JPH0638550A - 電動車両のインバータ装置 - Google Patents
電動車両のインバータ装置Info
- Publication number
- JPH0638550A JPH0638550A JP4210907A JP21090792A JPH0638550A JP H0638550 A JPH0638550 A JP H0638550A JP 4210907 A JP4210907 A JP 4210907A JP 21090792 A JP21090792 A JP 21090792A JP H0638550 A JPH0638550 A JP H0638550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerative
- power
- motor
- voltage
- electric vehicle
- 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
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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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 回生動作を中断することなく過大な回生電圧
によるスイッチング素子の破壊を回避できる電動車両の
インバータ装置を提供する。 〔構成〕 回生電圧を検出する手段（４３）と、この回
生電圧が所定の値を越えないようにインバータ装置を構
成する各スイッチング素子（Ｑ2 ，Ｑ4 ，Ｑ6 ）のオン
／オフ時間率を制御するオン／オフ制御手段（１２）と
を備える。
によるスイッチング素子の破壊を回避できる電動車両の
インバータ装置を提供する。 〔構成〕 回生電圧を検出する手段（４３）と、この回
生電圧が所定の値を越えないようにインバータ装置を構
成する各スイッチング素子（Ｑ2 ，Ｑ4 ，Ｑ6 ）のオン
／オフ時間率を制御するオン／オフ制御手段（１２）と
を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のモータの
駆動などに利用される電動車両のインバータ装置に関す
るものである。
駆動などに利用される電動車両のインバータ装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車のモータ駆動などに利用され
るインバータ装置は、バッテリーと交流モータとの間に
配置され、モータ駆動時にはバッテリーから供給される
直流電力を交流電力に変換してモータに供給するように
なっている。この種電気自動車のインバータ装置では、
電気自動車が下り坂を走行中にモータが発生した交流起
電力を昇圧チョッパ方式で直流電力に変換し回生電力と
してバッテリーに戻してやる回生動作の機能も備えてい
る。
るインバータ装置は、バッテリーと交流モータとの間に
配置され、モータ駆動時にはバッテリーから供給される
直流電力を交流電力に変換してモータに供給するように
なっている。この種電気自動車のインバータ装置では、
電気自動車が下り坂を走行中にモータが発生した交流起
電力を昇圧チョッパ方式で直流電力に変換し回生電力と
してバッテリーに戻してやる回生動作の機能も備えてい
る。
【０００３】電気自動車が長くて急な下り坂などを走行
中は、長期間にわたって大きな回生電力が発生するた
め、回生電圧がインバータ装置を構成する各スイッチン
グ素子の耐圧を越える程度に過大になるおそれがある。
中は、長期間にわたって大きな回生電力が発生するた
め、回生電圧がインバータ装置を構成する各スイッチン
グ素子の耐圧を越える程度に過大になるおそれがある。
【０００４】「インバータ保安装置」と題する実公昭６
１ー３５５９４号公報には、上述のような過大な回生電
圧からスイッチング素子を保護するために、バッテリー
とインバータ回路の間に回生電圧検出手段と開閉器とを
設け、検出した回生電圧が所定の閾値を越えた時には上
記開閉器を開いて回生動作を中止させることによりスイ
ッチング素子の破壊を回避する構成が開示されている。
１ー３５５９４号公報には、上述のような過大な回生電
圧からスイッチング素子を保護するために、バッテリー
とインバータ回路の間に回生電圧検出手段と開閉器とを
設け、検出した回生電圧が所定の閾値を越えた時には上
記開閉器を開いて回生動作を中止させることによりスイ
ッチング素子の破壊を回避する構成が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の回生時の保
護機能付きインバータ装置では、回生電圧が所定の閾値
を越えた時にはバッテリーへの回生動作を中止してい
る。このため、バッテリーへの回生効率が低下すると共
に、この回生電力をジュール熱損として消費することに
なるインバータ装置が過熱するなどの問題がある。
護機能付きインバータ装置では、回生電圧が所定の閾値
を越えた時にはバッテリーへの回生動作を中止してい
る。このため、バッテリーへの回生効率が低下すると共
に、この回生電力をジュール熱損として消費することに
なるインバータ装置が過熱するなどの問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のインバータ装置
は、回生動作時の回生電圧を検出する回生電圧検出手段
と、この検出された回生電圧が所定の値を越えないよう
に昇圧チョッパ方式で動作する各スイッチング素子のオ
ン／オフ時間率を制御するオン／オフ制御手段とを備え
ている。
は、回生動作時の回生電圧を検出する回生電圧検出手段
と、この検出された回生電圧が所定の値を越えないよう
に昇圧チョッパ方式で動作する各スイッチング素子のオ
ン／オフ時間率を制御するオン／オフ制御手段とを備え
ている。
【０００７】
【作用】インバータ装置の回生電圧は、昇圧チョッパ方
式で動作中のスイッチング素子のオフ時間に逆比例す
る。従って、実際に発生する回生電圧を回生電圧検出手
段によって検出し、これがスイッチング素子の耐圧より
も安全のためのマージン分低い所定の閾値を越えそうに
なると、スイッチング素子のオフ時間率を増加させて回
生電圧を低下させるというスイッチング素子のオン／オ
フ制御が行われる。この結果、回生動作を停止させるこ
となく、スイッチング素子の破壊が有効に回避される。
式で動作中のスイッチング素子のオフ時間に逆比例す
る。従って、実際に発生する回生電圧を回生電圧検出手
段によって検出し、これがスイッチング素子の耐圧より
も安全のためのマージン分低い所定の閾値を越えそうに
なると、スイッチング素子のオフ時間率を増加させて回
生電圧を低下させるというスイッチング素子のオン／オ
フ制御が行われる。この結果、回生動作を停止させるこ
となく、スイッチング素子の破壊が有効に回避される。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の３相インバータ
装置１０の構成を関連のバッテリー２０やモータ３０と
共に示す回路図である。この３相インバータ装置１０
は、スイッチング素子の一例としてバイポーラ型のスイ
ッチング・トランジスタＱ1〜Ｑ6 がブリッジ状に接続
されたスイッチング回路１１と、このスイッチング回路
１１を構成する各スイッチング・トランジスタＱ1 〜Ｑ
6 の開閉をそれぞれのベース電圧に供給する電圧の昇降
によって制御するオン／オフ制御部１２とから構成され
ている。
装置１０の構成を関連のバッテリー２０やモータ３０と
共に示す回路図である。この３相インバータ装置１０
は、スイッチング素子の一例としてバイポーラ型のスイ
ッチング・トランジスタＱ1〜Ｑ6 がブリッジ状に接続
されたスイッチング回路１１と、このスイッチング回路
１１を構成する各スイッチング・トランジスタＱ1 〜Ｑ
6 の開閉をそれぞれのベース電圧に供給する電圧の昇降
によって制御するオン／オフ制御部１２とから構成され
ている。
【０００９】４１は、モータ３０（３相の固定子巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗで代表して示す）の回転子の回転位置を検出
する３相回転センサであり、これが検出した回転位置は
電気角が１２０°ずつずれた３相の制御信号Ｃｕ，Ｃ
ｖ，Ｃｗとしてインバータ回路２０のオン／オフ制御部
１２に供給される。オン／オフ制御部１２は、上記回転
センサ４１から受けた３相制御信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗ
や、電流計４２と電圧計４３とから受けた直流電流と直
流電圧や、外部から指定されたモータ出力などに基づ
き、スイッチング回路１１を構成する６個のスイッチン
グ・トランジスタＱ1 〜Ｑ6 のオン／オフ制御を行う。
Ｕ，Ｖ，Ｗで代表して示す）の回転子の回転位置を検出
する３相回転センサであり、これが検出した回転位置は
電気角が１２０°ずつずれた３相の制御信号Ｃｕ，Ｃ
ｖ，Ｃｗとしてインバータ回路２０のオン／オフ制御部
１２に供給される。オン／オフ制御部１２は、上記回転
センサ４１から受けた３相制御信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗ
や、電流計４２と電圧計４３とから受けた直流電流と直
流電圧や、外部から指定されたモータ出力などに基づ
き、スイッチング回路１１を構成する６個のスイッチン
グ・トランジスタＱ1 〜Ｑ6 のオン／オフ制御を行う。
【００１０】オン／オフ制御部１２は、モータ３０の駆
動動作時には、６個のスイッチング・トランジスタＱ1
〜Ｑ6 のうちの１対づつを１２０°ずつ異なる電気角で
順次オン状態に移行させてゆきながら３相の固定子巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗに順次電流を流すことにより回転磁界を発生
させ、モータ３０の回転子を回転させる。この際、オン
／オフ制御部１２は、外部から指定されたモータ出力
や、電流計４２と電圧計４３で得られた供給電力などに
基づき、スイッチング・トランジスタＱ1 〜Ｑ6のオン
／オフ時間率の制御を行う。
動動作時には、６個のスイッチング・トランジスタＱ1
〜Ｑ6 のうちの１対づつを１２０°ずつ異なる電気角で
順次オン状態に移行させてゆきながら３相の固定子巻線
Ｕ，Ｖ，Ｗに順次電流を流すことにより回転磁界を発生
させ、モータ３０の回転子を回転させる。この際、オン
／オフ制御部１２は、外部から指定されたモータ出力
や、電流計４２と電圧計４３で得られた供給電力などに
基づき、スイッチング・トランジスタＱ1 〜Ｑ6のオン
／オフ時間率の制御を行う。
【００１１】回生動作時には、モータ３０が３相交流発
電機として動作し、３相巻線には順次交流電圧が誘起さ
れる。この回生動作時には、高圧側のスイッチング・ト
ランジスタＱ1 ，Ｑ3 ，Ｑ5 は常時オフ状態に保持され
ると共に、これらのスイッチング・トランジスタに並列
接続された高圧側のダイオードＤ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5 と、低
圧側のスイッチング・トランジスタＱ2 ，Ｑ4 ，Ｑ6 と
によって昇圧チョッパ方式の回生動作が行われる。
電機として動作し、３相巻線には順次交流電圧が誘起さ
れる。この回生動作時には、高圧側のスイッチング・ト
ランジスタＱ1 ，Ｑ3 ，Ｑ5 は常時オフ状態に保持され
ると共に、これらのスイッチング・トランジスタに並列
接続された高圧側のダイオードＤ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5 と、低
圧側のスイッチング・トランジスタＱ2 ，Ｑ4 ，Ｑ6 と
によって昇圧チョッパ方式の回生動作が行われる。
【００１２】Ｕ相の巻線に最高の交流電圧が誘起されて
いる状態を想定すれば、この状態下での等価回路は図２
に示すようなものとなる。回生動作時にはオフ状態に保
持される高圧側のスイッチング・トランジスタＱ1 ，Ｑ
3 ，Ｑ5 は高インピーダンスの状態にあるため、それぞ
れに並列接続されているダイオードＤ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5の
みを考慮すればよい。またＵ相の巻線の誘起電圧がＶ相
やＷ相の巻線の誘起電圧よりも高くダイオードＤ3 ，Ｄ
5 は逆バイアスされるため、この等価回路からは除外さ
れる。
いる状態を想定すれば、この状態下での等価回路は図２
に示すようなものとなる。回生動作時にはオフ状態に保
持される高圧側のスイッチング・トランジスタＱ1 ，Ｑ
3 ，Ｑ5 は高インピーダンスの状態にあるため、それぞ
れに並列接続されているダイオードＤ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5の
みを考慮すればよい。またＵ相の巻線の誘起電圧がＶ相
やＷ相の巻線の誘起電圧よりも高くダイオードＤ3 ，Ｄ
5 は逆バイアスされるため、この等価回路からは除外さ
れる。
【００１３】また、Ｕ相の巻線に最高の交流電圧が誘起
されている状態下では、図３の波形図に示すように、ス
イッチング・トランジスタＱ4 ，Ｑ6 はいずれも高イン
ピーダンスのオフ状態に保たれるため、それぞれに並列
接続されているダイオードＤ4 ，Ｄ6 のみを考慮すれば
よい。従って、この状態では、図２に示すように、ダイ
オードＤ1 と、スイッチング・トランジスタＱ2 と、３
相巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのインダクタンスと、誘起電圧Ｅｍを
主体とする昇圧チョッパ回路が形成される。
されている状態下では、図３の波形図に示すように、ス
イッチング・トランジスタＱ4 ，Ｑ6 はいずれも高イン
ピーダンスのオフ状態に保たれるため、それぞれに並列
接続されているダイオードＤ4 ，Ｄ6 のみを考慮すれば
よい。従って、この状態では、図２に示すように、ダイ
オードＤ1 と、スイッチング・トランジスタＱ2 と、３
相巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのインダクタンスと、誘起電圧Ｅｍを
主体とする昇圧チョッパ回路が形成される。
【００１４】スイッチング・トランジスタＱ2 は、モー
タ３０の回転子の回転周波数に比べて十分高い周波数で
オン／オフされる。スイッチング・トランジスタＱ2 の
オン時間をｔon、オフ時間をｔoff とし、回生電圧をＶ
ｏとすれば、 Ｖｏ＝〔（ｔon＋ｔoff ）／ｔoff 〕Ｅｍ となる。
タ３０の回転子の回転周波数に比べて十分高い周波数で
オン／オフされる。スイッチング・トランジスタＱ2 の
オン時間をｔon、オフ時間をｔoff とし、回生電圧をＶ
ｏとすれば、 Ｖｏ＝〔（ｔon＋ｔoff ）／ｔoff 〕Ｅｍ となる。
【００１５】オン／オフ制御部１２は、電圧計４３で検
出される回生電圧Ｖｏが所定の閾値に接近しつつある時
はスイッチング・トランジスタＱ2 のオフ時間ｔoff を
増加方向に制御することにより回生電圧Ｖｏが閾値をこ
えないように制御する。この所定の閾値は、スイッチン
グ・トランジスタＱ2 のエミッタ・コレクタ間の耐圧か
ら安全のための適宜なマージンを減じた値に設定され
る。図３に示すように、スイッチング・トランジスタＱ
4 とＱ4 による昇圧チョッパ動作においても同様であ
る。
出される回生電圧Ｖｏが所定の閾値に接近しつつある時
はスイッチング・トランジスタＱ2 のオフ時間ｔoff を
増加方向に制御することにより回生電圧Ｖｏが閾値をこ
えないように制御する。この所定の閾値は、スイッチン
グ・トランジスタＱ2 のエミッタ・コレクタ間の耐圧か
ら安全のための適宜なマージンを減じた値に設定され
る。図３に示すように、スイッチング・トランジスタＱ
4 とＱ4 による昇圧チョッパ動作においても同様であ
る。
【００１６】以上、インバータを構成するスイッチング
素子としてバイポーラトランジスタを使用する場合を例
示した。しかしながら、ＭＯＳＦＥＴなど他の適宜なス
イッチング素子を用いる場合にも、本発明を適用でき
る。
素子としてバイポーラトランジスタを使用する場合を例
示した。しかしながら、ＭＯＳＦＥＴなど他の適宜なス
イッチング素子を用いる場合にも、本発明を適用でき
る。
【００１７】また、３相交流モータを駆動する場合につ
