JP2002010410A - 自動車の電気システム - Google Patents
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Classifications
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気自動車の電気システムの標準化と低価格化
を図る。 【解決手段】主電池１を構成する複数組のモジュール電
池１０毎にユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００を設
け、このユニットＤＣ−ＤＣコンバータの出力側は補助
電池６にそれぞれ接続する構成にすることで、従来、電
気システム毎の個別仕様で製作していたものを標準化
し、多様な主電池１の端子電圧に対しても該ユニットＤ
Ｄ−ＤＣコンバータの設置数の調整により対応できる様
にして、電気システム全体としての価格低減を実現す
る。
を図る。 【解決手段】主電池１を構成する複数組のモジュール電
池１０毎にユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００を設
け、このユニットＤＣ−ＤＣコンバータの出力側は補助
電池６にそれぞれ接続する構成にすることで、従来、電
気システム毎の個別仕様で製作していたものを標準化
し、多様な主電池１の端子電圧に対しても該ユニットＤ
Ｄ−ＤＣコンバータの設置数の調整により対応できる様
にして、電気システム全体としての価格低減を実現す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車，ハ
イブリッド電気自動車，トルクアシスト自動車などに備
える補助電池を主電池から充電する自動車の電気システ
ムに関する。
イブリッド電気自動車，トルクアシスト自動車などに備
える補助電池を主電池から充電する自動車の電気システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は電気自動車の代表的なパワートレ
インと電気システムについて示し、１は主電池、２は車
両駆動電動機、３は車両駆動電動機２を駆動するインバ
ータ、４ａは減速機、４ｂはデフギア、４ｃは車輪、５
は車体、６は補助電池、７は補助電池６を電源とする車
両補機、８は補助電池６を主電池１から充電する充電器
としてのＤＣ−ＤＣコンバータ、９は主電池１を電源と
する補機である。
インと電気システムについて示し、１は主電池、２は車
両駆動電動機、３は車両駆動電動機２を駆動するインバ
ータ、４ａは減速機、４ｂはデフギア、４ｃは車輪、５
は車体、６は補助電池、７は補助電池６を電源とする車
両補機、８は補助電池６を主電池１から充電する充電器
としてのＤＣ−ＤＣコンバータ、９は主電池１を電源と
する補機である。
【０００３】図５に示した車両補機７としてはラジオ，
照明などが該当し、また、補機９としてはエアコンなど
比較的消費電力の大きい負荷が該当する。
照明などが該当し、また、補機９としてはエアコンなど
比較的消費電力の大きい負荷が該当する。
【０００４】また、図５に示した主電池１は、一般的に
モジュール電池１０を必要数直列接続した構成からなっ
ている。
モジュール電池１０を必要数直列接続した構成からなっ
ている。
【０００５】なお図５において、太実線表示の部位は車
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、この電気自動車の電気システムは周知の技術で
構成されているので、ここではその詳細説明を省略す
る。
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、この電気自動車の電気システムは周知の技術で
構成されているので、ここではその詳細説明を省略す
る。
【０００６】図６はシリーズハイブリッド電気自動車の
代表的なパワートレインと電気システムを示し、この図
において、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が図
５に示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５と
同一機能の構成要素を示し、例えば、図６に示すインバ
ータ１０３は、図５に示したインバータ３と同一機能で
ある。また、１２０はエンジン、１３０は発電機、１４
０は整流器を示し、このシリーズハイブリッド電気自動
車はエンジン１２０，発電機１３０，整流器１４０によ
り、主電池１０１に必要な電力を発電し充電する構成で
ある。
代表的なパワートレインと電気システムを示し、この図
において、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が図
５に示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５と
同一機能の構成要素を示し、例えば、図６に示すインバ
ータ１０３は、図５に示したインバータ３と同一機能で
ある。また、１２０はエンジン、１３０は発電機、１４
０は整流器を示し、このシリーズハイブリッド電気自動
車はエンジン１２０，発電機１３０，整流器１４０によ
り、主電池１０１に必要な電力を発電し充電する構成で
ある。
【０００７】すなわち図６に示した電気システムは、エ
ンジン１２０，発電機１３０，整流器１４０による主電
池１０１の充電制御を除けば、図５に示した電気自動車
の電気システムと同じである。
ンジン１２０，発電機１３０，整流器１４０による主電
池１０１の充電制御を除けば、図５に示した電気自動車
の電気システムと同じである。
【０００８】また、図６に示した主電池１０１は、一般
にモジュール電池１１０を必要数直列接続した構成から
なっている。
