JP2019083675A - 電源制御器、給電システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1、入力電圧フィードバック値Vfb1は、入力電圧V1が反映される入力電圧フィードバック値である。
2、出力電圧フィードバック値Vfb2は、出力電圧V2が反映される出力電圧フィードバック値である。
3、入力電流フィードバック値Ifb1は、入力電流I1が反映される入力電流フィードバック値である。
4、出力電流フィードバック値Ifb2は、出力電流I2が反映される出力電流フィードバック値である。
5、充電電流フィードバック値Ifb3は、充電電流I3が反映される充電電流フィードバック値である。
6、変換電圧Vcは、システムの状況によって、入力電圧V1或いは出力電圧V2である。
7、変換電流Icは、システムの状況によって、入力電流I1或いは出力電流I2である。
8、変換電圧フィードバック値Vfbcは、電源制御器13が必要とする電圧フィードバック信号であって、変換電圧Vcが反映される電圧フィードバック値である。
9、変換電流フィードバック値Ifbcは、電源制御器13が必要とする電流フィードバック信号であって、輸変換電流Icが反映される出力電流フィードバック値である。
10、変換電力Pcは、電源変換器11の変換電力であって、システムの状況によって、入力電力Pi或いは出力電力Poとすることができる電力である。
11、負荷所要量は、負荷モジュールが提供するものである。
表1 電源制御器における各パラメータの実施例
表2 電源制御器における第二電力パラメータの実施形態
表3 電源制御器における充電電流パラメータの実施形態
表4 電源制御器における各パラメータの実施例
表5 電源制御器における第二電力パラメータの実施形態
10:給電機器
11:電源変換器
12:二次電池
13:電源制御器
14:給電制御器
141:マイクロプロセッサー
142:第一情報変換器
143:第二情報変換器
15:負荷モジュール
131:電力制御装置
132:充電制御装置
133:除算器
134:第一乗算器
135:第二乗算器
136:第三乗算器
137:第四乗算器
Gc:電流倍率
Gv:電圧倍率
Gp:電力倍率
I1:入力電流
I2:出力電流
I3:充電電流
Ic:変換電流
Ifbc:変換電流フィードバック値
Ifb1:入力電流フィードバック値
Ifb2:出力電流フィードバック値
Ifb3:充電電流フィードバック値
Iref:充電電流閾値
Claims (24)
- 給電システムに適用される電源制御器であって、電力調整モード及び/或いは充電制御モードを提供でき、対応する電源変換器の変換電力或いは出力電流を制御する、
ことを特徴とする電源制御器。 - 前記電源変換器の変換電力が電力指令値以上である場合に、前記電源制御器は、前記電力調整モードを実行して前記電源変換器の変換電力を調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御器。 - 前記電源変換器の供給する充電電流が充電電流下限値よりも小さい場合に、前記電源制御器は、前記電力調整モードを実行して前記電源変換器の変換電力を調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御器。 - 前記電源制御器は、変換電圧フィードバック値と、変換電流フィードバック値と、充電電流フィードバック値と、充電電流閾値と、電力指令値とを受信し、前記電源制御器が前記電力調整モードを実行する場合に、前記変換電圧フィードバック値、前記変換電流フィードバック値及び前記電力指令値に基づいて、第一出力電流の所定値を提供して前記電源変換器に前記第一出力電流の所定値に従ってその変換電力を調整するように制御し、前記電源制御器が前記充電制御モードを実行する場合に、前記充電電流フィードバック値及び前記充電電流閾値に基づいて、第二出力電流の所定値を提供して前記電源変換器に前記第二出力電流の所定値に従ってその出力電流を調整するように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御器。 - 前記電力調整モードは、電力制御装置に実現されるものであり、
前記装置は、少なくとも、
電力倍率及び電力指令値を受信し、第一電力パラメータを送信する除算器と、
電圧倍率及び変換電圧フィードバック値を受信し、第二電力パラメータを送信する第一乗算器と、
変換電流フィードバック値、前記第一電力パラメータ及び前記第二電力パラメータを受信し、第一出力電流の所定値を送信する第二乗算器と、を含み、
前記電源変換器は、前記第一出力電流の所定値により、その変換電力を制御して調整する、
ことを特徴とする請求項1乃至4中のいずれか一つに記載の電源制御器。 - 前記電源変換器の供給する充電電流が充電電流上限値以上である場合に、前記電源制御器は、前記充電制御モードを実行して前記電源変換器の出力電流を調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御器。 - 前記充電制御モードは、充電制御装置に実現されるものであり、
前記装置は、少なくとも、
電流倍率及び充電電流フィードバック値を受信し、充電電流パラメータを送信する第三乗算器と、
充電電流閾値及び前記充電電流パラメータを受信し、第二出力電流の所定値を送信する第四乗算器と、を含み、
前記電源変換器は、前記第二出力電流の所定値により、その出力電流を制御して調整する、
ことを特徴とする請求項1或いは6に記載の電源制御器。 - 入力電圧及び入力電流を入力し、出力電圧及び出力電流に変換するためのものであって、変換された電圧と変換された電流とを乗算した積が変換された電力となる電源変換器と、
前記電源変換器に接続され、前記出力電流が供給する充電電流を入力するための二次電池と、
前記電源変換器及び前記二次電池に接続され、変換電圧フィードバック値、変換電流フィードバック値、充電電流フィードバック値及び電力指令値を受信し、前記二次電池の特性に基づいて充電電流上限値及び充電電流下限値を予め設定し、前記電源変換器の変換電力が前記電力指令値以上である場合に、前記電源制御器に電力調整モードを実行させ、前記電源変換器の変換電力を調整するように制御し、前記充電電流が前記充電電流上限値以上である場合に、前記電源制御器に充電制御モードを実行させ、前記電源変換器の出力電流を調整するように制御するための電源制御器と、を、少なくとも、含む、
ことを特徴とする給電システム。 - 前記電源制御器は、さらに、前記充電電流が前記充電電流下限値よりも小さいと判断する場合に、前記電力調整モードを実行して前記電源変換器の変換電力を調整する、
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記電源制御器は、前記電力調整モードを実行する場合に、前記変換電圧フィードバック値、前記変換電流フィードバック値及び前記電力指令値に基づいて、第一出力電流の所定値を提供し、前記電源変換器に前記第一出力電流の所定値に従ってその変換電力を調整させるように制御し、
前記電源制御器は、前記充電制御モードを実行する場合に、前記充電電流フィードバック値及び一充電電流閾値に基づいて、第二出力電流の所定値を提供し、前記電源変換器に前記第二出力電流の所定値に従ってその出力電流を調整させるように制御し、
前記変換電圧は入力電圧或いは出力電圧であり、前記変換電流は入力電流或いは出力電流であり、前記変換電圧フィードバック値は入力電圧フィードバック値或いは出力電圧フィードバック値であり、前記変換電流フィードバック値は入力電流フィードバック値或いは出力電流フィードバック値であり、前記変換電力は入力電力或いは出力電力である、
ことを特徴とする請求項8或いは9に記載のシステム。 - 前記第一出力電流の所定値は、前記変換電流フィードバック値と、第一電力パラメータと第二電力パラメータとを乗算した積であり、前記第一電力パラメータは、電力倍率で前記電力指令値を除算したものと等しく、前記第二電力パラメータは、電圧倍率と前記変換電圧フィードバック値とを乗算したものと等しく、前記第二出力電流の所定値は、充電電流パラメータと前記充電電流閾値とを乗算した積であり、前記充電電流パラメータは、電流倍率と前記充電電流フィードバック値とを乗算したものと等しい、
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記電力調整モードは、電力制御装置により実現されるものであり、
前記装置は、
電力倍率及び前記電力指令値を受信し、第一電力パラメータを送信する除算器と、
前記電圧倍率及び前記変換電圧フィードバック値を受信し、第二電力パラメータを送信する第一乗算器と、
前記変換電流フィードバック値、前記第一電力パラメータ及び前記第二電力パラメータを受信し、前記第一出力電流の所定値を送信する第二乗算器と、を少なくとも、含み、
前記電源変換器の変換電力は、前記第一出力電流の所定値により制御され、
前記電力指令値は、負荷の所要量或いは前記給電機器が供給する入力電圧を参照して特定されるものであり、
前記電圧倍率は、前記変換電圧に基づいて特定されるものであり、
前記電力倍率は、前記二次電池の特性に基づいて予め設定されるものであり、或いは、前記電力指令値との関係に基づいて補正されるものである、
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記充電制御モードは、充電制御装置に実現されるものであり、
前記装置は、
前記電流倍率及び前記充電電流フィードバック値を受信し、前記充電電流パラメータを送信する第三乗算器と、
前記充電電流閾値及び前記充電電流パラメータを受信し、前記第二出力電流の所定値を送信する第四乗算器と、を少なくとも含み、
前記電源変換器の出力電流は、前記第二出力電流の所定値により制御され、
前記電流倍率は、前記充電電流に基づいて特定されるものである、
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 負荷所要量を提供可能な負荷モジュールと、
前記入力電圧及び前記入力電流を供給するための給電機器と、
前記給電機器、前記電源変換器、電源制御器及び前記負荷モジュールに接続され、入力電圧フィードバック値、出力電圧フィードバック値及び前記負荷所要量に従って、対応する前記電力指令値を生成し、前記二次電池の特性に従って前記充電電流閾値及び電圧所定値を予め設定するための給電制御器と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項8乃至13中のいずれか一つに記載のシステム。 - 前記給電制御器は、少なくとも、
それぞれが前記給電機器、前記電源変換器及び前記負荷モジュールに接続され、前記入力電圧フィードバック値、前記出力電圧フィードバック値及び前記負荷所要量の情報を変換するための、複数の第一情報変換器と、
前記複数の第一情報変換器に接続され、各前記情報を受信し、対応する前記電力指令値を生成し、前記二次電池の特性に従って前記充電電流閾値及び前記電圧所定値を予め設定する、マイクロプロセッサーと、
それぞれが前記マイクロプロセッサー及び前記電源制御器に接続され、前記電力指令値、前記充電電流閾値及び前記電圧所定値の情報を変換するための、複数の第二情報変換器と、を含む、
ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 前記複数の第二情報変換器の各前記情報は、前記電源制御器に転送され、前記電源制御器が、対応する第一出力電流の所定値或いは第二出力電流の所定値を出力し、前記電源変換器の変換電力或いは出力電流を制御し、
前記電圧所定値の情報は、前記電源変換器に転送され、
前記負荷所要量は、負荷電力値、スロットル開度、車両速度値、ブレーキ信号値或いは照度値である、
ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 前記給電制御器の制御方法は、
(i1)前記二次電池の特性に基づいて、前記電圧所定値及び前記充電電流閾値を予め設定するステップ、
(i2)前記入力電圧フィードバック値、前記出力電圧フィードバック値及び前記負荷所要量を測定し、対応する前記電力指令値を出力するステップ、
(i3)前記二次電池のダイナミックパラメータ値が第一区間値を超えるか否かを判断するステップ、
(i4)前記給電機器のダイナミックパラメータ値が第二区間値を超えるか否かを判断するステップ、
(i5)前記負荷所要量が前記電力指令値よりも低いか否かを判断するステップ、
(i6)電力目標値を設定するステップ、
(i7)前記電力指令値を設定するステップ、
(i8)前記電力目標値を、前記負荷所要量と等しいように降下させ、前記電力指令値を、前記電力目標値と等しいように降下させるステップ、及び
(i9)前記電力指令値を出力するステップ、を少なくとも含み
前記ステップ(i1)を実行した後に、前記ステップ(i2)を実行し、前記ステップ(i2)を実行した後に、前記ステップ(i3)を実行し、前記ステップ(i3)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(i4)を実行し、前記ステップ(i4)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(i5)を実行し、前記ステップ(i5)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(i9)を実行し、前記ステップ(i9)を実行した後に、前記ステップ(i2)を再度実行し、前記ステップ(i3)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i6)を実行し、前記ステップ(i6)を実行した後に、前記ステップ(i4)を実行し、前記ステップ(i4)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i7)を実行し、前記ステップ(i7)を実行した後に、前記ステップ(i5)を実行し、前記ステップ(i5)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i8)を実行し、前記ステップ(i8)を実行した後に、前記ステップ(i9)を実行する
ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 前記ステップ(i3)及び(i6)は、前記二次電池による制御プロセスであり、さらに、
(i31)前記二次電池の電圧がその充電起動電圧に達するか否かを判断するステップ、
(i32)前記二次電池の電圧がその充電終了電圧に達するか否かを判断するステップ、
(i61)前記電力目標値を、前記出力電圧と前記充電電流閾値とが乗算したものに前記負荷所要量を加算した値と等しいように設定するステップ、及び、
(i62)前記電力目標値を、前記負荷所要量と等しいように設定するステップ、に詳しく分けられ、
前記ステップ(i31)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(i32)を実行し、前記ステップ(i32)による判断の結果が「いいえ」である場合に、終了し、前記ステップ(i31)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i61)を実行し、前記ステップ(i61)を実行した後に、前記ステップ(i32)を実行し、前記ステップ(i32)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i62)を実行し、前記ステップ(i62)を実行した後に、終了する、
ことを特徴とする請求項17に記載のシステム。 - 前記第一区間値は、第一上限値及び第一下限値をさらに含み、前記ステップ(i31)ではさらに、前記二次電池の電量が前記第一下限値よりも低いかどうかを判断し、前記ステップ(i32)ではさらに、前記二次電池の電量が前記第一上限値よりも高いかどうかを判断し、前記給電制御器は前記二次電池の特性に基づいて充電電流閾値を予め設定し、前記負荷所要量は、負荷電力値、スロットル開度、車両速度値、ブレーキ信号値或いは照度値であり、前記二次電池のダイナミックパラメータ値は、二次電池の電量或いは電源変換器の出力電圧である、
ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。 - 前記第二区間値は、第二上限値及び一第二下限値を含み、前記ステップ(i4)と(i7)は前記給電機器による制御プロセスであり、さらに、
(i41)前記入力電圧が前記第二上限値よりも高いかどうかを判断するステップ、
(i42)前記入力電圧が前記第二下限値よりも低いかどうかを判断するステップ、
(i71)前記電力指令値を、前記電力目標値と等しくなるように、徐々に引き上げるステップ、及び
(i72)前記電力指令値の調整を停止するステップ、に詳しく分けられ、
前記ステップ(i41)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(i42)を実行し、前記ステップ(i42)による判断の結果が「いいえ」である場合に、終了し、前記ステップ(i41)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i71)を実行し、前記ステップ(i71)を実行した後に、前記ステップ(i42)を実行し、前記ステップ(i42)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i72)を実行し、前記ステップ(i72)を実行した後に、終了する、
ことを特徴とする請求項17項に記載のシステム。 - 給電システムに適用され、前記給電システムに少なくとも、電源変換器、二次電池及び電源制御器を含み、前記電源制御器により電力調整モード或いは充電制御モードを実行する、電源制御器の制御方法であって、
(a)前記給電システムが作動する場合に、前記二次電池の特性に基づいて充電電流上限値及び充電電流下限値を予め設定するステップ、
(b)その初期に前記電力調整モードとして予め設定するステップ、
(c)前記電力調整モードであるかどうかを判断するステップ、
(d)前記電力調整モードを実行し、第一出力電流の所定値を出力するステップ、
(e)前記充電電流が前記充電電流上限値以上と等しいかどうかを判断するステップ、
(f)前記充電制御モードにジャンプするステップ、
(g)前記充電制御モードを実行し、第二出力電流の所定値を出力するステップ、
(h)前記電源変換器の変換電力が電力指令値以上であるか、或いは、等しいかを判断するステップ、及び
(i)前記電力調整モードにジャンプするステップ、を含み、
まず、前記ステップ(a)を実行し、前記ステップ(a)を実行した後に、前記ステップ(b)を実行し、そして、前記ステップ(c)を実行し、前記ステップ(c)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(d)を実行し、前記ステップ(d)を実行した後に、前記ステップ(e)を実行し、前記ステップ(e)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(f)を実行し、前記ステップ(f)を実行した後に、前記ステップ(c)を再度実行し、前記ステップ(c)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(g)を実行し、前記ステップ(g)を実行した後に、前記ステップ(h)を実行し、前記ステップ(h)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i)を実行し、前記ステップ(i)を実行した後に、前記ステップ(c) を再度実行し、前記ステップ(e)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(c)を再度実行し、前記ステップ(h)による判断の結果が「いいえ」である場合にも、前記ステップ(c)を再度実行する、
ことを特徴とする電源制御器の制御方法。 - 前記ステップ(h)後に、さらに、前記充電電流が前記充電電流下限値よりも小さいかどうかを判断するステップ(h1)を含み、ステップ(h)を実行した後に、ステップ(h1)を実行し、前記ステップ(h1)による判断の結果が「はい」である場合に、前記ステップ(i)を実行し、前記ステップ(h1)による判断の結果が「いいえ」である場合に、前記ステップ(c)を再度実行し、
前記ステップ(d)では、前記電源制御器が前記第一出力電流の所定値により前記電源変換器にその変換電力を調整させるように制御し、
前記ステップ(g)では、前記電源制御器が前記第二出力電流の所定値により前記電源変換器にその出力電流を調整させるように制御する、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記第一出力電流の所定値は、変換電流フィードバック値、第一電力パラメータ及び第二電力パラメータを乗算した積であり、
前記第一電力パラメータは、電力倍率で前記電力指令値を除算したものと等しく、
前記第二電力パラメータは、電圧倍率と変換電圧フィードバック値とを乗算したものと等しく、
前記電圧倍率係は、変換電圧に基づいて特定されるものであり、
前記電力調整モードは、電力制御装置に実現されるものである、
ことを特徴とする請求項21或いは22に記載の方法。 - 前記第二出力電流の所定値は、充電電流パラメータと充電電流閾値とを乗算した積であり、
前記充電電流パラメータは、電流倍率と充電電流フィードバック値とを乗算したものと等しく、
前記電流倍率は、前記充電電流閾値に基づいて予め設定されるものであり、
前記充電制御モードは、充電制御装置に実現されるものであることを特徴とする請求項21乃至23中のいずれか一つに記載の方法。
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