JP7043642B1 - 充電システム - Google Patents
充電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7043642B1 JP7043642B1 JP2021014750A JP2021014750A JP7043642B1 JP 7043642 B1 JP7043642 B1 JP 7043642B1 JP 2021014750 A JP2021014750 A JP 2021014750A JP 2021014750 A JP2021014750 A JP 2021014750A JP 7043642 B1 JP7043642 B1 JP 7043642B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- power
- target current
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
図1を参照して、実施形態における充電システム100の概要について説明する。図1は、実施形態における充電システム100の機器構成の一例を模式的に示す図である。
図1に記載の例では、充電システム100は、電力変換装置2と、制御回路3と、第1電流検出器4Aと、第2電流検出器4Bと、第1電圧検出器5Aと、第2電圧検出器5Bと、バッテリマネジメントユニット6(以下、「BMU」という。)と、バッテリ7とを備える。なお、BMU6は、省略されても構わない。
実施形態における充電システム100では、制御回路3は、第1電線L1における電流および電圧を加味して、電力変換装置2に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成する。よって、実施形態における充電システム100では、電力変換装置2に供給される第1電流および第1電圧を監視し、当該電力変換装置2に入力される入力電力を制御することにより、バッテリ7の充電電流または充電電圧を安定化することができる。また、実施形態における充電システム100では、入力電力に応じて出力電力が変化するような電力変換装置2が用いられる場合であっても、バッテリ7の充電電流または充電電圧を安定化することができる。
図2および図3を参照して、第1の実施形態における充電システム100Aについて説明する。図2は、第1の実施形態における充電システム100Aの回路構成の一例を模式的に示す図である。図3は、第1の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。
第1の実施形態における充電システム100Aは、(1)第1電線L1および第2電線L2に接続され、第1電線L1を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、出力電力を、第2電線L2を介してバッテリ7に供給する電力変換装置2と、(2)第1電線L1における第1電圧を検出する第1電圧検出器5Aと、(3)第1電線L1を流れる第1電流を検出する第1電流検出器4Aと、(4)第2電線L2における第2電圧を検出する第2電圧検出器5Bと、(5)第2電線L2を流れる第2電流を検出する第2電流検出器4Bと、(6)第1電圧および第1電流と、第2電圧および第2電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、電力変換装置2に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成し、電力制御指令を電力変換装置2に出力する制御回路3と、を具備する。充電システム100Aは、BMU6を有していてもよい。また、充電システム100Aは、目標電流の値、充電終止電圧の値、後述のモード切換電圧の値等を記憶する記憶部30を有していてもよい。
図2に記載の例では、定電流充電モードにおいて、制御回路3は、第1電線L1における第1電圧および第1電流を監視し、第2電線L2における第2電流(換言すれば、充電電流)が目標電流と一致するように、電力変換装置2に入力される入力電力を制御する。こうして、より安定的にバッテリ7の定電流充電を行うことができる。
図2に記載の例では、制御回路3は、第1電流取得部44、第1電圧取得部45、第2電流取得部32、および、第2電圧取得部37を有する。
図2に記載の例では、制御回路3は、目標電流出力部31と、第1演算部34と、電流制御指令部35とを有する。
図2に記載の例では、制御回路3は、充電終止電圧出力部36と、第2演算部39と、電圧制御指令部40とを有する。
目標電力決定部43は、電流制御指令部35が生成する電流制御指令、または、電圧制御指令部40が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。モード切換部41が定電流充電モードを選択している場合には、目標電力決定部43は、電流制御指令部35から受け取る電流制御指令に基づいて、目標電力を決定する。例えば、目標電力決定部43は、電流制御指令部35から出力される電流制御指令に基づいて、第2電流が目標電流に近づくように目標電力(換言すれば、入力電力の目標値)を決定する。他方、モード切換部41が定電圧充電モードを選択している場合には、目標電力決定部43は、電圧制御指令部40から受け取る電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。例えば、目標電力決定部43は、電圧制御指令部40から出力される電圧制御指令に基づいて、第2電圧が充電終止電圧に近づくように目標電力(換言すれば、入力電力の目標値)を決定する。
電力演算部46は、第1電流検出器4Aによって検出される第1電流と、第1電圧検出器5Aによって検出される第1電圧とに基づいて、電力変換装置2に入力される入力電力を算出する。
第3演算部48は、電力変換装置2に入力される入力電力と、目標電力との間の差分を、増幅して電力制御指令部49に出力する。電力制御指令部49は、第3演算部48からの出力に基づいて、電力制御指令を生成する。なお、第3演算部48は、例えば、PID演算部である。
トリガ生成部42は、第2電圧検出器5Bによって検出される第2電圧と、予め設定されるモード切換電圧(例えば、記憶部30に記憶されたモード切換電圧)とに基づいて、モード切換トリガを出力する。