にモジュール電池１１０を必要数直列接続した構成から
なっている。
【０００９】なお図６において、太実線表示の部位は車
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このシリーズハイブリット電気自動車の電気シ
ステムは周知の技術で構成されているので、ここではそ
の詳細説明を省略する。
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このシリーズハイブリット電気自動車の電気シ
ステムは周知の技術で構成されているので、ここではそ
の詳細説明を省略する。
【００１０】図７はパラレルハイブリッド電気自動車の
代表的なパワートレインと電気システムを示し、この図
においても、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が
図５に示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５
と同一機能の構成要素を示している。また、２２０はエ
ンジン、２５０は動力分配機、２３０は発電機、２４０
は整流器である。
代表的なパワートレインと電気システムを示し、この図
においても、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が
図５に示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５
と同一機能の構成要素を示している。また、２２０はエ
ンジン、２５０は動力分配機、２３０は発電機、２４０
は整流器である。
【００１１】また、図７に示した主電池２０１は、一般
にモジュール電池２１０を必要数直列接続した構成にし
ている。
にモジュール電池２１０を必要数直列接続した構成にし
ている。
【００１２】なお図７において、太実線表示の部位は車
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このパラレルハイブリット電気自動車の電気シ
ステムは周知の技術で構成されているので、ここではそ
の詳細説明を省略する。
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このパラレルハイブリット電気自動車の電気シ
ステムは周知の技術で構成されているので、ここではそ
の詳細説明を省略する。
【００１３】図８はトルクアシスト電気自動車の代表的
なパワートレインと電気システムを示し、この図におい
ても、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が図５に
示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５と同一
機能の構成要素を示している。また、３２０はエンジ
ン、３６０は発電動機、３７０は変速機である。
なパワートレインと電気システムを示し、この図におい
ても、構成要素の下1桁または下2桁の参照番号が図５に
示した構成要素の参照番号と同一のものは、図５と同一
機能の構成要素を示している。また、３２０はエンジ
ン、３６０は発電動機、３７０は変速機である。
【００１４】また、図８に示した主電池３０１は、一般
にモジュール電池３１０を必要数直列接続した構成にし
ている。
にモジュール電池３１０を必要数直列接続した構成にし
ている。
【００１５】なお図８において、太実線表示の部位は車
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このトルクアシスト電気自動車の電気システム
は周知の技術で構成されているので、ここではその詳細
説明を省略する。
両駆動の機械系を、細実線表示の部位は電気系をそれぞ
れ示し、このトルクアシスト電気自動車の電気システム
は周知の技術で構成されているので、ここではその詳細
説明を省略する。
【００１６】上記図５〜図７に示した電気自動車におい
ては、車両駆動電動機のみによる車両駆動を行うのに対
し、図８に示した電気自動車では、車両駆動電動機３６
０のみによる車両駆動を行わない。また、主電池３０１
の端子電圧も５０Ｖ以下とし、その容量も図５〜図７に
示した主電池に比べて小さく、安価になっている。
ては、車両駆動電動機のみによる車両駆動を行うのに対
し、図８に示した電気自動車では、車両駆動電動機３６
０のみによる車両駆動を行わない。また、主電池３０１
の端子電圧も５０Ｖ以下とし、その容量も図５〜図７に
示した主電池に比べて小さく、安価になっている。
【００１７】図９は、図５〜図８に示した電気自動車の
電気システムの主電池の状態監視と充放電制御の代表的
なシステム構成を、図５に示した電気自動車の例で示
し、５００は車両制御装置を示し電気自動車としての制
御，保護を行い、５０１は主電池監視制御装置を示し主
電池１および各モジュール電池１０の充電，放電状況及
び動作状態を監視，制御し、５００ａ〜５００ｃは制御
信号線を示す。
電気システムの主電池の状態監視と充放電制御の代表的
なシステム構成を、図５に示した電気自動車の例で示
し、５００は車両制御装置を示し電気自動車としての制
御，保護を行い、５０１は主電池監視制御装置を示し主
電池１および各モジュール電池１０の充電，放電状況及
び動作状態を監視，制御し、５００ａ〜５００ｃは制御
信号線を示す。
【００１８】なお、図９に示すシステム構成では図示し
ないが、必要に応じ主電池冷却系の運転制御も主電池監
視制御装置５０１が行う。
ないが、必要に応じ主電池冷却系の運転制御も主電池監
視制御装置５０１が行う。
【００１９】図１０は、図５〜図７に示した電気自動車
に備えるＤＣ−ＤＣコンバータの代表的な基本システム
構成を図５に示した電気自動車の例で示したものであ
る。
に備えるＤＣ−ＤＣコンバータの代表的な基本システム
