JP2016144366A - Electric vehicle - Google Patents

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JP2016144366A
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正男 高岡
Masao Takaoka
正男 高岡
勇太 鈴木
Yuta Suzuki
勇太 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable retreat travel by sufficient power even when a power generation device fails in either one of driving systems in an electric vehicle including at least two independent driving systems each of which includes the power generation device, a secondary battery, and a motor.SOLUTION: When brake force is required for a vehicle when one power generation device (fuel battery) of two driving systems fails, a target SOC of a battery of a failure side driving system (failure side battery) is set to be higher than that during a normal time, and regeneration control of each motor in the two driving systems is performed so that a power storage ratio SOC of the failure side battery approximates the target SOC. As a result, amount of charge of the failure side battery can be increased. Accordingly, when driving force is required for the vehicle, sufficient power can be output from the failure side driving system using power of the failure side battery in addition to power from a normal side driving system.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、発電装置と、該発電装置により発電される電力により充電可能な二次電池と、該二次電池からの電力または前記発電装置により発電される電力を用いて走行に必要な動力を出力可能な電動機とを備える駆動システムが少なくとも2つ独立して設けられた電動車両に関する。   The present invention provides a power generation device, a secondary battery that can be charged by power generated by the power generation device, and power required for traveling using power from the secondary battery or power generated by the power generation device. The present invention relates to an electric vehicle in which at least two drive systems including an electric motor capable of output are provided independently.

従来、この種の電動車両としては、燃料電池と、燃料電池で発電した電力を充電可能なバッテリと、走行用の動力を出力可能な交流モータとからなる駆動システムを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電動車両では、車両の駆動が要求されたときには、燃料電池で発電した電力またはバッテリからの電力を用いて交流モータを駆動制御し、車両の制動が要求されたときには、回生電力によりバッテリを充電するよう交流モータを回生制御する。   Conventionally, as this type of electric vehicle, a vehicle having a drive system including a fuel cell, a battery that can be charged with electric power generated by the fuel cell, and an AC motor that can output driving power has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). In this electric vehicle, when the driving of the vehicle is requested, the AC motor is driven and controlled using the power generated by the fuel cell or the power from the battery, and when the vehicle is requested to be braked, the battery is charged by the regenerative power. The AC motor is regeneratively controlled.

特開2011−15580号公報JP 2011-15580 A

ところで、バスやトラック等の大型車両では、走行に要求される駆動力が大きいため、駆動システムを大型化したり、複数の駆動システムを搭載したりする場合がある。前者の場合、駆動システムの燃料電池に故障が生じると、燃料電池で発電ができなくなるため、バッテリの残容量の範囲内でしか待避走行を行うことができない。一方、後者の場合、複数の駆動システムの一つに燃料電池の故障が生じても、正常な駆動システムを用いて待避走行を行うことが可能である。しかしながら、この場合でも、燃料電池に故障が生じている駆動システムのバッテリの残容量が低下すると、正常な駆動システムだけからしか動力を出力できなくなり、十分な動力により待機走行を行うことができない場合がある。   By the way, in a large vehicle such as a bus or a truck, the driving force required for traveling is large, so that the driving system may be enlarged or a plurality of driving systems may be mounted. In the former case, if a failure occurs in the fuel cell of the drive system, the fuel cell cannot generate power, and therefore, the vehicle can only be evacuated within the remaining battery capacity. On the other hand, in the latter case, even when a fuel cell failure occurs in one of the plurality of drive systems, it is possible to perform a retreat travel using a normal drive system. However, even in this case, when the remaining capacity of the battery of the drive system in which the fuel cell has failed is reduced, power can be output only from the normal drive system, and standby running with sufficient power cannot be performed. There is.

本発明の自動車は、発電装置と二次電池とモータとを備える駆動システムが少なくとも2つ独立して設けられたものにおいて、駆動システムの何れかに発電装置の故障が生じた場合でも、十分な動力により待避走行できるようにすることを主目的とする。   The automobile of the present invention has at least two drive systems independently provided with a power generation device, a secondary battery, and a motor, and is sufficient even when a failure of the power generation device occurs in any of the drive systems. The main purpose is to make it possible to run away by power.

