JPH0799701A - 電気自動車の電気システム - Google Patents
電気自動車の電気システムInfo
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- JPH0799701A JPH0799701A JP5264181A JP26418193A JPH0799701A JP H0799701 A JPH0799701 A JP H0799701A JP 5264181 A JP5264181 A JP 5264181A JP 26418193 A JP26418193 A JP 26418193A JP H0799701 A JPH0799701 A JP H0799701A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 照明灯のようにほぼ一定の供給電圧を必要と
する補助機器に対して、最適な補助電池の充電システム
を提供する。 【構成】 補助機器用の補助電池を第１、第２の補助電
池６１，６２により構成すると共に、充電装置７０を第
１、第２の充電回路７１０，７２０により構成する。第
１の充電回路７１０は、インバータ７２２、降圧絶縁変
圧器７３２、整流器７４２及びフィルタ７５２を備え、
第２の充電回路７２０は、第１の充電回路７１０の出力
電圧が加えられる直流−直流変換器７８、第２のフィル
タ７５３、及び、第２の補助電池６２の電圧がほぼ一定
になるように直流−直流変換器７８を制御する制御回路
７７１等を備える。
する補助機器に対して、最適な補助電池の充電システム
を提供する。 【構成】 補助機器用の補助電池を第１、第２の補助電
池６１，６２により構成すると共に、充電装置７０を第
１、第２の充電回路７１０，７２０により構成する。第
１の充電回路７１０は、インバータ７２２、降圧絶縁変
圧器７３２、整流器７４２及びフィルタ７５２を備え、
第２の充電回路７２０は、第１の充電回路７１０の出力
電圧が加えられる直流−直流変換器７８、第２のフィル
タ７５３、及び、第２の補助電池６２の電圧がほぼ一定
になるように直流−直流変換器７８を制御する制御回路
７７１等を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両駆動用の主電池と
補助機器用の補助電池とを備え、車載の充電装置により
補助電池を充電する電気自動車の電気システムに関す
る。
補助機器用の補助電池とを備え、車載の充電装置により
補助電池を充電する電気自動車の電気システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、主電池を電源とする公知の電気
自動車の電気システム（第１の従来技術）である。同図
において、１は単位電池１００を多数、直列接続した主
電池、２は主スイッチ、３はヒューズ、４は電動機駆動
用インバータであり一般に３相トランジスタインバータ
が多く用いられている。５は車輪駆動用交流電動機であ
る。この電気自動車においては、図示されていないが電
動機５には減速機等を介して車輪が連結されている。
自動車の電気システム（第１の従来技術）である。同図
において、１は単位電池１００を多数、直列接続した主
電池、２は主スイッチ、３はヒューズ、４は電動機駆動
用インバータであり一般に３相トランジスタインバータ
が多く用いられている。５は車輪駆動用交流電動機であ
る。この電気自動車においては、図示されていないが電
動機５には減速機等を介して車輪が連結されている。
【０００３】また、６は補助機器用の補助電池、７は補
助電池６の充電装置、８は必要に応じ用いられる充電用
スイッチである。２００は、補助電池６を電源とする補
助機器であり、例えば照明灯やカーラジオ等である。補
助電池６の充電に当たっては、充電用スイッチ８を閉じ
て充電装置７内の充電回路を動作させている。
助電池６の充電装置、８は必要に応じ用いられる充電用
スイッチである。２００は、補助電池６を電源とする補
助機器であり、例えば照明灯やカーラジオ等である。補
助電池６の充電に当たっては、充電用スイッチ８を閉じ
て充電装置７内の充電回路を動作させている。
【０００４】図５は、図４における充電装置７の回路構
成を示している。この例は、充電装置７をＤＣ−ＤＣコ
ンバータ（直流−直流変換器）により構成してある。図
５において、７１は入力コンデンサ、７２はインバー
タ、７３は降圧絶縁変圧器、７４はダイオード整流器、
７５はフィルタ、７０１は充電用スイッチ８を介して主
電池１に接続される入力端子、７０２は補助電池６に接
続される出力端子である。前記インバータ７２は、主回
路の三相トランジスタインバータ４と類似の単相トラン
ジスタインバータにより構成されている。
成を示している。この例は、充電装置７をＤＣ−ＤＣコ
ンバータ（直流−直流変換器）により構成してある。図
５において、７１は入力コンデンサ、７２はインバー
タ、７３は降圧絶縁変圧器、７４はダイオード整流器、
７５はフィルタ、７０１は充電用スイッチ８を介して主
電池１に接続される入力端子、７０２は補助電池６に接
続される出力端子である。前記インバータ７２は、主回
路の三相トランジスタインバータ４と類似の単相トラン
ジスタインバータにより構成されている。
