电动汽车的制作方法
【专利说明】电动汽车
[0001]本发明是2012年02月10日申请的发明名称为“电动汽车”的第201280010175.X号发明专利申请的分案申请。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求申请日为2011年2月25日、申请号为日本特愿2011-039854 ;申请日为2011年2月25日、申请号为日本特愿2011-039855的优先权，通过参照其整体，将其作为本申请的一部分的内容而引用。
技术领域
[0004]本发明涉及具有驱动车轮的电动机的电池驱动、燃料电池驱动等的内轮电动机车辆等的电动汽车。
【背景技术】
[0005]在电动汽车中，车辆驱动用的电动机的性能降低、故障对行驶性与安全性造成较大影响。由此，为了在有限的电池容量条件下提高续航距离，采用IPM型的电动机(埋入磁铁型同步电动机)，该IPM型的电动机使用了具有高效率性能的钕类磁铁。
[0006]另外，在电动汽车中，一般采用同步型的电动机、感应型的电动机，通过变频器将电池的直流电转换为交流电，进行电动机的驱动。变频器主要由多个半导体开关元件构成，但是由于流过电动机驱动用的大电流，故发热量大。在半导体开关元件中，由于温度导致的特性变化大，另外由于有时会因过热而损伤，故一般在变频器中设置冷却机构。
[0007]此外，在过去人们提出下述的方案，其中，在内轮电动机驱动装置中，为了确保可靠性，测定车轮用轴承、减速器与电动机等的温度，监视过度负荷，对应于温度测定值进行电动机的驱动电流的限制、降低电动机转数(比如，专利文献I)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2008-168790号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]在电动汽车中，车辆的行驶条件不断变化，电动机转数、以及流过电动机线圈的电流均大幅度地变化。特别是，在内轮型的电动汽车中，由于电动机设置于悬架的弹簧的底侦牝即弹簧下，故持续处于被施加振动状态等的电动机处于严酷的环境条件下。在于这样的恶劣环境下，于坡道等处连续地在高转矩产生状态运转的场合，电动机温度上升，使电动机线圈的绝缘性能劣化的可能性也高。为了进行车辆的安全行驶运转，对电动机进行温度管理是重要的。
[0013]另外，在电动汽车的变频器中，像前述那样设置冷却机构，在通常的驾驶的场合防止过度升温，但是，在坡道等处连续地在高转矩产生状态运转的场合，由于所流过的电流大，故具有因过热而特性改变、损伤的危险。变频器的特性变化、损伤导致电动机驱动的控制特性产生变化或者电动机无法驱动。
[0014]像上述那样，在内轮电动机驱动装置中，在测定电动机温度或变频器温度、监视过度负荷、限制电动机的驱动电流的场合，具有骤然地妨碍车辆的运转的危险。
[0015]本发明的目的在于提供一种电动汽车，其不会骤然地妨碍车辆的运转，可对电动机进行温度管理，另外可防止变频器的过热造成的特性变化和损伤、防止电动机驱动的控制特性的变化、防止电动机无法驱动的情况，快速地进行恰当的应对处理。在下面，针对本发明的概要，采用表示实施方式的附图中的标号而进行说明。
[0016]用于解决课题的技术方案
[0017]本发明的电动汽车包括:驱动车轮2的电动机6 ;控制装置Ul，该控制装置Ul包括控制该电动机6的变频器31，在上述电动机6的电动机线圈78或上述变频器31上设置温度传感器Sma(Sia)，该温度传感器Sma(Sia)检测上述电动机线圈78的温度Tmc或上述变频器31的温度Tic，设置限制机构，该限制机构在通过该温度传感器Sma(Sia)检测的温度Tmc (Tic)超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值时，在通过时间t对该温度Tmc (Tic)进行微分的dTmc/dt(dTic/dt)为O以下为止，在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，降低上述电动机6的电流值，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，对提供给上述变频器31的电流指令进行限制。在此，上述限制机构为电动机电流降低机构95或变频限制机构102。
[0018]按照该方案，温度传感器Sma持续检测电动机6的电动机线圈78的温度Tmc，温度传感器Sia持续检测变频器31的温度Tic。比如，在于坡道等处连续在高转矩产生状态使电动汽车运转的场合，电动机线圈78和变频器31的温度Tmc (Tic)上升。限制机构判断所检测的温度Tmc(Tic)是否超过已确定的阈值。
