JP2009065808A - Electric vehicle charging device and control method - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータの停止位置を最適位置になるように制御することで、ロータが回転して車両が動くことを防止すると共に、異音発生、発熱による温度上昇及び充電効率の低下等を防止することのできる電気自動車用充電装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】電気自動車用充電装置1はニッケル水素電池等の二次電池15と、インバータ14と、モータ10と、モータ10の回転角度を検出するレゾルバ13と、充電用のリレー22,23と、商用電源プラグ20と、その接続部21と、商用電源の交流信号からゼロクロス信号を発生させるゼロクロス信号発生器18と、インバータ制御回路16及び車両制御ECU17と、を有している。さらに、インバータ14には商用電源と接続するための商用電源プラグ20、接続部21、充電用リレー22,23の順で、ダイオード24,25の接続点及びモータの中性点に接続される。
【選択図】図1By controlling the rotor stop position to an optimum position, it is possible to prevent the rotor from rotating and the vehicle from moving, and also to prevent abnormal noise generation, temperature rise due to heat generation, and decrease in charging efficiency. An electric vehicle charging device and a control method are provided.
An electric vehicle charging device includes a secondary battery such as a nickel metal hydride battery, an inverter, a motor, a resolver that detects a rotation angle of the motor, and relays for charging. , A commercial power plug 20, a connection portion 21, a zero cross signal generator 18 for generating a zero cross signal from an AC signal of the commercial power, an inverter control circuit 16 and a vehicle control ECU 17. Further, the inverter 14 is connected to the connection point of the diodes 24 and 25 and the neutral point of the motor in the order of the commercial power plug 20 for connection with the commercial power source, the connection portion 21, and the charging relays 22 and 23.
[Selection] Figure 1
Description
電力を充放電可能な二次電池と、二次電池の電力によりモータを駆動するインバータと、外部電源をモータの中性点に接続する接続部と、を有し、モータのコイルとインバータを利用して外部電源から二次電池を充電する電気自動車用充電装置及び制御方法に関する。 It has a secondary battery that can charge and discharge power, an inverter that drives the motor with the power of the secondary battery, and a connection that connects an external power supply to the neutral point of the motor, and uses the motor coil and inverter The present invention relates to an electric vehicle charging apparatus and a control method for charging a secondary battery from an external power source.
エンジンを有するハイブリッド自動車、燃料電池自動車等の電気自動車は二次電池であるニッケル水素電池や電気二重層コンデンサ等に蓄えられた電力によってモータを駆動して走行する。特に、発電機能を持たない電気自動車は、二次電池の充電量が無くなると走行できないため、二次電池の充電を行う充電装置が必要となる。ここで充電装置は電気自動車の走行時には必要ないため、ある地点に固定設置される場合や、あるいは車載する場合がある。 An electric vehicle such as a hybrid vehicle having an engine or a fuel cell vehicle travels by driving a motor with electric power stored in a nickel hydride battery or an electric double layer capacitor as a secondary battery. In particular, an electric vehicle that does not have a power generation function cannot run when the amount of charge of the secondary battery is exhausted, and thus a charging device that charges the secondary battery is required. Here, since the charging device is not necessary when the electric vehicle is traveling, it may be fixedly installed at a certain point or may be mounted on the vehicle.
充電装置が固定設置されている場合は、電気自動車をその場所に移動させ、充電を行う必要があるため他の場所では充電が行えないという欠点がある。一方、充電装置を車載する場合は車両重量が増加するという問題があった。この問題を解決するために、モータのコイルをリアクトルとして用いて車両重量の増加を抑え、かつ、モータの駆動を行うインバータの回路素子を制御することで家庭用の商用電源から充電を行う装置が従来より提案されている。 When the charging device is fixedly installed, it is necessary to move the electric vehicle to the place and perform charging, and thus there is a disadvantage that charging cannot be performed at other places. On the other hand, when the charging device is mounted on the vehicle, there is a problem that the vehicle weight increases. In order to solve this problem, an apparatus that uses a motor coil as a reactor to suppress an increase in vehicle weight and controls a circuit element of an inverter that drives the motor to perform charging from a commercial power supply for home use. It has been proposed in the past.
