JP2011097771A - 電気自動車及びその電源制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気自動車10の電源制御方法では、システム下限電圧以上の切替え電圧TH_Vm2を設定し、システム電圧Vmが前記切替え電圧を上回るとき、バッテリ20とキャパシタ22を並列に配置し、前記システム電圧が前記切替え電圧を下回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを直列に配置する。
【選択図】図1
Description
1.構成の説明
[全体構成]
図1は、この発明の第1実施形態に係る電気自動車10の概略構成図である。この電気自動車10は、主として、力行及び回生の両方が可能な走行用のモータ12と、モータ12の出力を制御するモータコントローラ14と、モータ12に電力を供給する電力システム16とを有する。
上記のように、第1実施形態では、バッテリユニット20とキャパシタ22との接続(配置)を並列と直列の間で切り替えることができると共に、セル対26a、26bの接続(配置)を並列と直列との間で切り替えることができる。また、バッテリユニット20及びキャパシタ22をモータ12から切り離すことも可能である。
次に、上記第1〜第5接続モードを実現するための電力システム16の内部構成について説明する。
次に、電力システム16において上記第1〜第5接続モードの接続を実現させるための接続制御部24の具体的構成について図7を参照して説明する。
次に、接続制御部24による各接続モードの選択について説明する。図8は、接続制御部24が各接続モードを選択するフローチャートである。図9は、第1実施形態における各接続モードと、その使用時と、各部の接続(配置)状態と、各スイッチSW1〜SW9のオンオフとを関連付けて示す図である。図10は、第1接続モード、第2接続モード及び第4接続モードそれぞれにおけるセル対26a、26bの出力電圧(セル対電圧Vce1、Vce2)[V]、及びキャパシタ電圧Vcの関係の一例を示す。
以上のように、第1実施形態によれば、モータ電圧Vm(電力システム16の出力電圧)が閾値TH_Vm2以上のとき、バッテリユニット20とキャパシタ22を並列に配置することで、バッテリユニット20とキャパシタ22を切り替えて用いる等により、効率的な充放電を行うことができる。また、モータ電圧Vm(電圧システム16の出力電圧)が閾値TH_Vm2未満のとき(S7:YES)、バッテリユニット20とキャパシタ22を直列に配置する(S8)。このため、バッテリユニット20の出力電圧によりキャパシタ22を昇圧することが可能となり、その結果、キャパシタ22に蓄電されている電力を使い切ることが可能となる。
1.構成の説明(第1実施形態との相違)
図13は、この発明の第2実施形態に係る電気自動車10Aの概略全体構成図である。図14は、電気自動車10Aにおける接続制御部24aの具体的構成を示す図である。
次に、コンバータ制御部82によるコンバータ80の動作について説明する。
次に、接続制御部24aによる各接続モードの選択について説明する。
以上説明したように、第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
なお、この発明は、上記各実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記各実施形態では、各セルブロック28a〜28dを充放電可能な電池(2次電池)としたが、これに限られず、放電のみが可能な電池(1次電池)とすることもできる。
上記各実施形態では、5つの接続モード(第1〜第5接続モード)を用いたが、これに限らない。例えば、そのうちのいくつかのみを用いることもできる。また、バッテリユニット20とキャパシタ22の両方から同時にモータ12に電力を供給するモード等、新たな接続モードを設けることもできる。
16、16a…電力システム 20…バッテリユニット
22…キャパシタ 24、24a…接続制御部(切替手段)
26a、26b…セル対 28a〜28d…セルブロック
80…コンバータ 82…コンバータ制御部
TH_Vc…閾値(昇圧停止電圧)
TH_Vm1…閾値(加速制御電圧)
TH_Vm2…閾値(システム下限電圧)
Vm…モータ電圧(システム電圧)
Claims (6)
- バッテリとキャパシタを有する電力システムから走行モータに電力を供給する電気自動車の電源制御方法であって、
前記電力システムの出力電圧としてのシステム電圧の下限値であるシステム下限電圧と、前記システム下限電圧以上の切替え電圧とを設定し、
前記システム電圧が前記切替え電圧を上回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを並列に配置し、
前記システム電圧が前記切替え電圧を下回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを直列に配置する
ことを特徴とする電気自動車の電源制御方法。 - 請求項1記載の電気自動車の電源制御方法において、
前記バッテリは、複数のセルブロックを備え、
前記切替え電圧以上の加速制御電圧を設定し、
前記システム電圧が、前記加速制御電圧を上回るとき、前記セルブロックを並列に接続し、
前記システム電圧が、前記加速制御電圧を下回るとき、前記セルブロックを直列に接続する
ことを特徴とする電気自動車の電源制御方法。 - 請求項1又は2記載の電気自動車の電源制御方法において、
前記キャパシタの出力側に昇圧式のコンバータを備え、
前記コンバータの最低入力電圧以上である昇圧停止電圧を設定し、
前記キャパシタの出力電圧が前記昇圧停止電圧を上回るとき、前記コンバータにより前記キャパシタの出力電圧を昇圧し、
前記キャパシタの出力電圧が前記昇圧停止電圧を下回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを直列に接続する
ことを特徴とする電気自動車の電源制御方法。 - 請求項3記載の電気自動車の電源制御方法において、
前記コンバータの故障の有無を監視し、
前記故障を検知したとき、前記バッテリと前記キャパシタを直列に接続する
ことを特徴とする電気自動車の電源制御方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気自動車の電源制御方法において、
力行時において前記システム電圧が前記切替え電圧を上回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを並列に配置し、
前記力行時において前記システム電圧が前記切替え電圧を下回るとき、前記バッテリと前記キャパシタを直列に配置し、
回生時には、前記走行モータと前記バッテリとを切り離し、前記走行モータからの回生電力を前記キャパシタに供給する
ことを特徴とする電気自動車の電源制御方法。 - バッテリとキャパシタを有する電力システムから走行モータに電力を供給する電気自動車であって、
システム電圧が切替え電圧を下回ると前記バッテリと前記キャパシタの配置を並列から直列に切り替える切替手段を備える
ことを特徴とする電気自動車。
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