(57)【要約】【課題】所要パワーが変動する負荷に対し、電気動力システムを構成する機器の小容量化を可能にし、経済性、スペースファクタを向上させた電気動力システムを提供する。【解決手段】負荷11に電動機／発電機12を機械的に接続し、この電動機／発電機12に母線13によりベースパワー用のパワーソース14を電気的に接続し、このパワーソース14と並列に電動機／発電機12にピークパワー用の電圧抑制器15を接続する。負荷11を検出して負荷11の所要動力を計算するとともに力行／回生を判断する所要動力計算装置16を設置する。制御装置17は、所要動力計算装置16からの出力とシステム母線電圧とを検出して、システム母線電圧の許容範囲内での変動を許容し、力行時と回生時に応じて電動機／発電機12およびパワーソース14に対する供給電力および回収電力を制御する。【選択図】図１
2007162317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に機械的に接続された電動機／発電機と、
この電動機／発電機に電気的に接続されたベースパワー用のベース用電力供給／蓄積機器と、
このベース用電力供給／蓄積機器と並列に電動機／発電機に接続されたピークパワー用の変動分吸収用電力供給／蓄積機器と、
負荷を検出して負荷の所要動力を計算するとともに力行／回生を判断する所要動力計算装置と、
ベース用電力供給／蓄積機器の状態によって定まる供給／回収可能パワー容量を計算する供給／回収可能パワー容量計算装置と、
所要動力計算装置および供給／回収可能パワー容量計算装置からの出力とシステム母線電圧とを検出して、システム母線電圧の許容範囲内での変動を許容し、力行時と回生時に応じて電動機／発電機およびベース用電力供給／蓄積機器に対する供給電力および回収電力を制御するための制御装置と
を具備したことを特徴とする電気動力システム。
【請求項２】
変動分吸収用電力供給／蓄積機器は、電圧抑制器である
ことを特徴とする請求項１記載の電気動力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給／蓄積機器を備えた電気動力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示されるように、作業機械に搭載された電気動力システムは、電気エネルギを供給するとともに蓄積するパワーソースPsが母線Buにより電動機／発電機MGに接続され、この電動機／発電機MGにより、作業機械の下部走行体に対して旋回自在に設けられた上部旋回体などの負荷Loが作動される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
電動機／発電機MGは、インバータと共に構成され、電動機として機能する力行時と、発電機として機能する回生時において、図６に示されるように、力行／回生パワーが、ベースパワーからピークパワーへと変動する場合、従来システムではパワーソースPsおよび電動機／発電機MGなどの各機器の容量はピークパワーを基にして決定しているので大容量となる。
【０００４】
例えば、作業機械の上部旋回体はイナーシャが大きいので、旋回始動後、暫くして大きな力行ピークパワーが生じ、旋回停止開始時は大きな回生ピークパワーが生じる。
【０００５】
また、母線Buに印加される母線電圧を一定に制御することで必要な動力を負荷へ供給する。一般的には、以下のように制御する。
【０００６】
・母線電圧と基準電圧との偏差を補正するよう、電動機／発電機MG、パワーソースPsへの供給(回収)電力を制御する。
【０００７】
・それにより、電動機／発電機MGと、パワーソースPsへの電力は同じとすることがにでき、過渡時も含めて電圧を適正範囲に維持する。
【０００８】
パワーソースPsは、リチウムイオンなどの高エネルギ密度・高パワー密度のバッテリまたは電気２重層キャパシタなどとＤＣ／ＤＣコンバータとで構成される場合と、発電機などで構成される場合とがある。
【０００９】
バッテリは、力行時の最大可能パワーで機器容量が決まり、大きな容量となっており、容量が大きいと非常に高価になる。力行時はパワー／機器効率で、回生時はパワー×機器効率で機器容量が決定され、力行時の最大可能パワーが機器容量となる。パワーソースがキャパシタの場合は、パワーソース容量はエネルギで決まる。