構成を図５に示した電気自動車の例で示したものであ
る。
【００２０】この種のＤＣ−ＤＣコンバータとしては、
主電池１側と補助電池６側とを一般に電気的に絶縁する
必要があるため、高周波スイッチング技術を適用した回
路方式が採用されている。
主電池１側と補助電池６側とを一般に電気的に絶縁する
必要があるため、高周波スイッチング技術を適用した回
路方式が採用されている。
【００２１】すなわち図１０において、８１は高周波イ
ンバータ、８２は高周波変圧器、８３は整流器、８４は
制御回路、８４ａは入力電圧検出器、８４ｂは出力電圧
検出器、８４ｃは出力電流検出器である。
ンバータ、８２は高周波変圧器、８３は整流器、８４は
制御回路、８４ａは入力電圧検出器、８４ｂは出力電圧
検出器、８４ｃは出力電流検出器である。
【００２２】この制御回路８４は、出力電圧と出力電流
とが所定の値になるよう高周波インバータ８１を制御す
る。
とが所定の値になるよう高周波インバータ８１を制御す
る。
【００２３】図１１は、図８に示した電気自動車に備え
るＤＣ−ＤＣコンバータ３０８の代表的な基本システム
構成を示したものであり、図８，図１０と同一構成要素
には同一参照番号を付している。
るＤＣ−ＤＣコンバータ３０８の代表的な基本システム
構成を示したものであり、図８，図１０と同一構成要素
には同一参照番号を付している。
【００２４】このＤＣ−ＤＣコンバータ８（３０８）と
しては、主電池１（３０１）側と補助電池６（３０６）
側とを電気的に絶縁する必要がないため、チョッパ回路
方式が採用されている。
しては、主電池１（３０１）側と補助電池６（３０６）
側とを電気的に絶縁する必要がないため、チョッパ回路
方式が採用されている。
【００２５】すなわち図１１において、制御回路８４に
より、出力電圧と出力電流とを所定の値になるようチョ
ッパ８５を制御する。
より、出力電圧と出力電流とを所定の値になるようチョ
ッパ８５を制御する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上述の図５〜図８に示
した電気自動車に備える主電池の端子電圧は下記の如く
多様であり、また、同じ構成の電気システムでも、車種
が異なると、その主電池の端子電圧も異なっていること
がある。
した電気自動車に備える主電池の端子電圧は下記の如く
多様であり、また、同じ構成の電気システムでも、車種
が異なると、その主電池の端子電圧も異なっていること
がある。
【００２７】例えば、図５に示した電気自動車では主電
池の端子電圧は１２０〜３３６Ｖ（モジュール電池数：
１０〜２８）であり、また、図６，図７に示した電気自
動車では主電池の端子電圧は２８８〜３３６Ｖ（モジュ
ール電池数：２４〜２８）であり、さらに、図８に示し
た電気自動車では主電池の端子電圧は３６Ｖ（モジュー
ル電池数：３）である。
池の端子電圧は１２０〜３３６Ｖ（モジュール電池数：
１０〜２８）であり、また、図６，図７に示した電気自
動車では主電池の端子電圧は２８８〜３３６Ｖ（モジュ
ール電池数：２４〜２８）であり、さらに、図８に示し
た電気自動車では主電池の端子電圧は３６Ｖ（モジュー
ル電池数：３）である。
【００２８】一方、電気自動車に備える補助電池の端子
電圧は前述の如く電気システムや車種が異なっても１２
Ｖ又は２４Ｖとなっている。
電圧は前述の如く電気システムや車種が異なっても１２
Ｖ又は２４Ｖとなっている。
【００２９】２１世紀の自動車は地球環境保全の観点か
ら無公害自動車および低公害自動車の普及が望まれてい
る。この目的のために、図５〜図１０に示した各種の自
動車の実用化が進められている。
ら無公害自動車および低公害自動車の普及が望まれてい
る。この目的のために、図５〜図１０に示した各種の自
動車の実用化が進められている。
【００３０】これらの自動車を広く普及させるために
は、価格低減が最優先課題であり、その結果、図１０に
示した電気システムの低価格化も大きな課題となってい
る。
は、価格低減が最優先課題であり、その結果、図１０に
示した電気システムの低価格化も大きな課題となってい
る。
【００３１】この発明の目的は、現状では多種多様の補
助電池充電用ＤＣ−ＤＣコンバータを共通化して、価格
低減を図った自動車の電気システムを提供することにあ
る。
助電池充電用ＤＣ−ＤＣコンバータを共通化して、価格
低減を図った自動車の電気システムを提供することにあ
る。
【００３２】
【課題を解決するための手段】この第１の発明は、モジ
ュール電池を複数組直列接続してなる主電池が半導体電
力変換器を介して車両駆動用電動機に電力を供給すると
共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して補助電池を充電す
る自動車の電気システムにおいて、前記ＤＣ−ＤＣコン
バータは、前記モジュール電池の端子電圧を入力電圧と
し、前記補助電池の端子電圧を出力電圧とするユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータを前記各モジュール電池毎に少な
くとも１組備えてなることを特徴とする。
ュール電池を複数組直列接続してなる主電池が半導体電
力変換器を介して車両駆動用電動機に電力を供給すると
共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して補助電池を充電す
る自動車の電気システムにおいて、前記ＤＣ−ＤＣコン
バータは、前記モジュール電池の端子電圧を入力電圧と
し、前記補助電池の端子電圧を出力電圧とするユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータを前記各モジュール電池毎に少な
くとも１組備えてなることを特徴とする。
【００３３】第２の発明は前記第１の発明の自動車の電
