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JP7806743B2 - electric car - Google Patents
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JP7806743B2 - electric car - Google Patents

electric car

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JP7806743B2 JP2023033912A JP2023033912A JP7806743B2 JP 7806743 B2 JP7806743 B2 JP 7806743B2 JP 2023033912 A JP2023033912 A JP 2023033912A JP 2023033912 A JP2023033912 A JP 2023033912A JP 7806743 B2 JP7806743 B2 JP 7806743B2
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Description

本開示は、電動車に関し、詳しくは、バッテリと三相交流モータと外部直流電力を用いてバッテリを充電する直流充電器とを備える電動車に関する。 This disclosure relates to an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle equipped with a battery, a three-phase AC motor, and a DC charger that charges the battery using external DC power.

従来、この種の電動車としては、バッテリと、三相交流モータと、バッテリと電力ラインにより接続されてバッテリからの電力を用いて三相交流モータを駆動するインバータと、リレーを介して三相交流モータの中性点に接続されて外部電力を用いてバッテリを充電する充電器と、を備える電動車が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電動車は、充電器には漏電を検出する漏電検出回路と漏電を検知したときに遮断する遮断リレーに加えて漏電テストリレーと漏電抵抗と有する漏電遮断器が取り付けられており、充電時に漏電テストリレーを閉状態として強制的に短絡させ、遮断リレーが機能するかを確認している。 Conventionally, one proposed electric vehicle of this type includes a battery, a three-phase AC motor, an inverter connected to the battery via a power line and using power from the battery to drive the three-phase AC motor, and a charger connected to the neutral point of the three-phase AC motor via a relay and using external power to charge the battery (see, for example, Patent Document 1). In this electric vehicle, the charger is equipped with a leakage detection circuit that detects ground faults and a breaker that cuts off the power when a ground fault is detected, as well as a ground fault circuit interrupter that includes a ground fault test relay and a ground fault resistor. During charging, the ground fault test relay is closed to forcibly short-circuit the circuit, and the function of the breaker relay is confirmed.

特開平11-205909号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-205909

しかしながら、上述の電動車では、遮断リレーの故障を判定するために漏電遮断器に追加の漏電テストリレーや漏電抵抗を備える必要があり、構成が複雑なものとなり、漏電遮断器の体格が大きくなってしまう。 However, in the electric vehicles mentioned above, the earth leakage breaker needs to be equipped with an additional earth leakage test relay and earth leakage resistor to determine if the cut-off relay has failed, which makes the configuration more complex and increases the size of the earth leakage breaker.

本開示の電動車は、追加の構成を加えることなく遮断回路の導通故障を判定することを主目的とする。 The primary purpose of the electric vehicle disclosed herein is to determine a continuity fault in the interrupter circuit without adding any additional components.

本開示の電動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The electric vehicle disclosed herein employs the following measures to achieve the above-mentioned primary objective.

本開示の電動車は、
バッテリと、三相交流モータと、前記バッテリからの電力を用いて前記三相交流モータを駆動するインバータと、前記バッテリと前記インバータとを接続する電力ラインに設けられたプリチャージ機能つきのシステムメインリレーと、外部充電コネクタから供給される外部直流電力を用いて前記バッテリを充電する直流充電器と、制御装置と、を備える電動車であって、
前記直流充電器は、前記外部充電コネクタと前記電力ラインの前記システムメインリレーと前記インバータとの間とに接続された充電用電力ラインと、前記充電用電力ラインの正極側ラインに取り付けられたバイパスリレーと、前記三相交流モータの中性点と前記充電用電力ラインの正極側ラインの前記外部充電コネクタと前記バイパスリレーとの間とを接続する中性点充電ラインと、前記中性点充電ラインに取り付けらた中性点リレーと、前記中性点充電ラインの前記中性点リレーより前記外部充電コネクタ側に接続された中性点側遮断回路と、前記充電用電力ラインの負極側ラインに取り付けられた負極側遮断回路と、前記充電用電力ラインの負極側ラインの前記負極側遮断回路より前記電力ライン側と前記中性点充電ラインの前記中性点リレーと前記中性点側遮断回路との間とに接続されたコンデンサと、前記中性点充電ラインの前記中性点側遮断回路より前記外部充電コネクタ側と前記充電用電力ラインの負極側ラインの前記負極側遮断回路より前記外部充電コネクタ側とに接続された電圧センサと、を備え、
前記制御装置は、前記システムメインリレーと前記中性点リレーとをオンおよび前記中性点側遮断回路と前記負極側遮断回路とをオフ(遮断)とした状態で前記コンデンサの電圧を第1所定電圧となるように前記インバータを制御したときに前記電圧センサにより電圧上昇が検出されたときには前記負極側遮断回路に導通故障が生じていると判定する、
ことを特徴とする。
The electric vehicle of the present disclosure includes:
An electric vehicle including: a battery; a three-phase AC motor; an inverter that drives the three-phase AC motor using power from the battery; a system main relay with a pre-charge function that is provided in a power line that connects the battery and the inverter; a DC charger that charges the battery using external DC power supplied from an external charging connector; and a control device,
The DC charger includes a charging power line connected between the external charging connector and the inverter on the power line, a bypass relay attached to a positive side line of the charging power line, a neutral point charging line connecting a neutral point of the three-phase AC motor to the external charging connector on the positive side line of the charging power line and the bypass relay, a neutral point relay attached to the neutral point charging line, and a power line connected from the neutral point relay on the neutral point charging line to the external charging connector. a neutral point side interrupting circuit connected to the external charging connector side of the charging power line, a negative side interrupting circuit attached to the negative side line of the charging power line, a capacitor connected to the power line side of the negative side line of the charging power line from the negative side interrupting circuit and between the neutral point relay and the neutral point side interrupting circuit of the neutral point charging line, and a voltage sensor connected to the external charging connector side of the neutral point side interrupting circuit of the neutral point charging line and to the external charging connector side of the negative side line of the charging power line,
the control device determines that a continuity fault has occurred in the negative side shutoff circuit when a voltage rise is detected by the voltage sensor while the inverter is controlled so that the voltage of the capacitor becomes a first predetermined voltage with the system main relay and the neutral point relay turned on and the neutral point side shutoff circuit and the negative side shutoff circuit turned off (shut off),
It is characterized by:

本開示の電動車では、システムメインリレーと中性点リレーとをオンとすると共に中性点側遮断回路と負極側遮断回路とをオフ(遮断)とした状態でコンデンサの電圧を第1所定電圧となるようにインバータを制御する。このとき、中性点充電ラインの中性点側遮断回路より外部充電コネクタ側と充電用電力ラインの負極側ラインの負極側遮断回路より外部充電コネクタ側とに接続された電圧センサにより電圧上昇が検出されたときには負極側遮断回路に導通故障が生じていると判定する。このことは負極側遮断回路に導通故障が生じていないときには、電圧センサにより検出される電圧は変化しないことに基づいている。この結果、追加の構成を設けることなく、負極側遮断回路の導通故障を判定することができる。 In the electric vehicle disclosed herein, the inverter is controlled to maintain the capacitor voltage at a first predetermined voltage with the system main relay and neutral relay turned on and the neutral-side shutoff circuit and negative-side shutoff circuit turned off (shut off). When a voltage rise is detected by voltage sensors connected to the neutral-side shutoff circuit on the external charging connector side of the neutral charging line and the negative-side shutoff circuit on the negative side of the charging power line on the external charging connector side, a continuity fault is determined to have occurred in the negative-side shutoff circuit. This is based on the fact that when there is no continuity fault in the negative-side shutoff circuit, the voltage detected by the voltage sensor does not change. As a result, a continuity fault in the negative-side shutoff circuit can be determined without the need for additional configuration.

本開示の電動車において、前記制御装置は、前記負極側遮断回路に導通故障が生じていないと判定したときに前記中性点側遮断回路をオン(遮断の解除)とし、前記コンデンサの電圧を前記第1所定電圧となるように前記インバータを制御してから前記コンデンサの電圧が前記第1所定電圧より小さい第2所定電圧となるように前記インバータを制御したときに前記電圧センサにより電圧降下が検出されたときには前記中性点側遮断回路に導通故障が生じていると判定するものとしてもよい。これは、中性点側遮断回路に導通故障が生じていないときには、電圧センサにより検出される電圧は変化しないことに基づいている。この結果、追加の構成を設けることなく、中性点側遮断回路の導通故障を判定することができる。 In the electric vehicle disclosed herein, the control device may turn on the neutral point side interrupting circuit (release interruption) when it determines that no continuity fault has occurred in the negative pole side interrupting circuit, and determine that a continuity fault has occurred in the neutral point side interrupting circuit when a voltage drop is detected by the voltage sensor after controlling the inverter to make the capacitor voltage the first predetermined voltage and then controlling the inverter to make the capacitor voltage a second predetermined voltage that is lower than the first predetermined voltage. This is based on the fact that when no continuity fault has occurred in the neutral point side interrupting circuit, the voltage detected by the voltage sensor does not change. As a result, a continuity fault in the neutral point side interrupting circuit can be determined without the need for additional configuration.

本開示の電動車において、前記制御装置は、前記負極側遮断回路または/および前記中性点側遮断回路に導通故障が生じていると判定したときには、前記外部直流電力を用いた前記バッテリの充電を禁止するものとしてもよい。 In the electric vehicle disclosed herein, the control device may prohibit charging of the battery using the external DC power when it determines that a continuity fault has occurred in the negative pole side interrupting circuit and/or the neutral point side interrupting circuit.

