特開 2020-14363 回生ブレーキシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-14363(P2020-14363A)

(43)【公開日】2020年1月23日

(54)【発明の名称】回生ブレーキシステム

(51)【国際特許分類】

   H02P 3/18 20060101AFI20191220BHJP

   H02P 15/00 20060101ALI20191220BHJP

   B60L 7/14 20060101ALI20191220BHJP

【ＦＩ】

   H02P3/18 C

   H02P15/00 H

   B60L7/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-136968(P2018-136968)

(22)【出願日】2018年7月20日

(71)【出願人】

【識別番号】899000057

【氏名又は名称】学校法人日本大学

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(72)【発明者】

【氏名】加藤 修平

【テーマコード（参考）】

5H125

5H530

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC07

5H125AC12

5H125BB03

5H125CB02

5H125EE27

5H530AA02

5H530AA23

5H530BB24

5H530CD32

5H530CD34

5H530CE02

5H530CE15

5H530CE16

5H530CE21

5H530CF20

5H530DD03

5H530DD13

5H530DD24

5H530DD28

5H530EE05

5H530EE07

5H530EF01

5H530EF03

5H530EF10

(57)【要約】

【課題】回生ブレーキをかける際に発生する回生電力の量を少なくできること。
【解決手段】回生ブレーキシステムは、回転中の負荷の運動エネルギーを回収して制動力を生じさせる発電機と、発電機の回生電力を蓄えるバッテリと、発電機に生じる電圧と電流との位相差を制御することにより、発電機からバッテリに供給される回生電力の大きさを可変にして制御する電力変換器と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転中の負荷の運動エネルギーを回収して制動力を生じさせる発電機と、
前記発電機の回生電力を蓄えるバッテリと、
前記発電機に生じる電圧と電流との位相差を制御することにより、前記発電機から前記バッテリに供給される回生電力の大きさを可変にして制御する電力変換器と、
を備える回生ブレーキシステム。

【請求項2】

前記電力変換器は、前記バッテリの充電の程度に応じて、前記位相差を制御する
請求項１に記載の回生ブレーキシステム。

【請求項3】

前記電力変換器は、前記充電の程度が所定の値以上である場合に、前記位相差を所定の角度以上かつ９０度以下の範囲にして制御する
請求項２に記載の回生ブレーキシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回生ブレーキシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

水素と酸素から電気を生成する燃料電池をエネルギー源とする自動車である燃料電池自動車が知られている。燃料電池自動車は、燃料電池出力の応答時間遅れの補完を目的として極めて小容量の蓄電池を搭載している。ここで山頂から長い下り坂（例えば箱根）の走行を考えると、燃料電池自動車は、回生ブレーキにより下り坂を走行する間、回生電力を受け取り続ける。回生電力を受け取り続ける場合、燃料電池自動車に搭載された小容量の蓄電池はすぐに満充電となり、回生電力の受け取り先がなくなってしまう。

【0003】

燃料電池自動車の内部において回生電力の受け取り先がないと、燃料電池自動車は、下り坂で回生ブレーキが効かなくなる。下り坂において回生ブレーキが効かなくことを防ぐため、回生電力の受け取り先として、大容量の電力抵抗器が蓄電池に対して別途並列に接続されている。

【0004】

走行用モータジェネレータの回生電力によるバッテリの充電を行ってもバッテリの過剰な充電を抑制できる電動車の回生ブレーキ制御装置が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の回生ブレーキ制御装置では、バッテリの電力をファン用モーターにより消費させる。つまり、特許文献１に記載の回生ブレーキ制御装置では、ファン用モーターが回生電力の受け取り先となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１４４５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

回生電力の受け取り先として、別途エネルギーの受け取り先を設ける場合、高価になったり、設計が煩雑になったりするなどの問題が生じる。
例えば、大容量の電力抵抗器は容積が多く、また高価である。さらに電力抵抗器は冷却も別途必要なため、車両全体の冷却系統が複雑化する。特に自動車の車体という限られた空間では、電力抵抗器は、水素ボンベや駆動モーターの配置設計のネックとなっている。
そこで回生ブレーキをかける際に発生する回生電力の量を少なくできることが求められている。