しかし、ロータに永久磁石を配置した永久磁石モータを使用した場合、モータの任意のコイルに電流を流すと、永久磁石の磁極位置によってはロータを回転させるトルクが発生する場合がある。このトルクによりロータが回転すると、充電時に車両が振動したり異音が生じたりすることがあるという問題があった。 However, when a permanent magnet motor in which a permanent magnet is arranged in the rotor is used, if current is passed through an arbitrary coil of the motor, torque that rotates the rotor may be generated depending on the magnetic pole position of the permanent magnet. When the rotor is rotated by this torque, there is a problem that the vehicle may vibrate or abnormal noise may occur during charging.
そこで、特許文献1に示すような電気自動車の充電装置は、2個のモータと、それぞれのモータのコイルに流れる電流を制御する2個のインバータと、2個のモータのおのおのの中性点に商用電源を接続する接続回路と、ロータの磁極位置を検出する磁極位置センサと、検出された磁極位置に基づきモータの3相のコイル又は、3相のコイルのうちロータを回転させるトルクが最小となる磁界を発生させる1相または2相のコイルを選定するコイル選定手段と、選定されたコイルに、インバータの回路素子を制御して、商用電源から電流を流し、これらのコイルを昇圧用リアクトルとして二次電池に対して充電を行う制御回路を有している。
Therefore, an electric vehicle charging apparatus as shown in
特許文献1に開示されている技術を用いることにより、モータの3相を選択してそれぞれ等しい電流を流す場合、発生する磁界はお互いに相殺してゼロとなり、ロータの回転を防止できる。また、モータの3相のコイルのうち、ロータを回転させるトルクが最小となる1相または2相のコイルを選定し、コイルに電流を流す場合、発生するトルクが小さいので車両の摩擦抵抗などによりロータの回転を防止することができる。
By using the technique disclosed in
しかし、特許文献1の技術を用いる場合において、車両停車時のロータ位置はさまざまな角度となり、ロータの停止位置により充電による微小なトルク変動で発生するトルク振動、磁石の発熱、インダクタンスのばらつきによる充電効率の変動が発生し、異音、発熱、充電効率の低下等が発生していた。
However, in the case of using the technique of
そこで、本発明は2次電池充電時において、ロータの停止位置を最適位置になるように制御することで、ロータが回転して車両が動くことを防止すると共に、異音発生、発熱による温度上昇及び充電効率の低下等を防止することのできる電気自動車用充電装置及び制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, when the secondary battery is charged, the rotor stop position is controlled to the optimum position, thereby preventing the rotor from rotating and the vehicle from moving, generating abnormal noise, and increasing the temperature due to heat generation. An object of the present invention is to provide a charging device for an electric vehicle and a control method capable of preventing a decrease in charging efficiency and the like.
以上のような目的を達成するために、本発明に係る電気自動車用充電装置は、二次電池と、ステータとロータとを含むモータと、二次電池の電力によりモータを駆動するインバータと、外部電源をモータの中性点に接続する接続部と、を有し、モータのコイルとインバータを利用して外部電源から二次電池を充電する電気自動車用充電装置において、充電あるなしに関わらず充電にそなえて、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となる目標ロータ角度でモータを停止させるモータ制御手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a charging device for an electric vehicle according to the present invention includes a secondary battery, a motor including a stator and a rotor, an inverter that drives the motor by the power of the secondary battery, and an external device. In a charging device for an electric vehicle, which has a connecting portion for connecting a power source to a neutral point of the motor, and charges a secondary battery from an external power source using a motor coil and an inverter, charging is performed with or without charging. In addition, there is provided a motor control means for stopping the motor at a target rotor angle at which each of torque generated in the motor and magnet loss is minimized.
