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JP-2026076758-A - 電力供給システム、移動体及び電力供給システムの制御方法

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Abstract

【課題】電力供給システム、移動体及び電力供給システムの制御方法を提供する。 【解決手段】電力供給システムにおいて、制御装置は、電力供給回路から負荷装置４２に供給される電流である負荷装置側電流が過電流であると過電流判定部が判定した場合、ＶＴＯＬ電動モータ２０又はクルーズ電動モータ２４を電力供給回路から遮断する負荷遮断制御を駆動装置４６に対して実行し、負荷遮断制御が実行されたにもかかわらず負荷装置側電流が過電流である状態が継続している場合、発電装置を電力供給回路から遮断する発電装置遮断制御を、第１遮断装置６２に対して実行する。 【選択図】図２

Inventors

  • 首藤 健太

Assignees

  • 本田技研工業株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (8)

  1. 直流電力を出力する発電装置と、 直流電力を交流電力に変換して負荷を駆動する駆動装置を含む負荷装置と、 前記発電装置から供給される直流電力を前記負荷装置に供給する電力供給回路と、 前記発電装置を前記電力供給回路から遮断し得る第１遮断装置と、 前記電力供給回路から前記負荷装置に供給される電流である負荷装置側電流が過電流であるか否かを判定する過電流判定部と、 前記駆動装置と前記第１遮断装置とを制御する制御部と、 を備え、 前記負荷装置側電流が過電流であると前記過電流判定部が判定した場合、前記制御部は、前記負荷を前記電力供給回路から遮断する負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷遮断制御が実行されたにもかかわらず前記負荷装置側電流が過電流である状態が継続している場合、前記制御部は、前記発電装置を前記電力供給回路から遮断する発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システム。
  2. 請求項１に記載の電力供給システムにおいて、 前記過電流判定部は、前記発電装置から前記電力供給回路に供給される電流である発電装置側電流が過電流であるか否かを更に判定し、 前記負荷装置側電流と前記発電装置側電流のいずれもが過電流であると前記過電流判定部が判定した場合、前記制御部は、前記負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷遮断制御が実行されたにもかかわらず前記発電装置側電流が過電流である状態が継続している場合、前記制御部は、前記発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システム。
  3. 請求項２に記載の電力供給システムにおいて、 前記電力供給回路に前記発電装置と並列に接続された蓄電装置と、 前記蓄電装置を前記電力供給回路から遮断し得る第２遮断装置と、 を更に備え、 前記過電流判定部は、前記蓄電装置から前記電力供給回路に供給される電流である蓄電装置側電流が過電流であるか否かを更に判定し、 前記負荷装置側電流と前記蓄電装置側電流のいずれもが過電流であると前記過電流判定部が判定した場合、前記制御部は、前記負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷遮断制御が実行されたにもかかわらず前記負荷装置側電流と前記蓄電装置側電流のいずれもが過電流である状態が継続している場合、前記制御部は、前記蓄電装置を前記電力供給回路から遮断する蓄電装置遮断制御を前記第２遮断装置に対して実行し、 前記蓄電装置遮断制御が実行されたにもかかわらず、前記発電装置側電流が過電流である状態が継続している場合、前記制御部は、前記発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システム。
  4. 請求項１に記載の電力供給システムにおいて、 前記負荷装置側電流が過電流である状態が第１時間継続した場合、前記制御部は、前記負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷装置側電流が過電流である状態が前記第１時間より長い第２時間継続した場合、前記制御部は、前記発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システム。
  5. 請求項３に記載の電力供給システムにおいて、 前記負荷装置側電流が過電流である状態が第１時間継続した場合、前記制御部は、前記負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷装置側電流が過電流である状態が前記第１時間より長い第３時間継続した場合、前記制御部は、前記蓄電装置遮断制御を前記第２遮断装置に対して実行し、 前記負荷装置側電流が過電流である状態が前記第３時間より長い第２時間継続した場合、前記制御部は、前記発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システム。
  6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の電力供給システムにおいて、 前記駆動装置は、スイッチング素子を備え、 前記制御部が前記負荷遮断制御を実行した場合、前記駆動装置に備えられた前記スイッチング素子が制御されることによって前記負荷が前記電力供給回路から遮断される、電力供給システム。
  7. 請求項１～５のいずれか１項に記載の電力供給システムを有する、移動体。
  8. 直流電力を出力する発電装置と、 直流電力を交流電力に変換して負荷を駆動する駆動装置を含む負荷装置と、 前記発電装置から供給される直流電力を前記負荷装置に供給する電力供給回路と、 前記発電装置を前記電力供給回路から遮断し得る第１遮断装置と、 前記電力供給回路から前記負荷装置に供給される電流である負荷装置側電流が過電流であるか否かを判定する過電流判定部と、 を備える電力供給システムの制御方法であって、 前記負荷装置側電流が過電流であると前記過電流判定部が判定した場合、前記負荷を前記電力供給回路から遮断する負荷遮断制御を前記駆動装置に対して実行し、 前記負荷遮断制御が実行されたにもかかわらず前記負荷装置側電流が過電流である状態が継続している場合、前記発電装置を前記電力供給回路から遮断する発電装置遮断制御を前記第１遮断装置に対して実行する、電力供給システムの制御方法。