図4および図5を参照して、第2の実施形態における充電システム100Bについて説明する。図4は、第2の実施形態における充電システム100Bの回路構成の一例を模式的に示す図である。図5は、第2の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。
第2の実施形態における充電システム100Bは、電力変換装置2と、制御回路3と、第1電流検出器4Aと、第2電流検出器4Bと、第1電圧検出器5Aと、第2電圧検出器5Bとを備える。また、制御回路3は、目標電流切換部31A、および、トリガ生成部42を有する。
目標電流切換部31Aは、目標電流出力部31が出力する目標電流を、第1目標電流から、第1目標電流よりも低い第2目標電流に切り換えることができる。付加的に、目標電流切換部31Aは、目標電流を、第2目標電流から、第2目標電流よりも低い第3目標電流に切り換え可能であってもよい。図4に記載の例では、目標電流切換部31Aは、3段階に、目標電流を切り換え可能であるが、目標電流切換部31Aは、2段階、あるいは、4段階以上に、目標電流を切り換え可能であってもよい。
「K」を1以上の任意の自然数とするとき、第1演算部34は、第2電流(より具体的には、第2電流検出器4Bによって検出される第2電流)と、目標電流出力部31から出力される第K目標電流との間の差分を、増幅して電流制御指令部35に出力する。電流制御指令部35は、第1演算部34からの出力に基づいて、電流制御指令を生成する。なお、図4に記載の例では、「K」は、1、2、または、3である。
目標電力決定部43は、電流制御指令部35が生成する電流制御指令、または、電圧制御指令部40が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。モード切換部41が定電流充電モードを選択している場合には、目標電力決定部43は、電流制御指令部35が生成する電流制御指令に基づいて、目標電力を決定する。他方、モード切換部41が定電圧充電モードを選択している場合には、目標電力決定部43は、電圧制御指令部40が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。
第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を奏する。また、第2の実施形態では、定電流充電モードにおいて、充電電流が段階的に減少される。こうして、バッテリ7の内部抵抗に起因する電圧降下の大きさを小さくすることができ、定電流充電モードから定電圧充電モードに充電モードが切り換えられる際のショックを抑えることができる。
図6および図7を参照して、第3の実施形態における充電システム100Cについて説明する。図6は、第3の実施形態における充電システム100Cの回路構成の一例を模式的に示す図である。図7は、第3の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。
第3の実施形態における充電システム100Cは、電力変換装置2と、制御回路3と、第1電流検出器4Aと、第2電流検出器4Bと、第1電圧検出器5Aと、第2電圧検出器5Bとを備える。また、制御回路3は、目標電流切換部31Aと、トリガ生成部42と、タイマ回路51とを有する。
目標電流切換部31Aは、目標電流出力部31が出力する目標電流を、第1目標電流から、第1目標電流よりも低い第2目標電流に切り換えることができる。また、目標電流切換部31Aは、目標電流を、第2目標電流から、第2目標電流よりも低い第3目標電流に切り換えることができる。
第3の実施形態は、第2の実施形態と同様の効果を奏する。また、第3の実施形態では、時間経過に応じて目標電流が切り換えられる構成が採用される。この場合、目標電流を切り換えるための電圧レベルの監視および設定の少なくとも一部を省略することができ、充電制御を簡素化することができる。
図8を参照して、第4の実施形態における充電システム100Dについて説明する。図8は、第4の実施形態における充電システム100Dの回路構成の一例を模式的に示す図である。
第4の実施形態における充電システム100Dは、電力変換装置2と、制御回路3と、第1電流検出器4Aと、第2電流検出器4Bと、第1電圧検出器5Aと、第2電圧検出器5Bとを備える。また、制御回路3は、推定充電量算出部52を有する。
推定充電量算出部52は、バッテリ7の推定充電量(例えば、SOC(State Of Charge))を算出する。図8に記載の例では、推定充電量算出部52は、第2電圧検出器5Bによって検出される第2電圧を用いることなくバッテリ7の推定充電量を算出する。より具体的には、推定充電量算出部52は、BMU6から受信する信号に基づいて、バッテリ7の推定充電量を算出する。代替的に、推定充電量算出部52は、電力変換装置2から受信する信号に基づいて、バッテリ7の推定充電量を算出してもよい。
モード切換部41は、定電流充電モードと定電圧充電モードとの間で充電モードを切り換える。充電モードの切り換えは、モード切換部41が、トリガ生成部42Aからモード切換トリガを受け取ることにより実行される。
目標電流切換部31Aは、目標電流出力部31が出力する目標電流を、第1目標電流から、第1目標電流よりも低い第2目標電流に切り換える。第1目標電流から第2目標電流への切り換えは、目標電流切換部31Aが、トリガ生成部42Bから第1トリガを受け取ることにより実行される。
第4の実施形態は、第1の実施形態乃至第3の実施形態のいずれかと同様の効果を奏する。
図9を参照して、第5の実施形態における充電システム100Eについて説明する。図9は、第5の実施形態における充電システム100Eの回路構成の一例を模式的に示す図である。
第5の実施形態における充電システム100Eは、電力変換装置2と、制御回路3と、第1電流検出器4Aと、第2電流検出器4Bと、第1電圧検出器5Aと、第2電圧検出器5Bとを備える。また、制御回路3は、電圧降下量演算部53、および、トリガ生成部42Cを有する。
図9に記載の例では、制御回路3は、バッテリ7の内部抵抗に起因する電圧降下量を算出する電圧降下量演算部53を備える。電圧降下量演算部53が、電圧降下量を算出する方法としては、公知の任意の方法を採用することができる。
