JP2007336715A - Power supply device for vehicle - Google Patents

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Takaya Soma
貴也 相馬
Hiroshi Yoshida
寛史 吉田
Takeshi Shigekari
武志 茂刈
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To supply power to a travel motor from a capacitor and a battery, so that a vehicle can achieve behavior which an operator demands. <P>SOLUTION: ECU performs a program comprising a step (S100) of acquiring self-vehicle travel information from a navigation device provided for the vehicle; a step (S600) of detecting (S300) a charging amount Q of the capacitor when an acceleration request for convergence to a driveway is detected (YES in S200), and for preferentially charging the capacitor compared to the battery by dynamic electric regenerative braking power when the charging amount Q is not less than a threshold, and a brake is turned on (NO in S400 and YES in S500); and a step (S1100) of performing preferential discharge from the capacitor, and supplying power to the travel motor during convergence acceleration. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の蓄電機構から走行用電気負荷に電力を供給する装置に関し、特に、車両に好適な挙動を実現するように特性の異なる蓄電機構から走行用電気負荷へ電力を供給する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for supplying electric power to a traveling electric load from a plurality of power storage mechanisms, and more particularly to an apparatus for supplying electric power from an electric storage mechanism having different characteristics to a traveling electric load so as to realize a behavior suitable for a vehicle. .

エンジン(たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。)と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。さらに、エンジンを搭載しないで電気モータのみを走行源としたパワートレーンを搭載した車両(電気自動車、燃料電池車)も開発されている。この電気モータに電力を供給するために、車両には蓄電機構が搭載される。蓄電機構としては、エネルギ密度、充放電効率等を理由として、一般的に二次電池(バッテリ)が搭載されることが多い。この二次電池の種類としては、高電圧のニッケル水素電池、リチウムイオン電池などが用いられる。なお、走行用の電気モータには、モータジェネレータが用いられ、制動時にエネルギの回生を行ない、燃料消費率の改善が図られている。   A vehicle equipped with a power train called a hybrid system combining an engine (for example, a known engine such as a gasoline engine or a diesel engine) and an electric motor has been developed and put into practical use. Furthermore, vehicles (electric vehicles, fuel cell vehicles) equipped with a power train that uses only an electric motor as a travel source without an engine are also being developed. In order to supply electric power to this electric motor, a power storage mechanism is mounted on the vehicle. As a power storage mechanism, a secondary battery (battery) is generally often mounted because of energy density, charge / discharge efficiency, and the like. As the type of the secondary battery, a high voltage nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, or the like is used. Incidentally, a motor generator is used for the electric motor for traveling, and energy is regenerated during braking to improve the fuel consumption rate.

特開2000−324609号公報(特許文献1)は、ナビゲーション装置を用いて、燃料消費量を最小化することが可能なハイブリッド車両の制御装置を開示する。このハイブリッド車両の制御装置は、駆動力を発生する内燃機関と、内燃機関に接続された電動機と、電動機に電力を供給する電池とを有するハイブリッド車両を制御する。この制御装置は、第1の地点から第2の地点までの走行経路を算出する経路算出手段と、経路算出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段と、情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出し、内燃機関と電動機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、駆動力演算手段の演算結果と内燃機関の特性に基づいて走行経路の走行中における内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、駆動力演算手段の演算結果から電動機の消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、燃料消費率演算手段が演算した内燃機関の燃料消費率と、発電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小となるような発電計画を作成する発電計画手段とを備える。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-324609 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle control device that can minimize fuel consumption using a navigation device. This control device for a hybrid vehicle controls a hybrid vehicle having an internal combustion engine that generates a driving force, an electric motor connected to the internal combustion engine, and a battery that supplies electric power to the electric motor. The control device includes: a route calculation unit that calculates a travel route from the first point to the second point; an information detection unit that detects road environment information related to the travel route calculated by the route calculation unit; A driving force calculating means for calculating a driving force required for traveling when the vehicle travels on a travel route based on road environmental information detected by the means, and for calculating a driving force to be generated by each of the internal combustion engine and the motor; Fuel consumption rate calculation means for calculating the fuel consumption rate of the internal combustion engine during traveling on the travel route based on the calculation result of the force calculation means and the characteristics of the internal combustion engine, and battery remaining amount detection means for detecting the remaining charge of the battery The power consumption calculating means for estimating the amount of power consumed by the motor from the calculation result of the driving force calculating means, and calculating the required power generation amount from the estimated power consumption and the detected remaining charge amount, and the fuel consumption rate calculating means Calculate Based on the fuel consumption rate of the internal combustion engine and the required power generation amount calculated by the power generation amount calculation means, a power generation plan that creates a power generation plan that minimizes the fuel consumption amount by generating power when the fuel consumption rate is low Means.

このハイブリッド車両の制御装置によると、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料消費量を低減することを図ることができる。また、この特許文献1には、メインバッテリは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの各種電池や、電気二重層キャパシタ(なお、以下においては、キャパシタとコンデンサとを区別しないで記載する)などを用いることができると記載されている。   According to this hybrid vehicle control device, since the power generation plan predicting the future driving state of the vehicle from the road environmental information regarding the driving route is performed, the internal combustion engine is efficiently driven while maintaining the charge amount of the battery. It is possible to reduce the fuel consumption. Further, in this Patent Document 1, the main battery is described as various batteries such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, and a lead battery, or an electric double layer capacitor (in the following, the capacitor and the capacitor are not distinguished from each other). ) Etc. can be used.

このように蓄電機構として、二次電池(バッテリ)の他にキャパシタを用いることもできる。さらに、バッテリもキャパシタも車両に搭載する場合もある。   As described above, a capacitor can be used as the power storage mechanism in addition to the secondary battery (battery). Furthermore, a battery and a capacitor may be mounted on the vehicle.

特開2000−156919号公報(特許文献2)は、モータジェネレータ駆動用のキャパシタの電気エネルギが無駄に消費されることを抑制することができるハイブリッド車の電源装置を開示する。このハイブリッド車の電源装置は、車輪に動力を伝達するエンジンと、車輪に動力を伝達する機能およびエンジンを始動する機能を有する第1の始動装置と、この第1の始動装置に電力を供給する始動装置用電源(キャパシタ)と、この始動装置用電源とは別に設けられ、かつ、車両の機能装置に電力を供給する機能装置用電源(バッテリ)と、始動装置用電源と機能装置用電源との間で電力の授受を可能にする電力供給回路とを有するハイブリッド車の電源装置である。この電源装置に備えられた電源制御手段は、エンジンの始動要求が発生しない場合は、始動装置用電源の電力を機能装置用電源に供給する。   Japanese Patent Laying-Open No. 2000-156919 (Patent Document 2) discloses a power supply device for a hybrid vehicle that can suppress wasteful consumption of electric energy of a capacitor for driving a motor generator. The power supply device of the hybrid vehicle supplies an electric power to the engine that transmits power to the wheels, a first starter that has a function of transmitting power to the wheels and a function of starting the engine, and the first starter. A power supply for a starter (capacitor), a power supply for a functional device (battery) that is provided separately from the power supply for the starter and supplies power to the functional device of the vehicle, a power supply for the starter, and a power supply for the functional device It is a power supply device of a hybrid vehicle which has the power supply circuit which enables transmission / reception of electric power between. The power supply control means provided in the power supply device supplies the power of the power supply for the starter to the power supply for the functional device when the engine start request is not generated.

