JP3515619B2 - 電気車の駆動装置及び駆動制御方法 - Google Patents

電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Info

Publication number
JP3515619B2
JP3515619B2 JP29732994A JP29732994A JP3515619B2 JP 3515619 B2 JP3515619 B2 JP 3515619B2 JP 29732994 A JP29732994 A JP 29732994A JP 29732994 A JP29732994 A JP 29732994A JP 3515619 B2 JP3515619 B2 JP 3515619B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
power
energy
vehicle
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29732994A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08163711A (ja
Inventor
祥太郎 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP29732994A priority Critical patent/JP3515619B2/ja
Priority to US08/565,096 priority patent/US5808448A/en
Publication of JPH08163711A publication Critical patent/JPH08163711A/ja
Priority to JP2001103868A priority patent/JP3670978B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3515619B2 publication Critical patent/JP3515619B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/025—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using field orientation; Vector control; Direct Torque Control [DTC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/31—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for starting of fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気車の駆動装置及び
駆動制御方法に係り、特にハイブリッドバッテリを電源
とする電動機によって駆動される電気車の駆動装置及び
駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気車は一般に、搭載された直流電源を
可変電圧、可変周波数の交流電源に変換するインバータ
と、車両駆動用の三相交流電動機と、この三相交流電動
機の電流及び回転速度を検出する電流センサ及び速度セ
ンサと、アクセル開度に応じて三相交流電動機のトルク
指令を決定するトルク指令演算手段と、前記トルク指令
及び前記電流センサの出力に基づいて三相交流電動機の
電流を制御するための三相交流電流指令を発生する三相
交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流指令と前記
三相交流電動機に流れる電流とに基づいて前記インバー
タを制御する信号を発生する信号発生手段を備えてい
る。
【０００３】このような電気車は、大気汚染の原因とな
る有害物質を排気ガスとして排出しない、地球環境と調
和しうるクリーンな自動車として、その利用が拡大され
つつある。化学工業社発行の「化学工業」1992年12月号
の69頁〜74頁には、「電気自動車用電池の開発動向」と
題して、新しい電池の開発動向が紹介されている。
【０００４】電気車用のバッテリーとしては一般に二次
電池、特に鉛電池が広く用いられているが、二次電池は
一充電当たりの走行距離が短く、このことが電気車の普
及を促進する上で大きな障害となっている。
【０００５】一方、近年、二次電池に代わる電気車用の
バッテリーとして、固体高分子型燃料電池のような常温
型の燃料電池が注目されつつある。燃料電池は、燃料の
水素と酸素を電気化学的に反応させてエネルギーを取り
出すものであり、燃料が供給される間は出力を発生し続
けるため長時間の運転が可能となる。また、排出物もク
リーンである。しかし、実用化されている常温型の燃料
電池の出力は、単位の電池の出力電圧が１Ｖ、あるいは
出力電力が１Ｗ／cm2程度であり、低負荷だけでなく高
負荷まで広範囲の出力が要求される電気車用のバッテリ
ーとしては、出力密度が小さいという欠点がある。
【０００６】そこで、電動機に流れる電流が多いとき
は、燃料電池と二次電池の両方を使用し、少ないとき
は、燃料電池の余剰電力により二次電池を充電して次の
大きな負荷に耐えられるようにしたハイブリッドバッテ
リの技術が、特開昭47−32321 号公報や特開平6−12472
0 号公報に示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のハイブリッ
ドバッテリ方式の電源装置によれば、電気車用のバッテ
リーとして、二次電池や常温型燃料電池の弱点を補い、
広範囲の出力要求に応えられるバッテリーが得られる。
しかし、このような従来のハイブリッドバッテリ方式の
電源装置を備えた電気車は、ガソリン車と比較したと
き、走行特性や走行可能距離、電源装置のサイズやコス
ト等の各観点で劣り、十分に満足すべきものは得られて
いない。
【０００８】本発明の目的は、電気車用のバッテリーと
して二次電池と燃料電池を組み合わせたハイブリッドバ
ッテリを用いるものにおいて、多岐にわたる運転条件下
で、燃料電池と二次電池の双方の特性を十分に活かした
最適な使用形態とすることによって、車両の低負荷から
高負荷までの広範囲の出力要求に応えられ、かつ走行可
能距離の長い電気車の駆動方式を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、電気車用のバッテリ
ーとしてハイブリッドバッテリを用いるものにおいて、
電源装置のサイズやコストの問題を改善できる電気車の
駆動方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両を駆動す
る電動機と、前記電動機の動力源であって、二次電池か
らなると共に前記電動機に接続された１つのパワーバッ
テリー、及び燃料電池からなると共にエネルギーバッテ
リー制御スイッチを介して前記パワーバッテリーに並列
に接続された１つのエネルギーバッテリーによって構成
された１組の直流電源と、前記電動機の回転制御用信号
を発生する信号発生手段を含む制御装置と、キースイッ
チと、前記パワーバッテリー、前記エネルギーバッテリ
ー又は前記電動機のいずれかの電流若しくは電圧に基づ
いて前記エネルギーバッテリー制御スイッチを制御する
と共に、前記直流電源の電圧を所定の範囲に維持するバ
ッテリー電流・電圧制御手段と、前記キースイッチのオ
フ時であって、前記パワーバッテリーの充電量が所定値
以下の時、前記エネルギーバッテリーから前記パワーバ
ッテリーへの充電を行なわせると共に、前記充電量が前
記所定値よりも大きい時、前記充電を停止させる充電制
御手段とを備え、前記バッテリー電流・電圧制御手段
は、回生モード時、前記エネルギーバッテリー制御スイ
ッチをオフとして前記エネルギーバッテリーから前記パ
ワーバッテリーへの充電を停止させると共に、前記車両
の回生制動のエネルギーを前記パワーバッテリーに回収
する手段を有していることを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、車両の無負荷状態におけ
るエネルギーバッテリーの初期電圧が、パワーバッテリ
ーの初期電圧よりも高く設定されていることを特徴とす
る。
【００１２】また、本発明は、エネルギーバッテリーの
燃料供給用及び水循環用の駆動ポンプを、パワーバッテ
リーを電源として起動することを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、車両に備えられたエアコ
ン用電動機，パワーステアリング用電動機及びバキュー