【0007】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回生ブレーキをかける際に発生する回生電力の量を少なくできる回生ブレーキシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、回転中の負荷の運動エネルギーを回収して制動力を生じさせる発電機と、前記発電機の回生電力を蓄えるバッテリと、前記発電機に生じる電圧と電流との位相差を制御することにより、前記発電機から前記バッテリに供給される回生電力の大きさを可変にして制御する電力変換器と、を備える回生ブレーキシステムである。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記の回生ブレーキシステムにおいて、前記電力変換器は、前記バッテリの充電の程度に応じて、前記位相差を制御する。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記の回生ブレーキシステムにおいて、前記電力変換器は、前記充電の程度が所定の値以上である場合に、前記位相差を所定の角度以上かつ９０度以下の範囲にして制御する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、回生ブレーキをかける際に発生する回生電力の量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る回生ブレーキシステムの構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制御装置の構成の一例を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る位相制御の一例を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係るインバータ回路及び発電モーターに流れる電流の流れ方の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳの構成の一例を示す図である。本実施形態では、回生ブレーキシステムＢＳが、一例として、水素燃料電池自動車（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＦＣＶ）ＨＶ（不図示）に適用される場合について説明する。
回生ブレーキシステムＢＳは、水素ボンベ１と、燃料電池２と、駆動用バッテリ３と、電力合成・分配器４と、発電モーター５と、ブレーキ６０（不図示）と、駆動輪６と、制御装置７とを備える。

【0014】

水素ボンベ１は、燃料電池２に水素を供給する。水素ボンベ１は、水素燃料電池自動車ＨＶの航続可能距離をできる限り長くするため、水素燃料電池自動車ＨＶに搭載可能である限り大容量のボンベであることが好ましい。
燃料電池２は、水素ボンベ１から供給される水素を燃料とし、空気中の酸素と化学反応させることにより電力を発生させる。

【0015】

駆動用バッテリ３は、電力合成・分配器４を介して発電モーター５に電力を供給する。また、駆動用バッテリ３は、発電モーター５の回生動作により発電された回生電力により充電される。つまり、駆動用バッテリ３は、発電モーター５の回生電力を蓄える。
なお、駆動用バッテリ３は、外部電源から電力が供給されることによっても充電される。

【0016】

駆動用バッテリ３は、燃料電池２において水素と酸素との反応時間の遅れが発生した場合に、数秒程度、発電モーター５に電力を供給することにより、燃料電池２から発電モーター５に供給される電力を補完する。
また、駆動用バッテリ３は、水素燃料電池自動車ＨＶが減速停止をする場合に運動エネルギーを回生電力として回収し充電される。駆動用バッテリ３は、水素燃料電池自動車ＨＶが再発進する場合に充電した回生電力を発電モーター５に供給することにより、回生電力を再利用する。

【0017】

上述したように、駆動用バッテリ３は電力補完、減速停止時の運動エネルギーの回収、及び再発進時の運動エネルギーの再利用のために備えられるため、駆動用バッテリ３の容量は極めて小容量である。ここで容量が極めて小容量であるとは、例えば、一般的な１００パーセント電気自動車の１０分の１以下程度であることである。

【0018】

電力合成・分配器４は、インバータ回路Ｃを備え、燃料電池２または駆動用バッテリ３から供給される電力をそれぞれ交流に変換する。電力合成・分配器４は、交流に変換した電力を発電モーター５に供給する。また、電力合成・分配器４は、発電モーター５から供給される回生電力を直流に変換する。電力合成・分配器４は、変換した回生電力を駆動用バッテリ３に供給することにより、駆動用バッテリ３の充電を行う。

【0019】

発電モーター５は、トラクション電動発電機であり、回転駆動力を発生させることにより駆動輪６を駆動する。ここで発電モーター５は、燃料電池２から電力合成・分配器４を介して供給される電力により回転駆動力を発生させる。発電モーター５は、一例として、三相モーターである。
また、発電モーター５は、水素燃料電池自動車ＨＶの減速停止時に回生電力を発生させ、水素燃料電池自動車ＨＶに回生ブレーキをかける。つまり、発電モーター５は、回転中の負荷の運動エネルギーを回収して制動力を生じさせる。発電モーター５は、発生させた回生電力を、電力合成・分配器４を介して駆動用バッテリ３に供給する。

【0020】

駆動輪６は、不図示の駆動機構やブレーキ６０を備える。駆動機構は、発電モーター５から供給される回転駆動力を駆動輪６に伝え、駆動輪６を回転駆動させる。ブレーキ６０は、ブレーキペダルの操作により駆動輪６に摩擦制動力を加える。

