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公開番号2024171940
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089316
出願日2023-05-31
発明の名称充電システム
出願人西芝電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02J 7/16 20060101AFI20241205BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】充電システムにおける制御をシンプルにし、二次電池への充電電流の不必要な変動を防止し、二次電池の過充電を防止する充電システムを提供する。
【解決手段】充電システムは、交流電圧指令値R1に基づいて、発電機G1の出力電圧を制御する自動電圧調整器2aと、発電機G1が発生させる交流電力を直流電力に変換する整流回路3aと、整流回路3aと二次電池Bとを接続する第1電流路41aと、二次電池Bの充電電流を検出する電流検出部5と、二次電池Bの端子電圧を検出する電圧検出部6と、充電電流および端子電圧のうちの少なくとも一方に基づいて、充電電流の値および端子電圧の値が二次電池Bの充電に適した値となるように、交流電圧指令値R1を決定し、決定された交流電圧指令値R1を自動電圧調整器2aに伝達する交流電圧指令生成部7aと、を具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電圧指令値に基づいて、発電機の出力電圧を制御する自動電圧調整器と、
前記発電機が発生させる交流電力を直流電力に変換する整流回路と、
前記整流回路と二次電池とを接続する第１電流路と、
前記二次電池の充電電流を検出する電流検出部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記充電電流および前記端子電圧のうちの少なくとも一方に基づいて、前記充電電流の値および前記端子電圧の値が前記二次電池の充電に適した値となるように、前記交流電圧指令値を決定し、決定された前記交流電圧指令値を前記自動電圧調整器に伝達する交流電圧指令生成部と
を具備する
充電システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
第２交流電圧指令値に基づいて、第２発電機の出力電圧を制御する第２自動電圧調整器と、
前記第２発電機が発生させる交流電力を直流電力に変換する第２整流回路と、
前記第２整流回路と前記二次電池とを接続する第２電流路と、
前記第２交流電圧指令値を前記第２自動電圧調整器に伝達する第２交流電圧指令生成部と
を更に具備し、
前記第２交流電圧指令生成部は、前記充電電流および前記端子電圧のうちの少なくとも一方、または、前記交流電圧指令生成部から受け取る指令値に基づいて、前記充電電流の値および前記端子電圧の値が前記二次電池の充電に適した値となるように、前記第２交流電圧指令値を決定する
請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記交流電圧指令生成部は、前記第２交流電圧指令生成部に前記指令値を送信することにより、前記第２交流電圧指令値の決定に関与するマスター側の指令生成部であり、
前記第２交流電圧指令生成部は、前記交流電圧指令生成部から前記指令値を受け取るスレーブ側の指令生成部である
請求項２に記載の充電システム。
【請求項４】
前記整流回路から前記二次電池に向けて流れる第１直流電流を検出する第１電流検出器と、
前記第２整流回路から前記二次電池に向けて流れる第２直流電流を検出する第２電流検出器と
を備え、
前記交流電圧指令生成部は、前記第１直流電流の増加に応じて前記交流電圧指令値を低下させ、前記第１直流電流の低下に応じて前記交流電圧指令値を増加させる第１ドループ特性を有し、
前記第２交流電圧指令生成部は、前記第２直流電流の増加に応じて前記第２交流電圧指令値を低下させ、前記第２直流電流の低下に応じて前記第２交流電圧指令値を増加させる第２ドループ特性を有する
請求項２に記載の充電システム。
【請求項５】
前記第１電流路は、負荷に電力を供給する直流母線に接続されている
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記交流電圧指令生成部は、
前記二次電池の充電前期において、少なくとも前記充電電流に基づいて、前記二次電池に定電流充電が行われるよう前記交流電圧指令値を決定し、
前記二次電池の充電後期において、少なくとも前記端子電圧に基づいて、前記二次電池に定電圧充電が行われるよう前記交流電圧指令値を決定する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記発電機を更に具備し、
前記自動電圧調整器は、前記発電機が出力する交流電圧の値を検出し、当該値が前記交流電圧指令値に対応した値になるよう、前記発電機の界磁コイルに付与する界磁電圧を制御する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項８】
前記整流回路は、制御不要な電気部品のみによって構成されている
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、充電システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
発電機が出力する交流電力を用いて、二次電池を充電する技術が知られている。
【０００３】
図１２には、従来例における充電システム１００’が示されている。図１２に記載の例において、自動電圧調整器（ＡＶＲ）は、交流電圧を一定に保つように交流発電機を制御する。
【０００４】
半導体電力変換装置は、交流電圧を整流して直流に変換し、ＰＷＭ制御によって、出力する直流電圧もしくは直流電流の大きさを変更する。
【０００５】
直流電圧／電流指令生成回路は、直流電流が一定となるように、半導体電力変換装置を制御する。
【０００６】
自動電圧調整器（ＡＶＲ）による交流発電機の制御と、直流電圧／電流指令生成回路による半導体電力変換装置の制御とが互いに影響しあい、二次電池への充電電流が所望の値とならず、充電電流が増減する。
【０００７】
例えば、図１３に例示されるように、半導体電力変換装置の直流電流出力が減少すると（Ａ１）、直流電圧／電流指令生成回路は、直流電流指令値を増加させる（Ａ２）。直流電流指令値が増加すると、半導体電力変換装置の直流電流出力が増加し（Ａ３）、交流発電機の交流電流出力が増加する（Ａ４）。交流電流出力が増加すると、交流発電機が出力する交流電圧が減少し（Ａ５）、自動電圧調整器（ＡＶＲ）は、交流電圧指令値を増加させる（Ａ６）。交流電圧指令値が増加すると、交流発電機が出力する交流電圧が増加し（Ａ７）、半導体電力変換装置の直流電流出力が増加する（Ａ８）。半導体電力変換装置の直流電流出力が増加すると、直流電圧／電流指令生成回路は、直流電流指令値を減少させる（Ａ９）。直流電流指令値が減少すると、半導体電力変換装置の直流電流出力が減少し（Ａ１０）、交流発電機の交流電流出力が減少する（Ａ１１）。交流電流出力が減少すると、交流発電機が出力する交流電圧が増加し（Ａ１２）、自動電圧調整器（ＡＶＲ）は、交流電圧指令値を減少させる（Ａ１３）。交流電圧指令値が減少すると、交流発電機が出力する交流電圧が減少し（Ａ１４）、半導体電力変換装置の直流電流出力が減少する（Ａ１）。
【０００８】
以上のとおり、図１２および図１３に記載の例では、自動電圧調整器（ＡＶＲ）による制御と、直流電圧／電流指令生成回路による制御とからなる２つの制御が存在し、２つの制御が互いに干渉して直流電流が変動する。直流電流が変動すると、二次電池が過充電となる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、充電システムにおける制御をシンプルにし、二次電池への充電電流の不必要な変動を防止し、二次電池の過充電を防止する充電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態における充電システムは、交流電圧指令値に基づいて、発電機の出力電圧を制御する自動電圧調整器と、前記発電機が発生させる交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記整流回路と二次電池とを接続する第１電流路と、前記二次電池の充電電流を検出する電流検出部と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記充電電流および前記端子電圧のうちの少なくとも一方に基づいて、前記充電電流の値および前記端子電圧の値が前記二次電池の充電に適した値となるように、前記交流電圧指令値を決定し、決定された前記交流電圧指令値を前記自動電圧調整器に伝達する交流電圧指令生成部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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