ム用電動機を含む補機類を、エネルギーバッテリーを電
源として駆動することを特徴とする。
【００１４】
【作用】並列に接続されたパワーバッテリーとエネルギ
ーバッテリーまたは前記電動機のいずれか２つの電流も
しくは電圧が、バッテリー電流・電圧制御手段によって
検知、制御され、直流電源としての電圧が所定の範囲に
維持される。また、キースイッチのオフ時に、前記パワ
ーバッテリーの充電量が所定値以下の時は、前記エネル
ギーバッテリーから前記パワーバッテリーへの充電を行
ない、前記充電量が該所定値よりも大きい時は充電を停
止する。
【００１５】本発明によれば、電気車の負荷の軽い運転
状態では、電動機の運転に必要な電力は、主としてエネ
ルギーバッテリーから供給される。電気車の負荷が増大
し、より大きなパワーが必要になると、主としてパワー
バッテリーからの電力が三相交流電動機へ供給される。
【００１６】また、常時一定の出力を発生するエネルギ
ーバッテリーから、パワーバッテリーへ電力を供給して
充電することにより、低負荷から高負荷まで広範囲にわ
たる出力要求特性を満足させつつ、長期間走行すること
が可能となる。特に、パワーバッテリーの電力を負荷変
動の大きい車両の走行駆動力に使用し、負荷変動が比較
的少ない補機類には長期間にわたり一定の出力が得られ
るエネルギーバッテリーの電力を使用することによっ
て、走行可能距離を延長し、電源装置のサイズのコンバ
クト化を図ることができる。また、低負荷から高負荷ま
で車両の広範囲の出力要求に応えられ、走行特性を改善
することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１の電気車の
駆動装置のブロック図に従って説明する。
【００１８】図１において、電気車に搭載された主電源
は、並列に接続されたエネルギーバッテリー１とパワー
バッテリー２からなる直流電源である。エネルギバッテ
リー１としては常時一定の出力を発生する燃料電池、パ
ワーバッテリー２としては二次電池である鉛電池を用い
る。３はコントローラ１０をバックアップする補助バッ
テリである。４はエネルギーバッテリーの電流及び電圧
を検出するエネルギーバッテリー電流・電圧検出器、５
はパワ−バッテリーの電流及び電圧を検出するパワ−バ
ッテリー電流・電圧検出器、６はエネルギーバッテリー
用のリレ−である。７はエネルギーバッテリー１とパワ
ーバッテリー２間の電流、電圧を制御するエネルギーバ
ッテリー制御スイッチである。１２は主回路を開閉する
主コンタクタ、１３はパワースイッチング素子を用いて
バッテリー１及び２の直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータ、１４は電気車駆動用の三相交流電動機、１５
はキースイッチ、１６は電動機１４の回転数Ｎを検出す
る速度センサである。また、１７（１７ａ，１７ｂ，１
７ｃ）は電流センサーであり、交流電動機１４の１次巻
線に流れる３相交流の１次電流ｉ（ｉu，ｉv，ｉw）を
検出する。１８は、アクセルが踏み込まれているときに
踏み込み量に応じた出力θAを出すアクセルスイッチで
ある。１９は、エネルギーバッテリー１への燃料供給や
反応生成物を排出するためのポンプである。
【００１９】コントローラ１０は、回転速度検出手段２
０、一次周波数指令生成手段２２、トルク指令演算手段
３０、アクセル開度演算手段３１、ベクトル制御演算手
段３２、交流電流指令発生手段３３、電流・電圧制御手
段４０、ＰＷＭ信号発生手段４２及びバッテリ電流・電
圧制御手段４４を有する。
【００２０】コントローラ１０は、電動機の回転速度
Ｎ、電動機電流ｉ及びアクセル開度θAを取り込み、ト
ルク指令演算手段３０でトルク指令τｒを演算し、一次
周波数指令生成手段２２で一次角周波数ω1*を演算し、
ベクトル制御演算手段３２で交流電流指令I1を演算す
る。さらに、これらの一次角周波数ω1*、交流電流指令
I1等を用いて、電流・電圧制御手段４０及び交流電流指
令発生手段３３で、電流制御、交流電圧指令演算などの
各処理を実行し、ＰＷＭ信号発生手段４２からＰＷＭ信
号を出力する。このＰＷＭ信号に基づき駆動されるイン
バータ１３により、バッテリー１及び２の直流電圧から
可変周波数、可変電圧の３相交流電圧が形成され、三相
交流電動機１４のトルクが制御される。
【００２１】回転角速度検出手段２０は、速度センサー
１６の出力ＮのＡ相，Ｂ相パルスから交流電動機１４の
回転角速度ωｒ（ω＝２π・Ｎ／６０）を検出する。ト
ルク指令演算手段３０では、アクセル開度演算手段３１
で求められるアクセルの踏み込み量θAに対応した量
と、回転角速度検出手段２０で求められる電動機の回転
角速度ωｒを入力として、三相交流電動機１４に与える
トルク指令τｒが生成される。
【００２２】ベクトル制御演算手段３２は、励磁電流指
令ｉm＊及び電動機トルクτMを入力とし、トルク電流指
令Ｉt*を生成する。交流電流指令発生手段３３は、交流
電流指令I1や一次角周波数ω1＊に基づいて、電流・電
圧制御手段４０に対する電流指令ｉ*（ｉu*，ｉv*，ｉw
*）を発生する。電流・電圧制御手段４０は、電流指令
ｉ*及び電動機電流ｉを入力とし、電動機トルクτMを得
るための基準信号Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊を生成する。
【００２３】ＰＷＭ信号発生手段４２では、基準信号
（Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊）と三角波を比較して、ＰＷＭ
信号を求め、このＰＷＭ信号を基にＰＷＭインバータ１
３のアームを構成する６個パワー素子のゲート信号を形
成する。
【００２４】バッテリ電流・電圧制御手段４４は、バッ
テリ電流・電圧検出器４、５の出力に基づいて、エネル
ギーバッテリー１やパワーバッテリー２の電流や電圧が
所定の範囲に維持されるように制御し、この電流や電圧
が許容値を超えた場合には、リレー６、エネルギーバッ
テリー制御スイッチ７、あるいは主コンタクタ１２のい
ずれかを開状態として、許容値になるように制御する。
この制御の詳細については後で説明する。
【００２５】図２にエネルギーバッテリー１の一構成例
を示す。エネルギーバッテリーは、燃料改質部１００と
燃料電池セル部１１０から構成される。燃料改質部１０
０では、メタノールＣＨ3ＯＨ及びまたはメタンＣＨ4と
水Ｈ2Ｏの改質反応により、H2ガスを生成する。燃料電
池セル部１１０は、燃料電極１１２、電解質１１４、酸
素電極１１６及び出力部１１８を備えており、ポンプ１
９（１９ａ）によって供給されるＨ2ガスとＯ2ガスを原
料として、触媒反応により出力部１１８に、１セル当た
り１Ｗ／ｃｍ2程度のセル出力が取り出される。また、
反応の結果生成された水Ｈ2Ｏは、ポンプ１９（１９
ｂ）によって排出される。原料が供給されるかぎり、エ
ネルギーバッテリー１には常時一定のセル出力が出力部
１１８に得られる。ポンプ１９（１９ａ、１９ｂ）は、
所定の条件で、キースィッチ１５のオフの場合も駆動さ
れる。その詳細については後で述べる。また、ポンプ１
９は冷却水の循環も行なう（図示略）。
【００２６】図３は、主電源を構成するバッテリー１，
２の特性を示すものである。パワーバッテリー２はエネ
ルギーバッテリー１に比べて、電流の大きい範囲まで高
い電圧を維持している。ただし、無負荷状態では、エネ
ルギーバッテリー１の電圧がパワーバッテリー２の電圧
よりも高くなるように設定されている。従って、電気車
の負荷の軽い運転状態では、電動機１４の運転に必要な
電力は、主としてエネルギーバッテリー１から供給され
る。電気車の負荷が増大し、より大きなパワーが必要に
なると、主としてパワーバッテリー２からの電力が電動
機１４へ供給される。
【００２７】エネルギーバッテリー１の放電電流は、最
大ＩEMAX以下になるようにエネルギーバッテリー制御ス
イッチ７で制御される。
【００２８】パワーバッテリー２が放電状態にあるとき
は、エネルギーバッテリー１によりパワーバッテリー２
を充電する。そのためには、エネルギーバッテリー制御
スイッチ７をオンとし、主コンタクタ１２を開いてエネ
ルギーバッテリー１からパワーバッテリー２へ電力を供
給する。このとき、バッテリー電流・電圧検出器で検出
されるエネルギーバッテリー１の電流がＩEMAX以下にな
るよう、エネルギーバッテリー制御スイッチ７でコント
ロールする。パワーバッテリー１の充電率が所定値（通
常９０〜１００％の範囲内）に達したときは、エネルギ
ーバッテリー制御スイッチ７をオフとし、充電を停止す
る。パワーバッテリー２の充電が完了したら、リレー６
ををオフにする。このとき、エネルギーバッテリー１か
ら流れる電流はＩEMAX以下に制限する。パワーバッテリ
