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公開番号2024052050
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022158489
出願日2022-09-30
発明の名称電源システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240404BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムにおいて、各電池ユニットの負荷(負担)の均一化を図る。
【解決手段】電源システムPは、並列に接続された複数の電池ユニットBuから構成される。電池ユニットBuはバッテリパック1とコンバータ2とを含む。制御装置3は、電池油ユニットBuの出力電圧であるユニット出力電圧が、PCS100から入力された電圧指令になるよう、比例制御のみによってフィードバック制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムであって、
前記コンバータを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、電源システムの出力電圧の指令値である電圧指令を入力パラメータとして、前記コンバータの各々を制御する電圧制御を実行する、電源システム。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記電池ユニットの出力電圧であるユニット出力電圧を検出する電圧センサを、さらに備え、
前記制御装置で実行する前記電圧制御は、前記ユニット出力電圧が前記電圧指令になるよう、比例制御のみによってフィードバック制御するものである、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記比例制御のゲインは、前記ユニット出力電圧の変動が所定範囲内になるよう設定されている、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記電池ユニットの出力電圧であるユニット出力電圧を検出する電圧センサと、
前記電池ユニットの出力電力であるユニット出力電力を取得する出力電力取得部と、をさらに備え、
前記制御装置は、
電源システムの出力電力の指令値である電力指令に基づいて、前記ユニット出力電力の指令値であるユニット電力指令を算出する電力指令算出部と、
前記ユニット出力電力が前記ユニット電力指令よりも大きいとき、前記ユニット電力指令と前記ユニット出力電力の偏差が大きくなるほど前記電圧指令が小さくなるよう補正するとともに、前記ユニット出力電力が前記ユニット電力指令より小さいとき、前記ユニット電力指令と前記ユニット出力電力の偏差が大きくなるほど前記電圧指令が大きくなるよう補正して、補正後電圧指令を求める電圧指令補正部と、を有し、
前記制御装置で実行する前記電圧制御は、前記ユニット出力電圧が前記補正後電圧指令になるよう、フィードバック制御するものである、請求項１に記載の電源システム。
【請求項５】
前記電圧指令補正部は、前記ユニット出力電力と前記ユニット電力指令が等しいとき、前記電圧指令を前記補正後電圧指令に設定する、請求項４に記載の電源システム。
【請求項６】
前記電圧指令補正部は、前記偏差と前記補正後電圧指令との関係が線形になるよう、前記補正後電圧指令を求める、請求項５に記載の電源システム。
【請求項７】
前記コンバータは、三相インバータを転用したものであり、
前記三相インバータの各相アームに、前記電池が接続されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源システムに関し、特に、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１４－１０３８０４号公報（特許文献１）には、複数の組電池を並列に接続した電池システムにおいて、複数の組電池の電圧を均等化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１０３８０４号公報
特開２０１５－１５４６９２号公報
特開２０１５－１８６４０５号公報
国際公開第２０１７／１６３５０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の組電池（電池）を並列に接続した電池システム（電源システム）では、各電池の特性の差や劣化によって各電池の電圧に差が生じ、循環電流が発生する。並列に接続した電池毎にコンバータを設け、循環電流を抑制して、循環電流に起因した電池の劣化を抑制することが考えられる。
【０００５】
電池とコンバータを含む電池ユニットを並列に接続した電源システムにおいて、当該電源システムの出力電圧および出力電力を、所望の値に制御することが望まれる。たとえば、電源システムに接続された負荷等から要求される電圧指令および電力指令に基づいて、各電池ユニットのコンバータを制御する。この場合、所定の電池ユニットにおいて、電源システムの出力電圧が電圧指令になるよう電圧制御を実行し、他の電池ユニットにおいて、電源システムの出力電力が電力指令になるよう電力制御を実行することが考えられる。
【０００６】
各種センサの誤差や制御の応答遅れ等によって、電力制御における出力電力と電力指令と差が生じる（電力ずれが生じる）と、出力電圧が変動する。電力ずれに起因した出力電圧の変動に応答して、電圧制御が実行されるので、電圧制御を実行する電池ユニットの動作量が増え、所定の電池ユニット（電圧制御が実行される電池ユニット）の負荷（電力負担）が増大し、所定の電池ユニットの劣化が促進される可能性がある。
【０００７】
本開示の目的は、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムにおいて、各電池ユニットの負荷（負担）の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本開示の電源システムは、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムである。電源システムは、コンバータを制御する制御装置を備える。制御装置は、電源システムの出力電圧の指令値である電圧指令ＲＶを入力パラメータとして、コンバータの各々を制御する電圧制御を実行する。
【０００９】
この構成によれば、複数並列に接続された電池ユニットのコンバータの各々は、電圧指令ＲＶを入力パラメータとして、電圧制御される。電力ずれが生じるような場合であっても、各電池ユニットで電圧制御を実行するので、各電池ユニットの負荷（電力負担）の均一化を図ることができる。
【００１０】
（２）好ましくは、（１）において、電源システムは、電池ユニットの出力電圧であるユニット出力電圧ＶＯ（Ｎ）を検出する電圧センサを、さらに備える。制御装置で実行する電圧制御は、ユニット出力電圧ＶＯ（Ｎ）が電圧指令ＲＶになるよう、比例制御のみによってフィードバック制御するものであってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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