本発明の電動車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The electric vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の電動車両は、
発電装置と、該発電装置により発電される電力により充電可能な二次電池と、該二次電池からの電力または前記発電装置により発電される電力を用いて走行に必要な動力を出力する発電可能な電動機とを備える駆動システムが少なくとも2つ独立して設けられた電動車両であって、
前記少なくとも2つの駆動システムのいずれかに前記発電装置の故障が生じている場合、車両の制動が要求されたときには、発電装置に故障が生じている駆動システムの二次電池の蓄電割合が正常時よりも高い目標蓄電割合に近づくように、前記少なくとも2つの駆動システムの各電動機を回生制御する
ことを要旨とする。
The electric vehicle of the present invention is
A power generation device, a rechargeable battery that can be charged with power generated by the power generation device, and power generation that outputs power necessary for traveling using the power from the secondary battery or the power generated by the power generation device An electric vehicle provided with at least two drive systems independently equipped with an electric motor,
When the power generation device has failed in one of the at least two drive systems, and when braking of the vehicle is requested, when the storage ratio of the secondary battery of the drive system in which the power generation device has failed is normal The gist is to perform regenerative control of each electric motor of the at least two drive systems so as to approach a higher target power storage ratio.

この本発明の電動車両では、発電装置と、発電装置により発電される電力により充電可能な二次電池と、二次電池からの電力または発電装置により発電される電力を用いて走行に必要な動力を出力する発電可能な電動機とを備える駆動システムを少なくとも2つ独立して設ける。また、少なくとも2つの駆動システムのいずれかに発電装置の故障が生じている場合、車両の制動が要求されたときには、発電装置に故障が生じている駆動システム(故障側駆動システム)の二次電池の蓄電割合が正常時よりも高い目標蓄電割合に近づくように、少なくとも2つの駆動システムの各電動機を回生制御する。このように、少なくとも2つの駆動システムのいずれかに発電装置の故障が生じている場合、回生制動時に故障側駆動システムの二次電池を優先して充電させる。これにより、故障側駆動システムの二次電池の蓄電割合が低下して動力が出力できなくなるのを抑制することができるため、駆動システムの何れかに発電装置の故障が生じた場合でも、発電装置に故障が生じていない駆動システム(正常側駆動システム)からの動力に加えて、故障側駆動システムからも十分な動力を出力して、待避走行を行うことができる。この結果、待避走行時の性能をより向上させることができる。なお、回生制動時に故障側駆動システムの二次電池の充電を優先させると、正常側駆動システムの二次電池の充電量は少なくなるが、正常側駆動システムでは発電装置で発電した電力により二次電池を充電することが可能である。ここで、「蓄電割合」は、二次電池から放電可能な容量の全容量に対する割合を意味する。「発電装置」は、燃料電池を例示できる。また、少なくとも2つの駆動システムの各電動機は、同じ駆動輪に動力を出力するものとしてもよいし、それぞれ異なる駆動輪に動力を出力するものとしてもよい。   In the electric vehicle according to the present invention, the power generation device, the secondary battery that can be charged by the power generated by the power generation device, and the power required for traveling using the power from the secondary battery or the power generated by the power generation device. And at least two drive systems each including a motor capable of generating electric power. In addition, when the power generation device has failed in any one of at least two drive systems, and when braking of the vehicle is requested, the secondary battery of the drive system (failure side drive system) in which the power generation device has failed Each of the electric motors of the at least two drive systems is regeneratively controlled so that the power storage ratio approaches a target power storage ratio that is higher than normal. As described above, when the power generation device has failed in any one of the at least two drive systems, the secondary battery of the failure side drive system is preferentially charged during regenerative braking. As a result, it is possible to prevent the power storage ratio of the secondary battery of the failure-side drive system from being reduced and power cannot be output, so that even if a failure of the power generation device occurs in any of the drive systems, the power generation device In addition to the power from the drive system in which no failure has occurred (normal side drive system), sufficient power can be output from the failure side drive system to perform the retreat travel. As a result, it is possible to further improve the performance during the retreat traveling. If priority is given to the charging of the secondary battery of the failure side drive system during regenerative braking, the amount of charge of the secondary battery of the normal side drive system will decrease, but in the normal side drive system, the secondary power is generated by the power generated by the power generator. It is possible to charge the battery. Here, the “storage ratio” means the ratio of the capacity that can be discharged from the secondary battery to the total capacity. The “power generation device” can be exemplified by a fuel cell. In addition, each electric motor of at least two drive systems may output power to the same drive wheel, or may output power to different drive wheels.

