JPH11146566A - 電源装置およびこれが搭載される電気自動車 - Google Patents
電源装置およびこれが搭載される電気自動車Info
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- JPH11146566A JPH11146566A JP9323863A JP32386397A JPH11146566A JP H11146566 A JPH11146566 A JP H11146566A JP 9323863 A JP9323863 A JP 9323863A JP 32386397 A JP32386397 A JP 32386397A JP H11146566 A JPH11146566 A JP H11146566A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第１の電源と第２の電源との間でのエネルギ
ーの授受を、高効率で行うことができる電源装置および
これが搭載される電気自動車を提供する。 【解決手段】 本発明の電源装置１は、電流制御回路１
３（絶縁型電力移送回路）の二入力端子ａ，ｂ間に主電
源１１（第１の電源）が接続され、電流制御回路１３の
二出力端子ｃ，ｄのうちの一方の端子ｃに主電源１１の
一方の端子ｆが接続され、かつ、電流制御回路１３の二
出力端子ｃ，ｄのうちの他方の端子ｄと、主電源１１の
他方の端子ｅとの間に、副電源１２（第２の電源）と電
動装置２（負荷装置）との並列回路が接続されてなり、
主電源１１は、他方の端子ｅを介して、副電源１２と電
動装置２との並列回路との間でエネルギーの授受を行う
ことを特徴とし、本発明の電気自動車は上記電源装置１
を搭載することを特徴とする。
ーの授受を、高効率で行うことができる電源装置および
これが搭載される電気自動車を提供する。 【解決手段】 本発明の電源装置１は、電流制御回路１
３（絶縁型電力移送回路）の二入力端子ａ，ｂ間に主電
源１１（第１の電源）が接続され、電流制御回路１３の
二出力端子ｃ，ｄのうちの一方の端子ｃに主電源１１の
一方の端子ｆが接続され、かつ、電流制御回路１３の二
出力端子ｃ，ｄのうちの他方の端子ｄと、主電源１１の
他方の端子ｅとの間に、副電源１２（第２の電源）と電
動装置２（負荷装置）との並列回路が接続されてなり、
主電源１１は、他方の端子ｅを介して、副電源１２と電
動装置２との並列回路との間でエネルギーの授受を行う
ことを特徴とし、本発明の電気自動車は上記電源装置１
を搭載することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１および第２の
２つの電源と、電流制御回路等の絶縁型電力移送回路と
からなる電源装置において、第１の電源と第２の電源と
の間でのエネルギーの授受を、高効率で行うことができ
る電源装置およびこれが搭載される電気自動車に関す
る。
２つの電源と、電流制御回路等の絶縁型電力移送回路と
からなる電源装置において、第１の電源と第２の電源と
の間でのエネルギーの授受を、高効率で行うことができ
る電源装置およびこれが搭載される電気自動車に関す
る。
【０００２】
【技術背景】一般に、電池は、急激に変動する負荷条件
で使用すると、一定の負荷条件で使用するときと比べて
容量が小さくなり、寿命が短くなることが知られてい
る。これは、電気自動車用の電池についても言える。電
池がエネルギー源として用いられる、ラップトップコン
ピュータのような携帯用計算機、ハンディテープレコー
ダのような携帯用音響機器等の装置や機器では、電池の
負荷条件が、大幅、急激かつ頻繁に変動することはあま
りない。しかし、電気自動車では、特に、発進時、加速
時、減速時、停止時、登坂時等において、モータ等の負
荷（電動機負荷）が大幅、急激かつ頻繁に変動する。こ
の電動機負荷の変動は、電池の負荷条件の変動に直接影
響する。このため、電気自動車の電池は、一定負荷の条
件の場合よりも容量は小さく、かつ寿命が短くなってし
まっている。
で使用すると、一定の負荷条件で使用するときと比べて
容量が小さくなり、寿命が短くなることが知られてい
る。これは、電気自動車用の電池についても言える。電
池がエネルギー源として用いられる、ラップトップコン
ピュータのような携帯用計算機、ハンディテープレコー
ダのような携帯用音響機器等の装置や機器では、電池の
負荷条件が、大幅、急激かつ頻繁に変動することはあま
りない。しかし、電気自動車では、特に、発進時、加速
時、減速時、停止時、登坂時等において、モータ等の負
荷（電動機負荷）が大幅、急激かつ頻繁に変動する。こ
の電動機負荷の変動は、電池の負荷条件の変動に直接影
響する。このため、電気自動車の電池は、一定負荷の条
件の場合よりも容量は小さく、かつ寿命が短くなってし
まっている。
【０００３】従来の電気自動車では、電源装置は、電池
の容量を小さくせず、かつ電池を長寿命化するといった
要請を犠牲にしても、上記大幅、急激かつ頻繁な電動機
負荷の変動に対応できるように設計されているが、一方
で、電気自動車の電源装置には、電池の容量をできるだ
け大きくし、あるいは電池の寿命をできるだけ延ばすた
めの工夫も種々なされている。たとえば、電源装置を、
主電源用の電池と、副電源用の電池または大容量のコン
デンサとを組み合わせて構成し、前述の電動機負荷の大
幅、急激かつ頻繁な変動を前記副電源に負担させること
で、主電源用の電池の負荷条件の変動を極力一定の範囲
内に抑えることが従来行われている。
の容量を小さくせず、かつ電池を長寿命化するといった
要請を犠牲にしても、上記大幅、急激かつ頻繁な電動機
負荷の変動に対応できるように設計されているが、一方
で、電気自動車の電源装置には、電池の容量をできるだ
け大きくし、あるいは電池の寿命をできるだけ延ばすた
めの工夫も種々なされている。たとえば、電源装置を、
主電源用の電池と、副電源用の電池または大容量のコン
