JPH10164709A - Power supply and power supply for electric vehicle - Google Patents
Power supply and power supply for electric vehicleInfo
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気自動車用電源装置では、メインバッテリ
１の直流をインバータ１０で交流に変換し、車両駆動用
モータ１２へ給電する。インバータの入力電源線間には
平滑用コンデンサ１１が接続されており、キースイッチ
９のオン時に、先ず平滑用コンデンサをメインバッテリ
の電圧近くまで予備充電する必要があり、車両が発進可
能となるまでには時間がかかっていた。キースイッチの
オフ時には、平滑用コンデンサに残った電荷を放電抵抗
４に放電し、無駄に消費していた。
【解決手段】 予備充電電流を流す回路として、スイッ
チング制御用の制御トランジスタ１６，チョークコイル
１８，フライホイールダイオード２０から成る定電流回
路を設け、定電流で予備充電を行い、短時間で充電出来
るようにした。また、キースイッチオフ時に、平滑用コ
ンデンサの電圧をＤＣ・ＤＣコンバータ１３で電圧変換
して補機バッテリ１４を充電し、それでも残った電荷だ
け放電抵抗４で放電消費するようにした。
(57) [Summary] In a power supply device for an electric vehicle, a DC of a main battery 1 is converted into an AC by an inverter 10 and supplied to a vehicle drive motor 12. A smoothing capacitor 11 is connected between the input power supply lines of the inverter. When the key switch 9 is turned on, it is necessary to first precharge the smoothing capacitor to a voltage close to the voltage of the main battery until the vehicle can be started. Was taking a long time. When the key switch is turned off, the charge remaining in the smoothing capacitor is discharged to the discharge resistor 4 and wasted. SOLUTION: A constant current circuit including a control transistor 16 for switching control, a choke coil 18, and a flywheel diode 20 is provided as a circuit for flowing a pre-charge current, so that pre-charge is performed with a constant current and charging can be performed in a short time. I made it. When the key switch is turned off, the voltage of the smoothing capacitor is converted by the DC / DC converter 13 to charge the auxiliary battery 14, and the remaining charge is discharged and consumed by the discharge resistor 4.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリより入力
された直流を交流に変換して負荷へ給電するインバータ
を含む電源装置、特に、車両駆動用のモータや他の電気
負荷に給電するための電気自動車用電源装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device including an inverter for converting a direct current input from a battery into an alternating current and supplying power to a load, and in particular, for supplying power to a motor for driving a vehicle and other electric loads. The present invention relates to a power supply device for an electric vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電源装置の中には、バッテリより入力さ
れた直流を交流に変換し、それを交流負荷へ給電するイ
ンバータを含むものがある。この電源装置では、インバ
ータの直流入力電源線間には平滑用コンデンサが接続さ
れており、負荷への給電に先立ち、平滑用コンデンサを
バッテリ電圧近くまで充電（予備充電）しておいてか
ら、バッテリをインバータに直接接続することが行われ
ている。また、負荷への給電を停止した時は、平滑用コ
ンデンサに残っている電荷を放電処理しておく必要があ
った。このような電源装置は、工場等に設置されて工業
用に使用されたり、電気自動車の車両駆動用モータに給
電したりするのに使用されている。以下、その具体例
を、電気自動車に用いられている電源装置を例にとって
説明する。2. Description of the Related Art Some power supply devices include an inverter that converts a direct current input from a battery into an alternating current and supplies the converted alternating current to an AC load. In this power supply device, a smoothing capacitor is connected between the DC input power lines of the inverter, and before the power is supplied to the load, the smoothing capacitor is charged to a voltage close to the battery voltage (preliminary charging). Is directly connected to the inverter. Further, when the power supply to the load is stopped, it is necessary to discharge the charge remaining in the smoothing capacitor. Such a power supply device is installed in a factory or the like and used for industrial purposes, or is used to supply power to a vehicle drive motor of an electric vehicle. Hereinafter, a specific example will be described taking a power supply device used in an electric vehicle as an example.
【０００３】電気自動車においては、主電源として、車
両駆動用モータを駆動するための高電圧，大容量を有す
るバッテリが搭載されており、これが、キースイッチを
オン，オフすることによって、投入されたり遮断された
りしている。そして、その他の電気負荷に対しては、そ
れに適合する電圧の補機バッテリより給電したり、ある
いは、前記主電源のバッテリより、電圧コンバータで適
合電圧に変換した上で給電したりしている。[0003] In an electric vehicle, a high-voltage, large-capacity battery for driving a vehicle driving motor is mounted as a main power supply. The battery is turned on and off by turning on and off a key switch. It has been cut off. For other electric loads, power is supplied from an auxiliary battery of a voltage suitable for the electric load, or power is supplied from the battery of the main power supply after being converted to a suitable voltage by a voltage converter.
【０００４】図２は、そのような従来の電気自動車用電
源装置を示す図である。図２において、１はメインバッ
テリ、２はメインリレー、３は放電リレー、４は放電抵
抗、５は予備充電リレー、６は予備充電抵抗、７は制御
回路、８は電圧検出部、９はキースイッチ、１０はイン
バータ、１１は平滑用コンデンサ、１２は車両駆動用モ
ータ、１３はＤＣ・ＤＣコンバータ、１４は補機バッテ
リ、１５は電気負荷である。FIG. 2 is a diagram showing such a conventional power supply device for an electric vehicle. 2, 1 is a main battery, 2 is a main relay, 3 is a discharge relay, 4 is a discharge resistor, 5 is a pre-charge relay, 6 is a pre-charge resistor, 7 is a control circuit, 8 is a voltage detector, and 9 is a key. A switch 10, an inverter, a smoothing capacitor 11, a vehicle driving motor 12, a DC / DC converter 13, an auxiliary battery 14, and an electric load 15.
【０００５】メインバッテリ１は、車両駆動用モータ１
２を駆動するに足る高電圧（例、３００Ｖ），大容量を
有する電源である。メインバッテリ１は、メインリレー
２を介して、インバータ１０やＤＣ・ＤＣコンバータ１
３に、それぞれ接続される。インバータ１０は、交流モ
ータである車両駆動用モータ１２に給電するため、メイ
ンバッテリ１の直流を交流に変換する。インバータ１０
の制御は、制御回路７により行われる。インバータ１０
内の電源入力線間には平滑用コンデンサ１１が接続され
ているが、これは、電源電圧の一時的な変化を吸収した
り、車両駆動用モータ１２や他の何らかの原因によって
発生するノイズを吸収したりするためのものである。The main battery 1 includes a motor 1 for driving a vehicle.
2 is a power supply having a high voltage (eg, 300 V) and a large capacity sufficient to drive the power supply 2. The main battery 1 is connected to the inverter 10 and the DC / DC converter 1 via the main relay 2.
3 respectively. The inverter 10 converts a direct current of the main battery 1 into an alternating current in order to supply power to a vehicle driving motor 12 which is an alternating current motor. Inverter 10
Is performed by the control circuit 7. Inverter 10
A smoothing capacitor 11 is connected between the power supply input lines, which absorbs a temporary change in the power supply voltage or absorbs noise generated by the vehicle drive motor 12 or some other cause. Or to do so.
