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JP2013059158A - Electric vehicle - Google Patents

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JP2013059158A
JP2013059158A JP2011194928A JP2011194928A JP2013059158A JP 2013059158 A JP2013059158 A JP 2013059158A JP 2011194928 A JP2011194928 A JP 2011194928A JP 2011194928 A JP2011194928 A JP 2011194928A JP 2013059158 A JP2013059158 A JP 2013059158A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
motor
battery
altitude
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011194928A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Yamamoto
晃 山本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011194928A priority Critical patent/JP2013059158A/en
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Abstract

【課題】標高の高い場所においてモータに供給することのできる最大電圧を高める電気自動車を提供する。
【解決手段】電気自動車100は、車輪駆動用のモータMGへ電力を供給するメインバッテリMBと、補機類へ電力を供給するサブバッテリSBと、電圧コンバータ40と、YコンデンサYC1、YC2を備える。サブバッテリSBの出力電圧はメインバッテリMBの出力電圧よりも低く、電圧コンバータ40が、メインバッテリMBの出力電圧あるいはモータMGの回生電力の電圧をサブバッテリSBの充電に適した電圧まで降圧する。YコンデンサYC1、YC2は、電圧コンバータ40の入力側あるいは出力側に接続される。電気自動車100は、車両が位置する標高が標高閾値を上回った場合に、Yコンデンサの容量を小さくする。
【選択図】図1
An electric vehicle capable of increasing a maximum voltage that can be supplied to a motor at a high altitude is provided.
An electric vehicle includes a main battery MB that supplies electric power to a wheel driving motor MG, a sub-battery SB that supplies electric power to auxiliary devices, a voltage converter 40, and Y capacitors YC1 and YC2. . The output voltage of the sub battery SB is lower than the output voltage of the main battery MB, and the voltage converter 40 steps down the output voltage of the main battery MB or the regenerative power voltage of the motor MG to a voltage suitable for charging the sub battery SB. The Y capacitors YC1 and YC2 are connected to the input side or the output side of the voltage converter 40. The electric vehicle 100 reduces the capacity of the Y capacitor when the altitude at which the vehicle is located exceeds the altitude threshold.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、車輪駆動用の電動モータ(以下、単にモータと称する)を備えた電気自動車に関する。本明細書における電気自動車には、車輪駆動用のモータとエンジンを有するハイブリッド車が含まれる。また、電気自動車には、燃料電池車も含まれる。   The present invention relates to an electric vehicle provided with an electric motor for driving wheels (hereinafter simply referred to as a motor). The electric vehicle in this specification includes a hybrid vehicle having a wheel driving motor and an engine. Electric vehicles also include fuel cell vehicles.

電気自動車は、車輪駆動用のモータへ電力を供給するメインバッテリと、補機類へ電力を供給するサブバッテリを備えることが多い。ここで、「補機類」とは、カーオーディオやエンジンコントローラなどの電子機器、ルームランプ、インパネ照明など、車輪駆動用のモータほどの大電力は要しないデバイスを指す。別言すれば、「補機類」とは、メインバッテリを搭載しない従来のエンジン車のバッテリの供給対象であるデバイスに相当する。   An electric vehicle often includes a main battery that supplies electric power to a wheel driving motor and a sub-battery that supplies electric power to auxiliary machines. Here, “auxiliary equipment” refers to devices that do not require as much electric power as motors for driving wheels, such as electronic devices such as car audio and engine controllers, room lamps, and instrument panel lighting. In other words, the “auxiliary machinery” corresponds to a device that is a battery supply target of a conventional engine vehicle that does not have a main battery.

電気自動車では、メインバッテリの電力、あるいは、モータの回生電力を使って補機バッテリを充電する。補機バッテリの電圧は、12V、24V、あるいは42Vなど、せいぜい50V程度である。これに対してメインバッテリの出力電圧やモータの回生電力の電圧は補機バッテリの電圧よりも高く、通常は100V以上である。そのため、電気自動車はメインバッテリの出力電圧やモータの回生電力の電圧を補機バッテリ充電に適した電圧まで降圧させる電圧コンバータ(DCDCコンバータ)を備える。この電圧コンバータが備えるスイッチング素子のスイッチング動作がノイズ(ノイズ電磁波)を発生する。電圧コンバータが発生するノイズは、ラジオ放送の電波受信に影響を及ぼすため、ラジオノイズと呼ばれる。ラジオノイズを低減するための技術が例えば特許文献1に開示されている。ラジオノイズを低減する典型的な方策は、回路にコンデンサを挿入することである。特許文献1の技術もコンデンサを挿入することによってラジオノイズを低減する。   In an electric vehicle, the auxiliary battery is charged using the power of the main battery or the regenerative power of the motor. The voltage of the auxiliary battery is at most about 50V, such as 12V, 24V, or 42V. On the other hand, the output voltage of the main battery and the voltage of the regenerative power of the motor are higher than the voltage of the auxiliary battery, and are usually 100V or more. Therefore, the electric vehicle includes a voltage converter (DCDC converter) that steps down the output voltage of the main battery and the voltage of the regenerative power of the motor to a voltage suitable for charging the auxiliary battery. The switching operation of the switching element provided in this voltage converter generates noise (noise electromagnetic wave). The noise generated by the voltage converter is called radio noise because it affects radio reception of radio broadcasts. For example, Patent Literature 1 discloses a technique for reducing radio noise. A typical measure to reduce radio noise is to insert a capacitor in the circuit. The technique of Patent Document 1 also reduces radio noise by inserting a capacitor.

