JPH08205304A - Battery discharge device for electric vehicle - Google Patents
Battery discharge device for electric vehicleInfo
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- JPH08205304A JPH08205304A JP7011175A JP1117595A JPH08205304A JP H08205304 A JPH08205304 A JP H08205304A JP 7011175 A JP7011175 A JP 7011175A JP 1117595 A JP1117595 A JP 1117595A JP H08205304 A JPH08205304 A JP H08205304A
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery discharge device for completely discharging a battery mounted on an electric vehicle.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art A phenomenon called a memory effect occurs in alkaline batteries such as NiMH (nickel metal hydride) batteries. When the memory effect occurs, the current-voltage characteristic of the battery temporarily deteriorates, and it becomes impossible to obtain the desired discharge output. This memory effect can be eliminated by discharging completely. Therefore, when using an alkaline battery, the battery is forcibly completely discharged at an appropriate frequency as a measure against the memory effect.
【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。As a method of complete discharge, first, there is a method of completely discharging the battery using a discharge resistor and other circuits. However, in this method, it is necessary to provide a discharge resistor and the like, so that the circuit scale becomes large, which causes problems such as an increase in device size, an increase in the number of circuit components, and a cost disadvantage. As a method in which such a problem is unlikely to occur, for example, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-109831. In this method, when the remaining capacity of the battery decreases as a result of repeated charging and discharging without reaching full discharge, a minute current is passed through the motor, which is the load of the battery, and the battery is automatically completely discharged. Therefore, this method is a method of performing complete discharge by controlling the drive current of the motor, in other words, using the motor as a discharge load, and therefore can be implemented only by improving the drive control procedure of the motor and increasing the circuit scale. There is no such problem.
【０００４】[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。By the way, an alkaline battery such as a NiMH battery can also be used as a battery which is mounted on an electric vehicle and supplies drive power to a vehicle running motor. Therefore, it is preferable that the battery for an electric vehicle can also be completely discharged before the charging or the like. However, the above-mentioned method is proposed for the charging device for the shaver which is a light electric device, and cannot be simply applied to the electric vehicle.
【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。First, in the above method, the motor rotates during the complete discharge. Therefore, if the above method is simply applied to an electric vehicle, a situation may occur in which the motor rotates when the vehicle operator does not want to drive (for example, when the vehicle is parked near a charging facility on the roadside or in the garage). As a result, the driver's anxiety is caused. In particular, if a clutch is not provided between the motor and the drive wheels, the vehicle may start moving depending on the situation. Further, when the above method is applied to an application using a motor of high power (for example, 15 kW or more) such as an electric vehicle, the rotation of the motor (for example, from the motor to the drive wheels) cannot be ignored because the motor rotates during the complete discharge. Power transmission system) deteriorates.
【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。[0006] The present invention has been made to solve the above problems, and to perform a complete discharge while maintaining the state in which the motor is stopped and without attaching a discharge resistor or the like. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a battery discharging device for an electric vehicle that is free from anxiety of a vehicle operator, is small in size, is inexpensive, and has little deterioration in a rotating system. Another object of the present invention is to make it possible to suitably cope with a case where a power conversion circuit such as an inverter fails. An object of the present invention is to enable complete discharge at a suitable timing. The present invention aims to speed up a complete discharge.
【０００７】[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。In order to achieve such an object, a first structure of the present invention is a battery having a property of generating a memory effect, and a vehicle for receiving driving power from the battery. In a battery discharge device mounted on a vehicle equipped with a drive power conversion circuit for controlling a motor and drive power, while using the motor and drive power conversion circuit as a discharge load, the battery is discharged to the extent that the memory effect can be considered to be eliminated. It is characterized by comprising means for forcibly discharging and means for controlling the drive power conversion circuit so that the motor maintains a stopped state during the above-mentioned forced discharge.
