JPH0946812A - Electric system for electric vehicle - Google Patents
Electric system for electric vehicleInfo
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- JPH0946812A JPH0946812A JP7214252A JP21425295A JPH0946812A JP H0946812 A JPH0946812 A JP H0946812A JP 7214252 A JP7214252 A JP 7214252A JP 21425295 A JP21425295 A JP 21425295A JP H0946812 A JPH0946812 A JP H0946812A
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源とし、
電圧形インバータを介して駆動される永久磁石形同期電
動機を備えた電気自動車の電気システムに関する。[0001] The present invention relates to a battery as a power source,
The present invention relates to an electric system of an electric vehicle including a permanent magnet type synchronous motor driven via a voltage type inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は、電池を電源とし、電圧形インバ
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を示している。図において、
１は主電池であり、単位電池１０を必要個数直列接続し
て構成されている。４は交流電動機５を駆動するインバ
ータである。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、主電池１とインバー
タ４とを電気的に接続し、または切り離すためのもので
ある。５は交流電動機であり、その軸は減速機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
ている誘導電動機が多く用いられている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a known power train of an electric vehicle which uses a battery as a power source and drives wheels by an AC electric motor through a voltage source inverter. In the figure,
Reference numeral 1 denotes a main battery, which is configured by connecting a required number of unit batteries 10 in series. Reference numeral 4 is an inverter that drives the AC motor 5. Reference numeral 3 is a protective fuse, which is used as necessary. A main switch 2 is for electrically connecting or disconnecting the main battery 1 and the inverter 4. Reference numeral 5 is an AC electric motor, the shaft of which is connected to the differential device 7 via a speed reducer 6 and drives wheels 81 and 82.
As the AC motor 5, an induction motor that is excellent in price, performance, and maintainability is often used.
【０００３】さて、電気自動車はエンジン自動車とほぼ
同じ性能が要求される。ここで、交流電動機のトルク−
回転数特性の一例を図４に示す。この図は、回転数０〜
Ｎ1まではトルク一定であり、Ｎ1よりも高速では出力一
定となる特性である。同図において、はアクセルペダ
ル踏込量が最大の場合、は最小、はその中間の場合
の特性を示している。An electric vehicle is required to have substantially the same performance as an engine vehicle. Here, the torque of the AC motor −
An example of the rotation speed characteristic is shown in FIG. This figure shows 0
The torque is constant up to N 1 , and the output is constant at a speed higher than N 1 . In the figure, indicates the characteristic when the accelerator pedal depression amount is the maximum, is the minimum, and the intermediate characteristic.
【０００４】電気自動車の重要な評価項目の一つにシス
テム効率がある。これはエンジン自動車の燃費に相当す
るものである。このシステム効率の大小は、電気自動車
の一充電走行距離に大きく影響する。電気自動車の場合
でもエンジン自動車と同様に、ほぼ定速走行では電動機
出力は小さく、加速時の最大出力の数分の１となる。し
かもこのような運転時間が長い。従って、電気自動車の
システム効率を高めることは、低出力範囲での効率を如
何に高めるかに帰結する。ここで、システム効率を左右
する主回路機器としては、交流電動機とインバータとが
ある。System efficiency is one of the important evaluation items of an electric vehicle. This corresponds to the fuel economy of engine vehicles. The magnitude of this system efficiency greatly affects the travel distance per charge of an electric vehicle. In the case of an electric vehicle as well as an engine vehicle, the output of the electric motor is small at almost constant speed running, which is a fraction of the maximum output during acceleration. Moreover, such driving time is long. Therefore, increasing the system efficiency of an electric vehicle results in how to increase the efficiency in the low output range. Here, as main circuit devices that influence system efficiency, there are an AC motor and an inverter.
【０００５】交流電動機に誘導電動機を使用する限り、
電動機の励磁電流は電動機電流から供給される。誘導電
動機の場合、この励磁電流が比較的大きいため（例えば
力率が０．７の場合、電動機電流の１／√２にも達す
る）、電動機電流そのものの値が大きくなってしまう。
また、インバータの発生損失はインバータ出力電流値
（電動機電流と同じ）に概略比例する。従って、車両駆
動用交流電動機として誘導電動機を用いる方法では、シ
ステム効率の向上に限界がある。As long as an induction motor is used as an AC motor,
The exciting current of the electric motor is supplied from the electric motor current. In the case of an induction motor, this exciting current is relatively large (for example, when the power factor is 0.7, it reaches 1 / √2 of the electric motor current), so that the value of the electric motor current itself becomes large.
Further, the loss generated in the inverter is approximately proportional to the inverter output current value (same as the motor current). Therefore, the method of using the induction motor as the vehicle-driving AC motor has a limit in improving the system efficiency.
