JPH07111711A - 電気自動車用充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】充電器の容量を低減し、充電器を小形化するこ
とができる電気自動車用充電装置を提供する。 【構成】この電気自動車用充電装置は、外部の交流電源
から充電器６を介して主バッテリＢ１に充電を行い、主
バッテリ側からＤＣ−ＤＣコンバータ１を介して補機駆
動用の補機バッテリＢ２を充電する。充電制御回路６３
と制御回路１０は、充電器６が充電初期に定電流充電を
行う間、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部の交流電源から充
電器を介して主バッテリに充電を行い、主バッテリ側か
らＤＣ−ＤＣコンバータを介して、補機駆動用の補機バ
ッテリを充電する電気自動車用充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気自動車には補機の電源とな
る補機バッテリが主バッテリの他に搭載されており、そ
の補機バッテリには、車両駆動用の主バッテリの高電圧
直流電源からＤＣ−ＤＣコンバータを介して低電圧に変
化し、充電が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このＤＣ−ＤＣコンバ
ータを介して行われる補機バッテリへの充電は、従来、
補機バッテリが満充電状態となるように常時行われ、外
部の交流電源から充電器を介して主バッテリに充電を行
う場合でも、常時、このＤＣ−ＤＣコンバータを介して
補機バッテリへも充電電流が送られていた。このため、
主バッテリの充電器に流れる電流は、主バッテリへの電
流に補機バッテリへの電流を加えたものとなり、充電器
の容量を大きくせざるを得ない問題があった。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、充電器の容量を低減し、充電器を小形化することが
できる電気自動車用充電装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電気自動車用充電装置は、外部の交流電源
から充電器を介して主バッテリに充電を行い、主バッテ
リ側からＤＣ−ＤＣコンバータを介して補機駆動用の補
機バッテリを充電する電気自動車用充電装置において、
充電器が充電初期に定電流充電を行う間、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータの動作を停止させる制御手段を備えたことを特
徴とする。

【０００６】

【作用・効果】このような構成の電気自動車用充電装置
では、電気自動車の停車時に、充電器を外部の交流電源
に接続して主バッテリ等に充電を行う場合、充電を開始
した当初の充電初期には定電流充電を行って、一定の充
電電流を主バッテリに供給する。しかし、この充電器が
充電初期に定電流充電を行う間、制御手段の制御により
ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が停止されるため、補機バ
ッテリへの充電電流は供給されない。

【０００７】したがって、従来のように、充電器が主バ
ッテリへ定電流充電を行うと同時に補機バッテリへも充
電電流を供給する必要がなくなり、充電器の容量を低減
させ、充電器を小形化することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１は電気自動車用充電装置の回路図を示
している。１はＤＣ−ＤＣコンバータであり、トランス
２の一次側に制御用のトランジスタＴＲ１が接続され、
トランス２の二次側に、ダイオード、リアクトル、コン
デンサからなる整流回路が接続される。

【００１０】トランジスタＴＲ１のベースにはベース駆
動回路５が接続され、ベース駆動回路５に、トランジス
タＴＲ１を制御するための制御回路１０（図２に詳細を
示す）が接続される。４は制御回路１０用の補助電源で
あり、主バッテリＢ１の高電圧を低電圧に変換して制御
回路１０に電源供給する。

【００１１】ＤＣ−ＤＣコンバータ１の入力側には主バ
ッテリＢ１が接続されると共に、充電器６が接続され、
充電器６の入力側はスイッチＳ１（又は接続コネクタ）
を介して外部の交流電源７に接続される。充電器６は、
交流電源７からの交流電流を所定の電圧の直流に変換
し、主バッテリＢ１とＤＣ−ＤＣコンバータ１に出力す
る。

【００１２】充電器６は、図３に示すように、基本的に
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２を主要部として構成さ
れ、交流電源７から入力された交流電流を整流器６１で
整流し、４個のトランジスタ、それらのトランジスタを
制御する充電制御回路６３、トランス、トランスの二次
側に接続された整流回路とからなるＤＣ−ＤＣコンバー
タ６２により、例えば１００Ｖの交流を、約２５０Ｖの
高電圧直流に変換して出力するように構成される。

【００１３】また、充電器６にはその出力電圧Ｖｓを検
出して充電制御回路６３に送る検出ラインと、トランス
の一次側の電流を検出し充電制御回路６３に送る変流器
が設けられる。

