DE112012005937T5

DE112012005937T5 - Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE112012005937T5
Application number: DE112012005937.9T
Authority: DE
Inventors: c/oTOYOTA JIDOSHA K.K. Hirose Kentaro
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2014-12-24
Also published as: US20150034406A1; WO2013125010A1; CN104136262A

Abstract

Es wird ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, das eine Schaltung zum Entladen eines Kondensators aufweist, der einen elektrischen Strom eines Leistungswandlers glättet. Ein Hybridfahrzeug 2 weist einen Kondensator C1 zum Glätten eines elektrischen Stroms, eine Entladeschaltung 20 und einen Entlade-Controller 6 auf. Die Entladeschaltung 20 ist zum Kondensator C1 parallel geschaltet. Die Entladeschaltung 20 weist eine Reihenschaltung aus einem ersten Widerstand 23, einem Kaltleiter 24 und einem Schalter 21 auf. Der Entlade-Controller 6 schließt den Schalter, wenn eine vorbestimmte Entladebedingung erfüllt ist. Wenn der Entlade-Controller den Schalter schließt, beginnt ein elektrischer Strom, durch den ersten Widerstand und den Kaltleiter zu fließen. Da die Temperatur des Kaltleiters anfangs gering ist, fließt eine große Menge von elektrischem Strom durch den ersten Widerstand und wird der Kondensator C1 schnell entladen. Wenn der Fluss des elektrischen Stroms in die Entladeschaltung länge als angedacht andauert, steigt die Temperatur aufgrund der Wärmeerzeugung durch den Kaltleiter selbst und nimmt der Widerstandswert zu. Daraufhin wird der in den ersten Widerstand fließende elektrische Strom gemindert, wodurch die Wärmeerzeugung des ersten Widerstands gemindert wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Technik zum Entladen eines Kondensators zum Glätten eines elektrischen Stroms in einem Motorenergieversorgungssystem eines Elektrofahrzeugs. „Elektrofahrzeug” umfasst in der vorliegenden Beschreibung ein Fahrzeug, das mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet ist, und ein Hybridfahrzeug, das mit einem Elektromotor (nachstehend als Motor bezeichnet) und einem Verbrennungsmotor ausgerüstet ist.
Bisheriger Stand der Technik
Die Nennleistung eines Motors eines Elektrofahrzeugs beträgt mehrere zehn Kilowatt, und es wird ein hoher elektrischer Strom benötigt. Demgegenüber ist ein Motorenergieversorgungssystem oftmals mit einem Kondensator zum Glätten von Pulsierungen eines elektrischen Stroms ausgerüstet. Für gewöhnlich ist der Glättungskondensator parallel zu einem Inverter, einem Spannungswandler und dergleichen geschaltet. Ein Kondensator mit einer hohen Kapazität wird zum Glätten des hohen elektrischen Stroms verwendet, der in den Motor gespeist wird. Nachstehend ist der Glättungskondensator einfach als Kondensator bezeichnet. Ferner ist, in der vorliegenden Beschreibung, eine Vorrichtung zum Wandeln eines elektrischen Stroms oder einer elektrischen Spannung, wie beispielsweise ein Inverter, ein Spannungswandler und dergleichen, als „Leistungswandler” bezeichnet.
Vorzugsweise verbleibt keine große Menge an Ladung im Kondensator, nachdem ein Hauptschalter (Zündschalter) des Fahrzeugs AUS geschaltet worden ist, oder bei einem unerwarteten Ereignis, wie beispielsweise einem Unfall und dergleichen. Folglich ist vorzugsweise ein Widerstand (Entladewiderstand) zum Entladen des Kondensators im Elektrofahrzeug vorgesehen. Es gibt zwei Typen von Entladeschaltungen, und zwar einen Typ, bei dem ein Entladewiderstand fortlaufend mit dem Kondensator verbunden ist, und einen Typ, bei dem der Entladewiderstand in bestimmten Fällen mit dem Kondensator verbunden wird. Der erstere Typ ist in den Patentdokumenten 1 und 2 aufgezeigt, und der letztere Typ ist in den Patentdokumenten 3 und 4 aufgezeigt. Bestimmte Fälle zum Verbinden des Entladewiderstands mit dem Kondensator umfassen beispielsweise einen Fall, in dem das Fahrzeug mit etwas kollidiert ist (Patentdokument 3), einen Fall, in dem der Hauptschalter des Fahrzeugs AUS geschaltet worden ist (Patentdokument 4), oder einen Fall, in dem eine Sperre, die in einer Abdeckung des Inverters vorgesehen ist, aktiviert worden ist (Patentdokument 4).
Vorzugsweise erfolgt die Entladung des Kondensators in einer kurzen Zeitspanne. Wenn ein kleiner Entladewiderstand verwendet ist, erzeugt der Entladewiderstand Wärme. Wenn jedoch ein großer Entladewiderstand vorgesehen ist, ist dies angesichts der Kosten und der Kompaktheit nicht von Vorteil. Folglich sind Techniken für sowohl eine schnelle Entladung des Kondensators als auch zur Unterdrückung einer Wärmeerzeugung des Entladewiderstands vorgeschlagen worden.
Das Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine Technik in einem Elektrofahrzeug des Typs, bei dem ein Entladewiderstand fortlaufend mit einem Kondensator zur Glättung eines elektrischen Stroms eines Leistungswandlers (Inverter) verbunden ist, zur Verringerung des Verlusts, der durch die Wärmeerzeugung des Entladewiderstands verursacht wird. Das im Patentdokument 1 beschriebene Elektrofahrzeug verwendet einen Kaltleiter (Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten) im Entladewiderstand. Der Kaltleiter ist eine Vorrichtung, deren Widerstandswert mit steigender Temperatur zunimmt. Im Elektrofahrzeug des Patentdokuments 1 steigt die Temperatur des Entladewiderstands (Kaltleiter), wenn der Inverter arbeitet, nimmt der Widerstandswert des Entladewiderstands zu und nimmt der in den Entladewiderstand fließende elektrische Strom ab. Da der elektrische Strom, der in den Entladewiderstand fließt, abnimmt, nimmt ebenso der Verlust ab. Wenn der Inverter gestoppt wird, nimmt die Temperatur des Entladewiderstands ab und nimmt ebenso der Widerstandswert hiervon ab. Der elektrische Strom, der aus dem Kondensator in den Entladewiderstand fließen kann, nimmt zu, und der Kondensator wird schnell entladen.
