JPH11355901A - 電気車用電力制御装置 - Google Patents
電気車用電力制御装置Info
- Publication number
- JPH11355901A JPH11355901A JP10161763A JP16176398A JPH11355901A JP H11355901 A JPH11355901 A JP H11355901A JP 10161763 A JP10161763 A JP 10161763A JP 16176398 A JP16176398 A JP 16176398A JP H11355901 A JPH11355901 A JP H11355901A
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- Japan
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- power control
- circuit
- power
- electric
- electric load
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】補助機器の小型軽量化が必要であるが、ＤＣ−
ＤＣコンバータを用いると重量物である変圧器を有する
ため、改善効果の割合は小さい。 【解決手段】補助機器の駆動にスイッチング電源回路に
よる電力制御回路を用いることで、電源を走行電動機と
共通化して補助機器システムを簡素化し、かつ小型軽量
化をなしている。
ＤＣコンバータを用いると重量物である変圧器を有する
ため、改善効果の割合は小さい。 【解決手段】補助機器の駆動にスイッチング電源回路に
よる電力制御回路を用いることで、電源を走行電動機と
共通化して補助機器システムを簡素化し、かつ小型軽量
化をなしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリで走行する
電気車において、補助機器に電力を供給するための電力
制御装置に関するものである。
電気車において、補助機器に電力を供給するための電力
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バッテリで走行する電気車は蓄電力量が
限られているため、エンジン車と比較して走行距離が短
いことが問題である。これに対する解決策として走行電
動機をより高効率で運転する方法（特開平8−228404 号
公報ほか）以外にも、例えば着脱自在な補助高電圧バッ
テリを用いて車両搭載蓄電量を増やす方法（特開平7−1
23514 号公報）や、あるいは走行に直接関与しない補助
機器類を小型軽量化する方法（特開平7−170611 号公
報，特開平7−212901 号公報ほか）などがある。
限られているため、エンジン車と比較して走行距離が短
いことが問題である。これに対する解決策として走行電
動機をより高効率で運転する方法（特開平8−228404 号
公報ほか）以外にも、例えば着脱自在な補助高電圧バッ
テリを用いて車両搭載蓄電量を増やす方法（特開平7−1
23514 号公報）や、あるいは走行に直接関与しない補助
機器類を小型軽量化する方法（特開平7−170611 号公
報，特開平7−212901 号公報ほか）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、車両の客室や
荷室をより広く確保するためには、車両寸法の制約によ
り車載機器の設置スペースをより小さくすることにな
り、特開平7−123514 号公報にあるようにバッテリを多
量に車載したり、バッテリ台車を牽引したりできるとは
限らない。
荷室をより広く確保するためには、車両寸法の制約によ
り車載機器の設置スペースをより小さくすることにな
り、特開平7−123514 号公報にあるようにバッテリを多
量に車載したり、バッテリ台車を牽引したりできるとは
限らない。
【０００４】一方、補助機器では、重量物である補助機
器用バッテリを廃するなど、システムを小型軽量化する
ことは有効である。しかし特開平7−170611 号公報にあ
るようにＤＣ−ＤＣコンバータを用いると補助機器用バ
ッテリは不要になるが、その内部にこれも重量物である
変圧器を有するためその改善効果の割合は小さい。しか
も、想定負荷の増加に対応して変圧器も大型化しなけれ
ばならない。また、特開平7−212901 号公報にあるよう
