WO2008108192A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2008108192A1
WO2008108192A1 PCT/JP2008/053119 JP2008053119W WO2008108192A1 WO 2008108192 A1 WO2008108192 A1 WO 2008108192A1 JP 2008053119 W JP2008053119 W JP 2008053119W WO 2008108192 A1 WO2008108192 A1 WO 2008108192A1
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battery
hybrid vehicle
motor
connection part
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PCT/JP2008/053119
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English (en)
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Inventor
Takaya Soma
Yoshinori Fujitake
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • 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
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    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
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    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle, and in particular, a first connection portion that can be connected to a first external connection portion through which a low current flows and a second external connection portion that can supply a higher current than the first connection portion are connected.
  • the invention relates to a hybrid vehicle with a possible second connection.
  • a vehicle including charging means for charging from a 0 V commercial power source and charging means for charging from a 20 V commercial power source is described.
  • a 100 V commercial power supply can be connected to a port provided in the vehicle, and a battery can be charged.
  • a 20 V commercial power source When charging using a 20 V commercial power source, connect the 20 V commercial power source to a ground side charger provided separately from the vehicle, and connect the ground side charger to the vehicle port. It is designed to charge by connecting to.
  • connection to the 100 V commercial power supply and the 200 V commercial power supply are connected.
  • the positions of the connecting parts are provided at the rear end of the vehicle body.
  • a hybrid vehicle has a high-temperature engine in the hybrid vehicle. Depending on the positional relationship with this engine, it is necessary to heat-treat each port and connector. Arise. In particular, it is very difficult to completely perform heat-resistant treatment at the port where high current flows. There is no description or suggestion regarding such issues in the above paper or the above patent document. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the problems as described above, and the object thereof is to provide a first connection portion to which a first external connection portion through which a low current flows can be connected, and a second connection through which a high current flows.
  • a hybrid vehicle provided with a second connection part to which an external connection part can be connected, a hybrid vehicle is provided in which the heat resistance required for the second connection part is reduced.
  • a hybrid vehicle includes an internal combustion engine capable of generating power, an electric motor capable of generating power for driving wheels, a drive mechanism accommodation chamber capable of accommodating the electric motor and the internal combustion engine, and electric power for driving the electric motor. And a capacitor capable of storing the same.
  • the first external connection portion is provided so as to be connectable, and the first connection portion capable of supplying electric power to the capacitor or supplying the electric power accumulated in the capacitor and the external device, and the first external connection portion.
  • a second external connection that can be energized with high current is provided so that it can be connected, and can supply power to the battery or / and can supply power stored in the battery to the outside. And a second connection portion provided apart from the mechanism accommodation chamber.
  • the vehicle further includes an occupant accommodating chamber capable of accommodating an occupant
  • the drive mechanism accommodating chamber is located on the front side in the advancing direction with respect to the occupant accommodating chamber
  • the first connecting portion is in the advancing direction with respect to the second connecting portion.
  • the apparatus further includes a converter capable of converting the electric power supplied from the second connection unit and supplying the second connection unit by converting the electric power supplied from the electric storage unit or converting the electric power supplied from the electric storage unit.
  • the second connection portion is connected to the electric storage device via the converter, and the electric storage device is provided on the rear side in the traveling direction with respect to the drive mechanism accommodation chamber.
  • the first connection portion is provided on a front end surface located on the front side in the traveling direction
  • the second connection portion is provided on a rear end surface located on the rear side in the traveling direction.
  • the motive includes the first motor having the first multiphase winding and the first neutral point of the first multiphase winding, the second multiphase winding and the second multiphase winding of the first multiphase winding.
  • a second electric motor having two neutral points, and the first connecting portion includes a first wiring connected to the first neutral point and a second wiring connected to the second neutral point.
  • a first inverter that can supply power from the capacitor to the first motor
  • a second inverter that can supply power from the capacitor to the second motor
  • an inverter control unit that controls the first and second inverters.
  • the inverter control unit converts the AC power given from the first connection unit to the first and second neutral points into DC power and supplies the first and second inverters to supply to the battery.
  • the first and second inverters are converted so that the DC current supplied to the first and second inverters from the controllable or capacitor and the capacitor is converted to AC current and supplied to the external load from the first connection. Controllable.
  • the electric motor includes a first motor having a first multiphase winding and a first neutral point of the first multiphase winding, a second multiphase winding, and the second multiphase winding. And a second electric motor having a second neutral point.
  • the first connection portion includes a first wiring connected to the first neutral point and a second wiring connected to the second neutral point.
  • a first inverter that can supply power from the capacitor to the first motor
  • a second inverter that can supply power from the capacitor to the second motor
  • an inverter controller that controls the first and second inverters And further comprising.
  • the inverter control unit converts the first and second inverters so as to convert AC power given from the outside of the vehicle to the first and second neutral points by the first connection unit into DC power and output the DC power to the power storage device. Controllable. Two or more of the above-described configurations may be combined as appropriate.
  • the second connection portion to which the second external connection portion through which a high current flows is provided is provided at a position away from the internal combustion engine that is at a high temperature.
  • the heat generated in the engine can be prevented from reaching the second connection portion, and the necessity of heat-treating the second connection portion can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view from the front side of a hybrid vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view from the rear side of the hybrid vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the body of the vehicle body.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic structure of the hybrid vehicle.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of the hybrid vehicle during external charging.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of the hybrid vehicle during battery charging.
  • FIG. 1 is a perspective view from the front side of hybrid vehicle 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view from the rear side.
  • a hybrid vehicle 100 is provided as a pair on the vehicle main body 20 00 composed of a body and an exterior part, and on the front side and the rear side of the vehicle main body 20 00, respectively. It has a front wheel 2 F and a rear wheel 2 R.
  • the vehicle main body 200 is positioned at the rear side in the traveling direction D with respect to the engine compartment ER provided on the front side in the traveling direction of the hybrid vehicle 100 and the engine compartment ER, and accommodates passengers.
  • a possible passenger compartment CR and a luggage compartment LR located on the rear side D in the direction of travel D with respect to the passenger compartment CR are provided.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the body 500 of the vehicle main body 200.
  • a monocoque body is adopted as the body 5 0 0 of the vehicle body 2 0 0.
  • This body 5 0 0 has a direction of travel D
  • the front wall portion 5 5 0 provided on the front side that defines the engine compartment ER, the accommodation wall portion 5 60 defining the passenger compartment CR, and the accommodation wall portion 5 6 0, the vehicle body 2 0 0 travel direction D rear wall portion 5 7 0 provided on the rear side.
  • a vehicle body 200 is configured by mounting a plurality of exterior parts on the surface of the body 500 configured as described above.
  • the exterior parts for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in FIG. 1, a front face 3 1 0 provided on the front side of the vehicle body 2 0 0 and a lower side of the front face 3 1 0 Open and close the front bumper 3 0 0 provided, the front fender 3 0 1 provided to cover the side of the front wall 5 5 0 shown in Fig. 3, and the openings 2 1 2 L and 2 1 2 R A front door 3 1 2 and a rear door 3 1 3 are provided.
  • a hood 30 07 as an upper cover of the engine compartment ER, a rear fender 30 3 provided in the rearward direction D with respect to the rear door 3 1 3, and a rear fender 3 0 3 And a rear bumper 3 0 4 provided below.
  • the passenger compartment CR has a driver's seat DR for operating the hybrid vehicle 100, an auxiliary seat adjacent to the driver's seat in the width direction of the hybrid vehicle 100, and behind this auxiliary seat and the driver's seat DR.
  • a rear seat provided on the side is provided.
  • the driver's seat DR is offset to the right side surface (one side surface) of the hybrid vehicle 10 0 with respect to the center line O of the hybrid vehicle 10 0 extending in the traveling direction D. is doing.
  • a fuel tank 20 1 for storing liquid fuel such as gasoline is provided in a portion of the passenger compartment CR located under the rear seat, which is advanced from the rear seat. Behind direction D is a battery (capacitor) B such as a fuel cell or a large-capacity capacitor. In this way, the battery B is located behind the engine compartment ER in the direction D of travel.
  • the fuel tank 2 0 1 is provided with an oil supply connector 2 9 1 which can be connected to an oil supply connector 2 9 1. Refueling is possible through 1 3.
  • the oil supply section 2 1 3 includes a nozzle receiving section 2 1 5 that can receive the nozzle of the oil supply connector 1 9 1, and an oil supply pipe 2 1 4 that connects the nozzle receiving section 2 1 5 and the fuel tank 2 0 1. And a lid portion 2 1 3 A provided rotatably.
  • the engine compartment E R houses an internal combustion engine (internal combustion engine) 4 that generates power for driving the front wheels 2 F, and a transaxle T R.