本発明の一実施例としての電動車両20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 20 as one Example of this invention. メインECU70により実行されるFCフェール時回生制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of an FC failure regenerative control routine executed by a main ECU 70. 正常時のバッテリの目標SOCとフェール時のバッテリの目標SOCの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of target SOC of the battery at the time of normal, and target SOC of the battery at the time of failure. 配分比率設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for a distribution ratio setting. 変形例の電動車両20Bの構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 20B of a modification.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である電動車両20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電動車両20は、図示するように、第1駆動系30と、第2駆動系40と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット(以下、メインECUという)60とを備える。   Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an electric vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The electric vehicle 20 of the embodiment includes a first drive system 30, a second drive system 40, and a main electronic control unit (hereinafter referred to as a main ECU) 60 that controls the entire vehicle, as shown in the figure.

第1駆動系30および第2駆動系40は、それぞれ独立したシステムとして構成されており、駆動輪26a,26bにデファレンシャルギヤ24を介して連結された駆動軸22に動力を出力するモータ32,42と、モータ32,42に電力を供給可能なバッテリ34,44と、DC/DCコンバータ35,45を介してモータ32,42とバッテリ34,44とに電力を供給可能な燃料電池36,46と、を備える。   The first drive system 30 and the second drive system 40 are configured as independent systems, and motors 32 and 42 that output power to the drive shaft 22 connected to the drive wheels 26a and 26b via the differential gear 24. And batteries 34 and 44 capable of supplying electric power to the motors 32 and 42, and fuel cells 36 and 46 capable of supplying electric power to the motors 32 and 42 and the batteries 34 and 44 via the DC / DC converters 35 and 45, respectively. .

モータ32,42は、電動機として駆動可能であると共に発電機としても駆動可能な周知の同期発電電動機として構成されている。モータ32,42は、メインECU60によってインバータ31,41のスイッチング素子がスイッチング制御されることで、バッテリ34,44からの直流電力が三相交流電力に変換されて供給されることにより駆動する。   The motors 32 and 42 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as electric motors and can also be driven as generators. The motors 32 and 42 are driven by switching the switching elements of the inverters 31 and 41 by the main ECU 60 so that the DC power from the batteries 34 and 44 is converted into three-phase AC power and supplied.

バッテリ34,44は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ31,41を介してモータ32,42と電力をやりとりする。バッテリ34,44は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)50により管理されている。バッテリECU50には、バッテリ34,44を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ34,44の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ34,44の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ34,44に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ34,44の状態に関するデータを通信によりメインECU60に出力する。なお、バッテリECU50では、バッテリ34,44を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてそのときのバッテリ34,44から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCも演算している。   The batteries 34 and 44 are configured as, for example, lithium ion secondary batteries, and exchange power with the motors 32 and 42 via the inverters 31 and 41. The batteries 34 and 44 are managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 50. The battery ECU 50 is connected to a signal necessary for managing the batteries 34, 44, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the batteries 34, 44, and an output terminal of the batteries 34, 44. The charging / discharging current from the current sensor (not shown) attached to the power line, the battery temperature from the temperature sensor (not shown) attached to the batteries 34 and 44, and the like are input. Data on the state is output to the main ECU 60 by communication. In battery ECU 50, in order to manage batteries 34, 44, the ratio of the capacity of the electric power that can be discharged from batteries 34, 44 at that time based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor to the total capacity. Is also calculated.

燃料電池36,46は、例えば固体高分子型燃料電池として構成されており、燃料電池用電子制御ユニット(以下、FCECUという)52によりその運転、例えば水素含有ガスや酸素含有ガスの供給量や冷却水の供給量などが制御されている。FCECU52は、メインECU60と通信可能に接続されており、必要に応じて燃料電池36,46の状態に関するデータをメインECU60に出力する。   The fuel cells 36 and 46 are configured as, for example, solid polymer fuel cells, and are operated by a fuel cell electronic control unit (hereinafter referred to as FCECU) 52, for example, supply amount or cooling of hydrogen-containing gas or oxygen-containing gas. The amount of water supplied is controlled. The FC ECU 52 is communicably connected to the main ECU 60 and outputs data relating to the state of the fuel cells 36 and 46 to the main ECU 60 as necessary.

