ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

No.30(2012)マツダ技報変更し,推定誤差の影響を排除した。目標発電トルクは,ロータに励磁電流を流すことで実現するが,励磁電流はロータ温度によって影響を受ける。そのため,ロータの実励磁電流をフィードバックすることで,励磁電流を高精度に制御している。結果,回生によってロータ温度が変化しても目標発電トルクを高精度に実現することが可能となった(Fig.5)。以上の制御によりドライバへ違和感を与えることなく,発電能力を最大限利用した減速エネルギ回生を実現している(Fig.6)。TargetTorque(Nm)Torque (with F/B)Torque (without F/B)Rotor Coil TemperatureRise in temperature due toexciting currentRotor Coil Temperature減速エネルギをキャパシタへ充電するためには,次の減速までにキャパシタSOCを下げておく必要がある。一方,キャパシタSOCを下げるためにエネルギを鉛バッテリへ移動させると,充放電にともなうエネルギ損失が発生する。そこで,減速エネルギを充電できるキャパシタSOCを演算し,鉛バッテリへ移動させるエネルギを最小にしている。具体的には,車両重量,車速,エンジン抵抗,車両走行抵抗等を用いて,次の減速時に得られる減速エネルギを逐次演算する。演算した減速エネルギを充電できるSOCを目標SOCと定め,目標SOCを上回るエネルギを鉛バッテリに移動させる(Fig.8)。この制御によって,キャパシタと鉛バッテリを最大限活用して,減速エネルギを充電することが可能となった。その結果,キャパシタの容量は一般的な減速1回分の減速エネルギを充電できる容量となり,システムの小型化に貢献している。Time (s)Fig.5 Effect of Feedback ControlRegenerationRegenerationEstimatedRegenerativeEnergyAlternatorRemove to Batteryfor NextRegenerationVehicle Speed(km/h)Target SOCDC‐DCconvertorGeneration Torque(Nm)Target Torque (Red)Actual Torque(Blue)ConventionalTorqueTime (s)Fig.6 Effect of New Torque Control3.2デュアルストレージ制御キャパシタは大電力を高効率に充電することができるが容量は限られるため,満杯になり減速エネルギを充電できない場合がある。一方,鉛バッテリは,大きな容量を有しているが充放電の効率が低いため,充放電によってエネルギ損失が大きくなる。そのため,キャパシタと鉛バッテリの異なる特性を活かし,2つの蓄電装置を最大限活用するデュアルストレージ制御を行っている(Fig.7)。Battery SOCEDLC SOCStoragecapabilityTargetdeterminationAltornatorcontrolEDLCFig.8 Image of SOC ControlLead Acid Battery更に,停車時には減速エネルギによってキャパシタが満杯となり,アイドルストップ中の使用電力をキャパシタで供給可能となる。その結果,鉛バッテリの充放電量は従来の半分以下になり,寿命を延ばすことが可能となった(Fig.9)。(Cycles/Annual)Charging and Discharging CyclesDark currentEngine startingetc.RegenerativebrakingStudy assumption:Driver drivesan hour each dayRegenerativebrakingi‐stopi‐stopVehicle WeightVehicle SpeedFrictionStoppage TimeElectric PowerConsumptionRegenerativeEnergyestimationElectricitydemandFig.7 Dual Storage Control StructureDCDCConvertercontrolconventional i‐stop i‐ELOOPFig.9 Charging and Discharging Cycleswith Lead AcidBattery―53―