【０００６】このような問題点に鑑み、永久磁石により
磁極を構成した回転子を有する、永久磁石形同期電動機
を用いたシステムが提案されている。このシステムで
は、電動機の励磁は永久磁石により行なうので励磁電流
が不要になり、励磁電流に伴う損失は発生しないため、
この分、誘導電動機を用いる場合に比べてシステム全体
の効率が向上する。In view of these problems, a system using a permanent magnet type synchronous motor having a rotor having magnetic poles formed by permanent magnets has been proposed. In this system, the excitation of the electric motor is performed by the permanent magnet, so the excitation current is not necessary and the loss due to the excitation current does not occur.
As a result, the efficiency of the entire system is improved as compared with the case where an induction motor is used.
【０００７】ここで、図５は回転子に円筒形永久磁石を
用いた永久磁石形同期電動機の公知例を示している。図
において、５１は軸、５２は円筒形永久磁石、５３は回
転子ヨークであり、これらによって回転子５５が構成さ
れている。また、５４は固定子ヨークである。Here, FIG. 5 shows a known example of a permanent magnet type synchronous motor using a cylindrical permanent magnet for the rotor. In the figure, 51 is a shaft, 52 is a cylindrical permanent magnet, 53 is a rotor yoke, and these constitute a rotor 55. Further, 54 is a stator yoke.
【０００８】永久磁石５２は円周方向に沿ってＮ極、Ｓ
極が交互に着磁されており、図では４極に着磁されてい
る。この永久磁石５２からは固定子ヨーク５４を介して
磁束５０１，５０２が常時発生しており、図示されてい
ない固定子巻線の電流を制御することにより、この電流
と前記磁束５０１，５０２とによる回転力が発生し、回
転子５５が回転する。The permanent magnet 52 has an N pole and an S pole along the circumferential direction.
The poles are magnetized alternately, and in the figure, the poles are magnetized. Magnetic fluxes 501 and 502 are constantly generated from the permanent magnet 52 via the stator yoke 54. By controlling the current of a stator winding (not shown), this current and the magnetic fluxes 501 and 502 are generated. Rotational force is generated and the rotor 55 rotates.
【０００９】図５に示した永久磁石形同期電動機を電気
自動車に適用する場合、同期電動機の界磁磁束が永久磁
石５２によって作られているため、磁束の大きさを大き
く変えること、すなわち弱め界磁運転が困難であり、電
気自動車駆動用交流電動機の性能としては致命的になっ
てしまう。When the permanent magnet type synchronous motor shown in FIG. 5 is applied to an electric vehicle, since the magnetic field flux of the synchronous motor is generated by the permanent magnet 52, the magnitude of the magnetic flux must be greatly changed, that is, the weakening field. The magnetic operation is difficult, and the performance of the AC motor for driving an electric vehicle becomes fatal.
【００１０】図６はこの様子を示したもので、実線は誘
導電動機の場合、一点鎖線は永久磁石形同期電動機の場
合である。同図では、電動機の回転数がＮ1の時に電動
機電圧Ｅが最大になる特性で示してある。図示するよう
に、誘導電動機の場合にはＮ1からＮmまで弱め界磁運転
が行えるのに対し、同期電動機の場合にはＮmsで出力
（トルクＴ）が零となってしまう。これは、Ｎ1より高
速では電動機誘起電圧がインバータの出力電圧より大き
くなり、電動機電流Ｉが急減することに起因している。FIG. 6 shows this state. The solid line shows the case of an induction motor, and the alternate long and short dash line shows the case of a permanent magnet type synchronous motor. In the drawing, the characteristic is shown in which the motor voltage E is maximized when the rotation speed of the motor is N 1 . As shown in the figure, in the case of the induction motor, the field weakening operation can be performed from N 1 to N m , whereas in the case of the synchronous motor, the output (torque T) becomes zero in N ms . This is because the motor induced voltage becomes higher than the output voltage of the inverter at a speed higher than N 1 and the motor current I sharply decreases.
【００１１】このため、図５に示した同期電動機におい
ても、回転数Ｎ1から高速域において弱め界磁制御を可
能とする方法が提案されている。図７は、公知の制御方
法による弱め界磁領域（Ｎ1よりも高速域）での電圧、
電流のフェーザ図を示している。以下、この図を用いて
動作を説明する。Therefore, in the synchronous motor shown in FIG. 5 as well, a method has been proposed in which field weakening control can be performed in the high speed range from the rotation speed N 1 . FIG. 7 shows the voltage in the field weakening region (higher speed region than N 1 ) according to the known control method,
The phasor diagram of the electric current is shown. The operation will be described below with reference to this figure.
【００１２】図７において、Ｅmはインバータ出力電圧
すなわち電動機端子電圧、Ｅ0は永久磁石の磁束によっ
て発生する電動機誘起電圧であり、その大きさはＥmよ
りも大きい。Ｉは電動機電流であり、ＩqとＩdとから構
成される。ＩqはＥ0と同相のｑ軸電流（トルク電流）で
あり、トルクはこの電流に比例する。ＩdはＩqと直交す
るｄ軸電流（磁化電流）であり、永久磁石の磁束を等価
的に減じさせる電流である。In FIG. 7, E m is the inverter output voltage, that is, the motor terminal voltage, E 0 is the motor induced voltage generated by the magnetic flux of the permanent magnet, and its magnitude is larger than E m . I is a motor current, which is composed of I q and I d . I q is a q-axis current (torque current) in phase with E 0 , and the torque is proportional to this current. I d is a d-axis current (magnetizing current) orthogonal to I q, and is a current that equivalently reduces the magnetic flux of the permanent magnet.
【００１３】Ｘqはｑ軸上で作用するｑ軸リアクタン
ス、Ｘdはｄ軸上で作用するｄ軸リアクタンスであり、
ＸはＸqとＸdとの合成リアクタンスである。電動機端子
から見たリアクタンスはこの合成リアクタンスＸとな
る。電動機誘起電圧Ｅ0が電動機端子電圧Ｅmより大きく
ても、Ｉdを流すことにより（Ｉqは指令されたトルクを
発生させるため大きさは決まってしまう）、図７のフェ
ーザ図のようになって弱め界磁領域での同期電動機の運
転が可能になる。X q is the q-axis reactance acting on the q-axis, X d is the d-axis reactance acting on the d-axis,
X is the combined reactance of X q and X d . The reactance seen from the motor terminal is this combined reactance X. Even if the motor induced voltage E 0 is larger than the motor terminal voltage E m , by flowing I d (the size of I q is determined because the commanded torque is generated), as shown in the phasor diagram of FIG. Therefore, it becomes possible to operate the synchronous motor in the field weakening region.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】図８は前述の弱め界磁
制御による同期電動機の電圧、電流、トルクの状態を回
転数ｎに対して示したものである。この図では、回転数
０〜Ｎ1はトルク一定、Ｎ1より高速では出力一定、すな
わちＴ∝１／Ｎの場合を示している。０〜Ｎ1の領域は
Ｉd＝０の運転領域であり、Ｎ＞Ｎ1の領域は弱め界磁領
域でＩd＜０である。Ｔ∝１／Ｎであるので、Ｉq∝１／
Ｎとなる。FIG. 8 shows the states of voltage, current, and torque of the above-mentioned synchronous motor by the field weakening control with respect to the rotational speed n. In this figure, the rotational speed 0 to N 1 shows the case of a constant torque, constant output is faster than N 1, namely T [alpha] 1 / N. Region of 0 to N 1 is the operating region of I d = 0, the region of N> N 1 is I d <0 in field weakening region. Since T∝1 / N, I q ∝1 /
N.
【００１５】Ｉdは、図８に示すように高速になるに従
って大きくなり、ＩdとＩqとのベクトル合成電流Ｉは、
図示するごとくトルクＴが最大となる回転数０〜Ｎ1の
領域ではＩ1である。なお、図では最大出力時に回転数
Ｎ2における電流がＩ1になるような電動機定数の場合で
示している。[0015] I d becomes larger with increasing speed as shown in FIG. 8, the vector resultant current I between I d and I q are
As shown in the figure, it is I 1 in the region of the rotational speed 0 to N 1 where the torque T is maximum. In the figure, the motor constant is shown so that the current at the rotation speed N 2 becomes I 1 at the maximum output.
【００１６】ここで問題になるのは、高速域における保
護であり、Ｅ0＞Ｅmとなる運転中にインバータ４の直流
側のスイッチ（図３の２に相当）が“開”となった場合
の保護の問題である。インバータ４の主回路は、図９に
示すようにトランジスタ４１とダイオード４２とにより
スイッチングアームを三相分構成し、このスイッチング
部の直流入力側に平滑コンデンサ４３が接続される。The problem here is the protection in the high speed range, and the switch on the DC side of the inverter 4 (corresponding to 2 in FIG. 3) is "open" during the operation where E 0 > E m . If it's a matter of protection. As shown in FIG. 9, the main circuit of the inverter 4 has a transistor 41 and a diode 42 which form a switching arm for three phases, and a smoothing capacitor 43 is connected to the DC input side of this switching section.
【００１７】前記主電池１とインバータ４との間の主ス
イッチ２が“閉”の状態であれば、平滑コンデンサ４３
の電圧は主電池１の電圧と等しいが、主スイッチ２が
“開”になると、平滑コンデンサ４３は図９のダイオー
ド４２を介して電動機誘起電圧Ｅ0の尖頭値の大きさに
充電される。高速域ではＥ0＞Ｅmであるから、この充電
電圧が平滑コンデンサ４３の許容電圧を超えた電圧にな
る可能性がある。このため、永久磁石形同期電動機によ
り弱め界磁制御を行なう場合、主スイッチ２により主電
池１とインバータ４との間の直流回路が“開”となって
も、平滑コンデンサ４３に必要以上の電圧が印加されな
いように保護する必要がある。If the main switch 2 between the main battery 1 and the inverter 4 is in the "closed" state, the smoothing capacitor 43
Is equal to the voltage of the main battery 1, but when the main switch 2 is opened, the smoothing capacitor 43 is charged to the peak value of the motor induced voltage E 0 via the diode 42 of FIG. . Since E 0 > E m in the high speed region, this charging voltage may exceed the allowable voltage of the smoothing capacitor 43. For this reason, when the field weakening control is performed by the permanent magnet type synchronous motor, even if the DC circuit between the main battery 1 and the inverter 4 is "opened" by the main switch 2, a voltage more than necessary is applied to the smoothing capacitor 43. It is necessary to protect it from being protected.
【００１８】この方法として、図１０に示す如くインバ
ータ４と永久磁石形同期電動機５’との間にスイッチ９
を挿入し、電動機運転中に主スイッチ２が“開”となる
異常動作が発生すると、上記スイッチ９を“開”として
電動機５’をインバータ４から切り離す方法が知られて
いる。As this method, as shown in FIG. 10, a switch 9 is provided between the inverter 4 and the permanent magnet type synchronous motor 5 '.
There is known a method in which the main switch 2 is opened during the operation of the electric motor and an abnormal operation occurs such that the switch 9 is opened and the electric motor 5 ′ is disconnected from the inverter 4.
【００１９】この方法において、直流側の主スイッチ２
及び交流側のスイッチ９の“開”，“閉”の制御は、制
御装置１００により電気的に行われている。なお、図１
０において、２１は主スイッチ２の制御線、４００はイ
ンバータ４の制御線、９１はスイッチ９の制御線であ
る。In this method, the DC side main switch 2
The control device 100 electrically controls the "open" and "close" of the switch 9 on the AC side. FIG.
In 0, 21 is a control line of the main switch 2, 400 is a control line of the inverter 4, and 91 is a control line of the switch 9.
【００２０】この方法で問題になるのは、（１）スイッ
チ９には正常運転時に電動機電流が流れるため、その大
きさに応じた通電性能が必要、（２）上記（１）項の通
電電流を遮断できる遮断性能が必要、であることから、
スイッチ９としては正常運転時の通電性能と遮断性能と
を有することが必要となり、異常発生時にのみ使用され
るスイッチであるにも関わらず大容量であるため大形か
つ高価になってしまう。The problem with this method is that (1) the motor current flows through the switch 9 during normal operation, so current-carrying performance according to the size of the motor current is required. (2) Current-carrying current of item (1) above. It is necessary to have a breaking performance that can cut off
It is necessary for the switch 9 to have energization performance and interruption performance during normal operation, and since it is a switch that is used only when an abnormality occurs, it has a large capacity and becomes large and expensive.
【００２１】本発明は上記課題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、大容量のスイッチ
を用いることなく、車両走行中の異常発生時に永久磁石
形同期電動機への電力供給を確実に停止して平滑コンデ
ンサに必要以上の電圧が印加されるのを防止するように
した実用的な電気自動車の電気システムを提供すること
にある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to supply electric power to a permanent magnet type synchronous motor when an abnormality occurs while the vehicle is running, without using a large capacity switch. It is an object of the present invention to provide a practical electric system for an electric vehicle in which the electric power is surely stopped to prevent an excessive voltage from being applied to the smoothing capacitor.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、インバータの交流出力側線
間を短絡させる接点を有するスイッチを備えたものであ
る。そして、請求項２に記載した発明のように、前記ス
イッチの接点は、当該電気システムの正常運転時に常時
“開”状態とし、電気自動車の走行中に前記インバータ
の直流入力側が“開”動作したときに“閉”動作してイ
ンバータの交流出力側線間を短絡する。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is provided with a switch having a contact for short-circuiting the AC output side lines of the inverter. Then, as in the invention described in claim 2, the contact of the switch is always in the “open” state during normal operation of the electric system, and the DC input side of the inverter is “open” while the electric vehicle is running. Occasionally, "close" operation is performed to short-circuit between the AC output side lines of the inverter.
【００２３】請求項３記載の発明は、同一のタイミング
で開閉制御される複数の接点を備えたスイッチを有し、
前記接点のうち少なくとも１個の第１の接点をインバー
タの直流入力回路の１線に接続すると共に、前記電動機
の相数がｍ（ｍは２以上の整数）の場合に少なくとも
（ｍ−１）個の第２の接点をインバータの交流出力回路
の（ｍ−１）の線間に各々接続し、かつ、第１の接点及
び第２の接点の開閉動作を逆にしたものである。そし
て、請求項４に記載した発明のように、前記第１の接点
は、当該電気システムの正常運転時に常時“閉”状態と
し、前記第２の接点は、当該電気システムの正常運転時
に常時“開”状態とすると共に、電気自動車の走行中に
インバータの直流入力側が“開”動作したときに“閉”
動作してインバータの交流出力側線間を短絡する。According to a third aspect of the present invention, there is provided a switch having a plurality of contacts that are controlled to open and close at the same timing,
At least one of the contacts is connected to one wire of the DC input circuit of the inverter, and at least (m-1) when the number of phases of the electric motor is m (m is an integer of 2 or more). Each of the second contacts is connected between lines (m-1) of the AC output circuit of the inverter, and the opening and closing operations of the first contact and the second contact are reversed. Then, as in the invention described in claim 4, the first contact is always in a “closed” state during normal operation of the electrical system, and the second contact is always in “closed” during normal operation of the electrical system. "Open" state and "closed" when the DC input side of the inverter is "open" while the electric vehicle is running
It operates and short-circuits between the AC output side lines of the inverter.
【００２４】本発明においては、電圧形インバータの交
流出力側線間に、平常運転時には“開”状態の接点を有
するスイッチを挿入し、直流入力側の主スイッチの開放
や保護ヒューズの溶断などによって直流入力側が“開”
動作したときに前記接点を“閉”動作させ、インバータ
の交流出力側線間を短絡させる。これにより、異常発生
時に電動機をインバータから電気的に切離し、電動機誘
起電圧によりインバータの平滑コンデンサに必要以上の
電圧が加わるのを防ぐ。In the present invention, a switch having a contact in an "open" state is inserted between the AC output side lines of the voltage source inverter during normal operation, and the DC switch is opened by opening the main switch or blowing the protective fuse. Input side is "open"
When operated, the contacts are "closed" to short the AC output side lines of the inverter. As a result, when an abnormality occurs, the electric motor is electrically disconnected from the inverter, and it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the smoothing capacitor of the inverter due to the motor induced voltage.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施の
形態を説明する。まず、請求項１，２の発明の実施形態
を説明する。図１は、この実施形態の全体的な構成を示
すものであり、図１０と同一の構成要素には同一番号を
付してある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, embodiments of the invention of claims 1 and 2 will be described. FIG. 1 shows the overall configuration of this embodiment, and the same components as those in FIG. 10 are given the same numbers.
【００２６】図１において、電圧形インバータ４と永久
磁石形同期電動機５’との間にはスイッチ９０が接続さ
れており、このスイッチ９０は主接点９２，９３を備え
ている。主接点９２，９３はその“閉”動作によりイン
バータ４の交流出力側線間を短絡するものであり、これ
らの主接点９２，９３は制御装置１００から制御線９１
を介して送られる制御信号により開閉制御される。In FIG. 1, a switch 90 is connected between the voltage type inverter 4 and the permanent magnet type synchronous motor 5 ', and this switch 90 has main contacts 92, 93. The main contacts 92, 93 short-circuit the AC output side lines of the inverter 4 by the "closing" operation, and these main contacts 92, 93 are connected from the control device 100 to the control line 91.
Opening / closing is controlled by a control signal sent via the.
【００２７】電気システムが正常に作動している平常運
転時には、主接点９２，９３は常時“開”となってい
る。高速走行中に主スイッチ２が“開”になるような異
常動作が発生した場合、制御装置１００がこれを検出し
てインバータ４の運転を停止すると共に、主接点９２，
９３を“閉”としてインバータ４の出力側線間を短絡す
る。During normal operation in which the electrical system is operating normally, the main contacts 92, 93 are always "open". When an abnormal operation such that the main switch 2 is opened during high-speed traveling occurs, the control device 100 detects this and stops the operation of the inverter 4, and the main contact 92,
By making 93 "closed", the output side lines of the inverter 4 are short-circuited.
【００２８】一般にこの種の電動機は高速時の弱め界磁
制御を行うため、電動機５’のリアクタンスはもともと
大きく設定されており、電動機５’の入力側を短絡して
も異常に大きな電流が流れる恐れはなく、せいぜい定格
電流の２倍以下であって次第に減衰していく。ここで、
主スイッチ２の異常動作は、詳述しないが、主スイッチ
２の接点自体の開閉状態を監視したり、インバータ４の
電圧、電流を監視する等の方法により容易に検出可能で
ある。なお、保護ヒューズ３が溶断した場合にも、これ
を何らかの方法により検出して主接点９２，９３を
“閉”とし、インバータ４の出力側線間を短絡すればよ
い。Generally, since this type of electric motor performs field weakening control at high speed, the reactance of the electric motor 5'is originally set to a large value, and an abnormally large current may flow even if the input side of the electric motor 5'is short-circuited. At most, it is less than twice the rated current and attenuates gradually. here,
Although not described in detail, the abnormal operation of the main switch 2 can be easily detected by a method such as monitoring the open / closed state of the contact itself of the main switch 2 or monitoring the voltage and current of the inverter 4. Even if the protective fuse 3 is blown, it may be detected by some method to close the main contacts 92 and 93 and short-circuit the output side lines of the inverter 4.
【００２９】この実施形態によれば、従来のごとくイン
バータ４と電動機５’との間のスイッチを開放して電動
機５’への給電を停止する手段によらずに、高速運転中
の異常発生時に電動機５’の誘起電圧によってインバー
タ４内の平滑コンデンサに必要以上の電圧が加わるのを
防止することができる。また、スイッチ９０は平常運転
時に常時“開”であり、異常時にのみ“閉”となってさ
ほど大きくない短絡電流を通流できる能力を持っていれ
ば良く、通電性能上、従来のように大容量である必要は
ないと共に、大電流の遮断能力も不要である。According to this embodiment, when an abnormality occurs during high-speed operation, there is no need for opening the switch between the inverter 4 and the electric motor 5'to stop the power supply to the electric motor 5'as in the conventional case. It is possible to prevent an undesired voltage from being applied to the smoothing capacitor in the inverter 4 due to the induced voltage of the electric motor 5 '. Further, the switch 90 is always “open” during normal operation, and is “closed” only in case of an abnormality, so long as it has the ability to pass a not so large short-circuit current. It does not have to be a capacity, nor is it required to have a large current interruption capability.
【００３０】次に、図２は請求項３，４記載の発明の実
施形態を示す全体構成図である。この図においても、図
１０と同一の構成要素には同一番号を付してある。図２
において、保護ヒューズ３とインバータ４との間には、
開閉駆動部２５により同一のタイミングで開閉される主
接点２２，２３，２４を備えたスイッチ２０が接続され
ており、このうち、第１の接点としての主接点２２が保
護ヒューズ３とインバータ４との間に挿入されている。Next, FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the invention described in claims 3 and 4. Also in this figure, the same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. FIG.
At, between the protective fuse 3 and the inverter 4,
A switch 20 having main contacts 22, 23, 24 that are opened and closed at the same timing by an open / close drive unit 25 is connected, and the main contact 22 as the first contact is connected to the protective fuse 3 and the inverter 4. Has been inserted between.
【００３１】上記スイッチ２０において、第１の接点と
しての主接点２２は図１０の主スイッチ２に相当し、第
２の接点としての主接点２３，２４は図１の主接点９
２，９３に相当している。また、主接点２２と主接点２
３，２４との動作は逆になっており、主接点２２が
“閉”の時は主接点２３，２４が“開”である。開閉駆
動部２５は制御回路１００から制御線２１を介して送ら
れる制御信号により作動し、いかなる時も主接点２２，
２３，２４を同一タイミングで開閉するものである。In the switch 20, the main contact 22 as the first contact corresponds to the main switch 2 in FIG. 10, and the main contacts 23 and 24 as the second contacts are the main contact 9 in FIG.
It corresponds to 2,93. In addition, the main contact 22 and the main contact 2
The operations with respect to 3 and 24 are reversed, and when the main contact 22 is "closed", the main contacts 23 and 24 are "open". The open / close drive unit 25 is operated by a control signal sent from the control circuit 100 through the control line 21, and the main contact 22,
23 and 24 are opened and closed at the same timing.
【００３２】この実施形態において、平常運転時には主
接点２２は“閉”状態にあるが、何らかの理由により主
接点２２が“開”動作すると、同一のタイミングで主接
点２３，２４が“閉”となり、インバータ４の交流出力
側各線間を短絡する。また、保護ヒューズ３の溶断時に
は、これを検出して主接点２２を“開”とし、同時に主
接点２３，２４を“閉”動作させることにより、インバ
ータ４の交流出力側各線間を短絡する。よって、この実
施形態でも、異常発生時において平滑コンデンサに必要
以上の電圧が印加されるのを未然に防止することが可能
である。In this embodiment, the main contact 22 is in a "closed" state during normal operation, but if the main contact 22 is "opened" for some reason, the main contacts 23 and 24 will be "closed" at the same timing. , The AC output side lines of the inverter 4 are short-circuited. When the protective fuse 3 is blown, this is detected to open the main contact 22 and simultaneously close the main contacts 23 and 24 to short-circuit the AC output side lines of the inverter 4. Therefore, also in this embodiment, it is possible to prevent the excessive voltage from being applied to the smoothing capacitor when an abnormality occurs.
【００３３】上述した実施形態では、インバータ４及び
同期電動機５’が三相の場合につき説明したが、一般に
ｍ（ｍは２以上の整数）相の場合には、交流回路の（ｍ
−１）の線間に（ｍ−１）個の第２の接点（短絡用の接
点）を接続すれば良い。なお、図示例は接点数を最少と
した場合のものであるが、交流側の全線間にｍ個の第２
の接点を接続しても良い。In the above-mentioned embodiment, the case where the inverter 4 and the synchronous motor 5'have three phases has been described. However, in general, in the case of m (m is an integer of 2 or more) phases,
It suffices to connect (m-1) second contacts (short-circuit contacts) between the lines -1). In addition, the illustrated example is the case where the number of contacts is minimized, but m second
You may connect the contact of.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、弱め界磁
制御中に主スイッチが開放される等の異常が発生した場
合に、インバータの交流出力側線間を短絡し、インバー
タと電動機とを実質的に切り離したのと同一の作用を得
て平滑コンデンサに必要以上の電圧が印加されるのを防
止することができる。この場合の短絡用スイッチは、平
常時は“開”であって電流が流れず、異常時にのみ
“閉”となってさほど大きくない短絡電流を通流できる
能力を持っていれば良く、高い通電性能や遮断性能を求
められないため大容量である必要はない。よって、スイ
ッチの小形軽量化、低価格化を図ることができる。As described above, according to the present invention, when an abnormality such as the opening of the main switch occurs during the field weakening control, the AC output side wires of the inverter are short-circuited, and the inverter and the electric motor are substantially connected. It is possible to prevent the application of an unnecessarily high voltage to the smoothing capacitor by obtaining the same effect as that of the smooth disconnection. In this case, the short-circuiting switch should be "open" in normal times and do not flow current, and should be "closed" only in case of an abnormality so that it can pass a modest short-circuit current. It does not need to have a large capacity because performance and interruption performance are not required. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the switch and to reduce the cost.
【図１】請求項１，２の発明の実施形態を示す全体構成
図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the invention of claims 1 and 2.
【図２】請求項３，４の発明の実施形態を示す全体構成
図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the invention of claims 3 and 4.
【図３】電気自動車の公知のパワートレインを示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a known power train of an electric vehicle.
【図４】交流電動機のトルク−回転数特性の一例を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of torque-rotation speed characteristics of an AC electric motor.
【図５】同期電動機の公知例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a known example of a synchronous motor.
【図６】誘導電動機及び従来の永久磁石形同期電動機の
特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of an induction motor and a conventional permanent magnet type synchronous motor.
【図７】公知の制御方法による弱め界磁領域での電圧、
電流のフェーザ図である。FIG. 7 is a voltage in a field weakening region according to a known control method,
It is a phasor figure of an electric current.
【図８】弱め界磁制御による従来の永久磁石形同期電動
機の特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of a conventional permanent magnet type synchronous motor with field weakening control.
【図９】電圧形インバータの主回路構成図である。FIG. 9 is a main circuit configuration diagram of a voltage source inverter.
【図１０】従来技術の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional technique.
１ 主電池 ２ 主スイッチ ３ 保護ヒューズ ４ 電圧形インバータ ５’ 永久磁石形同期電動機 ２１，９１，４００ 制御線 ２２，２３，２４，９２，９３ 主接点 ２５ 開閉駆動部 ２０，９０ スイッチ １００ 制御装置 1 Main Battery 2 Main Switch 3 Protective Fuse 4 Voltage Inverter 5'Permanent Magnet Synchronous Motor 21, 91, 400 Control Lines 22, 23, 24, 92, 93 Main Contact 25 Opening / Closing Drive 20, 90 Switch 100 Control Unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０３ Ｈ０２Ｐ 5/408 Ｃ (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 菊池 俊雄 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 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 麻生 剛 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─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02P 7/63 303 H02P 5/408 C (72) Inventor Toshi Kusumoto Satoshi Tanabe Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture No. 1-11 Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Kikuchi 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shinichiro Kitada 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Japan Nissan Motor Co., Ltd. In-house (72) Inventor Go Aso 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (4)
して車両駆動用の永久磁石形同期電動機を駆動する電気
自動車の電気システムにおいて、 インバータの交流出力側線間を短絡させる接点を有する
スイッチを備えたことを特徴とする電気自動車の電気シ
ステム。1. An electric system of an electric vehicle, which uses a battery as a power source and drives a permanent magnet type synchronous motor for driving a vehicle through a voltage type inverter, comprising a switch having a contact for short-circuiting the AC output side lines of the inverter. The electric system of an electric vehicle, which is characterized by that.
ムにおいて、 前記スイッチの接点は、当該電気システムの正常運転時
に常時“開”状態とし、電気自動車の走行中に前記イン
バータの直流入力側が“開”動作したときに“閉”動作
してインバータの交流出力側線間を短絡することを特徴
とする電気自動車の電気システム。2. The electric system of the electric vehicle according to claim 1, wherein the contact of the switch is always in an “open” state during normal operation of the electric system, and the direct current input side of the inverter is “open” during traveling of the electric vehicle. An electric system for an electric vehicle, which is characterized in that when it is "open", it is "closed" to short-circuit between the AC output side lines of the inverter.
して車両駆動用の永久磁石形同期電動機を駆動する電気
自動車の電気システムにおいて、 同一のタイミングで開閉制御される複数の接点を備えた
スイッチを有し、前記接点のうち少なくとも１個の第１
の接点をインバータの直流入力回路の１線に接続すると
共に、前記電動機の相数がｍ（ｍは２以上の整数）の場
合に少なくとも（ｍ−１）個の第２の接点をインバータ
の交流出力回路の（ｍ−１）の線間に各々接続し、か
つ、第１の接点及び第２の接点の開閉動作を逆にしたこ
とを特徴とする電気自動車の電気システム。3. An electric system of an electric vehicle which uses a battery as a power source and drives a permanent magnet type synchronous motor for driving a vehicle through a voltage type inverter, and a switch having a plurality of contacts which are controlled to open and close at the same timing. A first of at least one of said contacts
Is connected to one wire of the DC input circuit of the inverter, and at least (m-1) second contacts are connected to the AC of the inverter when the number of phases of the motor is m (m is an integer of 2 or more). An electric system of an electric vehicle, characterized in that each of them is connected between (m-1) lines of an output circuit and the opening and closing operations of a first contact and a second contact are reversed.
ムにおいて、 前記第１の接点は、当該電気システムの正常運転時に常
時“閉”状態とし、 前記第２の接点は、当該電気システムの正常運転時に常
時“開”状態とすると共に、電気自動車の走行中に前記
インバータの直流入力側が“開”動作したときに“閉”
動作してインバータの交流出力側線間を短絡することを
特徴とする電気自動車の電気システム。4. The electric system of the electric vehicle according to claim 3, wherein the first contact is always in a “closed” state during normal operation of the electric system, and the second contact is normal of the electric system. It is always "open" during operation and "closed" when the DC input side of the inverter is "open" while the electric vehicle is running.
An electric system for an electric vehicle, which operates to short-circuit between AC output side lines of an inverter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214252A JPH0946812A (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Electric system for electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7214252A JPH0946812A (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Electric system for electric vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946812A true JPH0946812A (en) | 1997-02-14 |
Family
ID=16652688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7214252A Pending JPH0946812A (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Electric system for electric vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0946812A (en) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2778799A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-19 | Mannesmann Sachs Ag | STEERING SYSTEM FOR A PERMANENTLY EXCITED ELECTRIC MOTOR WITH AT LEAST ONE PHASE |
| WO2007005629A2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| WO2008135327A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Robert Bosch Gmbh | Error correction in an electrical machine of a hybrid drive |
| JP2009017694A (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | Variable flux drive system |
| WO2009083342A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an electrical network, in particular of a motor vehicle |
| JP2009219225A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Toyota Motor Corp | Vehicle driving system |
| JP2009280973A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Control unit for construction machinery, and construction machinery using the same |
| JP2010200490A (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Overvoltage protector |
| JP2011024326A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Daikin Industries Ltd | Power converter |
| US8179068B2 (en) | 2006-07-24 | 2012-05-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Variable-flux motor drive system |
| WO2011020650A3 (en) * | 2009-08-20 | 2012-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Circuit assembly for a motor vehicle |
| US8228008B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor controlling apparatus |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP7214252A patent/JPH0946812A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2778799A1 (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-19 | Mannesmann Sachs Ag | STEERING SYSTEM FOR A PERMANENTLY EXCITED ELECTRIC MOTOR WITH AT LEAST ONE PHASE |
| WO2007005629A2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Siemens Vdo Automotive Corporation | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| WO2007005629A3 (en) * | 2005-06-30 | 2008-03-20 | Siemens Vdo Automotive Corp | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| US7426099B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-09-16 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Controller method, apparatus and article suitable for electric drive |
| JP2009500994A (en) * | 2005-06-30 | 2009-01-08 | シーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ コーポレイション | Control method, control device and control member suitable for electric drive mechanism |
| US8179068B2 (en) | 2006-07-24 | 2012-05-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Variable-flux motor drive system |
| CN105871143A (en) * | 2006-07-24 | 2016-08-17 | 株式会社东芝 | Variable-flux motor drive system |
| WO2008135327A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Robert Bosch Gmbh | Error correction in an electrical machine of a hybrid drive |
| US8228008B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor controlling apparatus |
| EP2154778B1 (en) * | 2007-06-07 | 2017-04-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor controller |
| JP2009017694A (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Toshiba Corp | Variable flux drive system |
| KR20100095030A (en) * | 2007-12-27 | 2010-08-27 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | Method for operating an electrical network, in particular of a motor vehicle |
| WO2009083342A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an electrical network, in particular of a motor vehicle |
| US8829709B2 (en) | 2007-12-27 | 2014-09-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an electrical network, in particular of a motor vehicle |
| JP2009219225A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Toyota Motor Corp | Vehicle driving system |
| JP2009280973A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Control unit for construction machinery, and construction machinery using the same |
| JP2010200490A (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Overvoltage protector |
| JP2011024326A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Daikin Industries Ltd | Power converter |
| WO2011020650A3 (en) * | 2009-08-20 | 2012-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Circuit assembly for a motor vehicle |
| CN102648580A (en) * | 2009-08-20 | 2012-08-22 | 罗伯特·博世有限公司 | Circuit assembly for a motor vehicle |
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