JP3783913B2 - Electric vehicle power supply device - Google Patents

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  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,電動車両の電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電気自動車等にはモータを駆動するバッテリの他にキャパシタ(電解二重層コンデンサ等により小電力を短期間にて充放電可能な電源)と呼ばれる電源装置が搭載されている。この電源装置は、車両減速時等にモータにより回生されるエネルギをキャパシタに蓄積すると共に、このエネルギを加速時等に放電することでモータに補助的に電力を供給する構成となっている。
【0003】
この電源装置の従来技術として、特願平10−201091号公報には、複数のコンデンサセルを直列に接続すると共に、1つのコンデンサセルと並列にスイッチを介して抵抗を接続し、コンデンサセルの過充電時に抵抗とセルとを接続して過充電を防止する構成が記載されている。
【0004】
また、特開平9−322314号公報には、バッテリとパワーコンデンサとを並列に接続し、エネルギ回生時や放電初期にはキャパシタのみを負荷に接続し、それ以外にはバッテリとキャパシタとを負荷に接続する構成と、キャパシタから放電される電力の昇圧回路が記載されている。
【0005】
また、特開平8−98313号公報、特開平8−98314号公報)や、ABS制御中はブレーキ回生を禁止するもの(特開平11−115743号公報)等が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数のコンデンサセルが直列に接続されることで、各セルの端子電圧にバラツキが発生したり、比較的端子電圧の低いセルに蓄積される電荷が不足してセル極性が反転する等してセル全体がフェイルする虞がある。
【0007】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされ、その目的は、複数のコンデンサセルが直列に接続された場合に、各セルの端子電圧のバラツキにより発生する特定セルの蓄電不足を抑え、セル全体のフェイルを抑制できる電動車両の電源装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電動車両の電源装置は、以下の構成を備える。即ち、
車両を駆動するモータと、車両減速時にモータを回生させる回生手段と、該回生手段による回生電流を、直列に接続された複数のキャパシタセルからなる電源手段と、該回生手段による回生電流を該電源手段に供給して充電する充電手段とを備える電動車両の電源装置において、前記複数のキャパシタセルの内、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定する異常判定手段と、前記異常判定手段による異常判定時に、他のキャパシタセルの電荷の少なくとも一部を、該異常判定されたキャパシタセルに供給して該キャパシタセルを復帰させる復帰手段とを具備する。
【0010】
また、好ましくは、前記異常判定手段は、前記複数のキャパシタセルの内、一部のキャパシタセル集合全体の端子電圧を検出すると共に、その端子電圧が他のキャパシタセル集合の端子電圧より所定値以上低い時、該一部のキャパシタセル集合を異常と判定する。
【0012】
【発明の効果】
請求項の発明によれば、複数のキャパシタセルの内、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定し、異常判定時に、他のキャパシタセルの電荷の少なくとも一部を、異常と判定されたキャパシタセルに供給してキャパシタセルを復帰させることにより、異常と判定されたセルが短絡等により一時的に使用できなくなるのを防止して、端子電圧が一時的に低下したセルを復帰させることができる。
【0013】
請求項の発明によれば、複数のキャパシタセルの内、一部のキャパシタセル集合全体の端子電圧を検出すると共に、その端子電圧が他のキャパシタセル集合の端子電圧より所定値以上低い時、該一部のキャパシタセル集合を異常と判定することにより、全てのセルをモニタすることなく、構成を簡略化できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。[電源装置の全体構成]
図1は、本実施形態の電動車両の電源装置を示すブロック図である。
【0015】
図1に示すように、本実施形態の電動車両は、モータ1を駆動源とする電気自動車である。
【0016】
本実施形態の電源装置は、左右車輪7、8を駆動するモータ1と、バッテリや燃料電池からなる主電源2と、この主電源2に並列に接続された複数のキャパシタセルからなる補助電源3と、補助電源3に直列に接続された電圧変換回路4とを備え、これら並列に接続された主電源2と補助電源3とがインバータ5を介してモータ1に接続されている。
【0017】
電圧変換回路4は、コントローラ10により制御され、補助電源3から出力される電圧を適正値に変換して出力する。
【0018】
インバータ5は、コントローラ10により制御され、主電源2及び/又は補助電源3からモータ1に供給する電流値や周波数を調整したり、モータ1により回生された電力を主電源2又は補助電源3に充電するよう調整する。
【0019】
主電源2とインバータ5との間にはスイッチ6が接続され、このスイッチ6のオン/オフはコントローラ10により制御される。
【0020】