このハイブリッド車の電源装置によると、エンジンの始動要求が発生しない条件下においては、始動装置用電源に蓄積されている電気エネルギが、機能装置用電源に充電される。したがって、エンジンの始動要求が発生することなく長期間が経過した場合でも、始動装置用電源に蓄積されている電気エネルギが、機能装置の電力として利用され、電気エネルギの無駄を防止することができる。なお、この特許文献2においては、バッテリは補機への電力供給のみに用いられ、キャパシタはエンジン始動およびバッテリ充電のみに用いられる。   According to the hybrid vehicle power supply device, the electrical energy stored in the starter power supply is charged into the functional device power supply under a condition where no engine start request is generated. Therefore, even when a long period of time has elapsed without an engine start request being generated, the electric energy stored in the power supply for the starter is used as the power for the functional device, and waste of electric energy can be prevented. . In Patent Document 2, the battery is used only for supplying power to the auxiliary machine, and the capacitor is used only for starting the engine and charging the battery.

さらに、特開平11−252711号公報(特許文献3)は、電気自動車、特にハイブリッド電気自動車の性能に適合した電気自動車用電源装置を開示する。この電源装置は、充放電電流量が小さく長時間にわたって充放電される持続性蓄電池(現時点では可逆反応によって作動する鉛蓄電池等の化学蓄電池、将来的には燃料電池などを含む)を電源装置の出力端子に接続すると共に、一時に大きな電流量で充放電が可能な瞬発性蓄電池(キャパシタンスを有するコンデンサ状の帯電型物理蓄電池)を充放電電流量を制御する電流制御装置を介して電源装置の出力端子に接続した構成としたことを特徴とする。さらに、電流制御回路は、自動車の運転状態検出手段からの検出情報に基づいて現在加速中であることを検出したときには、瞬発性蓄電池の端子電圧を持続性蓄電池の端子電圧より高電圧に制御し、現在減速中であることを検出したときには、持続性蓄電池の端子電圧を瞬発性蓄電池の端子電圧より高電圧に制御する。   Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-252711 (Patent Document 3) discloses a power supply device for an electric vehicle suitable for the performance of an electric vehicle, particularly a hybrid electric vehicle. This power supply device uses a storage battery (including a chemical storage battery such as a lead storage battery that operates by a reversible reaction and a fuel cell in the future) that is charged and discharged for a long time with a small amount of charge / discharge current. A power storage device is connected to an output terminal through a current control device that controls the amount of charge / discharge current of a flashing storage battery (capacitor-type charged physical storage battery having a capacitance) that can be charged / discharged with a large amount of current at a time. It is characterized by the configuration connected to the output terminal. Furthermore, the current control circuit controls the terminal voltage of the instantaneous storage battery to be higher than the terminal voltage of the persistent storage battery when detecting that the vehicle is currently accelerating based on the detection information from the driving state detection means of the automobile. When it is detected that the vehicle is currently decelerating, the terminal voltage of the persistent storage battery is controlled to be higher than the terminal voltage of the instantaneous storage battery.

この電気自動車用電源装置によると、電源装置の出力電圧が概ね一定の持続型蓄電池の起電力に支配され、大電流の充放電作用が必要なときに瞬発性蓄電池が機能することになる。したがって、充放電量の要求量が小さいときには、瞬発性蓄電池の電流分担割合を小さく制限して電源装置の出力端子電圧の変動が防止される。さらに、現在加速中であるときは、瞬発性蓄電池からの大電流の放電が要求されるので、瞬発性蓄電池の端子電圧を持続性蓄電池の端子電圧より高電圧に制御することにより瞬発性蓄電池を主として大電流の放電を行なって放電の要求に応えることができ、また、現在減速中であるときは、瞬発性蓄電池への大電流の充電が要求されるので、持続性蓄電池の端子電圧を瞬発性蓄電池の端子電圧より高電圧に制御することにより瞬発性蓄電池への充電量を大きくして充電の要求に応えることができる。
特開2000−324609号公報 特開2000−156919号公報 特開平11−252711号公報
According to this electric vehicle power supply device, the output voltage of the power supply device is governed by the electromotive force of the constant storage battery, and the instantaneous storage battery functions when a large current charge / discharge action is required. Therefore, when the required amount of charge / discharge is small, the current sharing ratio of the instantaneous storage battery is limited to a small value to prevent fluctuations in the output terminal voltage of the power supply device. In addition, when it is currently accelerating, it is required to discharge a large current from the instantaneous storage battery, so the instantaneous storage battery is controlled by controlling the terminal voltage of the instantaneous storage battery to be higher than the terminal voltage of the persistent storage battery. It is possible to meet the demand for discharge mainly by discharging a large current, and when the vehicle is currently decelerating, the instantaneous storage battery is required to be charged with a large current. By controlling the voltage higher than the terminal voltage of the rechargeable storage battery, the charge amount of the instantaneous storage battery can be increased to meet the demand for charging.
JP 2000-324609 A JP 2000-156919 A JP-A-11-252711

しかしながら、特許文献1においては、メインバッテリとして、各種電池やキャパシタを用いることができるということしか記載されていない。特許文献2においては、バッテリとキャパシタとを車両に搭載しているが、キャパシタはエンジン始動またはバッテリ充電のためのみに用いられる。特許文献3においては、持続性蓄電池(バッテリ)と瞬発性蓄電池(キャパシタ)とを車両に搭載し、さらに加速中には、瞬発性蓄電池の端子電圧を持続性蓄電池の端子電圧より高電圧に制御して瞬発性蓄電池からの大電流の放電を可能にしているに過ぎない。すなわち、加速が要求された時に瞬発性蓄電池からの大電流の放電が必要であっても、瞬発性蓄電池が充電されていなければ放電することは不可能である。   However, Patent Document 1 only describes that various batteries and capacitors can be used as the main battery. In Patent Document 2, a battery and a capacitor are mounted on a vehicle, but the capacitor is used only for starting the engine or charging the battery. In Patent Document 3, a persistent storage battery (battery) and an instantaneous storage battery (capacitor) are mounted on a vehicle, and during acceleration, the terminal voltage of the instantaneous storage battery is controlled to be higher than the terminal voltage of the persistent storage battery. Thus, it is only possible to discharge a large current from the instantaneous storage battery. That is, even if a high-current discharge from the instantaneous storage battery is required when acceleration is required, it is impossible to discharge unless the instantaneous storage battery is charged.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両が運転者の要求する挙動を実現できるように、特性の異なる複数の蓄電機構から走行用電気モータに、電力を供給する車両用の電力供給装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a traveling electric motor from a plurality of power storage mechanisms having different characteristics so that the vehicle can realize the behavior required by the driver. It is to provide a power supply device for a vehicle that supplies electric power.