特開2002−223560号公報JP 2002-223560 A

ラジオノイズ低減のためには、コンデンサの容量を大きくすればよい。一般に、回路が発生するノイズは、ノーマルモードノイズ(或いはディファレンシャルモードノイズ)とコモンモードノイズの2種類に分けられる。ノーマルモードノイズを除去するためのコンデンサはXコンデンサ(あるいはアクロス・ザ・ライン・コンデンサ)と呼ばれ、コモンモードノイズを除去するためのコンデンサはYコンデンサ(あるいは、ライン・バイパス・コンデンサ)と呼ばれる。コモンモードノイズは、グランドライン(アースライン)に対する信号の揺れ(高周波成分)に起因する。Yコンデンサは、信号線とグランドライン(アースライン)との間に挿入される。   In order to reduce radio noise, the capacitance of the capacitor may be increased. In general, noise generated by a circuit is classified into two types: normal mode noise (or differential mode noise) and common mode noise. A capacitor for removing normal mode noise is called an X capacitor (or across the line capacitor), and a capacitor for removing common mode noise is called a Y capacitor (or line bypass capacitor). The common mode noise is caused by signal fluctuation (high frequency component) with respect to the ground line (earth line). The Y capacitor is inserted between the signal line and the ground line (earth line).

他方、車輪駆動用のモータには誘導モータを使うことが一般的であり、誘導モータ(以下、単にモータと称する)にはサージ電圧が発生する。モータに供給することができる電圧の最大値(最大電圧)を定める要因の一つが、サージ電圧の大きさである。即ち、モータに供給する最大電圧は、モータが耐えられるサージ電圧の大きさによって定められる。なお、「最大電圧」は、厳密には、サージ電圧による破壊を回避するための設計においてモータに供給可能とされる電圧の最大値である。   On the other hand, an induction motor is generally used as a wheel driving motor, and a surge voltage is generated in the induction motor (hereinafter simply referred to as a motor). One factor that determines the maximum voltage (maximum voltage) that can be supplied to the motor is the magnitude of the surge voltage. That is, the maximum voltage supplied to the motor is determined by the magnitude of the surge voltage that the motor can withstand. Strictly speaking, the “maximum voltage” is the maximum value of the voltage that can be supplied to the motor in the design for avoiding the breakdown due to the surge voltage.

発明者の検討によると、Yコンデンサが誘導モータに発生するサージ電圧に影響することが判明した。おそらくは、Yコンデンサに蓄積された電荷がモータに流れ、サージ電圧が大きくなるものと推定される。従って、ラジオノイズの抑制とモータの最大電圧とはトレードオフの関係となる。本明細書は、このトレードオフの関係を巧みに利用し、標高の高い場所においてモータに供給することのできる最大電圧を高める技術を提供する。   According to the inventors' investigation, it has been found that the Y capacitor affects the surge voltage generated in the induction motor. It is presumed that the charge accumulated in the Y capacitor flows to the motor and the surge voltage increases. Therefore, the suppression of radio noise and the maximum motor voltage are in a trade-off relationship. This specification makes use of this trade-off relationship to provide a technique for increasing the maximum voltage that can be supplied to a motor at a high altitude.

