[發明專利]用于釋放殘留在驅動裝置中的電容器中的電荷的方法

有效

• 申請號: 201210244758.0
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102882400A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 広瀬敏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M3/155;H02M7/5387
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

本非臨時申請是基于2011年7月14日提交到日本專利局的申請號為2011-155505的日本專利申請，該申請的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及一種驅動裝置、在其上安裝有該驅動裝置的車輛以及用于控制該驅動裝置的方法。更特別地，本發明涉及一種釋放殘留在該驅動裝置中的電容器中的電荷的技術。

背景技術

近年來，作為環保型車輛的電動車輛被給予了極大關注，電動車輛上安裝有蓄電裝置（例如，二次電池或電容器）并且利用由蓄電裝置中蓄積的電力產生的驅動力來行駛。該電動車輛包括例如電氣自動車、混合動力車、燃料電池車等。

該電動車輛可包括電動發電機，在啟動或加速時，所述電動發電機用于接收來自蓄電裝置的電力并且產生用于行駛的驅動力，而在制動時，所述電動發電機通過再生制動而產生電力并且將電能蓄積在蓄電裝置中。為了根據如上所述的行駛狀態來控制電動發電機，通過變換器和逆變器變換電力的電力變換裝置安裝在電動車輛上。

該電力變換裝置包括大容量平滑電容器以穩定供給的DC電力。在電力變換裝置工作期間，與施加的電壓相對應的電荷被蓄積在平滑電容器中。

例如當車輛碰撞發生時，必須快速地釋放蓄積在平滑電容器中的這些電荷。

公開號為2004-201439的日本專利公開了這樣一種構造：在混合動力車或電氣自動車中，當電動機的驅動停止時，包括在電壓變換系統中的電容器中殘留的電荷被回充到DC電源，并且當電容器兩端的電壓變得等于或低于DC電源的電壓并且無法進行回充時，通過電壓變換系統中包括的變換器的重復升壓操作和降壓操作，借助變換器來釋放殘留在電容器中的電荷。

根據在公開號為2004-201439的日本專利所公開的技術，當車輛碰撞發生并且電動機的驅動停止時，蓄積在電容器中的電荷被回充，并且此后殘留電荷被變換器消耗。因此，能夠消除當碰撞發生時蓄積在電容器中的高壓電力對周圍的影響。

然而，根據碰撞的狀態，可隨著時間的推移來減少或中斷向控制裝置的供電。于是，在一些情況下，無法輸出用于驅動變換器的指令，并且無法適當地釋放殘留在電容器中的電荷。因此，例如，當碰撞發生時，必須盡快釋放殘留在電容器中的電荷。

發明內容

本發明能夠解決上述問題，其目的是在能夠利用來自蓄電裝置的電力而行駛的車輛中盡快釋放蓄積在驅動裝置中的電容器中的殘留電荷。

根據本發明的驅動裝置為一種利用來自蓄電裝置的電力來驅動安裝在車輛上的旋轉電機的驅動裝置。所述驅動裝置包括：電力變換裝置，其包括切換元件并且變換來自所述蓄電裝置的所述電力；電容器，其與所述電力變換裝置并聯連接；以及控制裝置，其用于驅動所述切換元件的控制端子并且釋放蓄積在所述電容器中的電荷。所述電力變換裝置包括多個逆導型半導體元件。所述多個逆導型半導體元件中的每個由第一半導體元件和第二半導體元件一體地形成，所述第一半導體元件作為所述切換元件而工作，而所述第二半導體元件并聯連接至所述第一半導體元件并且作為續流二極管而工作。在對所述電容器進行放電操作時，所述控制裝置在通過所述第二半導體元件進行的電流循環操作期間改變施加到所述第一半導體元件的所述控制端子的電壓并且增加所述第二半導體元件中的電力損耗。

優選地，所述多個逆導型半導體元件中的每個具有如下特性：在所述電流循環操作期間，所述第二半導體元件的傳導電阻隨著施加到所述第一半導體元件的所述控制端子的電壓的增加而增大。在對所述電容器進行放電時，所述控制裝置將施加到所述多個逆導型半導體元件中的存在于所述電流循環操作期間的循環路徑中的逆導型半導體元件中包括的所述第一半導體元件的所述控制端子的所述電壓設定為比當所述旋轉電機被驅動時施加的電壓高。

優選地，所述電力變換裝置為逆變器，所述逆變器包括所述多個逆導型半導體元件中的至少一個并且驅動所述旋轉電機。在對所述電容器進行放電時，所述控制裝置通過利用所述逆變器和所述旋轉電機來釋放所述電容器中的電荷。

優選地，所述控制裝置通過不使所述旋轉電機旋轉地使包括在所述旋轉電機中的線圈消耗所述電荷來釋放所述電容器中的電荷。

優選地，所述電力變換裝置為這樣一種變換器：其包括所述多個逆導型半導體元件中的至少一個和電抗器，并且變換從所述蓄電裝置供給的DC電壓，所述多個逆導型半導體元件中的所述至少一個和所述電抗器構成斬波電路。在對所述電容器進行放電時，所述控制裝置控制所述變換器以利用所述電抗器來釋放所述電容器中的電荷。