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公開番号2025007379
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108737
出願日2023-06-30
発明の名称電力供給システム、及び制御プログラム
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力供給システムにおいて、電流の制御精度を向上させる。
【解決手段】電力供給システム(10)は、蓄電池(31,61)と、1次側端子対(41,42,71,72)が蓄電池に並列接続され且つ2次側端子対(47,48,77,78)が蓄電池に直列接続され、スイッチング素子の駆動により電力を変換する変換回路(40,70)と、スイッチング素子をスイッチング指令に基づきオンオフ駆動させることにより蓄電池の充放電電流を制御する制御部(16b)と、を備える。制御部は、変換回路に対する出力電流指令値に基づいてスイッチング指令を演算する複数の制御モードを実行可能であり、複数の制御モードによるスイッチング指令の演算を並行して実行し、演算した複数のスイッチング指令からいずれか1つのスイッチング指令を選択して、選択したスイッチング指令に基づきスイッチング素子を駆動させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電池（３１，６１）と、１次側端子対（４１，４２，７１，７２）が前記蓄電池に並列接続され且つ２次側端子対（４７，４８，７７，７８）が前記蓄電池に直列接続され、スイッチング素子（４３～４６，５４，５５，１４３～１４６）の駆動により電力を変換する変換回路（４０，７０）と、前記スイッチング素子をスイッチング指令に基づきオンオフ駆動させることにより前記蓄電池の充放電電流を制御する制御部（１６ｂ）と、を備える電力供給システム（１０，２１０）であって、
前記制御部は、前記変換回路に対する出力電流指令値に基づいて前記スイッチング指令を演算する複数の制御モードを実行可能であり、前記複数の制御モードによる前記スイッチング指令の演算を並行して実行し、前記演算した複数の前記スイッチング指令からいずれか１つの前記スイッチング指令を選択して、前記選択したスイッチング指令に基づき前記スイッチング素子を駆動させる、電力供給システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記蓄電池の放電時又は充電時に複数の前記制御モードを実行可能であり、前記演算した前記蓄電池の放電時又は充電時の複数の前記スイッチング指令のうち、スイッチングタイミングが最も早い前記スイッチング指令を選択する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
互いに異なる経路の電流をそれぞれ検出する複数の電流センサ（１９，３３，５２，５８，６３）を備え、
前記放電時又は充電時の複数の前記制御モードは、前記複数の電流センサのうち少なくとも２つの電流センサのそれぞれの検出値に基づいて前記スイッチング指令を演算する前記制御モードを含む、請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記複数の電流センサは、前記変換回路の前記１次側端子対に流れる１次側電流を検出する電流センサ（５２）、前記変換回路の前記２次側端子対に流れる２次側電流を検出する電流センサ（５８）、及び前記蓄電池に流れる電流を検出する電流センサ（３３，６３）の少なくとも２つを含む、請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記放電時又は充電時の複数の前記制御モードは、前記変換回路の前記１次側端子対に流れる電流のピーク値に基づいて前記スイッチング指令を演算するピーク電流モードと、前記変換回路の前記２次側端子対に流れる電流の平均値に基づいて前記スイッチング指令を演算する平均電流モードとを含む、請求項２～４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記平均電流モードの少なくとも１つは、前記２次側端子対に流れる電流が連続する連続電流モードと、前記２次側端子対に流れる電流が０になる期間を含む不連続電流モードとを含み、
前記制御部は、前記スイッチング指令に対する補正項として、前記連続電流モードと前記不連続電流モードとで異なる補正項を有する、請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記１次側端子対の間の１次側電圧、及び前記２次側端子対の間の２次側電圧に基づいて、前記補正項を演算する、請求項６に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記変換回路に対する現在の前記出力電流指令値において所定の前記制御モードのみが実行される場合は、前記複数の制御モードによる前記スイッチング指令の演算を並行して実行せず、前記所定の前記制御モードによる前記スイッチング指令の演算のみを実行することを優先する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記変換回路に対する前記出力電流指令値に基づいて、前記演算した複数の前記スイッチング指令のうち選択可能とする前記スイッチング指令を選