电压控制装置及电压控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在作为蓄电池的电容器的电压变动大的情况下也能够提高系统整体的效率的电压控制装置及电压控制方法。所述电压控制装置包括：向规定的负载供给电力的电容器；与负载连接的逆变器；包括直流端子被加极性串联连接的两个电压型逆变器及将两个电压型逆变器的交流端子ＡＣ耦合且具有规定的泄漏电感的变压器，并且两个电压型逆变器之一与电容器并联连接，向逆变器输出将电容器的电容器电压升高了的直流电压的ＡＣ耦合双向ＤＣ－ＤＣ转换器；基于具有与电容器电压相对应的值的ＡＣ耦合双向ＤＣ－ＤＣ转换器的效率，生成并输出直流电压的指令值的控制机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种进行将作为蓄电池的电容器的电压变换了的直 流电压的控制的。
技术介绍
作为驱动源搭载有发动机及马达的混合动力车辆包括除了向马 达供给电源之外还将由马达发出的电力进行蓄电的电池等的蓄电池。 具有这种结构的混合动力车辆通常着眼于驱动马达的逆变器的效率而进行马达的电压控制(例如，参照专利文献1 6)。 专利文献1:特许第3746334号公报 专利文献2:特开2001—275367号公报 专利文献3:国际公开第03 / 056694号小册子 专利文献4:特开2005—341698号公报 专利文献5:特开2005 — 168140号公报 专利文献6:特开2002 — 171606号公报然而，在作为蓄电池应用双电荷层电容器等的大容量电容器的情 况下，有时电容器的电压因蓄电能量而大幅变动。举个例子，在混合 动力车辆为还具备回旋用的马达的建筑机械的情况下，已知的是动作 时的负载大，则电容器电压的变动幅度变大。在这种情况下，在进行 着眼于逆变器的效率的电压控制的现有技术中，无法提高作为系统整 体的效率。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而实现，目的在于提供一种在作为蓄电池的 电容器的电压的变动大的情况下也能够提高系统整体的效率的电压 控制装置及电压控制方法。为了解决上述问题并达到目的，本专利技术的电压控制装置的特征在 于，包括电容器，其向规定的负载供给电力；逆变器，其与所述负载连接；AC耦合双向DC-DC转换器，其包括直流端子被加极性串 联连接的两个电压型逆变器、及将所述两个电压型逆变器的交流端子 AC耦合且具有规定的泄漏电感的变压器，所述两个电压型逆变器之 一与所述电容器并联连接，并向所述逆变器输出将所述电容器的电容 器电压升压后的直流电压；控制机构，其基于具有与所述电容器电压 相对应的值的所述AC耦合双向DC-DC转换器的效率，生成并输出 所述直流电压的指令值。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，在 所述电容器电压取规定的范围的值时，所述控制机构使所述直流电压 的指令值不依赖于所述电容器电压而设为恒定，在所述电容器电压取 所述范围外的值时，所述控制机构将所述直流电压的指令值设为与所 述恒定值相比使所述AC耦合双向DC-DC转换器的效率变好的值。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，所 述控制机构使所述直流电压的值根据所述电容器电压在规定的范围 内变化。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，所 述控制机构在生成所述直流电压的指令值时，使用与所述AC耦合双 向DC-DC转换器的内部温度相对应地确定的候补值。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，对 于所述控制机构而言，所述电压型逆变器具有多个开关元件，所述 AC耦合双向DC-DC转换器的内部温度是所述多个开关元件中的任 一个的温度及/或所述变压器的温度。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，所 述控制机构将无负载状态下的所述直流电压的指令值设为与所述电 容器电压成比例的电压。另外，本专利技术的电压控制装置，根据上述专利技术，其特征在于，所 述负载为马达。本专利技术的电压控制方法，是包括如下装置的系统的电压控制方法，所述装置为电容器，其向规定的负载供给电力；逆变器，其与所述负载连接；AC耦合双向DC-DC转换器，其包括直流端子被加 极性串联连接的两个电压型逆变器、及将所述两个电压型逆变器的交 流端子AC耦合且具有规定的泄漏电感的变压器，所述两个电压型逆 变器之一与所述电容器并联连接，并向所述逆变器输出将所述电容器 的电容器电压升压后的直流电压，所述电压控制方法的特征在于，基 于具有与所述电容器电压相对应的值的所述AC耦合双向DC-DC转 换器的效率，生成并输出所述直流电压的指令值。