[0019]在限制机构为电动机电流降低机构95的场合，电动机电流降低机构95在判定温度Tmc超过电动机线圈温度阈值时，进行降低电动机6的电流值的控制。然后，在识别到温度Tmc变化的程度为O以下的倾向时，即，如果温度上升率dTmc/dt为O以下，则不等待温度Tmc本身下降到规定值，解除降低电动机电流的控制，由此，防止电动机6的骤然的驱动限制。
[0020]由于电动机电流降低机构95的控制解除，即使在电动机线圈78的温度Tmc开始上升的情况下，如果此时温度Tmc为电动机线圈温度阈值以上的温度，则再次进行降低电动机6的电流值的控制。另外，如果温度上升率为O以下，由于解除降低电动机电流的控制，故可确实防止过度负荷。
[0021]在限制机构为变频限制机构102的场合，变频限制机构102判断所检测的温度Tic是否超过已确定的变频器温度阈值。变频限制机构102在判定温度Tic超过变频器温度阈值时，对提供给变频器31的电流指令进行限制。具体来说，进行改变占空比和脉冲数中的任意一者或两者的控制。比如，表示相对切换周期的脉冲为ON时间的上述占空比小于已设定的占空比，降低电压实效值，切换周期为同一周期时产生不等幅脉冲，由此可对提供给变频器31的电流指令进行限制。
[0022]然后，在识别到温度Tic变化的程度为O以下的倾向时，即如果温度上升率dTic/dt为O以下，由于不等待温度Tic本身降低到规定值，解除对变频器31的电流指令进行限制的控制，故没有过于降低电动机电流，防止电动机6的骤然的驱动限制。由于变频限制机构102的控制解除，即使在变频器31的温度Tic开始上升的情况下，如果此时温度Tic为变频器温度阈值以上的温度，则再次进行限制向变频器31的电流指令的控制。另外，如果温度上升率小于0，由于对变频器31的电流指令进行限制的控制被解除，故可确实防止过度负荷。于是，可防止变频器31的过热造成的特性变化和损伤、可防止电动机驱动的控制特性的变化、电动机无法驱动的情况。
[0023]上述控制装置Ul也可包括E⑶21和变频装置22，该E⑶21为对车辆整体进行控制的电子控制单元，该变频装置22包括:具有上述变频器31的电源电路部28和按照上述ECU 21的控制而至少对上述电源电路部28进行控制的电动机控制部29，上述变频器将电池的直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电。
[0024]也可将上述限制机构95(102)设置于上述电动机控制部29中，该限制机构95(102)包括判断部39(39A)和控制部40 (40A)，该判断部39 (39A)判断通过上述温度传感器Sma(Sia)检测的温度Tmc (Tic)是否超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值，该控制部40(40A)在判定所检测的温度Tmc(Tic)超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，将指令输出给电源电路部28，上述指令在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，为降低上述电动机6的电流值的指令，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，为对提供给上述变频器31的电流指令进行限制的指令。
[0025]在作为上述限制机构的电动机电流降低机构95或变频限制机构102设置于变频装置22的电动机控制部29中的场合，由于在接近电动机6的部位，进行检测温度的判断等，故对于布线是有利的，与设置于ECU 21上的场合相比较，可进行快速的控制，可快速地避免车辆行驶方面的问题。另外可减轻因高功能化而变得复杂化的ECU 21的负担。
[0026]还可在上述变频装置22中设置有异常报告机构41，该异常报告机构41在通过上述判断部39(39A)而判定上述所检测的温度超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，将电动机6的异常报告输出给上述E⑶21，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，将变频器31的异常报告输出。由于ECU 21为从总体对车辆整体进行控制的装置，故在通过变频装置22中的电动机电流降低机构95检测电动机线圈78的异常或通过变频控制机构102检测变频器31的异常时，将电动机6或变频器31的异常报告输出给ECU 21，由此，通过ECU21进行车辆整体的恰当的控制。另外，ECU 21为将驱动的指令提供给变频装置22的上级控制机构，在变频装置22的应急的控制后，通过ECU 21还可对驱动进行此后的更加恰