JP2021078318A - Rotary electric machine drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両などに搭載される回転電機駆動装置に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine drive device mounted on an electric vehicle or the like.
従来から、電動車両やハイブリッド車両には回転電機駆動装置が搭載されている。電動車両やハイブリッド車両に搭載された回転電機駆動装置は、高電圧で回転電機を駆動する。 Conventionally, electric vehicles and hybrid vehicles have been equipped with a rotary electric drive device. The rotary electric machine drive device mounted on the electric vehicle or the hybrid vehicle drives the rotary electric machine with a high voltage.
一方で、車両は、高地を走行する場合がある。高地においては、大気圧や大気温度が低いため、空気の誘電率が高くなる。したがって、回転電機駆動装置が搭載された電動車両やハイブリッド車両が高地を走行すると、回転電機駆動装置の回転電機の部分放電開始電圧(PDIVともいう)の値が低くなるため、回転電機の駆動電圧が部分放電開始電圧を上回って回転電機の部分放電量が増加し、回転電機のコイル被膜が損傷する虞があった。 On the other hand, the vehicle may travel in high altitude. In the highlands, the atmospheric pressure and atmospheric temperature are low, so the permittivity of air is high. Therefore, when an electric vehicle or a hybrid vehicle equipped with a rotary electric machine drive device travels in a high altitude, the value of the partial discharge start voltage (also referred to as PDIV) of the rotary electric machine of the rotary electric machine drive device becomes low, so that the drive voltage of the rotary electric machine However, the partial discharge amount of the rotary electric machine increased beyond the partial discharge start voltage, and there was a risk that the coil coating of the rotary electric machine would be damaged.
この課題を解決するために、例えば特許文献1には、DC/DCコンバータと、電池と、インバータと、モータとが搭載される車両の制御装置が開示されている。特許文献1に記載の制御装置は、車両の周辺の大気圧を検出する大気圧センサによって検出された大気圧に応じて、DC/DCコンバータにおいて出力される最大電圧値を設定し、DC/DCコンバータにおいて出力される電圧が最大電圧値を超えないように制御する。
In order to solve this problem, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の制御装置では、DC/DCコンバータが必要であるため、コストが高くなるという課題があった。
However, since the control device described in
本発明は、DC/DCコンバータを用いることなく、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないように制御することができる回転電機駆動装置を提供する。 The present invention provides a rotary electric machine drive device capable of controlling the input / output voltage of the battery unit so as not to exceed the partial discharge start voltage of the rotary electric machine without using a DC / DC converter.
本発明は、
回転電機と、
第1バッテリパック、及び複数のバッテリモジュールを備える第2バッテリパック、を有するバッテリユニットと、
前記回転電機及び前記バッテリユニットと電気的に接続され、前記回転電機に供給する電力及び前記回転電機から供給される電力を変換する電力変換装置と、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続を、直列接続と並列接続とで切替える第1切替部と、
前記複数のバッテリモジュール間の接続を、直列接続と並列接続とで切替える第2切替部と、
周辺の環境情報を取得する環境情報取得部と、
前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する制御装置と、を備える回転電機駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、前記回転電機の部分放電開始電圧推定値を算出する部分放電開始電圧推定部を有し、
前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値に基づいて、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する。
The present invention
With a rotary electric machine
A battery unit having a first battery pack and a second battery pack including a plurality of battery modules, and
A power conversion device that is electrically connected to the rotary electric machine and the battery unit and converts the electric power supplied to the rotary electric machine and the electric power supplied from the rotary electric machine.
A first switching unit that switches the connection between the first battery pack and the second battery pack between series connection and parallel connection.
A second switching unit that switches the connection between the plurality of battery modules between series connection and parallel connection, and
Environmental information acquisition department that acquires surrounding environmental information,
A rotary electric machine drive device including the first switching unit and a control device for controlling the second switching unit.
The control device is
It has a partial discharge start voltage estimation unit that calculates a partial discharge start voltage estimated value of the rotary electric machine based on the environmental information acquired by the environmental information acquisition unit.
The first switching unit and the second switching unit are controlled based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit.
本発明によれば、制御装置によって第1切替部及び第2切替部を制御することによって、バッテリユニットの第1バッテリと第2バッテリとの接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができ、また、第2バッテリの複数のバッテリセル群間の接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができるので、DC/DCコンバータを用いることなくバッテリユニットの入出力電圧を制御することができる。
さらに、制御装置は、環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、回転電機の部分放電開始電圧推定値を算出する部分放電開始電圧推定部を有し、部分放電開始電圧推定部が算出した部分放電開始電圧推定値に基づいて、第1切替部及び第2切替部を制御することによって、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないように制御することができる。
According to the present invention, the connection between the first battery and the second battery of the battery unit can be switched between series connection and parallel connection by controlling the first switching unit and the second switching unit by the control device. Further, since the connection between a plurality of battery cell groups of the second battery can be switched between series connection and parallel connection, the input / output voltage of the battery unit can be controlled without using a DC / DC converter. ..
Further, the control device has a partial discharge start voltage estimation unit that calculates a partial discharge start voltage estimation value of the rotating electric machine based on the environmental information acquired by the environmental information acquisition unit, and the partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimation value. By controlling the first switching unit and the second switching unit based on the estimated partial discharge start voltage, it is possible to control the input / output voltage of the battery unit so that it does not exceed the partial discharge start voltage of the rotating electric machine.
