WO2001008921A1 - Source d'energie pour entrainement de vehicule - Google Patents

Source d'energie pour entrainement de vehicule Download PDF

Info

Publication number
WO2001008921A1
WO2001008921A1 PCT/JP2000/002027 JP0002027W WO0108921A1 WO 2001008921 A1 WO2001008921 A1 WO 2001008921A1 JP 0002027 W JP0002027 W JP 0002027W WO 0108921 A1 WO0108921 A1 WO 0108921A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capacitor
circuit
voltage
capacitors
parallel
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/002027
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jun Yamada
Yoshiaki Yamada
Tsutomu Sasaki
Masakazu Sasaki
Original Assignee
Nissan Diesel Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Diesel Co., Ltd. filed Critical Nissan Diesel Co., Ltd.
Priority to EP00912978A priority Critical patent/EP1213175A1/en
Priority to US10/048,589 priority patent/US6777912B1/en
Priority to CA002379915A priority patent/CA2379915C/en
Publication of WO2001008921A1 publication Critical patent/WO2001008921A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/907—Electricity storage, e.g. battery, capacitor

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system for driving a vehicle using a number of capacitors for a power storage device.
  • a power storage device mounted on a vehicle equipped with an electric motor as a power source repeatedly discharges when the vehicle is accelerating and when traveling at a constant speed, and repeatedly charges when braking.
  • a power storage device suitable for such an application a device using a large number of capacitors, for example, an electric double layer capacitor cell is known.
  • a power supply device using such a capacitor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-168182.
  • Fig. 7 shows an outline of the known technology of a power supply system mounted on a series-type hybrid vehicle and using a capacitor as a power storage device.
  • the engine 1 drives the generator 2, and the power generated by the generator 2 is supplied to the power storage device 4 via the rectifier 3, and is also supplied to the traveling motor 6 via the inverter 5. Wheels (not shown) are driven by a traveling motor 6.
  • 8 is an auxiliary power storage device composed of a chemical battery
  • 7 is a DC-DC converter for charging the auxiliary power storage device 8
  • 9 is an auxiliary machine.
  • the power storage device 4 is a system in which a number of capacitors 41, 42, 43, ... are connected in series, and a conventional chemical secondary battery is replaced with a capacitor.
  • the present invention provides a power storage device having a configuration in which a plurality of capacitor banks in which a plurality of capacitors are connected in series are connected in parallel; An individual discharge circuit for individually discharging the charge of each capacitor; and a discharge for uniformly discharging the charge of each capacitor in the paused capacitor bank to equalize the voltage between terminals of each capacitor.
  • a power supply system for driving a vehicle comprising: a control unit. According to the present invention, even if there is variation in the capacitance of each capacitor or the like, it is possible to reduce the variation in the potential between the capacitors and secure the maximum stored power.
  • At least one of the capacitor banks can be stopped to reduce the variation in the potential between the capacitors under the operating conditions, so that each capacitor is partially overcharged or Overdischarge or reverse charge is prevented.
  • the efficiency of the power storage device can be increased, and a long-life power supply system for driving a vehicle can be realized.
  • the capacitor bank has a configuration in which a plurality of capacitors are connected in series and is connected in parallel to a power supply circuit, and a capacitor arranged in the same series stage of each of the capacitor series circuits. And a capacitor parallel circuit connected in parallel, and the individual discharge circuit is configured to discharge the charge of each of the capacitor parallel circuits individually to equalize the voltage between the terminals. be able to.
  • an individual voltage detection circuit for detecting a voltage between terminals of each of the capacitor parallel circuits is provided, and the bank pause unit is configured to suspend a capacitor bank having a large variation in the detected terminal voltage of the capacitor parallel circuit.
  • the bank pause unit is configured to suspend a capacitor bank having a large variation in the detected terminal voltage of the capacitor parallel circuit.
  • an individual voltage detection circuit for detecting a voltage between terminals of each capacitor parallel circuit may be provided, and the discharge control means may be configured to discharge to an average value of a voltage between terminals of each capacitor parallel circuit. .
  • the discharge control means may be configured to discharge to an average value of a voltage between terminals of each capacitor parallel circuit.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a power supply system for an electric vehicle according to the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a power storage device of the power supply system.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the first capacitor bank.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the parallel monitor circuit.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the control contents.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control contents.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a power supply system of a conventional electric vehicle. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an embodiment of a power supply system in which the present invention is applied to a power storage device mounted on a series hybrid vehicle.
  • an engine 1 drives a generator 2, and electric power generated by a generator 2 is supplied from a rectifier 3 to a power storage device 4 via power circuits 14 and 15, and an inverter 5 Supplied to the traveling motor 6.
  • Current pump 10 is interposed to control the output voltage to the inverter 5 to a constant value when the driving motor 6 is driven, and to the power storage device 4 when the driving motor 6 is in regenerative power generation or when the generator 2 is generating power. Is controlled to an appropriate value.
