 is mounted on a hybrid vehicle that is activated by IG-ON (ignition on).

電源装置１００は、蓄電装置１２と、電流センサ１４と、第１リレー回路部１６と、第２リレー回路部２０と、第３リレー回路部２３と、コンデンサ２８，４０と、昇降圧コンバータ回路３９と、インバータ回路２００とを含んで構成される。   The power supply device 100 includes a power storage device 12, a current sensor 14, a first relay circuit unit 16, a second relay circuit unit 20, a third relay circuit unit 23, capacitors 28 and 40, and a step-up / down converter circuit 39. And an inverter circuit 200.

蓄電装置１２は、モータジェネレータ６０に電力を供給するための二次電池である。また、蓄電装置１２は、充放電可能な直流電源であって、例えば、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを有するリチウムイオン二次電池を用いることができる。なお、蓄電装置１２には、内部抵抗Ｚbが存在するが内部抵抗Ｚbの算出については後述する。 Power storage device 12 is a secondary battery for supplying electric power to motor generator 60. The power storage device 12 is a chargeable / dischargeable DC power source, for example, a negative electrode made of a carbon material, an electrolyte for moving lithium ions, and a positive electrode active material capable of reversing lithium ions. Can be used. Note that power storage device 12, there are internal resistance Z b will be described later in the calculation of internal resistance Z b.

電流センサ１４は、蓄電装置１２の一方側端子に直列に接続され、蓄電装置１２に対して流れる電流ＩBを計測する電流センサである。なお、蓄電装置１２に対して流れる電流値は、電流センサ１４を用いて計測するものとして説明するが、電源装置システム１０の蓄電装置１２によって駆動される回路についての電力総計値をコンデンサ２８の両端電圧ＶL（換言すれば、蓄電装置１２の両端電圧）で除算した値から推定して求めてもよい。 Current sensor 14 is connected in series with one terminal of the power storage device 12, a current sensor for measuring the current I B that flows against the power storage device 12. Note that although the current value flowing to the power storage device 12 is described as being measured using the current sensor 14, the total power value for the circuit driven by the power storage device 12 of the power supply device system 10 is expressed at both ends of the capacitor 28. You may obtain | require and estimate from the value divided by the voltage VL (in other words, the both-ends voltage of the electrical storage apparatus 12).

第１リレー回路部１６は、電流センサ１４に直列に接続されるリレーであり、制御部１１０の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われる。第２リレー回路部２０は、抵抗素子２２と、制御部１１０の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われるリレー１８とが直列に接続されて構成される。また、第２リレー回路部２０は、蓄電装置１２の他方側端子に直列に接続される。第３リレー回路部２３は、第２リレー回路部２０に並列に接続されるリレーであり、制御部１１０の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われる。   The first relay circuit unit 16 is a relay connected in series with the current sensor 14, and connection or disconnection control is performed by a control command from the control unit 110. The second relay circuit unit 20 is configured by connecting in series a resistance element 22 and a relay 18 that is controlled to be connected or disconnected according to a control command from the control unit 110. Second relay circuit unit 20 is connected in series to the other terminal of power storage device 12. The third relay circuit unit 23 is a relay connected in parallel to the second relay circuit unit 20, and connection or disconnection control is performed by a control command from the control unit 110.

コンデンサ２８は、正極側ライン２４と負極側ライン２６との間に接続され、正極側ライン２４と負極側ライン２６との間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ２８の両端電圧をＶLとする。なお、ＶLは図示しない電圧センサを用いて計測することができる。 The capacitor 28 is a smoothing capacitor that is connected between the positive electrode side line 24 and the negative electrode side line 26 and smoothes voltage fluctuations between the positive electrode side line 24 and the negative electrode side line 26. Here, the voltage across the capacitor 28 is assumed to be V L. V L can be measured using a voltage sensor (not shown).

