JP2000152408A - 電気自動車 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄電池が放電末期なっていても交流入力電圧
を低下させないで充電できるようにして急速充電を可能
とする。 【解決手段】 蓄電池４の正極側と主回路２４の正極側
入力端子間の正極ライン４０に切換スイッチ４１を設
け、そのスイッチ４１の可動接点Ｃを蓄電池４の正極側
に接続し、第１固定接点Ｍを正極ライン４０に接続す
る。切換スイッチ４１の第２固定接点Ｊには、充電用の
降圧チョッパ回路４２を接続する。このチョッパ回路４
２の入力端子は正極ライン４０に接続され、チョッパ回
路４２の負極端子は蓄電池４の負極側と主回路２４の負
極側入力端子とを結ぶ負極ライン４３に接続する。主回
路２４には切換スイッチ３２を介してモータ２３および
交流入力に接続される。電気自動車２１は、蓄電池４−
主回路（３相インバータ）２４−モータ２３の回路を介
してモータ２３を駆動させて走行させる。
を低下させないで充電できるようにして急速充電を可能
とする。 【解決手段】 蓄電池４の正極側と主回路２４の正極側
入力端子間の正極ライン４０に切換スイッチ４１を設
け、そのスイッチ４１の可動接点Ｃを蓄電池４の正極側
に接続し、第１固定接点Ｍを正極ライン４０に接続す
る。切換スイッチ４１の第２固定接点Ｊには、充電用の
降圧チョッパ回路４２を接続する。このチョッパ回路４
２の入力端子は正極ライン４０に接続され、チョッパ回
路４２の負極端子は蓄電池４の負極側と主回路２４の負
極側入力端子とを結ぶ負極ライン４３に接続する。主回
路２４には切換スイッチ３２を介してモータ２３および
交流入力に接続される。電気自動車２１は、蓄電池４−
主回路（３相インバータ）２４−モータ２３の回路を介
してモータ２３を駆動させて走行させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、充電制御機能を
内蔵させた電気自動車に関する。
内蔵させた電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車は、モータを原動機とし、そ
の電源に二次電池（蓄電池）が搭載され、モータ制御装
置によるモータ制御がなされる。このため、電気自動車
は、内燃機関を原動機とする従来の自動車に必要なガソ
リン等の燃料を給油するのとは異なり、搭載した蓄電池
を充電する充電装置を必要とする。このため、従来の電
気自動車は、搭載した蓄電池を充電するための充電設備
が、特定の場所に設置（据置）されるため、蓄電池の充
電を必要とするときには、該充電設備の設置場所まで移
動させなければならなかった。
の電源に二次電池（蓄電池）が搭載され、モータ制御装
置によるモータ制御がなされる。このため、電気自動車
は、内燃機関を原動機とする従来の自動車に必要なガソ
リン等の燃料を給油するのとは異なり、搭載した蓄電池
を充電する充電装置を必要とする。このため、従来の電
気自動車は、搭載した蓄電池を充電するための充電設備
が、特定の場所に設置（据置）されるため、蓄電池の充
電を必要とするときには、該充電設備の設置場所まで移
動させなければならなかった。
【０００３】従って、従来の電気自動車では、充電装置
の設置場所までの移動に手間取る問題があった。この問
題を解決するには、電気自動車に充電装置を搭載し、一
般家庭や営業所に配電される商用の交流電源から充電電
力を取り込めるようにすることが考えられるようになっ
てきた。このような考えの元に充電制御機能を内蔵させ
た電気自動車が開発されるようになってきた。
の設置場所までの移動に手間取る問題があった。この問
題を解決するには、電気自動車に充電装置を搭載し、一
般家庭や営業所に配電される商用の交流電源から充電電
力を取り込めるようにすることが考えられるようになっ
てきた。このような考えの元に充電制御機能を内蔵させ
た電気自動車が開発されるようになってきた。
【０００４】図６は充電制御機能を内蔵させた電気自動
車の構成図で、この図６において、電気自動車２１は、
蓄電池４を電源として搭載し、蓄電池４の直流電力を電
力変換装置２２によって交流電力に変換し、この交流電
力を交流モータ（ＩＭ）２３に供給することで交流モー
タ２３を駆動し、走行のための駆動力を、このモータ２
３から得る。
車の構成図で、この図６において、電気自動車２１は、
蓄電池４を電源として搭載し、蓄電池４の直流電力を電
力変換装置２２によって交流電力に変換し、この交流電
力を交流モータ（ＩＭ）２３に供給することで交流モー
タ２３を駆動し、走行のための駆動力を、このモータ２
３から得る。
【０００５】このための電力変換装置２２は、半導体ス
イッチング素子で構成された主回路２４を、例えばＰＷ
Ｍ制御し、電圧及び周波数制御された交流電力を得てモ
ータ２３に供給する。この主回路２４の制御は、モータ
制御回路２５によって行われ、走行速度信号等からなる
