JPH09289707A - 電気自動車の電源システム - Google Patents
電気自動車の電源システムInfo
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Abstract
動車における低電圧の電装負荷に対する電源の負担を軽
減し、装置の小型軽量化を図るとともに電源システム全
体の信頼性を向上する。 【解決手段】 電気自動車のモータ駆動用電源である高
圧バッテリ5を共通電源として複数の電源グループ1
0,20,30,…に分散し、各電源グループ10,2
0,30,…に、DC−DCコンバータ11,21,3
1,…と電気二重層コンデンサ12,22,32,…と
をそれぞれ備え、各負荷13,23,33,…に電源を
供給する。各DC−DCコンバータ11,21,31,
…は、各々に接続される負荷13,23,33,…の種
類や大きさに見合った汎用性のある比較的小容量のコン
バータを使用して負荷に近接した部位に配置し、負荷変
動等による瞬時的な電力増加があるときには、電気二重
層コンデンサから電力を供給する。
Description
される動力用の高電圧のバッテリから低電圧で作動する
負荷に対する電源を分散させて形成する電気自動車の電
源システムに関する。
ータを高電圧で駆動することから、低電圧用バッテリを
複数個直列に接続する等して構成される高電圧バッテリ
を搭載しているが、電装品はガソリンエンジン搭載の自
動車と部品の共通化を図るため例えば12V系の低電圧
用のものを使用している。
ムにおいては、図4に示すように、高圧バッテリ200
に降圧コンバータ201を接続し、この降圧コンバータ
201によって高圧バッテリからの高圧の直流電圧を低
圧の直流電圧に変換して低圧バッテリ202を充電する
とともに電装負荷203に電力を供給するようにしてい
た。すなわち、高圧バッテリからの高圧直流電圧を1台
の降圧コンバータによって低圧直流電圧に一括変換し、
各電装品に電源を供給するようにしていた。
エンジンを搭載する自動車に対する電源装置が特開平5
−38065号公報に開示されており、この先行例で
は、バッテリからの出力電圧を降下する主電源回路に、
簡易電源回路あるいは過電流検出部を内蔵した複数の電
子機器を並列に接続することで、個々の電子機器のそれ
ぞれに、複雑な構成の電源回路を設定しなくとも済むよ
うにしている。
で作動する全ての電装負荷に対する電源を1台の降圧コ
ンバータで一括して負担する場合には、変換電力が大き
くなって大容量のコンバータが必要となり、電力損失も
増加する。
%程度が放熱板によって占められていると言っても過言
ではなく、上述のように1台の降圧コンバータで全体の
電装負荷を負担しようとすると、電源装置の大型化、重
量増加、コスト増加を招くばかりでなく、大型化や放熱
のために設置場所が限定されてしまい、降圧コンバータ
から遠方に位置する負荷への配線が長くなって電力損失
の増加や補修の複雑化を招く。さらには、1台の降圧コ
ンバータが故障すると全体の機能が停止することにな
り、信頼性向上の支障となる。
で、動力用の高電圧のバッテリを搭載した電気自動車に
おける低電圧の電装負荷に対する電源の負担を軽減し、
装置の小型軽量化を図るとともに電源システム全体の信
頼性を向上することのできる電気自動車の電源システム
を提供することを目的としている。
電気自動車に搭載される動力用の高電圧のバッテリに、
このバッテリからの高電圧の直流電圧を低電圧の直流電
圧に変換する降圧コンバータを並列に複数接続し、各降
圧コンバータに直流低電圧で作動する電装負荷を接続し
て各降圧コンバータを中心とする複数の電源グループを
形成したことを特徴とする。
明における電源グループを、上記電装負荷の設置位置あ
るいは機能毎に分類して形成することを特徴とする。
明における各降圧コンバータに、電気二重層コンデンサ
を補助電源として並列に接続することを特徴とする。
自動車に搭載される動力用の高電圧のバッテリに対して
複数の電源グループを形成し、各電源グループ毎に、降
圧コンバータでバッテリからの高電圧の直流電圧を低電
圧の直流電圧に変換して直流低電圧で作動する電装負荷
に供給する。
上記電源グループを電装負荷の設置位置あるいは機能毎
に分類して形成し、請求項3記載の発明では、各電源グ
ループの降圧コンバータに電気二重層コンデンサを並列
に接続し、この電気二重層コンデンサを補助電源として
使用する。
施の形態を説明する。図1〜図3は本発明の実施の一形
態に係わり、図1は電源システムの系統図、図2は電気
自動車における分散電源の配置図、図3は電源グループ
内の負荷接続図である。
ある高圧バッテリ5を共通電源として、複数の電源グル
ープ10,20,30,…に分散された電源システムを
示す。各電源グループ10,20,30,…には、それ
ぞれ、上記高圧バッテリ5からの直流高電圧を直流低電
圧に変換する降圧コンバータ(DC−DCコンバータ)
11,21,31,…が備えられ、それぞれに接続され
