電動(dòng)車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種具備使對(duì)電力轉(zhuǎn)換器的電流進(jìn)行平滑化的電容器放電的電路的電動(dòng)車(chē)?；旌蟿?dòng)力車(chē)(2)具備用于對(duì)電流進(jìn)行平滑化的電容器(C1)、放電電路(20)、放電控制器(6)。放電電路(20)與電容器(C1)并聯(lián)連接。放電電路(20)包括第一電阻(23)、PTC熱敏電阻(24)及開(kāi)關(guān)(21)的串聯(lián)電路。放電控制器(6)在預(yù)先規(guī)定的放電條件成立時(shí)將開(kāi)關(guān)閉合。當(dāng)放電控制器將開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電流開(kāi)始流向第一電阻和PTC熱敏電阻。起初PTC熱敏電阻的溫度低，因此較多電流流向第一電阻，電容器(C1)被迅速放電。當(dāng)電流向放電電路的流入持續(xù)超出設(shè)想時(shí)，由于PTC熱敏電阻自身的放熱，溫度上升，電阻增加。這樣的話(huà)，向第一電阻流入的電流被抑制，第一電阻的放熱被抑制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)車(chē)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書(shū)涉及電動(dòng)車(chē)。詳細(xì)而言，涉及在電動(dòng)車(chē)的電動(dòng)機(jī)電力供給系統(tǒng)中使對(duì)電流進(jìn)行平滑化的電容器放電的技術(shù)。本說(shuō)明書(shū)中的“電動(dòng)車(chē)”包括搭載有燃料電池的車(chē)輛、具備電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力車(chē)。

【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車(chē)的電動(dòng)機(jī)的額定輸出為幾十千瓦左右,需要大電流。另一方面，電動(dòng)機(jī)電力供給系統(tǒng)大多具備對(duì)電流的脈動(dòng)進(jìn)行平滑化的電容器(capacitor)。典型的情況是，平滑用的電容器與逆變器、電壓轉(zhuǎn)換器等并聯(lián)連接。為了對(duì)向電動(dòng)機(jī)供給的大電流進(jìn)行平滑化，電容器采用大容量的結(jié)構(gòu)。以下，將平滑用的電容器簡(jiǎn)稱(chēng)為電容器。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，將逆變器、電壓轉(zhuǎn)換器等對(duì)電流或電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的設(shè)備總稱(chēng)為“電力轉(zhuǎn)換器”。
[0003]在車(chē)輛的主開(kāi)關(guān)(點(diǎn)火開(kāi)關(guān))被斷開(kāi)之后或者在事故等意外事態(tài)下，電容器中會(huì)殘留大量的電荷，這并不優(yōu)選。因而，優(yōu)選在電動(dòng)車(chē)具備使電容器放電的電阻(放電電阻)。放電電路存在兩種類(lèi)型，是放電電阻始終與電容器連接的類(lèi)型和在特定的情況下將放電電阻與電容器連接的類(lèi)型。前者的類(lèi)型在專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中存在例示，后者的類(lèi)型在專(zhuān)利文獻(xiàn)
3、4中存在例示。將放電電阻與電容器連接的特定的情況是例如車(chē)輛發(fā)生碰撞的情況(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)、車(chē)輛的主開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)的情況(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)、或者在逆變器的罩上設(shè)置的聯(lián)鎖裝置工作的情況(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0004]電容器的放電優(yōu)選在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。當(dāng)采用小型的放電電阻時(shí)，放電電阻放熱。然而，具備大型的放電電阻這一情況從成本、緊湊性的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)不優(yōu)選。因此，提出了同時(shí)兼顧電容器的迅速放電和放電電阻的放熱抑制的技術(shù)。
[0005]例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了在對(duì)電力轉(zhuǎn)換器(逆變器)的電流進(jìn)行平滑化的電容器上始終連接有放電電阻的類(lèi)型的電動(dòng)車(chē)中減小因放電電阻放熱而產(chǎn)生的損失的技術(shù)。專(zhuān)利文獻(xiàn) I 公開(kāi)的電動(dòng)車(chē)將 PTC 熱敏電阻(Positive Temperature Coefficient Thermistor)用作放電電阻。PTC熱敏電阻是隨著溫度上升而電阻值增大的設(shè)備。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的電動(dòng)車(chē)中，當(dāng)逆變器動(dòng)作時(shí)，放電電阻(PTC熱敏電阻)的溫度上升，其電阻值增大，向放電電阻流入的電流減少。由于向放電電阻流入的電流減小，因此損失也減小。當(dāng)逆變器停止時(shí)，放電電阻的溫度下降，其電阻值也下降。能夠從電容器向放電電阻流入的電流增大，電容器被迅速地放電。