モータ指令と電圧検出器２６からのモータ２３への印加
電圧検出信号との突き合わせによってフィードバック制
御される。
イッチング素子で構成された主回路２４を、例えばＰＷ
Ｍ制御し、電圧及び周波数制御された交流電力を得てモ
ータ２３に供給する。この主回路２４の制御は、モータ
制御回路２５によって行われ、走行速度信号等からなる
モータ指令と電圧検出器２６からのモータ２３への印加
電圧検出信号との突き合わせによってフィードバック制
御される。
【０００６】ここで、電力変換装置２２は、双方向電力
変換装置として機能させ、蓄電池４からの直流電力を交
流電力に変換してモータ２３に供給するモータ駆動モー
ドと、交流入力からの交流電力を直流電力に変換して蓄
電池４に供給する蓄電池充電モードの両機能を持たせ
る。
変換装置として機能させ、蓄電池４からの直流電力を交
流電力に変換してモータ２３に供給するモータ駆動モー
ドと、交流入力からの交流電力を直流電力に変換して蓄
電池４に供給する蓄電池充電モードの両機能を持たせ
る。
【０００７】この両機能のうち、蓄電池充電モードは、
充電制御回路２７による主回路２４のＰＷＭゲート制御
でなされ、この制御には電流検出器２８による交流入力
検出電流と電圧検出器２９による蓄電池充電電圧とによ
り定電流・定電圧充電方式等によって充電電流，電圧制
御がなされる。このとき、主回路２４は、例えば昇圧整
流制御によって交流・直流変換される。
充電制御回路２７による主回路２４のＰＷＭゲート制御
でなされ、この制御には電流検出器２８による交流入力
検出電流と電圧検出器２９による蓄電池充電電圧とによ
り定電流・定電圧充電方式等によって充電電流，電圧制
御がなされる。このとき、主回路２４は、例えば昇圧整
流制御によって交流・直流変換される。
【０００８】主回路２４に対するモータ駆動モードでの
ゲート制御と蓄電池充電モードでのゲート制御は、ゲー
ト切換回路３０によって切り換えられ、このモード切換
制御は、切換制御部３１と切換スイッチ３２と電圧検出
器３３によって構成されている。切換スイッチ３２は、
電力変換装置２２の交流入出力端Ａへの接続を、モータ
２３と外部交流電源ライン３４との切り換えを行い、電
圧検出器３３は交流電源ライン３４への外部交流電源接
続を検出する。切換制御部３１は交流電源ライン３４へ
の交流電圧印加を電圧検出器３３で検出したときに、切
換スイッチ３２をライン３４側に切り換えると共にゲー
ト切換回路３０を充電制御回路側へ切り換える。なお、
電圧検出器３３は省略し、切換制御部３１の切換指令ス
イッチを手動で切り換える構成やライン３４への交流電
源接続操作で切り換える構成でも良い。
ゲート制御と蓄電池充電モードでのゲート制御は、ゲー
ト切換回路３０によって切り換えられ、このモード切換
制御は、切換制御部３１と切換スイッチ３２と電圧検出
器３３によって構成されている。切換スイッチ３２は、
電力変換装置２２の交流入出力端Ａへの接続を、モータ
２３と外部交流電源ライン３４との切り換えを行い、電
圧検出器３３は交流電源ライン３４への外部交流電源接
続を検出する。切換制御部３１は交流電源ライン３４へ
の交流電圧印加を電圧検出器３３で検出したときに、切
換スイッチ３２をライン３４側に切り換えると共にゲー
ト切換回路３０を充電制御回路側へ切り換える。なお、
電圧検出器３３は省略し、切換制御部３１の切換指令ス
イッチを手動で切り換える構成やライン３４への交流電
源接続操作で切り換える構成でも良い。
【０００９】電気自動車２１への外部交流電源印加は、
商用の交流電源３５から絶縁トランス３６及びＬＣフィ
ルタ３７を通してコネクタ接続でなされる。この場合、
絶縁トランス３６及びフィルタ３７は充電制御のための
リアクトルとしても利用されるが、電気自動車２１内に
実装し、交流電源３５へ接続する構成でも良い。
商用の交流電源３５から絶縁トランス３６及びＬＣフィ
ルタ３７を通してコネクタ接続でなされる。この場合、
絶縁トランス３６及びフィルタ３７は充電制御のための
リアクトルとしても利用されるが、電気自動車２１内に
実装し、交流電源３５へ接続する構成でも良い。
【００１０】また、電気自動車２１の走行時には、電力
変換装置２２をモータ駆動モードによって制御し、蓄電
池４からの直流電力を電力変換装置２２によって交流電
力に変換し、モータ２３の速度制御等を行う。
変換装置２２をモータ駆動モードによって制御し、蓄電
池４からの直流電力を電力変換装置２２によって交流電
力に変換し、モータ２３の速度制御等を行う。
【００１１】一方、蓄電池４の充電には電力変換装置２
２を蓄電池充電モードによって制御し、交流電源３５か
らの交流電力を電力変換装置２２によって直流電力に変
換し、蓄電池４の充電を行う。従って、電力変換装置２
２は、電気自動車２１のモータ駆動のほかに蓄電池４の
充電器として利用する。これにより、電気自動車２１に
は蓄電池充電のための専用の充電器を設けることを不要
とし、切換スイッチ３２や充電制御回路２７などの回路
