JP2000354331A - 充電装置 - Google Patents
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Abstract
している充電装置において、部品点数の削減、コストの
低減を達成する。 【解決手段】 200V商用電源から充電する場合は、
地上側充電器40とポート38によりインダクティブ接
続し、インバータ14と並列接続された整流モジュール
32により整流を行って、バッテリ12に充電を行う。
100V商用電源から充電する場合は、モータ16の界
磁コイル52と、ポート38のインダクタンスとを用い
て昇圧を行う。また、100V充電の場合、200V用
の整流モジュール32のダイオード34a,34bを整
流に用いる。ポート38のインダクタンスと、整流用の
ダイオード34a,34bを共用することにより、部品
点数の削減、コストの削減が達成される。
Description
バータを介してモータを駆動するシステムにおいて、前
記二次電池に充電を行う充電装置に関する。特に、モー
タのインダクタンスを昇圧素子に用いる場合と、前記モ
ータのインダクタンス以外の素子を昇圧素子として用い
る場合の、二つの方法により外部電源からの充電を行う
ことができる充電装置に関する。
として二次電池が用いられている。特に環境に対する配
慮から電気自動車の開発が進められている。この電気自
動車の開発において、二次電池の充電時間が長いという
問題がある。充電時間を短くするために、200V商用
電源を利用する装置もあるが、200V商用電源を利用
できる場所は、比較的限られるという問題が発生する。
100V商用電源であれば、特別な設備を必要としない
が、逆に充電時間が長くなる。なお、200V商用電源
を利用すると充電時間が短くなるのは、この電源の許容
電流が30Aと、100V商用電源の15Aより高いた
めである。
所の限定という相反する問題を解決するために、100
Vと200Vの商用電源と双方の電源より充電可能な充
電装置が知られている。
0Vの商用電源の双方を利用できる充電装置は、それぞ
れの電源に対応して別個の回路を有しており、部品点数
の増加、高コスト化という問題があった。
電回路を備える充電装置において、その部品点数を低減
することを目的とする。
めに本発明にかかる充電装置は、外部電源からの電力
を、インバータの素子を制御することにより、モータの
インダクタンスを昇圧用素子として用いて二次電池に充
電する第1の充電手段と、外部電源からの電力をモータ
のインダクタンス以外の素子を昇圧素子として用いて二
次電池に充電する第2の充電手段と、を備える充電装置
であって、前記第2の充電手段は、前記インバータに並
列に接続される整流用モジュールを含み、前記第1の充
電手段は、前記第2の充電手段の整流用モジュールの少
なくとも一部のダイオードを整流に用いるものである、
充電装置である。
用化することにより、素子数を低減することができる。
インダクティブ接続するポートを有するものとでき、前
記第1の充電手段は、前記ポートのインダクタンスを前
記モータのインダクタンスと共に昇圧素子として用いる
ものとすることができる。
タンスのみでは十分昇圧できない場合、新たな昇圧素子
を設けることなく昇圧が可能となる。
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1に
は、本実施形態の充電装置を含む充電システムの回路構
成が示されている。なお、本実施形態の充電装置は、電
気自動車の車載バッテリに充電を行う装置であるが、本
発明はこれに限定されることはなく、携帯型の電気機器
などにも適用可能である。
12からの電力を三相交流電力に変換するインバータ1
4と、インバータ14から供給される電力によって回転
し、車両を駆動するモータ16とを有している。また、
インバータ14の各トランジスタを制御する制御回路1
8も含む。インバータ14に含まれるトランジスタ20
a,20b,22a,22b,24a,24bのベース
端子は、制御回路18の信号端子に接続されているが、
図1では信号線を省略している。また、トランジスタ2
0a〜24bの各々に並列してダイオード26a,26
b,28a,28b,30a,30bが設けられてい
る。これらの構成は、従来より電気自動車の駆動系回路
として採用されているものである。
ル32が設けられている。整流モジュール32は、二つ
のダイオードが直列に配列された二つの組(34a,3
4b)、(36a,36b)を並列に配列した構成を有
している。これらのダイオードの組に並列して電流の平
滑化のためのキャパシタ37が設けられている。整流モ
ジュール32の直列する二つのダイオードの中間には、
地上側充電器40とインダクティブ接続するためのポー
ト38が接続されている。また、ポート38と整流モジ
ュールを接続する二つの配線の一方には、スイッチ39
が設けられている。
化回路44、スイッチング回路46を有し、さらに前記
ポート38と接続するパドル48を有している。ポート
38とパドル48は、互いにインダクタンスを含みトラ
ンスを構成する。
と、モータ16の中立点に接続するコネクタ50を有し
ている。コネクタ50は、ブレーカとして機能するグラ
ンドフォールトカレントインタラプタ(GFCI)を含
む。
る。100V商用電源により充電する場合は、コネクタ
50により電源を接続する。このときの制御を、モータ
の三相のうち、トランジスタ24a,24bが接続され