コントローラ10はCPU、ROM、RAM、インターフェース回路等からなり、車両が定常走行している低負荷時には主電源2からモータ1に電力を供給し、加速している高負荷時には主電源2及び補助電源3からモータ1に電力を供給し、減速時には回生手段としてモータ1を回生させて、充電手段としてその回生電流を主電源2と補助電源3を充電するように電圧変換回路4、インバータ5及びスイッチ6を制御しながら、モータ1の出力トルクや回転数等を制御する。
[補助電源の詳細構成]
<第1実施形態>
図2は、第1実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。
【0021】
図2に示すように、補助電源3は、数百個のキャパシタセルC1〜Cnが直列に接続され、各セルC1〜Cnの端子電圧を異常判定手段としてコントローラ10が監視するように構成されている。
【0022】
各セルの端子間にはトランジスタ31のエミッタ部及びコレクタ部が接続され、コントローラ10からベース電圧を印加すると端子間が短絡されるよう構成されている。また、端子電圧は、トランジスタ31のエミッタ部とコレクタ部の間に配設された大容量のツェナーダイオード32により定電圧(例えば、2〜3V程度)に保持されている。
【0023】
コントローラ10は、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定すると共に、短絡手段としてトランジスタ31のベース部に電圧を印加して異常と判定されたキャパシタセルの端子間を短絡させる。
【0024】
この第1実施形態によれば、複数のキャパシタセルが直列に接続されることで、各セルの端子電圧にバラツキが発生し、端子間に過電圧が印加されたり、低電圧により蓄積される電荷が不足してセル極性が反転する等してセル全体がフェイルするのを防止できる。
【0025】
また、ツェナーダイオード32を大容量にすることで、放電時には異常セル以外のキャパシタセルから放電される電流が異常セルをバイパスして、セル全体がフェイルするのを防止できる。
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。図4は、図3の誘導回路の詳細回路図である。
【0026】
図3に示すように、各キャパシタセルC1〜Cnの端子電圧を異常判定手段としてコントローラ10が監視するように構成されている。
【0027】
各セルの端子間には復帰手段として電圧交換回路41が接続され、トランス42により各セルの端子電圧のバラツキを均一化できるよう構成されている。
【0028】
トランス42は、各セルの端子電圧にバラツキが生じた場合に、端子電圧の高い電圧交換回路41により端子電圧の低い電圧交換回路41に誘導起電力を発生させるよう構成されている。
【0029】
図4に示すように、電圧交換回路41は、セルのプラス端子側にトランジスタ43と発振回路45が直列に配設されると共に、これらと並列にトランジスタ44と整流回路46とが直列に配設された閉回路を構成し、キャパシタセルのプラス側端子がトランジスタ43のコレクタ部とトランジスタ44のエミッタ部の間に接続され、発振回路45と整流回路46とは他のセルの電圧交換回路に接続されている。
【0030】
トランジスタ43、44のベース部は絶縁回路48、49により絶縁されてコントローラ10から電圧が印加される。
【0031】
コントローラ10からトランジスタ43にベース電圧が印加されると、セルの電荷が移動してトランジスタ43と発振回路45に電流が流れ、発振回路45で交流に変換されて他のセルの電圧交換回路に出力される。また、コントローラ10からトランジスタ44にベース電圧が印加されると、他の電圧交換回路の発振回路から整流回路46に電流が流れ、整流回路46で直流化されてトランジスタ44からセルのプラス側端子に流れ、セルの電荷が蓄積される。
【0032】
上記構成により、端子電圧が低いセルがある場合に、端子電圧の高いセルにより低いセルに誘導起電力が発生するので、端子電圧の低いセルに電荷が蓄積されて端子電圧が均一化できる。
【0033】
コントローラ10は、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定すると共に、復帰手段としてトランジスタ43又は44のゲート部に電圧を印加して他のキャパシタセルの電荷の少なくとも一部を、異常と判定されたキャパシタセルに供給して復帰させる。
【0034】
この第2実施形態によれば、異常と判定されたセルが短絡等により一時的に使用できなくなるのを防止して、端子電圧が一時的に低下したセルを復帰させることができる。
<第3実施形態>
図5は、第3実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。
【0035】
図5に示すように、各キャパシタセルC1〜Cnの端子電圧を異常判定手段としてコントローラ10が監視するように構成されている。
【0036】
各セルの端子間には復帰手段としてスイッチング回路51が接続されている。
【0037】
図5に示すように、スイッチング回路51は、各セルの端子間にコイル52を介してソース部及びドレイン部が接続されると共に、ゲート部が直列の抵抗R及び高電圧ドライバDを介して接続されたMOSFET53を備える。ゲート電圧は、ソース部とドレイン部の間に配設されたツェナーダイオード54により定電圧に保持されている。また、ソース部とドレイン部の間にはダイオード55が配設されている。
【0038】
MOSFET53は、コントローラ10からゲート電圧が印加されると、端子電圧の高いセルから低いセルに電荷が移動すると共に、コイル52により定電流源としてスイッチング動作して端子電圧が均一化するよう構成されている。
【0039】
上記構成により、端子電圧が低いセルがある場合に、正常なセルのMOSFET53に矩形波のゲート電圧を印加することにより、正常なセルから電荷が移動して電荷を蓄積させることになる。
【0040】