気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タは、前記モジュール電池の状態に応じて、その出力を
制御することを特徴とする。
気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タは、前記モジュール電池の状態に応じて、その出力を
制御することを特徴とする。
【００３４】第３の発明は前記第１の発明の自動車の電
気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タは、前記補助電池の状態に応じて、その出力を制御す
ることを特徴とする。
気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タは、前記補助電池の状態に応じて、その出力を制御す
ることを特徴とする。
【００３５】第４の発明は前記第１〜第３の発明の自動
車の電気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコ
ンバータは、その入力側と出力側とを電気的に絶縁した
ことを特徴とする。
車の電気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコ
ンバータは、その入力側と出力側とを電気的に絶縁した
ことを特徴とする。
【００３６】第５の発明は前記第１〜第３の発明の電気
システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
は、その入力側と出力側とを電気的に非絶縁にしたこと
を特徴とする。
システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
は、その入力側と出力側とを電気的に非絶縁にしたこと
を特徴とする。
【００３７】第６の発明は前記第１〜第５の発明の自動
車の電気システムにおいて、前記モジュール電池は、セ
ル電池を複数個直列または直並列接続構成にしてなるこ
とを特徴とする。
車の電気システムにおいて、前記モジュール電池は、セ
ル電池を複数個直列または直並列接続構成にしてなるこ
とを特徴とする。
【００３８】第７の発明は前記第１〜第６の発明の自動
車の電気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコ
ンバータは、可逆動作をすることを特徴とする。
車の電気システムにおいて、前記ユニットＤＣ−ＤＣコ
ンバータは、可逆動作をすることを特徴とする。
【００３９】この発明は、下記（１）〜（３）項に着目
してなされたものである。 （１）自動車の主電池はモジュール電池を必要数直列接
続した構成である。 （２）自動車の車両制御装置は車載機器を個別に監視，
制御している。 （３）上記モジュール電池は個別にその状態が監視され
ている。
してなされたものである。 （１）自動車の主電池はモジュール電池を必要数直列接
続した構成である。 （２）自動車の車両制御装置は車載機器を個別に監視，
制御している。 （３）上記モジュール電池は個別にその状態が監視され
ている。
【００４０】すなわち、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは前
記モジュール電池の端子電圧を入力とし、前記補助電池
の端子電圧を出力としたユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
を前記各モジュール電池毎に少なくとも１組備える構成
にしたことにより、それぞれのユニットＤＣ−ＤＣコン
バータを同一仕様で製作し、全体としての共通化，低価
格化を図ることができる。
記モジュール電池の端子電圧を入力とし、前記補助電池
の端子電圧を出力としたユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
を前記各モジュール電池毎に少なくとも１組備える構成
にしたことにより、それぞれのユニットＤＣ−ＤＣコン
バータを同一仕様で製作し、全体としての共通化，低価
格化を図ることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施例を
示す自動車の電気システムの構成図であり、この電気シ
ステムは図５に示した自動車の電気システムに適用した
場合の例であり、また、図５〜図１０に示した構成要素
と同一機能の構成要素には同一参照番号を付している。
示す自動車の電気システムの構成図であり、この電気シ
ステムは図５に示した自動車の電気システムに適用した
場合の例であり、また、図５〜図１０に示した構成要素
と同一機能の構成要素には同一参照番号を付している。
【００４２】すなわち図１において、６００はユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータであり、その入力はモジュール電
池１０に接続線６１０ａにより接続し、その出力の一方
は接続線６１０ｂにより補助電池６に電流検出器６２１
を介して接続し、他方の出力は接続線６１０ｃにより車
体５に接続している。この図から明らかなように、各ユ
ニットＤＣ−ＤＣコンバータの出力は補助電池６に並列
接続されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータであり、その入力はモジュール電
池１０に接続線６１０ａにより接続し、その出力の一方
は接続線６１０ｂにより補助電池６に電流検出器６２１
を介して接続し、他方の出力は接続線６１０ｃにより車
体５に接続している。この図から明らかなように、各ユ
ニットＤＣ−ＤＣコンバータの出力は補助電池６に並列
接続されている。
【００４３】以下に、図１に示し電気システムの制御動
作について説明する。
