JP2005073443A

JP2005073443A - 電気自動車システム

Info

Publication number: JP2005073443A
Application number: JP2003302578A
Authority: JP
Inventors: Keiji Akamatsu; 慶治赤松; Hideki Nakada; 秀樹中田; Satoshi Tamaki; 悟史玉木; Toshiichi Nagaki; 敏一永木; Yasuhiro Kondo; 康宏近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP4329454B2

Abstract

【課題】電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化を実現する。
【解決手段】絶縁された異電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機２と、発電電動機２に接続され、動力を伝達する動力伝達機構１と、発電電動機２に接続され、発電電動機を電動機として機能させる場合は交流電圧を出力するインバータ、発電機として機能させる場合は発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４と、第１の電力変換装置３に接続された高電圧バッテリ５と、第２の電力変換装置４に接続された補機バッテリ６と、高伝あるバッテリ５と補機バッテリ６の蓄電量に基づいて動力伝達機構１、第１の電力変換装置３、および第２の電力変換装置４を制御する制御部７とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、２系統のモータ／ジェネレータを備えた電気自動車システムに関するものである。

第１の従来技術として、従来の電気自動車システムは、車両駆動用の高電圧バッテリの他に、ガソリン車と同様にワイパや各種ランプ、オーディオ、パワーウィンドウあるいは各種コントロール装置などの補機類の電源となる補機バッテリを搭載している。図６にその構成例を示す。図６において、１０１は動力伝達機構、１０２は発電電動機、１０３は電力変換装置、１０４は第１の蓄電装置（高電圧バッテリと称す）、１０５は第２の蓄電装置（補機バッテリと称す）、１０６は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータで、コンバータ１０７と高周波トランス１０８とインバータ１０９で構成される。補機バッテリ１０５は、車両の駆動力となる発電電動機１０２の電源である高電圧バッテリ１０４の高電圧直流源から絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６を介して充電されるように構成されている（例えば特許文献１参照）。

第２の従来技術として、燃料電池等の電力発生装置と高電圧バッテリを備えた電気自動車システムがある。このような従来のハイブリッド自動車においても前述の補機バッテリは、高電圧バッテリの高電圧直流源から絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを介して充電されるように構成されている。図７にその構成例を示す。図７において、動力伝達機構１０１、発電電動機１０２、第１の電力変換装置１０３、第１の蓄電装置１０４、第２の特電装置１０５、コンバータ１０７と高周波トランス１０８とインバータ１０９で構成される絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６は第１の従来技術と同様である。第２の電力変換装置１１０と電力発生装置１１１（燃料電池と称す）が備わっている点が第１の従来技術と異なる（例えば特許文献２参照）。

上述した第１及び第２の従来技術ともに、高電圧バッテリから絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを介して補機バッテリを充電するよう構成されている。このため、補機バッテリ１０５の蓄電量が少なくなった場合、高電圧バッテリ１０４から絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６を介して充電することができるため、補機バッテリ１０５を充電するための発電機（以下、オルタネータと称す）が不要となる。また、一般に発電機よりもこのような絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータによる充電のほうが効率がよく、限られたエネルギーを有効に利用できる。また、このような構成は、現在市販されている内燃機関と電気のハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等にて実用化されており、これらからシステムの流用が可能となる。
特公平７−５７０４１号公報特開２００２−１１０１８７号公報

上述した第１および第２の従来技術については、共に、以下のような問題がある。

補機バッテリ充電用のＤＣ−ＤＣコンバータは、高電圧バッテリに接続されるため、スイッチング素子の耐電圧が高いものが必要となる。一般にスイッチング素子の抵抗成分は耐電圧に比例して大きくなるため、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける損失が大きくなり効率低下を招く。また、その損失による発熱量も大きくなるため、冷却系統も大型になる。また、これらのような高電圧系と低電圧系の電気系統が混在する電気自動車システムにおいては、低電圧系で使用される機器の過電圧レベルを超えないようにするためや感電の危険性を最小限にする必要があるため、高電圧系と低電圧系は電気的に絶縁する必要がある。従って、従来の電気自動車システムにおけるＤＣ−ＤＣコンバータは上記目的を達成するために、サイズ、重量が大きな高周波トランスによって、高電圧系と低電圧系とを絶縁している。このため、高電圧バッテリの高電圧直流源から直接低電圧直流源に変換できず、その間に一端高周波電圧源に変換する必要があるため、その段階における変換損失も存在する。

以上のように、第１および第２の従来技術で述べた電気自動車システムにおいては、絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータが必要となるため、損失が大きくなり、装置全体としてサイズ、重量が大きくなるだけでなく、価格も高価になる。電気自動車は搭載スペースが限られるだけでなく、コストダウン要求が非常に強いため、このような絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの搭載は不利となる。

本発明は、それぞれが絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機を使用することにより、補機バッテリを充電するための上記のような絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型ＡＣ−ＤＣコンバータとすることにより、上記問題を解決する電気自動車システムを提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気自動車システムは、絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第２の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第２の電力変換装置と、前記第１の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置を制御する制御部とを備える。

また、本発明の電気自動車システムは、絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとしてのみ動作する第２の電力変換装置と、前記第１の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置を制御する制御部とを備える。

また、本発明の電気自動車システムは、絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第２の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第２の電力変換装置と、前記第１の電力変換装置に接続され、電力を発生させることができる電力発生装置と、前記電力発生装置と前記第１の電力変換装置の間に接続される第３の電力変換装置と、前記第３の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置と前記第３の電力変換装置を制御する制御部とを備える。

また、本発明の電気自動車システムは、絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとしてのみ動作する第２の電力変換装置と、前記第１の電力変換装置に接続され、電力を発生させることができる電力発生装置と、前記電力発生装置と前記第１の電力変換装置の間に接続される第３の電力変換装置と、前記第３の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置と前記第３の電力変換装置を制御する制御部とを備える。

本発明の電気自動車システムにおいて、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第１の電力変換装置は前記第１の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第１の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第２の電力変換装置は前記第２の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第２の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第１と第２の蓄電装置の蓄電量がともに第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第１と第２の電力変換装置は前記第１と第２の蓄電装置の直流電圧をそれぞれ交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第１と第２の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置を制御する。

また、前記制御部は、前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置に入力するとともに、前記第１の蓄電装置の直流電圧を前記第３の電力変換装置により調節し前記第１の電力変換装置に入力し、双方からの入力を第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれら全てを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記第２の蓄電装置の直流電圧を前記第２の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置に入力するとともに、前記第１の蓄電装置の直流電圧を前記第３の電力変換装置により調節し前記第１の電力変換装置に入力し、双方からの入力を前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記第２の蓄電装置の直流電圧を前記第２の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記第１の電力変換装置により前記第１の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記第２の端子から発電される電力が前記第２の電力変換装置により直流に変換され、前記第２の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記第２の電力変換装置により前記第２の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、第１の端子から発電される電力が前記第１の電力変換装置により直流に変換され、第１の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記電力発生装置により電力を発生させ、前記第３の電力変換装置に入力し、前記第１の蓄電装置を充電するように前記電力発生装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記電力発生装置により電力を発生させ、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記第２の端子から発電される電力が前記第２の電力変換装置により直流に変換され、前記第２の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、減速時には、前記動力伝達機構を介して前記発電電動機に駆動力が伝達され、前記発電電動機により前記第１の端子もしくは前記第２の端子もしくはその両方の端子から電力を発電し、前記第１の電力変換装置もしくは前記第２の電力変換装置もしくはその両方の電力変換装置によりそれぞれ直流に変換し、前記第１の蓄電装置もしくは前記第２の蓄電装置もしくはその両方の蓄電装置に充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記動力伝達機構を制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記動力伝達機構を制御する。前記制御部は、前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第１の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第２の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記動力伝達機構の伝達量を制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記動力伝達機構の伝達量を制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第１の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第２の電力変換装置を制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、前記制御部は、前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、本発明の電気自動車システムにおける前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

また、本発明の電気自動車システムにおける前記制御部は、前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置またはそれらを協調して制御する。

本発明に係る発電電動機は、絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能することができるため、例えば前記電圧が車両駆動用の高電圧と車両の補機駆動用の１２Ｖの低電圧の２電圧とした場合、この発電電動機１つで補機バッテリを充電するためのオルタネータとして機能することができるので、オルタネータの搭載が不要となり、電気自動車の限られたスペースを有効に利用できる。

また、従来技術では車両駆動用の高電圧と車両の補機駆動用の１２Ｖの低電圧が混在する電気自動車であれば、それぞれの電圧系統を絶縁するためにサイズ、重量が大きく、価格も高価な絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを搭載する必要があったが、本発明の発電電動機は高電圧と低電圧の２つの電圧を絶縁処理して入出力できるため、その搭載が不要となり、ハイブリッド自動車の限られたスペースを有効に利用できる。

また、本発明の発電電動機の入出力電圧が前述のような高電圧と低電圧の２電圧とすると、低電圧側は前述したように発電電動機内で絶縁処理されるため、この端子に接続される電力変換装置はサイズ、重量が小さく、価格も安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータが使用できる。そのため、それに使用されるスイッチング素子の耐電圧も小さなものを使用できるため、電力損失を低く抑えることができ、それに伴う発熱も抑えることができるため、冷却系統の小型化も可能であり、全体としてのサイズ、重量を小さくできる。

以上のように、本発明（請求項１）に係る電気自動車システムによれば、従来、補機バッテリ充電用に必要であったオルタネータや絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータにできるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。

本発明（請求項２）に係る電気自動車システムによれば、従来、補機バッテリ充電用に必要であったオルタネータや絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータ（第２の電力変換装置）にできるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。また、前記第２の電力変換装置は、複雑な制御を必要とせず、非常に簡単な回路となるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。

本発明（請求項３）に係る電気自動車システムによれば、従来、補機バッテリ充電用に必要であったオルタネータや絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータ（第２の電力変換装置）にできるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。また、電力発生装置（燃料電池など）と第１の蓄電装置とを併用するこのような電源システムにおいては、それぞれの電力を適切に使い分けるため、両者の相対的な電圧差を制御する必要があり、これらの間に第３の電力変換装置が必要となる。このような電源システムでは、主として電力発生装置から電力を供給するのが通常であり、第１の蓄電装置は、要求電力に対する電力発生装置の出力応答遅れを補償するのに用いられる。従って、使用頻度の高い電力発生装置側に第３の電力変換装置を設けるのではなく、電力量が比較的小さい第１の蓄電装置側に設けることにより第３の電力変換装置の小型化、ひいては電源システム全体の小型化および高効率化を図ることができる。

本発明（請求項４）に係る電気自動車システムによれば、従来、補機バッテリ充電用に必要であったオルタネータや絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータ（第２の電力変換装置）にできるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。また、前記第２の電力変換装置は、複雑な制御を必要とせず、非常に簡単な回路となるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現できる。また、電力発生装置（燃料電池など）と第１の蓄電装置とを併用するこのような電源システムにおいては、それぞれの電力を適切に使い分けるため、両者の相対的な電圧差を制御する必要があり、これらの間に第３の電力変換装置が必要となる。このような電源システムでは、主として電力発生装置から電力を供給するのが通常であり、第１の蓄電装置は、要求電力に対する電力発生装置の出力応答遅れを補償するのに用いられる。従って、使用頻度の高い電力発生装置側に第３の電力変換装置を設けるのではなく、電力量が比較的小さい第１の蓄電装置側に設けることにより第３の電力変換装置の小型化、ひいては電源システム全体の小型化および高効率化を図ることができる。

本発明（請求項５）によれば、故障等で電力発生装置からの電力が得られない場合でも、第１の電力発生装置に蓄電されている電力で走行できる。

本発明（請求項６）によれば、故障等で電力発生装置からの電力が得られない場合でも、第２の蓄電装置に蓄電されている電力で走行できる。

本発明（請求項７）によれば、故障等で電力発生装置からの電力が得られない場合でも、第１の蓄電装置および第２の蓄電装置に蓄電されている電力で走行できる。この時、両蓄電装置に蓄電されている電力が使用できるため、片方の蓄電装置のみを使用した場合よりも大きな駆動力が得られる。

本発明（請求項８）によれば、第１の蓄電装置および第２の蓄電装置に蓄電されている電力を車両の駆動用として使用しないため、両蓄電装置に接続されている負荷への安定した電力供給が可能となる。

本発明（請求項９）によれば、始動時や加速時等の大きな駆動力が必要な場合、電力発生装置の発電電力を第１の蓄電装置でアシストすることが可能となり、駆動力の急増に対応することができる。

本発明（請求項１０）によれば、始動時や加速時等の大きな駆動力が必要な場合、電力発生装置の発電電力を第２の蓄電装置でアシストすることが可能となり、駆動力の急増に対応することができる。

本発明（請求項１１）によれば、始動時や加速時等の大きな駆動力が必要な場合、電力発生装置の発電電力を第１の蓄電装置および第２の蓄電装置でアシストすることが可能となり、駆動力の急増に対応することができる。この時、両蓄電装置に蓄電されている電力により電力発生装置の発電電力をアシストできるため、片方の蓄電装置のみを使用した場合よりも大きな駆動力が得られる。

本発明（請求項１２）によれば、第２の蓄電装置の蓄電量が常に所定の範囲に維持されるため、各種ランプ、オーディオ等の補機類を駆動するために必要な電力を常に確保することができる。

本発明（請求項１３、請求項１４）によれば、第１の蓄電装置の蓄電量が常に所定の範囲に維持されるため、始動時等の発電電動機のトルクアシストに必要な電力を常に確保することができる。

本発明（請求項１５）によれば、第２の蓄電装置の蓄電量が常に所定の範囲に維持されるため、各種ランプ、オーディオ等の補機類を駆動するために必要な電力を常に確保することができる。

本発明（請求項１６）によれば、減速時の運動エネルギーを電気エネルギーとして第１または第２またはその両方の蓄電装置に回収できるため、車両全体のエネルギー効率を高めることができる。

本発明（請求項１７）によれば、第１の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項１８）によれば、第２の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項１９、請求項２０）によれば、第１の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２１）によれば、第２の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２２）によれば、第１の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２３）によれば、第２の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２４、請求項２５）によれば、第１の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２６）によれば、第２の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２７）によれば、第１の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項２８、請求項２９）によれば、第２の蓄電装置の過充電を防止することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項３０）によれば、第１の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

本発明（請求項３１、請求項３２）によれば、第２の蓄電装置において、過充電・放電することなく所定範囲の蓄電状態を維持することができるため、蓄電装置の劣化を抑え、寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における、電気自動車システムの構成を示すブロック図である。図１において、１は動力伝達機構、２は発電電動機、３は第１の電力変換装置、４は第２の電力変換装置、５は第１の蓄電装置（以下、高電圧バッテリと称す）、６は第２の蓄電装置（以下、補機バッテリと称す）、７は制御部である。尚、例えば第１の蓄電装置５には電動エアコンや電動パワーステアリング等、第２の蓄電装置６にはオーディオ、各種ランプ等の負荷（図示しない）が接続されてもよい。

発電電動機２は、高電圧系統に接続される高電圧端子と低電圧系統に接続される低電圧端子を有しており、それぞれの系統は内部で電気的に絶縁されている。従って、それぞれの端子（単独または両方）に交流電圧を印加すると、発電電動機２は電動機として機能し、その軸が回転し駆動力を発生させる。逆に、発電電動機２の軸を動力伝達機構１からの動力により回転させると、発電機として機能し、それぞれの端子（単独または両方）に電力を発生させる。また、高電圧端子に交流電圧を印加し発電電動機２を駆動し、低電圧端子に電力を発生させることも可能であり、その逆も可能である。

第１の電力変換装置３は、発電電動機２の高電圧端子に接続され、この高電圧端子により発電電動機２を電動機として機能させる場合は、高電圧バッテリ５の直流電圧を交流電圧に変換し高電圧端子に印加する。逆に、この高電圧端子により発電電動機２を発電機として機能させた場合は、高電圧端子に発生する交流電圧を直流電圧に変換し高電圧バッテリ５を充電する。

第２の電力変換装置４は、発電電動機２の低電圧端子に接続され、この低電圧端子により発電電動機２を電動機として機能させる場合は、補機バッテリ６の直流電圧を交流電圧に変換し低電圧端子に印加する。逆に、この低電圧端子により発電電動機２を発電機として機能させた場合は、低電圧端子に発生する交流電圧を直流電圧に変換し補機バッテリ６を充電する。

動力伝達機構１は、発電電動機２の軸と車軸が接続され、発電電動機２の動力を車軸に伝達したり、車軸からの動力を発電電動機２の軸に伝達する機能を有する。その伝達量は０から１００％まで調整可能である。

図２は、高電圧バッテリ５と補機バッテリ６の蓄電状態について所望の値を示した図である。図２において、ＳＯＣ１は望ましい蓄電状態の最小値であり、ＳＯＣ２は望ましい蓄電状態の最大値である。従って、蓄電状態がＳＯＣ１とＳＯＣ２の間にあれば、所望の蓄電状態、ＳＯＣ１以下であれば蓄電量が不足した状態、ＳＯＣ２以上であれば満充電状態と判定される。

以下、動力伝達機構１と第１の電力変換装置３と第２の電力変換装置４の動作を決める制御部７の動作について説明する。

まず、車両の始動時における動作について説明する。制御部７は高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であると判別した場合、走行可能であると判断し、動力伝達機構１は車軸と発電電動機２の軸を連結し、高電圧バッテリ５の直流電圧を第１の電力変換装置３により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を始動させる。また、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、補機バッテリ６の直流電圧を第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することによっても発電電動機２を電動機として機能させ、車両を始動させることもできる。また、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６両方の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、それぞれの直流電圧を第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子および低電圧端子にそれぞれ印加することによりさらに大きな始動力が得られる。すなわち、始動時のような大きな駆動力が必要な場合、高電圧バッテリ５または補機バッテリ６またはその両方のバッテリからの電力により発電電動機２を駆動することができる。発電電動機２の駆動力はそれぞれの蓄電状態により、第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４が高電圧端子および低電圧端子に印加する交流電圧を制御することにより調整することができる。

次に、車両の走行時における動作について説明する。制御部７は高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であると判別した場合、走行可能であると判断し、動力伝達機構１は車軸と発電電動機２の軸を連結し、高電圧バッテリ５の直流電圧を第１の電力変換装置３により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を走行させる。また、加速時等でさらに駆動力が必要な場合、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、補機バッテリ６の直流電圧を第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することによっても発電電動機２に駆動力を与えることができる。すなわち、加速時のような大きな駆動力が必要な場合、補機バッテリ６からの電力により高電圧バッテリ５による発電電動機２の駆動力をアシストすることができる。発電電動機２の駆動力はそれぞれの蓄電状態により、第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４が高電圧端子および低電圧端子に印加する交流電圧を制御することにより調整する。

次に、車両の停止時における動作について説明する。高電圧バッテリ５と補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上で車両が停止している場合、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６に接続されているエアコン、オーディオ、各種ランプ、各種コントロール装置等の負荷（図示しない）は、高電圧バッテリ５と補機バッテリ７に蓄電されている電力で駆動するため、それぞれのバッテリの蓄電量は徐々に減少していく。

ここでまず、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上かつ、補機バッテリ６がＳＯＣ１を下回ったとする。このような場合、本発明の電気自動車システムでは、動力伝達機構１によって車軸と発電電動機２の軸を切り離し、第１の電力変換装置３により高電圧バッテリ５の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電する。すなわち、高電圧バッテリ５の電力を発電電動機２を介して補機バッテリ６に送電することができる。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方は、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方により、過充電にならないよう充電量を制御する。

逆に、補機バッテリ６がＳＯＣ１以上かつ、高電圧バッテリ５がＳＯＣ１を下回った場合、第２の電力変換装置４により補機バッテリ６の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、高電圧端子に発生する交流電圧を第１の電力変換装置３により直流電圧に変換し高電圧バッテリ５に充電することもできる。すなわち、補機バッテリ６の電力を発電電動機２を介して高電圧バッテリ５に送電することもできる。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方は、高電圧バッテリ５への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方により、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、高電圧バッテリ５に蓄電されていた電力により車両が走行しているとする。この時、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以下となった場合、本発明の電気自動車システムでは、この時、発電電動機２の低電圧端子に発生している交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することもできる。すなわち、この時、高電圧バッテリ５の電力は発電電動機２を電動機として機能させ、車両の駆動力とする電力と、補機バッテリ６の充電に使用される電力に使用されていることになる。この時、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはそれら全てを協調して制御することにより、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。または、蓄電状態に関係なく一定の充電量で充電することも可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはそれら全てを協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、車両の減速時の動作を説明する。減速時において、制御部７が高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、高電圧端子に発生する交流電圧を第１の電力変換装置３により直流電圧に変換し、高電圧バッテリ５に充電することにより運動エネルギーを電気として回収する。この時、動力伝達機構１は、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第１の電力変換装置３が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第１の電力変換装置４が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。

また、この時、制御部７が補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することにより運動エネルギーを電気として回収する。この時、動力伝達機構１は、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第２の電力変換装置４が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第２の電力変換装置４が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。

また、この時、制御部７が両バッテリともにＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、高電圧端子および低電圧端子に発生する交流電圧をそれぞれ第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４によりそれぞれ直流電圧に変換し、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれに充電することにより運動エネルギーを電気として回収することもできる。この時、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれの蓄電状態がＳＯＣ１に近いほどそれぞれの充電量が大きくなるよう、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはそれら全てを制御する。また、それぞれのバッテリの蓄電状態がＳＯＣ２に達した場合は、動力伝達機構１、第１の電力変換装置３、第２の電力変換装置４によりそれぞれの充電量を減少させるように制御する。

尚、本実施形態では、上記複数の電圧を車両駆動用の高電圧と補機類駆動用の低電圧の２つの電圧により電動機および発電機として機能できるとしたが、いうまでもなく２つ以上の電圧系統にも適用可能であり、例えば車両駆動用の高電圧と、重負荷用の４２Vと補機類駆動用の１４Vといった複数の電圧系統にも適用できる。

また、第１の蓄電装置５は電気２重層キャパシタのような大容量のコンデンサであってもよい。

また、第１の電力変換装置３には、発電電動機２および高電圧バッテリ５とを接続・切断するためのリレーが備わっていて、充電量や発電量により適宜接続・切断できるような機能を有していてもよい。

また、第２の電力変換装置４には、発電電動機２および補機バッテリ６とを接続・切断するためのリレーが備わっていて、充電量や発電量により適宜接続・切断できるような機能を有していてもよい。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における、電気自動車システムの構成を示すブロック図である。図３において、動力伝達機構１、発電電動機２、第１の電力変換装置３、第１の蓄電装置５（以下、高電圧バッテリと称す）、第２の蓄電装置６（以下、補機バッテリと称す）、制御部７は実施の形態１と同様である。第２の電力変換装置８がダイオード整流回路で構成され、電力の流れが発電電動機２から補機バッテリ６への単方向である点が実施の形態１と異なる。尚、例えば第１の蓄電装置５には電動エアコンや電動パワーステアリング等、第２の蓄電装置６にはオーディオ、各種ランプ等の負荷（図示しない）が接続されてもよい。

第２の電力変換装置８は、発電電動機２の低電圧端子に接続され、この低電圧端子に発生する交流電圧を直流電圧に変換し補機バッテリ６を充電する。

以下、動力伝達機構１と第１の電力変換装置３の動作を決める制御部７の動作について説明する。

まず、車両の始動時における動作について説明する。制御部７は高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であると判別した場合、走行可能であると判断し、動力伝達機構１は車軸と発電電動機２の軸を連結し、高電圧バッテリ５の直流電圧を第１の電力変換装置３により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を始動させる。発電電動機２の駆動力は高電圧バッテリ５の蓄電状態により、第１の電力変換装置３が高電圧端子に印加する交流電圧を制御することにより調整することができる。

次に、車両の走行時における動作について説明する。制御部７は高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であると判別した場合、走行可能であると判断し、動力伝達機構１は車軸と発電電動機２の軸を連結し、高電圧バッテリ５の直流電圧を第１の電力変換装置３により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を走行させる。発電電動機２の駆動力は高電圧バッテリ５の蓄電状態により、第１の電力変換装置３が高電圧端子に印加する交流電圧を制御することにより調整することができる。

次に、高電圧バッテリ５に蓄電されていた電力により車両が走行しているとする。この時、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以下となった場合、本発明の電気自動車システムでは、この時、発電電動機２の低電圧端子に発生している交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することもできる。すなわち、この時、高電圧バッテリ５の電力は発電電動機２を電動機として機能させ、車両の駆動力とする電力と、補機バッテリ６の充電に使用される電力に使用されていることになる。この時、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３またはそれらを協調して制御することにより、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。または、蓄電状態に関係なく一定の充電量で充電することも可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３またはそれらを協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。また、第２の電力変換装置４により、過充電にならないよう充電量を低減させる。

また、この時、制御部７が補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することにより運動エネルギーを電気として回収する。この時、動力伝達機構１は、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。

また、この時、制御部７が両バッテリともにＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、高電圧端子および低電圧端子に発生する交流電圧をそれぞれ第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４によりそれぞれ直流電圧に変換し、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれに充電することにより運動エネルギーを電気として回収することもできる。この時、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれの蓄電状態がＳＯＣ１に近いほどそれぞれの充電量が大きくなるよう、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３またはその両方を制御する。また、それぞれのバッテリの蓄電状態がＳＯＣ２に達した場合は、動力伝達機構１、第１の電力変換装置３によりそれぞれの充電量を減少させるように制御する。

また、第２の電力変換装置４には、発電電動機２および補機バッテリ６とを接続・切断するためのリレーが備わっていて、充電量や発電量により適宜接続・切断できるような機能を有していてもよい。この時、それらを制御する信号は制御部７から第２の電力変換装置４へ送られる。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における、電気自動車システムの構成を示すブロック図である。図４において、動力伝達機構１、発電電動機２、第１の電力変換装置３、第２の電力変換装置４、第１の蓄電装置５（以下、高電圧バッテリと称す）、第２の蓄電装置６（以下、補機バッテリと称す）、制御部７は実施の形態１と同様である。第３の電力変換装置９、電力発生装置１０（以下、燃料電池と称す）が新たに備わった点が実施の形態１と異なる。尚、例えば第１の蓄電装置５には電動エアコンや電動パワーステアリング等、第２の蓄電装置６にはオーディオ、各種ランプ等の負荷（図示しない）が接続されてもよい。

燃料電池１０は、燃料として最終的に供給される水素の酸化により発電を行なう装置である。燃料電池１０から排出されるのは、水蒸気であり、有害な成分が含まれないため環境性に非常に優れるという利点がある。しかし、燃料電池１０は、燃料の酸化反応によって発電するため、発電を開始してから、実際に所望の電力が得られるまでに時間遅れが生じるという短所がある。そこで図４のように、燃料電池１０と並列に高電圧バッテリ５を接続することにより燃料電池から所望の電力が得られるまでの過渡期においては、高電圧バッテリ５によって電力の不足分を補償することができる。

図４に示すように、並列に接続された高電圧バッテリ５と燃料電池１０の電力を適切に使い分けるためには、両者の相対的な電圧差を制御する必要がある。本実施形態では、この目的から、高電圧バッテリ５と第１の電力変換装置３との間に第３の電力変換装置９が設けられている。第３の電力変換装置９は直流の電圧変換器である。第３の電力変換装置９は、高電圧バッテリ５から入力された直流電圧を調整して第１の電力変換装置３側に出力する機能、燃料電池１０または第１の電力変換装置３から入力された直流電圧を調整して高電圧バッテリ５に出力し充電する機能を有する。この第３の電力変換装置９の機能により、高電圧バッテリ５の充放電が実現される。

すなわち、高電圧バッテリ５の充電時には、燃料電池１０側を入力、高電圧バッテリ５側を出力とし、かつ、高電圧バッテリ５を充電可能な所定の電圧となるよう第３の電力変換装置９の出力電圧を制御する。このような制御を行なうことにより、高電圧バッテリ５の充電を行なうことができる。ここで、高電圧バッテリ５に印加される電圧は、制御部７が満充電と判断するまで一定値でもよいし、充電時の電力に応じて変動させてもよい。

逆に、高電圧バッテリ５の放電時には、燃料電池１０側が出力、高電圧バッテリ５側が入力となり、かつ、高電圧バッテリ５の電圧を燃料電池１０の出力電圧と同等の電圧値となるように第３の電力変換装置９の出力電圧を制御する。このような制御をおこなうことにより、要求電力に対する燃料電池１０の出力応答遅れを高電圧バッテリ５で補償し、安定して電力を出力することが可能となる。

以下、動力伝達機構１と第１の電力変換装置３と第２の電力変換装置４と第３の電力変換装置９と燃料電池１０の動作を決める制御部７の動作について説明する。

まず、車両の始動時における動作について説明する。制御部７は高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であると判別した場合、走行可能であると判断し、動力伝達機構１は車軸と発電電動機２の軸を連結するとともに、車両の始動・走行に必要な電力要求が燃料電池１０に送られ発電量を増加させる。しかし、前述したように燃料電池１０は、発電を開始してから、実際に所望の電力が得られるまでに時間遅れが生じる。この過渡期においては、高電圧バッテリ５の直流電圧を第３の電力変換装置９を介して第１の電力変換装置３に入力し、第１の電力変換装置により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を始動させる。このとき、燃料電池１０の発電電力が増加するにつれて、要求される車両の駆動電力を満たしつつ高電圧バッテリ５の放電量を減少させるよう第３の電力変換装置９を制御する。やがて、燃料電池１０の発電電力が要求電力に達すると高電圧バッテリ５の放電（車両駆動用に使用されるもの）を停止させるよう第３の電力変換装置９を制御する。

また、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、補機バッテリ６の直流電圧を第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することによっても発電電動機２を電動機として機能させ、車両を始動させることもできる。このとき、燃料電池１０の発電電力が増加するにつれて、要求される車両の駆動電力を満たしつつ補機バッテリ６の放電量を減少させるよう第２の電力変換装置４を制御する。やがて、燃料電池１０の発電電力が要求電力に達すると補機バッテリ６の放電（車両駆動用に使用されるもの）を停止させるよう第２の電力変換装置４を制御する。

また、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６両方の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、それぞれの直流電圧を第１の電力変換装置３および第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子および低電圧端子にそれぞれ印加することによりさらに大きな始動力が得られる。このとき、燃料電池１０の発電電力が増加するにつれて、要求される車両の駆動電力を満たしつつ高電圧バッテリ５の放電量を減少させるよう第３の電力変換装置９を制御し、補機バッテリ６の放電量を減少させるよう第２の電力変換装置４を制御する。やがて、燃料電池１０の発電電力が要求電力に達すると高電圧バッテリ５および補機バッテリ６の放電（車両駆動用に使用されるもの）を停止させるよう第３の電力変換装置９および第２の電力変換装置を制御する。

すなわち、始動時のような大きな駆動力が必要であり、燃料電池１０からの電力が要求電力に達していない過渡期において、高電圧バッテリ５または補機バッテリ６またはその両方のバッテリからの電力により発電電動機２を駆動し、燃料電池１０の出力電力をアシストすることができる。

次に、車両の走行時における動作について説明する。車両が始動し、燃料電池１０の発電電力が要求された電力に達した場合、燃料電池１０の直流電圧を第１の第１の電力変換装置３により交流電圧に変換し発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を電動機として機能させ、車両を走行させる。

また、加速時等でさらに駆動力が必要な場合、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、高電圧バッテリ５の直流電圧を第３の電力変換装置９により所望の直流電圧に調整し、第１の電力変換装置３に入力することにより、燃料電池１０の出力電力をアシストし、駆動力の急増に対応することができる。

この時、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、補機バッテリ６の直流電圧を第２の電力変換装置４により交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することによっても発電電動機２に駆動力を与えることができ、駆動力の急増に対応することができる。

また、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以上であれば、前述のように高電圧バッテリ５により燃料電池１０の出力をアシストし、前述のように補機バッテリ６により発電電動機２に駆動力を与えることができ、駆動力の急増に対応することができる。

すなわち、加速時等の大きな駆動力が必要な場合、燃料電池１０の発電電力による駆動力を高電圧バッテリ５または補機バッテリ６またはその両方でアシストすることができる。

また、燃料電池１０の故障等で発電電力が得られない場合は、高電圧バッテリ５または補機バッテリ６またはその両方に蓄電されている電力で走行可能であることは言うまでもない。

ここでまず、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上かつ、補機バッテリ６がＳＯＣ１を下回ったとする。このような場合、本発明の電気自動車システムでは、第１の電力変換装置３により高電圧バッテリ５の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電する。すなわち、高電圧バッテリ５の電力を発電電動機２を介して補機バッテリ６に送電することができる。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方は、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方により、過充電にならないよう充電量を制御する。

逆に、補機バッテリ６がＳＯＣ１以上かつ、高電圧バッテリ５がＳＯＣ１を下回った場合、第２の電力変換装置４により補機バッテリ６の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の低電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、高電圧端子に発生する交流電圧を第１の電力変換装置３により直流電圧に変換し高電圧バッテリ５に充電することもできる。すなわち、補機バッテリ６の電力を発電電動機２を介して高電圧バッテリ５に送電することもできる。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方は、高電圧バッテリ５への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４またはその両方により、過充電にならないよう充電量を制御する。

また、前述した、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上かつ、補機バッテリ６がＳＯＣ１を下回った場合のもう一つの充電方法として、第３の電力変換装置９により燃料電池１０が発電する電力を高電圧バッテリ５に充電することも可能である。この時、第３の電力変換装置９または燃料電池１０またはその両方は、高電圧バッテリ５への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第３の電力変換装置９または燃料電池１０またはその両方により、過充電にならないよう充電量を制御する。

また、前述した、補機バッテリ６がＳＯＣ１以上かつ、高電圧バッテリ５がＳＯＣ１を下回った場合のもう一つの充電方法として、燃料電池１０が発電する電力を逆電流防止回路１０を介して第１の電力変換装置３に入力し、交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電することも可能である。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４または燃料電池１０またはそれらを協調して制御することにより、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４または燃料電池１０またはそれらを協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、走行中における高電圧バッテリ５および補機バッテリ６の充電について説明する。燃料電池１０の発電電力のみによって車両が走行しているとする。この状態で高電圧バッテリ５に接続されている負荷（電動コンプレッサ、電動ステアリング等）により、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以下となったとする。このような場合、制御部７は車両の要求電力に加え高電圧バッテリ５を充電するための電力を発電するよう燃料電池１０を制御する。第３の電力変換装置９は燃料電池１０の直流電圧を高電圧バッテリ５を充電可能な所定の電圧に調整することにより、高電圧バッテリ５を充電する。この時、第３の電力変換装置９または燃料電池１０またはその両方を協調して制御することにより、高電圧バッテリ５への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第３の電力変換装置９または燃料電池１０またはその両方を協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、補機バッテリ６に接続されている負荷（オーディオ、各種ランプ、各種制御装置等）により、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以下となったとする。このような場合、制御部７は車両の要求電力に加え補機バッテリ６を充電するための電力を発電するよう燃料電池１０を制御する。第１の電力変換装置３により燃料電池１０の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電する。すなわち、燃料電池１０により補機バッテリ６を充電するための電力が発電され、その電力を発電電動機２を介して補機バッテリ６に送電することができる。この時、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４または燃料電池１０またはそれら全てを協調して制御することにより、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４または燃料電池１０またはそれら全てを協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。

また、高電圧バッテリ５と補機バッテリ６両方の蓄電状態がＳＯＣ１以下となった場合は、燃料電池１０の発電電力を車両の要求電力に加え両バッテリを充電するための電力を発電するよう制御し、上記手順により、双方のバッテリに充電することが可能である。

次に、車両の減速時の動作を説明する。減速時において、制御部７が高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、高電圧端子に発生する交流電圧を第１の電力変換装置３により直流電圧に変換し、第３の電力変換装置９により高電圧バッテリ５を充電可能な所定の電圧に調整し、高電圧バッテリ５に充電することにより運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この時、第３の電力変換装置９は第１の電力変換装置３と高電圧バッテリ５をバイパスする機能を有し、第１の電力変換装置３により高電圧バッテリ５を充電可能な所定の電圧に調整し、高電圧バッテリ５に充電するよう制御することも可能である。この時、動力伝達機構１は、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第１の電力変換装置３または第３の電力変換装置９またはその両方よっても行なうことが可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。やがて、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第１の電力変換装置３または第３の電力変換装置９またはその両方によっても行なうことが可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。

次に、減速時において、制御部７が補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することにより運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することもできる。この時、動力伝達機構１は、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第２の電力変換装置４が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。また、そのような充電量の制御は第２の電力変換装置４が行なうことも可能であり、動力伝達機構１と協調して行なうことも可能である。

また、減速時において、制御部７が両バッテリともにＳＯＣ２以下と判定した場合、上記手順により高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれに充電することにより運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することもできる。この時、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれの蓄電状態がＳＯＣ１に近いほどそれぞれの充電量が大きくなるよう、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３または第２の電力変換装置４または第３の電力変換装置９またはそれら全てを協調して制御する。また、それぞれのバッテリの蓄電状態がＳＯＣ２に達した場合は、動力伝達機構１、第１の電力変換装置３、第２の電力変換装置４、第３の電力変換装置９によりそれぞれの充電量を減少させるように制御する。

尚、本実施形態では、上記複数の電圧を車両駆動用の高電圧と補機類駆動用の低電圧の２つの電圧により電動機および発電機として機能できるとしたが、言うまでもなく２つ以上の電圧系統にも適用可能であり、例えば車両駆動用の高電圧と、重負荷用の４２Vと補機類駆動用の１４Vといった複数の電圧系統にも適用できる。

また、第１の蓄電装置５は電気２重層キャパシタのような大容量のコンデンサであってもよく、この時には、第３の電力変換装置９は不要としてもよい。

また、第３の電力変換装置９には、第１の電力変換装置３および高電圧バッテリ５とを接続・切断するためのリレーが備わっていて、充電量や発電量により適宜接続・切断できるような機能を有してもよく、また、バイパスする機能が備わっていてもよい。

また、本実施形態では、電力発生装置１０は燃料電池としたが、その他の発電手段であってもよい。

（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態３における、電気自動車システムの構成を示すブロック図である。図５において、動力伝達機構１、発電電動機２、第１の電力変換装置３、第２の電力変換装置４、第１の蓄電装置５（以下、高電圧バッテリと称す）、第２の蓄電装置６（以下、補機バッテリと称す）、制御部７、第３の電力変換装置９、電力発生装置１０（以下、燃料電池と称す）は実施の形態３と同様である。第２の電力変換装置８がダイオード整流回路で構成され、電力の流れが発電電動機２から補機バッテリ６への単方向である点が実施の形態３と異なる。尚、例えば第１の蓄電装置５には電動エアコンや電動パワーステアリング等、第２の蓄電装置６にはオーディオ、各種ランプ等の負荷（図示しない）が接続されてもよい。

以下、動力伝達機構１と第１の電力変換装置３と第３の電力変換装置９と燃料電池１０の動作を決める制御部７の動作について説明する。

すなわち、始動時のような大きな駆動力が必要であり、燃料電池１０からの電力が要求電力に達していない過渡期において、高電圧バッテリ５からの電力により発電電動機２を駆動し、燃料電池１０の出力電力をアシストすることができる。

すなわち、加速時等の大きな駆動力が必要な場合、燃料電池１０の発電電力を高電圧バッテリ５に蓄電された電力でアシストすることができ、駆動力の急増に対応することができる。

また、燃料電池１０の故障等で発電電力が得られない場合は、高電圧バッテリ５に蓄電されている電力で走行可能であることは言うまでもない。

ここでまず、高電圧バッテリ５の蓄電状態がＳＯＣ１以上かつ、補機バッテリ６がＳＯＣ１を下回ったとする。このような場合、本発明の電気自動車システムでは、第１の電力変換装置３により高電圧バッテリ５の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電する。すなわち、高電圧バッテリ５の電力を発電電動機２を介して補機バッテリ６に送電することができる。この時、第１の電力変換装置３は、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３により、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、補機バッテリ６に接続されている負荷（オーディオ、各種ランプ、各種制御装置等）により、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１以下となったとする。このような場合、制御部７は車両の要求電力に加え補機バッテリ６を充電するための電力を発電するよう燃料電池１０を制御する。第１の電力変換装置３により燃料電池１０の直流電圧を交流電圧に変換し、発電電動機２の高電圧端子に印加することにより発電電動機２を駆動し、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し補機バッテリ６に充電する。すなわち、燃料電池１０により補機バッテリ６を充電するための電力が発電され、その電力を発電電動機２を介して補機バッテリ６に送電することができる。この時、第１の電力変換装置３または燃料電池１０またはそれらを協調して制御することにより、補機バッテリ６への充電量を蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど大きくするよう制御する。蓄電状態にかかわらず一定の充電量によっても充電可能である。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると、制御部７は満充電と判断するとともに、第１の電力変換装置３または燃料電池１０またはそれらを協調して制御することにより、過充電にならないよう充電量を制御する。

次に、減速時において、制御部７が補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２以下と判定した場合、動力伝達機構１を介して車軸からの動力が発電電動機２に伝達され、低電圧端子に発生する交流電圧を第２の電力変換装置４により直流電圧に変換し、補機バッテリ６に充電することにより運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することもできる。この時、動力伝達機構１は、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ１に近いほど車軸から発電電動機２の軸への動力の伝達量が大きくなるよう制御し、充電量を制御する。やがて、補機バッテリ６の蓄電状態がＳＯＣ２に達すると制御部７は満充電と判断するとともに、動力伝達機構１による動力の伝達量を減少させ過充電にならないよう充電量を制御する。

また、減速時において、制御部７が両バッテリともにＳＯＣ２以下と判定した場合、上記手順により高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれに充電することにより運動エネルギーを電気エネルギーとして回収することもできる。この時、高電圧バッテリ５および補機バッテリ６それぞれの蓄電状態がＳＯＣ１に近いほどそれぞれの充電量が大きくなるよう、動力伝達機構１または第１の電力変換装置３または第３の電力変換装置９またはそれら全てを協調して制御する。また、それぞれのバッテリの蓄電状態がＳＯＣ２に達した場合は、動力伝達機構１、第１の電力変換装置３、第３の電力変換装置９によりそれぞれの充電量を減少させるように制御する。

尚、本実施形態では、上記複数の電圧を車両駆動用の高電圧と補機類駆動用の低電圧の２つの電圧により電動機および発電機として機能できるとしたが、２つ以上の電圧系統にも適用可能であり、例えば車両駆動用の高電圧と、重負荷用の４２Vと補機類駆動用の１４Vといった複数の電圧系統にも適用できることは言うまでもない。

本発明に係る電気自動車システムは、従来、補機バッテリ充電用に必要であったオルタネータや絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータを小型、軽量、安価な非絶縁型のＡＣ−ＤＣコンバータにできるため、電気自動車システムの簡略化、小型軽量化、低コスト化が実現でき、電気自動車、燃料電池ハイブリッド車等に用いれば有用である。

本発明の実施の形態１に係る電気自動車システムの構成図本発明の実施の形態１から４に係る蓄電装置の蓄電状態を示す図本発明の実施の形態２に係る電気自動車システムの構成図本発明の実施の形態３に係る電気自動車システムの構成図本発明の実施の形態４に係る電気自動車システムの構成図従来技術１における電気自動車システムの構成図従来技術２における電気自動車システムの構成図

符号の説明

１動力伝達機構
２発電電動機
３第１の電力変換装置
４，８第２の電力変換装置
５第１の蓄電装置
６第２の蓄電装置
７制御部
９第３の電力変換装置
１０電力発生装置

Claims

絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、
前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、
前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は前記第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は前記第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、
前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第２の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第２の電力変換装置と、
前記第１の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、
前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置を制御する制御部と
を備えた電気自動車システム。
絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、
前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、
前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、
前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとしてのみ動作する第２の電力変換装置と、
前記第１の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、
前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置を制御する制御部と
を備えた電気自動車システム。
絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、
前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、
前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、
前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第２の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第２の電力変換装置と、
前記第１の電力変換装置に接続され、電力を発生させることができる電力発生装置と、
前記電力発生装置と前記第１の電力変換装置の間に接続される第３の電力変換装置と、
前記第３の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、
前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置と前記第３の電力変換装置を制御する制御部と
を備えた電気自動車システム。
絶縁された２つ以上の異なる電圧により、電動機および発電機として機能する発電電動機と、
前記発電電動機に接続され、動力を伝達する動力伝達機構と、
前記発電電動機の第１の端子に接続され、前記発電電動機を電動機として機能させる場合は第１の端子に交流電圧を印加するインバータ、発電機として機能させる場合は第１の端子から発電された電力を整流するコンバータとして動作する第１の電力変換装置と、
前記発電電動機の第２の端子に接続され、前記発電電動機を発電機として機能させる場合は第２の端子から発電された電力を整流するコンバータとしてのみ動作する第２の電力変換装置と、
前記第１の電力変換装置に接続され、電力を発生させることができる電力発生装置と、
前記電力発生装置と前記第１の電力変換装置の間に接続される第３の電力変換装置と、
前記第３の電力変換装置に接続される第１の蓄電装置と、
前記第２の電力変換装置に接続される第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置の蓄電量に基づいて前記動力伝達機構と前記第１の電力変換装置と前記第２の電力変換装置と前記第３の電力変換装置を制御する制御部と
を備えた電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第１の電力変換装置は前記第１の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第１の電力変換装置を制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第２の電力変換装置は前記第２の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第２の電力変換装置を制御する請求項１または３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１と第２の蓄電装置の蓄電量がともに第１の所定の蓄電量以上の場合、前記第１と第２の電力変換装置は前記第１と第２の蓄電装置の直流電圧をそれぞれ交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記第１と第２の電力変換装置を制御する請求項１または３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置を制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置に入力するとともに、前記第１の蓄電装置の直流電圧を前記第３の電力変換装置により調節し前記第１の電力変換装置に入力し、双方からの入力を第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれら全てを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記第２の蓄電装置の直流電圧を前記第２の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記電力発生装置において発生した直流電圧を、前記第１の電力変換装置に入力するとともに、前記第１の蓄電装置の直流電圧を前記第３の電力変換装置により調節し前記第１の電力変換装置に入力し、双方からの入力を前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記第２の蓄電装置の直流電圧を前記第２の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記動力伝達機構を介して車両の駆動力とするように前記電力発生装置または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記第１の電力変換装置により前記第１の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記第２の端子から発電される電力が前記第２の電力変換装置により直流に変換され、前記第２の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記第２の電力変換装置により前記第２の蓄電装置の直流電圧を交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、第１の端子から発電される電力が前記第１の電力変換装置により直流に変換され、第１の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する請求項１または３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記電力発生装置により電力を発生させ、前記第３の電力変換装置に入力し、前記第１の蓄電装置を充電するように前記電力発生装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が第１の所定の蓄電量以下の場合、前記電力発生装置により電力を発生させ、前記第１の電力変換装置により交流電圧に変換し、前記発電電動機を駆動し、前記第２の端子から発電される電力が前記第２の電力変換装置により直流に変換され、前記第２の蓄電装置を充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
減速時には、前記動力伝達機構を介して前記発電電動機に駆動力が伝達され、前記発電電動機により前記第１の端子もしくは前記第２の端子もしくはその両方の端子から電力を発電し、前記第１の電力変換装置もしくは前記第２の電力変換装置もしくはその両方の電力変換装置によりそれぞれ直流に変換し、前記第１の蓄電装置もしくは前記第２の蓄電装置もしくはその両方の蓄電装置に充電するように前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置または前記動力伝達機構またはそれらを協調して制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記動力伝達機構を制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記動力伝達機構を制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第１の電力変換装置を制御する請求項１または２に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記第２の電力変換装置を制御する請求項１または３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記動力伝達機構の伝達量を制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記動力伝達機構の伝達量を制御する請求項１から４のいずれかに記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第１の電力変換装置を制御する請求項１または２に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第１の電力変換装置または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記第２の電力変換装置を制御する請求項１または２に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第１の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置装置の蓄電量が第２の所定の蓄電量以上と判定した場合、前記第２の蓄電装置への充電量を減少させるように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第１の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第１の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第３の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３または４に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置または前記第２の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３に記載の電気自動車システム。
前記制御部は、
前記第２の蓄電装置の蓄電量が前記第１の所定の蓄電量以上で、かつ前記第２の所定の蓄電量以下である場合には、前記第２の蓄電装置への充電量が、前記蓄電量が小さいときほど多く、大きいときほど小さくするように前記電力発生装置の出力または前記第１の電力変換装置またはそれらを協調して制御する請求項３に記載の電気自動車システム。