デンサとを組み合わせて構成し、前述の電動機負荷の大
幅、急激かつ頻繁な変動を前記副電源に負担させること
で、主電源用の電池の負荷条件の変動を極力一定の範囲
内に抑えることが従来行われている。
【０００４】図４は、このような電気自動車の電源装置
を示すもので、電源装置５は、電池からなる主電源５１
と、コンデンサまたは電池からなる副電源（図４では便
宜上コンデンサで示してある）５２との並列接続により
構成され、この電源装置５から、インバータ６１と車両
駆動用モータ６２とを含む電動装置６にエネルギーを供
給している。この電源装置では、主電源５１と副電源５
２の端子電圧は同じである。また、電流の分担比は、そ
れぞれの内部抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の逆比率に応じて自ず
と定まる。このため、主電源５１の負荷条件の変動を一
定の範囲内に抑えるには限界がある。
を示すもので、電源装置５は、電池からなる主電源５１
と、コンデンサまたは電池からなる副電源（図４では便
宜上コンデンサで示してある）５２との並列接続により
構成され、この電源装置５から、インバータ６１と車両
駆動用モータ６２とを含む電動装置６にエネルギーを供
給している。この電源装置では、主電源５１と副電源５
２の端子電圧は同じである。また、電流の分担比は、そ
れぞれの内部抵抗（Ｒ１，Ｒ２）の逆比率に応じて自ず
と定まる。このため、主電源５１の負荷条件の変動を一
定の範囲内に抑えるには限界がある。
【０００５】このような不都合を解消するための電源装
置５として、図５に示すように、主電源５１と副電源５
２との間にＤＣ／ＤＣコンバータからなる電流制御回路
５３を設けたものも知られている。この電源装置５で
は、主電源５１と副電源５２との電流の分担比を電流制
御回路５３により決めることができるので、主電源５１
の負荷条件を一定の範囲内に抑えることが可能である。
しかし、図５の電源装置５では、主電源５１と副電源５
２との間でエネルギーの授受を行う場合、すべてのエネ
ルギーが電流制御回路５３を通過するので、電流制御回
路５３のエネルギー移送効率が電源装置全体の効率に直
接影響する。このため、電流制御回路５３におけるエネ
ルギー損失が大きいと、副電源を設けることで主電源の
容量を確保するというメリットが、電流制御回路５３を
設けることで逆に減殺される。もちろん、電流制御回路
５３として、エネルギー移送効率が高いものを用いれ
ば、電源装置全体の効率も高くなるが、このような電流
制御回路は高価であり、電気自動車の製造コストの上昇
につながる。
置５として、図５に示すように、主電源５１と副電源５
２との間にＤＣ／ＤＣコンバータからなる電流制御回路
５３を設けたものも知られている。この電源装置５で
は、主電源５１と副電源５２との電流の分担比を電流制
御回路５３により決めることができるので、主電源５１
の負荷条件を一定の範囲内に抑えることが可能である。
しかし、図５の電源装置５では、主電源５１と副電源５
２との間でエネルギーの授受を行う場合、すべてのエネ
ルギーが電流制御回路５３を通過するので、電流制御回
路５３のエネルギー移送効率が電源装置全体の効率に直
接影響する。このため、電流制御回路５３におけるエネ
ルギー損失が大きいと、副電源を設けることで主電源の
容量を確保するというメリットが、電流制御回路５３を
設けることで逆に減殺される。もちろん、電流制御回路
５３として、エネルギー移送効率が高いものを用いれ
ば、電源装置全体の効率も高くなるが、このような電流
制御回路は高価であり、電気自動車の製造コストの上昇
につながる。
【０００６】上述した例では、主電源５１が電池の電源
装置の例を述べたが、いわゆるハイブリッド電気自動車
と称されるものでは、主電源として燃料電池やエンジン
発電機が用いられる。ガソリン等の燃料を用いた、通常
の内燃機関（エンジン）駆動による自動車では、発進
時、加速時、減速時、停止時、登坂時等の電動機負荷が
大きいときには、効率が低下し、有害排気ガスも増加す
るが、たとえば主電源がエンジン発電機であるハイブリ
ッド電気自動車では、当該エンジン発電機を、最も効率
がよくかつ有害排気ガスが最も少ない一定の条件で駆動
させることができる。すなわち、このようなハイブリッ
ド電気自動車では、エンジン発電機（主電源）を最も効
率がよくかつ有害排気ガスが最も少ない一定の条件で駆
動して副電源の充電を行い、電動機負荷が大きいときに
は、当該副電源からのエネルギーにより車両駆動用モー
タを駆動する。
装置の例を述べたが、いわゆるハイブリッド電気自動車
と称されるものでは、主電源として燃料電池やエンジン
発電機が用いられる。ガソリン等の燃料を用いた、通常
の内燃機関（エンジン）駆動による自動車では、発進
時、加速時、減速時、停止時、登坂時等の電動機負荷が
大きいときには、効率が低下し、有害排気ガスも増加す
るが、たとえば主電源がエンジン発電機であるハイブリ
ッド電気自動車では、当該エンジン発電機を、最も効率
がよくかつ有害排気ガスが最も少ない一定の条件で駆動
させることができる。すなわち、このようなハイブリッ
ド電気自動車では、エンジン発電機（主電源）を最も効
率がよくかつ有害排気ガスが最も少ない一定の条件で駆
動して副電源の充電を行い、電動機負荷が大きいときに
は、当該副電源からのエネルギーにより車両駆動用モー
タを駆動する。
【０００７】図６に示したように、このようなハイブリ
ット電気自動車の電源装置７も、主電源（エンジン発電
機）７１と副電源（ここでは、電池で示す）７２との間
に電流制御回路７３が設けられる。しかし、この電源装
置７の場合にも主電源７１から副電源７２にエネルギー
が移動する過程で、すべてのエネルギーが電流制御回路
７３を通るため、当該電流制御回路７３のエネルギー移
送効率が電源装置全体の効率に直接影響する。このた
め、電流制御回路７３におけるエネルギー損失が大きい
