DE69303977T2

DE69303977T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Batterie-Fahrzeuges

Info

Publication number: DE69303977T2
Application number: DE69303977T
Authority: DE
Inventors: Koji Endo; Yoshihito Nomura; Chihiro Okado
Original assignee: Toshiba Corp; Hino Motors Ltd; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Hino Motors Ltd; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: CN1080243A; JP3226599B2; KR0182338B1; EP0570934A3; JPH05328533A; CN1030247C; DE69303977D1; KR930023212A; US5446365A; EP0570934A2; EP0570934B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Batterie- Fahrzeuges, das durch einen Motor angetrieben ist, der eine Batterie als eine Energiequelle verwendet, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Batterie-Fahrzeuges, bei dem durch ein Verzögerungsmoment regenerierte Regenerationsenergie wirksam wiedergewonnen wird und die Energiebilanz verbessert ist.
Ein Batterie-Fahrzeug wurde praktisch verwendet, das durch einen Motor angetrieben ist, der eine Batterie als eine Energiequelle verwendet. In der durch eine Batterie angetriebenen Vorrichtung wird die auf dem Verzögerungsmoment beruhende Regenerationsenergie in der Batterie gespeichert, um die Energiebilanz zu verbessern.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsstruktur eines herkömmlichen Gerätes, das durch eine Batterie angetrieben ist. In der Fig. 1 speist eine Hauptschaltungseinheit 1 einen veränderlichen Strom zu einem Gleichstrommotor 3 von einer im wesentlichen konstanten Gleichstromquelle, die in einen Kondensator 2 und eine Batterie 6 geladen ist. Die Polarität und Größe des Stromes werden durch einen Bezugsstrom I&sub1;, der durch eine Stromsteuereinheit 4 eingespeist ist, und einen Eingangswert von einer Stromdetektoreinheit 5 aufgrund des Grades, mit dem ein Beschleunigungspedal oder ein Gaspedal betätigt ist, bestimmt. Die Hauptschaltungseinheit 1, der Kondensator 2 und die Stromsteuereinheit 4 bilden eine Motorsteuereinheit 20.
Wenn die Vorrichtung betätigt wird, ist ein Schalter 9A durch eine Anfangsladungssteuereinheit 8 mit dem Ergebnis geschlossen, daß der Kondensator 2 durch die Batterie 6 über eine Drossel 7, den Schalter 9A, einen Strombegrenzungswiderstand 10 und eine Diode 11 geladen wird. Wenn der Kondensator 2 vollständig geladen ist, wird ein Schalter 9B geschlossen, um so elektrisch die Batterie 6 und den Kondensator 2 zu verbinden.
Wenn der Motor 3 betätigt wird und ein Antreiben erfolgt, nimmt die Spannung der Batterie 6 schrittweise ab, da Antriebsenergie von der Batterie 6 zu dem Motor 3 über die Hauptschaltungseinheit 1 gespeist ist.
Wenn der Motor verzögert wird, während er mit hoher Drehzahl umläuft, nimmt die Spannung des Kondensators 2 auf einen höheren Pegel als demjenigen der Batterie 6 durch die Regenerationsenergie von der Hauptschaltungseinheit 1 zu. Daher fließt ein Ladestrom zu der Batterie 6 durch ein Schaltelement 12, eine Diode 13 und die Drossel 7. Zu dieser Zeit wird der Ladestrom durch einen Bezugsstrom I&sub3; bestimmt, der von der Spannungssteuereinheit 14 ausgegeben und auf den erlaubten Ladestrom der Batterie 6 oder niedriger als dieser begrenzt ist. Wenn die Spannung der Batterie eine vorbestimmte Spannung V&sub1; erreicht, die volle Ladezustände darstellt, setzt die Spannungssteuereinheit 14 den Wert eines Stromes I&sub3; auf 0, um so das Schaltelement 12 abzuschalten, wodurch das Laden der Batterie 6 gestoppt wird. Wenn in diesem Zustand Regenerationsenergie erzeugt wird, nimmt die Ladespannung des Kondensators 2 weiter zu. Wenn die Ladespannung des Kondensators 2 eine vorbestimmte Spannung erreicht, wird eine Spannungsdetektoreinheit 16 betrieben, um einen EIN-Befehl zu einem Schaltelement 17 auszugeben, um so einen Strom durch einen Entladewiderstand 18 fließen zu lassen. Somit wird für den Kondensator 2 eine Überspannung verhindert.
