(57)【要約】【課題】平滑コンデンサを放電しつつ、放電回路の発熱量を抑制することができる電動車両を提供する。【解決手段】本明細書で開示する電動車両１０は、走行用のモータ１４と、電源１２と、電力変換器３０と、ポンプ１６と、ポンプ１６の制御装置１８と、車両衝突を検知するセンサ２０を備えている。電力変換器３０は、電源１２の電力を、モータ１４を駆動する電力に変換する。ポンプ１６は、電力変換器３０に冷媒を送る。また、電力変換器３０は、電源１２の出力電流を平滑化する平滑コンデンサ３４と、車両衝突が検知されたときに平滑コンデンサ３４を放電する放電回路３８を備えている。そして、ポンプ１６の制御装置１８は、車両衝突が検知されたときに、ポンプ１６の出力を、衝突検知時以外のときの上限出力値よりも大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータと、
電源と、
前記電源の電力を、前記走行用のモータを駆動する電力に変換する電力変換器と、
前記電力変換器に冷媒を送るポンプと、
前記ポンプの制御装置と、
車両衝突を検知するセンサと、
を備えており、
前記電力変換器は、前記電源の出力電流を平滑化する平滑コンデンサと、車両衝突が検知されたときに前記平滑コンデンサを放電する放電回路を備えており、
前記制御装置は、車両衝突が検知されたときに、前記ポンプの出力を、衝突検知時以外のときの上限出力値よりも大きくすることを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両は、走行用のモータと、電源と、電力変換器を備える。電力変換器は、電源電力を、モータを駆動する電力に変換する。電力変換器は、さらに、電源の出力電流を平滑化するコンデンサと、車両衝突が検知されたときに平滑コンデンサを放電する放電回路を備えることがある。そのような電動車両の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の放電回路は、放電抵抗を使って平滑コンデンサを放電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放電回路は、車両の衝突検知時に平滑コンデンサ内の蓄電電力を急速に放電する。このため、放電回路を含む電力変換器は、通常走行時よりも発熱量が大きくなる。それゆえ、放電回路が不具合を生じたり、他の部品が熱ダメージを受ける虞がある。
【０００５】
本明細書は、放電回路が動作しているときの電力変換器の熱負荷を緩和する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する電動車両は、走行用のモータと、電源と、電力変換器と、ポンプと、ポンプの制御装置と、車両衝突を検知するセンサを備えている。電力変換器は、電源の電力を、モータを駆動する電力に変換する。ポンプは、電力変換器に冷媒を送る。また、電力変換器は、電源の出力電流を平滑化する平滑コンデンサと、車両衝突が検知されたときに平滑コンデンサを放電する放電回路を備えている。そして、ポンプの制御装置は、車両衝突が検知されたときに、ポンプの出力を、衝突検知時以外のときの上限出力値よりも大きくする。
【０００７】
上記の構成によれば、電力変換器が通常時（衝突検知時以外の時）よりも強力に冷却されるので、放電回路の動作時に電力変換器の熱負荷が緩和される。たとえば、制御装置は、通常時（衝突検知時以外）にはポンプの最大出力を１０［L/min］に制限する。すなわち、制御装置は、通常時のポンプの上限出力値を１０［L/min］に制限する。一方、制御装置は、衝突検知時にはポンプの出力を、通常時の上限出力値の１０［L/min］よりも大きい１５［L/min］に設定する。こうして、電力変換器は通常時よりも強力に冷却され、熱負荷が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例における電動車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例における制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
図面を参照して電動車両１０を説明する。電動車両１０の例として、電気自動車やハイブリッド車等が挙げられる。電動車両１０は、センサ２０が車両衝突を検知したときに、急速放電する電力変換器３０を通常時（車両衝突検知時以外の時）よりも冷媒量を増やし、冷却する。
【００１０】
図１に示すように、電動車両１０は、電源１２と、走行用モータ１４と、電動ウォータポンプ１６と、上位制御装置１８と、センサ２０と、電力変換器３０と、を備えている。
【００１１】
電源１２は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。電源１２は、配線１１と接続している。配線１１は、電源１２の正極端子に接続された正極線１１ａと、電源１２の負極端子に接続された負極線１１ｂと、を備えている。
【００１２】