【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。Further, according to this structure, the motor is an induction motor which is supplied with current from the battery via the driving power conversion circuit, and is driven so that the current flowing through the motor is only the exciting current during the forced discharge. By controlling the power conversion circuit for use, the stopped state of the motor is maintained. In the present configuration, alternatively, the motor is a synchronous motor having a winding to which current is supplied from the battery via the drive power conversion circuit and a permanent magnet for generating a field flux, and the permanent magnet It is characterized in that the stopped state of the motor is maintained by controlling the drive power conversion circuit so that the combined vector of the generated field magnetic flux and the magnetic flux generated by the winding is directed in the radial direction of the rotor. The present configuration also includes means for determining whether or not the parking brake is applied, means for prohibiting the forced discharge when the parking brake is not applied, and
It is characterized by including.
【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
バッテリを含む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。A second configuration of the present invention is a battery having a property of generating a memory effect and being charged by charging power supplied from a charging power source outside the vehicle, and a charging power conversion for controlling the charging power. In a battery discharge device mounted on a vehicle equipped with a circuit, a means for forming a closed loop including a charging power conversion circuit and a battery, and a battery to the extent that the memory effect can be considered to have been eliminated while using the closed loop as a discharge load. Means for forcibly discharging.
【００１０】本発明は、また、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す
る手段と、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定程度以
下に至ったことを検出する手段と、使用者からの放電要
求を検出する手段と、メモリ効果が発生したと見なせる
場合、ＳＯＣが所定程度以下に至った場合又は放電要求
が検出された場合に、上記強制放電を実行させる手段
と、を備えることを特徴とする。According to the present invention, a means for judging whether or not it can be considered that the memory effect has occurred in the battery based on the charge / discharge history, and detecting that the state of charge (SOC) of the battery has fallen below a predetermined level. Means, means for detecting a discharge request from a user, means for executing the forced discharge when it can be considered that a memory effect has occurred, when SOC reaches a predetermined level or lower, or when a discharge request is detected. And are provided.
【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。The present invention is characterized by comprising means for forcibly reducing the power conversion efficiency of the driving or charging power conversion circuit when executing the forced discharge. The present invention further provides that the driving or charging power conversion circuit includes a predetermined number of switching elements for switching the current supplied from the battery or the charging power source, and controls the driving frequency, voltage or input resistance of the switching elements. ,
The power conversion efficiency of the driving or charging power conversion circuit is forcibly reduced.
【００１２】[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。In the first configuration of the present invention, when the battery is forcibly discharged to the extent that the memory effect can be considered to have been eliminated, that is, when the battery is completely discharged, the motor and the driving power conversion circuit are used as a discharge load. It Therefore, since it is not necessary to additionally install a discharge resistor or the like, a compact and low-cost battery discharge device for an electric vehicle can be obtained. Furthermore, during complete discharge, the drive power conversion circuit is controlled so that the motor maintains a stopped state. When an induction motor, for example, is used as the motor, the drive power conversion circuit is controlled so that the current flowing through the motor is only the exciting current when the electric discharge is complete. When a permanent magnet type synchronous motor is used as the motor, drive it so that the combined vector of the field flux generated by the permanent magnet and the magnetic flux generated by the winding will be oriented in the radial direction of the rotor during complete discharge. The power conversion circuit for power is controlled. Therefore, since the motor does not rotate during the complete discharge, the vehicle operator does not feel anxious and the deterioration of the rotating system is small. In this configuration, it is also determined whether or not the parking brake is applied, and if it is determined that the parking brake is not applied, complete discharge is prohibited. Therefore,
Even if the complete discharge control is performed under the condition that the drive power conversion circuit, for example, the inverter fails, the vehicle does not start.
【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。In the second configuration of the present invention, at the time of complete discharge, a closed loop including the charging power conversion circuit and the battery is first formed, and the complete discharge is performed while using this closed loop as a discharge load. Therefore, since it is not necessary to additionally install a discharge resistor or the like, a compact and low-cost battery discharge device for an electric vehicle can be obtained. Further, since the motor is not energized during the complete discharge, the motor does not rotate during the complete discharge, so that the vehicle operator does not feel anxious and the rotation system is less deteriorated.