作について説明する。
【００４４】図１に示した電気システムでは、１個のモ
ジュール電池に１組のユニットＤＣ−ＤＣコンバータを
接続した構成であり、電圧検出器６２０，電流検出器６
２１で補助電池６の充電電圧，充電電流を検出する。車
両制御装置５００は補助電池６の端子電圧値，電流値
（電圧検出器６２０および電流検出器６２１の検出値）
と、主電池監視制御装置５０１による各モジュール電池
１０の状態情報とから各ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
６００の出力電流値を制御線６３０を介して指令する。
この指令された出力電流値になるように各ユニットＤＣ
−ＤＣコンバータ６００は動作する。
ジュール電池に１組のユニットＤＣ−ＤＣコンバータを
接続した構成であり、電圧検出器６２０，電流検出器６
２１で補助電池６の充電電圧，充電電流を検出する。車
両制御装置５００は補助電池６の端子電圧値，電流値
（電圧検出器６２０および電流検出器６２１の検出値）
と、主電池監視制御装置５０１による各モジュール電池
１０の状態情報とから各ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
６００の出力電流値を制御線６３０を介して指令する。
この指令された出力電流値になるように各ユニットＤＣ
−ＤＣコンバータ６００は動作する。
【００４５】その結果、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ
は電気自動車，ハイブリット自動車などの電気システム
の構成や車種に関係なく標準化が図れ、また、各モジュ
ール電池の放電電流の均等化が図れる。
は電気自動車，ハイブリット自動車などの電気システム
の構成や車種に関係なく標準化が図れ、また、各モジュ
ール電池の放電電流の均等化が図れる。
【００４６】図２は、図1に示したユニットＤＣ−ＤＣ
コンバータ６００の詳細構成図であり、このユニットＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ６００の構成は図１０に示した従来
の構成ものとほぼ同じであり、従って、それぞれの構成
要素の参照番号の接頭数字の６を削除した参照番号が、
図１０に示した参照番号と同じものは同一機能の構成要
素であることを示している。
コンバータ６００の詳細構成図であり、このユニットＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ６００の構成は図１０に示した従来
の構成ものとほぼ同じであり、従って、それぞれの構成
要素の参照番号の接頭数字の６を削除した参照番号が、
図１０に示した参照番号と同じものは同一機能の構成要
素であることを示している。
【００４７】なお、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６０
０がモジュール電池１０から補助電池６へ充電する場合
で説明したが、補助電池６からモジュール電池１０へ充
電する機能を合せ持った可逆動作にすることも可能であ
る。この可逆動作により、例えば、主電池の端子電圧が
下限値未満になろうとしたときにも補助電池からの電力
で上昇させることができ、電気システム全体の動作信頼
性が向上する。
０がモジュール電池１０から補助電池６へ充電する場合
で説明したが、補助電池６からモジュール電池１０へ充
電する機能を合せ持った可逆動作にすることも可能であ
る。この可逆動作により、例えば、主電池の端子電圧が
下限値未満になろうとしたときにも補助電池からの電力
で上昇させることができ、電気システム全体の動作信頼
性が向上する。
【００４８】図３は図２に示したユニットＤＣ−ＤＣコ
ンバータとは別のユニットＤＣ−ＤＣコンバータ構成図
であり、この電気システムは図８に示した自動車の電気
システムに適用した場合の例であり、このユニットＤＣ
−ＤＣコンバータ７００の構成は図１１に示した従来の
構成ものとほぼ同じであり、従って、それぞれの構成要
素の参照番号の接頭数字の７を削除した参照番号が、図
１１に示した参照番号と同じものは同一機能の構成要素
であることを示している。
ンバータとは別のユニットＤＣ−ＤＣコンバータ構成図
であり、この電気システムは図８に示した自動車の電気
システムに適用した場合の例であり、このユニットＤＣ
−ＤＣコンバータ７００の構成は図１１に示した従来の
構成ものとほぼ同じであり、従って、それぞれの構成要
素の参照番号の接頭数字の７を削除した参照番号が、図
１１に示した参照番号と同じものは同一機能の構成要素
であることを示している。
【００４９】図４はこの発明の第２の実施例を示す自動
車の電気システム構成図であり、図１に示した構成要素
と同一機能を有するものには同一参照番号を付してい
る。
車の電気システム構成図であり、図１に示した構成要素
と同一機能を有するものには同一参照番号を付してい
る。
【００５０】すなわち図４に示した構成が図１に示した
構成と異なっている点は、各モジュール電池に複数組の
ユニットＤＣ−ＤＣコンバータを並列接続する電気シス
テムであり、この図ではその並列数を２の場合で示して
いる。
構成と異なっている点は、各モジュール電池に複数組の
ユニットＤＣ−ＤＣコンバータを並列接続する電気シス
テムであり、この図ではその並列数を２の場合で示して
いる。
【００５１】すなわち図４において、１０ａ〜１０ｃは
モジュール電池を示し、図１に示したモジュール電池１
０に相当する。また、６００ａ１〜６００ｃ２はユニッ
トＤＣ−ＤＣコンバータを示し、図１に示したユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００に相当する。このユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００ａ１、６００ａ２は接続線