【０００５】更に、７７は充電される補助電池６の電圧
や充電電流が常に規定値内に入るように、インバータ７
２を制御する制御回路である。また、図５において７６
は充電電流検出器を示し、補助電池電圧検出器は制御回
路７７内に含ませて図示を省略してある。
や充電電流が常に規定値内に入るように、インバータ７
２を制御する制御回路である。また、図５において７６
は充電電流検出器を示し、補助電池電圧検出器は制御回
路７７内に含ませて図示を省略してある。
【０００６】ここで、補助電池６の電圧は一般に１２
〔Ｖ〕系であるのに対し、主電池１は２００〔Ｖ〕以上
と高いため、主電池１側と補助電池６側とを電気的に絶
縁する必要がある。従って、図示の制御回路７７として
は、補助電池電圧等の検出側とインバータ制御側とが絶
縁された、いわゆる絶縁形の制御回路とする必要があ
る。この結果、制御回路７７は通常、大形かつ高価なも
のとなっている。
〔Ｖ〕系であるのに対し、主電池１は２００〔Ｖ〕以上
と高いため、主電池１側と補助電池６側とを電気的に絶
縁する必要がある。従って、図示の制御回路７７として
は、補助電池電圧等の検出側とインバータ制御側とが絶
縁された、いわゆる絶縁形の制御回路とする必要があ
る。この結果、制御回路７７は通常、大形かつ高価なも
のとなっている。
【０００７】この種の電気システムでは、前述のように
補助電池６の電圧はエンジン自動車と同じく通常１２
〔Ｖ〕系であり、一方、主電池１の電圧は２００〔Ｖ〕
以上であって補助電池電圧の２０倍以上になる場合があ
る。このような電気システムにおける補助電池６の充電
装置７には、 １）入力電圧（主電池電圧）が出力電圧（補助電池電
圧）の２０倍以上という高い電圧となり、 ２）安全対策上、入出力間の電気的絶縁が必要になる、
等の特質がある。
補助電池６の電圧はエンジン自動車と同じく通常１２
〔Ｖ〕系であり、一方、主電池１の電圧は２００〔Ｖ〕
以上であって補助電池電圧の２０倍以上になる場合があ
る。このような電気システムにおける補助電池６の充電
装置７には、 １）入力電圧（主電池電圧）が出力電圧（補助電池電
圧）の２０倍以上という高い電圧となり、 ２）安全対策上、入出力間の電気的絶縁が必要になる、
等の特質がある。
【０００８】従って、第１の従来技術における充電装置
７は、 ＤＣ−ＤＣコンバータ方式、すなわち、直流入力→イ
ンバータ（ＤＣ→ＡＣ）→整流器（ＡＣ→ＤＣ）→フィ
ルタからなる主回路構成であり、しかも絶縁形のインバ
ータ制御回路７７が必要であると共に、電圧、電流の検
出を必要とするシステムとして複雑な構成となってい
た。 このため、システムが大型化し、高価格化するという
問題があった。
７は、 ＤＣ−ＤＣコンバータ方式、すなわち、直流入力→イ
ンバータ（ＤＣ→ＡＣ）→整流器（ＡＣ→ＤＣ）→フィ
ルタからなる主回路構成であり、しかも絶縁形のインバ
ータ制御回路７７が必要であると共に、電圧、電流の検
出を必要とするシステムとして複雑な構成となってい
た。 このため、システムが大型化し、高価格化するという
問題があった。
【０００９】一方、主電池内の直列接続された個々の単
位電池の電圧は、いかなる場合でも放電深度０〔％〕の
電圧と放電深度１００〔％〕の電圧の間にあることに着
目し、主電池の単位電池直列接続数をｎとした場合に、
主電池電圧の１／ｎの電圧に補助電池を充電しようとす
る第２の従来技術が、特願平４−３５９５７７号として
既に出願されている。
位電池の電圧は、いかなる場合でも放電深度０〔％〕の
電圧と放電深度１００〔％〕の電圧の間にあることに着
目し、主電池の単位電池直列接続数をｎとした場合に、
主電池電圧の１／ｎの電圧に補助電池を充電しようとす
る第２の従来技術が、特願平４−３５９５７７号として
既に出願されている。
【００１０】この従来技術における補助電池の充電装置
は、主電池の直流電圧を一定の周波数及び波形を有する
交流電圧に変換する電力変換器と、変圧比がｎ（ｎ＝一
次電圧／二次電圧）の降圧絶縁変圧器と、１／ｎに降圧
された交流電圧を直流に変換する整流器とにより構成
し、補助電池の充電電流や充電電圧を特に制御すること
なく補助電池を充電する。言い換えれば、主電池電圧を
常に１／ｎの直流電圧に変換して、補助電池を充電する
ものである。主電池電圧は常に放電深度０〔％〕と１０
０〔％〕との間にあり、補助電池は常に主電池電圧の１
／ｎの電圧に充電される。このため、補助電池はいかな
る場合にも放電深度０〔％〕と１００〔％〕との間にな
るように充電され、過充電、過放電状態になることはな
い。
は、主電池の直流電圧を一定の周波数及び波形を有する
交流電圧に変換する電力変換器と、変圧比がｎ（ｎ＝一
次電圧／二次電圧）の降圧絶縁変圧器と、１／ｎに降圧
された交流電圧を直流に変換する整流器とにより構成
し、補助電池の充電電流や充電電圧を特に制御すること
なく補助電池を充電する。言い換えれば、主電池電圧を
常に１／ｎの直流電圧に変換して、補助電池を充電する
ものである。主電池電圧は常に放電深度０〔％〕と１０
０〔％〕との間にあり、補助電池は常に主電池電圧の１
／ｎの電圧に充電される。このため、補助電池はいかな
る場合にも放電深度０〔％〕と１００〔％〕との間にな
るように充電され、過充電、過放電状態になることはな