Die beschriebene herkömmliche Vorrichtung kann wirksam die Regenerationsenergie aus den folgenden Gründen nicht wiedergewinnen: wenn die Batterie 6 vollständig geladen ist, nimmt die Spannung des Kondensators 2 zu und die Regenerationsenergie wird als Wärmeenergie durch den Entladewiderstand 18 entladen. Selbst wenn die Batterie nicht vollständig geladen ist, nimmt, falls der Motor 3 rasch verzögert und eine zu große Regenerationsenergie, die den erlaubten Ladestrom der Batterie 6 überschreitet, in einer kurzen Zeitdauer erzeugt wird, die Spannung des Kondensators zu, und die übermäßige Regenerationsenergie wird als Wärmeenergie durch den Entladewiderstand 18 entladen.
Die US-A-5 053 632 offenbart eine auf die vorliegende Erfindung bezogene Technik, bei der eine Maschine und ein Motor zusammen verwendet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Batterie-Fahrzeuges vorzusehen, bei denen Regenerationsenergie wirksam wiedergewonnen wird, um so die Energiebilanz zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Batterie-Fahrzeuges vorgesehen, bei dem ein Motor durch eine Batterie angetrieben ist und die Batterie mit Regenerationsenergie geladen wird, die durch ein Verzögerungsmoment erzeugt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte hat:
Laden eines Kondensators großer Kapazität, der parallel zu einer Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motores verbunden ist, während ein von der Batterie zu dem Kondensator großer Kapazität fließender Strom eingeschränkt wird, wenn die Spannung des Kondensators großer Kapazität niedriger ist als eine erste Spannung,
Laden der Batterie auf eine voreingestellte Spannung, während ein von dem Kondensator großer Kapazität zu der Batterie fließender Strom beschränkt wird, wenn die Ladespannung des Kondensators großer Kapazität über eine vorbestimmte zweite Spannung durch die Regenerationsenergie zunimmt, und
Antreiben des Motores mit lediglich der in dem Kondensator großer Kapazität gespeicherten Ladung, wenn die Spannung des Kondensators großer Kapazität wenigstens die zweite Spannung ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Regelvorrichtung zum Regeln eines Batterie- Fahrzeuges einschließlich eines durch eine Batterie angetriebenen Motores und eine Motorregeleinrichtung zum Laden der Batterie mit der durch ein Verzögerungsmoment des Motores erzeugten Regenerationsenergie vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Kondensator großer Kapazität, der parallel zu der Motorregeleinrichtung und der Batterie angeschlossen ist, um Batterie zu der Motorregeleinrichtung zu speisen,
eine erste Stromsteuereinrichtung, die zwischen der Batterie und dem Kondensator großer Kapazität verbunden ist, um einen von der Batterie zu dem Kondensator großer Kapazität fließenden Strom zu steuern, und
eine zweite Stromsteuereinrichtung, die in Reihe zu der ersten Stromsteuereinrichtung zwischen der Batterie und dem Kondensator großer Kapazität verbunden ist, um einen von dem Kondensator großer Kapazität zu der Batterie fließenden Strom zu steuern.
Da erfindungsgemäß Regenerationsenergie vollständig durch einen elektrischen doppelschichtigen Kondensator mit einer großen Kapazität wiedergewonnen wird, ist die Energiebilanz verbessert. Zusätzlich lädt und entlädt der elektrische doppelschichtige Kondensator einen relativ großen Strom und kann in einem Teil verwendet werden, wo Lade- und Entladeoperationen häufig durchgeführt werden. Da daher die Frequenz des Ladens und Entladens der Batterie verringert ist, wird die Lebensdauer der Batterie vergrößert.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm ist, das ein herkömmliches Batterie-Fahrzeug zeigt,