トリガ生成部42Cは、電圧降下量演算部53から受け取る電圧降下量ΔVと、予め設定される設定閾値(例えば、記憶部30に記憶された設定閾値)とに基づいて、モード切換部41に向けてモード切換トリガを出力することが許可されるか否かを決定する。
第5の実施形態は、第1の実施形態乃至第4の実施形態のいずれかと同様の効果を奏する。また、第5の実施形態では、電圧降下量ΔVが設定閾値以下となるまでは、定電圧充電モードが開始されない。よって、第5の実施形態では、定電圧充電モードに切り換えられる時のショックが抑制される。また、第5の実施形態では、電圧降下量ΔVが設定閾値以下となるまでは、定電圧充電モードが開始されないため、充電完了までに要する時間を短縮することができる。
Claims (6)
- 第1電線および第2電線に接続され、前記第1電線を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、前記出力電力を、前記第2電線を介してバッテリに供給する電力変換装置と、
前記第1電線における第1電圧を検出する第1電圧検出器と、
前記第1電線を流れる第1電流を検出する第1電流検出器と、
前記第2電線における第2電圧を検出する第2電圧検出器と、
前記第2電線を流れる第2電流を検出する第2電流検出器と、
前記第1電圧および前記第1電流と、前記第2電圧および前記第2電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、前記電力変換装置に入力される前記入力電力を制御する電力制御指令を生成し、前記電力制御指令を前記電力変換装置に出力する制御回路と
を具備し、
前記制御回路は、定電流充電モードと定電圧充電モードとの間で充電モードを切り換えるモード切換部を備え、
前記定電流充電モードでは、前記制御回路は、前記第1電圧検出器によって検出される前記第1電圧と、前記第1電流検出器によって検出される前記第1電流と、前記第2電流検出器によって検出される前記第2電流と、予め設定される目標電流とに基づいて、前記電力制御指令を生成し、
前記定電圧充電モードでは、前記制御回路は、前記第1電圧検出器によって検出される前記第1電圧と、前記第1電流検出器によって検出される前記第1電流と、前記第2電圧検出器によって検出される前記第2電圧と、予め設定される充電終止電圧とに基づいて、前記電力制御指令を生成する
充電システム。 - 前記制御回路は、
トリガ生成部と、
目標電流切換部と
を有し、
前記トリガ生成部は、前記第2電圧が第1トリガ電圧を超えると、第1トリガを出力し、
前記目標電流切換部は、前記第1トリガが入力されると、前記目標電流を、第1目標電流から、第1目標電流よりも低い第2目標電流に切り換える
請求項1に記載の充電システム。 - 前記目標電流切換部は、前記目標電流が第2目標電流に切り換えられてから予め設定される時間後に、前記目標電流を、第2目標電流から、第2目標電流よりも低い第3目標電流に切り換える
請求項2に記載の充電システム。 - 前記制御回路は、前記バッテリの推定充電量を算出する推定充電量算出部を備え、
前記制御回路は、前記推定充電量に基づいて、前記充電モードを、前記定電流充電モードから前記定電圧充電モードに切り換えること、および、前記目標電流を、第1目標電流から、第1目標電流よりも低い第2目標電流に切り換えることのうちの少なくとも一方を実行する
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の充電システム。 - 前記バッテリの内部抵抗に起因する電圧降下量が設定閾値以下であることを必要条件として、前記モード切換部は、前記充電モードを、前記定電流充電モードから前記定電圧充電モードに切り換える
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の充電システム。 - 第1電線および第2電線に接続され、前記第1電線を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、前記出力電力を、前記第2電線を介してバッテリに供給する電力変換装置と、
前記第1電線における第1電圧を検出する第1電圧検出器と、
前記第1電線を流れる第1電流を検出する第1電流検出器と、
前記第2電線における第2電圧を検出する第2電圧検出器と、
前記第2電線を流れる第2電流を検出する第2電流検出器と、
前記第1電圧および前記第1電流と、前記第2電圧および前記第2電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、前記電力変換装置に入力される前記入力電力を制御する電力制御指令を生成し、前記電力制御指令を前記電力変換装置に出力する制御回路と
を具備し、
前記第1電圧および前記第1電流に基づいて算出される前記入力電力が、前記第2電圧および前記第2電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される目標電力よりも大きいとき、前記制御回路は、前記入力電力を減少させる前記電力制御指令を生成し、
前記第1電圧および前記第1電流に基づいて算出される前記入力電力が、前記第2電圧および前記第2電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される前記目標電力よりも小さいとき、前記制御回路は、前記入力電力を増加させる前記電力制御指令を生成する
充電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021014750A JP7043642B1 (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 充電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021014750A JP7043642B1 (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 充電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7043642B1 true JP7043642B1 (ja) | 2022-03-29 |