本開示の実施形態としての電動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a diagram showing an outline of the configuration of an electric vehicle 20 according to an embodiment of the present disclosure. 電子制御ユニット60により実行される昇圧充電開始処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a boost charging start process executed by an electronic control unit 60.

次に、本開示を実施するための形態(実施形態)について説明する。図1は、本開示の実施形態としての電動車20の構成の概略を示す構成図である。実施形態の電動車20は、走行用のモータ22と、モータ22を駆動するインバータ24と、バッテリ26と、充電器40と、電子制御ユニット60と、を備える。 Next, a mode (embodiment) for carrying out the present disclosure will be described. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an electric vehicle 20 according to an embodiment of the present disclosure. The electric vehicle 20 of the embodiment includes a traction motor 22, an inverter 24 that drives the motor 22, a battery 26, a charger 40, and an electronic control unit 60.

モータ22は、例えば外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ24は6つのトランジスタT1~T6と、トランジスタT1~T6に逆方向に並列接続された6つのダイオードD1~D6とにより構成されている。トランジスタT1~T6は、インバータ24が電力ライン30として共用する正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ22の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT1~T6のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ22を回転駆動することができる。なお、電力ライン30には平滑用のコンデンサ34が接続されている。 The motor 22 is configured as a well-known synchronous generator-motor, for example, with a rotor with a permanent magnet attached to its outer surface and a stator around which a three-phase coil is wound. The inverter 24 is configured with six transistors T1-T6 and six diodes D1-D6 connected in parallel in the opposite direction to the transistors T1-T6. The transistors T1-T6 are arranged in pairs, two on the source side and two on the sink side of the positive and negative busbars that the inverter 24 shares as power line 30. Each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, and W-phase) of the motor 22 is connected to each of the junctions between the paired transistors. Therefore, by controlling the proportion of on-time of the paired transistors T1-T6 when voltage is applied between the positive and negative busbars, a rotating magnetic field can be generated in the three-phase coils, thereby driving the motor 22 to rotate. A smoothing capacitor 34 is connected to the power line 30.

バッテリ26は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン30に接続されている。電力ライン30には、システムメインリレー28が取り付けられている、システムメインリレー28は、電力ライン30の正極側ラインに設けられた正極側リレーSMRBと、電力ライン30の負極側ラインに設けられた負極側リレーSMRGと、負極側リレーSMRGをバイパスするようにプリチャージ用抵抗Rとプリチャージ用リレーSMRPとが直列接続されたプリチャージ回路と、を有する。電力ライン30には、ノイズを除去するフィルタ32も取り付けられている。 The battery 26 is configured as, for example, a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride secondary battery and is connected to the power line 30. A system main relay 28 is attached to the power line 30. The system main relay 28 has a positive relay SMRB provided on the positive side of the power line 30, a negative relay SMRG provided on the negative side of the power line 30, and a precharge circuit in which a precharge resistor R and a precharge relay SMRP are connected in series to bypass the negative relay SMRG. A filter 32 that removes noise is also attached to the power line 30.

充電器40は、外部電源に接続する外部充電コネクタ42と、外部充電コネクタ42に接続されると共に電力ライン30のシステムメインリレー28とインバータ24との間(図1ではフィルタ32とインバータ24との間)に接続された充電用電力ライン43(正極側ライン44と負極側ライン45)と、充電用電力ライン43の正極側ライン44とモータ22の中性点とに接続された中性点充電ライン50と、を備える。 The charger 40 includes an external charging connector 42 that connects to an external power source, a charging power line 43 (positive line 44 and negative line 45) that is connected to the external charging connector 42 and is connected to the power line 30 between the system main relay 28 and the inverter 24 (between the filter 32 and the inverter 24 in Figure 1), and a neutral point charging line 50 that is connected to the positive line 44 of the charging power line 43 and the neutral point of the motor 22.

充電用電力ライン43には、外部充電コネクタ42側から順に充電用リレー48,平滑用のコンデンサを含むノイズフィルタ49が取り付けられている。充電用リレー48は、充電用電力ライン43の正極側ライン44に設けられた正極側リレーCHRBと、充電用電力ライン43の負極側ライン45に設けられた負極側リレーCHRGとを有する。充電用電力ライン43の正極側ライン44には、バイパスリレー46が取り付けられている。充電用電力ライン43の負極側ライン45には、負極側遮断回路47が取り付けられている。負極側遮断回路47は、バッテリ26から外部充電コネクタ42の方向を順方向とするダイオードと、スイッチング素子としてのトランジスタと、バリスタとを並列接続するように構成されている。 Attached to the charging power line 43, in order from the external charging connector 42 side, are a charging relay 48 and a noise filter 49 including a smoothing capacitor. The charging relay 48 has a positive relay CHRB attached to the positive line 44 of the charging power line 43 and a negative relay CHRG attached to the negative line 45 of the charging power line 43. A bypass relay 46 is attached to the positive line 44 of the charging power line 43. A negative cutoff circuit 47 is attached to the negative line 45 of the charging power line 43. The negative cutoff circuit 47 is configured to connect in parallel a diode with its forward direction running from the battery 26 to the external charging connector 42, a transistor as a switching element, and a varistor.

