电力控制装置

文档序号:926524 发布日期:2021-03-02 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 电力控制装置 (Power control device ) 是由 杉田昌行 坂田浩一 筱原正俊 于 2020-08-20 设计创作,主要内容包括:本说明书涉及包括2个逆变器的电力控制装置,提供即使在第2逆变器中产生短路故障时也能够使用第1逆变器的技术。在本说明书公开的电动汽车中,电力控制装置具备连接直流电源的输入端、第1逆变器、第2逆变器、开关。第1逆变器和第2逆变器与输入端连接。即,第1逆变器和第2逆变器被电连接。第1逆变器将直流电源的电力变换为行驶用的第1马达的驱动电力。第2逆变器将直流电源的电力变换为第2马达的驱动电力。开关能够将第2逆变器从输入端以及第1逆变器电气地断开。(The present specification relates to a power control apparatus including 2 inverters, and provides a technique capable of using a 1 st inverter even when a short-circuit fault occurs in the 2 nd inverter. In the electric vehicle disclosed in the present specification, the power control device includes an input terminal to which a dc power supply is connected, a 1 st inverter, a 2 nd inverter, and a switch. The 1 st inverter and the 2 nd inverter are connected with the input end. That is, the 1 st inverter and the 2 nd inverter are electrically connected. The 1 st inverter converts electric power of the dc power supply into driving electric power of the 1 st motor for traveling. The 2 nd inverter converts the electric power of the dc power supply into the driving electric power of the 2 nd motor. The switch can electrically disconnect the 2 nd inverter from the input and the 1 st inverter.)

电力控制装置

技术领域

本说明书公开的技术涉及搭载于电动汽车且将直流电源的电力变换为行驶用的马达的驱动电力的电力控制装置。本说明书中的“电动汽车”包括具备马达和引擎这双方的混合动力汽车、以及燃料电池车。

背景技术

电动汽车具备将直流电源的电力变换为行驶用的马达的驱动电力的电力控制装置。电力控制装置的主要设备是逆变器。在日本特开2015-023772号公报中,公开了包括2个逆变器的电力控制装置。第1逆变器对行驶用的马达供给电力。第2逆变器对油泵的马达供给电力。

发明内容

在电动汽车中,除了行驶用的马达以外有时还具备电气马达。在这样的情况下,如日本特开2015-023772号公报公开的那样,电动汽车具备包括2个逆变器的电力控制装置。以下,为了说明,将行驶用的马达称为第1马达,将另一马达称为第2马达。另外,将把直流电源的电力变换为第1马达的驱动电力的逆变器称为第1逆变器,将把直流电源的电力变换为第2马达的驱动电力的逆变器称为第2逆变器。

在第1逆变器和第2逆变器被电连接的情况下,在第2逆变器中产生短路时,不仅第2逆变器无法使用,而且第1逆变器也无法使用。在第1马达无法使用时,无法进行利用第1马达的行驶。本说明书涉及包括2个逆变器的电力控制装置,提供即使在第2逆变器中产生短路时也能够使用第1逆变器的技术。

本说明书公开的电力控制装置具备连接直流电源的输入端、第1逆变器、第2逆变器、开关。第1逆变器和第2逆变器与输入端连接。即,第1逆变器和第2逆变器被电连接。第1逆变器将直流电源的电力变换为行驶用的第1马达的驱动电力。第2逆变器将直流电源的电力变换为第2马达的驱动电力。开关能够将第2逆变器从输入端以及第1逆变器电气地断开。该电力控制装置能够在第2逆变器中产生短路的情况下,通过开关将第2逆变器从第1逆变器以及输入端电气地断开。因此,电力控制装置即使在第2逆变器中产生短路也能够使用第1逆变器。搭载有该电力控制装置的电动汽车即使在第2逆变器中产生短路的情况下也能够用第1马达行驶。开关可以是机械式继电器、半导体开关、保险丝中的任意开关。

在以下的“

具体实施方式

”中,说明本说明书公开的技术的详情和进一步的改良。

附图说明

图1是包括实施例的电力控制装置的电动汽车的驱动系统的框图。

图2是包括第1变形例的电力控制装置的电动汽车的驱动系统的框图。

图3是包括第2变形例的电力控制装置的电动汽车的驱动系统的框图。

具体实施方式

(实施例)参照图1,说明实施例的电力控制装置10。图1是包括电力控制装置10的电动汽车2的驱动系统的框图。电动汽车2是具备行驶用的马达(第1马达31)和引擎33的混合动力汽车。第1马达31的输出轴和引擎33的输出轴与齿轮组34连结。齿轮组34的输出轴35经由离合器36以及差速齿轮37与车轮38连结。齿轮组34合成第1马达31和引擎33的转矩,将合成的转矩传递给输出轴35。