  • the transaxle TR consists of an electric motor MG 1 that can generate power to drive the front wheels 2 F, MG 2 that can function as a generator by the power from the engine 4, and a boost converter 2 that boosts the power from the battery B 2 0 DC power from the boost converter 20 is converted into AC power and supplied to the motors MG 1 and MG 2, the power split mechanism 3 formed by a planetary gear, etc., and the front wheel 2 F And reducer 1 that transmits power to the connected shaft.
  • the engine 4 is offset to the side surface 10 O A side with respect to the center line O, and the transaxle TR is offset to the side surface 10 0 B side. Therefore, the center of gravity when the engine 4 and the transaxle TR are viewed as a unit is located on or near the center line O, and the hybrid vehicle 100 is balanced in the width direction.
  • the centers of gravity of the battery B and the fuel tank 201 are both located on or near the center line O.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic structure of the hybrid vehicle 100.
  • a connector (first external connection portion) 1 9 OA connected to a commercial power source of 100 V is provided.
  • a connecting portion) 1 9 0 B is connected to a high voltage charging / feeding portion (second connecting portion) 2 1 0 to which B is connected.
  • each of the connectors 19 OA and 19 OB includes a charging / feeding connector having the functions of the charging connector and the feeding connector.
  • the transfer method may be a contact type (contact) in which at least a part of each connector 1 9 OA, 1 90 B and at least a part of each power feeding part are in direct contact, It may be non-contact (in contact).
  • the high-voltage charging / feeding unit 2 1 0 is an outlet unit 2 1 1 to which the connector 1 9 0 B can be connected and a lid that covers the outlet unit 2 1 1 and can be opened and closed.
  • a member 2 1 0 A and wiring 2 1 6 connected to the outlet portion 2 1 1 are provided.
  • the high-voltage charging power feeding unit 210 is provided on the rear side in the traveling direction D from the engine compartment ER.
  • the high-voltage charging / feeding unit 2 10 By disposing the high-voltage charging / feeding unit 2 10 at such a position, the influence of the heat from the engine 4 on the high-voltage charging / feeding unit 2 1 0 can be reduced. For this reason, it is not necessary to take heat-resistant measures for the high-voltage charging / feeding unit 210, and the production cost can be reduced. Furthermore, damage due to heat can be suppressed, and the occurrence of electrical leakage can be suppressed.
  • the current flowing in the high-voltage charging / feeding unit 210 is higher than the current flowing in the low-voltage charging / feeding unit 90.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 can more easily ensure heat resistance.
  • the high-voltage charging / feeding unit 2 1 0 has wiring 2 1 6 connected to a non-contact type converter 2 3 0 such as a transformer, and the converter 2 3 Both 0 and battery B are connected by wiring.
  • the high voltage charging / feeding unit 2 10 is connected to the battery B via the converter 2 3 0.
  • a non-contact type (contactive) converter is used as the converter, but the converter is not limited to this, and is a contact type (contactive) converter. May be.
  • the alternating current supplied from the high voltage charging / feeding unit 210 can be converted into a direct current, and the voltage can be converted and supplied to the battery B.
  • the converter 2 3 0 can convert the direct current from the battery B into an alternating current, and also convert the voltage to supply it to the high voltage charging / feeding unit 2 10.
  • the battery B is located behind the engine compartment ER in the direction of travel D, and the converter 2 30 is located around the battery B.
  • the battery B Arranged on the top surface.
  • the high-voltage charging power supply unit 2 1 0, the converter 2 3 0, and the battery B are all located behind the engine compartment ER in the traveling direction D. Therefore, it is possible to reduce both the wiring length between the high-voltage charging / supply unit 2 1 0 and the converter 2 3 0 and the wiring length between the converter 2 3 0 and the battery B. .
  • the length of each wiring can be shortened, the charging efficiency to the battery B can be improved, and the generated noise can be reduced.
  • battery B Since battery B is located behind the engine compartment ER in the direction of travel D, even if an external force is applied from the front side of the hybrid vehicle 100, a large impact force is applied to battery B, which is weak against the impact force. Can be suppressed.
  • battery B can be charged using a current higher than 100 V of a general household power supply, and charging of battery B is completed within a short period of time. can do.
  • the electric power stored in the battery B may be supplied to an external load via the high voltage charging / feeding unit 2 10. As a result, the charging operation of the external battery can be completed in a short time.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 includes an outlet unit 9 1 to which a connector 1 9 OA is connected, a cover member 9 OA provided so as to cover the condensate unit 91, and an outlet unit. 9 1 and wirings 9 2 A and 9 2 B connected to motors MG 1 and MG 2 are provided.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 has a lower current voltage than the high-voltage charging / feeding unit 210, so it is important to ensure heat resistance and suppress leakage.
  • the ratio It is easier to ensure heat resistance. For this reason, the low-voltage charging / feeding unit 90 is disposed closer to the engine compartment ER side than the high-voltage charging / feeding unit 210.
  • the low voltage charging / feeding unit 90 is placed closer to the front side in the traveling direction D than the high voltage charging / feeding unit 210. Specifically, the low-voltage charging / feeding unit 90 is arranged in the vehicle body 200 at or near the portion defining the engine compartment ER. Thereby, the wiring length between the low-voltage charging power feeding unit 90 and the motors MG 1 and MG 2 can be reduced.
  • the wirings 92A and 92B are connected to the motors MG1 and MG2 housed in the engine compartment ER, at least a part of the wirings 92A and 92B is subjected to heat treatment.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 is provided on the front face 310 of the hybrid vehicle 100 located on the front side in the traveling direction D.
  • the power feeding unit 210 is provided in a rear bumper 304 located on the rear side in the traveling direction D.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 is close to the motors MG 1 and MG 2
  • the high-voltage charging / feeding unit 210 is close to the battery B.
  • the high voltage charging / feeding unit 210 is located away from the engine compartment ER, and the high voltage charging / low voltage charging, which is more heat-resistant than the feeding unit 210, is installed around the engine compartment ER. Alternatively, it can be installed in the vicinity to reduce manufacturing costs and reduce the length of each wiring.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 includes the hybrid vehicle 100, For openings 212 L and 212R Traveling direction D Located on the front side, the high voltage charging / feed unit 2 1 0 should be located on the rear side in the traveling direction D with respect to the openings 2 1 2 L and 2 1 2 R Les.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 is located at or near the center in the width direction of the hybrid vehicle 10 0 of the front face 3 10 or the fronto 3200. Further, the high-voltage charging power feeding unit 2 1 0 is also located in the center portion in the width direction of the hybrid vehicle 1 0 0 among the rear bumpers 3 0 4.
  • the low-voltage charging / feeding part 90 is arranged in an area located between the corner on the driver's seat DR side and the center part in the width direction of the front face 3 10 and the front bumper 3 0. May be.
  • the high-voltage charging / feeding part 2 1 0 may be arranged in a part of the rear bumper 3 0 4 located between the corner on the driver's seat DR side and the central part in the width direction, .
  • Low-voltage charging ⁇ Feeding unit 90 and high-voltage charging ⁇ Feeding unit 2 1 0 are placed in this position, so low-voltage charging ⁇ feeding unit 90 and high-voltage charging ⁇ feeding unit 2 1 Zero damage can be reduced.
  • the power feeding unit 2 1 0 is close to the driver's seat DR, and work can be started.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of hybrid vehicle 100 in the present embodiment. Using Fig. 5, connect the DC power stored in battery B to connector 1 9 OA. A method for supplying power to an external load is described.
  • the positive electrode of battery B is connected to positive line PL 1, and the negative electrode of battery B is connected to negative line NL 1.
  • Capacitor C 1 is connected between positive line P L 1 and negative line NL 1.
  • Boost converter 20 is connected between positive line P L 1 and negative line NL 1, and positive line P L 2 and negative line NL 2.
  • Capacitor C 2 is connected between positive electrode line P L 2 and negative electrode line NL 2.
  • Inverter 30 is connected between positive electrode line PL 2 and negative electrode line NL 2 and motor MG 1.
  • Inverter 40 is connected between positive electrode line P L 2 and negative electrode line NL 2 and motor MG 2.
  • the electric motor MG 1 includes a three-phase coil 11 as a stator coil, and the electric motor MG2 includes a three-phase coil 12 as a stator coil.
  • Boost converter 20 includes a reactor L 1, NPN transistors Ql and Q2, and diodes Dl and D2.
  • One end of the rear tower L 1 is connected to the positive line PL 1, and the other end is an intermediate point between the NPN transistor Q 1 and the NPN transistor Q 2, that is, the emitter of the NPN transistor Q 1 and the collector of the NPN transistor Q 2 Connected between.