ー２の充電は電気車がパワーを必要としない状態を選ん
でおこなえばよい。
【００２９】コントローラ１０のバッテリー電流・電圧
制御手段４４の動作は、図４に示す通りである。まず、
キースイッチ１５がオフの状態で、パワーバッテリー電
流・電圧検出器５により検知されたパワーバッテリー２
の充電電圧が所定の充電電圧以上であるか否かをチェッ
クする（ステップ４０２）。もし、所定の充電電圧以上
である場合には、以下の制御は不要である。もし、パワ
ーバッテリー２の充電電圧が所定の充電電圧に達してい
ない場合には、次に回生制御を行う回生モードか否かチ
ェックする（ステップ４０３）。回生モードでないとき
は、エネルギーバッテリ制御スイッチ７を導通状態にし
て、パワーバッテリー２を充電する（ステップ４０４、
４０６）。もし、回生モードにあるときは、エネルギー
バッテリー制御スイッチ７をオフにして、パワーバッテ
リー２への充電をやめ、回生の効率を高める（ステップ
４０５）。
【００３０】次に、キースイッチ１５がオンになると、
リレー６、主コンタクタ１２を導通状態にして、エネル
ギーバッテリー１およびパワーバッテリー２から電動機
１４へ電力を供給する（ステップ４０８〜４１０）。こ
のとき、エネルギーバッテリー１から流れる電流ＩEは
所定値（ＩＥＬ）以下に制限する。この制御は、バッテ
リー電流・電圧検出器４によって検出されたバッテリー
電流ＩEが所定値以下になるように、エネルギーバッテ
リー制御スイッチ７をオン・オフ制御することによって
なされる。（ステップ４１２〜４１６）。従って、エネ
ルギーバッテリー１が放電状態にあって、電圧が低いと
きは、エネルギーバッテリー制御スイッチ７を遮断状態
にして、パワーバッテリー２からのみ電動機１４へ電力
を供給する。
【００３１】パワーバッテリー２の充放電状態は、バッ
テリー電流・電圧検出器５で検出され、パワーバッテリ
ー２の充電電圧が所定の充電電圧以上となったときは、
エネルギーバッテリー制御スイッチ７を解放状態とし、
エネルギーバッテリー１からの充電を停止させる（ステ
ップ４１８〜４２０）。以下同様の処理により、電気車
の電源装置としての、エネルギーバッテリー１及びパワ
ーバッテリー２に関して、電流、電圧を所定の範囲に維
持するような制御がなされる。
【００３２】このように、パワーバッテリー２の充電量
が所定値以下の時は、キースイッチ１５がオフであって
も、ポンプ１９を駆動してエネルギーバッテリー１の出
力を発生させて、パワーバッテリー２への充電を行な
い、パワーバッテリー２の充電量が該所定値に達したら
充電を停止する。
【００３３】なお、エネルギーバッテリー１になんらか
の異常等例えば発熱あるいは電流燃料を補充する必要が
生じたときは、リレー６をオフにする。
【００３４】図５は、パワーバッテリー２とエネルギー
バッテリー１の充放電特性を示す図である。例えば、パ
ワーバッテリー２の充電率が７５％のときは、エネルギ
ーバッテリー１の電圧が高いため、電流ｉA がエネルギ
ーバッテリー１からパワーバッテリー２へ電流が流れ
る。放電電流と充電電流が等しくなったところで、充電
電流と放電電流はバランスする。
【００３５】パワーバッテリー２の充電状態は、バッテ
リー電流・電圧検出器５で検出される。図６は、パワー
バッテリー充電状態の検出方法を示す図であり、ある充
填電流ＩGが流れた時の電圧ＶiGを検出し、パワーバッ
テリーの充電状態を判別する。充填電流ＩG1が流れた時
の電圧がＶiG1aのとき、充電率は７５％であり、電圧が
ＶiG1bのとき、充電率は９５％である。同様に、充填電
流ＩG2が流れた時の電圧がＶiG2aのとき、充電率７５％
であり、電圧がＶiG2bのとき、充電率は９５％である。
パワーバッテリーの充電制御の一例としては、充電率が
７５％以下になったら充電を開始し、充電率が９５％程
度になったら充電を停止するのが良い。
【００３６】なお、本発明の電気車駆動用の電動機とし
ては、交流電動機に代えて、直流電動機を用いてもよ
い。また、直流電源を交流電動機用に、可変電圧、可変
周波数の交流電源に変換する手段としては、インバータ
ー以外の手段を用いても良い。
【００３７】また、バッテリ電流・電圧制御手段４４に
より、エネルギーバッテリー１やパワーバッテリー２の
電流や電圧を所定の範囲に維持する制御において、バッ
テリー電流・電圧検出器４、５の出力を利用する方法の
外に、バッテリ電流・電圧検出器４、５のいずれかの１
つの電流または電圧と、交流電動機１４の１次巻線に流
れる１次電流ｉとから必要な制御情報を演算で求め、制
御を行なってもよい。例えば、バッテリー電流・電圧検
出器４の出力と、交流電動機１４の１次巻線に流れる１
次電流ｉとによって、交流電動機１４の負荷状態、及び
両バッテリー１、２の電流・電圧の状態がわかるので、
上記したのと同様な制御を行なうことができる。
【００３８】また、バッテリー電流・電圧制御手段４４
により、電気車の回生制動時、パワーバッテリー２にエ
ネルギーの回収を行なわせるようにしても良い。
【００３９】図７は、図１の実施例における、ハイブリ
ッドバッテリのエネルギーバッテリーの制御装置部分の
他の実施例を示す図であり、１５はキースイッチ、１９
はエネルギーバッテリー駆動ポンプ用電動機、２４はＤ
Ｃ−ＤＣコンバータである。また、１２０（１２０ａ〜
ｃ）は、エネルギーバッテリーの負荷を示し、エアコン
用電動機１２０ａ、パワーステアリング用電動機１２０
ｂ、バキューム用電動機１２０ｃが含まれる。また、１
３０（１３０ａ〜ｃ）はエネルギーバッテリーの負荷用
リレーを示し、エアコン用電動機リレー１３０ａ、パワ
ーステアリング用電動機リレー１３０ｂ、バキューム用
電動機リレー１３０ｃが含まれる。さらにエネルギーバ
ッテリー駆動ポンプ用の電動機リレーとして、第一のリ
レー（ＲＬｆ１）１９０ａ、第二のリレー（ＲＬｆ２）
１９０ｂが含まれる。
【００４０】次に、図７のハイブリッドバッテリの制御
装置部分の動作について説明する。この実施例におい
て、エネルギーバッテリー１の駆動ポンプ１９は、起動
時にパワーバッテリー２を電源とする。図８を参照しな
がら動作を説明すると、起動前、キースイッチ１５は、
オフと成っており、エネルギーバッテリー駆動ポンプ用
の電動機のリレー１９０（第一のリレー１９０ａ、第二
のリレー１９０ｂ）は共にオフ状態に有る。起動時、キ
ースイッチ１５がオンになると、第一のリレー１９０ａ
がオンになり、パワーバッテリー２から駆動ポンプ１９
の電動機に電力が供給されて、エネルギーバッテリ駆動
ポンプ１９が、エネルギーバッテリすなわち燃料電池に
原料を供給し、その結果エネルギーバッテリ１が出力を
発生する。これに伴って、第二のリレー（ＲＬｆ２）１
９０ｂが動作し、エネルギーバッテリー１から駆動ポン
プ１９の電動機に電力を供給するとともに、エネルギー
バッテリー１からパワーバッテリー２に対して充電がな
される。エネルギーバッテリー１が十分な出力を発生す
るようになった後、第一のリレー１９０ａはオフにな
る。
【００４１】このように、エネルギーバッテリー１の起
動後、第二のリレー１９０ｂは自己保持される。その
後、電気車の運転停止の為にキースイッチ１５がオフに
されても、このエネルギーバッテリーの動作状態は続
き、バッテリ電流・電圧検出器５で検出されるパワーバ
ッテーリ２の電圧が所定値になる迄、エネルギーバッテ
リー１からパワーバッテリー２に対して充電が続けられ
る。
【００４２】エネルギーバッテリー１の負荷、例えばエ
アコン用電動機、パワーステアリング用電動機、バキュ
ーム用電動機が、それぞれ負荷用のリレー、すなわちエ
アコン用電動機リレー１３０ａ、パワーステアリング用
電動機リレー１３０ｂ、バキューム用電動機リレー１３
０ｃを介してエネルギーバッテリー１に接続されてい
る。なお、各負荷はこのエネルギーバッテリー１に対応
するリレーの他に、それぞれの負荷独自に運転停止を制
御するリレーを備えていることは言うまでもない。
【００４３】これら補機類の負荷に対しては、エネルギ
ーバッテリー１から電力が供給される。これは、パワー
バッテリー２の電力を負荷変動の大きい車両の走行駆動
力に使用し、負荷変動が比較的少ない補機類例えばエア
コンには長期間にわたり一定の出力が得られるエネルギ
ーバッテリー１の電力を使用するためである。これによ
って、走行可能距離を延長し、電源装置のサイズのコン
バクト化を図ることができる。また、低負荷から高負荷
まで車両の広範囲の出力要求に応えられ、走行特性を改
善することができる。
【００４４】なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４は、エネ
ルギーバッテリー１の電力で補助バッテリ３を充電す
る。この充電の制御は、バッテリ電流・電圧制御手段４
４によって補助バッテリ３の電圧を監視しながら行われ