以下、本発明の回転電機駆動装置の各実施形態を、添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, each embodiment of the rotary electric machine drive device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
先ず、本発明の第1実施形態の回転電機駆動装置について図1及び図2を参照しながら説明する。
[First Embodiment]
First, the rotary electric machine drive device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
<回転電機駆動装置>
図1に示すように、本実施形態の回転電機駆動装置10は、回転電機20と、バッテリユニット30と、電力変換装置40と、回転電機駆動装置10の周辺の環境情報を取得する環境情報取得部50と、バッテリユニット30の入出力電圧を制御する制御装置60と、を備える。
<Rotating electric machine drive device>
As shown in FIG. 1, the rotary electric
回転電機20は、磁石が組付けられたロータと、ロータの外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置され、被膜されたコイルが組付けられたステータとを有する。
The rotary
バッテリユニット30は、第1バッテリパック31及び第2バッテリパック32を有する。第1バッテリパック31及び第2バッテリパック32は、充放電可能な任意の二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などである。
The
バッテリユニット30は、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続を直列接続と並列接続とで切替える第1切替部71を備える。
The
本実施形態では、バッテリユニット30は、外部との低電圧側入出力経路810aと外部との高電圧側入出力経路810bと、を有する。低電圧側入出力経路810aは、バッテリユニット30の低電位側の節点911に接続する。高電圧側入出力経路810bは、バッテリユニット30の高電位側の節点912に接続する。バッテリユニット30は、節点911から第1バッテリパック31を経て節点912に接続する第1経路811と、節点912から第2バッテリパック32を経て節点912に接続する第2経路812と、を有する。さらに、バッテリユニット30は、第1経路811の第1バッテリパック31の低電位側に設けられた節点913と、第2経路812の第2バッテリパック32の高電位側に設けられた節点914とを接続する第3経路813を有する。さらに、第3経路813には、第1スイッチ711が設けられており、第1経路811の節点911と節点913との間には、第2スイッチ712が設けられており、第2経路812の節点914と節点912との間には、第3スイッチ713が設けられている。
In the present embodiment, the
第1切替部71は、第1スイッチ711、第2スイッチ712、及び第3スイッチ713によって構成される。具体的には、第1スイッチ711をONとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をOFFとすることで、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続は、直列接続となり、第1スイッチ711をOFFとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をONとすることで、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続は、並列接続となる。このようにして、第1切替部71は、第1スイッチ711、第2スイッチ712、及び第3スイッチ713のON/OFFを切替えることによって、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続を直列接続と並列接続とで切替える。
The
第2バッテリパック32は、2つのバッテリモジュール321、322を備える。バッテリモジュール321、322は、直列及び並列に接続された複数のバッテリセル320から構成される。
The
バッテリユニット30は、第2バッテリパック32のバッテリモジュール321、322間の接続を、直列接続と並列接続とで切替える第2切替部72を備える。
The
本実施形態では、第2バッテリパック32は、第2バッテリパック32の低電位側入出力経路820aと、第2バッテリパック32の高電位側入出力経路820bと、を有する。低電位側入出力経路820aは、第2バッテリパック32の低電位側の第2経路812であり、高電位側入出力経路820bは、第2バッテリパック32の高電位側の第2経路812である。低電位側入出力経路820aは、第2バッテリパック32の低電位側の節点921に接続する。高電位側入出力経路820bは、第2バッテリパック32の高電位側の節点922に接続する。第2バッテリパック32は、節点921からバッテリモジュール321を経て節点922に接続する第1経路821と、節点922からバッテリモジュール322を経て節点922に接続する第2経路822と、を有する。さらに、第2バッテリパック32は、第1経路821のバッテリモジュール321の低電位側に設けられた節点923と、第2経路822のバッテリモジュール322の高電位側に設けられた節点924とを接続する第3経路823を有する。さらに、第3経路823には、第1スイッチ721が設けられており、第1経路821の節点921と節点923との間には、第2スイッチ722が設けられており、第2経路822の節点924と節点922との間には、第3スイッチ723が設けられている。
In the present embodiment, the
第2切替部72は、第1スイッチ721、第2スイッチ722、及び第3スイッチ723によって構成される。具体的には、第1スイッチ721をONとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をOFFとすることで、バッテリモジュール321とバッテリモジュール322との接続は、直列接続となり、第1スイッチ721をOFFとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をONとすることで、バッテリモジュール321とバッテリモジュール322との接続は、並列接続となる。このようにして、第2切替部72は、第1スイッチ721、第2スイッチ722、及び第3スイッチ723のON/OFFを切替えることによって、バッテリモジュール321とバッテリモジュール322との接続を直列接続と並列接続とで切替える。
The
電力変換装置40は、回転電機20及びバッテリユニット30と電気的に接続され、回転電機20に供給する電力及び回転電機20から供給される電力を変換する。本実施形態では、電力変換装置40は、インバータである。
The
本実施形態では、バッテリユニット30と電力変換装置40とを接続する回路に平滑コンデンサ41が並列接続されている。平滑コンデンサ41は、第1切替部71及び第2切替部72の切替動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
In the present embodiment, the smoothing
環境情報取得部50は、周辺の環境情報を取得する。環境情報取得部50は、大気圧Pを検出する大気圧検出部51と、大気温度Tを検出する大気温度検出部52と、を有する。大気圧検出部51は、例えば気圧センサである。大気圧検出部51は、検出した大気圧Pの信号を1つの環境情報として制御装置60に出力する。大気温度検出部52は、検出した大気温度Tの信号を1つの環境情報として制御装置60に出力する。
The environmental
制御装置60は、第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、制御装置60は、第1切替部71の第1スイッチ711、第2スイッチ712、及び第3スイッチ713のON/OFF、並びに第2切替部72の第1スイッチ721、第2スイッチ722、及び第3スイッチ723のON/OFF、を切替える。
The
制御装置60は、部分放電開始電圧推定部61を有する。部分放電開始電圧推定部61は、環境情報取得部50が取得した環境情報に基づいて、回転電機20の部分放電開始電圧推定値Vsを算出する。本実施形態では、部分放電開始電圧推定部61は、大気圧検出部51が検出した大気圧Pと、大気温度検出部52が検出した大気温度Tと、に基づいて、部分放電開始電圧推定値Vsを算出する。
The
制御装置60は、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsに基づいて、第1切替部71及び第2切替部72を制御する。
The
これにより、制御装置60によって第1切替部71及び第2切替部72を制御することで、バッテリユニット30の第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができ、また、第2バッテリパックのバッテリモジュール321、322間の接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができるので、DC/DCコンバータを用いることなくバッテリユニット30の入出力電圧を制御することができる。
As a result, by controlling the
また、制御装置60は、環境情報取得部50が取得した環境情報に基づいて、回転電機20の部分放電開始電圧推定値Vsを算出する部分放電開始電圧推定部61を有し、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsに基づいて、第1切替部71及び第2切替部72を制御することによって、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならないように制御することができるので、回転電機20のコイル被膜が損傷するのを防止できる。
Further, the
さらに、部分放電開始電圧推定部61は、大気圧検出部51が検出した大気圧Pと、大気温度検出部52が検出した大気温度Tと、に基づいて部分放電開始電圧推定値Vsを算出するので、より精度よく部分放電開始電圧推定値Vsを算出することができる。
Further, the partial discharge start
<制御パターン>
図2に示すように、回転電機駆動装置10は、車両Vに搭載されている。一般に、大気圧が低いほど、部分放電開始電圧(PDIV)が低くなり、大気温度が低いほど、部分放電開始電圧(PDIV)が低くなる。したがって、車両Vが走行する標高が低いほど、大気圧及び大気温度が高いので、部分放電開始電圧(PDIV)が高くなり、車両Vが走行する標高が高いほど、大気圧及び大気温度が低いので、部分放電開始電圧(PDIV)が低くなる。
<Control pattern>
As shown in FIG. 2, the rotary electric
回転電機駆動装置10が搭載された車両Vが走行している標高が低く、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが、第1閾値Vt1よりも高い場合、制御装置60Aは、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続及びバッテリモジュール321、322間の接続の双方が直列接続となるように第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、第1切替部の第1スイッチ711をONとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をOFFとして、第2切替部72の第1スイッチ721をONとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をOFFとする。
When the altitude at which the vehicle V on which the rotary electric
回転電機駆動装置10が搭載された車両Vが走行している標高が高くなり、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが、第1閾値Vt1以下になると、制御装置60Aは、バッテリモジュール321、322間の接続が並列接続となるように、第2切替部72を制御する。具体的には、第2切替部72の第1スイッチ721をOFFに切替え、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をONに切替える。
When the altitude at which the vehicle V on which the rotary electric
これにより、バッテリユニット30の入出力電圧が低くなり、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。
As a result, the input / output voltage of the