[0006]而且，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，也公開(kāi)了當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器(逆變器)的溫度升高時(shí)對(duì)流向放電電阻的電流進(jìn)行抑制的電動(dòng)車(chē)。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的電動(dòng)車(chē)也是在對(duì)逆變器的電流進(jìn)行平滑化的電容器上始終連接有放電電阻的類(lèi)型。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)如下所述。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的電動(dòng)車(chē)中，放電電阻與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是射極跟隨器晶體管，當(dāng)基極的電壓上升時(shí)，通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電流減少，當(dāng)基極的電壓下降時(shí)，通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電流增大?；鶚O電極與串聯(lián)連接的2個(gè)電阻的連接點(diǎn)連接。低電壓側(cè)的電阻是PTC熱敏電阻，配置于逆變器的附近。在逆變器的溫度低的期間，PTC熱敏電阻的溫度也低，其電阻值也低。在這種情況下，基極電壓降低，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)通過(guò)較多的電流，電流流向放電電阻。即，能促進(jìn)電容器的放電。當(dāng)逆變器的溫度上升時(shí)，PTC熱敏電阻的溫度也上升，PTC熱敏電阻的電阻值增加。這樣的話(huà)，基極的電壓上升，通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的電流減少。其結(jié)果是，流向放電電阻的電流減少，放電電阻的放熱被抑制。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)是在逆變器的溫度高時(shí)抑制放電電阻的放熱。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)是防止逆變器和放電電阻雙方同時(shí)放熱這一情況。
[0007]另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)的電動(dòng)車(chē)是在車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)將放電電阻與電容器連接的類(lèi)型，具備對(duì)放電電阻的溫度進(jìn)行計(jì)測(cè)的溫度傳感器。當(dāng)放電電阻的溫度達(dá)到預(yù)先規(guī)定的上限值時(shí)，將放電電阻從電容器切離，使其他放電設(shè)備工作。
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-042498號(hào)公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008-206313號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2006-224772號(hào)公報(bào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2011-234507號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)I的技術(shù)是將PTC熱敏電阻用作放電電阻。專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)是將PTC熱敏電阻用作根據(jù)電力轉(zhuǎn)換器的溫度來(lái)調(diào)整流向放電電阻的電流的設(shè)備。本說(shuō)明書(shū)提供一種更有效地使用PTC熱敏電阻來(lái)抑制放電電阻的放熱且高效率地對(duì)電容器進(jìn)行放電的技術(shù)。
[0013]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)的一方案提供一種具備放電電路和放電控制器的電動(dòng)車(chē)。放電電路是對(duì)與連接在蓄電池與電動(dòng)機(jī)之間的電力轉(zhuǎn)換器的輸入端或輸出端并聯(lián)連接的平滑用電容器進(jìn)行放電的設(shè)備。本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的電動(dòng)車(chē)是在特定的情況(例如碰撞)下將放電電阻與平滑用電容器連接而使電容器迅速放電的類(lèi)型。
[0014]本說(shuō)明書(shū)的放電電路與電容器并聯(lián)連接。放電電路包括第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路(串聯(lián)連接)。換言之，第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路與電容器并聯(lián)連接。第一電阻主要相當(dāng)于放電電阻。開(kāi)關(guān)通常斷開(kāi)。放電控制器在預(yù)先規(guī)定的放電條件成立時(shí)將開(kāi)關(guān)閉合，使電容器放電。預(yù)先規(guī)定的放電條件例如是:檢測(cè)到車(chē)輛的碰撞、檢測(cè)到通信異常、輔機(jī)蓄電池的輸出電壓為預(yù)先規(guī)定的閾值電壓以下、車(chē)輛的主開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)以及檢測(cè)到特定的異常等。
[0015]當(dāng)放電控制器將開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，上述的放電電路使電流開(kāi)始流向串聯(lián)連接的第一電阻和PTC熱敏電阻。起初PTC熱敏電阻的溫度低，因此較多的電流流向放電電阻(第一電阻)，電容器被迅速地放電。當(dāng)電流向放電電路的流入持續(xù)超出設(shè)想時(shí)，由于PTC熱敏電阻自身的放熱，溫度上升，電阻增加。這樣的話(huà)，第一電阻與PTC熱敏電阻的合成電阻值升高，因此向放電電阻流入的電流被抑制。第一電阻的放熱被抑制。
[0016]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的電動(dòng)車(chē)在上述的放電條件成立時(shí)將放電電阻與電容器連接。電動(dòng)車(chē)通常在放電條件成立時(shí)，將主蓄電池切離，并切斷來(lái)自電容器以外的電力供給。因而，僅來(lái)自電容器的電流向放電電路流入，電容器的放電迅速結(jié)束。然而，在發(fā)生了碰撞時(shí)，存在電流從電容器以外向放電電路流入這一情況。一個(gè)是因故障而蓄電池未切離的情況。而且，也有電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電的情況。在前者的情況下，電流從蓄電池向放電電路流入，在后者的情況下，電動(dòng)機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的電流經(jīng)由逆變器向放電電路流入。在這樣的情況下，放電電路不僅通過(guò)PTC熱敏電阻來(lái)抑制流向第一電阻的電流，而且能夠在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)放電。因此，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的改良后的放電電路可以具備如下的第二電阻。