【００１４】充電制御回路６３は、充電開始当初、トラ
ンスの一次側の電流を検出しながらＤＣ−ＤＣコンバー
タ６２のトランジスタを制御して、出力電流が一定とな
るように定電流制御を行って定電流充電を実施し、その
後、出力電圧Ｖｓが所定の定電圧Ｖｏに達した時点で、
出力電圧Ｖｓをその電圧に保持し、定電圧充電に移行し
て制御を行うように構成される。

【００１５】また、充電制御回路６３は、タイマー回路
を内蔵し、定電流充電から定電圧充電に移行した時点か
らカウントを開始し、所定の遅延時間ｔ₁ 後、高レベル
「論理１」の定電圧充電信号ＳＧ２を出力するように構
成される。この定電圧充電信号ＳＧ２は、制御回路１０
の端子Ｔ４に送られる。

【００１６】一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力側に
は、補機バッテリＢ２と、前照灯、ワイパ等の補機が負
荷５として接続される。

【００１７】さらに、制御回路１０は、図２に示すよう
に、三角波発振器１１、比較器１２、オペアンプ１３を
主要部にして構成される。端子Ｔ１はＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１の出力電圧Ｖａを入力するための端子であり、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１の正極出力側に接続される。端子
Ｔ５はトランジスタＴＲ１のベースにパルス信号を出力
する端子であり、トランジスタＴＲ１のベース駆動回路
５に接続される。さらに、端子２と端子７はグランド接
続用の端子であり、端子Ｔ２はＤＣ−ＤＣコンバータ１
の負極出力側に接続される。端子６と端子７はこの制御
回路１０の電源端子であり、補助電源４に接続される。
端子Ｔ３はキースイッチＳ２のオン時の高レベル信号を
入力する端子であり、キースイッチＳ２に接続され、端
子４は上記のように充電器６の充電制御回路６３に接続
される。

【００１８】制御回路１０において、比較器１２の非反
転入力側に三角波発振器１１の出力側が接続され、その
反転入力側にはオペアンプ１３の出力側が接続される。
オペアンプ１３の非反転入力側には端子Ｔ１と端子Ｔ２
間に接続された抵抗２０と抵抗２１の中点が接続され、
オペアンプ１３の反転入力側は端子Ｔ６と端子Ｔ７間に
接続された抵抗２２と抵抗２３の中点に接続される。

【００１９】さらに、比較器１２の出力側とグランド間
にトランジスタ１４が接続され、トランジスタ１４のベ
ースとグランド間にトランジスタ１５が接続され、ま
た、トランジスタ１４のベースと端子Ｔ６間に抵抗２４
が接続される。さらに、トランジスタ１５のベースに抵
抗２５が接続され、抵抗２５が、ダイオード１７を介し
て端子Ｔ４に、そしてダイオード１８を介して端子Ｔ３
に接続される。

【００２０】制御回路１０は、上記のような構成によ
り、キースイッチＳ２がオンされた電気自動車の使用時
には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電圧Ｖａを端子Ｔ
１を通して入力し、その出力電圧Ｖａを一定の電圧（例
えば１４Ｖ）に保持するように制御する。

【００２１】また、電気自動車の停車時、キースイッチ
Ｓ２がオフされ、スイッチＳ１をオンして充電器６によ
り主バッテリＢ１と補機バッテリＢ２の充電を行う際、
充電初期の定電流充電時には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１
の動作を停止して補機バッテリの充電を行わず、定電流
充電から定電圧充電に移行して所定の遅延時間後に、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１の動作を開始して、その出力電圧
Ｖａを例えば１６Ｖの急速充電電圧に制御し、補機バッ
テリＢ２にも充電を行うように、制御回路１０はＤＣ−
ＤＣコンバータ１の動作を制御する。

【００２２】次に、上記構成の電気自動車用充電装置の
動作を説明する。

【００２３】先ず、電気自動車が走行する際、その主電
源スイッチとなるキースイッチＳ２がオンされ、それに
よって高レベルの信号ＳＧ１が制御回路１０の端子Ｔ３
に送られ、スイッチＳ１がオフで充電器６は非作動のた
め、端子Ｔ４に信号は入力されない。