本明細書が提供する電気自動車は、車輪駆動用のモータへ電力を供給するメインバッテリと、補機類へ電力を供給するサブバッテリと、電圧コンバータと、Yコンデンサを備える。サブバッテリの出力電圧は前述したようにメインバッテリの出力電圧よりも低く、電圧コンバータが、そのメインバッテリの出力電圧あるいはモータの回生電力の電圧をサブバッテリ充電に適した電圧まで降圧する。Yコンデンサは、電圧コンバータの入力側あるいは出力側(高圧側あるいは低圧側)に接続される。本明細書が開示する技術の特徴は、車両が位置する標高が標高閾値を上回った場合に、Yコンデンサの容量を小さくすることにある。「Yコンデンサの容量を小さくする」ことの一例は、Yコンデンサとして複数のコンデンサを並列に接続するとともに各コンデンサにスイッチ(半導体スイッチ)を設け、標高に応じてスイッチを制御すればよい。標高が高くなるにつれて接続するコンデンサの数を減らせばよい。   The electric vehicle provided by the present specification includes a main battery that supplies electric power to a wheel driving motor, a sub-battery that supplies electric power to auxiliary devices, a voltage converter, and a Y capacitor. As described above, the output voltage of the sub battery is lower than the output voltage of the main battery, and the voltage converter steps down the output voltage of the main battery or the voltage of the regenerative power of the motor to a voltage suitable for sub battery charging. The Y capacitor is connected to the input side or output side (high voltage side or low voltage side) of the voltage converter. The feature of the technology disclosed in this specification is that the capacitance of the Y capacitor is reduced when the altitude at which the vehicle is located exceeds the altitude threshold. As an example of “reducing the capacitance of the Y capacitor”, a plurality of capacitors may be connected in parallel as the Y capacitor, and a switch (semiconductor switch) may be provided for each capacitor, and the switch may be controlled in accordance with the altitude. The number of capacitors to be connected may be reduced as the altitude increases.

標高とモータの最大電圧とYコンデンサ容量との関係を以下に説明する。標高がある程度高くなると、ラジオ電波も弱くなるから、車両搭乗者がラジオを聴くモチベーションが低くなる。従って、標高の高い場所(以下、「高所」と称する)では、Yコンデンサを小さくしてラジオノイズを許容しても影響が少ない。他方、回路の耐電圧(あるいは絶縁抵抗)は気圧が低くなるほど(典型的には標高が高くなるほど)低下する。即ち高所ではモータの最大電圧を小さくしなければならない。これは、気圧が低くなるほど放電し易くなるからである。従って、標高が高くなるほどYコンデンサの容量を小さくしてサージ電圧を小さくすれば、高所におけるモータの最大電圧を高めることができる。   The relationship between the altitude, the maximum motor voltage, and the Y capacitor capacity will be described below. When the altitude rises to some extent, radio waves also weaken, so the motivation for the vehicle occupant to listen to the radio decreases. Therefore, in places with high altitude (hereinafter referred to as “high places”), even if radio noise is allowed by reducing the Y capacitor, the influence is small. On the other hand, the withstand voltage (or insulation resistance) of the circuit decreases as the atmospheric pressure decreases (typically as the altitude increases). In other words, the maximum voltage of the motor must be reduced at high places. This is because discharge becomes easier as the atmospheric pressure becomes lower. Therefore, the maximum voltage of the motor at a high place can be increased by reducing the surge voltage by decreasing the capacity of the Y capacitor as the altitude increases.

電気自動車における電力系の回路図である。It is a circuit diagram of the electric power system in an electric vehicle. Yコンデンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of Y capacitor | condenser. 標高とYコンデンサ容量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an altitude and a Y capacitor capacity. フルブリッジ電圧コンバータとコモンモードフィルタの回路図の一例である。It is an example of the circuit diagram of a full bridge voltage converter and a common mode filter.

図1に、電気自動車の電力系の回路図を示す。電気自動車100は、車輪駆動用のモータMGと、モータMGに電力を供給するためのメインバッテリMBと、補機に電力を供給するためのサブバッテリSBと、パワーコントローラ20と、カーナビゲーション10を備える。メインバッテリMBの出力電圧は200Vであり、サブバッテリSBの出力電圧は12Vである。なお、図1は、電気自動車100が有するコンポーネントの一部を示していることに留意されたい。例えば、図1には、サブバッテリSBから電力の供給を受ける補機(例えば、ルームランプやオーディオなど)の図示を省略している。   FIG. 1 shows a circuit diagram of a power system of an electric vehicle. The electric vehicle 100 includes a wheel driving motor MG, a main battery MB for supplying electric power to the motor MG, a sub-battery SB for supplying electric power to an auxiliary machine, a power controller 20, and a car navigation system 10. Prepare. The output voltage of the main battery MB is 200V, and the output voltage of the sub battery SB is 12V. Note that FIG. 1 shows some of the components of the electric vehicle 100. For example, in FIG. 1, illustration of an auxiliary machine (for example, a room lamp, audio, etc.) that receives power supply from the sub battery SB is omitted.

