JP3171218B2 - Electric vehicle device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はモータにより走行する電
動車両装置に係り、特に複数のバッテリスタック、およ
び充電電力を発生してこれらバッテリの充電を行う発電
・充電手段を搭載した電動車両装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle device driven by a motor, and more particularly to an electric vehicle device equipped with a plurality of battery stacks and a power generating / charging means for generating charging power and charging these batteries. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、環境改善や騒音低減の観点からモ
ータにより走行する電気自動車が注目されているが、こ
の電気自動車においては、エネルギ源として搭載するバ
ッテリはその充電に長時間を要し、またその容量から１
充電当たりの走行可能距離を大幅に延ばすことができな
い。そのため、従来では、複数個のバッテリを搭載し、
これらを直列に接続して使用して走行距離を延ばすこと
としている。2. Description of the Related Art In recent years, an electric vehicle driven by a motor has attracted attention from the viewpoint of environmental improvement and noise reduction. However, in this electric vehicle, a battery mounted as an energy source requires a long time for charging. In addition, 1
Driving distance per charge cannot be extended significantly. Therefore, conventionally, multiple batteries are mounted,
These are connected in series and used to extend the running distance.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の電
気自動車では、複数個のバッテリが直列に接続されてい
るため、１箇所のバッテリが故障すると全てが出力でき
なくなり、走行に支障をきたすという問題があった。As described above, in a conventional electric vehicle, since a plurality of batteries are connected in series, if one of the batteries fails, all of them cannot be output, which hinders traveling. There was a problem.
【０００４】また、近年、エンジン自動車の排気ガスや
騒音の問題を最小限に抑制するとともに上述の電気自動
車の限界を補うため、モータとエンジンを併用したいわ
ゆるハイブリッド自動車が提案されている。このハイブ
リッド自動車では、エンジンで車両を駆動したり、また
は発電機（ジェネレータ）を回転させ、モータへの電力
供給を行うとともに、バッテリへの充電を行うようにな
っている。このようなエンジンと発電機とモータとを直
列に接続した方式（直列方式）のハイブリッド車両で
は、走行負荷の変動に応じて発電機の負荷が変動する。
そのため従来のハイブリッド自動車では必ずしも常時エ
ンジンを定常的に運転することができないという問題が
あった。In recent years, so-called hybrid vehicles using both a motor and an engine have been proposed in order to minimize the problems of exhaust gas and noise from engine vehicles and to compensate for the above-mentioned limitations of electric vehicles. In this hybrid vehicle, the vehicle is driven by an engine or a generator is rotated to supply power to a motor and charge a battery. In such a hybrid vehicle in which the engine, the generator, and the motor are connected in series (series system), the load of the generator fluctuates according to the fluctuation of the running load.
Therefore, the conventional hybrid vehicle has a problem that the engine cannot always be operated constantly.
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、走行負荷の変動等の影響を受けるこ
となく発電および充電効率を改善することができる電動
車両装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle device capable of improving power generation and charging efficiency without being affected by fluctuations in running load and the like. is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の電動車両
装置は、エンジンと、該エンジンの駆動によって電力を
発生させる発電装置と、２組の蓄電手段と、前記２組の
蓄電手段の少なくとも一つから出力された電力により車
両を駆動する電動装置と、前記２組の蓄電手段の１つを
前記電動装置へ接続させて放電させるとともに、他の蓄
電手段を前記発電装置へ接続させて充電させるモード、
前記蓄電手段の双方を前記電動装置に接続させて放電す
るモード、前記蓄電手段の双方を前記発電装置に接続さ
せて充電するモード、前記蓄電手段の双方を前記電動装
置及び発電装置から解放するモードを切り換える車両シ
ステムコントローラとを具備したものである。請求項２
に記載の発明では、請求項１に記載の電動車両装置にお
いて、前記電動装置はモータとインバータとから構成さ
れ、前記エンジンと前記モータとの間を連結状態または
非連結状態とするクラッチを備え、前記クラッチにより
前記エンジンと前記モータとの間を連結状態とすること
で前記エンジンの回転力を使用して走行することを特徴
とする。請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の
電動車両装置において、前記車両コントローラは、前記
クラッチを連結状態として前記エンジンで高速走行する
場合には、前記蓄電手段の双方を前記電動装置及び発電
装置から解放するモードに切り換え、前記２組の蓄電手
段が過電圧充電されることを防止することを特徴とす
る。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle apparatus comprising: an engine;
A power generator for generating, and two sets of power storage unit, an electric unit for driving the vehicle by the electric power output from at least one of the two sets of <br/> storage means, one of said two sets of storage means To
Connected to the electric device to discharge and other storage
A mode in which a power unit is connected to the power generation device to be charged,
Discharge by connecting both of the power storage means to the electric device
Mode, both of the power storage means are connected to the power generator.
