[发明专利]车辆用驱动系统

说明书

本发明公开了一种车辆用驱动系统。串联连接的电池(Batt1、Batt2)的连接节点接地。控制逆变器(15a)工作，以便使电动机驱动电压比各电池(Batt1、Batt2)的输出电压都高。车辆用驱动系统(10)构成为能够分别从电池(Batt1、Batt2)向逆变器(15a)以外的安装在车辆(1)上的电气设备供电。就利用行驶用电动机的车辆用驱动系统而言，在抑制车辆重量和成本增大的同时，却使电动机高输出化，长时间地向电动机供电，并且使该系统充分地发挥其所具有的潜在能力。

技术领域

此处所公开的技术涉及一种车辆用驱动系统，该车辆用驱动系统利用行驶用电动机和电池。

背景技术

到目前为止，用高电压电池驱动行驶用电动机的车辆用驱动系统已为众人所知。电动机的输出取决于电流和电压(P＝I·V·cosθ)，因此为了实现电动机的高输出化，有效的办法是将电池高电压化。一般而言，为了驱动行驶用电动机，要利用60V以上的高电压电池。

此处，在利用高电压电池的装置中，需要对部件和布线采取应对高电压的各种措施，这将导致成本和重量增加。例如，导致连接逆变器与电池的布线大型化，重量变重。此外，不得不使用能够承受高电压的价格昂贵的部件作为逆变器的连接器和电池的连接器。另一方面，通过进行高电压化，用于获得规定的电动机输出的电流值就会变小(根据P＝I·V·cosθ)，因此能够减少电动机的损耗(Ploss＝R·I²)。这样一来，能够降低车辆的功耗。近年来，与车辆重量和成本增加的缺点相比，优先考虑减少功耗的优点，而使电池高电压化的结构成了主流。

在专利文献1中，公开了一种以电动机的驱动力为主要驱动力的混合动力驱动装置的结构。在该结构下，串联连接低电压电池与电容器，形成用于驱动电动机的高电压电源。

专利文献1：日本公开专利公报特开2019－162964号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

一般而言，与普通电池相比，电容器能够瞬间地供给大电流。在专利文献1的结构下，例如车辆在起步时是利用响应性良好的该电容器进行加速的。然而，由于电容器的能量密度小，所以难以长时间地向电动机供电。因此，从确保续航距离的观点出发，优选的做法是不利用电容器而利用电池。

此处所公开的技术，其目的在于：利用行驶用电动机的车辆用驱动系统，在抑制车辆重量和成本增大的同时，却能够使电动机高输出化，能够长时间地向电动机供电，并且还能够充分地发挥该车辆用驱动系统所具有的潜在能力。

－用于解决技术问题的技术方案－

此处，发明人通过实验和研究等，针对上述结构的车辆用驱动系统得到了以下见解。

也就是说，在结构如上所述的车辆用驱动系统中，让串联连接的第一电池与第二电池的连接节点接地，而将从电池部输出的电压低电压化。而且，采用三电平逆变器作为逆变器，由逆变器生成比电池电压高的电动机驱动电压。由此而能够实现重量小、成本低且电动机输出高的车辆用驱动系统。

然而，发明人的实验结果表明，结构如上所述的车辆用驱动系统不能确保所期待的输出性能。从研究的结果可知，其原因在于电池的充电量(SOC)及电压存在偏差。

也就是说，如果向逆变器供给电源的各电池的充电量及电压存在偏差，电动机驱动电压的振幅就会产生偏差，这将引起电动机的扭矩发生变化。在驱动车辆时，电动机的扭矩发生变化会成为大大地破坏驾驶舒适性的主要原因，因此需要尽量抑制该扭矩发生变化。但是，为了抑制扭矩发生变化，不得不配合着充电量及电压较低的电池限制逆变器的输出。这会产生无法让车辆用驱动系统充分地发挥其所具有的潜在能力这样的问题。

也就是说，得到了如下见解：在结构如上所述的车辆用驱动系统中，为了充分地确保电动机的输出性能，重要的是使向逆变器供给电源的各电池的充电量及电压平衡。基于该见解，本申请发明人提出了如下所述的结构。