JPH05236608A - 電気自動車の主回路システム - Google Patents
電気自動車の主回路システムInfo
- Publication number
- JPH05236608A JPH05236608A JP4072885A JP7288592A JPH05236608A JP H05236608 A JPH05236608 A JP H05236608A JP 4072885 A JP4072885 A JP 4072885A JP 7288592 A JP7288592 A JP 7288592A JP H05236608 A JPH05236608 A JP H05236608A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric vehicle
- main circuit
- circuit system
- series
- depression amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車の低出力運転時に電力変換器（イ
ンバータ）の入力電圧を下げ、スイッチング損失を低減
させてシステム効率を向上させる。 【構成】 単位電池１００を複数個直列接続した電池を
分割して複数の電池ブロック１１，１２を形成する。ア
クセルペダル踏込量または電動機５の出力、あるいはブ
レーキペダル踏込量が大の時は切替スイッチ２１〜２３
により電池ブロック１１，１２を直列接続し、小の時は
電池ブロック１１，１２を並列接続してインバータ４の
入力電圧を低くする。
ンバータ）の入力電圧を下げ、スイッチング損失を低減
させてシステム効率を向上させる。 【構成】 単位電池１００を複数個直列接続した電池を
分割して複数の電池ブロック１１，１２を形成する。ア
クセルペダル踏込量または電動機５の出力、あるいはブ
レーキペダル踏込量が大の時は切替スイッチ２１〜２３
により電池ブロック１１，１２を直列接続し、小の時は
電池ブロック１１，１２を並列接続してインバータ４の
入力電圧を低くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池を電源とし、半導
体電力変換器を介して車輪駆動用電動機を駆動する電気
自動車の主回路システムに関する。
体電力変換器を介して車輪駆動用電動機を駆動する電気
自動車の主回路システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、電池を電源とし、インバータを
介して交流電動機により車輪を駆動する電気自動車の公
知の主回路システムである。図において、１は電池であ
り、単位電池１００を必要個数直列接続して構成されて
いる。４はインバータであり、車輪駆動用交流電動機５
を駆動する。３は保護ヒューズであり、必要に応じて用
いられる。２は主スイッチであり、電池１とインバータ
４とを電気的に接続し、または切離すためのものであ
る。電動機５の軸は減速機６を介して差動装置７に連結
され、車輪８１，８２を駆動する。
介して交流電動機により車輪を駆動する電気自動車の公
知の主回路システムである。図において、１は電池であ
り、単位電池１００を必要個数直列接続して構成されて
いる。４はインバータであり、車輪駆動用交流電動機５
を駆動する。３は保護ヒューズであり、必要に応じて用
いられる。２は主スイッチであり、電池１とインバータ
４とを電気的に接続し、または切離すためのものであ
る。電動機５の軸は減速機６を介して差動装置７に連結
され、車輪８１，８２を駆動する。
【０００３】さて、電気自動車はエンジン自動車のそれ
とほぼ同じ性能が要求される。駆動電動機のトルク−回
転数特性の一例を図４に示す。図４は、回転数０〜Ｎ1
まではトルク一定であり、Ｎ1より高速では定出力とな
る特性である。この図において、はアクセルペダル踏
込量が最大の場合、は最小、はその中間の場合の特
性である。
とほぼ同じ性能が要求される。駆動電動機のトルク−回
転数特性の一例を図４に示す。図４は、回転数０〜Ｎ1
まではトルク一定であり、Ｎ1より高速では定出力とな
る特性である。この図において、はアクセルペダル踏
込量が最大の場合、は最小、はその中間の場合の特
性である。
【０００４】図５は、図４の特性を得る場合の交流電動
機の電圧，電流特性の一例であり、誘導電動機の場合で
示してある。電気自動車用駆動電動機としては価格、性
能、保守性から誘導電動機が適しており、多く用いられ
ている。図５において、，，は図４のアクセルペ
ダル踏込量の，，に相当する。図５では、ペダル
踏込量が変っても電圧特性は同じであり、ペダル踏込量
に応じて電流を変える場合を示してある。
機の電圧，電流特性の一例であり、誘導電動機の場合で
示してある。電気自動車用駆動電動機としては価格、性
能、保守性から誘導電動機が適しており、多く用いられ
ている。図５において、，，は図４のアクセルペ
ダル踏込量の，，に相当する。図５では、ペダル
踏込量が変っても電圧特性は同じであり、ペダル踏込量
に応じて電流を変える場合を示してある。
【０００５】電気自動車の重要な評価項目の一つにシス
テム効率がある。これはエンジン自動車の燃費に相当す
るものである。このシステム効率の大小は電気自動車の
一充電走行距離に大きく影響する。電気自動車の場合で
もエンジン自動車と同様に、ほぼ定速走行では電動機出
力は小さく加速時の最大出力の数分の１となる。しかも
このような運転時間が多い。従って、電気自動車のシス
テム効率を高めることは、低出力範囲での効率をいかに
高めるかに帰結する。ここで、システム効率を左右する
主回路機器としては、電動機とインバータとがある。
テム効率がある。これはエンジン自動車の燃費に相当す
るものである。このシステム効率の大小は電気自動車の
一充電走行距離に大きく影響する。電気自動車の場合で
もエンジン自動車と同様に、ほぼ定速走行では電動機出
力は小さく加速時の最大出力の数分の１となる。しかも
このような運転時間が多い。従って、電気自動車のシス
テム効率を高めることは、低出力範囲での効率をいかに
高めるかに帰結する。ここで、システム効率を左右する
主回路機器としては、電動機とインバータとがある。
【０００６】図６、図７は誘導電動機の高効率制御の公
知例を示す。誘導電動機のトルクは電圧と電流とによっ