また、本発明に係る電気自動車用充電装置において、モータ制御手段は、車両を停止する時に、モータを目標ロータ角度で停止させることを特徴とする。 In the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the motor control means stops the motor at a target rotor angle when stopping the vehicle.
また、本発明に係る電気自動車用充電装置において、モータ制御手段は、車両が停止した後に、充電指示があってから実際に充電制御が行われる間にモータを目標ロータ角度に回転し停止させることを特徴とする。 In the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the motor control means rotates the motor to the target rotor angle and stops it while the charging instruction is actually performed after the vehicle stops. It is characterized by.
さらに、本発明に係る電気自動車用充電装置において、目標ロータ角度は、モータの特性によって定まり、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となり、かつ、モータのインダクタンスが最大となるロータ角度であることを特徴とする。 Furthermore, in the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the target rotor angle is determined by the characteristics of the motor, and is a rotor angle at which each of the torque and magnet loss generated in the motor is minimized and the motor inductance is maximized. It is characterized by being.
さらに、本発明に係る電気自動車用充電装置において、モータ制御手段は、インバータを制御することにより、ロータを所望の目標ロータ角度に位置決めすることを特徴とする。 Further, in the electric vehicle charging device according to the present invention, the motor control means controls the inverter to position the rotor at a desired target rotor angle.
さらに、本発明に係る電気自動車用充電装置において、モータが集中巻きの場合には、目標ロータ角度は磁極中心とスロット中心が一致する角度であることを特徴とする。 Furthermore, in the electric vehicle charging apparatus according to the present invention, when the motor is concentrated winding, the target rotor angle is an angle at which the magnetic pole center coincides with the slot center.
さらに、本発明に係る電気自動車用充電装置において、モータが分布巻きの場合には、目標ロータ角度は磁石中心と同相スロット間ティース中心が一致する角度であることを特徴とする。 Furthermore, in the electric vehicle charging apparatus according to the present invention, when the motor is distributed winding, the target rotor angle is an angle at which the center of the magnet coincides with the center of the teeth between the in-phase slots.
また、本発明に係る電気自動車用充電装置の制御方法は、二次電池と、ステータとロータとを含むモータと、二次電池の電力によりモータを駆動するインバータと、外部電源をモータの中性点に接続する接続部と、を有し、モータのコイルとインバータを利用して外部電源から二次電池を充電する電気自動車用充電装置の制御方法において、充電あるなしに関わらず充電にそなえて、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となる目標ロータ角度でモータを停止させるモータ制御工程を含むことを特徴とする。 In addition, the control method for the charging device for an electric vehicle according to the present invention includes a secondary battery, a motor including a stator and a rotor, an inverter that drives the motor by the power of the secondary battery, and an external power source that is neutral to the motor. In a control method for a charging device for an electric vehicle, which has a connecting portion connected to a point and charges a secondary battery from an external power source using a motor coil and an inverter, in preparation for charging regardless of whether there is charging or not And a motor control step of stopping the motor at a target rotor angle at which each of torque generated in the motor and magnet loss is minimized.
また、本発明に係る電気自動車用充電装置の制御方法において、モータ制御工程は、車両を停止する時に、モータを目標ロータ角度で停止させることを特徴とする。 In the method for controlling the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the motor control step is characterized by stopping the motor at a target rotor angle when the vehicle is stopped.
また、本発明に係る電気自動車用充電装置の制御方法において、モータ制御工程は、車両が停止した後、充電指示があってから実際に充電制御が行われる間にモータを目標ロータ角度に回転し停止させることを特徴とする。 Further, in the method for controlling the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the motor control step rotates the motor to the target rotor angle while the vehicle is stopped and the charging instruction is actually performed after the charging instruction is issued. It is characterized by being stopped.