電力変換器３０は、コンバータ３２と、平滑コンデンサ３４と、インバータ３６と、放電回路３８と、を備える。電力変換器３０は、配線１１を介して電源１２と接続されている。すなわち、コンバータ３２と、平滑コンデンサ３４と、インバータ３６と、が配線１１を介して並列接続されている。インバータ３６等の電力変換回路にはパワー半導体素子が用いられる。コンバータ３２は、電源１２から供給される電力の電圧を後述する走行用モータ１４の駆動に適した電圧まで昇圧する。平滑コンデンサ３４は、電源１２から出力される直流電力を蓄電し、コンバータ３２から出力される電力が変動することを抑制する。すなわち、平滑コンデンサ３４は、配線１１の電圧を平滑化する。インバータ３６は、電源１２から供給される直流電力を交流電力に変換する。
【００１３】
放電回路３８は、コンバータ３２、平滑コンデンサ３４、インバータ３６に対して並列に接続されている。放電回路３８は、放電スイッチ４０と、高耐熱性の放電抵抗４２と、制御装置４４と、を備える。放電スイッチ４０と放電抵抗４２は直列接続されている。放電スイッチ４０は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタである。制御装置４４は、マイクロコンピュータ、メモリや入出力インタフェースなどの電子部品で構成される情報処理装置である。放電スイッチ４０の制御端子は、制御装置４４に接続されており、放電スイッチ４０のオンオフ（開閉）は、制御装置４４が制御する。
【００１４】
放電スイッチ４０をオンにすると、放電スイッチ４０と、放電抵抗４２と、平滑コンデンサ３４と、によって閉回路が形成される。このため、平滑コンデンサ３４によって蓄電された電力が放電抵抗４２に流れる。放電抵抗４２に流れた電力は、熱エネルギーに変換されて消費される。すなわち、放電抵抗４２が発熱することによって平滑コンデンサ３４に蓄電された電力が放電される。放電スイッチ４０をオフにすると、放電抵抗４２と平滑コンデンサ３４とが切り離される。このため、放電抵抗４２は発熱しない。
【００１５】
走行用モータ１４は、電力供給線１３を介して電力変換器３０と接続されている。走行用モータ１４は、モータケース１５に収容されている。走行用モータ１４は、電力変換器３０から供給される交流電力によって車輪を駆動する。
【００１６】
電動ウォータポンプ１６は、冷却水流路１７を介して電力変換器３０とモータケース１５に接続されている。冷却水流路１７は、電動ウォータポンプ１６と電力変換器３０との間、電力変換器３０とモータケース１５との間、モータケース１５と電動ウォータポンプ１６との間を連結している。電動ウォータポンプ１６が駆動されると、図示しないリザーブタンク内の冷却水（冷媒の一例）が冷却水流路１７を循環する。これにより、電力変換器３０と走行用モータ１４とが冷却される。冷却水は、図示しないラジエータによって冷却される。
【００１７】
上位制御装置１８は、制御装置４４と、電動ウォータポンプ１６と、に接続されている。上位制御装置１８の動作については後述する。
【００１８】
センサ２０は、エアバッグ装置等に搭載される。センサ２０は、上位制御装置１８に接続されている。センサ２０は、車両衝突を検知する。センサ２０は、車両衝突を検知したとき、衝突信号を上位制御装置１８に伝達する。
【００１９】
以下、上位制御装置１８の動作について説明する。図２に示すように、上位制御装置１８は、通常時（車両衝突検出時以外の時）、電動ウォータポンプ１６の最大出力値を１０［L/min］に制限している（Ｓ１０）。このため、通常時（車両衝突検出時以外の時）においては、電動ウォータポンプ１６から吐出される冷却水の流量（すなわち、冷却水流路１７を循環する冷却水の流量）は、その最大出力値を超えることはない。上位制御装置１８は、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度が高いと図示しない温度センサから信号を受信したとき（温度センサが電力変換器３０や走行用モータ１４の温度を検知し、上位制御装置１８に信号を伝達する）、電動ウォータポンプ１６の回転数を増加させるため、電動ウォータポンプ１６に供給される電力を増加させる。これにより、電動ウォータポンプ１６から吐出される冷却水の流量が増加し、電力変換器３０や走行用モータ１４の冷却効率が高くなり、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度が低下する。この場合でも、電動ウォータポンプ１６から吐出される冷却水の流量は、上記最大出力値（１０［L/min］）の範囲内で増加される。
【００２０】
一方、上位制御装置１８は、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度が低いと図示しない温度センサから信号を受信したとき、電動ウォータポンプ１６の回転数を減少させるため、電動ウォータポンプ１６に供給される電力を減少させる。これにより、電動ウォータポンプ１６から吐出される冷却水の流量が減少し、電力変換器３０や走行用モータ１４の冷却効率が低くなり、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度が上昇する。