る。
【００４５】図９は、図１の実施例における、エネルギ
ーバッテリー１の制御装置部分の他の実施例を示す図で
ある。この実施例において、エネルギーバッテリー１の
駆動ポンプ１９は、起動時に補助バッテリ３を電源とす
る。図１０を参照しながら動作を説明すると、起動前、
キースイッチ１５は、オフと成っており、エネルギーバ
ッテリー駆動ポンプ１９の電動機用のリレー１９０はオ
フ状態に有る。起動時、キースイッチ１５がオンになる
と、リレー１９０がオンになり、補助バッテリ３から駆
動ポンプ１９の電動機に電力が供給されて、駆動ポンプ
１９がエネルギーバッテリーすなわち燃料電池に原料を
供給し、その結果エネルギーバッテリー１が出力を発生
する。これに伴って、エネルギーバッテリー１からパワ
ーバッテリー２に対して充電がなされる。その後、電気
車の運転停止の為にキースイッチ１５がオフにされて
も、このエネルギーバッテリーの動作状態は続き、バッ
テリー電流・電圧検出器５で検出されるパワーバッテリ
ー２の電圧が所定値になる迄、エネルギーバッテリー１
からパワーバッテリー２に対して充電が続けられる。
【００４６】エネルギーバッテリー１の負荷は図７の場
合と同様、それぞれ負荷用のリレー、すなわちエアコン
用電動機リレー１３０ａ、パワーステアリング用電動機
リレー１３０ｂ、バキューム用電動機リレー１３０ｃを
介してエネルギーバッテリー１に接続されており、これ
らの負荷は、エネルギーバッテリー１から電力が供給さ
れる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４は、エネルギー
バッテリー１の電力で補助バッテリ３を充電する。この
充電の制御は、パワーバッテリー２に対する場合と同様
に、充電バッテリ電流・電圧制御手段４４によって補助
バッテリ３の電圧を監視しながら行われ、キースイッチ
１５がオフにされても継続し、電圧が所定値になると駆
動ポンプ１９を停止させて終了する。この実施例でも、
パワーバッテリー２の電力を負荷変動の大きい車両の走
行駆動力に使用し、負荷変動が比較的少ない補機類例え
ばエアコンには、定出力の得られるエネルギーバッテリ
ー１の電力を使用する。また、この実施例は、エネルギ
ーバッテリ１の起動時に補助バッテリ３を電源とするが
これは駆動ポンプ１９による動力消費が比較的少ないと
きに効果的である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、常時一定の出力を発生
するエネルギーバッテリーから、パワーバッテリーへ電
力を供給して充電することにより、低負荷から高負荷ま
で広範囲にわたる出力要求特性を満足させつつ、長期間
走行することが可能となる。特に、パワーバッテリの電
力を負荷変動の大きい車両の走行駆動力に使用し、負荷
変動が比較的少ない補機類には長期間にわたり一定の出
力が得られるエネルギーバッテリの電力を使用すること
によって、走行可能距離を延長し、電源装置のサイズの
コンパクト化を図ることができる。また、低負荷から高
負荷まで車両の広範囲の出力要求に応えられ、走行特性
を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる電気車の駆動制御装置
のブロック図である。
【図２】図１のエネルギーバッテリーの一構成例を示す
図である。
【図３】主電源を構成するバッテリーの特性を示す図で
ある。
【図４】図１のバッテリー電流・電圧制御手段の動作を
示すフロー図である。
【図５】パワーバッテリーとエネルギーバッテリーの充
放電特性を示す図である。
【図６】パワーバッテリー充電状態の検出方法を示す図
である。
【図７】図１の実施例における、エネルギーバッテリー
の制御装置部分の他の実施例を示す図である。
【図８】図７の動作を示すタイムチャートである。
【図９】図１の実施例における、エネルギーバッテリー
の制御装置部分の他の実施例を示す図である。
【図１０】図９の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エネルギーバッテリー、２…パワーバッテリー、３
…補助バッテリー、１２…主コンタクタ、１３…インバ
ータ、１４…電動機、１５…キースイッチ、１６…速度
センサ、１７…電流検出器、１８…アクセルスイッチ、
１９…駆動ポンプ、２０…回転速度検出回路、３０…ト
ルク指令演算手段、３２…ベクトル制御演算手段、４０
…電動機電流・電圧制御手段、４２…ＰＷＭ信号発生手
段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−168802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−152423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−32926（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124720（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/00 H01M 8/00,10/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両を駆動する電動機と、 前記電動機の動力源であって、二次電池からなると共
    に、前記電動機に接続された１つのパワーバッテリー、
    駆動ポンプによって燃料供給及び反応生成物排出が行な
    われるエネルギーバッテリーからなると共に、前記エネ
    ルギーバッテリーが制御スイッチを介して前記パワーバ
    ッテリーに並列に接続された１つのエネルギーバッテリ
    ー、及びこのエネルギーバッテリーにＤＣ−ＤＣコンバ
    ータを介して接続された1つの補助バッテリーによって
    構成された１組の直流電源と、 前記電動機の回転制御用信号を発生する信号発生手段を
    含む制御装置と、 キースイッチと、 前記パワーバッテリー、前記エネルギーバッテリー又は
    前記電動機のいずれかの電流若しくは電圧に基づいて前
    記エネルギーバッテリー制御スイッチを制御すると共
    に、前記直流電源の電圧を所定の範囲に維持するバッテ
    リー電流・電圧制御手段と、 前記キースイッチがオフでかつ前記パワーバッテリーの
    充電量が所定値以下の時、前記エネルギーバッテリーか
    ら前記パワーバッテリーへの充電を行なわせると共に、
    前記キースイッチがオフでかつ前記充電量が前記所定値
    よりも大きくなった時、前記充電を停止させる充電制御
    手段とを備え、 前記バッテリー電流・電圧制御手段は、 前記キースイッチがオンでかつ前記車両の回生モード
    時、前記エネルギーバッテリー制御スイッチをオフとし
    て前記エネルギーバッテリーから前記パワーバッテリー
    への充電を停止させて、前記車両の回生制動のエネルギ
    ーを前記パワーバッテリーに回収させると共に、 前記車両の起動時で前記キースイッチがオンのとき、前
    記パワーバッテリーあるいは前記補助バッテリーによっ
    て前記駆動ポンプを駆動させて、前記エネルギーバッテ
    リーを動作させ、 かつ、前記車両の停止時で前記キースイッチがオフかつ
    前記パワーバッテリーの電圧が所定値以下のとき、前記
    エネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネル
    ギーバッテリーから前記パワーバッテリーへの充電を行
    なわせ、 かつ前記車両の停止時で前記キースイッチがオフでかつ
    前記補助バッテリーの電圧が所定値以下のとき、前記エ
    ネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギ
    ーバッテリーから前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前
    記補助バッテリーへの充電を行なわせることを特徴とす
    る電気車の駆動装置。
  2. 【請求項２】車両を駆動する三相交流電動機と、 直流電力を交流電力に変換すると共に、変換された交流
    電力を前記三相交流電動機に供給するインバータと、 前記三相交流電動機の動力源であって、二次電池からな
    ると共に前記インバータを介して前記三相交流電動機に
    接続された１つのパワーバッテリー、駆動ポンプによっ
    て燃料供給および反応生成物排出が行なわれるエネルギ
    ーバッテリーからなると共に、前記エネルギーバッテリ
    ーが制御スイッチを介して前記パワーバッテリーに並列
