JP6891762B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本明細書が開示する技術は、走行用モータを備える電気自動車の電力供給システムに関する。本明細書における「電気自動車」には、モータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車、及び、燃料電池車が含まれる。 The technology disclosed herein relates to a power supply system for an electric vehicle including a traveling motor. The term "electric vehicle" as used herein includes a hybrid vehicle equipped with both a motor and an engine, and a fuel cell vehicle.
電気自動車は、電源の直流電力をモータ駆動に適した周波数の交流電力に変換するインバータを備えている。さらに、電気自動車のなかには、電源とインバータの間に、電源の直流電力の電圧を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータを備えるものがある。特許文献1に、昇圧コンバータとインバータを含む電力制御装置(インバータ制御器)が開示されている。 An electric vehicle is equipped with an inverter that converts DC power of a power source into AC power having a frequency suitable for driving a motor. Further, some electric vehicles are provided with a boost converter between the power supply and the inverter, which boosts the voltage of the DC power of the power supply and supplies it to the inverter. Patent Document 1 discloses a power control device (inverter controller) including a boost converter and an inverter.
インバータの主要部品はパワートランジスタである。パワートランジスタは、低温では耐圧が下がることが知られている。特許文献1の電力制御装置は、パワートランジスタの温度が低いときには昇圧コンバータの出力電圧を下げ、インバータのパワートランジスタを保護する。 The main component of the inverter is the power transistor. It is known that the withstand voltage of a power transistor decreases at a low temperature. The power control device of Patent Document 1 lowers the output voltage of the boost converter when the temperature of the power transistor is low to protect the power transistor of the inverter.
昇圧コンバータの出力電圧を下げることは、走行用モータの駆動電圧を下げることを意味する。走行用モータの駆動電圧が下がると、加速性能など、走行性能が低下してしまう。インバータの温度が低い場合は、インバータ(電力制御装置)を冷却する冷却器を停止し、インバータの温度が上がり易い状態にするのがよい。なお、冷却器の主たる冷却対象は、インバータ(電力制御装置)に含まれるパワートランジスタなどのパワーデバイスである。 Lowering the output voltage of the boost converter means lowering the drive voltage of the traction motor. When the drive voltage of the traveling motor decreases, the traveling performance such as acceleration performance deteriorates. When the temperature of the inverter is low, it is preferable to stop the cooler that cools the inverter (power control device) so that the temperature of the inverter can easily rise. The main cooling target of the cooler is a power device such as a power transistor included in an inverter (power control device).
他方、電気自動車の中には、電源の直流電力の電圧を降圧して補機バッテリ又は補機に供給するDCコンバータを備えるタイプがある。なお、「補機」とは、走行用モータへの電力供給を主な目的とする電源の電圧よりも低い電圧で動作する車載機器の総称である。補機バッテリは、補機への電力供給を主な目的とするバッテリであり、その出力電圧は、典型的には、12ボルト、24ボルト、あるいは、48ボルトである。補機バッテリは再充電が可能なバッテリであり、上記したDCコンバータを介して電源の電力で充電される。DCコンバータも高出力で使用していると発熱する。電気自動車の中には、電力制御装置とDCコンバータを一つの冷却器で冷却するタイプがある。 On the other hand, some electric vehicles are equipped with a DC converter that steps down the voltage of the DC power of the power source and supplies it to the auxiliary battery or the auxiliary machine. The "auxiliary machine" is a general term for in-vehicle devices that operate at a voltage lower than the voltage of a power source whose main purpose is to supply electric power to a traveling motor. Auxiliary battery is a battery whose main purpose is to supply power to an auxiliary machine, and its output voltage is typically 12 volt, 24 volt, or 48 volt. The auxiliary battery is a rechargeable battery, and is charged by the electric power of the power source via the DC converter described above. The DC converter also generates heat when used at high output. Among electric vehicles, there is a type in which a power control device and a DC converter are cooled by one cooler.
