功率转换装置制造方法及图纸

技术编号:7144378 阅读:235 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
功率转换控制部40,具有:补正值运算部50,由通过第一电压检测器检测出的电压值BEFC在A/D转换部45转换成数字信号后的电压信号BEFC和通过第二电压检测器检测出的串联合计电压值EBAT,算出用于补正电压值BEFC的补正值DE2;补正后电压运算部60,算出作为补正后电压值的电压信号BEFC1,所述补正后电压值是通过补正值DE2补正电压值BEFC后的值;以及门控制部44,基于电压信号BEFC1进行功率转换部的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合应用于电气车辆的功率转换装置
技术介绍
一般电气车辆这样构成从架线或第三轨道等利用集电装置引入电力,并使用集电所得的电力驱动电动机而行使。近些年,由于蓄电池(二次电池)或电气双层电容器等的电力存储元件的性能不断提高,将这些电力存储元件搭载于电气车辆,合并使用电力存储元件的电力来驱动电动机而行使的系统的开发不断得到推进。在这样的系统中,包含电力存储装置,该电力存储装置构成为连接多个蓄电池或电气双层电容器等的电池或模块即电力存储元件而得到既定的电压,并且为进行电力存储装置的充放电,将用于进行充放电控制的功率转换装置连接到外部电源与电力存储装置之间(例如,专利文献1、2等)。作为构成功率转换装置的功率转换部,存在各种电路形态。作为主要的形态能够举出,例如DC-DC转换器电路,具有将直流电源与电力存储部之间的电力控制为既定值进行充放电的功能;或者DC-AC逆变器电路,具有将来自交流电动机的再生电力转换为直流电力对电力存储装置充电的功能,或将电力存储装置的直流电力转换为交流而驱动交流电动机的功能;AC-DC转换器,具有将交流电源与电力存储装置之间的电力控制为既定值进行充放电的功能;等等。上述的功率转换装置,一般构成为具有检测与电力存储装置的连接点的电压的电压检测器(以下称为“第一电压检测器”),并且基于由此第一电压检测器检测出的电压进行对电力存储装置的充放电控制。使用于电力存储装置的电力存储元件,存在依赖于充电量(SOC :State Of Charge)其端子电压发生变化这一特性,具有SOC越高端子电压变得越高这一特性。因此, 在具备电力存储装置的功率转换装置中,为防止由各电力存储元件的过放电、过充电造成的损伤,在电力存储元件的端子电压上设定有成为上限的最大容许电压和成为下限的最小容许电压,并进行减小充电电流的控制以使第一电压检测器检测出的电压不超过最大容许电压,进行减小放电电流的控制以使检测出的电压不低于最小容许电压。另一方面,在内藏于电力存储装置的各电力存储元件中,各电池或模块单位的每一个设有电压检测器,在具备电力存储元件的电力存储装置中,一般构成为具有以下功能 检测并监视各电力存储元件的电压,在超过或低于既定值的情况下,将其状态向上位的系统输出而通知异常的功能,或者在电池或模块间发生电压偏差的情况下将其检测出并谋求均等化以抑制偏差等被称为电池监视器等的监视功能。不过,检测与电力存储装置的连接点的电压的第一电压检测器,被要求耐高电压的性能以能够检测数百V 一千V左右的电压。该电压检测器的主要目的为高速控制功率转换装置的电压,输入输出的响应延迟小至0. 3ms,但电压检测精度大到士3%左右。一般, 能够检测高电压的电压检测器会有内部的绝缘部件等变得较复杂而检测精度劣化的倾向。另一方面,监视电力存储元件的电压的电压检测器(以下称为“第二电压检测器”),检测电池电压或模块电压即数V 数十V的电压。此电压检测器的主要目的在于通过高精度地监视各电池或模块的电压来保护各电池或模块以免过充电或过放电,所以,输入输出的响应延迟大到数十ms,但电压的检测精度为士0.3%左右的高精度。如果以通过功率转换装置对电力存储元件进行充电的情况为例来说明,在电力存储元件的SOC较低并且端子电压距离上限值有充分余量的情况下,进行通过固定的电流对电力存储元件进行充电的恒流充电(CC(C0nstant Current)充电)。如果SOC增加下去,端子电压到达最大容许电压附近,则从恒流充电切换到恒压充电(CV(Constant Voltage)充电)以使端子电压不超过上限值,继续进行减小电流的充电以将电力存储元件的电压维持在不超过最大容许电压的既定值。专利文献1 日本专利公开第2007-274756号公报专利文献2 日本专利公开第2006-176057号公报