さらに、本発明に係る電気自動車用充電装置の制御方法において、目標ロータ角度は、モータの特性によって定まり、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となり、かつ、モータのインダクタンスが最大となるロータ角度であることを特徴とする。 Further, in the method for controlling the charging device for an electric vehicle according to the present invention, the target rotor angle is determined by the characteristics of the motor, the torque generated in the motor and the magnet loss are minimized, and the inductance of the motor is maximized. It is a rotor angle.
本発明を用いることにより、2次電池充電時において、ロータの停止位置を最適位置になるように制御し、ロータが回転して車両が動くことを防止すると共に、異音発生、発熱による温度上昇及び充電効率の低下等を防止することができるという効果がある。 By using the present invention, when the secondary battery is charged, the rotor stop position is controlled to the optimum position to prevent the rotor from rotating and the vehicle from moving, while generating abnormal noise and increasing the temperature due to heat generation. In addition, there is an effect that a reduction in charging efficiency and the like can be prevented.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
図1には、電気自動車用充電装置1の構成が示されている。電気自動車用充電装置1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15と、主電源用リレー26,28と、インバータ14と、モータ10と、モータ10の回転角度を検出するレゾルバ13と、充電用のリレー22,23と、商用電源プラグ20と、その接続部21と、商用電源の交流信号からゼロクロス信号を発生させるゼロクロス信号発生器18と、インバータ制御回路16及び車両制御ECU17と、を有している。
FIG. 1 shows the configuration of an electric
二次電池15は、高電圧の直流電力を供給することができ、二次電池とインバータ14との間には主電源用リレー26,27が設けられている。また、主電源用リレー26には突入制限抵抗52及び突入制限リレー27が並列接続されている。
The
インバータ14は、U相,V相,W相のアームを有し、複数のスイッチング用のトランジスタ31〜36、ダイオード41〜46及びコンデンサ51を含んでいる。モータを駆動する場合において、インバータ14は、インバータ制御回路16の制御に基づいて各トランジスタをオン・オフし、2次電池の直流出力から3相の交流出力に変換して出力し、3相交流をモータ10に供給することができる。
The inverter 14 has U-phase, V-phase, and W-phase arms, and includes a plurality of
さらに、インバータ14には、本発明の特徴的な構成である充電部が設けられている。インバータ14には商用電源と接続するための商用電源プラグ20、接続部21、充電用リレーの順で、ダイオード24,25の接続点及びU相からW相の中性点に接続されている。
Further, the inverter 14 is provided with a charging unit which is a characteristic configuration of the present invention. The inverter 14 is connected to the neutral point of the W phase from the connection point of the
次に、電気自動車の起動から充電処理までの動作概要を図1を用いて示す。なお、充電時には、商用電源プラグ20を例えば交流100Vのコンセントに接続する。インバータ制御回路16は、車両制御ECU17からの指示により高電位側の主電源用リレー26を「オン」にする前に、低電位側の主電源用リレー28を「オン」、突入制限リレー27を「オン」にする。これにより、コンデンサ51に電流を徐々に供給することで突入電流を低減させ、所定時間経過後に高電位側の主電源用リレー26を「オン」させると共に突入制限リレー27を「オフ」し、二次電池とインバータが接続される。
Next, an outline of the operation from the start of the electric vehicle to the charging process will be described with reference to FIG. At the time of charging, the
インバータ制御回路16は、商用電源の電力供給状態及び二次電池への充電状態を検出するために、ゼロクロス信号発生器18及び電流センサ19からの信号を取得して正常であるかを確認する。次に、インバータ制御回路16は充電を開始するために、充電用リレー22,23を「オン」にする。
The