い。
【００１１】図６は第２の従来技術における主電池から
補助電池への充電動作を説明するもので、電池電圧と電
流との関係を示している。図においてＡは主電池の特性
であり、電圧は１／ｎにして示してある。Ｂは補助電池
の特性である。電気自動車の非走行状態では、主電池電
圧はの電圧ＥBとなる。この状態で充電装置を作動
させると、補助電池にはＩBの充電電流が流れ、補助
電池を充電する。
補助電池への充電動作を説明するもので、電池電圧と電
流との関係を示している。図においてＡは主電池の特性
であり、電圧は１／ｎにして示してある。Ｂは補助電池
の特性である。電気自動車の非走行状態では、主電池電
圧はの電圧ＥBとなる。この状態で充電装置を作動
させると、補助電池にはＩBの充電電流が流れ、補助
電池を充電する。
【００１２】電気自動車が走行すると、主電池には電流
が流れ、主電池電圧も低下する。この電圧がの電圧Ｅ
Bまで低下すると、補助電池の充電電流はＩBとな
る。そして、の電圧ＥBまで低下すると、充電電流
はもはや流れなくなる。補助電池が充電されて電流−電
圧特性がＢ′のようになると、主電池電圧ＥBでは充
電電流はＩＢ′まで減少し、また、ＥBの電圧で
は、充電電流が流れなくなる。
が流れ、主電池電圧も低下する。この電圧がの電圧Ｅ
Bまで低下すると、補助電池の充電電流はＩBとな
る。そして、の電圧ＥBまで低下すると、充電電流
はもはや流れなくなる。補助電池が充電されて電流−電
圧特性がＢ′のようになると、主電池電圧ＥBでは充
電電流はＩＢ′まで減少し、また、ＥBの電圧で
は、充電電流が流れなくなる。
【００１３】次いで、補助電池の負荷が大きくなった場
合について説明する。Ｂの特性において負荷が増すと、
放電電流が流れるようになる。今、主電池電圧の動作電
圧がのＥBであるとすると、補助電池から見かけ
上、ＩBの電流が流れる。この電流は全て充電装置を
介して主電池から供給されることになる。以上述べた充
電動作により、補助電池はＡの特性に合うまで充電され
る。
合について説明する。Ｂの特性において負荷が増すと、
放電電流が流れるようになる。今、主電池電圧の動作電
圧がのＥBであるとすると、補助電池から見かけ
上、ＩBの電流が流れる。この電流は全て充電装置を
介して主電池から供給されることになる。以上述べた充
電動作により、補助電池はＡの特性に合うまで充電され
る。
【００１４】図７は図６の充電特性を持つ充電装置の構
成を示すものである。この充電装置７Ａは、図５の充電
装置７における制御回路７７を不要にしたものである。
図７において、７２１は図５のインバータ７２に対応す
るものであるが、この例では単に直流を交流に変換する
もので、交流電圧制御は行なわない。このため、インバ
ータ７２１は常に通流率最大動作のインバータ（例えば
１８０°出力の矩形波インバータ）にすることができ
る。なお、７１１は入力コンデンサ、７３１は絶縁変圧
器、７４１はダイオード整流器、７５１はフィルタを示
す。
成を示すものである。この充電装置７Ａは、図５の充電
装置７における制御回路７７を不要にしたものである。
図７において、７２１は図５のインバータ７２に対応す
るものであるが、この例では単に直流を交流に変換する
もので、交流電圧制御は行なわない。このため、インバ
ータ７２１は常に通流率最大動作のインバータ（例えば
１８０°出力の矩形波インバータ）にすることができ
る。なお、７１１は入力コンデンサ、７３１は絶縁変圧
器、７４１はダイオード整流器、７５１はフィルタを示
す。
【００１５】この結果、整流器７４のダイオードの印加
電圧も２０〔Ｖ〕以下となり、低圧低損失ダイオード
（例えばショットキーダイオード等）が使用でき、低損
失化すなわち効率向上を図ることができる。また、この
充電装置７Ａでは、インバータ７２１に補助電池の充電
電流や充電電圧または交流電圧、電流の制御が不要な直
流−交流変換器を使用することができるので、装置の小
形軽量化、低価格化を図ることができる。
電圧も２０〔Ｖ〕以下となり、低圧低損失ダイオード
（例えばショットキーダイオード等）が使用でき、低損
失化すなわち効率向上を図ることができる。また、この
充電装置７Ａでは、インバータ７２１に補助電池の充電
電流や充電電圧または交流電圧、電流の制御が不要な直
流−交流変換器を使用することができるので、装置の小
形軽量化、低価格化を図ることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記第２の従来技術で
は、図６に示したように補助電池は主電池電圧に比例し
た電圧で充電されるので、補助電池の充電電圧は主電池
電圧の変動に応じて変動し、充電電流も補助電池の充電
状態によって変動する。電気自動車の補助機器のうち、
主スイッチを始めとするコンタクタ、エアコン、パワス
テアリング等の電源電圧はある程度の変動が許容されて
いるが、照明灯などはエンジン自動車と共用のものが多
く、その電源電圧としては１４〔Ｖ〕前後でほぼ一定で
あることが必要となる。従って、主電池電圧の変動に影
響されずに補助電池の充電電圧をほぼ一定値に維持でき
るような電気システムの提供が望まれている。
は、図６に示したように補助電池は主電池電圧に比例し
た電圧で充電されるので、補助電池の充電電圧は主電池