回転電機駆動装置10が搭載された車両Vが走行している標高がさらに高くなり、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが、第1閾値Vt1よりも低い値である第2閾値Vt2以下になると、制御装置60Aは、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続及びバッテリモジュール321、322間の接続の双方が並列接続となるように、第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、第1切替部71の第1スイッチ711をOFFに切替え、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をONに切替える。
The altitude at which the vehicle V on which the rotary electric
これにより、バッテリユニット30の入出力電圧がさらに低くなり、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。
As a result, the input / output voltage of the
[第2実施形態]
続いて、本発明の第2実施形態の回転電機駆動装置10について図3〜図5を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態の回転電機駆動装置10と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。第1実施形態の制御装置60は、部分放電開始電圧推定部61を有するものとしたが、第2実施形態の制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61に加えて、要求モード選択部62と、駆動モード選択部と63と、を有する。また、第2実施形態の制御装置60Aは、第1切替部71及び第2切替部72の制御について、高電圧モードと、中電圧モードと、低電圧モードと、を有する。以下、第1実施形態と第2実施形態との相違点について詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Subsequently, the rotary electric
<回転電機駆動装置>
図3に示すように、制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61と、要求モード選択部62と、駆動モード選択部63と、を有する。
<Rotating electric machine drive device>
As shown in FIG. 3, the
また、制御装置60Aは、第1切替部71及び第2切替部72の制御について、高電圧モードと、中電圧モードと、低電圧モードと、を有する。
Further, the
高電圧モードのとき、制御装置60Aは、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続及びバッテリモジュール321、322間の接続の双方が直列接続となるように第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、第1切替部の第1スイッチ711をONとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をOFFとして、第2切替部72の第1スイッチ721をONとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をOFFとする。高電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧は、第1電圧値V1となる。
In the high voltage mode, the
中電圧モードのとき、制御装置60Aは、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続が直列接続となり、バッテリモジュール321、322間の接続が並列接続となるように、第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、第1切替部の第1スイッチ711をONとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をOFFとして、第2切替部72の第1スイッチ721をOFFとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をONとする。中電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧は、第1電圧値V1よりも小さい第2電圧値V2となる。
In the medium voltage mode, the
低電圧モードのとき、制御装置60Aは、第1バッテリパック31と第2バッテリパック32との接続及びバッテリモジュール321、322間の接続の双方が並列接続となるように、第1切替部71及び第2切替部72を制御する。具体的には、第1切替部の第1スイッチ711をOFFとし、第2スイッチ712及び第3スイッチ713をONとして、第2切替部72の第1スイッチ721をOFFとし、第2スイッチ722及び第3スイッチ723をONとする。低電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧は、第2電圧値V2よりも小さい第3電圧値V3となる。
In the low voltage mode, the
制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsと、車両Vの走行状態と、に基づいて、駆動モード選択部63で選択された高電圧モード、中電圧モード、及び低電圧モードのいずれかによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。
The
これにより、DC/DCコンバータを用いることなく、簡素な構成で、車両Vの走行状態に応じてバッテリユニット30の入出力電圧を制御することができる。
As a result, the input / output voltage of the
また、車両Vの走行状態に応じて要求されるバッテリユニット30の入出力電圧に基づいて、第1電圧値、第2電圧値、第3電圧値のいずれかからバッテリユニット30の入出力電圧を選択することができる。
Further, the input / output voltage of the
(車両停止中)
車両Vが停止中の場合、制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きければ、駆動モード選択部63が高電圧モードを選択し、高電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下であれば、駆動モード選択部63が中電圧モードを選択し、中電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2以下であれば、駆動モード選択部63が低電圧モードを選択し、低電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。
(Vehicle stopped)
When the vehicle V is stopped, in the
これにより、車両が停止中の場合、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならない範囲で、バッテリユニット30の充電速度が速くなるようにバッテリユニット30の入出力電圧を設定することができる。
As a result, when the vehicle is stopped, the input / output voltage of the
(車両走行中)
車両Vが走行中の場合、要求モード選択部62は、車両Vの走行状態に基づいて、高電圧モード、中電圧モード、及び低電圧モードから、1つの要求モードを選択する。そして、制御装置60Aは、要求モード選択部62が選択した要求モードで第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧を要求電圧Vdとしてセットする。すなわち、制御装置60Aは、要求モードが高電圧モードの場合は第1電圧値V1を要求電圧Vdとしてセットし、要求モードが中電圧モードの場合は第2電圧値V2を要求電圧Vdとしてセットし、要求モードが低電圧モードの場合は第3電圧値V3を要求電圧Vdとしてセットする。
(While the vehicle is running)
When the vehicle V is traveling, the request
駆動モード選択部63は、要求モード選択部62が選択した要求モードに応じてセットされた要求電圧Vdと、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsと、に基づいて、高電圧モード、中電圧モード、及び低電圧モードのいずれかを駆動モードとして選択する。このとき、駆動モード選択部63は、選択された駆動モードで第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧が、部分放電開始電圧推定値Vs以上とならないように、駆動モードを選択する。
The drive
そして、制御装置60Aは、駆動モード選択部63で選択された駆動モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。
Then, the
<制御フロー>
次に、制御装置60Aにおける第1切替部71及び第2切替部72の制御フローについて、図4のフローチャートを用いて説明する。
<Control flow>
Next, the control flow of the
ステップS100で制御装置60Aにおける第1切替部71及び第2切替部72の制御を開始する。まず、ステップS110において、大気圧検出部51で大気圧を検出し、大気圧Pを取得する。次に、ステップS120に進み、大気温度検出部52で大気温度を検出し、大気温度Tを取得する。次に、ステップS130に進み、ステップS110で取得した大気圧Pと、ステップS120で取得した大気温度Tと、に基づいて、部分放電開始電圧推定部61において、部分放電開始電圧推定値Vsを算出し、部分放電開始電圧推定値Vsを取得する。
In step S100, the control of the
次に、ステップS140に進み、車両Vが走行中であるか否かを判定する。車両Vが走行中である場合は、ステップS210に進み、車両Vが走行中でない、すなわち車両Vが停止中の場合は、ステップS310に進む。 Next, the process proceeds to step S140, and it is determined whether or not the vehicle V is running. If the vehicle V is running, the process proceeds to step S210, and if the vehicle V is not running, that is, the vehicle V is stopped, the process proceeds to step S310.
ステップS210では、要求モード選択部62において、車両Vの走行状態に基づいて、高電圧モード、中電圧モード、及び低電圧モードから、1つの要求モードを選択する。そして、ステップS220に進み、要求モード選択部62が選択した要求モードで第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧である要求電圧Vdを取得する。すなわち、ステップS220では、要求モードが高電圧モードの場合は、要求電圧Vd=第1電圧値V1を取得し、要求モードが中電圧モードの場合は、要求電圧Vd=第2電圧値V2を取得し、要求モードが低電圧モードの場合は、要求電圧Vd=第3電圧値V3を取得する。
In step S210, the request
次に、ステップS230に進み、ステップS220で取得した要求電圧Vdが、ステップS130で取得した部分放電開始電圧推定値Vs未満であるか否かを判定する。要求電圧Vdが、部分放電開始電圧推定値Vs未満である場合は、ステップS251に進み、要求電圧Vdが、部分放電開始電圧推定値Vs未満でない、すなわち、要求電圧Vdが、部分放電開始電圧推定値Vs以上である場合は、ステップS240に進む。 Next, the process proceeds to step S230, and it is determined whether or not the required voltage Vd acquired in step S220 is less than the partial discharge start voltage estimated value Vs acquired in step S130. If the required voltage Vd is less than the partial discharge start voltage estimated value Vs, the process proceeds to step S251, and the required voltage Vd is not less than the partial discharge start voltage estimated value Vs, that is, the required voltage Vd is the partial discharge start voltage estimated value. If the value is Vs or more, the process proceeds to step S240.