[0017]第二電阻與第一電阻及開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接且與PTC熱敏電阻并聯(lián)連接。第二電阻的電阻值典型的是選定比PTC熱敏電阻的最大電阻值小且比居里溫度的電阻值大的已知的值。在該放電電路中，在PTC熱敏電阻的溫度低的期間，與第二電阻相比，較多的電流流向PTC熱敏電阻。通過(guò)第一電阻和PTC熱敏電阻，電容器被迅速地放電。當(dāng)PTC熱敏電阻的溫度上升而PTC熱敏電阻的電阻值大于第二電阻的電阻值時(shí)，與PTC熱敏電阻相比，在第二電阻中流動(dòng)的電流變多。當(dāng)PTC熱敏電阻的溫度升高時(shí)即電阻值升高時(shí)，第一電阻和第二電阻的串聯(lián)電路對(duì)于放電而言成為主導(dǎo)。即，該放電電路在PTC熱敏電阻的溫度低的期間，第一電阻和PTC熱敏電阻的串聯(lián)電路成為總的放電電阻，當(dāng)PTC熱敏電阻的溫度升高時(shí)，第一電阻和第二電阻的串聯(lián)電路成為總的放電電阻。將第一電阻和PTC熱敏電阻的直接連接稱(chēng)為第一類(lèi)型的放電電阻，將第一電阻和第二電阻的串聯(lián)電路稱(chēng)為第二類(lèi)型的放電電阻。第一類(lèi)型的放電電阻能夠使電容器迅速地放電。通過(guò)適當(dāng)選定第二電阻的電阻值，能夠構(gòu)成雖然與第一類(lèi)型的放電電阻相比放電能力不高但能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地持續(xù)放電的放電電阻。上述的放電電路在電流從電容器以外向放電電路流入時(shí)，自動(dòng)地切換放電電阻的特性，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地持續(xù)放電。
[0018]另外，放電控制器可以被編程為在自閉合開(kāi)關(guān)起經(jīng)過(guò)了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間之后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，能夠保護(hù)放電電路避免過(guò)熱。
[0019]放電電路可以還具備第三電阻，該第三電阻與第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接，且具有比第一電阻與第二電阻的合成電阻值大的電阻值?；蛘撸诓痪哂械诙娮璧那闆r下，放電電路還具備第四電阻，該第四電阻與第一電阻、PTC熱敏電阻、開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接，且具有比第一電阻的電阻值高的電阻值。第三電阻或第四電阻與電容器始終連接。第三電阻或第四電阻雖然放電能力不高，但是對(duì)電容器的放電進(jìn)行輔助。例如，即使在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)而不進(jìn)行基于第一電阻和第二電阻的放電的情況下，也能夠使電容器逐漸地放電。
[0020]若能夠采用即使流過(guò)過(guò)剩的電流放熱也小的大容量的放電電阻則是理想的，但這樣的話(huà)，放電電阻的尺寸和成本高。作為一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)能夠抑制放電電阻的尺寸和成本。
[0021]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)的詳細(xì)情況及進(jìn)一步的改良利用發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是第一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)的電力系統(tǒng)的框圖。
[0023]圖2是放電處理的流程圖。
[0024]圖3是表示PCT熱敏電阻的特性的坐標(biāo)圖。
[0025]圖4是第二實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)的電力系統(tǒng)的框圖。
[0026]圖5是第三實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)的電力系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖6是第四實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)的電力系統(tǒng)的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028](第一實(shí)施例)對(duì)第一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)進(jìn)行說(shuō)明。第一實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)是具備電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)雙方作為行駛用的混合動(dòng)力車(chē)2。圖1表不混合動(dòng)力車(chē)2的電力系統(tǒng)的框圖。在圖1中，省略了發(fā)動(dòng)機(jī)的圖示。而且，圖1僅描繪了本說(shuō)明書(shū)的說(shuō)明所需的部件，應(yīng)注意的是，即便是屬于電力系統(tǒng)的設(shè)備但是與說(shuō)明無(wú)關(guān)的設(shè)備也省略圖示。
[0029]用于對(duì)電動(dòng)機(jī)8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電力從主蓄電池3被供給。主蓄電池3的輸出電壓例如是300伏。另外，混合動(dòng)力車(chē)2除了主蓄電池3之外，還具備用于向車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)53、車(chē)內(nèi)燈54等以比主蓄電池3的輸出電壓低的電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的設(shè)備組(通稱(chēng)“輔機(jī)”)供給電力的輔機(jī)蓄電池13。輔機(jī)蓄電池13的輸出電壓例如為12伏或24伏。