  • Wheels (not shown) are driven by a traveling motor 6.
  • 8 is an auxiliary power storage device composed of a chemical battery
  • 7 is a DC-DC converter for charging the auxiliary power storage device 8
  • 9 is an auxiliary machine.
  • the vehicle control device 36 shown in Fig. 2 is equipped with a micro-coping unit and its peripheral parts, controls the operation of the engine 1 according to the operating conditions of the vehicle, controls the generated power via the rectifier 3, and controls the inverter.
  • the number of rotations, output torque, regenerative power, and the like of the traveling motor 6 are controlled via 5.
  • the above is an example of a basic configuration of a hybrid vehicle to which the present invention can be applied.
  • the present invention reduces the variation in the potential between the capacitors 21 constituting the power storage device 4 in such a hybrid vehicle, and The purpose is to ensure the maximum amount of stored power in (4).
  • the power storage device 4 includes a first capacitor bank 12 and a second capacitor bank 13 each including about 100 capacitors 21. At least two capacitor banks need to be provided.
  • Each current pump 10 is interposed between the first and second nicoden banks 12 and 13 and the power supply circuit 14 via a fuse 45 and a contactor 16, and the power supply circuit 14 is provided with a junction board.
  • the rectifier 3 and the inverter 5 are connected via the box 17.
  • the first capacitor bank 12 includes n capacitor series circuits 22 interposed in parallel between the power supply circuits 14 and 15, and each capacitor series circuit 22 has m Each of the capacitors 21 is interposed in series. Therefore, the first capacitor bank 12 is composed of a total of m ⁇ n capacitors 21.
  • the second capacitor bank 13 has the same configuration as the first capacitor bank 12.
  • the capacitor management system 37 has a microphone port computer and its peripheral components, and exchanges information with the vehicle control device 36.
  • the first and second capacitor banks 12 and 12 are connected via the current pumps 10. Control the charge and discharge of 13. Note that the capacitor management system 37 can be integrated with the vehicle control device 36.
  • N capacitors 2 1 arranged in the same series stage of each capacitor series circuit 2 2 It has m capacitor parallel circuits 23 interposed in parallel, has an individual voltage detection circuit 35 that detects the voltage between terminals of each capacitor parallel circuit 23, and discharges the charge of each capacitor parallel circuit 23. And an individual discharge circuit 25 for adjusting the voltage between the terminals.
  • the individual discharge circuit 25 includes a constant voltage diode 26, discharge transistors 28 and 34, resistors 29 to 32, and a photocoupler 27.
  • the constant voltage diode (programmable shunt regulator) 26 is energized when the voltage between the terminals of the capacitor parallel circuit 23 rises above a predetermined value commanded by the capacitor management system 37, and the charge of the capacitor parallel circuit 23 Is discharged through the resistor 32 and the discharging transistor 28, and at the time of this discharging, a signal is output to the capacitor management system 37 via the photocoupler 27.
  • the photo force blur 27 corresponds to the discharge state detecting means of the present invention.
  • the capacitor management system 37 determines an operation state in which one of the first and second capacitor banks 12 and 13 can be stopped, and determines each of the capacitor parallel circuits 2 and 3 of the first and second capacitor banks 12 and 13. The one with the larger variation in the voltage between the terminals of 3 is stopped via the current pump 10 and the contactor 16 to discharge the electric charge of the capacitor parallel circuit 23 with the higher voltage between the terminals to make the voltage between the terminals uniform.
  • Perform control. 5 and 6 show the above control routine, and the processing shown in this flowchart is periodically executed by the capacitor management system 37. That is, in step 1, each flag described later is initialized, and in step 2, the magnitude of the variation in the voltage between the terminals of the capacitors 21 of each series stage in the first and second capacitor banks 12 and 13 is evaluated.
  • the flag A is set when the variation of the first capacitor bank 12 is larger than the predetermined value
  • the flag B is set when the variation of the second capacitor bank 13 is larger than the predetermined value (steps 3 to 6).
  • the flag A or B is set, the input and output currents of the first and second capacitor banks 12 and 13 are measured, and the first and second capacitor banks 12 and 13 when the input and output currents are equal to or less than a predetermined value. Judgment is made of the operating state in which one of the three can be stopped (steps 7, 9, 10).
  • the current pump 10 with the larger variation in the voltage between the terminals is stopped, and the electric charge of each capacitor parallel circuit 23 is discharged to the individual discharge circuit 25. To make the voltage between the terminals close to the measured average value (steps 12 to 15).
  • Steps 7, 8, 10 Note that the processing of Steps 9 to 14 corresponds to the bank pause means of the present invention, and the processing of Step 15 corresponds to the discharge control means of the present invention.
  • the power storage device 4 includes 2 Xm X n capacitors 21, assuming that the capacitance of each capacitor 21 is C and the withstand voltage is Vmax, the maximum amount of electrostatic energy stored in the power storage device 4.
  • the maximum value E max is represented by the following equation.
  • each capacitor 21 is overcharged, overdischarged or reversely charged by reducing the variation in the potential between the capacitors 21. Is prevented, and a long-life power supply system can be realized.
  • the present invention is not limited to a parallel-type hybrid electric vehicle, an electric vehicle without a generator, an electric vehicle powered by a fuel cell, and other electric vehicles. It can also be applied to automotive power systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

