JP2008062722A - 直列ハイブリッド式電気自動車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電機の回転数を制御するコンバータ3と、直流電源電圧を制御するスロットル4と、直流電源電圧の大きな変動を抑制するためにキャパシタ11の放電電流を制御するチョッパ10を具備する。チョッパを介してキャパシタの充放電電流を制御することで、Vdcの大きな変動を抑制することができる。またバッテリ9の充放電電流も許容値以内に抑制することが可能となる。
【選択図】図1
Description
エンジン1はスロットル4から供給される燃料Fで制御され、スロットル4はエンジン1が最大効率で運転できる回転数になるようにエンジン1の回転数N’をフィードバックして燃料Fを調整してエンジン1へ出力する。発電機2はエンジン1によって駆動され、コンバータ3は発電機2のトルクを制御することで発電された電力を調整して、その出力に接続されたコンデンサ5の電圧Vdcが所定値になるようにする。コンデンサ5に並列にインバータ6とバッテリ9が接続され、インバータ6はモータ7に電力を供給し、モータ7は車輪8を駆動する。バッテリ9は、コンデンサ5の電圧Vdcに応じて充放電される。モータ7は運転者の操作に応じたトルクで駆動される。
コンバータ3のVdc電圧制御応答を遅くすると負荷急変時にエンジン1が停止する恐れは軽減されるが、やはりVdcは低下するのでバッテリ9の放電電流が許容値を超えてしまう恐れがある。
バッテリ9が接続されていないシステムにおいて、モータ7が急に電力を必要とすると、エンジン1の応答が遅いことにより、急激な発電の電力増加が得られないので、Vdcの急低下となり、モータ7の駆動もできなくなってしまう。
電圧変動抑制指令発生器26は、コンデンサ5の電圧Vdcを入力して、Vdcが所定値よりも低いと正の大きな電流指令を出力し、Vdcが所定値よりも高いと負の大きな電流指令を出力する。バッテリ電流抑制指令発生器25は、バッテリ9の放電電流Ibを入力してIbが負の所定値よりも低い場合(大きな電流でバッテリ9を充電している場合)は負の大きな電流指令を出力し、Ibが正の所定値よりも大きい場合は正の大きな電流指令を出力する。電圧変動抑制指令発生器26の出力Ivdcとバッテリ電流抑制指令発生器25の出力Ibcは加算器24と加算器23で制限器22の出力と加算され、キャパシタ11の放電電流指令Iccとなる。IvdcやIbcの絶対値が制限器22の制限値よりも十分に大きな値となり得るようにしておけば、Vdcが所定範囲外となった場合はIvdcが大きくなり、Vdcが所定範囲内に戻るような電流指令値Iccが出力されるようになり、Ibが所定範囲外となればIbcが大きくなり、Ibが所定範囲内に戻るような電流指令値Iccが出力されるようになる。以上の構成で、チョッパ10は、通常はキャパシタ11の電圧が指令値となるように動作するが、VdcやIbが所定範囲外となればそれらが所定範囲内と戻すことを優先して動作する。なお制限器27は、キャパシタ11の電圧が所定範囲内になるようにキャパシタ放電電流指令を制限するものである。
2 発電機
3 コンバータ
4 スロットル
5 コンデンサ
6 インバータ
7 モータ
8 車輪
9 バッテリ
10 チョッパ
11 キャパシタ
31 加減算器
32 回転数制御器
33 トルク制限器
34 発電機トルク制御器
35 トルク制限演算器
20 加減算器
21 電圧制御器
22 制限器
23 加算器
24 加算器
25 バッテリ電流抑制指令発生器
26 電圧変動抑制指令発生器
27 制限器
Claims (3)
- エンジンと、該エンジンに供給する燃料の量を調整するスロットルと、前記エンジンで駆動される発電機と、該発電機の出力を直流に変換して出力するコンバータと、該コンバータの出力に並列接続されているコンデンサと、該コンデンサを電源として車輪を駆動するモータに電力を供給するインバータと、前記コンデンサを電源として直流電流を出力するチョッパと、該チョッパ出力の直流電流で充放電されるキャパシタと、前記コンデンサに並列接続されたバッテリとからなる直列ハイブリッド式電気自動車において、
前記コンバータは前記エンジンが最大効率で運転できる回転速度となるように前記発電機のトルクを調整し、前記スロットルは前記コンデンサの電圧が所定値になるように前記エンジンに供給する燃料の量を調整し、前記チョッパは、前記コンデンサの電圧が所定範囲外となった場合や前記バッテリの充放電電流が所定範囲外となった場合に前記コンデンサの電圧や前記バッテリの充放電電流がそれぞれ所定範囲内になるように前記キャパシタの充放電電流を制御し、前記コンデンサの電圧が所定範囲内かつ前記バッテリの充放電電流が所定値範囲内の場合は前記キャパシタの電圧が徐々に所定値になるように前記キャパシタの充放電電流を制御することを特徴とする直列ハイブリッド式電気自動車。 - 請求項1記載から前記バッテリを除いた直列ハイブリッド式電気自動車において、前記チョッパは、前記コンデンサの電圧が所定範囲外となった場合に前記コンデンサの電圧が所定範囲内になるように前記キャパシタの充放電電流を制御し、前記コンデンサの電圧が所定範囲内の場合は前記キャパシタの電圧が徐々に所定値になるように前記キャパシタの充放電電流を制御することを特徴とする直列ハイブリッド式電気自動車。
- 前記コンバータは、前記エンジンが最大効率で運転できる回転速度となるように前記発電機のトルクを調整する際に、前記コンデンサの電圧が所定範囲内におさまるように前記発電機のトルクを制限する制限値を調整することを特徴とする請求項1および2記載の直列ハイブリッド式電気自動車。
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