    に接続された１つのエネルギーバッテリー、及び前記エ
    ネルギーバッテリーにＤＣ−ＤＣコンバータを介して接
    続された１つの補助バッテリーよって構成された１組の
    直流電源と、 前記インバータの制御信号を発生する信号発生手段と、 キースイッチと、 前記パワーバッテリー、前記エネルギーバッテリー、前
    記三相交流電動機又は前記インバータの入力電流のいず
    れかの電流若しくは電圧に基づいて前記エネルギーバッ
    テリー制御スイッチを制御すると共に、前記直流電源の
    電圧を所定の範囲に維持するバッテリー電流・電圧制御
    手段と、 前記キースイッチがオフでかつ前記パワーバッテリーの
    充電量が所定値以下の時、前記エネルギーバッテリーか
    ら前記パワーバッテリーへの充電を行なわせると共に、
    前記キースイッチがオフでかつ前記充電量が前記所定値
    よりも大きくなった時、前記充電を停止させる充電制御
    手段とを備え、 前記バッテリー電流・電圧制御手段は、 前記キースイッチがオンでかつ前記車両の回生モード
    時、前記エネルギーバッテリー制御スイッチをオフとし
    て前記エネルギーバッテリーから前記パワーバッテリー
    への充電を停止させて、前記車両の回生制動のエネルギ
    ーを前記パワーバッテリーに回収させると共に、 前記車両の起動時で前記キースイッチがオンのとき、前
    記パワーバッテリーあるいは前記補助バッテリーによっ
    て前記前記駆動ポンプを駆動させて、前記エネルギーバ
    ッテリーを動作させ、 かつ、前記車両の停止時で前記キースイッチがオフかつ
    前記パワーバッテリーの電圧が所定値以下の時、前記エ
    ネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギ
    ーバッテリーから前記パワーバッテリーへの充電を行な
    わせ、 かつ前記車両の停止時で前記キースイッチがオフでかつ
    前記補助バッテリーの電圧が所定値以下のとき、前記エ
    ネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギ
    ーバッテリーから前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前
    記補助バッテリーへの充電を行なわせることを特徴とす
    る電気車の駆動装置。
  3. 【請求項３】車両を駆動する三相交流電動機と、 直流電力を交流電力に変換すると共に、変換された交流
    電力を前記三相交流電動機に供給するインバータと、 前記三相交流電動機の動力源であって、二次電池からな
    ると共に主コンタクタ及び前記インバータを介して前記
    三相交流電動機に接続された１つのパワーバッテリー、
    駆動ポンプによって燃料供給および反応生成物排出が行
    なわれるエネルギーバッテリーからなると共に、前記エ
    ネルギーバッテリーが制御スイッチを介して前記パワー
    バッテリーに並列に接続された１つのエネルギーバッテ
    リー、及び前記エネルギーバッテリーにＤＣ−ＤＣコン
    バータを介して接続された１つの補助バッテリーよって
    構成された１組の直流電源と、前記三相交流電動機の電
    流及び回転速度を検出する電流センサ及び速度センサ
    と、アクセル開度及び前記速度センサの出力に基づいて
    三相交流電流指令を発生する交流電流指令発生手段と、 前記三相交流電流指令及び前記電流センサの出力に基づ
    いて前記インバータの制御信号を発生するＰＷＭ信号発
    生手段と、 キースイッチと、 前記パワーバッテリー、前記エネルギーバッテリー、前
    記三相交流電動機又は前記インバータの入力電流のいず
    れかの電流若しくは電圧に基づいて前記エネルギーバッ
    テリー制御スイッチを制御すると共に、前記直流電源の
    電圧を所定の範囲に維持するバッテリー電流・電圧制御
    手段と、 前記キースイッチがオフでかつ前記パワーバッテリーの
    充電量が所定値以下の時、前記エネルギーバッテリーか
    ら前記パワーバッテリーへの充電を行なわせると共に、
    前記キースイッチがオフでかつ前記充電量が前記所定値
    よりも大きくなった時、前記充電を停止させる充電制御
    手段とを備え、 前記バッテリー電流・電圧制御手段は、前記キースイッ
    チがオンでかつ回生モード時、前記エネルギーバッテリ
    ー制御スイッチをオフとして前記エネルギーバッテリー
    から前記パワーバッテリーへの充電を停止させると共
    に、前記車両の回生制動のエネルギーを前記パワーバッ
    テリーに回収させると共に、 前記車両の起動時で前記キースイッチがオンのとき、前
    記パワーバッテリーあるいは前記補助バッテリーによっ
    て前記前記駆動ポンプを駆動させて、前記エネルギーバ
    ッテリーを動作させ、 かつ、前記車両の停止時で前記キースイッチがオフかつ
    前記パワーバッテリーの電圧が所定値以下の時、前記エ
    ネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギ
    ーバッテリーから前記パワーバッテリーへの充電を行な
    わせ、 かつ前記車両の停止時で前記キースイッチがオフでかつ
    前記補助バッテリーの電圧が所定値以下のとき、前記エ
    ネルギーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギ
    ーバッテリーから前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前
    記補助バッテリーへの充電を行なわせることを特徴とす
    る電気車の駆動装置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載された電
    気車の駆動装置において、前記車両の無負荷状態におけ
    る前記エネルギーバッテリーの初期電圧は、前記パワー
    バッテリーの初期電圧よりも高く設定されていることを
    特徴とする電気車の駆動装置。
  5. 【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載された電
    気車の駆動装置において、前記車両は、エアコン用電動
    機、パワーステアリング用電動機及びバキューム用電動
    機を含む補機類を備えると共に、これらの補機類は、前
    記エネルギーバッテリーを電源として駆動されることを
    特徴とする電気車の駆動装置。
  6. 【請求項６】二次電池からなる１つのパワーバッテリ
    ー、駆動ポンプによって燃料供給及び反応生成物排出が
    行なわれるエネルギーバッテリーからなると共に、エネ
    ルギーバッテリー制御スイッチを介して前記パワーバッ
    テリーに並列に接続された１つのエネルギーバッテリ
    ー、及びこのエネルギーバッテリーにＤＣ−ＤＣコンバ
    ータを介して接続された１つの補助バッテリーによって
    構成された１組の直流電源の直流電力を交流電力に変換
    し、これを電動機に供給して該電動機を駆動し、車両を
    駆動させる電気車の駆動方法であって、 前記パワーバッテリー、前記エネルギーバッテリー又は
    前記電動機のいずれかの電流若しくは電圧に基づいて前
    記エネルギーバッテリー制御スイッチを制御すると共
    に、前記直流電源の電圧を所定の範囲に維持し、 前記キースイッチがオフでかつ前記パワーバッテリーの
    充電量が所定値以下の時、前記エネルギーバッテリーか
    ら前記パワーバッテリーへの充電を行なわせ、 前記キースイッチがオフでかつ前記充電量が前記所定値
    よりも大きくなった時、前記充電を停止させ、 前記キースイッチがオンでかつ前記車両の回生モード
    時、前記エネルギーバッテリー制御スイッチをオフとし
    て前記エネルギーバッテリーから前記パワーバッテリー
    への充電を停止させて、前記車両の回生制動のエネルギ
    ーを前記パワーバッテリーに回収し、 前記車両の起動時で前記キースイッチがオンの時、前記
    パワーバッテリーあるいは前記補助バッテリーによって
    前記駆動ポンプを駆動させて、前記エネルギーバッテリ
    ーを動作させ、 前記車両の停止時で前記キースイッチがオフかつ前記パ
    ワーバッテリーの電圧が所定値以下の時、前記エネルギ
    ーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギーバッ
    テリーから前記パワーバッテリーへの充電を行なわせ、 前記車両の停止時で前記キースイッチがオフでかつ前記
    補助バッテリーの電圧が所定値以下の時、前記エネルギ
    ーバッテリーの動作を継続させて、前記エネルギーバッ
    テリーから前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記補助
    バッテリーへの充電を行なわせることを特徴とする電気
    車の駆動制御方法。
JP29732994A 1994-11-30 1994-11-30 電気車の駆動装置及び駆動制御方法 Expired - Fee Related JP3515619B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29732994A JP3515619B2 (ja) 1994-11-30 1994-11-30 電気車の駆動装置及び駆動制御方法
US08/565,096 US5808448A (en) 1994-11-30 1995-11-30 Method and apparatus for operating an electric vehicle having a hybrid battery
JP2001103868A JP3670978B2 (ja) 1994-11-30 2001-04-02 ハイブリッドバッテリーを備えた電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29732994A JP3515619B2 (ja) 1994-11-30 1994-11-30 電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001103868A Division JP3670978B2 (ja) 1994-11-30 2001-04-02 ハイブリッドバッテリーを備えた電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08163711A JPH08163711A (ja) 1996-06-21
JP3515619B2 true JP3515619B2 (ja) 2004-04-05

Family

ID=17845111

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29732994A Expired - Fee Related JP3515619B2 (ja) 1994-11-30 1994-11-30 電気車の駆動装置及び駆動制御方法
JP2001103868A Expired - Fee Related JP3670978B2 (ja) 1994-11-30 2001-04-02 ハイブリッドバッテリーを備えた電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001103868A Expired - Fee Related JP3670978B2 (ja) 1994-11-30 2001-04-02 ハイブリッドバッテリーを備えた電気車の駆動装置及び駆動制御方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5808448A (ja)
JP (2) JP3515619B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106183867A (zh) * 2016-08-13 2016-12-07 安徽合力股份有限公司 一种锂电池叉车电源延时控制系统
CN108349395A (zh) * 2016-01-27 2018-07-31 宝马股份公司 用于控制基于燃料电池的机动车驱动装置的控制装置和方法

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445647A1 (de) * 1994-12-21 1996-06-27 Audi Ag Steuerung der Stromaufnahme mehrerer Stromverbraucher in einem Kraftfahrzeug
JP3608017B2 (ja) * 1996-07-22 2005-01-05 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP4049833B2 (ja) * 1996-07-26 2008-02-20 トヨタ自動車株式会社 電源装置および電気自動車
JP4372235B2 (ja) * 1996-08-29 2009-11-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび電気自動車
DE19731642C1 (de) * 1997-07-23 1999-02-18 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Brennstoffzellenfahrzeug
JPH1189002A (ja) 1997-09-09 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車 両
JP4244399B2 (ja) * 1998-05-14 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びそれを搭載した電気自動車並びに燃料電池システムの起動制御方法
JP4464474B2 (ja) 1998-06-25 2010-05-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、燃料電池車両及び燃料電池制御方法
US6331365B1 (en) * 1998-11-12 2001-12-18 General Electric Company Traction motor drive system
US6672415B1 (en) * 1999-05-26 2004-01-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving object with fuel cells incorporated therein and method of controlling the same
DE19932781C2 (de) * 1999-07-14 2003-07-24 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zur Versorgung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie
US6465975B1 (en) * 1999-09-17 2002-10-15 Delphi Technologies, Inc. Method and system for controlling torque in permanent magnet brushless electric motors
JP2002141073A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Nissan Motor Co Ltd 移動体用燃料電池システム
US6452352B1 (en) * 2000-11-02 2002-09-17 Ballard Power Systems Corporation Method of current interaction in an electric motor drive system having a load-dependent current generating system
US6641946B2 (en) * 2001-02-15 2003-11-04 Siemens Westinghouse Power Corporation Fuel dissipater for pressurized fuel cell generators
US20040201365A1 (en) * 2001-04-05 2004-10-14 Electrovaya Inc. Energy storage device for loads having variable power rates
CA2343489C (en) * 2001-04-05 2007-05-22 Electrofuel, Inc. Energy storage device for loads having variable power rates