パワーコントローラ20は、メインバッテリMBの電圧をモータ駆動に適した電圧(例えば600V)に昇圧し、次いで直流電力を交流電流に変換してモータMGへ供給する。パワーコントローラ20は、また、メインバッテリMBの出力、あるいは、モータMGの回生電力をサブバッテリSBの充電に適した電圧に降圧する。パワーコントローラ20には、メインバッテリMBの電圧をモータ駆動に適した電圧に昇圧する第1電圧コンバータ23、インバータ21、メインバッテリMBの出力、あるいは、モータMGの回生電力をサブバッテリSBの充電に適した電圧に降圧する第2電圧コンバータ40、その他の回路、及び、それらのモジュールを制御する制御モジュール25が含まれる。また、パワーコントローラ20内の制御モジュール25は、カーナビゲーション10と接続しており、カーナビゲーションから標高のデータを取得する。具体的には、カーナビゲーション10は、標高データを含む地図情報とGPSシステムを有しているので、GPSシステムで自車位置を特定し、地図と照合することによって、現在位置における標高を特定する。   The power controller 20 boosts the voltage of the main battery MB to a voltage suitable for driving the motor (for example, 600V), and then converts DC power into AC current and supplies it to the motor MG. The power controller 20 also steps down the output of the main battery MB or the regenerative power of the motor MG to a voltage suitable for charging the sub battery SB. The power controller 20 includes the first voltage converter 23 that boosts the voltage of the main battery MB to a voltage suitable for driving the motor, the inverter 21, the output of the main battery MB, or the regenerative power of the motor MG for charging the sub battery SB. A second voltage converter 40 that steps down to a suitable voltage, other circuits, and a control module 25 that controls these modules are included. The control module 25 in the power controller 20 is connected to the car navigation 10 and acquires altitude data from the car navigation. Specifically, since the car navigation 10 has map information including altitude data and a GPS system, the position of the vehicle is specified by the GPS system, and the altitude at the current position is specified by collating with the map. .

パワーコントローラ20の内部の構成をさらに詳しく説明する。メインバッテリMBは、システムメインリレーSMRを介して第1電圧コンバータ23に繋がっている。システムメインリレーSMRは、駆動系のいわゆるメインスイッチであり、制御モジュール25からの信号SCによって制御される。第1電圧コンバータ23のメインバッテリMB側の端子間には、平滑化コンデンサC1が挿入されている。   The internal configuration of the power controller 20 will be described in more detail. The main battery MB is connected to the first voltage converter 23 via the system main relay SMR. The system main relay SMR is a so-called main switch of the drive system, and is controlled by a signal SC from the control module 25. A smoothing capacitor C1 is inserted between the terminals of the first voltage converter 23 on the main battery MB side.

第1電圧コンバータ23は、リアクトルL1、2個のトランジスタTr7、Tr8、それぞれのトランジスタに並列に接続されているダイオードD7、D8で構成されている。図1に示す第1電圧コンバータ23の回路構成は、昇降圧コンバータであり、メインバッテリMBの電圧を昇圧してインバータ側へ出力することと、インバータ側の電圧を降圧してメインバッテリ側へ出力することができる。第1電圧コンバータのインバータ側を高圧側と称し、メインバッテリ側を低圧側と称することがある。モータMGが発生する回生電力は、インバータ21を逆に辿って交流電力から直流電力に変換された後、第1電圧コンバータ23で降圧されてメインバッテリ側(低圧側)から出力される。図1に示す第1電圧コンバータ23の回路構成は良く知られており、詳しい説明は省略する。   The first voltage converter 23 includes a reactor L1, two transistors Tr7 and Tr8, and diodes D7 and D8 connected in parallel to the respective transistors. The circuit configuration of the first voltage converter 23 shown in FIG. 1 is a step-up / step-down converter that boosts the voltage of the main battery MB and outputs it to the inverter side, and steps down the inverter-side voltage and outputs it to the main battery side. can do. The inverter side of the first voltage converter may be referred to as a high voltage side, and the main battery side may be referred to as a low voltage side. The regenerative power generated by the motor MG is converted from AC power to DC power by tracing back the inverter 21 and then stepped down by the first voltage converter 23 and output from the main battery side (low voltage side). The circuit configuration of the first voltage converter 23 shown in FIG. 1 is well known and will not be described in detail.

第1電圧コンバータ23のインバータ側(高圧側)の端子間には平滑化コンデンサC2が接続されている。平滑化コンデンサC2は、第1電圧コンバータ23のインバータ側出力電流の脈動を抑制する。また、第1電圧コンバータ23のインバータ側の端子間には電圧センサVdが接続されている。電圧センサVdの計測値(インバータ入力電圧VH)は、制御モジュール25に送られる。   A smoothing capacitor C2 is connected between the inverter side (high voltage side) terminals of the first voltage converter 23. The smoothing capacitor C <b> 2 suppresses pulsation of the inverter side output current of the first voltage converter 23. A voltage sensor Vd is connected between terminals on the inverter side of the first voltage converter 23. The measured value (inverter input voltage VH) of the voltage sensor Vd is sent to the control module 25.