中性点充電ライン50には、モータ22側から順に中性点リレー51と、中性点側遮断回路52とが取り付けられている。中性点側遮断回路52は、負極側遮断回路47と同様に、バッテリ26から外部充電コネクタ42の方向を順方向とするダイオードと、スイッチング素子としてのトランジスタと、バリスタとを並列接続するように構成されている。 Attached to the neutral point charging line 50, in order from the motor 22 side, are a neutral point relay 51 and a neutral point side shutoff circuit 52. Similar to the negative side shutoff circuit 47, the neutral point side shutoff circuit 52 is configured to connect in parallel a diode with its forward direction running from the battery 26 to the external charging connector 42, a transistor as a switching element, and a varistor.

中性点充電ライン50の中性点リレー51と中性点側遮断回路52との間と、充電用電力ライン43の負極側ライン45の負極側遮断回路47よりバッテリ26側とには、コンデンサ53の各端子が接続されている。また、中性点充電ライン50の中性点側遮断回路52より外部充電コネクタ42側と、充電用電力ライン43の負極側ライン45の負極側遮断回路47より外部充電コネクタ42側とには、中性点充電ライン50と負極側ライン45との電圧を検出する電圧センサ54が接続されている。また、中性点充電ライン50と負極側ライン45とには漏電を検出する漏電検出回路55も取り付けられている。 The terminals of a capacitor 53 are connected between the neutral point relay 51 and the neutral point shutoff circuit 52 of the neutral point charging line 50, and to the battery 26 side of the negative side shutoff circuit 47 of the negative side line 45 of the charging power line 43. A voltage sensor 54 that detects the voltage between the neutral point charging line 50 and the negative side line 45 is connected between the neutral point shutoff circuit 52 of the neutral point charging line 50 and the external charging connector 42 side, and between the negative side shutoff circuit 47 of the negative side line 45 of the charging power line 43 and the external charging connector 42 side. A leakage detection circuit 55 that detects leakage current is also installed between the neutral point charging line 50 and the negative side line 45.

電子制御ユニット60は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,フラッシュメモリ,入出力ポート、通信ポートなどを備える。電子制御ユニット60には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット60に入力される信号としては、例えば、モータ22の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ(例えばレゾルバ)23からの回転位置θmや、モータ22の三相コイル(U相,V相,W相)に流れる相電流、充電器40が備える電圧センサ54からの電圧VL、漏電検出回路55からの検出信号などを挙げることができる。また、電子制御ユニット60は、外部充電コネクタ42を介して外部直流電源装置と通信を行なうための通信線も接続されている。電子制御ユニット60は、電動車20の制御装置としても機能するため、シフトポジションやアクセル開度、ブレーキポジションなども入力されている。 Although not shown, the electronic control unit 60 is configured as a microprocessor centered around a CPU. In addition to the CPU, it also includes a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, flash memory, input/output ports, and communication ports. Signals from various sensors are input to the electronic control unit 60 via input ports. Examples of signals input to the electronic control unit 60 include the rotational position θm from a rotational position detection sensor (e.g., a resolver) 23 that detects the rotational position of the rotor of the motor 22, phase currents flowing through the three-phase coils (U-phase, V-phase, and W-phase) of the motor 22, the voltage VL from a voltage sensor 54 provided in the charger 40, and detection signals from a leakage detection circuit 55. The electronic control unit 60 is also connected to a communication line for communicating with an external DC power supply via the external charging connector 42. The electronic control unit 60 also functions as a control device for the electric vehicle 20, and therefore also receives inputs such as the shift position, accelerator position, and brake position.

電子制御ユニット60からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット60から出力される信号としては、例えば、インバータ24のトランジスタT1~T6へのスイッチング制御信号,システムメインリレー28への駆動制御信号、充電用リレー48への駆動制御信号、バイパスリレー46への駆動制御信号、中性点リレー51への駆動制御信号、負極側遮断回路47への駆動制御信号、中性点側遮断回路52への駆動制御信号などを挙げることができる。 Various control signals are output from the electronic control unit 60 via the output port. Examples of signals output from the electronic control unit 60 include a switching control signal to transistors T1 to T6 of the inverter 24, a drive control signal to the system main relay 28, a drive control signal to the charging relay 48, a drive control signal to the bypass relay 46, a drive control signal to the neutral point relay 51, a drive control signal to the negative side shutoff circuit 47, and a drive control signal to the neutral point side shutoff circuit 52.