Ferner ist beispielsweise im Patentdokument 2 ebenso ein Elektrofahrzeug offenbart, bei dem ein elektrischer Strom, der durch einen Entladewiderstand fließt, unterdrückt wird, wenn eine Temperatur eines Leistungswandlers (Inverter) zunimmt. Ferner ist das Elektrofahrzeug im Patentdokument 2 ebenso von dem Typ, bei dem der Entladewiderstand fortlaufend mit einem Kondensator zur Glättung eines elektrischen Stroms des Inverters verbunden ist. Die im Patentdokument 2 beschriebene Technik ist wie folgt. Bei dem Elektrofahrzeug im Patentdokument 2 sind der Entladewiderstand und ein Halbleiterschalter in Reihe geschaltet. Der Halbleiterschalter ist ein Emitterfolger-Transistor, bei dem ein elektrischer Strom, der durch den Halbleiterschalter fließt, abnimmt, wenn eine Basisspannung zunimmt, und ein elektrischer Strom, der durch den Halbleiterschalter fließt, zunimmt, wenn die Basisspannung abnimmt. Eine Basiselektrode ist mit Knotenpunkten von zwei Widerständen verbunden, die in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand auf einer Seite niedriger Spannung ist ein Kaltleiter und in der Nähe des Inverters angeordnet. Während die Temperatur des Inverters niedrig ist, ist die Temperatur des Kaltleiters ebenso niedrig und ist der Widerstandswert hiervon ebenso niedrig. In solch einem Fall wird die Basisspannung niedrig, fließt mehr elektrischer Strom durch den Halbleiterschalter und fließt elektrischer Strom durch den Entladewiderstand. D. h., die Entladung des Kondensators wird beschleunigt. Wenn die Temperatur des Inverters zunimmt, nimmt die Temperatur des Kaltleiters ebenso zu und nimmt der Widerstandswert des Kaltleiters zu. Daraufhin nimmt die Basisspannung zu und wird der elektrische Strom, der durch den Halbleiterschalter fließt, verringert. Folglich wird der elektrische Strom, der durch den Entladewiderstand fließt, verringert und die Wärmeerzeugung des Entladewiderstands unterdrückt. Die Technik im Patentdokument 2 unterdrückt die Wärmeerzeugung des Entladewiderstands, wenn die Temperatur des Inverters hoch ist. Die Technik im Patentdokument 2 verhindert, dass der Inverter und der Entladewiderstand beide gleichzeitig Wärme erzeugen.
Ferner ist das im Patentdokument 4 beschriebene Elektrofahrzeug von dem Typ, bei dem der Entladewiderstand bei einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Kondensator verbunden wird und einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur des Entladewiderstands aufweist. Wenn die Temperatur des Entladewiderstands einen vorbestimmten oberen Grenzwert erreicht, wird der Entladewiderstand vom Kondensator getrennt, wodurch bewirkt wird, dass eine andere Entladevorrichtung arbeitet.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 2006-042498
Patentdokument 2: JP 2008-206313
Patentdokument 3: JP 2006-224772
Patentdokument 4: JP 2011-234507

Zusammenfassung der Erfindung
Die Technik im Patentdokument 1 verwendet einen Kaltleiter als einen Entladewiderstand. Die Technik im Patentdokument 2 verwendet einen Kaltleiter als eine Vorrichtung zur Abstimmung eines elektrischen Stroms, der durch einen Entladewiderstand fließt, in Übereinstimmung mit der Temperatur eines Leistungswandlers. Die vorliegende Beschreibung stellt eine Technik bereit, die einen Kaltleiter wirksamer nutzt, einen Kondensator wirksam entlädt und gleichzeitig eine Wärmeerzeugung eines Entladewiderstands unterdrückt.
Gemäß einem Aspekt der technischen Lehre in dieser Beschreibung wird ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, das eine Entladeschaltung und einen Entlade-Controller aufweist. Die Entladeschaltung ist eine Vorrichtung zum Entladen eines Glättungskondensators, der zu einem Eingangsende oder einem Ausgangsende eines Leistungswandlers, der zwischen eine Batterie und einen Motor geschaltet ist, parallel geschaltet ist. Das Elektrofahrzeug, das in der vorliegenden Beschreibung gelehrt wird, ist ein Typ, bei dem der Entladewiderstand in bestimmten Fällen (wie beispielsweise einer Kollision) mit dem Glättungskondensator verbunden wird und den Kondensator schnell entlädt.
Die Entladeschaltung der vorliegenden Beschreibung ist zum Kondensator parallel geschaltet. Die Entladeschaltung weist eine Reihenschaltung (Serienschaltung) auf, die aus einem ersten Widerstand, einem Kaltleiter und einem Schalter aufgebaut ist. Genauer gesagt, die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand, dem Kaltleiter und dem Schalter ist zum Kondensator parallel geschaltet. Der erste Widerstand entspricht im Wesentlichen einem Entladewiderstand. Der Schalter ist ein Schließer. Der Entlade-Controller schließt den Schalter, wenn eine vorbestimmte Entladebedingung erfüllt ist, und entlädt den Kondensator. Die vorbestimmte Entladebedingung ist beispielsweise eine Erfassung einer Kollision des Fahrzeugs, eine Erfassung eines Kommunikationsfehlers, eine Erfassung, dass die Ausgangsspannung einer Hilfsbatterie kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellenwertspannung ist, ein Hauptschalter des Fahrzeugs AUS geschaltet worden ist, eine Erfassung anderer bestimmter Abnormitäten und dergleichen.
In der Entladeschaltung beginnt dann, wenn der Entlade-Controller den Schalter schließt, der elektrische Strom damit, durch den ersten Widerstand und den Kaltleiter zu fließen, die in Reihe geschaltet sind. Da die Temperatur des Kaltleiters anfangs niedrig ist, fließt eine große Menge an elektrischem Strom durch den Entladewiderstand (erster Widerstand) und wird der Kondensator schnell entladen. Wenn der Fluss des elektrischen Stroms in die Entladeschaltung länger als angedacht andauert, steigt die Temperatur aufgrund der Wärmeerzeugung durch den Kaltleiter selbst und nimmt der Widerstandswert zu. Daraufhin wird, da ein kombinierter Widerstandswert des ersten Widerstands und des Kaltleiters zunimmt, der elektrische Strom, der zum Entladewiderstand fließt, unterdrückt. Die Wärmeerzeugung des ersten Widerstands wird unterdrückt.
Im Elektrofahrzeug der vorliegenden Beschreibung wird der Entladewiderstand mit dem Kondensator verbunden, wenn die obige Entladebedingung erfüllt ist. Wenn die Entladebedingung erfüllt ist, trennt das Elektrofahrzeug für gewöhnlich eine Hauptbatterie und unterbricht das Elektrofahrzeug eine Energieversorgung von anderem als dem Kondensator. Folglich fließt elektrischer Strom einzig aus dem Kondensator durch die Entladeschaltung und wird die Entladung des Kondensators abgeschlossen. Im Falle einer Kollision kann jedoch elektrischer Strom aus anderem als dem Kondensator in die Entladeschaltung fließen. In einem Fall kann die Batterie aufgrund eines Fehlers getrennt werden. In einem anderen Fall kann der Motor im Leerlauf laufen und Energie erzeugen. Im ersteren Fall fließt elektrischer Strom aus der Batterie zur Entladeschaltung, und im letzteren Fall fließt der vom Motor erzeugte elektrische Strom über den Inverter zur Entladeschaltung. In Vorbereitung für solch einen Fall unterdrückt die Entladeschaltung vorzugsweise nicht nur den elektrischen Strom, der zum ersten Widerstand fließt, mittels des Kaltleiters, sondern kann die Entladeschaltung die Entladung ebenso über einen verhältnismäßig langen Zeitraum fortsetzen. Dementsprechend weist eine verbesserte Schaltung, die in der vorliegenden Beschreibung gelehrt wird, wie nachstehend beschrieben, vorzugsweise einen zweiten Widerstand auf.