离合器36是将车轮38从第1马达31和引擎33断开的设备。离合器36用液压控制。经由油路43对离合器36连结第1液压泵41和第2液压泵42。第1液压泵41通过引擎33驱动。第2液压泵42通过第2马达32驱动。如果第1液压泵41(引擎33)和第2液压泵42(第2马达32)中的某一方动作,则离合器36能够被控制。

第1马达31和第2马达32都从电力控制装置10接受电力的供给。电力控制装置10将电池4的电力变换为第1马达31和第2马达32各自的驱动电力。电池4的输出电压是100伏特以上,最大输出电力超过10千瓦。第1马达31是驱动车轮38的马达,其最大输出电流超过100安培。另一方面,第2马达32是驱动第2液压泵42的马达,其最大输出电流是例如10安培以下。换言之,第2马达32的最大输出电流是第1马达31的最大输出电流的1/10以下。

电力控制装置10具备第1逆变器11、第2逆变器12、电路基板13。第1逆变器11将电池4的电力变换为第1马达31的驱动电力。第2逆变器12将电池4的电力变换为第2马达32的驱动电力。第1马达31和第2马达32都是三相交流马达。第1逆变器11和第2逆变器12都是将直流电力变换为交流电力的设备。

如上所述,第2马达32的最大输出电流是第1马达31的最大输出电流的1/10以下。因此,第2逆变器12的最大输出电流是第1逆变器11的最大输出电流的1/10以下。

第1逆变器11的最大输出电流大于第2逆变器12的最大输出电流。第1逆变器11的发热量大于第2逆变器12的发热量。虽然省略图示,但在第1逆变器11中附带有冷却器。例如,第1逆变器11具备收容有电力变换用的开关元件的多个功率模块和多个冷却器。多个功率模块和多个冷却器逐个交替地层叠。各个功率模块的两面与冷却器相接。关于第1逆变器11的详细的构造,省略说明。

控制第1逆变器11和第2逆变器12的控制电路15安装到电路基板13。此外,图1的虚线箭头线表示信号的流动。第2逆变器12由于最大输出电流小而发热量也小。因此,第2逆变器12直接固定到电路基板13。此外,电路基板13固定到电力控制装置10的外壳19。另一方面,第1逆变器11由于发热量大,所以与电路基板13独立地,直接固定到外壳19。关于第2逆变器12的详细的构造,省略说明。

第1逆变器11经由主电力线21与电力控制装置10的输入端16连接。第2逆变器12经由副电力线22和主电力线21与输入端16连接。电力控制装置10的输入端16与电池4连接。副电力线22连接于主电力线21的中间。如上所述,第2逆变器12的最大输出电流是第1逆变器11的最大输出电流的1/10以下。因此,副电力线22的容许电流可以是主电力线21的容许电流的1/10以下,副电力线22的粗细比主电力线21的粗细细。

此外,在主电力线21的正极线与负极线之间连接有平滑电容器17。平滑电容器17抑制在主电力线21中流过的电流的脉动。

副电力线22经由电路基板13,与第2逆变器12连接。在电路基板13中安装有保险丝14。保险丝14被嵌入到副电力线22。保险丝14在流过过电流时熔断,将第2逆变器12从第1逆变器11和输入端16(即电池4)电气地断开。

在第2逆变器12中流过过电流的典型情形是在第2逆变器12或者第2马达32中产生短路时。在产生短路的第2逆变器12或者第2马达32原样地与第1逆变器11(以及输入端16)连接时,不仅第2逆变器12无法使用,而且第1逆变器11也无法使用。在第1马达31无法使用时,无法用第1马达31驱动车轮38。即,电动汽车2无法使用第1马达31行驶。在保险丝14熔断,产生短路的第2逆变器12或者第2马达32从第1逆变器11(以及输入端16)断开时,能够使用第1逆变器11。即,通过具备保险丝14,即使在第2逆变器12或者第2马达32中产生故障的情况下,也能够使用第1逆变器11(第1马达31)。