第1の発明に係る車両用の電力供給装置は、二次電池から出力された電力をインバータを介して駆動される、定格電圧が二次電池の電圧よりも高い走行用モータに電力を供給する。この電力供給装置は、二次電池と、二次電池の電力を変圧して出力するコンバータと、入力された電力を変換して出力するインバータと、コンバータとインバータとの間の電力線に、二次電池と並列に設けられたキャパシタと、キャパシタと電力線とを接続および非接続のいずれかの状態に切換るための切換手段と、切換手段を制御するための制御手段とを含む。   The power supply device for a vehicle according to the first aspect of the present invention supplies power to a traveling motor that is driven via an inverter with power output from a secondary battery and whose rated voltage is higher than the voltage of the secondary battery. . This power supply device includes a secondary battery, a converter that transforms and outputs the power of the secondary battery, an inverter that converts and outputs the input power, and a power line between the converter and the inverter. A capacitor provided in parallel with the battery, a switching means for switching the capacitor and the power line to either a connected state or a non-connected state, and a control means for controlling the switching means are included.

第1の発明によると、二次電池の電圧は走行用モータの定格電圧よりも低いので、二次電池から電力をインバータに供給する場合には、電圧をコンバータより昇圧する。コンバータとインバータとの間の電力線に、二次電池と並列に設けられたキャパシタは、コンバータを介さないでインバータに電力を供給することができる。すなわち、走行用モータ側に瞬発性の高い蓄電池のキャパシタを接続することにより、走行用モータの負荷が瞬間的に高くなった場合(たとえば急加速)、コンバータを介することなくキャパシタから(コンバータを経由することなく)インバータを経由して走行用モータに電力が供給される。さらに、切換手段(たとえばリレー)を設けることで、回路を接続状態にしたり非接続状態にしたりできるので、二次電池から出力された電力を昇圧した後の電圧変動の影響を受けることなく、キャパシタの充電量を確保することができる。このように、二次電池にコンバータ(昇圧)を接続して、低電圧での充電と高電圧での持続的放電とを実現するとともに、瞬時に高電圧の電力を入出力できるキャパシタの特性を活用して走行用モータの瞬間的な負荷の上昇に対応できるように、特性の異なる蓄電機構を活用して電力を供給することができる。その結果、車両が運転者の要求する挙動を実現できるように、特性の異なる複数の蓄電機構から走行用電気モータに、電力を供給する車両用の電力供給装置を提供することができる。   According to the first invention, since the voltage of the secondary battery is lower than the rated voltage of the motor for traveling, when the electric power is supplied from the secondary battery to the inverter, the voltage is boosted by the converter. A capacitor provided in parallel with the secondary battery on the power line between the converter and the inverter can supply power to the inverter without going through the converter. In other words, by connecting a storage battery capacitor with high instantaneous power to the traveling motor side, when the traveling motor load increases momentarily (for example, sudden acceleration), the capacitor is not connected via the converter (via the converter). Power is supplied to the traveling motor via the inverter. Furthermore, by providing switching means (for example, a relay), the circuit can be connected or disconnected, so that the capacitor is not affected by voltage fluctuations after boosting the power output from the secondary battery. The amount of charge can be secured. In this way, a converter (boost) is connected to the secondary battery to achieve low-voltage charging and sustained discharge at high voltage, and the characteristics of a capacitor that can input and output high-voltage power instantaneously. Electric power can be supplied by utilizing power storage mechanisms having different characteristics so that the instantaneous load increase of the traveling motor can be utilized. As a result, it is possible to provide a vehicular power supply device that supplies electric power to a traveling electric motor from a plurality of power storage mechanisms having different characteristics so that the vehicle can achieve the behavior required by the driver.

第2の発明に係る電力供給装置は、第1の発明の構成に加えて、走行用モータに瞬間的な高出力が要求されることを予測するための予測手段をさらに含む。制御手段は、瞬間的な高出力が要求されることが予測されると、切換手段を制御して、二次電池に優先してキャパシタを充電するための手段を含む。   In addition to the configuration of the first invention, the power supply apparatus according to the second invention further includes a prediction means for predicting that a momentary high output is required for the traveling motor. The control means includes means for controlling the switching means to charge the capacitor in preference to the secondary battery when an instantaneous high output is predicted to be required.

第2の発明によると、たとえば、自動車専用道路への合流が近づいてきたり、前走車を追い越すタイミングが近づいてきたりすると、走行用モータに瞬間的な高出力が要求されることが予測される。このような場合には、瞬時に高電圧の電力を出力(放電)できるキャパシタの特性を活用するために、予めキャパシタを優先的に充電する。これにより、実際に走行用モータに瞬間的な高出力が要求されたときに、走行用モータから十分に大きな駆動力を出力できる。その結果、車両が運転者の要求する走行性能を実現することができる。   According to the second invention, for example, when the merging to the automobile road approaches or the timing for overtaking the preceding vehicle approaches, it is predicted that instantaneous high output is required for the traveling motor. . In such a case, the capacitor is preferentially charged in advance in order to utilize the characteristics of the capacitor that can output (discharge) high-voltage power instantaneously. As a result, when the instantaneous high output is actually required for the traveling motor, a sufficiently large driving force can be output from the traveling motor. As a result, the vehicle can achieve the driving performance required by the driver.

第3の発明に係る電力供給装置においては、第2の発明の構成に加えて、制御手段は、回生制動により発生した電力を用いて、二次電池に優先してキャパシタを充電するための手段を含む。   In the power supply apparatus according to the third invention, in addition to the configuration of the second invention, the control means uses the power generated by the regenerative braking to charge the capacitor in preference to the secondary battery. including.

第3の発明によると、走行用モータをモータジェネレータとして機能させたり、走行用モータとは別のモータジェネレータで回生制動時に発電した電力を用いて、キャパシタを充電する。これにより、車両の運動エネルギを回収できるので、エネルギ効率が向上して、究極的には燃料消費率が向上する。   According to the third invention, the capacitor is charged using the electric power generated during regenerative braking by a motor generator different from the driving motor, or by causing the driving motor to function as a motor generator. Thereby, since the kinetic energy of the vehicle can be recovered, the energy efficiency is improved and the fuel consumption rate is ultimately improved.

第4の発明に係る電力供給装置においては、第2の発明の構成に加えて、制御手段は、二次電池の電力を用いて、キャパシタを充電するための手段を含む。   In the power supply device according to the fourth invention, in addition to the configuration of the second invention, the control means includes means for charging the capacitor using the power of the secondary battery.

第4の発明によると、車両に制動が要求されなくて、キャパシタの充電量が十分でない場合には、二次電池の電力を用いて、キャパシタを充電しておく。これにより、実際に走行用モータに瞬間的な高出力が要求されたときに、二次電池ではなくキャパシタから電力がインバータに供給されて、走行用モータから十分に大きな駆動力を出力できる。   According to the fourth invention, when the vehicle is not required to be braked and the amount of charge of the capacitor is not sufficient, the capacitor is charged using the power of the secondary battery. As a result, when an instantaneous high output is actually required for the traveling motor, power is supplied from the capacitor instead of the secondary battery to the inverter, and a sufficiently large driving force can be output from the traveling motor.

