JPH0614406A - 電気自動車の電気システム - Google Patents

電気自動車の電気システム

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JPH0614406A
JPH0614406A JP4193211A JP19321192A JPH0614406A JP H0614406 A JPH0614406 A JP H0614406A JP 4193211 A JP4193211 A JP 4193211A JP 19321192 A JP19321192 A JP 19321192A JP H0614406 A JPH0614406 A JP H0614406A
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electric
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electric motor
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Shigenori Kinoshita
繁則 木下
Takao Yanase
孝雄 柳瀬
Koetsu Fujita
光悦 藤田
Osamu Motoyoshi
攻 元吉
Yoshio Ito
善夫 伊藤
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車の電気システムにおいて、インバ
ータ故障時にも通常の走行性能が得られるようにし、信
頼性を向上させる。電気システムの小形軽量化、低価格
化を図る。 【構成】 電池1を電源とし、インバータを介して車輪
駆動用交流電動機50を駆動する電気自動車の電気シス
テムに関する。前記インバータを、各2台のハーフブリ
ッジ形単相インバータからなる2台の二相インバータ4
0a,40bにより構成し、電動機50を四相巻線を有
する電動機とする。各単相インバータの交流出力側給電
線51a1,51a2,51b1,51b2を電動機50の
四相巻線にそれぞれ接続して二相インバータ40a,4
0bにより電動機50を四相運転可能にする。一方の二
相インバータの故障時にはこれを切離して他方の二相イ
ンバータにより電動機50を二相運転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池を電源とし、イン
バータを介して車輪駆動用交流電動機を駆動する電気自
動車の電気システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図8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
知の駆動システムである。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、または切り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、電気自動車は上記のように電池を電
源とする自動車であるが、エンジン車と対等に利用され
ることから次のようなことが求められている。 1)車両性能が良いこと、すなわち、 加速性能が良いこと 一充電走行距離が長いこと 2)信頼性が高く、保守性が良いこと このような要求に応えるためには、 3)電気自動車の駆動システムとしては信頼性の高いシ
ステムであること 4)機器としては小形、軽量、高効率であること 5)低価格であること が求められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図8に示したものは従
来の一般的な電気システムであるが、この電気システム
では、1台のインバータ4により1台の車輪駆動用交流
電動機5を駆動する方式であり、電気自動車の駆動シス
テムとして現在のところ動作信頼度が充分に高いシステ
ムとはいえない。すなわち、現在のエンジン自動車の車
両駆動系は保守システムまで含めて充分な信頼度が確保
されているが、電気自動車の駆動系の動作信頼性はエン
ジン車のそれと比べて充分ということはできない。
【0005】つまり、図8のシステムではインバータ4
または交流電動機5が故障したら、もはや電気自動車と
して運転することは不可能となる。電気自動車をエンジ
ン自動車並みに普及させようとするには、この駆動シス
テムの動作信頼度を充分高くし、使用者に心配をかけな
いシステムであることが必須となる。上述の解決策とし
て、図8のシステムを二重化する方式もあるが、コスト
の面で問題がある。また、左右各車輪81,82を別個
に駆動するシステムでも、一方の駆動システムがダウン
すると片輪走行となり、走行性能上問題となる。
【0006】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、公知の電気シス
テムと同程度の価格で電気自動車駆動システムの信頼性
を大幅に高め、エンジン自動車に匹敵する走行性能が得
られるようにした電気自動車の電気システムを提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車輪駆動用交流電動機の巻線を二相二群
として計四相巻線とし、各群の巻線毎にハーフブリッジ
形単相インバータを接続することにより二相インバータ
からなる駆動システムを二重化する。インバータや電動
機の正常時には、2台の二相インバータを動作させるこ
とにより、全体を四相インバータとして動作させ、電動
機を四相電動機として駆動する。どちらかの二相駆動シ
ステムが故障したら故障した側のシステムの給電回路を
開放し、残りの健全な二相駆動システムにより電動機を
二相電動機として駆動するものである。
【0008】
【作用】本発明では、インバータや電動機がすべて健全
である時には、2台のハーフブリッジ形単相インバータ
からなる二相インバータを2台運転して四相インバータ
とし、その四相運転により電動機を駆動する。一方の二
相インバータが故障したら、その故障システムを切り離
し、他方の二相インバータにより電動機を二相運転す
る。この場合、健全時の四相運転よりも電動機出力は半
減し、相数も四相から二相に減少してトルク脈動も増大
するが、電気自動車の走行性能を実用上損なわない程度
の走行を行うことは可能である。
【0009】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示す回路図である。単
位電池100を複数個直列接続してなる電池1は、単位
電池100の個数を1/2づつにした直列電池群11
0,120の二群に分割され、その中間電位接続線13
0が設けられている。2Pa,2Pb,2Na,2Nb
は主スイッチであり、これらの各一端は電池1の正極側
140及び負極側150に各々図のように接続されてい
る。また、主スイッチ2Pa,2Nbの他端にはヒュー
ズ3P,3Nが各々接続される。
【0010】40a,40bは各々2台のハーフブリッ
ジ形単相インバータからなる二相インバータであり、そ
の交流出力側は給電線51a1,51a2,51b1,5
1b2を介して車輪駆動用の四相交流電動機50に接続
されている。51mは交流電動機50の巻線の中性線で
ある。上記二相インバータ40a,40bには、主スイ
ッチ2Pa,2Pb,2Na,2Nbを介して、電池1
の正極側140、負極側150に接続される給電線14
1a,141b,151a,151bから給電されてい
る。また、140a,140bは中間電位接続線であ
る。なお、図1において、電動機50以後の駆動機器の
構成は図8と同一であるため図示を省略してある。
【0011】図2は、二相インバータ40aの詳細を示
す図である。41a1,41a2はハーフブリッジ形単相
インバータであり、単相インバータ41a1は給電線5
1a1に、また、単相インバータ41a2は給電線51a
2に各々給電するように構成されている。これらのイン
バータ41a1,41a2の構成は従来の三相インバータ
の一相分と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【0012】42Pa,42Naは、二相インバータ4
0aの入力電圧を1/2に分圧する電源用コンデンサで
あり、その接続点からの中間電位接続線140aは電池
1の中間電位接続線130に接続されると共に、電動機
50の四相巻線の中性線51m(図1及び図3参照),
50m及びに接続される。なお、他方の二相インバータ
40bの構成も上記二相インバータ40aと同一であ
り、各構成要素の符号の“a”を“b”に読み替えれば
良い。
【0013】図3は、電動機50の固定子巻線の詳細を
示す図である。50a1,50a2,50b1,50b2
各相の巻線であり、巻線50a1は二相インバータ40
aの単相インバータ41a1から給電線51a1を介して
給電され、巻線50a2は単相インバータ41a2から給
電線51a2を介して給電される。巻線50b1、巻線5
0b2も同様に、二相インバータ40bの単相インバー
タ41b1,41b2から給電線51b1,51b2を介し
てそれぞれ給電される。
【0014】次に、この実施例の動作を説明する。ま
ず、ハーフブリッジ形単相インバータについて説明す
る。図4は、図2のハーフブリッジ形単相インバータ4
1a1及び図3の巻線50a1の接続図、図5はその動作
説明図である。ここで、巻線50a1の電圧極性は図の
矢印の方向を正とする。
【0015】まず、単相インバータ41a1の半導体ス
イッチ(図ではトランジスタTR1,TR2で示してい
る)TR1をONすると巻線電圧は正となり、その電圧
値は図5に示すようにVB/2(VBは電池電圧)とな
る。半導体スイッチTR1をOFFして半導体スイッチ
TR2をONすると、巻線電圧は負になって−VB/2
となる。このように半導体スイッチTR1,TR2を交
互にON/OFFすることにより、巻線50a1には交
流電圧が加わる。このようなスイッチング動作を他方の
単相インバータ41a2についても行うことにより、イ
ンバータ40aを二相インバータとして動作させること
ができる。また、残りの単相インバータ41b1,41
2についても同様のスイッチング動作により、インバ
ータ40bを二相インバータとして動作させることがで
きる。
【0016】図6は、二相インバータ40a,40b及
び電動機50が健全時の動作説明図であり、電動機50
の巻線50a1,50a2,50b1,50b2に加わる電
圧波形の時間経過を示している。二相インバータ40
a,40b、換言すればすべてのハーフブリッジ形単相
インバータ41a1,41a2,41b1,41b2が健全
であれば、2台の二相インバータ40a,40bにより
四相インバータとして動作させ、電動機50の各巻線5
0a1,50a2,50b1,50b2に順次電圧を供給す
ることにより、電動機50を四相運転する。
【0017】図7は、インバータ故障時の動作説明図で
あり、巻線50a1,50a2に加わる電圧波形の時間経
過を示している。この例は、一方の二相インバータ40
bが故障した場合のものであり、この場合には、適宜な
手段により故障を検出して図1に示した主スイッチ2P
b,2Nbによりインバータ40bの給電回路を開放
し、インバータ40aのみを運転する。すなわち、ハー
フブリッジ形単相インバータ41a1,41a2を駆動し
て健全なインバータ40aのみを二相インバータとして
動作させ、巻線50a1,50a2のみに図示のような電
圧を供給して電動機50を二相運転する。インバータ4
0aが故障した場合には、主スイッチ2Pa,2Naに
よりインバータ40aの給電回路を開放し、同様にして
健全なインバータ40bを二相インバータ動作させる。
【0018】なお、一方の二相インバータのみにより二
相運転する場合、健全時の四相運転よりも電動機出力は
半減し、相数も四相から二相に減少してトルク脈動も増
大するが、電気自動車の走行性能を実用上損なわない程
度の走行を行うことは十分に可能である。また、上記実
施例ではインバータが故障した場合を説明したが、二相
インバータに対応する電動機巻線の短絡や断線等、電動
機内部の故障時にも本発明は対応することができる。
【0019】上述した図5〜図7の動作説明では、便宜
上、各単相インバータの出力電圧波形を非PWM波形に
より示したが、通常はインバータの出力電圧波形はPW
M制御された波形となる。PWM制御の内容については
周知であるため、ここでは説明を省略する。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータや電動機がすべて健全である時には2台のハーフブ
リッジ形単相インバータからなる二相インバータを2台
運転して四相インバータとし、その四相運転により電動
機を駆動すると共に、一方の二相インバータが故障した
ら、その故障システムを切り離して他方の二相インバー
タにより電動機を二相運転するようにしたため、次の効
果がある。
【0021】1)1台の二相インバータが故障しても、
残りの二相インバータによる二相運転で電気自動車を駆
動できるため、電気システムの動作信頼性は大幅に向上
し、実用上非常に大きな効果となる。 2)この場合、電動機出力は1/2となるが、車両の加
減速性能や最高速運転性能が低下するのみであり、通常
走行性能は低下しないので、上記1)項と相まって電気
自動車を普及させる上での効果は大となる。 3)二相インバータを構成する2台のインバータはハー
フブリッジ形であり、システム全体としては従来の三相
インバータに一相分を加えたものであるので、コストパ
フォーマンスが向上し、かつシステムの小形軽量化を図
ることができる。これにより、従来の電気システムやエ
ンジン自動車の駆動システムと比較しても性能上、遜色
ない電気システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の実施例における二相インバータの説明図
である。
【図3】図1の実施例における電動機の固定子巻線の説
明図である。
【図4】ハーフブリッジ形単相インバータ及び固定子巻
線の接続図である。
【図5】図4の動作説明図である。
【図6】健全時の動作を示す巻線電圧の時間経過を示す
図である。
【図7】1台の二相インバータの故障時の動作を示す巻
線電圧の時間経過を示す図である。
【図8】従来の公知の駆動システムの構成図である。
【符号の説明】
1 電池 100 単位電池 110,120 直列電池群 130,140a,140b 中間電位接続線 141a,141b,151a,151b 給電線 2Pa,2Pb,2Na,2Nb 主スイッチ 3P,3N ヒューズ 40a,40b 二相インバータ 41a1,41a2 ハーフブリッジ形単相インバータ 42Pa,42Na 電源用コンデンサ 50 交流電動機 50a1,50a2,50b1,50b2 巻線 51a1,51a2,51b1,51b2 給電線 50m,51m 中性線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元吉 攻 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 善夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池を電源とし、インバータを介して車
    輪駆動用交流電動機を駆動する電気自動車の電気システ
    ムにおいて、 前記インバータを、各2台のハーフブリッジ形単相イン
    バータからなる2台の二相インバータにより構成すると
    共に、前記交流電動機を四相巻線を有する電動機により
    構成し、 前記各ハーフブリッジ形単相インバータの交流出力側給
    電線を前記交流電動機の四相巻線にそれぞれ接続して2
    台の二相インバータにより前記交流電動機を四相運転可
    能にしたことを特徴とする電気自動車の電気システム。
  2. 【請求項2】 2台の二相インバータの何れかまたは双
    方の故障時に、故障したインバータの給電回路を開放す
    る手段を備えた請求項1記載の電気自動車の電気システ
    ム。
  3. 【請求項3】 2台の二相インバータの何れか一方の故
    障時に、故障したインバータの給電回路を開放して他方
    の健全なインバータのみで交流電動機を二相運転する請
    求項2記載の電気自動車の電気システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002369586A (ja) * 2001-06-01 2002-12-20 Ihi Aerospace Co Ltd 多相モータおよびその制御方法
JP2007104789A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd 電力変換システムおよびこれをを有する電動車両
WO2009095094A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichteranordnung mit mehreren unabhängigen antriebseinheiten
JP2013528899A (ja) * 2010-04-16 2013-07-11 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 複数の独立したバッテリセル線を備えたバッテリ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002369586A (ja) * 2001-06-01 2002-12-20 Ihi Aerospace Co Ltd 多相モータおよびその制御方法
JP2007104789A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Nissan Motor Co Ltd 電力変換システムおよびこれをを有する電動車両
WO2009095094A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichteranordnung mit mehreren unabhängigen antriebseinheiten
JP2013528899A (ja) * 2010-04-16 2013-07-11 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 複数の独立したバッテリセル線を備えたバッテリ

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