電圧の変動に応じて変動し、充電電流も補助電池の充電
状態によって変動する。電気自動車の補助機器のうち、
主スイッチを始めとするコンタクタ、エアコン、パワス
テアリング等の電源電圧はある程度の変動が許容されて
いるが、照明灯などはエンジン自動車と共用のものが多
く、その電源電圧としては１４〔Ｖ〕前後でほぼ一定で
あることが必要となる。従って、主電池電圧の変動に影
響されずに補助電池の充電電圧をほぼ一定値に維持でき
るような電気システムの提供が望まれている。
【０００】本発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、補助電池の充電電
圧をほぼ一定に保ち、かつ充電電流を規定値に制御する
ようにした電気自動車の電気システムを提供することに
ある。
たもので、その目的とするところは、補助電池の充電電
圧をほぼ一定に保ち、かつ充電電流を規定値に制御する
ようにした電気自動車の電気システムを提供することに
ある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、補助電池を第１及び第２の補助電池によ
り構成すると共に、充電装置を第１及び第２の充電回路
により構成し、第１の充電回路は、直流電圧を一定の周
波数及び波形を有する交流電圧に変換する直流−交流変
換器と、この変換器の交流側に接続された降圧絶縁変圧
器と、この変圧器の出力側と第１の補助電池との間に接
続された整流器及び第１のフィルタとを備え、第２の充
電回路は、第１の充電回路の出力電圧が加えられる直流
−直流変換器と、この変換器の出力側と第２の補助電池
との間に接続された第２のフィルタと、第２の補助電池
の電圧がほぼ一定になるように直流−直流変換器を制御
する制御回路とを備えたものである。
め、本発明は、補助電池を第１及び第２の補助電池によ
り構成すると共に、充電装置を第１及び第２の充電回路
により構成し、第１の充電回路は、直流電圧を一定の周
波数及び波形を有する交流電圧に変換する直流−交流変
換器と、この変換器の交流側に接続された降圧絶縁変圧
器と、この変圧器の出力側と第１の補助電池との間に接
続された整流器及び第１のフィルタとを備え、第２の充
電回路は、第１の充電回路の出力電圧が加えられる直流
−直流変換器と、この変換器の出力側と第２の補助電池
との間に接続された第２のフィルタと、第２の補助電池
の電圧がほぼ一定になるように直流−直流変換器を制御
する制御回路とを備えたものである。
【００１８】
【作用】本発明においては、第２の従来技術と同様に構
成された第１の充電回路により、充電電圧や電流を特に
制御することなく第１の補助電池を充電し、この第１の
補助電池から、低圧の直流−直流変換器を介して第２の
補助電池を充電する。そして直流−直流変換器を、第２
の補助電池の充電電圧がほぼ一定の規定値になるように
制御回路により制御する。また、第１の補助電池には供
給電圧（電源電圧）の変動が許容できる補助機器を接続
し、第２の補助電池には照明灯のように供給電圧がほぼ
一定であることが要求される補助機器を接続する。前記
直流−直流変換器は、例えば１２〔Ｖ〕レベルの低圧回
路であるため、電流可逆チョッパのように低損失の高周
波動作回路を採用でき、充電システム全体として、従来
技術に比べて小形軽量化、高効率化が可能である。
成された第１の充電回路により、充電電圧や電流を特に
制御することなく第１の補助電池を充電し、この第１の
補助電池から、低圧の直流−直流変換器を介して第２の
補助電池を充電する。そして直流−直流変換器を、第２
の補助電池の充電電圧がほぼ一定の規定値になるように
制御回路により制御する。また、第１の補助電池には供
給電圧（電源電圧）の変動が許容できる補助機器を接続
し、第２の補助電池には照明灯のように供給電圧がほぼ
一定であることが要求される補助機器を接続する。前記
直流−直流変換器は、例えば１２〔Ｖ〕レベルの低圧回
路であるため、電流可逆チョッパのように低損失の高周
波動作回路を採用でき、充電システム全体として、従来
技術に比べて小形軽量化、高効率化が可能である。
【００１９】第１の補助電池は第１の充電回路により充
電されるため、その充電電圧は主電池電圧の変化に応じ
て変動するが、第２の充電回路における直流−直流変換
器は入力電圧が変動しても出力電圧が一定になるように
制御することにより、第２の補助電池の充電電圧及び充
電電流を規定値に維持することができる。
電されるため、その充電電圧は主電池電圧の変化に応じ
て変動するが、第２の充電回路における直流−直流変換
器は入力電圧が変動しても出力電圧が一定になるように
制御することにより、第２の補助電池の充電電圧及び充
電電流を規定値に維持することができる。
【００２０】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例を示しており、７０は補助電
池の充電装置である。６１，６２は補助電池であり、従
来技術では補助電池は一種類であるが、本実施例では補
助電池に接続される補助機器の性質に応じて２種類に分
けている。第１の補助電池６１の電圧は主電池電圧に応
じて変動するものとし、この補助電池６１にはある程度
の電源電圧変動を許容できる負荷、例えば、コンタクタ