【００２１】
このように、上位制御装置１８は、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度が適正となるように電動ウォータポンプ１６に供給する電力を調整する。また、上位制御装置１８は、通常時（車両衝突検出時以外の時）の電動ウォータポンプ１６の最大出力値を上限出力値（１０［L/min］）に制限している。
【００２２】
センサ２０が車両衝突を検知しないとき（Ｓ１２でＮＯ）、上位制御装置１８は、電動ウォータポンプ１６の最大出力値を上限出力値に制限したまま、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度に応じて、電動ウォータポンプ１６に供給する電力を調整する。これにより、上位制御装置１８は、電力変換器３０や走行用モータ１４の温度を適正に保つ。
【００２３】
センサ２０が車両衝突を検知したとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、上位制御装置１８は、センサ２０から衝突信号を受信する。このとき、上位制御装置１８は、制御装置４４に対して、平滑コンデンサ３４を放電させるように信号を送信する（Ｓ１４）。その信号を受信した制御装置４４は、放電スイッチ４０をオンにする。これにより、放電スイッチ４０と、放電抵抗４２と、平滑コンデンサ３４と、によって閉回路が形成される。このため、平滑コンデンサ３４によって蓄電された電力が放電抵抗４２に流れる。放電抵抗４２に流れた電力は、熱エネルギーに変換されて消費される。これにより、平滑コンデンサ３４に蓄電された電力の漏電などによる不具合を防止することができる。
【００２４】
しかしながら、平滑コンデンサ３４によって蓄電された電力は、急速に放電抵抗４２に流れる。このため、放電抵抗４２において、多大な電力が熱エネルギーに変換される。すなわち、放電抵抗４２に多大な熱エネルギーが発生する。この結果、放電抵抗４２の発熱量が増大する。
【００２５】
上位制御装置１８は、上述したように、制御装置４４に対して、平滑コンデンサ３４を放電させるように信号を送信する。それとともに、上位制御装置１８は、電動ウォータポンプ１６に対して、電動ウォータポンプ１６に供給する電力を通常時（衝突検知時以外の時）の上限出力値よりも大きい１５［L/min］にするように信号を送信する（Ｓ１４）。すなわち、上位制御装置１８は、電動ウォータポンプ１６に供給する電力を通常時（衝突検知時以外の時）よりも大きくし、電動ウォータポンプ１６の回転数を大きくする。これにより、電動ウォータポンプ１６から吐出される冷却水の流量（すなわち、冷却水流路１７を循環する冷却水の流量）が増加する。その結果、通常時（衝突検知時以外の時）よりも電動ウォータポンプ１６の冷却効率が高くなる。なお、図２の処理は、車両が再び走行可能となったら再度、起動される。
【００２６】
電動ウォータポンプ１６の冷却効率が高くなると、上述した平滑コンデンサ３４の急速な放電により放電抵抗４２の発熱量が増大した場合にも、放電抵抗４２の発熱量が抑制される。この結果、放電抵抗４２や周辺部品への熱ダメージの発生を防止することができる。
【００２７】
実施例における電動ウォータポンプ１６の上限出力値や衝突検知時の出力は一例であり、別の数値であってもよい。実施例では、電動ウォータポンプの出力は流量で規定されている。電動ウォータポンプの出力は電力（ワット）で規定されていてもよい。また、本明細書が開示した技術は、電気自動車、ハイブリッド車に限らず、燃料電池車に適用することもできる。
【００２８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、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、出願時の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するものであり、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。
【符号の説明】
【００２９】
１０    ：電動車両
１１    ：配線
１１ａ  ：正極線
１１ｂ  ：負極線
１２    ：電源
１３    ：電力供給線
１４    ：走行用モータ
１５    ：モータケース
１６    ：電動ウォータポンプ
１７    ：冷却水流路
１８    ：上位制御装置
２０    ：センサ
３０    ：電力変換器
３２    ：コンバータ
３４    ：平滑コンデンサ
３６    ：インバータ
３８    ：放電回路
４０    ：放電スイッチ
４２    ：放電抵抗
４４    ：制御装置
【図１】
2017017764.tif 000003
【図２】
2017017764.tif 000004