昇降圧コンバータ回路３９は、正極側ライン２４と直列に接続されるリアクトル３０と、リアクトル３０と正極側ライン５０との間に接続されるトランジスタ３２と、リアクトル３０と負極側ライン５２との間に接続されるトランジスタ３４と、トランジスタ３２に並列に接続されるダイオード３６と、トランジスタ３４に並列に接続されるダイオード３８とを含んで構成される。ここで、リアクトル３０は、制御部１１０の制御によってインダクタンス値が変更される可変式のリアクトルであるが、制御部１１０の制御によらずにユーザ等の人手によってインダクタンス値を変更することができるものとしてもよい。   The step-up / down converter circuit 39 includes a reactor 30 connected in series with the positive electrode side line 24, a transistor 32 connected between the reactor 30 and the positive electrode side line 50, and between the reactor 30 and the negative electrode side line 52. It includes a transistor 34 connected, a diode 36 connected in parallel to the transistor 32, and a diode 38 connected in parallel to the transistor 34. Here, the reactor 30 is a variable reactor whose inductance value is changed by the control of the control unit 110, but the inductance value can be changed manually by a user or the like without being controlled by the control unit 110. It is good.

昇降圧コンバータ回路３９は、蓄電装置１２から受け取る直流電圧についてリアクトル３０を用いて昇圧する機能を有する。具体的には、昇降圧コンバータ回路３９は、トランジスタ３４のスイッチング動作に応じて流れる電流をリアクトル３０に電磁エネルギとして蓄積する。そして、昇降圧コンバータ回路３９は、その蓄積された電磁エネルギをトランジスタ３４がオフされたタイミングに同期してダイオード３６を介してコンデンサ４０に蓄積することで昇圧を行う。   The step-up / down converter circuit 39 has a function of boosting the DC voltage received from the power storage device 12 using the reactor 30. Specifically, the step-up / down converter circuit 39 accumulates current flowing in accordance with the switching operation of the transistor 34 as electromagnetic energy in the reactor 30. The step-up / down converter circuit 39 boosts the accumulated electromagnetic energy in the capacitor 40 via the diode 36 in synchronization with the timing when the transistor 34 is turned off.

また、昇降圧コンバータ回路３９は、インバータ回路２００から受ける直流電圧を降圧し、蓄電装置１２を充電する。したがって、昇降圧コンバータ回路３９の昇降圧によって、蓄電装置１２とコンデンサ４０との間の充放電を繰り返して蓄電装置１２の昇温制御をすることができる。   Further, the step-up / down converter circuit 39 steps down the DC voltage received from the inverter circuit 200 and charges the power storage device 12. Therefore, the temperature increase / decrease control of the power storage device 12 can be performed by repeatedly charging and discharging between the power storage device 12 and the capacitor 40 by the step-up / step-down converter 39.

コンデンサ４０は、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間に接続され、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ４０の両端電圧をＶHとする。ここで、コンデンサ４０は、制御部１１０の制御によって容量値が変更される可変式のコンデンサであるが、制御部１１０の制御によらずにユーザ等の人手によって容量値を変更することができるものとしてもよい。 The capacitor 40 is connected between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52, and is a smoothing capacitor that smoothes voltage fluctuations between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. Here, the voltage across the capacitor 40 is V H. Here, the capacitor 40 is a variable capacitor whose capacitance value is changed by the control of the control unit 110, but the capacitance value can be changed manually by a user or the like without being controlled by the control unit 110. It is good.

インバータ回路２００は、力行時にはコンデンサ４０の直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ６０に供給し、これによりモータジェネレータ６０が回転駆動される。また、インバータ回路２００は、回生時にはモータジェネレータ６０で発電された交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置１２に供給し、これにより蓄電装置１２が充電される。   Inverter circuit 200 converts the DC voltage of capacitor 40 into an AC voltage during powering and supplies it to motor generator 60, whereby motor generator 60 is driven to rotate. In addition, inverter circuit 200 converts the AC voltage generated by motor generator 60 into a DC voltage during regeneration and supplies it to power storage device 12, thereby charging power storage device 12.