コントローラ10は、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定すると共に、復帰手段としてMOSFET53を矩形波でスイッチングして他のキャパシタセルの電荷の少なくとも一部を、異常と判定されたキャパシタセルに供給して復帰させる。
【0041】
この第3実施形態によれば、異常と判定されたセルが短絡等により一時的に使用できなくなるのを防止して、端子電圧が一時的に低下したセルを復帰させることができる。
【0042】
また、絶縁回路が不要で、スイッチングにより高効率に駆動でき、全セルの電圧を均一化することが可能となる。
<変形例>
上記実施形態では、個々のキャパシタセルに対して端子電圧を検出しているが、複数のキャパシタセルからなる複数の集合体を形成し、個々の集合体の端子電圧を検出すると共に、その端子電圧が他の集合体の端子電圧より所定値以上低い時、その集合体の1つを異常と判定し、少なくとも充電時に異常と判定された集合体の端子電圧を短絡したり、電荷を移動させて復帰させてもよい。これにより、全てのセルをモニタすることなく、電源装置の構成を簡略化できる。
<他の実施形態▲1▼>
主電源2が故障或いは不調となった場合、補助電源3の出力特性は一定なので、(i)主電源2の出力低下に伴って加速性能が悪化する、(ii)主電源の出力が停止すると補助電源3の蓄電量も少なくなっており、すぐに走行できなくなる、という問題がある。
【0043】
上記問題点を解決する手段として、以下の制御を行ってもよい。即ち、
(I)主電源2の不調を検出し、主電源2が停止する虞はないが出力が低下した場合、補助電源3による出力を正常時よりも増加する。
【0044】
(II)主電源2の不調を検出し、まだ出力できるが、その後(例えば、数10秒後)に停止しなければならないときは、出力を抑制しながら補助電源3を満充電させ、主電源が停止した後は補助電源3の蓄電量で(修理工場や安全区域まで)走行させる。
【0045】
(III)主電源2の不調を検出し、早急に出力を抑え且つ速やかに停止しなければならないときは、出力を抑制すると共に、補助電源3の充電及び出力を停止させて蓄電量を温存し、主電源2が停止した後は補助電源3の蓄電量で(修理工場や安全区域まで)走行させる。
<他の実施形態▲2▼>
加速時に備えて補助電源3を満充電にしておくと、下り坂走行時や急制動時において回生電力を受け入れられなくなる、という問題がある。
【0046】
上記問題点を解決する手段として、以下の制御を行ってもよい。即ち、
(I)カーナビゲーションシステムの地図情報等を用いて走行路を予測することで補助電源の充電量を調整する。
【0047】
(II)運転者の走行パターンを学習して、その走行パターンに最適な充電量に調整する。
【0048】
(III)運転者自身の判断で補助電源の充電量を設定可能とする。
<他の実施形態▲3▼>
主電源2や補助電源3の内部抵抗が環境条件等により変化するため、(i)効率が悪化する、(ii)主電源2と補助電源3のいずれかが不調になった場合、出力不足となる、という問題がある。
【0049】
上記問題点を解決する手段として、以下の制御を行ってもよい。即ち、
(I)主電源2及び補助電源3の電圧、温度、内部抵抗から効率が最大となる出力割合を演算して制御する。この出力割合は、必要される出力、温度、電圧等に応じてマップ化しておけばよい。
【0050】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【0051】
例えば、モータとエンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車におけるモータ制御にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の電動車両の電源装置を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。
【図3】第2実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。
【図4】図3の誘導回路の詳細回路図である。
【図5】第3実施形態の補助電源の詳細構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 モータ
2 主電源
3 補助電源
4 電圧変換回路
5 インバータ
10 コントローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device for an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric vehicle or the like is mounted with a power supply device called a capacitor (a power source capable of charging / discharging small electric power in a short time by an electrolytic double layer capacitor or the like) in addition to a battery for driving a motor. The power supply device is configured to store energy regenerated by the motor when the vehicle is decelerated, etc., in the capacitor, and to supply power to the motor in an auxiliary manner by discharging this energy during acceleration or the like.