  • NPN transistors Q 1 and Q 2 are connected in series between positive line PL 1 and negative lines NL 1 and NL 2.
  • the collector of the NPN transistor Q 1 is connected to the negative line P L 2 of the inverters 30 and 40, and the emitter of the NPN transistor Q 2 is connected to the negative lines NL 1 and NL 2.
  • diodes D 1 and D 2 that allow current to flow from the emitter side to the collector side are arranged between the collector emitters of the NPN transistors Ql and Q 2, respectively.
  • the inverter 3 consists of a U-phase arm 31, a V-phase arm 32, and a W-phase arm 33.
  • U-phase arm 31, V-phase arm 32, and W-phase arm 33 are provided in parallel between positive electrode line P L 2 and negative electrode line NL 2.
  • U-phase arm 31 consists of NPN transistors Q 3 and Q 4 connected in series
  • V-phase arm 32 consists of NPN transistors Q 5 and Q 6 connected in series
  • W-phase arm 33 connects in series. It consists of NPN transistors Q7 and Q8. Also, diodes D3 to D8 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collector emitters of the NPN transistors Q3 to Q8, respectively.
  • the midpoint of each phase arm of inverter 30 is the three-phase coil included in motor MG 1. 1 Connected to each phase end of 1 phase coil. That is, the motor MG1 is a three-phase permanent magnet motor, and is configured by connecting one end of three coils of U, V, and W phases to the neutral point Ml, and the other end of the U-phase coil is an NPN transistor. Connect the other end of the V-phase coil to the midpoint of NPN transistors Q5 and Q6, and the other end of the W-phase coil to the midpoint of NPN transistors Q7 and Q8 at the midpoint of Q3 and Q4. Has been.
  • the inverter 40 is connected in parallel with the inverter 30 at both ends of the capacitor C2.
  • Inverter 40 includes U-phase arm 41, V-phase arm 42, and W-phase arm 43.
  • U-phase arm 41, V-phase arm 42, and W-phase arm 43 are provided in parallel between positive electrode line PL 2 and negative electrode line NL 2.
  • the U-phase arm 41 consists of NPN transistors Q 9 and Q10 connected in series
  • the V-phase arm 42 consists of NPN transistors Q 1 1 and Q 12 connected in series
  • the W-phase arm 43 consists of It consists of NPN transistors Q13 and Q14 connected in series.
  • NPN transistors Q9 to Q14 correspond to NPN transistors Q3 to Q8 of inverter 30, respectively. That is, the inverter 40 has the same configuration as the inverter 30.
  • diodes D9 to D14 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected.
  • each phase arm of the inverter 40 is connected to each phase end of each phase coil of the three-phase coil 12 included in the electric motor MG 2. That is, the motor MG2 is also a three-phase permanent magnet motor, and is configured by connecting one end of three U, V, and W coils to the neutral point M2, and the other end of the U phase coil is NPN. At the midpoint of transistors Q9 and Q10, the other end of the V-phase coil is at the midpoint of NPN transistors Q1 1 and Q12, and the other end of the W-phase coil is at the midpoint of NPN transistors Q1 3 and Q14 Are connected to each.
  • Battery B consists of a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion.
  • Voltage sensor 10 detects battery voltage Vb output from battery B, and outputs the detected battery voltage Vb to control device 70.
  • System relays SR 1 and SR 2 are turned on and off by a signal SE from control device 70. More specifically, the system relays SR I and SR2 are connected to the H (logic high) level from the controller 70. Is turned on by the signal SE of the control signal 70 and turned off by the signal SE of the L (logic unit) level from the controller 70.
  • Capacitor C 1 smoothes the DC voltage supplied from battery B, and supplies the smoothed DC voltage to boost converter 20.
  • Boost converter 20 boosts the DC voltage supplied from capacitor C 1 and supplies the boosted voltage to capacitor C 2. More specifically, when boost converter 20 receives signal PWC from control device 70, boost converter 20 boosts the DC voltage according to the period during which NPN transistor Q2 is turned on by signal PWC, and supplies the boosted voltage to capacitor C2. . In this case, the NPN transistor Q 1 is turned off by the signal PWC. Further, the boost converter 20 charges the battery B by stepping down the DC voltage supplied from the inverters 30 and 40 via the capacitor C 2 according to the signal PWC from the control device 70.
  • Capacitor C 2 smoothes the DC voltage from boost converter 20, and supplies the smoothed DC voltage to inverters 30 and 40.
  • the voltage sensor 13 detects the voltage across the capacitor C 2, that is, the output voltage Vm of the boost converter 20 (corresponding to the input voltage to the inverters 30 and 40; the same applies hereinafter), and the detected output The voltage Vm is output to the control device 70.
  • the inverter 30 converts the DC voltage into an AC voltage based on the signal PWM 1 from the control device 70 and drives the motor MG 1. As a result, the electric motor MG 1 is driven to generate the torque specified by the torque command value TR 1. Inverter 30 also converts the AC voltage generated by motor MG 1 into a DC voltage based on signal PWM1 from controller 70 during regenerative braking of a hybrid vehicle equipped with a power output device, and the converted DC voltage Is supplied to boost converter 20 via capacitor C2.
  • Regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver driving a hybrid vehicle performs a regenerative power generation or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
  • the inverter 30 can output the AC voltage VAC for commercial power supply from the low-voltage charging / feeding unit 90 according to the signal PWM1 from the control device 70. Drives the motor MG 1.
  • the inverter 40 converts the DC voltage into an AC voltage based on the signal PWM 2 from the control device 70 and drives the motor MG 2. As a result, the electric motor MG2 is driven so as to generate the torque specified by the torque command value TR2. Further, the inverter 40 converts the AC voltage generated by the motor MG 2 into a DC voltage based on the signal PWM 2 from the control device 70 during regenerative braking of the hybrid vehicle equipped with the power output device, and converts the converted voltage. The supplied DC voltage is supplied to the boost converter 20 via the capacitor C2.
  • the inverter 40 charges the electric motor MG 2 so that the AC voltage VAC for commercial power supply can be output from the wiring 92 A and 92B of the power feeding section 90 according to the signal PWM 2 from the control device 70. To drive.
  • Current sensor 14 detects motor current MCRT 1 flowing through electric motor MG 1 and outputs the detected motor current MCRT 1 to control device 70.
  • Current sensor 15 detects motor current MCRT 2 flowing through motor MG 2 and outputs the detected motor current MCRT 2 to control device 70.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 includes a primary coil 51 and a secondary coil 52.
  • Primary coil 5 1 is connected between neutral point Ml of three-phase coil 1 1 included in electric motor MG 1 and neutral point M2 of three-phase coil 12 included in electric motor MG 2.
  • the low-voltage charging / feeding unit 90 converts the AC voltage generated between the neutral point M 1 of the motor MG 1 and the neutral point M2 of the motor MG 2 into an AC voltage VAC for commercial power. Charging for low voltage ⁇ Output from the power supply unit 90.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of hybrid vehicle 100 in the present embodiment.
  • a method of charging battery B by supplying an AC current of 100 V from connector 19 OA to battery B will be described with reference to FIG.
  • in each inverter 30, 40 consisting of a three-phase bridge circuit there are 8 patterns of combinations of on / off of 6 transistors. Two of the eight switching patterns have zero interphase voltage, and such a voltage state is called a zero voltage vector.
  • the three transistors in the upper arm can be considered to be in the same switching state (all on or off) with each other.
  • the three transistors can be regarded as the same switching state.
  • the three transistors in the upper arm of inverter 30 are collectively shown as upper arm 3 OA, and the three transistors in the lower arm of inverter 30 are collectively shown as lower arm 30B. ing. Similarly, the three transistors in the upper arm of inverter 40 are collectively shown as upper arm 4 OA, and the three transistors in the lower arm of inverter 40 are collectively shown as lower arm 40 B.
  • this zero-phase equivalent circuit receives the single-phase AC power applied to the neutral points M l and M 2 via the power input lines ACL 1 and ACL 2 of the connector 19 OA. It can be seen as a single-phase P WM converter. Therefore, by changing the zero voltage vector in each of the inverters 30 and 40 and performing switching control so that the inverters 30 and 40 operate as arms of a single-phase PWM converter, the power input lines ACL 1 and ACL AC power input from ACL 2 can be converted to DC power and output to positive line PL 2. The converted DC voltage is supplied to boost converter 20 through capacitor C 2 and battery B is charged.
  • the present invention is not limited to this.
  • it can be applied to a hybrid vehicle having a body with a frame.
  • the description has been made based on the so-called series parallel hybrid among the hybrid formats, but is not limited to this format.