[0030]主蓄電池3經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器4而與電壓轉(zhuǎn)換器5連接。系統(tǒng)主繼電器4是對(duì)主蓄電池3與車(chē)輛的電力系統(tǒng)進(jìn)行連接或切斷的開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)主繼電器4由控制器6切換。[0031 ] 電壓轉(zhuǎn)換器5使主蓄電池3的電壓升壓至適合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電壓(例如600伏)。在電壓轉(zhuǎn)換器5的高電壓側(cè)(圖1的右側(cè))連接有逆變器7。眾所周知，逆變器7是將直流電力變化為所希望的頻率的交流電力的電路。主蓄電池3的電力由電壓轉(zhuǎn)換器5升壓，進(jìn)而由逆變器7轉(zhuǎn)換成適合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流電力，向電動(dòng)機(jī)8供給。而且，混合動(dòng)力車(chē)2有時(shí)在制動(dòng)時(shí)利用車(chē)輛的減速能量對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而發(fā)電。電動(dòng)機(jī)8發(fā)電產(chǎn)生的電力由逆變器7轉(zhuǎn)換成直流，進(jìn)而由電壓轉(zhuǎn)換器5降低至適合主蓄電池3的充電的電壓。
[0032]如圖1所示，電壓轉(zhuǎn)換器5由2個(gè)開(kāi)關(guān)電路和電抗器LI構(gòu)成。另外，開(kāi)關(guān)電路由作為開(kāi)關(guān)元件的晶體管和回流二極管的反并聯(lián)電路構(gòu)成。電抗器LI的一端經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器4而與主蓄電池3連接，電抗器LI的另一端與2個(gè)開(kāi)關(guān)電路的中點(diǎn)連接。眾所周知，圖1的電壓轉(zhuǎn)換器5能夠使從附圖左側(cè)輸入的電壓升高而向右側(cè)輸出且能夠使從附圖右側(cè)輸入的電壓降低而向左側(cè)輸出。電壓轉(zhuǎn)換器5能夠使主蓄電池3的電壓升高而向逆變器7供給且能夠使電動(dòng)機(jī)8發(fā)電產(chǎn)生的電力降低而向主蓄電池3供給。后者的動(dòng)作被稱(chēng)為所謂再生。逆變器7的結(jié)構(gòu)廣為周知，因此省略說(shuō)明。
[0033]主蓄電池3的輸出也與降壓轉(zhuǎn)換器9連接。降壓轉(zhuǎn)換器9是使主蓄電池3的電壓向輔機(jī)(車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)53、車(chē)內(nèi)燈54等)的驅(qū)動(dòng)電壓下降的設(shè)備。降壓轉(zhuǎn)換器9的輸出與輔機(jī)的電力線(xiàn)連接。在輔機(jī)的電力線(xiàn)上還連接有前述的輔機(jī)蓄電池13。在系統(tǒng)主繼電器4閉合期間，主蓄電池3經(jīng)由降壓轉(zhuǎn)換器9向輔機(jī)供給電力。同時(shí)，通過(guò)主蓄電池3的電力，對(duì)輔機(jī)蓄電池13進(jìn)行充電。輔機(jī)蓄電池13在系統(tǒng)主繼電器4斷開(kāi)期間，供給輔機(jī)的電力。
[0034]在電壓轉(zhuǎn)換器5的低電壓側(cè)(即主蓄電池側(cè))連接有電容器C2，在電壓轉(zhuǎn)換器5的高電壓側(cè)連接有電容器Cl。電容器C1、C2均與電壓轉(zhuǎn)換器5并聯(lián)連接。電容器C2為了對(duì)主蓄電池3輸出的電流進(jìn)行平滑化而被插入，電容器Cl為了對(duì)向逆變器7輸入的電流進(jìn)行平滑化而被插入。另外，將逆變器7的開(kāi)關(guān)元件組的高電位側(cè)的電線(xiàn)稱(chēng)為P線(xiàn)，將接地電位側(cè)的電線(xiàn)稱(chēng)為N線(xiàn)。電容器Cl插入到P線(xiàn)與N線(xiàn)之間。由于從主蓄電池3向電動(dòng)機(jī)8供給大電流，因此電容器Cl、電容器C2均為大容量。在電力系統(tǒng)起動(dòng)期間，大容量的電荷被充電于電容器Cl和C2。因而，在電力系統(tǒng)停止時(shí)，或者發(fā)生了碰撞等事故時(shí)，希望使電容器Cl和C2迅速地放電?；旌蟿?dòng)力車(chē)2具備對(duì)電容器Cl和C2進(jìn)行放電的放電電路20。接下來(lái)，對(duì)放電電路20進(jìn)行說(shuō)明。
[0035]放電電路20是與電容器Cl并聯(lián)連接的電路。換言之，放電電路20連接于電力系統(tǒng)的高電位線(xiàn)(P線(xiàn))與接地電位線(xiàn)(N線(xiàn))之間。放電電路20由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、第一電阻23及PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路(串聯(lián)連接)構(gòu)成。如前述那樣，PTC熱敏電阻24是伴隨著溫度的上升而電阻值增大的元件。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21由控制器6進(jìn)行開(kāi)閉?？刂破?對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行控制，但是以下，以放電電路20的控制為中心進(jìn)行說(shuō)明，因此以下稱(chēng)為“放電控制器6”。
[0036]半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21在電力系統(tǒng)起動(dòng)期間通常斷開(kāi)。即，第一電阻23和PTC熱敏電阻24通常從電容器Cl切離。放電控制器6在規(guī)定的條件成立時(shí)，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合，并將第一電阻23和PTC熱敏電阻24與電容器Cl連接。當(dāng)?shù)谝浑娮?3和PTC熱敏電阻24與電容器Cl連接時(shí)，電容器Cl的電荷流向第一電阻23和PTC熱敏電阻24，對(duì)電容器Cl進(jìn)行放電。另外，電容器C2也經(jīng)由電壓轉(zhuǎn)換器5被連接，因此電容器C2也通過(guò)放電電路20被放電。在以下的說(shuō)明中，應(yīng)注意的是雖然僅引用電容器Cl，但關(guān)于電容器C2也同樣。