Description

本開示は、電力供給システム、移動体及び電力供給システムの制御方法に関する。 特表２０２２－５２９９９７号公報には、航空機電気エネルギー供給ネットワーク（電力供給システム）が開示されている。 特表２０２２－５２９９９７号公報 図１は、一実施形態における移動体の模式図である。図２は、一実施形態における電力供給システムの構成を示す模式図である。図３は、一実施形態における制御装置の構成を示すブロック図である。図４は、一実施形態における制御装置において実行される遮断制御の流れを示すフローチャートである。図５は、一実施形態における電力供給システムの動作を示す図である。図６は、一実施形態における電力供給システムの動作を示す図である。図７は、一実施形態における電力供給システムの動作を示す図である。 従来から、電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ）に搭載される電力供給システムが開示されている。当該電力供給システムは、発電装置、負荷装置及び電力供給回路を備える。発電装置は発電機が発電した交流電力を直流電力に変換して出力する。電力供給回路は発電装置から供給される直流電力を負荷装置に供給する。負荷装置は、電力供給回路から供給された直流電力を交流電力に変換して、交流電力により駆動する。 負荷装置内において短絡が生じた場合、従来では、遮断装置により発電装置を電力供給回路から遮断していた。発電装置が電力供給回路から遮断された場合、発電装置の負荷が低下するため、発電装置の回転数が上昇する。その場合、発電装置を保護するために発電装置を停止させることがあった。 本開示の電力供給システムでは、負荷装置内で短絡が生じた場合であっても、発電装置の停止に至るケースを低減することができる。 〔一実施形態〕 ［移動体の構成］ 図１は、一実施形態における移動体１０の模式図である。一実施形態の移動体１０は、電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ機）である。移動体１０は、機体１２を有する。機体１２には、コックピット、キャビン等が設けられる。コックピットには、パイロットが搭乗し、移動体１０を操縦する。キャビンには、搭乗者等が搭乗する。移動体１０は、自動で操縦されてもよい。 移動体１０は、前翼１４及び後翼１６を有する。移動体１０が前方に移動する場合に、前翼１４及び後翼１６のそれぞれにおいて揚力が発生する。 移動体１０は、８つのＶＴＯＬロータ１８と、２つのクルーズロータ２２とを有する。１つのＶＴＯＬロータ１８に対して、１つのＶＴＯＬ電動モータ２０が設けられる。ＶＴＯＬ電動モータ２０は、一重三相モータである。１つのクルーズロータ２２に対して、１つのクルーズ電動モータ２４が設けられる。クルーズ電動モータ２４は、二重三相モータである。 ［電力供給システムの構成］ 図２は、一実施形態における電力供給システム２６の構成を示す模式図である。電力供給システム２６は、第１電力供給系統２８ａと第２電力供給系統２８ｂの２つの電力供給系統を有する。電力供給システム２６は、主電源として２つの発電装置３０を備える。２つの発電装置３０とは、発電装置３０ａ及び発電装置３０ｂである。発電装置３０ａは第１電力供給系統２８ａに設けられ、発電装置３０ｂは第２電力供給系統２８ｂに設けられる。 各発電装置３０の各々は、ガスタービン３２、ジェネレータ３４及びパワードライブユニット（以下、ＰＤＵと記載する）３６を有する。ガスタービン３２は、ジェネレータ３４を駆動する。これにより、ジェネレータ３４は発電を行う。ＰＤＵ３６は、ジェネレータ３４により発電された交流電力を直流電力に変換して出力する。ガスタービン３２を始動させる場合、ＰＤＵ３６は、ＰＤＵ３６に入力された直流電力を交流電力に変換してジェネレータ３４に出力する。交流電力によりジェネレータ３４が動作し、ジェネレータ３４はガスタービン３２を始動させる。 