  • a hybrid type (series hybrid) equipped with an engine as an internal combustion engine that requires refueling, and a motor for driving the wheels by the electric power generated by the engine and / or the electric power stored in the battery (Lid) can also be applied.
  • both the engine and the motor can be applied to a parallel high-lid in which power can be output to the drive shaft.
  • motors MG 1 and MG 2 are included.
  • the method using the properties M 1 and M 2 is employed, but is not limited thereto.
  • it has an inverter function and a DC / DC converter function
  • a dedicated charging / power supply device may be provided, and charging / power supply may be performed using the dedicated charging / power supply device.
  • the present invention can be applied to a hybrid vehicle, and in particular, a first connection portion that can be connected to a first external connection portion that is energized by a low current, and a second that is capable of energizing a current that is higher than the first connection portion. It is suitable for hybrid vehicles equipped with a second connection part to which an external connection part can be connected.

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Abstract

ハイブリッド車両（１００）は、動力を発生可能な内燃機関（４）と、動力を発生可能な電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）と、電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）と内燃機関（４）を収容可能な駆動機構収容室（ＥＲ）と、蓄電器（Ｂ）と、第１外部接続部（１９０Ａ）が接続可能に設けられ、蓄電器（Ｂ）に電力を供給可能な第１接続部（９０）と、第１外部接続部（１９０Ａ）よりも高電流が通電可能な第２外部接続部が接続可能に設けられ、蓄電器（Ｂ）に電力を供給可能とされ、第１接続部（９０）よりも駆動機構収容室（ＥＲ）から離れて設けられた第２接続部とを備える。

Description

明細書 ハイブリッド車両 技術分野
本発明は、 ハイブリッド車両に関し、 特に、 低電流が通電する第 1外部接続部 が接続可能な第 1接続部と、 第 1接続部より高電流の電流が通電可能な第 2外部 接続部が接続可能な第 2接続部とを備えたハイプリッド車両に関する。 背景技術
従来から、 環境に考慮されたハイプリッド自動車などが各種提案されている。 そして、 たとえば、 特開平 8— 1 5 4 3 0 7号公報に提案されたハイブリッド自 動車においては、 ドライバが内燃機関に頼らないで走行するように案内すること により、 大気汚染の抑制が図られたハイプリッド車両が提案されている。
そして、 特開 2 0 0 0— 3 5 4 3 3 1号公報に記載された充電装置には、 1 0
0 V商用電源から充電する充電手段と、 2 0 0 V商用電源から充電する充電手段 とを備えた車両が記載されている。
この車両においては、 車両に設けられたポートに 1 0 0 V商用電源を接続可能 とされており、 バッテリを充電可能とされている。 そして、 2 0 0 V商用電源を 用いて、 充電する際には、 車両とは、 別に設けられた地上側充電器に 2 0 0 V商 用電源を接続し、 地上側充電器を車両のポートに接続することで、 充電するよう になっている。
さらに、 「東京電力用業務用電気自動車の共同開発の開始について （平成 1 7 年 9月 2日、 東京電力株式会社♦富士重工業株式会社） j との論文には、 1 0 0 Vの交流電流を直流電流 4 0 0 Vに変換して車搭充電器を充電可能であると共に、 2 0 0 V交流電流を 4 0 0 Vの直流電流に変換してリチウムイオン電池を充電可 能な電気自動車の提案がなされている。
しかし、 特開平 8— 1 5 4 3 0 7号公報に記載されたハイプリッド車両におい ては、 2つの電圧の異なる電源から充電するための手段が記載されていない。 また、 特開 2 0 0 0— 3 5 4 3 3 1号公報に記載された車両においては、 1 0 0 V商用電源が接続されるコネクタの位置と、 地上側充電器を介して 2 0 0 V商 用電源が接続されるポートの位置がそれぞれ、 車両のどの位置が明確に記載され ていない。
「東京電力用業務用電気自動車の共同開発の開始について」 との論文に記載さ れた電気自動車においては、 1 0 0 V商用電源が接続される接続部と、 2 0 0 V 商用電源が接続される接続部との位置は、 いずれも、 車両本体の後方端部に設け られている。
しかし、 ハイブリッド車両においては、 電気自動車と異なり、 ハイブリッド車 両内には、 高温となるエンジンが搭載されており、 このエンジンとの位置関係に よっては、 各ポート、 コネクタに耐熱処理を施す必要が生じる。 特に、 高電流が 流れる側のポートにおいて、 耐熱処理を完全に施すのは、 非常に困難である。 こ のような課題に関して、 上記論文や上記特許文献には何等記載も示唆もされてい ない。 発明の開示
本発明は、 上記のような課題に鑑みてなされたものであって、 その目的は、 低 電流が通電する第 1外部接続部が接続可能な第 1接続部と、 高電流が通電する第 2外部接続部が接続可能な第 2接続部とを備えたハイプリッド車両において、 第 2接続部に要求される耐熱条件の低減が図られたハイブリッド車両を提供するこ とである。
本発明に係るハイブリッド車両は、 動力を発生可能な内燃機関と、 車輪を駆動 す.る動力を発生可能な電動機と、 電動機と内燃機関を収容可能な駆動機構収容室 と、 電動機を駆動する電力を蓄電可能な蓄電器とを備える。 そして、 第 1外部接 続部が接続可能に設けられ、 蓄電器に電力を供給可能またはノおよび蓄電器に蓄 積された電力を外部に供給可能な第 1接続部と、 第 1外部接続部よりも高電流が 通電可能な第 2外部接続部が接続可能に設けられ、 蓄電器に電力を供給可能また 'は/および蓄電器に蓄積された電力を外部に供給可能とされ、 第 1接続部よりも 駆動機構収容室から離れて設けられた第 2接続部とを備える。 好ましくは、 乗員を収容可能な乗員収容室をさらに備え、 駆動機構収容室は、 乗員用収容室に対して進行方向前方側に位置し、 第 1接続部は、 第 2接続部より も進行方向前方側に設けられ、 電動機を介して、 蓄電器に接続される。 ·
好ましくは、 上記第 2接続部から供給される電力を変換して、 蓄電器に供給可 能または および蓄電器から供給される電力を変換して、 第 2接続部に供給可能 な変換器をさらに備え、 第 2接続部は、 変換器を介して、 蓄電器に接続され、 蓄 電器は、 駆動機構収容室に対して進行方向後方側に設けられる。
好ましくは、 上記第 1接続部は、 進行方向前方側に位置する前端面に設けられ、 第 2接続部は、 進行方向後方側に位置する後端面に設けられる。
好ましくは、 上記動機は、 第 1多相卷線と第 1多相巻線の第 1中性点とを有す る第 1電動機と、 2多相卷線と第 2多相巻線の第 2中性点とを有する第 2電動機 とを含み、 第 1接続部は、 第 1中性点に接続された第 1配線と、 第 2中性点に接 続された第 2配線と含む。 そして、 第 1電動機に蓄電器からの電力を供給可能な 第 1ィンバータと、 第 2電動機に蓄電器からの電力を供給可能な第 2ィンバータ と、 第 1および第 2インバータを制御するインバータ制御部とをさらに備え、 ィ ンバ一タ制御部は、 第 1接続部から第 1および第 2中性点に与えられる交流電力 を直流電力に変換して、 蓄電器に供給するように第 1および第 2インバータを制 御可能またはノぉよび蓄電器から第 1および第 2ィンバータに供給される直流電 流を交流電流に変換して、 第 1接続部から外部負荷に供給するように第 1および 第 2インバ一タを制御可能とされる。