電子制御ユニット60は、充電器40の外部充電コネクタ42に外部直流電源装置が接続されると、外部直流電源装置により供給される直流電力の電圧Vd(外部直流電圧Vd)を入力し、外部直流電圧Vdがバッテリ26の電圧Vbより高いときには、充電器40による通常充電によってバッテリ26を充電し、外部直流電圧Vdがバッテリ26の電圧Vbより低いときには、充電器40による昇圧充電によってバッテリ26を充電する。通常充電では、バイパスリレー46をオンとすると共に中性点リレー51をオフとし、システムメインリレー28をオンとした状態で、充電用電力ライン43の正極側ライン44と負極側ライン45を用いてバッテリ26を充電する。昇圧充電では、バイパスリレー46をオフとすると共に中性点リレー51をオンとし、システムメインリレー28をオンとした状態で、中性点充電ライン50と充電用電力ライン43の負極側ライン45とを用いてバッテリ26を充電する。この昇圧充電では、インバータ24のトランジスタT1~T6のスイッチングによりモータ22の三相コイル(U相,V相,W相)とインバータ24の各相の組み合わせを昇圧回路として機能させることにより、外部直流電力の電圧を昇圧してバッテリ26を充電する。 When an external DC power supply is connected to the external charging connector 42 of the charger 40, the electronic control unit 60 inputs the DC power voltage Vd (external DC voltage Vd) supplied by the external DC power supply. When the external DC voltage Vd is higher than the voltage Vb of the battery 26, the electronic control unit 60 charges the battery 26 using normal charging with the charger 40. When the external DC voltage Vd is lower than the voltage Vb of the battery 26, the electronic control unit 60 charges the battery 26 using boost charging with the charger 40. During normal charging, the bypass relay 46 is turned on, the neutral point relay 51 is turned off, and the system main relay 28 is turned on, and the battery 26 is charged using the positive line 44 and negative line 45 of the charging power line 43. During boost charging, the bypass relay 46 is turned off, the neutral point relay 51 is turned on, and the system main relay 28 is turned on, and the battery 26 is charged using the neutral point charging line 50 and the negative line 45 of the charging power line 43. In this boost charging, the combination of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 22 and each phase of the inverter 24 functions as a boost circuit by switching on and off transistors T1 to T6 of the inverter 24, thereby boosting the voltage of the external DC power and charging the battery 26.

次に、こうして構成された電動車20の動作、特に充電器40による昇圧充電を開始する際の動作について説明する。図2は、電子制御ユニット60により実行される昇圧充電開始処理の一例を示すフローチャートである。 Next, we will explain the operation of the electric vehicle 20 configured in this manner, particularly the operation when starting boost charging using the charger 40. Figure 2 is a flowchart showing an example of the boost charging start process executed by the electronic control unit 60.

昇圧充電開始処理が実行されると、電子制御ユニット60は、まず、中性点側遮断回路52と負極側遮断回路47とを共にオフ(遮断)としている状態で、システムメインリレー28をオンとすると共に(ステップS100)、中性点リレー51をオンとする(ステップS110)。そして、インバータ24のトランジスタT1~T6をスイッチング制御してモータ22の各相とインバータ24の各相とを昇圧回路として機能させてコンデンサ53の電圧が第1所定電圧(例えば400Vなど)となるまでコンデンサ53に電荷をチャージする(ステップS120)。そして、電圧センサ54のセンサ電圧が上昇しているか否かを判定する(ステップS130)。中性点側遮断回路52と負極側遮断回路47とは共にオフ(遮断)であるから、負極側遮断回路47が正常であるときにはセンサ電圧は上昇せず、負極側遮断回路47に導通故障が生じているときにはセンサ電圧は上昇する。したがって、電圧センサ54のセンサ電圧が上昇していると判定したときには、負極側遮断回路47の導通故障を判定し(ステップS140)、昇圧充電を開始することなく、本処理を終了する。一方、電圧センサ54のセンサ電圧が上昇していないと判定したときには、負極側遮断回路47は正常と判定する(ステップS150)。 When the boost charging start process is executed, the electronic control unit 60 first turns on the system main relay 28 (step S100) and the neutral relay 51 (step S110) while both the neutral point side shutoff circuit 52 and the negative pole side shutoff circuit 47 are off (shut down). Then, it controls the switching of transistors T1-T6 of the inverter 24 to cause each phase of the motor 22 and each phase of the inverter 24 to function as a boost circuit, charging the capacitor 53 until its voltage reaches a first predetermined voltage (e.g., 400 V) (step S120). It then determines whether the sensor voltage of the voltage sensor 54 is rising (step S130). Because both the neutral point side shutoff circuit 52 and the negative pole side shutoff circuit 47 are off (shut down), the sensor voltage does not rise when the negative pole side shutoff circuit 47 is normal, but rises when a continuity fault occurs in the negative pole side shutoff circuit 47. Therefore, if it is determined that the sensor voltage of the voltage sensor 54 is rising, a continuity failure of the negative electrode side shutoff circuit 47 is determined (step S140), and this process ends without starting boost charging. On the other hand, if it is determined that the sensor voltage of the voltage sensor 54 is not rising, it is determined that the negative electrode side shutoff circuit 47 is normal (step S150).