技术实现思路
在进行CV充电的情况下,设定目标电压并控制功率转换部以使第一电压检测器的检测电压值成为不超过电力存储元件的最大容许电压的最大电压,但此时的目标电压有必要考虑第一电压检测器的检测精度的最大公差来决定。就是说,连接多个电力存储元件而成的电力存储装置的最大容许电压为700V的情况下,如果考虑3%的公差,则会存在 700VX0. 03 = 21V的检测误差,所以有必要预见此误差而将目标电压设定在700V-21V = 679V以下。然而,此21V的检测误差,在假定第一电压检测器的公差为零的情况下是不必考虑的值,但检测误差越大越过度减小充电电流,因此产生过多耗费充电时间的不良。为消除上述不良,有必要提高第一电压检测器的检测精度,但如上所述,能够检测高电压的电压检测器存在检测精度劣化的倾向,在技术上存在困难。 本专利技术是鉴于上述而完成的,目的为提供这样的功率转换装置即使在采用检测精度不太高的检测器作为检测与电力存储装置的连接点的电压的第一电压检测器的情况下,也能够缩短对电力存储元件的充电时间,使得能够进行高效的充放电。为解决上述课题并达成目的,本专利技术所涉及的功率转换装置具有功率转换部,与连接有多个电力存储元件的电力存储装置相连接,进行对所述电力存储装置的充放电;以及功率转换控制部,控制所述功率转换部的工作,其特征在于,所述功率转换控制部具有 补正值运算部,由第一电压值和第二电压值算出补正值或者补正系数,所述第一电压值是通过检测所述功率转换部与所述电力存储装置的连接处的电压的第一电压检测器而检测出的,所述第二电压值是通过内藏于所述电力存储装置并检测多个所述电力存储元件的电压的第二电压检测器而检测出的;以及补正后电压运算部,算出根据所述补正值或者补正系数补正所述第一电压值后的补正后电压值,其中,基于所述补正后电压值进行所述功率转换部的控制。依据本专利技术所涉及的功率转换装置,设为基于对检测与电力存储装置的连接点的电压的第一电压检测器的检测电压进行补正的补正后的电压检测值,进行功率转换部的控制的构成,所以,取得能够缩短电力存储元件的充电时间并能够高效充放电这一效果。附图说明图1是示出本专利技术实施方式中的功率转换装置的构成例的图。图2是示出本专利技术实施方式中的电力存储装置的构成例的图。图3是示出本专利技术实施方式中的功率转换控制部的构成例的图。图4是说明本专利技术实施方式中的效果例的图。图5是示出本专利技术实施方式中的 其他功率转换装置的构成例的图。附图标记说明1架线;2集电装置;3车轮;4轨道;5电抗器;6电容器;7电压检测器;11上支路侧开关元件;12下支路侧开关元件;20平滑电抗器;21电流检测器;23第一电压检测器;30 电力存储装置;31a 31η电力存储元件;32a 32η第二电压检测器;33电力存储控制部; 34A/D转换部;35加法部;36通信处理部;37信号传送路径;40、40a功率转换控制部;41加法器;42保护处理部;44门控制部;45A/D转换器;50补正值运算部;51平均化处理部;52 平均化处理部;53减法部;54限幅器;55开关(补正选择部);56数据监视部;57通信处理部;60补正后电压值运算部;100功率转换装置;105功率转换部(DC-DC转换器);110功率转换部(AC-DC转换器);115电容器;120功率转换部(DC-AC逆变器);200外部电源本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种功率转换装置,具有:功率转换部,与连接有多个电力存储元件的电力存储装置相连接,进行对所述电力存储装置的充放电;以及功率转换控制部,控制所述功率转换部的工作,其特征在于:所述功率转换控制部,包括:补正值运算部,由第一电压值和第二电压值算出补正值或者补正系数,所述第一电压值是通过检测所述功率转换部与所述电力存储装置的连接处的电压的第一电压检测器而检测出的,所述第二电压值是通过内藏于所述电力存储装置并检测多个所述电力存储元件的电压的第二电压检测器而检测出的;以及补正后电压运算部,算出通过所述补正值或者补正系数补正所述第一电压值后的补正后电压值,其中,基于所述补正后电压值进行对所述功率转换部的控制。

【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:北中英俊
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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