の励磁、エアコン、パワステアリング等の補助機器２０
１が接続される。他方、第２の補助電池６２の電圧はほ
ぼ一定に保たれるものとし、この補助電池６２にはほぼ
一定の電源電圧が要求される負荷、例えば照明灯などの
補助機器２０２が接続される。
る。図１は本発明の実施例を示しており、７０は補助電
池の充電装置である。６１，６２は補助電池であり、従
来技術では補助電池は一種類であるが、本実施例では補
助電池に接続される補助機器の性質に応じて２種類に分
けている。第１の補助電池６１の電圧は主電池電圧に応
じて変動するものとし、この補助電池６１にはある程度
の電源電圧変動を許容できる負荷、例えば、コンタクタ
の励磁、エアコン、パワステアリング等の補助機器２０
１が接続される。他方、第２の補助電池６２の電圧はほ
ぼ一定に保たれるものとし、この補助電池６２にはほぼ
一定の電源電圧が要求される負荷、例えば照明灯などの
補助機器２０２が接続される。
【００２１】充電装置７０は、第１の充電回路７１０及
び第２の充電回路７２０を備えている。第１の充電回路
７１０は、図７の第２の従来技術と同一の構成であり、
７１２は入力コンデンサ、７２２は直流電圧を一定の周
波数及び波形を有する交流電圧に変換するインバータ、
７３２は降圧絶縁変圧器、７４２はダイオード整流器、
７５２は第１のフィルタを示す。この充電回路７０によ
る補助電池６１の充電動作ないし充電特性も、図６、図
７と同じであるため詳述を省略する。なお、図１におい
て、７０３は補助電池６１が接続される出力端子であ
る。
び第２の充電回路７２０を備えている。第１の充電回路
７１０は、図７の第２の従来技術と同一の構成であり、
７１２は入力コンデンサ、７２２は直流電圧を一定の周
波数及び波形を有する交流電圧に変換するインバータ、
７３２は降圧絶縁変圧器、７４２はダイオード整流器、
７５２は第１のフィルタを示す。この充電回路７０によ
る補助電池６１の充電動作ないし充電特性も、図６、図
７と同じであるため詳述を省略する。なお、図１におい
て、７０３は補助電池６１が接続される出力端子であ
る。
【００２２】一方、第２の充電回路７２０は、第１の充
電回路７１０の出力側（低圧側）と第２の補助電池６２
との間に接続されている。この充電回路７２０は、前記
第１のフィルタ７５２の出力側に接続された低圧の直流
−直流変換器７８と、その出力側に接続された第２のフ
ィルタ７５３と、その出力側に接続された充電電流検出
器７６１及び充電電圧検出器７６２と、これらの検出器
７６１，７６２による検出信号に基づき直流−直流変換
器７８を制御する制御回路７７１とを備えている。
電回路７１０の出力側（低圧側）と第２の補助電池６２
との間に接続されている。この充電回路７２０は、前記
第１のフィルタ７５２の出力側に接続された低圧の直流
−直流変換器７８と、その出力側に接続された第２のフ
ィルタ７５３と、その出力側に接続された充電電流検出
器７６１及び充電電圧検出器７６２と、これらの検出器
７６１，７６２による検出信号に基づき直流−直流変換
器７８を制御する制御回路７７１とを備えている。
【００２３】図２は、図１における直流−直流変換器７
８の構成を示すもので、本実施例では電流可逆チョッパ
（２象限チョッパ）により構成されている。図２におい
て、７８１は入力コンデンサ、７８２，７８３は高周波
動作可能な半導体スイッチとしてのＦＥＴ、７８４，７
８５はＦＥＴ７８２，７８３の並列ダイオードである。
８の構成を示すもので、本実施例では電流可逆チョッパ
（２象限チョッパ）により構成されている。図２におい
て、７８１は入力コンデンサ、７８２，７８３は高周波
動作可能な半導体スイッチとしてのＦＥＴ、７８４，７
８５はＦＥＴ７８２，７８３の並列ダイオードである。
【００２４】上記構成において、ＦＥＴ７８２，７８３
の動作は制御回路７７１によって制御される。これらの
制御は通常のチョッパ制御であるので、制御回路７７１
の詳細な構成は図示及び説明を省略する。直流−直流変
換器７８のチョッパ動作について略述すれば、ＦＥＴ７
８２の制御により降圧チョッパ（出力電圧が入力電圧よ
り低くなるチョッパ）として動作し、ＦＥＴ７８３の制
御により昇圧チョッパ（出力電圧が入力電圧より高くな
るチョッパ）として動作する。すなわち、電源側と負荷
側との間でエネルギーを両方向に供給する２象限動作を
行う。
の動作は制御回路７７１によって制御される。これらの
制御は通常のチョッパ制御であるので、制御回路７７１
の詳細な構成は図示及び説明を省略する。直流−直流変
換器７８のチョッパ動作について略述すれば、ＦＥＴ７
８２の制御により降圧チョッパ（出力電圧が入力電圧よ
り低くなるチョッパ）として動作し、ＦＥＴ７８３の制
御により昇圧チョッパ（出力電圧が入力電圧より高くな
るチョッパ）として動作する。すなわち、電源側と負荷
側との間でエネルギーを両方向に供給する２象限動作を
行う。
【００２５】図３は図１の動作特性を示す図である。図
３における横軸は主電池の充放電状態を示しており、ａ
は最大放電点（主電池電圧が最も低くなる放電状態）、
ｂは最終充電点（主電池電圧が最も高くなる充電状態）
を示している。また、特性Ｘは第１の補助電池６１の充
電電圧特性、特性Ｙは第２の補助電池６２の充電電圧特
性である。
３における横軸は主電池の充放電状態を示しており、ａ
は最大放電点（主電池電圧が最も低くなる放電状態）、
ｂは最終充電点（主電池電圧が最も高くなる充電状態）
を示している。また、特性Ｘは第１の補助電池６１の充
電電圧特性、特性Ｙは第２の補助電池６２の充電電圧特
性である。
【００２６】この図から明らかなように、特性Ｘは主電
池の電圧に比例した特性となり、最大放電点ａでは低く
最終充電点ｂでは高くなる特性であって、図６の特性
Ａ，Ｂ，Ｂ′に相当する。また、特性Ｙは、主電池電圧
が変動しても充電電圧が一定となる特性である。特性Ｘ
と特性Ｙが交叉する点ｃから最大放電点ａに至る領域で
は、第１の補助電池６１の電圧が第２の補助電池６２の
電圧よりも低くなる。すなわち、直流−直流変換器７８
の入力電圧が出力電圧より低くなるので、直流−直流変
換器７８を昇圧チョッパとして動作させる。
池の電圧に比例した特性となり、最大放電点ａでは低く
最終充電点ｂでは高くなる特性であって、図６の特性
Ａ，Ｂ，Ｂ′に相当する。また、特性Ｙは、主電池電圧
が変動しても充電電圧が一定となる特性である。特性Ｘ
と特性Ｙが交叉する点ｃから最大放電点ａに至る領域で
は、第１の補助電池６１の電圧が第２の補助電池６２の
電圧よりも低くなる。すなわち、直流−直流変換器７８
の入力電圧が出力電圧より低くなるので、直流−直流変
換器７８を昇圧チョッパとして動作させる。
【００２７】また、点ｃから最終充電点ｂに至る領域で
は、逆に直流−直流変換器７８の入力電圧は出力電圧よ
り高くなるので、直流−直流変換器７８を降圧チョッパ
として動作させる。これらのチョッパ動作の切り替え
は、図示されていない電圧検出器により検出した第１の
補助電池６１の電圧検出値と、充電電圧検出器７６２に
よる第２の補助電池６２の電圧検出値との比較に基づい
て行えば良い。同時に、第２の補助電池６２の充電電圧
及び充電電流は、各検出器７６１，７６２の検出値に基
づいて制御回路７７１により直流−直流変換器７８を介
して規定値に制御される。
は、逆に直流−直流変換器７８の入力電圧は出力電圧よ
り高くなるので、直流−直流変換器７８を降圧チョッパ
として動作させる。これらのチョッパ動作の切り替え
は、図示されていない電圧検出器により検出した第１の
補助電池６１の電圧検出値と、充電電圧検出器７６２に
よる第２の補助電池６２の電圧検出値との比較に基づい
て行えば良い。同時に、第２の補助電池６２の充電電圧
及び充電電流は、各検出器７６１，７６２の検出値に基
づいて制御回路７７１により直流−直流変換器７８を介
して規定値に制御される。
【００２８】上記実施例では、補助電池を第１及び第２
の補助電池６１，６２に分離してあるが、補助電池とし
て必要な合成容量は従来技術の単一の補助電池６と同じ
であれば良く、容量の配分は補助機器２０１，２０２の
負荷容量によって決めれば良い。
の補助電池６１，６２に分離してあるが、補助電池とし
て必要な合成容量は従来技術の単一の補助電池６と同じ
であれば良く、容量の配分は補助機器２０１，２０２の
負荷容量によって決めれば良い。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明は、第１の充電回路
により充電電圧や電流を特に制御することなく第１の補
助電池を充電し、その充電電圧を入力とする第２の充電
回路内の直流−直流変換器により所定の電圧、電流で第
２の補助電池を充電するように構成したものである。こ
のため、照明灯のようにほぼ一定の供給電圧を要求する
補助機器は第２の補助電池に接続すると共に、それ以外
の補助機器については第１の補助電池に接続すれば良
く、負荷の性質、特性に応じた最適な電源供給回路を構
成することができる。そして、第２の補助電池は規定さ
れた電圧、電流値に充電されるので、ほぼ一定電圧を必
要とする補助機器を従来通りそのまま使用することがで
きる。また、第２の充電回路内の直流−直流変換器用半
導体スイッチング素子は、１２〔Ｖ〕用の低圧のもので
良いから、低価格、低損失のものを使用することができ
る。
により充電電圧や電流を特に制御することなく第１の補
助電池を充電し、その充電電圧を入力とする第２の充電
回路内の直流−直流変換器により所定の電圧、電流で第
２の補助電池を充電するように構成したものである。こ
のため、照明灯のようにほぼ一定の供給電圧を要求する
補助機器は第２の補助電池に接続すると共に、それ以外
の補助機器については第１の補助電池に接続すれば良
く、負荷の性質、特性に応じた最適な電源供給回路を構
成することができる。そして、第２の補助電池は規定さ
れた電圧、電流値に充電されるので、ほぼ一定電圧を必
要とする補助機器を従来通りそのまま使用することがで
きる。また、第２の充電回路内の直流−直流変換器用半
導体スイッチング素子は、１２〔Ｖ〕用の低圧のもので
良いから、低価格、低損失のものを使用することができ
る。
【００３０】本発明の付随的な効果として、特願平４−
３５９５７７号と同様に、第１の充電回路の直流−交流
変換器には第１の補助電池の充電電圧、電流、または交
流電圧、電流の制御が不要な直流−交流変換器を使用で
きるため、電力変換器ひいては充電装置の小形軽量化、
低価格化を図ることができる。更に、直流−交流変換器