【特許文献１】特開２００２−２７５９４５号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−３２２６８２号公報（第３−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、電動機／発電機MGなどの各機器の容量は、ピークパワーに合わせると大きくしなければならず、効率的ではない。また、ベースパワーに合わせるとピークパワーに対応できない問題がある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、所要パワーが変動する負荷に対し、電気動力システムを構成する機器の小容量化を可能にし、経済性、スペースファクタを向上させた電気動力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、負荷に機械的に接続された電動機／発電機と、この電動機／発電機に電気的に接続されたベースパワー用のベース用電力供給／蓄積機器と、このベース用電力供給／蓄積機器と並列に電動機／発電機に接続されたピークパワー用の変動分吸収用電力供給／蓄積機器と、負荷を検出して負荷の所要動力を計算するとともに力行／回生を判断する所要動力計算装置と、ベース用電力供給／蓄積機器の状態によって定まる供給／回収可能パワー容量を計算する供給／回収可能パワー容量計算装置と、所要動力計算装置および供給／回収可能パワー容量計算装置からの出力とシステム母線電圧とを検出して、システム母線電圧の許容範囲内での変動を許容し、力行時と回生時に応じて電動機／発電機およびベース用電力供給／蓄積機器に対する供給電力および回収電力を制御するための制御装置とを具備した電気動力システムである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気動力システムにおける変動分吸収用電力供給／蓄積機器を、電圧抑制器としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、所要パワーが変動する負荷に対し、ベースパワー用のベース用電力供給／蓄積機器と並列にピークパワー用の変動分吸収用電力供給／蓄積機器を設置して、ピークパワーは、変動分吸収用電力供給／蓄積機器により吸収するとともに、所要動力計算装置および制御装置により、力行時と回生時に応じて電動機／発電機およびベース用電力供給／蓄積機器に対する供給電力、回収電力を制御するので、システム構成機器の小容量化を可能にし、経済性、スペースファクタを向上させた電気動力システムを提供できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、電圧抑制器により、経済的な変動分吸収用電力供給／蓄積機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図１乃至図４に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図４は、本発明に係る電気動力システムを搭載した作業機械１を示し、走行モータ2mにより駆動される履帯を有する下部走行体２に対して、旋回モータ3mにより回動される上部旋回体３が設けられ、この上部旋回体３に作業装置５が搭載され、この作業装置５は、上部旋回体３に対しブームシリンダ6cにより上下方向に回動されるブーム６の基端が軸支され、このブーム６の先端にスティックシリンダ7cにより回動されるスティック７が軸支され、このスティック７の先端にバケットシリンダ8cにより回動されるバケット８が軸支されている。
【００１８】
上部旋回体３は旋回モータ3mの負荷であり、この旋回モータ3mは、上部旋回体３に搭載された車載エンジン（図示せず）により駆動される発電機またはバッテリなどから供給される電力により作動される電動機を用いる。また、走行モータ2m、ブームシリンダ6c、スティックシリンダ7cおよびバケットシリンダ8cなどは、力行時は上記電動機により作動される油圧ポンプ（図示せず）から供給される作動油により作動される油圧アクチュエータとして機能するとともに、回生時は油圧モータとして機能する油圧装置／アクチュエータであり、上記電動機にとっては負荷である。
【００１９】
図１は、上記作業機械１に搭載された電気動力システムを示し、負荷11に電動機／発電機12が機械的に接続され、この電動機／発電機12に母線13によりベースパワー用のベース用電力供給／蓄積機器としてのパワーソース14が電気的に接続され、このパワーソース14と並列に電動機／発電機12にピークパワー用の変動分吸収用電力供給／蓄積機器としての電圧抑制器15が接続されている。