要素を設けることで済むようになる。なお、３８は直流
コンデンサである。
２を蓄電池充電モードによって制御し、交流電源３５か
らの交流電力を電力変換装置２２によって直流電力に変
換し、蓄電池４の充電を行う。従って、電力変換装置２
２は、電気自動車２１のモータ駆動のほかに蓄電池４の
充電器として利用する。これにより、電気自動車２１に
は蓄電池充電のための専用の充電器を設けることを不要
とし、切換スイッチ３２や充電制御回路２７などの回路
要素を設けることで済むようになる。なお、３８は直流
コンデンサである。
【００１２】図７は上記図６の概略構成図で、主回路２
４は、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６から構成され
ている電力変換装置２２である。この図７において、電
気自動車２１が走行する場合には、切換スイッチ３２を
モータ２３側（Ｍ）に、充電時には、交流入力側（Ｊ）
に選択切換させ、電気自動車２１の主回路２４に対する
モータ駆動モードでのゲート制御機能と、蓄電池充電モ
ードでのゲート制御機能を内蔵させて、経済的な充電シ
ステムとしたものである。なお、主回路２４を構成する
半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、逆並列のダイ
オードＤ１〜Ｄ６（このダイオードは半導体スイッチン
グ素子に内蔵されているものでも良い）が接続されてい
る。
４は、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６から構成され
ている電力変換装置２２である。この図７において、電
気自動車２１が走行する場合には、切換スイッチ３２を
モータ２３側（Ｍ）に、充電時には、交流入力側（Ｊ）
に選択切換させ、電気自動車２１の主回路２４に対する
モータ駆動モードでのゲート制御機能と、蓄電池充電モ
ードでのゲート制御機能を内蔵させて、経済的な充電シ
ステムとしたものである。なお、主回路２４を構成する
半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、逆並列のダイ
オードＤ１〜Ｄ６（このダイオードは半導体スイッチン
グ素子に内蔵されているものでも良い）が接続されてい
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前述した図６，図７の
主回路２４には、通常半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ
６と逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ６による３相インバータ
／コンバータ回路となる電力変換装置が使用され、電気
自動車２１の走行時には、主回路２４がインバータ動作
し、充電時には、主回路２４がコンバータ動作する。特
に、主回路２４がコンバータ動作する時には、「交流電
圧を整流して昇圧しながら充電」する方式を用いる。こ
のため、交流入力を整流した電圧（1.35×交流入力実効
値）は、蓄電池４の放電末期電圧以上に設定させること
ができない問題がある。
主回路２４には、通常半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ
６と逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ６による３相インバータ
／コンバータ回路となる電力変換装置が使用され、電気
自動車２１の走行時には、主回路２４がインバータ動作
し、充電時には、主回路２４がコンバータ動作する。特
に、主回路２４がコンバータ動作する時には、「交流電
圧を整流して昇圧しながら充電」する方式を用いる。こ
のため、交流入力を整流した電圧（1.35×交流入力実効
値）は、蓄電池４の放電末期電圧以上に設定させること
ができない問題がある。
【００１４】また、電気自動車２１の蓄電池４は、満充
電時と放電末期でかなりの電圧差が生じるため、交流入
力を放電末期に合わせて低い値に設定する。すると、充
電時には、電流が増加してしまう問題があり、不経済な
回路になってしまう。
電時と放電末期でかなりの電圧差が生じるため、交流入
力を放電末期に合わせて低い値に設定する。すると、充
電時には、電流が増加してしまう問題があり、不経済な
回路になってしまう。
【００１５】さらに、蓄電池４等に短絡事故が発生した
場合には、短絡電流が、主回路２４を構成する半導体ス
イッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に逆並列されたダイオードＤ
１〜Ｄ６を通して流れるため、主回路２４の保護ができ
ない問題がある。
場合には、短絡電流が、主回路２４を構成する半導体ス
イッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に逆並列されたダイオードＤ
１〜Ｄ６を通して流れるため、主回路２４の保護ができ