DE60217086T2 (de) * 2001-04-05 2007-04-12 Electrovaya Inc., Mississauga Energieträger für variierende lasten
US6838860B2 (en) * 2001-09-21 2005-01-04 Honeywell International Inc. Power generating system including permanent magnet generator and shunt AC regulator
US6927524B2 (en) * 2001-11-27 2005-08-09 Wavecrest Laboratories, Llc Rotary electric motor having separate control modules for respective stator electromagnets
JP3879981B2 (ja) * 2002-01-17 2007-02-14 本田技研工業株式会社 二次電池の充電制御装置
US6972957B2 (en) * 2002-01-16 2005-12-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular power converter having fluid cooled support
US6898072B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cooled electrical terminal assembly and device incorporating same
US6965514B2 (en) 2002-01-16 2005-11-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Fluid cooled vehicle drive module
US7142434B2 (en) 2002-01-16 2006-11-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved EMI shielding
US7177153B2 (en) 2002-01-16 2007-02-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved cooling configuration
US7061775B2 (en) * 2002-01-16 2006-06-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved EMI shielding
US7187568B2 (en) * 2002-01-16 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved terminal structure
US7032695B2 (en) * 2002-01-16 2006-04-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Vehicle drive module having improved terminal design
US6865080B2 (en) * 2002-01-16 2005-03-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Compact fluid cooled power converter supporting multiple circuit boards
US6982873B2 (en) * 2002-01-16 2006-01-03 Rockwell Automation Technologies, Inc. Compact vehicle drive module having improved thermal control
US7187548B2 (en) * 2002-01-16 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved fluid cooling
US6909607B2 (en) * 2002-01-16 2005-06-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Thermally matched fluid cooled power converter
US6744237B2 (en) * 2002-03-28 2004-06-01 Ford Global Technologies, Llc Hybrid power system for an electric vehicle
US7049015B2 (en) * 2002-04-12 2006-05-23 Motorola, Inc. Method of operating a fuel cell power source
US7416039B1 (en) * 2002-09-20 2008-08-26 Anderson Donald C Regenerative self propelled vehicles
US7765043B2 (en) 2003-05-12 2010-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply control apparatus and method
US7216729B2 (en) * 2003-09-19 2007-05-15 Ford Global Technologies, Llc Method and system of requesting engine on/off state in a hybrid electric vehicle
US7199551B2 (en) * 2003-09-26 2007-04-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controllably transferring energy from a high voltage bus to a low voltage bus in a hybrid electric vehicle
DE10346213A1 (de) * 2003-10-06 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Regelung des Ladezustands eines Energiespeichers bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb
CN100358214C (zh) * 2003-11-20 2007-12-26 松下电器产业株式会社 车辆用电源装置
JP4435179B2 (ja) * 2004-12-08 2010-03-17 三菱電機株式会社 電源装置
JP4734939B2 (ja) * 2005-01-28 2011-07-27 株式会社デンソー ２次電池充電システム
JP2006221864A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Denso Corp 車両用発電システム
JP4615379B2 (ja) * 2005-06-17 2011-01-19 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP2007049798A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換装置
JP4509051B2 (ja) * 2006-03-13 2010-07-21 三洋電機株式会社 ハイブリッド電源装置
JP4835222B2 (ja) * 2006-03-24 2011-12-14 株式会社デンソー 車両用発電システム
FR2901071A1 (fr) * 2006-05-09 2007-11-16 Renault Sas Systeme et procede de production d'energie electrique pour vehicule automobile a moteur de traction electrique
WO2007148628A1 (ja) * 2006-06-20 2007-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba 電子機器
US8153313B2 (en) * 2006-12-04 2012-04-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Hybrid voltage supply apparatus, method of controlling the same, and electronic system employing the same as power supply