て決まるので、アクセルペダルの踏込量に応じて高効率
が得られる電圧、電流でトルクを制御すればよい。図
６、図７において、，，は図４、図５の場合と同
じである。図５に示した制御では、ペダル踏込量に関係
なく一定な関係に電圧を制御していたが、図６ではペダ
ル踏込量に応じて電圧を変え、この電圧に応じて電流も
図７のようにする。
知例を示す。誘導電動機のトルクは電圧と電流とによっ
て決まるので、アクセルペダルの踏込量に応じて高効率
が得られる電圧、電流でトルクを制御すればよい。図
６、図７において、，，は図４、図５の場合と同
じである。図５に示した制御では、ペダル踏込量に関係
なく一定な関係に電圧を制御していたが、図６ではペダ
ル踏込量に応じて電圧を変え、この電圧に応じて電流も
図７のようにする。
【０００７】次に、インバータの効率について述べる。
インバータの発生損失の大部分は、インバータを構成す
る半導体素子の発生損失である。この半導体素子の発生
損失は、定常損失Ｐsdとスイッチング損失Ｐswである。
定常損失Ｐsdは半導体素子に電流が流れることにより発
生する損失であり、次の数式１によって表される。
インバータの発生損失の大部分は、インバータを構成す
る半導体素子の発生損失である。この半導体素子の発生
損失は、定常損失Ｐsdとスイッチング損失Ｐswである。
定常損失Ｐsdは半導体素子に電流が流れることにより発
生する損失であり、次の数式１によって表される。
【０００８】
【数１】Ｐsd＝Ｉ・Ｖd〔ｗ〕
【０００９】ここで、Ｉは半導体素子に流れている電
流、Ｖdはその時の半導体素子の電圧である。この場
合、Ｖdは半導体素子固有の特性で決まる値であり、Ｉ
は電動機電流に対応した値となる。図７に示すように電
動機出力の低下に伴い電流も低減するので、定常損失も
小さくなる。しかしこの定常損失の値は半導体素子によ
ってほぼ決まってしまうので、これよりも大きく低減さ
せることは困難である。
流、Ｖdはその時の半導体素子の電圧である。この場
合、Ｖdは半導体素子固有の特性で決まる値であり、Ｉ
は電動機電流に対応した値となる。図７に示すように電
動機出力の低下に伴い電流も低減するので、定常損失も
小さくなる。しかしこの定常損失の値は半導体素子によ
ってほぼ決まってしまうので、これよりも大きく低減さ
せることは困難である。
【００１０】次にスイッチング損失Ｐswについて述べ
る。図８、図９はインバータ用半導体素子のスイッチン
グ時の代表的な動作を示したもので、図８はスイッチオ
ン時、図９はスイッチオフ時のものである。これらの図
において、Ｖ0はインバータの入力電圧であり、電池電
圧にほぼ等しい。Ｉ0はスイッチ直前または直後の半導
体素子電流である。これらの図に示す動作では、半導体
素子に発生するスイッチング損失Ｐswは次の数式２のよ
うになる。
る。図８、図９はインバータ用半導体素子のスイッチン
グ時の代表的な動作を示したもので、図８はスイッチオ
ン時、図９はスイッチオフ時のものである。これらの図
において、Ｖ0はインバータの入力電圧であり、電池電
圧にほぼ等しい。Ｉ0はスイッチ直前または直後の半導
体素子電流である。これらの図に示す動作では、半導体
素子に発生するスイッチング損失Ｐswは次の数式２のよ
うになる。
【００１１】
【数２】Ｐsw＝（１／６）・Ｖ0・Ｉ0・ｔs・ｆ〔ｗ〕
【００１２】ここで、ｔsは半導体素子のスイッチング
時間〔ｓ〕、ｆはスイッチング周波数〔Ｈｚ〕である。
数式２はスイッチオン時、スイッチオフ時の両方につい
て表わしている。次に、従来のインバータ動作によるス
イッチング損失について考察する。前述したように、図
６、図７においてはアクセルペダルの踏込量最大、
は最小を示している。図７に示すように、電流はペダル
踏込量最小時に大きく低下し、数式２によりスイッチン
グ損失はこの電流値に応じて低下する。一方、電動機電
圧は図６に示すようにペダル踏込量が小さいと小さい値
となるが、インバータの入力電圧は電池電圧そのもので
あるので、数式２のＶ0はペダル踏込量または電動機出
力の大小にかかわらず一定である。従って、従来の方式
ではスイッチング損失Ｐswは電流に応じて低下するのみ
で、これ以上の損失低減は困難であった。
時間〔ｓ〕、ｆはスイッチング周波数〔Ｈｚ〕である。
数式２はスイッチオン時、スイッチオフ時の両方につい
て表わしている。次に、従来のインバータ動作によるス
イッチング損失について考察する。前述したように、図
６、図７においてはアクセルペダルの踏込量最大、
は最小を示している。図７に示すように、電流はペダル
踏込量最小時に大きく低下し、数式２によりスイッチン
グ損失はこの電流値に応じて低下する。一方、電動機電
圧は図６に示すようにペダル踏込量が小さいと小さい値
となるが、インバータの入力電圧は電池電圧そのもので
あるので、数式２のＶ0はペダル踏込量または電動機出
力の大小にかかわらず一定である。従って、従来の方式
ではスイッチング損失Ｐswは電流に応じて低下するのみ
で、これ以上の損失低減は困難であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、その課題ないし目的と
するところは、電気自動車の低出力運転時のシステム効
率を向上することにあり、特に、インバータから見たス
イッチング損失の低減によりシステム効率を向上させた
電気自動車の主回路システムを提供することにある。
解決するためになされたもので、その課題ないし目的と
するところは、電気自動車の低出力運転時のシステム効
率を向上することにあり、特に、インバータから見たス
イッチング損失の低減によりシステム効率を向上させた
電気自動車の主回路システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、スイッチング損失は数式２に示されるよ
うにインバータ入力電圧つまり電池電圧に大きく依存す
ること、及び、ペダル踏込量が小さい時または電動機出
力が小さい時は、図６に示されるようにインバータ出力
電圧が低くなることに着目してなされたものである。す
なわち本発明は、単位電池を複数個直列接続した電池を
電源とし、半導体電力変換器を介して車輪駆動用電動機
を駆動する電気自動車の主回路システムにおいて、前記
電池を複数ブロックに分割して複数の電池ブロックを形
成すると共に、アクセルペダル踏込量、電動機出力また