【0021】

なお、本実施形態では、一例として、駆動輪６が発電モーター５により駆動される場合について説明するが、これに限らない。回生ブレーキシステムＢＳは、駆動輪６の代わりに従動輪を備えてもよい。回生ブレーキシステムＢＳが、駆動輪６の代わりに従動輪を備える場合、駆動輪を駆動するモーターが発電モーター５とは別に備えられ、発電モーター５は、駆動輪を駆動しなくてよい。

【0022】

制御装置７は、電力合成・分配器４の制御を行う。ここで制御装置７は、駆動輪６に加えられるブレーキ圧ＢＰ、及び駆動用バッテリ３の状態に応じて電力合成・分配器４の制御を行う。ここで制御装置７は、駆動用バッテリ３から電力合成・分配器４に供給される電流の値であるバッテリ電流値ＢＩと、バッテリ電圧値ＢＶとに基づいて、駆動用バッテリ３の状態を検出する。

【0023】

ここで図２を参照し、制御装置７の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る制御装置７の構成の一例を示す図である。制御装置７は、ブレーキ圧取得部７０と、バッテリ状態取得部７１と、位相制御部７２と、バッテリ充電割合算出部７３とを備える。

【0024】

ブレーキ圧取得部７０は、ブレーキ６０からブレーキ圧ＢＰを取得する。ブレーキ圧取得部７０は、取得したブレーキ圧ＢＰを位相制御部７２に供給する。

【0025】

バッテリ状態取得部７１は、電流センサ３０により検出されたバッテリ電流値ＢＩと、電圧センサ３１により検出されたバッテリ電圧値ＢＶとを取得する。ここで電流センサ３０、及び電圧センサ３１は、駆動用バッテリ３に備えられる。バッテリ状態取得部７１は、取得したバッテリ電流値ＢＩと、バッテリ電圧値ＢＶとを、バッテリ充電割合算出部７３に供給する。

【0026】

バッテリ充電割合算出部７３は、バッテリ状態取得部７１により取得されたバッテリ電流値ＢＩ、及びバッテリ電圧値ＢＶに基づいて、駆動用バッテリ３の充電割合ＣＲを算出する。ここで駆動用バッテリ３の充電割合ＣＲとは、例えば、駆動用バッテリ３が充電可能な電力量に対する、充電されている回生電力の量の割合である。
バッテリ充電割合算出部７３は、算出した駆動用バッテリ３の充電割合ＣＲを位相制御部７２に供給する。

【0027】

位相制御部７２は、ブレーキ圧取得部７０により取得されたブレーキ圧ＢＰと、バッテリ充電割合算出部７３により算出された充電割合ＣＲとに基づいて、発電モーター５に生じる電圧と電流との位相差ＰＤを電力合成・分配器４に制御させる。
ここで位相制御部７２は、ブレーキ圧ＢＰと、充電割合ＣＲとに基づいて位相差ＰＤを示す制御信号を生成する。位相制御部７２は、生成した制御信号を電力合成・分配器４に供給することにより、電力合成・分配器４に位相差ＰＤを制御させる。

【0028】

つまり、電力合成・分配器４は、駆動用バッテリ３の充電の程度に応じて、位相差ＰＤを制御してもよい。ここで駆動用バッテリ３の充電の程度は、バッテリ充電割合算出部７３によって算出される。駆動用バッテリ３の充電の程度とは、例えば、充電割合ＣＲである。

【0029】

なお、駆動用バッテリ３の充電の程度は、駆動用バッテリ３に充電されている回生電力の量であってもよい。駆動用バッテリ３の充電の程度は、ある期間において駆動用バッテリ３に充電された回生電力の量であってもよい。ここである期間とは、水素燃料電池自動車ＨＶのある１回の減速動作において、回生ブレーキが使用された期間である。また、駆動用バッテリ３の充電の程度は、駆動用バッテリ３が充電可能な電力量に対する、ある期間において駆動用バッテリ３に充電された回生電力の量の割合であってもよい。

【0030】

発電モーター５から駆動用バッテリ３に供給される回生電力の大きさは、位相差ＰＤに応じて異なる。
つまり、電力合成・分配器４は、位相差ＰＤを制御することにより、発電モーター５から駆動用バッテリ３に供給される回生電力の大きさを可変にして制御する。

【0031】

なお、本実施形態では、一例として、位相制御部７２がブレーキ圧取得部７０により取得されたブレーキ圧ＢＰに基づいて制御を行う場合について説明したが、これに限らない。ブレーキ圧取得部７０は、ブレーキ６０の状態を示す量を取得して、位相制御部７２は、ブレーキ圧ＢＰの代わりに、ブレーキ圧取得部７０が取得したブレーキ６０の状態を示す量に基づいて制御を行ってもよい。

