JPH03803Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電気自動車の制御装置に関し、特
にたとえば充電可能な電池の出力をスイツチング
素子で断続制御して電動機に与えることによつて
電動機に流れる電流量を制御するとともに、充電
時はトランスを介して与えられた交流電圧を整流
し、その整流出力を電池に与えることによつて充
電を行なうような電気自動車の制御装置に関す
る。

最近、エンジンによつて走行駆動される自動車
の排気ガスによる公害が問題となつているおり、
無公害車の電気自動車が注目を浴びつつある。こ
のような電気自動車において、走行速度の制御方
法として大容量のトランジスタによつて電動機へ
の供給電力を制御する方法がある。

第１図はこの考案の背景となる従来の電気自動
車の制御装置を示す概略回路図である。図におい
て、電池１には、メインスイツチ１１、電動機
２、リアクトル３およびトランジスタ４が直列に
接続される。トランジスタ４のベースには、チヨ
ツパ制御回路５からのパルス出力が与えられ、そ
のオンオフが制御される。今、チヨツパ制御回路
５の出力パルスのデユーテイ比が大きくなると、
電動機２に流れる電流量が増加し、電動機２の回
転速度が速くなる。これとは逆に、チヨツパ制御
回路５の出力パルスのデユーテイ比が小さくなる
と、電動機２に流れる電流量が全体的に減少し、
電動機２の回転速度が遅くなる。このようにし
て、電動機２の回転速度が制御される。なお、リ
アクトル３はそのインダクタンスによつて、トラ
ンジスタ４の導通開始時における電流の立上がり
を鈍らせる。これによつて、トランジスタ４の導
通開始時に過大電流が流れることが防止され、ト
ランジスタ４が保護される。

ところで、高速走行時や登板時のように負荷が
非常に大きい場合は、トランジスタ４の導通を継
続させて電動機２に流れる電流量を最大にする必
要がある。このような場合において、トランジス
タ４による電力損失を防止するため、トランジス
タ４に並列にバイパス用コンタクタ６が接続され
る。そして、上述のようにトランジスタ４が継続
的に導通状態とされる場合にバイパス用コンタク
タが閉成され、トランジスタ４による電力損失が
防止される。

なお、バイパス用コンタクタ６が閉成されてい
るときに、トランジスタ４を常に導通状態にして
おけば、バイパス用コンタクタ６を開成するとき
に電流がトランジスタ４側に流れるため、バイパ
ス用コンタクタ６の接点にアークが発生せず接点
を傷つけないという利点がある。

ところが、第１図の回路では、リアクトル３に
常時電流が流れているため、リアクトル３による
電力損失が生じ、効率の面で不利であるという欠
点がある。また、バイパス用コンタクタ６を閉成
して電動機２に電流を流しているとき、この電流
がトランジスタ４の定格電流を越えているにもか
かわらずバイパス用コンタクタ６を開成すると、
トランジスタ４が破損する可能性がある。

上述のような欠点を解消するために、第２図に
示すごとくリアクトル３とトランジスタ４とで構
成される直列回路に並列にバイパス用コンタクタ
６を接続することが考えられる。この第２図の回
路では、バイパス用コンタクタ６を閉成すること
によつて、リアクトル３とトランジスタ４とによ
る電力損失を防止することができる。しかし、バ
イパス用コンタクタ６が閉成状態から開成状態に
切換えられるとき、たとえトランジスタ４が導通
状態とされていても、リアクトル３のインダクタ
ンスのためにバイパス用コンタクタ６の遮断電圧
が高くなり、接点を傷める結果となる。

それゆえに、この考案の主たる目的は、上述の
ような欠点ないし問題点を解消し得る電気自動車
の制御装置を提供することである。

この考案は、要約すれば、充電可能な電池に対
して直列に電動機とスイツチング素子とを直列に
接続し、このスイツチング素子を断続制御するこ
とによつて電動機に流れる電流量を制御するよう
なものにおいて、上記電池充電用のトランスの２
次巻線を電動機およびスイツチング素子に対して
直列に接続し、さらにトランスの２次巻線の一部
の巻線とスイツチング素子とで構成される直列回
路に対して並列にバイパス用コンタクタを接続す
るようにしたものである。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特
徴は、図面を参照して行なう以下の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

第３図はこの考案の一実施例を示す概略回路図
である。構成において、第１図および第２図の回
路と同様に、電池１には、メインスイツチ１１と
電動機２とトランジスタ４とが直列に接続され
る。そして、トランジスタ４のベースには、チヨ
ツパ制御回路５からの出力パルスが与えられ、断
続制御される。

電動機２とトランジスタ４のコレクタとの間に
は、トランス７の２次巻線が介挿される。このト
ランス７は電池１の充電のために用いられるもの
であり、またその２次巻線は第１図および第２図
で示すリアクトル３の役目も果たす。トランス７
の１次巻線には、スイツチ９および交流電源８が
直列に接続される。トランス７の２次巻線は複数
の中間タツプを含み、各中間タツプはたとえば第
４図に示すように逆導通サイリスタ等で構成され
る接続切換回路１０に接続される。また、トラン
ス７の２次巻線の両端は整流回路１１に接続され
る。この整流回路１１の＋側出力端は電池１の正
極に接続される。また、整流回路１１の一側端子
は電池１の負極に接続される。

一方、バイパス用コンタクタ６はトランス７の
中間タツプのいずれか１つとトランジスタ４のエ
ミツタとの間に介挿される。すなわち、バイパス
用コンタクタ６はトランス７の２次巻線の一部の
巻線とトランジスタ４とで構成される直列回路に
対して並列に接続される。

動作において、電動機２の運転時には、スイツ
チ９が開成され、メインスイツチ１１が閉成され
る。そして、チヨツパ制御回路５からの出力パル
スによつてトランジスタ４がスイツチングされ、
電動機２に流れる電流量が制御される。このと
き、接続切換回路１０はトランス７の２次巻線の
中間タツプのいずれかの間を短絡する。これによ
つて、前記２次巻線は電動機２とトランジスタ４
のコレクタとの間に適当な値のインダクタンスを
有するリアクトル巻線として介挿される。

ここで、電動機２に最大電流を流すために、継
続的にトランジスタ４が導通状態とされると、バ
イパス用コンタクタ６が閉成される。これによつ
て、トランス７の２次巻線で構成されるリアクト
ルの一部が短絡されるので、リアクトルによる電
力損失が大幅に軽減される。

次に、バイパス用コンタクタ６を閉成状態から
開成状態に切換える場合の動作について説明す
る。このとき、バイパス用コンタクタ６の遮断電
圧が大きくならないように、トランジスタ４は導
通状態とされている。これによつて、バイパス用
コンタクタ６を開成してもその接点にアークが発
生せず、接点が保護される。なお、バイパス用コ
ンタクタ６の閉成によつて短絡された２次巻線の
一部が有するインダクタンスのために、バイパス
用コンタクタの開成時に遮断電圧が発生するが、
第２図の例に比べるとインダクタンスが小さいた
め、バイパス用コンタクタ６から２次巻線への電
流の乗り移りは速やかに行なわれる。したがつ
て、バイパス用コンタクタ６の開成時に当該コン
タクタ６を通して放出されるエネルギは極めて小
さくアークの発生は悪影響を及ぼさない程度に抑
えられる。また、バイパス用コンタクタ６によつ
て短絡された２次巻線の一部は、トランジスタ４
に急激に流れ込もうとする電流を抑制する。これ
によつて、トランジスタ４の破損が防止される。

次に、電池１を充電する場合の動作について説
明する。この場合、トランジスタ４は不導通状態
とされ、スイツチ９が閉成される。また、メイン
スイツチ１１が開成される。スイツチ９の閉成に
よつて、トランス７の１次巻線に交流電源８が接
続される。応じて、トランス７の２次巻線に交流
電圧が誘起し、この交流電圧は整流回路１１に与
えられる。整流回路１１はトランス７の２次巻線
から与えられた交流電圧を整流し、電池１に与え
る。これによつて、電池１が充電される。

上述のごとく第３図の実施例では、電池１の充
電用のトランス７の２次巻線をリアクトルとして
用い、このリアクトルの一部をバイパス用コンタ
クタ６によつて短絡するようにしている。したが
つて、トランス７の２次巻線で構成されるリアク
トルによる電力損失を少なくすることができる。
また、短絡されたリアクトルの一部はバイパス用
コンタクタ６を開成するときにトランジスタ４に
流れ込もうとする電流を抑制し、トランジスタ４
を保護する。

また、第３図の実施例では、通常よく市販され
ている中間タツプ付のトランスを用いているた
め、バイパス用コンタクタ６の接続が非常に簡単
に行なえる。

以上のように、この考案によれば、電動機付勢
用の電池を充電するための２次巻線を電動機の給
電経路を介挿し、この２次巻線の一部の巻線とス
イツチング素子とで構成される直列回路に対して
並列にバイパス用コンタクタを接続するようにし
たので、従来バイパス用コンタクタを閉成状態か
ら開成状態に切換えるときに生じる恐れのあつた
スイツチング素子の破壊やバイパス用コンタクタ
の接点の損傷を防止することができる。また、充
電用のトランスには、その２次巻線に中間タツプ
を含むものを用いているため、バイパス用コンタ
クタの接続が極めて容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の背景となる従来の電気自動
車の制御装置の一例を示す概略回路図である。第
２図はこの考案の背景となる従来の電気自動車の
制御装置の他の例を示す概略回路図である。第３
図はこの考案の一実施例を示す回路図である。第
４図は接続切換回路の一例を示す回路図である。 図において、１は電池、２は電動機、４はトラ
ンジスタ、５はチヨツパ制御回路、６はバイパス
用コンタクタ、７はトランス、８は交流電源、１
１は整流回路を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 充電可能な電池と、前記電池に対して直列に接
   続される電動機、トランスの２次巻線およびスイ
   ツチング素子と、前記スイツチング素子のスイツ
   チングを制御して前記電動機に流れる電流量を制
   御するチヨツパ制御手段とを含み、前記電池の充
   電時には前記トランスの１次巻線に交流電源を接
   続し、前記トランスの２次巻線に誘起される電圧
   を整流して前記電池に与えることによつて充電を
   行なうような電気自動車の制御装置において、 前記トランスの２次巻線は中間タツプを含み、
   その一端が前記トランスの中間タツプに接続され
   その他端が前記スイツチング素子の出力端に接続
   されることによつて、前記トランスの２次巻線の
   一部の巻線と前記スイツチング素子との直列回路
   に対して並列的に接続されたバイパス用コンタク
   タを備え、前記スイツチング素子は前記バイパス
   用コンタクタの開成時は間欠的に導通制御され、
   閉成時は定常的に導通状態が維持されることを特
   徴とする、電気自動車の制御装置。