JP6245161B2 - 電源システム - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態に係る電源システム10を備えた車両12の構成を例示する。なお、図1の一点鎖線は信号線を表している。
バッテリ20は2次電池から構成される直流電源であり、例えばリチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池から構成される。
電圧変換器22は、上アームスイッチング素子S1と下アームスイッチング素子S2のいずれか一方のみをオン・オフ動作させる一方向電圧変換モード(片アームモード)と、上アームスイッチング素子S1と下アームスイッチング素子S2の両方をオン・オフ動作させる両方向電圧変換モード(両アームモード)とを実行可能となっている。以下これらの電圧変換モードについて説明する。
制御部24は、上アームスイッチング素子S1及び下アームスイッチング素子S2の動作状態に応じて、PWM制御のキャリア周波数を低下させるキャリア切り下げ制御を実行する。
一方向電圧変換モードから両方向電圧変換モードへの切換判定について説明する。制御部24は、電流センサ28で検出したリアクトル電流IL及び低下処理後のキャリア周波数に基づいて、一方向電圧変換モードから両方向電圧変換モードへの切換判定を行う。
上述したように、アームモード切換判定では、極値の予測タイミング、つまりリアクトル電流値ILsの検出時(サンプリング時)に、低下処理後(切り下げ後)のキャリア周波数を取得する必要がある。これを可能とするための、キャリア周波数低下処理のタイミングと極値の予測タイミングについて、以下に説明する。
図5〜図8には、昇圧モード(力行時、下アーム単独モード)におけるキャリア周波数の低下処理タイミング及び極小値予測タイミングについてのタイムチャートが示されている。
次に、降圧モード(上アーム単独モード)について説明する。
図11には、図5〜図10までの例をまとめた表が示されている。○は正確なアームモードの切換え判定を行うことのできる、言い換えると、極値予測の際に低下処理後のキャリア周波数が取得可能なケースであり、×は正確なアームモードの切換え判定ができない、言い換えると、極値予測の際に低下処理後のキャリア周波数の取得ができない場合があるケースを示している。キャリア低下処理のタイミングと極値予測のタイミングの設定にあたり、×のケースを避けるような組み合わせを選択すればよい。
Claims (4)
- 負荷に電力を供給するバッテリと、
一次側が前記バッテリに接続されるとともに二次側が前記負荷に接続され、リアクトルと、前記リアクトルとともに前記一次側から前記二次側への昇圧回路を形成する下アームスイッチング素子と、前記リアクトルとともに前記二次側から前記一次側への降圧回路を形成する上アームスイッチング素子と、を備えた電圧変換器と、
前記リアクトルに流れるリアクトル電流を検出する電流センサと、
前記各スイッチング素子をパルス幅変調制御に従ってオン・オフする制御部と、を含む電源システムであって、
前記制御部は、
前記電流センサで検出したリアクトル電流に応じて、前記各スイッチング素子の内のいずれか一方のみをパルス幅変調制御に従ってオン・オフ動作させて前記昇圧及び降圧のいずれか一方の電圧変換を行う一方向電圧変換モードと、前記各スイッチング素子の両方をパルス幅変調制御に従って相補的にオン・オフ動作させて前記昇圧及び降圧の両方を行う双方向電圧変換モードと、を切換えるモード変換手段と、
前記各スイッチング素子の動作状態に応じて、パルス幅変調制御のキャリア周波数を低下させるキャリア周波数低下手段と、を備え、
前記モード変換手段は、前記電流センサで検出したリアクトル電流及び低下後のキャリア周波数に基づいて、前記一方向電圧変換モードのうち昇圧時には、前記リアクトル電流の極小値を予測し、前記一方向電圧変換モードのうち降圧時には、前記リアクトル電流の極大値を予測し、予測された極大値または極小値と前記検出したリアクトル電流値との正負符号が異なる場合には、前記一方向電圧変換モードから前記双方向電圧変換モードに切換えること、
を特徴とする、電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記制御部は、前記キャリア周波数の低下処理と前記極大値または極小値の予測を同期して行うことを特徴とする、電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記制御部は、前記極大値または極小値の予測をキャリア波の山側ピーク時または谷側ピーク時に行うとともに、昇圧時はキャリア波の谷側ピーク時に前記キャリア周波数の低下処理を行い、降圧時はキャリア波の山側ピーク時に前記キャリア周波数の低下処理を行うことを特徴とする、電源システム。 - 請求項1に記載の電源システムであって、
前記制御部は、前記キャリア周波数の低下処理を、キャリア波の山側ピーク時または谷側ピーク時に行うとともに、昇圧時はキャリア波の山側ピーク時に極小値の予測を行い、降圧時はキャリア波の谷側ピーク時に前記極大値の予測を行うことを特徴とする、電源システム。
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