ない問題がある。
【００１６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、蓄電池が放電末期なっていても交流入力電圧を低
下させないで充電できるようにして急速充電を可能とす
るとともに、蓄電池に短絡事故が発生しても主回路の保
護を図ることができる電気自動車を提供することを課題
とする。
ので、蓄電池が放電末期なっていても交流入力電圧を低
下させないで充電できるようにして急速充電を可能とす
るとともに、蓄電池に短絡事故が発生しても主回路の保
護を図ることができる電気自動車を提供することを課題
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を達成するために、第１発明は、交流モータを原動機と
し、このモータの駆動に必要な電源を二次電池とする電
気自動車において、直流入出力端が前記二次電池に接続
され、交流入出力端との間で交流と直流の双方向電力変
換を行う電力変換装置と、この電力変換装置の直流入出
力端と前記二次電池とを接続する電路に介挿され、二次
電池充電モードのときに切り換えられる第１の切換スイ
ッチと、このスイッチの切換により二次電池を降圧モー
ドで充電を行う降圧チョッパ回路と、前記電力変換装置
の交流入出力端に設けられ、前記モータ駆動モードのと
きにモータ側に切り換えられ、二次電池充電モードのと
きに交流入力電源側に切り換えられる第２の切換スイッ
チとを備えたことを特徴とするものである。
を達成するために、第１発明は、交流モータを原動機と
し、このモータの駆動に必要な電源を二次電池とする電
気自動車において、直流入出力端が前記二次電池に接続
され、交流入出力端との間で交流と直流の双方向電力変
換を行う電力変換装置と、この電力変換装置の直流入出
力端と前記二次電池とを接続する電路に介挿され、二次
電池充電モードのときに切り換えられる第１の切換スイ
ッチと、このスイッチの切換により二次電池を降圧モー
ドで充電を行う降圧チョッパ回路と、前記電力変換装置
の交流入出力端に設けられ、前記モータ駆動モードのと
きにモータ側に切り換えられ、二次電池充電モードのと
きに交流入力電源側に切り換えられる第２の切換スイッ
チとを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】第２発明は、前記降圧チョッパ回路を電気
自動車本体の外部に設け、その降圧チョッパ回路を使用
して前記二次電池を降圧モードで充電を行うように構成
したことを特徴とするものである。
自動車本体の外部に設け、その降圧チョッパ回路を使用
して前記二次電池を降圧モードで充電を行うように構成
したことを特徴とするものである。
【００１９】第３発明は、交流モータを原動機とし、こ
のモータの駆動に必要な電源を二次電池とする電気自動
車において、直流入出力端が前記二次電池に接続され、
交流入出力端との間で交流と直流の双方向電力変換を行
う電力変換装置を設け、この電力変換装置は、３相ブリ
ッジ接続に構成された半導体スイッチング素子からな
り、かつ各半導体スイッチング素子には逆並列接続され
たダイオードを設け、または各半導体スイッチング素子
に内蔵してある逆並列接続されたダイオードを利用して
前記３相ブリッジ接続に構成された半導体スイッチング
素子の３相ブリッジのうち２相の交流入出力端をそれぞ
れ第２の切換スイッチの二つの接点を介して交流入力電
源側に接続して二次電池充電モードとするとともに、残
りの１相をチョッパ動作モードとしてさらに第２切換ス
イッチの残りの一つの接点から直流リアクトルを介して
二次電池を降圧モードで充電を行うようにしたことを特
徴とするものである。
のモータの駆動に必要な電源を二次電池とする電気自動
車において、直流入出力端が前記二次電池に接続され、
交流入出力端との間で交流と直流の双方向電力変換を行
う電力変換装置を設け、この電力変換装置は、３相ブリ
ッジ接続に構成された半導体スイッチング素子からな
り、かつ各半導体スイッチング素子には逆並列接続され
たダイオードを設け、または各半導体スイッチング素子
に内蔵してある逆並列接続されたダイオードを利用して
前記３相ブリッジ接続に構成された半導体スイッチング
素子の３相ブリッジのうち２相の交流入出力端をそれぞ
れ第２の切換スイッチの二つの接点を介して交流入力電
源側に接続して二次電池充電モードとするとともに、残
りの１相をチョッパ動作モードとしてさらに第２切換ス
イッチの残りの一つの接点から直流リアクトルを介して
二次電池を降圧モードで充電を行うようにしたことを特
徴とするものである。
【００２０】第４発明は、前記直流リアクトルを電気自
動車本体の外部に設け、その直流リアクトルを使用して
前記二次電池を降圧モードで充電するように構成したこ
とを特徴とするものである。
動車本体の外部に設け、その直流リアクトルを使用して
前記二次電池を降圧モードで充電するように構成したこ
