[发明专利]混合驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及作为车辆等的动力源兼有发动机和电动机的混合驱动装置。

技术背景

驱动电动机的混合驱动装置已为人们所知，其中的电动机用于利用由发动机驱动发电机而由该发电机所发生的电力使车辆行驶。混合型汽车通过使用这样的驱动装置，改善了车辆的行驶燃料费用或者排气释放特性。

混合驱动装置的大多数作为以发电机的剩余电力进行充电的蓄电装置使用蓄电池。然而，由于蓄电池的充放电效率差，因此几乎不可能期待由制动再生产生的燃料费用的改善效果。制动再生是利用减速时的车辆惯性力使电动机进行发电而谋求有效利用能源的控制，因而重要的是不浪费地存储所发电的电力。另一方面，蓄电池一般由于电池的循环寿命短因此需要定期更换，从而提高了装置的运转成本。

另外，在日本特开平6-209501号公报中，作为驱动电动机的蓄电装置公开了使用电容器的装置。然而，电容器由于能量密度低，因此要确保车辆驱动所必需的容量，蓄电装置的重量和体积就过大，从而难以装载到车辆等的有限空间中。

发明的公开

本发明的目的在于提供能够有效地利用发电机发出的电力的混合驱动装置。另外，本发明的目的在于提供运转成本低廉的混合驱动装置。进而，本发明的目的还在于提供能够容易装入到车辆的有限空间中的混合驱动装置。

本发明在具有由发动机驱动的发电机；存储来自上述发电机发生的电力的蓄电装置；用上述发电机的电力以及/或者蓄电装置的电力驱动的电动机的混合驱动装置中，作为上述蓄电装置，设置串联连接了多个电容器单元的电容器组，与上述各个电容器单元并联连接，如果各个端电压超过预定值则旁路充电电流的并联监视器。由此，即使各个电容器单元的静电容量或者漏泄电流的大小分散，也能够均匀把各个电容器单元进行充电或者放电。这种情况下，由于不需要考虑到各个电容器单元的电压负担的分散在耐压方面估计余量，因此与不设置并联监视器的结构相比较，按照容量换算能够达到相当于百分之数十程度的小型化。电容器虽然每个单元的耐压小，然而通过把多个电容器串联连接能够把电压值提高到所需要的程度。

另外，本发明在蓄电装置中具备控制向上述电容器组的充电电力的恒流输出特性的开关换流器。一般如果从恒压源向电容器进行充电，则由于电源与电容器之间存在的电阻成分，充电电力的一半成为热量而散失。与此不同，由于在本发明中根据上述开关换流器把向电容器的充电电力控制为恒流输出，因此在制动再生时即使以电动机所发生的大电流进行充电，也能够得到90％以上的高充电效率，从而能够显著地改善驱动装置的燃料费用。由于电容器不是恒压器件，能够从电压正确地求出蓄电量(SOC:State Of Charge充电的状态)，因此能够根据该蓄电量不浪费地有效控制发电机。另外，由于电容器的充放电的循环寿命长，在很长期间内不需要更换，即运转成本比蓄电池大为降低。

上述混合驱动装置还能够将其应用在车辆中构成为混合型汽车。即，在具备由发动机驱动的发电机；存储来自上述发电机的发生电力的蓄电装置；由上述发电机的电力以及/或者蓄电装置的电力驱动，驱动车辆的驱动轮的电动机的混合型汽车中，作为上述蓄电装置具备与上述同样的电容器组，并联监视器，开关换流器，同时，设置检测车辆所要求的驱动力与上述蓄电装置的蓄电量，控制上述开关换流器和基于上述发动机的发电量的控制器。上述控制器根据所需要的驱动力控制上述开关换流器使得可以得到对应于所需要的驱动力的电动机输出，同时控制发动机即发电机的发电量使得把上述蓄电量维持在最佳值。由此，能够使驱动装置始终发挥车辆所需要的驱动力的同时在蓄电装置中能够总是确保最佳蓄电量。

另外，作为上述开关换流器，对应于伴随着放电端电压向0降低的电容器的特性，通过使用具有广泛工作范围的恒压输出特性的器件，能够更高效率地利用存储电力。由于电容器的电力与端电压的平方成比例，因此，例如开关换流器如果动作到额定输出电压的1/2则能够利用到存储电力的70％，或者动作到额定输出电压的1/4则能够利用到存储电力的94％。从而，通过根据车辆的驱动力要求控制开关换流器的动作，则即使在车辆的加速等时以大电流进行放电，也能够得到很高的电力利用效率。

进而，作为上述电容器，通过使用具有大静电总量的电偶极子型电容器，能够进一步减小蓄电装置的重量和体积，能够更容易地安装到车辆等中。

附图的简单说明

图1是把本发明适用在混合型汽车中的实施例的概略结构图。

图2是蓄电装置的实施例的概略结构图。

用于实施发明的最佳形态