と、一定条件で運転することで燃費の向上や有害排気ガ
スの低減を図るといったメリットが、電流制御回路７３
を設けることで逆に減殺される。
ット電気自動車の電源装置７も、主電源（エンジン発電
機）７１と副電源（ここでは、電池で示す）７２との間
に電流制御回路７３が設けられる。しかし、この電源装
置７の場合にも主電源７１から副電源７２にエネルギー
が移動する過程で、すべてのエネルギーが電流制御回路
７３を通るため、当該電流制御回路７３のエネルギー移
送効率が電源装置全体の効率に直接影響する。このた
め、電流制御回路７３におけるエネルギー損失が大きい
と、一定条件で運転することで燃費の向上や有害排気ガ
スの低減を図るといったメリットが、電流制御回路７３
を設けることで逆に減殺される。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、第１および第２の電源
と、二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型電力移送
回路とからなる電源装置において、第１の電源と第２の
電源との間でのエネルギーの授受を、高効率で行うこと
ができる電源装置およびこれが搭載される電気自動車を
提供することである。
と、二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型電力移送
回路とからなる電源装置において、第１の電源と第２の
電源との間でのエネルギーの授受を、高効率で行うこと
ができる電源装置およびこれが搭載される電気自動車を
提供することである。
【０００９】
【発明の概要】本発明者は、第１および第２の電源と、
二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型電力移送回路
とからなる電源装置において、一方の電源から他方の電
源にエネルギーを移す場合に、当該エネルギーの一部分
のみを絶縁型電力移送回路を介するようにすれば、絶縁
型電力移送回路におけるエネルギー損失を低減すること
ができる、との知見を得て本発明をなすに至った。すな
わち、本発明の電源装置は、絶縁型電力移送回路の二入
力端子間に第１の電源が接続され、前記絶縁型電力移送
回路の二出力端子のうちの一方に前記第１の電源の一方
の端子が接続され、かつ、前記絶縁型電力移送回路の二
出力端子のうちの他方と、前記第１の電源の他方の端子
との間に、第２の電源と負荷装置との並列回路が接続さ
れてなり、前記第１の電源は、第２の電源と負荷装置と
の並列回路とエネルギーの授受を行うことを特徴とす
る。
二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型電力移送回路
とからなる電源装置において、一方の電源から他方の電
源にエネルギーを移す場合に、当該エネルギーの一部分
のみを絶縁型電力移送回路を介するようにすれば、絶縁
型電力移送回路におけるエネルギー損失を低減すること
ができる、との知見を得て本発明をなすに至った。すな
わち、本発明の電源装置は、絶縁型電力移送回路の二入
力端子間に第１の電源が接続され、前記絶縁型電力移送
回路の二出力端子のうちの一方に前記第１の電源の一方
の端子が接続され、かつ、前記絶縁型電力移送回路の二
出力端子のうちの他方と、前記第１の電源の他方の端子
との間に、第２の電源と負荷装置との並列回路が接続さ
れてなり、前記第１の電源は、第２の電源と負荷装置と
の並列回路とエネルギーの授受を行うことを特徴とす
る。
【００１０】ここで、第１の電源は発電機（通常、直流
発電機）や燃料電池であることもあるし、通常の電池
（以下、単に「電池」と言う）であることもある。ま
た、第２の電源はコンデンサであることもあるし、電池
であることもある。また絶縁型電力移送回路は、入力側
と出力側とが絶縁された、一般にＤＣ／ＤＣコンバータ
と呼ばれる電源回路であり、出力の電圧制御または電流
制御を行う。第１および第２の電源がともに直流電源で
あり、負荷装置が直流電動機である場合には、絶縁型電
力移送回路はＤＣ／ＤＣコンバータである。
発電機）や燃料電池であることもあるし、通常の電池
（以下、単に「電池」と言う）であることもある。ま
た、第２の電源はコンデンサであることもあるし、電池
であることもある。また絶縁型電力移送回路は、入力側
と出力側とが絶縁された、一般にＤＣ／ＤＣコンバータ
と呼ばれる電源回路であり、出力の電圧制御または電流
制御を行う。第１および第２の電源がともに直流電源で
あり、負荷装置が直流電動機である場合には、絶縁型電
力移送回路はＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００１１】また、本発明の電気自動車は、上記のよう
な電源装置が搭載されており、負荷装置には車両駆動に
使用されるモータが含まれることを特徴とする。ここ
で、電気自動車とは、乗用自動車や貨物自動車に限定さ
れず、オートバイ、原動機付自転車等の２輪の車両も含
むことはもちろんである。なお、上記電源装置は、上記
電気自動車への応用に限定されるものではなく、船舶、
軌道車両等、特に比較的大電力を必要とする装置へも応
用される。
な電源装置が搭載されており、負荷装置には車両駆動に
使用されるモータが含まれることを特徴とする。ここ
で、電気自動車とは、乗用自動車や貨物自動車に限定さ
れず、オートバイ、原動機付自転車等の２輪の車両も含
むことはもちろんである。なお、上記電源装置は、上記
電気自動車への応用に限定されるものではなく、船舶、
軌道車両等、特に比較的大電力を必要とする装置へも応
用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、電気自動車の電源装置を例に示す。図１において電
源装置１は、電池からなる主電源１１（第１の電源）お
よびコンデンサからなる副電源１２（第２の電源）と、