とを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明するに、図６、図７と同一部分には同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。図１はこの発
明の実施の第１形態を示す概略構成図で、蓄電池４の正
極側と主回路２４の正極側直流入出力端子間の正極ライ
ン４０に切換スイッチ４１を設ける。この切換スイッチ
４１の可動接点Ｃは蓄電池４の正極側に接続され、第１
固定接点Ｍは正極ライン４０に接続される。切換スイッ
チ４１の第２固定接点Ｊは、図２に示すような回路構成
の充電用の降圧チョッパ回路４２に接続される。この降
圧チョッパ回路４２の入力端子は正極ライン４０に接続
され、チョッパ回路４２の負極端子は蓄電池４の負極側
と主回路２４の負極側直流入出力端子とを結ぶ負極ライ
ン４３に接続される。
に基づいて説明するに、図６、図７と同一部分には同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。図１はこの発
明の実施の第１形態を示す概略構成図で、蓄電池４の正
極側と主回路２４の正極側直流入出力端子間の正極ライ
ン４０に切換スイッチ４１を設ける。この切換スイッチ
４１の可動接点Ｃは蓄電池４の正極側に接続され、第１
固定接点Ｍは正極ライン４０に接続される。切換スイッ
チ４１の第２固定接点Ｊは、図２に示すような回路構成
の充電用の降圧チョッパ回路４２に接続される。この降
圧チョッパ回路４２の入力端子は正極ライン４０に接続
され、チョッパ回路４２の負極端子は蓄電池４の負極側
と主回路２４の負極側直流入出力端子とを結ぶ負極ライ
ン４３に接続される。
【００２２】なお、図中の交流入力側（Ｊ）には、コン
デンサ３８を予備充電するための予備充電回路、主回路
２４をＰＷＭコンバータとして動作させて使用するとき
の交流フィルタ回路、電圧マッチングまたは絶縁のため
の絶縁トランス等が必要であるが、これらを図示省略し
てある。
デンサ３８を予備充電するための予備充電回路、主回路
２４をＰＷＭコンバータとして動作させて使用するとき
の交流フィルタ回路、電圧マッチングまたは絶縁のため
の絶縁トランス等が必要であるが、これらを図示省略し
てある。
【００２３】ここで、図２の降圧チョッパ回路４２につ
いて述べる。このチョッパ回路４２は、半導体スイッチ
ング素子４２ａ、直流リアクトル４２ｂ、ダイオード４
２ｃから構成され、半導体スイッチング素子４２ａは正
極ライン４０に、ダイオード４２Ｃは負極ライン４３
に、直流リアクトル４２ｂは切換スイッチ４１の第２固
定接点Ｊにそれぞれ接続される。
いて述べる。このチョッパ回路４２は、半導体スイッチ
ング素子４２ａ、直流リアクトル４２ｂ、ダイオード４
２ｃから構成され、半導体スイッチング素子４２ａは正
極ライン４０に、ダイオード４２Ｃは負極ライン４３
に、直流リアクトル４２ｂは切換スイッチ４１の第２固
定接点Ｊにそれぞれ接続される。
【００２４】次に上記第１形態における電気自動車２１
の走行時の動作について述べる。まず、切換スイッチ３
２の可動接点Ｉおよび切換スイッチ４１の可動接点Ｃ
を、それぞれ固定接点Ｍに切り換えて、蓄電池４−主回
路（３相インバータ）２４−モータ２３が接続される回
路を選択し、３相インバータでモータ２３を駆動して電
気自動車２１を走行させる。
の走行時の動作について述べる。まず、切換スイッチ３
２の可動接点Ｉおよび切換スイッチ４１の可動接点Ｃ
を、それぞれ固定接点Ｍに切り換えて、蓄電池４−主回
路（３相インバータ）２４−モータ２３が接続される回
路を選択し、３相インバータでモータ２３を駆動して電
気自動車２１を走行させる。
【００２５】次に第１形態における充電時の動作につい
て述べる。充電時には、切換スイッチ３２の可動接点Ｉ
および切換スイッチ４１の可動接点Ｃを、それぞれ固定
接点Ｊに切り換えて、主回路２４の３相インバータを昇
圧形のＰＷＭコンバータとして動作させ、コンデンサ３
８を充電させる。その後、降圧チョッパ回路４２でコン
デンサ３８から蓄電池４に降圧モードで充電を行う。こ
のため、蓄電池４が放電末期になっていても交流入力電
圧を下げないで、蓄電池４の充電を行うことができるよ
うになり、これにより急速充電を行うことが可能とな
る。
て述べる。充電時には、切換スイッチ３２の可動接点Ｉ
および切換スイッチ４１の可動接点Ｃを、それぞれ固定
接点Ｊに切り換えて、主回路２４の３相インバータを昇
圧形のＰＷＭコンバータとして動作させ、コンデンサ３
８を充電させる。その後、降圧チョッパ回路４２でコン
デンサ３８から蓄電池４に降圧モードで充電を行う。こ
のため、蓄電池４が放電末期になっていても交流入力電
圧を下げないで、蓄電池４の充電を行うことができるよ
うになり、これにより急速充電を行うことが可能とな
る。
【００２６】上記第１形態は３相インバータをＰＷＭコ
ンバータとして動作させて蓄電池を充電する場合である
が、３相インバータを構成する半導体スイッチング素子