明 細 書
車両駆動用の電源システム 技術分野
この発明は、 蓄電装置に多数のコンデンサを用いた車両駆動用の電源システム に関する。 背景技術
動力源として電動機を備えた車両に搭載される蓄電装置は、 車両の加速時およ ぴ定速走行時に放電、 制動時に充電を繰り返す。 このような用途に適した蓄電装 置として、 多数のコンデンサたとえば電気二重層キャパシタセルを用いたものが 知られている。 このようなコンデンサを用いた電源装置は、 特開平 8— 1 6 8 1 8 2号公報に開示されている。
図 7はシリーズ式ハイプリッド車両に搭載される、 蓄電装置としてコンデンサ を用いた電源システムの公知技術の概略を示す。エンジン 1は発電機 2を駆動し、 発電機 2で発電される電力が整流器 3を介して蓄電装置 4に供給されるととも に、 インバータ 5を介して走行用モータ 6に供給される。 図示しない車輪は走行 用モータ 6によって駆動される。 図において、 8は化学電池で構成される補助蓄 電装置、 7は補助蓄電装置 8を充電する D C— D Cコンバータ、 9は補機である。 蓄電装置 4は、 多数のコンデンサ 4 1， 4 2， 4 3， …が直列に接続され、 従来 の化学二次電池をコンデンサに置き換えたシステムとなっている。 加速時または 定速走行時に、 発電機 2で発生した電力の一部または全部が蓄電装置 4に充電さ れ、 発電機 2で発生した電力と蓄電装置 4の電力がインバータ 5を介して走行用 モータ 6に供給される。 制動時に、 走行用モータ 6に発生した電力がインバータ 5を介して蓄電装置 4に回生される。
ところで、 各コンデンサ 4 1， 4 2， 4 3， …の静電容量にはバラツキがある ため、 蓄電装置 4の充放電を繰り返した場合、 各コンデンサ 4 1， 4 2， 4 3， …の一部が過充電されたり、 過放電または逆充電され、 これらを劣化させるとレ、 う問題がある。 この対策として、 コンデンサ 4 1， 4 2 , 4 3， …の端子間電圧 の範囲を制限すると、 端子間電圧の 2乗に比例する静電工ネルギが大幅に減って しまう。 発明の開示
この発明は、 複数のコンデンサを直列接続したコンデンサバンクを複数個並列 接続した構成の蓄電装置と、 前記蓄電装置に流れる電流に応じて前記複数のコン デンサバンクのうち少なくとも一つを休止させるバンク休止手段と、 前記各コン デンサの電荷を個別に放電させる個別放電回路と、 休止した前記コンデンサバン クにて前記各コンデンサの電荷を個別に放電させて前記各コンデンサの端子間電 圧を均一化する放電制御手段とを備えた車両駆動用の電源システムである。 この発明によれば、 各コンデンサの静電容量等にバラツキがあっても、 各コン デンサ間の電位のバラツキを減らして蓄電電力を最大限に確保できる。 また、 蓄 電装置の充放電を繰り返しても、 コンデンサバンクの少なくとも一つを休止でき る運転条件で各コンデンサ間の電位のバラツキを減らすことにより、 各コンデン サの一部が過充電されたり、 過放電または逆充電されることが防止される。 これ により、 蓄電装置の高効率化がはかれ、 長寿命な車両駆動用の電源システムを実 現できる。
この発明において、 前記コンデンサバンクを、 複数のコンデンサを直列に接続 した構成を有しかつ電源回路に並列に接続するコンデンサ直列回路と、 前記各コ ンデンサ直列回路の同一直列段に配置されるコンデンサを並列に接続するコンデ ンサ並列回路とを備えたものとするとともに、 前記個別放電回路を、 前記各コン デンサ並列回路の電荷を個別に放電させてそれぞれの端子間電圧を均一化する構 成とすることができる。
これにより、 各コンデンサ並列回路の静電容量等にバラツキがあっても、 各コ ンデンサ並列回路間の電位のバラツキを減らして蓄電電力を最大限に確保でき る。
この発明において、 前記各コンデンサ並列回路の端子間電圧を検出する個別電 圧検出回路を備え、 前記バンク休止手段を、 検出されたコンデンサ並列回路の端 子間電圧のバラツキが大きいコンデンサバンクを休止させる構成とすることがで きる。 各コンデンサ並列回路の端子間電圧を検出し、 検出されたコンデンサ並列 回路の端子間電圧のバラツキが大きいコンデンサバンクを休止させることによ り、 効率よく各コンデンサ間の電位のバラツキを減らすことができる。