【０００６】ＤＣ・ＤＣコンバータ１３は、メインバッ
テリ１の電圧を補機バッテリ１４と同じ電圧に変換し、
補機バッテリ１４を充電したり、補機バッテリ１４に接
続される電気負荷１５（例、ラジオ，照明等の車載機
器）に給電したりする。補機バッテリ１４は、メインバ
ッテリ１に比べて低電圧（例、１２Ｖ）のバッテリであ
る。制御回路７の動作電源も、補機バッテリ１４よりキ
ースイッチ９を介して与えられる。なお、ＤＣ・ＤＣコ
ンバータ１３の制御は、制御回路７によって行われる。The DC / DC converter 13 converts the voltage of the main battery 1 to the same voltage as the auxiliary battery 14,
The auxiliary battery 14 is charged, and power is supplied to an electric load 15 (for example, an on-vehicle device such as a radio or a light) connected to the auxiliary battery 14. The auxiliary battery 14 has a lower voltage (for example, 12 V) than the main battery 1. The operating power of the control circuit 7 is also supplied from the auxiliary battery 14 via the key switch 9. The control of the DC / DC converter 13 is performed by the control circuit 7.
【０００７】メインリレー２からインバータ１０やＤＣ
・ＤＣコンバータ１３への電源線間には、放電抵抗４と
放電リレー３とが直列接続されている。放電リレー３
は、常閉式のリレーである。メインリレー２には、予備
充電リレー５と予備充電抵抗６の直列回路が、並列接続
されている。予備充電リレー５は、常開式のリレーであ
る。メインリレー２，放電リレー３および予備充電リレ
ー５のオンオフは、制御回路７によって制御される。[0007] From the main relay 2 to the inverter 10 or DC
The discharge resistor 4 and the discharge relay 3 are connected in series between the power supply lines to the DC converter 13. Discharge relay 3
Is a normally closed relay. A series circuit of a pre-charge relay 5 and a pre-charge resistor 6 is connected to the main relay 2 in parallel. The preliminary charging relay 5 is a normally open relay. The ON / OFF of the main relay 2, the discharge relay 3 and the pre-charge relay 5 is controlled by the control circuit 7.
【０００８】放電リレー３および放電抵抗４は、キース
イッチ９をオフして電気自動車の運転を終了した段階
で、平滑用コンデンサ１１に充電されている電荷を放電
させるためのものである。その段階では、平滑用コンデ
ンサ１１の電圧はメインバッテリ１と同じ高電圧となっ
ており、このまま放置したのでは危険であるので放電さ
せてしまう。従って、放電リレー３は、キースイッチ９
がオンされた時にオフとされ、キースイッチ９がオフさ
れた時にオンとされる。The discharge relay 3 and the discharge resistor 4 are for discharging the electric charge charged in the smoothing capacitor 11 when the operation of the electric vehicle is completed by turning off the key switch 9. At that stage, the voltage of the smoothing capacitor 11 is the same high voltage as that of the main battery 1, and if left as it is, it is dangerous and discharges. Therefore, the discharge relay 3 is connected to the key switch 9
Is turned off when is turned on, and turned on when the key switch 9 is turned off.
【０００９】キースイッチ９をオンした時、メインリレ
ー２をオンしてメインバッテリ１に直接接続すると、平
滑用コンデンサ１１を充電するために流れる突入電流が
極めて大きなものとなり、メインリレー２の接点を傷め
る。そこで、突入電流が大となるのを避けるため、まず
平滑用コンデンサ１１を予備充電抵抗６を経て徐々に充
電する、いわゆる予備充電（プレチャージ）を行う。そ
して、平滑用コンデンサ１１の電圧が所定電圧に達して
から、メインリレー２をオンにする。そうすると、メイ
ンバッテリ１と平滑用コンデンサ１１との電圧差は小と
なっているので、突入電流は小さくなる。予備充電が終
了したかどうかは、平滑用コンデンサ１１の電圧を検出
する電圧検出部８からの検出信号によって判定される。When the key switch 9 is turned on and the main relay 2 is turned on and connected directly to the main battery 1, the inrush current flowing for charging the smoothing capacitor 11 becomes extremely large, and the contact of the main relay 2 is turned off. damage. Therefore, in order to avoid an inrush current from becoming large, first, a so-called pre-charge (pre-charge) in which the smoothing capacitor 11 is gradually charged via the pre-charge resistor 6 is performed. After the voltage of the smoothing capacitor 11 reaches a predetermined voltage, the main relay 2 is turned on. Then, since the voltage difference between the main battery 1 and the smoothing capacitor 11 is small, the inrush current is small. Whether or not the pre-charging has been completed is determined by a detection signal from the voltage detection unit 8 that detects the voltage of the smoothing capacitor 11.
【００１０】次に、動作を説明する。 （１）キースイッチ９をオンした時 キースイッチ９をオンすると、制御回路７より、予備充
電リレー５をオンにし、放電リレー３をオフにする制御
信号が出される。それにより、メインバッテリ１→予備
充電リレー５→予備充電抵抗６→平滑用コンデンサ１１
の経路で電流が流れ、平滑用コンデンサ１１が徐々に充
電される。図３は、この場合の平滑用コンデンサ１１の
予備充電電圧の変化を示す図である。ＶB はメインバッ
テリ１の電圧であり、ＶP は予備充電終了電圧である。
充電の時定数は、予備充電抵抗６の抵抗値と、平滑用コ
ンデンサ１１の容量とによって決定される。Next, the operation will be described. (1) When the key switch 9 is turned on When the key switch 9 is turned on, a control signal for turning on the precharge relay 5 and turning off the discharge relay 3 is output from the control circuit 7. Thereby, the main battery 1 → the preliminary charging relay 5 → the preliminary charging resistor 6 → the smoothing capacitor 11
The current flows through the path, and the smoothing capacitor 11 is gradually charged. FIG. 3 is a diagram showing a change in the precharge voltage of the smoothing capacitor 11 in this case. V B is the voltage of the main battery 1, V P is the pre-charge end voltage.
The charging time constant is determined by the resistance value of the preliminary charging resistor 6 and the capacitance of the smoothing capacitor 11.
【００１１】図５は、平滑用コンデンサへの予備充電電
流の変化を示す図である。予備充電リレー５を通る予備
充電電流は、一点鎖線の曲線ロに示すように、最初は大
きいが、充電が進むにつれて（つまり、平滑用コンデン
サ１１の電圧が上昇するにつれて）徐々に小さくなって
行く（なお、曲線イは、本発明の場合の予備充電電流で
あり、これについては後で説明する）。FIG. 5 is a diagram showing a change in precharge current to the smoothing capacitor. The pre-charging current passing through the pre-charging relay 5 is initially large as shown by the dashed line curve B, but gradually decreases as charging progresses (that is, as the voltage of the smoothing capacitor 11 increases). (Note that curve a is the pre-charging current in the case of the present invention, which will be described later.)
【００１２】平滑用コンデンサ１１の充電電圧が予備充
電終了電圧ＶP まで上昇したことが電圧検出部８により
検出されると、制御回路７は予備充電リレー５をオフし
て、予備充電を終了させる。ついで、メインリレー２が
オンされる。メインリレー２を経ての給電が開始されて
から、インバータ１０での変換制御あるいはＤＣ・ＤＣ
コンバータ１３での変換制御が開始される。もし、それ
までに開始してしまうと、それらへの入力電圧である平
滑用コンデンサ１１の電圧が所定値よりも低いので、予
定している出力を得ることは出来ない。[0012] the charging voltage of the smoothing capacitor 11 is increased to pre-charge end voltage V P is detected by the voltage detection unit 8, the control circuit 7 turns off the pre-charging relay 5, to terminate precharging . Next, the main relay 2 is turned on. After the power supply via the main relay 2 is started, conversion control by the inverter 10 or DC / DC
Conversion control in converter 13 is started. If they have been started before that, the expected output cannot be obtained because the voltage of the smoothing capacitor 11, which is the input voltage to them, is lower than a predetermined value.