た相に関して説明する。商用電源に接続されるモータ1
6の中性点の電圧が正となるとき、トランジスタ24b
がオンオフ制御され、トランジスタ24aはオフに制御
される。また、スイッチ39は開放状態に制御される。
トランジスタ24bがオンのときは、商用電源からの電
流は、モータ16の中性点から界磁コイル52を通っ
て、トランジスタ24bを通り、さらに整流モジュール
32のトランジスタ34b、ポート38を通って商用電
源に戻る。トランジスタ24bがオンからオフに制御さ
れると、コイル52のインダクタンスと、ポート38の
インダクタンスにより電圧が昇圧され、コイル52、ダ
イオード30a、バッテリ12、トランジスタ34b、
ポート38に電流が流れ、バッテリ12に充電が行われ
る。モータ16の中性点が負となるときは、トランジス
タ24aがオンオフ制御され、トランジスタ24bがオ
フに制御される。このときもスイッチ39は開放状態で
ある。トランジスタ24bがオンからオフに制御される
と、界磁コイル52のインダクタンスとポート38のイ
ンダクタンスにより、昇圧が行われ、ポート38、ダイ
オード34a、バッテリ12、ダイオード30b、界磁
コイル52と電流が流れ、充電が行われる。
は、地上側充電器40に電源を接続し、地上側充電器4
0と車載機10をインダクティブ接続することにより電
源と車載機10の接続を行う。また、このときスイッチ
39は閉成状態に制御される。200Vの電力は、整流
回路42、平滑化回路44、スイッチング回路46を経
て、パドル48に送られる。パドル48のインダクタン
スに流れる電流は、スイッチング回路46により断続が
繰り返され、これによって、ポート38のインダクタン
スに電圧が誘起される。ポート38のスイッチ39側の
端子の電圧が低い場合には、電流はダイオード34a、
バッテリ12、ダイオード36b、スイッチ39と流
れ、充電が行われる。逆の極性の場合は、スイッチ3
9、ダイオード36a、バッテリ12、ダイオード34
bと電流が流れ、充電が行われる。
として、100V商用電源から充電を行う手段と、20
0V商用電源から充電を行う手段とを有している。10
0V商用電源は、最も普及している電源であり、一般家
庭においても、特別な設備を要せずとも充電できる。一
方、200V商用電源は、新たに引き込み線を設けるな
どの工事を行う必要があるが、定格電流が30A(10
0V電源は15A)と高く、より短時間で充電できると
いう利点がある。また、200V電源用の充電器の機能
の一部を地上側充電器40として、車両に搭載しないよ
うにしているので、車両の軽量化に対し利点を有する。
しかし、地上側充電器40の構成を車載することも、も
ちろん可能である。
00V商用電源から充電する場合に整流に用いるダイオ
ードモジュールの一部のダイオード34a,34bを、
100V商用電源から充電する場合にも用い、共用化し
ている。これにより、部品点数の削減が可能になる。ま
た、200V商用電源から充電する場合に、昇圧及び外
部接続に用いているポート38のインダクタンスを、1
00V商用電源から充電する場合にも昇圧に用いる。こ
れによって、モータの界磁コイル52のインダクタンス
が不足するときであっても、新たなインダクタンスを設
ける必要がなく、所定の値に昇圧可能となる。
源が、100Vと200Vの商用電源である場合につい
て述べたが、電圧値は、これらに限られるものではな
い。本実施形態は、規格の異なる複数の電源に対応して
充電を行える充電装置に対して適応することが可能で、
規格の異なる電源に対応した各々の充電回路の回路素子
を共用化することにより、部品点数の削減、コストの低
減が達成される。
ンバータ、16 モータ、32 整流モジュール、38
ポート、48 パドル、50 コネクタ、52 界磁
コイル(インダクタンス)。
Claims (3)
- 【請求項1】 外部電源からの電力を、インバータの素
子を制御することにより、モータのインダクタンスを昇
圧用素子として用いて二次電池に充電する第1の充電手
段と、 外部電源からの電力をモータのインダクタンス以外の素
子を昇圧素子として用いて二次電池に充電する第2の充
電手段と、を備える充電装置において、 前記第2の充電手段は、前記インバータに並列に接続さ
れる整流用モジュールを含み、 前記第1の充電手段は、前記第2の充電手段の整流用モ
ジュールの少なくとも一部のダイオードを整流に用いる
ものである、充電装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の充電装置であって、 前記第2の充電手段は、外部電源とインダクティブ接続
するポートを有し、 前記第1の充電手段は、前記ポートのインダクタンスを
前記モータのインダクタンスと共に昇圧素子として用い
るものである、充電装置。 - 【請求項3】 外部電源からの電力を、インバータの素
子を制御することにより、モータのインダクタンスを昇
圧用素子として用いて二次電池に充電する第1の充電手
段と、 外部電源からの電力をモータのインダクタンス以外の素
子を昇圧素子として用いて二次電池に充電する第2の充
電手段と、を備える充電装置において、 前記第2の充電手段は、外部電源とインダクティブ接続
するポートを有し、 前記第1の充電手段は、前記ポートのインダクタンスを
前記モータのインダクタンスと共に昇圧素子として用い
るものである、充電装置。
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