[0003]
As a prior art of this power supply device, Japanese Patent Application No. 10-201091 discloses a method in which a plurality of capacitor cells are connected in series and a resistor is connected in parallel with one capacitor cell via a switch. A configuration for preventing overcharging by connecting a resistor and a cell during charging is described.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-322314, a battery and a power capacitor are connected in parallel, and only the capacitor is connected to the load at the time of energy regeneration or at the beginning of discharge. Otherwise, the battery and the capacitor are connected to the load. A connection configuration and a booster circuit for power discharged from the capacitor are described.
[0005]
In addition, JP-A-8-98313 and JP-A-8-98314 have been proposed, and brake regeneration is prohibited during the ABS control (JP-A-11-115743).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a plurality of capacitor cells are connected in series, the terminal voltage of each cell may vary, or the charge accumulated in a cell having a relatively low terminal voltage may be insufficient and the cell polarity may be reversed. The entire cell may fail.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to suppress the shortage of electricity stored in a specific cell due to variations in terminal voltage of each cell when a plurality of capacitor cells are connected in series. An object of the present invention is to provide a power supply device for an electric vehicle capable of suppressing a failure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, a power supply device for an electric vehicle according to the present invention has the following configuration. That is,
A motor for driving the vehicle; regenerative means for regenerating the motor when the vehicle decelerates; regenerative current by the regenerative means; power supply means comprising a plurality of capacitor cells connected in series; and the regenerative current by the regenerative means In a power supply device for an electric vehicle comprising charging means for supplying and charging means, when the terminal voltage of at least one capacitor cell among the plurality of capacitor cells is lower than a terminal voltage of other capacitor cells by a predetermined value or more, An abnormality determination unit that determines that the capacitor cell is abnormal, and at the time of abnormality determination by the abnormality determination unit, at least a part of the charge of another capacitor cell is supplied to the capacitor cell determined to be abnormal and the capacitor cell is restored. Return means.
[0010]
Preferably, the abnormality determination unit detects a terminal voltage of a part of the entire capacitor cell set among the plurality of capacitor cells, and the terminal voltage is equal to or higher than a terminal voltage of other capacitor cell sets. When it is low, the part of the capacitor cell set is determined to be abnormal.
[0012]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when the terminal voltage of at least one of the plurality of capacitor cells is lower than the terminal voltage of the other capacitor cell by a predetermined value or more, the capacitor cell is determined to be abnormal, and the abnormality determination Sometimes, by supplying at least a part of the charge of another capacitor cell to the capacitor cell determined to be abnormal and returning the capacitor cell, the cell determined to be abnormal cannot be temporarily used due to a short circuit or the like. Can be prevented, and the cell whose terminal voltage has temporarily decreased can be restored.
[0013]
According to the invention of claim 2 , when the terminal voltage of the entire capacitor cell set among the plurality of capacitor cells is detected and the terminal voltage is lower than the terminal voltage of the other capacitor cell set by a predetermined value or more, By determining that some of the capacitor cell sets are abnormal, the configuration can be simplified without monitoring all the cells.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [Entire configuration of power supply unit]
FIG. 1 is a block diagram showing a power supply device for an electric vehicle according to the present embodiment.
[0015]
As shown in FIG. 1, the electric vehicle according to the present embodiment is an electric vehicle using a motor 1 as a drive source.
[0016]
The power supply apparatus according to the present embodiment includes a motor 1 that drives left and right wheels 7, 8, a main power source 2 that includes a battery and a fuel cell, and an auxiliary power source 3 that includes a plurality of capacitor cells connected in parallel to the main power source 2. And a voltage conversion circuit 4 connected in series to the auxiliary power supply 3, and the main power supply 2 and the auxiliary power supply 3 connected in parallel are connected to the motor 1 via the inverter 5.
[0017]
The voltage conversion circuit 4 is controlled by the controller 10, converts the voltage output from the auxiliary power supply 3 into an appropriate value, and outputs the converted value.
[0018]
The inverter 5 is controlled by the controller 10 to adjust the current value and frequency supplied from the main power source 2 and / or the auxiliary power source 3 to the motor 1, and the electric power regenerated by the motor 1 to the main power source 2 or the auxiliary power source 3. Adjust to charge.
[0019]
A switch 6 is connected between the main power supply 2 and the inverter 5, and on / off of the switch 6 is controlled by the controller 10.
[0020]
The controller 10 includes a CPU, a ROM, a RAM, an interface circuit, and the like. The controller 10 supplies power to the motor 1 from the main power source 2 when the vehicle is running steadily, and the main power source 2 and auxiliary power source when the vehicle is accelerating. Power is supplied to the motor 1 from the motor 3, and the motor 1 is regenerated as a regenerative means at the time of deceleration, and the regenerative current is charged as the charging means to the main power supply 2 and the auxiliary power supply 3, and the voltage conversion circuit 4, the inverter 5 and the switch 6, the output torque of the motor 1, the rotation speed, and the like are controlled.
[Detailed configuration of auxiliary power supply]
<First Embodiment>
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the auxiliary power supply according to the first embodiment.
[0021]
As shown in FIG. 2, the auxiliary power supply 3 is configured such that several hundred capacitor cells C1 to Cn are connected in series, and the controller 10 monitors terminal voltages of the cells C1 to Cn as abnormality determination means. Yes.
[0022]
The emitter and collector portions of the transistor 31 are connected between the terminals of each cell, and the terminals are short-circuited when a base voltage is applied from the controller 10. The terminal voltage is held at a constant voltage (for example, about 2 to 3 V) by the large-capacity Zener diode 32 disposed between the emitter and collector of the transistor 31.
[0023]
When the terminal voltage of at least one capacitor cell is lower than the terminal voltage of another capacitor cell by a predetermined value or more, the controller 10 determines that the capacitor cell is abnormal and applies a voltage to the base portion of the transistor 31 as a short-circuit means. The terminals of the capacitor cells determined to be abnormal are short-circuited.
[0024]
According to the first embodiment, since a plurality of capacitor cells are connected in series, the terminal voltage of each cell varies, and an overvoltage is applied between the terminals, or charges accumulated due to a low voltage are generated. It is possible to prevent the entire cell from failing due to the cell polarity being reversed due to shortage.
[0025]
Further, by making the Zener diode 32 have a large capacity, it is possible to prevent the current discharged from the capacitor cells other than the abnormal cells from bypassing the abnormal cells at the time of discharging and failing to the whole cell.
Second Embodiment
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the auxiliary power supply according to the second embodiment. FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the induction circuit of FIG.
[0026]
As shown in FIG. 3, the controller 10 is configured to monitor the terminal voltages of the capacitor cells C1 to Cn as abnormality determination means.
[0027]
A voltage exchange circuit 41 is connected between the terminals of each cell as a return means, and the transformer 42 is configured to make the terminal voltage variation of each cell uniform.
[0028]
The transformer 42 is configured to generate an induced electromotive force in the voltage exchange circuit 41 having a low terminal voltage by the voltage exchange circuit 41 having a high terminal voltage when the terminal voltage of each cell varies.
[0029]
As shown in FIG. 4, in the voltage exchange circuit 41, a transistor 43 and an oscillation circuit 45 are arranged in series on the positive terminal side of the cell, and a transistor 44 and a rectifier circuit 46 are arranged in series with these. The positive side terminal of the capacitor cell is connected between the collector part of the transistor 43 and the emitter part of the transistor 44, and the oscillation circuit 45 and the rectifier circuit 46 are connected to the voltage exchange circuit of another cell. Has been.
[0030]
The bases of the transistors 43 and 44 are insulated by the insulation circuits 48 and 49, and a voltage is applied from the controller 10.