【００１３】（２）キースイッチ９をオフした時 キースイッチ９をオフすると、制御回路７からメインリ
レー２をオフする制御信号が出されると共に、放電リレ
ー３をオンにする制御信号が出される。メインリレー２
のオフにより、インバータ１０およびＤＣ・ＤＣコンバ
ータ１３への給電は停止される（従って、モータ１２等
も停止する）。一方、放電リレー３のオンにより、平滑
用コンデンサ１１（正側端子）→放電リレー３→放電抵
抗４→平滑用コンデンサ１１（負側端子）という閉回路
が形成され、この閉回路を通って、平滑用コンデンサ１
１の電荷は放電される。(2) When the key switch 9 is turned off When the key switch 9 is turned off, a control signal for turning off the main relay 2 and a control signal for turning on the discharge relay 3 are output from the control circuit 7. Main relay 2
, Power supply to the inverter 10 and the DC / DC converter 13 is stopped (therefore, the motor 12 and the like are also stopped). On the other hand, when the discharge relay 3 is turned on, a closed circuit of a smoothing capacitor 11 (positive terminal) → discharge relay 3 → discharge resistor 4 → smoothing capacitor 11 (negative terminal) is formed. Smoothing capacitor 1
1 is discharged.
【００１４】なお、電気自動車用電源装置に関する従来
の文献としては、例えば、実開昭60−28401 号公報，特
開平６−276610号公報，特開平８−107601号公報等があ
る。Conventional documents relating to the power supply device for an electric vehicle include, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 60-28401, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-276610, and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-107601.
【００１５】[0015]
（問題点）前記した従来の電源装置および電気自動車用
電源装置では、次のような問題点があった。第１の問題
点は、予備充電をするのに時間がかかっていたので、負
荷への給電開始が、速やかに行えなかったという点であ
る。即ち、電気自動車用電源装置の場合では、キースイ
ッチ９をオンしてから車両を発進させることが出来るよ
うになるまでに、長い時間がかかっていたという点であ
る。第２の問題点は、電源装置の使用開始時および使用
停止時に、エネルギーをロスしていたという点である。
即ち、電気自動車用電源装置の場合では、車両の運転開
始時および運転終了時に、エネルギーをロスしていたと
いう点である。第３の問題点は、予備充電抵抗６を設置
するスペースとして、比較的大きなスペースを用意しな
ければならなかったという点である。(Problem) The above-described conventional power supply device and electric vehicle power supply device have the following problems. The first problem is that the power supply to the load cannot be started quickly because the pre-charging takes a long time. That is, in the case of the power supply device for an electric vehicle, it takes a long time from when the key switch 9 is turned on to when the vehicle can be started. A second problem is that energy is lost at the time of starting use and at the time of stopping use of the power supply device.
That is, in the case of the power supply device for an electric vehicle, energy is lost at the time of starting and ending the operation of the vehicle. A third problem is that a relatively large space has to be prepared as a space for installing the preliminary charging resistor 6.
【００１６】（問題点の説明）まず、第１の問題点につ
いて説明する。インバータ１０から車両駆動用モータ１
２に給電され始めるのは、平滑用コンデンサ１１への予
備充電が終了してからである。しかし、充電電流は図５
の曲線ロに示すように、充電当初は大きいが、充電が進
むにつれて（つまり平滑用コンデンサ１１の充電電圧が
上昇して来るにつれて）小さくなる。そのため、充電速
度は徐々に小さくなり、図３に示すように、予備充電終
了電圧ＶP に達するまでには相当な時間Ｔ1 だけかかっ
てしまう。この時間Ｔ1 は、例えば１０数秒であり、車
両を発進させようとしているドライバーを待たせるに
は、あまりにも長い時間であった。(Explanation of Problems) First, the first problem will be described. Inverter 10 to vehicle drive motor 1
2 is started after the preliminary charging of the smoothing capacitor 11 is completed. However, the charging current is
As shown by the curve b, the charge is large at the beginning of charging, but decreases as the charging progresses (that is, as the charging voltage of the smoothing capacitor 11 increases). Therefore, the charge rate is gradually reduced, as shown in FIG. 3, it takes only considerable time T 1 is to reach the pre-charge end voltage V P. This time T 1 is, for example, over 10 seconds, which is too long for a driver trying to start the vehicle to wait.
【００１７】次に、第２の問題点について説明する。ま
ず運転開始時には、予備充電抵抗６を通っての予備充電
を行うので、予備充電抵抗６でエネルギーをロスしてい
た。また、運転終了時には、平滑用コンデンサ１１に残
っている電荷のエネルギーを、放電抵抗４や配線抵抗等
で全て熱として消費してしまうので、エネルギーを無駄
に消費していることとなっていた。最後に、第３の問題
点について説明する。予備充電抵抗が小さいと充電電流
の突入値（図５の曲線ロの当初値）が大となってしまう
ので、ある程度大にする必要があるが、そうすると抵抗
も大型となり、大きな設置スペースを必要としていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。Next, the second problem will be described. First, at the start of the operation, the pre-charge through the pre-charge resistor 6 is performed, so that the energy is lost in the pre-charge resistor 6. At the end of the operation, all the energy of the electric charge remaining in the smoothing capacitor 11 is consumed as heat by the discharge resistance 4 and the wiring resistance, so that the energy is wasted. Finally, the third problem will be described. If the preliminary charging resistance is small, the inrush value of the charging current (the initial value of the curve B in FIG. 5) becomes large, so it is necessary to increase the resistance to some extent. Was.
An object of the present invention is to solve the above problems.
【００１８】なお、特開平８−107601号公報の電気自動
車用電源装置においては、予備充電の突入電流を抑制す
る回路素子として電界効果トランジスタを用い、その内
部抵抗（導通抵抗）を利用している。この電界効果トラ
ンジスタには、予備充電時のみならず車両走行時にも電
流が流れるようにされており、エネルギーロスが大き
い。また、運転停止時には、インバータ入力側の平滑用
コンデンサの電荷を、無駄に消費している。In the power supply device for an electric vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-107601, a field effect transistor is used as a circuit element for suppressing a rush current of pre-charging, and its internal resistance (conduction resistance) is used. . A current flows through the field effect transistor not only at the time of pre-charging but also at the time of traveling of the vehicle, resulting in a large energy loss. When the operation is stopped, the electric charge of the smoothing capacitor on the inverter input side is wasted.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、バッテリと、該バッテリに直列接続さ
れたメインリレーと、直流入力線間にコンデンサが接続
され、該コンデンサを所定電圧まで充電する予備充電が
なされた後、前記バッテリより前記メインリレーを経て
直流が供給される負荷給電用のインバータと、前記直流
入力線間に直列接続された放電リレーと放電抵抗とから
成り、負荷への給電停止後に前記コンデンサの電荷を放
電する放電消費回路と、前記メインリレー，インバータ
および放電リレーを制御する制御回路とを具える電源装
置において、前記メインリレーに対して並列に定電流回
路を設け、前記コンデンサの予備充電を、該定電流回路
によって行うこととした。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a capacitor is connected between a battery, a main relay connected in series with the battery, and a DC input line. After the pre-charging for charging is performed, the load-supply inverter to which DC is supplied from the battery through the main relay, a discharge relay and a discharge resistor connected in series between the DC input lines, and a load resistance. And a control circuit for controlling the main relay, the inverter and the discharge relay, wherein a constant current circuit is provided in parallel with the main relay. The preliminary charging of the capacitor is performed by the constant current circuit.