Der zweite Widerstand kann mit dem ersten Widerstand und dem Schalter in Reihe geschaltet und zum Kaltleiter parallel geschaltet werden. Ein Widerstandswert des zweiten Widerstands wird für gewöhnlich derart gewählt, dass sein Standardwert unter einem maximalen Widerstandswert des Kaltleiters und über einem Widerstandswert bei der Curie-Temperatur liegt. In dieser Entladeschaltung fließt, während die Temperatur des Kaltleiters niedrig ist, eine größere Menge an elektrischem Strom durch den Kaltleiter als durch den zweiten Widerstand. Der Kondensator wird über den ersten Widerstand und den Kaltleiter schnell entladen. Wenn die Temperatur des Kaltleiters zunimmt, wird der Widerstandswert des Kaltleiters höher als der Widerstandswert des zweiten Widerstands, wobei der Betrag des elektrischen Stroms, der durch den zweiten Widerstand fließt, größer als der Betrag an elektrischem Strom wird, der durch den Kaltleiter fließt. Wenn die Temperatur des Kaltleiters einen hohen Wert annimmt, d. h. der Widerstandswert einen hohen Wert annimmt, wird die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand bezüglich der Entladung dominant. D. h., in dieser Entladeschaltung wird, während die Temperatur des Kaltleiters niedrig ist, eine Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand und dem Kaltleiter zu dem Gesamtentladewiderstand, und dann, wenn die Temperatur des Kaltleiters einen hohen Wert annimmt, eine Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand zu dem Gesamtentladewiderstand. Eine direkte Verbindung des ersten Widerstands und des Kaltleiters ist nachstehend als ein erster Typ von Entladewiderstand bezeichnet, und die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand ist nachstehend als ein zweiter Typ von Entladewiderstand bezeichnet. Der erste Typ von Entladewiderstand ist dazu ausgelegt, den Kondensator schnell zu entladen. Indem der Widerstandswert des zweiten Widerstands in geeigneter Weise gewählt wird, kann der Entladewiderstand derart konfiguriert werden, bei dem eine Entladekapazität nicht so hoch ist wie diejenige des ersten Typs von Entladewiderstand, der jedoch die Entladung über einen langen Zeitraum stabil fortsetzen kann. Für den Fall, dass elektrischer Strom aus anderem als dem Kondensator zur Entladeschaltung fließt, kann die vorstehend beschriebene Entladeschaltung die Eigenschaften des Entladewiderstands automatisch wechseln und die Entladung über eine lange Zeitspanne stabil fortsetzen.
Ferner ist der Entlade-Controller vorzugsweise derart programmiert, dass er den Schalter öffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seitdem der Schalter geschlossen wurde. Durch Öffnen des Schalters kann die Entladeschaltung vor einer Überhitzung geschützt werden.
Die Entladeschaltung weist vorzugsweise einen dritten Widerstand auf, der parallel zu der Reihenschaltung geschaltet ist, die aus dem ersten Widerstand, dem Kaltleiter und dem Schalter aufgebaut ist, wobei der dritte Widerstand einen Widerstandswert aufweist, der höher als ein kombinierter Widerstandswert des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands ist. Alternativ weist die Entladeschaltung für den Fall, dass der zweite Widerstand nicht vorgesehen ist, vorzugsweise einen vierten Widerstand auf, der parallel zu der Reihenschaltung geschaltet ist, die aus dem ersten Widerstand, dem Kaltleiter und dem Schalter aufgebaut ist, wobei der vierte Widerstand einen Widerstandswert aufweist, der höher als ein Widerstandswert des ersten Widerstands ist. Der dritte Widerstand oder der vierte Widerstand können fortlaufend mit dem Kondensator verbunden sein. Der dritte Widerstand oder der vierte Widerstand weisen keine hohe Entladekapazität auf, können jedoch die Entladung des Kondensators unterstützen. Der Kondensator kann beispielsweise auch dann, wenn der Schalter geöffnet wird, langsam entladen werden, wobei ein Entladen von dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand nicht ausgeführt wird.
Idealerweise würde ein Entladewiderstand hoher Kapazität verwendet werden, der eine geringe Menge an Wärme erzeugt, auch wenn ein übermäßiger elektrischer Strom fließt, würden dies jedoch zu einer Erhöhung von Größe und Kosten des Entladewiderstands führen. Die technische Lehre in der vorliegenden Beschreibung kann, gemäß einem Vorteil, die Größe und die Kosten des Entladewiderstands verringern.
Nachstehend sind die technische Lehre in der vorliegenden Beschreibung und weitere Verbesserungen diesbezüglich anhand einer Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Energieversorgungssystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Entladeprozesses.
3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung von Eigenschaften eines Kaltleiters.
4 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Energieversorgungssystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
5 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Energieversorgungssystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform.
6 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Energieversorgungssystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist ein Elektrofahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Das Elektrofahrzeug der ersten Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug 2, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor (nachstehend als Motor bezeichnet) als Antrieb aufweist. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Energieversorgungssystems des Hybridfahrzeugs 2. In der 1 ist der Verbrennungsmotor nicht gezeigt. Ferner sollte beachtet werden, dass einzig Komponenten, die zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, in der 1 gezeigt sind, und Vorrichtungen, die die Erfindung nicht betreffen, nicht gezeigt sind, obgleich die Vorrichtungen zum Energieversorgungssystem gehören.
Energie zum Betreiben des Motors wird von einer Hauptbatterie 3 bereitgestellt. Die Ausgangsspannung der Hauptbatterie 3 beträgt beispielsweise 300 Volt. Ferner weist das Hybridfahrzeug 2, zusätzlich zur Hauptbatterie 3, eine Hilfsbatterie 13 zur Bereitstellung von Energie für Vorrichtungen (oftmals als „Hilfseinrichtungen” bezeichnet), wie beispielsweise ein Navigationssystem 53, eine Innenbeleuchtung 54 und dergleichen, die mit einer Spannung angesteuert werden, die unter der Ausgangsspannung der Hauptbatterie 3 liegt, auf. Die Ausgangsspannung der Hilfsbatterie 13 beträgt beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt.