[0031]
When a base voltage is applied from the controller 10 to the transistor 43, the charge of the cell moves, a current flows through the transistor 43 and the oscillation circuit 45, is converted into an alternating current by the oscillation circuit 45, and is output to the voltage exchange circuit of another cell. Is done. Further, when a base voltage is applied from the controller 10 to the transistor 44, a current flows from the oscillation circuit of another voltage exchange circuit to the rectifier circuit 46, and is converted into a direct current by the rectifier circuit 46, and then from the transistor 44 to the positive terminal of the cell. The electric charge of the cell is accumulated.
[0032]
With the above configuration, when there is a cell having a low terminal voltage, an induced electromotive force is generated in a low cell by a cell having a high terminal voltage, so that charges are accumulated in the cell having a low terminal voltage and the terminal voltage can be made uniform.
[0033]
When the terminal voltage of at least one capacitor cell is lower than the terminal voltage of other capacitor cells by a predetermined value or more, the controller 10 determines that the capacitor cell is abnormal and supplies a voltage to the gate portion of the transistor 43 or 44 as a return means. When applied, at least a part of the charge of the other capacitor cell is supplied to the capacitor cell determined to be abnormal and returned.
[0034]
According to the second embodiment, it is possible to prevent a cell determined to be abnormal from being temporarily unavailable due to a short circuit or the like, and to recover a cell whose terminal voltage has temporarily decreased.
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the auxiliary power supply according to the third embodiment.
[0035]
As shown in FIG. 5, the controller 10 is configured to monitor the terminal voltages of the capacitor cells C1 to Cn as abnormality determination means.
[0036]
A switching circuit 51 is connected between the terminals of each cell as a return means.
[0037]
As shown in FIG. 5, the switching circuit 51 has a source part and a drain part connected between terminals of each cell via a coil 52, and a gate part connected via a series resistor R and a high voltage driver D. MOSFET 53 is provided. The gate voltage is held at a constant voltage by a Zener diode 54 disposed between the source part and the drain part. A diode 55 is disposed between the source part and the drain part.
[0038]
The MOSFET 53 is configured such that when a gate voltage is applied from the controller 10, charges move from a cell having a high terminal voltage to a cell having a low terminal voltage, and the coil 52 performs a switching operation as a constant current source to make the terminal voltage uniform. Yes.
[0039]
With the above configuration, when there is a cell having a low terminal voltage, by applying a rectangular wave gate voltage to the MOSFET 53 of a normal cell, the charge moves from the normal cell and accumulates the charge.
[0040]
When the terminal voltage of at least one capacitor cell is lower than the terminal voltage of the other capacitor cell by a predetermined value or more, the controller 10 determines that the capacitor cell is abnormal and switches the MOSFET 53 with a rectangular wave as a return means to At least a part of the charge of the capacitor cell is supplied to the capacitor cell determined to be abnormal and returned.
[0041]
According to the third embodiment, it is possible to prevent a cell determined to be abnormal from being temporarily unavailable due to a short circuit or the like, and to recover a cell whose terminal voltage has temporarily decreased.
[0042]
In addition, an insulating circuit is not required, it can be driven with high efficiency by switching, and the voltages of all the cells can be made uniform.
<Modification>
In the above embodiment, the terminal voltage is detected for each capacitor cell, but a plurality of aggregates composed of a plurality of capacitor cells are formed, and the terminal voltage of each aggregate is detected and the terminal voltage is detected. Is lower than the terminal voltage of the other aggregate by a predetermined value or more, one of the aggregates is determined to be abnormal, and at least the terminal voltage of the aggregate determined to be abnormal at the time of charging is short-circuited or the charge is moved. It may be restored. Thereby, the configuration of the power supply device can be simplified without monitoring all the cells.
<Other embodiments (1)>
When the main power supply 2 fails or malfunctions, the output characteristics of the auxiliary power supply 3 are constant, so that (i) the acceleration performance deteriorates as the output of the main power supply 2 decreases, (ii) when the output of the main power supply stops There is a problem that the amount of power stored in the auxiliary power supply 3 is also small, and it is impossible to travel immediately.
[0043]
As means for solving the above problems, the following control may be performed. That is,
(I) When the malfunction of the main power supply 2 is detected and there is no fear that the main power supply 2 will stop, the output from the auxiliary power supply 3 is increased from the normal time when the output is reduced.