【００２０】更に、コンデンサの電圧を入力電圧とし、
出力電圧をバッテリに印加するよう接続され、制御回路
により制御される昇圧回路を設け、負荷への給電停止後
に該昇圧回路を動作させて前記コンデンサに残っている
電荷でバッテリを充電し、その後残っている電荷を放電
消費回路で放電するようにすることも出来る。Further, the voltage of the capacitor is used as an input voltage,
A booster circuit connected to apply an output voltage to the battery and controlled by a control circuit is provided, and after the power supply to the load is stopped, the booster circuit is operated to charge the battery with the charge remaining in the capacitor, and then charge the remaining battery. The discharged electric charge can be discharged by the discharge consuming circuit.
【００２１】また、本発明では、メインバッテリと、該
メインバッテリに直列接続されたメインリレーと、直流
入力線間にコンデンサが接続され、該コンデンサを所定
電圧まで充電する予備充電がなされた後、前記メインバ
ッテリより前記メインリレーを経て直流が供給される車
両駆動用モータ給電用のインバータと、前記メインバッ
テリより前記メインリレーを経て供給される直流を、補
機バッテリおよび電気負荷に供給する電圧に変換するＤ
Ｃ・ＤＣコンバータと、前記直流入力線間に直列接続さ
れた放電リレーと放電抵抗とから成り、前記インバータ
への給電停止後に前記コンデンサの電荷を放電する放電
消費回路と、前記メインリレー，インバータ，ＤＣ・Ｄ
Ｃコンバータおよび放電リレーを制御する制御回路とを
具える電気自動車用電源装置において、前記メインリレ
ーに対して並列に、前記制御回路により制御される定電
流回路を設け、キースイッチがオンされた時に行う前記
コンデンサの予備充電を、該定電流回路によって行うこ
ととする。Further, according to the present invention, after a capacitor is connected between the main battery, a main relay connected in series to the main battery, and a DC input line, and after a preliminary charge for charging the capacitor to a predetermined voltage is performed, An inverter for supplying power to the vehicle driving motor, which is supplied with DC from the main battery via the main relay, and converts the DC supplied from the main battery via the main relay into a voltage supplied to an auxiliary battery and an electric load. D to convert
A C / DC converter, a discharge relay and a discharge resistor connected in series between the DC input lines, and a discharge consuming circuit for discharging the electric charge of the capacitor after stopping power supply to the inverter; DC ・ D
An electric vehicle power supply device comprising a C converter and a control circuit for controlling a discharge relay, wherein a constant current circuit controlled by the control circuit is provided in parallel with the main relay, and when a key switch is turned on. The precharging of the capacitor to be performed is performed by the constant current circuit.
【００２２】また、前記電気自動車用電源装置において
は、キースイッチがオフされた時、コンデンサに残って
いる電荷を、まずＤＣ・ＤＣコンバータによって電圧変
換して補機バッテリを充電するのに使い、その後残って
いる電荷を放電消費回路で放電することも出来る。In the electric vehicle power supply device, when the key switch is turned off, the electric charge remaining in the capacitor is first used to convert the voltage by the DC / DC converter to use for charging the auxiliary battery. The remaining charge can then be discharged by the discharge consuming circuit.
【００２３】あるいは、コンデンサの電圧を入力電圧と
し、出力電圧をメインバッテリに印加するよう接続さ
れ、制御回路により制御される昇圧回路を設け、キース
イッチがオフされた時、該昇圧回路を動作させて前記コ
ンデンサに残っている電荷でメインバッテリを充電し、
その後残っている電荷を放電消費回路で放電することも
出来る。更に、キースイッチがオフされた時、昇圧回路
を動作させて前記コンデンサに残っている電荷でメイン
バッテリを充電し、次にＤＣ・ＤＣコンバータによって
電圧変換して補機バッテリを充電し、あるいはそれらの
充電の順序を逆に行い、最後に残っている電荷を放電消
費回路で放電してもよい。Alternatively, there is provided a booster circuit connected to apply the output voltage to the main battery using the voltage of the capacitor as the input voltage and controlled by the control circuit, and operates the booster circuit when the key switch is turned off. Charge the main battery with the charge remaining in the capacitor,
The remaining charge can then be discharged by the discharge consuming circuit. Further, when the key switch is turned off, the booster circuit is operated to charge the main battery with the charge remaining in the capacitor, and then convert the voltage by the DC / DC converter to charge the auxiliary battery, or May be reversed, and the remaining charge may be discharged by the discharge consuming circuit.
【００２４】（解決する動作の概要）電気自動車用電源
装置の場合について言うなら、キースイッチをオンした
時、車両駆動用モータに給電するインバータの入力電源
線間に接続されたコンデンサを予備充電する必要がある
が、その予備充電を定電流で行う。すると、充電電圧が
上昇して来るにつれて充電電流が小さくなっていた従来
の予備充電に比べて、予備充電を速やかに完了出来る。
そのため、キースイッチをオンしてから短時間で電気自
動車を発進させることが出来る。(Summary of operation to be solved) In the case of a power supply device for an electric vehicle, when a key switch is turned on, a capacitor connected between input power supply lines of an inverter for supplying power to a vehicle driving motor is precharged. Although it is necessary, the pre-charging is performed with a constant current. Then, the pre-charging can be completed quickly as compared with the conventional pre-charging in which the charging current decreases as the charging voltage increases.
Therefore, the electric vehicle can be started in a short time after the key switch is turned on.
【００２５】キースイッチがオフされた時、メインバッ
テリと略同じ電圧に充電された状態にある前記コンデン
サの電荷を、ＤＣ・ＤＣコンバータで電圧変換して補機
バッテリを充電するのに使ったり、あるいは昇圧回路で
昇圧してメインバッテリを充電したりするのに使い、そ
れでも残った電荷を放電消費回路で放電する。そのた
め、コンデンサに残った電荷のエネルギーを大部分回収
することが出来、ロスを少なくすることが出来るように
なった。When the key switch is turned off, the charge of the capacitor charged to substantially the same voltage as that of the main battery is converted into a voltage by a DC / DC converter and used to charge an auxiliary battery. Alternatively, the booster circuit is used to charge the main battery by boosting the voltage, and the remaining charge is discharged by the discharge consuming circuit. Therefore, most of the energy of the charge remaining in the capacitor can be recovered, and the loss can be reduced.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。バッテリより入力された直流
を交流に変換して負荷へ給電するインバータを含み、そ
のインバータの直流入力電源線間に接続されている平滑
用コンデンサを予備充電して使用するタイプの電源装置
は、種々の用途に用いられているが、ここでは電気自動
車に使用されている電源装置を例にとって説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. There are various types of power supply devices that include an inverter that converts DC input from a battery into AC and supplies power to a load, and that precharges and uses a smoothing capacitor connected between the DC input power lines of the inverter. However, here, a power supply device used in an electric vehicle will be described as an example.
【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の電気
自動車用電源装置の第１の実施形態を示す図である。符
号は図２のものに対応し、１６は制御トランジスタ、１
７はダイオード、１８はチョークコイル、１９は電圧・
電流検出部、２０はフライホイールダイオードである。
図２と同じ符号のものは、同じ構成を有し、同様に動作
するので、それらの説明は省略する。制御トランジスタ
１６はスイッチング制御用であり、電圧・電流検出部１
９は、チョークコイル１８の出力側の電流，電圧を検出
する。この電圧は、平滑用コンデンサ１１の充電電圧で
もある。制御回路７の動作電源は、補機バッテリ１４か
らキースイッチ９を介して与えられるのではなく、直接
与えられる。(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a power supply device for an electric vehicle according to the present invention. The reference numerals correspond to those in FIG.
7 is a diode, 18 is a choke coil, 19 is a voltage
The current detection unit 20 is a flywheel diode.