第5の発明に係る電力供給装置においては、第2〜4のいずれかの発明の構成に加えて、予測手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、瞬間的な高出力が要求されることを予測するための手段を含む。   In the power supply device according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the second to fourth inventions, the predicting means requires an instantaneous high output based on information from the navigation device. Means for predicting.

第5の発明によると、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、自動車専用道路への合流が近づいてくると、走行用モータに瞬間的な高出力が要求されることを予測することができる。   According to the fifth aspect, based on information from the navigation device, it can be predicted that instantaneous high output is required for the traveling motor when the merging to the exclusive road for vehicles approaches.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1を参照して、本発明の実施の形態に係る電力供給装置が搭載された車両について説明する。この車両は、バッテリ100と、インバータ200と、走行用モータ300と、コンデンサ400と、システムメインリレー510(SMR(1)500、制限抵抗502、SMR(2)504、SMR(3)506)と、ECU(Electronic Control Unit)600とを含む。本実施の形態に係る電力供給装置は、ECU600が実行するプログラムにより制御される。なお、本実施の形態において、車両は走行用モータ300からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明するが、本発明に係る電力供給装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。   A vehicle equipped with a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This vehicle includes a battery 100, an inverter 200, a traveling motor 300, a capacitor 400, a system main relay 510 (SMR (1) 500, limiting resistor 502, SMR (2) 504, SMR (3) 506). ECU (Electronic Control Unit) 600. The power supply device according to the present embodiment is controlled by a program executed by ECU 600. In the present embodiment, the vehicle will be described as an electric vehicle that travels only by the driving force from the traveling motor 300, but the vehicle on which the power supply device according to the present invention is mounted is not limited to an electric vehicle, You may mount in a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, etc.

バッテリ100は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。なお、バッテリ100に加えてキャパシタ700が備えられ、ともにそれぞれの特性に応じて、走行用モータ300に電力を供給する。   The battery 100 is an assembled battery in which a plurality of modules in which a plurality of cells are connected in series are further connected in series. Capacitor 700 is provided in addition to battery 100, and both supply power to traveling motor 300 according to the respective characteristics.

インバータ200は、6つのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)と、IGBTのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各IGBTにそれぞれ並列に接続された6つのダイオードとを含む。インバータ200は、ECU600からの制御信号に基づいて各IGBTのゲートをオン/オフ(通電/遮断)することにより、バッテリ100から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モータ300に供給する。なお、インバータ200およびIGBTには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。   Inverter 200 includes six IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and six diodes connected in parallel to each IGBT so that a current flows from the emitter side to the collector side of the IGBT. The inverter 200 converts the current supplied from the battery 100 from a direct current to an alternating current by turning on / off (energizing / cutting off) the gate of each IGBT based on a control signal from the ECU 600. 300. Inverter 200 and IGBT may use a well-known technique, and therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

走行用モータ300は、三相交流モータである。走行用モータ300の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト(図示せず)に接続される。車両は、走行用モータ300からの駆動力により走行する。   Traveling motor 300 is a three-phase AC motor. The rotation shaft of the traveling motor 300 is finally connected to a drive shaft (not shown) of the vehicle. The vehicle travels by the driving force from the travel motor 300.

コンデンサ400は、インバータ200と並列に接続されている。コンデンサ400は、バッテリ100から供給された電力、またはインバータ200から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ200またはバッテリ100に供給される。   The capacitor 400 is connected in parallel with the inverter 200. Capacitor 400 temporarily stores electric charge in order to smooth the power supplied from battery 100 or the power supplied from inverter 200. The smoothed power is supplied to the inverter 200 or the battery 100.

システムメインリレー510は、正極側のSMR(1)500、SMR(2)504および負極側のSMR(3)506から構成される。SMR(1)500およびSMR(2)504は、バッテリ100の正極側に設けられている。SMR(1)500とSMR(2)504とは、並列に接続されている。SMR(1)500には、制限抵抗502が直列に接続されている。SMR(1)500は、SMR(2)504が接続される前に接続され、インバータ200に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用SMRである。SMR(2)504は、SMR(1)500が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側SMRである。SMR(3)506は、バッテリ100の負極側に設けられている負側SMRである。各SMRは、ECU600により制御される。   The system main relay 510 includes SMR (1) 500 and SMR (2) 504 on the positive side and SMR (3) 506 on the negative side. SMR (1) 500 and SMR (2) 504 are provided on the positive electrode side of battery 100. SMR (1) 500 and SMR (2) 504 are connected in parallel. A limiting resistor 502 is connected to the SMR (1) 500 in series. SMR (1) 500 is a precharge SMR that is connected before SMR (2) 504 is connected and prevents an inrush current from flowing through inverter 200. SMR (2) 504 is a positive SMR connected after SMR (1) 500 is connected and precharge is completed. SMR (3) 506 is a negative SMR provided on the negative electrode side of battery 100. Each SMR is controlled by ECU 600.

ECU600は、イグニッションスイッチ(図示せず)、アクセルペダル(図示せず)の踏込み量、ブレーキペダル(図示せず)の踏込み量などに基づいて、ROM(Read Only Memory)に記憶されたプログラムを実行し、インバータ200および各SMRを制御して、車両の所望の状態で走行させる。ECU600には、コンデンサ400の電圧を検出する電圧計が接続されている。コンデンサ400の電圧を検出することにより、インバータ200(走行用モータ300)の電圧V(I)を検出する。   ECU 600 executes a program stored in a ROM (Read Only Memory) based on the amount of depression of an ignition switch (not shown), an accelerator pedal (not shown), the amount of depression of a brake pedal (not shown), etc. Then, the inverter 200 and each SMR are controlled to drive the vehicle in a desired state. ECU 600 is connected to a voltmeter that detects the voltage of capacitor 400. By detecting the voltage of the capacitor 400, the voltage V (I) of the inverter 200 (traveling motor 300) is detected.

さらに、ECU600には、バッテリ100の電圧V(B)を検出する電圧計と、バッテリ100の電流I(B)を検出する電流計とが接続されている。これらの電圧計と電流計とで検出した電圧値および電流値から、バッテリ100のSOC(States Of Charge)が算出できる。   ECU 600 is connected to a voltmeter for detecting voltage V (B) of battery 100 and an ammeter for detecting current I (B) of battery 100. The SOC (States Of Charge) of the battery 100 can be calculated from the voltage value and current value detected by these voltmeters and ammeter.

SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506は、コイルに対して励磁電流を通電したときにオンする接点を閉じるリレーである。SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506の作動状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、OFF(オフ)位置と、ACC位置、ON(オン)位置およびSTA(スタート)位置とがあり、ECU600は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがOFF位置にあるときには、全てのSMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506をオフする。すなわち、各SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、エンジンキーをキーシリンダに差し込んで回すことによりOFF位置→ACC位置→ON位置→STA位置の順に切り換えられ、STA位置からON位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなイグニッションスイッチに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。エンジンキーの代わりのキー(スマートエントリキーとも呼ばれる)をキースロットに差し込んで(あるいは携帯して運転席に着座して)、押しボタンスイッチ(パワースイッチとも呼ばれる)を押すことにより、電源ポジションがOFF位置→ACC位置→ON位置→HVシステム起動位置の順に切換られるものである。   SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are relays that close contacts that are turned on when an exciting current is applied to the coil. The relationship between the operation state of SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 and the position of the ignition switch will be described. The ignition switch has an OFF (off) position, an ACC position, an ON (on) position, and a STA (start) position. When the power is shut down, that is, when the position of the ignition switch is in the OFF position, SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are turned off. That is, the excitation current for the coils of each SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 is turned off. The position of the ignition switch is switched in the order of OFF position → ACC position → ON position → STA position by inserting the engine key into the key cylinder and turning it, and automatically returns from the STA position to the ON position. In addition, it is not limited to such an ignition switch, The following may be sufficient. Inserting a key (also called a smart entry key) instead of an engine key into the key slot (or carrying it in the driver's seat) and pressing a push button switch (also called a power switch) turns the power position OFF The position is switched in the order of ACC position → ON position → HV system starting position.

さらに、この車両には、上述したように、走行用モータ300へ電力を供給するデバイスとして、バッテリ100に加えて、キャパシタ700を搭載している。キャパシタ700は、リレー702およびリレー704をECU600が開閉制御して、インバータ200へ電力を供給(放電)する。リレー702およびリレー704は、コイルに対して励磁電流を通電したときにオンする接点を閉じるリレーである。   Further, as described above, this vehicle includes a capacitor 700 in addition to the battery 100 as a device for supplying electric power to the traveling motor 300. Capacitor 700 supplies (discharges) electric power to inverter 200 by ECU 600 controlling opening and closing of relay 702 and relay 704. The relays 702 and 704 are relays that close contacts that are turned on when an exciting current is applied to the coil.

また、このキャパシタ700には、バッテリ100からの電力が、後述する昇圧コンバータ800(昇圧コンバータ800は昇圧動作に加えて降圧動作も可能である)を介して供給されることにより充電される。さらに、このキャパシタ700には、回生制動時にモータ300がジェネレータとして機能して、この回生電力が供給されることにより充電される。なお、このキャパシタ700の接続点は、インバータ200の入力側端子とコンデンサ400との間である。   The capacitor 700 is charged by supplying power from the battery 100 via a step-up converter 800 described later (the step-up converter 800 can perform step-down operation in addition to step-up operation). Furthermore, the capacitor 700 is charged by the regenerative power supplied by the motor 300 functioning as a generator during regenerative braking. The connection point of the capacitor 700 is between the input side terminal of the inverter 200 and the capacitor 400.

また、この車両には、バッテリ100とインバータ200との間に、昇圧コンバータ800が設けられる。この昇圧コンバータ800により、たとえばバッテリ100の定格電圧200V程度が、500V程度(モータの定格電圧)まで昇圧される。この昇圧コンバータ800は、2つのIGBTや電流変化を低減させるリアクトルから構成される。   Further, this vehicle is provided with a boost converter 800 between battery 100 and inverter 200. With this boost converter 800, for example, the rated voltage of the battery 100 of about 200V is boosted to about 500V (motor rated voltage). Boost converter 800 includes two IGBTs and a reactor that reduces a current change.

電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがOFF位置からACC位置およびON位置を経てSTA位置に切換られると、ECU600は、先ず、SMR(3)506をオンし、次にSMR(1)500をオンしてプリチャージを実行する。SMR(1)500には制限抵抗502が接続されているので、SMR(1)500をオンしてもインバータ電圧V(I)は緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。   When the power source is connected, that is, when the ignition switch position is switched from the OFF position to the STA position via the ACC position and the ON position, ECU 600 first turns on SMR (3) 506 and then turns on SMR (1) 500. Then, precharge is executed. Since the limiting resistor 502 is connected to the SMR (1) 500, the inverter voltage V (I) gradually rises even when the SMR (1) 500 is turned on, and the occurrence of an inrush current can be prevented.

ECU600は、インバータ電圧V(I)が、たとえば、バッテリ電圧V(B)の約80%程度に達したところでプリチャージを完了し、SMR(2)504をオンする。ECU600は、インバータ電圧V(I)がほぼバッテリ電圧V(B)に等しくなったところで、SMR(1)500をオフしてバッテリ100からの通電をオン状態とする。   ECU 600 completes the precharge when inverter voltage V (I) reaches about 80% of battery voltage V (B), for example, and turns on SMR (2) 504. ECU 600 turns off SMR (1) 500 and turns on power from battery 100 when inverter voltage V (I) becomes substantially equal to battery voltage V (B).

一方、イグニッションスイッチのポジションがON位置からOFF位置に切り換えられると、ECU600は、先ずSMR(2)504をオフし、続いてSMR(3)506をオフする。この結果、バッテリ100とインバータ200との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ電圧V(I)は徐々に約0V(遮断時電圧)に収束する。なお、遮断時電圧は必ずしも0Vである必要はなく、たとえば、2、3V程度の微弱電圧であっても良い。   On the other hand, when the position of the ignition switch is switched from the ON position to the OFF position, ECU 600 first turns off SMR (2) 504 and then turns off SMR (3) 506. As a result, the electrical connection between the battery 100 and the inverter 200 is cut off, and the power supply is cut off. At this time, the remaining voltage on the drive circuit side is discharged, and the inverter voltage V (I) gradually converges to about 0 V (voltage at the time of interruption). Note that the cutoff voltage is not necessarily 0 V, and may be a weak voltage of about 2 or 3 V, for example.

さらに、ECU600は、このようにしてシステムメインリレー510をオン状態からオフ状態にするわけであるが、ECU600はシステムメインリレー510をオフ状態にして、以下に示すような本発明に特有な制御を実行する。   Further, the ECU 600 turns the system main relay 510 from the on state to the off state in this way, but the ECU 600 turns the system main relay 510 to the off state and performs the control specific to the present invention as described below. Execute.

ECU600は、通信線等により接続されたナビゲーション装置900からの情報に基づいて、瞬発性の加速が要求されると、バッテリ100ではなくキャパシタ700から、インバータ200を介して走行用モータ300に電力を供給する。このような瞬発性が要求される加速が予測されると、ECU600は、予めキャパシタ700の充電量Qを上昇させる。このようにすると、加速の瞬間的な高出力に備えて予めキャパシタ700を充電しておけるので、十分な加速性能を確保することができる。   When the acceleration is requested instantaneously based on information from the navigation device 900 connected by a communication line or the like, the ECU 600 supplies power to the traveling motor 300 from the capacitor 700 instead of the battery 100 via the inverter 200. Supply. When acceleration that requires such instantaneous characteristics is predicted, ECU 600 increases charge amount Q of capacitor 700 in advance. In this way, the capacitor 700 can be charged in advance in preparation for an instantaneous high output of acceleration, so that sufficient acceleration performance can be ensured.