負極側遮断回路47は正常と判定したときには、続いてインバータ24をスイッチング制御してコンデンサ53の電圧が第1所定電圧で維持されるようにコンデンサ53に電荷をチャージし(ステップS160)、負極側遮断回路47をオン(遮断の解除)とする(ステップS170)。そして、インバータ24をスイッチング制御してコンデンサ53の電圧が第1所定電圧より低い第2所定電圧(例えば300Vなど)となるようにコンデンサ53に電荷をディスチャージし(ステップS170)、電圧センサ54のセンサ電圧が降下しているか否かを判定する(ステップS180)。中性点側遮断回路52はオフ(遮断)で負極側遮断回路47はオン(遮断の解除)であるから、中性点側遮断回路52が正常であるときにはセンサ電圧は降下せず、中性点側遮断回路52に導通故障が生じているときにはセンサ電圧は降下する。したがって、電圧センサ54のセンサ電圧が降下していると判定したときには、中性点側遮断回路52の導通故障を判定し(ステップS200)、昇圧充電を開始することなく、本処理を終了する。一方、電圧センサ54のセンサ電圧が降下していないと判定したときには、中性点側遮断回路52は正常と判定する(ステップS210)。 If the negative-side shutoff circuit 47 is determined to be normal, the inverter 24 is switched to charge the capacitor 53 so that its voltage is maintained at a first predetermined voltage (step S160), and the negative-side shutoff circuit 47 is turned on (released from shutoff) (step S170). The inverter 24 is then switched to discharge the capacitor 53 so that its voltage becomes a second predetermined voltage (e.g., 300 V) lower than the first predetermined voltage (step S170). It is then determined whether the sensor voltage of the voltage sensor 54 has dropped (step S180). Because the neutral-side shutoff circuit 52 is off (shutoff) and the negative-side shutoff circuit 47 is on (released from shutoff), the sensor voltage does not drop when the neutral-side shutoff circuit 52 is normal, but drops when a continuity fault occurs in the neutral-side shutoff circuit 52. Therefore, if it is determined that the sensor voltage of the voltage sensor 54 has dropped, it determines that there is a continuity fault in the neutral point side interruption circuit 52 (step S200), and this process ends without starting boost charging. On the other hand, if it is determined that the sensor voltage of the voltage sensor 54 has not dropped, it determines that the neutral point side interruption circuit 52 is normal (step S210).

中性点側遮断回路52は正常と判定したときには、中性点側遮断回路52をオン(遮断の解除)とし(ステップS220)、昇圧充電を開始して(ステップS230)、本処理を終了する。 If it is determined that the neutral point side shutoff circuit 52 is normal, the neutral point side shutoff circuit 52 is turned on (shutoff is released) (step S220), boost charging is initiated (step S230), and this process ends.

以上説明した実施形態の電動車20では、充電器40により昇圧充電によってバッテリ26の充電を開始するときには、中性点側遮断回路52と負極側遮断回路47とを共にオフ(遮断)としている状態で、システムメインリレー28をオンとすると共に中性点リレー51をオンとする。そして、モータ22の各相とインバータ24の各相とを昇圧回路として機能させてコンデンサ53の電圧が第1所定電圧となるまでコンデンサ53に電荷をチャージし、電圧センサ54のセンサ電圧が上昇しているときには負極側遮断回路47に導通故障が生じていると判定する。これにより、追加の構成を設けることなく、負極側遮断回路47の導通故障を判定することができる。 In the electric vehicle 20 of the embodiment described above, when charging of the battery 26 by boost charging using the charger 40 begins, the neutral point side shutoff circuit 52 and the negative pole side shutoff circuit 47 are both turned off (shut down), the system main relay 28 is turned on, and the neutral point relay 51 is turned on. Then, each phase of the motor 22 and each phase of the inverter 24 function as a boost circuit to charge the capacitor 53 until its voltage reaches a first predetermined voltage, and when the sensor voltage of the voltage sensor 54 rises, it is determined that a continuity fault has occurred in the negative pole side shutoff circuit 47. This makes it possible to determine a continuity fault in the negative pole side shutoff circuit 47 without adding any additional components.

