WO2012127659A1 - 電気自動車及び電気自動車の電源装置 - Google Patents

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WO2012127659A1
WO2012127659A1 PCT/JP2011/057019 JP2011057019W WO2012127659A1 WO 2012127659 A1 WO2012127659 A1 WO 2012127659A1 JP 2011057019 W JP2011057019 W JP 2011057019W WO 2012127659 A1 WO2012127659 A1 WO 2012127659A1
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power supply
output
control device
inverter
power
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信義 武藤
忠彦 加藤
和利 村上
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株式会社ユニバンス
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    • 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
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle including an electric motor as a driving power source, and a power supply device for the electric vehicle.
  • an electric vehicle power supply device including a high voltage battery for supplying power to a motor for driving a vehicle and a low voltage battery for supplying power to an auxiliary device (including a control device) mounted on the vehicle.
  • a high voltage battery for supplying power to a motor for driving a vehicle
  • a low voltage battery for supplying power to an auxiliary device (including a control device) mounted on the vehicle.
  • the electric vehicle power supply device described in Patent Document 1 is configured to charge a low voltage battery from a high voltage battery through a DC-DC converter when the low voltage battery is insufficiently charged.
  • the output current of the semiconductor switching element of the DC-DC converter becomes a value obtained by subtracting the temperature influence canceling current value linked to the temperature of the semiconductor switching element from the allowable maximum current value. In this way, the duty ratio of PWM control is adjusted.
  • an object of the present invention is to stop the power supply from either the main power supply that supplies power to the motor that drives the drive wheels of the vehicle or the auxiliary power supply that can supply power to the electrical components of the vehicle.
  • an object of the present invention is to provide an electric vehicle and a power supply device for the electric vehicle that can continue the operation of the control device of the inverter that supplies current to the motor by supplying power from the other side.
  • a motor that drives driving wheels of a vehicle, an inverter that converts a direct current into an alternating current and supplies the alternating current, a control device that controls the inverter, A power supply device for operating the motor and the control device, wherein the power supply device is a main power supply that supplies the DC current to the inverter, an auxiliary power supply that supplies power to the electrical components of the vehicle, A voltage converter that performs step-down conversion of the output of the main power supply, and a first selection circuit that can select one of the output of the voltage converter and the output of the auxiliary power supply and supply the selected voltage to the control device.
  • An electric vehicle is provided.
  • the power supply from either the main power source that supplies power to the motor that drives the drive wheels of the vehicle or the auxiliary power source that can supply power to the electrical components of the vehicle is cut off. Even in this case, it is possible to continue the operation of the inverter control device that supplies current to the motor by supplying power from the other side.
  • FIG. 1 is a block diagram briefly showing a basic configuration example of an electric vehicle to which the power supply device according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration example of an electric vehicle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an inverter.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle to which the power supply device according to the second embodiment of the present invention is applied.
  • a motor for driving driving wheels of a vehicle an inverter for converting a direct current into an alternating current and supplying the motor, a control device for controlling the inverter, the motor and the control device are operated.
  • the power supply device includes: a main power supply that supplies the DC current to the inverter; an auxiliary power supply that can supply power to electrical components of the vehicle; and An electric vehicle comprising: a voltage converter that performs step-down conversion of an output; and a first selection circuit that can select one of the output of the voltage converter and the output of the auxiliary power supply and supply the selected one to the control device Is about.
  • FIG. 1 is a block diagram briefly showing a basic configuration example of an electric vehicle to which a power supply device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the electric vehicle 1 is a four-wheel drive vehicle having a pair of left and right front wheels 2F and 2F and a pair of left and right rear wheels 2R and 2R as drive wheels.
  • an electric motor 3F for front wheels that applies a driving force to the front wheels 2F and 2F
  • an electric motor for rear wheels that applies a driving force to the rear wheels 2R and 2R 3R.
  • the torque of the front wheel motor 3F is via a differential device 4F
  • the torque of the rear wheel electric motor 3R is via a differential device 4R, respectively, and a pair of front wheels 2F, 2F and a pair of left and right rear wheels 2R, 2R. Is transmitted to.
  • various AC motors such as a synchronous motor and an induction motor can be used.
  • the inverters 5F and 5R that supply AC current as motor current to the motors 3F and 3R for the front wheels and the rear wheels, and the semiconductor switching elements of the inverters 5F and 5R are controlled to be turned on or off.
  • Gate drive circuits 6F and 6R are provided.
  • the electric vehicle 1 is mounted with various electrical components 8 that receive power supply to assist the driver in driving operations, adjust display, illumination, or the temperature in the passenger compartment. Details of the electrical component 8 will be described later.
  • the electric vehicle 1 includes a power supply circuit 100 that supplies electric power to the electrical components 8 while supplying electric power to the motors 3F and 3R via the inverters 5F and 5R.
  • the power supply circuit 100 mainly includes a high voltage battery 10 as a main power source that supplies a direct current to the inverters 5F and 5R, a voltage conversion circuit unit 2 as a voltage converter that performs step-down conversion of the output of the high voltage battery 10, and electrical components.
  • Auxiliary power supply 3 capable of supplying power to 8
  • a selection circuit 34 capable of selecting any one of the output of the voltage conversion circuit unit 2 and the output of the auxiliary power supply 3 and supplying the selected power to the control device 7. have.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration example of the electric vehicle 1 in more detail.
  • the DC / DC converter 22, inverter 23, transformer 24, AC / DC converter 25, and AC / DC converter 32 correspond to the voltage conversion circuit unit 2 in FIG.
  • the low voltage battery 30 and the DC / DC converter 31 correspond to the auxiliary power source 3 in FIG.
  • the electric vehicle 1 includes a steering assist device 81 that assists the steering force of the front wheels 2F and 2F by the driver, a light emitting device 82 for illumination or display, and an air conditioner that adjusts the temperature in the vehicle interior. 83 is installed.
  • the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 are examples of the electrical component 8 in FIG.
  • the steering assist device 81 operates, for example, a column assist type or pinion assist type steering assist mechanism 811 that is operated by an electric motor to assist the driver in rotating the handle 812.
  • the light emitting device 82 is a device that emits light toward the outside of the electric vehicle 1 such as a head lamp, a brake lamp, and a direction indicator of the electric vehicle 1, or is provided in the vehicle interior and displays a traveling speed, a warning display, etc. It is a display which displays.