インバータ21は、トランジスタTrと還流ダイオードDの組で構成されるスイッチング回路を6個備えており、それらのスイッチング回路によって、U相、V相、W相からなる3相交流電力を生成し出力する。インバータ21の回路構成も良く知られているので詳しい説明は省略する。   The inverter 21 includes six switching circuits each composed of a transistor Tr and a freewheeling diode D, and generates and outputs three-phase AC power composed of a U phase, a V phase, and a W phase by the switching circuits. . Since the circuit configuration of the inverter 21 is also well known, detailed description thereof will be omitted.

インバータ21のトランジスタ(Tr1〜Tr6)をスイッチングさせるPWM指令(PWMB)、及び、第1電圧コンバータ23のトランジスタ(Tr7、Tr8)をスイッチングさせるPWM指令(PWMA)は、制御モジュール25が生成し、出力する。   The control module 25 generates and outputs a PWM command (PWMB) for switching the transistors (Tr1 to Tr6) of the inverter 21 and a PWM command (PWMA) for switching the transistors (Tr7, Tr8) of the first voltage converter 23. To do.

第1電圧コンバータ23のメインバッテリ側(低圧側)の端子には、コモンモードフィルタ30を介して第2電圧コンバータ40の高圧側の端子が接続されている。第2電圧コンバータ40の低圧側にはサブバッテリSBが接続されている。第2電圧コンバータ40は、メインバッテリMBの出力、あるいは、モータMGが発生する回生電力(正確にはインバータ21を逆に辿ってメインバッテリMBと同等電圧の直流電力に変換された回生電力)の電圧を、サブバッテリSBの充電に適した電圧(12V)に降圧する。第2電圧コンバータ40の回路構成の具体例は後述する。   A terminal on the main battery side (low voltage side) of the first voltage converter 23 is connected to a terminal on the high voltage side of the second voltage converter 40 via the common mode filter 30. A sub battery SB is connected to the low voltage side of the second voltage converter 40. The second voltage converter 40 outputs the output of the main battery MB or the regenerative power generated by the motor MG (more accurately, the regenerative power converted to DC power having the same voltage as the main battery MB by tracing the inverter 21 in the reverse direction). The voltage is stepped down to a voltage (12 V) suitable for charging the sub battery SB. A specific example of the circuit configuration of the second voltage converter 40 will be described later.

第1電圧コンバータ23のメインバッテリ側と第2電圧コンバータ40の高圧側の間に接続されているコモンモードフィルタ30は、2個のYコンデンサYC1、YC2で構成される。2個のYコンデンサは、2本の信号線(電力線)の夫々とグランドとの間に挿入されている。「コモンモードフィルタ」とは、グランド電位に対する信号線(電力線)の電圧の揺れを抑制するフィルタであり、典型的にはグランド線と信号線の間に挿入されるコンデンサを主たる部品として構成される。このコンデンサがYコンデンサ、あるいは、ライン・パス・コンデンサと呼ばれる。第1電圧コンバータ23のメインバッテリ側と第2電圧コンバータ40の高圧側の間に接続されているコモンモードフィルタ30は、第2電圧コンバータ40内でスイッチング回路の動作に起因するコモンモードノイズを低減する。電気自動車におけるこのコモンモードノイズは、カーラジオやテレビの電波受信に影響を与えるので、ラジオノイズの一因となる。コモンモードフィルタ30は、ラジオノイズ低減を主たる目的として備えられている。   The common mode filter 30 connected between the main battery side of the first voltage converter 23 and the high voltage side of the second voltage converter 40 is composed of two Y capacitors YC1 and YC2. The two Y capacitors are inserted between each of the two signal lines (power lines) and the ground. A “common mode filter” is a filter that suppresses fluctuations in the voltage of a signal line (power line) with respect to a ground potential, and typically includes a capacitor inserted between the ground line and the signal line as a main component. . This capacitor is called a Y capacitor or a line pass capacitor. The common mode filter 30 connected between the main battery side of the first voltage converter 23 and the high voltage side of the second voltage converter 40 reduces common mode noise caused by the operation of the switching circuit in the second voltage converter 40. To do. This common mode noise in an electric vehicle affects the radio wave reception of a car radio or a television, and thus contributes to radio noise. The common mode filter 30 is provided mainly for the purpose of reducing radio noise.