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Regelvorrichtung eines Batterie-Fahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 3 ein Diagramm ist, das einen Betrieb der Regelvorrichtung eines Batterie-Fahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 4 und 5 Schaltungsdiagramme sind, die eine Regelvorrichtung eines Batterie-Fahrzeuges der vorliegenden Erfindung, die eine Zerhackerschaltung verwendet, zeigen, und
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Regelvorrichtung eines Batterie-Fahrzeuges der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei eine Stromregeleinheit zum Steuern der Spannung des elektrischen Doppelschicht-Kondensators verwendet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 2 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm, das eine Regelvorrichtung eines Batterie-Fahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 2 sind die gleichen Elemente, die in Fig. 1 den Stand der Technik angeben, mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen, und von Erläuterungen in Einzelheiten hiervon wird daher abgesehen. Obwohl die Motorregeleinheit 20 der Fig. 2 die gleiche Struktur wie in der herkömmlichen Schaltung von Fig. 1 hat, ist hier die Stromregeleinheit 4 nicht gezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motor 3 nicht direkt durch eine Batterie 6, sondern durch einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator 21 angetrieben. Der elektrische Doppelschicht-Kondensator 21, der neulich praktisch in Gebrauch genommen wurde, hat eine große Kapazität, d.h. die 1000-fache oder mehr als diejenige des Kondensators 2 der herkömmlichen, in Fig. 1 gezeigten Schaltung. Der elektrische Doppelschicht-Kondensator 21 ist parallel zu einer Busleitung P-N der Gleichstromhauptschaltung angeschlossen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Dioden 24 und 25 sind invers-parallel zu jeweils Schaltelementen 22 und 23 verbunden. Die Schaltelemente 22 und 23 liegen in Reihe über eine Drossel 7 zwischen der Batterie 6 und der positiven Elektrode des elektrischen Doppelschicht-Kondensators 21. Das Schaltelement 22 läßt einen Strom lediglich von der Batterie 6 zu dem elektrischen Doppelschicht-Kondensator 21 fließen, und das Schaltelement 23 läßt einen Strom lediglich von dem elektrischen Doppelschicht-Kondensator 21 zu der Batterie 6 fließen. Die Dioden 26 und 27 lassen einen Freilaufstrom während einer PWM-(Pulsbreitenmodulations )Regelung fließen. Eine Stromregeleinheit 28 schaltet das Schaltelement 22 ein/aus, um einen von der Batterie 6 zu dem elektrischen Doppelschicht-Kondensator 21 gespeisten Strom zu steuern.
Ein Bipolartransistor, ein MOSFET, ein IGBT oder ein statischer Induktor-Thyristor kann als das Schaltelement 22 und 23 verwendet werden.
Wenn die Vorrichtung der oben beschriebenen Struktur zu arbeiten beginnt, vergleicht die Stromsteuereinheit 28 einen durch eine Stromdetektoreinheit 19 erfaßten Stromwert mit einem vorbestimmten Bezugsstrom I&sub4;, um eine PWM-Regelung des Schaltelementes 22 durchzuführen. Als ein Ergebnis der PWM-Regelung des Schaltelementes 22 wird der von der Batterie 6 zu dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 gespeiste Strom auf den Wert des Stromes I&sub4; oder weniger geregelt. Da der Strom so durch die Stromregeleinheit 28 und das Schaltelement 22 geregelt ist, wobei der Strom des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 und des Kondensators 2, der der Entladestrom der Batterie 6 ist, nicht über dem Strom I&sub4; ist, wird der doppelschichtige Kondensator 21 mit einem konstanten Strom (I&sub4;) aufgeladen, bis die Ladespannung die Batteriespannung VB erreicht.
