特開2015-198499IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

電動機による発電電力を回生可能な電動機駆動装置に関し、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に適用して好適な電動機駆動装置に関するものである。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】電動機の回生動作時におけるインバータの損失を減少させ、バッテリ等の直流電源への回生電力を増加させる電動機駆動装置を提供する。
【解決手段】バッテリ10の電圧を所定の直流電圧に変換する昇圧チョッパ20と、その出力により充電されるコンデンサ30と、コンデンサ30の直流電圧を交流電圧に変換して電動機に供給するインバータ40と、チョッパ20のスイッチング動作を制御する電圧制御手段80と、インバータ40のスイッチング動作を制御する電流制御手段70と、を備え、電動機PMにより生じた回生電力をインバータ40、コンデンサ30及びチョッパ20を介してバッテリ10に供給可能とした電動機駆動装置において、電動機PMの回生動作時に、電流制御手段70によりインバータ40のスイッチングを停止すると共に、電圧制御手段80によりチョッパ20のスイッチングを行って回生電力をバッテリ10に供給する。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

いま、車両の走行中に運転者がブレーキを操作したりアクセルペダルを戻すことにより、電動機PMが発電機として動作し、その誘起電圧がコンデンサ30の電圧を超えると、昇圧チョッパ20のスイッチング動作によりバッテリ10に電力が回生される。この回生動作では、電動機軸入力電力から、電動機PM,インバータ40及び昇圧チョッパ20における各損失が差し引かれた電力がバッテリ10に供給されることになる。なお、回生動作中も、インバータ40のスイッチング素子41〜46はスイッチング動作を継続している。 しかし、回生動作時において、電動機PMの誘起電圧がコンデンサ30の電圧を超える時にはスイッチング素子41〜46の還流ダイオードを介してコンデンサ30に電流が流れるため、スイッチング素子41〜46のオン・オフに関わらず、電動機PMには制動トルクが発生する。つまり、回生動作時のスイッチング素子41〜46は、専らスイッチング損失のみを発生させていることになる。 また、電圧指令値Vdc*に従ってコンデンサ30の電圧Vdcを上昇させると、この電圧Vdcが印加されている電動機PM,インバータ40及び昇圧チョッパ20における損失が増加するため、バッテリ10に供給されるべき回生電力が減少し、結果として電気自動車やハイブリッド自動車の電費,燃費が低下するという問題があった。 そこで、本発明の解決課題は、電動機の回生動作時におけるインバータの損失を減少させ、バッテリ等の直流電源への回生電力を増加させて電費,燃費を向上させた電動機駆動装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するため、請求項1に係る発明は、直流電源の電圧を所定の直流電圧に変換する半導体スイッチング素子を備えたチョッパと、前記チョッパの出力により充電されるコンデンサと、前記コンデンサの直流電圧を交流電圧に変換して電動機に供給するための半導体スイッチング素子を備えたインバータと、前記チョッパのスイッチング動作を制御する第1の制御手段と、前記インバータのスイッチング動作を制御する第2の制・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、電動機の回生動作時にインバータのスイッチングを停止するため、インバータのスイッチング損失を低減することができ、直流電源への供給電力を増加させることができる。これにより、本発明に係る駆動装置を備えた電気自動車やハイブリッド自動車の電費,燃費の向上が可能になる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1実施形態を示す回路構成図である。

【図2】本発明の第2実施形態を示す回路構成図である。

【図3】本発明の第3実施形態を示す回路構成図である。

【図4】電動機の回転速度と誘起電圧及びバッテリ電圧との関係を示した特性図である。

【図5】電動機の回転速度とトルクとの関係を図4に併記した特性図である。

【図6】従来技術を示す回路構成図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

10:バッテリ   20:昇圧チョッパ   21,22:半導体スイッチング素子   23:リアクトル   30:コンデンサ   40:インバータ   41〜46:半導体スイッチング素子   41a〜46a:還流ダイオード   50:電流検出器   60:座標変換手段   70:電流制御手段   80:電圧制御手段   81:電圧検出器   90:増幅手段   101:電圧検出器   102:電流検出器   103:乗算手段   104:減算手段   105:トルク演算手段

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