図1のコモンモードフィルタ30は、信号線(電力線)とグランド線との間に挿入されたYコンデンサYC1(YC2)からなる最も単純なフィルタである。   The common mode filter 30 in FIG. 1 is the simplest filter including a Y capacitor YC1 (YC2) inserted between a signal line (power line) and a ground line.

図1においてはYコンデンサYC1、YC2は夫々一つのコンデンサとして描かれているが、詳細には図2に示すように、3個のコンデンサCa、Cb、Ccが半導体スイッチ132を介して並列に接続された回路構成を有している。半導体スイッチ132は、3個のコンデンサCa、Cb、Ccを夫々、回路に接続したり回路から切断したりする。その切り換えは、制御モジュール25からの指令信号CMDによって制御される。3個のコンデンサ全てが回路に接続されたときのトータルの容量はYC_aであり、1個のコンデンサが切り離され2個のコンデンサが接続されたときのトータルの容量はYC_bであり、2個のコンデンサが切り離され1個のコンデンサのみが接続されたときのトータルの容量はYC_cである。相対的な容量の関係は、YC_a>YC_b>YC_cである。   In FIG. 1, the Y capacitors YC1 and YC2 are depicted as one capacitor, but in detail, as shown in FIG. 2, three capacitors Ca, Cb and Cc are connected in parallel via the semiconductor switch 132. Circuit configuration. The semiconductor switch 132 connects or disconnects the three capacitors Ca, Cb, and Cc from the circuit. The switching is controlled by a command signal CMD from the control module 25. The total capacity when all three capacitors are connected to the circuit is YC_a, and the total capacity when one capacitor is disconnected and two capacitors are connected is YC_b. When Y is disconnected and only one capacitor is connected, the total capacity is YC_c. The relative capacity relationship is YC_a> YC_b> YC_c.

電気自動車100は、車両が位置する標高に応じてYコンデンサYC1、YC2の容量を変更する。具体的には、図3に示すように、標高がAL1以下のとき3個のコンデンサCa、Cb、Ccを全て接続し、YコンデンサYC1、YC2の容量をYC_aにする。標高がAL1より高くAL2以下である場合には、1個のコンデンサを切り離し、YコンデンサYC1、YC2の容量をYC_bにする。標高がAL2よりも高い場合には、2個のコンデンサを切り離し、YコンデンサYC1、YC2の容量をYC_cにする。即ち、標高が高くなるにつれて、Yコンデンサの容量を小さくする。別言すれば、電気自動車100は、車両が位置する標高が既定の標高閾値(例えば図3の標高AL1、AL2)を上回った場合に、Yコンデンサの容量を小さくする。Yコンデンサの容量の切り換えは、カーナビゲーション10から送られる現在位置の標高データに基づいて制御モジュール25が行う。制御モジュール25は、具体的には、指令信号CMDによって、図2に示した半導体スイッチ132を制御する。標高閾値(例えば図3の標高AL1、AL2)は、予め定められ、制御モジュール25に記憶されている。   The electric vehicle 100 changes the capacities of the Y capacitors YC1 and YC2 according to the altitude at which the vehicle is located. Specifically, as shown in FIG. 3, when the altitude is below AL1, all three capacitors Ca, Cb, Cc are connected, and the capacitances of the Y capacitors YC1, YC2 are set to YC_a. When the altitude is higher than AL1 and lower than AL2, one capacitor is disconnected and the capacitances of Y capacitors YC1 and YC2 are set to YC_b. When the altitude is higher than AL2, the two capacitors are disconnected, and the capacities of the Y capacitors YC1 and YC2 are set to YC_c. That is, as the altitude increases, the capacitance of the Y capacitor is reduced. In other words, the electric vehicle 100 reduces the capacity of the Y capacitor when the altitude at which the vehicle is located exceeds a predetermined altitude threshold (for example, altitudes AL1 and AL2 in FIG. 3). Switching of the capacity of the Y capacitor is performed by the control module 25 based on the altitude data at the current position sent from the car navigation system 10. Specifically, the control module 25 controls the semiconductor switch 132 shown in FIG. 2 by the command signal CMD. The altitude threshold values (for example, altitudes AL1 and AL2 in FIG. 3) are determined in advance and stored in the control module 25.