[0037]將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合的預(yù)定的條件典型的是如下的條件。(I)車(chē)輛發(fā)生了碰撞的情況。混合動(dòng)力車(chē)2具備內(nèi)置有加速度傳感器的氣囊51。氣囊51的控制器在加速度傳感器所檢測(cè)的加速度超過(guò)了預(yù)先規(guī)定的閾值時(shí)，將表示車(chē)輛發(fā)生了碰撞這一情況的信號(hào)向放電控制器6發(fā)送。放電控制器6當(dāng)接收到表示發(fā)生了碰撞這一情況的信號(hào)時(shí)，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合。
[0038](2)車(chē)輛的主開(kāi)關(guān)(點(diǎn)火開(kāi)關(guān))被斷開(kāi)的情況。將主開(kāi)關(guān)52的信號(hào)向放電控制器6發(fā)送。放電控制器6在主開(kāi)關(guān)52被斷開(kāi)時(shí),將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合。
[0039](3)在輔機(jī)蓄電池13的剩余量(SOC =State Of Charge)為預(yù)先規(guī)定的SOC閾值以下的情況?；旌蟿?dòng)力車(chē)2具備對(duì)輔機(jī)蓄電池13的SOC進(jìn)行計(jì)測(cè)的SOC傳感器12。將SOC傳感器12的輸出信號(hào)Sa向放電控制器6發(fā)送。輸出信號(hào)Sa表不輔機(jī)蓄電池13的S0C。放電控制器6基于SOC傳感器12的輸出信號(hào)Sa，在輔機(jī)蓄電池13的剩余量為SOC閾值以下時(shí)，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合。
[0040](4)與其他控制器的通信發(fā)生了異常的情況。放電控制器6在與其他控制器(例如氣囊控制器)的通信中斷時(shí)，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合。在一個(gè)車(chē)輛上根據(jù)功能而具備多個(gè)控制器。多個(gè)控制器相互通信。各個(gè)控制器為了將自己處于能夠進(jìn)行通信的狀態(tài)這一情況向?qū)Ψ降目刂破魍ㄖ?，以一定的間隔傳送預(yù)定的信號(hào)。通常，這樣的信號(hào)被稱(chēng)為保活信號(hào)。?；钚盘?hào)并不局限于汽車(chē)，例如是在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)等中也被采用的技術(shù)。實(shí)施例的車(chē)輛也可以采用?；钚盘?hào)。在一實(shí)施例的汽車(chē)中，放電控制器6在一定期間未接收到?；钚盘?hào)時(shí)，判斷為發(fā)生了通信異常，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合。
[0041]當(dāng)上述的4個(gè)條件中的任一個(gè)條件成立時(shí)，放電控制器6將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合，將第一電阻23和PTC熱敏電阻24與電容器Cl連接。其結(jié)果是，電容器Cl被放電。蓄積于電容器Cl的電能成為第一電阻23和PTC熱敏電阻24發(fā)出的熱量而散逸。上述4個(gè)條件相當(dāng)于放電條件。圖2表示放電條件成立時(shí)放電控制器6執(zhí)行的處理的流程圖。放電控制器6在放電條件成立時(shí)，在將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合之前，將系統(tǒng)主繼電器4斷開(kāi)(S2)。這是因?yàn)椋瑢⒅餍铍姵?從電容器Cl和放電電路20切離，而切斷電力向放電電路20的持續(xù)性的供給。接下來(lái)，放電控制器6將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21 (放電開(kāi)關(guān))閉合(S4)。放電控制器6在等待了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間之后，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)(S6、S8)。將預(yù)先規(guī)定的時(shí)間設(shè)定為預(yù)計(jì)能夠?qū)﹄娙萜鰿l的容量進(jìn)行放電的時(shí)間。預(yù)先規(guī)定的時(shí)間例如為5秒-60秒之間。
[0042]第一電阻23與PTC熱敏電阻24串聯(lián)連接。對(duì)PTC熱敏電阻24的作用進(jìn)行說(shuō)明?！癙TC”是Positive Temperature Coefficient的簡(jiǎn)稱(chēng)。PTC熱敏電阻是具有當(dāng)溫度上升時(shí)電阻值也增大的特性的元件。PTC熱敏電阻的典型性的特性如圖3所示。圖3的縱軸表示電阻值，橫軸表示溫度。圖3是示意性的坐標(biāo)圖，但應(yīng)注意的是縱軸采用對(duì)數(shù)軸。PTC熱敏電阻在比居里溫度Tc高的區(qū)域電阻值急劇增大。居里溫度Tc是與最小電阻值Rmin的2倍的電阻值對(duì)應(yīng)的溫度。
[0043]在放電電路20中，當(dāng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合時(shí)，電流開(kāi)始流向串聯(lián)連接的第一電阻23和PTC熱敏電阻24。起初PTC熱敏電阻24的溫度低，因此較多的電流流向第一電阻23，電容器Cl被迅速地放電。除了電容器Cl (及C2)之外，還存在電力的供給源，當(dāng)電流向放電電路20的流入持續(xù)超出設(shè)想時(shí)，由于PTC熱敏電阻24自身的放熱，溫度上升，電阻值急劇增加。這樣的話(huà)，向第一電阻23和PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路流入的電流激減。其結(jié)果是，第一電阻23的放熱被抑制。第一電阻23及PTC熱敏電阻24的具體的特性以在PTC熱敏電阻24的溫度為居里溫度以下的期間電容器Cl結(jié)束放電的方式被選定。
