JPH07212912A - 電気自動車の電気制動制御方法 - Google Patents

電気自動車の電気制動制御方法

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JPH07212912A
JPH07212912A JP6019986A JP1998694A JPH07212912A JP H07212912 A JPH07212912 A JP H07212912A JP 6019986 A JP6019986 A JP 6019986A JP 1998694 A JP1998694 A JP 1998694A JP H07212912 A JPH07212912 A JP H07212912A
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JP
Japan
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electric
power
braking
motor
battery
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Withdrawn
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JP6019986A
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English (en)
Inventor
Shigenori Kinoshita
繁則 木下
Takao Yanase
孝雄 柳瀬
Koetsu Fujita
光悦 藤田
Satoshi Kusumoto
敏 楠本
Shinichiro Kitada
眞一郎 北田
Yasutake Ishikawa
泰毅 石川
Masahiko Tawara
雅彦 田原
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回生制動失効時に制動電力を分担する抵抗器
等の電力吸収装置の容量を小さくし、小形軽量化を図
る。車両重量を軽くして一充電走行距離を延ばす。 【構成】 電池を電源とし、順・逆変換可能な半導体電
力変換装置を介して車両駆動用電動機を駆動する電気自
動車であって、電動機の発生電力を電池に回生する回生
制動時には、電池電圧が規定電圧以下になるように抵抗
器等の電力吸収装置に制動電力の一部または全部を吸収
させるようにした電気自動車の電気制動方法に関する。
前記電力吸収装置に制動電力の一部または全部を吸収さ
せる際に、電動機電流を増大させ、かつ電力変換装置の
スイッチング周波数を高くして電動機及び電力変換装置
の損失を増大させる。また、電動機電流及びスイッチン
グ周波数を電力変換装置の許容最大値とし、電動機電流
波形をほぼ方形波状にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池を電源とし、順・
逆変換可能な半導体変換装置を介して電動機により車輪
を駆動する電気自動車の電気制動制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、電池を電源とし、インバータを
介して交流電動機により車輪を駆動する電気自動車の公
知のパワートレインである。図において、1は電池であ
り、単位電池10を必要個数、直列接続して構成されて
いる。4はインバータであり、車輪駆動用交流電動機5
を駆動する。3は保護ヒューズであり、必要に応じて用
いられる。2は主スイッチであり、電池1とインバータ
4とを電気的に接続し、または切離すためのものであ
る。電動機5の軸は減速機6を介して差動装置7に連結
され、車輪81,82を駆動する。交流電動機5として
は、価格、性能、保守性の点で優れている永久磁石形同
期電動機が多く用いられるようになってきている。
【0003】さて、電気自動車はエンジン自動車のそれ
とほぼ同じ性能が要求される。この場合、力行性能はも
とより制動性能も同様であり、電気自動車の場合には、
特にエンジン自動車のエンジンブレーキに相当する電気
制動が要求される。電気自動車の場合の電気制動は、図
4のインバータ4を介して交流電動機5の発生電力を電
池1に戻す回生制動が用いられる。回生制動の場合、電
池1は回生電力を吸収可能、すなわち充電可能な状態で
あることが必要である。換言すれば、充電不可状態(電
池が100%充電された状態に相当する)では回生制動
を作動させることはできない。
【0004】このような充電不可状態に備え、電池1以
外に制動電力を吸収する電力吸収装置を設置するのが一
般的になっている。図5は従来の電気制動装置を電気自
動車の主回路と共に示したもので、上記の点に鑑み、電
池1以外の電力吸収装置として抵抗器により制動電力を
吸収(いわば発電制動)するようにしたものである。同
図において、91は抵抗器、92は抵抗器91により発
生する電力を制御する半導体電力変換装置であり、一般
的にはチョッパが多く用いられる。
【0005】次に、図6により、電池の充電時の性能に
ついて説明する。同図において、横軸のSOCは電池の
充電量であり、“100”は電池が100〔%〕充電さ
れていることを示す。同図は、この充電量SOCと電池
電圧VB及び電流IBの関係を示している。
【0006】電池が充電され、充電量が増加すると電池
電圧VBも増加する。充電時の電池電圧VBの最大値は規
定されており、この規定電圧以上に電圧を高めることは
許されない。図6では規定電圧をVBmで示してあり、充
電量SOCがAの点で規定電圧VBmに達するので、点A
から充電量SOCが100〔%〕になるまでの領域で
は、電池電圧がVBmを越えないように充電電流IBを同
図の実線のように低減させる。言い換えれば、点Aから
充電量SOCが100〔%〕になるまでの領域におい
て、充電電流IBを図示の一点鎖線のように流すと、電
池電圧VBも一点鎖線のように上昇する結果、規定電圧
Bmを越えてしまう。
【0007】回生制動時の充電電流IBが図6によって
示される場合、電池の充電量が点Aに達するまでは回生
制動が充分に機能する。しかし、充電量が点Aを越える
と電池には所要の電流IBが流せなくなる。このため、
所要電流IBと電池の許容電流との差電流(図6におい
て斜線で示した範囲の電流)を図5の抵抗器91に流す
こととし、制動電力の一部を抵抗器91により吸収、消
費させる。この場合、従来では抵抗器91に所要の電流
が流れるようにチョッパ92を制御している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述の電気自動車は、
通常動作では電気制動は回生制動によっているが、回生
制動が不可能である時にのみ、抵抗器に制動電力を吸収
させている。電気制動用抵抗器は車載品であるため、こ
の電気制動方法では抵抗器をいかに小形軽量化するかが
実用的な電気自動車の実現にとって大きな課題となって
いる。
【0009】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、抵抗器等の電力
吸収装置による制動電力の分担分を少なくし、前記電力
吸収装置を小容量にして小形軽量化を図ることにより、
電気自動車の車両重量の低減、性能の向上を可能にした
電気自動車の電気制動制御方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本来、電気自動車の実現
にあたっては、効率向上の観点から、電動機や電力変換
装置の発生損失は小さくなるように設計されている。し
かるに、本発明では前記電動機等の発生損失に着目し、
回生制動の失効時に、制動電力を抵抗器等の電力吸収装
置によって吸収させる以外に前記電動機等の発生損失と
してその一部を吸収させることにより、前記電力吸収装
置による制動電力の分担分を少なくしたものである。
【0011】すなわち、具体的手段としては、 1)電動機電流(半導体電力変換装置の出力電流)の大
きさを半導体電力変換装置の許容最大値まで大きくす
る。 2)電動機電流波形をほぼ方形波状にする。 3)半導体電力変換装置のスイッチング周波数を許容最
大値まで高くする。
【0012】
【作用】本発明においては、回生制動失効時、電力変換
装置の出力電流をほぼ方形波状にし、その大きさを許容
最大値まで増大させると共に、所要の制動電力が電動機
に発生するように制御する。更に、電力変換装置を構成
する半導体素子のスイッチング周波数も許容最大値まで
高める。これにより、電動機及び電力変換装置内での発
生損失が増大するため、抵抗器等の電力吸収装置が分担
する制動電力が減少する。
【0013】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の実施例による電気制動時のインバ
ータ出力電圧、電流波形を示したものである。この実施
例では、回生制動時には電動機及びインバータの発生損
失が少なくなるように動作させる。図の例では回生制動
時にインバータを1パルス動作させることにより、半導
体素子によるスイッチング損失を最小にしている。この
場合でも、低い速度ではPWM動作を行わせる。
【0014】また、前述の図6における点Aから充電量
SOCが100〔%〕に至るまでの回生制動失効時に
は、電流の大きさをインバータの許容最大値にほぼ等し
くすると共に、電動機に発生するトルクリプルが許容値
以下になるような方形波電流(通流幅120°)とし、
インバータを多数パルスによりPWM動作させる。PW
M周波数はインバータの許容最大値まで高める。なお、
この場合のパルス数とは、例えばインバータの出力基本
波半周期間のパルス数を言い、三相ブリッジインバータ
では基本波一周期における同一スイッチング素子のオン
回数、つまり搬送波周波数と基本波周波数との比に等し
い。
【0015】このように制御すれば、回生制動失効時に
は電動機電流を最大限まで大きくし、かつインバータの
スイッチング周波数を高くすることができ、電動機及び
インバータの損失を強制的に増大させて抵抗器等の電力
吸収装置による制動電力の分担分を少なくすることがで
きる。従って、抵抗器等の電力吸収装置は小容量のもの
で済むことになり、小形軽量化が可能になる。
【0016】図2は、回生制動失効時の電気制動状態を
示す回路図である。図中の矢印は電流の流れを示してお
り、電動機5の固定子巻線51には図1に示した方形波
電流(その大きさをIとする)が流れ、巻線抵抗(同Rと
する)により損失I2Rが発生する。また、インバータに
も同様の電流が流れるので、半導体素子の電圧降下によ
る損失も発生する。更に、高周波スイッチングにより主
として電動機では鉄損が、インバータでは半導体素子の
スイッチング損失が増大する。
【0017】回生制動失効時に電気制動を作動させ、電
動機に制動電力を発生させると、前述のように電動機及
びインバータに損失が発生する。従って、抵抗器91と
しては、制動電力から上記損失を差し引いた分のみを吸
収すればよいことになる。
【0018】回生制動失効時のチョッパ92の制御方法
は従来と同様であり、その一例を図3に示す。図3はチ
ョッパ92の制御回路を示すブロック図であり、920
は電池の規定電圧VBm(図6参照)を設定する電圧設定
器、921は電池電圧VBを検出する電圧検出器、92
2はVBm,VBを入力としてその出力によりチョッパ9
2を制御する電圧調節器である。この電圧調節器922
は、電池電圧VBが規定電圧VBmに達した後に、それま
で電池に流れていた電流を徐々に抵抗器91に流し、最
終的に電池電流IBを零にするようにチョッパ92を制
御する。
【0019】この実施例では、回生制動失効時に、前述
の如く電動機電流の大きさ及び波形、インバータを構成
する半導体素子のスイッチング周波数を正常時と異なら
せるものであるが、その具体的な制御方法は、回生制動
の失効をVBmとVBの一致などにより検出してインバー
タの通常の制御状態を変更するのみであり、周知の方法
によって容易に実現可能なため、詳述は省略する。
【0020】なお、上記実施例では半導体電力変換装置
としてインバータ、電動機として同期電動機を用いた場
合につき説明したが、電動機として誘導電動機を使用し
た場合や、電力変換装置としてチョッパを用い、このチ
ョッパにより直流電動機を駆動する場合にも同様に適用
可能である。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、電気自動車
の回生制動失効時に、電動機電流値を許容最大値まで増
大させ、更にその電流波形をほぼ方形波状にすると共
に、半導体電力変換装置を構成する半導体素子のスイッ
チング周波数を許容最大値まで高めて電動機及び電力変
換装置の発生損失を増大させるため、次の効果がある。 1)電気制動電力の一部または全部を分担する抵抗器等
の電力吸収装置の容量低減が図れ、小形軽量化、低価格
化を図ることができる。 2)車両重量が軽くなるので、一充電当りの走行距離が
延び、車両性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における電気制動時のインバー
タ出力電圧及び電流の波形図である。
【図2】回生制動失効時の電気制動状態を示す回路図で
ある。
【図3】チョッパの制御回路を示すブロック図である。
【図4】電気自動車の公知のパワートレインを示す図で
ある。
【図5】電気自動車の電気制動装置を示す図である。
【図6】充電量と電池電圧及び電池電流の関係を示す図
である。
【符号の説明】
1 電池 2 主スイッチ 3 ヒューズ 4 インバータ 5 電動機 51 固定子巻線 91 抵抗器 92 チョッパ 920 電圧設定器 921 電圧検出器 922 電圧調節器
フロントページの続き (72)発明者 藤田 光悦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 楠本 敏 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 北田 眞一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 石川 泰毅 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 田原 雅彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池を電源とし、順・逆変換可能な半導
    体電力変換装置を介して車両駆動用電動機を駆動する電
    気自動車であって、電動機の発生電力を電池に回生する
    回生制動時には、電池電圧が規定電圧以下になるように
    他の電力吸収装置に制動電力の一部または全部を吸収さ
    せるようにした電気自動車の電気制動方法において、 他の電力吸収装置に制動電力の一部または全部を吸収さ
    せる際に、電動機電流を増大させ、かつ半導体電力変換
    装置のスイッチング周波数を高くして電動機及び半導体
    電力変換装置の損失を増大させることを特徴とする電気
    自動車の電気制動制御方法。
  2. 【請求項2】 電動機電流及びスイッチング周波数を半
    導体電力変換装置の許容最大値とするようにした請求項
    1記載の電気自動車の電気制動制御方法。
  3. 【請求項3】 電動機電流波形をほぼ方形波状にした請
    求項1または2記載の電気自動車の電気制動制御方法。
  4. 【請求項4】 電動機電流波形を、電動機に発生するト
    ルクリプルが許容値以下になるような波形にした請求項
    3記載の電気自動車の電気制動制御方法。
JP6019986A 1994-01-20 1994-01-20 電気自動車の電気制動制御方法 Withdrawn JPH07212912A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008011617A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Nissan Motor Co Ltd モータ制御装置
JP2012183860A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Nissan Motor Co Ltd 電動車両のバッテリ充電制御装置
US9318924B2 (en) 2011-03-02 2016-04-19 Nissan Motor Co., Ltd. Rotor mechanism of rotating electrical machine and method of manufacturing same
JP2018098857A (ja) * 2016-12-09 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 駆動装置および自動車

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008011617A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Nissan Motor Co Ltd モータ制御装置
US9318924B2 (en) 2011-03-02 2016-04-19 Nissan Motor Co., Ltd. Rotor mechanism of rotating electrical machine and method of manufacturing same
JP2012183860A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Nissan Motor Co Ltd 電動車両のバッテリ充電制御装置
JP2018098857A (ja) * 2016-12-09 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 駆動装置および自動車
CN108216197A (zh) * 2016-12-09 2018-06-29 丰田自动车株式会社 驱动装置、汽车及驱动装置的控制方法
US10850636B2 (en) 2016-12-09 2020-12-01 Denso Corporation Drive device, vehicle, and control method for drive device

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Effective date: 20010403