Charging mode, and both of the power storage means are electrically powered.
And a vehicle system controller for switching a mode to be released from the power plant and the power generation device . Claim 2
According to the present invention, in the electric vehicle device according to claim 1, the electric device includes a motor and an inverter.
A connection state between the engine and the motor or
A clutch for disengaging the clutch.
Setting a connection state between the engine and the motor;
Running using the rotational force of the engine
And In the invention described in claim 3, according to claim 2
In the electric vehicle device , the vehicle controller may include:
Drive at high speed with the engine with the clutch engaged
In the case, both of the power storage means are connected to the electric device and the power generation device.
Switch to the mode to release from the device, the two sets of power storage
Preventing the stage from being overvoltage charged
You.
【０００７】この電動車両装置では、車両システムコン
トローラは、蓄電手段（バッテリ）各々の残存容量に応
じて切換手段による切換動作を制御し、蓄電手段各々を
充電、放電および解放のうちのいずれかの状態に設定す
る。すなわち、切換手段は、複数の蓄電手段のいずれか
１つを電動手段へ接続して放電させることにより車両を
駆動するとともに、他を発電・充電手段へ接続して充電
させるモード、複数の蓄電手段の全てを同時に電動手段
または発電・充電手段へ接続して放電または充電させる
モード、全ての蓄電手段を解放するモード等の各種モー
ドに応じて切換動作を行う。In this electric vehicle device, the vehicle system controller controls the switching operation by the switching means according to the remaining capacity of each of the power storage means (battery), and charges, discharges, or releases each of the power storage means. Set to state. In other words, the switching means drives the vehicle by connecting any one of the plurality of power storage means to the electric means and discharging the battery, and connects the other to the power generation / charge means to charge the vehicle. Are connected at the same time to the electric means or the power generation / charge means for discharging or charging, and the switching operation is performed according to various modes such as a mode for releasing all the power storage means.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明の一実施例に係る電動車両装
置の概略構成図である。この車両装置は、蓄電手段とし
て複数組たとえば２組のバッテリスタック１１およびバ
ッテリスタック１２を備えている。これらバッテリスタ
ック１１、１２は各々たとえば２０個のバッテリ（たと
えば容量１２Ｖ，３５Ａｈ）を有するものであり、総容
量は２４０Ｖ、３５Ａｈとなっている。バッテリスタッ
ク１１、１２各々の残存容量は残存容量計１３により検
出され、その検出結果は車両システムコントローラ１４
へ送られるようになっている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle device according to one embodiment of the present invention. This vehicle device includes a plurality of sets, for example, two sets of battery stacks 11 and 12 as power storage means. Each of the battery stacks 11 and 12 has, for example, 20 batteries (for example, a capacity of 12 V and 35 Ah), and has a total capacity of 240 V and 35 Ah. The remaining capacity of each of the battery stacks 11 and 12 is detected by a remaining capacity meter 13, and the detection result is transmitted to a vehicle system controller 14.
