JP2022014133A - Electric vehicle - Google Patents
Electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022014133A JP2022014133A JP2020116316A JP2020116316A JP2022014133A JP 2022014133 A JP2022014133 A JP 2022014133A JP 2020116316 A JP2020116316 A JP 2020116316A JP 2020116316 A JP2020116316 A JP 2020116316A JP 2022014133 A JP2022014133 A JP 2022014133A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- battery
- current
- inverter
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Description
本発明は、電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle.
走行用のモータの電流値やインバータへの電圧等に基づいてバッテリの内部抵抗を推定して、この内部抵抗に基づいてモータのトルクを制御する電動車両に関する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。 A technique relating to an electric vehicle that estimates the internal resistance of a battery based on the current value of a traveling motor, the voltage to an inverter, or the like and controls the torque of the motor based on this internal resistance is known (for example, Patent Documents). 1).
上記の技術によればバッテリ単体の抵抗値は推定できるが、回路中の抵抗成分まで考慮した、システム全体の抵抗値は算出できない。これによりモータを適切に制御できない恐れがある。 According to the above technology, the resistance value of a single battery can be estimated, but the resistance value of the entire system cannot be calculated in consideration of the resistance component in the circuit. As a result, the motor may not be controlled properly.
本発明は、走行用のモータを適切に制御することができる電動車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle capable of appropriately controlling a traveling motor.
上記目的は、バッテリと、走行用のモータと、前記バッテリから供給される電圧を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータから供給される電力を変換して変換後の電力を前記モータに供給するインバータと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記モータによるEV走行中であって前記昇圧コンバータの上アームがオンであり下アームがオフの場合に、前記インバータを制御することにより前記モータのトルク変動を増大させ、前記モータの各相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータへの入力電流を算出し、前記インバータへの入力電流に基づいて、前記昇圧コンバータ及びバッテリの電力に関する複数の電力関連値を算出し、前記電力関連値の算出値に対応する、センサによって測定された前記電力関連値の測定値と前記算出値が一致するように前記バッテリの内部抵抗を同定し、同定した前記内部抵抗に応じて前記モータを制御するための制御定数を切り替える、電動車両によって達成できる。 The above object is a battery, a traveling motor, a boost converter that boosts the voltage supplied from the battery, and an inverter that converts the power supplied from the boost converter and supplies the converted power to the motor. And a control device, the control device controls the motor by controlling the inverter when the upper arm of the boost converter is on and the lower arm is off during EV traveling by the motor. To increase the torque fluctuation of the motor, calculate the input current to the inverter based on the voltage and current of each phase of the motor, and based on the input current to the inverter, a plurality of power boost converters and batteries. The power-related value was calculated, and the internal resistance of the battery corresponding to the calculated value of the power-related value was identified and identified so that the measured value of the power-related value measured by the sensor and the calculated value match. It can be achieved by an electric vehicle that switches the control constant for controlling the motor according to the internal resistance.
本発明によれば、走行用のモータを適切に制御することができる電動車両を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric vehicle capable of appropriately controlling a traveling motor.