いて本発明のインバータ回路を例示したが、６相交流モ
ータなど他の適宜なモータを使用する場合にも本発明を
適用できる。
いて本発明のインバータ回路を例示したが、６相交流モ
ータなど他の適宜なモータを使用する場合にも本発明を
適用できる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のイ
ンバータ回路は、回生電圧を検出し、これが所定の値を
越えないように各スイッチング素子のオン／オフ時間率
を制御する構成であるから、回生動作を停止させること
なく、スイッチング素子の破壊が有効に回避することが
できるという効果が奏される。
ンバータ回路は、回生電圧を検出し、これが所定の値を
越えないように各スイッチング素子のオン／オフ時間率
を制御する構成であるから、回生動作を停止させること
なく、スイッチング素子の破壊が有効に回避することが
できるという効果が奏される。
【００１９】この結果、バッテリーへの回生効率が向上
すると共に、スイッチング素子の発熱に伴う温度上昇が
有効に回避される。
すると共に、スイッチング素子の発熱に伴う温度上昇が
有効に回避される。
【図１】本発明の一実施例に係わる電動車両のインバー
タ装置の構成を関連のバッテリーやモータと共に示す回
路図である。
タ装置の構成を関連のバッテリーやモータと共に示す回
路図である。
【図２】図１の電動車両のインバータ装置による回生時
の動作を説明するための等価回路図である。
の動作を説明するための等価回路図である。
【図３】図１の電動車両のインバータ装置による回生時
の動作を説明するための波形図である。
の動作を説明するための波形図である。
１０ インバータ装置 １１ スイッチング回路 １２ オン／オフ制御回路 ２０ バッテリー ３０ ３相モータ ４１ 回転センサ ４３ 回生電圧を検出する電圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 智之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】バッテリーとモータとの間に配置され、モ
ータ駆動時にはバッテリーから供給される直流電力を交
流電力に変換してモータに供給し、回生動作時にはモー
タで発生した交流電力を昇圧チョッパ方式で直流電力に
変換することにより回生電力としてバッテリーに供給す
る電動車両のインバータ装置であって、 前記回生動作時の回生電圧を検出する回生電圧検出手段
と、 前記検出された回生電圧が所定の値を越えないように前
記インバータを構成する各スイッチング素子のオン／オ
フ時間率を制御するオン／オフ制御手段とを備えたこと
を特徴とする電動車両のインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210907A JPH0638550A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 電動車両のインバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210907A JPH0638550A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 電動車両のインバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638550A true JPH0638550A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16597048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210907A Pending JPH0638550A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 電動車両のインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638550A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796224A (en) * | 1995-04-28 | 1998-08-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for electric vehicle |
| WO2019163080A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 田中 正一 | 電圧切替式直流電源 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4210907A patent/JPH0638550A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796224A (en) * | 1995-04-28 | 1998-08-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for electric vehicle |
| WO2019163080A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 田中 正一 | 電圧切替式直流電源 |
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