各発電装置３０は、電流センサ３１を有する。電流センサ３１は、各発電装置３０に対して入出力する電力の電流を検出する。電流センサ３１は、正極の配線上に設けられるが、負極の配線上に設けられてもよい。 各発電装置３０は、電圧センサ等の各種センサ、ヒューズ、リレー、ブレーカ、ダイオード、トランジスタ、抵抗、コイル、コンデンサ等の各素子を有してもよい。 電力供給システム２６は、４つの電力供給回路３８を備える。４つの電力供給回路３８とは、電力供給回路３８ａ、電力供給回路３８ｂ、電力供給回路３８ｃ及び電力供給回路３８ｄである。 電力供給システム２６は、４つの負荷モジュール４０を備える。４つの負荷モジュール４０は、負荷モジュール４０ａ、負荷モジュール４０ｂ、負荷モジュール４０ｃ及び負荷モジュール４０ｄである。 電力供給回路３８ａは、発電装置３０ａから供給される直流電力を負荷モジュール４０ａに供給する。電力供給回路３８ｂは、発電装置３０ａから供給される直流電力を負荷モジュール４０ｂに供給する。電力供給回路３８ｃは、第２電力供給系統２８ｂの発電装置３０ｂから供給される直流電力を負荷モジュール４０ｃに供給する。電力供給回路３８ｄは、第２電力供給系統２８ｂの発電装置３０ｂから供給される直流電力を負荷モジュール４０ｄに供給する。 各負荷モジュール４０の各々は、３つの負荷装置４２を有する。３つの負荷装置４２とは、負荷装置４２ａ、負荷装置４２ｂ及び負荷装置４２ｃである。 負荷装置４２ａ及び負荷装置４２ｂは、駆動装置４６及びＶＴＯＬ電動モータ２０を有する。負荷装置４２ｃは、駆動装置４６及びクルーズ電動モータ２４を有する。駆動装置４６は、スイッチング素子を有するインバータである。スイッチング素子が制御されることによって、駆動装置４６は、駆動装置４６に入力された直流電力を三相の交流電力に変換して、ＶＴＯＬ電動モータ２０又はクルーズ電動モータ２４に出力する。スイッチング素子が制御されることによって、駆動装置４６は、負荷装置４２を電力供給回路３８から遮断し得る。 なお、負荷モジュール４０ａの負荷装置４２ｃのクルーズ電動モータ２４と、負荷モジュール４０ｃの負荷装置４２ｃのクルーズ電動モータ２４とは同じ電動モータである。また、負荷モジュール４０ｂの負荷装置４２ｃのクルーズ電動モータ２４と、負荷モジュール４０ｄの負荷装置４２ｃのクルーズ電動モータ２４とは同じ電動モータである。前述のように、クルーズ電動モータ２４は二重三相モータであり、２つの駆動装置４６により駆動される。 各負荷装置４２は、電流センサ４５を有する。電流センサ４５は、各負荷装置４２に対して入出力する電力の電流を検出する。電流センサ４５は、正極の配線上に設けられるが、負極の配線上に設けられてもよい。 各負荷装置４２は、電圧センサ等の各種センサ、ヒューズ、リレー、ブレーカ、ダイオード、トランジスタ、抵抗、コイル、コンデンサ等の各素子を有してもよい。 電力供給システム２６は、４つの蓄電装置５２を有する。４つの蓄電装置５２とは、蓄電装置５２ａ、蓄電装置５２ｂ、蓄電装置５２ｃ及び蓄電装置５２ｄである。各電力供給回路３８には、蓄電装置５２が接続される。蓄電装置５２は、発電装置３０と並列に接続されている。各蓄電装置５２は、バッテリ５４を有する。バッテリ５４は、例えば、リチウムイオンバッテリである。 各蓄電装置５２は、電圧センサ等の各種センサ、ヒューズ、リレー、ブレーカ、ダイオード、トランジスタ、抵抗、コイル、コンデンサ等の各素子を有してもよい。 電力供給回路３８ａと電力供給回路３８ｃとは、接続回路５６ａにより接続される。電力供給回路３８ｂと電力供給回路３８ｄとは、接続回路５６ｂにより接続される。 電力供給システム２６は、４つの第１遮断装置６２を有する。４つの第１遮断装置６２とは、第１遮断装置６２ａ、第１遮断装置６２ｂ、第１遮断装置６２ｃ及び第１遮断装置６２ｄである。各第１遮断装置６２は、２つのコンタクタ６４を有する。