好ましくは、 上記電動機は、 第 1多相卷線と該第 1多相卷線の第 1中性点とを 有する第 1電動機と、 第 2多相巻線と該第 2多相巻線の第 2中性点とを有する第 2電動機とを含む。 そして、 上記第 1接続部は、 第 1中性点に接続された第 1配 線と、 第 2中性点に接続された第 2配線と含む。 さらに、 上記第 1電動機に蓄電 器からの電力を供給可能な第 1インバータと、 第 2電動機に蓄電器からの電力を 供給可能な第 2ィンバータと、 第 1および第 2ィンバータを制御するィンバータ 制御部とをさらに備える。 上記インバータ制御部は、 第 1接続部によって車両外 部から第 1および第 2の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して蓄電 装置へ出力するように第 1および第 2インバータを制御可能とされる。 なお、 上述した構成のうちの 2つ以上の構成を適宜組合わせてもよい。
本発明に係るハイプリッド車両によれば、 高電流の電流が通電する第 2外部接 続部が接続される第 2接続部が、 高温となる内燃機関から離れた位置に設けられ ているため、 内燃機関に生じる熱が第 2接続部にまで達することを抑制すること ができ、 第 2接続部に耐熱処理を施す必要性を低減することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施の形態に係るハイプリッド車両の前方側からの斜視図である。 図 2は、 実施の形態に係るハイブリッド車両の後方側からの斜視図である。 図 3は、 車両本体のボディを示す斜視図である。
図 4は、 ハイブリッド車両の概略構造を示すブロック図である。
図 5は、 外部充電時におけるハイブリッド車両の概略ブロック図である。 図 6は、 バッテリ充電時におけるハイブリッド車両の概略ブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1から図 6を用いて、 本実施の形態に係るハイブリッド車両 1 0 0について 説明する。 なお、 同一または相当する構成については、 同一の符号を付してその 説明を省略する。 図 1は、 本実施の形態に係るハイブリッド車両 1 0 0の前方側 からの斜視図である。 図 2は、 後方側からの斜視図である。
この図 1および図 2において、 ハイブリッド車両 1 0 0は、 ボディと外装部品 とから構成された車両本体 2 0 0と、 車両本体 2 0 0の前方側と後方側にそれぞ れ一対づっ設けられた前輪 2 F、 後輪 2 Rとを備えている。
車両本体 2 0 0は、 ハイブリッド車両 1 0 0の進行方向前方側に設けられたェ ンジンコンパ一トメント E Rと、 このエンジンコンパ一トメント E Rに対して、 進行方向 D後方側に位置し、 乗員を収容可能な乗員収容室 C Rと、 乗員収容室 C Rに対して進行方向 D後方側に位置する荷物室 L Rとを備えている。
図 3は、 車両本体 2 0 0のボディ 5 0 0を示す斜視図である。 この図 3に示さ れるように、 車両本体 2 0 0のボディ 5 0 0としては、 たとえば、 モノコックボ ディ （monocoque body) が採用されている。 このボディ 5 0 0は、 進行方向 Dの 前面側に設けられ、 エンジンコンパ一トメント E Rを規定するフロント壁部 5 5 0と、 乗員収容室 C Rを規定す 収容壁部 5 6 0と、 この収容壁部 5 6 0に対し て、 車両本体 2 0 0の進行方向 D後方側に設けられた後方壁部 5 7 0とを備えて いる。
このボディ 5 0 0の側面には、 乗員収容室 C Rに連通し、 乗員が出入り可能な 開口部 2 1 2 L、 2 1 2 Rが形成されている。 このように構成されたボディ 5 0 0の表面に、.複数の外装部品を装着して、 車両本体 2 0 0が構成されている。 外装部品としては、 たとえば、 図 1および図 2に示すように、 図 1において、 車両本体 2 0 0の前面側に設けられたフロントフェイス 3 1 0と、 このフロント フェイス 3 1 0の下側に設けられたフロントバンバ 3 0 0と、 図 3に示すフロン ト壁部 5 5 0の側面を覆うように設けられたフロントフェンダ 3 0 1と、 開口部 2 1 2 L , 2 1 2 Rを開閉可能に設けられたフロントドア 3 1 2およびリアドア 3 1 3とを備えている。
また、 外装部品としては、 エンジンコンパ一トメント E Rの上蓋としてのフー ド 3 0 7と、 リアドア 3 1 3に対して進行方向 D後方側に設けられたリアフェン ダ 3 0 3と、 リアフヱンダ 3 0 3の下方に設けられたリアバンバ 3 0 4とを備え ている。
乗員収容室 C Rには、 ハイプリッド車両 1 0 0を操作する運転席 D Rと、 運転 席に対してハイプリッド車両 1 0 0の幅方向に隣り合う補助席と、 この補助席お よび運転席 D Rの後ろ側に設けられた後部座席とが設けられている。 この図 1に 示す例においては、 運転席 D Rは、 進行方向 Dに延びるハイプリッド車両 1 0 0 の中心線 Oに対してハイブリッド車両 1 0 0の右側面 （一方の側面） 1 0 O A側 にオフセットしている。
そして、 図 1に示されるように、 乗員収容室 C R内の後部座席下に位置する部 分には、 ガソリンなどの液体燃料が収容されるフューエルタンク 2 0 1が設けら れ、 後部座席より進行方向 D後方には、 燃料電池または大容量のキャパシタなど のバッテリ （蓄電器） Bが配置されている。 このように、 ノくッテリ Bは、 ェンジ ンコンパートメント E Rに対して進行方向 D後方側に位置している。 なお、 フユ 一エルタンク 2 0 1には、 給油コネクタ 1 9 1が接続可能に設けられた給油部 2 1 3を介して給油可能とされている。 そして、 給油部 2 1 3は、 給油コネクタ 1 9 1のノズルを受け入れ可能なノズル受入部 2 1 5と、 このノズル受入部 2 1 5 とフューエルタンク 2 0 1とを接続する給油管 2 1 4と、 回動可能に設けられた 蓋部 2 1 3 Aとを備えている。
エンジンコンパートメント E R内には、 前輪 2 Fを駆動する動力を発生する内 燃機関のエンジン （内燃機関） 4と、 トランスアクスル T Rとが収容されている。 トランスアクスル T Rは、 前輪 2 Fを駆動する動力を発生可能な電動機 MG 1と、 エンジン 4からの動力によって発電機として機能可能な MG 2と、 バッテリ Bか らの電力を高圧する昇圧コンバータ 2 0と、 昇圧コンバータ 2 0からの直流電力 を交流電力に変換して電動機 MG 1、 MG 2に供給するインバータ 3 0、 4 0と、 プラネタリギヤ等から形成された動力分割機構 3と、 前輪 2 Fに接続されたシャ フトに動力を伝達する減速機 1とを含む。
エンジン 4は、 中心線 Oに対して側面 1 0 O A側にオフセットされており、 ト ランスアクスル T Rは、 側面 1 0 0 B側にオフセットされている。 このため、 ェ ンジン 4と トランスアクスル T Rとを一体的に見たときの重心は、 中心線 O上ま たはその近傍に位置し、 ハイブリッド車両 1 0 0の幅方向のバランスがとれてい る。
さらに、 バッテリ Bおよびフューエルタンク 2 0 1の重心は、 いずれも、 中心 線 O上またはその近傍に位置している。
図 4は、 ハイブリッド車両 1 0 0の概略構造を示すブロック図である。
ここで、 図 1、 図 2および図 4に示すように、 ハイブリッド車両 1 0 0におい ては、 たとえば、 1 0 0 Vの商用電源に接続されたコネクタ （第 1外部接続部） 1 9 O Aが接続される低電圧用充電 ·給電部 （第 1接続部） 9 0と、 たとえば、 コネクタ 1 9 O Aに通電された電流よりも電圧の高い 2 0 0 Vの電流が通電する コネクタ （第 2外部接続部） 1 9 0 Bが接続される高電圧用充電 ·給電部 （第 2 接続部） 2 1 0とが設けられている。
ここで、 コネクタ 1 9 0 A, 1 9 0 Bのいずれも、 ノくッテリ Bに電力を供給し て、 バッテリ Bを充電する充電用コネクタと、 外部のバッテリなどに車両搭載さ れたバッテリ B内に蓄電された電力を供給する外部給電用コネクタのレ、ずれも含 むものである。 さらに、 コネクタ 1 9 O A, 1 9 O Bのいずれも、 上記充電用コ ネクタおよび給電用コネクタの機能を兼ね備えた充電 ·給電用コネクタも含むも のである。
なお、 コネクタ 1 9 O Aと低電圧用充電 ·給電部 9 0 .との間における電力の授 受方法と、 コネクタ 1 9 0 Bと高電圧用充電 ·給電部 2 1 0との間における電力 の授受方法とは、 各コネクタ 1 9 O A, 1 9 0 Bの少なくとも一部と、 各給電 ' 充電部の少なくとも一部とが直接接触する接触型 （コンタクティブ） であっても よいし、 さらに、 非接触型 （インコンタクティブ） であってもよい。
図 2において、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0は、 コネクタ 1 9 0 Bが接続可能 とされたコンセント部 2 1 1と、 このコンセント部 2 1 1を覆い、 開閉可能とさ れた蓋部材 2 1 0 Aと、 コンセント部 2 1 1に接続された配線 2 1 6とを備えて いる。
そして、 高電圧用充電'給電部 2 1 0は、 エンジンコンパートメント E Rより、 進行方向 D後方側に設けられている。
このような位置に高電圧用充電 '給電部 2 1 0を配置することで、 エンジン 4 からの熱が高電圧用充電 ·給電部 2 1 0与える影響を低減することができる。 こ のため、 この高電圧用充電 .給電部 2 1 0に耐熱対策を施す必要がなく、 生産コ ストの低廉化を図ることができる。 さらに、 熱による損傷を抑制することができ、 漏電などの発生を抑制することができる。
ここで、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0内を通電する電流の方が、 低電圧用充 電 ·給電部 9 0内を通電する電流の方が高いため、 同程度にまで耐熱性を確保し て、 漏電などの弊害の発生を抑制する場合には、 低電圧用充電 ·給電部 9 0の方 が容易に耐熱性を確保することができる。
高電圧用充電 ·給電部 2 1 0は、 図 3に示すように、 トランスなどの非接触タ イブの変換器 2 3 0に接続される配線 2 1 6を有しており、 変換器 2 3 0とバッ テリ Bとも配線によって接続されている。 このように、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0は、 変換器 2 3 0を介して、 バッテリ Bに接続されている。 なお、 本実施の 形態においては、 変換器として、 非接触タイプ （コンタクティブ） のものが採用 されているが、 これに限られず、 接触タイプ （コンタクティブ） の変換器であつ てもよい。 さらに、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0から供給された交流電流を直流 電流に変換すると共に、 電圧を変換して、 バッテリ Bに供給可能とされている。 また、 この変換器 2 3 0は、 バッテリ Bからの直流電流を交流電流に変換すると 共に、 電圧を変換して高電圧用充電 ·給電部 2 1 0に供給可能とされている。
ノくッテリ Bは、 上記のようにエンジンコンパートメント E Rより進行方向 D後 方側に位置しており、 変換器 2 3 0は、 バッテリ Bの周囲に位置しており、 好ま しくは、 バッテリ Bの上面上に配置されている。 このように、 高電圧用充電 '給 電部 2 1 0と、 変換器 2 3 0と、 バッテリ Bとのいずれもが、 エンジンコンパ一 トメント E Rに対して進行方向 D後方側に位置しているため、 高電圧用充電 ·給 電部 2 1 0と変換器 2 3 0との間の配線長と、 変換器 2 3 0とバッテリ Bとの間 の配線長とのいずれも低減することができる。 このように、 各配線長を短くする ことができるので、 バッテリ Bへの充電効率の向上を図ることができると共に、 発生するノイズの低減を図ることができる。
なお、 バッテリ Bは、 エンジンコンパートメント E Rより進行方向 D後方側に 配置されているので、 ハイブリッド車両 1 0 0の前面部側から外力が加えられた としても、 衝撃力に弱いバッテリ Bに大きな衝撃力が加えられることを抑制する ことができる。
このよ.うに、—一般家庭用電源の 1 0 0 Vよりも高電圧の電流を用いて、 バッテ リ Bを充電可能とされているでの、 短時間.の間でバッテリ Bの充電を完了するこ とができる。
なお、 バッテリ Bに蓄電された電力を高電圧用充電 ·給電部 2 1 0を介して、 外部負荷に供給可能としてもよい。 これにより、 外部の蓄電器の充電作業を短時 間で完了することができる。
図 1において、 低電圧用充電 ·給電部 9 0は、 コネクタ 1 9 O Aが接続される コンセント部 9 1と、 このコンセンド部 9 1を覆うように、 設けられた蓋部材 9 O Aと、 コンセント部 9 1と電動機 MG 1， MG 2に接続された配線 9 2 A, 9 2 Bとを備えている。
低電圧用充電 ·給電部 9 0は、 上記のように、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0よ りも通電する電流の電圧が低いため、 耐熱性を確保して漏電を抑制するのは、 比 較的容易に耐熱性を確保しやすい。 このため、 低電圧用充電 ·給電部 90は、 高 電圧用充電 '給電部 210よりも、 エンジンコンパートメント ER側に近接する ように配置されている。
さらに、 低電圧用充電 ·給電部 90を高電圧用充電 ·給電部 210よりも、 進 行方向 D前方側に近接させる。 具体的には、 車両本体 200のうち、 エンジンコ ンパートメント ERを規定する部分またはその近傍に低電圧用充電 ·給電部 90 を配置する。 これにより.、 低電圧用充電 '給電部 90と電動機 MG 1 , MG2と の間の配線長を低減することができる。
このように、 低電圧用充電 .給電部 90と電動機 MG 1 , MG 2との間の配線 長を短くすることで、 ノイズの発生を低減することができると共に、 バッテリ B への充電効率および外部負荷 （外部蓄電器） への充電効率の向上を図ることがで さる。
ここで、 配線 92A, 92Bは、 エンジンコンパートメント ER内に収容され た電動機 MG1、 MG 2に接続されているため、 配線 92A, 92 Bの少なくと も一部にも耐熱処理が施されている。
そして、 図 1などに示す例においては、 低電圧用充電 ·給電部 90は、 ハイブ リッド車両 100のうち、 進行方向 D前方側に位置するフロントフェイス 310 に設けられており、 高電圧用充電 ·給電部 210は、 進行方向 D後方側に位置す るリアバンバ 304に設けられている。 これにより、 低電圧用充電'給電部 90 は、 電動機 MG 1， MG2に近接し、 さらに、 高電圧用充電 ·給電部 210は、 バッテリ Bに近接する。
すなわち、 高電圧用充電 ·給電部 210をエンジンコンパートメント ERから 離れた位置に設け、 高電圧用充電 ·給電部 210よりも耐熱処理を施しやすい低 電圧用充電 ·給電部 90をエンジンコンパートメント ERの周囲または近傍に配 置することで、 製造コス トの低廉化および各配線長の長さの低減を図ることがで さる。
このため、 本実施の形態のように、 エンジンコンパートメント ERがハイプリ ッド車両 100の進行方向前方側に位置している場合には、 低電圧用充電 ·給電 部 90は、 ハイブリッド車両 100のうち、 開口部 212 L、 212Rに対して 進行方向 D前方側に位置しており、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0は、 開口部 2 1 2 L、 2 1 2 Rに対して、 進行方向 D後方側に位置しておればよレ、。
ここで、 一般に、 ハイブリッド車両 1 0 0のうち、 長年の使用の結果、 外部と 接触する傾向のある部分は、 ハイブリッド車両 1 0 0のうち、 各角部であること が知られている。
そして、 低電圧用充電 ·給電部 9 0は、 フロントフェイス 3 1 0またはフロン トノくンノ 3 0 0のうち、 ハイブリッド車両 1 0 0の幅方向の中央部およびその近 傍に位置している。 さらに、 高電圧用充電 '給電部 2 1 0も、 リアバンバ 3 0 4 のうち、 ハイブリッド車両 1 0 0の幅方向の中央部に位置している。
このため、 ハイブリッド車両 1 0 0を使用する過程において、 高電圧用充電 · 給電部 2 1 0および低電圧用充電 · .給電部 9 0が、 外部の部材と接触して、 損傷 することを抑制することができる。
なお、 使用の結果、 ハイブリッド車両 1 0 0が損傷する部分の多くは、 フロン トフェイス 3 1 0、 フロントバンバ 3 0 0のおよびリアバンバ 3 0 4のうち、 運 転席 D Rと反対側に位置する角部であることが知られている。
そこで、 低電圧用充電 ·給電部 9 0は、 フロントフェイス 3 1 0およびフロン トパンパ 3 0 0のうち、 運転席 D R側の角部と幅方向の中央部との間に位置する 領域に配置してもよい。，さらに、 高電圧用充電 ·給電部 2 1 0は、 リアバンバ 3 0 4のうち、 運転席 D R側の角部と幅方向の中央部との間に位置する部分に配置 してもよレ、。
このような位置に低電圧用充電 ·給電部 9 0および高電圧用充電 ·給電部 2 1 0を配置することにより、 低電圧用充電 ·給電部 9 0および高電圧用充電 ·給電 部 2 1 0の損傷を低減することができる。
さらには、 運転者がバッテリ Bへの充電作業およびバッテリ Bに蓄電された電 力を外部負荷に給電する給電作業を行なう際に、 低電圧用充電 ·給電部 9 0およ び高電圧用充電 ·給電部 2 1 0が運転席 D Rから近く、 作業に取り掛かることが できる。
図 5は、 本実施の形態におけるハイブリッド車両 1 0 0の概略ブロック図であ る。 この図 5を用いて、 バッテリ Bに蓄電された直流電力をコネクタ 1 9 O Aを 介して、 外部負荷に給電する方法 ついて説明する。
バッテリ Bの正電極は、 正極線 PL 1に接続され、 バッテリ Bの負電極は、 負 極線 NL 1に接続される。 コンデンサ C 1は、 正極線 P L 1と負極線 NL 1との. 間に接続される。 昇圧コンバータ 20は、 正極線 P L 1および負極線 NL 1と正 極線 P L 2および負極線 NL 2との間に接続される。 コンデンサ C 2は、 正極線 P L 2と負極線 NL 2との間に接続される。 インバータ 30は、 正極線 PL 2お よび負極線 NL 2と電動機 MG 1との間に接続される。 インバータ 40は、 正極 線 P L 2および負極線 NL 2と電動機 MG 2との間に接続される。
電動機 MG 1は、 3相コイル 1 1をステータコイルとして備え、 電動機 MG2 は、 3相コイル 12をステータコイルとして備える。
昇圧コンバータ 20は、 リアク トル L 1と、 NPNトランジスタ Ql， Q2と、 ダイオード D l， D 2とを含む。 リアタ トル L 1の一方端は正極線 PL 1に接続 され、 他方端は NPNトランジスタ Q 1と NPNトランジスタ Q 2との中間点、 すなわち、 NPNトランジスタ Q 1のェミッタと NPNトランジスタ Q 2のコレ クタとの間に接続される。 NPNトランジスタ Q l， Q2は、 正極線 PL 1と負 極線 NL 1、 NL 2との間に直列に接続される。 そして、 NPNトランジスタ Q 1のコレクタは、 インバータ 30, 40の芷極線 P L 2に接続され、 NPNトラ ンジスタ Q 2のェミッタは負極線 NL 1、 NL 2に接続される。 また、 各 NPN トランジスタ Ql, Q 2のコレクターェミッタ間には、 ェミッタ側からコレクタ 側へ電流を流すダイオード D 1 , D 2がそれぞれ配置されている。
インバ一タ 3ひは、 U相アーム 31と、 V相アーム 32と、 W相アーム 33と から成る。 U相アーム 31、 V相アーム 32、 および W相アーム 33は、 正極線 P L 2と負極線 NL 2との間に並列に設けられる。
U相アーム 31は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 3， Q 4力 ら成り、 V相アーム 32は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 5, Q6から成り、 W 相アーム 33は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 7, Q 8から成る。 また、 各 NPNトランジスタ Q 3〜Q 8のコレクターェミッタ間には、 ェミッタ側から コレクタ側へ電流を流すダイォード D 3〜D 8がそれぞれ接続されている。
インバータ 30の各相アームの中間点は、 電動機 MG 1に含まれる 3相コイル 1 1の各相コイルの各相端に接続されている。 すなわち、 電動機 MG1は、 3相 の永久磁石モータであり、 U, V， W相の 3つのコイルの一端が中性点 Mlに共 通接続されて構成され、 U相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 3， Q4の中 間点に、 V相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 5， Q6の中間点に、 W相コ ィルの他端が NPNトランジスタ Q 7， Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。 インバータ 40は、 コンデンサ C 2の両端にインバ一タ 30と並列に接続され る。 そして、 インバータ 40は、 U相アーム 41と、 V相アーム 42と、 W相ァ ーム 43とからなる。 U相アーム 41、 V相アーム 42、 W相アーム 43は、 正 極線 PL 2と負極線 NL 2との間に並列に設けられる。
U相アーム 41は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 9, Q10力 ら成り、 V相アーム 42は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 1 1 , Q 12力 ら成り、 W相ァ一ム 43は、 直列接続された NPNトランジスタ Q 13， Q 14から成る。 NPNトランジスタ Q 9〜Q 14は、 それぞれ、 インバータ 30の N P Nトラン ジスタ Q 3 ~Q 8に相当する。 つまり、 インバ一タ 40は、 インバータ 30と同 じ構成からなる。 そして、 NPNトランジスタ Q 9〜Q 14のコレクタ一ェミツ タ間には、 ェミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード D 9〜D 14がそ れぞれ接続されている。
ィンバータ 40の各相アームの中間点は、 電動機 MG 2に含まれる 3相コイル 12の各相コイルの各相端に接続されている。 すなわち、 電動機 MG2も、 3相 の永久磁石モータであり、 U, V, W相の 3つのコイルの一端が中性点 M 2に共 通接続されて構成され、 U相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 9, Q 10の 中間点に、 V相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 1 1， Q 1 2の中間点に、 W相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 1 3, Q 14の中間点にそれぞれ接続 されている。
バッテリ Bは、 ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。 電 圧センサー 10は、 バッテリ Bから出力されるバッテリ電圧 Vbを検出し、 その 検出したバッテリ電圧 Vbを制御装置 70へ出力する。 システムリレー SR 1, SR2は、 制御装置 70からの信号 S Eによりオン Zオフされる。 より具体的に は、 システムリ レー SR I, SR2は、 制御装置 70からの H (論理ハイ） レべ ルの信号 S Eによりオンされ、 制御装置 70からの L (論理口一） レベルの信号 SEによりオフされる。 コンデンサ C 1は、 バッテリ Bから供給された直流電圧 を平滑化し、 その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ 20へ供給する。
昇圧コンバータ 20は、 コンデンサ C 1から供給された直流電圧を昇圧してコ ンデンサ C 2へ供給する。 より具体的には、 昇圧コンバータ 20は、 制御装置 7 0から信号 PWCを受けると、 信号 PWCによって NPNトランジスタ Q 2がォ ンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサ C 2に供給する。 この場合、 NPNトランジスタ Q 1は、 信号 PWCによってオフされている。 また、 昇圧コ ンバータ 20は、 制御装置 70からの信号 PWCに応じて、 コンデンサ C 2を介 してインバータ 30およびノまたは 40から供給された直流電圧を降圧してバッ テリ Bを充電する。
コンデンサ C 2は、 昇圧コンバータ 20からの直流電圧を平滑化し、 その平滑 化した直流電圧をインバータ 30, 40へ供給する。 電圧センサー 13は、 コン デンサ C 2の両端の電圧、 すなわち、 昇圧コンバータ 20の出力電圧 Vm (イン バータ 30， 40への入力電圧に相当する。 以下同じ。 ） を検出し、 その検出し た出力電圧 Vmを制御装置 70へ出力する。
インバ一タ 30は、 コンデンサ C 2から直流電圧が供給されると制御装置 70 からの信号 PWM1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して電動機 MG 1を駆 動する。 これにより、 電動機 MG 1は、 トルク指令値 TR 1によって指定された トルクを発生するように駆動される。 また、 インバータ 30は、 動力出力装置が 搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、 電動機 MG 1が発電した交流電圧 を制御装置 70からの信号 PWM1に基づいて直流電圧に変換し、 その変換した 直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 20へ供給する。 なお、 ここ で言う回生制動とは、 ハイプリッド自動車を運転するドライバーによるフットブ レーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、 フッ トブレーキを操作しない ものの、 走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を 減速 （または加速の中止） させることを含む。
さらに、 インバータ 30は、 制御装置 70からの信号 PWM1に応じて、 低電 圧用充電 ·給電部 90のから、 商用電源用の交流電圧 VACを出力可能なように 電動機 MG 1を駆動する。
インバータ 40は、 コンデンサ C 2から直流電圧が供給されると制御装置 70 からの信号 PWM 2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して電動機 MG 2を駆 動する。 これにより、 電動機 MG2は、 トルク指令値 TR 2によって指定された トルクを発生するように駆動される。 また、 インバ一タ 40は、 動力出力装置が 搭載されたハイプリッド自動車の回生制動時、 電動機 MG 2が発電した交流電圧 を制御装置 70からの信号 PWM 2に基づいて直流電圧に変換し、 その変換した 直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 20へ供給する。
さらに、 インバータ 40は、 制御装置 70からの信号 PWM 2に応じて、 商用 電源用の交流電圧 VACを低電圧用充電 '給電部 90の配線 92 A, 92Bから 出力可能なように電動機 MG 2を駆動する。
電流センサー 14は、 電動機 MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1を検出し、 その検出したモータ電流 MCRT 1を制御装置 70へ出力する。 電流センサ一 1 5は、 電動機 MG 2に流れるモータ電流 MCRT 2を検出し、 その検出したモー タ電流 MCRT 2を制御装置 70へ出力する。
低電圧用充電 ·給電部 90は、 1次コイル 51と 2次コイル 52とを含む。 1 次コイル 5 1は、 電動機 MG 1に含まれる 3相コイル 1 1の中性点 Mlと電動機 MG 2に含まれる 3相コイル 12の中性点 M2との間に接続される。 そして、 低 電圧用充電 ·給電部 90は、 電動機 MG 1の中性点 M 1と電動機 MG 2の中性点 M2との間に生じた交流電圧を商用電源用の交流電圧 VACに変換して低電圧用 充電 ·給電部 90から出力する。
図 6は、 本実施の形態におけるハイブリッド車両 100の概略プロック図であ る。 この図 6を用いて、 コネクタ 19 OAから 100Vの交流電流をバッテリ B に供給して、 バッテリ Bを充電する方法について説明する。 図 6において、 三相 ブリッジ回路から成る各インバータ 30, 40においては、 6個のトランジスタ のオン オフの組合わせは 8パターン存在する。 その 8つのスィツチングパター ンのうち 2つは相間電圧が零となり、 そのような電圧状態は零電圧べク トルと称 される。 零電圧ベク トルについては、 上アームの 3つのトランジスタは互いに同 じスイッチング状態 （全てオンまたはオフ） とみなすことができ、 また、 下ァー ムの 3つのトランジスタも互いに同じスィツチング状態とみなすことができる。 したがって、 この図 6では、 インバータ 3 0の上アームの 3つのトランジスタは 上アーム 3 O Aとしてまとめて示され、 インバータ 3 0の下アームの 3つのトラ ンジスタは下アーム 3 0 Bとしてまとめて示されている。 同様に、 インバータ 4 0の上アームの 3つのトランジスタは上アーム 4 O Aとしてまとめて示され、 ィ ンバータ 4 0の下アームの 3つのトランジスタは下アーム 4 0 Bとしてまとめて 示されている。
図 6に示されるように、 この零相等価回路は、 コネクタ 1 9 O Aの電力入力線 A C L 1 , A C L 2を介して中性点 M l， M 2に与えられる単相交流電力を入力 とする単相 P WMコンバータとみることができる。 そこで、 インバータ 3 0， 4 0の各々において零電圧ベク トルを変化させ、 インバータ 3 0 , 4 0を単相 PW Mコンバータのアームとして動作するようにスィツチング制御することによって、 電力入力線 A C L 1， A C L 2から入力される交流電力を直流電力に変換して正 極線 P L 2へ出力することができる。 その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を 介して昇圧コンバータ 2 0へ供給し、 バッテリ Bに充電する。
本実施においては、 モノコックボディを有するハイブリッド車両に適用した場 合について説明したが、 これに限られない。 たとえば、 フレーム付ボディを有す るハイプリッド車両にも適用することができる。
さらに、 本実施の形態においては、 ハイブリッド形式のうち、 所謂シリーズパ ラレルハイプリッドに基づいて説明を行なったが、 この形式に限られるものでは ない。'すなわち、 給油が必要な内燃機関としてのエンジンと、 このエンジンによ つて発電された電力または/およびバッテリに蓄電された電力によって車輪を駆 動させる走行用モータとを備えたハイプリッド形式 （シリーズハイプリッド） に おいても適用することができる。 さらに、 エンジンとモータとがともに、 駆動軸 に動力を出力可能とされたパラレルハイ.プリッドにも適用することができる。 ここで、 本実施の形態に係るハイプリッド車両においては、 低電圧用充電 ·給 電部 9 0を介して、 バッテリ Bへの充電方法および外部給電方法としては、 電動 機 MG 1、 MG 2の中性M 1、 M 2を用いる方法が採用されているが、 これに限 られない。 たとえば、 インバータ機能と D C /D Cコンバータとの機能を有する 充電/給電専用装置を設け、 充電 給電専用装置を用いて、 充電 ·給電を行なう ようにしてもよレヽ。
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、 今回開示された 実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべき である。 本発明の範囲は請求の範囲によって示され、 請求の範囲と均等の意味お よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 産業上の利用可能性
本発明は、 ハイブリッド車両に適用することができ、 特に、 低電流が通電する 第 1外部接続部が接続可能な第 1接続部と、 第 1接続部より高電流の電流が通電 可能な第 2外部接続部が接続可能な第 2接続部とを備えたハイプリッド車両に好 適である。

Claims

請求の範囲
1. 動力を発生可能な内燃機関 （4) と、
車輪を駆動する動力を発生可能な電動機 （MG1, MG 2) と、
前記電動機 （MG 1， MG2) と前記内燃機関 （4) を収容可能な駆動機構収 容室 （ER) と、
前記電動機を駆動する電力を蓄電可能な蓄電器 （B) と、
第 1外部接続部 （1 9 OA) が接続可能に設けられ、 前記蓄電器 （B) に電力 を供給可能または Zおよび前記蓄電器 （B) に蓄積された電力を外部に供給可能 な第 1接続部 （90) と、
前記第 1外部接続部 （1 9 OA) よりも高電流が通電可能な第 2外部接続部 (190B) が接続可能に設けられ、 前記蓄電器 （B) に電力を供給可能または Zおよび前記蓄電器 (B) に蓄積された電力を外部に供給可能とされ、 前記第 1 接続部 （90) よりも前記駆動機構収容室 （ER) から離れて設けられた第 2接 続部 （ 210 ) と、
を備えたハイブリッド車両。
2. 乗員を収容可能な乗員収容室 （CR) をさらに備え、
前記駆動機構収容室 （ER) は、 前記乗員用収容室 （CR) に対して進行方向 (D) 前方側に位置し、
前記第 1接続部 （90) は、 前記第 2接続部 （210) よりも進行方向 （D) 前方側に設けられ、 前記電動機 （MG 1， MG2) を介して、 前記蓄電器 （B) に接続された、 請求の範囲第 1項に記載のハイブリッド車両。
3. 前記第 2接続部 （210) から供給される電力を変換して、 前記蓄電器 (B) に供給可能または および前記蓄電器 (B) 力 供給される電力を変換し て、 前記第 2接続部 （210) に供給可能な変換器 （230) をさらに備え、 前記第 2接続部 （210) は、 前記変換器 （230) を介して、 前記蓄電器 (B) に接続され、
前記蓄電器 （B) は、 前記駆動機構収容室 （ER) に対して進行方向 （D) 後 方側に設けられた、 請求の範囲第 2項に記載のハイプリッド車両。
4. 前記第 1接続部 （90) は、 進行方向 （D) 前方側に位置する前端面に設け られ、 前記第 2接続部 （210) は、 進行方向 （D) 後方側に位置する後端面に 設けられた、 請求の範囲第 2項に記載のハイプリッド車両。
5. 前記電動機 （MG 1， MG2) は、 第 1多相卷線 （1 1) と前記第 1多相卷 線 （1 1) の第 1中性点 （Ml) とを有する第 1電動機 （MG 1) と、
第 2多相卷線 （1 2) と前記第 2多相卷線 （12) の第 2中性点 （M2) とを有 する第 2電動機 （MG2) とを含み、
前記第 1接続部 （90) は、 前記第 1中性点 （Ml) に接続された第 1配線 (92 A) と、 前記第 2中性点 （M2) に接続された第 2配線 （92B) と含み、 前記第 1電動機 （MG 1) 'に前記蓄電器 （B) からの電力を供給可能な第 1ィ ンバータ （30) と、
前記第 2電動機 （MG2) に前記蓄電器 (B) からの電力を供給可能な第 2ィ ンバータ （40) と、
前記第 1および第 2インバータ （30， 40) を制御するインバ一タ制御部 (70) とをさらに備え、
前記インバータ制御部 （70) は、 前記第 1接続部 （90) から前記第 1およ び第 2中性点 （Ml, M2) に与えられる交流電力を直流電力に変換して、 前記 蓄電器 （B) に供給するように前記第 1および第 2インバータ （30， 40) を 制御可能またはノおよび前記蓄電器 (B) から前記第 1および第 2インバータ (30， 40) に供給される直流電流を交流電流に変換して、 前記第 1接続部
(90) 力 ら外部負荷に供給するように前記第 1および第 2インバータ （30, 40) を制御可能とされた、 請求の範囲第 1項に記載のハイプリッド車両。
6. 前記電動機 （MG 1 , MG2) は、 第 1多相卷線 （1 1) と該第 1多相巻線 (1 1) の第 1中性点 （Ml) とを有する第 1電動機 （MG 1) と、 第 2多相卷 線 （1 2) と該第 2多相卷線 （12) の第 2中性点 （M 2 ) とを有する第 2電動 機 （MG2) とを含み、
前記第 1接続部 （90) は、 前記第 1中性点 （Ml) に接続された第 1配線 (92 A) と、 前記第 2中性点 （M2) に接続された第 2配線 （92B) と含み、 前記第 1電動機 （MG 1) に前記蓄電器 (B) からの電力を供給可能な第 1ィ ンバータ （30) と、
前記第 2電動機 (MG 2) に前記蓄電器 （B) からの電力を供給可能な第 2ィ ンバ一タ （40) と、
前記第 1および第 2インバータ （30, 40) を制御するインバータ制御部 (70) とをさらに備え、
インバ一タ制御部 （70) は、 前記第 1接続部 （90) によって車両外部から 前記第 1および第 2の中性点 （Ml, M2) に与えられる交流電力を直流電力に 変換して前記蓄電装置 （B) へ出力するように前記第 1および第 2インバータ
(30， 40) を制御可能とされた、 請求の範囲第 1項に記載のハイブリッド車 両。
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