二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型ＤＣ／ＤＣコ
ンバータからなる電流制御回路１３（絶縁型電力移送回
路）とから構成される。
を、電気自動車の電源装置を例に示す。図１において電
源装置１は、電池からなる主電源１１（第１の電源）お
よびコンデンサからなる副電源１２（第２の電源）と、
二入力端子および二出力端子を持つ絶縁型ＤＣ／ＤＣコ
ンバータからなる電流制御回路１３（絶縁型電力移送回
路）とから構成される。
【００１３】電流制御回路１３の入力端子ａ，ｂは、主
電源１１の（＋）端子ｅ，（−）端子ｆにそれぞれ接続
されている。また、電流制御回路１３の出力端子ｃは、
主電源１１の（−）端子ｆに接続されており、出力端子
ｄは、副電源１２の一方の端子ｈに接続されている。こ
の副電源１２の他方の端子ｇは、主電源１１の（＋）端
子ｅに接続されている。さらに、副電源１２の端子ｇ，
ｈには、インバータ２１と車両駆動用モータ２２とを含
む電動装置２（負荷装置）が接続されている。
電源１１の（＋）端子ｅ，（−）端子ｆにそれぞれ接続
されている。また、電流制御回路１３の出力端子ｃは、
主電源１１の（−）端子ｆに接続されており、出力端子
ｄは、副電源１２の一方の端子ｈに接続されている。こ
の副電源１２の他方の端子ｇは、主電源１１の（＋）端
子ｅに接続されている。さらに、副電源１２の端子ｇ，
ｈには、インバータ２１と車両駆動用モータ２２とを含
む電動装置２（負荷装置）が接続されている。
【００１４】図１において、副電源１２の端子ｇ，ｈ間
の電圧をＶａ、主電源１１の電圧（すなわち、電流制御
回路１３の入力電圧）をＶｂ、電流制御回路１３の出力
電圧をＶｄとすると、 Ｖａ＝Ｖｂ＋Ｖｄ ・・・（１） となる。電流制御回路１３の入力電流をＩａ、電流制御
回路１３の出力電流をＩｄ、主電源１１の負荷電流をＩ
ｂとすると、 Ｉａ＝Ｉｂ−Ｉｄ ・・・（２） となる。電流制御回路１３の入力電力Ｐｉは、 Ｐｉ＝Ｖｂ×Ｉａ＝Ｖｂ×（Ｉｂ−Ｉｄ） ・・・（３） となり、出力電力Ｐｏは、 Ｐｏ＝Ｖｄ×Ｉｄ ・・・（４） となる。
の電圧をＶａ、主電源１１の電圧（すなわち、電流制御
回路１３の入力電圧）をＶｂ、電流制御回路１３の出力
電圧をＶｄとすると、 Ｖａ＝Ｖｂ＋Ｖｄ ・・・（１） となる。電流制御回路１３の入力電流をＩａ、電流制御
回路１３の出力電流をＩｄ、主電源１１の負荷電流をＩ
ｂとすると、 Ｉａ＝Ｉｂ−Ｉｄ ・・・（２） となる。電流制御回路１３の入力電力Ｐｉは、 Ｐｉ＝Ｖｂ×Ｉａ＝Ｖｂ×（Ｉｂ−Ｉｄ） ・・・（３） となり、出力電力Ｐｏは、 Ｐｏ＝Ｖｄ×Ｉｄ ・・・（４） となる。
【００１５】したがって、電流制御回路１３のＤＣ／Ｄ
Ｃ変換効率ηは、 η＝Ｐｏ／Ｐｉ＝（Ｖｄ×Ｉｄ）／｛Ｖｂ×（Ｉｂ−Ｉｄ）｝ ・・・（５） で表される。また、主電源１１側から副電源１２側に向
かう電力Ｐｃは、 Ｐｃ＝Ｖａ×Ｉｄ＝（Ｖｂ＋Ｖｄ）×Ｉｄ ・・・（６） であり、主電源１１の消費電力Ｐは、 Ｐ＝Ｖｂ×Ｉｂ ・・・（７） である。したがって、電源装置１全体の効率Ｈは、 Ｈ＝Ｐｃ／Ｐ＝（Ｖｂ＋Ｖｄ）×Ｉｄ／（Ｖｂ×Ｉｂ） ・・・（８） となる。
Ｃ変換効率ηは、 η＝Ｐｏ／Ｐｉ＝（Ｖｄ×Ｉｄ）／｛Ｖｂ×（Ｉｂ−Ｉｄ）｝ ・・・（５） で表される。また、主電源１１側から副電源１２側に向
かう電力Ｐｃは、 Ｐｃ＝Ｖａ×Ｉｄ＝（Ｖｂ＋Ｖｄ）×Ｉｄ ・・・（６） であり、主電源１１の消費電力Ｐは、 Ｐ＝Ｖｂ×Ｉｂ ・・・（７） である。したがって、電源装置１全体の効率Ｈは、 Ｈ＝Ｐｃ／Ｐ＝（Ｖｂ＋Ｖｄ）×Ｉｄ／（Ｖｂ×Ｉｂ） ・・・（８） となる。
【００１６】すなわち、主電源１１から副電源１２に流
れる電流は電流制御回路１３の出力電流Ｉｄに等しく、
また、式（１）に示したように、副電源１２の端子ｇ，
ｈ間の電圧Ｖａは電流制御回路１３の入力電圧Ｖｂと電
流制御回路１３の出力電圧Ｖｄとの和に等しい。したが
って、図１に示した電源装置では、主電源１１と電流制
御回路１３とは、電圧ＶｂとＶｄとを分担しながら、副
電源１２にエネルギーを移すことになる。
れる電流は電流制御回路１３の出力電流Ｉｄに等しく、
また、式（１）に示したように、副電源１２の端子ｇ，
ｈ間の電圧Ｖａは電流制御回路１３の入力電圧Ｖｂと電
流制御回路１３の出力電圧Ｖｄとの和に等しい。したが
って、図１に示した電源装置では、主電源１１と電流制
御回路１３とは、電圧ＶｂとＶｄとを分担しながら、副
電源１２にエネルギーを移すことになる。
【００１７】電圧Ｖｄの大きさは、負荷が正常に動作す
る電圧の範囲等の制限から定めることができる。具体的
に、副電源１２に加えられる電圧のうち半分を主電源１
１が分担し、残りの半分を電流制御回路１３が分担した
場合（すなわち、Ｖｂ＝Ｖｄとした場合）の、電源装置
１全体の効率Ｈを求めると、 Ｈ＝Ｐｃ／Ｐ＝２η／（１＋η） ・・・（９） となる。
る電圧の範囲等の制限から定めることができる。具体的
に、副電源１２に加えられる電圧のうち半分を主電源１
１が分担し、残りの半分を電流制御回路１３が分担した
場合（すなわち、Ｖｂ＝Ｖｄとした場合）の、電源装置
１全体の効率Ｈを求めると、 Ｈ＝Ｐｃ／Ｐ＝２η／（１＋η） ・・・（９） となる。
【００１８】これに対して、前述した従来の電気自動車
の電源装置を示す図５において、主電源５１および副電
源５２の内部抵抗による損失を無視すると、電流制御回
路５３のＤＣ／ＤＣ変換効率η′が電源装置自体の効率
Η′となる。図１の電流制御回路１３と図５の電流制御
回路５３のＤＣ／ＤＣ変換効率が等しいとすると、 Ｈ−Ｈ′＝２η／（１＋η）−η ＝η（１−η）／（１＋η）＞０ ・・・（１０） （１＞η＞０） となるので、Ｈ＞Ｈ′となる。ここで、たとえば、ηを
９０％とすると、Ｈ＝９４．７３％、Ｈ′＝９０％とな
るので、電源装置１全体の効率Ｈは約５％向上すること