【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。In the present invention, whether or not it can be considered that the memory effect has occurred in the battery is determined based on the charge / discharge history, and if it can be considered that the memory effect has occurred, the complete discharge is performed. Therefore, complete discharge can be performed at a suitable timing. Further, in the present invention, complete discharge is performed when the SOC of the battery reaches a predetermined level or lower. Therefore, the complete discharge can be completed in a short time because the complete discharge is performed in a situation where the complete discharge does not require much time. Further, in the present invention, complete discharge is performed when a discharge request is given by the user. Therefore, the complete discharge can be performed at any timing.
【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。According to the present invention, the power conversion efficiency in the driving or charging power conversion circuit is forcibly controlled to be lowered during the complete discharge. That is, the loss in the driving or charging power conversion circuit is controlled to increase. For example, the power conversion efficiency in the driving or charging power conversion circuit is forcibly reduced by controlling the driving frequency, voltage, or input resistance of the switching element that constitutes the driving or charging power conversion circuit. By executing such control,
It becomes possible to discharge the battery more efficiently and quickly when the battery is completely discharged. In particular, when the power conversion efficiency in the drive power conversion circuit is reduced and the discharge power consumption is shared, heat generation in the motor is reduced.
【００１６】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【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。First Embodiment. FIG. 1 shows a system configuration of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a three-phase AC motor 10 is used as a vehicle running motor. Electric power for driving the motor 10 is supplied from a vehicle-mounted battery 12. As the battery 12, an alkaline battery such as NiMH or NiCd is used. The discharge output of the battery 12 is converted from DC to three-phase AC by the inverter 14 at the subsequent stage, and then supplied to the motor 10 as drive power.
【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。The inverter 14 comprises three pairs of switching elements (IGBT: Insulated Gate Bipolar Tra
nsistor) Q1 to Q6 and diodes D1 to D6 connected between the collector and emitter of these IGBTs. The output of the motor 10 can be controlled by controlling the gate voltages of the IGBTs Q1 to Q6. This control is performed by the inverter control unit 16 and the controller 18.
【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The controller 18 inputs a signal indicating the depression amount of the accelerator pedal or the brake pedal by the vehicle operator, while detecting the rotor position (electrical angle of the rotor) of the motor 10 by the rotation sensor 20, and based on these signals. , The value of the torque to be output from the motor 10 (torque command) is determined. After determining the torque command, the controller 18 determines the torque current component Iq necessary to realize the torque command. The controller 18 determines the motor current value (current command) I * by using the determined torque current component Iq and the excitation current component Id that is predetermined or determined according to the motor rotation speed.
【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。## EQU1 ## It is determined based on the formula of I * = (Id 2 + Iq 2 ) 1/2 . The controller 18 controls the synchronous angular frequency ω of the motor 10, which is determined by design, in addition to the current command I *.
The slip angular frequency ω determined by r and the load of the motor 10
s is supplied to the inverter control unit 16 as a signal.
【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As shown in FIG. 2, the inverter control section 16 includes a command wave oscillating section 22, a carrier wave oscillating section 24, an operational amplifier 26, comparators 28u to 28w, and an inverting circuit Gu.
To Gw and driver circuits 30Q1 to 30Q6. The command wave oscillator 22 uses the current command I * , the synchronization angular frequency ωr, and the slip angular frequency ωs to generate the U-phase current command Iu and the W-phase current command Iw.
【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。Equation 2 Iu = I * sin {(ωr + ωs) t + α} Iw = I * sin {(ωr + ωs) t + α-2π / 3} However, α is an initial value. The operational amplifier 26 has a U-phase current command Iu and a W-phase current command Iw.