Those having the same reference numerals as those in FIG. 2 have the same configuration and operate in the same manner, and therefore description thereof will be omitted. The control transistor 16 is used for switching control, and the voltage / current detection unit 1
9 detects the current and voltage on the output side of the choke coil 18. This voltage is also a charging voltage of the smoothing capacitor 11. The operating power of the control circuit 7 is not directly supplied from the auxiliary battery 14 via the key switch 9 but directly supplied.
【００２８】従来の電気自動車用電源装置と相違する第
１の点は、予備充電リレー５，予備充電抵抗６を廃し、
その代わりに、予備充電電流を定電流化する回路を設け
たという点である。この回路は、スイッチング制御用の
制御トランジスタ１６と、チョークコイル１８とフライ
ホイールダイオード２０と電圧・電流検出部１９とから
形成される。チョークコイル１８とフライホイールダイ
オード２０は、出力電流を平滑化するためのものであ
る。制御回路７は、電圧・電流検出部１９で検出した出
力電流が所定値となるよう、制御トランジスタ１６をス
イッチング制御する。なお、ダイオード１７は、制御ト
ランジスタ１６の保護等のための逆方向バイパス用であ
る。The first difference from the conventional electric vehicle power supply is that the pre-charge relay 5 and the pre-charge resistor 6 are eliminated.
Instead, a circuit for making the pre-charge current constant is provided. This circuit includes a control transistor 16 for switching control, a choke coil 18, a flywheel diode 20, and a voltage / current detection unit 19. The choke coil 18 and the flywheel diode 20 are for smoothing the output current. The control circuit 7 controls the switching of the control transistor 16 so that the output current detected by the voltage / current detection unit 19 becomes a predetermined value. Note that the diode 17 is for reverse bypass for protection of the control transistor 16 and the like.
【００２９】第２の相違点は、キースイッチ９をオフし
た時、平滑用コンデンサ１１に残っている電荷で補機バ
ッテリ１４を充電し、充電出来なくなったり充電不用と
なった場合に、初めて放電リレー３を経て放電消費する
ようにしたという点である。キースイッチ９オフ後は、
平滑用コンデンサ１１の電圧がＤＣ・ＤＣコンバータ１
３の入力電圧とされ、補機バッテリ１４の充電に適合し
た電圧に変換され、補機バッテリ１４を充電する。平滑
用コンデンサ１１の電圧が、ＤＣ・ＤＣコンバータ１３
の入力下限電圧以下に低下した場合とか、補機バッテリ
１４が満充電状態の場合には、充電を停止する（なお、
煩雑さを避けるため図示はしてないが、バッテリの充電
状態は公知の方法で検出され、制御回路７に知らされ
る。）充電の停止後、放電リレー３がオンされ、平滑用
コンデンサ１１にまだ残っている電荷は、放電抵抗４に
より放電消費される。The second difference is that when the key switch 9 is turned off, the auxiliary battery 14 is charged with the electric charge remaining in the smoothing capacitor 11, and when the charging becomes impossible or the charging becomes unnecessary, it is discharged for the first time. The point is that the power is discharged and consumed via the relay 3. After the key switch 9 is turned off,
When the voltage of the smoothing capacitor 11 is the DC / DC converter 1
3, and is converted into a voltage suitable for charging the auxiliary battery 14, and charges the auxiliary battery 14. When the voltage of the smoothing capacitor 11 is
The charging is stopped when the voltage falls below the input lower limit voltage or when the auxiliary battery 14 is fully charged.
Although not shown to avoid complication, the state of charge of the battery is detected by a known method and is notified to the control circuit 7. After the charging is stopped, the discharge relay 3 is turned on, and the charge remaining in the smoothing capacitor 11 is discharged and consumed by the discharge resistor 4.
【００３０】次に動作を説明する。 （１）キースイッチ９をオンした時 放電リレー３はオフされ、メインリレー２はオフのまま
である。制御トランジスタ１６はスイッチング制御さ
れ、それによる定電流で、平滑用コンデンサ１１が充電
される。この定電流の大きさは、配線等の回路要素が許
容する範囲で出来るだけ大きくすることが出来るが、回
路要素を従来と同様のままとすれば（つまり、コストの
高い電流容量大のものに変えないとすれば）、従来流れ
ていた予備充電電流の最大値と同じ値にまですることが
出来る。図５の曲線イは、本発明の予備充電電流を示し
ているが、その一定値は、従来の予備充電電流（曲線
ロ）の最大値と等しい値としている。なお、予備充電抵
抗は用いていないので、予備充電時には殆どエネルギー
ロスはないし、予備充電抵抗を設置するスペースを用意
する必要もなくなる。Next, the operation will be described. (1) When the key switch 9 is turned on The discharge relay 3 is turned off and the main relay 2 remains off. The switching of the control transistor 16 is controlled, and the smoothing capacitor 11 is charged with a constant current. The magnitude of this constant current can be made as large as possible within the range permitted by the circuit elements such as wiring, but if the circuit elements remain the same as before (that is, costly and large current capacity). If it does not change), it can be set to the same value as the maximum value of the pre-charging current that has been flowing conventionally. Curve A in FIG. 5 shows the precharge current of the present invention, and its constant value is set to a value equal to the maximum value of the conventional precharge current (curve B). Since no pre-charge resistor is used, there is almost no energy loss at the time of pre-charge and there is no need to prepare a space for installing the pre-charge resistor.
【００３１】図４は、本発明における平滑用コンデンサ
１１の予備充電電圧の変化を示す図である。符号は図３
のものに対応している。曲線イは本発明の予備充電電圧
の変化であり、曲線ロは従来の予備充電電圧の変化（図
３の曲線と同じ）である。本発明では、予備充電電流が
従来より大であるので、平滑用コンデンサ１１が予備充
電終了電圧ＶP に充電されるまでの時間Ｔ2 は、従来の
時間Ｔ1 よりはるかに短くなる（例、４分の１程度）。FIG. 4 is a diagram showing a change in the precharge voltage of the smoothing capacitor 11 in the present invention. The symbol is FIG.
It corresponds to the thing. A curve A is a change in the precharge voltage of the present invention, and a curve B is a change in the conventional precharge voltage (the same as the curve in FIG. 3). In the present invention, since the pre-charge current is large than the conventional, time T 2 of the up smoothing capacitor 11 is charged to the pre-charge end voltage V P is much shorter than the conventional time T 1 (eg, About a quarter).
【００３２】電圧・電流検出部１９で検出される電圧
が、予備充電終了電圧ＶP に達すると、制御トランジス
タ１６はオフとされ、メインリレー２がオンとされる。
放電リレー３はオフのままである。そして、制御回路７
によるインバータ１０の制御，ＤＣ・ＤＣコンバータ１
３の制御が開始される。従って、メインバッテリ１の電
圧は、メインリレー２を経てインバータ１０に印加さ
れ、交流に変換されて車両駆動用モータ１２に給電され
る（なお、車両駆動用モータ１２への給電制御は、具体
的には、図示しないドライバーの運転操作信号（例、ア
クセルペダルの踏み込み信号）を制御回路７が受け、そ
れに従って行われる。）。また、ＤＣ・ＤＣコンバータ
１３へも印加され、電圧を変換されて補機バッテリ１４
および電気負荷１５に給電される。The voltage detected by the voltage and current detection unit 19 reaches a pre-charge end voltage V P, the control transistor 16 is turned off, the main relay 2 is turned on.