【0032】

また、本実施形態では、一例として、バッテリ状態取得部７１が、電流センサ３０により検出されたバッテリ電流値ＢＩと、電圧センサ３１により検出されたバッテリ電圧値ＢＶとを取得する場合について説明したが、これに限らない。バッテリ状態取得部７１は、バッテリ充電割合算出部７３が、駆動用バッテリ３の充電割合を算出するための他の量を取得してもよい。

【0033】

ここで図３を参照し、電力合成・分配器４による発電モーター５に生じる電圧と電流との位相差ＰＤの制御について説明する。
図３は、本実施形態に係る位相制御の一例を示す図である。図３の（Ａ）、及び（Ｂ）はそれぞれ、発電モーター５に生じる電圧と電流とを、複素平面上において表した図である。この複素平面は、実軸ＲＸと、虚軸ＩＸとにより表される。この複素平面においては、実軸ＲＸは電流ベクトルと平行である。

【0034】

回生ブレーキがかけられた場合に、駆動輪６の運動エネルギーのうち回生電力に変換される量の割合は、電流ベクトルの位相と電圧ベクトルの位相との差に応じている。駆動輪６の運動エネルギーのうち回生電力に変換されなかった残りは、発電モーター５自身の損失（ロス）として熱に変換される。

【0035】

電流ベクトルと電圧ベクトルとの内積の値は、発電モーター５が機械軸に発生させるブレーキ動力（ブレーキトルク）に相当する。一方、電流ベクトルと電圧ベクトルとの外積の値は、無効電力に相当する。ここで無効電力とは、電力合成・分配器４に備えられるインバータ回路Ｃと発電モーター５との間を循環している電力（循環電力という）であり、駆動用バッテリ３の充電には寄与しない。

【0036】

外積の値はゼロに近いほど、駆動輪６の運動エネルギーはより高い割合において回生電力に変換され高効率である。換言すれば、外積の値はゼロに近いほど、循環電力はより少なくなりより高効率である。ここで高効率とは、運動エネルギーを回生エネルギーとして回収できる割合としてのエネルギー変換効率が高いことである。

【0037】

（Ａ）では、電流ベクトルＤ１の位相と、電圧ベクトルＤ２の位相との差は、位相差ＰＤ１である。位相差ＰＤ１は、０度に近い。ここで０度に近いとは、０度から、例えば４５度の範囲に値をもつことである。
（Ａ）により示される位相制御では、発電モーター５の内部において電流が流れやすい方向と、略平行な方向に電圧がかけられる。（Ａ）により示される位相制御では、回生ブレーキがかけられた場合に、駆動輪６の運動エネルギーは、位相差ＰＤ１に応じて高い割合において回生電力に変換される。（Ａ）により示される位相制御を、高効率な位相制御という。

【0038】

（Ｂ）では、電流ベクトルＤ１の位相と、電圧ベクトルＤ３の位相との差は、位相差ＰＤ２である。位相差ＰＤ２は、９０度に近い。ここで９０度に近いとは、例えば４５度から９０度の範囲に値をもつことである。

【0039】

ここで（Ｂ）における電圧ベクトルＤ３の実軸ＲＸ方向の成分の値と、（Ａ）における電圧ベクトルＤ２の実軸ＲＸ方向の成分の値とは、ともに実軸成分ｘ１であり等しい。つまり、電圧ベクトルＤ３と電流ベクトルＤ１との内積の値と、電圧ベクトルＤ２と電流ベクトルＤ１との内積の値とは等しい。したがって、（Ａ）により示される位相制御において発電モーター５が発生させるブレーキ動力と、（Ｂ）により示される位相制御において発電モーター５が発生させるブレーキ動力とは等しい。

【0040】

一方、（Ｂ）における電流ベクトルＤ１と電圧ベクトルＤ３との外積の値は、（Ａ）における電流ベクトルＤ１と電圧ベクトルＤ２との外積の値よりも大きい。上述したように外積の値はゼロに近いほどより高効率であるから、（Ｂ）により示される位相制御は、（Ａ）により示される位相制御よりも低効率である。つまり、（Ｂ）により示される位相制御において発生する回生電力は、（Ａ）により示される位相制御において発生する回生電力よりも小さい。（Ｂ）により示される位相制御を、低効率な位相制御という。