この発明において、 各コンデンサ並列回路の端子間電圧を検出する個別電圧検 出回路を備え、 前記放電制御手段を、 各コンデンサ並列回路の端子間電圧の平均 値にまで放電させる構成とすることができる。 各コンデンサ並列回路の端子間電 圧を検出し、 各コンデンサ並列回路の端子間電圧の平均値にまで放電させること により、 効率よく各コンデンサ間の電位のバラツキを減らすことができる。 この発明では、 個別放電回路による前記コンデンサの放電状態を検出する放電 状態検出手段を備えた構成とすることができる。 個別放電回路によるコンデンサ の放電状態を検出することにより、 効率よく各コンデンサ間の電位のバラツキを 減らすことができる。 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明による電気自動車の電源システムの実施形態の概念図であ る。
第 2図は前記電源システムの蓄電装置の構成図である。
第 3図は同じく第一コンデンサバンクの回路図である。
第 4図は同じく並列モニタ回路の回路図である。
第 5図は同じく制御内容を示すフローチヤ一トである。
第 6図は同じく制御内容を示すフローチャートである。
第 7図は従来の電気自動車の電源システムの構成図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図は、 この発明をシリーズ式ハイプリッド車に搭載される蓄電装置に適用 した電源システムの実施の形態を示している。 第 1図において、 エンジン 1は発 電機 2を駆動し、 発電機 2で発電される電力が整流器 3から電源回路 1 4， 1 5 を介して蓄電装置 4に供給されるとともに、 インバータ 5を介して走行用モータ 6に供給される。 蓄電装置 4とインバータ 5の間に双方向昇降圧チヨツバ回路か らなる電流ポンプ 1 0が介装され、 走行用モータ 6の駆動時にインバータ 5への 出力電圧を一定に制御し、 走行用モータ 6の回生発電時または発電機 2の発電時 に蓄電装置 4への充電電流を適正値に制御する。 図示しない車輪は走行用モータ 6によって駆動される。 図において、 8は化学電池で構成される補助蓄電装置、 7は補助蓄電装置 8を充電する D C— D Cコンバータ、 9は補機である。
第 2図に示す車両制御装置 3 6はマイクロコピンユータとその周辺部品を備 え、 車両の運転条件に応じてエンジン 1の運転を制御し、 整流器 3を介して発電 電力を制御するとともに、 ィンバータ 5を介して走行用モータ 6の回転数や出力 トルクまたは回生発電電力等を制御する。
以上はこの発明が適用可能なハイプリッド車両の基本的な構成例を示したもの であり、 この発明はこうしたハイプリッド車両において蓄電装置 4を構成する各 コンデンサ 2 1間の電位のバラツキを減らし、 蓄電装置 4の蓄電電力を最大限に 確保することを目的としている。
この発明は、 蓄電装置 4にそれぞれ約 1 0 0 0個のコンデンサ 2 1によって構 成される第一コンデンサバンク 1 2と第二コンデンサバンク 1 3を備える。 コン デンサバンクはこのように少なくとも二つ設ける必要がある。 前記第一、 第ニコ ンデンサバンク 1 2， 1 3と電源回路 1 4の間にはヒューズ 4 5およびコンタク タ 1 6を介して各電流ポンプ 1 0が介装され、 電源回路 1 4はジャンクションボ ックス 1 7を介して整流器 3およびインバータ 5等に接続される。
図 3に示すように、 第一コンデンサバンク 1 2は、 電源回路 1 4， 1 5の間に 並列に介装される n個のコンデンサ直列回路 2 2を備え、 各コンデンサ直列回路 2 2に m個の各コンデンサ 2 1が直列に介装される。 したがって、 第一コンデン サバンク 1 2は、 合計すると m X n個のコンデンサ 2 1によって構成される。 な お、第二コンデンサバンク 1 3も第一コンデンサバンク 1 2と同様に構成される。 コンデンサマネージメントシステム 3 7はマイク口コンピュータとその周辺部 品を備え、 車両制御装置 3 6との間で情報をやり取りし、 各電流ポンプ 1 0を介 して第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3の充放電を制御する。 なお、 コンデ ンサマネージメントシステム 3 7は車両制御装置 3 6と統合することもできる。 各コンデンサ直列回路 2 2の同一直列段に配置される n個のコンデンサ 2 1が 並列に介装されるコンデンサ並列回路 2 3を m個備え、 各コンデンサ並列回路 2 3の端子間電圧を検出する個別電圧検出回路 3 5を備えるとともに、 各コンデン サ並列回路 2 3の電荷を放電してその端子間電圧を調節する個別放電回路 2 5を 備える。
第 4図に示すように、 個別放電回路 2 5は定電圧ダイォード 2 6と放電用トラ ンジスタ 2 8， 3 4と抵抗 2 9〜 3 2およぴフォトカプラ 2 7等によって構成さ れる。 定電圧ダイオード （プログラマブルシャントレギュレータ） 2 6はコンデ ンサ並列回路 2 3の端子間電圧がコンデンサマネージメントシステム 3 7によつ て指令される所定値以上に上昇すると通電し、 コンデンサ並列回路 2 3の電荷を 抵抗 3 2および放電用トランジスタ 2 8を介して放電するとともに、 この放電時 にフォトカプラ 2 7を介してコンデンサマネージメントシステム 3 7に信号を出 力する。 なお、 フォト力ブラ 2 7がこの発明の放電状態検出手段に相当する。 コンデンサマネージメントシステム 3 7は、第一、第二コンデンサバンク 1 2， 1 3の一方を休止可能な運転状態を判定し、 第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3のうち各コンデンサ並列回路 2 3の端子間電圧のバラツキが大きい方を電流 ポンプ 1 0およびコンタクタ 1 6を介して休止させ、 端子間電圧が高いコンデン サ並列回路 2 3の電荷を放電させて端子間電圧の均一化をはかる制御を行う。 第 5図、 第 6図のフローチャートは上記制御ルーチンを示しており、 これに表 される処理はコンデンサマネージメントシステム 3 7により周期的に実行され る。 すなわち、 ステップ 1で後述する各フラグをイニシャライズし、 ステップ 2 で第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3のうち各直列段のコンデンサ 2 1の端 子間電圧のバラツキの大小を評価する。 そして第一コンデンサバンク 1 2のバラ ツキが所定値より大きい場合にフラグ Aをセットし、 第二コンデンサバンク 1 3 のバラツキが所定値より大きい場合にフラグ Bをセットする （ステップ 3〜 6 )。 フラグ Aまたは Bがセットされた場合、 第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3の入出力電流を測定し、 この入出力電流が所定値以下となる第一、 第二コンデ ンサバンク 1 2 , 1 3の一方を休止可能な運転状態を判定する （ステップ 7， 9， 1 0 )。
第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3の一方を休止できる運転状態にある場 合、 第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3のうち端子間電圧のバラツキの大き い方の電流ポンプ 1 0を停止し、 各コンデンサ並列回路 2 3の電荷を個別放電回 路 2 5を介して個別に放電してその端子間電圧を測定された平均値に近づける (ステップ 1 2〜 1 5 )。
第一、 第二コンデンサバンク 1 2， 1 3の一方を休止できる運転状態から外れ た場合、 個別放電回路 2 5の作動を停止し、 電流ポンプ 1 0の作動を再開し、 フ ラグ A, Bをクリアする （ステップ 1 6〜： 1 9 )。
—方、 フラグ Aおよび Bがセットされない場合、 あるいは第一、 第ニコンデン サバンク 1 2， 1 3を休止できない場合、 上記処理を迂回し、 イダニッシヨンス イッチが O F Fになるのに伴って本ルーチンを終了する （ステップ 7， 8， 1 0， なお、 ステップ 9〜 1 4の処理が本発明のバンク休止手段に相当し、 ステップ 1 5の処理が本発明の放電制御手段に相当する。
これにより、 各コンデンサ 2 1の静電容量等にバラツキがあっても、 各コンデ ンサ 2 1間の電位のバラツキを減らして蓄電電力を最大限に確保できる。 蓄電装 置 4は 2 X m X n個のコンデンサ 2 1を備えているので、 各コンデンサ 2 1の静 電容量を C、耐電圧を Vmaxとすると、蓄電装置 4に蓄えられる静電工ネルギの最 大値 E maxは次の式で表される。
E max= 2 X m X n X C X Vmax 2 / 2
また、 蓄電装置 4の充放電を繰り返しても、 各コンデンサ 2 1間の電位のバラ ツキを減らすことにより、 各コンデンサ 2 1の一部が過充電されたり、 過放電ま たは逆充電されることが防止され、 長寿命な電源システムを実現できる。
上記実施の形態はシリーズ式ハイプリッド電気自動車を前提としているが、 こ の発明はパラレル式ハイプリッ ド電気自動車や発電機を搭載しない電気自動車、 燃料電池を電源とする電気自動車をはじめとする他の電気自動車の電源システム にも適用可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 複数のコンデンサを直列接続したコンデンサバンクを、 複数個並列接続した 構成の蓄電装置と、
前記蓄電装置に流れる電流に応じて前記複数のコンデンサバンクのうち少なく とも一つを休止させるバンク休止手段と、
前記各コンデンサの電荷を個別に放電させる個別放電回路と、
休止した前記コンデンサバンクにて前記各コンデンサの電荷を個別に放電させ て前記各コンデンサの端子間電圧を均一化する放電制御手段と、
を備えた車両駆動用の電源システム。
2 . 前記コンデンサバンクは、
複数のコンデンサを直列に接続した構成を有しかつ電源回路に並列に接続する コンデンサ直列回路と、
前記各コンデンサ直列回路の同一直列段に配置されるコンデンサを並列に接続 するコンデンサ並列回路とを備え、
前記個別放電回路は、 前記各コンデンサ並列回路の電荷を個別に放電させてそ れぞれの端子間電圧を均一化する構成とした請求項 1に記載の車両駆動用の電源 システム。
3 .前記各コンデンサ並列回路の端子間電圧を検出する個別電圧検出回路を備え、 前記バンク休止手段は検出されたコンデンサ並列回路の端子間電圧のバラツキ が大きいコンデンサバンクを休止させる構成とした請求項 2に記載の車両駆動用 の電源システム。
4 . 各コンデンサ並列回路の端子間電圧を検出する個別電圧検出回路を備え、 前記放電制御手段は各コンデンサ並列回路の端子間電圧の平均値にまで放電さ せる構成とした請求項 3に記載の車両駆動用の電源 >
5 . 前記個別放電回路による前記コンデンサの放電状態を検出する放電状態検出 手段を備えた請求項 1から 4のいずれかに記載の車両駆動用の電源システム。
PCT/JP2000/002027 1999-08-02 2000-03-30 Source d'energie pour entrainement de vehicule WO2001008921A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00912978A EP1213175A1 (en) 1999-08-02 2000-03-30 Power source system for driving vehicle
US10/048,589 US6777912B1 (en) 1999-08-02 2000-03-30 Power source system for driving vehicle
CA002379915A CA2379915C (en) 1999-08-02 2000-03-30 Power source system for driving vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21858099A JP3466513B2 (ja) 1999-08-02 1999-08-02 電気自動車の電源システム
JP11/218580 1999-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001008921A1 true WO2001008921A1 (fr) 2001-02-08

Family

ID=16722188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2000/002027 WO2001008921A1 (fr) 1999-08-02 2000-03-30 Source d'energie pour entrainement de vehicule

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6777912B1 (ja)
EP (1) EP1213175A1 (ja)
JP (1) JP3466513B2 (ja)
KR (1) KR100458103B1 (ja)
CN (1) CN1210175C (ja)
CA (1) CA2379915C (ja)
WO (1) WO2001008921A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD914085S1 (en) 2018-08-29 2021-03-23 Ccl Label, Inc. Label sheet layout assemblies

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003034523A1 (fr) * 2001-10-11 2003-04-24 Hitachi, Ltd. Systeme de pile a combustible domestique
US7132185B2 (en) * 2001-12-14 2006-11-07 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell system shunt regulator method and apparatus
DE10255429A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zum Betreiben einer aus einer Betriebsspannungsquelle versorgten elektronischen Baugruppe
FR2906416B1 (fr) 2006-09-22 2009-05-08 Valeo Equip Electr Moteur Equipement integre de dispositif micro-hybride pour vehicule automobile et dispositif micro-hybride l'incorporant
DE102007022735A1 (de) * 2007-05-11 2008-11-13 Voith Patent Gmbh Fahrzeugantrieb und Verfahren zum Betrieb desselben
US20090091301A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-09 Sauer-Danfoss Inc. Load lowering regenerative energy system with capacitor charge and discharge circuit and method of operating the same
DE102008063213A1 (de) * 2008-12-29 2010-07-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Energiespeicheranordnung und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben der Energiespeicheranordnung
JP2011130551A (ja) * 2009-12-16 2011-06-30 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
CA2822864A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Converteam Technology Ltd. Capacitor balancing circuit and control method for an electronic device such as a multilevel power inverter
BR112013015890A2 (pt) 2010-12-22 2017-09-19 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd arranjo mecânico de um circuito conversor de potência multinível.
WO2012088447A1 (en) * 2010-12-24 2012-06-28 Marc Henness Electrical circuit for controlling electrical power to drive an inductive load
CN102874088B (zh) * 2011-07-14 2015-07-08 北汽福田汽车股份有限公司 用于混合动力汽车的动力输出装置、混合动力汽车
JP7483255B2 (ja) 2020-08-19 2024-05-15 ナグシステム株式会社 蓄勢式溶接機