図1は、電動車両1の電力系の概略構成図である。電動車両1は、バッテリ2、コンバータ12、インバータ13、走行用のモータ20、発電機30、及びECU40を備えている。モータ20は、三相交流式であり、バッテリ2からコンバータ12及びインバータ13を介して供給される電力や、発電機30からインバータ13を介して供給される電力により駆動する。発電機30は、例えば回生発電を行うモータジェネレータであってもよいし、内燃機関によって駆動されることに発電を行うモータジェネレータであってもよい。バッテリ2は例えば燃料電池であるがこれに限定されず、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等であってもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the electric power system of the electric vehicle 1. The electric vehicle 1 includes a
バッテリ2の出力電力は、コンバータ12に入力される。コンバータ12は、フィルタコンデンサ5、リアクトル6、上アーム11a、及び下アーム11bで構成される。フィルタコンデンサ5は、コンバータ12の入力端に並列に接続されている。平滑化コンデンサ8は、インバータ13の入力端に並列に接続されている。上アーム11a及び下アーム11bは直列に接続されている。上アーム11a及び下アーム11bは、それぞれ、互いに逆並列に接続されたスイッチング素子とダイオードと備えている。上アーム11a及び下アーム11bは、典型的にはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。コンバータ12は、パルス幅変調(PWM)を用いて上アーム11a及び下アーム11bのオン期間(デューティ比)を制御することで、平滑化コンデンサ8の両端間電圧であるコンデンサ電圧VHの昇圧動作または降圧動作を行うことができる。ここで、上アーム11aをオンに制御し下アーム11bをオフに制御することにより、コンバータ12による昇圧動作を停止させることができる。
The output power of the
コンバータ12は、電圧センサ4及び7、及び電流センサ9を備えている。電圧センサ4は、フィルタコンデンサ5の両端間電圧である電圧VLを測定する。電圧センサ7は、平滑化コンデンサ8の両端間電圧である電圧VHを測定する。電流センサ9は、リアクトル6を流れる電流ILを測定する。これらのセンサの測定値は、ECU40に出力される。
The
コンバータ12の出力端(高電位側の出力端)は、インバータ13の入力端(直流入力端)に接続されている。インバータ13は、3相交流モータを駆動するUVWの3相交流を出力するデバイスである。モータ20には、U相電流Iu、U相電圧Vu、V相電流Iv、V相電圧Vv、W相電流Iw、及びW相電圧Vw、をそれぞれ測定するセンサを備えており、ECU40にはその測定値が出力される。
The output end (output end on the high potential side) of the
ECU40は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を含む。ECU40は、上アーム11a及び下アーム11bのスイッチング素子を制御する。
The
次に、ECU40が実行する制御について説明する。図2は、ECU40が実行する制御の一例を示したフローチャートである。ECU40は、EV走行中であるか否かを判定する(ステップS1)。EV走行とは、発電機30から供給される電力を利用せずにバッテリ2から供給される電力によりモータ20を駆動して走行している状態である。ステップS1でNoの場合には、本制御は終了する。
Next, the control executed by the ECU 40 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the control executed by the
次にECU40は、上アーム11aがオンであり下アーム11bがオフであるか否かを判定する(ステップS2)。即ち、コンバータ12による昇圧停止中であるか否かが判定される。ステップS2でNoの場合には、本制御は終了する。
Next, the ECU 40 determines whether or not the
ステップS2でYesの場合には、ECU40はインバータ13を制御してモータ20のトルク変動を増大させる(ステップS3)。図3A~図3Fは、モータ20のトルク変動の説明図である。図3A~図3Cは、通常時のモータ20のトルク変動の説明図である。図3D~図3Fは、モータ20のトルク変動を増大させる場合の説明図である。図3A、図3B、図3D、及び図3Eでは、U相電流Iuを実線で示し、V相電流Ivを点線で示し、W相電流Iwを一点鎖線で示している。U相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwの位相は、一周期を360°として120°ずつずれている。図3B及び図3Eでは、電流値がマイナスとなる場合をプラスに反転して示している。図3C及び図3Fは、モータ20のトルクを示している。ここで、Iu=-Iv-Iwが常に成立している。図3A~図3Cに示すように、通常時ではモータ20のトルク変動が小さくなるように、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwのそれぞれの上限値及び下限値が一致するように制御される。これに対して図3D~図3Fに示すように、ステップS3では、インバータ13を制御することにより例えばV相電流Iv、及びW相電流Iwをプラス側にオフセットし、これによりU相電流Iuはマイナス側にオフセットされる。この結果、モータ20のトルク変動が増大する。
In the case of Yes in step S2, the
次にECU40は、以下の式(1)に基づいて、インバータ13に入力される直流電流Idcを算出する(ステップS4)。
Idc=(Iu*Vu+Iv*Vv+Iw*Vw)/VH…(1)
ここで、ECU30は、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwをそれぞれセンサにより検出してもよいが、上述したようにIu=-Iv-Iwが常に成立するため、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwのうちの少なくとも2つのセンサにより検出できれば、残りの値については算出することができる。
Next, the
Idc = (Iu * Vu + Iv * Vv + Iw * Vw) / VH ... (1)
Here, the
次にECU40は、以下の式(2)及び(3)に基づいて電圧VH、電圧VL、電流IL、及び電流IBを算出する(ステップS5)。電流IBは、バッテリ2が出力する電流である。電圧VH、電圧VL、電流IL、及び電流IBは、インバータ13及びバッテリ2に関する電力関連値に相当する。
ここで静電容量Cmは、平滑化コンデンサ8の静電容量である。静電容量Cfは、フィルタコンデンサ5の静電容量である。内部インダクタンスLbは、バッテリ2の内部インダクタンスである。抵抗成分RIは、リアクトル6の抵抗成分である。インダクタンス成分Lは、リアクトル6のインダクタンス成分である。内部抵抗Rbは、バッテリ2の内部抵抗である。静電容量Cm、静電容量Cf、内部インダクタンスLb、抵抗成分RI、及びインダクタンス成分Lは、予めECU40のROMに記憶されているが、内部抵抗Rbは記憶されていない。