はブレーキペダル踏込量が大の時は切替スイッチにより
前記電池ブロックを直列接続し、小の時は切替スイッチ
により前記電池ブロックを並列接続して前記半導体電力
変換器の入力電圧を低くするようにしたものである。
め、本発明は、スイッチング損失は数式２に示されるよ
うにインバータ入力電圧つまり電池電圧に大きく依存す
ること、及び、ペダル踏込量が小さい時または電動機出
力が小さい時は、図６に示されるようにインバータ出力
電圧が低くなることに着目してなされたものである。す
なわち本発明は、単位電池を複数個直列接続した電池を
電源とし、半導体電力変換器を介して車輪駆動用電動機
を駆動する電気自動車の主回路システムにおいて、前記
電池を複数ブロックに分割して複数の電池ブロックを形
成すると共に、アクセルペダル踏込量、電動機出力また
はブレーキペダル踏込量が大の時は切替スイッチにより
前記電池ブロックを直列接続し、小の時は切替スイッチ
により前記電池ブロックを並列接続して前記半導体電力
変換器の入力電圧を低くするようにしたものである。
【００１５】
【作用】本発明において、電池ブロックの直並列接続を
切り替えることにより、低出力時は電気自動車としての
電池電圧は低くなり、これによりインバータの入力電圧
も低くなる。この結果、ペダル踏込量が小さい時または
電動機出力が小さい時に、数式２により示されるインバ
ータのスイッチング損失に寄与するＶ0を小さくし、結
果的にスイッチング損失を低減して主回路のシステム効
率を向上させる。
切り替えることにより、低出力時は電気自動車としての
電池電圧は低くなり、これによりインバータの入力電圧
も低くなる。この結果、ペダル踏込量が小さい時または
電動機出力が小さい時に、数式２により示されるインバ
ータのスイッチング損失に寄与するＶ0を小さくし、結
果的にスイッチング損失を低減して主回路のシステム効
率を向上させる。
【００１６】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図１は第１ないし第３の発明の一実施例を示す図で
あり、図３と同一の構成要素には同一番号を付して詳述
を省略し、以下、異なる部分を中心に説明する。図１に
おいて、１１，１２は、複数の単位電池１００を直列に
接続したものを二分割して構成された電池ブロックであ
る。２１〜２３は切替スイッチであり、スイッチ２１は
電池ブロック１１の負極と電池ブロック１２の正極との
間、スイッチ２２は電池ブロック１１の正極と電池ブロ
ック１２の正極との間、スイッチ２３は電池ブロック１
１の負極と電池ブロック１２の負極との間にそれぞれ接
続されている。
る。図１は第１ないし第３の発明の一実施例を示す図で
あり、図３と同一の構成要素には同一番号を付して詳述
を省略し、以下、異なる部分を中心に説明する。図１に
おいて、１１，１２は、複数の単位電池１００を直列に
接続したものを二分割して構成された電池ブロックであ
る。２１〜２３は切替スイッチであり、スイッチ２１は
電池ブロック１１の負極と電池ブロック１２の正極との
間、スイッチ２２は電池ブロック１１の正極と電池ブロ
ック１２の正極との間、スイッチ２３は電池ブロック１
１の負極と電池ブロック１２の負極との間にそれぞれ接
続されている。
【００１７】これにより、スイッチ２１を“閉”とし、
スイッチ２２，２３を“開”とすれば二つの電池ブロッ
ク１１，１２が直列接続され、単位電池１００がすべて
直列接続される。また、スイッチ２１を“開”とし、ス
イッチ２２，２３を“閉”とすれば二つの電池ブロック
１１，１２が並列接続されることになり、電池電圧は直
列接続の場合の１／２となる。なお、切替スイッチ２１
〜２３の切り替えは、次に述べるようにアクセルペダル
の踏込量の大小や電動機出力の大小、ブレーキペダル踏
込量の大小に応じて行うものとし、図示されていない
が、これらのペダル踏込量の大小や電動機出力の大小を
検出して切替スイッチ２１〜２３を操作する適宜な制御
手段が別個に設けられている。
スイッチ２２，２３を“開”とすれば二つの電池ブロッ
ク１１，１２が直列接続され、単位電池１００がすべて
直列接続される。また、スイッチ２１を“開”とし、ス
イッチ２２，２３を“閉”とすれば二つの電池ブロック
１１，１２が並列接続されることになり、電池電圧は直
列接続の場合の１／２となる。なお、切替スイッチ２１
〜２３の切り替えは、次に述べるようにアクセルペダル
の踏込量の大小や電動機出力の大小、ブレーキペダル踏
込量の大小に応じて行うものとし、図示されていない
が、これらのペダル踏込量の大小や電動機出力の大小を
検出して切替スイッチ２１〜２３を操作する適宜な制御
手段が別個に設けられている。
【００１８】図２は、切替スイッチ２１〜２３の切替動
作を説明する図である。力行運転時においてアクセルペ
ダル踏込量または電動機出力がＰ2より小さくなった場
合、前述のように切替スイッチ２１〜２３を切り替えて
電池ブロック１１，１２を直列接続から並列接続に切り
替える。これにより、電池電圧すなわちインバータ４の
入力電圧Ｖ0は直列接続時の１／２となり、数式２で示
されるインバータのスイッチング損失Ｐswが著しく低減
されるので、電気自動車のシステム効率が向上する。
作を説明する図である。力行運転時においてアクセルペ
ダル踏込量または電動機出力がＰ2より小さくなった場
合、前述のように切替スイッチ２１〜２３を切り替えて
電池ブロック１１，１２を直列接続から並列接続に切り
替える。これにより、電池電圧すなわちインバータ４の
入力電圧Ｖ0は直列接続時の１／２となり、数式２で示
されるインバータのスイッチング損失Ｐswが著しく低減
されるので、電気自動車のシステム効率が向上する。
【００１９】また、アクセルペダル踏込量または電動機
出力がＰ1より大きくなった場合、切替スイッチ２１〜
２３を切り替えて電池ブロック１１，１２を並列接続か
ら直列接続に切り替える。これにより、電池電圧すなわ
ちインバータ４の入力電圧Ｖ0は並列接続時の２倍とな
り、電動機の高出力運転が行なわれる。並列接続と直列
接続との切替点Ｐ1，Ｐ2は、電気自動車の運転状況を考
慮してシステム効率が最も高くなる点に選ばれる。ま
た、切替点Ｐ1，Ｐ2を一致させずこれらに差を設けてい
るのは、切り替えた点でスイッチを安定して切り替える
ためである。
出力がＰ1より大きくなった場合、切替スイッチ２１〜
２３を切り替えて電池ブロック１１，１２を並列接続か
ら直列接続に切り替える。これにより、電池電圧すなわ
ちインバータ４の入力電圧Ｖ0は並列接続時の２倍とな
り、電動機の高出力運転が行なわれる。並列接続と直列
接続との切替点Ｐ1，Ｐ2は、電気自動車の運転状況を考
慮してシステム効率が最も高くなる点に選ばれる。ま
た、切替点Ｐ1，Ｐ2を一致させずこれらに差を設けてい
るのは、切り替えた点でスイッチを安定して切り替える
ためである。
【００２０】上記実施例では、電池を二つのブロックに
分割し、直列接続と並列接続とを切り替えている。しか
るに、図示されていないが、切替スイッチを増やすこと
により三つ以上のブロックに分割し、これらの直並列接
続が可能なように構成することにより、同様の効果を得
ることができる。また、上記実施例では、力行運転時の
アクセルペダルの踏込量または電動機出力の大小に応じ
て並列接続と直列接続とを切り替えているが、制動運転
時にブレーキペダルの踏込量の大小に応じて同様な切り
替えを行なうこともでき、その場合にも同様の効果が得
られる。
分割し、直列接続と並列接続とを切り替えている。しか
るに、図示されていないが、切替スイッチを増やすこと
により三つ以上のブロックに分割し、これらの直並列接
続が可能なように構成することにより、同様の効果を得
ることができる。また、上記実施例では、力行運転時の
アクセルペダルの踏込量または電動機出力の大小に応じ
て並列接続と直列接続とを切り替えているが、制動運転
時にブレーキペダルの踏込量の大小に応じて同様な切り
替えを行なうこともでき、その場合にも同様の効果が得
られる。
【００２１】更に、上記実施例では切替スイッチ２１〜
２３を機械スイッチとして説明したが、スイッチの動作
性能や寿命の点から、切替スイッチとしては半導体スイ
ッチを用いることが好ましい。しかし、半導体スイッチ
にすると数式１に示した定常損失がスイッチに発生し、
電気自動車としてのシステム効率を低下させるので、こ
の定常損失ができるだけ小さい素子を用いることが望ま
しい。
２３を機械スイッチとして説明したが、スイッチの動作
性能や寿命の点から、切替スイッチとしては半導体スイ
ッチを用いることが好ましい。しかし、半導体スイッチ
にすると数式１に示した定常損失がスイッチに発生し、
電気自動車としてのシステム効率を低下させるので、こ
の定常損失ができるだけ小さい素子を用いることが望ま
しい。
【００２２】
【発明の効果】以上のように第１ないし第３の発明によ
れば、ペダル踏込量が小さい時または電気自動車の駆動
電動機の低出力時に半導体電力変換器の入力電圧を低く
することができるため、前記数式２で示される電力変換
器のスイッチング損失が大きく低減されて電気自動車の
システム効率を向上させることができる。また、本発明
は、実施例のように駆動電動機が誘導電動機であって半
導体電力変換器がインバータである場合ばかりでなく、
他の交流電動機の場合は勿論、チョッパによる直流電動
機駆動の場合でも同様に適用可能であり、かつその効果
もある。
れば、ペダル踏込量が小さい時または電気自動車の駆動
電動機の低出力時に半導体電力変換器の入力電圧を低く
することができるため、前記数式２で示される電力変換
器のスイッチング損失が大きく低減されて電気自動車の
システム効率を向上させることができる。また、本発明
は、実施例のように駆動電動機が誘導電動機であって半
導体電力変換器がインバータである場合ばかりでなく、
他の交流電動機の場合は勿論、チョッパによる直流電動
機駆動の場合でも同様に適用可能であり、かつその効果
もある。
【図１】第１ないし第３の発明の一実施例を示す主回路
システムの構成図である。
システムの構成図である。
【図２】図１の実施例における電池ブロックの直並列切
替動作を示す図である。
替動作を示す図である。
【図３】従来の技術を示す主回路システムの構成図であ
る。
る。
【図４】駆動電動機のトルク−回転数特性を示す図であ
る。
る。
【図５】駆動電動機の電圧，電流特性を示す図である。
【図６】誘導電動機の電圧特性を示す図である。
【図７】誘導電動機の電流特性を示す図である。
【図８】半導体素子のスイッチング時（スイッチオン
時）の電圧，電流波形図である。
時）の電圧，電流波形図である。
【図９】半導体素子のスイッチング時（スイッチオフ
時）の電圧，電流波形図である。
時）の電圧，電流波形図である。
３ 保護ヒューズ ４ インバータ ５ 車輪駆動用交流電動機 ６ 減速機 ７ 差動装置 １１，１２ 電池ブロック ２１，２２，２３ 切替スイッチ ８１，８２ 車輪 １００ 単位電池 Ｐ1，Ｐ2 切替点
Claims (4)
- 【請求項１】 単位電池を複数個直列接続した電池を電
源とし、半導体電力変換器を介して車輪駆動用電動機を
駆動する電気自動車の主回路システムにおいて、 前記電池を分割して複数の電池ブロックを形成すると共
に、アクセルペダル踏込量が大の時は切替スイッチによ
り前記電池ブロックを直列接続し、小の時は切替スイッ
チにより前記電池ブロックを並列接続して前記半導体電
力変換器の入力電圧を低くすることを特徴とする電気自
動車の主回路システム。 - 【請求項２】 単位電池を複数個直列接続した電池を電
源とし、半導体電力変換器を介して車輪駆動用電動機を
駆動する電気自動車の主回路システムにおいて、 前記電池を分割して複数の電池ブロックを形成すると共
に、車輪駆動用電動機の出力が大の時は切替スイッチに
より前記電池ブロックを直列接続し、小の時は切替スイ
ッチにより前記電池ブロックを並列接続して前記半導体
電力変換器の入力電圧を低くすることを特徴とする電気
自動車の主回路システム。 - 【請求項３】 単位電池を複数個直列接続した電池を電
源とし、半導体電力変換器を介して車輪駆動用電動機を
駆動する電気自動車の主回路システムにおいて、 前記電池を分割して複数の電池ブロックを形成すると共
に、ブレーキペダル踏込量が大の時は切替スイッチによ
り前記電池ブロックを直列接続し、小の時は切替スイッ
チにより前記電池ブロックを並列接続して前記半導体電
力変換器の入力電圧を低くすることを特徴とする電気自
動車の主回路システム。 - 【請求項４】 切替スイッチが半導体スイッチである請
求項１，２または３記載の電気自動車の主回路システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072885A JPH05236608A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車の主回路システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072885A JPH05236608A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車の主回路システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05236608A true JPH05236608A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13502242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4072885A Pending JPH05236608A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電気自動車の主回路システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05236608A (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10230278A1 (de) * | 2002-06-29 | 2004-01-22 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zum Betrieb einer elektronisch kommutierten Elektromaschine |
| JP2006166502A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP2008178184A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Nissan Motor Co Ltd | 連結可能なユニット及びそのユニットの連結構造 |
| JP2009523000A (ja) * | 2006-01-09 | 2009-06-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電気またはハイブリッド自動車用のエネルギー蓄積システム |
| US7626354B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-12-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle equipped with a variable voltage battery |
| US7710067B2 (en) | 2006-09-05 | 2010-05-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power supply system and power supply system control method |
| JP2010206933A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | 電力供給装置 |
| FR2979293A1 (fr) * | 2011-08-26 | 2013-03-01 | Renault Sa | Dispositif d'alimentation en energie electrique notamment pour un vehicule automobile. |
| JP2013090410A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
| CN104467099A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 东莞市鑫黎实业有限公司 | 汽车应急启动电源 |
| US20150210183A1 (en) * | 2012-08-07 | 2015-07-30 | Technische Universitaet Muenchen | Method and Device for Dynamically Adjusting an Operational Voltage for an Electric Motor |
| US9406915B2 (en) | 2014-05-18 | 2016-08-02 | Black & Decker, Inc. | Power tool system |
| JP2017002893A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | スズキ株式会社 | エンジン駆動制御システム及び車両 |
| DE102015218897A1 (de) | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Verschaltung einer Batterie |
| JP2017225350A (ja) * | 2012-12-28 | 2017-12-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置の制御システム |
| US9893384B2 (en) | 2014-05-18 | 2018-02-13 | Black & Decker Inc. | Transport system for convertible battery pack |
| JP2019176624A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 株式会社ケーヒン | 車両用バッテリ装置 |
| CN111703312A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-25 | 东风汽车集团有限公司 | 越野车轮毂电机双电压供电系统控制方法 |
