JP5306834B2 - Dc/dcコンバータシステム及び該システムにおける異常検知時制御方法 - Google Patents
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Description
[全体構成]
図1は、この実施形態に係る燃料電池車両10の概略全体構成図を示している。
燃料電池14は、例えば固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造にされている。燃料電池14には、反応ガス供給部18が配管を通じて接続されている。反応ガス供給部18は、一方の反応ガスである水素(燃料ガス)を貯留する水素タンクと、他方の反応ガスである空気(酸化剤ガス)を圧縮するコンプレッサを備えている。反応ガス供給部18から燃料電池14に供給された水素と空気の燃料電池14内での電気化学反応により生成された発電電流がダイオード25を介してモータ16とバッテリ12に供給される。
DC/DCコンバータ20は、一方側が1次側1Sに接続されたバッテリ12に接続され、他方側が燃料電池14とモータ16との接続点である2次側2Sに接続されたチョッパ型の電圧変換装置である。
インバータ22は、3相フルブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行い、直流を3相の交流に変換してモータ16に供給する一方、回生動作に伴う交流/直流変換後の直流を2次側2SからDC/DCコンバータ20を通じて1次側1Sに供給し、バッテリ12を充電等する。
1次側1Sに接続される高圧(High Voltage)のバッテリ12は、蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えばリチウムイオン2次電池又はキャパシタ等を利用することができる。この実施形態ではリチウムイオン2次電池を利用している。
メインスイッチ(電源スイッチ)34と各種センサ36が統括制御部40に接続される。メインスイッチ34は、燃料電池車両10及び燃料電池システム11をオン(起動又は始動)オフ(停止)するイグニッションスイッチとしての機能を有する。各種センサ36は、車両状態及び環境状態等の状態情報を検出する。通信線38としては、車内LANであるCAN(Controller Area Network)等が使用される。
通信線38に対して、統括制御部40、FC制御部44、モータ制御部46、コンバータ制御部48、及びバッテリ制御部52が相互に接続される。DC/DCコンバータ20と、このDC/DCコンバータ20を制御するコンバータ制御部48とによりDC/DCコンバータ装置50が形成される。
[DC/DCコンバータ装置]
図2は、DC/DCコンバータ20の詳細な構成を示している。DC/DCコンバータ20は、1次側1Sと2次側2Sとの間に配される3相の相アームUA、VA、WAと、リアクトル90とから構成される。
この実施形態において、DC/DCコンバータ装置50は、3相アーム交替駆動動作で動作する。
図3のタイムチャートは、DC/DCコンバータ装置50の3相アーム交替駆動動作の説明図である。
Ton/T=V1/V2 …(1)
Ton/T=(1−V1/V2) …(2)
図4は、この実施形態に係る異常検知時制御方法を実施するDC/DCコンバータシステムの構成を示している。DC/DCコンバータシステムには、上位制御部である統括制御部40と、下位制御部であるコンバータ制御部48が含まれる。
次に、この実施形態に係るDC/DCコンバータシステムにおける異常検知時制御方法の動作を、図7、図8、図9、図10のフローチャート並びに図11、図12のタイムチャートを参照して説明する。
12…バッテリ 14…燃料電池
15…接続器 16…モータ
20…DC/DCコンバータ 40…統括制御部
48…コンバータ制御部 91…1次電圧センサ
Claims (5)
- 第1電力装置が接続器を通じて補機に接続されると共に、DC/DCコンバータの1次側に接続され、前記DC/DCコンバータの2次側が第2電力装置及び負荷に接続されるDC/DCコンバータシステムにおいて、
前記1次側に接続され、1次電圧を検出する1次電圧センサと、
前記2次側に接続され、2次電圧を検出する2次電圧センサと、
制御部と、を有し、
前記制御部は、
通常時には、前記2次電圧センサにより検出される2次電圧検出値が、2次電圧指令値となるよう前記DC/DCコンバータを制御し、前記1次電圧センサにより検出された1次電圧検出値が、異常と判定する下限閾値より低下したときに、前記接続器の開故障異常か前記1次電圧検出値を検出する前記1次電圧センサの異常かを判別し、前記接続器の開故障異常と判別したときには、前記1次電圧センサにより検出される前記1次電圧検出値が、前記補機が正常動作する1次電圧指令値となるよう前記DC/DCコンバータを制御する
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。 - 請求項1記載のDC/DCコンバータシステムにおいて、
前記制御部は、
前記1次電圧センサにより検出された前記1次電圧検出値が、異常と判定する前記下限閾値より低下したときに、前記接続器の開故障異常か前記1次電圧検出値を検出する前記1次電圧センサの異常かを判別するとき、前記DC/DCコンバータの動作を非許可とする
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。 - 請求項1又は2記載のDC/DCコンバータシステムにおいて、
前記下限閾値は、前記補機の動作が不可になる電圧値より低い電圧値に設定される
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータシステムにおいて、
前記制御部は、
前記1次電圧センサの異常であると判別したときには、前記2次電圧センサにより検出される前記2次電圧検出値が、前記2次電圧指令値となるよう前記DC/DCコンバータの制御を継続する
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。 - 第1電力装置が接続器を通じて補機に接続されると共に、DC/DCコンバータの1次側に接続され、前記DC/DCコンバータの2次側が第2電力装置及び負荷に接続されるDC/DCコンバータシステムにおける異常検知時制御方法において、
前記1次側の電圧である1次電圧を検出する過程と、
前記2次側の電圧である2次電圧を検出する過程と、
通常時には、2次電圧検出値が、2次電圧指令値となるよう前記DC/DCコンバータを制御し、1次電圧検出値が、異常と判定する下限閾値より低下したときに、前記接続器の開故障異常か電圧検出異常かを判別し、前記接続器の開故障異常と判別したときには、前記1次電圧検出値が、前記補機が正常動作する1次電圧指令値となるよう前記DC/DCコンバータを制御する過程と、
を有することを特徴とするDC/DCコンバータシステムにおける異常検知時制御方法。
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