な定電流インバータを用いる方法も系全体で考えればＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの一種とみなせる。
器用バッテリを廃するなど、システムを小型軽量化する
ことは有効である。しかし特開平7−170611 号公報にあ
るようにＤＣ−ＤＣコンバータを用いると補助機器用バ
ッテリは不要になるが、その内部にこれも重量物である
変圧器を有するためその改善効果の割合は小さい。しか
も、想定負荷の増加に対応して変圧器も大型化しなけれ
ばならない。また、特開平7−212901 号公報にあるよう
な定電流インバータを用いる方法も系全体で考えればＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの一種とみなせる。
【０００５】本発明の目的は、補助機器駆動用の電源を
改善することで車両の走行距離を延長する電気車用電力
制御装置を提供することにある。
改善することで車両の走行距離を延長する電気車用電力
制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では電気車の走行
距離を延長するために、補助機器の駆動にスイッチング
電源回路による電力制御回路を用いることで、電源を走
行電動機と共通化して、補助機器システムを簡素化し、
これを走行電動機駆動用電力変換装置の冷却装置に設置
することと合せて、小型軽量化をなしている。
距離を延長するために、補助機器の駆動にスイッチング
電源回路による電力制御回路を用いることで、電源を走
行電動機と共通化して、補助機器システムを簡素化し、
これを走行電動機駆動用電力変換装置の冷却装置に設置
することと合せて、小型軽量化をなしている。
【０００７】また補助機器をいくつかの回路群に分散し
て、電力制御回路の小容量化・最適容量化を図り、回路
群に個別に制御する。
て、電力制御回路の小容量化・最適容量化を図り、回路
群に個別に制御する。
【０００８】さらに駆動する負荷が誘導性を持つものに
ついては、これを電力制御回路の誘導コイルとして動作
させることで単独の誘導コイルを省略し、電力制御回路
の小型軽量化を図っている。
ついては、これを電力制御回路の誘導コイルとして動作
させることで単独の誘導コイルを省略し、電力制御回路
の小型軽量化を図っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１０】図１は本実施例の構成を示す。主バッテリ
１は車両ごとに規定された直流100〜３５０Ｖ程度を出
力している。走行電動機用電力変換装置２は主バッテリ
１の出力を制御して走行電動機３を駆動し、車両を走行
させる。
１は車両ごとに規定された直流100〜３５０Ｖ程度を出
力している。走行電動機用電力変換装置２は主バッテリ
１の出力を制御して走行電動機３を駆動し、車両を走行
させる。
【００１１】Ａ電力制御回路１１はＡ電気負荷１２に応
じてチョッパ回路やインバータ回路などのスイッチング
電源回路からなり、Ａ制御指令手段１３により制御され
る。Ａ電力制御回路１１は主バッテリ１の出力を変換
し、Ａ電気負荷１２に直接供給する。１１ＬはＡ電力制
御回路１１を構成するＡ誘導コイルである。
じてチョッパ回路やインバータ回路などのスイッチング
電源回路からなり、Ａ制御指令手段１３により制御され
る。Ａ電力制御回路１１は主バッテリ１の出力を変換
し、Ａ電気負荷１２に直接供給する。１１ＬはＡ電力制
御回路１１を構成するＡ誘導コイルである。
【００１２】図２はＡ電気負荷１２に電磁誘導性がな
く、またＡ電力制御回路１１が降圧チョッパ回路である
場合の実施例である。Ａ電力制御回路１１は主にＡ誘導
コイル１１ＬとＡスイッチング素子１４とＡフリーホイ
ルダイオード１５から構成される。Ａスイッチング素子
１４はＡ制御指令手段１３によりＡ電気負荷１２に流れ
る負荷電流を断続する。
く、またＡ電力制御回路１１が降圧チョッパ回路である
場合の実施例である。Ａ電力制御回路１１は主にＡ誘導
コイル１１ＬとＡスイッチング素子１４とＡフリーホイ
ルダイオード１５から構成される。Ａスイッチング素子
１４はＡ制御指令手段１３によりＡ電気負荷１２に流れ
る負荷電流を断続する。
【００１３】いま、Ａスイッチング素子１４が通流状態
の時の負荷電流は、主バッテリ１→Ａスイッチング素子
１４→Ａ誘導コイル１１Ｌ→Ａ電気負荷１２→主バッテ
リ１と流れる。
の時の負荷電流は、主バッテリ１→Ａスイッチング素子
１４→Ａ誘導コイル１１Ｌ→Ａ電気負荷１２→主バッテ
リ１と流れる。
【００１４】またＡスイッチング素子１４が断状態の時
の負荷電流はＡ誘導コイル１１Ｌの電磁誘導作用によ
り、Ａ誘導コイル１１Ｌ→Ａ電気負荷１２→Ａフリーホ
イルダイオード１５→Ａ誘導コイル１１Ｌと流れる。
の負荷電流はＡ誘導コイル１１Ｌの電磁誘導作用によ
り、Ａ誘導コイル１１Ｌ→Ａ電気負荷１２→Ａフリーホ
イルダイオード１５→Ａ誘導コイル１１Ｌと流れる。
【００１５】図３はＢ電力制御回路が昇圧チョッパ回路
である場合の実施例である。Ｂ電力制御回路２１は主に
Ｂ誘導コイル２１ＬとＢスイッチング素子２４とＢ逆流
防止ダイオード２５から構成される。Ｂスイッチング素
子２４はＢ制御指令手段２３により、Ｂ誘導コイル２１
Ｌに流れる誘導電流を断続する。
である場合の実施例である。Ｂ電力制御回路２１は主に
Ｂ誘導コイル２１ＬとＢスイッチング素子２４とＢ逆流
防止ダイオード２５から構成される。Ｂスイッチング素
子２４はＢ制御指令手段２３により、Ｂ誘導コイル２１
Ｌに流れる誘導電流を断続する。
【００１６】いま、Ｂスイッチング素子２４が通流状態
の時に流れる電流は、主バッテリ１→Ｂスイッチング素
子２４→Ｂ誘導コイル２１Ｌ→主バッテリ１となる。
の時に流れる電流は、主バッテリ１→Ｂスイッチング素
子２４→Ｂ誘導コイル２１Ｌ→主バッテリ１となる。
【００１７】またＢスイッチング素子２４が断状態の時
に流れる電流は、主バッテリ１→Ｂ誘導コイル２１Ｌ→
Ｂ逆流防止ダイオード２５→Ｂ電気負荷２２→主バッテ
リ１となる。このとき、Ｂ電気負荷２２には主バッテリ
１の電圧とＢ誘導コイル21Ｌの電磁誘導作用による誘起
電圧の和が印加される。
に流れる電流は、主バッテリ１→Ｂ誘導コイル２１Ｌ→
Ｂ逆流防止ダイオード２５→Ｂ電気負荷２２→主バッテ
リ１となる。このとき、Ｂ電気負荷２２には主バッテリ
１の電圧とＢ誘導コイル21Ｌの電磁誘導作用による誘起
電圧の和が印加される。
【００１８】図４はＣ電気負荷３２が電動機や白熱ラン
プ類のように電磁誘導性があり、またＣ電力制御回路３
１が降圧チョッパ回路である場合の実施例である。Ｃ電
気負荷３２は図２でＡ誘導コイル１１ＬとＡ電気負荷１
２が一体になったものと考えることができる。従って、
この例は図２と同じ作用をするが、Ａ誘導コイル11Ｌに
相当するものを省略できる点が大きく異なる。このとき
図２のように誘導コイルが必要となる場合でも、その回
路群の電気負荷に合わせた小容量のもので済み、小型軽
量化できる。
プ類のように電磁誘導性があり、またＣ電力制御回路３
１が降圧チョッパ回路である場合の実施例である。Ｃ電
気負荷３２は図２でＡ誘導コイル１１ＬとＡ電気負荷１
２が一体になったものと考えることができる。従って、
この例は図２と同じ作用をするが、Ａ誘導コイル11Ｌに
相当するものを省略できる点が大きく異なる。このとき
図２のように誘導コイルが必要となる場合でも、その回
路群の電気負荷に合わせた小容量のもので済み、小型軽
量化できる。
【００１９】本実施例のように電力制御回路と電気負荷
を対にして一つの回路群を構成し、いくつかの回路群を
主バッテリ１に並列に接続すれば、それぞれの回路群の
電源を主バッテリ１で共用するため、別系統のバッテリ
は不要である。
を対にして一つの回路群を構成し、いくつかの回路群を
主バッテリ１に並列に接続すれば、それぞれの回路群の
電源を主バッテリ１で共用するため、別系統のバッテリ
は不要である。
【００２０】またチョッパ回路では、スイッチング素子
の断続の割合である通流率を変えることで負荷に流れる
電流を増減することができる。断状態に保てば負荷への
電力供給を停止することもできる。すなわち、電気負荷
を個別に起動・停止したり、能力可変運転を行うことを
回路群ごとに行うことが可能である。
の断続の割合である通流率を変えることで負荷に流れる
電流を増減することができる。断状態に保てば負荷への
電力供給を停止することもできる。すなわち、電気負荷
を個別に起動・停止したり、能力可変運転を行うことを
回路群ごとに行うことが可能である。
【００２１】さらに、図５に示すように複数のＤ電気負
荷４２を並列に接続したものでは、Ｄ電力制御回路４１
を起動・停止することでＤ電気負荷４２を一斉に回路群
ごと起動・停止することができるほか、Ｄ電気負荷４２
に個別に接続した負荷スイッチ４２Ｓにより単独に起動
・停止することも可能である。Ｄ電気負荷４２にＤ負荷
制御指令手段４２Ｃがあれば、個別に能力可変運転を行
うことも可能である。また本実施例によれば、電力制御
回路，電気負荷ともに用途に合わせた定格・容量のもの
とすることができるため、最適化設計が容易である。例
えばエアコン用電動機とワイパー用電動機やパワーウィ
ンドウ用電動機など、負荷容量の異なる電動機の定格電
源電圧や容量を用途に合わせて、別個に設定することが
可能となり、その回路群の電力制御回路もそれらの電気
負荷に合わせて設計することが可能である。すなわち、
単体での効率向上を図ったり、外形寸法を考慮した設計
とすることなどが容易にできるようになる。
荷４２を並列に接続したものでは、Ｄ電力制御回路４１
を起動・停止することでＤ電気負荷４２を一斉に回路群
ごと起動・停止することができるほか、Ｄ電気負荷４２
に個別に接続した負荷スイッチ４２Ｓにより単独に起動
・停止することも可能である。Ｄ電気負荷４２にＤ負荷
制御指令手段４２Ｃがあれば、個別に能力可変運転を行
うことも可能である。また本実施例によれば、電力制御
回路，電気負荷ともに用途に合わせた定格・容量のもの
とすることができるため、最適化設計が容易である。例
えばエアコン用電動機とワイパー用電動機やパワーウィ
ンドウ用電動機など、負荷容量の異なる電動機の定格電
源電圧や容量を用途に合わせて、別個に設定することが
可能となり、その回路群の電力制御回路もそれらの電気
負荷に合わせて設計することが可能である。すなわち、
単体での効率向上を図ったり、外形寸法を考慮した設計
とすることなどが容易にできるようになる。
【００２２】図６は２つの回路群に負荷切替手段５を付
加したものである。ここで図６は、Ｅ電力制御回路５１
が故障し、Ｆ電気負荷６２よりもＥ電気負荷５２を優先
して使用する時に、負荷切替手段５を作用してＦ電力制
御回路の出力をＥ電気負荷５２に供給した状態を想定し
て示している。
加したものである。ここで図６は、Ｅ電力制御回路５１
が故障し、Ｆ電気負荷６２よりもＥ電気負荷５２を優先
して使用する時に、負荷切替手段５を作用してＦ電力制
御回路の出力をＥ電気負荷５２に供給した状態を想定し
て示している。
【００２３】このように、複数の回路群で電力制御回路
の容量と電気負荷の容量に共通性があれば、互いにバッ
クアップ手段として用いることも可能である。なおイン
バータ回路は、チョッパ回路をブリッジ構成にしたもの
であるので、本実施例と同様に考えることができる。
の容量と電気負荷の容量に共通性があれば、互いにバッ
クアップ手段として用いることも可能である。なおイン
バータ回路は、チョッパ回路をブリッジ構成にしたもの
であるので、本実施例と同様に考えることができる。
【００２４】図１で、走行電動機用電力変化装置２と電
力制御回路（１１，２１，・・・など）は単一の主バッ
テリ１から電力の供給を受けている。すなわち、それぞ
れを構成している半導体などの発熱素子のための冷却装
置４は共用することができるため、装置を簡素化し小型
軽量化できる。さらに主バッテリ１との接続配線も走行
電動機用電力変化装置２と電力制御回路（１１，２１，
・・・など）とで一部を共用できるため、装置の簡素化
・小型軽量化のみならず主バッテリ１の高電圧に対する
取扱い安全面でも有効である。
力制御回路（１１，２１，・・・など）は単一の主バッ
テリ１から電力の供給を受けている。すなわち、それぞ
れを構成している半導体などの発熱素子のための冷却装
置４は共用することができるため、装置を簡素化し小型
軽量化できる。さらに主バッテリ１との接続配線も走行
電動機用電力変化装置２と電力制御回路（１１，２１，
・・・など）とで一部を共用できるため、装置の簡素化
・小型軽量化のみならず主バッテリ１の高電圧に対する
取扱い安全面でも有効である。
【００２５】また電気負荷の発熱体を冷却装置４に設置
できる時は、これをなすことでも装置の簡素化・小型軽
量化ができる。
できる時は、これをなすことでも装置の簡素化・小型軽
量化ができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、補助機器の電源部分を
小型軽量化できるほか、使用していない補助機器への電
力供給を停止するので、バッテリの電力消費を低減し、
走行距離を延長する効果がある。また、高電圧配線が走
行電動機用電力変換装置内に集約されるため、安全設計
が容易となる効果もある。
小型軽量化できるほか、使用していない補助機器への電
力供給を停止するので、バッテリの電力消費を低減し、
走行距離を延長する効果がある。また、高電圧配線が走
行電動機用電力変換装置内に集約されるため、安全設計
が容易となる効果もある。
【図１】本実施例の構成を示す電気車用電力制御装置の
回路図。
回路図。