先に述べたように、インバータの温度が低いときには冷却器を停止してインバータの温度上昇を促進し、できるだけ早く昇圧コンバータの出力制限を解除(あるいは緩和)することが望ましい。一方、DCコンバータの負荷が高い場合は冷却器を動作させる必要がある。本明細書は、低温時にできるだけ早く昇圧コンバータの出力制限を解除(あるいは緩和)することと、DCコンバータの過熱を防止することの両立を図る技術を提供する。 As described above, when the temperature of the inverter is low, it is desirable to stop the cooler to promote the temperature rise of the inverter and release (or relax) the output limitation of the boost converter as soon as possible. On the other hand, when the load of the DC converter is high, it is necessary to operate the cooler. The present specification provides a technique for both releasing (or relaxing) the output limitation of the boost converter as soon as possible at a low temperature and preventing overheating of the DC converter.
本明細書が開示する電力供給システムは、電源と、電力制御装置と、DCコンバータと、冷媒を循環させるポンプと、制御器と、第1及び第2温度センサを備えている。電力制御装置は、電源の直流電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧された直流電力を走行用モータの駆動電力に変換するインバータを備えている。DCコンバータは、電源の直流電力の電圧を降圧して補機バッテリ又は補機に供給する。冷却器のポンプは、電力制御装置とDCコンバータに冷媒を循環させる。制御器は、電力制御装置とDCコンバータとポンプを制御する。第1温度センサは、冷媒の温度を計測する。第2温度センサは、電力制御装置の温度を計測する。制御器は、冷媒の温度が所定の第1温度閾値を下回り、かつ、DCコンバータに要求される出力が所定の要求出力閾値を下回ったときに、ポンプの出力を第1出力から、第1出力よりも低い第2出力へ引き下げる。制御器は、冷媒の温度が所定の第1温度閾値を下回り、かつ、電力制御装置の温度が所定の第2温度閾値を上回ったときには、昇圧コンバータの出力電圧の上限を第1上限から第1上限よりも高い第2上限へ引き上げる。 The power supply system disclosed herein includes a power source, a power control device, a DC converter, a pump that circulates refrigerant, a controller, and first and second temperature sensors. The power control device includes a boost converter that boosts the voltage of the DC power of the power source and an inverter that converts the boosted DC power into the drive power of the traveling motor. The DC converter steps down the voltage of the DC power of the power source and supplies it to the auxiliary battery or the auxiliary machine. The cooler pump circulates the refrigerant through the power controller and DC converter. The controller controls the power controller, the DC converter, and the pump. The first temperature sensor measures the temperature of the refrigerant. The second temperature sensor measures the temperature of the power control device. When the temperature of the refrigerant falls below the predetermined first temperature threshold value and the output required for the DC converter falls below the predetermined required output threshold value, the controller changes the output of the pump from the first output to the first output. Lower to a lower second output. When the temperature of the refrigerant is lower than the predetermined first temperature threshold value and the temperature of the power control device is higher than the predetermined second temperature threshold value, the controller sets the upper limit of the output voltage of the boost converter from the first upper limit to the first upper limit. Raise to the second upper limit, which is higher than the upper limit.
本明細書が開示する電力供給システムは、冷媒の温度が所定の第1温度閾値を下回り、かつ、DCコンバータに要求される出力(要求出力)が所定の要求出力閾値を下回ったときには、ポンプの出力を第1出力から、第1出力よりも低い第2出力へ引き下げる。DCコンバータに対する要求出力が小さいときには、ポンプの出力を下げてもDCコンバータの温度上昇は緩やかである。一方、ポンプの出力を下げると電力制御装置を通過する冷媒の流量が減り、電力制御装置(インバータ)が暖まり易くなる。そして、電力制御装置(インバータ)が暖まったら、昇圧コンバータの出力電圧の上限を引き上げる(制限を解除又は緩和する)。昇圧コンバータの出力電圧の上限を引き上げることで、低下した走行用モータの走行性能を回復することができる。他方、DCコンバータに対する要求出力が所定の要求出力閾値を上回っている場合は、DCコンバータの温度は上昇し易くなっているので、ポンプの出力は下げない。上記の制御器の処理により、低温時にできるだけ早く昇圧コンバータの出力制限を解除(あるいは緩和)することと、DCコンバータの過熱を防止することの両立が図れる。 In the power supply system disclosed in the present specification, when the temperature of the refrigerant is lower than the predetermined first temperature threshold value and the output (required output) required for the DC converter is lower than the predetermined required output threshold value, the pump The output is reduced from the first output to the second output, which is lower than the first output. When the required output for the DC converter is small, the temperature rise of the DC converter is gradual even if the output of the pump is reduced. On the other hand, when the output of the pump is lowered, the flow rate of the refrigerant passing through the power control device is reduced, and the power control device (inverter) is easily warmed up. Then, when the power control device (inverter) warms up, the upper limit of the output voltage of the boost converter is raised (the limit is released or relaxed). By raising the upper limit of the output voltage of the boost converter, it is possible to recover the reduced running performance of the running motor. On the other hand, when the required output for the DC converter exceeds a predetermined required output threshold value, the temperature of the DC converter tends to rise, so that the output of the pump is not lowered. By the above-mentioned processing of the controller, it is possible to achieve both the release (or relaxation) of the output limitation of the boost converter as soon as possible at low temperature and the prevention of overheating of the DC converter.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.