メインECU60は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、図示しないが、CPUの他にROM,RAM,入出力ポート,通信ポートを備える。メインECU60には、モータ32,42を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ32,42の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ32,42に印加される相電流,シフトレバー61の操作位置を検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSP,アクセルペダル63の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル65の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ68からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。メインECU60からは、インバータ31,41へのスイッチング制御信号やDC/DCコンバータ35,45へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、メインECU60は、前述したように、バッテリECU50やFCECU52と通信ポートを介して接続されており、バッテリECU50やFCECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The main ECU 60 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU, although not shown. The main ECU 60 detects signals necessary for driving and controlling the motors 32 and 42, for example, a signal from a rotational position detection sensor (not shown) that detects the rotational position of the rotor of the motors 32 and 42, and a current sensor (not shown). The phase current applied to the motors 32 and 42, the shift position SP from the shift position sensor 62 that detects the operation position of the shift lever 61, and the accelerator opening from the accelerator pedal position sensor 64 that detects the depression amount of the accelerator pedal 63 Acc, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 66 for detecting the depression amount of the brake pedal 65, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 68, and the like are input via the input port. From the main ECU 60, switching control signals to the inverters 31 and 41, switching control signals to the DC / DC converters 35 and 45, and the like are output via an output port. Further, as described above, the main ECU 60 is connected to the battery ECU 50 and the FC ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the battery ECU 50 and the FC ECU 52.

次に、こうして構成された実施例の電動車両20の動作について説明する。実施例の電動車両20では、車両の駆動力が要求される場合には、メインECU60は、アクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Accと車速センサ68からの車速Vとに基づいて走行に要求される走行要求トルクTd*を設定する。続いて、走行要求トルクTd*が所定の配分比で両モータ32,42から出力されるようモータ32,42毎の目標トルクTm1*,Tm2*を設定する。ここで、走行要求トルクTd*のモータ32,42への分配に用いる配分比は、例えば、車両の走行状態や運転者の操作に基づいて定めることができる。なお、この配分比は、走行要求トルクTd*が出力されれば、如何なる比率としてもよい。次に、目標トルクTm1*に車速Vに基づいて演算されるモータ32の回転数を乗じて第1駆動系30に要求される走行要求パワーPd1*を設定すると共に、目標トルクTm2*に車速Vに基づいて演算されるモータ42の回転数を乗じて第2駆動系40に要求される走行要求パワーPd2*を設定する。また、第1駆動系30のバッテリ34の蓄電割合SOCに基づいてバッテリ34が要求する充電要求パワーPb1*を設定すると共に、第2駆動系40のバッテリ44の蓄電割合SOCに基づいてバッテリ44が要求する充電要求パワーPb2*を設定する。ここで、充電要求パワーPb1*,Pb2*は、例えば、バッテリ34,44の蓄電割合SOCが目標SOC(SOC中心)よりも低い場合には低いほど大きな正のパワーを設定し、所定の目標SOCよりも高い場合には高いほど小さな負のパワーを設定する。ここで、目標SOC(SOC中心)は、例えば、60%とすることができる。なお、充電要求パワーPb1*,Pb2*は、正のパワーであればバッテリ34,44を充電させるパワーとなり、負のパワーであればバッテリ34,44を放電させるパワーとなる。そして、走行要求パワーPd1*と充電要求パワーPb1*との和に基づいて第1駆動系30の燃料電池36の目標出力Pf1*を設定すると共に、走行要求パワーPd2*と充電要求パワーPb2*との和に基づいて第2駆動系40の燃料電池46の目標出力Pf2*を設定する。こうしてモータ32,42の目標トルクTm1*,Tm2*と燃料電池36,46の目標出力Pf1*,Pf2*とを設定すると、目標出力Pf1*,Pf2*に見合う電力が出力されるよう燃料電池36,46を運転制御すると共に、設定した目標トルクTm1*,Tm2*に見合うトルクがモータ32,42から出力されるようインバータ31,41を駆動制御する。これにより、充放電要求パワーPb1*,Pb2によりバッテリ34,44を充放電しながら、モータ32,42からそれぞれ目標トルクTm1*,Tm2*に見合うトルクを出力して走行することができる。   Next, the operation of the electric vehicle 20 of the embodiment configured as described above will be described. In the electric vehicle 20 according to the embodiment, when the driving force of the vehicle is required, the main ECU 60 requests travel based on the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 64 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 68. The required travel torque Td * is set. Subsequently, target torques Tm1 * and Tm2 * for each of the motors 32 and 42 are set so that the travel request torque Td * is output from both the motors 32 and 42 at a predetermined distribution ratio. Here, the distribution ratio used for distributing the travel request torque Td * to the motors 32 and 42 can be determined based on, for example, the travel state of the vehicle and the operation of the driver. The distribution ratio may be any ratio as long as the travel request torque Td * is output. Next, the required torque Pm1 * required for the first drive system 30 is set by multiplying the target torque Tm1 * by the number of revolutions of the motor 32 calculated based on the vehicle speed V, and the vehicle speed Vm is set to the target torque Tm2 *. The travel required power Pd2 * required for the second drive system 40 is set by multiplying the rotation number of the motor 42 calculated based on the above. Further, the charging request power Pb1 * required by the battery 34 is set based on the storage ratio SOC of the battery 34 of the first drive system 30 and the battery 44 is set based on the storage ratio SOC of the battery 44 of the second drive system 40. The required charging power Pb2 * is set. Here, the charging request powers Pb1 * and Pb2 * are set such that, for example, when the storage ratio SOC of the batteries 34 and 44 is lower than the target SOC (SOC center), the positive power is set to be higher and the predetermined target SOC is set. If it is higher, a higher negative power is set. Here, the target SOC (SOC center) can be set to 60%, for example. The charging request powers Pb1 * and Pb2 * are powers for charging the batteries 34 and 44 if the powers are positive, and powers for discharging the batteries 34 and 44 if the powers are negative. The target output Pf1 * of the fuel cell 36 of the first drive system 30 is set based on the sum of the travel request power Pd1 * and the charge request power Pb1 *, and the travel request power Pd2 * and the charge request power Pb2 * Is set to the target output Pf2 * of the fuel cell 46 of the second drive system 40. Thus, when the target torques Tm1 * and Tm2 * of the motors 32 and 42 and the target outputs Pf1 * and Pf2 * of the fuel cells 36 and 46 are set, the fuel cell 36 outputs power corresponding to the target outputs Pf1 * and Pf2 *. 46 and the inverters 31 and 41 are controlled so that torques corresponding to the set target torques Tm1 * and Tm2 * are output from the motors 32 and 42, respectively. Thus, while charging and discharging the batteries 34 and 44 with the charge / discharge required powers Pb1 * and Pb2, the motors 32 and 42 can travel by outputting torques corresponding to the target torques Tm1 * and Tm2 *, respectively.