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530608A (ja) * 1991-07-17 1993-02-05 Aisin Aw Co Ltd 電気自動車のハイブリツドシステム
JPH09233608A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Jeol Ltd ハイブリッド電気自動車
JPH09271102A (ja) * 1996-03-28 1997-10-14 Aqueous Res:Kk 電動車両
JPH09318679A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電源電圧検出装置
US5710504A (en) * 1996-05-20 1998-01-20 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Switched capacitor system for automatic battery equalization
JPH1094182A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Honda Motor Co Ltd 電源装置および電気自動車
JPH1094169A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Honda Motor Co Ltd 電源装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08168182A (ja) 1994-12-16 1996-06-25 Okamura Kenkyusho:Kk 電圧変動の大きい電池を用いた電源装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530608A (ja) * 1991-07-17 1993-02-05 Aisin Aw Co Ltd 電気自動車のハイブリツドシステム
JPH09233608A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Jeol Ltd ハイブリッド電気自動車
JPH09271102A (ja) * 1996-03-28 1997-10-14 Aqueous Res:Kk 電動車両
US5710504A (en) * 1996-05-20 1998-01-20 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Switched capacitor system for automatic battery equalization
JPH09318679A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電源電圧検出装置
JPH1094182A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Honda Motor Co Ltd 電源装置および電気自動車
JPH1094169A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Honda Motor Co Ltd 電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD914085S1 (en) 2018-08-29 2021-03-23 Ccl Label, Inc. Label sheet layout assemblies
USD983260S1 (en) 2018-08-29 2023-04-11 Ccl Label, Inc. Label sheet assembly

Also Published As

Publication number Publication date
US6777912B1 (en) 2004-08-17
KR20020021169A (ko) 2002-03-18
CA2379915A1 (en) 2001-02-08
CA2379915C (en) 2005-01-25
CN1210175C (zh) 2005-07-13
JP2001045607A (ja) 2001-02-16
JP3466513B2 (ja) 2003-11-10
EP1213175A1 (en) 2002-06-12
KR100458103B1 (ko) 2004-11-26
CN1367745A (zh) 2002-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3536581B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の発電制御装置
JP5865013B2 (ja) 車両用の電源装置及びこの電源装置を備える車両
US7898103B2 (en) Power supply apparatus for vehicle and vehicle incorporating the same
JP3552087B2 (ja) 電気自動車の電源システム
JP2011130551A (ja) 電源装置及びこれを備える車両
WO2001008921A1 (fr) Source d'energie pour entrainement de vehicule
US20100133913A1 (en) Control device and control method for electric system
JPH0723504A (ja) ハイブリット車の電源回路
JP2004023803A (ja) 組電池の電圧制御装置
JP2006304390A (ja) ハイブリッド車両用電源装置
KR20010089643A (ko) 하이브리드 구동 장치
JP3389324B2 (ja) 電動車両用ハイブリッド電源装置
JP2000014030A (ja) 車両用充電制御装置
JP3827935B2 (ja) 車両用電源装置
JP3171218B2 (ja) 電動車両装置
JP2003047161A (ja) 車両電源装置
JP3383716B2 (ja) ハイブリッド電源制御装置
JPH08251711A (ja) ハイブリッド自動車用バッテリ装置
JPH10285711A (ja) 電動車両のバッテリ充電装置
JP2000278806A (ja) 電気自動車の電源システム
JP3558159B2 (ja) 電気自動車の電源システム
JP3606740B2 (ja) 電気自動車の電源システム
JP5076918B2 (ja) 蓄電装置
JPH09271102A (ja) 電動車両
JPH0767394A (ja) ハイブリッドパワーユニット

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 008110743

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2379915

Country of ref document: CA

Ref document number: 1020027001397

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000912978

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027001397

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10048589

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000912978

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020027001397

Country of ref document: KR