図面を参照して実施例の電力供給システム10を説明する。電力供給システム10は、電気自動車100に搭載されている。図1に、実施例の電力供給システム10を含む電気自動車100の電力系のブロック図を示す。電気自動車100は、走行用モータ31で走行する。走行用モータ31の出力トルクはギアセット32を介して駆動輪33に伝達される。
The
図1における点線矢印線は、信号線を表しており、実線は電力の伝送経路を表している。 The dotted arrow line in FIG. 1 represents a signal line, and the solid line represents a power transmission path.
電力供給システム10は、メインバッテリ11と、電力制御装置12と、DCコンバータ13と、制御器14と、冷却器20と、第1温度センサ16と、第2温度センサ17を備えている。図1における「CNTL」の文字は、制御器(Controller)を意味している。電力供給システム10は、走行用モータ31と、補機バッテリ41及び補機42に電力を供給するシステムである。なお、補機42とは、メインバッテリ11の出力電圧よりも低い電圧で動作する車載機器の総称である。走行用モータ31に電力を供給するメインバッテリ11の出力電圧は、100ボルト以上であり、一方、補機42の動作電圧は、100ボルトよりも低い。補機42の動作電圧は、例えば12ボルトあるいは24ボルトである。
The
図1には、補機42として、カーナビゲーション421、ルームランプ422、電動シフト装置423が描かれている。他にも多数の補機があるが、それらの図示は省略した。補機42は、車内に張り巡らされている補機電力線40を通じて補機バッテリ41から電力供給を受ける。なお、補機系の負極は、グランドを通じて接続されている。車両の導電性のボディが補機系のグランドに相当する。
In FIG. 1, a
補機バッテリ41の出力電圧は、補機42の動作電圧にほぼ等しい。補機バッテリ41は、DCコンバータ13を介してメインバッテリ11の電力で充電される。DCコンバータ13はメインバッテリ11の直流電力の電圧を降圧して補機電力線40に供給する。即ち、DCコンバータ13は、メインバッテリ11の直流電力の電圧を降圧して補機バッテリ41または補機42に供給する。
The output voltage of the
電力制御装置12は、メインバッテリ11の直流電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータ121と、昇圧された直流電力を走行用モータ31の駆動電力(交流電力)に変換するインバータ122を備えている。走行用モータ31の駆動電圧は、車速、アクセル開度により変化する。走行用モータ31の駆動電圧は、例えば、200ボルト(メインバッテリ11の出力電圧)から600ボルトの間で変化する。アクセル開度が大きいほど、走行用モータ31の目標駆動電圧は高くなる。走行用モータ31の目標駆動電圧がメインバッテリ11の出力電圧よりも高い場合、昇圧コンバータ121が、メインバッテリ11の出力電力の電圧を目標駆動電圧まで昇圧する。インバータ122は、昇圧された直流電力を、アクセル開度と車速に応じて、走行用モータ31の駆動に適した周波数の交流電力に変換する。昇圧コンバータ121とインバータ122は、電力変換の主要な部品として、パワートランジスタを多数含んでおり、それらのパワートランジスタは、制御器14によって制御される。即ち、制御器14は、昇圧コンバータ121とインバータ122を制御する。
The
昇圧コンバータ121とインバータ122の間には、電圧センサ15が備えられている。また、インバータ122にはその温度を計測する温度センサ(第2温度センサ17)が備えられている。インバータ122の温度とは、インバータ122が有するパワートランジスタの温度である。電圧センサ15の計測データと第2温度センサ17の計測データは制御器14に送られる。
A
電圧センサ15は、昇圧コンバータ121の出力電圧を計測する。なお、走行用モータ31は、ブレーキペダルが踏まれたときに車両の慣性力を使って発電する。走行用モータ31が発電した電力は回生電力と呼ばれる。インバータ122は、交流の回生電力を直流電力に変換することもできる。昇圧コンバータ121は、直流電力に変換された回生電力を降圧することもできる。すなわち、昇圧コンバータ121は、一方端から他方端へ向けて電圧を昇圧する昇圧機能と、他方端から一方端へ向けて電圧を降圧する降圧機能を有する双方向DC−DCコンバータである。しかし、本実施例では、昇圧機能だけに着目するので、符号121を付したデバイスを昇圧コンバータと称する。
The
昇圧コンバータ121、インバータ122、DCコンバータ13は、メインバッテリ11の大電力を扱う高電圧系であり、発熱する。そこで、電力供給システム10は、それらを冷却する冷却器20を備えている。冷却器20は、ポンプ21、循環路22、ラジエータ23を備えている。循環路は、昇圧コンバータ121とインバータ122とDCコンバータ13とラジエータ23をつないでいる。ポンプ21が、冷媒を、循環路22、即ち、昇圧コンバータ121とインバータ122とDCコンバータ13とラジエータ23の間で循環させる。冷媒は、典型的には、水、あるいは、LLC(Long Life Coolant)である。循環路22のインバータ出口付近に第1温度センサ16が取り付けられている。第1温度センサ16は、インバータ122を通過した冷媒の温度を計測する。第1温度センサ16の計測データも制御器14に送られる。制御器14は、第1温度センサ16の計測データ(冷媒温度)、及び、その他の情報に基づいて、ポンプ21を制御する。制御器14は、ポンプ21の出力を制御する。ポンプ21の出力は、ポンプ21の吐出流量で量ることができる。
The
