JPH10164709A - 電源装置および電気自動車用電源装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。Ｖ_B はメインバッ
テリ１の電圧であり、Ｖ_P 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。

【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）。

【００１２】平滑用コンデンサ１１の充電電圧が予備充
電終了電圧Ｖ_P 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。

【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。

【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。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】

（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。

【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Ｖ_P 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｖ_P 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）。

【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Ｖ_P 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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｖ_P 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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

【図２】 従来の電気自動車用電源装置を示す図

【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

【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

【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

【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

【符号の説明】

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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   よって行うことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 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
   回路で放電することを特徴とする請求項１記載の電源装
   置。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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を特
   徴とする請求項３記載の電気自動車用電源装置。
5. 【請求項５】 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を特徴とする
   請求項３記載の電気自動車用電源装置。
6. 【請求項６】 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、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. 【請求項７】 キースイッチがオフされた時、前記コン
   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。