【００２０】
負荷11には、この負荷11を検出して負荷11の所要動力を計算するとともに力行／回生を判断する所要動力計算装置16が接続され、この所要動力計算装置16には制御装置17が接続され、この制御装置17は、所要動力計算装置16からの出力と、供給／回収可能パワー容量計算装置18からの出力と、システム母線電圧とを検出して、システム母線電圧の許容範囲内での変動を許容し、力行時と回生時に応じて電動機／発電機12およびパワーソース14に対する供給電力および回収電力を制御する。供給／回収可能パワー容量計算装置18は、パワーソース14の状態によって定まる供給／回収可能パワー容量を計算するものである。
【００２１】
このように、電気エネルギ供給／蓄積機器を、ベースパワー用のパワーソース14と、ピークパワーとベースパワーとの差を蓄積／放電するピークパワー用の電圧抑制器15とに分ける。
【００２２】
電動機／発電機12は、制御用のインバータを含み、また、ベースパワー用のパワーソース14は、高エネルギ密度・高パワー密度のバッテリまたは電気２重層キャパシタなどとＤＣ／ＤＣコンバータとで構成される場合と、発電機などで構成される場合などがある。
【００２３】
パワーソース14の容量は、ベースパワー用として小容量とするので、ピークパワー時の母線電圧は、回生時上昇し、または力行時下降するが、それを積極的に許容する。
【００２４】
電圧抑制器15は、電圧変動を許容範囲に収めるために、短時間のクッション用として設けられたアルミ電解コンデンサなどの安価な汎用品で構成し（もちろん、より高価な特注品でも構成できる）、経済的な変動分吸収用電力供給／蓄積機器を提供する。この電圧抑制器15は、充放電してピークパワー時の電圧を抑制するものであり、ピークパワーに対応するので、パワー容量はある程度必要であるが、エネルギ容量は小さくてよい。
【００２５】
制御装置17は、力行／回生状態を判断し、パワーソース14の最大可能パワー範囲(容量)内で電力の流れを制御するために設置する。
【００２６】
すなわち、制御装置17は、母線電圧の基準値との差、所要動力計算結果および最大可能パワーなどに応じて、 電動機／発電機12とパワーソース14の充電(または放電)の流れを制御する。最大可能パワーの制約により、電動機／発電機12とパワーソース14との供給(回収)電力は短期的には一致しない。その結果の母線電圧の短期的変動は許容し、基準値に制御できる状態になってから、基準値に戻す制御をする。
【００２７】
所要動力計算装置16で求めた電動機／発電機12への電力供給(回収)値と、パワーソース14の最大可能パワーとの差は、電圧抑制器15で一時的に吸収し、電圧変動を許容範囲内に維持する。電圧抑制器15の電圧範囲の中心電圧を基準電圧とすると、力行および回生の両方に対応できる。基準電圧は、回生に注力する場合は、電圧範囲の下限近くに設定でき、力行に注力する場合は、電圧範囲の上限近くに設定できる。
【００２８】
制御装置17は、電動機／発電機12とパワーソース14への供給(回収)パワーを変えて制御する。すなわち、電動機／発電機12から必要な動力を負荷に供給し、また負荷から動力を回収し 、パワーソース14から最大可能パワー(容量)の制約内で電力を供給するとともにパワーソース14に電力を回収する。
【００２９】
制御装置17は、母線電圧の一時的変動を許容することにより機器の小容量化を可能にする。すなわち、所要動力が容量内に収まるなどの電圧を基準値に戻せる状態になると、次のピークに備えて電圧を基準値に戻す母線電圧フレキシブル制御も行なう。
【００３０】
次に、この電気動力システムに係る制御装置17が演算する際の計算ステップおよび計算式の一例を示す。細部では、種々のバリエーションがありうる。
【００３１】
１．定義
SOCは、パワーソース14の充電状態（state of charge）である。
【００３２】
Ｐmg(t)＊は、電動機／発電機12の要求動力（時間の関数）であり、力行時はプラス、回生時はマイナスである。全負荷の総和である。
【００３３】
Ｐs(SOC)max は、パワーソース14の供給または受入可能な許容最大動力（SOCの関数）であり、力行（供給）時はプラス、回生（受入）時はマイナスである。パワーソース特性より設定する（一般にはプラス側とマイナス側で値が異なる）。
【００３４】
Ｐs(SOC)c は、通常制御から電圧変動許容制御への移行ポイントとなるパワーレベルである。
【００３５】
