[发明专利]电动车辆的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及以电池为电源、对具备经由逆变器进行驱动的电动机的电动车辆进行控制的电动车辆的控制装置，尤其涉及防止电池的过充电的电动车辆的控制装置。

背景技术

近些年，为了降低CO2的排放量，装载有电动机和引擎的混合动力电动车辆、或者仅以电动机进行驱动的电动汽车等一直在增长。在这些装载有电动机的电动车辆中，除了电动机，还具备用于驱动电动机的逆变器、作为电源的电池等。

在这些电动车辆中，以延长行驶距离为目的，或者以抑制因发电而导致的引擎燃料消耗量增加为目的，进行再生发电以对电池进行充电。在再生发电中，将以往由制动所产生的作为热量而被消耗的能量提取出，并将其作为电能，这种发电所需的成本或者燃料为零。因此，希望能尽可能地将再生发电电力存储到电池中。

另一方面，装载在电动车辆中的电池大多具有以下特点，即若在过电流下进行充电或者进行过充电，则会导致寿命变短，因此在进行充电时，必须进行用于保护电池不受过充电等影响的处理。

针对这种问题，在日本专利3751736号公报(专利文献1)所揭示的技术中，具备检测出电池的剩余容量(SOC：State of Charge(充电状态)(下面也称为蓄电量))的剩余容量检测单元，在进行再生发电的制动模式时，在电池的剩余容量接近满充电的情况下，停止再生发电，并切换到反相制动。在再生发电中，相对于由电动机发电所产生的电力对电池进行充电，由于反相制动为动力运行，所以会消耗电池的电力，因此不会使电池发生过充电。由此，在专利文献1所揭示的技术中，能防止因电池的再生发电而导致的过充电。

另外，在日本专利特开2003－164002号公报(专利文献2)所揭示的技术中，具备检测出电池的剩余容量的剩余容量检测单元，在判断为电池不可充电的情况(例如，电池的剩余容量接近满充电的情况)下，使电动机的输入端子短路来进行3相短路。通过进行3相短路，由电动机发电而产生的电力在电动机内部被消耗，从而不会对电池进行充电，因此不会导致电池发生过充电。由此，能够防止因电池的再生发电而引起的过充电。

而且，在日本专利特开平9－47055号公报(专利文献3)所揭示的技术中，在对同步发电机进行弱磁控制时，即在电动机所产生的感应电压大于电池的电压的情况下，进行3相短路以防止过充电。由此，在电动机所产生的感应电压大于电池的电压的情况下，由于不能利用逆变器对发电所产生的电流量进行控制，因此进行3相短路以防止过充电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3751736号公报

专利文献2：日本专利特开2003-164002号公报

专利文献3：日本专利特开平9-47055号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在电动机中，若转速变高，则电动机的发电电压(感应电压)也以与转速成正比的方式变高。在对电动机进行动力驱动的情况下，需要利用逆变器施加比该感应电压更大的电压，但是由于能利用逆变器来施加的电压被电池的电压所限制，因此动力驱动所能达到的电动机转速有限。

另一方面，在利用电动机进行驱动的电动车辆中，需要对电动机进行动力驱动至高转速，这就需要利用弱磁控制或升压DC/DC转换器来进行应对。在弱磁控制中，通过使通电相位发生变化，来减小电动机的感应电压，从而能够对电动机进行动力驱动至高转速，而升压DC/DC转换器是通过使电池的电压升压，从而对电动机进行动力驱动至高转速。由此，当电动机以高转速的方式驱动的过程中，若停止弱磁控制或者电池电压的升压，则相对于电池的电动势(等同于电池的开路电压)，电动机的感应电压处于较高的状态。

如上所述，若电动机的转速变高且发电电压大于电池的电动势，则由电动机发电所产生的电力通过逆变器的整流二极管对电池进行充电。由此，在电动机的发电电压大于电池的电动势的区域，逆变器进行与全波整流电路相同的动作，从而无法利用逆变器的开关对电动机进行动力驱动、再生驱动。(即使要进行动力驱动、再生驱动，也需要对电池进行充电。)如上所述，逆变器作为全波整流电路进行动作，在无法进行动力驱动、再生驱动的状态下，如上述专利文献1所揭示的技术那样，存在如下问题：即使实施反转制动也不能停止从电动机向电池进行充电，结果导致对电池过充电。

图12是表示在使电动机的输入端子短路(若为3相电动机，则使3个输入端子短路)，从而进行3相短路的情况下电动机转速和制动转矩之间的关系的图。如图12所示，已知当转速大于某一转速之后，3相短路时的制动转矩与电动机转速成反比，制动转矩变小。