ここで、ゼロクロス信号発生器18は、商用電源プラグ20からの交流商用電源の電圧が0ボルトとなるたびにハイレベルとローレベルが入れ替わる信号であり、交流商用電源の電圧位相の基準となる。充電時において、インバータ制御回路16はこのゼロクロス信号を基準にしてインバータの各トランジスタを制御し、電圧と電流の位相がそろい、力積が「1」になるようにする。また、電流センサ19は二次電池15に流れる電流(IB)を検出し、二次電池の状態をインバータ制御回路16へ出力する。
Here, the zero-
図6は、電気自動車用充電装置のインバータ制御信号を示すタイムチャートであり、横軸には時間と、縦軸には、上から商用電源、トランジスタ31、32によるPWM1信号及びPWM2信号、ゼロクロス信号とが示されている。以下、充電時におけるインバータ14の動作を図1のW相アームに接続されているトランジスタ31,32と、ダイオード41,42と、整流用のダイオード24,25と、を例にして説明する。
FIG. 6 is a time chart showing an inverter control signal of the charging device for an electric vehicle. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents commercial power from above, PWM1 signal and PWM2 signal by
図1のインバータ制御回路16は、ゼロクロス信号を参照して商用電源に接続されているモータ10の中性点の電圧が正であるか、負であるか判定する。図6に示すように中性点の電圧が「正」(ゼロクロス信号:ハイレベル)となっている時は、トランジスタ32が「オン」・「オフ」を繰り返すように制御され(PWM1信号)、トランジスタ31は「オフ」となる。このようにトランジスタ32が「オン」から「オフ」となると、モータ10のW相のコイルにより昇圧され、ダイオード41と25に電流が流れ、コンデンサ51に電荷が蓄積すると共に、二次電池15に充電が行われる。
The
次に、中性点の電圧が「負」となっている時は、トランジスタ31が「オン」・「オフ」を繰り返すように制御され(PWM2信号)、トランジスタ32は「オフ」となる。トランジスタ31が「オン」から「オフ」となると、モータ10のW相コイルにより昇圧され、ダイオード42と24に電流が流れ、コンデンサ51に電荷が蓄積すると共に、二次電池15に充電が行われる。なお、他のV相、U相のトランジスタ33〜36についても同様な制御により充電が行われる。インバータ制御回路16は、電流センサ19の検出値IBと制御目標の電流値Irefとを比較し、充電される電流である検出値IBに基づいて充電電流も制御する。
Next, when the voltage at the neutral point is “negative”, the
図2は、ステータ11とロータ12とを有する集中巻きモータ10の一部分を切り出したものであり、図4には集中巻きモータ10のトルク振動とインダクタンスと磁石損失とのモータ特性を示す。図2のステータ11は左から時計回りにW相、V相、V相、U相、U相、W相の繰り返しとなり、ロータ12は、N,S極の永久磁石が凸状に配置されている。
FIG. 2 shows a part of the concentrated winding
図4の横軸のロータ位置角度は、図2のV相とU相のスロット中心からロータ12の磁極中心までの角度を示し、図4の充電時発生MAXトルクは約7.5度,約15度,約22.5度,約30度近傍で最小となり、インダクタンスはほぼ一定値を保ち、磁石損失は、約15度,約30度近傍で最小となる。このことから、図2に示した集中巻き型モータでは、図4に示したように約15度がトルク振動及び磁気損失が最小となる角度が目標ロータ角度である。この目標ロータ角度では、ロータを回転させようとするトルクが小さく、モータの発熱も抑えられる。
The rotor position angle on the horizontal axis of FIG. 4 indicates the angle from the V-phase and U-phase slot centers of FIG. 2 to the magnetic pole center of the
図3は分布巻きモータの一部分を切り出したものであり、同様に図5には分布巻きモータ10のトルク振動とインダクタンスと磁石損失とのモータ特性を示す。図3のステータ11は左から時計回りにU相、W相、W相、V相、V相、U相の繰り返しとなり、ロータ12はN,S極の永久磁石が凸状に配置されている。
FIG. 3 shows a part of the distributed winding motor. Similarly, FIG. 5 shows motor characteristics of the torque vibration, inductance, and magnet loss of the distributed winding
図5の横軸のロータ位置角度は、図3のW相の分布巻き同相間中心からロータ12の磁極中心までの角度を示し、図5の充電時発生MAXトルクは約7.5度,約15度で最小となり、インダクタンスは約7.5度で最大となり、磁石損失は、約7.5度近傍で最小となる。このことから、図3に示した分布巻き型モータでは、図5に示したように約7.5度がトルク振動及び磁気損失が最小となり、インダクタンスが最大となる目標ロータ角度である。この目標ロータ角度では、ロータを回転させようとするトルク及びモータの発熱が小さくなるだけでなく、充電効率の低下を防止することができる。
The rotor position angle on the horizontal axis of FIG. 5 indicates the angle from the center of the W-phase distributed winding in-phase in FIG. 3 to the magnetic pole center of the