US8076797B2 (en) * 2008-05-15 2011-12-13 Indy Power Systems Llc Energy transfer circuit and method
US8981710B2 (en) 2010-09-20 2015-03-17 Indy Power Systems Llc Energy management system
JP5631260B2 (ja) * 2011-05-10 2014-11-26 三菱電機株式会社 交流モータ駆動装置
US9444275B2 (en) * 2011-08-31 2016-09-13 North Carolina State University Intelligent integrated battery module
CN102501770B (zh) * 2011-11-03 2013-09-25 中国科学院电工研究所 一种纯电动汽车电气系统
KR20130069001A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 (주)브이이엔에스 전기자동차 및 그 제어방법
US9340114B2 (en) * 2012-01-23 2016-05-17 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle with transient current management for DC-DC converter
JP6416761B2 (ja) 2012-07-09 2018-10-31 フィナジー リミテッド 金属−空気バッテリの動作を制御するためのシステムおよび方法
US9812949B2 (en) 2013-10-10 2017-11-07 Indy Power Systems Llc Poly-phase inverter with independent phase control
KR101586575B1 (ko) * 2014-07-14 2016-01-21 김진수 2차전지의 충전시스템 및 충전방법
CN105691209B (zh) * 2016-04-08 2017-11-07 同济大学 具有分布式架构的控制器及供电冗余的电动汽车电气系统
CN105857102B (zh) * 2016-04-08 2017-12-15 同济大学 集中式架构控制器及供电冗余的电动智能汽车电气系统
JP6706679B2 (ja) * 2016-09-30 2020-06-10 株式会社日立製作所 複合蓄電システム
KR102563751B1 (ko) * 2016-10-05 2023-08-04 삼성전자주식회사 배터리 구동 장치, 보조 배터리 유닛 및 배터리 구동 방법
US10322688B2 (en) * 2016-12-30 2019-06-18 Textron Innovations Inc. Controlling electrical access to a lithium battery on a utility vehicle
DE102018211815A1 (de) * 2018-07-17 2020-01-23 Audi Ag Elektrisches Energiesystem mit Brennstoffzellen
CN111717077B (zh) * 2020-06-28 2022-08-23 重庆长安新能源汽车科技有限公司 车用燃料电池的能量分配方法
CN111775775B (zh) * 2020-07-03 2022-12-30 广东国鸿氢能科技股份有限公司 一种车辆处于大功率需求工况时燃料电池功率控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4081693A (en) * 1975-07-18 1978-03-28 Stone Gordon R Vehicular propulsion system
US4962462A (en) * 1983-09-29 1990-10-09 Engelhard Corporation Fuel cell/battery hybrid system
JPH06124720A (ja) * 1992-10-10 1994-05-06 Aqueous Res:Kk ハイブリッド電源装置
JP3687991B2 (ja) * 1994-02-24 2005-08-24 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド電源装置
JP3178503B2 (ja) * 1994-07-01 2001-06-18 株式会社デンソー ハイブリッド自動車の制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108349395A (zh) * 2016-01-27 2018-07-31 宝马股份公司 用于控制基于燃料电池的机动车驱动装置的控制装置和方法
CN106183867A (zh) * 2016-08-13 2016-12-07 安徽合力股份有限公司 一种锂电池叉车电源延时控制系统
CN106183867B (zh) * 2016-08-13 2018-07-27 安徽合力股份有限公司 一种锂电池叉车电源延时控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08163711A (ja) 1996-06-21
JP3670978B2 (ja) 2005-07-13
JP2001346303A (ja) 2001-12-14
US5808448A (en) 1998-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3515619B2 (ja) 電気車の駆動装置及び駆動制御方法
JP3487952B2 (ja) 電気自動車の駆動装置及び駆動制御方法
JP3842015B2 (ja) 燃料電池車両のアイドル制御装置
CN101624020B (zh) 燃料电池混合动力车的怠速停止-启动控制方法
US8859158B2 (en) System and method for controlling operation of fuel cell hybrid system by switching to battery power in response to idle stop condition
JP3816436B2 (ja) 燃料電池車両の制御装置
US8728678B2 (en) Frequency control of DC/DC converter in a fuel cell system
JP2002118981A (ja) 燃料電池を有する直流電源
JP2010045889A (ja) 電力システム及び燃料電池車両
US7380621B2 (en) Hybrid system
CN101612939A (zh) 用于控制燃料电池混合动力车中的燃料电池的输出的方法
JP2009089536A (ja) 電源システム
JP4727354B2 (ja) 電動車両の制御装置
JP4554151B2 (ja) 燃料電池車両の制御装置
KR20090082281A (ko) 연료전지시스템 및 연료전지시스템의 기동방법
US20160375791A1 (en) Fuel cell vehicle
CN107097647A (zh) 供电方法和供电系统
JP2003230269A (ja) 負荷駆動装置、放電制御方法および放電制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP4192658B2 (ja) 車両の制御装置および制御方法
JP2003189411A (ja) ハイブリッド車両
JP3888074B2 (ja) 発電装置
JP2007335151A (ja) 燃料電池車両の電力制御装置
JP2010003444A (ja) 燃料電池車両
JP5474681B2 (ja) 電気自動車

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040116

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080123

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100123

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees