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公開番号2024107625
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-09
出願番号2023011651
出願日2023-01-30
発明の名称電気自動車
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類B60L 9/18 20060101AFI20240802BHJP(車両一般)
要約【課題】本明細書は、昇圧コンバータを有する電気自動車において、気圧が低い場合、デューティ比によらずに昇圧後の電圧を下げて部分放電を予防する技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する電気自動車は、バッテリと、走行用のモータと、バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータと、インバータと、コントローラを備える。昇圧コンバータは、駆動信号のデューティ比に応じて昇圧比が変化するスイッチング素子を備えている。インバータは、昇圧コンバータの高電圧端に接続されており、昇圧コンバータの出力電力を、モータを駆動する交流電力に変換する。コントローラは、電気自動車の周囲の気圧が所定の気圧閾値を上回っている場合には駆動信号の周期を通常周期に設定し、気圧が気圧閾値を下回っている場合には駆動信号の周期を通常周期よりも長い高地対応周期に設定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電気自動車であって、
バッテリと、
走行用のモータと、
前記バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータであって、駆動信号のデューティ比に応じて昇圧比を変化させるスイッチング素子を備えている昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの高電圧端に接続されており、前記昇圧コンバータの出力電力を、前記モータを駆動する交流電力に変換するインバータと、
前記電気自動車の周囲の気圧が所定の気圧閾値を上回っている場合には前記駆動信号の周期に通常周期を設定し、前記気圧が前記気圧閾値を下回っている場合には前記周期に前記通常周期よりも長い高地対応周期を設定するコントローラと、
を備えている電気自動車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、バッテリの電力で走行する電気自動車に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
典型的な電気自動車は、バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧後の直流電力を走行用のモータの駆動電力（交流電力）に変換するインバータを備えている。電気自動車の周囲の気圧が低くなると、空気の誘電率が高まり、昇圧コンバータやインバータの回路素子の耐圧、あるいはモータのコイルの耐圧が下がるため、部分放電が生じやすくなる。特許文献１には、気圧が低い場合に昇圧コンバータの出力電圧（昇圧後の電圧）を下げて部分放電を予防する技術が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、昇圧コンバータを有さない電気自動車であって、気圧が下がるとバッテリの上限充電率を下げてモータ等の部分放電を予防する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－２８８１７０号公報
特開２０２２－１０６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、電気自動車にはスイッチング素子のオンオフで電圧を調整するチョッパ型の昇圧コンバータが用いられる。このタイプの昇圧コンバータは、スイッチング素子に与える駆動信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比を下げることで、昇圧比が下がる（すなわち昇圧後の電圧が下がる）。本明細書は、気圧が低い場合、デューティ比によらずに昇圧後の電圧を下げて部分放電を予防する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する電気自動車は、バッテリと、走行用のモータと、バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧コンバータと、インバータと、コントローラを備える。昇圧コンバータは、駆動信号のデューティ比に応じて昇圧比が変化するスイッチング素子を備えている。インバータは、昇圧コンバータの高電圧端に接続されており、昇圧コンバータの出力電力を、モータを駆動する交流電力に変換する。コントローラは、電気自動車の周囲の気圧（大気圧）が所定の気圧閾値を上回っている場合には駆動信号の周期を通常周期に設定し、気圧が気圧閾値を下回っている場合には駆動信号の周期を通常周期よりも長い高地対応周期に設定する。
【０００７】
本明細書が開示する電気自動車は、デューティ比ではなく、駆動信号の周期を長くすることで昇圧後の電圧を下げ、部分放電を予防する。なお、コントローラは、電気自動車の周囲の気圧が下がるにつれて駆動信号の周期を段階的に長くするようにしてもよい。また、通常、スイッチング素子の駆動信号はＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）であり、その周期は、キャリア波と呼ばれる信号の周期で定まる。それゆえ、キャリア波の周期を長くする（キャリア波の周波数を下げる）ことで駆動信号の周期を短くすることができる。
【０００８】
デューティ比を変えずに駆動信号の周期を長くすることで昇圧後電圧を下げる技術は、特に、既に搭載されているバッテリを、より出力電圧の高いバッテリに代えたときに好適に機能する。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例の電気自動車の電力系のブロック図である。
気圧と駆動信号周期の関係の一例を示すグラフである。
気圧と駆動信号周期の関係の別の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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