The discharge relay 3 remains off. And the control circuit 7
Of inverter 10 by DC, DC / DC converter 1
Control 3 is started. Therefore, the voltage of the main battery 1 is applied to the inverter 10 via the main relay 2, converted into an alternating current, and fed to the vehicle drive motor 12 (the power supply control to the vehicle drive motor 12 is specifically performed. , The control circuit 7 receives a driving operation signal (eg, an accelerator pedal depression signal) of a driver (not shown), and the control circuit 7 performs the operation according to the signal.) The voltage is also applied to the DC / DC converter 13 to convert the voltage and
And the electric load 15.
【００３３】（２）キースイッチ９をオフした時 メインリレー２はオフとされる。制御トランジスタ１６
はオフのまま、放電リレー３もオフのままである。イン
バータ１０の動作は停止されるが、ＤＣ・ＤＣコンバー
タ１３の動作は停止されない。ＤＣ・ＤＣコンバータ１
３は、平滑用コンデンサ１１の電圧を入力とし、変換動
作を継続し、補機バッテリ１４への充電を続ける。平滑
用コンデンサ１１の電圧がＤＣ・ＤＣコンバータ１３の
入力下限電圧以下となったり（これは電圧・電流検出部
１９により検出されて分かる）、補機バッテリ１４が満
充電になったりした時には、制御回路７はＤＣ・ＤＣコ
ンバータ１３の動作を停止し、放電リレー３をオンす
る。これ以後は、平滑用コンデンサ１１は従来と同様、
放電抵抗４を通じて放電する。従って、放電抵抗４で消
費されるエネルギーは、従来に比べて少なくなってい
る。(2) When the key switch 9 is turned off The main relay 2 is turned off. Control transistor 16
Remains off, and the discharge relay 3 also remains off. The operation of the inverter 10 is stopped, but the operation of the DC / DC converter 13 is not stopped. DC / DC converter 1
3 receives the voltage of the smoothing capacitor 11 as input, continues the conversion operation, and continues charging the auxiliary battery 14. When the voltage of the smoothing capacitor 11 becomes equal to or lower than the input lower limit voltage of the DC / DC converter 13 (this is detected by the voltage / current detection unit 19) or when the auxiliary battery 14 is fully charged, the control is performed. The circuit 7 stops the operation of the DC / DC converter 13 and turns on the discharge relay 3. After this, the smoothing capacitor 11 will be
Discharge occurs through the discharge resistor 4. Therefore, the energy consumed by the discharge resistor 4 is smaller than in the conventional case.
【００３４】（第２の実施形態）図６は、本発明の第２
の実施形態を示す図である。符号は図１のものに対応
し、２１は制御トランジスタ、２２は大容量コンデンサ
である。この実施形態は、ピーク電流時にメインバッテ
リ１の負荷の平準化をはかるために、直流入力電源線間
に、大容量コンデンサ２２が接続されている場合のもの
に適用される。ピーク電流時の負荷への電流は、メイン
バッテリ１からのほか、大容量コンデンサ２２からも供
給され、メインバッテリ１からの電流が平準化される。
大容量コンデンサ２２としては、比較的スペースを取ら
ずに容量が大である電気２重層コンデンサが好適であ
る。(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
It is a figure showing an embodiment. The reference numerals correspond to those in FIG. 1, 21 is a control transistor, and 22 is a large-capacity capacitor. This embodiment is applied to a case where a large-capacity capacitor 22 is connected between the DC input power supply lines in order to level the load of the main battery 1 at the time of peak current. The current to the load at the time of the peak current is supplied not only from the main battery 1 but also from the large-capacity capacitor 22, and the current from the main battery 1 is leveled.
As the large-capacity capacitor 22, an electric double-layer capacitor having a large capacity without taking a relatively large space is preferable.
【００３５】第２の実施形態では、第１の実施形態のフ
ライホイールダイオード２０と逆並列に、スイッチング
制御用の制御トランジスタ２１を接続する。そして、こ
の制御トランジスタ２１とチョークコイル１８とダイオ
ード１７とを、キースイッチ９オフ時に昇圧回路として
動作させる。キースイッチ９オフ時に平滑用コンデンサ
１１に残っている電荷は、せいぜい補機バッテリ１４を
充電し得る程度であるが、一般に大容量コンデンサ２２
の容量は平滑用コンデンサ１１に比べてはるかに大きく
設計されているので、そこに残っている電荷もはるかに
多い。そこで、第２の実施形態では、大容量コンデンサ
２２および平滑用コンデンサ１１の電荷を、メインバッ
テリ１に回収することも出来るようにしたものである。In the second embodiment, a control transistor 21 for switching control is connected in anti-parallel with the flywheel diode 20 of the first embodiment. Then, the control transistor 21, the choke coil 18, and the diode 17 are operated as a booster circuit when the key switch 9 is turned off. When the key switch 9 is turned off, the electric charge remaining in the smoothing capacitor 11 is at most such that the auxiliary battery 14 can be charged.
Is designed to be much larger than that of the smoothing capacitor 11, so that the electric charge remaining there is also much larger. Therefore, in the second embodiment, the electric charge of the large-capacity capacitor 22 and the smoothing capacitor 11 can be collected in the main battery 1.
【００３６】次に、動作を説明する。 （１）キースイッチ９をオンした時 放電リレー３はオフされ、メインリレー２はオフのまま
である。制御トランジスタ１６はスイッチング制御さ
れ、第１の実施形態の場合と同様、定電流で予備充電が
なされる。平滑用コンデンサ１１および大容量コンデン
サ２２が予備充電終了電圧ＶP まで充電された時、制御
トランジスタ１６をオフして、予備充電を停止する。Next, the operation will be described. (1) When the key switch 9 is turned on The discharge relay 3 is turned off and the main relay 2 remains off. The switching of the control transistor 16 is controlled, and precharging is performed with a constant current as in the case of the first embodiment. When the smoothing capacitor 11 and the high-capacity capacitor 22 is charged to a pre-charge end voltage V P, turns off the control transistor 16, to stop the pre-charging.
【００３７】（２）キースイッチ９をオフした時 まず、メインリレー２をオフし、インバータ１０および
ＤＣ・ＤＣコンバータ１３の動作を停止する。一方、制
御トランジスタ２１のオンオフ制御が、開始される。制
御トランジスタ２１のスイッチング制御とチョークコイ
ル１８の作用により、大容量コンデンサ２２および平滑
用コンデンサ１１の電圧は昇圧され、ダイオード１７を
経てメインバッテリ１を充電する。これにより、各コン
デンサに残っていた電荷のエネルギーは、メインバッテ
リ１に回収される。(2) When the key switch 9 is turned off First, the main relay 2 is turned off, and the operations of the inverter 10 and the DC / DC converter 13 are stopped. On the other hand, the on / off control of the control transistor 21 is started. By the switching control of the control transistor 21 and the action of the choke coil 18, the voltages of the large-capacity capacitor 22 and the smoothing capacitor 11 are boosted, and charge the main battery 1 via the diode 17. As a result, the energy of the charge remaining in each capacitor is recovered by the main battery 1.
【００３８】大容量コンデンサ２２や平滑用コンデンサ
１１の電圧は時間と共に減少してゆくが、昇圧電圧がメ
インバッテリ１を充電するのに適する電圧となるよう昇
圧比が制御される。昇圧比は、制御トランジスタ２１の
オン時間とオフ時間の比により変えられる。メインバッ
テリ１を充電し得る電圧に昇圧することが出来ない程に
コンデンサの電圧が低下すると、メインバッテリ１への
回収動作は停止される。Although the voltage of the large-capacity capacitor 22 and the smoothing capacitor 11 decreases with time, the boost ratio is controlled so that the boost voltage becomes a voltage suitable for charging the main battery 1. The step-up ratio can be changed by the ratio of the ON time and the OFF time of the control transistor 21. When the voltage of the capacitor decreases so that the voltage cannot be boosted to a voltage that can charge the main battery 1, the operation of collecting the main battery 1 is stopped.