【００２４】ＤＣ−ＤＣコンバータ１の制御回路１０で
は、三角波発振器１１が作動し、三角波信号を比較器１
２の非反転入力側に入力し、その反転入力側にはオペア
ンプ１３から出力された電圧が印加される。オペアンプ
１３の出力電圧はオペアンプ１３の非反転入力側に印加
される電圧、つまり端子Ｔ１を介して入力されるＤＣ−
ＤＣコンバータの出力電圧Ｖａに応じて変化する。そし
て、オペアンプ１３から出力される電圧に応じて、デュ
ーティ比が制御されたパルス信号が、比較器１２の出力
側から端子Ｔ５を通してＤＣ−ＤＣコンバータ１のベー
ス駆動回路３に出力され、これによってトランジスタＴ
Ｒ１が駆動され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電圧Ｖ
ａが一定電圧となるように制御が行われる。

【００２５】例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電
圧Ｖａが上昇すると、オペアンプ１３の非反転入力に印
加される電圧、つまり端子Ｔ１を介して入力され抵抗２
０と２１で分圧される電圧も上昇する。よって、オペア
ンプ１３の出力は、その非反転入力電圧に応じて上昇
し、比較器１２の反転入力側に印加される。比較器１２
は、その反転入力と非反転入力の両電圧を比較し、出力
電圧Ｖａの上昇に伴ない、比較器１２からは、よりデュ
ーティ比の低いパルス信号が端子Ｔ５に出力され、この
パルス信号は端子Ｔ５からベース駆動回路３に送られ、
トランジスタＴＲ１を駆動する。このため、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ１の出力電圧Ｖａは低下するように制御され
る。

【００２６】一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電圧
Ｖａが下降すると、オペアンプ１３の非反転入力に印加
される電圧、つまり端子Ｔ１を介して入力され抵抗２０
と２１で分圧される電圧も下降し、オペアンプ１３の出
力は、その非反転入力電圧に応じて下降し、比較器１２
の反転入力側に印加される。比較器１２は、その反転入
力と非反転入力の両電圧を比較し、出力電圧Ｖａの下降
に伴ない、比較器１２からは、よりデューティ比の高い
パルス信号が端子Ｔ５に出力され、このパルス信号は端
子Ｔ５からベース駆動回路３に送られ、トランジスタＴ
Ｒ１を駆動する。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の
出力電圧Ｖａは上昇するように制御される。

【００２７】一方、電気自動車が駐車（停車）状態とさ
れ、外部の交流電源に充電器６を接続し、スイッチＳ１
をオンすると、充電器６が作動し、充電器６から主バッ
テリＢ１に充電電流が供給され、主バッテリＢ１の充電
を開始する。充電器６は充電の開始して暫くの間、定電
流充電を行うが、この定電流充電時には、充電器６から
高レベルの信号ＳＧ２は出力されず、制御回路１０の端
子Ｔ４に高レベルの信号は印加されない。また、キース
イッチＳ２はオフの状態にあるため、端子３にも高レベ
ルの信号ＳＧ１は印加されない。

【００２８】充電器６の充電制御回路６３は、定電流充
電を行いながらその出力電圧Ｖｓを監視し、図４に示す
ように、出力電圧Ｖｓが所定の定電圧Ｖｏに達した時点
で、その電圧に出力電圧Ｖｓを保持し、定電圧充電に移
行する。そして、充電制御回路６３は、定電流充電から
定電圧充電に移行した時点より計時を開始し、所定の遅
延時間ｔ₁ 後、高レベル「論理１」の定電圧充電信号Ｓ
Ｇ２を出力する。

【００２９】この定電圧充電信号ＳＧ２は制御回路１０
の端子Ｔ４に送られ、制御回路１０では、ダイオード１
７と抵抗２５を介してトランジスタ１５のベースに高レ
ベル信号が印加され、これによってトランジスタ１５が
導通し、次のトランジスタ１４が非導通となり、比較器
１２からの出力が端子Ｔ５を通してベース駆動回路３に
送られるようになる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ１のトランジスタＴＲ１が動作を開始し、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ１のトランジスタＴＲ１、トランス２、整流
回路の動作により、その出力側から出力電圧Ｖａが出力
される。

【００３０】そして、制御回路１０は、端子Ｔ１からそ
の出力電圧Ｖａを入力しながら、オペアンプ１３、比較
器１２、三角波発振器１１を動作させ、オペアンプ１３
から出力される電圧つまり出力電圧Ｖａに応じて、比較
器１２から出力されるパルス信号のデューティ比が制御
され、そのパルス信号が、端子Ｔ５を通してＤＣ−ＤＣ
コンバータ１のベース駆動回路３に送られ、これによっ
てトランジスタＴＲ１が駆動され、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ１の出力電圧Ｖａが一定電圧となるように制御が行わ
れる。

【００３１】したがって、充電器６が定電圧充電に移行
して、一定の遅延時間経過後に、ＤＣ−ＤＣコンバータ
１が動作を開始し、充電電流が補機バッテリＢ２に供給
され、補機バッテリＢ２の充電が行われる。

【００３２】図５は、他の実施例の制御回路１９を示し
ている。この制御回路１９は、上記の制御回路１０にお
けるトランジスタ１４、１５、及び端子Ｔ３、Ｔ４の接
続を変更して構成されるが、上記と略同様に動作する。

【００３３】即ち、オペアンプ１３の反転側入力に接続
された抵抗２２と抵抗２３の中点に、抵抗２６が接続さ
れ、その抵抗２６とグランド間にトランジスタ１４が接
続される。そして、上記実施例を同様に、トランジスタ
１４のベースとグランド間にトランジスタ１５が接続さ
れ、トランジスタ１５のコレクタと端子Ｔ６間に抵抗２
４が接続され、トランジスタ１５のベースに抵抗２５が
接続され、ダイオード１７を介して抵抗２５と端子Ｔ４
が接続され、ダイオード１８を介して抵抗２５と端子Ｔ
３が接続される。

【００３４】このような構成の制御回路１９では、キー
スイッチＳ２がオフされた充電初期における定電流充電
時、信号ＳＧ１、ＳＧ２が端子Ｔ４、端子Ｔ３に入力さ
れないため、トランジスタ１５が非導通、トランジスタ
１４が導通し、オアペアンプ１３の反転入力側には、抵
抗２２、２３、２６の合成抵抗により低下した電圧が印
加され、オペアンプ１３の出力電圧が上昇し、比較器１
２の反転入力側に印加される電圧が三角波発振器１１か
らの電圧より高くなるため、比較器１２からの出力はな
くなり、上記実施例と同様にＤＣ−ＤＣコンバータは動
作しない。

【００３５】一方、キースイッチＳ２がオンされる電気
自動車の使用時、或は充電時における定電流充電から定
電圧充電に移行して遅延時間経過後、端子Ｔ３を介して
高レベルの信号ＳＧ１が入力され、或は端子Ｔ４を介し
て高レベルの信号ＳＧ２が入力される。すると、トラン
ジスタ１５が導通し、トランジスタ１４が非導通とな
り、上記実施例を同様に、抵抗２２と抵抗２３で分圧さ
れた電圧がオペアンプ１３の反転入力側に印加され、そ
の非反転入力側には端子Ｔ１より入力した出力電圧Ｖａ
を抵抗２０と抵抗２１で分圧した電圧が入力され、オペ
アンプ１３の出力電圧は、オペアンプ１３の非反転入力
側に印加される電圧、つまり端子Ｔ１を介して入力され
るＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧Ｖａに応じて変化す
る。

【００３６】そして、上記実施例と同様に、オペアンプ
１３から出力される電圧に応じて、デューティ比が制御
されたパルス信号が、比較器１２の出力側から端子Ｔ５
を通してＤＣ−ＤＣコンバータ１のベース駆動回路３に
出力され、これによってトランジスタＴＲ１が駆動さ
れ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１の出力電圧Ｖａが一定電圧
となるように制御される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気自動車用充電装置
の回路図である。

【図２】制御回路１０の回路図である。

【図３】充電器６の回路図である。

【図４】充電器の充電動作状態を示すタイミングチャー
トである。

【図５】他の実施例の制御回路１９の回路図である。

【符号の説明】

１−ＤＣ−ＤＣコンバータ、 ６−充電器、 １０−制御回路、 Ｂ１−主バッテリ、 Ｂ２−補機バッテリ、 ６３−充電制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 芳季 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部の交流電源から充電器を介して主バ
   ッテリに充電を行い、該主バッテリ側からＤＣ−ＤＣコ
   ンバータを介して補機駆動用の補機バッテリを充電する
   電気自動車用充電装置において、 前記充電器が充電初期に定電流充電を行う間、前記ＤＣ
   −ＤＣコンバータの動作を停止させる制御手段を備えた
   ことを特徴とする電気自動車用充電装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、該充電器が定電流充電か
   ら定電圧充電に移行し、一定の遅延時間経過後、前記Ｄ
   Ｃ−ＤＣコンバータを動作させて前記補機バッテリへの
   充電を開始するように構成されている請求項１記載の電
   気自動車用充電装置。