[發明專利]電力轉換裝置及其控制方法、以及搭載該電力轉換裝置的車輛

有效

• 申請號: 200980159273.8
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN102421626A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 廣瀨敏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60L3/04
• 分類號: B60L3/04;B60K6/365;B60K6/445
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐健;段承恩

技術領域

本發明涉及電力轉換裝置、電力轉換裝置的控制方法以及搭載該電力轉換裝置的車輛，尤其涉及車輛碰撞時包含在電力轉換裝置內的電容器的殘留電荷的放電控制。

背景技術

近年來，作為考慮到環境的車輛，搭載蓄電裝置(例如二次電池、電容器等)、使用由蓄積在蓄電裝置中的電力產生的驅動力而行駛的電動車輛受到關注。該電動車輛例如包括電汽車、混合動力汽車、燃料電池車等。

在這些電動車輛中，有時設有電動發電機，該電動發電機用于在出發時或加速時從蓄電裝置接受電力來產生用于行駛的驅動力，并在制動時通過再生制動進行發電而在蓄電裝置中存儲電能。這樣，為了根據行駛狀態控制電動發電機，在電動車輛搭載有轉換器、變換器(inverter)等電力轉換裝置。

在這樣的電力轉換裝置中，為了使所供給的直流電力穩定而設有大容量的平滑電容器。并且，在電力轉換裝置工作期間，在平滑電容器中蓄積與施加電壓相應的電荷。

對于存儲在該平滑電容器中的電荷，在發生了車輛碰撞這樣的情況下，需要迅速地使平滑電容器的殘留電荷放電。

在日本特開2004-201439號公報(專利文獻1)中公開了如下的技術：在具有設置于能夠進行升壓工作和降壓工作的轉換器的輸入側和輸出側的平滑電容器的電壓轉換系統中，在直流電力的供給停止時，控制轉換器以使得交替地進行升壓工作和降壓工作，從而消耗蓄積在平滑電容器中的殘留電荷。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2004-201439號公報

專利文獻2：日本特開2005-198406號公報

專利文獻3：日本特開2003-348856號公報

專利文獻4：日本特開2008-061300號公報

發明內容

發明要解決的問題

在日本特開2004-201439號公報(專利文獻1)所公開的技術中，并不是以發生了車輛碰撞的情況為前提，而是以點火開關斷開而來自蓄電裝置的電力供給停止的正常時的情況為前提。因此，向控制電力轉換裝置的控制裝置供給的電力也從蓄電裝置被正常地進行供給。

在發生了車輛碰撞等情況下，需要使平滑電容器的殘留電荷放電。但是，根據因碰撞導致的車輛狀態的不同，有時用于使控制裝置動作的電力供給用的控制電源線會發生斷線、電力供給用的電池的電壓會降低。在這樣情況下，在日本特開2004-201439號公報(專利文獻1)所公開的技術中，存在由于無法進行基于控制裝置的正常的轉換器控制而導致無法消耗殘留電荷的情況。

因此，在發生了車輛碰撞等的情況下，在從檢測出碰撞起到控制電源線和/或電池受到損害的期間，盡可能迅速地使殘留電荷放電變得尤為重要。另外，在電池的電壓降低了的情況下，也需要盡可能長時間地持續殘留電荷的放電動作。

本發明是為解決這樣的問題而完成的，本發明的目的在于：在車輛的電力轉換裝置中，當車輛碰撞時使蓄積在電力轉換裝置內的平滑電容器中的殘留電荷迅速地放電。

用于解決問題的手段

本發明的電力轉換裝置是搭載于車輛的電力轉換裝置。車輛包括：蓄電裝置，其對電力轉換裝置供給直流電力；碰撞檢測部，其用于檢測車輛的碰撞；以及繼電器，其構成為能夠切換從蓄電裝置向電力轉換裝置的直流電力的供給及切斷，該繼電器在通過碰撞檢測部檢測到車輛的碰撞時被切斷。電力轉換裝置包括電容器、電力轉換部、柵極驅動部、控制裝置。電力轉換部包括開關元件，構成為對從蓄電裝置經由繼電器供給的電力進行轉換。柵極驅動部用于驅動開關元件的柵極。控制裝置用于控制柵極驅動部，以使得消耗電容器的殘留電荷。并且，控制裝置與通過碰撞檢測部檢測到車輛的碰撞相應地，控制柵極驅動部以使開關元件的開關損失增加。

優選的是，柵極驅動部包括驅動電壓改變部，該驅動電壓改變部構成為能夠改變開關元件的柵極驅動電壓。并且，驅動電壓改變部與通過碰撞檢測部檢測到車輛的碰撞相應地，使柵極驅動電壓降低。

另外，優選的是，柵極驅動部包括電阻改變部，該電阻改變部構成為能夠改變開關元件的柵極電阻的電阻值。并且，電阻改變部與通過碰撞檢測部檢測到車輛的碰撞相應地，使柵極電阻的電阻值增加。

進一步優選的是，電阻改變部具有：第一柵極電阻；和第二柵極電阻，其電阻值大于第一柵極電阻的電阻值。并且，電阻改變部與通過碰撞檢測部檢測到車輛的碰撞相應地，從第一柵極電阻向第二柵極電阻切換柵極電阻的選擇。

另外，優選的是，第二柵極電阻是用于在開關元件發生異常時使開關元件緩慢停止的開關元件保護用電阻。