【００３９】なお、メインバッテリ１のみに回収するの
でなく、第１の実施形態と同様、ＤＣ・ＤＣコンバータ
１３による補機バッテリ１４への回収をすることも出来
るから、その回収動作と組み合わせてもよい。即ち、補
機バッテリ１４への回収をした後、メインバッテリ１へ
の回収をするようにするとか、逆に、メインバッテリ１
へ或る程度回収した後、補機バッテリ１４への回収をす
るという具合にすることも出来る。It is to be noted that not only the main battery 1 but also the auxiliary battery 14 can be recovered by the DC / DC converter 13 as in the first embodiment. Good. That is, after the battery is collected in the auxiliary battery 14, the battery is collected in the main battery 1.
After a certain degree of collection, the auxiliary battery 14 may be collected.
【００４０】平滑用コンデンサ１１や大容量コンデンサ
２２の電圧が低下し、もはやバッテリへの回収が出来な
くなったり、充電不用となったりした時点で、放電リレ
ー３をオンとする。各コンデンサに残った電荷は、放電
抵抗４を通じて放電する。従って、放電抵抗４で熱とし
て無駄に消費されるエネルギーは、キースイッチ９オフ
時に各コンデンサに残っている電荷のうちの極く一部だ
けとなる。The discharge relay 3 is turned on when the voltage of the smoothing capacitor 11 or the large-capacity capacitor 22 decreases and the battery cannot be recovered any more or charging becomes unnecessary. The charge remaining in each capacitor is discharged through the discharge resistor 4. Therefore, the energy wasted as heat in the discharge resistor 4 is only a very small part of the electric charge remaining in each capacitor when the key switch 9 is turned off.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の電気自動車用
電源装置によれば、次のような効果を奏する。 （請求項１の効果） 負荷に給電するインバータの入力電源線間に接続され
たコンデンサの予備充電を、常に定電流で行うので、予
備充電時間を大幅に短縮することが出来、負荷への給電
開始を速やかに行うことが出来るようになった。例え
ば、予備充電電流の最大値を従来と同じとした場合、約
４分の１程度に短縮される。 前記コンデンサの容量が大の場合、従来は、予備充電
電流の当初値が過大とならないようにするため、予備充
電抵抗を大にする必要があり、そのスペースも大となっ
ていたが、本発明ではそのような予備充電抵抗は不用で
あるので、そのためのスペースも不用となる。 従来は、予備充電時に予備充電抵抗でエネルギーが消
費されていたが、本発明では、そのようなエネルギーロ
スは発生しない。 （請求項２の効果）請求項１の効果の他に、次の効果を
奏する。負荷への給電を停止した後、コンデンサに残っ
ている電荷のエネルギーの一部を、バッテリに回収する
ことが出来る。 （請求項３の効果） 車両駆動用モータに給電するインバータの入力電源線
間に接続されたコンデンサの予備充電を、常に定電流で
行うので、予備充電時間を大幅に短縮することが出来、
車両を速やかに発進させることが出来るようになった。
例えば、予備充電電流の最大値を従来と同じとした場
合、約４分の１程度に短縮される。 前記コンデンサの容量が大の場合、従来は、予備充電
電流の当初値が過大とならないようにするため、予備充
電抵抗を大にする必要があり、そのスペースも大となっ
ていたが、本発明ではそのような予備充電抵抗は不用で
あるので、そのためのスペースも不用となる。 従来は、予備充電時に予備充電抵抗でエネルギーが消
費されていたが、本発明では、そのようなエネルギーロ
スは発生しない。As described above, the power supply device for an electric vehicle according to the present invention has the following effects. (Effect of Claim 1) Since the pre-charging of the capacitor connected between the input power supply lines of the inverter supplying power to the load is always performed at a constant current, the pre-charging time can be greatly reduced, and the power supply to the load can be performed. You can now start quickly. For example, when the maximum value of the pre-charging current is the same as the conventional one, it is reduced to about one fourth. Conventionally, when the capacity of the capacitor is large, it is necessary to increase the pre-charge resistance in order to prevent the initial value of the pre-charge current from becoming excessive, and the space for the pre-charge current is also large. In such a case, such a pre-charging resistor is unnecessary, so that no space is required for it. Conventionally, energy was consumed by the pre-charge resistor during pre-charge, but in the present invention, such energy loss does not occur. (Effect of Claim 2) In addition to the effect of Claim 1, the following effect is obtained. After the power supply to the load is stopped, a part of the energy of the electric charge remaining in the capacitor can be recovered to the battery. (Effect of Claim 3) Since the pre-charging of the capacitor connected between the input power supply lines of the inverter for supplying power to the vehicle driving motor is always performed at a constant current, the pre-charging time can be greatly reduced,
The vehicle can now be started quickly.
For example, when the maximum value of the pre-charging current is the same as the conventional one, it is reduced to about one fourth. Conventionally, when the capacity of the capacitor is large, it is necessary to increase the pre-charge resistance in order to prevent the initial value of the pre-charge current from becoming excessive, and the space for the pre-charge current is also large. In such a case, such a pre-charging resistor is unnecessary, so that no space is required for it. Conventionally, energy was consumed by the pre-charge resistor during pre-charge, but in the present invention, such energy loss does not occur.
【００４２】（請求項４の効果）請求項３の効果の他
に、次の効果を奏する。キースイッチをオフした時にコ
ンデンサに残っている電荷のエネルギーの一部を、補機
バッテリに回収することが出来る。 （請求項５の効果）請求項３の効果の他に、次の効果を
奏する。キースイッチをオフした時にコンデンサに残っ
ている電荷のエネルギーの一部を、メインバッテリに回
収することが出来る。 （請求項６，７の効果）請求項３の効果の他に、次の効
果を奏する。キースイッチをオフした時にコンデンサに
残っている電荷のエネルギーの一部を、補機バッテリお
よびメインバッテリに回収することが出来る。(Effect of Claim 4) In addition to the effect of Claim 3, the following effect is obtained. Part of the energy of the electric charge remaining in the capacitor when the key switch is turned off can be recovered to the auxiliary battery. (Effect of Claim 5) In addition to the effect of Claim 3, the following effect is obtained. Part of the energy of the electric charge remaining in the capacitor when the key switch is turned off can be recovered to the main battery. (Effects of Claims 6 and 7) In addition to the effects of Claim 3, the following effects are obtained. Part of the energy of the electric charge remaining in the capacitor when the key switch is turned off can be recovered to the auxiliary battery and the main battery.
【図１】 本発明の電気自動車用電源装置の第１の実施
形態を示す図FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a power supply device for an electric vehicle of the present invention.
【図２】 従来の電気自動車用電源装置を示す図FIG. 2 is a diagram showing a conventional electric vehicle power supply device.
【図３】 従来例における平滑用コンデンサの予備充電
電圧の変化を示す図FIG. 3 is a diagram showing a change in precharge voltage of a smoothing capacitor in a conventional example.
【図４】 本発明における平滑用コンデンサの予備充電
電圧の変化を示す図FIG. 4 is a diagram showing a change in precharge voltage of a smoothing capacitor according to the present invention.
【図５】 平滑用コンデンサへの予備充電電流の変化を
示す図FIG. 5 is a diagram showing a change in precharge current to a smoothing capacitor.
【図６】 本発明の電気自動車用電源装置の第２の実施
形態を示す図FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the power supply device for an electric vehicle according to the present invention.