冷却器20の主な目的は、昇圧コンバータ121とインバータ122とDCコンバータ13が過熱しないように冷却することである。一方、インバータ122のパワートランジスタは、低温だと耐圧性能が下がる。例えば、寒冷地で電気自動車100の起動直後など、インバータ122の温度が低い場合、高電圧を流すとダメージを受けるおそれがある。そこで、制御器14は、インバータ122の温度が低い場合には、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を下げ、インバータ122に高電圧の電力が流れないようにする。一方、昇圧コンバータ121の出力電圧は走行用モータ31の駆動電圧であるため、昇圧コンバータ121の出力上限を下げることは、走行用モータ31の性能(走行性能)が下がることを意味する。昇圧コンバータ121の出力電圧の上限は、できるだけ高いことが望ましい。制御器14は、インバータ122の温度が低い場合、昇圧コンバータ121の出力上限を下げる。しかし、制御器14は、所定の条件が成立したときには冷却器20の出力を下げてインバータ122(パワートランジスタ)の温度上昇を促進し、できるだけ速やかに昇圧コンバータ121の上限の制限が解除(あるいは緩和)されるようにする。ただし、冷却器20は、DCコンバータ13も冷却するので、DCコンバータ13の過熱を防ぐことと、昇圧コンバータ121の上限を解除あるいは緩和することの両立を図る必要がある。
The main purpose of the cooler 20 is to cool the
昇圧コンバータ121と冷却器20は制御器14に制御される。まず、制御器14のシステム制御の基本を説明する。制御器14は、第1温度センサ16によって計測される冷媒温度に応じて冷却器20のポンプ21の出力を決定する。また、制御器14は、冷媒温度が低い場合は、インバータ122に高い電圧が印加されないように、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を制御する。別言すれば、昇圧コンバータ121の出力電圧を制限する。
The
図2は、冷媒温度と昇圧コンバータ121の出力電圧の上限との関係(図2上のグラフ)と、冷媒温度とポンプ出力の関係(図2の下のグラフ)を示している。制御器14は、通常は、図2のグラフG2の関係に基づいて、ポンプ21の出力を決定する。グラフG2が示すように、制御器14は、冷媒温度が高いほど、ポンプ21の出力を高める。制御器14は、冷媒温度が高いほど、ポンプ21の出力を高めてインバータ122などを強力に冷却する。
FIG. 2 shows the relationship between the refrigerant temperature and the upper limit of the output voltage of the boost converter 121 (graph in the upper part of FIG. 2) and the relationship between the refrigerant temperature and the pump output (graph in the lower part of FIG. 2). The
また、制御器14は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回るまでは、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を、通常電圧上限Vu0に設定している。制御器14は、アクセル開度と車速に応じて、昇圧コンバータ121の出力電圧を、Vbtから通常電圧上限Vu0の間で調整する。ここで電圧Vbtは、メインバッテリ11の出力電圧である。昇圧コンバータ121が停止すると、その出力電圧は、メインバッテリ11の出力電圧Vbtに等しくなる。
Further, the
冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回ると、制御器14は、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を通常電圧上限Vu0から第1電圧上限Vu1へ引き下げる。このとき、制御器14は、アクセル開度と車速に応じて、昇圧コンバータ121の出力電圧を、Vbtから第1電圧上限Vu1の間で調整する。
When the refrigerant temperature falls below the first refrigerant temperature threshold T1, the
冷媒温度がさらに第2冷媒温度閾値T2を下回ると、制御器14は、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を第2電圧上限Vu2へ引き下げる。ここで、第2電圧上限Vu2は、第1電圧上限Vu1よりも小さい値である。制御器14は、アクセル開度と車速に応じて、昇圧コンバータ121の出力電圧を、Vbtから第2電圧上限Vu2の間で調整する。
When the refrigerant temperature further falls below the second refrigerant temperature threshold T2, the
制御器14は、冷媒温度が低いほど、昇圧コンバータ121の出力電圧を制限する。冷媒温度が低いほど、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を引き下げるのは、低温になるほど、インバータ122のパワートランジスタの耐圧が下がるからである。
The
図3に、制御器14が実行するシステム制御のフローチャートを示す。制御器14は、冷媒温度を所定の第1冷媒温度閾値T1と比較する(ステップS2)。冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を上回っているとき、制御器14は、ポンプ制御で採用するマップとして通常マップを選択する(ステップS2:NO、S5)。ここで、通常マップとは、図2で示したグラフG2を意味する。制御器14は、通常マップ(即ち、グラフG2)の関係に基づいて、ポンプ出力を決定する。
FIG. 3 shows a flowchart of system control executed by the
冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回っている場合(ステップS2:YES)、制御器14は、次に、DCコンバータ13への要求出力を要求出力閾値Vothと比較する(ステップS3)。ここで、要求出力とは、制御器14が、補機42の総消費電力と、補機バッテリ41の残量から決定する。制御器14は、補機42の総消費電力が大きいほど、要求出力を高くする。また、制御器14は、補機バッテリ41の残量が少ないほど、要求出力を高くする。要求出力が要求出力閾値Vothを上回っている場合、制御器14は、冷却器20のポンプ制御に採用するマップとして、通常マップを選択する(ステップS3:NO、S5)。通常マップについては、先に説明した通りである。
When the refrigerant temperature is below the first refrigerant temperature threshold T1 (step S2: YES), the
DCコンバータ13に対する要求出力が要求出力閾値Vothよりも低い場合、制御器14は、ポンプ制御に用いるマップとして、低出力マップを選択する(S3:YES、S4)。低出力マップとは、図2下のグラフにおいて点線で示されたグラフG4の関係を意味する。グラフG4は、第1冷媒温度閾値T1より低い領域において、ポンプ21の出力を、通常マップ(グラフG2)のときよりも低くするためのマップである。制御器14は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回り、かつ、DCコンバータ13に要求される出力が要求出力閾値Vothを下回ったときに、ポンプ21の出力を通常マップ(グラフG2)から、通常マップよりも低い低出力マップ(グラフG4)へ引き下げる。
When the required output to the
次に制御器14は、第2温度センサ17によって計測されるインバータ122の温度を、トランジスタ温度閾値Tt_thと比較する(ステップS6)。なお、インバータ122の温度は、インバータ122が有するパワートランジスタの温度を意味する。インバータ122の温度がトランジスタ温度閾値Tt_thを下回っている場合、制御器14は、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を設定するデータとして、通常上限マップを選択する(ステップS6:NO、S8)。ここで、通常上限マップとは、図2で示したグラフG1を意味する。制御器14は、通常上限マップ(即ち、グラフG1)の関係に基づいて、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を設定する。なお、先に説明したように、制御器14は、冷媒温度が低い場合、昇圧コンバータ121の出力電圧を制限する。グラフG1において、第1冷媒温度閾値T1よりも低い範囲では、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限が、通常電圧上限Vu0よりも低くなっていることが、昇圧コンバータ121の出力電圧を制限することを意味する。
Next, the
インバータ122の温度がトランジスタ温度閾値Tt_thを上回っている場合、制御器14は、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を設定するデータとして、緩和上限マップを選択する(ステップS6:YES、S7)。緩和上限マップとは、図2上のグラフにおいて点線で示されたグラフG3の関係を意味する。制御器14は、緩和上限マップ(即ち、グラフG3)の関係に基づいて、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を設定する。グラフG3は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1より低い領域において、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限をグラフG1の場合よりも緩和するためのマップである。制御器14は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回り、かつ、インバータ122の温度がトランジスタ温度閾値Tt_thを上回ったときには、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を通常マップ(グラフG1)から緩和上限マップ(グラフG3)へ引き上げる。なお、緩和上限マップ(グラフG3)は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1よりも低い範囲において、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を通常マップ(グラフG1)の場合よりも緩和するためのマップである。冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を上回る範囲では、緩和上限マップ(グラフG3)は、通常上限マップ(グラフG1)に一致する。
When the temperature of the
図3の処理は、次の利点を与える。インバータ122の温度(パワートランジスタの温度)がトランジスタ温度閾値Tt_thを下回っているとき、パワートランジスタの耐圧が低くなるので、制御器14は、通常上限マップ(即ちグラフG1)に基づいて、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を下げる。昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を下げると、電気自動車100の走行性能が下がる。
The process of FIG. 3 provides the following advantages. When the temperature of the inverter 122 (the temperature of the power transistor) is lower than the transistor temperature threshold Tt_th, the withstand voltage of the power transistor becomes low, so that the
一方、制御器14は、通常マップに基づいて、冷却器20のポンプ21を制御する。ただし、制御器14は、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回り、かつ、DCコンバータへの要求出力が、要求出力閾値Vothを下回っているときには、ポンプ21の出力を決定するマップを、通常マップ(グラフG2)から低出力マップ(グラフG4)へと引き下げる。そうすると、インバータ122に供給される冷媒の流量が下がるので、インバータ122の温度が上昇し易くなる。インバータの温度(パワートランジスタの温度)がトランジスタ温度閾値Tt_thを上回ると、制御器14は、昇圧コンバータ121の出力電圧の上限を定めるマップを通常上限マップ(グラフG1)から緩和上限マップ(グラフG3)へ引き上げる。その結果、電気自動車100の走行性能が戻る。
On the other hand, the
なお、冷媒温度が第1冷媒温度閾値T1を下回っていても、DCコンバータ13に対する要求出力が要求出力閾値Vothを上回っているときには、制御器14は、ポンプ21の出力を決定するのに低出力マップ(グラフG4)は使わず、通常マップ(グラフG2)を選択する。DCコンバータ13に対する要求出力が要求出力閾値Vothを上回っているときには、DCコンバータ13の温度が上昇し易いので、制御器14は、DCコンバータ13の冷却を優先する。
Even if the refrigerant temperature is lower than the first refrigerant temperature threshold T1, when the required output for the
上記のとおり、実施例の電力供給システムは、低温時にできるだけ早く昇圧コンバータ121の出力制限を解除(あるいは緩和)することと、DCコンバータ13の過熱を防止することの両立を図ることができる。
As described above, the power supply system of the embodiment can achieve both the release (or relaxation) of the output limitation of the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図3のステップS4では、制御器14は、低出力マップ(図2のグラフG4)を選択し、ポンプ21を制御する。ステップS4では、低出力マップを選択するのに代えて、ポンプ21を停止してもよい。
The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. In step S4 of FIG. 3, the
制御器14が行う処理は、単独のCPUが行うのではなく、相互に通信可能な複数のCPU(制御器)が共同して実現するものであってもよい。
The processing performed by the
実施例における第1冷媒温度閾値T1が、第1温度閾値の一例に相当する。実施例におけるトランジスタ温度閾値Tt_thが、第2温度閾値の一例に相当する。実施例における通常マップ(グラフG2)が、第1出力の一例に相当し、低出力マップ(グラフG4)が、第2出力の一例に相当する。実施例の通常上限マップ(グラフG1)が、第1上限の一例に相当し、緩和上限マップ(グラフG3)が、第2上限の一例に相当する。 The first refrigerant temperature threshold T1 in the examples corresponds to an example of the first temperature threshold. The transistor temperature threshold Tt_th in the examples corresponds to an example of the second temperature threshold. The normal map (graph G2) in the embodiment corresponds to an example of the first output, and the low output map (graph G4) corresponds to an example of the second output. The normal upper limit map (graph G1) of the embodiment corresponds to an example of the first upper limit, and the relaxation upper limit map (graph G3) corresponds to an example of the second upper limit.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
10:電力供給システム
11:メインバッテリ
12:電力制御装置
13:DCコンバータ
14:制御器
15:電圧センサ
16:第1温度センサ
17:第2温度センサ
20:冷却器
21:ポンプ
22:循環路
23:ラジエータ
31:走行用モータ
32:ギアセット
33:駆動輪
40:補機電力線
41:補機バッテリ
42:補機
100:電気自動車
121:昇圧コンバータ
122:インバータ
421:カーナビゲーション
422:ルームランプ
423:電動シフト装置
10: Power supply system 11: Main battery 12: Power control device 13: DC converter 14: Controller 15: Voltage sensor 16: First temperature sensor 17: Second temperature sensor 20: Cooler 21: Pump 22: Circulation path 23 : Radiator 31: Traveling motor 32: Gear set 33: Drive wheel 40: Auxiliary power line 41: Auxiliary battery 42: Auxiliary 100: Electric vehicle 121: Boost converter 122: Inverter 421: Car navigation 422: Room lamp 423: Electric shift device
Claims (1)
前記電源の直流電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧された前記直流電力を走行用モータの駆動電力に変換するインバータを備えている電力制御装置と、
前記電源の直流電力の電圧を降圧して補機バッテリ又は補機に供給するDCコンバータと、
前記電力制御装置と前記DCコンバータに冷媒を循環させるポンプと、
前記電力制御装置と前記DCコンバータと前記ポンプを制御する制御器と、
前記冷媒の温度を計測する第1温度センサと、
前記電力制御装置の温度を計測する第2温度センサと、
を備えており、前記制御器は、
前記冷媒の温度が高いほど前記ポンプの出力が大きくなるように規定された通常マップに基づいて前記ポンプの出力を制御し、
前記冷媒の温度が低いほど前記昇圧コンバータの出力電圧の上限が低くなるように規定された通常上限マップに基づいて前記昇圧コンバータの上限を決定するとともに、
前記冷媒の温度が所定の第1温度閾値を下回り、かつ、前記DCコンバータに要求される出力が所定の要求出力閾値を下回ったときに、同一の前記冷媒の温度に対して前記通常マップで規定された出力よりも低い出力が規定された低出力マップに基づいて前記ポンプの出力を制御し、
前記低出力マップが選択されており、かつ、前記電力制御装置の温度が所定の第2温度閾値を上回ったときには、同一の前記冷媒の温度に対して前記通常上限マップで規定された上限よりも高い上限が規定された緩和上限マップに基づいて前記昇圧コンバータの上限を決定する、
電力供給システム。 Power supply and
A power control device including a boost converter that boosts the voltage of the DC power of the power source and an inverter that converts the boosted DC power into the drive power of the traveling motor.
A DC converter that steps down the DC power voltage of the power source and supplies it to the auxiliary battery or auxiliary equipment.
A pump that circulates refrigerant through the power control device and the DC converter,
The power controller, the DC converter, the controller that controls the pump, and the controller.
A first temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant,
A second temperature sensor that measures the temperature of the power control device,
The controller is equipped with
The output of the pump is controlled based on a normal map defined so that the higher the temperature of the refrigerant, the larger the output of the pump.
The upper limit of the boost converter is determined based on a normal upper limit map defined so that the lower the temperature of the refrigerant is, the lower the upper limit of the output voltage of the boost converter is.
When the temperature of the refrigerant is lower than the predetermined first temperature threshold value and the output required for the DC converter is lower than the predetermined required output threshold value, the temperature of the same refrigerant is defined by the normal map. Control the output of the pump based on a defined low output map with an output lower than the specified output.
When the low output map is selected and the temperature of the power control device exceeds a predetermined second temperature threshold, the temperature of the same refrigerant exceeds the upper limit specified in the normal upper limit map. The upper limit of the boost converter is determined based on the relaxation upper limit map in which a high upper limit is defined.
Power supply system.
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