Next, the
Here, the capacitance Cm is the capacitance of the smoothing
次にECU40は、上記の式により得られた電圧VH、電圧VL、電流IL、及び電流IBの算出値と、それぞれ電圧センサ7、電圧センサ4、及び電流センサ9により測定された電圧VH、電圧VL、電流IL、及び電流IBの測定値とが一致するように、内部抵抗Rbを同定する(ステップS6)。この内部抵抗Rbには、上述した式(2)が示すようにコンバータ12の回路の抵抗成分等が反映される。
Next, the
次にECU40は、同定した内部抵抗Rbにより、制御定数を切り替える(ステップS7)。制御定数は、内部抵抗Rbの値に応じて予め規定されたマップを参照して切り替えられる。このマップは、ECU40のROMに記憶されている。ここで制御定数とは、フィードバック制御に用いられるゲインである。例えば、モータ20を制御するための電流値を制御対象とし実電流値を電流指令値に追従させるフィードバック制御に用いられる。これによりモータ20を精度よく制御することができる。
Next, the
また、上述したようにEV走行中に(ステップS1でYes)、内部抵抗Rbの同定が行われる。このため、発電機30の影響を考慮する必要がなくなり、内部抵抗Rbを同定するための式を上述したように簡略化することができる。また、電圧センサや電流センサの数も少なくて済み、内部抵抗Rbの同定制度も向上する。
Further, as described above, the internal resistance Rb is identified during EV traveling (Yes in step S1). Therefore, it is not necessary to consider the influence of the
次に、電圧VLの測定値と算出値について説明する。図4Aは、昇圧制御中であってモータ20のトルク変動を増大させた場合での電圧VLの測定値と算出値とを比較したグラフである。縦軸は電圧を示し横軸は時間を示す。図4Aに示すように、昇圧制御により電圧VLの測定値と算出値との差が大きい。図4Bは、昇圧制御の停止中であってモータ20のトルク変動が小さい場合での電圧VLの測定値と算出値とを比較したグラフである。電圧VLが変動しないため、算出値に対して測定値に含まれるノイズ等による変動分が大きい。図4Cは、昇圧制御の停止中であってモータ20のトルク変動を増大させた場合での電圧VLの測定値と算出値とを比較したグラフである。図4Cに示すように、測定値と算出値の差は小さい。このため、上述したステップS1及びS2でYesの場合のように、このような状態でRmを同定することにより、ノイズ等による電圧・電流変動の影響を抑制して、精度よくRmを同定することができる。
Next, the measured value and the calculated value of the voltage VL will be described. FIG. 4A is a graph comparing the measured value and the calculated value of the voltage VL when the torque fluctuation of the
図5Aは、制御定数の切り替え前の電圧VHの測定値と指令値とを比較したグラフである。図5Bは、制御定数の切り替え前の電流IBの測定値と電流ILの指令値とを比較したグラフである。図5Cは、制御定数の切り替え前のモータ20のトルクの測定値と指令値とを比較したグラフである。図6Aは、制御定数の切り替え後の電圧VHの測定値と指令値とを比較したグラフである。図6Bは、制御定数の切り替え後の電流IBの測定値と電流ILの指令値とを比較したグラフである。図6Cは、制御定数の切り替え後のモータ20のトルクの測定値と指令値とを比較したグラフである。図示するように、制御定数の切り替え後の方が、各パラメータ値の制御精度が向上している。このようにモータ20の制御精度が向上している。これにより、LC共振や矩形昇圧共振などを抑制できる。
FIG. 5A is a graph comparing the measured value of the voltage VH before switching the control constant with the command value. FIG. 5B is a graph comparing the measured value of the current IB before switching the control constant with the command value of the current IL. FIG. 5C is a graph comparing the measured value of the torque of the
上記実施例では、モータを搭載した電動車両を例に説明したが、これに限定されず、走行の動力源としてモータと内燃機関の双方を備えた電動車両、所謂ハイブリッド車両であってもよい。 In the above embodiment, an electric vehicle equipped with a motor has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and an electric vehicle equipped with both a motor and an internal combustion engine as a power source for traveling, a so-called hybrid vehicle may be used.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 電動車両
2 バッテリ
11a 上アーム
11b 下アーム
12 コンバータ
13 インバータ
20 モータ
30 発電機
40 ECU(制御装置)
1
Claims (1)
走行用のモータと、
前記バッテリから供給される電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから供給される電力を変換して変換後の電力を前記モータに供給するインバータと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記モータによるEV走行中であって前記昇圧コンバータの上アームがオンであり下アームがオフの場合に、前記インバータを制御することにより前記モータのトルク変動を増大させ、
前記モータの各相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータへの入力電流を算出し、
前記インバータへの入力電流に基づいて、前記昇圧コンバータ及びバッテリの電力に関する複数の電力関連値を算出し、
前記電力関連値の算出値に対応する、センサによって測定された前記電力関連値の測定値と前記算出値が一致するように前記バッテリの内部抵抗を同定し、
同定した前記内部抵抗に応じて前記モータを制御するための制御定数を切り替える、電動車両。
With the battery
With a driving motor
A boost converter that boosts the voltage supplied from the battery,
An inverter that converts the power supplied from the boost converter and supplies the converted power to the motor.
Equipped with a control device,
The control device is
When the upper arm of the boost converter is on and the lower arm is off during EV traveling by the motor, the torque fluctuation of the motor is increased by controlling the inverter.
The input current to the inverter is calculated based on the voltage and current of each phase of the motor.
Based on the input current to the inverter, a plurality of power-related values relating to the power of the boost converter and the battery are calculated.
The internal resistance of the battery is identified so that the measured value of the power-related value measured by the sensor corresponding to the calculated value of the power-related value matches the calculated value.
An electric vehicle that switches a control constant for controlling the motor according to the identified internal resistance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020116316A JP2022014133A (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | Electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020116316A JP2022014133A (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | Electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022014133A true JP2022014133A (en) | 2022-01-19 |
Family
ID=80185305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020116316A Pending JP2022014133A (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | Electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022014133A (en) |
-
2020
- 2020-07-06 JP JP2020116316A patent/JP2022014133A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7379313B2 (en) | Voltage conversion device | |
JP4862937B2 (en) | Storage device internal resistance estimation device, storage device degradation determination device, and power supply system | |
JP5502603B2 (en) | Vehicle battery heating device | |
US7855901B2 (en) | AC voltage output apparatus and hybrid vehicle including the same | |
CN101199107B (en) | Voltage conversion device | |
JP6406108B2 (en) | Control device for motor control system | |
JP6323474B2 (en) | Voltage control system, fuel cell system, and voltage control system control method | |
JP2012152079A (en) | Power supply device for electric vehicle | |
US9522606B2 (en) | Boost-buck converter control system | |
JP2011223701A (en) | Voltage estimation device and voltage estimation method of converter | |
JP4846494B2 (en) | INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD | |
JP5352330B2 (en) | Motor drive control device | |
JP6879143B2 (en) | Power system | |
JP2022014133A (en) | Electric vehicle | |
JP2013009490A (en) | Vehicle | |
JP5732846B2 (en) | Secondary battery control device | |
JP2012115018A (en) | Power controller | |
JP6495412B1 (en) | Power system | |
JP2010220306A (en) | Motor control equipment | |
JP2015202018A (en) | voltage conversion device | |
US20220294256A1 (en) | Vehicle | |
JP6164146B2 (en) | Control device | |
JP2018157662A (en) | Abnormality diagnostic device of sensor | |
JP2010226786A (en) | Power converter | |
JP2010239812A (en) | Power supply device |