は第１の補助電池の電圧、電流を検出不要としているの
で、各検出手段を必要とする従来の制御回路に比べ、動
作信頼性が向上する。
３５９５７７号と同様に、第１の充電回路の直流−交流
変換器には第１の補助電池の充電電圧、電流、または交
流電圧、電流の制御が不要な直流−交流変換器を使用で
きるため、電力変換器ひいては充電装置の小形軽量化、
低価格化を図ることができる。更に、直流−交流変換器
は第１の補助電池の電圧、電流を検出不要としているの
で、各検出手段を必要とする従来の制御回路に比べ、動
作信頼性が向上する。
【００３１】第１の充電回路における降圧絶縁変圧器の
変圧比ｎは、主電池の単位電池の電圧定格と補助電池の
電圧定格とが等しい（電池として同一定格のものを用い
る）場合には、主電池の単位電池直列接続数にすれば良
く、また、異なる場合には主電池電圧／補助電池電圧比
で良い。従来では、主電池電圧が低下した場合にも補助
電池電圧として規定値を確保するために変圧比をｎより
小さくする必要があるが、本発明ではそのような配慮を
要しないため、変圧器の小形軽量化、低価格化の点で優
れている。
変圧比ｎは、主電池の単位電池の電圧定格と補助電池の
電圧定格とが等しい（電池として同一定格のものを用い
る）場合には、主電池の単位電池直列接続数にすれば良
く、また、異なる場合には主電池電圧／補助電池電圧比
で良い。従来では、主電池電圧が低下した場合にも補助
電池電圧として規定値を確保するために変圧比をｎより
小さくする必要があるが、本発明ではそのような配慮を
要しないため、変圧器の小形軽量化、低価格化の点で優
れている。
【図１】本発明の実施例を示す回路構成図である。
【図２】図１における主要部の回路構成図である。
【図３】図１の動作特性図である。
【図４】第１の従来技術である電気システムを示す図で
ある。
ある。
【図５】図４における充電装置の回路構成図である。
【図６】第２の従来技術における補助電池への充電動作
の説明図である。
の説明図である。
【図７】第２の従来技術における充電装置の回路構成図
である。
である。
６１，６２ 補助電池 ７０ 充電装置 ７８ 直流−直流変換器 ２０１，２０２ 補助機器 ７１０，７２０ 充電回路 ７０１ 入力端子 ７０３，７０４ 出力端子 ７１２ 入力コンデンサ ７２２ インバータ ７３２ 降圧絶縁変圧器 ７４２ ダイオード整流器 ７５２，７５３ フィルタ ７６１ 充電電流検出器 ７６２ 充電電圧検出器 ７７１ 制御回路 ７８１ 入力コンデンサ ７８２，７８３ ＦＥＴ ７８４，７８５ 並列ダイオード
Claims (5)
- 【請求項１】 車両駆動用の主電池と、補助機器用の補
助電池と、前記主電池により補助電池を充電するための
充電装置とを備えた電気自動車の電気システムにおい
て、 前記補助電池を第１及び第２の補助電池により構成する
と共に、 前記充電装置を第１及び第２の充電回路により構成し、 第１の充電回路は、直流電圧を一定の周波数及び波形を
有する交流電圧に変換する直流−交流変換器と、この変
換器の交流側に接続された降圧絶縁変圧器と、この変圧
器の出力側と第１の補助電池との間に接続された整流器
及び第１のフィルタとを備え、 第２の充電回路は、第１の充電回路の出力電圧が加えら
れる直流−直流変換器と、この変換器の出力側と第２の
補助電池との間に接続された第２のフィルタと、第２の
補助電池の電圧がほぼ一定になるように直流−直流変換
器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電気
自動車の電気システム。 - 【請求項２】 直流−直流変換器を電流可逆チョッパに
より構成した請求項１記載の電気自動車の電気システ
ム。 - 【請求項３】 第１の補助電池には供給電圧の変動を許
容する補助機器を接続し、第２の補助電池にはほぼ一定
の供給電圧が望ましい補助機器を接続した請求項１また
は２記載の電気自動車の電気システム。 - 【請求項４】 降圧絶縁変圧器の変圧比が、主電池の電
圧定格と第１の補助電池の電圧定格との比に等しい請求
項１，２または３記載の電気自動車の電気システム。 - 【請求項５】 主電池が、第１の補助電池と同一の電圧
定格を有する単位電池を複数個直列に接続して構成され
た請求項１，２，３または４記載の電気自動車の電気シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26418193A JP3271636B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電気自動車の電気システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26418193A JP3271636B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電気自動車の電気システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799701A true JPH0799701A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3271636B2 