| KR102266218B1 (ko) * | 2020-11-24 | 2021-06-17 | 주식회사 엠디엠 | 스마트 충방전 스위치 매트릭스 시스템 |
| US11211664B2 (en) | 2016-12-23 | 2021-12-28 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| WO2022172632A1 (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | 工機ホールディングス株式会社 | 電気機器及び電池パック |
| WO2022176592A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用切替装置 |
| US11587959B2 (en) | 2012-03-26 | 2023-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage element, manufacturing method thereof, and power storage device |
| JP2024507518A (ja) * | 2021-10-27 | 2024-02-20 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 直並列切り替え方法及び装置、電源変換回路と電子機器 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4072885A patent/JPH05236608A/ja active Pending
Cited By (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10230278A1 (de) * | 2002-06-29 | 2004-01-22 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zum Betrieb einer elektronisch kommutierten Elektromaschine |
| JP2006166502A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| US7626354B2 (en) | 2004-12-24 | 2009-12-01 | Nissan Motor Co., Ltd. | Hybrid vehicle equipped with a variable voltage battery |
| USRE45431E1 (en) | 2006-01-09 | 2015-03-24 | General Electric Company | Energy storage system for electric or hybrid vehicle |
| JP2009523000A (ja) * | 2006-01-09 | 2009-06-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 電気またはハイブリッド自動車用のエネルギー蓄積システム |
| USRE43956E1 (en) | 2006-01-09 | 2013-02-05 | General Electric Company | Energy storage system for electric or hybrid vehicle |
| US7710067B2 (en) | 2006-09-05 | 2010-05-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power supply system and power supply system control method |
| JP2008178184A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Nissan Motor Co Ltd | 連結可能なユニット及びそのユニットの連結構造 |
| JP2010206933A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | 電力供給装置 |
| FR2979293A1 (fr) * | 2011-08-26 | 2013-03-01 | Renault Sa | Dispositif d'alimentation en energie electrique notamment pour un vehicule automobile. |
| JP2013090410A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
| US11587959B2 (en) | 2012-03-26 | 2023-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage element, manufacturing method thereof, and power storage device |
| US20150210183A1 (en) * | 2012-08-07 | 2015-07-30 | Technische Universitaet Muenchen | Method and Device for Dynamically Adjusting an Operational Voltage for an Electric Motor |
| US9616764B2 (en) | 2012-08-07 | 2017-04-11 | Technische Universitaet Muenchen | Method and device for dynamically adjusting an operational voltage for an electric motor |
| US12034327B2 (en) | 2012-12-28 | 2024-07-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device control system, power storage system, and electrical appliance |