図7は、二次電池の充電量が減少し、充電が必要なレベルになった場合において、車両停止時にロータ角度を調整する停止前ロータ位置調整方式の処理の流れが示されている。停止指示が車両制御ECUから出されると、CPUを有するインバータ制御回路は、ステップS10において、二次電池の充電量が充電レベルに減少したかどうかを判定する。もし、充電が必要であると判断されるとステップS12に移る。 FIG. 7 shows a process flow of the pre-stop rotor position adjustment method for adjusting the rotor angle when the vehicle is stopped when the charge amount of the secondary battery is reduced to a level that requires charging. When the stop instruction is issued from the vehicle control ECU, the inverter control circuit having the CPU determines whether or not the charge amount of the secondary battery has decreased to the charge level in step S10. If it is determined that charging is necessary, the process proceeds to step S12.
ステップS12においてレゾルバの角度を検出し、ステップS14において所定の停止角度に近い目標ロータ角度を予測し、ステップS16においてインバータを制御し、ステップS18においてロータ角度の変化により車両が停止したかを判定する。もし、車両が停止していないと判断した場合には、ステップS12に戻り、再度ロータ角度の停止制御を実行する。再度、ステップS18において、ロータ角度の変化がゼロとなり、目標ロータ角度で車両停止と判断すると、処理を終えて、図示しないメインルーチンへ戻る。この処理により、車両停止時にはロータ角度を最適な位置とすることができ、充電の意志である充電プラグ挿入により充電制御が開始されることになる。 In step S12, the resolver angle is detected. In step S14, a target rotor angle close to a predetermined stop angle is predicted. In step S16, the inverter is controlled. In step S18, it is determined whether the vehicle has stopped due to a change in the rotor angle. . If it is determined that the vehicle is not stopped, the process returns to step S12, and the rotor angle stop control is executed again. In step S18, when the change in the rotor angle becomes zero and it is determined that the vehicle is stopped at the target rotor angle, the process is terminated and the process returns to the main routine (not shown). With this process, the rotor angle can be set to an optimum position when the vehicle is stopped, and charging control is started by inserting a charging plug, which is a will of charging.
図8は、車両が停止した状態で充電が開始される場合、充電前ロータ位置調整方式の処理の流れが示されている。上述した停止前ロータ位置調整方式では、車両停止直後はロータ角度を最適な状態とすることが可能であるが、例えば、タイマーにより深夜電力を利用する場合には、車両停止から実際の充電開始までの間には時間がある。このため、図8に示した充電前ロータ位置調整方式では、この間にロータ角度を調整することも可能である。なお、充電の意志である充電プラグ挿入により充電制御が行われる前に調整する方法と併用してもよい。 FIG. 8 shows a processing flow of the pre-charging rotor position adjustment method when charging is started in a state where the vehicle is stopped. In the above-described rotor position adjustment method before stopping, the rotor angle can be set to an optimal state immediately after the vehicle stops. For example, when using midnight power by a timer, from the vehicle stopping to the actual charging start. There is time between. For this reason, in the pre-charging rotor position adjustment method shown in FIG. 8, the rotor angle can be adjusted during this time. In addition, you may use together with the method adjusted before charging control is performed by the charge plug insertion which is the will of charge.