[0044]通常，放電電路20的第一電阻23與電容器Cl連接是車(chē)輛停止而且系統(tǒng)主繼電器4斷開(kāi)的情況(參照?qǐng)D2的步驟S2)。因此，通常在放電電路20的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合時(shí)(即，第一電阻23與電容器Cl連接時(shí))，除了電容器Cl (及C2)之外，沒(méi)有向第一電阻23供給電流的設(shè)備。然而，在特定的狀況下，除了電容器Cl (及C2)之外，還存在向第一電阻23供給電流的設(shè)備。尤其是在車(chē)輛發(fā)生事故時(shí)，如下述那樣，有時(shí)電流從電容器Cl (及C2)以外的設(shè)備向放電電路20流入。
[0045]在車(chē)輛發(fā)生碰撞而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了某些損傷時(shí)，有時(shí)電動(dòng)機(jī)8繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電。典型的是將電動(dòng)機(jī)8與車(chē)輪連接的驅(qū)動(dòng)軸或齒輪箱發(fā)生了破損的情況。而且，在逆變器7的上臂(圖1中的上側(cè)的開(kāi)關(guān)元件)的任一個(gè)保持閉合的情況下，電動(dòng)機(jī)8產(chǎn)生的電流向放電電路20流入?；蛘咴谙到y(tǒng)主繼電器4發(fā)生故障而系統(tǒng)主繼電器4保持閉合的情況下，電流從主蓄電池3向放電電路20流入。例如，在系統(tǒng)主繼電器4的接點(diǎn)已熔敷的情況下，無(wú)論來(lái)自放電控制器6的指令(參照?qǐng)D2的步驟S2)如何，系統(tǒng)主繼電器4都保持閉合。在上述的狀況下，電流可能會(huì)以超過(guò)預(yù)想的長(zhǎng)時(shí)間向放電電路20流入。在這樣的情況下，通過(guò)PTC熱敏電阻24來(lái)限制流向第一電阻23的電流，對(duì)第一電阻23進(jìn)行保護(hù)。而且，在選擇前述(3)或(4)作為將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合的條件的情況下，即使在碰撞時(shí)以外，(3)或(4)的條件也可能會(huì)產(chǎn)生，因此即使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合，車(chē)輛也繼續(xù)行駛，電動(dòng)機(jī)8產(chǎn)生的電流可能向放電電路20流入。
[0046]在電流從電容器Cl (及C2)以外的設(shè)備向放電電路20流入的情況下，即使與第一電阻23和PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路相比無(wú)法急速放電，也優(yōu)選持續(xù)放電。因此，下面說(shuō)明在PTC熱敏電阻24的電阻值增大時(shí)以通過(guò)其他路徑持續(xù)放電的方式對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行了改良的技術(shù)。
[0047](第二實(shí)施例)圖4表示第二實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2a的框圖?；旌蟿?dòng)力車(chē)2a的放電電路20a的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同。除放電電路20a之外的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，因此省略說(shuō)明。
[0048]放電電路20a除了第一實(shí)施例的放電電路20的結(jié)構(gòu)之外，還具備第二電阻25。第二電阻25與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21及第一電阻23串聯(lián)連接。而且，第二電阻25與PTC熱敏電阻24并聯(lián)連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在PTC熱敏電阻24的溫度低的期間，電流流向第一電阻23和PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路。當(dāng)PTC熱敏電阻24的溫度上升時(shí)，電流流向第一電阻23和第二電阻25的串聯(lián)電路。即，根據(jù)PTC熱敏電阻24的溫度來(lái)切換電流流動(dòng)的路徑。通過(guò)適當(dāng)選定第二電阻25的電阻值，能夠構(gòu)成雖然低溫時(shí)的電流路徑(第一電阻23+PTC熱敏電阻24)的放電效率低但是在一定程度上能夠放電的第二電流路徑(第一電阻23+第二電阻25)。優(yōu)選的是，第二電阻25的電阻值為第一電阻23的電阻值以上。在第二電阻25的電阻值與第一電阻23相同的情況下，高溫時(shí)的總電阻(第一電阻23+第二電阻25)為低溫時(shí)的總電阻值(第一電阻23+PTC熱敏電阻24)的大致2倍。因此，放熱量為大致一半，放電效率也為大致一半。根據(jù)圖4的結(jié)構(gòu)，在電流超過(guò)預(yù)想地向放電電路20a流入時(shí)，能夠?qū)Ψ烹婋娐愤M(jìn)行保護(hù)并持續(xù)放電。另外，第二電阻25的電阻值被選定為比PTC熱敏電阻24的居里溫度Tc的電阻值(2XRmin)大的值。作為典型的例子，第二電阻25的電阻值R2為PTC熱敏電阻24的最大電阻值Rmax與居里溫度的電阻值(2XRmin)的中間的值(參照?qǐng)D3)。
[0049]在第二實(shí)施例的情況下，與第一實(shí)施例同樣，放電控制器6可以執(zhí)行圖2的流程圖的處理。即，放電控制器6可以被編程為在放電條件成立且自半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21閉合起經(jīng)過(guò)了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間之后，將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，禁止與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21串聯(lián)連接的第一電阻23和第二電阻25的放電，能夠抑制這些電阻的放熱并防止損傷。而且，第二實(shí)施例的放電電路20a為了第一電阻23的過(guò)熱防止而具備第二電阻25，因此也能耐受長(zhǎng)時(shí)間的放電。因而，放電控制器6可以在放電條件成立之后，在復(fù)位之前使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21保持閉合。