【0041】

（Ｂ）により示される位相制御では、発電モーター５の内部において電流が流れにくい方向と、ほぼ直交する方向に電圧がかけられる。（Ｂ）により示される位相制御では、回生ブレーキがかけられた場合に、駆動輪６の運動エネルギーは、位相差ＰＤ２に応じて低い割合において回生電力に変換される。

【0042】

（Ａ）により示される位相制御と、（Ｂ）により示される位相制御とでは、発電モーター５が発生させるブレーキ動力が等しいため、見かけの発電量は同じである。（Ｂ）により示される位相制御では、見かけの発電量のうち大部分が発電モーター５自身の損失として熱に変換されるため、駆動用バッテリ３に充電される回生電力は少なくなる。見かけの発電量が発電モーター５自身の損失に等しい場合、駆動用バッテリ３に充電される回生電力はゼロとなる。

【0043】

電力合成・分配器４は、駆動用バッテリ３の充電の程度が所定の値以上である場合に、位相差ＰＤを所定の角度以上かつ９０度以下の範囲にして制御してもよい。例えば、電力合成・分配器４は、駆動用バッテリ３が満充電の付近である場合に、位相差ＰＤを９０度にして制御してもよい。ここで駆動用バッテリ３が満充電の付近である場合とは、例えば、充電割合ＣＲが９割以上である場合である。

【0044】

ここで図４を参照し、電力合成・分配器４に備えられるインバータ回路Ｃ、及び発電モーター５において、低効率な位相制御が行われる場合に流れる電流の流れ方について説明する。
図４は、本実施形態に係るインバータ回路Ｃ及び発電モーター５に流れる電流の流れ方の一例を示す図である。インバータ回路Ｃは、三相モーターである発電モーター５のＵ相コイルＵＣ、Ｖ相コイルＶＣ、及びＷ相コイルＷＣのそれぞれに流れる電流を制御する。

【0045】

インバータ回路Ｃは、Ｕ相レグと、Ｖ相レグと、Ｗ相レグとを備える。
Ｕ相レグは、Ｕ相上アームトランジスタＵＵと、Ｕ相上アームダイオードＵＵＤと、Ｕ相下アームトランジスタＵＬと、Ｕ相下アームダイオードＵＬＤとを備える。Ｖ相レグは、Ｖ相上アームトランジスタＶＵと、Ｖ相上アームダイオードＶＵＤと、Ｖ相下アームトランジスタＶＬと、Ｖ相下アームダイオードＶＬＤとを備える。Ｗ相レグは、Ｗ相上アームトランジスタＷＵと、Ｗ相上アームダイオードＷＵＤと、Ｗ相下アームトランジスタＷＬと、Ｗ相下アームダイオードＷＬＤとを備える。

【0046】

図４に示す例では、Ｗ相下アームトランジスタＷＬがオンであり、Ｕ相上アームトランジスタＵＵ、Ｕ相下アームトランジスタＵＬ、Ｖ相上アームトランジスタＶＵ、Ｖ相下アームトランジスタＶＬ、及びＷ相上アームトランジスタＷＵがオフである。
図４に示す例では、還流電流Ｌが、Ｖ相コイルＶＣ、Ｗ相コイルＷＣ、Ｗ相端子ＴＷ、Ｗ相下アームトランジスタＷＬ、及びＶ相下アームダイオードＶＬＤ、及びＶ相端子ＴＶを経由して、再びＶ相コイルＶＣに戻って流れる。
図４に示す例では、インバータ回路Ｃを還流電流Ｌが流れるため、駆動用バッテリ３に回生電力が供給されない。

【0047】

還流電流Ｌが流れることにより、駆動輪６の駆動に使われていた運動エネルギーのうちの一部が、回生電力として駆動用バッテリ３に供給されずに、発電モーター５において熱に変換される。ここで発電モーター５における熱への変換過程には、銅損、及び鉄損が含まれる。

【0048】

以上に説明したように、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳは、発電機（発電モーター５）と、バッテリ（駆動用バッテリ３）と、電力変換器（電力合成・分配器４）とを備える。
発電機（発電モーター５）は、回転中の負荷の運動エネルギーを回収して制動力を生じさせる。
バッテリ（駆動用バッテリ３）は、発電機（発電モーター５）の回生電力を蓄える。
電力変換器（電力合成・分配器４）は、発電機（発電モーター５）に生じる電圧と電流との位相差ＰＤを制御することにより、発電機（発電モーター５）からバッテリ（駆動用バッテリ３）に供給される回生電力の大きさを可変にして制御する。

