JP2013038927A - 電動機を搭載した車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 低車速及び/又は低加速要求の場合、リアクトルに起因するノイズが特に問題となる。そこで、このような場合であって、電池あるいは電力用半導体素子の温度が低温であるときには、電力用半導体素子の動作周波数が可聴域よりも高く設定される。但し、低車速及び/又は低加速要求の場合であっても、電力用半導体素子等の温度が高温であるときには、動作周波数を可聴域に設定するとともに、リアクトル電流を抑制して当該電流を不連続モードとすべく、電圧変換器における昇圧比が高く設定されたり駆動相数が多く設定されたりする。
【選択図】 図4
Description
本発明の車両は、車輪を駆動するための電動機に電力を供給するための電力供給部と、前記電力供給部を冷却するための冷却部と、前記電力供給部等の各部の動作を制御するための制御部と、を備えている。前記電力供給部は、前記電動機を駆動するための電力を発生する電池(例えば燃料電池)と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器(昇圧型DC−DCコンバータ)と、を少なくとも備えている。前記冷却部は、液体状の冷却媒体を前記電力供給部(前記電池及び/又は前記電圧変換器)に循環供給するように設けられている。
低車速(VC≦VC0)及び/又は低加速要求(Accp≦Accp0)の場合には、リアクトルに起因するノイズが特に問題となる。そこで、このような場合であって、前記電池あるいは前記電力用半導体素子の温度が低温である(T≦T0が成立している)ときには、前記電力用半導体素子の前記動作周波数が、可聴域よりも高く設定される。これにより、前記ノイズの発生が、可及的に抑制される。
図1は、本発明の一実施形態である燃料電池車10の概略構成を示す図である。本実施形態の燃料電池車10は、燃料電池11と、FC昇圧コンバータ12と、バッテリ13と、バッテリ昇圧コンバータ14と、インバータ15と、モータ16と、FC冷却機構17と、EV冷却機構18と、制御部19と、を備えている。この燃料電池車10は、燃料電池11及び/又はバッテリ13から出力された電力を、インバータ15を介してモータ16に供給することで、駆動輪Wを駆動するようになっている。
制御部19は、アクセル操作量センサ192によって検知されたアクセル操作量Accp等に基づいて、燃料電池車10全体の要求電力(車両走行電力と補機電力との合計値)を算出するとともに、燃料電池11とバッテリ13とのそれぞれの出力電力の配分を決定する。また、制御部19は、燃料電池11の発電量が目標電力に一致するように、燃料電池11を駆動するための燃料ガス供給系や酸化ガス供給系を制御する。
図4は、図1に示されている制御部19内のCPU(以下、単に「CPU」と称する。)によって実行される、FC昇圧コンバータ12のスイッチング周波数設定処理の一具体例を示すフローチャートである。なお、図4のフローチャートにおいて、「ステップ」は「S」と略記されている。
なお、上述の実施形態は、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
120…単相昇圧コンバータ
120u…U相コンバータ 120v…V相コンバータ 120w…W相コンバータ
121…フリーホイール回路 122…主昇圧回路 123…補助回路
13…バッテリ 14…バッテリ昇圧コンバータ
15…インバータ 16…モータ 17…FC冷却機構
18…EV冷却機構 19…制御部
190…センサ群 191…車速センサ
192…アクセル操作量センサ 193u…素子温度センサ 193v…素子温度センサ
193w…素子温度センサ 194…FC温度センサ 195…EV温度センサ
LC…負荷回路 S1…スイッチング素子 W…駆動輪
Claims (15)
- 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、(1)T≦T0、VC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0、VC≦VC0、及びAccp≦Accp0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つVC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における昇圧比を前記(2)の場合よりも上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、(1)T≦T0が成立し且つAccp≦Accp0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0及びAccp≦Accp0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つAccp≦Accp0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における昇圧比を前記(2)の場合よりも上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、とすると、(1)T≦T0が成立し且つVC≦VC0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0及びVC≦VC0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つVC≦VC0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における昇圧比を前記(2)の場合よりも上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の多相コンバータである電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、(1)T≦T0、VC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0、VC≦VC0、及びAccp≦Accp0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つVC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における駆動相数を前記(2)の場合よりも増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の多相コンバータである電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、(1)T≦T0が成立し且つAccp≦Accp0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0及びAccp≦Accp0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つAccp≦Accp0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における駆動相数を前記(2)の場合よりも増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の多相コンバータである電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、とすると、(1)T≦T0が成立し且つVC≦VC0が成立する場合には前記電力用半導体素子の動作周波数を可聴域よりも高く設定し、(2)T≦T0及びVC≦VC0が成立しない場合には前記動作周波数を可聴域に設定し、(3)T≦T0が成立せず且つVC≦VC0が成立する場合には前記動作周波数を可聴域に設定するとともに前記電圧変換器における駆動相数を前記(2)の場合よりも増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 請求項4〜請求項6のうちのいずれか1項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記(3)の場合であって、前記電圧変換器における駆動相数を増加させることができないときには、駆動相数の増加に代えて昇圧比の上昇を行うことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、T≦T0、VC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つVC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には、T≦T0、VC≦VC0、及びAccp≦Accp0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における昇圧比を上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、T≦T0が成立し且つAccp≦Accp0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つAccp≦Accp0が成立する場合には、T≦T0及びAccp≦Accp0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における昇圧比を上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、とすると、T≦T0が成立し且つVC≦VC0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つVC≦VC0が成立する場合には、T≦T0及びVC≦VC0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における昇圧比を上昇させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の多相コンバータである電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、T≦T0、VC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つVC≦VC0及びAccp≦Accp0が成立する場合には、T≦T0、VC≦VC0、及びAccp≦Accp0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における駆動相数を増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の運転者の加速要求度合いを示すアクセル操作量をAccp、とすると、T≦T0が成立し且つAccp≦Accp0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つAccp≦Accp0が成立する場合には、T≦T0及びAccp≦Accp0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における駆動相数を増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 車輪を駆動するための電動機を搭載した車両において、
前記電動機を駆動するための電力を発生する電池と、この電池の端子電圧を昇圧して出力するための電力用半導体素子を有する一方向昇圧型の電圧変換器と、を少なくとも備えた、電力供給部と、
前記電力供給部を冷却するために、液体状の冷却媒体を前記電力供給部に循環供給するように設けられた、冷却部と、
前記冷却媒体又は前記電圧変換器の温度をT、当該車両の速度をVC、とすると、T≦T0が成立し且つVC≦VC0が成立する場合、あるいは、T≦T0が成立せず且つVC≦VC0が成立する場合には、T≦T0及びVC≦VC0が成立しない場合よりも、前記電圧変換器における駆動相数を増加させるように、前記電圧変換器の動作を制御する、制御部と、
を備えたことを特徴とする車両。 - 請求項8〜請求項13のうちのいずれか1項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記電圧変換器における駆動相数を増加させることができないときには、駆動相数の増加に代えて昇圧比の上昇を行うことを特徴とする車両。 - 請求項1〜請求項14のうちのいずれか1項に記載の車両であって、
前記温度Tは、前記電力用半導体素子の温度あるいは当該電力用半導体素子の冷却系における前記冷却媒体の温度であることを特徴とする車両。
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