インバータ回路２００の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２１０とトランジスタ２２０とが直列接続される。また、トランジスタ２１０にはダイオード２１２が並列に接続され、トランジスタ２２０にはダイオード２２２が並列に接続される。   As a constituent element of the inverter circuit 200, a transistor 210 and a transistor 220 are connected in series between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. In addition, a diode 212 is connected in parallel to the transistor 210, and a diode 222 is connected in parallel to the transistor 220.

インバータ回路２００の別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２３０とトランジスタ２４０とが直列接続される。そして、トランジスタ２３０にはダイオード２３２が並列に接続され、トランジスタ２４０にはダイオード２４２が並列に接続される。   As another component of the inverter circuit 200, a transistor 230 and a transistor 240 are connected in series between the positive electrode side line 50 and the negative electrode side line 52. A diode 232 is connected in parallel to the transistor 230, and a diode 242 is connected in parallel to the transistor 240.

インバータ回路２００のさらに別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２５０とトランジスタ２６０とが直列接続される。そして、トランジスタ２５０にはダイオード２５２が並列に接続され、トランジスタ２６０にはダイオード２６２が並列に接続される。   As yet another component of the inverter circuit 200, a transistor 250 and a transistor 260 are connected in series between the positive line 50 and the negative line 52. A diode 252 is connected in parallel to the transistor 250, and a diode 262 is connected in parallel to the transistor 260.

モータジェネレータ６０は、電源装置１００に接続される回転電機（負荷）である。モータジェネレータ６０は、Ｕ相リアクトル６２とＶ相リアクトル６４とＷ相リアクトル６６とを含んで構成される。Ｕ相リアクトル６２は、トランジスタ２１０とトランジスタ２２０との接続点と中性点６８との間に接続されるリアクトルである。Ｖ相リアクトル６４は、トランジスタ２３０とトランジスタ２４０との接続点と中性点６８との間に接続されるリアクトルである。Ｗ相リアクトル６６は、トランジスタ２５０とトランジスタ２６０との接続点と中性点６８との間に接続されるリアクトルである。   Motor generator 60 is a rotating electrical machine (load) connected to power supply device 100. Motor generator 60 includes a U-phase reactor 62, a V-phase reactor 64, and a W-phase reactor 66. U-phase reactor 62 is a reactor connected between a connection point between transistor 210 and transistor 220 and neutral point 68. V-phase reactor 64 is a reactor connected between a connection point between transistor 230 and transistor 240 and neutral point 68. W-phase reactor 66 is a reactor connected between a connection point between transistor 250 and transistor 260 and neutral point 68.

Ｕ相電流センサ６３は、モータジェネレータ６０のＵ相コイル６０を流れる電流値を計測するために取り付けられる電流センサである。Ｖ相電流センサ６５は、モータジェネレータ６０のＶ相コイル６４を流れる電流値を計測するために取り付けられる電流センサである。なお、Ｗ相コイル６６に流れる電流は、キルヒホッフの法則を用い、Ｕ相電流センサ６３での計測値とＶ相電流センサ６５での計測値を用いて算出することができる。   U-phase current sensor 63 is a current sensor attached to measure a current value flowing through U-phase coil 60 of motor generator 60. V-phase current sensor 65 is a current sensor attached to measure the value of current flowing through V-phase coil 64 of motor generator 60. Note that the current flowing through the W-phase coil 66 can be calculated using the measured value of the U-phase current sensor 63 and the measured value of the V-phase current sensor 65 using Kirchhoff's law.