実施形態の電動車20では、負極側遮断回路47が正常であると判定したときには、コンデンサ53の電圧が第1所定電圧で保持されている状態で負極側遮断回路47をオン(遮断の解除)とし、コンデンサ53の電圧が第1所定電圧より低い第2所定電圧となるようにコンデンサ53に電荷をディスチャージし、電圧センサ54のセンサ電圧が降下しているときには、中性点側遮断回路52に導通故障が生じていると判定する。これにより、追加の構成を設けることなく、中性点側遮断回路52の導通故障を判定することができる。 In the electric vehicle 20 of this embodiment, when it is determined that the negative-side interrupting circuit 47 is normal, the negative-side interrupting circuit 47 is turned on (disconnected) while the voltage of the capacitor 53 is maintained at a first predetermined voltage, and the charge in the capacitor 53 is discharged so that the voltage of the capacitor 53 becomes a second predetermined voltage that is lower than the first predetermined voltage. When the sensor voltage of the voltage sensor 54 drops, it is determined that a continuity fault has occurred in the neutral-side interrupting circuit 52. This makes it possible to determine a continuity fault in the neutral-side interrupting circuit 52 without providing any additional components.

実施形態の電動車20では、負極側遮断回路47も中性点側遮断回路52も正常であると判定したときに昇圧充電を開始するから、より適正に昇圧充電を行なうことができる。 In the electric vehicle 20 of this embodiment, boost charging begins when it is determined that both the negative pole side shutoff circuit 47 and the neutral point side shutoff circuit 52 are normal, allowing for more appropriate boost charging.

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、バッテリ26が「バッテリ」に相当し、モータ22が「三相交流モータ」に相当し、インバータ24が「インバータ」に相当し、システムメインリレー28が「システムメインリレー」にそうとうし、外部充電コネクタ42が「外部充電コネクタ」に相当し、充電器40が「直流充電器」に相当し、電子制御ユニット60が「制御装置」に相当する。また、電力ライン30が「電力ライン」に相当し、充電用電力ライン43が「充電用電力ライン」に相当し、バイパスリレー46が「バイパスリレー」に相当し、中性点充電ライン50が「中性点充電ライン」に相当し、中性点リレー51が「中性点リレー」に相当し、中性点側遮断回路52が「中性点側遮断回路」に相当し、負極側遮断回路47が「負極側遮断回路」に相当し、コンデンサ53が「コンデンサ」に相当し、電圧センサ54が「電圧センサに相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section will be explained below. In the embodiment, the battery 26 corresponds to the "battery," the motor 22 corresponds to the "three-phase AC motor," the inverter 24 corresponds to the "inverter," the system main relay 28 corresponds to the "system main relay," the external charging connector 42 corresponds to the "external charging connector," the charger 40 corresponds to the "DC charger," and the electronic control unit 60 corresponds to the "control device." Furthermore, the power line 30 corresponds to the "power line", the charging power line 43 corresponds to the "charging power line", the bypass relay 46 corresponds to the "bypass relay", the neutral point charging line 50 corresponds to the "neutral point charging line", the neutral point relay 51 corresponds to the "neutral point relay", the neutral point side shutoff circuit 52 corresponds to the "neutral point side shutoff circuit", the negative side shutoff circuit 47 corresponds to the "negative side shutoff circuit", the capacitor 53 corresponds to the "capacitor", and the voltage sensor 54 corresponds to the "voltage sensor".

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiments and the main elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section does not limit the elements of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section, as the embodiments are examples used to specifically explain the invention described in the "Means for Solving the Problem" section. In other words, the interpretation of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section should be based on the description in that section, and the embodiments are merely a specific example of the invention described in the "Means for Solving the Problem" section.

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The above describes embodiments of the present disclosure, but the present disclosure is not limited to these embodiments and can, of course, be embodied in various forms without departing from the spirit of the present disclosure.

本開示は、電動車の製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the electric vehicle manufacturing industry, etc.

20 電動車、22 モータ、24 インバータ、26 バッテリ、28 システムメインリレー、30 電力ライン、32 フィルタ、34 コンデンサ、40 充電器、42 外部充電コネクタ、43 充電用電力ライン、44 正極側ライン、45 負極側ライン、46 バイパスリレー、47 負極側遮断回路、48 充電用リレー、49 フィルタ、50 中性点充電ライン、51 中性点リレー、52 中性点側遮断回路、53 コンデンサ、54 電圧センサ、55 漏電検出回路、60 電子制御ユニット、CHRB 正極側リレー、CHRG 負極側リレー、SMRB 正極側リレー、SMRG 負極側リレー、SMRP プリチャージ用リレー、R プリチャージ用抵抗。 20 Electric vehicle, 22 Motor, 24 Inverter, 26 Battery, 28 System main relay, 30 Power line, 32 Filter, 34 Capacitor, 40 Charger, 42 External charging connector, 43 Charging power line, 44 Positive side line, 45 Negative side line, 46 Bypass relay, 47 Negative side cutoff circuit, 48 Charging relay, 49 Filter, 50 Neutral point charging line, 51 Neutral point relay, 52 Neutral point side cutoff circuit, 53 Capacitor, 54 Voltage sensor, 55 Leak detection circuit, 60 Electronic control unit, CHRB Positive side relay, CHRG Negative side relay, SMRB Positive side relay, SMRG Negative side relay, SMRP Precharge relay, R Precharge resistor.