[0050](第三實(shí)施例)接下來(lái)，對(duì)第三實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)進(jìn)行說(shuō)明。圖5表示第三實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2b的框圖。混合動(dòng)力車(chē)2b的放電電路20b的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同。除放電電路20b之外的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，因此省略說(shuō)明。放電電路20b除了第一實(shí)施例的放電電路20的結(jié)構(gòu)之外，還具備第三電阻26。第三電阻26與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、第一電阻23、PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。即，第三電阻26始終與電容器Cl并聯(lián)連接。第三電阻26的電阻值選定比第一電阻23的電阻值大的值。第三實(shí)施例的放電電路20b在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)期間，也能使電容器Cl逐漸地放電。該結(jié)構(gòu)在因事故而半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21未閉合的情況下，雖然是逐漸地，但也能夠?qū)﹄娙萜鰿l進(jìn)行放電?；蛘叻烹婋娐?0b在圖2的流程圖中在一定時(shí)間后將半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)之后在電容器Cl中仍殘留有電荷的情況下，能夠?qū)ζ涫Ｓ嚯姾蛇M(jìn)行放電。
[0051](第四實(shí)施例)接下來(lái)，對(duì)第四實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)進(jìn)行說(shuō)明。圖6表示第四實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2c的框圖?；旌蟿?dòng)力車(chē)2c的放電電路20c的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同。除放電電路20c之外的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同，因此省略說(shuō)明。放電電路20c具備第二實(shí)施例的第二電阻25和第三實(shí)施例的第三電阻26雙方。因此，第四實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2c具備第二實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2a的優(yōu)點(diǎn)和第三實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)2b的優(yōu)點(diǎn)雙方。
[0052]敘述與實(shí)施例相關(guān)的注意點(diǎn)。實(shí)施例的車(chē)輛具備主蓄電池3、電力轉(zhuǎn)換器、主繼電器(系統(tǒng)主繼電器4)、電容器Cl。主蓄電池3為了蓄積電動(dòng)機(jī)用的電力而具備。電力轉(zhuǎn)換器連接于主蓄電池3與電動(dòng)機(jī)8之間。電力轉(zhuǎn)換器典型的是將主蓄電池3的電力轉(zhuǎn)換成適合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電力的設(shè)備，是逆變器7或電壓轉(zhuǎn)換器5。主繼電器(系統(tǒng)主繼電器4)是對(duì)主蓄電池31與電力轉(zhuǎn)換器的連接進(jìn)行連接或切斷的開(kāi)關(guān)。電容器與電力轉(zhuǎn)換器的輸入端或輸出端并聯(lián)連接，對(duì)電流進(jìn)行平滑化。
[0053]實(shí)施例的車(chē)輛還具備對(duì)電容器進(jìn)行放電的放電電路。放電電路與電容器并聯(lián)連接。本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)的一個(gè)方案的放電電路(放電電路20)具備第一電阻23、PTC熱敏電阻(PTC熱敏電阻24)、開(kāi)關(guān)(半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21)的串聯(lián)電路。
[0054]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的另一方案的放電電路(放電電路20a)具備第二電阻25，該第二電阻25與上述的第一電阻23及開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接且與PTC熱敏電阻并聯(lián)連接。通過(guò)具備第二電阻25，放電電路20a在PTC熱敏電阻為低溫時(shí)和高溫時(shí)，自動(dòng)地切換電流路徑。低溫時(shí)的電流路徑是第一電阻23和PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路，該電路能夠使電容器Cl急速放電。高溫時(shí)的電流路徑是第一電阻23和第二電阻25的串聯(lián)電路，該電路能夠以中期間使電容器Cl放電。第一電阻23和第二電阻25以其串聯(lián)電路的合成電阻大于第一電阻23和PTC熱敏電阻24的串聯(lián)電路的合成電阻(其中，PTC熱敏電阻24為低溫時(shí)的電阻值)的方式被選定。在此，“低溫時(shí)”表示比PTC熱敏電阻24的居里溫度低的情況。
[0055]此外，第二電阻25的電阻值優(yōu)選為第一電阻23的電阻值以上。在第二電阻25的電阻值與第一電阻23相同的情況下，第一電阻23與第二電阻25的合成電阻(忽略PTC熱敏電阻的電阻值)為第一電阻單體的電阻值的2倍。即，PTC熱敏電阻為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的放電電阻是PTC熱敏電阻為接通狀態(tài)時(shí)的放電電阻的2倍，放電電阻的放熱量被抑制成約一半。
[0056]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的又一方案的放電電路(放電電路20b)還具備第三電阻25，該第三電阻25與第一電阻23、PTC熱敏電阻(PTC熱敏電阻24)、開(kāi)關(guān)(半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接且具有比第一電阻23的電阻值大的電阻值。無(wú)論開(kāi)關(guān)的狀態(tài)如何，第三電阻25都始終與電容器連接。因而，放電電路20b能夠長(zhǎng)期間地使電容器Cl放電。另外，實(shí)施例的第三電阻25相當(dāng)于權(quán)利要求書(shū)中的“第四電阻”。