また、実施例の電動車両20では、車両に制動力が要求される場合には、ブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキペダルポジションと車速Vとに基づいて両モータ32,42全体で回生すべき回生要求トルクTd*を設定する。続いて、回生要求トルクTd*が所定の配分比でモータ32,42から出力されるようにモータ32,42毎の目標トルクTm1*,Tm2*(回生トルク)を設定する。ここで、回生時の配分比は、例えば、50:50の均等配分としたり、両バッテリ34,44の蓄電割合SOCが同レベルに近づくように蓄電割合SOCが少ない方を多い方よりも高い比率としたりすることができる。そして、設定した目標トルクTm1*,Tm2*に見合う回生トルクがモータ32,42が出力されるようインバータ31,41を駆動制御する。これにより、両モータ32,42の回生制動によって車両に制動力を出力すると共に、回生制動によってモータ32,42で発電した電力によりバッテリ34,44を充電することができる。   In the electric vehicle 20 according to the embodiment, when the vehicle is required to have a braking force, the entire motor 32, 42 is to be regenerated based on the brake pedal position and the vehicle speed V from the brake pedal position sensor 66. The required torque Td * is set. Subsequently, target torques Tm1 * and Tm2 * (regenerative torque) for each of the motors 32 and 42 are set so that the regenerative request torque Td * is output from the motors 32 and 42 at a predetermined distribution ratio. Here, the distribution ratio at the time of regeneration is, for example, an even distribution of 50:50, or a higher ratio than a larger one with a smaller storage ratio SOC so that the storage ratio SOC of both batteries 34 and 44 approaches the same level. It can be done. Then, the inverters 31 and 41 are driven and controlled so that the motors 32 and 42 output the regenerative torque corresponding to the set target torques Tm1 * and Tm2 *. Thereby, the braking force is output to the vehicle by the regenerative braking of the motors 32 and 42, and the batteries 34 and 44 can be charged by the electric power generated by the motors 32 and 42 by the regenerative braking.

次に、実施例の電動車両20における燃料電池36,46の一方に故障(フェール)が生じたときの動作について説明する。なお、燃料電池36,46の故障判定は、例えば、FCECU52により燃料電池36,46を構成するセル間の電圧低下などの燃料電池36,46の状態を監視することにより行うことができる。   Next, an operation when a failure (fail) occurs in one of the fuel cells 36 and 46 in the electric vehicle 20 of the embodiment will be described. The failure determination of the fuel cells 36 and 46 can be performed, for example, by monitoring the state of the fuel cells 36 and 46 such as a voltage drop between cells constituting the fuel cells 36 and 46 by the FC ECU 52.