がわかる。このように、本発明の電源装置を用いれば、
主電源１１と副電源１２との間でのエネルギーの授受
を、高効率で行うことができる。
の電源装置を示す図５において、主電源５１および副電
源５２の内部抵抗による損失を無視すると、電流制御回
路５３のＤＣ／ＤＣ変換効率η′が電源装置自体の効率
Η′となる。図１の電流制御回路１３と図５の電流制御
回路５３のＤＣ／ＤＣ変換効率が等しいとすると、 Ｈ−Ｈ′＝２η／（１＋η）−η ＝η（１−η）／（１＋η）＞０ ・・・（１０） （１＞η＞０） となるので、Ｈ＞Ｈ′となる。ここで、たとえば、ηを
９０％とすると、Ｈ＝９４．７３％、Ｈ′＝９０％とな
るので、電源装置１全体の効率Ｈは約５％向上すること
がわかる。このように、本発明の電源装置を用いれば、
主電源１１と副電源１２との間でのエネルギーの授受
を、高効率で行うことができる。
【００１９】なお、図１では、主電源１１の（＋）端子
ｅをコンデンサ副電源１２の一方端子に接続し、主電源
１１の（−）端子ｆを電流制御回路１３の出力端子ｃに
接続したが、図２に示すように、主電源１１の（−）端
子ｆをコンデンサ副電源１２の一方端子に接続し、主電
源１１の（＋）端子ｅを電流制御回路１３の出力端子ｄ
に接続するようにしても、図１と同様の作用が奏される
ことはもちろんである。
ｅをコンデンサ副電源１２の一方端子に接続し、主電源
１１の（−）端子ｆを電流制御回路１３の出力端子ｃに
接続したが、図２に示すように、主電源１１の（−）端
子ｆをコンデンサ副電源１２の一方端子に接続し、主電
源１１の（＋）端子ｅを電流制御回路１３の出力端子ｄ
に接続するようにしても、図１と同様の作用が奏される
ことはもちろんである。
【００２０】上記の実施形態では、電源装置に１つの電
流制御回路を用いた場合を説明したが、主電源１１が、
電流制御回路の出力端子に接続されていない側の端子を
介して、コンデンサ副電源１２と電動装置２との並列接
続回路にエネルギーを供給できれる構成であれば、本発
明の電源装置は種々の態様をとることができる。たとえ
ば、電源装置は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、複
数の電流制御回路を用いて構成することができる。
流制御回路を用いた場合を説明したが、主電源１１が、
電流制御回路の出力端子に接続されていない側の端子を
介して、コンデンサ副電源１２と電動装置２との並列接
続回路にエネルギーを供給できれる構成であれば、本発
明の電源装置は種々の態様をとることができる。たとえ
ば、電源装置は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、複
数の電流制御回路を用いて構成することができる。
【００２１】図３（Ａ）の電源装置１Ａでは、１つの主
電源１１１の二端子が、複数（ここでは２つ）の電流制
御回路１３１ａ，１３１ｂの各二入力端子に接続されて
いる。また、電流制御回路１３１ａの一方の出力端子が
主電源１１１の一方の端子に接続され、電流制御回路１
３１ａの他方の出力端子は、電流制御回路１３１ｂの一
方の出力端子に接続されている。主電源１１１の他方の
端子と、電流制御回路１３１ｂの他方の出力端子との間
に、副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接続さ
れている。
電源１１１の二端子が、複数（ここでは２つ）の電流制
御回路１３１ａ，１３１ｂの各二入力端子に接続されて
いる。また、電流制御回路１３１ａの一方の出力端子が
主電源１１１の一方の端子に接続され、電流制御回路１
３１ａの他方の出力端子は、電流制御回路１３１ｂの一
方の出力端子に接続されている。主電源１１１の他方の
端子と、電流制御回路１３１ｂの他方の出力端子との間
に、副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接続さ
れている。
【００２２】図３（Ｂ）の電源装置１Ｂでは、図１に示
した電流制御回路１３と主電源１１との組を複数組（こ
こでは２組）直列に接続した構成を有している。すなわ
ち、図３（Ｂ）では、電流制御回路１３２ａと主電源１
１２ａとの組と、電流制御回路１３２ｂと主電源１１２
ｂとの組とが直列に接続され、この直列接続の両端に、
副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接続されて
いる。
した電流制御回路１３と主電源１１との組を複数組（こ
こでは２組）直列に接続した構成を有している。すなわ
ち、図３（Ｂ）では、電流制御回路１３２ａと主電源１
１２ａとの組と、電流制御回路１３２ｂと主電源１１２
ｂとの組とが直列に接続され、この直列接続の両端に、
副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接続されて
いる。
【００２３】図３（Ｃ）の電源装置１Ｃでは、図１に示
した電流制御回路１３と主電源１１との組と、図２に示
した電流制御回路１３と主電源１１の組とを直列に接続
した構成を有している。すなわち、図３（Ｃ）では、電
流制御回路１３３ａと主電源１１３ａとの組と、電流制
御回路１３３ｂと主電源１１３ｂとの組とが、各電流制
御回路１３３ａ，１３３ｂの主電源が接続されていない
側の出力端子同士が相互に接続されるように構成されて
いる。そして、主電源１１３ａと１１３ｂの、電流制御
回路１３３ａ，１３３ｂの出力端子に接続されていない
側の各端子間に、副電源１２と電動装置２との並列接続
回路が接続されている。
した電流制御回路１３と主電源１１との組と、図２に示
した電流制御回路１３と主電源１１の組とを直列に接続
した構成を有している。すなわち、図３（Ｃ）では、電
流制御回路１３３ａと主電源１１３ａとの組と、電流制
御回路１３３ｂと主電源１１３ｂとの組とが、各電流制
御回路１３３ａ，１３３ｂの主電源が接続されていない
側の出力端子同士が相互に接続されるように構成されて
いる。そして、主電源１１３ａと１１３ｂの、電流制御
回路１３３ａ，１３３ｂの出力端子に接続されていない
側の各端子間に、副電源１２と電動装置２との並列接続
回路が接続されている。
【００２４】図３（Ｄ）の電源装置１Ｄでは、図１に示
した電流制御回路１３と主電源１１との組を２組に接続
した構成を有している。図３（Ｄ）では、電流制御回路
１３４ａと主電源１１４ａとの組と、電流制御回路１３
４ｂと主電源１１４ｂとの組とが直列に接続され、電流
制御回路１３４ａの主電源１１４ａが接続されている側
の出力端子が、電流制御回路１３４ｂの主電源１１４ｂ
が接続されていない側の出力端子に接続され、また電流
制御回路１３４ａの主電源１１４ａが接続されていない
側の出力端子が、電流制御回路１３４ｂの主電源１１４
ｂが接続されている側の出力端子に接続されている。そ
して、主電源１１４ａと１１４ｂの、電流制御回路１３
４ａ，１３４ｂの出力端子に接続されていない側の各端
子間に、副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接
続されている。
した電流制御回路１３と主電源１１との組を２組に接続
した構成を有している。図３（Ｄ）では、電流制御回路
１３４ａと主電源１１４ａとの組と、電流制御回路１３
４ｂと主電源１１４ｂとの組とが直列に接続され、電流
制御回路１３４ａの主電源１１４ａが接続されている側
の出力端子が、電流制御回路１３４ｂの主電源１１４ｂ
が接続されていない側の出力端子に接続され、また電流
制御回路１３４ａの主電源１１４ａが接続されていない
側の出力端子が、電流制御回路１３４ｂの主電源１１４
ｂが接続されている側の出力端子に接続されている。そ
して、主電源１１４ａと１１４ｂの、電流制御回路１３
４ａ，１３４ｂの出力端子に接続されていない側の各端
子間に、副電源１２と電動装置２との並列接続回路が接
続されている。
【００２５】図３（Ａ）〜（Ｄ）の電源装置１Ａ〜１Ｄ
においても、図１や図２に示した電源装置と同様、主電
源と副電源との間でのエネルギーの授受を、高効率で行
うことができる。
においても、図１や図２に示した電源装置と同様、主電
源と副電源との間でのエネルギーの授受を、高効率で行
うことができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、第
１の電源と第２の電源との間でのエネルギーの授受を、
高効率で行うことができる。
１の電源と第２の電源との間でのエネルギーの授受を、
高効率で行うことができる。
【図１】本発明の好ましい実施形態を、電気自動車の電
源装置を例に示す図である。
源装置を例に示す図である。
【図２】図１の電源装置の設計変更例を示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、複数の電流制御回路を用い
て構成した本発明の他の実施形態を示す図である。
て構成した本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】電池からなる主電源とコンデンサからなる副電
源とからなる従来の電気自動車の電源装置を示す図であ
る。
源とからなる従来の電気自動車の電源装置を示す図であ
る。
【図５】電池からなる主電源とコンデンサからなる副電
源との間に電流制御回路を設けた従来の電気自動車の電
源装置を示す図である。
源との間に電流制御回路を設けた従来の電気自動車の電
源装置を示す図である。
【図６】エンジン発電機からなる主電源と電池とからな
る副電源との間に電流制御回路を設けた従来の電気自動
車の電源装置を示す図である。
る副電源との間に電流制御回路を設けた従来の電気自動
車の電源装置を示す図である。
１，１Ａ〜１Ｄ，５，７ 電源装置 １１，５１，７１，１１１，１１２ａ，１１２ｂ，１１
３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 主電源 １２，５２，７２ 副電源 １３，５３，７３，１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１
３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂ，１３４ａ，１３４ｂ 電
流制御回路 ２，６ 電動装置 ２１，６１ インバータ ２２，６２ 車両駆動用モータ
３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ 主電源 １２，５２，７２ 副電源 １３，５３，７３，１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１
３２ｂ，１３３ａ，１３３ｂ，１３４ａ，１３４ｂ 電
流制御回路 ２，６ 電動装置 ２１，６１ インバータ ２２，６２ 車両駆動用モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000151276 株式会社東京アールアンドデー 東京都港区六本木二丁目４番５号 (72)発明者 高木 佐加枝 宮城県仙台市青葉区中山７丁目２番１号 東北電力株式会社研究開発センター内 (72)発明者 森 秀樹 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社内 (72)発明者 橋詰 正三 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 山崎 清美 福岡県福岡市南区塩原２丁目１番47号 九 州電力株式会社内 (72)発明者 大沼 伸人 神奈川県横浜市港北区新吉田町4415の２番 地 株式会社東京アールアンドデー内 (72)発明者 春日 信幸 神奈川県横浜市港北区新吉田町4415の２番 地 株式会社東京アールアンドデー内
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁型電力移送回路の二入力端子間に第
１の電源が接続され、前記絶縁型電力移送回路の二出力
端子のうちの一方に前記第１の電源の一方の端子が接続
され、かつ、 前記絶縁型電力移送回路の二出力端子のうちの他方と、
前記第１の電源の他方の端子との間に、第２の電源と負
荷装置との並列回路が接続されてなり、 前記第１の電源は、第２の電源と負荷装置との並列回路
とエネルギーの授受を行う、ことを特徴とする電源装
置。 - 【請求項２】 前記第１の電源は発電機、燃料電池また
は電池であり、前記第２の電源はコンデンサまたは電池
であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 - 【請求項３】 請求項１または２の何れか記載の電源装
置が搭載された電気自動車であって、前記負荷装置には
車両駆動に使用されるモータが含まれることを特徴とす
る電気自動車。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32386397A JP3713521B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 電源装置およびこれが搭載される電気自動車 |
| EP98120421A EP0923183A3 (en) | 1997-11-10 | 1998-10-28 | Power source unit and electric vehicle loaded therewith |
| US09/186,072 US6265853B1 (en) | 1997-11-10 | 1998-11-05 | Power source unit for transferring energy between power sources that power an electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32386397A JP3713521B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 電源装置およびこれが搭載される電気自動車 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11146566A true JPH11146566A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3713521B2 JP3713521B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=18159438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32386397A Expired - Fee Related JP3713521B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 電源装置およびこれが搭載される電気自動車 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6265853B1 (ja) |
| EP (1) | EP0923183A3 (ja) |
| JP (1) | JP3713521B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334712A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Denso Corp | 燃料電池システム |
| JP2007020319A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Yamaha Motor Co Ltd | 直流電源 |
| US7439631B2 (en) | 2002-01-17 | 2008-10-21 | Komatsu Ltd. | Hybrid power supply system |
| DE112006003143T5 (de) | 2005-11-24 | 2008-10-23 | Komatsu Ltd. | Bidirektionaler Gleichspannungswandler mit Wechselstrombrücke, Hybrid-Energieversorgungssystem mit Verwendung desselben und Hybridfahrzeug |
| CN102324765A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-01-18 | 徐忠方 | 车载笔记本电脑、数码设备用充电器 |
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|---|---|---|---|---|
| US6497974B2 (en) * | 2001-05-23 | 2002-12-24 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power system, method of distributing power, and method of operating a fuel cell power system |
| US7614381B2 (en) * | 2003-03-28 | 2009-11-10 | Caterpillar Inc. | Power system with an integrated lubrication circuit |