[0057]本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的又一方案的放電電路(放電電路20c)除了放電電阻20a的結(jié)構(gòu)之外，還具備第三電阻25，該第三電阻25與第一電阻23、PTC熱敏電阻(PTC熱敏電阻24)、開(kāi)關(guān)(半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接，且具有比第一電阻24與第二電阻25的合成電阻值大的電阻值。該方案具備放電電路20a和放電電路20b這兩者的優(yōu)點(diǎn)。
[0058]實(shí)施例的車(chē)輛為混合動(dòng)力車(chē)。本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)也可以適用于不具備發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車(chē)。而且，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的技術(shù)也可以適用于燃料電池車(chē)。
[0059]關(guān)于本發(fā)明的代表性且非限定性的具體例，參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行了說(shuō)明。該詳細(xì)的說(shuō)明的單純的意圖是將用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選例的詳細(xì)情況向本領(lǐng)域技術(shù)人員表示，沒(méi)有限定本發(fā)明的范圍。而且，公開(kāi)的追加性的特征以及發(fā)明為了提供進(jìn)一步改善的電動(dòng)車(chē)，而可以與其他特征、發(fā)明分別或一起使用。
[0060]另外，在上述的詳細(xì)說(shuō)明中公開(kāi)的特征、工序的組合在最廣泛的意思中不是實(shí)施本發(fā)明時(shí)必須的，僅為了特別說(shuō)明本發(fā)明的代表性的具體例而記載。而且，上述的代表性的具體例的各種特征以及獨(dú)立及從屬權(quán)利要求記載的方案的各種特征在提供本發(fā)明的追加且有用的實(shí)施方式中，并不是必須如在此敘述的具體例那樣或如列舉出的順序那樣進(jìn)行組口 ο
[0061]本說(shuō)明書(shū)及/或權(quán)利要求書(shū)記載的全部特征與實(shí)施例及/或權(quán)利要求書(shū)記載的特征的結(jié)構(gòu)不同，作為對(duì)申請(qǐng)當(dāng)初的公開(kāi)以及權(quán)利要求書(shū)記載的特定事項(xiàng)的限定，旨在分別且相互獨(dú)立地公開(kāi)。而且，關(guān)于全部數(shù)值范圍及組或集團(tuán)的記載作為對(duì)申請(qǐng)當(dāng)初的公開(kāi)以及權(quán)利要求書(shū)記載的特定事項(xiàng)的限定，具有公開(kāi)它們中間的結(jié)構(gòu)的意圖。
[0062]以上，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的具體例，但這些只不過(guò)是例示，沒(méi)有對(duì)專(zhuān)利申請(qǐng)的范圍進(jìn)行限定。專(zhuān)利申請(qǐng)的范圍記載的技術(shù)包括對(duì)以上例示的具體例進(jìn)行了各種變形、變更的技術(shù)。本說(shuō)明書(shū)或附圖所說(shuō)明的技術(shù)要素單獨(dú)地或者通過(guò)各種組合來(lái)發(fā)揮技術(shù)有用性，沒(méi)有限定為申請(qǐng)時(shí)權(quán)利要求項(xiàng)記載的組合。而且，本說(shuō)明書(shū)或附圖所例示的技術(shù)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目的，實(shí)現(xiàn)其中的一個(gè)目的自身就具有技術(shù)有用性。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車(chē),其特征在于,具備: 電容器，用于對(duì)電流進(jìn)行平滑化； 放電電路，與電容器并聯(lián)連接，所述放電電路包含第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路；及 放電控制器，在預(yù)先規(guī)定的放電條件成立時(shí)將開(kāi)關(guān)閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)，其特征在于， 所述放電條件包括以下條件之一:檢測(cè)到車(chē)輛的碰撞、檢測(cè)到通信異常及輔機(jī)蓄電池的輸出電壓為預(yù)先規(guī)定的閾值電壓以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)車(chē)，其特征在于， 放電電路還具備第二電阻，所述第二電阻與第一電阻及開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接、且與PTC熱敏電阻并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車(chē)，其特征在于， 放電控制器在自閉合開(kāi)關(guān)起經(jīng)過(guò)了預(yù)先規(guī)定的時(shí)間之后將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車(chē)，其特征在于， 放電電路還具備第三電阻，所述第三電阻與第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接，且具有比第一電阻與第二電阻的合成電阻值大的電阻值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)，其特征在于， 放電電路還具備第四電阻，所述第四電阻與第一電阻、PTC熱敏電阻及開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電路并聯(lián)連接，且具有比第一電阻的電阻值大的電阻值。
【文檔編號(hào)】B60R16/02GK104136262SQ201280070526
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月23日
【發(fā)明者】廣瀨健太郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社