Claims (3)

バッテリと、三相交流モータと、前記バッテリからの電力を用いて前記三相交流モータを駆動するインバータと、前記バッテリと前記インバータとを接続する電力ラインに設けられたプリチャージ機能つきのシステムメインリレーと、外部充電コネクタから供給される外部直流電力を用いて前記バッテリを充電する直流充電器と、制御装置と、を備える電動車であって、
前記直流充電器は、前記外部充電コネクタと前記電力ラインの前記システムメインリレーと前記インバータとの間とに接続された充電用電力ラインと、前記充電用電力ラインの正極側ラインに取り付けられたバイパスリレーと、前記三相交流モータの中性点と前記充電用電力ラインの正極側ラインの前記外部充電コネクタと前記バイパスリレーとの間とを接続する中性点充電ラインと、前記中性点充電ラインに取り付けらた中性点リレーと、前記中性点充電ラインの前記中性点リレーより前記外部充電コネクタ側に接続された中性点側遮断回路と、前記充電用電力ラインの負極側ラインに取り付けられた負極側遮断回路と、前記充電用電力ラインの負極側ラインの前記負極側遮断回路より前記電力ライン側と前記中性点充電ラインの前記中性点リレーと前記中性点側遮断回路との間とに接続されたコンデンサと、前記中性点充電ラインの前記中性点側遮断回路より前記外部充電コネクタ側と前記充電用電力ラインの負極側ラインの前記負極側遮断回路より前記外部充電コネクタ側とに接続された電圧センサと、を備え、
前記制御装置は、前記システムメインリレーと前記中性点リレーとをオンおよび前記中性点側遮断回路と前記負極側遮断回路とをオフとした状態で前記コンデンサの電圧を第1所定電圧となるように前記インバータを制御したときに前記電圧センサにより電圧上昇が検出されたときには前記負極側遮断回路に導通故障が生じていると判定する、
ことを特徴とする電動車。
An electric vehicle including: a battery; a three-phase AC motor; an inverter that drives the three-phase AC motor using power from the battery; a system main relay with a pre-charge function that is provided in a power line that connects the battery and the inverter; a DC charger that charges the battery using external DC power supplied from an external charging connector; and a control device,
The DC charger includes a charging power line connected between the external charging connector and the inverter on the power line, a bypass relay attached to a positive side line of the charging power line, a neutral point charging line connecting a neutral point of the three-phase AC motor to the external charging connector on the positive side line of the charging power line and the bypass relay, a neutral point relay attached to the neutral point charging line, and a power line connected from the neutral point relay on the neutral point charging line to the external charging connector. a neutral point side interrupting circuit connected to the external charging connector side of the charging power line, a negative side interrupting circuit attached to the negative side line of the charging power line, a capacitor connected to the power line side of the negative side line of the charging power line from the negative side interrupting circuit and between the neutral point relay and the neutral point side interrupting circuit of the neutral point charging line, and a voltage sensor connected to the external charging connector side of the neutral point side interrupting circuit of the neutral point charging line and to the external charging connector side of the negative side line of the charging power line,
the control device determines that a continuity fault has occurred in the negative side shutoff circuit when a voltage rise is detected by the voltage sensor while the inverter is controlled so that the voltage of the capacitor becomes a first predetermined voltage with the system main relay and the neutral point relay turned on and the neutral point side shutoff circuit and the negative side shutoff circuit turned off;
An electric vehicle characterized by:
請求項1記載の電動車であって、
前記制御装置は、前記負極側遮断回路に導通故障が生じていないと判定したときに前記中性点側遮断回路をオンとし、前記コンデンサの電圧を前記第1所定電圧となるように前記インバータを制御してから前記コンデンサの電圧が前記第1所定電圧より小さい第2所定電圧となるように前記インバータを制御したときに前記電圧センサにより電圧降下が検出されたときには前記中性点側遮断回路に導通故障が生じていると判定する、
電動車。
The electric vehicle according to claim 1,
the control device turns on the neutral point side interrupting circuit when it determines that no continuity fault has occurred in the negative pole side interrupting circuit, and determines that a continuity fault has occurred in the neutral point side interrupting circuit when a voltage drop is detected by the voltage sensor when the control device controls the inverter so that the capacitor voltage becomes the first predetermined voltage and then controls the inverter so that the capacitor voltage becomes a second predetermined voltage that is lower than the first predetermined voltage.
Electric car.
請求項2記載の電動車であって、
前記制御装置は、前記負極側遮断回路または/および前記中性点側遮断回路に導通故障が生じていると判定したときには、前記外部直流電力を用いた前記バッテリの充電を禁止する、
電動車。
3. The electric vehicle according to claim 2,
When the control device determines that a continuity fault has occurred in the negative pole side interrupting circuit or/and the neutral point side interrupting circuit, the control device prohibits charging of the battery using the external DC power.
Electric car.
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