１つのコンタクタ６４は正極の配線上に設けられ、別の１つのコンタクタ６４は負極の配線上に設けられる。 第１遮断装置６２ａは、発電装置３０ａを電力供給回路３８ａから遮断し得る。第１遮断装置６２ｂは、発電装置３０ａを電力供給回路３８ｂから遮断し得る。第１遮断装置６２ｃは、発電装置３０ｂを電力供給回路３８ｃから遮断し得る。第１遮断装置６２ｄは、発電装置３０ｂを電力供給回路３８ｄから遮断し得る。 電力供給システム２６は、２つの接続装置６６を有する。２つの接続装置６６とは、接続装置６６ａ及び接続装置６６ｂである。各接続装置６６は、２つのコンタクタ６８を有する。１つのコンタクタ６８は正極の配線上に設けられ、別の１つのコンタクタ６８は負極の配線上に設けられる。 接続装置６６ａは、接続回路５６ａを介して、電力供給回路３８ａと電力供給回路３８ｃとを接続し得る。接続装置６６ｂは、接続回路５６ｂを介して、電力供給回路３８ｂと電力供給回路３８ｄとを接続し得る。 電力供給システム２６は、４つの逆流防止装置７０を有する。４つの逆流防止装置７０とは、逆流防止装置７０ａ、逆流防止装置７０ｂ、逆流防止装置７０ｃ及び逆流防止装置７０ｄである。逆流防止装置７０ａは、電力供給回路３８ａの正極に設けられる。逆流防止装置７０ｂは、電力供給回路３８ｂの正極に設けられる。逆流防止装置７０ｃは、電力供給回路３８ｃの正極に設けられる。逆流防止装置７０ｄは、電力供給回路３８ｄの正極に設けられる。各逆流防止装置７０は、各電力供給回路３８の負極に設けられてもよい。 各逆流防止装置７０は、ダイオード７２及び絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：以下、ＩＧＢＴと記載する）７４を有する。ＩＧＢＴ７４がＯＦＦである場合、ダイオード７２により電力供給回路３８ａ、電力供給回路３８ｂ、電力供給回路３８ｃ及び電力供給回路３８ｄの各々における電流の逆流が防止される。ＩＧＢＴ７４がＯＮである場合、ダイオード７２を迂回して、各電力供給回路３８における電流の逆流が許容される。各逆流防止装置７０は、ＩＧＢＴ７４に代えて、コンタクタ、リレー等の他の構成が用いられてもよい。 電力供給システム２６は、４つの第２遮断装置７８を有する。４つの第２遮断装置７８とは、第２遮断装置７８ａ、第２遮断装置７８ｂ、第２遮断装置７８ｃ及び第２遮断装置７８ｄである。 各第２遮断装置７８は、３つのコンタクタ８０と、１つのプリチャージ抵抗８２とを有する。３つのコンタクタ８０のうち、１つのコンタクタ８０は正極の配線に設けられる。３つのコンタクタ８０のうち、別の１つのコンタクタ８０は負極の配線に設けられる。３つのコンタクタ８０のうち、更に別の１つのコンタクタ８０は、負極に設けられたコンタクタ８０を迂回するプリチャージ回路に設けられる。プリチャージ抵抗８２は、プリチャージ回路にコンタクタ８０と直列に設けられる。 第２遮断装置７８ａは、蓄電装置５２ａを電力供給回路３８ａから遮断し得る。第２遮断装置７８ｂは、蓄電装置５２ｂを電力供給回路３８ｂから遮断し得る。第２遮断装置７８ｃは、蓄電装置５２ｃを電力供給回路３８ｃから遮断し得る。第２遮断装置７８ｄは、蓄電装置５２ｄを電力供給回路３８ｄから遮断し得る。 蓄電装置５２ａの直流電力により発電装置３０ａ及び負荷モジュール４０ａをプリチャージする場合、第２遮断装置７８ａは、プリチャージ回路を介して、蓄電装置５２ａから電力供給回路３８ａに直流電力を出力する。蓄電装置５２ｂの直流電力により発電装置３０ａ及び負荷モジュール４０ｂをプリチャージする場合、第２遮断装置７８ｂは、プリチャージ回路を介して、蓄電装置５２ｂから電力供給回路３８ｂに直流電力を出力する。蓄電装置５２ｃの直流電力により発電装置３０ｂ及び負荷モジュール４０ｃをプリチャージする場合、第２遮断装置７８ｃは、プリチャージ回路を介して、蓄電装置５２ｃから電力供給回路３８ｃに直