Da sich die Ladespannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 der Batteriespannung VB annähert, wird die Differenz dazwischen verringert, so daß der Bezugsstrom I&sub4; nicht fließen kann. Als ein Ergebnis nimmt die Differenz zwischen dem Bezugsstrom I&sub4; und den durch die Stromdetektoreinheit 19 erfaßten Strom zu. In diesem Zustand stoppt die Stromregeleinheit 28 die PWM-Stromregelung, um so das Schaltelement 22 abzuschalten. Somit wird eine anfängliche Ladeoperation abgeschlossen.
Nachdem die anfängliche Ladeoperation abgeschlossen ist, wie dies oben beschrieben ist, wird der Motor 3 in der gleichen Weise wie in der herkömmlichen Vorrichtung hauptsächlich durch die im elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 gespeicherte Ladung (gelegentlich "Energie" genannt), angetrieben.
Wenn der Motor 3 mit einer gewünschten Rate umläuft und ein Verzögerungs- oder Bremsmornent erzeugt wird, wird Regenerationsenergie von der Hauptschaltungseinheit 1 erzeugt, und ein Ladestrom fließt durch den elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 mit dem Ergebnis, daß die in dem Kondensator 21 gespeicherte Energie zunimmt. Wenn die Ladung zunimmt und die Ladespannung des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 größer wird als die Spannung der Batterie 6, fließt der Ladestrom durch die Batterie 6 über das Schaltelement 23, die Drossel 7 und die Diode 24. Der Ladestrom wird auf den Bezugsstrom I&sub3; mittels der Stromregeleinheit 15 durch die PWM-Regelung des Schaltelementes 23 gesteuert. Wenn die Batteriespannung VB der Batterie 6 die vorbestimmte Spannung V&sub1; erreicht, gibt die Spannungsregeleinheit 14 den Bezugsstrom I&sub3; von 0 zu der Stromregeleinheit 15, um so das Schaltelement 23 abzuschalten, damit das Laden der Batterie 6 aufhört. Der Höchstwert des Bezugsstromes I&sub3; ist auf den erlaubten Ladestrom der Batterie 6 in der gleichen Weise wie in der herkömmlichen Vorrichtung begrenzt oder kleiner als dieser.
Wenn das Batterie-Fahrzeug auf einer langen Abwärtsneigung fährt, erzeugt der Motor 3 ein Bremsmoment, und Regenerationsenergie wird durch die Hauptschaltungseinheit 1 erzeugt, so daß die in dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 gespeicherte Ladung größer als die Ladung sein kann, die in der anfänglichen Ladeoperation gespeichert ist. In diesem Fall wird die Batterie 6 vollständig geladen, und eine übermäßige Ladung wird lediglich in dem doppelschichtigen Kondensator 21 gespeichert. Als ein Ergebnis kann die Ladespannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 größer sein als die Batteriespannung VB. Die Ladeenergie des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 wird als Wärmeenergie durch den Entladewiderstand (nicht gezeigt) in der gleichen Weise wie in der herkömmlichen Vorrichtung entladen, bevor sie die Nennspannung des Hauptschaltungselementes überschreitet. Somit wird eine Überladung an dem elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 verhindert.
Nachdem die anfängliche Ladeoperation abgeschlossen ist, wird, falls der elektrische doppelschichtige Kondensator 21 vollständig geladen ist, der Motor lediglich durch die in dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 gespeicherte Ladung angetrieben.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Änderung der Batteriespannung VB und der Ladespannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21, während das Batterie-Fahrzeug angetrieben ist.
Es sei angenommen, daß die Batteriespannung VB und die Ladespannung VC des Kondensators gleich zu der vorbestimmten Spannung V&sub1; der Batterie zu einer Zeit t&sub1; sind, d.h. die Vorrichtung ist in dem Zustand, in welchem die anfängliche Ladeoperation abgeschlossen wurde.