ステップS240では、ステップS130で取得した部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下であるか否かを判定する。部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下である場合は、ステップS252へと進み、部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下でない、すなわち、部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2以下である場合は、ステップS253へと進む。 In step S240, it is determined whether or not the partial discharge start voltage estimated value Vs acquired in step S130 is larger than the second voltage value V2 and equal to or less than the first voltage value V1. If the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the second voltage value V2 and is equal to or less than the first voltage value V1, the process proceeds to step S252, and the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the second voltage value V2. If it is not 1 voltage value V1 or less, that is, the partial discharge start voltage estimated value Vs is 2nd voltage value V2 or less, the process proceeds to step S253.
ステップS251では、駆動モード選択部63が、ステップS210において要求モード選択部62で選択された要求モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S251, the drive
ステップS252では、駆動モード選択部63が、中電圧モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S252, the drive
ステップS253では、駆動モード選択部63が、低電圧モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S253, the drive
これにより、駆動モード選択部63は、要求電圧Vdが部分放電開始電圧推定値Vs未満である場合、要求モード選択部62で選択された要求電圧モードを駆動電圧モードとして選択するので、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならずに、車両Vの走行状態に基づいて選択された要求電圧モードで第1切替部71及び第2切替部72を制御した場合のバッテリユニット30の入出力電圧である要求電圧Vdにバッテリユニット30の入出力電圧を設定することができる。
As a result, when the required voltage Vd is less than the estimated partial discharge start voltage Vs, the drive
さらに、要求電圧Vdが部分放電開始電圧推定値Vs以上である場合、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下であれば、中電圧モードを駆動モードとして選択し、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2以下であれば、低電圧モードを駆動モードとして選択するので、回転電機20の部分放電開始電圧以上とならないように、バッテリユニット30の入出力電圧を制限することができる。
Further, when the required voltage Vd is equal to or higher than the partial discharge start voltage estimated value Vs, and if the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the second voltage value V2 and equal to or lower than the first voltage value V1, the medium voltage mode is set as the drive mode. If the estimated partial discharge start voltage Vs is equal to or less than the second voltage value V2, the low voltage mode is selected as the drive mode. Therefore, the
ステップS310では、ステップS130で取得した部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きいか否かを判定する。部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きい場合は、ステップS331に進む。部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きくない、すなわち、部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1以下である場合は、ステップS320に進む。 In step S310, it is determined whether or not the partial discharge start voltage estimated value Vs acquired in step S130 is larger than the first voltage value V1. If the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the first voltage value V1, the process proceeds to step S331. If the partial discharge start voltage estimated value Vs is not larger than the first voltage value V1, that is, the partial discharge start voltage estimated value Vs is equal to or less than the first voltage value V1, the process proceeds to step S320.
ステップS320では、ステップS130で取得した部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下であるか否かを判定する。部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下である場合は、ステップS332へと進み、部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下でない、すなわち、部分放電開始電圧推定値Vsが、第2電圧値V2以下である場合は、ステップS333へと進む。 In step S320, it is determined whether or not the partial discharge start voltage estimated value Vs acquired in step S130 is larger than the second voltage value V2 and equal to or less than the first voltage value V1. If the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the second voltage value V2 and is equal to or less than the first voltage value V1, the process proceeds to step S332, and the partial discharge start voltage estimated value Vs is larger than the second voltage value V2. If it is not 1 voltage value V1 or less, that is, the partial discharge start voltage estimated value Vs is 2nd voltage value V2 or less, the process proceeds to step S333.
ステップS331では、駆動モード選択部63が、高電圧モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S331, the drive
ステップS332では、駆動モード選択部63が、中電圧モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S332, the drive
ステップS333では、駆動モード選択部63が、低電圧モードを駆動モードとして選択し、ステップS150に進む。
In step S333, the drive
これにより、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならない範囲で、バッテリユニット30の充電速度が速くなるようにバッテリユニット30の入出力電圧を設定することができる。
Thereby, the input / output voltage of the
ステップS150では、制御装置60Aは、駆動モード選択部63が、ステップS251、S252、S253、及びステップS331、S332、S333で選択した駆動モードで、第1切替部71及び第2切替部72の制御を実行する。
In step S150, the
そして、ステップS160に進み、ステップS100に戻る。 Then, the process proceeds to step S160 and returns to step S100.
<制御パターン>
次に、制御装置60Aにおける第1切替部71及び第2切替部72の制御パターンについて、図5で示した表を用いて説明する。
<Control pattern>
Next, the control patterns of the
図5に示すように、車両Vが停止中の場合、制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きい低所で停止中であれば、駆動モード選択部63が高電圧モードを選択し、高電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下の中所であれば、駆動モード選択部63が中電圧モードを選択し、中電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2以下の高所であれば、駆動モード選択部63が低電圧モードを選択し、低電圧モードによって第1切替部71及び第2切替部72を制御する。
As shown in FIG. 5, when the vehicle V is stopped, the
車両Vが走行中の場合、車両Vの走行状態が高速走行、WOT(Wide Open Throttle、スロットル全開)走行、または減速走行であれば、要求モード選択部62は、要求モードとして高電圧モードを選択する。車両Vの走行状態が重登坂走行であれば、要求モード選択部62は、要求モードとして中電圧モードを選択する。車両Vの走行状態が低速走行、またはバッテリユニット30の充電率が所定値以上での減速走行であれば、要求モード選択部62は、要求モードとして低電圧モードを選択する。
When the vehicle V is running, if the running state of the vehicle V is high-speed running, WOT (Wide Open Throttle, throttle fully open) running, or deceleration running, the request
部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsが第1電圧値V1より大きい低所を車両Vが走行中であれば、駆動モード選択部63は、要求モード選択部62が選択した要求モードを駆動モードとして選択する。部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2より大きく第1電圧値V1以下の中所を車両Vが走行中であれば、要求モード選択部62が選択した要求モードが高電圧モードの場合、駆動モード選択部63は、中電圧モードを選択し、要求モード選択部62が選択した要求モードが中電圧モードまたは低電圧モードの場合、駆動モード選択部63は、要求モード選択部62が選択した要求モードを駆動モードとして選択する。部分放電開始電圧推定値Vsが第2電圧値V2以下の高所を車両Vが走行中であれば、駆動モード選択部63は、低電圧モードを選択する。
If the vehicle V is traveling in a low place where the partial discharge start voltage estimation value Vs calculated by the partial discharge start
そして、制御装置60Aは、駆動モード選択部63が選択した駆動モードで、第1切替部71及び第2切替部72の制御を実行する。
Then, the
このように、回転電機駆動装置10は車両Vに搭載されており、制御装置60Aは、部分放電開始電圧推定部61が算出した部分放電開始電圧推定値Vsと、車両Vの走行状態と、に基づいて第1切替部71及び第2切替部72を制御するので、バッテリユニット30の入出力電圧を車両Vの走行状態に応じて制御しつつ、バッテリユニット30の入出力電圧が回転電機20の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。
As described above, the rotary electric
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like.
例えば、第1実施形態及び第2実施形態では、部分放電開始電圧推定部61は、大気圧検出部51が検出した大気圧Pと、大気温度検出部52が検出した大気温度Tと、に基づいて部分放電開始電圧推定値Vsを算出するものとしたが、部分放電開始電圧推定部61は、大気圧検出部51が検出した大気圧Pに基づいて部分放電開始電圧推定値Vsを算出するものとしてもよい。すなわち、大気温度検出部52を省略してもよい。これにより、簡素な構成で部分放電開始電圧推定値Vsを算出することができる。
For example, in the first embodiment and the second embodiment, the partial discharge start
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。 In addition, at least the following matters are described in this specification. The components and the like corresponding to the above-described embodiments are shown in parentheses, but the present invention is not limited thereto.
(1) 回転電機(回転電機20)と、
第1バッテリパック(第1バッテリパック31)及び複数のバッテリモジュール(バッテリモジュール321、322)を備える第2バッテリパック(第2バッテリパック32)を有するバッテリユニット(バッテリユニット30)と、
前記回転電機及び前記バッテリユニットと電気的に接続され、前記回転電機に供給する電力及び前記回転電機から供給される電力を変換する電力変換装置(電力変換装置40)と、
周辺の環境情報を取得する環境情報取得部(環境情報取得部50)と、
前記バッテリユニットの入出力電圧を制御する制御装置(制御装置60、60A)と、を備える回転電機駆動装置(回転電機駆動装置10)であって、
前記バッテリユニットは、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続を、直列接続と並列接続とで切替える第1切替部(第1切替部71)と、
前記複数のバッテリモジュール間の接続を、直列接続と並列接続とで切替える第2切替部(第2切替部72)と、を備え、
前記制御装置は、
前記環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、前記回転電機の部分放電開始電圧推定値(部分放電開始電圧推定値Vs)を算出する部分放電開始電圧推定部(部分放電開始電圧推定部61)を有し、
前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値に基づいて、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(1) Rotating electric machine (rotating electric machine 20) and
A battery unit (battery unit 30) having a second battery pack (second battery pack 32) including a first battery pack (first battery pack 31) and a plurality of battery modules (
A power conversion device (power conversion device 40) that is electrically connected to the rotary electric machine and the battery unit and converts the electric power supplied to the rotary electric machine and the electric power supplied from the rotary electric machine.
Environmental information acquisition department (environmental information acquisition department 50) that acquires surrounding environmental information,
A rotary electric machine drive device (rotary electric machine drive device 10) including a control device (
The battery unit is
A first switching unit (first switching unit 71) that switches the connection between the first battery pack and the second battery pack between series connection and parallel connection, and
A second switching unit (second switching unit 72) that switches the connection between the plurality of battery modules between series connection and parallel connection is provided.
The control device is
The partial discharge start voltage estimation unit (partial discharge start voltage estimation unit 61) that calculates the partial discharge start voltage estimated value (partial discharge start voltage estimated value Vs) of the rotary electric machine based on the environmental information acquired by the environmental information acquisition unit. )
A rotary electric machine drive device that controls the first switching unit and the second switching unit based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit.
(1)によれば、制御装置によって第1切替部及び第2切替部を制御することで、バッテリユニットの第1バッテリパックと第2バッテリパックとの接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができ、また、第2バッテリパックの複数のバッテリモジュール間の接続を、直列接続と並列接続とで切替えることができるので、DC/DCコンバータを用いることなくバッテリユニットの入出力電圧を制御することができる。
また、制御装置は、環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、回転電機の部分放電開始電圧推定値を算出する部分放電開始電圧推定部を有し、部分放電開始電圧推定部が算出した部分放電開始電圧推定値に基づいて、第1切替部及び第2切替部を制御することによって、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないように制御することができるので、回転電機のコイル被膜が損傷するのを防止できる。
According to (1), the connection between the first battery pack and the second battery pack of the battery unit is switched between series connection and parallel connection by controlling the first switching unit and the second switching unit by the control device. Moreover, since the connection between the plurality of battery modules of the second battery pack can be switched between series connection and parallel connection, the input / output voltage of the battery unit can be controlled without using a DC / DC converter. be able to.
Further, the control device has a partial discharge start voltage estimation unit that calculates a partial discharge start voltage estimation value of the rotating electric machine based on the environmental information acquired by the environmental information acquisition unit, and the partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimation value. By controlling the first switching unit and the second switching unit based on the estimated partial discharge start voltage, it is possible to control the input / output voltage of the battery unit so that it does not exceed the partial discharge start voltage of the rotating electric machine. , It is possible to prevent the coil coating of the rotating electric machine from being damaged.
(2) (1)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記環境情報取得部は、大気圧(大気圧P)を検出する大気圧検出部(大気圧検出部51)を有し、
前記部分放電開始電圧推定部は、前記大気圧検出部が検出した前記大気圧に基づいて前記部分放電開始電圧推定値を算出する、回転電機駆動装置。
(2) The rotary electric machine drive device according to (1).
The environmental information acquisition unit has an atmospheric pressure detection unit (atmospheric pressure detection unit 51) that detects atmospheric pressure (atmospheric pressure P).
The partial discharge start voltage estimation unit is a rotary electric machine driving device that calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit.
(2)によれば、部分放電開始電圧推定部は、気圧検出部が検出した大気圧に基づいて部分放電開始電圧推定値を算出するので、簡素な構成で部分放電開始電圧推定値を算出することができる。 According to (2), since the partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit, the partial discharge start voltage estimated value is calculated with a simple configuration. be able to.
(3) (2)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記環境情報取得部は、大気温度(大気温度T)を検出する大気温度検出部(大気温度検出部52)を有し、
前記部分放電開始電圧推定部は、前記大気圧検出部が検出した前記大気圧と、前記大気温度検出部が検出した前記大気温度と、に基づいて前記部分放電開始電圧推定値を算出する、回転電機駆動装置。
(3) The rotary electric machine drive device according to (2).
The environmental information acquisition unit has an atmospheric temperature detection unit (atmospheric temperature detection unit 52) that detects the atmospheric temperature (atmospheric temperature T).
The partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit and the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detection unit. Electric drive device.
(3)によれば、部分放電開始電圧推定部は、気圧検出部が検出した大気圧と、温度検出部が検出した大気温度と、に基づいて部分放電開始電圧推定値を算出するので、より精度よく部分放電開始電圧推定値を算出することができる。 According to (3), the partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit and the atmospheric temperature detected by the temperature detection unit. The estimated partial discharge start voltage can be calculated accurately.
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の回転電機駆動装置であって、
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定値が第1閾値(第1閾値Vt1)以下であった場合、前記複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(4) The rotary electric machine driving device according to any one of (1) to (3).
When the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the first threshold value (first threshold value Vt1), the control device sets the second switching unit so that the connections between the plurality of battery modules are connected in parallel. A rotary electric drive that controls.
(4)によれば、制御装置は、部分放電開始電圧推定値が第1閾値以下であった場合、複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、第2切替部を制御するので、バッテリユニットの入出力電圧が低くなり、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。 According to (4), when the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the first threshold value, the control device controls the second switching unit so that the connections between the plurality of battery modules are connected in parallel. , The input / output voltage of the battery unit becomes low, and the input / output voltage of the battery unit can be prevented from exceeding the partial discharge start voltage of the rotating electric machine.
(5) (4)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定値が前記第1閾値よりも低い値である第2閾値(第2閾値Vt2)以下であった場合、前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(5) The rotary electric machine drive device according to (4).
When the partial discharge start voltage estimated value is equal to or less than the second threshold value (second threshold value Vt2) which is lower than the first threshold value, the control device includes the first battery pack and the second battery pack. A rotary electric discharge drive device that controls the first switching unit and the second switching unit so that both the connection of the above and the connection between the plurality of battery modules are connected in parallel.
(5)によれば、制御装置は、部分放電開始電圧推定値が第1閾値よりも低い値である第2閾値以下であった場合、第1バッテリパックと第2バッテリパックとの接続及び複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように、第1切替部及び第2切替部を制御するので、バッテリユニットの入出力電圧がさらに低くなり、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。 According to (5), when the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the second threshold value, which is lower than the first threshold value, the control device connects the first battery pack and the second battery pack, and a plurality. Since the first switching unit and the second switching unit are controlled so that both of the connections between the battery modules of the above are connected in parallel, the input / output voltage of the battery unit is further lowered, and the input / output voltage of the battery unit is changed to the rotary electric discharge machine. It is possible to prevent the voltage from exceeding the partial discharge start voltage of.
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の回転電機駆動装置であって、
前記回転電機駆動装置は、車両(車両V)に搭載されており、
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、前記車両の走行状態と、に基づいて前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(6) The rotary electric machine driving device according to any one of (1) to (5).
The rotary electric machine drive device is mounted on a vehicle (vehicle V).
The control device controls the first switching unit and the second switching unit based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle. Electric drive device.
(6)によれば、回転電機駆動装置は車両に搭載されており、制御装置は、部分放電開始電圧推定部が算出した部分放電開始電圧推定値と、車両の走行状態と、に基づいて第1切替部及び第2切替部を制御するので、バッテリユニットの入出力電圧を車両の走行状態に応じて制御しつつ、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならないようにすることができる。 According to (6), the rotary electric machine drive device is mounted on the vehicle, and the control device is based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle. Since the 1st switching unit and the 2nd switching unit are controlled, the input / output voltage of the battery unit is controlled according to the running state of the vehicle, and the input / output voltage of the battery unit does not exceed the partial discharge start voltage of the rotating electric machine. can do.
(7) (6)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が直列接続となるように前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、高電圧モードと、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続が直列接続となり、前記複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、中電圧モードと、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、低電圧モードと、を有し、
前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、前記車両の走行状態と、に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(7) The rotary electric machine drive device according to (6).
The control device is
A high voltage mode that controls the first switching unit and the second switching unit so that both the connection between the first battery pack and the second battery pack and the connection between the plurality of battery modules are connected in series. When,
The first switching unit and the second switching unit are controlled so that the connection between the first battery pack and the second battery pack is a series connection and the connection between the plurality of battery modules is a parallel connection. Medium voltage mode and
A low voltage mode that controls the first switching unit and the second switching unit so that both the connection between the first battery pack and the second battery pack and the connection between the plurality of battery modules are connected in parallel. And have
Based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle, the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode are used. A rotary electric discharge drive device that controls the first switching unit and the second switching unit.
(7)によれば、制御装置は、第1バッテリパックと第2バッテリパックとの接続及び複数のバッテリモジュール間の接続の双方が直列接続となるように第1切替部及び第2切替部を制御する、高電圧モードと、第1バッテリパックと第2バッテリパックとの接続が直列接続となり、複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、第1切替部及び第2切替部を制御する、中電圧モードと、第1バッテリパックと第2バッテリパックとの接続及び複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように第1切替部及び第2切替部を制御する、低電圧モードと、を有し、部分放電開始電圧推定部が算出した部分放電開始電圧推定値と、車両の走行状態と、に基づいて、高電圧モード、中電圧モード、及び低電圧モードのいずれかによって第1切替部及び第2切替部を制御するので、DC/DCコンバータを用いることなく、簡素な構成で、車両の走行状態に応じてバッテリユニットの入出力電圧を制御することができる。 According to (7), the control device sets the first switching unit and the second switching unit so that both the connection between the first battery pack and the second battery pack and the connection between the plurality of battery modules are connected in series. The first switching unit and the second switching unit are connected so that the high voltage mode to be controlled and the connection between the first battery pack and the second battery pack are connected in series and the connection between a plurality of battery modules is connected in parallel. The first switching unit and the second switching unit are controlled so that both the medium voltage mode to be controlled, the connection between the first battery pack and the second battery pack, and the connection between a plurality of battery modules are connected in parallel. It has a low voltage mode, and is either a high voltage mode, a medium voltage mode, or a low voltage mode based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle. Since the first switching unit and the second switching unit are controlled by this, the input / output voltage of the battery unit can be controlled according to the traveling state of the vehicle with a simple configuration without using a DC / DC converter.
(8) (7)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記高電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、第1電圧値(第1電圧値V1)であり、
前記中電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、前記第1電圧値よりも小さい第2電圧値(第2電圧値V2)であり、
前記低電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、前記第2電圧値よりも小さい第3電圧値(第3電圧値V3)である、回転電機駆動装置。
(8) The rotary electric machine drive device according to (7).
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the high voltage mode is a first voltage value (first voltage value V1).
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the medium voltage mode is a second voltage value (second voltage value V2) smaller than the first voltage value. And
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the low voltage mode is a third voltage value (third voltage value V3) smaller than the second voltage value. Is a rotary electric drive device.
(8)によれば、高電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御した場合のバッテリユニットの入出力電圧は、第1電圧値であり、中電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御した場合のバッテリユニットの入出力電圧は、第1電圧値よりも小さい第2電圧値であり、低電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御した場合のバッテリユニットの入出力電圧は、第2電圧値よりも小さい第3電圧値であるので、車両の走行状態に応じて要求されるバッテリユニットの入出力電圧に基づいて、第1電圧値、第2電圧値、第3電圧値のいずれかからバッテリユニットの入出力電圧を選択することができる。 According to (8), the input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the high voltage mode is the first voltage value, and the first switching unit and the second switching unit are controlled by the medium voltage mode. 2 The input / output voltage of the battery unit when the switching unit is controlled is a second voltage value smaller than the first voltage value, and the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the low voltage mode. Since the input / output voltage of is a third voltage value smaller than the second voltage value, the first voltage value and the second voltage value are based on the input / output voltage of the battery unit required according to the running state of the vehicle. , The input / output voltage of the battery unit can be selected from any of the third voltage values.