2つの駆動系30,40の一方に燃料電池のフェールが生じている場合、車両に駆動力が要求されているときには、フェール側駆動系のバッテリ(フェール側バッテリ)の電力と、正常側駆動系の燃料電池(正常側燃料電池)またはバッテリ(正常側バッテリ)の電力とを用いて、走行要求トルクTd*により走行するようモータ32,42と正常側燃料電池とを制御する。この場合、走行要求トルクTd*のモータ32,42への分配に用いる配分比は、フェール側バッテリの蓄電割合SOCに基づいて、例えば、フェール側バッテリの蓄電割合SOCが少ないほど、フェール側モータの比率が小さくなるように定めることができる。ここで、フェール側駆動系は、そのモータ(フェール側モータ)の駆動に必要な電力の全てをバッテリ(フェール側バッテリ)からの放電で賄わなければならない。このため、フェール側バッテリの蓄電割合SOCが正常側バッテリの蓄電割合SOCよりも低下しやすく、フェール側バッテリの蓄電割合SOCの低下によってフェール側モータから十分な動力を出力できない場合がある。   When the fuel cell fails in one of the two drive systems 30 and 40, when the vehicle is required to have a driving force, the power of the battery of the fail side drive system (fail side battery) and the normal side drive system The motors 32 and 42 and the normal fuel cell are controlled so as to travel with the travel request torque Td * using the power of the fuel cell (normal fuel cell) or the battery (normal battery). In this case, the distribution ratio used to distribute the travel request torque Td * to the motors 32 and 42 is based on the storage ratio SOC of the fail-side battery, for example, the smaller the storage ratio SOC of the fail-side battery, The ratio can be determined to be small. Here, the fail side drive system must cover all of the electric power required for driving the motor (fail side motor) by discharging from the battery (fail side battery). For this reason, the storage rate SOC of the fail-side battery tends to be lower than the storage rate SOC of the normal-side battery, and sufficient power may not be output from the fail-side motor due to a decrease in the storage rate SOC of the fail-side battery.

また、燃料電池36,46の一方に故障(フェール)が生じている場合、車両に制動力が要求されているときには、図2に例示するFCフェール時回生制御ルーチンが実行される。   Further, when one of the fuel cells 36 and 46 has failed (failed), and the braking force is required for the vehicle, the FC fail time regeneration control routine illustrated in FIG. 2 is executed.

FCフェール時回生制御ルーチンが実行されると、メインECU60のCPU52は、まず、ブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて回生要求トルクTd*を設定する(ステップS100)。続いて、フェール側バッテリの目標SOC(SOC中心)を正常時よりも高いフェール用の値に設定する(ステップS110)。図3は、正常時のバッテリの目標SOCとフェール時のバッテリの目標SOCの一例を示す説明図である。目標SOCは、本実施例では、図3に示すように、燃料電池が正常なときには第1の値(例えば60%)とされ、燃料電池がフェールすると、第1の値よりも高い第2の値(例えば80%)とされる。そして、設定した目標SOCとフェール側バッテリの蓄電割合SOCとに基づいて、回生要求トルクTd*のフェール側モータへの配分比率αを設定する(ステップS120)。ステップS120の処理は、フェール側バッテリの蓄電割合SOCと配分比率αとの関係を予め求めて配分比設定用マップとしてROMに記憶しておき、フェール側バッテリの蓄電割合SOCが与えられると、対応する配分比率αを配分比設定用マップから導出することにより行なう。配分比率設定用マップの一例を図4に示す。図4の配分比率設定用マップは、目標SOCをフェール用の値(80%)とした場合に最適化されている。配分比率αは、図4に示すように、フェール側バッテリの蓄電割合SOCが目標SOCに近づくように、蓄電割合SOCが小さくなるにつれて徐々(リニア)に大きくなるように設定される。   When the FC failure regenerative control routine is executed, the CPU 52 of the main ECU 60 first sets the regenerative request torque Td * based on the brake pedal position BP and the vehicle speed V (step S100). Subsequently, the target SOC (SOC center) of the fail-side battery is set to a fail value that is higher than normal (step S110). FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the target SOC of the battery at the normal time and the target SOC of the battery at the time of failure. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the target SOC is set to a first value (for example, 60%) when the fuel cell is normal, and when the fuel cell fails, the target SOC is set to a second value higher than the first value. Value (for example, 80%). Then, based on the set target SOC and the storage rate SOC of the fail side battery, a distribution ratio α of the regeneration required torque Td * to the fail side motor is set (step S120). The processing in step S120 is performed when the relationship between the storage ratio SOC of the fail-side battery and the distribution ratio α is obtained in advance and stored in the ROM as a distribution ratio setting map, and given the storage ratio SOC of the fail-side battery. The distribution ratio α to be calculated is derived from the distribution ratio setting map. An example of the distribution ratio setting map is shown in FIG. The distribution ratio setting map of FIG. 4 is optimized when the target SOC is set to a value for failure (80%). As shown in FIG. 4, the distribution ratio α is set to gradually (linearly) increase as the storage ratio SOC decreases so that the storage ratio SOC of the fail-side battery approaches the target SOC.