| US10897152B2 (en) | 2012-12-28 | 2021-01-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device control system, power storage system, and electrical appliance |
| JP2017225350A (ja) * | 2012-12-28 | 2017-12-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置の制御システム |
| US10291173B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-05-14 | Black & Decker Inc. | Power tool powered by power supplies having different rated voltages |
| US12155043B2 (en) | 2014-05-18 | 2024-11-26 | Black & Decker Inc. | Transport system for battery pack |
| US9871484B2 (en) | 2014-05-18 | 2018-01-16 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| US9893384B2 (en) | 2014-05-18 | 2018-02-13 | Black & Decker Inc. | Transport system for convertible battery pack |
| US10177701B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-01-08 | Black & Decker, Inc. | Cordless power tool system |
| US10236819B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-03-19 | Black & Decker Inc. | Multi-voltage battery pack |
| US10250178B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-04-02 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| US9583793B2 (en) | 2014-05-18 | 2017-02-28 | Black & Decker Inc. | Power tool system |
| US10333453B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-06-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having a universal motor capable of being powered by AC or DC power supply |
| US10333454B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-06-25 | Black & Decker Inc. | Power tool having a universal motor capable of being powered by AC or DC power supply |
| US10361651B2 (en) | 2014-05-18 | 2019-07-23 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| US11152886B2 (en) | 2014-05-18 | 2021-10-19 | Black & Decker Inc. | Battery pack and battery charger system |
| US10541639B2 (en) | 2014-05-18 | 2020-01-21 | Black & Decker, Inc. | Cordless power tool system |
| US10608574B2 (en) | 2014-05-18 | 2020-03-31 | Black And Decker, Inc. | Convertible battery pack |
| US10615733B2 (en) | 2014-05-18 | 2020-04-07 | Black & Decker Inc. | Power tool having a brushless motor capable of being powered by AC or DC power supplies |
| US11005412B2 (en) | 2014-05-18 | 2021-05-11 | Black & Decker Inc. | Battery pack and battery charger system |
| US10840559B2 (en) | 2014-05-18 | 2020-11-17 | Black & Decker Inc. | Transport system for convertible battery pack |
| US9406915B2 (en) | 2014-05-18 | 2016-08-02 | Black & Decker, Inc. | Power tool system |
| US10972041B2 (en) | 2014-05-18 | 2021-04-06 | Black & Decker, Inc. | Battery pack and battery charger system |
| US11005411B2 (en) | 2014-05-18 | 2021-05-11 | Black & Decker Inc. | Battery pack and battery charger system |