図8に示す位置制御では、車両停止時に車両制御ECUから充電開始が指示されると、CPUを有するインバータ制御回路は、ステップS20において充電と判定してステップS22に移る。ステップS22においてレゾルバの角度を検出し、目標ロータ角度とのずれを計算して移動角度を算出し、ステップS26においてインバータを制御してロータ角度を調整する。ステップS28においてロータ角度の変化がゼロとならず、目標ロータ角度にならない場合は、再度ステップS22以下を実行し、ロータ角度が目標ロータ角度となり、ロータ角度の変化がゼロになった場合には、処理を終えて図示しないメインルーチンへ戻る。 In the position control shown in FIG. 8, when the vehicle control ECU gives an instruction to start charging when the vehicle is stopped, the inverter control circuit having the CPU determines that charging is performed in step S20 and proceeds to step S22. In step S22, the resolver angle is detected, the deviation from the target rotor angle is calculated to calculate the movement angle, and in step S26, the inverter is controlled to adjust the rotor angle. If the change in the rotor angle does not become zero and does not become the target rotor angle in step S28, step S22 and subsequent steps are executed again, and when the rotor angle becomes the target rotor angle and the change in the rotor angle becomes zero, After the processing, the process returns to the main routine (not shown).
なお、本実施形態の電気自動車用充電装置において、ロータ角度の調整に必要な移動角度では車両の移動量は1mm以下である為、車両停止時にロータ角度の設定を行うことができる構造となっている。また、図7では所定条件が満たされた場合にロータ角度の設定を行っているが、これに限定するものではなく、例えば、すべての車両停止時にロータ角度の設定を行ってもよいし、その他の条件により実行してもよい。 In the electric vehicle charging device of the present embodiment, since the moving amount of the vehicle is 1 mm or less at the moving angle necessary for adjusting the rotor angle, the rotor angle can be set when the vehicle is stopped. Yes. In FIG. 7, the rotor angle is set when a predetermined condition is satisfied. However, the present invention is not limited to this. For example, the rotor angle may be set when all the vehicles are stopped. It may be executed according to the conditions.
以上、上述したように、本実施形態を用いることにより、2次電池充電時において、ロータの停止位置を最適位置になるように制御し、ロータが回転して車両が動くことを防止すると共に、異音発生、発熱による温度上昇及び充電効率の低下等を防止することが可能となる。 As described above, by using this embodiment, when the secondary battery is charged, the rotor stop position is controlled to the optimum position, and the rotor rotates to prevent the vehicle from moving. It is possible to prevent occurrence of abnormal noise, temperature rise due to heat generation, reduction in charging efficiency, and the like.
1 電気自動車用充電装置、10 モータ、11 ステータ、12 ロータ、13 レゾルバ、14 インバータ、15 二次電池、16 インバータ制御回路、18 ゼロクロス信号発生器、19 電流センサ、20 商用電源プラグ、21 接続部、22 充電用リレー、24,25,41,42,43,44,45,46 ダイオード、26 主電源用リレー、27 突入制限リレー、28 主電源用リレー、31,32,33,34,35,36 トランジスタ、51 コンデンサ、52 突入制限抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
充電あるなしに関わらず充電にそなえて、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となる目標ロータ角度でモータを停止させるモータ制御手段を有することを特徴とする電気自動車用充電装置。 A motor including a secondary battery, a stator and a rotor, an inverter that drives the motor by the power of the secondary battery, and a connection portion that connects an external power source to the neutral point of the motor, and a coil of the motor; In an electric vehicle charging device that uses an inverter to charge a secondary battery from an external power source,
What is claimed is: 1. An electric vehicle charging apparatus comprising: motor control means for stopping a motor at a target rotor angle at which each of torque and magnet loss generated in the motor is minimized in preparation for charging regardless of whether charging is performed.