配分比率αを設定すると、回生要求トルクTd*に設定した配分比率αを乗じることによりフェール側モータの目標トルクTma*を設定する(ステップS130)。また、回生要求トルクTd*からフェール側モータの目標トルクTma*を減じることにより正常側モータの目標トルクTmb*を設定する(ステップS140)。目標トルクTma*,Tmb*を設定すると、設定した目標トルクTma*,Tmb*に見合う回生トルクがモータ32,42から出力されるようインバータ31,41を駆動制御して(ステップS150)、FCフェール時回生制御ルーチンを終了する。   When the distribution ratio α is set, the target torque Tma * of the fail side motor is set by multiplying the regenerative request torque Td * by the set distribution ratio α (step S130). Further, the target torque Tmb * of the normal side motor is set by subtracting the target torque Tma * of the fail side motor from the regeneration required torque Td * (step S140). When the target torques Tma * and Tmb * are set, the inverters 31 and 41 are driven and controlled so that the regenerative torque corresponding to the set target torques Tma * and Tmb * is output from the motors 32 and 42 (step S150). End the hour regeneration control routine.

以上説明した実施例の電動車両20によれば、第1駆動系30と第2駆動系40とのうち一方の燃料電池がフェールした場合、車両に制動力が要求されたときに、フェール側駆動系のバッテリ(フェール側バッテリ)の目標SOCを正常時よりも高く設定し、フェール側バッテリの蓄電割合SOCが設定した目標SOCに近づくようにモータ32,42を回生制御する。これにより、フェール側バッテリの充電量を多くすることができるため、次に、車両に駆動力が要求されたときに、正常側駆動系からの動力に加えて、フェール側バッテリの電力を用いてフェール側駆動系から十分な動力を出力することができる。この結果、待避走行時の性能をより向上させることができる。ここで、車両の回生制動を行う際に、フェール側バッテリの充電量を多くすると、正常側バッテリの充電量は少なくなるが、正常側燃料電池の電力を用いて正常側バッテリを充電することにより、正常側バッテリの蓄電割合SOCを目標SOCに近づけることができる。   According to the electric vehicle 20 of the above-described embodiment, when one of the first drive system 30 and the second drive system 40 fails, when the braking force is required for the vehicle, the fail-side drive is performed. The target SOC of the system battery (fail side battery) is set higher than normal, and the motors 32 and 42 are regeneratively controlled so that the storage rate SOC of the fail side battery approaches the set target SOC. As a result, the amount of charge of the fail-side battery can be increased. Next, when the driving force is required for the vehicle, the power of the fail-side battery is used in addition to the power from the normal driving system. Sufficient power can be output from the fail side drive system. As a result, it is possible to further improve the performance during the retreat traveling. Here, when the regenerative braking of the vehicle is performed, if the charge amount of the fail side battery is increased, the charge amount of the normal side battery is reduced, but by charging the normal side battery using the power of the normal side fuel cell, Thus, the storage rate SOC of the normal battery can be brought close to the target SOC.

実施例の電動車両20では、図4に示すように、フェール側モータのトルク配分比率αを、蓄電割合SOCの変化に対してリニアに変化するよう設定するものとしたが、これに限定されるものではなく、蓄電割合SOCの変化に対して配分比率αを階段状に変化させてもよいし、蓄電割合SOCが所定割合以上の場合と所定割合未満の場合とで異なる配分比率αを設定するようにしてもよい(2値制御)。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, as shown in FIG. 4, the torque distribution ratio α of the fail-side motor is set to change linearly with respect to the change in the power storage ratio SOC. Instead, the distribution ratio α may be changed stepwise with respect to the change in the power storage ratio SOC, or a different distribution ratio α is set depending on whether the power storage ratio SOC is greater than or equal to a predetermined ratio. You may make it (binary control).

実施例の電動車両20では、2つの駆動系30,40から同一の駆動輪に動力を出力するよう構成するものとしたが、それぞれ異なる駆動輪に動力を出力するよう構成するものとしてもよい。例えば、図5に例示する変形例の電動車両20Bに示すように、第1駆動系30Bのモータ32の回転軸を駆動輪(例えば前輪)26a,26bに連結された駆動軸22に接続し、第2駆動系40Bのモータ42の回転軸を駆動輪(例えば後輪)126a,126bに連結された駆動軸122に接続するよう構成するものとしてもよい。また、実施例の電動車両20では、2つの駆動系30,40を備える構成としたが、3つ以上の駆動系を備える構成としてもよい。   In the electric vehicle 20 according to the embodiment, power is output from the two drive systems 30 and 40 to the same drive wheel. However, power may be output to different drive wheels. For example, as shown in the electric vehicle 20B of the modified example illustrated in FIG. 5, the rotation shaft of the motor 32 of the first drive system 30B is connected to the drive shaft 22 connected to the drive wheels (for example, front wheels) 26a and 26b, The rotation shaft of the motor 42 of the second drive system 40B may be configured to be connected to the drive shaft 122 connected to the drive wheels (for example, rear wheels) 126a and 126b. In addition, the electric vehicle 20 of the embodiment is configured to include the two drive systems 30 and 40, but may be configured to include three or more drive systems.

実施例の電動車両20では、駆動系(第1駆動系30,第2駆動系40)として、モータ32,42とバッテリ34,44と燃料電池36,46とを備える構成としたが、燃料電池36,46に代えて内燃機関からの動力を用いて発電する発電機を備えるなど、モータやバッテリに電力を供給可能な発電装置であれば、如何なるタイプの発電装置であってもよい。   The electric vehicle 20 of the embodiment is configured to include the motors 32 and 42, the batteries 34 and 44, and the fuel cells 36 and 46 as the drive system (the first drive system 30 and the second drive system 40). Any type of power generator may be used as long as it is a power generator capable of supplying electric power to a motor or a battery, such as a generator that generates power using power from an internal combustion engine instead of 36 and 46.

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.

本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of electric vehicles.

20,20B 電動車両、22,122 駆動軸、24 デファレンシャルギヤ、26a,26b,126a,126b 駆動輪、30,30B 第1駆動系、31 インバータ、32 モータ、34 バッテリ、35 DC/DCコンバータ、36 燃料電池、40,40B 第2駆動系、41 インバータ、42 モータ、44 バッテリ、45 DC/DCコンバータ、46 燃料電池、50 バッテリECU、52 FCECU、60 メインECU、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、68 車速センサ。   20, 20B Electric vehicle, 22, 122 Drive shaft, 24 Differential gear, 26a, 26b, 126a, 126b Drive wheel, 30, 30B First drive system, 31 Inverter, 32 Motor, 34 Battery, 35 DC / DC converter, 36 Fuel cell, 40, 40B second drive system, 41 inverter, 42 motor, 44 battery, 45 DC / DC converter, 46 fuel cell, 50 battery ECU, 52 FC ECU, 60 main ECU, 61 shift lever, 62 shift position sensor, 63 accelerator pedal, 64 accelerator pedal position sensor, 65 brake pedal, 66 brake pedal position sensor, 68 vehicle speed sensor.

Claims (1)

発電装置と、該発電装置により発電される電力により充電可能な二次電池と、該二次電池からの電力または前記発電装置により発電される電力を用いて走行に必要な動力を出力する発電可能な電動機とを備える駆動システムが少なくとも2つ独立して設けられた電動車両であって、
前記少なくとも2つの駆動システムのいずれかに前記発電装置の故障が生じている場合、車両の制動が要求されたときには、発電装置に故障が生じている駆動システムの二次電池の蓄電割合が正常時よりも高い目標蓄電割合に近づくように、前記少なくとも2つの駆動システムの各電動機を回生制御する
ことを特徴とする電動車両。
A power generation device, a rechargeable battery that can be charged with power generated by the power generation device, and power generation that outputs power necessary for traveling using the power from the secondary battery or the power generated by the power generation device An electric vehicle provided with at least two drive systems independently equipped with an electric motor,
When the power generation device has failed in any of the at least two drive systems, and when braking of the vehicle is requested, the storage ratio of the secondary battery of the drive system in which the power generation device has failed is normal. A regenerative control of each electric motor of the at least two drive systems so as to approach a higher target power storage ratio.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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