１…メインバッテリ、２…メインリレー、３…放電リレ
ー、４…放電抵抗、５…予備充電リレー、６…予備充電
抵抗、７…制御回路、８…電圧検出部、９…キースイッ
チ、１０…インバータ、１１…平滑用コンデンサ、１２
…車両駆動用モータ、１３…ＤＣ・ＤＣコンバータ、１
４…補機バッテリ、１５…電気負荷、１６…制御トラン
ジスタ、１７…ダイオード、１８…チョークコイル、１
９…電圧・電流検出部、２０…フライホイールダイオー
ド、２１…制御トランジスタ、２２…大容量コンデンサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main battery, 2 ... Main relay, 3 ... Discharge relay, 4 ... Discharge resistance, 5 ... Pre-charge relay, 6 ... Pre-charge resistance, 7 ... Control circuit, 8 ... Voltage detector, 9 ... Key switch, 10 ... Inverter, 11 ... Smoothing capacitor, 12
... Vehicle drive motor, 13 ... DC / DC converter, 1
4 ... Auxiliary battery, 15 ... Electrical load, 16 ... Control transistor, 17 ... Diode, 18 ... Choke coil, 1
9: voltage / current detection unit, 20: flywheel diode, 21: control transistor, 22: large capacity capacitor
Claims (7)
たメインリレーと、直流入力線間にコンデンサが接続さ
れ、該コンデンサを所定電圧まで充電する予備充電がな
された後、前記バッテリより前記メインリレーを経て直
流が供給される負荷給電用のインバータと、前記直流入
力線間に直列接続された放電リレーと放電抵抗とから成
り、負荷への給電停止後に前記コンデンサの電荷を放電
する放電消費回路と、前記メインリレー，インバータお
よび放電リレーを制御する制御回路とを具える電源装置
において、前記メインリレーに対して並列に定電流回路
を設け、前記コンデンサの予備充電を、該定電流回路に
よって行うことを特徴とする電源装置。1. A battery is connected between a battery, a main relay connected in series with the battery, and a DC input line, and after a preliminary charge for charging the capacitor to a predetermined voltage is performed, the main relay is connected to the main relay by the battery. A load power supply inverter to which DC is supplied via, a discharge relay and a discharge resistor connected in series between the DC input lines, and a discharge consuming circuit that discharges the charge of the capacitor after power supply to the load is stopped. And a control circuit for controlling the main relay, the inverter and the discharge relay, wherein a constant current circuit is provided in parallel with the main relay, and the capacitor is precharged by the constant current circuit. A power supply device characterized by the above-mentioned.
電圧をバッテリに印加するよう接続され、制御回路によ
り制御される昇圧回路を設け、負荷への給電停止後に該
昇圧回路を動作させて前記コンデンサに残っている電荷
でバッテリを充電し、その後残っている電荷を放電消費
回路で放電することを特徴とする請求項１記載の電源装
置。A booster circuit connected to apply a voltage of a capacitor as an input voltage and applying an output voltage to a battery, and controlled by a control circuit, wherein the booster circuit is operated after power supply to a load is stopped. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the battery is charged with the remaining charge, and the remaining charge is thereafter discharged by a discharge consuming circuit.
直列接続されたメインリレーと、直流入力線間にコンデ
ンサが接続され、該コンデンサを所定電圧まで充電する
予備充電がなされた後、前記メインバッテリより前記メ
インリレーを経て直流が供給される車両駆動用モータ給
電用のインバータと、前記メインバッテリより前記メイ
ンリレーを経て供給される直流を、補機バッテリおよび
電気負荷に供給する電圧に変換するＤＣ・ＤＣコンバー
タと、前記直流入力線間に直列接続された放電リレーと
放電抵抗とから成り、キースイッチのオフ後に前記コン
デンサの電荷を放電する放電消費回路と、前記メインリ
レー，インバータ，ＤＣ・ＤＣコンバータおよび放電リ
レーを制御する制御回路とを具える電気自動車用電源装
置において、前記メインリレーに対して並列に定電流回
路を設け、キースイッチがオンされた時に行う前記コン
デンサの予備充電を、該定電流回路によって行うことを
特徴とする電気自動車用電源装置。3. A main battery, a main relay connected in series with the main battery, and a capacitor connected between a DC input line and a pre-charge for charging the capacitor to a predetermined voltage. A vehicle driving motor power supply inverter to which DC is supplied via the main relay; and a DC / DC converter for converting DC supplied from the main battery via the main relay to a voltage supplied to an auxiliary battery and an electric load. A discharge consuming circuit comprising a DC converter, a discharge relay and a discharge resistor connected in series between the DC input lines, discharging a charge of the capacitor after a key switch is turned off, and a main relay, an inverter, and a DC / DC converter And a control circuit for controlling a discharge relay. A power supply device for an electric vehicle, wherein a constant current circuit is provided in parallel with the in-relay, and the capacitor is precharged when the key switch is turned on by the constant current circuit.
サに残っている電荷を、まずＤＣ・ＤＣコンバータによ
って電圧変換して補機バッテリを充電するのに使い、そ
の後残っている電荷を放電消費回路で放電することを特
徴とする請求項３記載の電気自動車用電源装置。4. When the key switch is turned off, the charge remaining in the capacitor is first used to convert a voltage by a DC / DC converter to charge an auxiliary battery, and then the remaining charge is used in a discharge consuming circuit. 4. The power supply device for an electric vehicle according to claim 3, wherein the electric power is discharged by the power supply.
電圧をメインバッテリに印加するよう接続され、制御回
路により制御される昇圧回路を設け、キースイッチがオ
フされた時、該昇圧回路を動作させて前記コンデンサに
残っている電荷でメインバッテリを充電し、その後残っ
ている電荷を放電消費回路で放電することを特徴とする
請求項３記載の電気自動車用電源装置。5. A booster circuit connected to apply a voltage of a capacitor as an input voltage and applying an output voltage to a main battery and controlled by a control circuit, wherein the booster circuit is operated when a key switch is turned off. 4. The power supply device for an electric vehicle according to claim 3, wherein the main battery is charged with the electric charge remaining in the capacitor, and then the remaining electric charge is discharged by a discharge consuming circuit.
を動作させて前記コンデンサに残っている電荷でメイン
バッテリを充電し、次にＤＣ・ＤＣコンバータによって
電圧変換して補機バッテリを充電し、最後に残っている
電荷を放電消費回路で放電することを特徴とする請求項
５記載の電気自動車用電源装置。6. When the key switch is turned off, the booster circuit is operated to charge the main battery with the charge remaining in the capacitor, and then convert the voltage by the DC / DC converter to charge the auxiliary battery. 6. The power supply device for an electric vehicle according to claim 5, wherein the last remaining charge is discharged by a discharge consuming circuit.
デンサに残っている電荷をＤＣ・ＤＣコンバータによっ
て電圧変換して補機バッテリを充電し、次に昇圧回路を
動作させてメインバッテリを充電し、最後に残っている
電荷を放電消費回路で放電することを特徴とする請求項
５記載の電気自動車用電源装置。7. When the key switch is turned off, the charge remaining in the capacitor is converted into a voltage by a DC / DC converter to charge the auxiliary battery, and then the booster circuit is operated to charge the main battery. 6. The power supply device for an electric vehicle according to claim 5, wherein the last remaining charge is discharged by a discharge consuming circuit.
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|---|---|---|---|
| JP8332717A JPH10164709A (en) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Power supply and power supply for electric vehicle |
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| JP8332717A JPH10164709A (en) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Power supply and power supply for electric vehicle |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164709A true JPH10164709A (en) | 1998-06-19 |
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| JP8332717A Pending JPH10164709A (en) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Power supply and power supply for electric vehicle |
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