次に、制御部１１０について説明する。制御部１１０は、電源装置システム１０において電源装置１００を制御する制御装置である。例えば、制御部１１０は、昇降圧コンバータ回路３９とインバータ回路２００の各トランジスタのスイッチング制御を行う。ここでは、特に、制御部１１０において、蓄電装置１２の両端電圧の変動量と、蓄電装置１２に流れる電流の変動量とに基づいて、蓄電装置１２の内部抵抗Ｚb（インピーダンス）を算出する機能について説明する。ここで、Ｖb（蓄電装置１２の電圧）＝Ｚb（蓄電装置１２の内部抵抗）・ＩB（蓄電装置１２を流れる電流値）＋ＶL（コンデンサ２８の両端電圧）・・・（式１）である。そして、ＩB、ＶLが変動すると、Ｖb＝Ｚb・（ＩB＋ΔＩB（ｊω））＋（ＶL＋ΔＶL（ｊω））・・・（式２）となる。したがって、（式２）−（式１）となるとΔＶL（ｊω）＝−Ｚb・ΔＩB（ｊω）・・・（式３）であり、Ｚb＝−ΔＶL（ｊω）／ΔＩB（ｊω）＝−ΔＶL／ΔＩB・・・（式４）となり、（式４）を用いることで蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを算出することができる。 Next, the control unit 110 will be described. The control unit 110 is a control device that controls the power supply device 100 in the power supply device system 10. For example, the control unit 110 performs switching control of each transistor in the buck-boost converter circuit 39 and the inverter circuit 200. Here, in particular, in control unit 110, a function of calculating internal resistance Z b (impedance) of power storage device 12 based on the amount of fluctuation of the voltage across power storage device 12 and the amount of fluctuation of the current flowing through power storage device 12. Will be described. Here, V b (voltage of power storage device 12) = Z b (internal resistance of power storage device 12) · I B (current value flowing through power storage device 12) + V L (voltage across capacitor 28) (Equation 1 ). When I B and V L change, V b = Z b · (I B + ΔI B (jω)) + (V L + ΔV L (jω)) (Expression 2). Therefore, ΔV L (jω) = − Z b · ΔI B (jω) (Equation 3) in the case of (Equation 2) − (Equation 1), and Z b = −ΔV L (jω) / ΔI B (Jω) = − ΔV L / ΔI B (Expression 4). By using (Expression 4), the internal resistance Z b of the power storage device 12 can be calculated.

ここで、上記(式２)（式３）で示されたΔＶLとΔＩBは、それぞれＶLとＩBの変動量であり、蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbは、（式４）に示されているように、ＶLとＩBの変動量から算出することができる。したがって、電池装置システム１０によれば、ＶLとＩBの変動量が小さい場合に比べてＶLとＩBの変動量が大きい方が蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを算出する精度が向上する。なお、ＩB，ΔＩBは電流センサ１４で計測することができ、ＶL，ΔＶLは上述の電圧センサで計測することができる。 Here, the (formula 2) [Delta] V L and [Delta] I B indicated by (Equation 3) is a variation amount of the V L and I B, respectively, the internal resistance Z b of the electricity storage device 12 is, in (Equation 4) as shown, it can be calculated from the amount of fluctuation of V L and I B. Therefore, according to the battery system 10, improves the accuracy of a larger amount of fluctuation of the V L and I B as compared with the case where the amount of variation of V L and I B is small to calculate the internal resistance Z b of the electricity storage device 12 To do. Incidentally, I B, ΔI B can be measured by the current sensor 14, V L, ΔV L can be measured by the voltage sensor described above.

制御部１１０は、（式４）を利用し、ΔＶLとΔＩBに基づいて内部抵抗Ｚbを算出する機能を有する。制御部１１０は、ユーザ等から蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbの算出の要求があったときに、リアクトル３０とコンデンサ４０との間で共振させるように、リアクトル３０のインダクタンス値とコンデンサ４０の容量値のうち少なくともいずれか一方の値を変更する機能を有している。 Control unit 110 has a function of calculating the internal resistance Z b on the basis of using the (Equation 4), [Delta] V L and [Delta] I B. Control unit 110, when a request for calculation of the internal resistance Z b of the electricity storage device 12 from the user or the like, as is resonated between the reactor 30 and the capacitor 40, the inductance value of the reactor 30 and the capacitance of the capacitor 40 It has a function of changing at least one of the values.

したがって、リアクトル３０とコンデンサ４０との間で共振が発生すると、電荷がリアクトル３０を介してコンデンサ４０の両極間を行ったりきたりし、ＶLとＩBの変動量が大きくなる。これにより、（式４）を用いて蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを精度よく算出することができる。 Therefore, the resonance between the reactor 30 and the capacitor 40 occurs, charge or come and go between both electrodes of the capacitor 40 through the reactor 30, the amount of variation of V L and I B increases. This allows the internal resistance Z b of the electricity storage device 12 to accurately calculate using (Equation 4).

次に、電源装置システム１０の変形例について説明する。電源装置システム１０の変形例と電源装置システム１０との相違は、制御部１１０のみであるため、制御部１１０を中心に説明する。   Next, a modification of the power supply system 10 will be described. The difference between the power supply device system 10 and the power supply system 10 is only the control unit 110, and therefore, the control unit 110 will be mainly described.

上記電源装置システム１０で説明したように、（式４）から蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを算出することができる。ここで、上述したように、ＶLとＩBの変動量が大きい方が蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを算出する精度が向上する。なお、ＩB，ΔＩBは電流センサ１４で計測することができ、ＶL，ΔＶLは上述の電圧センサで計測することができる。 As described above the power supply system 10, it is possible to calculate the internal resistance Z b of the electricity storage device 12 (Equation 4). Here, as described above, it the amount of variation of V L and I B is large to improve the accuracy of calculating the internal resistance Z b of the electricity storage device 12. Incidentally, I B, ΔI B can be measured by the current sensor 14, V L, ΔV L can be measured by the voltage sensor described above.

続いて、モータジェネレータ６０のパワー変動が発生する原理について説明する。ここで、ｉｄはｄ軸電流、ｉｑはｑ軸電流、Δｉｄはｄ軸電流の変動量、Δｉｑはｑ軸電流の変動量、行列Ｔ32は、ｕｖｗ／ｄｑ変換を行うための変換行列である。また、ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、それぞれｕ相、ｖ相、ｗ相を流れる電流であり、δはＵ相電流センサ６３４、Ｖ相電流センサ６５のオフセットを示している。なお、ｉｕはＵ相電流センサ６３で計測することができ、ｉｖはＶ相電流センサ６５で計測することができ、ｉｗはキルヒホッフの法則を用い、Ｕ相電流センサ６３とＶ相電流センサ６５の計測値から算出することができる。 Next, the principle that the power fluctuation of the motor generator 60 occurs will be described. Here, id is a d-axis current, iq is a q-axis current, Δid is a fluctuation amount of the d-axis current, Δiq is a fluctuation amount of the q-axis current, and a matrix T 32 is a conversion matrix for performing uvw / dq conversion. . Further, iu, iv, and iw are currents flowing through the u-phase, v-phase, and w-phase, respectively, and δ indicates an offset of the U-phase current sensor 634 and the V-phase current sensor 65. Note that iu can be measured by the U-phase current sensor 63, iv can be measured by the V-phase current sensor 65, iw can be measured using Kirchhoff's law, and the U-phase current sensor 63 and the V-phase current sensor 65 It can be calculated from the measured value.

Figure 2011061979
Figure 2011061979

（式５）に示されるようにｉｄ、ｉｑにそれぞれΔｉｄ、Δｉｑの変動量が考慮されるが、ｕｖｗ／ｄｑ変換を行う式等を反映して整理することで（式６）を導くことができる。（式５）と（式６）から（式７）を導き、ΔｉｄとΔｉｑとδとの関係を導くことができる。（式７）からすると、Ｕ相電流センサ６３、Ｖ相電流センサ６５にオフセットδを乗せると、Δｉｄ、Δｉｑが振幅３√（２／３）δで振動することがわかる。   As shown in (Equation 5), fluctuation amounts of Δid and Δiq are taken into account for id and iq, respectively, but (Equation 6) can be derived by rearranging the equations for performing uvw / dq conversion. it can. (Expression 7) can be derived from (Expression 5) and (Expression 6), and the relationship among Δid, Δiq, and δ can be derived. From (Expression 7), it can be seen that if the offset δ is placed on the U-phase current sensor 63 and the V-phase current sensor 65, Δid and Δiq oscillate with an amplitude of 3√ (2/3) δ.