Die Hauptbatterie 3 ist über ein Systemhauptrelais 4 mit einem Spannungswandler 5 verbunden. Das Systemhauptrelais 4 ist ein Schalter, um die Hauptbatterie 3 und das Energieversorgungssystem des Fahrzeugs zu verbinden oder zu trennen. Das Systemhauptrelais 4 wird von einem Controller 6 umgeschaltet.
Der Spannungswandler 5 verstärkt die Spannung der Hauptbatterie 3 auf eine Spannung, die zur Ansteuerung eines Motors geeignet ist (wie beispielsweise 600 Volt). Ein Inverter 7 ist mit einer Seite hoher Spannung (der rechten Seite in der 1) des Spannungswandlers 5 verbunden. Der Inverter 7 ist, bekanntermaßen, eine Schaltung zum Wandeln einer Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer gewünschten Frequenz. Die Energie der Hauptbatterie 3 wird vom Spannungswandler 5 verstärkt, vom Inverter 7 ferner in eine Wechselspannung gewandelt, die zur Ansteuerung des Motors geeignet ist, und an einen Motor 8 gegeben. Das Hybridfahrzeug 2 kann ferner den Motor betreiben, der eine Verzögerungsenergie des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs verwendet, und Energie erzeugen. Die vom Motor 8 erzeugte Energie wird vom Inverter 7 in eine Gleichspannung gewandelt und vom Spannungswandler 5 ferner auf eine Spannung verringert, die zum Laden der Hauptbatterie 3 geeignet ist.
Der Spannungswandler 5 ist, wie in 2 gezeigt, aus zwei Schaltkreisen und einer Drosselspule L1 aufgebaut. Ferner sind die Schaltkreise aus einem Transistor, der ein Schaltelement ist, und einer Antiparallelschaltung, die eine Freilaufdiode ist, aufgebaut. Ein Ende der Drosselspule L1 ist über das Systemhauptrelais 4 mit der Hauptbatterie 3 verbunden, und das andere Ende der Drosselspule L1 ist mit einem Mittelpunkt der zwei Schaltkreise verbunden. Bekanntermaßen kann der Spannungswandler 5 in der 1 eine Spannung, die von der linken Seite in der Figur eingegeben wird, verstärken und die Spannung zur rechten Seite ausgeben und eine Spannung, die von der rechten Seite in der Figur eingegeben wird, herabsetzen und die Spannung zur linken Seite ausgeben. Der Spannungswandler 5 kann die Spannung der Hauptbatterie 3 verstärken und die Spannung an den Inverter 7 geben und kann die vom Motor 8 erzeugte Energie herabsetzen und die Energie an die Hauptbatterie 3 geben. Letzterer Vorgang ist auch als Regeneration bekannt. Da die Konfiguration des Inverters 7 bekannt ist, ist hierauf nachstehend nicht näher eingegangen.
Der Ausgang der Hauptbatterie 3 ist ferner mit einem Abwärtswandler 9 verbunden. Der Abwärtswandler 9 ist eine Vorrichtung zur Verringerung der Spannung der Hauptbatterie 3 auf eine Ansteuerspannung für die Hilfsvorrichtungen (das Fahrzeugnavigationssystem 53, die Innenbeleuchtung 54 und dergleichen). Der Ausgang des Abwärtswandlers 9 ist mit einer Hilfsenergieleitung verbunden. Die vorstehend beschriebene Hilfsbatterie 13 ist ferner mit der Hilfsenergieleitung verbunden. Während das Systemhauptrelais 4 geschlossen ist, gibt die Hauptbatterie 3 Energie über den Abwärtswandler 9 an die Hilfsvorrichtungen. Gleichzeitig wird die Hilfsbatterie 13 durch die Energie der Hauptbatterie 3 geladen. Die Hilfsbatterie 13 gibt Energie an die Hilfsvorrichtungen, während das Systemhauptrelais 4 geöffnet ist.
Ein Kondensator C2 ist mit einer Seite niedriger Spannung (d. h. Hauptbatterieseite) des Spannungswandlers 5 verbunden, und ein Kondensator C1 ist mit einer Seite hoher Spannung des Spannungswandlers 5 verbunden. Beide der Kondensatoren C1, C2 sind zum Spannungswandler 5 parallel geschaltet. Der Kondensator C2 ist eingefügt, um den elektrischen Strom, der von der Hauptbatterie 3 ausgegeben wird, zu glätten, und der Kondensator C1 ist eingefügt, um den elektrischen Strom, der an den Inverter 7 gegeben wird, zu glätten. Ferner sind Leitungen auf der Seite hohen Potentials der Schaltelemente des Inverters 7 als eine P-Leitung bezeichnet und Leitungen auf der Seite des Massepotentials hiervon als eine N-Leitung bezeichnet. Der Kondensator C1 ist zwischen die P- und die N-Leitung geschaltet. Da ein hoher elektrischer Strom von der Hauptbatterie 3 an den Motor 8 gegeben wird, weisen der Kondensator C1 und der Kondensator C2 beide hohe Kapazitäten auf. Während das Energieversorgungssystem aktiviert ist, werden die Kondensatoren C1, C2 mit hohen Ladungen geladen. Folglich werden die Kondensatoren C1, C2 vorzugsweise schnell entladen, wenn das Energieversorgungssystem gestoppt hat oder ein Unfall, wie beispielsweise eine Kollision und dergleichen, aufgetreten ist. Das Hybridfahrzeug 2 weist eine Entladeschaltung 20 zum Entladen der Kondensatoren C1 und C2 auf. Nachstehend ist die Entladeschaltung 20 beschrieben.
Die Entladeschaltung 20 ist eine Schaltung, die zum Kondensator C1 parallel geschaltet ist. Genauer gesagt, die Entladeschaltung 20 ist zwischen die Leitung hohen Potentials (P-Leitung) und die Massepotentialleitung (N-Leitung) des Energieversorgungssystems geschaltet. Die Entladeschaltung 20 ist aus einer Reihenschaltung (Serienschaltung) aufgebaut, die aus einem Halbleiterschalter 21, einem ersten Widerstand 23 und einem Kaltleiter 24 aufgebaut ist. Der Kaltleiter 24 ist, wie vorstehend beschrieben, ein Element, dessen Widerstandswert mit zunehmender Temperatur zunimmt. Der Halbleiterschalter 21 wird vom Controller 6 geöffnet und geschlossen. Der Controller 6 steuert verschiedene Vorrichtungen. Da die nachstehende Beschreibung jedoch auf die Steuerung der Entladeschaltung 20 ausgerichtet ist, ist der Controller 6 nachstehend als der „Entlade-Controller 6” bezeichnet.
Der Halbleiterschalter 21 ist normalerweise geöffnet, während das Energieversorgungssystem aktiviert ist. D. h., der erste Widerstand 23 und der Kaltleiter 24 sind normalerweise vom Kondensator C1 getrennt. Wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21 und verbindet der Entlade-Controller 6 den ersten Widerstand 23 und den Kaltleiter 24 mit dem Kondensator C1. Wenn der erste Widerstand 23 und der Kaltleiter 24 mit dem Kondensator C1 verbunden worden sind, fließt die Ladung des Kondensators C1 durch den ersten Widerstand 23 und den Kaltleiter 24 und wird der Kondensator C1 entladen. Ferner wird, da der Kondensator C2 ebenso über den Spannungswandler 5 verbunden ist, der Kondensator C2 ebenso durch die Entladeschaltung 20 entladen. Nachstehend ist einzig der Kondensator C1 aufgeführt, sollte jedoch beachtet werden, dass die Beschreibung auch für den Kondensator C2 gilt.
Die vorbestimmten Bedingungen zum Schließen des Halbleiterschalters 21 sind für gewöhnlich die folgenden Bedingungen: (1) Bei einer Kollision des Fahrzeugs. Das Hybridfahrzeug 2 weist einen Airbag 51 mit einem integrierten Beschleunigungssensor auf. Wenn eine Beschleunigung, die vom Beschleunigungssensor erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, sendet ein Controller des Airbags 51 ein Signal an den Entlade-Controller 6, das eine Kollision des Fahrzeugs anzeigt. Wenn das Signal, das eine Kollision des Fahrzeugs anzeigt, empfangen wird, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21.

(2) Wenn ein Hauptschalter (Zündschalter) des Fahrzeugs AUS geschaltet worden ist. Ein Signal von einem Hauptschalter 52 wird an den Entlade-Controller 6 gesendet. Wenn der Hauptschalter 52 AUS geschaltet worden ist, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21.
(3) Wenn eine verbleibende Menge (SOC: Ladungszustand) der Hilfsbatterie 13 kleiner oder gleich einem vorbestimmten SOC-Schwellenwert ist. Das Hybridfahrzeug 2 weist einen SOC-Sensor 12 zum Messen des SOC der Hilfsbatterie 13 auf. Ein Ausgangssignal Sa des SOC-Sensors 12 wird an den Entlade-Controller 6 gesendet. Das Ausgangssignal Sa zeigt den SOC der Hilfsbatterie 13. Für den Fall, dass die verbleibende Menge der Hilfsbatterie 13, auf der Grundlage des Ausgangssignals Sa des SOC-Sensors 12, kleiner oder gleich dem SOC-Schwellenwert ist, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21.
(4) Wenn ein Fehler bei einer Kommunikation mit anderen Controllern auftritt. Für den Fall, dass eine Kommunikation mit einem anderen Controller (wie beispielsweise dem Airbag-Controller) unterbrochen wird, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21. Mehrere Controller, die mit verschiedenen Funktionen übereinstimmen, sind für ein Fahrzeug vorgesehen. Die mehreren Controller kommunizieren miteinander. Um einen anderen Controller über das Vermögen zum Ausführen einer Kommunikation zu informieren, sendet jeder der Controller ein vorbestimmtes Signal in regelmäßigen Intervallen. Solch ein Signal ist für gewöhnlich als Keep-Alive-Signal bezeichnet. Das Keep-Alive-Signal ist nicht auf motorbetriebene Fahrzeuge (Kfz) beschränkt, sondern eine Technik, das ebenso beispielsweise von Netzwerkcomputern und dergleichen verwendet wird. Das Fahrzeug der Ausführungsform kann ebenso ein Keep-Alive-Signal verwenden. Im Kfz der Ausführungsform bestimmt der Entlade-Controller 6, dass ein Kommunikationsfehler aufgetreten ist, wenn er nach einer vorbestimmten Zeitspanne kein Keep-Alive-Signal empfangen hat, und schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21.

Wenn irgendeine der obigen vier Bedingungen erfüllt ist, schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21 und verbindet der Entlade-Controller 6 den ersten Widerstand 23 und den Kaltleiter 24 mit dem Kondensator C1. Folglich wird der Kondensator C1 entladen. Elektrische Energie, die im Kondensator C1 gespeichert ist, wird zu Wärme, der von dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24 abgegeben wird, und umgewandelt. Die vier Bedingungen, die vorstehend beschrieben sind, entsprechen Entladebedingungen. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm von Prozessen, die vom Entlade-Controller 6 ausgeführt werden, wenn eine Entladebedingung erfüllt ist. Wenn die Entladebedingung erfüllt ist, öffnet der Entlade-Controller 6 das Systemhauptrelais 4, bevor er den Halbleiterschalter 21 schließt (S2). Dies dient dazu, die Hauptbatterie 3 von dem Kondensator C1 und der Entladeschaltung 20 zu trennen, die kontinuierliche Versorgung von Energie für die Entladeschaltung 20 zu unterbrechen. Anschließend schließt der Entlade-Controller 6 den Halbleiterschalter 21 (Entladeschalter) (S4). Der Entlade-Controller 6 öffnet den Halbleiterschalter 21, nachdem er eine vorbestimmte Zeitspanne gewartet hat (S6, S8). Die vorbestimmte Zeitspanne wird auf eine Zeit gesetzt, in der die Kapazität des Kondensators C1 voraussichtlich entladen werden kann. Die vorbestimmte Zeitspanne liegt beispielsweise zwischen 5 s und 60 s.
Der erste Widerstand 23 und der Kaltleiter 24 sind in Reihe geschaltet. Nachstehend ist die Rolle des Kaltleiters 24 beschrieben. „PTC” ist eine Abkürzung für positiver Temperaturkoeffizient. Der Kaltleiter ist ein Element mit einer Charakteristik dahingehend, dass dann, wenn die Temperatur zunimmt, der Widerstandswert ebenso zunimmt. Typische Charakteristika des Kaltleiters sind in der 3 gezeigt. Die vertikale Achse in der 3 beschreibt den Widerstandswert, und die horizontale Achse beschreibt die Temperatur. 3 zeigt ein schematisches Diagramm, es sollte jedoch beachtet werden, dass die vertikale Achse logarithmisch skaliert ist. Im Kaltleiter nimmt der Widerstandswert in einem Bereich über einer Curie-Temperatur Tc schnell zu. Die Curie-Temperatur Tc ist eine Temperatur entsprechend dem Widerstandswert, der dem Doppelten des minimalen Widerstandswerts Rmin entspricht.
In der Entladeschaltung 20 beginnt dann, wenn der Halbleiterschalter 21 geschlossen wird, elektrischer Strom damit, durch den ersten Widerstand 23 und den Kaltleiter 24 zu fließen, die in Reihe geschaltet sind. Da die Temperatur des Kaltleiters 24 anfangs gering ist, fließt eine große Menge an elektrischem Strom durch den ersten Widerstand 23 und wird der Kondensator C1 schnell entladen. Wenn eine Energieversorgungsquelle verschieden von dem Kondensator C1 (und C2) vorhanden ist und ein Fluss des elektrischen Stroms in die Entladeschaltung 20 länger als angedacht anhält, steigt die Temperatur des Kaltleiters 24 aufgrund der Wärme, die vom Kaltleiter 24 selbst erzeugt wird, und nimmt der Widerstandswert schnell zu. Anschließend wird der elektrische Strom, der in die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24 fließt, deutlich verringert. Folglich wird die Wärmeerzeugung durch den ersten Widerstand 23 unterdrückt. Bestimmte Charakteristika des ersten Widerstands 23 und des Kaltleiters 24 werden derart gewählt, dass ein Entladen des Kondensators C1 beendet wird, während die Temperatur des Kaltleiters 24 kleiner oder gleich der Curie-Temperatur Tc ist.
Für gewöhnlich erfolgt die Verbindung zum Kondensator C1 des ersten Widerstands 23 der Entladeschaltung 20, wenn das Fahrzeug gestoppt wird und das Systemhauptrelais 4 offen ist (siehe Schritt S2 in der 2). Folglich sind für gewöhnlich, wenn der Halbleiterschalter 21 der Entladeschaltung 20 geschlossen wird (d. h. wenn der erste Widerstand 23 mit dem Kondensator C1 verbunden wird), keine Vorrichtungen verschieden vom Kondensator C1 (und C2) vorhanden, die elektrischen Strom in den ersten Widerstand 23 speisen. Unter besonderen Umständen kann jedoch eine Vorrichtung verschieden vom Kondensator C1 (und C2) vorhanden sein, die elektrischen Strom in den ersten Widerstand 23 speist. Insbesondere kann dann, wenn das Fahrzeug einen Unfall verursacht hat, wie nachstehend beschrieben, elektrischer Strom von einer Vorrichtung verschieden vom Kondensator C1 (und C2) in die Entladeschaltung 20 fließen.
Für den Fall, dass das Fahrzeug kollidiert und eine Beschädigung an einem Antriebssystem auftritt, setzt der Motor 8 eine Rotation gegebenenfalls fort und erzeugt der Motor 8 gegebenenfalls Energie. Für gewöhnlich ist dies der Fall, wenn eine Antriebswelle oder ein Getriebe, das den Motor 8 und Räder verbindet, beschädigt worden sind. Ferner fließt dann, wenn irgendein oberer Arm (ein Schaltelement auf der oberen Seite in der 1) des Inverters 7 geschlossen verbleibt, der vom Motor 8 erzeugte elektrische Strom in die Entladeschaltung 20. Alternativ fließt dann, wenn das Systemhauptrelais 4 fehlerhaft ist und das Systemhauptrelais 4 geschlossen verbleibt, der elektrische Strom aus der Hauptbatterie 3 in die Entladeschaltung 20. Für den Fall, dass beispielsweise ein Kontakt des Systemhauptrelais 4 geschweißt worden ist, verbleibt das Systemhauptrelais 4 geschlossen, und zwar unabhängig von einem Befahl vom Entlade-Controller 6 (siehe Schritt S2 in der 2). Unter den obigen Umständen besteht die Möglichkeit, dass elektrischer Strom für eine längere Zeit als erwartet in die Entladeschaltung 20 fließt. In solch einem Fall wird der durch den ersten Widerstand 23 fließende elektrische Strom durch den Kaltleiter 24 beschränkt, so dass der erste Widerstand 23 geschützt wird. Ferner besteht dann, wenn der obige Fall (3) oder (4) als die Bedingung zum Schließen des Halbleiterschalters 21 gewählt werden, die Möglichkeit, dass die Bedingung (3) oder (4) an einem Zeitpunkt verschieden von einer Kollision auftritt, so dass die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug weiterfahren wird, obgleich der Halbleiterschalter 21 geschlossen worden ist, und dass der vom Motor 8 erzeugte elektrische Strom in die Entladeschaltung 20 fließen wird.
Für den Fall, dass elektrischer Strom aus einer Vorrichtung verschieden von dem Kondensator C1 (und C2) in die Entladeschaltung 20 fließt, wird die Entladung vorzugsweise auch dann fortgesetzt, wenn die Entladung nicht so schnell wie durch die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24 erfolgen kann. Folglich ist nachstehend eine Technik zur Verbesserung der ersten Ausführungsform dahingehen beschrieben, dass die Entladung über einen anderen Pfad fortgesetzt wird, wenn sich der Widerstandswert des Kaltleiters 24 erhöht hat.
(Zweite Ausführungsform)
4 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Hybridfahrzeugs 2a gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dem Hybridfahrzeug 2a unterscheidet sich die Konfiguration einer Entladeschaltung 20a von der ersten Ausführungsform. Die Konfiguration verschieden von der Entladeschaltung 20a ist gleich der ersten Ausführungsform, so dass hierauf nachstehend nicht wiederholt Bezug genommen wird.
Die Entladeschaltung 20a weist einen zweiten Widerstand 25 zusätzlich zu der Konfiguration der Entladeschaltung 20 der ersten Ausführungsform auf. Der zweite Widerstand 25 ist mit dem Halbleiterschalter 21 und dem ersten Widerstand 23 in Reihe geschaltet. Ferner ist der zweite Widerstand 25 zum Kaltleiter 24 parallel geschaltet. Gemäß dieser Konfiguration fließt elektrischer Strom durch die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24, während die Temperatur des Kaltleiters 24 gering ist. Wenn die Temperatur des Kaltleiters 24 zunimmt, fließt der elektrische Strom durch die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem zweiten Widerstand 25. D. h., der Pfad, über den der elektrische Strom fließt, wird in Übereinstimmung mit der Temperatur des Kaltleiters 24 geschaltet. Indem der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 in geeigneter Weise gewählt wird, kann ein zweiter elektrischer Strompfad (der erste Widerstand 23 und der zweite Widerstand 25) gebildet werden, bei dem die Entladeeffizienz geringer ist als bei dem elektrischen Strompfad bei niedrigen Temperaturen (der erste Widerstand 23 und der Kaltleiter 24), der jedoch für einen bestimmten Grad an Entladung geeignet ist. Der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 ist vorzugsweise größer oder gleich dem Widerstandswert des ersten Widerstands 23. Wenn der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 gleich demjenigen des ersten Widerstands 23 ist, wird ein Gesamtwiderstand bei hohen Temperaturen (der erste Widerstand 23 und der zweite Widerstand 25) annähernd doppelt so groß wie ein Gesamtwiderstandswert bei niedrigen Temperaturen (der erste Widerstand 23 und der Kaltleiter 24). Folglich werden die Menge an Wärme, die erzeugt wird, und die Entladeeffizienz auf die Hälfte reduziert. Gemäß der in der 4 gezeigten Konfiguration kann für den Fall, dass eine größere Menge an elektrischem Strom als erwartet in die Entladeschaltung 20a fließt, die Entladeschaltung geschützt und ein Entladen fortgesetzt werden. Ferner wird der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 derart gewählt, dass er über einem Widerstandswert (2 × Rmin) bei der Curie-Temperatur Tc des Kaltleiters 24 liegt. Typischerweise ist ein Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 25 ein Zwischenwert zwischen einem maximalen Widerstandswert Rmax des Kaltleiters 24 und dem Widerstandswert (2 × Rmin) bei der Curie-Temperatur Tc (siehe 3).
Im Falle der zweiten Ausführungsform kann der Entlade-Controller 6, wie in der ersten Ausführungsform, die Prozesse des in der 2 gezeigten Ablaufdiagramms ausführen. D. h., der Entlade-Controller 6 kann derart programmiert sein, dass er den Halbleiterschalter 21 öffnet, wenn die Entladebedingung erfüllt ist und eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seitdem der Halbleiterschalter 21 geschlossen wurde. Gemäß dieser Konfiguration kann eine Entladung des ersten Widerstands 23 und des zweiten Widerstands 25, die mit dem Halbleiterschalter 21 in Reihe geschaltet sind, verhindert werden, und die Wärmeerzeugung durch diese Widerstände unterdrückt werden, so dass eine Beschädigung verhindert werden kann. Ferner kann, da die Entladeschaltung 20a der zweiten Ausführungsform den zweiten Widerstand 25 zur Verhinderung einer Überhitzung des ersten Widerstands 23 aufweist, einer Entladung über einen langen Zeitraum ebenso standgehalten werden. Dementsprechend kann der Entlade-Controller 6, nachdem die Entladebedingung erfüllt worden ist, den Halbleiterschalter 21 geschlossen halten, bis er zurückgesetzt wird.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend ist ein Elektrofahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. 5 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Hybridfahrzeugs 2b der dritten Ausführungsform. In dem Hybridfahrzeug 2b unterscheidet sich die Konfiguration einer Entladeschaltung 20b von der ersten Ausführungsform. Die Konfiguration verschieden von der Entladeschaltung 20b ist gleich der ersten Ausführungsform, so dass hierauf nachstehend nicht wiederholt eingegangen ist. Die Entladeschaltung 20b weist einen dritten Widerstand 26 zusätzlich zu der Konfiguration der Entladeschaltung 20 der ersten Ausführungsform auf. Der dritten Widerstand 26 ist parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Halbleiterschalter 21, dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24 geschaltet. D. h., der dritten Widerstand 26 ist fortlaufend zum Kondensator C1 parallel geschaltet. Der Widerstandswert des dritten Widerstands 26 ist derart gewählt, dass er höher als der Widerstandswert des ersten Widerstands 23 ist. Die Entladeschaltung 20b der dritten Ausführungsform entlädt den Kondensator C1 auch dann langsam, wenn der Halbleiterschalter 21 geöffnet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann für den Fall, dass der Halbleiterschalter 21 aufgrund eines Unfalls nicht geschlossen wird, der Kondensator C1 entladen werden, auch wenn diese Entladung langsam verläuft. Alternativ kann die Entladeschaltung 20b für den Fall, dass eine Ladung im Kondensator C1 verbleibt, nachdem eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seitdem der Halbleiterschalter 21 im Ablaufdiagramm der 2 geöffnet wurde, die verbleibende Ladung entladen.
(Vierte Ausführungsform)
Nachstehend ist ein Elektrofahrzeug gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. 6 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Hybridfahrzeugs 2c der vierten Ausführungsform. In dem Hybridfahrzeug 2c unterscheidet sich die Konfiguration der Entladeschaltung 20c von der ersten Ausführungsform. Die Konfiguration verschieden von der Entladeschaltung 20c ist gleich der ersten Ausführungsform, so dass hierauf nachstehend nicht wiederholt eingegangen ist. Die Entladeschaltung 20c weist sowohl den zweiten Widerstand 25 der zweiten Ausführungsform als auch den dritten Widerstand 26 der dritten Ausführungsform auf. Dementsprechend bringt das Hybridfahrzeug 2c der vierten Ausführungsform sowohl die Vorteile des Hybridfahrzeugs 2a der zweiten Ausführungsform als auch die Vorteile des Hybridfahrzeugs 2b der dritten Ausführungsform hervor.
Nachstehend sind Überlegungen zu den Ausführungsformen dargelegt. Das Fahrzeug der Ausführungsformen weist die Hauptbatterie 3, den Leistungswandler, das Hauptrelais (das Systemhauptrelais 4) und den Kondensator C1 auf. Die Hauptbatterie 3 ist vorgesehen, um Energie für den Motor zu speichern. Der Leistungswandler ist zwischen die Hauptbatterie 3 und den Motor 8 geschaltet. Der Leistungswandler ist für gewöhnlich eine Vorrichtung zum Wandeln der Energie von der Hauptbatterie 3 in Energie, die zur Ansteuerung des Motors geeignet ist, und ist der Inverter 7 oder der Spannungswandler 5. Das Hauptrelais (das Systemhauptrelais 4) ist ein Schalter, der dazu dient, die Verbindung der Hauptbatterie 3 und des Leistungswandlers herzustellen oder zu trennen. Der Kondensator ist parallel zu einem Eingangsende oder Ausgangsende des Leistungswandlers geschaltet und glättet den elektrischen Strom.
Das Fahrzeug der Ausführungsformen weist ferner eine Entladeschaltung zum Entladen des Kondensators auf. Die Entladeschaltung ist zum Kondensator parallel geschaltet. Eine Entladeschaltung (die Entladeschaltung 20) gemäß einem Aspekt der Lehre in der vorliegenden Beschreibung weist eine Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23, einem Kaltleiter (dem Kaltleiter 24) und einem Schalter (dem Halbleiterschalter 21) auf.
Eine Entladeschaltung (die Entladeschaltung 20a) gemäß einem weiteren Aspekt, der in der vorliegenden Beschreibung gelehrt wird, weist den zweiten Widerstand 25 auf, der mit dem ersten Widerstand 23 und dem Schalter in Reihe und zum Kaltleiter parallel geschaltet ist. Da der zweite Widerstand 25 vorgesehen ist, schaltet die Entladeschaltung 20a den elektrischen Strompfad automatisch, wenn die Temperatur des Kaltleiters gering ist und wenn die Temperatur des Kaltleiters hoch ist. Der elektrische Strompfad, wenn die Temperatur gering ist, ist die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24, und diese Schaltung kann den Kondensator C1 schnell entladen. Der elektrische Strompfad, wenn die Temperatur hoch ist, ist die Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23 und dem zweiten Widerstand 25, und diese Schaltung kann den Kondensator C1 über eine mittlere Dauer entladen. Der erste Widerstand 23 und der zweite Widerstand 25 sind derart gewählt, dass der kombinierte Widerstand der Reihenschaltung, die aus ihnen gebildet wird, größer als der kombinierte Widerstand der Reihenschaltung ist, die aus dem ersten Widerstand 23 und dem Kaltleiter 24 gebildet wird (hier der Widerstandswert, wenn die Temperatur des Kaltleiters 24 gering ist). Hierin beschreibt „wenn die Temperatur gering ist” einen Fall, in dem sie unter der Curie-Temperatur des Kaltleiters 24 liegt.
Ferner ist der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 vorzugsweise größer oder gleich dem Widerstandswert des ersten Widerstands 23. Für den Fall, dass der Widerstandswert des zweiten Widerstands 25 gleich demjenigen des ersten Widerstands 23 ist, wird der kombinierte Widerstand des ersten Widerstands 23 und des zweiten Widerstands 25 (unter Vernachlässigung des Widerstandswerts des Kaltleiters) gleich dem doppelten Widerstandswert des ersten Widerstands alleine. D. h., der Entladewiderstand, wenn sich der Kaltleiter in einem AUS-Zustand befindet, wird doppelt so groß wie der Entladewiderstand, wenn sich der Kaltleiter in einem EIN-Zustand befindet, und der Betrag an Wärme, die durch den Entladewiderstand erzeugt wird, wird auf ungefähr die Hälfte reduziert.
Eine Entladeschaltung (die Entladeschaltung 20b) gemäß einem weiteren Aspekt in der vorliegenden Beschreibung weist ferner den dritten Widerstand 26 auf, der parallel zu der Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23, einem Kaltleiter (dem Kaltleiter 24) und einem Schalter (dem Halbleiterschalter 21) geschaltet ist, wobei der dritte Widerstand 26 einen Widerstandswert aufweist, der über dem Widerstandswert des ersten Widerstands 23 liegt. Der dritte Widerstand 26 ist fortlaufend mit dem Kondensator verbunden, unabhängig vom Zustand des Schalters. Folglich kann die Entladeschaltung 20b den Kondensator C1 über einen langen Zeitraum entladen. Ferner entspricht der dritte Widerstand 26 in den Ausführungsformen dem „vierten Widerstand” in den Ansprüchen.
Eine Entladeschaltung (die Entladeschaltung 20c) gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist, zusätzlich zu der Konfiguration der Entladeschaltung 20a, den dritten Widerstand 26 auf, der parallel zu der Reihenschaltung aus dem ersten Widerstand 23, einem Kaltleiter (dem Kaltleiter 24) und einem Schalter (dem Halbleiterschalter 21) geschaltet ist, und der einen Widerstandswert aufweist, der über demjenigen des kombinierten Widerstandswertes des ersten Widerstands 23 und des zweiten Widerstands 25 liegt. Dieser Aspekt bringt die Vorteil von sowohl der Entladeschaltung 20a als auch der Entladeschaltung 20b hervor.
Das Fahrzeug der Ausführungsformen ist ein Hybridfahrzeug. Die technische Lehre der vorliegenden Beschreibung ist jedoch ebenso in geeigneter Weise auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar, das keinen Verbrennungsmotor aufweist. Ferner ist die technische Lehre in der vorliegenden Beschreibung ebenso für eine Anwendung auf ein Brennstoffzellenfahrzeug geeignet.
Vorstehend sind repräsentative, nicht beschränkende Beispiele für die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung dient jedoch lediglich dazu, dem Fachmann weitere Details zur Ausübung bevorzugter Aspekte der vorliegenden Erfindung nahezubringen, jedoch nicht dazu, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Ferner kann jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die vorstehend beschrieben sind, separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um ein verbessertes Elektrofahrzeugs bereitzustellen.
Ferner sind Kombinationen von Eigenschaften und Schritten, die in der obigen detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht unbedingt erforderlich, um die Erfindung in ihrem breitesten Sinne auszuüben, sondern beschrieben, um insbesondere repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele, sowie die verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche, in einer Weise kombiniert werden, die nicht speziell und explizit genannt ist, um weitere nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.
Alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, sollen im Sinne der ursprünglichen Offenbarung und zur Einschränkung des beanspruchten Gegenstandes separat und unabhängig voneinander offenbart sein, unabhängig von den Zusammenstellungen der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen. Ferner sollen alle Wertebereiche oder Anzeigen von Gruppen von Einheiten im Sinne der ursprünglichen Offenbarung sowie zur Einschränkung des beanspruchten Gegenstandes jeden möglichen Zwischenwert oder jede mögliche Zwischeneinheit umfassen.
Vorstehend sind bestimmte Beispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, die jedoch lediglich zur beispielhaften Veranschaulichung dienen und somit den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken. Der in den Ansprüchen beschriebene Gegenstand umfasst Modifikationen und Änderungen der vorstehend aufgezeigten bestimmten Beispiele. Technische Merkmale, die in der Beschreibung und in den Zeichnungen beschrieben sind, können technisch alleine oder in verschiedenen Kombinationen von Nutzen sein und sind nicht auf die Kombinationen beschränkt, die ursprünglich beansprucht sind. Ferner kann der in der Beschreibung und den Zeichnungen aufgezeigte Gegenstand gleichzeitig mehrere Zwecke erfüllen und dessen technische Bedeutung in der Erzielung irgendeines diese Zwecke liegen.

Claims

Elektrofahrzeug mit: – einem Kondensator, der dazu ausgelegt ist, einen elektrischen Strom zu glätten; – einer Entladeschaltung, die parallel zum Kondensator geschaltet ist, wobei die Entladeschaltung eine Reihenschaltung aufweist, die aus einem ersten Widerstand, einem Kaltleiter und einem Schalter aufgebaut ist; und – einem Entlade-Controller, der dazu ausgelegt ist, den Schalter zu schließen, wenn eine vorbestimmte Entladebedingung erfüllt ist.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladebedingung eine der folgenden Bedingungen umfasst: – Erfassung einer Kollision des Fahrzeugs, – Erfassung eines Kommunikationsfehlers, oder – Erfassung, dass eine Ausgangsspannung einer Hilfsbatterie kleiner oder gleich einer vorbestimmten Schwellenwertspannung ist.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Entladeschaltung ferner einen zweiten Widerstand aufweist, der zu dem ersten Widerstand und dem Schalter in Reihe und zu dem Kaltleiter parallel geschaltet ist.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der Entlade-Controller den Schalter öffnet, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seitdem der Schalter geschlossen wurde.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Entladeschaltung ferner einen dritten Widerstand aufweist, der parallel zu der Reihenschaltung geschaltet ist, die aus dem ersten Widerstand, dem Kaltleiter und dem Schalter aufgebaut ist, wobei der dritte Widerstand einen Widerstandswert aufweist, der höher als ein kombinierter Widerstandswert des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands ist.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Entladeschaltung ferner einen vierten Widerstand aufweist, der parallel zu der Reihenschaltung geschaltet ist, die aus dem ersten Widerstand, dem Kaltleiter und dem Schalter aufgebaut ist, wobei der vierte Widerstand einen Widerstandswert aufweist, der höher als ein Widerstandswert des ersten Widerstands ist.