Ｐs(SOC)＊は、パワーソース14の充電状態が要求する充放電要求動力(SOCの関数)であり、力行(供給)時はプラス、回生(受入)時はマイナスである。パワーソース特性より設定する。
【００３６】
Ｐmg(t) は、電動機／発電機12への制御指令（時間の関数）であり、力行時はプラス、回生時はマイナスである。電力で示しているが、換算して電流指令とすることもできる。
【００３７】
Ｐs(t) は、パワーソース14ヘの制御指令（時間の関数）であり、力行時はプラス、回生時はマイナスである。電力で示しているが、換算して電流指令とすることもできる。
【００３８】
Ｖ は、母線電圧である。
【００３９】
Ｖ0＊は、母線電圧の定常時の制御目標値である。
【００４０】
Ｖ＊(t) は、母線電圧の電圧変動許容時の制御目標値である。
【００４１】
電圧変動許容時とは、Ｐmg(t)＊＞Ｐs(SOC)cをいう。
【００４２】
計算式は、∫（Ｐmg(t)＊−Ｐs(SOC)c）dt＝0.5・Ｃ・（Ｖ＊(t)２−Ｖf２）
Ｃは、電圧抑制器15の静電容量であり、Ｖf は、電圧変動許容状態に入った時の初期母線電圧である。
【００４３】
簡易的に、制限を超えて初めて制御を開始する方式として、回生時は、Ｖf＝Ｖup（一定値）、力行時は、Ｖf＝Ｖdn（一定値）とすることもできる。Ｖup、Ｖdnは、機器の許容電圧に余裕をみて設定する。Ｖup＞Ｖ0＞Ｖdn
【００４４】
ΔＶ は、母線電圧偏差であり、通常制御時は、ΔＶ＝Ｖ−Ｖ0＊、電圧変動許容制御時は、ΔＶ＝Ｖ−Ｖ＊(t)である。
【００４５】
Ｖlo，Ｖhi は、母線電圧の許容範囲の下限、上限であり、機器の制約などにより決定される。
【００４６】
Ｋ1 は、出力抑制係数(1)（≦１）であり、制御アルゴリズムの中で計算される。
【００４７】
Ｋ2 は、電圧補正係数であり、母線電圧偏差に応じて制御指令を補正するときの係数である。
【００４８】
Ｋ3 は、出力抑制係数(2)（≦１）であり、制御アルゴリズムの中で計算される。
【００４９】
ΔＰは、電圧偏差補正量であり、ΔＰ＝−Ｋ2・ΔＶである。一般的に、Ｋ2は、通常制御時と電圧変動許容制御時とで値を変える。
【００５０】
２．制御アルゴリズム
以下のステップで制御演算を行なう。
【００５１】
（ステップ１）
負荷、母線電圧Ｖ、パワーソース14の充電状態SOCの各信号を検出する。
【００５２】
（ステップ２）
電動機／発電機12の要求動力Ｐmg(t)＊と、パワーソース14の充放電要求動力Ｐs(SOC)＊と、許容最大動力Ｐs(SOC)max と、電圧変動許容レベルＰs(SOC)cとを計算する。
【００５３】
（ステップ３）
力行／回生の判断をする。
【００５４】
ケース１：Ｐmg(t)＊＞０の場合は、力行である。
【００５５】
ケース２：Ｐmg(t)＊＜０の場合は、回生である。
【００５６】
ケース３：Ｐmg(t)＊＝０の場合は、制御アルゴリズムでは力行／回生のどちらの状態としてもよい。
【００５７】
（ステップ４）
電動機／発電機12の要求動力Ｐmg(t)＊と、パワーソース14の供給または受入可能な許容最大動力Ｐs(SOC)maxとを比較し、出力抑制係数Ｋ1（０≦Ｋ1＜１）を計算する。ただし、Ａbsは、絶対値演算である。
【００５８】
ケース１：Ａbs（Ｐmg(t)＊）≦Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、Ｋ1＝１である。
【００５９】
ケース２：Ａbs（Ｐmg(t)＊）＞Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、
Ｋ1＝Ｐmg(t)＊／Ｐs(SOC)maxである。
【００６０】
（ステップ５）
電動機／発電機12の要求動力Ｐmg(t)＊を補正する。
【００６１】
Ｐmg(t)＊＝Ｋ1・Ｐmg(t)＊
【００６２】
（ステップ６）
電動機／発電機12の要求動力Ｐmg(t)＊と、通常制御から電圧変動許容制御への移行ポイントとなるパワーレベルＰs(SOC)cとを比較する。Ａbsは、絶対値演算である。
【００６３】
ケース１：Ａbs（Ｐmg(t)＊）≦Ａbs（Ｐs(SOC)c）の場合は、ステップ７の通常制御へ進む。
【００６４】
ケース２：Ａbs（Ｐmg(t)＊）＞Ａbs（Ｐs(SOC)c）の場合は、ステップ８の電圧変動許容制御へ進む。
【００６５】
（ステップ７）
通常制御時の制御指令を計算する。
【００６６】
7-1  母線電圧偏差ΔＶを計算する。その計算式は、定義に示された式を用いる。
【００６７】