To be sent to
【００１０】バッテリスタック１１、１２はそれぞれ切
換手段としてのスイッチアレー装置１５を介して電動装
置２０または発電・充電装置２１と接続されるようにな
っている。スイッチアレー装置１５は４個の切換スイッ
チ１６〜１９を備えている。切換スイッチ１６の固定接
点１６ａはバッテリスタック１１の正端子、切換スイッ
チ１７の固定接点１７ａはバッテリスタック１１の負端
子、切換スイッチ１８の固定接点１８ａはバッテリスタ
ック１２の正端子、切換スイッチ１９の固定接点１９ａ
はバッテリスタック１２の負端子に各々接続されてい
る。The battery stacks 11 and 12 are connected to an electric device 20 or a power generating / charging device 21 via a switch array device 15 as switching means. The switch array device 15 has four changeover switches 16 to 19. The fixed contact 16a of the changeover switch 16 is a positive terminal of the battery stack 11, the fixed contact 17a of the changeover switch 17 is a negative terminal of the battery stack 11, the fixed contact 18a of the changeover switch 18 is a positive terminal of the battery stack 12, and the changeover switch 19 is fixed. Contact 19a
Are connected to the negative terminals of the battery stack 12, respectively.
【００１１】電動装置２０はインバータ２２とモータ２
３とにより構成されている。モータ２３は交流駆動のモ
ータであり、図示しない歯車等の駆動機構を介して車両
（タイヤ）と機械的に連結されている。インバータ２２
はバッテリスタック１１、１２から出力される直流電力
を交流電力に変換してモータ２３へ供給し、あるいは回
生制動時にはモータ２３において発生した交流電力を直
流電力に変換してバッテリスタック１１、１２へ供給す
るものである。このインバータ２２の正端子は、切換ス
イッチ１６の一方の可動接点１６ｂおよび切換スイッチ
１８の一方の可動接点１８ｂに接続され、負端子は切換
スイッチ１７の一方の可動接点１７ｂおよび切換スイッ
チ１９の一方の可動接点１９ｂに接続されている。The electric device 20 includes an inverter 22 and a motor 2
3. The motor 23 is an AC-driven motor, and is mechanically connected to a vehicle (tire) via a drive mechanism such as a gear (not shown). Inverter 22
Converts the DC power output from the battery stacks 11 and 12 into AC power and supplies it to the motor 23, or converts the AC power generated in the motor 23 into DC power during regenerative braking and supplies it to the battery stacks 11 and 12. Is what you do. The positive terminal of the inverter 22 is connected to one movable contact 16 b of the changeover switch 16 and one movable contact 18 b of the changeover switch 18, and the negative terminal is connected to one movable contact 17 b of the changeover switch 17 and one of the changeover switches 19. It is connected to the movable contact 19b.
【００１２】発電・充電装置２１は充電用の直流電力を
発生し、この直流電力をバッテリスタック１１、１２へ
供給して充電するものであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２
４、発電機（ジェネレータ）２５およびエンジン２６に
より構成されている。エンジン２６は図示しない燃料タ
ンクから燃料の供給を受けて駆動され、クラッチ２７お
よびモータ２３を介して車両に対して所定の回転力を出
力すると同時に、発電機２５を駆動する。発電機２５は
このエンジン２６により駆動され交流電力を発生するも
のである。ＡＣ／ＤＣコンバータ２４は発電機２５にお
いて発生した交流電力を直流電力に変換した後、バッテ
リスタック１１、１２へ供給するようになっている。Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータ２４の正端子は、切換スイッチ１６
の他方の可動接点１６ｃおよび切換スイッチ１８の他方
の可動接点１８ｃに接続され、負端子は切換スイッチ１
７の他方の可動接点１７ｃおよび切換スイッチ１９の他
方の可動接点１９ｃに接続されている。The power generating / charging device 21 generates DC power for charging and supplies the DC power to the battery stacks 11 and 12 for charging.
4. It is composed of a generator 25 and an engine 26. The engine 26 is driven by receiving supply of fuel from a fuel tank (not shown), outputs a predetermined rotational force to the vehicle via the clutch 27 and the motor 23, and simultaneously drives the generator 25. The generator 25 is driven by the engine 26 to generate AC power. The AC / DC converter 24 converts AC power generated in the generator 25 into DC power and supplies the DC power to the battery stacks 11 and 12. A
The positive terminal of the C / DC converter 24 is connected to the changeover switch 16
Of the changeover switch 18 and the other movable contact 18c of the changeover switch 18.