Yコンデンサの容量を標高に応じて変更することの利点を説明する。電気自動車100では、モータMGにサージ電圧が発生するが、その大きさはYコンデンサの容量が大きくなるほど大きくなる。また、サージ電圧が大きいほど、モータMGに供給する電力の電圧の最大値(最大電圧)は小さくしなければならない。インバータ21からモータMGに供給されている電圧とサージ電圧の和がモータMGの耐圧を超えるとモータMGが損傷するからである。Yコンデンサの容量を小さくすれば、サージ電圧が小さくなり、その分インバータ21が供給してよい最大電圧を高めることができる。なお、標高が高くなるほど、気圧が低下して放電が飛び易くなるため、モータの耐圧は低下する。他方、YコンデンサYC1、YC2は、ラジオノイズを低減するために備えられている。標高が高くなれば、ラジオやテレビの電波も弱くなり、電気自動車の搭乗者がラジオやテレビを使用する可能性が低くなる。そこで、標高が高くなるにつれて(標高閾値を上回った場合に)、Yコンデンサの容量を小さくしても支障は小さい。ラジオ電波/テレビ電波が届かない程度に標高が高い場所では、Yコンデンサの容量を極端に小さくしても、支障はほとんどない。そこで、実施例の電気自動車100は、標高が高くなるにつれてYコンデンサの容量を小さくする。そうすることによって、高地での最高電圧を高めることができる。即ち、高地での走行性能を向上させることができる。   The advantage of changing the capacity of the Y capacitor according to the altitude will be described. In electric vehicle 100, a surge voltage is generated in motor MG, and the magnitude thereof increases as the capacitance of the Y capacitor increases. Moreover, the maximum value (maximum voltage) of the power supplied to the motor MG must be reduced as the surge voltage is increased. This is because the motor MG is damaged when the sum of the voltage supplied from the inverter 21 to the motor MG and the surge voltage exceeds the withstand voltage of the motor MG. If the capacity of the Y capacitor is reduced, the surge voltage is reduced, and the maximum voltage that can be supplied by the inverter 21 can be increased accordingly. Note that the higher the altitude, the lower the atmospheric pressure and the easier the discharge, so the withstand voltage of the motor decreases. On the other hand, Y capacitors YC1 and YC2 are provided to reduce radio noise. If the altitude is higher, the radio and television radio waves will be weaker, and the possibility of passengers of electric vehicles using the radio and television will be reduced. Therefore, as the altitude is increased (when the altitude threshold is exceeded), there is little trouble even if the capacitance of the Y capacitor is reduced. In places where the altitude is high enough that radio / TV radio waves do not reach, there is almost no problem even if the capacitance of the Y capacitor is made extremely small. Therefore, in the electric vehicle 100 according to the embodiment, the capacity of the Y capacitor is reduced as the altitude increases. By doing so, the highest voltage at high altitude can be increased. That is, traveling performance at high altitudes can be improved.

図4に、第2電圧コンバータ40の回路構成の一例と、別のコモンモードフィルタ130の一例を示す。図4は、図1の回路図の一部(第2電圧コンバータ40とコモンモードフィルタ30)に対応しておりであり、コモンモードフィルタ130の高圧側端子T1、T2が、図1の第1電圧コンバータ23のバッテリ側端子と接続する。   FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the second voltage converter 40 and an example of another common mode filter 130. 4 corresponds to a part of the circuit diagram of FIG. 1 (second voltage converter 40 and common mode filter 30). It connects with the battery side terminal of the voltage converter 23.

第2電圧コンバータ40は、トランス45を中心に低圧側にダイオードD41、D42、リアクトルL41、及びコンデンサC41が図の通り接続されており、高圧側に4個のトランジスタTr41、Tr42、Tr43、Tr44とコンデンサXCが図の通り接続された回路構成を有している。第2電圧コンバータ40は、トランス45を介して、低圧側と高圧側が絶縁されている。図4に示す第2電圧コンバータ40の回路構成は、フルブリッジ型と呼ばれる良く知られた回路であり、詳しい説明は省略する。   In the second voltage converter 40, diodes D41, D42, a reactor L41, and a capacitor C41 are connected as shown in the figure with a transformer 45 at the center, and four transistors Tr41, Tr42, Tr43, Tr44 are connected to the high voltage side. The capacitor XC has a circuit configuration connected as shown in the figure. In the second voltage converter 40, the low voltage side and the high voltage side are insulated via a transformer 45. The circuit configuration of the second voltage converter 40 shown in FIG. 4 is a well-known circuit called a full bridge type, and detailed description thereof is omitted.