| CN104467099A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 东莞市鑫黎实业有限公司 | 汽车应急启动电源 |
| JP2017002893A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | スズキ株式会社 | エンジン駆動制御システム及び車両 |
| DE102015218897A1 (de) | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Verschaltung einer Batterie |
| US11211664B2 (en) | 2016-12-23 | 2021-12-28 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| US11211644B2 (en) | 2018-03-28 | 2021-12-28 | Hitachi Astemo, Ltd. | Vehicle battery device with improved current detection |
| JP2019176624A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 株式会社ケーヒン | 車両用バッテリ装置 |
| CN111703312A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-25 | 东风汽车集团有限公司 | 越野车轮毂电机双电压供电系统控制方法 |
| KR102266218B1 (ko) * | 2020-11-24 | 2021-06-17 | 주식회사 엠디엠 | 스마트 충방전 스위치 매트릭스 시스템 |
| WO2022114251A1 (ko) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 주식회사 엠디엠 | 스마트 충방전 스위치 매트릭스 시스템 |
| WO2022172632A1 (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | 工機ホールディングス株式会社 | 電気機器及び電池パック |
| JPWO2022172632A1 (ja) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | ||
| WO2022176592A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用切替装置 |
| JP2022127760A (ja) * | 2021-02-22 | 2022-09-01 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用切替装置 |
| JP2024507518A (ja) * | 2021-10-27 | 2024-02-20 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 直並列切り替え方法及び装置、電源変換回路と電子機器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05236608A (ja) | 電気自動車の主回路システム | |
| EP1319548B1 (en) | Hybrid vehicle and control method therefor | |
| US8237384B2 (en) | Dynamic braking circuit for a hybrid locomotive | |
| JP6710239B2 (ja) | 車両の電源システム | |
| JP6282331B1 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN103237706B (zh) | 混合电动车辆 | |
| US3923116A (en) | Electric vehicle having improved battery reconnect | |
| KR20170071657A (ko) | 하이브리드 차량의 출력 제어 시스템 | |
| CN112693327A (zh) | 一种降低非工作损耗的新能源永磁整车控制子系统、方法及车辆 | |
| CN113824168A (zh) | 车辆用驱动系统 | |
| US8179067B2 (en) | Electric energy exchange system, in particular for a hybrid vehicle | |
| US11999263B2 (en) | Voltage control of multi-drive systems | |
| JP3259735B2 (ja) | 電気自動車 | |
| JP3180300B2 (ja) | 電気自動車の駆動システム | |
| JP2761998B2 (ja) | 電気自動車 | |
| JP2000197206A (ja) | 電気自動車の電気システム | |
| JP5316030B2 (ja) | 電池ハイブリッドシステム及びその使用方法 | |
| RU2694067C1 (ru) | Контроллер для переключаемого реактивного электромотора | |
| JPH0424957B2 (ja) | ||
| JP2004048922A (ja) | 多相モータ駆動用インバータシステムおよびその制御方法 | |
| US20250253795A1 (en) | Method and system for field control of externally excited synchronous motor | |
| JPH07106002B2 (ja) | 電気自動車用誘導モ−タの制御方法 | |
| JPS62247785A (ja) | 電気自動車用誘導モ−タの制御方法 | |
| JP2001028802A (ja) | 電動機の制御装置及び方法 | |
| JPH0274419A (ja) | 車両の動力装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010410 |