る負荷13,23,33,…に電源を供給するようにな
っている。
31,…は、基本的に、各々に接続される負荷13,2
3,33,…の種類や大きさに見合った汎用性のある比
較的小容量のコンバータ(例えば、100W〜数百W程
度)が使用され、負荷に近接した部位に配置されるよう
になっている。さらに、負荷変動等による瞬時的な電力
増加に対処するため、各DC−DCコンバータ11,2
1,31…には電気二重層コンデンサ12,22,3
2,…がそれぞれ並列に接続されている。
内部抵抗が低く電源供給初期に定常時の数倍以上の急速
大電流が流れる負荷や、モータ負荷等のように起動時に
大電流が流れる負荷等を有する電源グループでは、鉛蓄
電池に比較してパワー密度が大きく、軽量小型で半永久
的な寿命を有する電気二重層コンデンサを補助電源とし
て採用し、この電気二重層コンデンサから一時的に大電
力を供給することによりDC−DCコンバータの負担を
軽減することができる。尚、瞬時的な電力増加の虞がな
い負荷を有する電源グループの場合には、電気二重層コ
ンデンサを省略可能であることは言うまでもない。
構成例について説明する。図2に示す電気自動車50で
は、動力用の高圧バッテリ100に対し、直流低電圧で
動作する電装負荷を、車輌前部のヘッドライト等からな
る負荷グループ62と車輌中央部のインストメントパネ
ル周りの各種計器や空調関連負荷等からなる負荷グルー
プ72と車輌後部のリヤランプやリヤデフォッガ等から
なる負荷グループ82との3つのグループに機能及び設
置位置によって分類し、車輌前部、中央部、後部の各負
荷グループ62,72,82に近接して、DC−DCコ
ンバータ単独あるいはDC−DCコンバータに電気二重
層コンデンサを並列接続してなる低圧電源部60,7
0,80がそれぞれ配置され、3つの電源グループが分
散形成されている。
端子からキースイッチ110のONによって閉成される
リレー101のリレー接点を介して延出される高圧用配
線102により、各低圧電源部60,70,80の各入
力端子、及び、駆動モータに動力用交流電源を供給する
インバータ120の電源入力端子が並列に接続され、各
低圧電源部60,70,80、及び、上記インバータ1
20からのアース線103が、車体を共通グランドとし
て、あるいは、直接に、上記高圧バッテリ100の負極
側端子に接続されている。
体の電装負荷に対する電源容量を分散させているため大
容量の特別なDC−DCコンバータを使用せずに既存の
汎用性のある小型軽量のコンバータを使用することがで
き、さらに、各負荷グループ62,72,82に近接し
て配置されているため、各負荷グループ62,72,8
2までの低圧用配線61,71,81の配線長を短くす
ることができる。
とともに、搭載スペースの自由度が高まり、特別な放熱
板等を要することなく車体に接触させて設置する等して
効果的に放熱を行うことができる。この場合、各低圧電
源部60,70,80を可能な限り同一の容量とするこ
とが望ましく、量産効果により電源装置のコストを大幅
に低減することが可能となる。
部60,70,80とは独立して上記高圧バッテリ10
0に結線するようにしても良い。
スイッチ110をONすると、リレー101のリレー接
点が閉成して高圧バッテリ100から動力用のインバー
タ120及び各低圧電源部60,70,80に高圧の直
流電圧が供給される。
源部60,70,80のDC−DCコンバータが動作状
態となり、高圧バッテリ100からの高圧の直流電圧が
インバータ120によって高圧の交流電圧に変換される
とともに、各低圧電源部60,70,80においてDC
−DCコンバータにより低圧の直流電圧に変換され、ま
た、電気二重層コンデンサを採用する電源グループで
は、DC−DCコンバータにより電気二重層コンデンサ
が充電される。
プ、例えば、図3に示すように、車輌前部のヘッドライ
ト等からなる負荷グループ62では、スイッチ群63を
介して接続される負荷群64に対し、使用する負荷のス
イッチをONすると負荷群64の例えばヘッドランプが
点灯する。
車50では、従来のように、高圧バッテリ100からの
高圧直流電圧を1台の降圧コンバータで変換して直流低
電圧で動作する電装負荷全体に対する電源を一括して負
担する電源システムと異なり、負荷の機能毎あるいは負
荷の位置に応じて電源を分散しているため、各電源グル
ープにおける降圧コンバータの容量を小さくし、負荷に
近接して配置することができ、さらに、電気二重層コン
デンサを併用することにより、瞬時的な電力増加にも対
処することができる。
軽量化を図るとともに、コスト低減を図ることができ、
設置スペースの自由度を高めて、負荷と電源との間の配
線長を短くすることができ、配線の簡素化によって補修
を容易なものとすることができる。
障が発生しても、全体の機能がダウンすることがなく、
故障個所の特定が容易になる等、システムの信頼性を維
持する上で極めて有利な電源システムとすることができ
る。
によれば、電気自動車に搭載される動力用の高電圧のバ