Wenn der Motor 3 zu der Zeit t&sub1; aktiviert wird, werden, da das Schaltelement 22 in einem EIN-Zustand ist, die Batteriespannung VB und die Ladespannung VC graduell vermindert. Wenn der Motor zu einer Zeit t&sub2; anzutreiben beginnt, werden die Batteriespannung VB und die Ladespannung VC weiter vermindert. Wenn zu einer Zeit t&sub3; ein Verzögerungslauf beginnt, wird der elektrische doppelschichtige Kondensator 21 durch die von der Hauptschaltungseinheit 1 eingespeiste Regenerationsenergie geladen, mit dem Ergebnis, daß die Spannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 größer wird als die Batteriespannung VB. Demgemäß fließt der Ladestrom von dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 zu der Batterie 6, und die Batteriespannung VB nimmt graduell zu der spezifischen Spannung V&sub1; zu. Wenn in diesem Fall der Beschleunigungslauf auf einer steilen Abwärtsneigung durchgeführt wird, wird ein größerer Regenerationsstrom erzeugt, und die Kondensatorspannung VC nimmt zu, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, bis zu einer Zeit t&sub4;, wenn das Batterie-Fahrzeug gestoppt wird. Wenn die Spannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 die Nennspannung VH der Hauptschaltung überschreitet, wird die Regenerationsenergie durch den (nicht gezeigten) Entladewiderstand entladen, so daß die Spannung VC unter die Nennspannung VH der Hauptschaltung begrenzt ist.
In der Zeitdauer von der Zeit t&sub4; bis zu einer Zeit t&sub5; ist das Batterie-Fahrzeug ortsfest oder stationär. In diesem Zustand wird die Spannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 bei einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten. Wenn der Motor 3 wieder anzulaufen beginnt, wird der Motor 3 lediglich durch die in dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 gespeicherte Ladung angetrieben, und die Spannung VC des Kondensators 21 wird vermindert. Wenn ein Verzögerungsbetrieb zu einer Zeit t&sub6; beginnt, wird Regenerationsenergie durch die Hauptschaltungseinheit 1 erzeugt, und der Kondensator 21 wird mit der Regenerationsenergie geladen. Daher nimmt die Spannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 wieder bis zu einer Zeit t&sub7; zu, wenn das Batterie-Fahrzeug gestoppt wird.
Da, wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung Regenerationsenergie wirksam in dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 wiedergewonnen wird, ist die Energiebilanz verbessert. Der elektrische doppelschichtige Kondensator 21 läßt einen relativ großen Lade/Entladestrom dort hindurch fließen, und er kann an einer Stelle verwendet werden, wo ein Laden oder Entladen häufig durchgeführt wird.
In dem obigen Ausführungsbeispiel wird das Schaltelement 22 eingeschaltet gehalten, selbst nachdem die anfängliche Ladeoperation abgeschlossen ist. Jedoch kann es zu der Zeit t&sub1; ausgeschaltet werden und eine PWM- Regelung wieder beginnen, wenn die Ladespannung VC des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 auf die Spannung VL reduziert wird, so daß Energie von der Batterie 6 entladen wird. Mit dieser Methode kann die Anzahl der Lade/Entladeoperationen der Batterie 6 reduziert werden, um so die Lebensdauer der Batterie 6 zu verlängern.
Die Fig. 4, 5 sind Zerhackerschaltungen, die als eine Hauptschaltung zum Übertragen von Energie zwischen der Batterie 6 und dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 verwendet werden können. In den Fig. 4 und 5 sind die in Fig. 2 gezeigten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen, und eine Beschreibung in Einzelheiten hiervon ist weggelassen. Die Fig. 4 und 5 zeigen lediglich Hauptteile, die sich von Fig. 2 unterscheiden.
Die in Fig. 4 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 2 lediglich dadurch, daß Schaltelemente 30 und 31 zusätzlich vorgesehen sind. In dieser Schaltung wird Energie in der folgenden Weise übertragen.
Wenn in der Schaltung von Fig. 4 Energie von der Batterie 6 zu dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 übertragen wird, werden durch die PWM-Regelung die Schaltelemente 23 und 30 ausgeschaltet und die Schaltelemente 22 und 31 ein/ausgeschaltet. Wenn Energie von dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 zu der Batterie 6 übertragen wird, sind durch die PWM-Regelung die Schaltelemente 22 und 31 ausgeschaltet und die Schaltelemente 23 und 30 ein/ausgeschaltet. Mit einem derartigen Betrieb werden die Batterie 6 und der elektrische doppelschichtige Kondensator 21 mit einer gewünschten Spannung unabhängig von den Spannungen der Batterie 6 und des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 geladen.
Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 2 dadurch, daß die Polarität der Batterie 6 umgekehrt ist, daß die Drossel 7 parallel zu den Schaltelementen 32 und 33 liegt, und daß das Schaltelement 32 eine Funktion hat, die von derjenigen des Schaltelementes 22 abweicht.
Wenn in der Schaltung von Fig. 5 Energie von der Batterie 6 zu dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 übertragen wird, ist das Schaltelement 33 ausgeschaltet und das Schaltelement 32 ist ein/ausgeschaltet. Wenn Energie von dem elektrischen doppelschichtigen Kondensator 21 zu der Batterie 6 übertragen wird, ist das Schaltelement 32 ausgeschaltet und das Schaltelement 33 ist ein/ausgeschaltet.
Eine Spannungssteuereinheit 36 zum Steuern der Spannung des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 kann in der obigen, in den Fig. 4 und 5 gezeigten Schaltung vorgesehen sein. In diesem Fall wird das Ausgangssignal der elektrischen Spannungssteuereinheit 36 als der Bezugsstrom I&sub4;, der in Fig. 2 gezeigt ist, zu einer Stromsteuereinheit 28 gespeist. Diese Anordnung ist in Fig. 6 gezeigt. Da bei dieser Schaltungsanordnung Nennspannungen der Batterie 6 und des elektrischen doppelschichtigen Kondensators 21 auf gewünschte Werte eingestellt werden können, kann eine geeignete Regelvorrichtung erhalten werden. Um die in Fig. 6 gezeigte Regelschaltung auf die in Fig. 5 dargestellte Schaltung anzuwenden, ist es lediglich erforderlich, die Ausgänge der Stromregeleinheiten 15 und 28 mit jeweils den Schaltelementen 33 und 32 zu verbinden.
Obwohl der Gleichstrommotor 3 in dem obigen Ausführungsbeispiel verwendet ist, kann er durch einen Wechselstrommotor ersetzt werden. In diesem Fall wird ein Inverter, der eine Energieregenerationsoperation ausführen kann, als die Stromregeleinheit 20 verwendet.
In dem obigen Ausführungsbeispiel ist das Batterie- Fahrzeug lediglich mittels des Motores 3 angetrieben und gestoppt. Jedoch kann der Motor 3 als eine Antriebseinrichtung hilfsweise zu einer Maschine (Brennkraftmaschine) verwendet werden, wie dies in der Beschreibung des Standes der Technik erwähnt ist. Alternativ kann der Motor 3 als eine Hauptantriebseinrichtung mit einer Maschine als eine Hilfsantriebseinrichtung benutzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Regeln eines Batterie-Fahrzeuges, bei dem ein Motor durch eine Batterie angetrieben ist und die Batterie mit Regenerationsenergie geladen wird, die durch ein Verzögerungsmoment erzeugt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Laden eines Kondensators großer Kapazität, der parallel zu einer Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motores gelegen ist, während ein von der Batterie zu dem Kondensator großer Kapazität fließender Strom eingeschränkt wird, wenn die Spannung des Kondensators großer Kapazität niedriger als eine erste Spannung ist,