7-2  電圧偏差補正量ΔＰを計算する。その計算式は、定義に示された式を用いる。
【００６８】
7-3  制御指令を計算する。
【００６９】
7-3-1  初期演算
Ｐmg(t)1＝Ｐmg(t)＊、このＰmg(t)＊は既にＫ1を乗じている（ステップ５参照）
Ｐs(t)1 ＝Ｋ1・（Ｐmg(t)＊＋ΔＰ）
【００７０】
7-3-2  最終演算
パワーソース14ヘの制御指令Ｐs(t)1 と、パワーソース14の供給または受入可能な許容最大動力Ｐs(SOC)maxとを比較し、計算値を補正し、最終制御指令を決定する。なお、Ｐs(SOC)maxは、力行時はプラス側、回生時はマイナス側の値を選択する。
【００７１】
ケース１：Ａbs（Ｐs(t)1）≦Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、Ｐmg(t)＝Ｐmg(t)1、
Ｐs(t)＝Ｐs(t)1である。
【００７２】
ケース２：Ａbs（Ｐs(t)1）＞Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、Ｐmg(t)＝Ｋ3・Ｐmg(t)1、Ｐs(t)＝Ｋ3・Ｐs(t)1である。
【００７３】
なお、Ｋ3 は、Ａbs（Ｐs(t)）＜Ａbs（Ｐs(SOC)max）を満たす係数である。Ａbsは、絶対値演算である。
【００７４】
7-4  母線電圧Ｖが許容範囲内にあることを確認する。Ｖlo＜Ｖ＜Ｖhi
【００７５】
（ステップ８）
電圧変動許容制御時の制御指令を計算する。
【００７６】
8-1 母線電圧偏差ΔＶを計算する。その計算式は、定義に示されたΔＶ＝Ｖ−Ｖ＊(t)を用いる。
【００７７】
8-1’この母線電圧偏差ΔＶを補正する。
【００７８】
8-1’-1 回生時
ケース１：ΔＶ≧０の場合は、ΔＶ＝ΔＶである。
【００７９】
ケース２：ΔＶ＜０の場合は、ΔＶ＝０であり、電圧補正演算を中止する。
【００８０】
8-1’-2 力行時
ケース３：ΔＶ＜０の場合は、ΔＶ＝ΔＶである。
【００８１】
ケース４：ΔＶ≧０の場合は、ΔＶ＝０であり、電圧補正演算を中止する。
【００８２】
8-2 電圧偏差補正量ΔＰを計算する。計算式は、定義に示された式を用いる。
【００８３】
8-3 制御指令を計算する。
【００８４】
8-3-1  初期演算
Ｐmg(t)1＝Ｐmg(t)＊、このＰmg(t)＊は既にＫ1を乗じている（ステップ５参照）
Ｐs(t)1 ＝Ｋ1・（Ｐmg(t)＊＋ΔＰ）
【００８５】
8-3-2  最終演算
パワーソース14ヘの制御指令Ｐs(t)1 と、パワーソース14の供給または受入可能な許容最大動力Ｐs(SOC)maxとを比較し、計算値を補正し、最終制御指令を決定する。なお、Ｐs(SOC)maxは、力行時はプラス側、回生時はマイナス側の値を選択する。
【００８６】
ケース１：Ａbs（Ｐs(t)1）≦Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、Ｐmg(t)＝Ｐmg(t)1、
Ｐs(t)＝Ｐs(t)1である。
【００８７】
ケース２：Ａbs（Ｐs(t)1）＞Ａbs（Ｐs(SOC)max）の場合は、Ｐmg(t)＝Ｋ3・Ｐmg(t)1、Ｐs(t)＝Ｋ3・Ｐs(t)1である。
【００８８】
なお、Ｋ3 は、Ａbs（Ｐs(t)）＜Ａbs（Ｐs(SOC)max）を満たす係数である。Ａbsは、絶対値演算である。
【００８９】
8-4  母線電圧Ｖが許容範囲内にあることを確認する。Ｖlo＜Ｖ＜Ｖhi
【００９０】
なお、ΔＶの変動が許容範囲内に収まるように電圧抑制器15の容量（静電容量Ｃなど）を決める必要がある。
【００９１】
（ステップ９）
制御指令を出力する。
【００９２】
次に、図３に、パワーソース制限値のイメージ図を示す。この図においてＰs(SOC)maxおよびＰs(SOC)cは、力行時と回生時の２種類のデータを持つ。なお、この図３は、必ずしもこの図に限定されるものではなく、パワーソース特性により最適に設定すればよい。
【００９３】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【００９４】
(1) 機器容量が、主にパワー容量で決まる電気動力システムでは、パワー要求を小さくすることによって小容量にでき、コストダウンを図れるとともに、スペースファクタを向上できる。
【００９５】