ッテリに対して複数の電源グループを形成し、各電源グ
ループ毎に、降圧コンバータでバッテリからの高電圧の
直流電圧を低電圧の直流電圧に変換して直流低電圧で作
動する電装負荷に供給するため、従来のように高圧バッ
テリからの高圧直流電圧を1台の降圧コンバータで変換
して直流低電圧で動作する電装負荷全体に対する電源を
一括して負担する電源システムに比較し、電源装置の負
担を軽減して小型・軽量化を図るとともに、コスト低減
を図ることができ、設置スペースの自由度を高めること
ができる。さらに、万一、電源グループの一部に故障が
発生しても、全体の機能がダウンすることがなく、故障
個所の特定が容易になる等、システムの信頼性を維持す
る上で極めて有利な電源システムとすることができる。
電源グループを電装負荷の設置位置あるいは機能毎に分
類して形成するため、負荷に近接して電源を配置するこ
とができ、負荷と電源との間の配線長を短くすることが
でき、配線の簡素化によって補修を容易なものとするこ
とができる。また、請求項3記載の発明では、各電源グ
ループの降圧コンバータに並列に電気二重層コンデンサ
を補助電源として接続するため、各電源グループでの瞬
時的な電力増加にも対処することができる。
の系統図
ンバータ) 12,22,32 … 電気二重層コンデンサ
Claims (3)
- 【請求項1】 電気自動車に搭載される動力用の高電圧
のバッテリに、このバッテリからの高電圧の直流電圧を
低電圧の直流電圧に変換する降圧コンバータを並列に複
数接続し、各降圧コンバータに直流低電圧で作動する電
装負荷を接続して各降圧コンバータを中心とする複数の
電源グループを形成したことを特徴とする電気自動車の
電源システム。 - 【請求項2】 上記電源グループを、上記電装負荷の設
置位置あるいは機能毎に分類して形成することを特徴と
する請求項1記載の電気自動車の電源システム。 - 【請求項3】 上記各降圧コンバータに、電気二重層コ
ンデンサを補助電源として並列に接続することを特徴と
する請求項1記載の電気自動車の電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10041796A JP3761966B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 電気自動車の電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10041796A JP3761966B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 電気自動車の電源システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289707A true JPH09289707A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3761966B2 JP3761966B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=14273414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10041796A Expired - Lifetime JP3761966B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 電気自動車の電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761966B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400589B2 (en) | 2000-01-12 | 2002-06-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for a power supply circuit including plural converter |
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-
1996
- 1996-04-22 JP JP10041796A patent/JP3761966B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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| Publication number | Publication date |
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| JP3761966B2 (ja) | 2006-03-29 |
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