By adding V-phase current command Iv = I * sin
{(Ωr + ωs) t + α−π / 3} is obtained. On the other hand,
The carrier wave oscillating unit 24 generates a carrier having a predetermined frequency having a waveform such as a triangular wave or a sawtooth wave. Each of the comparators 28u to 28w compares the carrier with the current command of the corresponding phase and outputs a pulse width modulation waveform obtained as a result. The inverting circuits Gu to Gw logically invert the outputs of the comparators 28u to 28w, respectively. The driver circuits 30Q1 to 30Q6 are IGBTs Q1 to Q6, respectively.
It corresponds to. Source side IGBTs Q1, Q3, Q5
Driver circuits 30Q1, 30Q3, 30Q5 corresponding to
Corresponds to the outputs of the corresponding comparators 28u to 28w,
The driver circuits 30Q2, 30Q4, 30Q6 corresponding to the IGBTs Q2, Q4, Q6 on the sink side correspond to the IGBTs Q1 to Qw corresponding to the outputs of the corresponding inverting circuits Gu to Gw.
The gate of 6 is voltage driven. Prior to this, the relay 44 provided in the junction box 42
Must be turned on and the battery 12 and the inverter 14 must be connected.
【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。In this embodiment, an onboard charger 32 is further used. On-board charger 3
Reference numeral 2 denotes a vehicle-mounted charger, the input terminal of which is a connector 34 for charging, the output terminals of which are both positive and negative terminals of the battery 12,
Each is connected. On-board charger 32
In the state where the charging connector 34 is connected to the AC power supply 36 outside the vehicle, the AC power of, for example, 200 V supplied from the AC power supply 36 is converted into DC power in accordance with a command from the controller 18, and this DC power is supplied. The battery 12 is charged with electric power. The controller 18 then monitors the terminal voltage VB and the charging current IB of the battery 12 using the voltage sensor 38 and the current sensor 40. The controller 18 controls the on-board charger 32 according to the terminal voltage VB and the charging current IB to charge the battery 12 while complying with a predetermined sequence such as multi-stage constant current charging.
【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。In this embodiment, the battery 12 is forcibly and automatically completely discharged when a predetermined condition is satisfied. Therefore, the controller 18 monitors the states of the parking switch 46 indicating the state of the parking brake, the charging switch 48 indicating the charging request from the vehicle operator, the discharge permitting switch 50 indicating the complete discharge permission from the vehicle operator, and the like. There is.
【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。FIG. 3 shows a part of the operation of the controller 18 in this embodiment, particularly the operation of charging the battery 12. As shown in this figure, in the controller 18, the vehicle operator turns on the charging switch 48 (100) and turns on the parking brake (the parking switch 46 is turned on).
In this case (102), turn off the relay 44 and then (10
4) Turn on the onboard charger 32 (10
6). After that, the controller 18 charges the battery 12 according to a predetermined sequence.
【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。When a predetermined condition is satisfied, the controller 18 completely discharges the battery 12 before turning on the onboard charger 32. That is,
Since an alkaline battery is used as the battery 12, the memory effect becomes apparent when the charging operation is repeated until the battery 12 is completely discharged, and the voltage-current characteristic of the battery 12 temporarily deteriorates. In order to prevent this, in this embodiment, first, when it can be considered that the memory effect is becoming apparent (108), complete discharge is executed. The fact that the memory effect is becoming apparent is incremented every time step 102 is executed (110) and reset to 0 (1 when every complete discharge is executed).
12) It is possible to detect that the variable n to be performed, that is, the number of times of charging n after the completion of the previous complete discharge has become a predetermined value n0 or more.
【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）。In the present embodiment, the complete discharge is performed even when the complete discharge is easy (114). For example, S
If the complete discharge is executed when the OC reaches a predetermined value SOC0, for example, 30% or less, the complete discharge can be completed in a short time. The SOC required for this purpose is
It is obtained by monitoring the output of the current sensor 40 in time series (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。In the present embodiment, when the vehicle operator requests (118), that is, the discharge permission switch 50.
Full discharge is executed even when is on. Thereby, complete discharge can be performed at any time.