  • the air conditioner 83 performs heating or cooling or ventilation of the passenger compartment based on temperature setting by the driver.
  • the control device 7 includes a vehicle general controller 7A that calculates a driving force to be applied to the pair of front wheels 2F and 2F and the pair of rear wheels 2R and 2R according to a program stored in advance, and the driving force calculated by the vehicle general controller 7A.
  • the motors 3F and 3R have torque controllers 7F and 7R for driving and controlling the electric motors 3F and 3R so as to generate torque corresponding to the driving force.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the inverter 5R and its peripheral part. Since the inverters 5F and 5R have the same configuration, the inverter 5R will be described as an example here.
  • the inverter 5R includes a plurality of switching elements 511 to 532 such as GTO (Gate Turn Off Off Thyristor) and IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • GTO Gate Turn Off Off Thyristor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the first switching element 511 and the second switching element 512, the third switching element 521 and the fourth switching element 522, and the fifth switching element 531 and the sixth switching element 532 are connected in series, respectively. Paired. These three pairs of switching elements 511 to 532 are connected in parallel between a high voltage line 11 and a ground line 12, which will be described later. Motor power lines 51, 52, 53 connected between the paired switching elements are power supply lines for the rear wheel motor 3R.
  • Torque controllers 7F and 7R control gate drive circuits 6F and 6R to output gate drive signals to inverters 5F and 5R.
  • Inverters 5F and 5R have their switching elements controlled on and off in accordance with gate drive signals from the gate drive circuits 6F and 6R, and supply the three-phase AC drive current obtained thereby to the electric motors 3F and 3R.
  • the electric vehicle 1 has a power supply device 100 for operating the electric motors 3F and 3R, the control device 7, and the like.
  • the power supply apparatus 100 includes first to third power supply systems described below.
  • the power supply device 100 has a main power supply that supplies a direct current to the inverters 5F and 5R.
  • the main power source is composed of, for example, a high voltage battery 10 having an output voltage of 300V.
  • a high voltage battery 10 for example, a laminated laminate type lithium ion battery can be used.
  • the positive electrode of the high voltage battery 10 is connected between the first and second open / close switches 15A and 15B provided in series with the high voltage line 11 for supplying a direct current to the front wheel inverter 5F and the rear wheel inverter 5R. In addition, they are connected via a third open / close switch 14. Further, the negative electrode of the high voltage battery 10 is directly connected to both inverters 5F and 5R via the ground line 12.
  • a capacitor 13F connected between the high voltage line 11 and the ground line 12 is provided on the high voltage battery 10 side of the inverter 5F.
  • a capacitor 13R connected between the high voltage line 11 and the ground line 12 is provided on the high voltage battery 10 side of the inverter 5R.
  • Capacitor 13F and capacitor 13R are examples of the first power storage component of the present invention.
  • first to third open / close switches 14, 15A, 15B are closed (connected) when they are normal, but when an abnormality such as a decrease in output occurs in the high voltage battery 10, the third open / close switch 14 is It is switched so as to be in an open (shutoff) state.
  • a method for detecting an abnormality of the high-voltage battery 10 is not particularly limited. For example, when the output voltage value, the output current value, or the temperature deviates from a preset range, it can be determined that the abnormality is present. When an abnormality of the high voltage battery 10 is detected, a signal indicating that the abnormality has been detected is sent to the control device 7.
  • the first opening / closing switch 15A is opened, and the inverter 5F is disconnected from the high voltage battery 10 and the inverter 5R.
  • the second opening / closing switch 15B is opened, and the inverter 5R is disconnected from the high voltage battery 10 and the inverter 5F.
  • a power system is configured.
  • This second power supply system includes a voltage conversion circuit unit 2 that converts the output voltage of the high-voltage battery 10 and supplies power to the control device 7 and the gate drive circuits 6F and 6R.
  • the voltage conversion circuit unit 2 in the second power supply system receives the output voltage of the high voltage battery 10 through the diode 16 and steps down the DC / DC converter 22 to step down to a low voltage, and the output of the DC / DC converter 22 is AC.
  • An inverter 23 that converts the output voltage of the inverter 23, a multi-output transformer 24 that converts the output voltage of the inverter 23, an AC / DC converter 25 as a first voltage output unit that converts one AC output from the transformer 24 into a direct current,
  • An AC / DC converter 32 serving as a second voltage output unit that converts other AC output from the transformer 24 into DC is configured.
  • An electric double layer capacitor 26 is provided on the output side of the AC / DC converter 25.
  • An electric double layer capacitor 33 is provided on the output side of the AC / DC converter 32.
  • the output of the AC / DC converter 25 is supplied as electric power to the gate drive circuit 6F and the gate drive circuit 6R.
  • the AC / DC converter 32 has an output voltage of, for example, 12 V, and supplies electrical components such as the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 in addition to the control device 7 via a selection circuit 34 described later. Power can be supplied.
  • the electric double layer capacitors 26 and 33 can supply power to each load for a certain period.
  • the power supply device 100 further includes a third power supply system that can supply power to the control device 7 and other electrical components even when the output from the AC / DC converter 32 cannot be obtained. Yes.
  • This third power supply system selects the output of the low voltage battery 30, the DC / DC converter 31 that converts the output of the low voltage battery 30, the AC / DC converter 32, and the DC / DC converter 31. And a selection circuit 34 for outputting.
  • the low voltage battery 30 is, for example, a lead battery using an electrolytic solution, and is mounted in a constantly charged state. This charging can be performed by stepping down the voltage of the high voltage battery 10, for example.
  • the low voltage battery 30 and the DC / DC converter 31 are an example of the auxiliary power source 3 of the present invention.
  • the selection circuit 34 includes a diode 34A having an anode connected to the positive output terminal of the AC / DC converter 32 and a diode 34B having an anode connected to the positive output terminal of the DC / DC converter 31.
  • the cathodes of the diode 34 ⁇ / b> A and the diode 34 ⁇ / b> B are short-circuited, and this short-circuit portion is the output of the selection circuit 34.
  • the selection circuit 34 selects and outputs the output having the higher output voltage from the AC / DC converter 32 and the DC / DC converter 31.
  • the negative output terminal of the AC / DC converter 32 and the negative output terminal of the DC / DC converter 31 are short-circuited and connected to the control device 7 and each electrical component.
  • the selection circuit 34 is an example of a first selection circuit of the present invention.
  • Electric double layer capacitors 351, 361, 371, 381 are connected to the power input side of the control device 7, the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83, respectively.
  • the electric double layer capacitor 351 connected to the control device 7 is an example of the second power storage component of the present invention.
  • the electric double layer capacitors 361, 371, 381 connected to the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 are an example of the third power storage component of the present invention.
  • the electric double layer capacitors 351, 361, 371, 381 can operate the respective devices for a predetermined time even when the power supply from the selection circuit 34 is completely stopped.
  • diodes 350, 360, 370, and 380 are connected to the electric power device 100 side of these electric double layer capacitors 351, 361, 371, and 381, respectively, for preventing the backflow of the charged charges.
  • the amount of electrical energy that can be stored in the electric double layer capacitor 351 is at least in a state where the power supply to the inverters 5F and 5R from at least the first high voltage battery 10A and the second high voltage battery 10B is cut off. This is the amount of electrical energy that allows the control device 7 to operate until the electrical energy stored in the capacitors 13F and 13R is consumed (for example, 2 to 3 minutes).
  • the switching elements 511 to 532 (shown in FIG. 3) of the inverter 5R and the switching elements of the inverter 5F can be controlled on and off. It can be avoided that a large direct current flows through the motors 3F and 3R and the operations of the motors 3F and 3R become unstable. Therefore, even if an abnormality occurs simultaneously in the first power supply system, the second power supply system, and the third power supply system of the power supply device 100, the electric vehicle 1 is driven for a while by the electric energy stored in each capacitor. Can be made. Therefore, for example, even when an abnormality occurs in the power supply device 100 while traveling on a highway, the possibility that the electric vehicle 1 can be stopped by moving to a safe place is increased.
  • the capacitor 26 provided on the power input side of the gate drive circuits 6F and 6R has a time equivalent to the time during which the control device 7 can be operated by the electric double layer capacitor 351. It has a capacity capable of storing the amount of electrical energy that can operate 6R.
  • the time during which the control device 7 can be operated continuously by the electric double layer capacitor 351 is determined by the electric double layer capacitors 361, 371, and 381, and the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner.
  • 83 is set longer than the time during which 83 can be operated continuously. That is, when the power supply from the selection circuit 34 is cut off, the control device 7 operates longer than the time during which the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 operate.
  • the time during which the operation can be continued by the electric energy stored in the electric double layer capacitors 361, 371, 381 is reduced so that the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 are shortened in this order.
  • the capacitances of the multilayer capacitors 361, 371, 381 are determined. That is, when the power supply from the selection circuit 34 is cut off, the air conditioner 83 stops operating first, then the light emitting device 82 stops operating, and then the steering assist device 81 stops operating.
  • the electric double layer capacitors 361, 371, and 381 have capacities determined so that the operation stops in order from the device that has less influence on the running of the electric vehicle 1. Accordingly, it is possible to stabilize the traveling of the electric vehicle 1 in an emergency while suppressing an increase in the overall volume and weight of the electric double layer capacitors 361, 371, and 381.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle to which the power supply device according to the second embodiment of the present invention is applied.
  • the main power source for mainly driving the electric motors 3F and 3R is composed of a single high-voltage battery 10
  • the main power source is duplicated.
  • the main power supply is configured by connecting the first high-voltage battery 10A and the second high-voltage battery 10B in parallel.
  • the first high-voltage battery 10A is an example of the first power supply of the present invention.
  • the second high voltage battery 10B is an example of a second power source of the present invention.
  • the output having the higher voltage among the outputs of the first high voltage battery 10A and the second high voltage battery 10B is selected and supplied to the DC / DC converter 22.
  • a selection circuit 21 to be supplied is provided.
  • a third open / close switch 14A provided between the high voltage line 11 corresponding to the first high voltage battery 10A and a high voltage line 11 corresponding to the second high voltage battery 10B. Is provided with a fourth open / close switch 14A. Since the functions and the like of the other constituent elements are the same as those described in the first embodiment, the same reference numerals are assigned and duplicate descriptions are omitted.
  • the first high voltage battery 10A is connected to the inverter 5F of the high voltage line 11
  • the second high voltage battery 10B is connected to the inverter 5R of the high voltage line 11.
  • the negative electrodes of the first high voltage battery 10A and the second high voltage battery 10B are connected to both inverters 5F and 5R via the ground line 12.
  • the positive electrode of the first high voltage battery 10A is connected to the contact 11a of the high voltage line 11 via the third open / close switch 14A.
  • the positive electrode of the second high voltage battery 10B is connected to the contact 11b of the high voltage line 11 via the fourth open / close switch 14B.
  • the contact 11a and the contact 11b are provided between the first opening / closing switch 15A and the second opening / closing switch 15B.
  • the first to fourth open / close switches 14A, 14B, 15A, 15B are closed (connected) when they are normal, but when an abnormality occurs in the first high-voltage battery 10A, the third open / close switch 14A is opened. Thus, the connection between the first high voltage battery 10A and the high voltage line 11 is cut off. Further, when an abnormality occurs in the second high voltage battery 10B, the fourth open / close switch 14B is opened, and the connection between the second high voltage battery 10B and the high voltage line 11 is cut off. When an abnormality occurs in both the first and second high-voltage batteries 10A and 10B, both the third open / close switch 14A and the fourth open / close switch 14B can be in the open state.
  • the third open / close switch 14A and the fourth open / close switch 14B are examples of the cutoff circuit of the present invention.
  • the selection circuit 21 includes a diode 21A having an anode connected to the plus electrode of the first high-voltage battery 10A, and a diode 21B having an anode connected to the plus electrode of the second high-voltage battery 10B.
  • the cathodes of the diode 21 ⁇ / b> A and the diode 21 ⁇ / b> B are short-circuited, and this short-circuited portion is the output of the selection circuit 21.
  • the output on the side where no abnormality has occurred is selected.
  • the output on the selected side is voltage-converted by the voltage conversion circuit unit 2.
  • the electric double layer capacitors 26, 33 supply power to the respective loads for a certain period. Is possible.
  • the electric vehicle 1 is a four-wheel drive vehicle that drives the front wheels and the rear wheels has been described, but the present invention is applied to a two-wheel drive vehicle that drives one of the front wheels or the rear wheels. You can also.
  • the electric vehicle 1 is driven by the high voltage battery 10 or the motors 3F and 3R that generate torque by the electric power of the first high voltage battery 10A and the second high voltage battery 10B.
  • it may be a so-called hybrid vehicle that uses both an electric motor and an engine that is an internal combustion engine as drive sources.
  • an automobile provided with an electric motor (wheel-in motor) on each wheel may be used. That is, the electric vehicle 1 may be an automobile having a motor that generates torque for driving the driving wheels by electric power.
  • the steering assist device 81, the light emitting device 82, and the air conditioner 83 have been described as examples of the electrical components.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the front wheels 2F and 2F and the rear wheels 2R and 2R by a brake are used.
  • a so-called antilock brake device that suppresses the locking of the vehicle and a vehicle behavior stabilization device that stabilizes the behavior of the vehicle by controlling the torque distribution to each wheel of the vehicle and the braking force may be mounted on the electric vehicle 1 as an electrical component. Is possible.
  • an electric double layer capacitor may be provided for each.
  • the case where one or two high voltage batteries are used has been described.
  • the number of high voltage batteries is not limited to this, and three or more high voltage batteries may be provided.
  • the present invention even when the power supply from either the main power supply or the auxiliary power supply is cut off, it is possible to continue the operation of the control device for the inverter that supplies current to the motor by the power supply from the other power supply. Since it contributes to the improvement of the safety of an electric vehicle in order to provide the electric vehicle and the power supply device for electric vehicles, it has industrial applicability.
  • SYMBOLS 1 ... Electric vehicle, 2 ... Voltage conversion circuit part, 2F ... Front wheel, 2R ... Rear wheel, 3 ... Auxiliary power supply, 3F, 3R ... Electric motor, 4F, 4R ... Differential device, 5F, 5R ... Inverter, 6F, 6R DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gate drive circuit, 7 ... Drive control part, 7A ... Vehicle control controller, 7F, 7R ... Torque controller, 10 ... High voltage battery, 10A ... 1st high voltage battery, 10B ... 2nd high voltage battery, 11 ... High voltage line, 11a, 11b ... contact, 12 ... ground line, 13F, 13R ...

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

【課題】車両の駆動輪を駆動するモータに電力を供給する主電源、又は車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源の何れか一方からの電力供給が絶たれた場合にも、他方からの電力供給によってモータに電流を供給するインバータの制御装置の動作を継続させることが可能な電気自動車及び電気自動車用の電源装置を提供する。 【解決手段】電気自動車１は、モータ３Ｆ，３Ｒに電流を供給するインバータ５Ｆ，５Ｒと、インバータ５Ｆ，５Ｒを制御する制御装置７と、モータ３Ｆ，３Ｒ及び制御装置７を動作させる電源装置１００とを備え、電源装置１００は、インバータ５Ｆ，５Ｒに直流電流を供給する高電圧バッテリ１０の出力、又は電装品８に電力を供給することが可能な低電圧バッテリ３０の出力のうち、選択された一方の出力に基づいて、制御装置７に電力を供給することが可能な選択回路３４とを有する。

Description

電気自動車及び電気自動車の電源装置
　本発明は、走行の動力源として電気モータを備える電気自動車、及び電気自動車の電源装置に関する。
　従来、車両を走行させるモータに給電するための高電圧バッテリと、車両に搭載された補機（制御装置を含む）に給電するための低圧バッテリとを備えた電気自動車用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の電気自動車用電源装置では、低圧バッテリの充電不足時に、高電圧バッテリからＤＣ－ＤＣコンバータを通じて低圧バッテリを充電するように構成されている。また、低圧バッテリを可及的に急速充電するため、ＤＣ－ＤＣコンバータの半導体スイッチング素子の出力電流を許容最大電流値から半導体スイッチング素子の温度に連動する温度影響相殺電流値を差し引いた値となるようにＰＷＭ制御のデューティー比を調整する。
特開２０００－３４１８０１号公報
　しかし、この電気自動車用電源装置では、制御装置の電源が低圧バッテリから供給されているため、低圧バッテリ又はその周辺の配線等に異常が発生した場合には、制御装置の動作が停止してしまう。
　そこで、本発明の目的は、車両の駆動輪を駆動するモータに電力を供給する主電源、又は車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源の何れか一方からの電力供給が絶たれた場合にも、他方からの電力供給によってモータに電流を供給するインバータの制御装置の動作を継続させることが可能な電気自動車及び電気自動車用の電源装置を提供することにある。
　本発明の一態様は、上記課題を解決するため、車両の駆動輪を駆動するモータと、直流電流を交流電流に変換して前記モータに供給するインバータと、前記インバータを制御する制御装置と、前記モータ及び前記制御装置を動作させるための電源装置とを備え、前記電源装置は、前記インバータに前記直流電流を供給する主電源と、前記車両の電装品に電力を供給する補助電源と、前記主電源の出力を降圧変換する電圧変換器と、前記電圧変換器の出力及び前記補助電源の出力のうち何れかを選択して前記制御装置に供給することが可能な第１の選択回路とを有する電気自動車を提供する。
　本発明によれば、車両の駆動輪を駆動するモータに電力を供給する主電源、又は車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源の何れか一方からの電力供給が絶たれた場合にも、他方からの電力供給によってモータに電流を供給するインバータの制御装置の動作を継続させることが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電源装置が適用された電気自動車基本的な構成例を簡潔に示すブロック図である。 図２は、電気自動車の概略の構成例を示す図である。 図３は、インバータの構成例を示す図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電源装置が適用された電気自動車の概略の構成を示す図である。
　以下、本発明に係る電気自動車及び電気自動車用の電源回路の一態様について図面を参照しながら説明する。この一態様は、車両の駆動輪を駆動するモータと、直流電流を交流電流に変換して前記モータに供給するインバータと、前記インバータを制御する制御装置と、前記モータ及び前記制御装置を動作させる電源装置とを備えた電気自動車において、前記電源装置は、前記インバータに前記直流電流を供給する主電源と、前記車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源と、前記主電源の出力を降圧変換する電圧変換器と、前記電圧変換器の出力及び前記補助電源の出力のうち何れかを選択して前記制御装置に供給することが可能な第１の選択回路とを有する電気自動車についてのものである。
［第１の実施の形態］
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電源装置が適用された電気自動車の基本的な構成例を簡潔に示すブロック図である。
　この電気自動車１は、駆動輪として左右一対の前輪２Ｆ，２Ｆと、左右一対の後輪２Ｒ，２Ｒを有する四輪駆動車である。また、これらの駆動輪を駆動するための駆動源として、前輪２Ｆ，２Ｆに駆動力を付与する前輪用の電気モータ３Ｆと、後輪２Ｒ，２Ｒに駆動力を付与する後輪用の電気モータ３Ｒとを備えている。前輪用のモータ３Ｆのトルクは差動装置４Ｆを介して、後輪用の電気モータ３Ｒのトルクは差動装置４Ｒを介して、それぞれ一対の前輪２Ｆ，２Ｆ及び左右一対の後輪２Ｒ，２Ｒに伝達される。
　電気モータ３Ｆ，３Ｒとしては、例えば同期モータ（Synchronous Motor）、誘導モータ（Induction Motor）等の各種の交流モータを用いることができる。
　また、電気自動車１には、前輪及び後輪用のモータ３Ｆ，３Ｒにモータ電流としての交流電流を供給するインバータ５Ｆ，５Ｒ、及びインバータ５Ｆ，５Ｒの各半導体スイッチング素子のオン又はオフを制御するゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒが備えられている。
　またさらに、電気自動車１には、電力の供給を受けて運転者による運転操作等を補助したり、表示や照明、もしくは車室内の温度を調整する種々の電装品８が搭載されている。電装品８の詳細については後述する。
　電気自動車１は、インバータ５Ｆ，５Ｒを介してモータ３Ｆ，３Ｒに電力を供給すると共に、電装品８に電力を供給する電源回路１００を備えている。電源回路１００は、主としてインバータ５Ｆ，５Ｒに直流電流を供給する主電源としての高電圧バッテリ１０と、高電圧バッテリ１０の出力を降圧変換する電圧変換器としての電圧変換回路部２と、電装品８に電力を供給することが可能な補助電源３と、電圧変換回路部２の出力及び補助電源３の出力のうち何れかを選択して制御装置７に供給することが可能な選択回路３４とを有している。
　図２は、電気自動車１の構成例をより詳細に示す構成図である。この図では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，インバータ２３，トランス２４，ＡＣ／ＤＣコンバータ２５，及びＡＣ／ＤＣコンバータ３２が、図１における電圧変換回路部２に相当する。また、低電圧バッテリ３０及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１が図１における補助電源３に相当する。
　図２に示すように、電気自動車１には、運転者による前輪２Ｆ，２Ｆの操舵力を補助する操舵補助装置８１、照明又は表示用の発光装置８２、及び車室内の温度を調節する空調装置８３が搭載されている。操舵補助装置８１，発光装置８２，及び空調装置８３は、図１における電装品８の一例である。
　操舵補助装置８１は、電気モータによって動作する例えばコラムアシスト型又はピニオンアシスト型の操舵補助機構８１１を動作させ、運転者によるハンドル８１２の回転操作を補助する。発光装置８２は、例えば電気自動車１のヘッドランプ，ブレーキランプ，方向指示器等の電気自動車１の外部に向かって光を発する装置、あるいは車室内に設けられて運転者に走行速度や警告表示等の表示を行うディスプレイである。空調装置８３は、運転者による温度設定等に基づいて、車室の暖房又は冷房もしくは換気等を行う。
　制御装置７は、一対の前輪２Ｆ，２Ｆ、及び一対の後輪２Ｒ，２Ｒに付与すべき駆動力を予め記憶されたプログラムに従って演算する車両統括コントローラ７Ａと、車両統括コントローラ７Ａが演算した駆動力に基づいて、電気モータ３Ｆ，３Ｒにその駆動力に応じたトルクを発生させるように電気モータ３Ｆ，３Ｒを駆動制御するトルクコントローラ７Ｆ，７Ｒとを有している。
　図３は、インバータ５Ｒ及びその周辺部の構成例を示す図である。インバータ５Ｆ，５Ｒは、同様の構成を有しているので、ここではインバータ５Ｒを例にとって説明する。インバータ５Ｒは、ＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の複数のスイッチング素子５１１～５３２を備えて構成される。インバータ５Ｒは、入力される直流電流を交流電流に変換して後輪用モータ３Ｒに供給する。
　第１のスイッチング素子５１１と第２のスイッチング素子５１２、第３のスイッチング素子５２１と第４のスイッチング素子５２２、及び第５のスイッチング素子５３１と第６のスイッチング素子５３２は、それぞれ直列に接続されて対をなしている。これら三対のスイッチング素子５１１～５３２は、後述する高電圧ライン１１及び接地ライン１２の間に並列に接続されている。また、対をなすそれぞれのスイッチング素子の間に接続されたモータ電源線５１，５２，５３が後輪用モータ３Ｒの電源供給ラインとなっている。
　トルクコントローラ７Ｆ，７Ｒは、ゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒを制御してインバータ５Ｆ，５Ｒにゲート駆動信号を出力する。インバータ５Ｆ，５Ｒは、ゲート駆動回路６Ｆ、６Ｒからのゲート駆動信号に応じてスイッチング素子がオンオフ制御され、これにより得られる３相交流の駆動電流を各電気モータ３Ｆ、３Ｒに供給する。
　また、電気自動車１は、電気モータ３Ｆ，３Ｒ、及び制御装置７等を動作させるための電源装置１００を有している。この電源装置１００は、以下に説明する第１乃至第３の電源系統を備えている。
（第１の電源系統）
　電源装置１００は、インバータ５Ｆ，５Ｒに直流電流を供給する主電源を有している。この主電源は、例えば出力電圧が３００Ｖの高電圧バッテリ１０から構成されている。この高電圧バッテリ１０としては、例えば積層ラミネート型リチウムイオン電池を用いることができる。
　高電圧バッテリ１０のプラス電極は、前輪用のインバータ５Ｆ及び後輪用のインバータ５Ｒに直流電流を供給する高電圧ライン１１に直列に設けられた第１及び第２の開閉スイッチ１５Ａ，１５Ｂの間に、第３の開閉スイッチ１４を介して接続されている。また、高電圧バッテリ１０のマイナス電極は、接地ライン１２を介して両インバータ５Ｆ，５Ｒに直接接続されている。
　インバータ５Ｆの高電圧バッテリ１０側には、高電圧ライン１１と接地ライン１２との間に接続されたコンデンサ１３Ｆが設けられている。同様に、インバータ５Ｒの高電圧バッテリ１０側には、高電圧ライン１１と接地ライン１２との間に接続されたコンデンサ１３Ｒが設けられている。コンデンサ１３Ｆ及びコンデンサ１３Ｒは、本発明の第１の蓄電部品の一例である。
　これら第１乃至第３の開閉スイッチ１４，１５Ａ，１５Ｂは、正常時には閉（接続）状態にあるが、高電圧バッテリ１０に出力低下等の異常が発生したときは、第３の開閉スイッチ１４が開（遮断）状態となるように切り替えられる。高電圧バッテリ１０の異常を検出する方法は、特に限定されないが、例えば出力電圧値又は出力電流値、もしくは温度が予め設定された範囲を逸脱した場合に異常状態であると判定することができる。高電圧バッテリ１０の異常が検出された場合には、異常が検出されたことを示す信号が制御装置７に送られる。
　また、前輪用のインバータ５Ｆが正常に動作しなくなった場合には、第１の開閉スイッチ１５Ａが開状態となり、インバータ５Ｆが高電圧バッテリ１０及びインバータ５Ｒから切り離される。一方、後輪用のインバータ５Ｒが正常に動作しなくなった場合には、第２の開閉スイッチ１５Ｂが開状態となり、インバータ５Ｒが高電圧バッテリ１０及びインバータ５Ｆから切り離される。
　上述した高電圧バッテリ１０及び第１乃至第３の開閉スイッチ１４，１５Ａ，１５Ｂ等により、前輪用及び後輪用の電気モータ３Ｆ，３Ｒを駆動するための電力を供給する動力系の第１の電源系統が構成される。
（第２の電源系統）
　次に、電源装置１００に備えられ、制御装置７及びゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒ等に対して電力を供給することが可能な第２の電源系統について説明する。
　この第２の電源系統は、高電圧バッテリ１０の出力電圧を変換して制御装置７及びゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒに電力を供給する電圧変換回路部２を有して構成されている。
　第２の電源系統における電圧変換回路部２は、高電圧バッテリ１０の出力電圧をダイオード１６を介して入力し、低電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力を交流に変換するインバータ２３と、インバータ２３の出力電圧を変換する多出力のトランス２４と、トランス２４からの一つの交流出力を直流に変換する第１の電圧出力部としてのＡＣ／ＤＣコンバータ２５と、トランス２４からの他の交流出力を直流に変換する第２の電圧出力部としてのＡＣ／ＤＣコンバータ３２とを備えて構成される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２５の出力側には電気二重層コンデンサ２６が設けられている。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２の出力側には電気二重層コンデンサ３３が設けられている。
　ＡＣ／ＤＣコンバータ２５の出力は、ゲート駆動回路６Ｆ及びゲート駆動回路６Ｒに電力として供給される。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２は、例えば出力電圧が１２Ｖであり、制御装置７の他、操舵補助装置８１，発光装置８２，空調装置８３等の電装品に対して、後述する選択回路３４を介して電力を供給することが可能である。
　かかる電源回路の構成により、高電圧バッテリ１０に異常が発生した場合でも、電気二重層コンデンサ２６，３３により、一定期間はそれぞれの負荷に対して電力を供給することが可能である。
（第３の電源系統）
　電源装置１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２からの出力が得られなくなった場合にも、制御装置７及びその他の電装品に対して電力を供給することが可能な第３の電源系統をさらに備えている。この第３の電源系統は、低電圧バッテリ３０と、低電圧バッテリ３０の出力を電圧変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１の何れかの出力を選択して出力する選択回路３４とを備えている。
　低電圧バッテリ３０は、例えば電解液を使用した鉛バッテリであり、常時充電された状態で搭載されている。この充電は、例えば高電圧バッテリ１０の電圧を降圧して行うことができる。低電圧バッテリ３０及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、本発明の補助電源３の一例である。
　選択回路３４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２のプラス側出力端子にアノードが接続されたダイオード３４Ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１のプラス側出力端子にアノードが接続されたダイオード３４Ｂとからなる。ダイオード３４Ａ及びダイオード３４Ｂのカソードは短絡されており、この短絡部分が選択回路３４の出力となっている。選択回路３４は、は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３１のうち、出力電圧が高い方の出力を選択して出力する。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２のマイナス側出力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ３１のマイナス側出力端子とは短絡されており、制御装置７及び各電装品に接続されている。選択回路３４は、本発明の第１の選択回路の一例である。
（コンデンサによる電源供給）
　制御装置７，操舵補助装置８１，発光装置８２，及び空調装置８３の電源入力側には、電気二重層コンデンサ３５１，３６１，３７１，３８１がそれぞれ接続されている。制御装置７に接続された電気二重層コンデンサ３５１は、本発明の第２の蓄電部品の一例である。操舵補助装置８１，発光装置８２，及び空調装置８３に接続された電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１は、本発明の第３の蓄電部品の一例である。
　電気二重層コンデンサ３５１，３６１，３７１，３８１は、選択回路３４からの電力供給が全くされなくなった場合でも、それぞれの装置を所定時間動作させることが可能である。また、これら各電気二重層コンデンサ３５１，３６１，３７１，３８１の電源装置１００側には、充電された電荷の逆流を防止するためのダイオード３５０，３６０，３７０，３８０がそれぞれ接続されている。
　電気二重層コンデンサ３５１が蓄えることが可能な電気エネルギー量は、少なくとも第１の高電圧バッテリー１０Ａ及び第２の高電圧バッテリー１０Ｂからのインバータ５Ｆ，５Ｒへの電力供給が遮断された状態で、少なくともコンデンサ１３Ｆ，１３Ｒに蓄えられた電気エネルギーが消費されるまでの間（例えば２～３分）、制御装置７を動作させることが可能な電気エネルギー量である。
　この場合、コンデンサ１３Ｆ，１３Ｒに蓄えられた電荷が放電するまでは、インバータ５Ｒのスイッチング素子５１１～５３２（図３に示す）及びインバータ５Ｆのスイッチング素子のオン及びオフを制御することができ、例えばモータ３Ｆ，３Ｒに大きな直流電流が流れてモータ３Ｆ，３Ｒの動作が不安定になることを回避できる。従って、電源装置１００の第１の電源系統，第２の電源系統，及び第３の電源系統に同時に異常が発生した場合でも、各コンデンサに蓄えられた電気エネルギーによって電気自動車１を暫くの間走行させることができる。よって、例えば高速道路を走行中に電源装置１００に異常が発生した場合でも、安全な場所まで移動して電気自動車１を停止させることができる可能性が高まる。
　なお、ゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒの電源入力側に設けられたコンデンサ２６は、電気二重層コンデンサ３５１によって制御装置７を動作させることが可能な時間と同程度の時間に亘ってゲート駆動回路６Ｆ，６Ｒを動作させることができる電気エネルギー量を蓄えることが可能な容量を有している。
　本実施の形態では、電気二重層コンデンサ３５１によって制御装置７を継続して動作させることが可能な時間が、電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１によって操舵補助装置８１，発光装置８２，及び空調装置８３を継続して動作させることが可能な時間よりも長く設定されている。つまり、選択回路３４からの電力供給が絶たれた場合には、操舵補助装置８１，発光装置８２，及び空調装置８３が動作する時間よりも長く制御装置７が動作する。
　また、電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１に蓄えられた電気エネルギーによって動作を継続することが可能な時間は、操舵補助装置８１，発光装置８２，空調装置８３の順に短くなるように、電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１の容量が定められている。つまり、選択回路３４からの電力供給が絶たれた場合には、まず空調装置８３が動作を停止し、その後発光装置８２が動作を停止し、さらにその後に操舵補助装置８１が動作を停止する。このように、電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１は、電気自動車１の走行に与える影響が少ない装置から順に動作が停止するように、容量が決められている。これにより、電気二重層コンデンサ３６１，３７１，３８１の全体の容積や重量の増大を抑えながら、非常時における電気自動車１の走行を安定化することができる。
［第２の実施の形態］
　次に、本発明の第２の実施の形態について、図４を参照して説明する。
　図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電源装置が適用された電気自動車の概略の構成を示すブロック図である。
　第１の実施の形態では、主として電気モータ３Ｆ，３Ｒを駆動するための主電源が単一の高電圧バッテリー１０から構成された場合について説明したが、本実施の形態では、主電源が二重化されており、第１の高電圧バッテリー１０Ａ及び第２の高電圧バッテリー１０Ｂを並列に接続して主電源が構成されている。第１の高電圧バッテリ１０Ａは、本発明の第１の電源の一例である。第２の高電圧バッテリ１０Ｂは、本発明の第２の電源の一例である。
　また、本実施の形態に係る電気自動車１には、第１の高電圧バッテリー１０Ａ及び第２の高電圧バッテリー１０Ｂの出力のうち、電圧が高い方の出力を選択してＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給する選択回路２１が設けられている。また、第１の高電圧バッテリー１０Ａに対応して高電圧ライン１１との間に設けられた第３の開閉スイッチ１４Ａ、及び第２の高電圧バッテリー１０Ｂに対応して高電圧ライン１１との間に設けられた第４の開閉スイッチ１４Ａが設けられている。この他の構成要素の機能等は、第１の実施の形態について説明したもの同じであるので、共通する符号を付して重複した説明を省略する。
　第１の高電圧バッテリ１０Ａは高電圧ライン１１のインバータ５Ｆ寄りに、第２の高電圧バッテリ１０Ｂは高電圧ライン１１のインバータ５Ｒ寄りに、それぞれ接続されている。第１の高電圧バッテリ１０Ａ及び第２の高電圧バッテリ１０Ｂのマイナス電極は、接地ライン１２を介して両インバータ５Ｆ，５Ｒに接続されている。
　第１の高電圧バッテリ１０Ａのプラス電極は、第３の開閉スイッチ１４Ａを介して高電圧ライン１１の接点１１ａに接続されている。また、第２の高電圧バッテリ１０Ｂのプラス電極は、第４の開閉スイッチ１４Ｂを介して高電圧ライン１１の接点１１ｂに接続されている。接点１１ａ及び接点１１ｂは、第１の開閉スイッチ１５Ａ及び第２の開閉スイッチ１５Ｂの間に設けられている。
　第１乃至第４の開閉スイッチ１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂは、正常時には閉（接続）状態にあるが、第１の高電圧バッテリ１０Ａに異常が発生したときには、第３の開閉スイッチ１４Ａが開状態となり、第１の高電圧バッテリ１０Ａと高電圧ライン１１との接続が遮断される。また、第２の高電圧バッテリ１０Ｂに異常が発生したときには、第４の開閉スイッチ１４Ｂが開状態となり、第２の高電圧バッテリ１０Ｂと高電圧ライン１１との接続が遮断される。第１及び第２の高電圧バッテリ１０Ａ，１０Ｂの双方に異常が発生したときには、第３の開閉スイッチ１４Ａと第４の開閉スイッチ１４Ｂとが共に開状態となり得る。第３の開閉スイッチ１４Ａ及び第４の開閉スイッチ１４Ｂは、本発明の遮断回路の一例である。
　選択回路２１は、第１の高電圧バッテリ１０Ａのプラス電極にアノードが接続されたダイオード２１Ａと、第２の高電圧バッテリ１０Ｂのプラス電極にアノードが接続されたダイオード２１Ｂとからなる。ダイオード２１Ａ及びダイオード２１Ｂのカソードは短絡されており、この短絡部分が選択回路２１の出力となっている。
　かかる電源回路の構成により、第１の高電圧バッテリ１０Ａ及び第２の高電圧バッテリ１０Ｂうち何れか一方に出力低下等の異常が発生したときは、異常が発生していない側の出力が選択回路２１により選択され、この選択された側の出力が電圧変換回路部２によって電圧変換される。またさらに、第１の高電圧バッテリ１０Ａ及び第２の高電圧バッテリ１０Ｂの双方に異常が発生した場合でも、前述の電気二重層コンデンサ２６，３３により一定期間はそれぞれの負荷に対して電力を供給することが可能である。
［他の実施の形態］
　以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施の形態では、電気自動車１が前輪及び後輪を駆動する四輪駆動車である場合について説明したが、前輪又は後輪の一方を駆動する二輪駆動車に本発明を適用することもできる。また、上記実施の形態では、電気自動車１が高電圧バッテリー１０、又は第１の高電圧バッテリー１０Ａ及び第２の高電圧バッテリー１０Ｂの電力によってトルクを発生するモータ３Ｆ，３Ｒによって駆動される場合について説明したが、電気モータと内燃機関であるエンジンとの両方を駆動源とする所謂ハイブリッド車であってもよい。またさらに、各車輪に電気モータ（ホイールインモータ）を備えた自動車でもよい。つまり、電気自動車１は、電力によって駆動輪を駆動するためのトルクを発生するモータを有する自動車であればよい。
　また、上記実施の形態では、電装品の例として操舵補助装置８１，発光装置８２，空調装置８３を挙げて説明したが、これに限らず、例えばブレーキによる前輪２Ｆ，２Ｆ及び後輪２Ｒ，２Ｒのロックを抑制する所謂アンチロックブレーキ装置や、車両の各車輪へのトルク配分や制動力の制御により車両の挙動を安定化させる車両挙動安定化装置を電装品として電気自動車１に搭載することも可能である。また、ヘッドランプや車内の表示装置等の複数の発光装置８２が存在する場合には、そのそれぞれについて電気二重層コンデンサを設けてもよい。
　また、上記実施の形態では、高電圧バッテリを１つ又は２つ用いる場合について説明したが、高電圧バッテリの数はこれに限定されるものはでなく３つ以上備えていてもよい。
　本発明は、主電源又は補助電源の何れか一方からの電力供給が絶たれた場合にも、他方からの電力供給によってモータに電流を供給するインバータの制御装置の動作を継続させることが可能な電気自動車及び電気自動車用の電源装置を提供するため、電気自動車の安全性の向上に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
１…電気自動車、２…電圧変換回路部、２Ｆ…前輪、２Ｒ…後輪、３…補助電源、３Ｆ、３Ｒ…電気モータ、４Ｆ、４Ｒ…差動装置、５Ｆ、５Ｒ…インバータ、６Ｆ、６Ｒ…ゲート駆動回路、７…駆動制御部、７Ａ…車両統括コントローラ、７Ｆ、７Ｒ…トルクコントローラ、１０…高電圧バッテリ、１０Ａ…第１の高電圧バッテリ、１０Ｂ…第２の高電圧バッテリ、１１…高電圧ライン、１１ａ，１１ｂ…接点、１２…接地ライン、１３Ｆ、１３Ｒ…コンデンサ、１４，１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ…開閉スイッチ、２１…選択回路、２１Ａ，２１Ｂ…ダイオード、２２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２３…インバータ、２４…トランス、２５…ＡＣ／ＤＣコンバータ、２６…電気二重層コンデンサ、３０…低電圧バッテリ、３１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２…ＡＣ／ＤＣコンバータ、３３…電気二重層コンデンサ、３４…選択回路、３４Ａ，３４Ｂ…ダイオード、８１…操舵補助装置、８２…発光装置、８３…空調装置、１００…電源装置、３５１，３６１，３７１，３８１…電気二重層コンデンサ、３５０，３６０，３７０，３８０…ダイオード、８１１…操舵補助機構、８１２…ハンドル

Claims (7)

  1. 　車両の駆動輪を駆動するモータと、
    　直流電流を交流電流に変換して前記モータに供給するインバータと、
    　前記インバータを制御する制御装置と、
    　前記モータ及び前記制御装置を動作させる電源装置とを備え、
    　前記電源装置は、前記インバータに前記直流電流を供給する主電源と、前記車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源と、前記主電源の出力を降圧変換する電圧変換器と、前記電圧変換器の出力及び前記補助電源の出力のうち何れかを選択して前記制御装置に供給することが可能な第１の選択回路とを有する電気自動車。
  2. 　前記インバータの前記電源装置側に接続され、電気エネルギーを蓄えることが可能な第１の蓄電部品と、
    　前記制御装置の前記電源装置側に接続され、電気エネルギーを蓄えることが可能な制御装置用の第２の蓄電部品とをさらに備え、
    　前記第２の蓄電部品が蓄えることが可能な電気エネルギー量は、前記主電源からの出力が遮断された状態で、少なくとも前記第１の蓄電部品に蓄えられた電気エネルギーが消費されるまでの間、前記制御装置を動作させることが可能な電気エネルギー量である請求項１に記載の電気自動車。
  3. 　前記電装品の電力供給側に接続され、前記電装品を第１の所定時間にわたって動作させることが可能な電気エネルギーを蓄えることが可能な第３の蓄電装置をさらに備え、
    　前記第２の蓄電部品に蓄えられた電気エネルギーによって前記制御装置が動作を継続できる時間は、前記第３の蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーによって前記電装品が動作を継続できる時間よりも長い請求項２に記載の電気自動車。
  4. 　前記電装品は、操舵力を補助する操舵補助装置、照明又は表示用の発光装置、及び車室内の温度を調節する空調装置を含み、
    　前記第３の蓄電装置は、前記操舵補助装置、前記発光装置、及び前記空調装置のそれぞれの電力供給側に接続され、
    　前記第３の蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーによって動作を継続することが可能な時間は、前記操舵補助装置、前記発光装置、前記空調装置の順に短くなるように前記第３の蓄電装置の容量が設定されている請求項３記載の電気自動車。
  5. 　前記電源装置は、前記主電源として互いに並列接続された第１の電源及び第２の電源を有し、前記第１及び第２の電源のうち出力電圧が高い方の電源の出力を前記電圧変換器に出力する第２の選択回路をさらに有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の電気自動車。
  6. 　前記電源回路は、前記第１及び第２の電源のうち異常が発生した電源と前記インバータとの接続を遮断する遮断回路を有する請求項５に記載の電気自動車。
  7. 　車両の駆動輪を駆動するモータ、直流電流を交流電流に変換して前記モータに供給するインバータ、及び前記インバータを制御する制御装置を備えた電気自動車に搭載され、
    　前記インバータに前記直流電流を供給する主電源と、前記車両の電装品に電力を供給することが可能な補助電源と、前記主電源の出力を降圧変換する電圧変換器と、前記電圧変換器の出力及び前記補助電源の出力のうち何れかを選択して前記制御装置に供給する第１の選択回路とを有する電気自動車用の電源装置。
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