図2を参照して、本実施の形態に係る電力供給装置を制御するECU600で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に示すフローチャートで表わされるプログラムは、加速制御に限定したフローチャートであって、予め定められた時間間隔において繰返し実行される。   With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by ECU 600 that controls electric power supply apparatus according to the present embodiment will be described. The program represented by the flowchart shown below is a flowchart limited to acceleration control, and is repeatedly executed at a predetermined time interval.

ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、ECU600は、ナビゲーション装置900から自車走行情報を取得する。なお、自車走行情報には、ナビゲーション装置900がGPS(Global Positioning System)の衛星から受信した自車の位置情報およびナビゲーション装置900に記録された地図データに基づく、自車の地図上の走行位置情報を含む。これにより、自車の進行方向の道路情報も取得できる。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, ECU 600 acquires host vehicle travel information from navigation device 900. The vehicle travel information includes the travel position on the map of the vehicle based on the position information of the vehicle received by the navigation device 900 from a GPS (Global Positioning System) satellite and the map data recorded in the navigation device 900. Contains information. Thereby, the road information of the traveling direction of the own vehicle can also be acquired.

S200にて、ECU600は、近い将来に、たとえば自動車専用道路への合流のための加速要求があるか否かを判断する。近い将来に、合流のための加速要求があると判断されると(S200にてYES)、処理はS300へ移される。もしそうでないと(S200にてNO)、この処理は終了する。なお、自動車専用道路との合流部に接近しつつあると合流のための加速要求があると判断する場合のほかにも、以下のような場合に瞬時の加速要求があると判断するようにしてもよい。たとえば、片側2車線以上の左側車線を走行中であって、レーダセンサで自車の前方に車両が検出された場合(追越加速)、これに加えて、車間が短くなっている場合、片側2車線以上の左側車線を走行中であって、車車間通信により自車の前方に車両が検出されて、追越車線の前方に車両が検出されない場合(追越加速)がある。なお、これらの場合、どの車線を走行中であるのかが、たとえばナビゲーション装置900からの情報に基づいて検出される。   In S200, ECU 600 determines whether or not there is an acceleration request for merging with, for example, an automobile exclusive road in the near future. If it is determined that there is an acceleration request for merging in the near future (YES in S200), the process proceeds to S300. Otherwise (NO in S200), this process ends. In addition to determining that there is an acceleration request for merging when approaching the merging section with an automobile road, it is determined that there is an instantaneous acceleration request in the following cases: Also good. For example, when driving in the left lane of two or more lanes on one side and the vehicle is detected in front of the vehicle by the radar sensor (passing acceleration), in addition to this, There is a case where the vehicle is traveling in the left lane of two or more lanes, the vehicle is detected in front of the own vehicle by inter-vehicle communication, and the vehicle is not detected in front of the overtaking lane (overtaking acceleration). In these cases, the lane in which the vehicle is traveling is detected based on information from the navigation device 900, for example.

S300にて、ECU600は、キャパシタ700の充電量Qを検出する。キャパシタ700の充電量Qの検出については、たとえば、キャパシタ700の電圧V(C)を検出する電圧計と、キャパシタ700の電流I(C)を検出する電流計とをキャパシタ700の接続ラインに設けて、これらの電圧計と電流計とで検出した電圧値および電流値から、キャパシタ700の充電量Qを算出するようにしてもよい。   In S300, ECU 600 detects charge amount Q of capacitor 700. Regarding the detection of the charge amount Q of the capacitor 700, for example, a voltmeter for detecting the voltage V (C) of the capacitor 700 and an ammeter for detecting the current I (C) of the capacitor 700 are provided on the connection line of the capacitor 700. Thus, the charge amount Q of the capacitor 700 may be calculated from the voltage value and current value detected by these voltmeters and ammeter.

S400にて、ECU600は、キャパシタ700の充電量Qがしきい値Q(TH)以上であるか否かを判断する。このしきい値Q(TH)には、キャパシタ700の充電量Qが、近い将来の瞬時の加速に十分な電力量であるか否かを判断するための値が代入される。キャパシタ700の充電量Qがしきい値Q(TH)以上であると(S400にてYES)、処理はS1100へ移される。もしそうでないと(S400にてNO)、処理はS500へ移される。   In S400, ECU 600 determines whether or not charge amount Q of capacitor 700 is equal to or greater than threshold value Q (TH). This threshold value Q (TH) is substituted with a value for determining whether or not the charge amount Q of the capacitor 700 is an amount of electric power sufficient for instantaneous acceleration in the near future. If charge amount Q of capacitor 700 is equal to or greater than threshold value Q (TH) (YES in S400), the process proceeds to S1100. If not (NO in S400), the process proceeds to S500.

S500にて、ECU600は、ブレーキがオン状態であるか否かを判断する。この判断は、ECU600に入力されるブレーキスイッチ等の信号に基づいて行なわれる。ブレーキがオン状態であると(S500にてYES)、処理はS600へ移される。もしそうでないと(S500にてNO)、処理はS700へ移される。   In S500, ECU 600 determines whether or not the brake is on. This determination is made based on a signal such as a brake switch input to ECU 600. If the brake is on (YES in S500), the process proceeds to S600. If not (NO in S500), the process proceeds to S700.

S600にて、ECU600は、回生制動電力によりキャパシタ700をバッテリ100よりも優先的に充電する。このとき、走行用モータ300はジェネレータとして機能して、ECU600は、システムメインリレー510をオフ状態(バッテリ100と走行用モータ300とが接続されていない状態)にして、リレー702およびリレー704をオン状態(キャパシタ700と走行用モータ300とが接続されている状態)にして、走行用モータ300で回生発電された電力を用いてキャパシタ700を充電する。なお、このフローチャートには詳細を記載していないが、キャパシタ700の充電量Qがしきい値Q(TH)以上になっても回生制動状態であると、ECU600は、システムメインリレー510をオン状態(バッテリ100と走行用モータ300とが接続されている状態)にして、リレー702およびリレー704をオフ状態(キャパシタ700と走行用モータ300とが接続されていない状態)にして、走行用モータ300で回生発電された電力を用いてバッテリ100を充電する。このとき、昇圧コンバータ800は降圧動作を実行する。このS600の処理後、処理はS1100へ移される。   In S600, ECU 600 preferentially charges capacitor 700 over battery 100 with regenerative braking power. At this time, the traveling motor 300 functions as a generator, and the ECU 600 turns off the system main relay 510 (the battery 100 and the traveling motor 300 are not connected), and turns on the relay 702 and the relay 704. In a state (a state in which the capacitor 700 and the traveling motor 300 are connected), the capacitor 700 is charged using the electric power regenerated by the traveling motor 300. Although details are not described in this flowchart, ECU 600 causes system main relay 510 to be in an ON state when the regenerative braking state is in effect even when charge amount Q of capacitor 700 exceeds threshold value Q (TH). (Battery 100 and travel motor 300 are connected), relay 702 and relay 704 are turned off (capacitor 700 and travel motor 300 are not connected), and travel motor 300 The battery 100 is charged using the electric power regenerated in step. At this time, boost converter 800 performs a step-down operation. After the process of S600, the process proceeds to S1100.