６１０ａ１を介してモジュール電池１０ａに並列接続す
る。同様に、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００ｂ
１、６００ｂ２はモジュール電池１０ｂに並列接続し、
ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００ｃ１、６００ｃ２
はモジュール電池１０ｃに並列接続している。
モジュール電池を示し、図１に示したモジュール電池１
０に相当する。また、６００ａ１〜６００ｃ２はユニッ
トＤＣ−ＤＣコンバータを示し、図１に示したユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００に相当する。このユニット
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００ａ１、６００ａ２は接続線
６１０ａ１を介してモジュール電池１０ａに並列接続す
る。同様に、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００ｂ
１、６００ｂ２はモジュール電池１０ｂに並列接続し、
ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ６００ｃ１、６００ｃ２
はモジュール電池１０ｃに並列接続している。
【００５２】また、車両制御装置５００からの指令によ
り、各ユニットＤＣ−ＤＣコンバータが個別に制御動作
をするが、この制御動作は図１に示したた実施例と同じ
であり、その結果、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは電
気システムの構成や車種に関係なく標準化が図れ、ま
た、各モジュール電池の放電電流の均等化が図れる。
り、各ユニットＤＣ−ＤＣコンバータが個別に制御動作
をするが、この制御動作は図１に示したた実施例と同じ
であり、その結果、ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは電
気システムの構成や車種に関係なく標準化が図れ、ま
た、各モジュール電池の放電電流の均等化が図れる。
【００５３】
【発明の効果】この発明は、主電池を構成するモジュー
ル電池の端子電圧を入力電圧とし、補助電池の端子電圧
を出力電圧とするユニットＤＣ−ＤＣコンバータを必要
数直並列接続して、主電池から補助電池を充電する自動
車の電気システムにしたので、以下の（１）〜（４）項
に記す効果が期待できる。 （１）ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは電気自動車，ハ
イブリット自動車などの電気システムの構成や車種に関
係なく製作でき、従って、ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タの標準化が図れる。 （２）上述の標準化により、ユニットＤＣ−ＤＣコンバ
ータの価格低減が図れ、自動車の電気システムの価格低
減に大きく寄与する。 （３）ユニットＤＣ−ＤＣコンバータを可逆動作にする
ことにより、自動車全体の動作信頼性が向上する。 （４）各モジュール電池の放電電流の均等化が図れ、そ
の結果、主電池の寿命が大幅に延びる。
ル電池の端子電圧を入力電圧とし、補助電池の端子電圧
を出力電圧とするユニットＤＣ−ＤＣコンバータを必要
数直並列接続して、主電池から補助電池を充電する自動
車の電気システムにしたので、以下の（１）〜（４）項
に記す効果が期待できる。 （１）ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは電気自動車，ハ
イブリット自動車などの電気システムの構成や車種に関
係なく製作でき、従って、ユニットＤＣ−ＤＣコンバー
タの標準化が図れる。 （２）上述の標準化により、ユニットＤＣ−ＤＣコンバ
ータの価格低減が図れ、自動車の電気システムの価格低
減に大きく寄与する。 （３）ユニットＤＣ−ＤＣコンバータを可逆動作にする
ことにより、自動車全体の動作信頼性が向上する。 （４）各モジュール電池の放電電流の均等化が図れ、そ
の結果、主電池の寿命が大幅に延びる。
【００５４】
【００５５】
【図１】この発明の第1の実施例を示す自動車の電気シ
ステムの構成図
ステムの構成図
【００５６】
【図２】図1に示したユニットＤＣ−ＤＣコンバータの
詳細構成図
詳細構成図
【００５７】
【図３】図１に示したユニットＤＣ−ＤＣコンバータの
詳細構成図
詳細構成図
【００５８】
【図４】この発明の第２の実施例を示す自動車の電気シ
ステムの構成図
ステムの構成図
【００５９】
【図５】従来の電気自動車の電気システムの構成図
【００６０】
【図６】従来のシリーズハイブリッド電気自動車の電気
システムの構成図
システムの構成図
【００６１】
【図７】従来のパラレルハイブリッド電気自動車の電気
システムの構成図
システムの構成図
【００６２】
【図８】従来のトルクアシスト電気自動車の電気システ
ムの構成図
ムの構成図
【００６３】
【図９】図５に示した電気自動車の制御システムの構成
図
図
【００６４】
【図１０】図５に示したＤＣ−ＤＣコンバータの詳細構
成図
成図
【００６５】
【図１１】図９に示したＤＣ−ＤＣコンバータの詳細構
成図
成図
【００６６】
１，１０１，２０１，３０１…主電池、２，１０２，２
０２…車両駆動電動機、３，１０３，２０３，３０３…
インバータ、４ａ，１０４ａ…減速機、４ｂ，１０４
ｂ，２０４ｂ，３０４ｂ…デフギア、４ｃ，１０４ｃ，
２０４ｃ，３０４ｃ…車輪、５…車体、６，１０６，２
０６，３０６…補助電池、７，１０７，２０７，３０７