に逆並列されているダイオードを単なる３相整流器（こ
のとき、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は全てオフ
させる）として動作させて蓄電池を充電させるようにし
ても良い。
ンバータとして動作させて蓄電池を充電する場合である
が、３相インバータを構成する半導体スイッチング素子
に逆並列されているダイオードを単なる３相整流器（こ
のとき、半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は全てオフ
させる）として動作させて蓄電池を充電させるようにし
ても良い。
【００２７】図３はこの発明の実施の第２形態を示す概
略構成図で、この第２形態は主回路２４を構成する３相
インバータを単相のＰＷＭコンバータとして動作させて
蓄電池を充電するようにしたもので、この回路で充電す
ると第１形態よりも経済的な回路となる利点がある。図
３において、３相インバータとモータ２３とを接続する
３相の各電路に切換スイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを
介挿し、各可動接点Ｉをインバータの各アームに接続
し、固定接点Ｍをモータ２３に接続する。そして、切換
スイッチ３２ａ，３２ｂの他の固定接点Ｊ１，Ｊ２は交
流入力側ＪのＪ１，Ｊ２端子に接続し、切換スイッチ３
２ｃの他の固定接点Ｊ３は、充電用の直流リアクトル４
４を介して切換スイッチ４１の第２固定接点Ｊに接続す
る。
略構成図で、この第２形態は主回路２４を構成する３相
インバータを単相のＰＷＭコンバータとして動作させて
蓄電池を充電するようにしたもので、この回路で充電す
ると第１形態よりも経済的な回路となる利点がある。図
３において、３相インバータとモータ２３とを接続する
３相の各電路に切換スイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを
介挿し、各可動接点Ｉをインバータの各アームに接続
し、固定接点Ｍをモータ２３に接続する。そして、切換
スイッチ３２ａ，３２ｂの他の固定接点Ｊ１，Ｊ２は交
流入力側ＪのＪ１，Ｊ２端子に接続し、切換スイッチ３
２ｃの他の固定接点Ｊ３は、充電用の直流リアクトル４
４を介して切換スイッチ４１の第２固定接点Ｊに接続す
る。
【００２８】上記のように構成された第２形態におい
て、電気自動車２１の走行時の動作は、前記第１形態の
場合と同様に行われるので、その説明は省略する。ここ
では、第２形態における充電時の動作について述べる。
充電時には、切換スイッチ３２ａ、３２ｂの可動接点Ｉ
は固定接点Ｊ１，Ｊ２に接続されるので、交流入力は切
換スイッチ３２ａ，３２ｂを介して主回路２４を構成す
る３相インバータの２相のアームに供給される。このた
め、コンデンサ３８は、昇圧形の単相コンバータモード
の制御で充電される（半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ
４による単相コンバータ）。
て、電気自動車２１の走行時の動作は、前記第１形態の
場合と同様に行われるので、その説明は省略する。ここ
では、第２形態における充電時の動作について述べる。
充電時には、切換スイッチ３２ａ、３２ｂの可動接点Ｉ
は固定接点Ｊ１，Ｊ２に接続されるので、交流入力は切
換スイッチ３２ａ，３２ｂを介して主回路２４を構成す
る３相インバータの２相のアームに供給される。このた
め、コンデンサ３８は、昇圧形の単相コンバータモード
の制御で充電される（半導体スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ
４による単相コンバータ）。
【００２９】一方、インバータの他の１相（半導体スイ
ッチング素子Ｓ６に逆並列接続されたダイオード）はチ
ョッパ回路として動作させるようにする。この１相の出
力は、切換スイッチ３２ｃ−直流リアクトル４４−切換
スイッチ４１を介して蓄電池４に供給されるため、降圧
充電ができるようになり、前記第１形態と同様な効果が
得られる。なお、その他の機能は第１形態と同様に行わ
れる。
ッチング素子Ｓ６に逆並列接続されたダイオード）はチ
ョッパ回路として動作させるようにする。この１相の出
力は、切換スイッチ３２ｃ−直流リアクトル４４−切換
スイッチ４１を介して蓄電池４に供給されるため、降圧
充電ができるようになり、前記第１形態と同様な効果が
得られる。なお、その他の機能は第１形態と同様に行わ
れる。
【００３０】図４はこの発明の実施の第３形態を示す概
略構成図で、この第３形態は、前記第２形態において、
直流リアクトル４４を電気自動車２１内に設けていたも
のを、電気自動車２１の車体外部に設けるようにしたも
のである。このため、第３形態では、電気自動車２１に
端子Ｊ３、Ｊ４を設け、端子Ｊ３には切換スイッチ３２
ｃの固定接点Ｊ３を接続し、端子Ｊ４には切換スイッチ
４１の固定接点Ｊを接続するように構成する。このよう