モータ制御手段は、車両を停止する時に、モータを目標ロータ角度で停止させることを特徴とする電気自動車用充電装置。 The electric vehicle charging device according to claim 1,
The motor control unit stops the motor at a target rotor angle when stopping the vehicle.
モータ制御手段は、車両が停止した後に、充電指示があってから実際に充電制御が行われる間にモータを目標ロータ角度に回転し停止させることを特徴とする電気自動車用充電装置。 The electric vehicle charging device according to claim 1,
An electric vehicle charging apparatus characterized in that the motor control means rotates the motor to a target rotor angle and stops the motor while charging control is actually performed after the vehicle is stopped after the vehicle is stopped.
目標ロータ角度は、モータの特性によって定まり、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となり、かつ、モータのインダクタンスが最大となるロータ角度であることを特徴とする電気自動車用充電装置。 In the electric vehicle charging device according to any one of claims 1 to 3,
The target rotor angle is determined by the characteristics of the motor, and is a rotor angle at which each of torque generated in the motor and magnet loss is minimized and the inductance of the motor is maximized.
モータ制御手段は、インバータを制御することにより、ロータを所望の目標ロータ角度に位置決めすることを特徴とする電気自動車用充電装置。 In the electric vehicle charging device according to any one of claims 1 to 4,
The motor control means positions the rotor at a desired target rotor angle by controlling the inverter.
モータが集中巻きの場合には、目標ロータ角度は磁極中心とスロット中心が一致する角度であることを特徴とする電気自動車用充電装置。 In the electric vehicle charging device according to any one of claims 1 to 5,
When the motor is concentrated winding, the target rotor angle is an angle at which the center of the magnetic pole and the center of the slot coincide with each other.
モータが分布巻きの場合には、目標ロータ角度は磁石中心と同相スロット間ティース中心が一致する角度であることを特徴とする電気自動車用充電装置。 In the electric vehicle charging device according to any one of claims 1 to 5,
When the motor is distributed winding, the target rotor angle is an angle at which the center of the magnet coincides with the center of the teeth between the in-phase slots.
充電あるなしに関わらず充電にそなえて、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となる目標ロータ角度でモータを停止させるモータ制御工程を含むことを特徴とする電気自動車用充電装置の制御方法。 A motor including a secondary battery, a stator and a rotor, an inverter that drives the motor by the power of the secondary battery, and a connection portion that connects an external power source to the neutral point of the motor, and a coil of the motor; In a control method of a charging device for an electric vehicle that charges a secondary battery from an external power source using an inverter,
Control of a charging device for an electric vehicle characterized by including a motor control step for stopping the motor at a target rotor angle at which each of torque and magnet loss generated in the motor is minimized in preparation for charging regardless of whether charging is performed Method.
モータ制御工程は、車両を停止する時に、モータを目標ロータ角度で停止させることを特徴とする電気自動車用充電装置の制御方法。 In the control method of the charging device for electric vehicles according to claim 8,
In the motor control step, when stopping the vehicle, the motor is stopped at the target rotor angle.
モータ制御工程は、車両が停止した後、充電指示があってから実際に充電制御が行われる間にモータを目標ロータ角度に回転し停止させることを特徴とする電気自動車用充電装置の制御方法。 In the control method of the charging device for electric vehicles according to claim 8,
The motor control step is a method for controlling a charging device for an electric vehicle, characterized in that after the vehicle is stopped, the motor is rotated to a target rotor angle and stopped while charging control is actually performed after a charging instruction is issued.
目標ロータ角度は、モータの特性によって定まり、モータに発生するトルク、磁石損失のそれぞれが最小となり、かつ、モータのインダクタンスが最大となるロータ角度であることを特徴とする電気自動車用充電装置の制御方法。 In the control method of the charging device for electric vehicles according to any one of claims 8 to 10,
The target rotor angle is determined by the characteristics of the motor, and is a rotor angle that minimizes the torque and magnet loss generated in the motor and maximizes the motor inductance. Method.
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