另外，本专利技术的电压控制方法，根据上述专利技术，其特征在于，在 所述电容器电压取规定的范围的值时，使所述直流电压的指令值不依 赖于所述电容器电压而为恒定，在所述电容器电压取所述范围外的值 时，将所述直流电压的指令值设为与所述恒定值相比使所述AC耦合 双向DC-DC转换器的效率变好的值。另外，本专利技术的电压控制方法，根据上述专利技术，其特征在于，使 所述直流电压的指令值根据所述电容器电压在规定的范围内变化。另外，本专利技术的电压控制方法，根据上述专利技术，其特征在于，在 生成所述直流电压的指令值时，使用与所述AC耦合双向DC-DC转 换器的内部温度相对应地确定的候补值。专利技术效果根据本专利技术，在作为蓄电池的电容器与逆变器之间，设置将电容 器电压升压并向逆变器输出的AC耦合双向DC-DC转换器，基于根 据电容器电压变化的AC耦合双向DC-DC转换器的效率进行确定直 流电压的控制，所以即使作为负载侧的蓄电池利用大容量电容器，也 能够以根据电容器电压使AC耦合双向DC-DC转换器的效率达到最 佳的方式确定输出电压。因而，即使在与逆变器连接的负载大且电容 器电压的变动大的情况下，也能够提高系统整体的效率。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的电压控制装置的结构的图。 图2是表示应用本专利技术的一实施方式的电压控制装置的液压挖掘机的结构的图。图3是表示电压变换器的结构的图。 图4是表示控制器的控制的控制框图。图5是电压变换器控制部输出的直流电压指令的计算流程。图6是表示作为电压变换器应用了 AC耦合双向DC-DC转换器时的与电容器电压相对应的电压变换器的输出和器件总损失的关系的图。图7是表示电容器电压和输出电压的候补值(第一辅助候补值) 的关系的图。图8是表示电容器电压和电压变换器的最大输出的关系的图。 图9是表示IGBT温度和输出电压的最小值的关系的图。 图IO是表示变压器温度和输出电压的最小值的关系的图。 图11是表示电容器电压和输出电压的候补值(第二辅助候补值) 的关系的图。图12是表示电容器电压和输出电压的候补值(第一辅助候补值) 的关系的第二例的图。图13是表示输出电压为550 (V)时的与电容器电压对应的电压 变换器的输出和效率的关系的图。图中l一电压控制装置；2 —SR马达；3 —发动机；4一PM马达；5 —电容器；6 — SR驱动器；7 — SR电容器；8—电压变换器；9—接触器；IO —励磁电源；ll一二极管；12 —继电器；13—PM逆变器；14一PM电容器；15、 16—电流传感器；17、 18、 19、 89、 90 —电压计；20 —绝缘传感器；21—控制器；22 —车体控制部；23 — SR 马达控制部；24—PM马达控制部；25—电压变换器控制部；26 —接 触器控制部；81—AC耦合双向DC-DC转换器；82 —下侧逆变器； 83 —上侧逆变器；84 —变压器；84a、 84b —线圈；85、 86—电容器； 87 — IGBT温度传感器；88 —变压器温度传感器；IOO—液压挖掘机； 101a—自行部；101b —回旋部；221 —动力管理部；222 —回旋操作部； 821a、 821b、 821c、 821d、 831a、 831b、 831c、 831d—IGBT; 822a、 822b、 822c、 822d、 832a、 832b、 832c、 832d—二极管；Lv—操作杆。具体实施例方式以下，参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压控制装置，其特征在于，包括：　电容器，其向规定的负载供给电力；　逆变器，其与所述负载连接；　ＡＣ耦合双向ＤＣ－ＤＣ转换器，其包括直流端子被加极性串联连接的两个电压型逆变器、及将所述两个电压型逆变器的交流端子ＡＣ耦合 且具有规定的泄漏电感的变压器，所述两个电压型逆变器之一与所述电容器并联连接，并向所述逆变器输出将所述电容器的电容器电压升压后的直流电压；　控制机构，其基于具有与所述电容器电压相对应的值的所述ＡＣ耦合双向ＤＣ－ＤＣ转换器的效率，生成并输 出所述直流电压的指令值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤知久，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]