…車両補機、８，１０８，２０８，３０８，７００…Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ、９，１０９，２０９，３０９…補
機、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１０，２１０，
３１０…モジュール電池、８１，６８１…高周波インバ
ータ、８２，６８２…高周波トランス、８３，６８３…
整流器、８４，６８４，７８４…制御回路、８４ａ，６
８４ａ，７８４ａ…電圧検出器、８４ｂ，６８４ｂ，７
８４ｂ…出力電圧検出器、８４ｃ，６８４ｃ，７８４ｃ
…出力電流検出器、８５，７８５…チョッパ、１２０，
２２０，３２０…エンジン、１３０，２３０…発電機、
１４０，２４０…整流器、２５０…動力分配機、３６０
…発電動機、３７０…変速機、５００…車両制御装置、
５００ａ，５００ｂ，５００ｃ…信号線、５０１…主電
池監視制御装置、６００，６００ａ１，６００ａ２，６
００ｂ１，６００ｂ２，６００ｃ１，６００ｃ２，７０
０…ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ、６１０ａ，６１０
ａ１…入力線、６１０ｂ，６１０ｃ，６１０ｂ１，６１
０ｃ１…出力線、６２０…電圧検出器、６２１…電流検
出器、６３０…制御線。
０２…車両駆動電動機、３，１０３，２０３，３０３…
インバータ、４ａ，１０４ａ…減速機、４ｂ，１０４
ｂ，２０４ｂ，３０４ｂ…デフギア、４ｃ，１０４ｃ，
２０４ｃ，３０４ｃ…車輪、５…車体、６，１０６，２
０６，３０６…補助電池、７，１０７，２０７，３０７
…車両補機、８，１０８，２０８，３０８，７００…Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ、９，１０９，２０９，３０９…補
機、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１０，２１０，
３１０…モジュール電池、８１，６８１…高周波インバ
ータ、８２，６８２…高周波トランス、８３，６８３…
整流器、８４，６８４，７８４…制御回路、８４ａ，６
８４ａ，７８４ａ…電圧検出器、８４ｂ，６８４ｂ，７
８４ｂ…出力電圧検出器、８４ｃ，６８４ｃ，７８４ｃ
…出力電流検出器、８５，７８５…チョッパ、１２０，
２２０，３２０…エンジン、１３０，２３０…発電機、
１４０，２４０…整流器、２５０…動力分配機、３６０
…発電動機、３７０…変速機、５００…車両制御装置、
５００ａ，５００ｂ，５００ｃ…信号線、５０１…主電
池監視制御装置、６００，６００ａ１，６００ａ２，６
００ｂ１，６００ｂ２，６００ｃ１，６００ｃ２，７０
０…ユニットＤＣ−ＤＣコンバータ、６１０ａ，６１０
ａ１…入力線、６１０ｂ，６１０ｃ，６１０ｂ１，６１
０ｃ１…出力線、６２０…電圧検出器、６２１…電流検
出器、６３０…制御線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 和仁 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高橋 文人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA00 PC06 PG04 PI15 PI16 PI22 PI29 PI30 PO01 PO10 PU01 PU23 PU25 PU26 PV02 PV09 QA01 QA05 SE06 UI35
Claims (7)
- 【請求項１】 モジュール電池を複数組直列接続してな
る主電池が半導体電力変換器を介して車両駆動用電動機
に電力を供給すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータを介し
て補助電池を充電する自動車の電気システムにおいて、 前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、前記モジュール電池の端
子電圧を入力電圧とし、前記補助電池の端子電圧を出力
電圧とするユニットＤＣ−ＤＣコンバータを前記各モジ
ュール電池毎に少なくとも１組備えてなることを特徴と
する自動車の電気システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の自動車の電気システム
において、 前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは、前記モジュール
電池の状態に応じて、その出力を制御することを特徴と
する自動車の電気システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載の自動車の電気システム
において、 前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは、前記補助電池の
状態に応じて、その出力を制御することを特徴とする自
動車の電気システム。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の自動
車の電気システムにおいて、 前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは、その入力側と出
力側とを電気的に絶縁したことを特徴とする自動車の電
気システム。 - 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかに記載の自動
車の電気システムにおいて、 前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは、その入力側と出
力側とを電気的に非絶縁にしたことを特徴とする自動車