【図２】電力制御回路の降圧チョッパ回路である場合の
例を示す図。
例を示す図。
【図３】電力制御回路の昇圧チョッパ回路である場合の
例を示す図。
例を示す図。
【図４】電気負荷が電磁誘導作用を持つ場合の例を示す
回路図。
回路図。
【図５】電気負荷が複数接続されている例を示す回路
図。
図。
【図６】負荷切替回路を有する回路群の例を示す回路
図。
図。
【符号の説明】 １…主バッテリ、２…走行電動機用電力変換装置、３…
走行電動機、４…冷却装置、５…負荷切替手段、１１…
Ａ電力制御回路、１１Ｌ…Ａ誘導コイル、１２…Ａ電気
負荷、１３…Ａ制御指令手段、１４…Ａスイッチング素
子、１５…フリーホイルダイオード。
走行電動機、４…冷却装置、５…負荷切替手段、１１…
Ａ電力制御回路、１１Ｌ…Ａ誘導コイル、１２…Ａ電気
負荷、１３…Ａ制御指令手段、１４…Ａスイッチング素
子、１５…フリーホイルダイオード。
Claims (5)
- 【請求項１】高電圧の主バッテリと該主バッテリの出力
電圧を所要の電圧に変換し、接続されている電気負荷に
直接供給して駆動する電力制御回路を備えていることを
特徴とする電気車用電力制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、該電力制御回路を構成
する発熱素子および該電気負荷に含まれる発熱部品のい
ずれかもしくは両方と、電気車の走行電動機を駆動する
電力変換装置の発熱素子を同時に冷却する単一の冷却装
置を備えていることを特徴とする電気車用電力制御装
置。 - 【請求項３】請求項１又は２において、該電気負荷を２
つ以上の回路群としてまとめ、該回路群ごとに電力制御
回路を備えていることを特徴とする電気車用電力制御装
置。 - 【請求項４】請求項３において、該回路群に接続された
該電気負荷が必要とする電力量に合わせて出力を可変制
御もしくは停止する電力制御回路を備えていることを特
徴とする電気車用電力制御装置。 - 【請求項５】請求項３又は４の該回路群のうち、接続さ
れている電気負荷が電磁誘導性を持つものであるとき
に、該電気負荷を誘導コイルとして該回路群を駆動する
電力制御回路を備えていることを特徴とする電気車用電
力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161763A JPH11355901A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 電気車用電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10161763A JPH11355901A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 電気車用電力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11355901A true JPH11355901A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15741439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10161763A Pending JPH11355901A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 電気車用電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11355901A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033893A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Hitachi Ltd | 車載用アクチュエータシステム |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP10161763A patent/JPH11355901A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033893A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Hitachi Ltd | 車載用アクチュエータシステム |
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