| JP4476021B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2010-06-09 | 株式会社日立製作所 | ディスクアレイシステム |
| US20080061045A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-13 | The Esab Group, Inc. | Systems And Methods For Providing Paralleling Power Sources For Arc Cutting And Welding |
| WO2009149518A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Ceramic Fuel Cells Limited | Fuel cell stabilisation system and method |
| US8295950B1 (en) | 2008-07-02 | 2012-10-23 | Jerry Lee Wordsworth | Intelligent power management system |
| EP2612688B1 (de) * | 2012-01-09 | 2018-03-14 | Weinmann Emergency Medical Technology GmbH + Co. KG | Vorrichtung zur Beatmung |
| DE102016200769B4 (de) * | 2016-01-21 | 2024-08-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verbesserte Stromquellenanordnung mit mehreren Stromquellen |
| DE102017219713A1 (de) | 2017-11-07 | 2019-05-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Halbbrückenmodul für einen stromwandler |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS55136870A (en) * | 1979-04-10 | 1980-10-25 | Toshiba Corp | Voltage conversion type power supply |
| FR2633115B1 (fr) * | 1988-06-17 | 1993-02-12 | Gen Electric Cgr | Alimentation stabilisee a taux d'ondulation reduit |
| JPH03277165A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-09 | Shinko Electric Co Ltd | バッテリー電源式車両車 |
| DE4042377C2 (de) * | 1990-04-27 | 1996-11-14 | Baumueller Nuernberg Gmbh | Elektrische Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug |
| JP2973681B2 (ja) * | 1992-02-06 | 1999-11-08 | 富士電機株式会社 | 直流昇圧装置 |
| JP3226599B2 (ja) * | 1992-05-19 | 2001-11-05 | 東芝アイティー・コントロールシステム株式会社 | バッテリーカーの制御方法及び装置 |
| US5486749A (en) * | 1993-06-21 | 1996-01-23 | Ast Research, Inc. | Multiple battery charger with a power source control |
| US5563479A (en) * | 1993-10-29 | 1996-10-08 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Power supply apparatus for electric vehicle |
| JP3477852B2 (ja) * | 1994-11-04 | 2003-12-10 | 株式会社デンソー | Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置 |
| US5659463A (en) * | 1996-03-14 | 1997-08-19 | Hughes Electronics | High-efficiency summing power converter and method therefor |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP32386397A patent/JP3713521B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-28 EP EP98120421A patent/EP0923183A3/en not_active Withdrawn
- 1998-11-05 US US09/186,072 patent/US6265853B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0923183A2 (en) | 1999-06-16 |
| US6265853B1 (en) | 2001-07-24 |
| EP0923183A3 (en) | 2000-09-20 |
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