【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、励磁電流
成分Ｉｄ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、Ｉｄ＝０の条件
下ではＩ＊＝Ｉｑであるからωｒ＝ωｓ＝０とするとWhen any one of the steps 108, 114 and 118 is satisfied, the controller 18 sets n to 0.
Then, the relay 44 is turned on and the battery 12 is connected to the inverter 14 (112). After that, the controller 18 controls the motor 10 to be in a stopped state (120) and discharges the battery 12 using the winding of the motor 10 and the inverter 14 as a discharge load. When an induction motor is used as the motor 10, the exciting current component Id is set to 0 to determine the current command I *, and the synchronous angular frequency ωr and the slip angular frequency ωs to be given to the inverter control unit 16 are set to 0. As a result, the motor 10 can be controlled in the stopped state. That is, since I * = Iq under the condition of Id = 0, ωr = ωs = 0
【数３】Ｉｕ＝Ｉｑｓｉｎα Ｉｖ＝Ｉｑｓｉｎ（α−π／３） Ｉｗ＝Ｉｑｓｉｎ（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。Iu = Iqsinα Iv = Iqsin (α−π / 3) Iw = Iqsin (α−2π / 3) and the phase current commands Iu to Iw do not depend on the time t. When a permanent magnet type synchronous motor is used as the motor 10, for example, the current command I * is determined so that the combined vector of the field flux generated by the permanent magnet and the magnetic flux generated by the winding is directed in the rotor radial direction. Good. This requires the electrical angle of the rotor, which can be obtained from the rotation sensor 20. For the control procedure of the permanent magnet type synchronous motor, see Japanese Patent Application No. 6-2669.
See also No. 02.
【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。The controller 18 continues such discharge control until the complete discharge state is detected (122). As a result, it is possible to use the winding of the motor 10 and the inverter 14 as a discharge load while controlling the motor 10 in a stopped state, and thus it is possible to eliminate or reduce anxiety of the vehicle operator and deterioration of the rotation system. . Further, there is no need to additionally install a discharge resistor or the like, and downsizing and cost reduction can be realized. In addition, it can be known that the terminal voltage VB of the battery 12 detected by the voltage sensor 38 has become equal to or lower than the predetermined value Vdis that the complete discharge state is reached. Alternatively, it may be detected that the integrated value of the discharge current IB (discharge current both Ah) detected by the current sensor 40 has become sufficiently large or the SOC obtained based on this has become sufficiently low. Further, in this embodiment, when the parking brake is not applied (10
In 2), complete discharge control is not executed. Therefore, even if the complete discharge control is performed under the condition where the inverter 14 is failing, the vehicle does not start,
The safety can be secured.
【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）。In the present embodiment, further, step 124 is executed when step 120 is executed, and the power conversion efficiency of the inverter 14 which is normally driven with high power conversion efficiency is forcibly reduced. Specifically, by increasing the frequency f of the carrier used in the inverter control unit 16, or increasing the gate resistance RG of the IGBTs Q1 to Q6, or decreasing the gate drive voltage B of the IGBTs Q1 to Q6, The power conversion loss in the inverter 14 is increased. Of course, these may be used in combination. By executing step 124, it is possible to discharge the battery 12 more efficiently and quickly during a complete discharge. In addition, heat consumption in the motor 10 can be reduced because the inverter 14 consumes the discharge power. When the complete discharge state is detected (122), the controller 18 restores the power conversion efficiency of the inverter 14 to the original state (126), turns off the relay 44 (104), and turns on the onboard charger 32 (). 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。When increasing the frequency f of the carrier, as shown in FIG. 4, the function of generating the carrier of the frequency f1 in the carrier wave oscillating unit 24 and the frequency f2 (<
The function of generating carriers of f1) is provided.
The controller 18 controls the frequency f2 during normal power conversion.