(9) (8)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記車両が停止中の場合、
前記制御装置は、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第1電圧値より大きければ、前記高電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値より大きく前記第1電圧値以下であれば、前記中電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値以下であれば、前記低電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。
(9) The rotary electric machine drive device according to (8).
If the vehicle is stopped
The control device is
If the partial discharge start voltage estimated value is larger than the first voltage value, the first switching unit and the second switching unit are controlled by the high voltage mode.
When the partial discharge start voltage estimated value is larger than the second voltage value and equal to or less than the first voltage value, the first switching unit and the second switching unit are controlled by the medium voltage mode.
A rotary electric machine drive device that controls the first switching unit and the second switching unit by the low voltage mode when the partial discharge start voltage estimated value is equal to or less than the second voltage value.
(9)によれば、車両が停止中の場合、制御装置は、部分放電開始電圧推定値が第1電圧値より大きければ、高電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御し、部分放電開始電圧推定値が第2電圧値より大きく第1電圧値以下であれば、中電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御し、部分放電開始電圧推定値が第2電圧値以下であれば、低電圧モードによって第1切替部及び第2切替部を制御するので、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならない範囲で、バッテリユニットの充電速度が速くなるようにバッテリユニットの入出力電圧を設定することができる。 According to (9), when the vehicle is stopped, the control device controls the first switching unit and the second switching unit by the high voltage mode if the estimated partial discharge start voltage is larger than the first voltage value. If the estimated partial discharge start voltage is greater than the second voltage value and equal to or less than the first voltage value, the first switching section and the second switching section are controlled by the medium voltage mode, and the estimated partial discharge start voltage is the second voltage value. If it is as follows, since the first switching unit and the second switching unit are controlled by the low voltage mode, the charging speed of the battery unit is high as long as the input / output voltage of the battery unit does not exceed the partial discharge start voltage of the rotating electric machine. The input / output voltage of the battery unit can be set so as to be.
(10) (8)または(9)に記載の回転電機駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記車両が走行中の場合に、前記車両の走行状態に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかを要求モードとして選択する要求モード選択部(要求モード選択部62)と、
前記要求モード選択部が選択した前記要求モードで前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧である要求電圧(要求電圧Vd)と、前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかを駆動モードとして選択する駆動モード選択部(駆動モード選択部63)と、を備え、
前記駆動モード選択部で選択された前記駆動モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記駆動モード選択部は、
前記要求電圧が前記部分放電開始電圧推定値未満である場合、前記要求モード選択部で選択された前記要求モードを前記駆動モードとして選択し、
前記要求電圧が前記部分放電開始電圧推定値以上である場合、前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値より大きく前記第1電圧値以下であれば、前記中電圧モードを前記駆動モードとして選択し、前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値以下であれば、前記低電圧モードを前記駆動モードとして選択する、回転電機駆動装置。
(10) The rotary electric machine driving device according to (8) or (9).
The control device is
When the vehicle is running, a request mode selection unit (request mode selection) that selects one of the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode as the request mode based on the running state of the vehicle. Part 62) and
The required voltage (required voltage Vd), which is the input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled in the required mode selected by the required mode selection unit, and the partial discharge. A drive mode selection unit (drive) that selects one of the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode as the drive mode based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the start voltage estimation unit. Mode selection unit 63)
The first switching unit and the second switching unit are controlled by the drive mode selected by the drive mode selection unit.
The drive mode selection unit is
When the required voltage is less than the estimated partial discharge start voltage, the required mode selected by the required mode selection unit is selected as the drive mode.
When the required voltage is equal to or higher than the partial discharge start voltage estimated value and the partial discharge start voltage estimated value is larger than the second voltage value and equal to or lower than the first voltage value, the medium voltage mode is set as the drive mode. A rotary electric machine drive device that selects and selects the low voltage mode as the drive mode when the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the second voltage value.
(10)によれば、駆動モード選択部は、要求電圧が部分放電開始電圧推定値未満である場合、要求モード選択部で選択された要求モードを駆動モードとして選択するので、バッテリユニットの入出力電圧が回転電機の部分放電開始電圧以上とならずに、車両の走行状態に基づいて選択された要求モードで第1切替部及び第2切替部を制御した場合のバッテリユニットの入出力電圧である要求電圧にバッテリユニットの入出力電圧を設定することができる。
さらに、要求電圧が部分放電開始電圧推定値以上である場合、部分放電開始電圧推定値が第2電圧値より大きく第1電圧値以下であれば、中電圧モードを駆動モードとして選択し、部分放電開始電圧推定値が第2電圧値以下であれば、低電圧モードを駆動モードとして選択するので、回転電機の部分放電開始電圧以上とならないように、バッテリユニットの入出力電圧を制限することができる。
According to (10), when the required voltage is less than the estimated partial discharge start voltage, the drive mode selection unit selects the request mode selected by the request mode selection unit as the drive mode, so that the input / output of the battery unit This is the input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled in the required mode selected based on the running state of the vehicle without the voltage exceeding the partial discharge start voltage of the rotating electric machine. The input / output voltage of the battery unit can be set to the required voltage.
Further, when the required voltage is equal to or higher than the estimated partial discharge start voltage and the estimated partial discharge start voltage is greater than the second voltage value and equal to or less than the first voltage value, the medium voltage mode is selected as the drive mode and the partial discharge is partially discharged. If the estimated start voltage value is equal to or less than the second voltage value, the low voltage mode is selected as the drive mode. Therefore, the input / output voltage of the battery unit can be limited so as not to exceed the partial discharge start voltage of the rotating electric machine. ..
10 回転電機駆動装置
20 回転電機
30 バッテリユニット
31 第1バッテリパック
32 第2バッテリパック
321、322 バッテリモジュール
40 電力変換装置
50 環境情報取得部
51 大気圧検出部
52 大気温度検出部
60、60A 制御装置
61 部分放電開始電圧推定部
62 要求モード選択部
63 駆動モード選択部
71 第1切替部
72 第2切替部
P 大気圧
T 大気温度
Vs 部分放電開始電圧推定値
Vd 要求電圧
Vt1 第1閾値
Vt2 第2閾値
V1 第1電圧値
V2 第2電圧値
V3 第3電圧値
V 車両
10 Rotary electric
Claims (10)
第1バッテリパック及び複数のバッテリモジュールを備える第2バッテリパックを有するバッテリユニットと、
前記回転電機及び前記バッテリユニットと電気的に接続され、前記回転電機に供給する電力及び前記回転電機から供給される電力を変換する電力変換装置と、
周辺の環境情報を取得する環境情報取得部と、
前記バッテリユニットの入出力電圧を制御する制御装置と、を備える回転電機駆動装置であって、
前記バッテリユニットは、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続を、直列接続と並列接続とで切替える第1切替部と、
前記複数のバッテリモジュール間の接続を、直列接続と並列接続とで切替える第2切替部と、を備え、
前記制御装置は、
前記環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、前記回転電機の部分放電開始電圧推定値を算出する部分放電開始電圧推定部を有し、
前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値に基づいて、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 With a rotary electric machine
A battery unit having a first battery pack and a second battery pack with a plurality of battery modules, and
A power conversion device that is electrically connected to the rotary electric machine and the battery unit and converts the electric power supplied to the rotary electric machine and the electric power supplied from the rotary electric machine.