7 and the other movable contact 19c of the changeover switch 19.
【００１３】車両システムコントローラ１４は残存容量
計１３の検出信号、図示しない車速センサから出力され
る車速信号等の各種信号を受けて、図示しないメモリに
格納された制御プログラムに基づきインバータ２２、Ａ
Ｃ／ＤＣコンバータ２４、エンジン２６およびクラッチ
２７の各動作を制御するとともに、スイッチアレー装置
１５における切換スイッチ１６〜１９の切換動作を制御
するようになっている。すなわちスイッチアレー装置１
５は、車両システムコントローラ１４の制御により、２
組のバッテリスタック１１、１２のいずれか一方を電動
装置２０へ接続して放電させることにより車両を駆動す
るとともに、他方を発電・充電装置２１へ接続して充電
させるモード、バッテリスタック１１、１２の双方を同
時に電動装置２０または発電・充電装置２１へ接続して
放電または充電させるモード、バッテリスタック１１、
１２の双方を解放するモード、等の各種モードに応じて
切換スイッチ１６〜１９の切換動作を行うようになって
いる。The vehicle system controller 14 receives a detection signal from the remaining capacity meter 13 and various signals such as a vehicle speed signal output from a vehicle speed sensor (not shown), and receives signals from the inverters 22 and A based on a control program stored in a memory (not shown).
In addition to controlling each operation of the C / DC converter 24, the engine 26, and the clutch 27, the switching operation of the changeover switches 16 to 19 in the switch array device 15 is controlled. That is, the switch array device 1
5 is 2 under the control of the vehicle system controller 14.
A mode in which one of the battery stacks 11 and 12 of the set is connected to the electric device 20 and discharged to drive the vehicle, and the other is connected to the power generation / charging device 21 for charging. A mode in which both are connected to the electric device 20 or the power generation / charging device 21 at the same time to discharge or charge, the battery stack 11,
Switching operations of the changeover switches 16 to 19 are performed in accordance with various modes such as a mode in which both of the two are released.
【００１４】次に、本実施例の電動車両装置の具体的な
動作について説明する。Next, a specific operation of the electric vehicle device of the present embodiment will be described.
【００１５】まず、モータ走行時の動作について図２お
よび図３を参照して説明する。なお、このときクラッチ
２７はオフしており、エンジン２６とモータ２３との間
は非連結状態となっている。モータ走行は基本的にはバ
ッテリスタック１１、１２のうちの一方、たとえばバッ
テリスタック１２から出力される電力により行う。図２
はこのときの各部の接続状態を表すもので、スイッチア
レー装置１５における切換スイッチ１６の可動接点１６
ｃが固定接点１６ａに、切換スイッチ１７の可動接点１
７ｃが固定接点１７ａに、切換スイッチ１８の可動接点
１８ｂが固定接点１８ａに、切換スイッチ１９の可動接
点１９ｂが固定接点１９ａに各々接続される。First, the operation during motor running will be described with reference to FIGS. At this time, the clutch 27 is off, and the engine 26 and the motor 23 are not connected. Motor running is basically performed by power output from one of the battery stacks 11 and 12, for example, the battery stack 12. FIG.
Represents the connection state of each part at this time, and the movable contact 16 of the changeover switch 16 in the switch array device 15
c is the fixed contact 16a, and the movable contact 1 of the changeover switch 17 is
7c is connected to the fixed contact 17a, the movable contact 18b of the changeover switch 18 is connected to the fixed contact 18a, and the movable contact 19b of the changeover switch 19 is connected to the fixed contact 19a.