択し、前記選択可能とした前記スイッチング指令からいずれか１つの前記スイッチング指令を選択する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記変換回路に対する前記出力電流指令値が０よりも大きい場合に、前記演算した複数の前記スイッチング指令のうち前記蓄電池の放電時に実行可能である前記制御モードの前記スイッチング指令を選択可能とし、前記変換回路に対する前記出力電流指令値が０よりも小さい場合に、前記演算した複数の前記スイッチング指令のうち前記蓄電池の充電時に実行可能である前記制御モードの前記スイッチング指令を選択可能とする、請求項９に記載の電力供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、変換回路の入力端子対に蓄電池の正極及び負極がそれぞれ接続され、変換回路の出力端子対に蓄電池が直列接続されたシステムがある（特許文献１参照）。特許文献１は、蓄電池からの放電又は充電を行うために、放電か充電か、又は蓄電池の状態（ＳＯＣ：State Of Charge）に基づいて、制御を切り替えること示唆している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＩＥＥＥＥＣＣＥ２０１９（Ｐ５７８３－Ｐ５７９０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のシステムでは、制御の切り替え時に、制御の応答遅れや電流のオーバーシュートが発生し、電流の制御精度が低下するおそれがある。特に、車両に搭載されて負荷に電力を供給するシステムでは、電流の高い制御精度が要求される。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、変換回路の１次側端子対が蓄電池に並列接続され且つ２次側端子対が蓄電池に直列接続された電力供給システムにおいて、電流の制御精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、
蓄電池（３１，６１）と、１次側端子対（４１，４２，７１，７２）が前記蓄電池に並列接続され且つ２次側端子対（４７，４８，７７，７８）が前記蓄電池に直列接続され、スイッチング素子（４３～４６，５４，５５，１４３～１４６）の駆動により電力を変換する変換回路（４０，７０）と、前記スイッチング素子をスイッチング指令に基づきオンオフ駆動させることにより前記蓄電池の充放電電流を制御する制御部（１６ｂ）と、を備える電力供給システム（１０，２１０）であって、
前記制御部は、前記変換回路に対する出力電流指令値に基づいて前記スイッチング指令を演算する複数の制御モードを実行可能であり、前記複数の制御モードによる前記スイッチング指令の演算を並行して実行し、前記演算した複数の前記スイッチング指令からいずれか１つの前記スイッチング指令を選択して、前記選択したスイッチング指令に基づき前記スイッチング素子を駆動させる。
【０００７】
上記構成によれば、変換回路は、１次側端子対が前記蓄電池に並列接続され且つ２次側端子対が前記蓄電池に直列接続され、スイッチング素子の駆動により電力を変換する。このため、蓄電池の出力電圧Ｖｂと変換回路の出力電圧Ｖｏとを足した電圧が、蓄電池及び変換回路を含めた蓄電池モジュールの出力電圧Ｖｍとなる。このため、変換回路の２次側端子対に蓄電池が並列接続された蓄電池モジュールと比較して、蓄電池モジュールに出力電圧Ｖｍが要求される際に変換回路に要求される出力電圧Ｖｏを低下させることができる。したがって、変換回路の定格電圧を低くすることができ、ひいては変換回路の定格容量を小さくすることができるため、変換回路の小型化を図ることができる。
【０００８】
制御部は、前記スイッチング素子をスイッチング指令に基づきオンオフ駆動させることにより、前記蓄電池の充放電電流を制御する。前記制御部は、前記変換回路に対する出力電流指令値に基づいて前記スイッチング指令を演算する複数の制御モードを実行可能である。このため、前記蓄電池の充放電電流を制御する際に、電力供給システムに対する要求に応じて複数の制御モードを切り替えて実行することができる。
【０００９】
ここで、前記制御部は、前記複数の制御モードによる前記スイッチング指令の演算を並行して実行する。このため、いずれの制御モードに切り替えるかにかかわらず、複数の制御モードにおけるスイッチング指令を予め演算しておくことができる。そして、前記制御部は、前記演算した複数の前記スイッチング指令からいずれか１つの前記スイッチング指令を選択して、前記選択したスイッチング指令に基づき前記スイッチング素子を駆動させる。このため、いずれの制御モードのスイッチング指令を選択した場合であっても、既に演算済みのスイッチング指令により迅速にスイッチング素子を駆動させることができる。したがって、制御モードの切り替え時に制御の応答遅れが発生することを抑制することができ、電流の制御精度を向上させることができる。
【００１０】
第２の手段では、前記制御部は、前記蓄電池の放電時又は充電時に複数の前記制御モードを実行可能であり、前記演算した前記蓄電池の放電時又は充電時の複数の前記スイッチング指令のうち、スイッチングタイミングが最も早い前記スイッチング指令を選択する。
（【００１１】以降は省略されています）

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