Laden der Batterie auf eine voreingestellte Spannung, während ein von dem Kondensator großer Kapazität zu der Batterie fließender Strom eingeschränkt wird, wenn die Ladespannung des Kondensators großer Kapazität über eine vorbestimmte zweite Spannung ansteigt, durch die Regenerationsenergie, und

Antreiben des Motores mit lediglich der in dem Kondensator großer Kapazität gespeicherten Ladung, wenn die Spannung des Kondensators großer Kapazität wenigstens die zweite Spannung ist.

2. Regelvorrichtung zum Regeln eines Batterie-Fahrzeuges mit einem durch eine Batterie (6) angetriebenen Motor (3) und einer Motorregeleinrichtung (1) zum Laden der Batterie mit durch ein Verzögerungsmoment des Motores erzeugter Regenerationsenergie, wobei die Vorrichtung aufweist:

einen Kondensator (21) großer Kapazität, der parallel zu der Motorregeleinrichtung (1) und der Batterie (6) liegt, um Energie zu der Motorregeleinrichtung (1) zu speisen,

eine erste Stromregeleinrichtung (22, 28) , die zwischen der Batterie (6) und dem Kondensator (21) großer Kapazität liegt, um einen von der Batterie (6) zu dem Kondensator (21) großer Kapazität fließenden Strom zu steuern, und

eine zweite Stromregeleinrichtung (23, 15), die in Reihe mit der ersten Stromregeleinrichtung (22) zwischen der Batterie (6) und dem Kondensator (21) großer Kapazität liegt, um einen von dem Kondensator großer Kapazität zu der Batterie fließenden Strom zu steuern.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin mit einer ersten Spannungsregeleinrichtung (14) zum Vergleichen einer Spannung der Batterie (6) mit einer Bezugsspannung und zum Ausgeben eines ersten Bezugsstromes.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromregeleinrichtung (23, 15) aufweist:

eine Stromsteuereinheit (15) zum Liefern eines Ausgangssignales auf der Grundlage des von dem Kondensator (21) zu der Batterie fließenden ersten Bezugsstromes und des von der ersten Spannungsregeleinrichtung (14) ausgegebenen ersten Bezugsstromes, und

ein Schaltelement (23) mit zwei Hauptschaltungen und einem Steueranschluß zum Steuern des Durchganges eines Stromes, der zwischen den beiden Schaltungen fließt, auf der Grundlage eines Ausgangssignales von der Stromsteuereinheit.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (21) großer Kapazität durch einen elektrischen doppelt-geschichteten Kondensator gebildet ist.

6. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stromregeleinrichtung (22, 28) aufweist:

eine Stromsteuereinheit (28) zum Liefern eines Ausgangssignales auf der Grundlage eines von der Batterie (6) zu dem Kondensator (21) großer Kapazität fließenden Bezugsstromes und eines zweiten Bezugsstromes, und ein Schaltelement (22) mit zwei Hauptschaltungen und einem Steueranschluß zum Steuern des Durchganges eines zwischen den beiden Hauptschaltungen fließenden Stromes auf der Grundlage des Ausgangssignales von der Stromsteuereinheit.

7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin mit einer zweiten Spannungsregeleinrichtung (14) zum Vergleichen einer Spannung des Kondensators (21) großer Kapazität mit der vorbestimmten zweiten Spannung und zum Ausgeben eines zweiten Bezugsstromes zu der Stromsteuereinheit der zweiten Stromregeleinrichtung.

8. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das Batterie-Fahrzeug eine Brennkraftmaschine umfaßt, und

der Motor (3) mit der Brennkraftmaschine des Batterie-Fahrzeuges verbunden ist und ein Hilfsmoment zu der Brennkraftmaschine addiert.