【0049】

この構成により、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、回転中の負荷の運動エネルギーのうち回生電力として回収されないぶんを熱に変換することができるため、回生ブレーキをかける際に発生する回生電力の量を少なくできる。本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、回生電力の量をゼロにすることもできる。回生電力の量がゼロにされる場合、発電モーター５が発電する発電量と、発電モーター５自身の内部損失とは等しくなる。

【0050】

また、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、電力変換器（電力合成・分配器４）は、バッテリ（駆動用バッテリ３）の充電の程度に応じて、位相差ＰＤを制御する。
この構成により、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、バッテリ（駆動用バッテリ３）の充電の程度に応じて、発電機（発電モーター５）からバッテリ（駆動用バッテリ３）に供給される回生電力の大きさを可変にして制御する必要がない場合にまで、回生電力の大きさを可変にして制御することを防ぐことができるため、バッテリ（駆動用バッテリ３）の充電の程度に応じて位相差ＰＤを制御しない場合に比べて高効率において制御ができる。

【0051】

また、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、電力変換器（電力合成・分配器４）は、バッテリ（駆動用バッテリ３）の充電の程度が所定の値以上である場合に、位相差ＰＤを所定の角度以上かつ９０度以下の範囲にして制御する。
この構成により、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、バッテリ（駆動用バッテリ３）が満充電の付近である場合に、回転中の負荷の運動エネルギーのうち回生電力として回収されないぶんを熱に変換することができるため、バッテリ（駆動用バッテリ３）が満充電の付近である場合に回生電力を発生させずに電気ブレーキをかけることができる。

【0052】

本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、駆動輪６の運動エネルギーは駆動用バッテリ３へ戻されることはないため、従来小容量の駆動用バッテリが満充電の状況において必要であった、別途並列に接続される大容量の電力抵抗器は不要となる。従来は駆動モーターのベクトル制御において、電圧と電流の向きが０度に極力近く、エネルギー変換効率が高かかった。従来はエネルギー変換効率が高い分だけ、受け取りすぎた電気を大容量の電力抵抗器に消費させていた。
従来は大容量の電力抵抗器が発熱するため別途追加冷却が必要であったが、本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、通常冷却している駆動モーターが発熱するため、高価かつ大型の電力抵抗器などの追加設備が不要である。

【0053】

本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、電力抵抗器の冷却が不要となるため、冷却系統が単純化できる。本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、電力抵抗器が不要なため、水素ボンベや駆動モーターなどの配置設計自由度が増加する。本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、電池を今以上にさらに小容量にすることが可能となる。本実施形態に係る回生ブレーキシステムＢＳでは、水素燃料電池自動車ＨＶが、例えばトラックなどの貨物車両である場合、より多くの積載スペースが確保できる。

【0054】

なお、本実施形態では、発電モーター５が、三相モーターでありトラクション電動発電機である場合について説明したが、これに限らない。発電モーター５は、三相モーター以外のモーターであってもよい。また、発電モーター５は、トラクション電動発電機以外のモーターであってもよい。

【0055】

なお、本実施形態では、回生ブレーキシステムＢＳがＦＣＶに適用される場合について説明したが、これに限らない。回生ブレーキシステムＢＳは、燃料電池を用いた航空機に適用されてもよい。

【0056】

また、回生ブレーキシステムＢＳは、例えば、洗濯機の脱水高速回転後の停止に適用されてもよい。回生ブレーキシステムＢＳが洗濯機の脱水高速回転後の停止に適用される場合、当該洗濯機は、脱水高速回転後に即停止する。当該洗濯機では、脱水高速回転後に即停止するため、洗濯時間を短縮することができる。
一方、従来の洗濯機では、軸受の摩擦のみを用いて停止動作を行っていたため、停止するまでに数分の時間を要していた。

【0057】

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

【符号の説明】

【0058】

ＢＳ…回生ブレーキシステム、１…水素ボンベ、２…燃料電池、３…駆動用バッテリ、４…電力合成・分配器、５…発電モーター、６…駆動輪、７…制御装置、ＨＶ…水素燃料電池自動車、７０…ブレーキ圧取得部、７１…バッテリ状態取得部、７２…位相制御部、７３…バッテリ充電割合算出部、６０…ブレーキ、３０…電流センサ、３１…電圧センサ、Ｃ…インバータ回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】