JP2022118318A JP2022118318A (ja) | 2022-08-15 |
Family
ID=81215107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021014750A Active JP7043642B1 (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 充電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7043642B1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017017824A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池充電装置、輸送機器及び太陽電池充電方法 |
JP2019193524A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池充電装置および太陽電池充電方法 |
JP2019213321A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 日産自動車株式会社 | 電力制御システム |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021014750A patent/JP7043642B1/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017017824A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池充電装置、輸送機器及び太陽電池充電方法 |
JP2019193524A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 本田技研工業株式会社 | 太陽電池充電装置および太陽電池充電方法 |
JP2019213321A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 日産自動車株式会社 | 電力制御システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022118318A (ja) | 2022-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7262092B2 (ja) | 電源制御器、給電システム及びその制御方法 | |
KR101582471B1 (ko) | 효율맵을 이용하는 컨버터시스템 및 그 제어방법 | |
US5352970A (en) | Power resource management system | |
CN113437862B (zh) | 抑制输出电压或输出电流过冲的方法、充电设备和介质 | |
US20120153900A1 (en) | Two-way switching regulator | |
US10840729B2 (en) | Method and system for operating a DC-DC converter of an electrical system to distribute a load | |
JP2018529300A (ja) | 位相シフトフルブリッジ充電器の制御システムおよび制御方法 | |
US20160028229A1 (en) | Power supply system | |
JP2017085880A (ja) | マルチソース電力システムのための無遮断電力切換え | |
KR102002629B1 (ko) | 최적 효율로 충전하는 차량용 배터리 충전기 및 그 방법 | |
US9906133B2 (en) | Electric source control apparatus | |
JP6426014B2 (ja) | 双方向インバータおよびそれを用いた蓄電システム | |
CN112840549A (zh) | 逆变器装置的测试装置 | |
SE541171C2 (en) | A method for operating a battery charger, and a battery charger | |
CN110040016B (zh) | 用于机动车辆的供电装置 | |
JP7043642B1 (ja) | 充電システム | |
US20240048078A1 (en) | Method and apparatus for controlling output power of generator, and generator system | |
US20220329145A1 (en) | Control device for a dc converter, dc converter, and method for controlling a dc converter | |
US10833604B1 (en) | Power converter device | |
JP6821052B1 (ja) | Dc/dcコンバータ及び電力変換装置 | |
KR20210086825A (ko) | 차량용 obc 충전 시스템 및 그 제어 방법 | |
US11635780B2 (en) | Maximum power point tracking apparatus for energy harvesting system and maximum power point tracking control method | |
US20210075249A1 (en) | Backup power supply system | |
CN111277133B (zh) | 用于控制车辆的低压直流至直流转换器的装置和方法 | |
JPH10174305A (ja) | 充電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7043642 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |