JP3225771B2 - 電気自動車用バッテリ放電装置 - Google Patents
電気自動車用バッテリ放電装置Info
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- JP3225771B2 JP3225771B2 JP01117595A JP1117595A JP3225771B2 JP 3225771 B2 JP3225771 B2 JP 3225771B2 JP 01117595 A JP01117595 A JP 01117595A JP 1117595 A JP1117595 A JP 1117595A JP 3225771 B2 JP3225771 B2 JP 3225771B2
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- Japan
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- battery
- discharge
- motor
- power conversion
- conversion circuit
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に搭載され
るバッテリを完全放電するためのバッテリ放電装置に関
する。
るバッテリを完全放電するためのバッテリ放電装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＮｉＭＨ（ニッケル金属化水素）電池等
のアルカリ電池においては、メモリ効果とよばれる現象
が発生する。メモリ効果が生じると、電池の電流電圧特
性が一時的に悪化し所期の放電出力を得ることができな
くなる。このメモリ効果は、一旦完全に放電すれば解消
できる。従って、アルカリ電池を使用するに当たって
は、メモリ効果への対策として、適当な頻度で電池を強
制的に完全放電させる。
のアルカリ電池においては、メモリ効果とよばれる現象
が発生する。メモリ効果が生じると、電池の電流電圧特
性が一時的に悪化し所期の放電出力を得ることができな
くなる。このメモリ効果は、一旦完全に放電すれば解消
できる。従って、アルカリ電池を使用するに当たって
は、メモリ効果への対策として、適当な頻度で電池を強
制的に完全放電させる。
【０００３】完全放電の方法としては、まず、放電抵抗
その他の回路を使用して電池を完全放電させる方法があ
る。しかし、この方法は、放電抵抗等を設ける必要があ
るため回路規模が大きくなり、装置寸法の大型化、回路
部品の点数増加、コストデメリット等の問題を招く。こ
のような問題が生じにくい方法としては、例えば、特開
平４−１０９８３１号公報に開示されている方法があ
る。この方法では、完全放電に至らないまま充放電が繰
り返された結果電池の残存容量が低下した場合に、電池
の負荷であるモータに微小な電流を流し、電池を自動的
に完全放電させる。従って、この方法は、モータの駆動
電流制御により、言い換えればモータを放電負荷として
使用しながら、完全放電を実施する方法であるから、モ
ータの駆動制御手順の改良のみで実施でき、回路規模の
増大等の不具合は生じない。
その他の回路を使用して電池を完全放電させる方法があ
る。しかし、この方法は、放電抵抗等を設ける必要があ
るため回路規模が大きくなり、装置寸法の大型化、回路
部品の点数増加、コストデメリット等の問題を招く。こ
のような問題が生じにくい方法としては、例えば、特開
平４−１０９８３１号公報に開示されている方法があ
る。この方法では、完全放電に至らないまま充放電が繰
り返された結果電池の残存容量が低下した場合に、電池
の負荷であるモータに微小な電流を流し、電池を自動的
に完全放電させる。従って、この方法は、モータの駆動
電流制御により、言い換えればモータを放電負荷として
使用しながら、完全放電を実施する方法であるから、モ
ータの駆動制御手順の改良のみで実施でき、回路規模の
増大等の不具合は生じない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気自動車
に搭載され車両走行用モータに駆動電力を供給するバッ
テリとしても、ＮｉＭＨ電池等のアルカリ電池を使用す
ることができる。従って、電気自動車用バッテリに関し
ても、充電等の際にそれに先立ち完全放電制御を実施で
きるようにするのが好ましい。しかし、上述の方法は弱
電機器であるシェーバー用充電装置に関して提案された
ものであり、電気自動車に単純に適用することはできな
い。
に搭載され車両走行用モータに駆動電力を供給するバッ
テリとしても、ＮｉＭＨ電池等のアルカリ電池を使用す
ることができる。従って、電気自動車用バッテリに関し
ても、充電等の際にそれに先立ち完全放電制御を実施で
きるようにするのが好ましい。しかし、上述の方法は弱
電機器であるシェーバー用充電装置に関して提案された
ものであり、電気自動車に単純に適用することはできな
い。
【０００５】まず、上述の方法では完全放電実施中にモ
ータが回転する。従って、上述の方法を電気自動車に単
純適用すると、車両操縦者が走行を望んでいない状況
（例えば路側や車庫の充電設備の近傍に車両を停めてい
る状況）でモータが回転するといった事態が生じ得るた
め、車両操縦者の不安を招く。特に、モータと駆動輪の
間にクラッチを設けていない場合には、状況によっては
車両が動き始める可能性がある。また、電気自動車のよ
うに大電力（例えば１５ｋＷ以上）のモータを使用する
用途に上述の方法を適用すると、完全放電実施中のモー
タ回転により、無視できない程、回転系（例えばモータ
から駆動輪への動力伝達系）が劣化する。
ータが回転する。従って、上述の方法を電気自動車に単
純適用すると、車両操縦者が走行を望んでいない状況
（例えば路側や車庫の充電設備の近傍に車両を停めてい
る状況）でモータが回転するといった事態が生じ得るた
め、車両操縦者の不安を招く。特に、モータと駆動輪の
間にクラッチを設けていない場合には、状況によっては
車両が動き始める可能性がある。また、電気自動車のよ
うに大電力（例えば１５ｋＷ以上）のモータを使用する
用途に上述の方法を適用すると、完全放電実施中のモー
タ回転により、無視できない程、回転系（例えばモータ
から駆動輪への動力伝達系）が劣化する。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、モータが停止して
いる状態を維持しながらかつ放電抵抗等を付設しないで
完全放電を実施することにより、車両操縦者が不安を抱
くことがなく、小型、低価格でかつ回転系の劣化の少な
い電気自動車用バッテリ放電装置を提供することを目的
とする。本発明は、また、インバータ等の電力変換回路
がフェイルした場合にも好適に対処可能にすることを目
的とする。本発明は、完全放電を好適なタイミングで実
施可能にすることを目的とする。本発明は、完全放電を
迅速化することを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、モータが停止して
いる状態を維持しながらかつ放電抵抗等を付設しないで
完全放電を実施することにより、車両操縦者が不安を抱
くことがなく、小型、低価格でかつ回転系の劣化の少な
い電気自動車用バッテリ放電装置を提供することを目的
とする。本発明は、また、インバータ等の電力変換回路
がフェイルした場合にも好適に対処可能にすることを目
的とする。本発明は、完全放電を好適なタイミングで実
施可能にすることを目的とする。本発明は、完全放電を
迅速化することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成は、メモリ効果を発生さ
せる性質を有するバッテリ、バッテリから駆動電力の供
給を受ける車両走行用のモータ及び駆動電力を制御する
駆動用電力変換回路を備える車両に搭載されるバッテリ
放電装置において、モータ及び駆動用電力変換回路を放
電負荷として使用しながら、メモリ効果が解消されたと
見なせる程度までバッテリを強制放電させる手段と、上
記強制放電の際、モータが停止状態を維持するよう駆動
用電力変換回路を制御する手段と、を備えることを特徴
とする。
るために、本発明の第１の構成は、メモリ効果を発生さ
せる性質を有するバッテリ、バッテリから駆動電力の供
給を受ける車両走行用のモータ及び駆動電力を制御する
駆動用電力変換回路を備える車両に搭載されるバッテリ
放電装置において、モータ及び駆動用電力変換回路を放
電負荷として使用しながら、メモリ効果が解消されたと
見なせる程度までバッテリを強制放電させる手段と、上
記強制放電の際、モータが停止状態を維持するよう駆動
用電力変換回路を制御する手段と、を備えることを特徴
とする。
【０００８】本構成は、さらに、モータが、駆動用電力
変換回路を介してバッテリから電流の供給を受ける誘導
モータであり、上記強制放電の際、モータに流れる電流
が励磁電流のみとなるよう駆動用電力変換回路を制御す
ることにより、モータの停止状態を維持させることを特
徴とする。本構成は、あるいは、モータが、駆動用電力
変換回路を介してバッテリから電流の供給を受ける巻線
及び界磁束を発生させる永久磁石を有する同期モータで
あり、上記強制放電の際、永久磁石により発生する界磁
束と巻線により発生する磁束の合成ベクトルがロータの
半径方向を向くよう駆動用電力変換回路を制御すること
により、モータの停止状態を維持させることを特徴とす
る。本構成は、また、パーキングブレーキが投入されて
いるか否かを判定する手段と、パーキングブレーキが投
入されていない場合に上記強制放電を禁止する手段と、
を備えることを特徴とする。
変換回路を介してバッテリから電流の供給を受ける誘導
モータであり、上記強制放電の際、モータに流れる電流
が励磁電流のみとなるよう駆動用電力変換回路を制御す
ることにより、モータの停止状態を維持させることを特
徴とする。本構成は、あるいは、モータが、駆動用電力
変換回路を介してバッテリから電流の供給を受ける巻線
及び界磁束を発生させる永久磁石を有する同期モータで
あり、上記強制放電の際、永久磁石により発生する界磁
束と巻線により発生する磁束の合成ベクトルがロータの
半径方向を向くよう駆動用電力変換回路を制御すること
により、モータの停止状態を維持させることを特徴とす
る。本構成は、また、パーキングブレーキが投入されて
いるか否かを判定する手段と、パーキングブレーキが投
入されていない場合に上記強制放電を禁止する手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の構成は、メモリ効果を発生
させる性質を有しかつ車両外部の充電用電源から供給さ
れる充電電力により充電され車載のモータに対してその
放電電力を供給するバッテリ、及び充電電力を制御する
充電用電力変換回路を備える車両に搭載されるバッテリ
放電装置において、充電用電力変換回路及びバッテリを
含み上記モータを含まない閉ループを上記車両内に形成
させる手段と、上記閉ループを放電負荷として使用しな
がら、メモリ効果が解消されたと見なせる程度までバッ
テリを強制放電させる手段と、を備えることを特徴とす
る。
させる性質を有しかつ車両外部の充電用電源から供給さ
れる充電電力により充電され車載のモータに対してその
放電電力を供給するバッテリ、及び充電電力を制御する
充電用電力変換回路を備える車両に搭載されるバッテリ
放電装置において、充電用電力変換回路及びバッテリを
含み上記モータを含まない閉ループを上記車両内に形成
させる手段と、上記閉ループを放電負荷として使用しな
がら、メモリ効果が解消されたと見なせる程度までバッ
テリを強制放電させる手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１０】本発明は、また、所定条件が成立したとき
に上記強制放電を許容する手段を備え、上記強制放電を
許容する条件として、充放電履歴から見てバッテリにメ
モリ効果が発生したと見なせること、バッテリの充電状
態（ＳＯＣ）が所定程度以下に至ったこと、並びに使用
者が放電要求を発したこと、のうち少なくともいずれか
を含むことを特徴とする。
に上記強制放電を許容する手段を備え、上記強制放電を
許容する条件として、充放電履歴から見てバッテリにメ
モリ効果が発生したと見なせること、バッテリの充電状
態（ＳＯＣ）が所定程度以下に至ったこと、並びに使用
者が放電要求を発したこと、のうち少なくともいずれか
を含むことを特徴とする。
【００１１】本発明は、上記強制放電を実行する際、駆
動用又は充電用電力変換回路における電力変換効率を強
制的に低下させる手段を備えることを特徴とする。本発
明は、さらに、駆動用又は充電用電力変換回路が、バッ
テリ又は充電用電源から供給される電流をスイッチング
する所定個数のスイッチング素子を含み、スイッチング
素子の駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によって、
駆動用又は充電用電力変換回路における電力変換効率を
強制的に低下させることを特徴とする。
動用又は充電用電力変換回路における電力変換効率を強
制的に低下させる手段を備えることを特徴とする。本発
明は、さらに、駆動用又は充電用電力変換回路が、バッ
テリ又は充電用電源から供給される電流をスイッチング
する所定個数のスイッチング素子を含み、スイッチング
素子の駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によって、
駆動用又は充電用電力変換回路における電力変換効率を
強制的に低下させることを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の第１の構成においては、メモリ効果が
解消されたと見なせる程度までバッテリを強制放電させ
る際、すなわちバッテリを完全放電させる際、モータ及
び駆動用電力変換回路が放電負荷として使用される。従
って、放電抵抗等を付設する必要がないから、小型かつ
低価格の電気自動車用バッテリ放電装置が得られる。さ
らに、完全放電の際には、モータが停止状態を維持する
よう駆動用電力変換回路が制御される。モータとして例
えば誘導モータを使用している場合には、完全放電の
際、モータに流れる電流が励磁電流のみとなるよう駆動
用電力変換回路が制御される。また、モータとして例え
ば永久磁石型同期モータを使用している場合には、完全
放電の際、永久磁石により発生する界磁束と巻線により
発生する磁束の合成ベクトルがロータの半径方向を向く
よう駆動用電力変換回路が制御される。従って、完全放
電実施中にモータが回転することがないため、車両操縦
者が不安を抱くことがなく、また回転系の劣化も少な
い。本構成においては、また、パーキングブレーキが投
入されているか否かが判定され、その結果投入されてい
ないとされた場合には完全放電が禁止される。従って、
駆動用電力変換回路、例えばインバータがフェイルして
いる状況下で完全放電制御が実施された場合であって
も、車両が動き出すことはない。
解消されたと見なせる程度までバッテリを強制放電させ
る際、すなわちバッテリを完全放電させる際、モータ及
び駆動用電力変換回路が放電負荷として使用される。従
って、放電抵抗等を付設する必要がないから、小型かつ
低価格の電気自動車用バッテリ放電装置が得られる。さ
らに、完全放電の際には、モータが停止状態を維持する
よう駆動用電力変換回路が制御される。モータとして例
えば誘導モータを使用している場合には、完全放電の
際、モータに流れる電流が励磁電流のみとなるよう駆動
用電力変換回路が制御される。また、モータとして例え
ば永久磁石型同期モータを使用している場合には、完全
放電の際、永久磁石により発生する界磁束と巻線により
発生する磁束の合成ベクトルがロータの半径方向を向く
よう駆動用電力変換回路が制御される。従って、完全放
電実施中にモータが回転することがないため、車両操縦
者が不安を抱くことがなく、また回転系の劣化も少な
い。本構成においては、また、パーキングブレーキが投
入されているか否かが判定され、その結果投入されてい
ないとされた場合には完全放電が禁止される。従って、
駆動用電力変換回路、例えばインバータがフェイルして
いる状況下で完全放電制御が実施された場合であって
も、車両が動き出すことはない。
【００１３】本発明の第２の構成においては、完全放電
の際、まず充電用電力変換回路及びバッテリを含む閉ル
ープが形成され、この閉ループを放電負荷として使用し
ながら完全放電が実施される。従って、放電抵抗等を付
設する必要がないから、小型かつ低価格の電気自動車用
バッテリ放電装置が得られる。さらに、完全放電の際に
モータに通電していないから、完全放電実施中にモータ
が回転することがないため、車両操縦者が不安を抱くこ
とがなく、また回転系の劣化も少ない。
の際、まず充電用電力変換回路及びバッテリを含む閉ル
ープが形成され、この閉ループを放電負荷として使用し
ながら完全放電が実施される。従って、放電抵抗等を付
設する必要がないから、小型かつ低価格の電気自動車用
バッテリ放電装置が得られる。さらに、完全放電の際に
モータに通電していないから、完全放電実施中にモータ
が回転することがないため、車両操縦者が不安を抱くこ
とがなく、また回転系の劣化も少ない。
【００１４】本発明においては、バッテリにメモリ効果
が発生したとみなせるか否かが充放電履歴に基づき判定
され、メモリ効果が発生したと見なせる場合に完全放電
が実施される。従って、完全放電を好適なタイミングで
実施可能となる。また、本発明においては、バッテリの
ＳＯＣが所定程度以下に至った場合に完全放電が実施さ
れる。従って、完全放電にさほど時間が必要でない状況
下で完全放電が実施されるため、短時間で完全放電を終
了できる。本発明においては、さらに、使用者から放電
要求が与えられた場合に完全放電が実施される。従っ
て、完全放電を任意のタイミングで実施可能となる。
が発生したとみなせるか否かが充放電履歴に基づき判定
され、メモリ効果が発生したと見なせる場合に完全放電
が実施される。従って、完全放電を好適なタイミングで
実施可能となる。また、本発明においては、バッテリの
ＳＯＣが所定程度以下に至った場合に完全放電が実施さ
れる。従って、完全放電にさほど時間が必要でない状況
下で完全放電が実施されるため、短時間で完全放電を終
了できる。本発明においては、さらに、使用者から放電
要求が与えられた場合に完全放電が実施される。従っ
て、完全放電を任意のタイミングで実施可能となる。
【００１５】本発明においては、完全放電の際、駆動用
又は充電用電力変換回路における電力変換効率が強制的
に低下制御される。すなわち、駆動用又は充電用電力変
換回路における損失が増大制御される。例えば、駆動用
又は充電用電力変換回路を構成するスイッチング素子の
駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によって、駆動用
又は充電用電力変換回路における電力変換効率を強制的
に低下させる。このような制御を実行することにより、
完全放電の際により能率的にかつ迅速にバッテリを放電
させることが可能になる。特に、駆動用電力変換回路に
おける電力変換効率を低下させ放電電力消費を分担する
ようにした場合、モータにおける発熱が少なくなる。
又は充電用電力変換回路における電力変換効率が強制的
に低下制御される。すなわち、駆動用又は充電用電力変
換回路における損失が増大制御される。例えば、駆動用
又は充電用電力変換回路を構成するスイッチング素子の
駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によって、駆動用
又は充電用電力変換回路における電力変換効率を強制的
に低下させる。このような制御を実行することにより、
完全放電の際により能率的にかつ迅速にバッテリを放電
させることが可能になる。特に、駆動用電力変換回路に
おける電力変換効率を低下させ放電電力消費を分担する
ようにした場合、モータにおける発熱が少なくなる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１７】第１実施例．図１には、本発明の第１実施
例に係る電気自動車のシステム構成が示されている。こ
の実施例においては、車両走行用のモータとして三相交
流モータ１０が使用されている。モータ１０を駆動する
ための電力は車載のバッテリ１２から供給される。バッ
テリ１２としては、ＮｉＭＨ、ＮｉＣｄ等のアルカリ電
池が使用される。バッテリ１２の放電出力は、その後段
のインバータ１４により直流から三相交流に変換された
上で、モータ１０に駆動電力として供給される。
例に係る電気自動車のシステム構成が示されている。こ
の実施例においては、車両走行用のモータとして三相交
流モータ１０が使用されている。モータ１０を駆動する
ための電力は車載のバッテリ１２から供給される。バッ
テリ１２としては、ＮｉＭＨ、ＮｉＣｄ等のアルカリ電
池が使用される。バッテリ１２の放電出力は、その後段
のインバータ１４により直流から三相交流に変換された
上で、モータ１０に駆動電力として供給される。
【００１８】インバータ１４は、三対のスイッチング素
子（この図ではＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Tra
nsistor ）Ｑ１〜Ｑ６及びこれらＩＧＢＴのコレクタエ
ミッタ間に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ６から構成さ
れている。モータ１０の出力は、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６の
ゲート電圧を制御することにより、制御できる。この制
御は、インバータ制御部１６及びコントローラ１８によ
り行われている。
子（この図ではＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Tra
nsistor ）Ｑ１〜Ｑ６及びこれらＩＧＢＴのコレクタエ
ミッタ間に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ６から構成さ
れている。モータ１０の出力は、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６の
ゲート電圧を制御することにより、制御できる。この制
御は、インバータ制御部１６及びコントローラ１８によ
り行われている。
【００１９】コントローラ１８は、車両操縦者によるア
クセルペダルやブレーキペダルの踏込み量を示す信号を
入力する一方で、回転センサ２０によりモータ１０のロ
ータ位置（ロータの電気角）を検出し、これらに基づ
き、モータ１０から出力させるべきトルクの値（トルク
指令）を決定する。トルク指令を決定した後、コントロ
ーラ１８は、このトルク指令を実現するのに必要なトル
ク電流成分Ｉｑを決定する。コントローラ１８は、決定
したトルク電流成分Ｉｑと、所定のまたはモータ回転数
に応じて定めた励磁電流成分Ｉｄとを用いて、モータ電
流値（電流指令）Ｉ＊を
クセルペダルやブレーキペダルの踏込み量を示す信号を
入力する一方で、回転センサ２０によりモータ１０のロ
ータ位置（ロータの電気角）を検出し、これらに基づ
き、モータ１０から出力させるべきトルクの値（トルク
指令）を決定する。トルク指令を決定した後、コントロ
ーラ１８は、このトルク指令を実現するのに必要なトル
ク電流成分Ｉｑを決定する。コントローラ１８は、決定
したトルク電流成分Ｉｑと、所定のまたはモータ回転数
に応じて定めた励磁電流成分Ｉｄとを用いて、モータ電
流値（電流指令）Ｉ＊を
【数１】Ｉ＊＝（Ｉｄ２＋Ｉｑ２）１／２ の式に基づき決定する。コントローラ１８は、電流指令
Ｉ＊の他、設計的に定まるモータ１０の同期角周波数ω
ｒや、モータ１０の負荷により定まるすべり角周波数ω
ｓを、インバータ制御部１６に信号として供給する。
Ｉ＊の他、設計的に定まるモータ１０の同期角周波数ω
ｒや、モータ１０の負荷により定まるすべり角周波数ω
ｓを、インバータ制御部１６に信号として供給する。
【００２０】インバータ制御部１６は、図２に示される
ように、指令波発振部２２、搬送波発振部２４、演算増
幅器２６、コンパレータ２８ｕ〜２８ｗ、反転回路Ｇｕ
〜Ｇｗ及びドライバ回路３０Ｑ１〜３０Ｑ６から構成さ
れている。指令波発振部２２は、電流指令Ｉ＊、同期角
周波数ωｒ及びすべり角周波数ωｓを用いて、Ｕ相電流
指令Ｉｕ及びＷ相電流指令Ｉｗを
ように、指令波発振部２２、搬送波発振部２４、演算増
幅器２６、コンパレータ２８ｕ〜２８ｗ、反転回路Ｇｕ
〜Ｇｗ及びドライバ回路３０Ｑ１〜３０Ｑ６から構成さ
れている。指令波発振部２２は、電流指令Ｉ＊、同期角
周波数ωｒ及びすべり角周波数ωｓを用いて、Ｕ相電流
指令Ｉｕ及びＷ相電流指令Ｉｗを
【数２】Ｉｕ＝Ｉ＊ｓｉｎ｛（ωｒ＋ωｓ）ｔ＋α｝ Ｉｗ＝Ｉ＊ｓｉｎ｛（ωｒ＋ωｓ）ｔ＋α−２π／３｝ の式に基づき決定する。但し、αは初期値である。演算
増幅器２６は、Ｕ相電流指令Ｉｕ及びＷ相電流指令Ｉｗ
を加算することによりＶ相電流指令Ｉｖ＝Ｉ＊ｓｉｎ
｛（ωｒ＋ωｓ）ｔ＋α−π／３｝を求める。一方で、
搬送波発振部２４は、三角波、ノコギリ波等の波形を有
する所定周波数のキャリアを発生させる。コンパレータ
２８ｕ〜２８ｗは、それぞれ、キャリアを対応する相の
電流指令と比較しその結果得られるパルス幅変調波形を
出力する。反転回路Ｇｕ〜Ｇｗは、それぞれ、コンパレ
ータ２８ｕ〜２８ｗの出力を論理反転させる。ドライバ
回路３０Ｑ１〜３０Ｑ６はそれぞれＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６
に対応している。ソース側のＩＧＢＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５
に対応するドライバ回路３０Ｑ１、３０Ｑ３、３０Ｑ５
は対応するコンパレータ２８ｕ〜２８ｗの出力に応じ、
シンク側のＩＧＢＴＱ２、Ｑ４、Ｑ６に対応するドライ
バ回路３０Ｑ２、３０Ｑ４、３０Ｑ６は対応する反転回
路Ｇｕ〜Ｇｗの出力に応じ、対応するＩＧＢＴＱ１〜Ｑ
６のゲートを電圧駆動する。なお、これに先立ち、ジャ
ンクションボックス４２中に設けられているリレー４４
をオンさせ、バッテリ１２とインバータ１４を接続する
必要がある。
増幅器２６は、Ｕ相電流指令Ｉｕ及びＷ相電流指令Ｉｗ
を加算することによりＶ相電流指令Ｉｖ＝Ｉ＊ｓｉｎ
｛（ωｒ＋ωｓ）ｔ＋α−π／３｝を求める。一方で、
搬送波発振部２４は、三角波、ノコギリ波等の波形を有
する所定周波数のキャリアを発生させる。コンパレータ
２８ｕ〜２８ｗは、それぞれ、キャリアを対応する相の
電流指令と比較しその結果得られるパルス幅変調波形を
出力する。反転回路Ｇｕ〜Ｇｗは、それぞれ、コンパレ
ータ２８ｕ〜２８ｗの出力を論理反転させる。ドライバ
回路３０Ｑ１〜３０Ｑ６はそれぞれＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６
に対応している。ソース側のＩＧＢＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５
に対応するドライバ回路３０Ｑ１、３０Ｑ３、３０Ｑ５
は対応するコンパレータ２８ｕ〜２８ｗの出力に応じ、
シンク側のＩＧＢＴＱ２、Ｑ４、Ｑ６に対応するドライ
バ回路３０Ｑ２、３０Ｑ４、３０Ｑ６は対応する反転回
路Ｇｕ〜Ｇｗの出力に応じ、対応するＩＧＢＴＱ１〜Ｑ
６のゲートを電圧駆動する。なお、これに先立ち、ジャ
ンクションボックス４２中に設けられているリレー４４
をオンさせ、バッテリ１２とインバータ１４を接続する
必要がある。
【００２１】この実施例では、さらに、オンボードチャ
ージャ３２が使用されている。オンボードチャージャ３
２は車載の充電器であり、その入力端子は充電用のコネ
クタ３４に、出力端子はバッテリ１２の正負両端子に、
それぞれ接続されている。オンボードチャージャ３２
は、充電用のコネクタ３４が車外の交流電源３６に接続
されている状態で、コントローラ１８からの指令に応
じ、交流電源３６から供給される例えば交流２００Ｖの
電力を直流電力に変換し、この直流電力を用いてバッテ
リ１２を充電する。コントローラ１８は、その際、電圧
センサ３８及び電流センサ４０を用いてバッテリ１２の
端子電圧ＶＢ及び充電電流ＩＢを監視する。コントロー
ラ１８は、多段定電流充電等所定のシーケンスに準拠し
ながら、これら端子電圧ＶＢ及び充電電流ＩＢに応じオ
ンボードチャージャ３２を制御し、バッテリ１２を充電
させる。
ージャ３２が使用されている。オンボードチャージャ３
２は車載の充電器であり、その入力端子は充電用のコネ
クタ３４に、出力端子はバッテリ１２の正負両端子に、
それぞれ接続されている。オンボードチャージャ３２
は、充電用のコネクタ３４が車外の交流電源３６に接続
されている状態で、コントローラ１８からの指令に応
じ、交流電源３６から供給される例えば交流２００Ｖの
電力を直流電力に変換し、この直流電力を用いてバッテ
リ１２を充電する。コントローラ１８は、その際、電圧
センサ３８及び電流センサ４０を用いてバッテリ１２の
端子電圧ＶＢ及び充電電流ＩＢを監視する。コントロー
ラ１８は、多段定電流充電等所定のシーケンスに準拠し
ながら、これら端子電圧ＶＢ及び充電電流ＩＢに応じオ
ンボードチャージャ３２を制御し、バッテリ１２を充電
させる。
【００２２】この実施例では、さらに、所定条件が成立
した場合にバッテリ１２を強制的かつ自動的に完全放電
させる。そのため、コントローラ１８は、パーキングブ
レーキの状態を示すパーキングスイッチ４６、車両操縦
者からの充電要求を示す充電スイッチ４８、車両操縦者
からの完全放電許可を示す放電許可スイッチ５０等の状
態を監視している。
した場合にバッテリ１２を強制的かつ自動的に完全放電
させる。そのため、コントローラ１８は、パーキングブ
レーキの状態を示すパーキングスイッチ４６、車両操縦
者からの充電要求を示す充電スイッチ４８、車両操縦者
からの完全放電許可を示す放電許可スイッチ５０等の状
態を監視している。
【００２３】図３には、この実施例におけるコントロー
ラ１８の動作、特にバッテリ１２の充電に関する動作の
一部が示されている。この図に示されるように、コント
ローラ１８は、車両操縦者により充電スイッチ４８がオ
ンされており（１００）かつパーキングブレーキが投入
されている（パーキングスイッチ４６がオンしている）
場合に（１０２）、リレー４４をオフさせた上で（１０
４）オンボードチャージャ３２をオンさせる（１０
６）。コントローラ１８は、この後、所定のシーケンス
に準拠してバッテリ１２を充電させる。
ラ１８の動作、特にバッテリ１２の充電に関する動作の
一部が示されている。この図に示されるように、コント
ローラ１８は、車両操縦者により充電スイッチ４８がオ
ンされており（１００）かつパーキングブレーキが投入
されている（パーキングスイッチ４６がオンしている）
場合に（１０２）、リレー４４をオフさせた上で（１０
４）オンボードチャージャ３２をオンさせる（１０
６）。コントローラ１８は、この後、所定のシーケンス
に準拠してバッテリ１２を充電させる。
【００２４】コントローラ１８は、所定の条件が成立し
ている場合、オンボードチャージャ３２をオンさせるの
に先立ち、バッテリ１２を完全放電させる。すなわち、
バッテリ１２としてアルカリ電池を用いているため、完
全放電に至らないまま充電する動作を繰り返していると
メモリ効果が顕在化し、バッテリ１２の電圧電流特性が
一時的に悪化する。これを防ぐべく、本実施例では、ま
ず、メモリ効果が顕在化しつつあると見なせる場合に
（１０８）、完全放電を実行する。メモリ効果が顕在化
しつつあることは、ステップ１０２実行毎にインクリメ
ントされ（１１０）完全放電実行毎に０にリセット（１
１２）される変数ｎ、すなわち前回完全放電終了後の充
電回数ｎが所定値ｎ０以上となったこととして検出でき
る。
ている場合、オンボードチャージャ３２をオンさせるの
に先立ち、バッテリ１２を完全放電させる。すなわち、
バッテリ１２としてアルカリ電池を用いているため、完
全放電に至らないまま充電する動作を繰り返していると
メモリ効果が顕在化し、バッテリ１２の電圧電流特性が
一時的に悪化する。これを防ぐべく、本実施例では、ま
ず、メモリ効果が顕在化しつつあると見なせる場合に
（１０８）、完全放電を実行する。メモリ効果が顕在化
しつつあることは、ステップ１０２実行毎にインクリメ
ントされ（１１０）完全放電実行毎に０にリセット（１
１２）される変数ｎ、すなわち前回完全放電終了後の充
電回数ｎが所定値ｎ０以上となったこととして検出でき
る。
【００２５】本実施例では、さらに、完全放電が容易な
場合にも（１１４）、完全放電を実行する。例えば、Ｓ
ＯＣが所定値ＳＯＣ０、例えば３０％以下となった時点
で完全放電を実行すると、短時間で完全放電を終了する
ことができる。なお、そのために必要となるＳＯＣは、
電流センサ４０の出力を時系列的に監視することにより
得られる（１１６）。
場合にも（１１４）、完全放電を実行する。例えば、Ｓ
ＯＣが所定値ＳＯＣ０、例えば３０％以下となった時点
で完全放電を実行すると、短時間で完全放電を終了する
ことができる。なお、そのために必要となるＳＯＣは、
電流センサ４０の出力を時系列的に監視することにより
得られる（１１６）。
【００２６】本実施例では、また、車両操縦者が要求し
ている場合（１１８）、すなわち放電許可スイッチ５０
がオンしている場合にも、完全放電を実行する。これに
より、任意の時点で完全放電を実施できる。
ている場合（１１８）、すなわち放電許可スイッチ５０
がオンしている場合にも、完全放電を実行する。これに
より、任意の時点で完全放電を実施できる。
【００２７】ステップ１０８、１１４及び１１８のいず
れかの条件が成立すると、コントローラ１８は、ｎを０
にリセットすると共にリレー４４をオンさせ、バッテリ
１２をインバータ１４に接続する（１１２）。コントロ
ーラ１８は、その後、モータ１０を停止状態に制御し
（１２０）、モータ１０の巻線やインバータ１４を放電
負荷としてバッテリ１２を放電させる。モータ１０とし
て例えば誘導モータを使用している場合には、トルク電
流成分Ｉｑを０として電流指令Ｉ*を決定し、またイン
バータ制御部１６に与える同期角周波数ωｒ及びすべり
角周波数ωｓを０とすることにより、モータ１０を停止
状態に制御することができる。すなわち、Ｉｑ＝０の条
件下ではＩ*＝Ｉｄであるからωｒ＝ωｓ＝０とすると
れかの条件が成立すると、コントローラ１８は、ｎを０
にリセットすると共にリレー４４をオンさせ、バッテリ
１２をインバータ１４に接続する（１１２）。コントロ
ーラ１８は、その後、モータ１０を停止状態に制御し
（１２０）、モータ１０の巻線やインバータ１４を放電
負荷としてバッテリ１２を放電させる。モータ１０とし
て例えば誘導モータを使用している場合には、トルク電
流成分Ｉｑを０として電流指令Ｉ*を決定し、またイン
バータ制御部１６に与える同期角周波数ωｒ及びすべり
角周波数ωｓを０とすることにより、モータ１０を停止
状態に制御することができる。すなわち、Ｉｑ＝０の条
件下ではＩ*＝Ｉｄであるからωｒ＝ωｓ＝０とすると
【数３】 Ｉｕ＝Ｉｄｓｉｎα Ｉｖ＝Ｉｄｓｉｎ（α−π／３） Ｉｗ＝Ｉｄｓｉｎ（α−２π／３） となり、各相電流指令Ｉｕ〜Ｉｗが時刻ｔに依存しなく
なる。また、モータ１０として例えば永久磁石型同期モ
ータを使用している場合には、永久磁石によって生じる
界磁束と巻線によって生じる磁束の合成ベクトルがロー
タ半径方向を向くよう、電流指令Ｉ*を決定すればよ
い。そのためには、ロータの電気角が必要となるが、こ
れは回転センサ２０から得ることができる。永久磁石型
同期モータの制御手順に関しては、特願平６−２６６９
０２号をも参照されたい。
なる。また、モータ１０として例えば永久磁石型同期モ
ータを使用している場合には、永久磁石によって生じる
界磁束と巻線によって生じる磁束の合成ベクトルがロー
タ半径方向を向くよう、電流指令Ｉ*を決定すればよ
い。そのためには、ロータの電気角が必要となるが、こ
れは回転センサ２０から得ることができる。永久磁石型
同期モータの制御手順に関しては、特願平６−２６６９
０２号をも参照されたい。
【００２８】コントローラ１８は、このような放電制御
を、完全放電状態が検出されるまで（１２２）継続す
る。これにより、モータ１０を停止状態に制御しなが
ら、モータ１０の巻線やインバータ１４を放電負荷とし
て使用することが可能になり、ひいては車両操縦者の不
安感や回転系の劣化を解消乃至低減できる。また、放電
抵抗等を付設する必要もなく、小型化、低価格化を実現
できる。なお、完全放電状態に至ったことは、電圧セン
サ３８により検出されるバッテリ１２の端子電圧ＶＢが
所定値Ｖｄｉｓ以下となったこととして知ることができ
る。あるいは、電流センサ４０により検出される放電電
流ＩＢの積算値（放電電流両Ａｈ）が十分大きくなった
ことやこれに基づき得られるＳＯＣが十分低くなったこ
ととして、検出してもよい。さらに、本実施例において
は、パーキングブレーキが投入されていない場合（１０
２）には完全放電制御が実行されない。従って、インバ
ータ１４がフェイルしている状況下で完全放電制御が実
施された場合であっても、車両が動き出すことはなく、
安全性を確保できる。
を、完全放電状態が検出されるまで（１２２）継続す
る。これにより、モータ１０を停止状態に制御しなが
ら、モータ１０の巻線やインバータ１４を放電負荷とし
て使用することが可能になり、ひいては車両操縦者の不
安感や回転系の劣化を解消乃至低減できる。また、放電
抵抗等を付設する必要もなく、小型化、低価格化を実現
できる。なお、完全放電状態に至ったことは、電圧セン
サ３８により検出されるバッテリ１２の端子電圧ＶＢが
所定値Ｖｄｉｓ以下となったこととして知ることができ
る。あるいは、電流センサ４０により検出される放電電
流ＩＢの積算値（放電電流両Ａｈ）が十分大きくなった
ことやこれに基づき得られるＳＯＣが十分低くなったこ
ととして、検出してもよい。さらに、本実施例において
は、パーキングブレーキが投入されていない場合（１０
２）には完全放電制御が実行されない。従って、インバ
ータ１４がフェイルしている状況下で完全放電制御が実
施された場合であっても、車両が動き出すことはなく、
安全性を確保できる。
【００２９】本実施例では、さらに、ステップ１２０実
行時に併せてステップ１２４が実行され、通常は高い電
力変換効率にて駆動されるインバータ１４の電力変換効
率が強制的に低減される。具体的には、インバータ制御
部１６にて使用しているキャリアの周波数ｆを上昇さ
せ、又はＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵抗ＲＧを増大さ
せ、又はＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆動電圧Ｂを低下
させることにより、インバータ１４における電力変換損
失を増大させる。無論、これらを組み合わせて使用して
もよい。ステップ１２４を実行することにより、完全放
電の際により能率的にかつ迅速にバッテリ１２を放電さ
せることが可能になる。また、インバータ１４にて放電
電力を消費している分、モータ１０における発熱を低減
できる。完全放電状態が検出されると（１２２）、コン
トローラ１８は、インバータ１４の電力変換効率を原状
に復帰させ（１２６）、リレー４４をオフさせた上で
（１０４）オンボードチャージャ３２をオンさせる（１
０６）。
行時に併せてステップ１２４が実行され、通常は高い電
力変換効率にて駆動されるインバータ１４の電力変換効
率が強制的に低減される。具体的には、インバータ制御
部１６にて使用しているキャリアの周波数ｆを上昇さ
せ、又はＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵抗ＲＧを増大さ
せ、又はＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆動電圧Ｂを低下
させることにより、インバータ１４における電力変換損
失を増大させる。無論、これらを組み合わせて使用して
もよい。ステップ１２４を実行することにより、完全放
電の際により能率的にかつ迅速にバッテリ１２を放電さ
せることが可能になる。また、インバータ１４にて放電
電力を消費している分、モータ１０における発熱を低減
できる。完全放電状態が検出されると（１２２）、コン
トローラ１８は、インバータ１４の電力変換効率を原状
に復帰させ（１２６）、リレー４４をオフさせた上で
（１０４）オンボードチャージャ３２をオンさせる（１
０６）。
【００３０】なお、キャリアの周波数ｆを上昇させる場
合には、図４に示されるように、搬送波発振部２４に周
波数ｆ１のキャリアを発生させる機能と周波数ｆ２（＜
ｆ１）のキャリアを発生させる機能とを持たせておく。
コントローラ１８は、通常の電力変換時には周波数ｆ２
のキャリアを、完全放電制御実行時（ステップ１２４実
行時）には周波数ｆ１のキャリアを、コンパレータ２８
ｕ〜２８ｗに供給させる。このようにすると、完全放電
制御実行時にＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のスイッチング損失が
増大するため、インバータ１４における電力変換損失が
増大する。
合には、図４に示されるように、搬送波発振部２４に周
波数ｆ１のキャリアを発生させる機能と周波数ｆ２（＜
ｆ１）のキャリアを発生させる機能とを持たせておく。
コントローラ１８は、通常の電力変換時には周波数ｆ２
のキャリアを、完全放電制御実行時（ステップ１２４実
行時）には周波数ｆ１のキャリアを、コンパレータ２８
ｕ〜２８ｗに供給させる。このようにすると、完全放電
制御実行時にＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のスイッチング損失が
増大するため、インバータ１４における電力変換損失が
増大する。
【００３１】ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵抗ＲＧを増
大させる場合には、図５に示されるように、通常の電力
変換時には抵抗ＲＧ２がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵
抗ＲＧとなり、完全放電制御実行時には抵抗ＲＧ１（＞
ＲＧ２）がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵抗ＲＧとなる
よう、ドライバ回路３０内に設けられているスイッチ５
２を制御する。このようにすると、完全放電制御実行時
にＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のスイッチングが遅くなるため、
スイッチング時の過渡的な電力消費の増大によりインバ
ータ１４における電力変換損失が増大する。
大させる場合には、図５に示されるように、通常の電力
変換時には抵抗ＲＧ２がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵
抗ＲＧとなり、完全放電制御実行時には抵抗ＲＧ１（＞
ＲＧ２）がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート抵抗ＲＧとなる
よう、ドライバ回路３０内に設けられているスイッチ５
２を制御する。このようにすると、完全放電制御実行時
にＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のスイッチングが遅くなるため、
スイッチング時の過渡的な電力消費の増大によりインバ
ータ１４における電力変換損失が増大する。
【００３２】ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆動電圧Ｂを
低下させる場合には、図６に示されるように、通常の電
力変換時には電圧Ｂ１がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆
動電圧となり、完全放電制御実行時には電圧Ｂ２（＜Ｂ
１）がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆動電圧となるよ
う、ドライバ回路３０内に設けられているスイッチ５４
を制御する。このようにすると、完全放電制御実行時に
ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のコレクタエミッタ間飽和電圧が高
くなる結果定常損が増大し、やはりインバータ１４にお
ける電力変換損失が増大する。
低下させる場合には、図６に示されるように、通常の電
力変換時には電圧Ｂ１がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆
動電圧となり、完全放電制御実行時には電圧Ｂ２（＜Ｂ
１）がＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のゲート駆動電圧となるよ
う、ドライバ回路３０内に設けられているスイッチ５４
を制御する。このようにすると、完全放電制御実行時に
ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のコレクタエミッタ間飽和電圧が高
くなる結果定常損が増大し、やはりインバータ１４にお
ける電力変換損失が増大する。
【００３３】第２実施例．図７には、本発明の第２実施
例に係る電気自動車の構成が示されている。この図にお
いては、前述の第１実施例と同様の部分は省略されてい
る。
例に係る電気自動車の構成が示されている。この図にお
いては、前述の第１実施例と同様の部分は省略されてい
る。
【００３４】この実施例においては、コネクタ３４とオ
ンボードチャージャ３２の入力端との間にリレー５６
が、またバッテリ１２とオンボードチャージャ３２の入
力端との間にリレー５８が、それぞれ設けられている。
リレー５６及び５８は、共に、コントローラ１８によっ
て制御される。更に、オンボードチャージャ３２は、整
流回路６０、チョッパ制御部６２、昇圧トランス６４及
び整流回路６６から構成されている。コネクタ３４やリ
レー５６を介して交流電源３６から供給される交流電圧
は、整流回路６０によって整流された上でチョッパ制御
部６２に供給される。チョッパ制御部６２はコントロー
ラ１８から供給される制御信号に応じて整流回路６０の
出力に関しチョッピングを実行し、その結果得られる交
流電圧を昇圧トランス６４に供給する。昇圧トランス６
４はチョッパ制御部６２の出力を昇圧した上で整流回路
６６に供給し、整流回路６６は昇圧トランス６４の出力
を整流してバッテリ１２に充電電圧として供給する。
ンボードチャージャ３２の入力端との間にリレー５６
が、またバッテリ１２とオンボードチャージャ３２の入
力端との間にリレー５８が、それぞれ設けられている。
リレー５６及び５８は、共に、コントローラ１８によっ
て制御される。更に、オンボードチャージャ３２は、整
流回路６０、チョッパ制御部６２、昇圧トランス６４及
び整流回路６６から構成されている。コネクタ３４やリ
レー５６を介して交流電源３６から供給される交流電圧
は、整流回路６０によって整流された上でチョッパ制御
部６２に供給される。チョッパ制御部６２はコントロー
ラ１８から供給される制御信号に応じて整流回路６０の
出力に関しチョッピングを実行し、その結果得られる交
流電圧を昇圧トランス６４に供給する。昇圧トランス６
４はチョッパ制御部６２の出力を昇圧した上で整流回路
６６に供給し、整流回路６６は昇圧トランス６４の出力
を整流してバッテリ１２に充電電圧として供給する。
【００３５】図８には、この実施例におけるコントロー
ラ１８の動作、特にバッテリ１２の充電に関する動作の
流れが示されている。この図においては、前述の第１実
施例と共通する部分に関しては図示を省略している。
ラ１８の動作、特にバッテリ１２の充電に関する動作の
流れが示されている。この図においては、前述の第１実
施例と共通する部分に関しては図示を省略している。
【００３６】この実施例においては、コントローラ１８
は、ステップ１０８、１１４又は１１８の条件が成立す
ると、変数ｎを０にリセットすると共にリレー４４及び
５６をオフさせまたリレー５８をオンさせる（１２
８）。すなわち、バッテリ１２をインバータ１４から切
り離しまたオンボードチャージャ３２を交流電源３６か
ら切り離すと共に、バッテリ１２の放電出力がリレー５
８を介してオンボードチャージャ３２の整流回路６０に
入力される状況を生成する。
は、ステップ１０８、１１４又は１１８の条件が成立す
ると、変数ｎを０にリセットすると共にリレー４４及び
５６をオフさせまたリレー５８をオンさせる（１２
８）。すなわち、バッテリ１２をインバータ１４から切
り離しまたオンボードチャージャ３２を交流電源３６か
ら切り離すと共に、バッテリ１２の放電出力がリレー５
８を介してオンボードチャージャ３２の整流回路６０に
入力される状況を生成する。
【００３７】コントローラ１８は、更に、オンボードチ
ャージャ３２をオンさせる（１３０）。これにより、オ
ンボードチャージャ３２、主バッテリ１２及びリレー５
８を含む閉ループが形成される。すなわち、バッテリ１
２の放電出力が整流回路６０に入力され、整流回路６６
の出力がバッテリ１２に供給される状態が形成される。
ここに、オンボードチャージャ３２は電力変換損失を有
しているから、このような状態が続けばバッテリ１２は
いずれ完全放電状態に至る。コントローラ１８は、バッ
テリ１２が完全放電状態に至ったことを、第１実施例と
同様の手法により検出し（１２２）、その後オンボード
チャージャ３２をオフさせる（１３２）。コントローラ
１８はその後、リレー５８をオフさせると共に（１３
４）リレー５６をオンさせ（１３６）、交流電源３６の
出力によるバッテリ１２の充電を開始させる（１０
６）。
ャージャ３２をオンさせる（１３０）。これにより、オ
ンボードチャージャ３２、主バッテリ１２及びリレー５
８を含む閉ループが形成される。すなわち、バッテリ１
２の放電出力が整流回路６０に入力され、整流回路６６
の出力がバッテリ１２に供給される状態が形成される。
ここに、オンボードチャージャ３２は電力変換損失を有
しているから、このような状態が続けばバッテリ１２は
いずれ完全放電状態に至る。コントローラ１８は、バッ
テリ１２が完全放電状態に至ったことを、第１実施例と
同様の手法により検出し（１２２）、その後オンボード
チャージャ３２をオフさせる（１３２）。コントローラ
１８はその後、リレー５８をオフさせると共に（１３
４）リレー５６をオンさせ（１３６）、交流電源３６の
出力によるバッテリ１２の充電を開始させる（１０
６）。
【００３８】したがって、この実施例においては、バッ
テリ１２、リレー５８及びオンボードチャージャ３２を
含む閉ループ、特にオンボードチャージャ３２の電力変
換損失を利用したバッテリ１２の完全放電制御が実施さ
れているため、格別の放電抵抗等を使用することなく、
バッテリ１２を完全放電させることができる。また、こ
の実施例においては、完全放電制御実行時にリレー４４
をオフさせているため、モータ１０に電流が流れること
がなく、従ってモータ１０が回転し始めることもない。
これにより、前述の第１実施例と同様の効果を実現する
ことができる。
テリ１２、リレー５８及びオンボードチャージャ３２を
含む閉ループ、特にオンボードチャージャ３２の電力変
換損失を利用したバッテリ１２の完全放電制御が実施さ
れているため、格別の放電抵抗等を使用することなく、
バッテリ１２を完全放電させることができる。また、こ
の実施例においては、完全放電制御実行時にリレー４４
をオフさせているため、モータ１０に電流が流れること
がなく、従ってモータ１０が回転し始めることもない。
これにより、前述の第１実施例と同様の効果を実現する
ことができる。
【００３９】さらに、この実施例においても、前述の第
１実施例と同様、電力変換損失を強制的に低下させる制
御を実施することができる。すなわち、オンボードチャ
ージャ３２のチョッパ制御部６２も、インバータ１４と
同様、チョッピングのためのスイッチング素子を内蔵し
ているから、そのスイッチング周波数、入力抵抗及び駆
動電圧を切り換えることにより、チョッピングの際の電
力変換効率を強制的に悪化させバッテリ１２をより効率
良く完全放電させることができる。そのため、図８に示
される制御手順においては、ステップ１３０実行時にチ
ョッパ制御部６２の出力変換効率を強制的に悪化させ
（１３８）、完全放電検出後にこの効率を原状に回復さ
せるようにしている（１４０）。
１実施例と同様、電力変換損失を強制的に低下させる制
御を実施することができる。すなわち、オンボードチャ
ージャ３２のチョッパ制御部６２も、インバータ１４と
同様、チョッピングのためのスイッチング素子を内蔵し
ているから、そのスイッチング周波数、入力抵抗及び駆
動電圧を切り換えることにより、チョッピングの際の電
力変換効率を強制的に悪化させバッテリ１２をより効率
良く完全放電させることができる。そのため、図８に示
される制御手順においては、ステップ１３０実行時にチ
ョッパ制御部６２の出力変換効率を強制的に悪化させ
（１３８）、完全放電検出後にこの効率を原状に回復さ
せるようにしている（１４０）。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の構
成によれば、バッテリを完全放電させる際、モータ及び
駆動用電力変換回路を放電負荷として使用するようにし
たため、放電抵抗等を付設する必要がなく、小型かつ低
価格の電気自動車用バッテリ放電装置が得られる。さら
に、完全放電の際には、モータが停止状態を維持するよ
う駆動用電力変換回路を制御するようにしたため、完全
放電実施中にモータが回転することがなく、車両操縦者
の不安感や回転系の劣化を解消乃至低減できる。本構成
は、モータとして例えば誘導モータを使用する場合にも
永久磁石型同期モータを使用する場合にも適用できる。
本構成によれば、また、パーキングブレーキが投入され
ていない場合に完全放電を禁止するようにしたため、駆
動用電力変換回路、例えばインバータがフェイルしてい
る状況下で完全放電制御が実施された場合であっても、
車両が動き出すことはなく、安全性を確保できる。
成によれば、バッテリを完全放電させる際、モータ及び
駆動用電力変換回路を放電負荷として使用するようにし
たため、放電抵抗等を付設する必要がなく、小型かつ低
価格の電気自動車用バッテリ放電装置が得られる。さら
に、完全放電の際には、モータが停止状態を維持するよ
う駆動用電力変換回路を制御するようにしたため、完全
放電実施中にモータが回転することがなく、車両操縦者
の不安感や回転系の劣化を解消乃至低減できる。本構成
は、モータとして例えば誘導モータを使用する場合にも
永久磁石型同期モータを使用する場合にも適用できる。
本構成によれば、また、パーキングブレーキが投入され
ていない場合に完全放電を禁止するようにしたため、駆
動用電力変換回路、例えばインバータがフェイルしてい
る状況下で完全放電制御が実施された場合であっても、
車両が動き出すことはなく、安全性を確保できる。
【００４１】本発明の第２の構成によれば、完全放電の
際、まず充電用電力変換回路及びバッテリを含む閉ルー
プを形成し、この閉ループを放電負荷として使用しなが
ら完全放電を実施するようにしたため、放電抵抗等を付
設する必要がなく、小型かつ低価格の電気自動車用バッ
テリ放電装置が得られる。さらに、完全放電の際にモー
タに通電していないから、完全放電実施中にモータが回
転することがないため、車両操縦者が不安を抱くことが
なく、また回転系の劣化も少ない。
際、まず充電用電力変換回路及びバッテリを含む閉ルー
プを形成し、この閉ループを放電負荷として使用しなが
ら完全放電を実施するようにしたため、放電抵抗等を付
設する必要がなく、小型かつ低価格の電気自動車用バッ
テリ放電装置が得られる。さらに、完全放電の際にモー
タに通電していないから、完全放電実施中にモータが回
転することがないため、車両操縦者が不安を抱くことが
なく、また回転系の劣化も少ない。
【００４２】本発明によれば、バッテリにメモリ効果が
発生したとみなせるか否かを充放電履歴に基づき判定
し、メモリ効果が発生したと見なせる場合に完全放電を
実施するようにしたため、完全放電を好適なタイミング
で実施可能となる。また、本発明によれば、バッテリの
ＳＯＣが所定程度以下に至った場合に完全放電を実施す
るようにしたため、完全放電にさほど時間が必要でない
状況下で完全放電を実施でき、短時間で完全放電を終了
できる。本発明によれば、さらに、使用者から放電要求
が与えられた場合に完全放電を実施するようにしたた
め、完全放電を任意のタイミングで実施可能となる。
発生したとみなせるか否かを充放電履歴に基づき判定
し、メモリ効果が発生したと見なせる場合に完全放電を
実施するようにしたため、完全放電を好適なタイミング
で実施可能となる。また、本発明によれば、バッテリの
ＳＯＣが所定程度以下に至った場合に完全放電を実施す
るようにしたため、完全放電にさほど時間が必要でない
状況下で完全放電を実施でき、短時間で完全放電を終了
できる。本発明によれば、さらに、使用者から放電要求
が与えられた場合に完全放電を実施するようにしたた
め、完全放電を任意のタイミングで実施可能となる。
【００４３】本発明によれば、完全放電の際、駆動用又
は充電用電力変換回路における電力変換効率を、スイッ
チング素子の駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によ
って、強制的に低下制御するようにしたため、完全放電
の際により能率的にかつ迅速にバッテリを放電させるこ
とが可能になる。特に、駆動用電力変換回路における電
力変換効率を低下させ放電電力消費を分担するようにし
た場合、モータにおける発熱が少なくなる。
は充電用電力変換回路における電力変換効率を、スイッ
チング素子の駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制御によ
って、強制的に低下制御するようにしたため、完全放電
の際により能率的にかつ迅速にバッテリを放電させるこ
とが可能になる。特に、駆動用電力変換回路における電
力変換効率を低下させ放電電力消費を分担するようにし
た場合、モータにおける発熱が少なくなる。
【図１】 本発明の第１実施例に係る電気自動車の回路
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】 この実施例におけるインバータ制御部の内部
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図３】 この実施例におけるコントローラの動作の流
れを示すフローチャートである。
れを示すフローチャートである。
【図４】 キャリア周波数を切り換えることによる効率
強制悪化手法を示す図である。
強制悪化手法を示す図である。
【図５】 ゲート抵抗の切り換えによる効率強制悪化手
法を示す図である。
法を示す図である。
【図６】 ＩＧＢＴ駆動電圧の切り換えによる効率強制
悪化手法を示す図である。
悪化手法を示す図である。
【図７】 本発明の第２実施例に係る電気自動車の要部
回路構成を示すブロック図である。
回路構成を示すブロック図である。
【図８】 この実施例におけるコントローラの動作の流
れの一部を示すフローチャートである。
れの一部を示すフローチャートである。
１０ モータ、１２ バッテリ、１４ インバータ、１
６ インバータ制御部、１８ コントローラ、２４ 搬
送波発振部、３０ ドライバ回路、３２ オンボードチ
ャージャ、３６ 交流電源、３８ 電圧センサ、４０
電流センサ、４４，５６，５８ リレー、４６ パーキ
ングスイッチ、４８ 充電スイッチ、５０ 放電許可ス
イッチ、５２，５４ スイッチ、Ｑ１〜Ｑ６ ＩＧＢ
Ｔ、ＶＢバッテリ端子電圧、ＩＢ バッテリ充放電電
流、Ｉ＊ 電流指令、ωｒ 同期角周波数、ωｓ すべ
り角周波数、ｆ１，ｆ２ キャリア周波数、ＲＧ１，Ｒ
Ｇ２ゲート抵抗、Ｂ１，Ｂ２ ＩＧＢＴ駆動電圧。
６ インバータ制御部、１８ コントローラ、２４ 搬
送波発振部、３０ ドライバ回路、３２ オンボードチ
ャージャ、３６ 交流電源、３８ 電圧センサ、４０
電流センサ、４４，５６，５８ リレー、４６ パーキ
ングスイッチ、４８ 充電スイッチ、５０ 放電許可ス
イッチ、５２，５４ スイッチ、Ｑ１〜Ｑ６ ＩＧＢ
Ｔ、ＶＢバッテリ端子電圧、ＩＢ バッテリ充放電電
流、Ｉ＊ 電流指令、ωｒ 同期角周波数、ωｓ すべ
り角周波数、ｆ１，ｆ２ キャリア周波数、ＲＧ１，Ｒ
Ｇ２ゲート抵抗、Ｂ１，Ｂ２ ＩＧＢＴ駆動電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/00 H01M 10/44 H02J 7/00
Claims (8)
- 【請求項１】 メモリ効果を発生させる性質を有するバ
ッテリ、バッテリから駆動電力の供給を受ける車両走行
用の誘導モータ及び駆動電力を制御する駆動用電力変換
回路を備える車両であってモータが駆動用電力変換回路
を介してバッテリから電流の供給を受ける車両に搭載さ
れるバッテリ放電装置において、 モータ及び駆動用電力変換回路を放電負荷として使用し
ながら、メモリ効果が解消されたと見なせる程度までバ
ッテリを強制放電させる手段と、 上記強制放電の際、モータに流れる電流が励磁電流のみ
となるよう駆動用電力変換回路を制御することにより、
モータを停止状態に保つ手段と、 を備えることを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項２】 メモリ効果を発生させる性質を有するバ
ッテリ、バッテリから駆動電力の供給を受ける車両走行
用のモータ及び駆動電力を制御する駆動用電力変換回路
を備える車両であってそのモータが駆動用電力変換回路
を介してバッテリから電流供給を受ける巻線及び界磁束
を発生させる永久磁石を有する同期モータである車両に
搭載されるバッテリ放電装置において、モータ及び駆動用電力変換回路を放電負荷として使用し
ながら、メモリ効果が解消されたと見なせる程度までバ
ッテリを強制放電させる手段と、 上記強制放電の際、永久磁石により発生する界磁束と巻
線により発生する磁束の合成ベクトルがロータの半径方
向を向くよう駆動用電力変換回路を制御することによ
り、モータを停止状態に保つ手段と、 を備える ことを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項３】 メモリ効果を発生させる性質を有するバ
ッテリ、バッテリから駆動電力の供給を受ける車両走行
用のモータ及び駆動電力を制御する駆動用電力変換回路
を備える車両に搭載されるバッテリ放電装置において、モータ及び駆動用電力変換回路を放電負荷として使用し
ながら、メモリ効果が解消されたと見なせる程度までバ
ッテリを強制放電させる手段と、 上記強制放電の際、モータが停止状態を維持するよう駆
動用電力変換回路を制御する手段と、 パーキングブレーキが投入されているか否かを判定する
手段と、 パーキングブレーキが投入されていない場合に上記強制
放電を禁止する手段と、 を備える ことを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のバッテリ放電装置
において、 パーキングブレーキが投入されているか否かを判定する
手段と、 パーキングブレーキが投入されていない場合に上記強制
放電を禁止する手段と、 を備えることを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項５】 メモリ効果を発生させる性質を有しかつ
車両外部の充電用電源から供給される充電電力により充
電され車載のモータに対してその放電電力を供給するバ
ッテリ、及び充電電力を制御する充電用電力変換回路を
備える車両に搭載されるバッテリ放電装置において、 充電用電力変換回路及びバッテリを含み上記モータを含
まない閉ループを形成させる手段と、 上記閉ループを放電負荷として使用しながら、メモリ効
果が解消されたと見なせる程度までバッテリを強制放電
させる手段と、 を備えることを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか記載のバッテ
リ放電装置において、所定条件が成立したときに上記強制放電を許容する手段
を備え、 上記強制放電を許容する条件として、充放電履歴から見
てバッテリにメモリ効果が発生したと見なせること、バ
ッテリの充電状態が所定程度以下に至ったこと、並びに
使用者が放電要求を発したこと、のうち少なくともいず
れかを含む ことを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか記載のバッテ
リ放電装置において、 上記強制放電を実行する際、駆動用又は充電用電力変換
回路における電力変換効率を強制的に低下させる手段を
備えることを特徴とするバッテリ放電装置。 - 【請求項８】 請求項７記載のバッテリ放電装置におい
て、 駆動用又は充電用電力変換回路が、バッテリ又は充電用
電源から供給される電流をスイッチングする所定個数の
スイッチング素子を含み、 スイッチング素子の駆動周波数、電圧又は入力抵抗の制
御によって、駆動用又は充電用電力変換回路における電
力変換効率を強制的に低下させることを特徴とするバッ
テリ放電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01117595A JP3225771B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 電気自動車用バッテリ放電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01117595A JP3225771B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 電気自動車用バッテリ放電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205304A JPH08205304A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3225771B2 true JP3225771B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=11770728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01117595A Expired - Fee Related JP3225771B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 電気自動車用バッテリ放電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225771B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2808993A2 (en) | 2013-05-30 | 2014-12-03 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Motor controller and construction machine provided therewith |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4138204B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2008-08-27 | 松下電器産業株式会社 | 充放電制御装置および方法 |
| JP4232785B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2009-03-04 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
| JP4544273B2 (ja) * | 2007-06-20 | 2010-09-15 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用電源装置および車両用電源装置における蓄電装置の充電状態推定方法 |
| CN103813928A (zh) | 2011-09-26 | 2014-05-21 | 丰田自动车株式会社 | 电池的处理装置、车辆、电池的处理方法及电池的处理程序 |
| DE102012210596A1 (de) * | 2012-06-22 | 2013-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Sicherheitskonzept für Batterien |
| US10075005B2 (en) | 2012-10-31 | 2018-09-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Portable electric vehicle battery discharger with physically removable power discharge modules |
| JP6481540B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2019-03-13 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置及び電力変換方法 |
| JP6966398B2 (ja) * | 2018-08-29 | 2021-11-17 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP01117595A patent/JP3225771B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2808993A2 (en) | 2013-05-30 | 2014-12-03 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Motor controller and construction machine provided therewith |
| US9276512B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-03-01 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Motor controller and construction machine provided therewith |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08205304A (ja) | 1996-08-09 |
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