コモンモードフィルタ130は、夫々の信号線(電力線)にコイルYL1、YL2が嵌挿されており、コイルの両側でグランドラインとの間にYコンデンサYC1、YC2、YC3、及び、YC3が接続されている。図4のコモンモードフィルタ130の回路構成も良く知られており、詳細な説明は省略する。このコモンモードフィルタのYコンデンサYC1〜YC4も、詳細には図2に示したように3個のコンデンサの並列接続からなり、標高差に応じてその容量が変更される。容量変更のアルゴリズムは、前述のコモンモードフィルタ30の場合と同じであり、図3のマップに従って切り換えられる。   In the common mode filter 130, coils YL1 and YL2 are fitted and inserted into respective signal lines (power lines), and Y capacitors YC1, YC2, YC3, and YC3 are connected to ground lines on both sides of the coil. Yes. The circuit configuration of the common mode filter 130 in FIG. 4 is also well known, and detailed description thereof is omitted. In detail, the Y capacitors YC1 to YC4 of the common mode filter are also composed of three capacitors connected in parallel as shown in FIG. 2, and their capacities are changed according to the altitude difference. The capacitance changing algorithm is the same as that of the common mode filter 30 described above, and is switched according to the map of FIG.

実施例に関する留意点を述べる。実施例では、Yコンデンサは、第2電圧コンバータ40の高圧側(メインバッテリ側)に接続されている。Yコンデンサは、第2電圧コンバータ40の低圧側(サブバッテリ側)に接続されていてもよい。   Points to be noted regarding the embodiment will be described. In the embodiment, the Y capacitor is connected to the high voltage side (main battery side) of the second voltage converter 40. The Y capacitor may be connected to the low voltage side (sub battery side) of the second voltage converter 40.

車両の標高を取得するセンサは、カーナビゲーション10に代えて気圧センサを利用してもよい。標高と気圧はほぼ比例の関係にあるので、気圧から標高を推定できるからである。   A sensor that acquires the altitude of the vehicle may use an atmospheric pressure sensor instead of the car navigation 10. This is because the altitude and the atmospheric pressure are in a substantially proportional relationship, and the altitude can be estimated from the atmospheric pressure.

実施例では各Yコンデンサは3個のコンデンサの並列回路で構成されている。並列接続されるコンデンサの数は3個に限られない。   In the embodiment, each Y capacitor is constituted by a parallel circuit of three capacitors. The number of capacitors connected in parallel is not limited to three.

実施例の電気自動車100は、1個のモータを備えた車両である。本明細書が開示する技術は、車輪駆動用のモータを複数備えた電気自動車や、モータとエンジンを備えたハイブリッド車に適用することもできる。また、燃料電池車に適用することも可能である。   The electric vehicle 100 of an Example is a vehicle provided with one motor. The technology disclosed in this specification can also be applied to an electric vehicle including a plurality of wheel driving motors and a hybrid vehicle including a motor and an engine. It can also be applied to a fuel cell vehicle.

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。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit 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 technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

10:カーナビゲーション
20:パワーコントローラ
21:インバータ
23:第1電圧コンバータ
25:制御モジュール
30、130:コモンモードフィルタ
40:第1電圧コンバータ
45:トランス
100:電気自動車
132:半導体スイッチ
C1、C2:平滑化フィルタ
C41、Ca、Cb、Cc、XC:コンデンサ
D:還流ダイオード
L:リアクトル
MB:メインバッテリ
MG:モータ
SB:サブバッテリ
Tr:トランジスタ
XC コンデンサ
YC1、YC2、YC3、YC4:Yコンデンサ
YL1、YL2:コイル
10: car navigation 20: power controller 21: inverter 23: first voltage converter 25: control module 30, 130: common mode filter 40: first voltage converter 45: transformer 100: electric vehicle 132: semiconductor switches C1, C2: smoothing Filter C41, Ca, Cb, Cc, XC: capacitor D: freewheeling diode L: reactor MB: main battery MG: motor SB: sub-battery Tr: transistor XC capacitors YC1, YC2, YC3, YC4: Y capacitors YL1, YL2: coil

Claims (1)

車輪駆動用のモータへ電力を供給するメインバッテリと、
補機類へ電力を供給するバッテリであり出力電圧がメインバッテリより低いサブバッテリと、
メインバッテリの出力電圧、又は、モータの回生電力の電圧をサブバッテリの充電に適した電圧に降圧する電圧コンバータと、
電圧コンバータに接続されているYコンデンサと、
を備えており、
車両が位置する標高が既定の標高閾値を上回った場合に、Yコンデンサの容量を小さくすることを特徴とする電気自動車。
A main battery for supplying power to the wheel drive motor;
A battery that supplies power to the auxiliary equipment and has a lower output voltage than the main battery,
A voltage converter that steps down the output voltage of the main battery or the voltage of the regenerative power of the motor to a voltage suitable for charging the sub-battery;
A Y capacitor connected to the voltage converter;
With
An electric vehicle characterized in that the capacity of a Y capacitor is reduced when the altitude at which the vehicle is located exceeds a predetermined altitude threshold.
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