に構成することにより、第２形態と同様の機能が得られ
る。
略構成図で、この第３形態は、前記第２形態において、
直流リアクトル４４を電気自動車２１内に設けていたも
のを、電気自動車２１の車体外部に設けるようにしたも
のである。このため、第３形態では、電気自動車２１に
端子Ｊ３、Ｊ４を設け、端子Ｊ３には切換スイッチ３２
ｃの固定接点Ｊ３を接続し、端子Ｊ４には切換スイッチ
４１の固定接点Ｊを接続するように構成する。このよう
に構成することにより、第２形態と同様の機能が得られ
る。
【００３１】図５はこの発明の実施の第５形態を示す概
略構成図で、この第５形態は、前記第１形態において設
けた降圧チョッパ回路４２を、電気自動車２１の車体外
部に設けるように電気自動車２１に端子Ｊ，Ｎ，Ｐを設
けたものである。端子Ｊには切換スイッチ４１の固定接
点Ｊを接続し、端子Ｎには負極ライン４３を接続し、端
子Ｐには正極ライン４０をそれぞれ接続する。また、端
子Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３には交流入力が供給される。
略構成図で、この第５形態は、前記第１形態において設
けた降圧チョッパ回路４２を、電気自動車２１の車体外
部に設けるように電気自動車２１に端子Ｊ，Ｎ，Ｐを設
けたものである。端子Ｊには切換スイッチ４１の固定接
点Ｊを接続し、端子Ｎには負極ライン４３を接続し、端
子Ｐには正極ライン４０をそれぞれ接続する。また、端
子Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３には交流入力が供給される。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
電気自動車の蓄電池の満充電と放電末期で大きな差があ
ったとしても充電用の交流電圧を低下させないで充電で
きるために、急速充電が可能となる。また、経済的な回
路で実現できる利点もある。さらに、蓄電池等に短絡事
故が発生したとしても、降圧チョッパ回路で電流制御が
できるために、主回路の保護を図ることできる。さら
に、環境の面でもＰＷＭコンバータの制御により交流電
源側に対して力率の向上、高調波電流の低減等を図るこ
とができる。
電気自動車の蓄電池の満充電と放電末期で大きな差があ
ったとしても充電用の交流電圧を低下させないで充電で
きるために、急速充電が可能となる。また、経済的な回
路で実現できる利点もある。さらに、蓄電池等に短絡事
故が発生したとしても、降圧チョッパ回路で電流制御が
できるために、主回路の保護を図ることできる。さら
に、環境の面でもＰＷＭコンバータの制御により交流電
源側に対して力率の向上、高調波電流の低減等を図るこ
とができる。
【図１】この発明の実施の第１形態を示す概略構成図。
【図２】降圧チョッパ回路の概略構成図。
【図３】この発明の実施の第２形態を示す概略構成図。
【図４】この発明の実施の第３形態を示す概略構成図。
【図５】この発明の実施の第４形態を示す概略構成図。
【図６】充電制御機能を内蔵させた電気自動車の構成
図。
図。
【図７】図６に示した電気自動車の概略構成図。
４…蓄電池 ２１…電気自動車 ２３…交流モータ ２４…主回路 ３２…切換スイッチ ３８…コンデンサ ４０…正極ライン ４１…切換スイッチ ４２…降圧チョッパ回路 ４３…負極ライン ４４…直流リアクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 徳行 東京都目黒区碑文谷４丁目22番13号 北斗 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CC02 DA07 DA15 FA06 GB06 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PO07 PO09 PO17 PU08 PU26 PV03 PV09 PV22 QE10 QI04 QN06 QN08 RB22 TO13
Claims (4)
- 【請求項１】 交流モータを原動機とし、このモータの
駆動に必要な電源を二次電池とする電気自動車におい
て、 直流入出力端が前記二次電池に接続され、交流入出力端
との間で交流と直流の双方向電力変換を行う電力変換装
置と、この電力変換装置の直流入出力端と前記二次電池
とを接続する電路に介挿され、二次電池充電モードのと
きに切り換えられる第１の切換スイッチと、このスイッ
チの切換により二次電池を降圧モードで充電を行う降圧
チョッパ回路と、前記電力変換装置の交流入出力端に設
けられ、前記モータ駆動モードのときにモータ側に切り
換えられ、二次電池充電モードのときに交流入力電源側
に切り換えられる第２の切換スイッチとを備えたことを
特徴とする電気自動車。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気自動車において、降
圧チョッパ回路を電気自動車本体の外部に設け、その降
