JP2018102117A - 充電システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充電システム1は、電源装置2と、充電モジュール3と、バッテリモジュール4とを備える。充電モジュールは、電源装置に着脱自在に接続され、バッテリモジュールに接続される。前記充電モジュールは、電力変換ユニット33、電圧レギュレータ34及び充電コントローラ35を備える。電源装置と充電モジュールとが接続されている場合、充電モジュールの電力変換ユニットは逆方向に働き、バッテリモジュールの電力を用いてバスコンデンサがプリチャージされる。プリチャージによりバスコンデンサの電圧が第1閾値以上になれば、充電モジュールの調整端子の電圧が調整され、その結果、充電システムは通称動作モードになる。
【選択図】図1
Description
Claims (14)
- 充電システムであって、
電源装置と、接続確認モジュールと、バッテリモジュールと、充電モジュールと、主制御モジュールとを備え、
前記電源装置は、第1送電端子、第2送電端子、第1信号出力端子及び電力制御ユニットを備え、前記第1送電端子は交流電力を受け取るものであり、
前記接続確認モジュールは、第2信号出力端子を備え、
前記充電モジュールは、第3送電端子、第4送電端子、DC/DCコンバータ、電圧レギュレータ、バスコンデンサ及び充電コントローラを備え、前記第3送電端子は前記電源装置の前記第2送電端子に着脱自在に接続され、前記DC/DCコンバータは双方向電力コンバータであって前記バスコンデンサと前記第4送電端子との間に電気的に接続され、前記第4送電端子はさらに前記バッテリモジュールに接続され、前記電圧レギュレータの調整端子は前記第1信号出力端子に着脱自在に接続され、前記電圧レギュレータは前記調整端子の電圧を選択的に調整し、前記電力制御ユニットは前記調整端子の電圧を検出し、前記充電コントローラは前記第2信号出力端子の電圧と前記調整端子の電圧とを受け取って前記バッテリモジュールの電圧を検出し、
前記主制御モジュールは前記充電モジュール及び前記第2信号出力端子に接続され、前記充電モジュールからのフィードバック信号及び前記第2信号出力端子からの信号を受信し、
前記充電モジュールが前記電源装置に接続されているときに、前記バッテリモジュールの電圧が非ゼロであり且つ前記調整端子の電圧が所定電圧であることを前記充電コントローラが検出した場合、当該充電コントローラは前記DC/DCコンバータを逆方向に制御して前記バッテリモジュールの電力を変換して前記バッテリモジュールの変換電力によって前記バスコンデンサをプリチャージし、
前記バスコンデンサの電圧が第1閾値以上であると前記充電コントローラが判定した場合、前記充電コントローラは、前記電圧レギュレータを制御して前記調整端子の電圧を第2閾値になるよう調整し、
前記調整端子のピーク電圧が前記第2閾値と等しいことを前記電力制御ユニットが検出した場合、前記電力制御ユニットは、前記充電システムが前記バッテリモジュールを充電する準備ができていると判定する、充電システム。 - 請求項1に記載の充電システムであって、前記充電コントローラは前記第2信号出力端子の電圧を検出し、前記充電コントローラは前記第2信号出力端子の電圧が設定電圧と等しい場合に、前記充電モジュールが前記電源装置に接続されていると判定する、充電システム。
- 請求項1又は請求項2に記載の充電システムであって、
第1切替モジュールをさらに備え、前記第1切替モジュールは前記第1送電端子と前記第2送電端子との間に電気的に接続され、前記第1切替モジュールの制御端子は前記電力制御ユニットの第1出力端子に電気的に接続され、前記電力制御ユニットは、前記第1切替モジュールのオン/オフを制御する、充電システム。 - 請求項3に記載の充電システムであって、
前記充電システムが正常動作モードである場合、前記充電コントローラは前記電圧レギュレータを制御して前記調整端子の電圧を第3閾値になるよう調整し、前記調整端子のピーク電圧が第3閾値と等しいことを前記電力制御ユニットが検出すると、前記電力制御ユニットは前記第1切替モジュールをオンにする、充電システム。 - 請求項3に記載の充電システムであって、
前記第1切替モジュールは第1スイッチ及び第2スイッチを備え、前記第1スイッチは、前記第1送電端子の正極端子と前記第2送電端子の正極端子との間に電気的に接続され、前記第2スイッチは、前記第1送電端子の負極端子と前記第2送電端子の負極端子との間に電気的に接続され、前記電力制御ユニットは前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのオン/オフを制御する、充電システム。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の充電システムであって、
前記充電モジュールはAC/DCコンバータをさらに備え、
前記AC/DCコンバータは前記第3送電端子と前記バスコンデンサとの間に電気的に接続されるとともに、前記充電コントローラと接続され、
前記交流電力は、前記第3送電端子に伝達された後、前記AC/DCコンバータによりDCバス電圧に変換され、
前記充電コントローラは前記DC/DCコンバータの動作を制御し、
前記DC/DCコンバータが順方向に働くと、当該DC/DCコンバータが前記バスコンデンサの前記DCバス電圧を調整電圧に変換して、当該調整電圧により前記バッテリモジュールが充電され、
前記DC/DCコンバータが逆方向に働くと、当該DC/DCコンバータが前記バッテリモジュールの前記電力を変換して前記バスコンデンサをプリチャージする、充電システム。 - 請求項1〜請求項6の何れかに記載の充電システムであって、
前記電圧レギュレータは第1抵抗と第2切替モジュールとを備え、前記第1抵抗と前記第2切替モジュールは接地端子と前記調整端子との間に直列且つ電気的に接続され、
前記充電コントローラは、前記バスコンデンサの電圧が前記第1閾値以上であることを前記充電コントローラが検出した場合に、前記第2切替モジュールのオン/オフを制御し、
前記第2切替モジュールは、前記充電コントローラの制御によりオンにされる、充電システム。 - 請求項7に記載の充電システムであって、
前記電圧レギュレータは、第2抵抗と第3切替モジュールとをさらに備え、
前記第2抵抗及び前記第3切替モジュールは、前記接地端子と前記調整端子との間に直列且つ電気的に接続され、
前記充電コントローラは、前記第3切替モジュールのオン/オフ状態を制御する、充電システム。 - 請求項1〜請求項8の何れかに記載の充電システムであって、前記充電システムはリレーをさらに備え、前記リレーは、前記バッテリモジュール及び前記充電モジュールと電気的に接続される、充電システム。
- 充電システムのための方法であって、電源装置と、充電モジュールと、バッテリモジュールとを備え、
前記電源装置は、第1信号出力端子と電力制御ユニットとを備え、
前記充電モジュールは、前記電源装置に着脱自在に接続されるとともに、DC/DCコンバータと、電圧レギュレータと、充電コントローラと、バスコンデンサとを備え、
前記DC/DCコンバータは、前記バスコンデンサと前記バッテリモジュールとの間に電気的に接続され、
前記電圧レギュレータの調整端子は、前記第1信号出力端子と着脱自在に接続され、
前記電圧レギュレータは、前記調整端子の電圧を選択的に調整し、
前記バッテリモジュールは前記充電モジュールと電気的に接続され、
以下の(a)〜(d)のステップを備える、方法。
(a)前記充電コントローラが、前記バッテリモジュールの電圧が非ゼロであり且つ前記調整端子のピーク電圧が所定電圧であるか否かを判定し、前記(a)の判定に合致した場合はステップ(b)を実行し、前記ステップ(a)の判定に合致しなかった場合は、前記充電システムが異常であると判定して報知信号を生成するステップ。
(b)前記充電コントローラが、前記DC/DCコンバータを逆方向に制御して前記バッテリモジュールの電力を変換し、変換した電力により前記バスコンデンサをプリチャージし、その後、ステップ(c)を実行するステップ。
(c)前記充電コントローラが、前記バスコンデンサの電圧が第1閾値以上であるか否かを判定し、前記ステップ(c)の判定に合致した場合は、ステップ(d)を実行し、前記ステップ(c)の判定に合致しなかった場合は、前記ステップ(c)を繰り返し実行するステップ。
(d)前記充電コントローラが、前記調整端子のピーク電圧が第2閾値になるよう前記電圧レギュレータを制御して、ステップ(e)を実行するステップ。
(e)前記充電コントローラが、前記調整端子のピーク電圧が前記第2閾値であるか否かを判定し、前記調整端子のピーク電圧が前記第2閾値と等しければ、前記充電コントローラは前記充電システムが正常動作モードであると判定し、前記調整端子のピーク電圧が前記第2閾値と等しくなければ、前記充電コントローラは前記充電システムが異常であると判定し前記報知信号を生成するステップ。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記充電システムは接続確認モジュールをさらに備え、当該接続確認モジュールは第2信号出力端子を備えており、
前記方法は、前記ステップ(a)の前に、前記第2信号出力端子の電圧が設定電圧と等しいか否かを判定するステップ(a0)を備え、
前記第2信号出力端子の電圧が設定電圧と等しい場合、前記充電コントローラが前記充電モジュールは前記電源装置に接続されていると判定して前記ステップ(a)を実行し、
前記第2信号出力端子の電圧が設定電圧と等しくない場合、前記ステップ(a0)を繰り返し行う、方法。 - 請求項10又は請求項11に記載の方法であって、
前記ステップ(a)の前に、前記充電システムが前記充電モジュールと前記バッテリモジュールとの間にリレーを備えているか否かを判定するステップ(a1)をさらに備えており、
前記ステップ(a1)の判定に合致した場合、前記リレーが閉じられた後にステップ(a)を実行し、前記ステップ(a1)の判定に合致しなかった場合、前記ステップ(a)をすぐに実行する、方法。 - 請求項10〜請求項12の何れかに記載の方法であって、
前記充電モジュールは、第1抵抗と第2切替モジュールとをさらに備え、
前記第1抵抗と前記第2切替モジュールは接地端子と前記調整端子との間に直列かつ電気的に接続され、
前記ステップ(d)の判定の結果、前記調整端子のピーク電圧が前記第2閾値以上であった場合、前記充電コントローラの制御により前記第2切替モジュールをオンにし、前記調整端子のピーク電圧が前記電圧レギュレータによって第2閾値になるよう調整される、方法。 - 請求項10〜請求項13の何れかに記載の方法であって、
前記電源装置は、第1送電端子、第2送電端子及び第1切替モジュールをさらに備え、
前記第1送電端子は交流電力を受け取り、
前記第2送電端子は前記電力前記充電モジュールに着脱自在に接続され、
前記第1切替モジュールは前記第1送電端子と前記第2送電端子との間に電気的に接続され、
前記ステップ(e)において前記充電コントローラが前記充電システムが前記正常動作モードであると判定した場合、以下のステップをさらに実行する、方法。
(f)前記充電モジュールに障害がないかを判定する自己診断プロセスを実行し、自己診断の結果前記充電モジュールに障害がなかった場合はステップ(g)を実行し、自己診断の結果前記充電モジュールに障害があった場合は前記充電コントローラが前記充電システムは異常であると判定して前記報知信号を生成する、ステップ。
(g)前記充電コントローラが前記電圧レギュレータを制御して前記調整端子のピーク電圧を第3閾値に設定するステップ。
(h)前記電力制御ユニットが前記調整端子のピーク電圧が第3閾値と等しいか否かを判定し、前記調整端子のピーク電圧が第3閾値と等しかった場合は前記充電コントローラの制御により前記第1切替モジュールをオンにし、前記調整端子のピーク電圧が第3閾値と等しくなかった場合は前記充電コントローラが前記充電システムは異常であると判定し前記報知信号を生成する、ステップ。
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