Carrier of frequency f1 when the complete discharge control is executed (when step 124 is executed).
u to 28 w. In this way, the switching loss of the IGBTs Q1 to Q6 increases when the complete discharge control is executed, so that the power conversion loss in the inverter 14 increases.
【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。When increasing the gate resistance RG of the IGBTs Q1 to Q6, as shown in FIG. 5, the resistance RG2 becomes the gate resistance RG of the IGBTs Q1 to Q6 during normal power conversion, and the resistance RG1 ( >
The switch 5 provided in the driver circuit 30 so that RG2) becomes the gate resistance RG of the IGBTs Q1 to Q6.
Control 2 By doing so, the switching of the IGBTs Q1 to Q6 becomes slow when the complete discharge control is executed,
The power conversion loss in the inverter 14 increases due to the transient increase in power consumption during switching.
【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。When lowering the gate drive voltage B of the IGBTs Q1 to Q6, as shown in FIG. 6, the voltage B1 becomes the gate drive voltage of the IGBTs Q1 to Q6 during the normal power conversion, and the voltage B2 becomes when the complete discharge control is executed. (<B
The switch 54 provided in the driver circuit 30 so that 1) becomes the gate drive voltage of the IGBTs Q1 to Q6.
Control. By doing so, the steady-state loss increases as a result of the collector-emitter saturation voltage of the IGBTs Q1 to Q6 increasing during execution of the complete discharge control, and the power conversion loss in the inverter 14 also increases.
【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。Second embodiment. FIG. 7 shows the configuration of an electric vehicle according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the first embodiment described above are omitted.
【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。In this embodiment, a relay 56 is provided between the connector 34 and the input end of the onboard charger 32.
However, a relay 58 is provided between the battery 12 and the input end of the onboard charger 32.
Both relays 56 and 58 are controlled by controller 18. Further, the on-board charger 32 includes a rectifier circuit 60, a chopper control unit 62, a step-up transformer 64, and a rectifier circuit 66. The AC voltage supplied from the AC power supply 36 via the connector 34 and the relay 56 is rectified by the rectifier circuit 60 and then supplied to the chopper control unit 62. The chopper control unit 62 performs chopping on the output of the rectifier circuit 60 according to the control signal supplied from the controller 18, and supplies the resulting AC voltage to the step-up transformer 64. Step-up transformer 6
4 boosts the output of the chopper control unit 62 and supplies it to the rectifier circuit 66. The rectifier circuit 66 rectifies the output of the booster transformer 64 and supplies it to the battery 12 as a charging voltage.
【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。FIG. 8 shows the flow of the operation of the controller 18 in this embodiment, particularly the operation of charging the battery 12. In this figure, the parts common to the first embodiment described above are omitted.
【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。In this embodiment, the controller 18
Resets the variable n to 0, turns off the relays 44 and 56, and turns on the relay 58 when the condition of step 108, 114 or 118 is satisfied (12
8). That is, the battery 12 is disconnected from the inverter 14, the on-board charger 32 is disconnected from the AC power supply 36, and the discharge output of the battery 12 is the relay 5
The situation that is input to the rectifier circuit 60 of the onboard charger 32 via 8 is generated.
【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）。The controller 18 also turns on the onboard charger 32 (130). As a result, the onboard charger 32, the main battery 12, and the relay 5
A closed loop containing 8 is formed. That is, the battery 1
The discharge output of 2 is input to the rectifier circuit 60, and the rectifier circuit 66
A state in which the output of is supplied to the battery 12 is formed.
Since the on-board charger 32 has a power conversion loss, the battery 12 will eventually reach a completely discharged state if such a state continues. The controller 18 detects that the battery 12 has reached a completely discharged state by the same method as in the first embodiment (122), and then turns off the onboard charger 32 (132). The controller 18 then turns off the relay 58 and (13
4) The relay 56 is turned on (136), and charging of the battery 12 by the output of the AC power supply 36 is started (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。Therefore, in this embodiment, since the closed loop including the battery 12, the relay 58 and the onboard charger 32, especially the complete discharge control of the battery 12 utilizing the power conversion loss of the onboard charger 32 is carried out. Without using a special discharge resistor, etc.
The battery 12 can be completely discharged. Further, in this embodiment, the relay 44 is used when the complete discharge control is executed.
Since it is turned off, no current flows through the motor 10, and therefore the motor 10 does not start rotating.
As a result, the same effect as that of the first embodiment described above can be realized.
【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）。Further, also in this embodiment, the control for forcibly reducing the power conversion loss can be implemented as in the first embodiment. That is, the chopper control unit 62 of the on-board charger 32 also has a switching element for chopping built therein similarly to the inverter 14, so that the switching frequency, the input resistance, and the drive voltage are switched so that the power for chopping is reduced. The conversion efficiency can be forcibly deteriorated and the battery 12 can be completely discharged more efficiently. Therefore, in the control procedure shown in FIG. 8, the output conversion efficiency of the chopper control unit 62 is forcibly deteriorated when step 130 is executed (138), and this efficiency is restored to the original state after the complete discharge is detected ( 140).
【００４０】[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。As described above, according to the first configuration of the present invention, when the battery is completely discharged, the motor and the driving power conversion circuit are used as the discharge load, so that the discharge resistance and the like are reduced. A battery discharge device for an electric vehicle that is small in size and low in cost can be obtained without the need for installation. Furthermore, during full discharge, the drive power conversion circuit is controlled so that the motor remains in a stopped state, so the motor does not rotate during full discharge, and the vehicle operator's anxiety and rotation The deterioration of the system can be eliminated or reduced. The present configuration can be applied to a case where an induction motor is used as the motor and a case where a permanent magnet type synchronous motor is used.
According to this configuration, since the complete discharge is prohibited when the parking brake is not applied, when the complete discharge control is performed under the condition where the drive power conversion circuit, for example, the inverter is failing. Even
The vehicle does not move, and safety can be secured.
【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。According to the second configuration of the present invention, at the time of complete discharge, a closed loop including the power conversion circuit for charging and the battery is first formed, and the complete discharge is performed while using this closed loop as a discharge load. Therefore, it is not necessary to attach a discharge resistor or the like, and a small-sized and low-cost battery discharge device for an electric vehicle can be obtained. Further, since the motor is not energized during the complete discharge, the motor does not rotate during the complete discharge, so that the vehicle operator does not feel anxious and the rotation system is less deteriorated.
【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。According to the present invention, whether or not it can be considered that the memory effect has occurred in the battery is judged based on the charge / discharge history, and when it can be considered that the memory effect has occurred, the complete discharge is carried out. Can be carried out at a suitable timing. Further, according to the present invention, since the complete discharge is performed when the SOC of the battery reaches a predetermined level or less, it is possible to perform the complete discharge in a situation where the complete discharge does not require much time, and the complete discharge can be completed in a short time. The discharge can be terminated. According to the present invention, further, since the complete discharge is performed when the user gives a discharge request, the complete discharge can be performed at an arbitrary timing.
【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。According to the present invention, during complete discharge, the power conversion efficiency in the driving or charging power conversion circuit is forcibly reduced by controlling the driving frequency, voltage or input resistance of the switching element. Therefore, it becomes possible to discharge the battery more efficiently and quickly when the battery is completely discharged. In particular, when the power conversion efficiency in the drive power conversion circuit is reduced and the discharge power consumption is shared, heat generation in the motor is reduced.
【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。FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an inverter control unit in this embodiment.
【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。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of operation of a controller in this embodiment.
【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。FIG. 4 is a diagram showing a method of forcibly degrading efficiency by switching carrier frequencies.
【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。FIG. 5 is a diagram showing a method of forced deterioration of efficiency by switching the gate resistance.
【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。FIG. 6 is a diagram showing a method of forcibly reducing efficiency by switching the IGBT drive voltage.
【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。FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of a main part of an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 8 is a flowchart showing a part of the flow of operations of the controller in this embodiment.
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。10 motors, 12 batteries, 14 inverters, 1
6 inverter control part, 18 controller, 24 carrier wave oscillating part, 30 driver circuit, 32 on-board charger, 36 AC power supply, 38 voltage sensor, 40
Current sensor, 44, 56, 58 relay, 46 parking switch, 48 charge switch, 50 discharge permission switch, 52, 54 switch, Q1 to Q6 IGB
T, VB battery terminal voltage, IB battery charge / discharge current, I * current command, ωr synchronous angular frequency, ωs slip angular frequency, f1, f2 carrier frequency, RG1, R
G2 gate resistance, B1, B2 IGBT drive voltage.
Claims (8)
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バッテリ放電装置。1. A battery discharge device mounted on a vehicle, comprising a battery having a property of generating a memory effect, a vehicle running motor supplied with drive power from the battery, and a drive power conversion circuit for controlling drive power. A means for forcibly discharging the battery to the extent that the memory effect can be considered to have been eliminated while using the motor and the driving power conversion circuit as a discharging load, and driving power so that the motor maintains a stopped state during the above-mentioned forced discharging. A means for controlling the conversion circuit, and a battery discharging device comprising:
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バッテ
リ放電装置。2. The battery discharge device according to claim 1, wherein the motor is an induction motor that receives a current supply from a battery via a drive power conversion circuit, and the current flowing through the motor is excited during the forced discharge. By controlling the drive power conversion circuit so that there is only current,
A battery discharge device characterized by maintaining a stopped state of a motor.
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バ
ッテリ放電装置。3. The battery discharge device according to claim 1, wherein the motor is a synchronous motor having a winding that receives supply of current from the battery via the driving power conversion circuit and a permanent magnet that generates a field flux. During the above-mentioned forced discharge, the driving power conversion circuit is controlled so that the combined vector of the field magnetic flux generated by the permanent magnet and the magnetic flux generated by the winding is directed in the radial direction of the rotor to maintain the stopped state of the motor. A battery discharge device characterized by.
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。4. The battery discharge device according to claim 1, comprising means for determining whether or not a parking brake is applied, and means for inhibiting the forced discharge when the parking brake is not applied. A battery discharge device characterized by the above.
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む閉ループを形成
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。5. A vehicle equipped with a battery that has a property of generating a memory effect and that is charged by charging power supplied from a charging power source outside the vehicle, and a charging power conversion circuit that controls the charging power. In the battery discharging device, a means for forming a closed loop including the charging power conversion circuit and the battery, and means for forcibly discharging the battery to the extent that the memory effect can be considered to have been eliminated while using the closed loop as a discharge load. A battery discharge device comprising:
において、 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する手段と、 バッテリの充電状態が所定程度以下に至ったことを検出
する手段と、 使用者からの放電要求を検出する手段と、 メモリ効果が発生したと見なせる場合、充電状態が所定
程度以下に至った場合又は放電要求が検出された場合
に、上記強制放電を実行させる手段と、 を備えることを特徴とするバッテリ放電装置。6. The battery discharging apparatus according to claim 1, wherein the battery discharging device has a means for judging whether or not it can be considered that a memory effect has occurred in the battery based on a charge / discharge history, and a state of charge of the battery is below a predetermined level. That the memory effect has occurred, if the state of charge has dropped below a predetermined level or if a discharge request has been detected. A means for performing forced discharge, and a battery discharge device comprising:
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。7. The battery discharge device according to claim 1, further comprising means for forcibly reducing the power conversion efficiency in the driving or charging power conversion circuit when performing the forced discharge. Battery discharge device.
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。8. The battery discharging device according to claim 7, wherein the driving or charging power conversion circuit includes a predetermined number of switching elements for switching the current supplied from the battery or the charging power source, and driving the switching elements. A battery discharge device, characterized in that power conversion efficiency in a driving or charging power conversion circuit is forcibly reduced by controlling frequency, voltage or input resistance.
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