此外,在电池4与输入端16之间也连接有保险丝5。保险丝5在第1逆变器11中流过过电流时熔断。第2逆变器12的最大输出电流(副电力线22的容许电流)是第1逆变器11的最大输出电流(主电力线21的容许电流)的1/10以下,所以保险丝14的容许电流是保险丝5的容许电流的1/10以下即可。在第2逆变器12(第2马达32)中产生短路时,保险丝14先于保险丝5熔断。因此,在第2逆变器12(第2马达32)中产生短路之后,保险丝5未熔断,所以第1逆变器11能够从电池4持续被供给电力。

保险丝14在第2逆变器12或者第2马达32中产生短路时,将它们从第1逆变器11和输入端16电气地断开,保护第1逆变器11。

如上所述,第2马达32驱动第2液压泵42。如果第1液压泵41和第2液压泵42中的某一方动作,则离合器36能够被控制。在第2马达32(第2液压泵42)无法使用的情况下,通过利用引擎33驱动第1液压泵41,能够控制离合器36。

以下,叙述实施例的电力控制装置10的其他特征。保险丝14被安装到安装有控制第1逆变器11和第2逆变器12的控制电路15的电路基板13。在该电路基板13中固定有第2逆变器12。通过将把第2逆变器12电气地断开的保险丝14安装到电路基板13,嵌入保险丝14的作业和成本被抑制。

(第1变形例)图2示出第1变形例的电力控制装置10a。电力控制装置10a代替保险丝14而具备继电器开关14a。继电器开关14a安装于电路基板13。继电器开关14a通过安装于电路基板13的控制电路15控制。控制电路15在第2逆变器12或者第2马达32中产生短路时将继电器开关14a打开,将第2逆变器12和第2马达32从第1逆变器11和输入端16电气地断开。继电器开关14a也具有与实施例的电力控制装置10的保险丝14相同的优点。继电器开关14a优选为常开类型。

(第2变形例)图3示出第2变形例的电力控制装置10b。在电力控制装置10b中,保险丝14未固定到电路基板13,而是嵌入到副电力线22的中间。也可以代替保险丝14而将继电器开关嵌入到副电力线22。

以下,列举电力控制装置10(10a、10b)的特征。电力控制装置10(10a、10b)具备输入端16、第1逆变器11、第2逆变器12、保险丝14。输入端16与电池4连接。对输入端16连接第1逆变器11和第2逆变器12。第1逆变器11将电池4的电力变换为行驶用的马达(第1马达31)的驱动电力。第2逆变器将电池4的电力变换为第2马达的驱动电力。保险丝14是将第2逆变器12从输入端16以及第1逆变器11电气地断开的开关。保险丝14将短路(故障)的第2逆变器12断开。即使在第2逆变器12中产生短路(故障)的情况下,也能够用第1逆变器11驱动第1马达31。

第2逆变器12的最大输出电流是第1逆变器11的最大输出电流的1/10以下。在保险丝14中,不流过供给到第1逆变器11的电力。保险丝14的容许电流可以小于第1逆变器11的最大输出电流(主电力线21的容许电流)。容许电流小的保险丝14能够安装到电路基板13。在电路基板13中,还安装有控制第1逆变器11和第2逆变器12的控制电路15。

第1逆变器11、第2逆变器12以及保险丝14收容于电力控制装置10(10a、10b)的外壳19。

用第2逆变器12驱动的第2马达32驱动控制第1马达31与车轮38之间的离合器36的液压泵(第2液压泵42)。

在电力控制装置10a中,代替保险丝14而将继电器开关14a嵌入到电路基板13。在电力控制装置10b中,保险丝14未安装到电路基板13,而是嵌入到连接输入端16和第2逆变器12的副电力线22。

叙述与在实施例和其变形例中说明的技术有关的留意点。将第2逆变器12从第1逆变器11和输入端16断开的开关可以是保险丝、机械继电器开关、半导体开关中的任意开关。将第2逆变器12从第1逆变器11和输入端16断开的开关也可以安装于固定输入端16的端子台。

第2逆变器12驱动的第2马达也可以是使液压泵以外的设备工作的马达。与输入端16连接的直流电源也可以是燃料电池。

本说明书公开的电力控制装置除了混合动力汽车以外,还适用于不具有引擎的电动汽车、作为电源具有燃料电池的电动汽车。

以上,详细说明了本发明的具体例子,但这些仅为例示,不限定权利要求书。在权利要求书记载的技术中,包括将以上例示的具体例子进行各种各样地变形、变更而得到的例子。在本说明书或者附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合发挥技术上的实用性,不限定于申请时权利要求记载的组合。另外,在本说明书或者附图中例示的技术能够同时达成多个目的,通过达成其中的一个目的自身具有技术上的实用性。

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