(a) パワーソース14がバッテリである場合、パワー要求の下げで、高価なパワーソース14を小容量化できる。ただし、エネルギ容量もその分小さくなりSOCの変化は大きくなる。汎用品で構成可能な経済的な電圧抑制器15は負担にならない。発電機系機器も主にパワー容量で機器容量が決まるので、コスト、スペース上のメリットが大きい。
【００９６】
(b) 制御パワーを電動機／発電機12とパワーソース14とで変えるので母線電圧変動を許容する制御装置17が必要になるが、制御装置17はいずれにせよ必要であるから、制約にならない。
【００９７】
(c) SOC(充電状態)によりパワー容量が大きく低下する影響が生じるが、このシステムでは、電圧抑制器15で吸収している間にSOCを調整するので、この影響を補うことができる。
【００９８】
(2) ピーク電力との差分は電圧抑制器15からの供給、または電圧抑制器15への回収で吸収する。このとき、母線電圧は下降(または上昇)するが、回収時は母線電圧を上昇(または下降)させることで、バッテリの可能最大充放電パワーを増加させる。この分、小容量化できるメリットが有る。母線電圧の上昇は、キャパシタ容量を低減できるメリットも有る。
【００９９】
(3) ピークパワーとベースパワーとの差分は、アルミ電解コンデンサなどの汎用品で構成された経済的な電圧抑制器15により吸収できるので、経済性、スペースファクタを大きく向上できる。パワーソース14と電圧抑制器15とのパワー分担比を半々とすると、コストは約半分になり経済効果が大きい。なお、電圧抑制器15は短期間のみパワーを供給(または回収)すればよく、エネルギ容量は小さくてよい。
【０１００】
(4) パラレルハイブリッドなどでは駆動用にエンジンを利用でき、駆動時はエンジン駆動力との差分のみをＭ／Ｇで供給するように制御する機能を制御装置17に与えれば、回生パワー(＜力行パワー)を満足すればよく、 Ｍ／Ｇを小容量化できる。
【０１０１】
(5) 負荷および電動機／発電機12が複数ある場合も、母線およびパワーソース14を共通にし、各負荷の所要動力を総合的に制御することにより、マルチ負荷にも対応できる。
【０１０２】
このように、所要パワーが変動する負荷に対し、ベースパワー用のパワーソース14と並列にピークパワー用の電圧抑制器15を設置して、電気エネルギ供給／蓄積機器をベースパワー用と変動分吸収用とに分け、システム母線電圧の許容範囲内での変動を許容して力行時と回生時に応じて各機器への供給（回収）電力を制御する制御装置17を設置し、力行／回生の判断を含む所要動力計算装置16を設置することにより、ピークパワーは、電圧抑制器15により吸収するとともに、所要動力計算装置16および制御装置17により、力行時と回生時に応じて電動機／発電機12およびパワーソース14に対する供給電力、回収電力を制御するので、システム構成機器の小容量化を可能にし、経済性、スペースファクタを向上させた電気動力システムを提供できる。また、電圧抑制器15により経済的な変動分吸収用電力供給／蓄積機器を提供できる。
【０１０３】
なお、本発明は、負荷が単独の単独負荷系と、負荷が複数のマルチ負荷系の両方に適用される。また、電圧抑制器15に替えて、または電圧抑制器15と共に電圧可変制御装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る電気動力システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上電気動力システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図３】同上電気動力システムのパワーソース制限値を示す特性図である。
【図４】同上電気動力システムを搭載した作業機械の側面図である。
【図５】従来の電気動力システムを示すブロック図である。
【図６】負荷パワーがベースパワーとピークパワーとの間で変動することを示す特性図である。
【符号の説明】
【０１０５】
11    負荷
12    電動機／発電機
14    ベース用電力供給／蓄積機器としてのパワーソース
15    変動分吸収用電力供給／蓄積機器としての電圧抑制器
16    所要動力計算装置
17    制御装置
18    供給／回収可能パワー容量計算装置
【図１】
2007162317.tif 000003
【図２】
2007162317.tif 000004
【図３】
2007162317.tif 000005
【図４】
2007162317.tif 000006
【図５】
2007162317.tif 000007
【図６】
2007162317.tif 000008