Environmental information acquisition department that acquires surrounding environmental information,
A rotary electric machine drive device including a control device for controlling the input / output voltage of the battery unit.
The battery unit is
A first switching unit that switches the connection between the first battery pack and the second battery pack between series connection and parallel connection.
A second switching unit that switches the connection between the plurality of battery modules between series connection and parallel connection is provided.
The control device is
It has a partial discharge start voltage estimation unit that calculates a partial discharge start voltage estimated value of the rotary electric machine based on the environmental information acquired by the environmental information acquisition unit.
A rotary electric machine drive device that controls the first switching unit and the second switching unit based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit.
前記環境情報取得部は、大気圧を検出する大気圧検出部を有し、
前記部分放電開始電圧推定部は、前記大気圧検出部が検出した前記大気圧に基づいて前記部分放電開始電圧推定値を算出する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 1.
The environmental information acquisition unit has an atmospheric pressure detection unit that detects atmospheric pressure, and has an atmospheric pressure detection unit.
The partial discharge start voltage estimation unit is a rotary electric machine driving device that calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit.
前記環境情報取得部は、大気温度を検出する大気温度検出部を有し、
前記部分放電開始電圧推定部は、前記大気圧検出部が検出した前記大気圧と、前記大気温度検出部が検出した前記大気温度と、に基づいて前記部分放電開始電圧推定値を算出する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 2.
The environmental information acquisition unit has an atmospheric temperature detection unit that detects the atmospheric temperature, and has an atmospheric temperature detection unit.
The partial discharge start voltage estimation unit calculates the partial discharge start voltage estimated value based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure detection unit and the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detection unit. Electric drive device.
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定値が第1閾値以下であった場合、前記複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine drive device according to any one of claims 1 to 3.
The control device controls the second switching unit so that the connection between the plurality of battery modules becomes a parallel connection when the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the first threshold value. apparatus.
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定値が前記第1閾値よりも低い値である第2閾値以下であった場合、前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 4.
When the partial discharge start voltage estimated value is equal to or lower than the second threshold value, which is lower than the first threshold value, the control device connects the first battery pack and the second battery pack, and the plurality of the control devices. A rotary electric discharge drive device that controls the first switching unit and the second switching unit so that both of the connections between the battery modules are connected in parallel.
前記回転電機駆動装置は、車両に搭載されており、
前記制御装置は、前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、前記車両の走行状態と、に基づいて前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to any one of claims 1 to 5.
The rotary electric machine drive device is mounted on a vehicle and is mounted on a vehicle.
The control device controls the first switching unit and the second switching unit based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle. Electric drive device.
前記制御装置は、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が直列接続となるように前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、高電圧モードと、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続が直列接続となり、前記複数のバッテリモジュール間の接続が並列接続となるように、前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、中電圧モードと、
前記第1バッテリパックと前記第2バッテリパックとの接続及び前記複数のバッテリモジュール間の接続の双方が並列接続となるように前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、低電圧モードと、を有し、
前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、前記車両の走行状態と、に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 6.
The control device is
A high voltage mode that controls the first switching unit and the second switching unit so that both the connection between the first battery pack and the second battery pack and the connection between the plurality of battery modules are connected in series. When,
The first switching unit and the second switching unit are controlled so that the connection between the first battery pack and the second battery pack is a series connection and the connection between the plurality of battery modules is a parallel connection. Medium voltage mode and
A low voltage mode that controls the first switching unit and the second switching unit so that both the connection between the first battery pack and the second battery pack and the connection between the plurality of battery modules are connected in parallel. And have
Based on the partial discharge start voltage estimated value calculated by the partial discharge start voltage estimation unit and the running state of the vehicle, the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode are used. A rotary electric discharge drive device that controls the first switching unit and the second switching unit.
前記高電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、第1電圧値であり、
前記中電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、前記第1電圧値よりも小さい第2電圧値であり、
前記低電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧は、前記第2電圧値よりも小さい第3電圧値である、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 7.
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the high voltage mode is a first voltage value.
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the medium voltage mode is a second voltage value smaller than the first voltage value.
The input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled by the low voltage mode is a third voltage value smaller than the second voltage value. ..
前記車両が停止中の場合、
前記制御装置は、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第1電圧値より大きければ、前記高電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値より大きく前記第1電圧値以下であれば、前記中電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値以下であれば、前記低電圧モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 8.
If the vehicle is stopped
The control device is
If the partial discharge start voltage estimated value is larger than the first voltage value, the first switching unit and the second switching unit are controlled by the high voltage mode.
When the partial discharge start voltage estimated value is larger than the second voltage value and equal to or less than the first voltage value, the first switching unit and the second switching unit are controlled by the medium voltage mode.
A rotary electric machine drive device that controls the first switching unit and the second switching unit by the low voltage mode when the partial discharge start voltage estimated value is equal to or less than the second voltage value.
前記制御装置は、
前記車両が走行中の場合に、前記車両の走行状態に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかを要求モードとして選択する要求モード選択部と、
前記要求モード選択部が選択した前記要求モードで前記第1切替部及び前記第2切替部を制御した場合の前記バッテリユニットの前記入出力電圧である要求電圧と、前記部分放電開始電圧推定部が算出した前記部分放電開始電圧推定値と、に基づいて、前記高電圧モード、前記中電圧モード、及び前記低電圧モードのいずれかを駆動モードとして選択する駆動モード選択部と、を備え、
前記駆動モード選択部で選択された前記駆動モードによって前記第1切替部及び前記第2切替部を制御し、
前記駆動モード選択部は、
前記要求電圧が前記部分放電開始電圧推定値未満である場合、前記要求モード選択部で選択された前記要求モードを前記駆動モードとして選択し、
前記要求電圧が前記部分放電開始電圧推定値以上である場合、前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値より大きく前記第1電圧値以下であれば、前記中電圧モードを前記駆動モードとして選択し、前記部分放電開始電圧推定値が前記第2電圧値以下であれば、前記低電圧モードを前記駆動モードとして選択する、回転電機駆動装置。 The rotary electric machine driving device according to claim 8 or 9.
The control device is
A request mode selection unit that selects one of the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode as the request mode based on the running state of the vehicle when the vehicle is running.
The required voltage, which is the input / output voltage of the battery unit when the first switching unit and the second switching unit are controlled in the required mode selected by the required mode selection unit, and the partial discharge start voltage estimation unit A drive mode selection unit that selects one of the high voltage mode, the medium voltage mode, and the low voltage mode as the drive mode based on the calculated partial discharge start voltage estimated value is provided.
The first switching unit and the second switching unit are controlled by the drive mode selected by the drive mode selection unit.
The drive mode selection unit is
When the required voltage is less than the estimated partial discharge start voltage, the required mode selected by the required mode selection unit is selected as the drive mode.
When the required voltage is equal to or higher than the partial discharge start voltage estimated value and the partial discharge start voltage estimated value is larger than the second voltage value and equal to or lower than the first voltage value, the medium voltage mode is set as the drive mode. A rotary electric machine drive device that selects and selects the low voltage mode as the drive mode when the estimated partial discharge start voltage is equal to or less than the second voltage value.
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