の電気システム。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の自動
車の電気システムにおいて、 前記モジュール電池は、セル電池を複数個直列または直
並列接続構成にしてなることを特徴とする自動車の電気
システム。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の自動
車の電気システムにおいて、 前記ユニットＤＣ−ＤＣコンバータは、可逆動作をする
ことを特徴とする自動車の電気システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190204A JP2002010410A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 自動車の電気システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190204A JP2002010410A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 自動車の電気システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002010410A true JP2002010410A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18689710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190204A Pending JP2002010410A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 自動車の電気システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002010410A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009055687A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Soken Inc | 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置 |
| JP2009055690A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Soken Inc | 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置 |
| JP2010063267A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Denso Corp | 電源装置 |
| JP2013034370A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-14 | Infineon Technologies Ag | 充電平衡化機能を有する電源システム |
| JP2014533483A (ja) * | 2011-10-31 | 2014-12-11 | コミサリア ア レネルジ アトミクエ オウ エネルジ アルタナティヴ | 電力用電池に対する充電量を平衡させるための装置 |
| JP2016208832A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | バッテリ制御装置、バッテリモジュール、バッテリパック、及びバッテリ制御方法 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000190204A patent/JP2002010410A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009055687A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Soken Inc | 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置 |
| JP2009055690A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Soken Inc | 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置 |
| JP2010063267A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Denso Corp | 電源装置 |
| JP2013034370A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-14 | Infineon Technologies Ag | 充電平衡化機能を有する電源システム |
| JP2014533483A (ja) * | 2011-10-31 | 2014-12-11 | コミサリア ア レネルジ アトミクエ オウ エネルジ アルタナティヴ | 電力用電池に対する充電量を平衡させるための装置 |
| JP2016208832A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | バッテリ制御装置、バッテリモジュール、バッテリパック、及びバッテリ制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20031201 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051006 |