JP3271636B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=17399596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26418193A Expired - Fee Related JP3271636B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 電気自動車の電気システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271636B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09163511A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Suzuki Motor Corp | 電気自動車の配電装置 |
| US6924567B2 (en) * | 2003-10-08 | 2005-08-02 | Energy & Engine Technology Corporation | Method and system for managing battery power |
| US7245033B2 (en) | 2002-11-21 | 2007-07-17 | Energy & Engine Technology Corporation | Auxiliary heating and air conditioning unit for a diesel powered transport vehicle |
| WO2013099346A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Yamamoto Setsuo | 駆動装置 |
| CN108512256A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-07 | 河北工业大学 | 一种多功能车载充放电一体化系统 |
| JP2019009982A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトＤｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 安全な車両用エネルギ供給装置 |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP26418193A patent/JP3271636B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09163511A (ja) * | 1995-12-05 | 1997-06-20 | Suzuki Motor Corp | 電気自動車の配電装置 |
| US7245033B2 (en) | 2002-11-21 | 2007-07-17 | Energy & Engine Technology Corporation | Auxiliary heating and air conditioning unit for a diesel powered transport vehicle |
| US6924567B2 (en) * | 2003-10-08 | 2005-08-02 | Energy & Engine Technology Corporation | Method and system for managing battery power |
| WO2013099346A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Yamamoto Setsuo | 駆動装置 |
| JP2019009982A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトＤｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 安全な車両用エネルギ供給装置 |
| US11104232B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-08-31 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Safe energy supply device for a vehicle |
| CN108512256A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-07 | 河北工业大学 | 一种多功能车载充放电一体化系统 |
| CN108512256B (zh) * | 2018-06-14 | 2024-02-13 | 河北工业大学 | 一种多功能车载充放电一体化系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3271636B2 (ja) | 2002-04-02 |
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