[0044]
(II) If the malfunction of the main power supply 2 is detected and output is still possible, but it must be stopped after that (for example, after several tens of seconds), the auxiliary power supply 3 is fully charged while suppressing the output. After the vehicle stops, the vehicle is driven by the amount of power stored in the auxiliary power source 3 (to a repair shop or a safe area).
[0045]
(III) When the malfunction of the main power source 2 is detected and the output must be suppressed immediately and stopped quickly, the output is suppressed and the charging and output of the auxiliary power source 3 are stopped to conserve the storage amount. After the main power supply 2 is stopped, the vehicle is driven with the amount of power stored in the auxiliary power supply 3 (to a repair shop or a safe area).
<Other embodiment (2)>
If the auxiliary power supply 3 is fully charged in preparation for acceleration, there is a problem that regenerative power cannot be accepted during downhill driving or sudden braking.
[0046]
As means for solving the above problems, the following control may be performed. That is,
(I) The charge amount of the auxiliary power source is adjusted by predicting the travel path using the map information of the car navigation system.
[0047]
(II) The driving pattern of the driver is learned, and the charging amount optimal for the driving pattern is adjusted.
[0048]
(III) The charge amount of the auxiliary power source can be set by the driver's own judgment.
<Other embodiment (3)>
Since the internal resistances of the main power supply 2 and the auxiliary power supply 3 change due to environmental conditions and the like, (i) the efficiency deteriorates, (ii) when either the main power supply 2 or the auxiliary power supply 3 malfunctions, the output is insufficient. There is a problem of becoming.
[0049]
As means for solving the above problems, the following control may be performed. That is,
(I) The output ratio at which the efficiency is maximized is calculated and controlled from the voltage, temperature, and internal resistance of the main power supply 2 and auxiliary power supply 3. This output ratio may be mapped according to the required output, temperature, voltage, and the like.
[0050]
Note that the present invention can be applied to modifications or variations of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
[0051]
For example, the present invention can be applied to motor control in a hybrid vehicle that travels using both a motor and an engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a power supply device for an electric vehicle according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an auxiliary power supply according to the first embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an auxiliary power supply according to a second embodiment.
4 is a detailed circuit diagram of the induction circuit of FIG. 3;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of an auxiliary power supply according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Motor 2 Main power supply 3 Auxiliary power supply 4 Voltage conversion circuit 5 Inverter 10 Controller

Claims (2)

車両を駆動するモータと、車両減速時にモータを回生させる回生手段と、該回生手段による回生電流を、直列に接続された複数のキャパシタセルからなる電源手段と、該回生手段による回生電流を該電源手段に供給して充電する充電手段とを備える電動車両の電源装置において、
前記複数のキャパシタセルの内、少なくとも1つのキャパシタセルの端子電圧が他のキャパシタセルの端子電圧より所定値以上低い時、そのキャパシタセルを異常と判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段による異常判定時に、他のキャパシタセルの電荷の少なくとも一部を、該異常判定されたキャパシタセルに供給して該キャパシタセルを復帰させる復帰手段とを具備することを特徴とする電動車両の電源装置。
A motor for driving the vehicle; regenerative means for regenerating the motor when the vehicle decelerates; regenerative current by the regenerative means; power supply means comprising a plurality of capacitor cells connected in series; and the regenerative current by the regenerative means In a power supply device for an electric vehicle comprising charging means for supplying and charging the means,
An abnormality determining means for determining that the capacitor cell is abnormal when a terminal voltage of at least one of the plurality of capacitor cells is lower than a terminal voltage of another capacitor cell by a predetermined value or more;
And a return means for returning at least a part of the charge of the other capacitor cell to the capacitor cell determined to be abnormal when the abnormality is determined by the abnormality determining means. Vehicle power supply.
前記異常判定手段は、前記複数のキャパシタセルの内、一部のキャパシタセル集合全体の端子電圧を検出すると共に、その端子電圧が他のキャパシタセル集合の端子電圧より所定値以上低い時、該一部のキャパシタセル集合を異常と判定することを特徴とする請求項に記載の電動車両の電源装置。The abnormality determining means detects a terminal voltage of a part of the entire capacitor cell set among the plurality of capacitor cells, and when the terminal voltage is lower than a terminal voltage of another capacitor cell set by a predetermined value or more, The power supply apparatus for an electric vehicle according to claim 1 , wherein the capacitor cell set of the part is determined to be abnormal.
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