【００１６】この状態でモータ走行し、一方のバッテリ
スタック１２が予め設定された放電深度に達した時（バ
ッテリのサイクル寿命を損なわない深度、たとえば８０
〜６０％）には、車両システムコントローラ１４はバッ
テリスタック１１を電動装置２０側へ切り換えるととも
に、バッテリスタック１２を発電・充電装置２１側へ切
り換えて充電させる。すなわちスイッチアレー装置１５
は図３に示したように、切換スイッチ１６の可動接点１
６ｂが固定接点１６ａに、スイッチ１７の可動接点１７
ｂが固定接点１７ａに、スイッチ１８の可動接点１８ｃ
が固定接点１８ａに、スイッチ１９の可動接点１９ｃが
固定接点１９ａに各々接続されるように接続関係を切り
換える。これによりモータ２３はバッテリスタック１１
から出力される電力により駆動され、本車両は引き続き
モータ走行を行う。In this state, when the motor runs and one of the battery stacks 12 reaches a predetermined discharge depth (a depth that does not impair the cycle life of the battery, for example, 80).
(〜60%), the vehicle system controller 14 switches the battery stack 11 to the electric device 20 and switches the battery stack 12 to the power generation / charging device 21 for charging. That is, the switch array device 15
Represents the movable contact 1 of the changeover switch 16 as shown in FIG.
6b is a fixed contact 16a, and a movable contact 17 of the switch 17
b is a fixed contact 17a, and a movable contact 18c of the switch 18
Switches the connection relationship such that the movable contact 19c of the switch 19 is connected to the fixed contact 18a and the movable contact 19c of the switch 19 is connected to the fixed contact 19a. Thereby, the motor 23 is connected to the battery stack 11.
The vehicle is driven by the power output from the vehicle, and the vehicle continues to run by motor.
【００１７】一方、発電・充電装置２１へ接続されたバ
ッテリスタック１２は発電機２５を介してエンジン２６
を始動させる。これにより発電機２５が交流電力を出力
し、この交流電力がＡＣ／ＤＣコンバータ２４により直
流電力に変換された後バッテリスタック１２へ供給され
る。これによりバッテリスタック１２が充電される。こ
のバッテリスタック１２の充電が終了し、バッテリスタ
ック１１の方が予め設定された放電深度に達した時に
は、車両システムコントローラ１４は再びスイッチアレ
ー装置１５を制御し、接続状態を図２に示した状態に戻
す。このような切換動作をバッテリスタック１１とバッ
テリスタック１２との間で繰り返し行うことにより、モ
ータ走行を続行することができ、航続距離を延ばすこと
ができる。On the other hand, the battery stack 12 connected to the power generation / charging device 21
To start. As a result, the generator 25 outputs AC power, and the AC power is converted into DC power by the AC / DC converter 24 and then supplied to the battery stack 12. Thereby, the battery stack 12 is charged. When the charging of the battery stack 12 is completed and the battery stack 11 reaches a preset depth of discharge, the vehicle system controller 14 controls the switch array device 15 again to change the connection state to the state shown in FIG. Return to By repeatedly performing such a switching operation between the battery stack 11 and the battery stack 12, the motor traveling can be continued, and the cruising distance can be extended.
【００１８】図４は放電深度と充電電圧および充電効率
各々との関係を表すものである。ここで車両システムコ
ントローラ１４はバッテリスタック１１、１２それぞれ
の充電は、充電効率の高い領域まで（充電電圧が急激に
立ち上がるまで）しか行わない。この領域では比較的大
きな充電電流を流すことが可能であるため、エンジン２
６を最大効率領域で定常的に運転することができる。こ
のため充電効率、エンジン効率によるエネルギ損失を最
小限に抑えることができる。FIG. 4 shows the relationship between the depth of discharge and each of the charging voltage and the charging efficiency. Here, the vehicle system controller 14 performs charging of each of the battery stacks 11 and 12 only up to a region where charging efficiency is high (until the charging voltage rapidly rises). Since a relatively large charging current can flow in this region, the engine 2
6 can be operated constantly in the maximum efficiency region. Therefore, energy loss due to charging efficiency and engine efficiency can be minimized.