S700にて、ECU600は、バッテリ100のSOCを検出する。S800にて、ECU600は、バッテリ100のSOCがしきい値SOC(TH)以上であるか否かを判断する。このしきい値SOC(TH)には、キャパシタ700を充電(少なくともキャパシタ700の充電量QをQ(TH)まで充電)するために十分であるか否かを判断するための値が代入される。バッテリ100のSOCがしきい値SOC(TH)以上であると(S800にてYES)、処理はS1000へ移される。もしそうでないと(S800にてNO)、処理はS900へ移される。   In S700, ECU 600 detects the SOC of battery 100. In S800, ECU 600 determines whether or not SOC of battery 100 is greater than or equal to threshold value SOC (TH). This threshold value SOC (TH) is assigned a value for determining whether or not it is sufficient to charge capacitor 700 (at least charge amount Q of capacitor 700 to Q (TH)). . If SOC of battery 100 is equal to or greater than threshold value SOC (TH) (YES in S800), the process proceeds to S1000. If not (NO in S800), the process proceeds to S900.

S900にて、ECU600は、バッテリ100のSOCが十分ではないので、エンジン動力により、キャパシタ700を充電する。このときには、走行用モータ(または他のモータであってもよい)がエンジンにより回転されて発電する。このS900の処理後、処理はS1100へ移される。   In S900, since the SOC of battery 100 is not sufficient, ECU 600 charges capacitor 700 with engine power. At this time, a traveling motor (or another motor) may be rotated by the engine to generate electric power. After the process of S900, the process proceeds to S1100.

S1000にて、ECU600は、バッテリ100のSOCが十分ではあるので、バッテリ100の電力を用いて、昇圧コンバータ800にて電圧を昇圧してキャパシタ700を充電する。このS1000の処理後、処理はS1100へ移される。   In S1000, since the SOC of battery 100 is sufficient, ECU 600 boosts the voltage with boost converter 800 using the power of battery 100 to charge capacitor 700. After the process of S1000, the process proceeds to S1100.

S1100にて、ECU600は、合流加速時に、キャパシタ700から優先的に放電して、インバータ200に電力を供給する。   In S1100, ECU 600 preferentially discharges from capacitor 700 during merging acceleration, and supplies power to inverter 200.

なお、上述の説明においては、キャパシタ700を充電する際に、バッテリ100の電力を用いるのか、エンジン動力により発電された電力を用いるのかを、バッテリ100のSOCに基づいて判断したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、エンジンの作動状態がエンジンの効率が高い回転数領域(あるいは負荷領域であってもよい)に入っているのであれば、エンジン動力により発電された電力を用いてキャパシタ700を充電するようにしてもよい。さらに、このエンジン効率とバッテリ100のSOCとを組合わせて判断するようにしてもよい。   In the above description, when charging the capacitor 700, it is determined based on the SOC of the battery 100 whether to use the power of the battery 100 or the power generated by the engine power. It is not limited to this. For example, if the operating state of the engine is in the engine speed range (or the load range) where the engine efficiency is high, the capacitor 700 is charged using the electric power generated by the engine power. May be. Further, this engine efficiency and the SOC of the battery 100 may be combined for determination.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電力供給装置を搭載した車両であって、ECU600により制御される車両の動作について説明する。   An operation of a vehicle equipped with the power supply device according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart and controlled by ECU 600 will be described.

車両の走行中に、自車の位置が自動車専用道路の合流手前や、自車が追越加速をすることが予測されると(S100、S200にてYES)、キャパシタ700の充電量Qが検出される(S300)。   If it is predicted that the position of the own vehicle will be before the junction of the automobile exclusive road or the own vehicle is overtaking acceleration while the vehicle is traveling (YES in S100 and S200), the charge amount Q of the capacitor 700 is detected. (S300).

このキャパシタの充電量Qが、合流時や追越時の瞬時の加速を走行用モータ300で実現するためにキャパシタ700から供給できるほどの高い充電量であると(S400にてYES)、このままの状態で合流加速時にはキャパシタ700から優先的にインバータ200に電力を供給(放電)する。   If the charge amount Q of the capacitor is high enough to be supplied from the capacitor 700 in order to realize instantaneous acceleration at the time of merging or overtaking by the traveling motor 300 (YES in S400), the state remains as it is. In this state, power is preferentially supplied (discharged) from the capacitor 700 to the inverter 200 during merge acceleration.

このキャパシタの充電量Qが、さほど高い充電量でなく(S400にてNO)、ブレーキがオン状態であると(S500にてYES)、走行用モータ300がジェネレータとして機能して発電した電力を用いてキャパシタ700をバッテリ100よりも優先して充電する(S600)。   If the charge amount Q of this capacitor is not so high (NO in S400) and the brake is on (YES in S500), the electric power generated by the traveling motor 300 functioning as a generator is used. The capacitor 700 is charged with priority over the battery 100 (S600).

さらに、このキャパシタの充電量Qが、さほど高い充電量でなく(S400にてNO)、ブレーキがオン状態でない場合には(S500にてYES)、バッテリ100のSOCに基づいて、以下のようにキャパシタ700が充電される。   Further, if the charge amount Q of this capacitor is not so high (NO in S400) and the brake is not on (YES in S500), based on the SOC of battery 100, as follows: Capacitor 700 is charged.

バッテリ100のSOCが十分に高くない場合には(S800にてNO)、エンジンの動力で発電された電力でキャパシタ700が充電される(S900)。一方、バッテリ100のSOCが十分に高い場合には(S800にてYES)、バッテリ100の電力を昇圧コンバータ800で昇圧してキャパシタ700が充電される(S1000)。   If SOC of battery 100 is not sufficiently high (NO in S800), capacitor 700 is charged with the electric power generated by the power of the engine (S900). On the other hand, when SOC of battery 100 is sufficiently high (YES in S800), power of battery 100 is boosted by boost converter 800 to charge capacitor 700 (S1000).

このようにして、合流加速が予測されると、その前にキャパシタ700を十分な充電量にまで充電するので、瞬時の加速を実現できる。   In this way, when the merge acceleration is predicted, the capacitor 700 is charged to a sufficient charge amount before that, so that an instantaneous acceleration can be realized.

以上のようにして、本実施の形態に係る電力供給装置およびこの電力供給装置を制御する制御装置として機能するECUにより実行されるプログラムにより、瞬時の加速が要求されることが予測されると、瞬時に高電圧の電力をインバータに供給できるキャパシタの充電量を十分にしておく。このような状態にしておくと、瞬時の加速が必要な場合に、キャパシタから(昇圧コンバータを経由することなく直接)高電圧の電力をインバータに供給して、瞬時の加速を実現できる。   As described above, when it is predicted that instantaneous acceleration is required by the program executed by the ECU that functions as the power supply device according to the present embodiment and the control device that controls the power supply device, Sufficiently charge the capacitor that can supply high-voltage power to the inverter instantaneously. In such a state, when instantaneous acceleration is required, high-speed power can be supplied from the capacitor (directly without going through the boost converter) to the inverter to realize instantaneous acceleration.

特に、バッテリは昇圧コンバータを介してキャパシタやインバータに接続されているので、低電圧で蓄電できるという利点と、高電圧で持続的に供給(コンバータおよびインバータを経由して走行用モータに供給)や充電(キャパシタを充電)できる利点とを有する。また、キャパシタは、瞬時の充放電が可能であり、高電圧で電力を蓄電しておいて、瞬時の加速が要求されるときに高電圧の電圧を(コンバータを経由することなく)瞬時に供給して瞬時の加速を実現できるという利点を有する。このように、バッテリおよびキャパシタのそれぞれの特性を利点とした構成を有する。   In particular, since the battery is connected to the capacitor and the inverter via a boost converter, the battery can be stored at a low voltage, and the battery can be continuously supplied at a high voltage (supplied to the driving motor via the converter and the inverter) It has an advantage that it can be charged (capacitor is charged). Capacitors can be charged and discharged instantly, storing power at a high voltage, and supplying high voltage instantaneously (without going through a converter) when instantaneous acceleration is required Thus, there is an advantage that instantaneous acceleration can be realized. Thus, it has the structure which made the characteristic of each of a battery and a capacitor advantageous.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係る電力供給装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the electric power supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1のECUで実行される加速制御プログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the acceleration control program performed with ECU of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 バッテリ、200 インバータ、300 走行用モータ、400 コンデンサ、510 システムメインリレー、500,504,506 SMR、502 制限抵抗、600 ECU、700 キャパシタ、800 昇圧コンバータ、900 ナビゲーション装置。   100 battery, 200 inverter, 300 driving motor, 400 capacitor, 510 system main relay, 500, 504, 506 SMR, 502 limiting resistor, 600 ECU, 700 capacitor, 800 boost converter, 900 navigation device.

Claims (5)

二次電池から出力された電力をインバータを介して駆動される、定格電圧が二次電池の電圧よりも高い走行用モータに電力を供給する装置であって、
二次電池と、
前記二次電池の電力を変圧して出力するコンバータと、
入力された電力を変換して出力するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の電力線に、前記二次電池と並列に設けられたキャパシタと、
前記キャパシタと前記電力線とを接続および非接続のいずれかの状態に切換るための切換手段と、
前記切換手段を制御するための制御手段とを含む、車両用の電力供給装置。
A device that supplies electric power output from a secondary battery to an electric motor that is driven via an inverter and whose rated voltage is higher than the voltage of the secondary battery,
A secondary battery,
A converter that transforms and outputs power of the secondary battery;
An inverter that converts and outputs input power; and
A capacitor provided in parallel with the secondary battery on a power line between the converter and the inverter;
Switching means for switching the capacitor and the power line to a connected or non-connected state;
A power supply device for a vehicle, including control means for controlling the switching means.
前記電力供給装置は、前記走行用モータに瞬間的な高出力が要求されることを予測するための予測手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記瞬間的な高出力が要求されることが予測されると、前記切換手段を制御して、前記二次電池に優先して前記キャパシタを充電するための手段を含む、請求項1に記載の電力供給装置。
The power supply device further includes a predicting means for predicting that a momentary high output is required for the traveling motor,
The control means includes means for controlling the switching means to charge the capacitor in preference to the secondary battery when the instantaneous high output is predicted to be required. Item 2. The power supply device according to Item 1.
前記制御手段は、回生制動により発生した電力を用いて、前記二次電池に優先して前記キャパシタを充電するための手段を含む、請求項2に記載の電力供給装置。   The power supply device according to claim 2, wherein the control means includes means for charging the capacitor in preference to the secondary battery using electric power generated by regenerative braking. 前記制御手段は、前記二次電池の電力を用いて、前記キャパシタを充電するための手段を含む、請求項2に記載の電力供給装置。   The power supply apparatus according to claim 2, wherein the control means includes means for charging the capacitor using the power of the secondary battery. 前記予測手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、前記瞬間的な高出力が要求されることを予測するための手段を含む、請求項2〜4のいずれかに記載の電力供給装置。   The power supply device according to claim 2, wherein the prediction unit includes a unit for predicting that the instantaneous high output is required based on information from the navigation device.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078577A2 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for a hybrid industrial vehicle
WO2011078575A2 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for hybrid vehicles
JP2011182542A (en) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp Device for control of power supply
JP2012157209A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp Power supply control device
JP2015012751A (en) * 2013-07-01 2015-01-19 星和電機株式会社 Power storage device
JP2015133858A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 マツダ株式会社 Vehicle power supply system
JPWO2014073100A1 (en) * 2012-11-12 2016-09-08 ボルボトラックコーポレーション Charge / discharge system
CN107972504A (en) * 2016-10-25 2018-05-01 丰田自动车株式会社 Voltage-operated device for fuel-cell vehicle
JP2018074901A (en) * 2016-10-25 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 Voltage control device for fuel-cell vehicle
JP2019187189A (en) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社デンソー Power supply controller
WO2023033108A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 株式会社エフ・シー・シー Electric vehicle

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078575A2 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for hybrid vehicles
WO2011078575A3 (en) * 2009-12-24 2011-10-27 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for hybrid vehicles
WO2011078577A3 (en) * 2009-12-24 2011-11-17 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for a hybrid industrial vehicle
US8742606B2 (en) 2009-12-24 2014-06-03 Doosan Infracore Co., Ltd. Power converting device for hybrid
WO2011078577A2 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 두산인프라코어 주식회사 Power-converting apparatus for a hybrid industrial vehicle
JP2011182542A (en) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp Device for control of power supply
JP2012157209A (en) * 2011-01-28 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp Power supply control device
US9834100B2 (en) 2012-11-12 2017-12-05 Volvo Truck Corporation Charge/discharge system
JPWO2014073100A1 (en) * 2012-11-12 2016-09-08 ボルボトラックコーポレーション Charge / discharge system
JP2015012751A (en) * 2013-07-01 2015-01-19 星和電機株式会社 Power storage device
JP2015133858A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 マツダ株式会社 Vehicle power supply system
CN107972504A (en) * 2016-10-25 2018-05-01 丰田自动车株式会社 Voltage-operated device for fuel-cell vehicle
JP2018074901A (en) * 2016-10-25 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 Voltage control device for fuel-cell vehicle
JP7027802B2 (en) 2016-10-25 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 Voltage control device for fuel cell vehicles
JP2019187189A (en) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社デンソー Power supply controller
JP7119524B2 (en) 2018-04-17 2022-08-17 株式会社デンソー power control unit
WO2023033108A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 株式会社エフ・シー・シー Electric vehicle

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