JP6414008B2 - 回生エネルギー蓄電システム - Google Patents
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Description
関連する技術として、オルタネータ、DC−DCコンバータ、キャパシタ、バッテリ、バイパスリレーなどから構成される回生エネルギー蓄電システムが知られている。例えば、特許文献1を参照。
オルタネータは回生エネルギーを出力する。
DC−DCコンバータは、第一のスイッチ素子と第二のスイッチ素子が直列接続され、第三のスイッチ素子と第四のスイッチ素子が直列接続され、第一のスイッチ素子と第二のスイッチ素子との間と第三のスイッチ素子と第四のスイッチ素子との間とに両端が接続されるコイルを有し、第一の蓄電部と第二の蓄電部との間に設けられる。
制御部は、スイッチ素子S1からスイッチ素子S5を制御する。そして、制御部は、第一の蓄電部の電圧と第二の蓄電部の電圧との差分が、第一の所定値より大きい場合、DC−DCコンバータを介するルートと第五のスイッチ素子を介するルートのうちDC−DCコンバータを介するルートのみを介して第二の蓄電部に回生エネルギーを蓄電させる。
図1は、回生エネルギー蓄電システムの一実施例を示す図である。図1に示す回生エネルギー蓄電システムは、オルタネータ1、バッテリ2(第一の蓄電部)、DC−DCコンバータ3、電流検出部4、セカンドストレージ5(第二の蓄電部)、制御部6、バイパス回路7を有する。また、図1に示す回生エネルギー蓄電システムは、オルタネータ1から出力される回生エネルギーをDC−DCコンバータ3を介してセカンドストレージ5に蓄電をする構成である。
バッテリ2は、例えば、鉛バッテリなどである。また、バッテリ2は、例えば、車両に設けられるエンジンの始動時又はエンジンの再始動時に、車両に設けられるスタータモーターへ電力を供給する。
図2は、回生エネルギー蓄電システムの動作の一実施例を示すフロー図である。制御部6は、ブレーキが踏まれたことを検出すると、現在のバッテリ2の電圧VBとセカンドストレージ5の電圧VCとを不図示の電圧計から取得し、電圧VBと電圧VCとの差分Vs(電圧VB−電圧VC)を求める。
(a)差分Vsが大きく(電圧VC<電圧VB)、差分Vsが予め決められた電圧V1(第一の所定電圧)より大きい場合(S201:Yes)、制御部6は、DC−DCコンバータ3のみを用いてセカンドストレージ5に回生エネルギーを蓄電させる(S202)。つまり(a)では、バッテリ2の電圧とセカンドストレージ5の電圧との差分Vsが、電圧V1(第一の所定値)より大きい場合、制御部6は、DC−DCコンバータ3を介するルートとスイッチ素子S5を介するルートのうちDC−DCコンバータ3を介するルートのみを介してセカンドストレージ5に回生エネルギーを蓄電させる。このとき、制御部6は制御信号を出力して、バイパス回路7のスイッチ素子S5、S6を遮断させ、DC−DCコンバータ3のスイッチ素子S1、S2、S3、S4をPWM制御により駆動させる。
図3のAは、差分Vsと、セカンドストレージ5への回生量との関係を示す図で、図3のBは、差分Vsと回生時の効率との関係を示す図である。なお、図3のAの例では、セカンドストレージ5への回生量が一定に保たれている。
図4にはヒートシンク400と、ヒートシンク400上に搭載される不図示の基板とに実装されたDC−DCコンバータ3及びバイパス回路7の断面図が示されている。DC−DCコンバータ3とバイパス回路7とは基板に対してそれぞれ別の場所に設けられている。詳細には、基板の一面に対して、一部にDC―DCコンバータ3が設けられ、他部にバイパス回路7が設けられている。
2 バッテリ
3 DC−DCコンバータ
4 電流検出部
5 セカンドストレージ
6 制御部
7 バイパス回路
S1、S2、S3、S4、S5、S6 スイッチ素子
L コイル
Claims (2)
- 回生エネルギーを出力するオルタネータと、
前記回生エネルギーを蓄電する第一の蓄電部及び第二の蓄電部と、
第一のスイッチ素子と第二のスイッチ素子が直列接続され、第三のスイッチ素子と第四のスイッチ素子が直列接続され、前記第一のスイッチ素子と前記第二のスイッチ素子との間と前記第三のスイッチ素子と前記第四のスイッチ素子との間とに両端が接続されるコイルを有し、前記第一の蓄電部と前記第二の蓄電部との間に設けられるDC−DCコンバータと、
前記DC−DCコンバータの損失よりも損失が小さく、前記DC−DCコンバータに並列接続され、前記第一の蓄電部と前記第二の蓄電部との間に設けられる第五のスイッチ素子と、
前記第一のスイッチ素子から前記第五のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第一の蓄電部の電圧と前記第二の蓄電部の電圧との差分が、第一の所定値より大きい場合、前記DC−DCコンバータを介するルートと前記第五のスイッチ素子を介するルートのうち前記DC−DCコンバータを介するルートのみを介して第二の蓄電部に回生エネルギーを蓄電させ、
前記差分が、前記第一の所定値以下で且つ第二の所定値より大きい場合、前記DC−DCコンバータを介するルートと前記第五のスイッチ素子を介するルートのうち前記第五のスイッチ素子を介するルートのみを介して前記第二の蓄電部に回生エネルギーを蓄電させ、
前記差分が、前記第二の所定値以下の場合、前記DC−DCコンバータを介するルートと前記第五のスイッチ素子を介するルートとを併用し、前記差分の変動に応じて前記DC−DCコンバータを介するルートからの回生量を変動させるとともに前記第五のスイッチ素子を介するルートからの回生量を変動させて前記第二の蓄電部に回生エネルギーを蓄電させる、
ことを特徴とする回生エネルギー蓄電システム。 - 請求項1に記載の回生エネルギー蓄電システムであって、
前記制御部は、
前記DC−DCコンバータと前記第五のスイッチ素子とを併用して前記第二の蓄電部に回生エネルギーを蓄電させる場合、前記第二の蓄電部の電圧と前記第二の蓄電部に流れる電流とに基づいて、前記DC−DCコンバータの前記第一のスイッチ素子から前記第四のスイッチ素子それぞれのデューティを求め、前記第一のスイッチ素子から前記第四のスイッチ素子をPWM制御により駆動させる、
ことを特徴とする回生エネルギー蓄電システム。
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JP2015204787A JP6414008B2 (ja) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | 回生エネルギー蓄電システム |
Applications Claiming Priority (1)
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2015
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