一方、（式８）に示されるように、モータジェネレータ６０のパワーＰは、ｄｑ電圧とｄｑ電流との内積で表すことが出来る。ここで、ｄｑ電圧とｄｑ電流のそれぞれをｄ軸、ｑ軸に分けて記載すると（式９）、（式１０）に示されるように、それぞれＶｄ，Ｖｑを求めることができる。そして、（式８）に（式９）、（式１０）を代入すると（式１１）に示されるようにモータジェネレータ６０のパワーＰを求める式を導出することができる。   On the other hand, as shown in (Equation 8), the power P of the motor generator 60 can be expressed by the inner product of the dq voltage and the dq current. Here, when the dq voltage and the dq current are described separately for the d-axis and the q-axis, Vd and Vq can be obtained respectively as shown in (Equation 9) and (Equation 10). Then, by substituting (Equation 9) and (Equation 10) into (Equation 8), an equation for obtaining the power P of the motor generator 60 can be derived as shown in (Equation 11).

そして、モータジェネレータ６０のパワーＰにパワー変動量ΔＰが考慮されると（式１２）となる。そして、（式１１）を（式１２）に代入して整理すると（式１３）となる。ここで、（式１３）と（式７）から（式１４）を導出することができる。   Then, when the power fluctuation amount ΔP is considered in the power P of the motor generator 60, (Equation 12) is obtained. Substituting (Equation 11) into (Equation 12) and rearranging results in (Equation 13). Here, (Expression 14) can be derived from (Expression 13) and (Expression 7).

上述したようにＵ相電流センサ６３，Ｖ相電流センサ６５にオフセットδを乗せると、Δｉｄ、Δｉｑが振幅３√（２／３）δで振動し、この振動は（式１３）より、パワー変動量ΔＰに影響することが分かる。   As described above, when the offset δ is placed on the U-phase current sensor 63 and the V-phase current sensor 65, Δid and Δiq vibrate with an amplitude of 3√ (2/3) δ, and this vibration is a power fluctuation from (Equation 13). It can be seen that the quantity ΔP is affected.

制御部１１０は、（式４）を利用し、ΔＶLとΔＩBに基づいて内部抵抗Ｚbを算出する機能を有する。また、制御部１１０は、（式１２）で得られたパワーＰ＋パワー変動量ΔＰを用いてモータジェネレータ６０の回転制御を行う機能を有している。さらに、制御部１１０は、ユーザ等から蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbの算出の要求があったときに、Ｕ相電流センサ６３，Ｖ相電流センサ６５のオフセットδを意図的に与える機能を有する。 Control unit 110 has a function of calculating the internal resistance Z b on the basis of using the (Equation 4), [Delta] V L and [Delta] I B. Control unit 110 has a function of performing rotation control of motor generator 60 using power P + power fluctuation amount ΔP obtained by (Equation 12). Further, control unit 110 has a function of intentionally giving offset δ of U-phase current sensor 63 and V-phase current sensor 65 when a user or the like requests calculation of internal resistance Z b of power storage device 12. .

したがって、Ｕ相電流センサ６３，Ｖ相電流センサ６５のオフセットδを、例えば意図的に大きな値を与えることで（式７）に示されるように、変動量Δｉｄ、Δｉｑが大きくなる。そして、（式１３）に示されるように、変動量Δｉｄ、Δｉｑが大きくなることでモータジェネレータ６０のパワー変動量ΔＰが大きくなる。このように、モータジェネレータ６０のパワー変動量ΔＰが大きくなることで、モータジェネレータ６０への電力の供給側の電圧変動量ΔＶLと電流変動量ΔＩBの大きさも大きくなる。したがって、電源装置システム１０の変形例によれば、電源装置システム１０と同様に、精度良く蓄電装置１２の内部抵抗Ｚbを算出することができる。 Therefore, when the offset δ of the U-phase current sensor 63 and the V-phase current sensor 65 is intentionally given a large value, for example, as shown in (Equation 7), the fluctuation amounts Δid and Δiq are increased. As shown in (Equation 13), the power fluctuation amount ΔP of the motor generator 60 increases as the fluctuation amounts Δid and Δiq increase. In this manner, the power fluctuation amount ΔP of the motor generator 60 is increased, the greater the magnitude of the voltage variation [Delta] V L and current fluctuation amount of the supply side of the power to the motor generator 60 [Delta] I B. Therefore, according to the modification of power supply device system 10, as with power supply device system 10, internal resistance Z b of power storage device 12 can be calculated with high accuracy.

１０ 電源装置システム、１２ 蓄電装置、１４ 電流センサ、１６ 第１リレー回路部、１８ リレー、２０ 第２リレー回路部、２２ 抵抗素子、２３ 第３リレー回路部、２４，５０ 正極側ライン、２６，５２ 負極側ライン、２８，４０ コンデンサ、３０ リアクトル、３２，３４ トランジスタ、３６，３８ ダイオード、３９ 昇降圧コンバータ回路、６０ モータジェネレータ、６２ Ｕ相リアクトル、６３ Ｕ相電流センサ、６４ Ｖ相リアクトル、６５ Ｖ相電流センサ、６６ Ｗ相リアクトル、６８ 中性点、１００ 電源装置、１１０ 制御部、２００ インバータ回路、２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０ トランジスタ、２１２，２２２，２３２，２４２，２５２，２６２ ダイオード。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply system, 12 Power storage device, 14 Current sensor, 16 1st relay circuit part, 18 Relay, 20 2nd relay circuit part, 22 Resistance element, 23 3rd relay circuit part, 24, 50 Positive side line, 26, 52 Negative side line, 28, 40 capacitor, 30 reactor, 32, 34 transistor, 36, 38 diode, 39 buck-boost converter circuit, 60 motor generator, 62 U-phase reactor, 63 U-phase current sensor, 64 V-phase reactor, 65 V phase current sensor, 66 W phase reactor, 68 neutral point, 100 power supply, 110 control unit, 200 inverter circuit, 210, 220, 230, 240, 250, 260 transistor, 212, 222, 232, 242, 252 262 Diode.

Claims (3)

回転電機に電力を供給するための電池の内部抵抗を電池の両端電圧の電圧変動量と電池を流れる電流の電流変動量とに基づいて求める電源装置システムにおいて、
電圧変動量と電流変動量とを大きくすることで、電池の内部抵抗を求める精度を向上させる精度向上手段を備えることを特徴とする電源装置システム。 In a power supply system that determines the internal resistance of a battery for supplying power to a rotating electrical machine based on the voltage fluctuation amount of the voltage across the battery and the current fluctuation amount of the current flowing through the battery,
A power supply system comprising: an accuracy improving unit that increases accuracy of obtaining an internal resistance of a battery by increasing a voltage fluctuation amount and a current fluctuation amount. 請求項１に記載の電源装置システムにおいて、
電池と回転電機との間に設けられる昇圧回路を備え、
精度向上手段は、
昇圧回路のコイルの値とキャパシタの値との少なくとも１つを変更してコイルとキャパシタとの間で共振させ、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることを特徴とする電源装置システム。 The power supply system according to claim 1,
A booster circuit provided between the battery and the rotating electrical machine,
Accuracy improvement means
A power supply system characterized in that at least one of a coil value and a capacitor value of a booster circuit is changed to resonate between the coil and the capacitor to increase a voltage fluctuation amount and a current fluctuation amount. 請求項１に記載の電源装置システムにおいて、
回転電機に流れる電流を検出する電流センサを備え、
精度向上手段は、
電流センサにオフセット誤差を与えて回転電機のパワー変動を発生させ、電圧変動量と電流変動量とを大きくすることを特徴とする電源装置システム。 The power supply system according to claim 1,
It has a current sensor that detects the current flowing in the rotating electrical machine,
Accuracy improvement means
A power supply system characterized in that an offset error is given to a current sensor to generate a power fluctuation of a rotating electrical machine, thereby increasing a voltage fluctuation amount and a current fluctuation amount.
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