【００１９】また、図５はエンジン回転数とエンジント
ルクとの関係（エンジン効率マップ）を表すもので、図
に実線Ａで示す領域が最大効率領域である。なお、破線
Ｂで示す領域は発電機２５の負荷が小さいときのエンジ
ン作動領域、また破線Ｃで示す領域が発電機２５の負荷
が大きいときのエンジン作動領域を示している。FIG. 5 shows the relationship between the engine speed and the engine torque (engine efficiency map). The area indicated by the solid line A in the figure is the maximum efficiency area. The area indicated by the broken line B indicates the engine operating area when the load on the generator 25 is small, and the area indicated by the broken line C indicates the engine operating area when the load on the generator 25 is large.
【００２０】本実施例において、エンジン走行の場合に
は、車両システムコントローラ１４はクラッチ２７をオ
ンし、エンジン２６とモータ２３との間を連結状態とす
るとともに、スイッチアレー装置１５の切換スイッチ１
６〜１９の接続状態を切り換えて、バッテリスタック１
１、１２の双方を発電・充電装置２１側へ接続させる。
また、このとき車両システムコントローラ１４はエンジ
ン２６を図５で示したエンジン効率マップの最大効率領
域Ａで運転できるように、モータ２３の回生、発電機２
５の発電強さを制御し、車両の駆動と同時にバッテリス
タック１１、１２への充電を行う。なお、バッテリスタ
ック１１、１２の充電は高充電効率領域まで行うことは
前述の場合と同様である。In this embodiment, when the engine is running, the vehicle system controller 14 turns on the clutch 27 to connect the engine 26 and the motor 23 to each other, and switches the switch 1 of the switch array device 15.
By switching the connection states of 6 to 19, the battery stack 1
Both 1 and 12 are connected to the power generation / charging device 21 side.
At this time, the vehicle system controller 14 also controls the regeneration of the motor 23 and the generator 2 so that the engine 26 can be operated in the maximum efficiency area A of the engine efficiency map shown in FIG.
5, the battery stacks 11 and 12 are charged simultaneously with driving of the vehicle. Note that the charging of the battery stacks 11 and 12 is performed up to the high charging efficiency region as in the case described above.
【００２１】また、特にエンジンによる高速走行時に
は、モータ２３が定格回転以上の高速で回転した場合、
発電機２５では高い逆起電圧が発生する。そのためバッ
テリスタック１１、１２が過電圧充電されることとな
る。このようなときには車両システムコントローラ１４
はスイッチアレー装置１５の各切換スイッチ１５〜１９
を図１に示したように解放（オープン）状態とし、バッ
テリスタック１１、１２を電動装置２０および発電・充
電装置２１から切り離す。これにより本実施例ではバッ
テリスタック１１、１２における過電圧充電を防止する
ことができる。In particular, when the motor 23 is rotating at a high speed equal to or higher than the rated speed, particularly at the time of high-speed running by the engine,
In the generator 25, a high back electromotive voltage is generated. Therefore, the battery stacks 11 and 12 are overcharged. In such a case, the vehicle system controller 14
Are the changeover switches 15 to 19 of the switch array device 15
Are opened (open) as shown in FIG. 1, and the battery stacks 11 and 12 are disconnected from the electric device 20 and the power generation / charge device 21. Thereby, in this embodiment, overvoltage charging in the battery stacks 11 and 12 can be prevented.
【００２２】このように本実施例の電動駆動装置におい
ては、バッテリスタック１１、１２を並列の接続状態と
しているため、各々独立に放電および充電動作を行うこ
とができる。したがって一方のバッテリスタックが故障
しても他方はそのまま動作するため、従来のように全く
出力しなくなるというようなことがなくなり、安定して
走行する。As described above, in the electric drive device of the present embodiment, since the battery stacks 11 and 12 are connected in parallel, the discharging and charging operations can be performed independently. Therefore, even if one of the battery stacks fails, the other operates as it is, so that the output does not stop at all as in the prior art, and the vehicle runs stably.
【００２３】また、本実施例では、走行中の必要駆動力
の変動や、残量容量の多い領域における充電許容電流の
低下による発電機負荷の変動等、による影響を全く受け
ることなく、常に一定状態で発電機２５を作動させ充電
を行うことができる。したがってエンジン２６を最大効
率点において運転（ピンポイント運転）でき、エネルギ
効率が向上するとともに、航続距離を拡大することがで
きる。Further, in this embodiment, the constant driving force is not affected at all by the fluctuation of the required driving force during traveling and the fluctuation of the generator load due to the decrease of the allowable charging current in the region where the remaining capacity is large. In this state, the generator 25 can be operated to perform charging. Therefore, the engine 26 can be operated at the maximum efficiency point (pinpoint operation), and the energy efficiency can be improved and the cruising distance can be extended.
【００２４】さらに本実施例では、前述のように高速走
行時においてバッテリスタック１１、１２における過電
圧充電を防止することができ、電解液の分解等の障害が
発生することがなくなる。また、本実施例では、エンジ
ン２６を発電機２５とモータ２０との間に設置し、エン
ジン走行を発電機２５を介することなくエンジン２６の
運転により直接行う構成となっているため、発電機２５
の容量は、従来の直列接続方式のハイブリッド車両のそ
れよりも小さくて済む。Furthermore, in this embodiment, as described above, overvoltage charging in the battery stacks 11 and 12 during high-speed running can be prevented, and troubles such as decomposition of the electrolyte do not occur. In the present embodiment, the engine 26 is installed between the generator 25 and the motor 20 and the engine is directly driven by the operation of the engine 26 without passing through the generator 25.
Is smaller than that of a conventional series connection type hybrid vehicle.
【００２５】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定するものではなく、その要旨
を変更しない範囲で種々変形可能である。たとえば上記
実施例においては、発電・充電手段として、ＡＣ／ＤＣ
コンバータ２４、発電機２５およびエンジン２６による
構成を用いて説明したが、これの代わりに図６に表すよ
うな燃料電池３０および、この燃料電池３０の出力電圧
（直流電圧）を昇圧するための昇圧装置３１を用いるよ
うにしてもよい。この燃料電池３０は、燃料として水
素、酸化剤として酸素を用いることにより直流電力を得
ることができる。燃料電池３０は使用する電解質の種類
により燐酸型、溶融炭酸塩型および固体電解質型に分け
られるが、本実施例ではいずれも使用できる。なお、本
実施例の充電動作については、上記実施例と同様である
ので、その説明は省略する。The present invention has been described with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified without changing the gist of the invention. For example, in the above embodiment, AC / DC
Although the description has been made using the configuration including the converter 24, the generator 25, and the engine 26, the fuel cell 30 as shown in FIG. 6 and a booster for boosting the output voltage (DC voltage) of the fuel cell 30 are used instead. The device 31 may be used. The fuel cell 30 can obtain DC power by using hydrogen as a fuel and oxygen as an oxidant. The fuel cell 30 is classified into a phosphoric acid type, a molten carbonate type, and a solid electrolyte type depending on the type of electrolyte used, and any of them can be used in this embodiment. Note that the charging operation of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.
【００２６】また、上記実施例においては、蓄電手段と
して２組のバッテリスタック１１、１２を用いて説明し
たが、バッテリの数は複数であればその数は任意であ
る。Further, in the above embodiment, two battery stacks 11 and 12 have been described as the power storage means, but the number of batteries is arbitrary as long as the number of batteries is plural.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明の電動車両装
置によれば、複数の蓄電手段（バッテリ）を互いに並列
に配設するとともに、これら蓄電手段各々と電動手段お
よび発電・充電手段それぞれとの接続状態を蓄電手段の
残存容量に応じて切り換えるようにしたので、１つの蓄
電手段が故障しても走行に支障を起こすことがないとと
もに、走行負荷の変動等の影響を受けることなく発電お
よび充電効率を改善することができるという効果を奏す
る。As described above, according to the electric vehicle apparatus of the present invention, a plurality of power storage means (batteries) are disposed in parallel with each other, and each of these power storage means and each of the electric means and the power generation / charge means are connected to each other. Is switched in accordance with the remaining capacity of the power storage means, so that even if one power storage means fails, running will not be hindered, and power generation and power generation will not be affected by fluctuations in the running load. There is an effect that the charging efficiency can be improved.
【図１】本発明の一実施例に係る電動車両装置の回路構
成を表すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electric vehicle device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の電動車両装置の動作を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining an operation of the electric vehicle device of FIG.
【図３】図１の電動車両装置の動作を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining an operation of the electric vehicle device of FIG. 1;
【図４】放電深度と充電電圧および充電効率との関係を
表す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a depth of discharge, a charging voltage, and a charging efficiency.
【図５】エンジン効率マップを表す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an engine efficiency map.
【図６】本発明の他の実施例に係る電動車両装置の回路
構成を表すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an electric vehicle device according to another embodiment of the present invention.
１１、１２ バッテリスタック １３ 残存容量計 １４ 車両システムコントローラ １５ スイッチアレー装置 １６〜１９ 切換スイッチ ２０ 電動装置 ２１ 発電・充電装置 ２２ インバータ ２５ 発電機 ２６ エンジン 11, 12 Battery Stack 13 Remaining Capacity Meter 14 Vehicle System Controller 15 Switch Array Device 16-19 Changeover Switch 20 Electric Device 21 Power Generation / Charging Device 22 Inverter 25 Generator 26 Engine
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 繁男 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株式会社エクォス・リサーチ内 (56)参考文献 特開 平６−141488（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−130742（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−334906（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/12 B60K 6/02 H02J 7/00 302 H02J 9/06 503 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shigeo Tsuzuki 2-19-12 Sotokanda, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Equos Research Inc. (56) References JP-A-6-141488 (JP, A) JP-A-5-130742 (JP, A) JP-A-4-334906 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60L 11/12 B60K 6/02 H02J 7/00 302 H02J 9/06 503
Claims (3)
と、 ２組の 蓄電手段と、 前記２組の蓄電手段の少なくとも一つから出力された電
力により車両を駆動する電動装置と、前記２組の蓄電手段の１つを前記電動装置へ接続させて
放電させるとともに、他の蓄電手段を前記発電装置へ接
続させて充電させるモード、前記蓄電手段の双方を前記
電動装置に接続させて放電するモード、前記蓄電手段の
双方を前記発電装置に接続させて充電するモード、前記
蓄電手段の双方を前記電動装置及び発電装置から解放す
るモードを切り換える 車両システムコントローラとを具
備したことを特徴とする電動車両装置。An engine and a power generator for generating electric power by driving the engine
When the two sets of power storage unit, an electric unit for driving the vehicle by the electric power output from at least one of the two pairs of storage means, and one of the two sets of storage means is connected to the electric device
Discharge and connect other power storage means to the power generator.
Mode, and both the power storage means
A mode for discharging by connecting to an electric device,
A mode in which both are connected to the power generator to charge the battery,
Release both power storage means from the electric device and the power generation device
And a vehicle system controller for switching between modes .
ら構成され、 前記エンジンと前記モータとの間を連結状態または非連
結状態とするクラッチを備え、 前記クラッチにより前記エンジンと前記モータとの間を
連結状態とすることで前記エンジンの回転力を使用して
走行することを特徴とする請求項１に記載の電動車両装
置。 2. The electric device includes a motor and an inverter.
The engine and the motor are connected or disconnected.
A clutch for setting a connection state between the engine and the motor by the clutch.
By using the torque of the engine by making it connected
The electric vehicle device according to claim 1, wherein the vehicle is driven.
Place.
を連結状態として前記エンジンで高速走行する場合に
は、前記蓄電手段の双方を前記電動装置及び発電装置か
ら解放するモードに切り換え、前記２組の蓄電手段が過
電圧充電されることを防止することを特徴とする請求項
２に記載の電動車両装置。 3. The vehicle controller according to claim 2, wherein the vehicle controller includes a clutch.
When driving at high speed with the engine with the
Are both the electric device and the power generation device
Mode, and the two sets of power storage
Claims to prevent voltage charging
3. The electric vehicle device according to 2.
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