圧チョッパ回路を使用して前記二次電池を降圧モードで
充電を行うように構成したことを特徴とする電気自動
車。 - 【請求項３】 交流モータを原動機とし、このモータの
駆動に必要な電源を二次電池とする電気自動車におい
て、 直流入出力端が前記二次電池に接続され、交流入出力端
との間で交流と直流の双方向電力変換を行う電力変換装
置を設け、この電力変換装置は、３相ブリッジ接続に構
成された半導体スイッチング素子からなり、かつ各半導
体スイッチング素子には逆並列接続されたダイオードを
設け、または各半導体スイッチング素子に内蔵してある
逆並列接続されたダイオードを利用して前記３相ブリッ
ジ接続に構成された半導体スイッチング素子の３相ブリ
ッジのうち２相の交流入出力端をそれぞれ第２の切換ス
イッチの二つの接点を介して交流入力電源側に接続して
二次電池充電モードとするとともに、残りの１相をチョ
ッパ動作モードとしてさらに第２の切換スイッチの残り
の一つの接点から直流リアクトルを介して二次電池を降
圧モードで充電を行うようにしたことを特徴とする電気
自動車。 - 【請求項４】 前記請求項３記載の電気自動車におい
て、直流リアクトルを電気自動車本体の外部に設け、そ
の直流リアクトルを使用して前記二次電池を降圧モード
で充電するように構成したことを特徴とする電気自動
車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318495A JP2000152408A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318495A JP2000152408A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152408A true JP2000152408A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18099769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318495A Pending JP2000152408A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000152408A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2011024517A1 (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-03 | ダイキン工業株式会社 | ハイブリッド電力供給システム |
| CN102246380A (zh) * | 2008-11-12 | 2011-11-16 | 越洋塞科外汇合营有限公司 | 改进的dc总线调节器 |
| WO2012014540A1 (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | 三菱電機株式会社 | 電気車の推進制御装置、および鉄道車両システム |
| US8441229B2 (en) | 2010-08-31 | 2013-05-14 | Hyundai Motor Company | System for recharging plug-in hybrid vehicle and control method for the same |
| JP2013527734A (ja) * | 2009-06-09 | 2013-06-27 | ルノー エス．ア．エス． | 電気幹線システムから再充電可能な電動機組立体、及び専用の接続ハウジング |
| WO2019215157A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum laden eines energiespeichers eines elektrofahrzeugs |
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| KR20210041667A (ko) * | 2019-10-07 | 2021-04-16 | 한국자동차연구원 | 전기 구동 차량의 양방향 충전 장치 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10318495A patent/JP2000152408A/ja active Pending
Cited By (20)
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| KR102263517B1 (ko) * | 2019-10-07 | 2021-06-11 | 한국자동차연구원 | 전기 구동 차량의 양방향 충전 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |