TW202337734A

TW202337734A - 電動車輛

Info

Publication number: TW202337734A
Application number: TW112110685A
Authority: TW
Inventors: 神戶佑太; 少覚功; 木村吏; 森雅裕
Original assignee: 日商本田技研工業股份有限公司
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2023-03-22
Publication date: 2023-10-01
Also published as: WO2023188151A1

Abstract

本發明所涉及的電動車輛，具備：第1電池單元，產生第1電力；電動馬達，可根據前述第1電力產生動力；第2電池單元，產生比前述第1電力更小的第2電力；功能部，根據前述第2電力以實現用於使前述電動馬達成為可驅動控制之狀態的功能；以及電力轉換部，在以前述電動馬達產生感應電壓的情況下將該感應電壓予以轉換而供給於前述功能部。

Description

電動車輛

本發明主要有關於電動車輛。

在車輛中存在一種電動車輛(參照專利文獻1)，該電動車輛，具備：電動馬達、產生用於進行該電動馬達之驅動控制的電力的主電池單元、以及用於進行輔機的驅動控制的副電池單元。例如，可在主電池單元使用鋰離子電池，可在副電池單元使用鉛蓄電池。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1 國際公開第2018/147046號

[發明所欲解決之問題]

一般來說，在電池單元有發生起因於自體放電等的電池耗盡(BatteryDown)的情形。特別是，副電池單元的電池容量相較於主電池單元較小的情形佔大多數，於副電池單元產生電池耗盡的情況下，即使是主電池單元可利用仍可能難以活用電動車輛。就此觀點，於專利文獻1的構成仍有改善的餘地。

本發明的目的在於：舉例提供考慮了電動車輛之電池耗盡的新規構造。 [解決問題之技術手段]

本發明的第1側面是有關於電動車輛，前述電動車輛，其特徵為：具備：第1電池單元，產生第1電力；電動馬達，可根據前述第1電力產生動力；第2電池單元，產生比前述第1電力更小的第2電力；功能部，根據前述第2電力以實現用於使前述電動馬達成為可驅動控制之狀態的功能；以及電力轉換部，在以前述電動馬達產生感應電壓的情況下將該感應電壓予以轉換而供給於前述功能部。 [發明效果]

依據本發明，即使在於第2電池單元發生電池耗盡的情況下仍可活用電動車輛。

以下，參照所附圖式詳細說明實施方式。此外，以下的實施方式並非用於限定專利申請的範圍所涉及之發明，而且在實施方式所說明的特徵之組合的全部不完全是發明所必須。在實施方式說明的複數特徵之中兩個以上的特徵也可以任意組合。另外，同一或者同樣的構成則給予同一的參照號碼，省略重複的說明。

圖1是作為參考例的車輛1’的示意圖。車輛1’具備：車輪11、電動馬達12、以及操作部13。車輛1’在本例中雖設定為以前輪及後輪作為車輪11來配備的摩托車，但作為其他例子也可以是三輪車或四輪車，車輪的數量並非受限於本例。另外，車輛1’雖設定為跨騎型車輛，但不限於此。

另外，車輛1’是以電動馬達12作為動力源的電動車輛。通常在電動馬達12，可使用三相馬達(三相交流馬達)，但也可以使用其他馬達。電動馬達12的動力，通常被傳遞至後輪，但也可以是傳遞至前輪的構成。

在本例中，操作部13，包含：加速控件13a、剎車控件13b、轉向控件13c、以及主開關13d。加速控件13a被採用於車輛1’的發動及加速。剎車控件13b被採用於車輛1’的減速及停止。另外，轉向控件13c被採用於變更車輛1’的行進方向。於控件13a~13c，採用桿式、踏板式、握把式等，公知的構成即可。使用者(駕駛人或騎士)，可以使用這些控件13a~13c來進行車輛1’的加速、減速、轉向等的駕駛操作。

主開關13d用於使車輛1’起動，可以挑選ON狀態(容許車輛1’起動的狀態)或OFF狀態(限制車輛1’起動的狀態)，換言之，被採用於切換車輛1’的起動狀態及停止狀態。車輛1’的起動狀態，是指電力供給於電動馬達12及用於將其驅動的要素(主要是車載零件或其一部分)而可驅動控制電動馬達12的狀態，主要為使用者可使用加速控件13a來執行車輛1’的駕駛操作的狀態。車輛1’的停止狀態是由使用者使用加速控件13a的駕駛操作受到限制的狀態，此時，也可以電力供給於電動馬達12及用於驅動其的要素，但也可以實質上未供給。

在主開關13d，通常可使用以點火鑰匙所致之方式，但亦可使用多種方式。在此觀點，主開關13d也可以描述為車輛起動部或簡稱為起動部等。

圖2是表示車輛1’之電力系統的系統方塊圖。車輛1’，進一步具備：馬達驅動器14、控制裝置15、主電池單元16、以及副電池單元17。

馬達驅動器14，構成為可實現電動馬達12的驅動控制。在使用三相馬達作為電動馬達12的本例中，藉由電流分別供給於形成其定子線圈的3個線圈(U相線、V相線及R相線)以使轉子旋轉。馬達驅動器14個別地控制3個線圈的電流值，藉此可以使轉子的旋轉態樣成為期望的狀態。

在本例中，馬達驅動器14，包含：根據後述電力PW1’而動作的預驅動器141、以及根據後述電力PW1而動作的輸出驅動器142。預驅動器141根據來自於後述控制部15a的控制訊號而驅動輸出驅動器142。輸出驅動器142，包含：電晶體M1a、M1b、M2a、M2b、M3a及M3b。電晶體M1a及M1b被串列連接，這些之間的節點連接於第1線圈(例如U相線)。電晶體M2a及M2b被串列連接，這些之間的節點連接於第2線圈(例如V相線)。另外，電晶體M3a及M3b被串列連接，這些之間的節點連接於第3線圈(例如W相線)。此外，在這些電晶體M1a，使用二極電晶體、DMOS(Double Diffused Metal Oxide Semiconductor)電晶體等，公知的高崩潰電壓電晶體即可。

控制裝置15包含第1控制部15a、以及第2控制部15b。控制部15a藉由個別地控制馬達驅動器14的電晶體M1a等而可個別地控制3個線圈的電流值，藉此可以將轉子的旋轉態樣成為期望的狀態。

控制部15b進行用於使車輛1’成為起動狀態之輔機19的驅動控制。在輔機19的概念中，除了冷卻用泵等，直接有關於使車輛1’成為起動狀態及/或適當地維持該起動狀態的要素之外，可包含測量儀器、感測器等，支援車輛1’行走的要素。就上述功能之多樣化的觀點，控制部15b也可以描述為功能部。

主電池單元16產生被用於電動馬達12、馬達驅動器14及控制部15a之驅動控制的電力PW1。主電池單元16，輸出例如200V(伏特)等，比較高的高電壓。在主電池單元16，通常可使用鋰離子電池等。

副電池單元17產生被用於控制部15b之驅動控制的電力PW2。電力PW2比電力PW1更小。副電池單元17，輸出例如12V等，比較低的低電壓。在副電池單元17，通常可使用鉛蓄電池等。

在這點上，車輛1’具備的上述要素之中，直接有關於動力源及其驅動控制的要素，在本例中，電動馬達12、馬達驅動器14及控制部15a可分類為高功率系要素。另外，與這些高功率系要素不同之其他要素，在本例中，輔機19及控制部15b可分類為低功率系要素。另一方面，電力系統彼此不同的這些控制部15a及15b，以可適當地實現系統整體的控制作為目的之一，可封裝於同一基板上，或藉由單一的半導體裝置實現。附帶一提，馬達驅動器14，也可與控制裝置15一起封裝於同一基板上，或作為控制裝置15的一部分來構成。

此外，主電池單元16及副電池單元17皆輸出DC(Direct Current)電壓，所以電力PW1及PW2也可以分別改稱為電壓PW1及PW2。主電池單元16及副電池單元17，也可以分別描述為第1電池單元16及第2電池單元17，或也可以單純描述為電池單元16及17。

在本例中，車輛1’，進一步具備：關開元件21a、電力轉換部22、以及調整器23a及23b。

關開元件21a配置於主電池單元16和電力線PWL1之間，可控制主電池單元16的電力PW1是否可輸出至電力線PWL1。另外，主開關13d可控制副電池單元17的電力PW2是否可輸出至電力線PWL2。在本例中，回應主開關13d成為ON狀態的情形，關開元件21a成為ON狀態，電力PW1經由電力線PWL1而供給於要素。與此約略同時，電力PW2經由電力線PWL2而供給於要素。

電力轉換部22配置於電力線PWL1、以及用於傳遞電力PW1’的電力線PWL1’之間，以將電力PW1，轉換成與電動馬達12、馬達驅動器14及控制部15a對應的電力PW1’。在本例中，於電力轉換部22，使用DCDC轉換器等，公知的電壓轉換部即可。

調整器23a配置於電力線PWL1’和控制部15a之間，以限制電力線PWL1’的電力PW1’而將既定的恆定電壓(例如15V)供給於控制部15a。調整器23b配置於電力線PWL2和控制部15b之間，以限制電力線PWL2的電力PW2而將既定的恆定電壓(例如5V)供給於控制部15b。

簡單總結就是，在彼此獨立的電壓被供給於控制部15a及15b的狀態下，控制部15a控制馬達驅動器14且控制部15b控制輔機19。藉由如此般的構成，電動馬達12的驅動控制成為可能，可使車輛1’成為起動狀態。

此外，關開元件21a、電力轉換部22、以及調整器23a及23b的全部/一部分，也可與控制裝置15一起封裝於同一基板上，或作為控制裝置15的一部分來構成。

另外，車輪11在圖2的例中設定為與電動馬達12的旋轉軸直接連結，但作為其他例子也可以動力傳遞機構設置於電動馬達12和車輪11之間的路徑。此動力傳遞機構，可包含CVT(無段自動變速器)等，公知的變速機。而且作為其他例子，此動力傳遞機構也可以進一步包含離合器機構。此情況下，在離合器機構連結狀態的期間，電動馬達12的動力傳遞至車輪11，在離合器機構非連結狀態的期間，從電動馬達12至車輪11為止的動力傳遞路徑被遮斷而電動馬達12的動力不會傳遞至車輪11。

但是，即使車輛1’是停止狀態，仍有在主電池單元16及副電池單元17發生起因於自體放電等的電池耗盡(Battery Down)的情形。特別是，副電池單元17的電池容量相較於主電池單元16較小的情形佔大多數。因此，在副電池單元17產生電池耗盡的情況下即使是可利用主電池單元16仍可能難以活用車輛1’。

如此般的情況下，必須藉由使用者的手動所致之推或拉(操作使用)使車輛1’移動至可維修的地點。然而，因為主電池單元16的重量較重，所以操作使用所造成之車輛1’的移動困難的情況也不少。因此，須要即使是暫定性仍使車輛1’成為起動狀態的構成。

圖3是表示實施方式所涉及的車輛1之電力系統的系統方塊圖。車輛1具備控制部15b2來代替控制部15b，另外，進一步具備電力轉換部31及調整器32。

控制部15b2具備與控制部15b同樣地實現輔機19之驅動控制的功能，在控制部15b2中，此功能根據調整器23b的輸出電壓及/或調整器32的輸出電壓實現。此功能可藉由例如調整器23b及調整器32的各個經由整流器與內置於控制部15b2的電力線連接來實現。

電力轉換部31配置於電力線PWL1’和控制部15b2之間，另外，調整器32配置於電力轉換部31和控制部15b2之間，藉此，將電力線PWL1’的電力PW1’予以轉換而成為可供給與控制部15b2對應的電壓。在電力轉換部31，使用公知的DC/DC轉換器即可，雖採用隔離式DC/DC轉換器較佳但也可以採用非隔離式DC/DC轉換器。

依據如此般的構成，在電動馬達12產生感應電壓的情況下，控制部15b2根據該感應電壓進行輔機19的驅動控制，車輛1成為可起動。使用者並非將上述般成為起動狀態的車輛1進行操作使用，藉由最小限度的運轉操作，而成為可移動至可維修的地點，且可以在該地點進行副電池單元17的更換。如此般的車輛1的起動態樣也可以描述為緊急起動。

上述的緊急起動，因為要求被限制於使用者非預期的情況下，所以根據主開關13d設定有效/無效即可。在此，主開關13d在ON狀態的時候容許車輛1的起動，在OFF狀態的時候限制車輛1的起動。因此，例如，電力轉換部31在主開關13d為ON狀態的情況下設定為有效(設定為可實現功能)，主開關13d為OFF狀態的情況下設定為無效(設定為限制功能的一部分/全部)即可。此設定，可藉由將電力轉換部31，構成為可將主開關13d的狀態作為賦能訊號接收來實現。其結果，在主開關13d為ON狀態的情況下，電動馬達12可藉由以控制部15b2所致之輔機19的驅動控制成為可驅動控制，換言之，可實現緊急起動。另一方面，在主開關13d為OFF狀態的情況下，電動馬達12藉由控制部15b2所致之輔機19的驅動控制而成為無法驅動控制，換言之，緊急起動受到限制。

另外，因為在可利用副電池單元17的情況下，可不使用上述的緊急起動地起動車輛1，所以不須要電力轉換部31。因此，也可以電力轉換部31以在不須要的情況下可拆卸的方式，構成為可裝卸。或是，電力轉換部31，也可構成為可切換有效/無效，以使其功能在不須要的情況下受限制，該切換也可以根據電力線PWL2的電力PW2進行。例如，電力轉換部31，也可以構成在電力PW2不供給於電力線PWL2的情況下成為有效，且在電力PW2供給於電力線PWL2的情況下成為無效。以同樣的主旨，附屬地或替代地，調整器32也可以構成為可裝卸，也可以構成為可切換有效/無效。

另外，車輛1也可以進一步具備通知部33a及通知部33b。

通知部33a構成為可接收調整器23b的輸出電壓、以及調整器32的輸出電壓，藉此，通知是否須要更換副電池單元17。在本例中，通知部33a在接收調整器32之輸出電壓的期間，於未接收調整器23b之輸出電壓的情況下，通知必須更換副電池單元17。另一方面，在接收調整器23b的輸出電壓的情況下，通知部33a不通知必須更換副電池單元17(或通知不須要副電池單元17的更換)。就此觀點，可以說在通知部33a中，調整器23b的輸出電壓與賦能訊號對應。使用者可根據此通知來辨識必須更換副電池單元17。

通知部33b構成為可接收調整器32的輸出電壓，依據須要，通知可根據該電壓實現上述的緊急起動。例如，通知部33b在主開關13d為OFF狀態的情況下，通知藉由使主開關13d成為ON狀態可實現緊急起動的訊息即可。使用者可根據此通知，在任意的時序去操作主開關13d進行緊急起動。

通知部33a及33b的通知，也可藉由使LED等的光源部亮燈來進行，藉此，這些通知可藉比較精簡的構成而實現。為了將通知部33a及33b彼此區別，所以通知部33a也可以描述為電池是否更換通知部，或簡稱為是否更換通知部等，另外，通知部33b也可以描述為緊急起動推薦通知部，或簡稱為推薦通知部等。

此外，在調整器32不須要的情況下也可以省略。此情況下，控制部15b2、通知部33a及通知部33b，分別根據電力轉換部31的輸出電壓來發揮功能。

如前所述(參照圖2)，車輪11設定為與電動馬達12的旋轉軸直接連結，但作為其他例子也可以動力傳遞機構設置於電動馬達12和車輪11之間的路徑。此動力傳遞機構也可包含離合器機構，該情況下，在離合器機構為連結狀態的情況下可實現使用感應電壓的緊急起動。因此，使用者例如操作操作部13而使離合器機構成為連結狀態且進行緊急起動即可。

在以上的說明中，為了易於理解，所以將各要素以有關於其功能面的名稱表示，但各要素並非限定於以在實施方式說明的內容作為主功能來配置，也可以是將其輔助性配置的部分。所以，各要素並非嚴格限定於該描述，該描述可置換為同樣的描述。同樣的主旨下，「裝置(apparatus)」這類描述，也可以置換成「部(unit)」、「零件(component、piece)」、「構件(member)」、「構造體(structure)」、「組裝體(assembly)」等或省略。

在以上的說明中，為了易於理解，所以將各要素以有關於其功能面的名稱表示，但各要素並非限定以在實施方式說明的內容作為主功能來配置，也可以是將其輔助性配置。例如，雖在本說明書中作為典型例舉例車輛1，但實施方式的內容也可適用於不具備車輪(船舶等)，換言之可適用於多樣的移動體。

以上實施方式的幾個特徵匯整如下：第1態樣是有關於電動車輛(例如1)，前述電動車輛，其特徵為：具備：第1電池單元(例如16)，產生第1電力(例如PW1、PW1’)；電動馬達(例如12)，可根據前述第1電力產生動力；第2電池單元(例如17)，產生比前述第1電力更小的第2電力(例如PW2)；功能部(例如15b2)，根據前述第2電力以實現用於使前述電動馬達成為可驅動控制之狀態的功能；以及電力轉換部(例如31)，在以前述電動馬達產生感應電壓的情況下將該感應電壓予以轉換而供給於前述功能部。藉此，考慮電池耗盡的電動車輛可以藉比較精簡的構成實現，即使在於第2電池單元發生電池耗盡的情況下仍可進行將電動車輛暫定地成為起動狀態的緊急起動。

在第2態樣中，其特徵為：前述功能部根據前述電力轉換部的輸出電壓而使前述電動馬達成為可驅動控制的狀態。藉此，可使用感應電壓來進行緊急起動，並藉此使電動車輛成為可行走。

在第3態樣中，前述電動馬達，在可驅動控制的狀態中產生基於前述第1電力的動力。藉此，電動車輛使用第1電池單元的電力成為可行走。

在第4態樣中，其特徵為：進一步具備將電流供給於形成前述電動馬達之定子線圈的複數個訊號線而驅動前述電動馬達的馬達驅動器(例如14)。藉此，可適當地實現電動馬達的驅動控制。

在第5態樣中，其特徵為：進一步具備與前述電動馬達的旋轉軸直接連結的車輪(例如11)。前述任一個的態樣，可在如此般的車輛構成中適當地實現。

在第6態樣中，其特徵為：進一步具備：車輪(例如11)；以及動力傳遞機構，用於將前述電動馬達的動力傳遞至前述車輪，在前述動力傳遞機構不設置離合器機構。前述任一個的態樣，可在如此般的車輛構成中適當地實現。

在第7態樣中，其特徵為：進一步具備：車輪(例如11)；以及動力傳遞機構，包含離合器機構，用於將前述電動馬達的動力傳遞至前述車輪，前述電力轉換部在前述離合器機構連結狀態的情況下，將於前述電動馬達產生的前述感應電壓予以轉換而供給至前述功能部。前述任一個的態樣，可在如此般的車輛構成中適當地實現。

在第8態樣中，其特徵為：前述功能部根據前述第2電力及/或前述電力轉換部的輸出電壓來進行輔機的驅動控制。藉此，可將電動馬達適當地驅動控制。

在第9態樣中，其特徵為：進一步具備通知部(例如33a)，該通知部根據基於前述第2電力的賦能訊號、前述電力轉換部的輸出電壓而通知是否須要更換前述第2電池單元。藉此，使用者可辨識的是否須要更換第2電池單元。

在第10態樣中，其特徵為：進一步具備用於使前述電動車輛成為起動狀態的起動部(例如13d)，前述電動馬達，被構成為：在前述起動部容許前述電動車輛的起動的第1狀態下，可由前述功能部所驅動控制，在前述起動部限制前述電動車輛之起動的第2狀態下，無法由前述功能部所驅動控制。藉此，可防止預想不到的緊急起動。

在第11態樣中，其特徵為：進一步具備第2通知部(例如33b)，該第2通知部根據前述電力轉換部的輸出電力而進行通知以下的情形：當前述起動部處於前述第2狀態的情況下，藉由使前述起動部從前述第2狀態成為前述第1狀態，而使前述電動車輛起動。藉此，使用者可在任意的時序進行緊急起動。

在第12態樣中，其特徵為：前述電動車輛是跨騎型車輛(例如1)。因為跨騎型車輛是一般進行操作使用的情況較為容易，所以在前述的任一個態樣都可得到適當的效果。

在第13態樣中，其特徵為：前述電動車輛是摩托車(例如1)。因為摩托車是一般進行操作使用的情況較為容易，所以在前述的任一個態樣都可得到適當的效果。

發明並非受上述的實施方式所限制，在發明之要旨的範圍內，可做各種的變形及變更。

1,1’:車輛 11:車輪 12:電動馬達 13:操作部 13a:加速控件 13b:剎車控件 13c:轉向控件 13d:主開關 14:馬達驅動器 15:控制裝置 15a:第1控制部 15b:第2控制部 15b2:控制部 16:主電池單元 17:副電池單元 19:輔機 21a:關開元件 22:電力轉換部 23a,23b:調整器 31:電力轉換部 32:調整器 33a,33b:通知部 141:預驅動器 PW1,PW1’:電力 PWL1,PWL2,PWL1’:電力線

[圖1]是車輛的立體圖。 [圖2]是表示車輛之電力系統的系統方塊圖。 [圖3]是表示車輛之電力系統的系統方塊圖。

1’:車輛

11:車輪

12:電動馬達

13:操作部

13a:加速控件

13b:剎車控件

13c:轉向控件

13d:主開關

Claims

一種電動車輛，其特徵為：具備：第1電池單元，產生第1電力；電動馬達，可根據前述第1電力產生動力；第2電池單元，產生比前述第1電力更小的第2電力；功能部，根據前述第2電力以實現用於使前述電動馬達成為可驅動控制之狀態的功能；以及電力轉換部，在以前述電動馬達產生感應電壓的情況下將該感應電壓予以轉換而供給於前述功能部。
如請求項1記載的電動車輛，其中，前述功能部根據前述電力轉換部的輸出電壓而使前述電動馬達成為可驅動控制的狀態。
如請求項1記載的電動車輛，其中，前述電動馬達，在可驅動控制的狀態中產生基於前述第1電力的動力。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備將電流供給於形成前述電動馬達之定子線圈的複數個訊號線而驅動前述電動馬達的馬達驅動器。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備與前述電動馬達的旋轉軸直接連結的車輪。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備：車輪；以及動力傳遞機構，用於將前述電動馬達的動力傳遞至前述車輪，在前述動力傳遞機構不設置離合器機構。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備：車輪；以及動力傳遞機構，包含離合器機構，用於將前述電動馬達的動力傳遞至前述車輪，前述電力轉換部在前述離合器機構連結狀態的情況下，將於前述電動馬達產生的前述感應電壓予以轉換而供給至前述功能部。
如請求項1記載的電動車輛，其中，前述功能部根據前述第2電力及/或前述電力轉換部的輸出電壓來進行輔機的驅動控制。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備通知部，該通知部根據基於前述第2電力的賦能訊號、前述電力轉換部的輸出電壓而通知是否須要更換前述第2電池單元。
如請求項1記載的電動車輛，其中，進一步具備用於使前述電動車輛成為起動狀態的起動部，前述電動馬達，被構成為：在前述起動部容許前述電動車輛的起動的第1狀態下，可由前述功能部所驅動控制，在前述起動部限制前述電動車輛之起動的第2狀態下，無法由前述功能部所驅動控制。
如請求項10記載的電動車輛，其中，進一步具備第2通知部，該第2通知部根據前述電力轉換部的輸出電力而進行通知以下的情形：當前述起動部處於前述第2狀態的情況下，藉由使前述起動部從前述第2狀態成為前述第1狀態，而使前述電動車輛起動。
如請求項1至請求項11之其中任一項記載的電動車輛，其中，前述電動車輛是跨騎型車輛。
如請求項12記載的電動車輛，其中，前述電動車輛是摩托車。