JP2010284004A - Quick charging device - Google Patents

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千尋 岡土
Yasuaki Sato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly charge a battery of a vehicle and a large capacitance capacitor. <P>SOLUTION: A slow charger part 4 includes two pairs of DC parts where power supplies of secondary Δ winding 41 and secondary Y winding 42 with a phase difference of 30° between them are respectively rectified with diode bridges 43 and 53 through a transformer 40 from an AC power supply 3. At each DC part, capacitors 44 and 54 of small capacitance are connected in parallel to the diode bridges 43 and 53. A step-up chopper is connected to the diode bridges and small-capacitance capacitors through current detectors 45 and 55. Each step-up chopper includes reactors 46 and 56, IGBTs 47 and 57, and diodes 48 and 58. Output sides of the diodes 48 and 58 of the step-up chopper of each pair are connected to a rechargeable battery 5 to constitute the slow charger part 4. Capacitors 49 and 59 are those for suppressing surge, and are connected to output sides of the diodes 48 and 58 and emitter sides of the IGBTs 47 and 57. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等のバッテリーや大容量コンデンサを急速充電する急速充電装置に関する。   The present invention relates to a rapid charging apparatus that rapidly charges a battery such as an automobile or a large-capacity capacitor.

電気自動車等のバッテリーや大容量コンデンサを急速充電する急速充電装置としては、比較的長時間をかけて充電されるバッテリーと、このバッテリーから電気自動車等の動力源用バッテリーを急速充電するための急速充電部とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a quick charging device that rapidly charges a battery such as an electric vehicle or a large-capacity capacitor, a battery that is charged over a relatively long period of time and a rapid charging device that quickly charges a power source battery such as an electric vehicle from the battery. The thing provided with the charging part is known (for example, refer patent document 1).

図13は、この急速充電装置の構成の全体図である。図13において、1は車軸をモータで動かす電気自動車であり、2はそのモータに電力を供給する動力源用バッテリーである。3は、数10kVA程度の電力を給電する交流電源であり、4は交流電源3に接続され比較的長時間かけて充電される低速充電部である。5は、低速充電部4により常時充電されるバッテリーである。6は、バッテリーから電力を供給され、動力源用バッテリー2を充電する急速充電部である。この急速充電装置では、交流電源3から低速充電部4を介して、バッテリー5を小電流で緩やかに充電しておき、バッテリー5から急速充電部6を介して電気自動車1の動力源用バッテリー2を急速に充電する。   FIG. 13 is an overall view of the configuration of this rapid charging apparatus. In FIG. 13, reference numeral 1 denotes an electric vehicle that moves an axle with a motor, and reference numeral 2 denotes a power source battery that supplies electric power to the motor. Reference numeral 3 denotes an AC power source that supplies power of about several tens of kVA, and 4 denotes a low-speed charging unit that is connected to the AC power source 3 and is charged over a relatively long time. Reference numeral 5 denotes a battery that is constantly charged by the low-speed charging unit 4. Reference numeral 6 denotes a quick charging unit that is supplied with electric power from the battery and charges the power source battery 2. In this rapid charging apparatus, the battery 5 is slowly charged with a small current from the AC power source 3 through the low-speed charging unit 4, and the power source battery 2 of the electric vehicle 1 is connected from the battery 5 through the rapid charging unit 6. To charge quickly.

現在利用されている電気自動車のバッテリー急速充電装置を図14に示し、その構成、動作の概要を説明する。交流電源3から、ブレーカ10、電流検出器15,16、リアクトル17〜19を通って3相PWMコンバータ20により、ほぼ力率=1の昇圧コンバータを構成する。この昇圧コンバータの交流側電流を正弦波状でしかも高力率に制御しながらコンデンサ21を充電する。交流側フィルタ用コンデンサ12〜14は、PWM制御による高周波電流を供給するためのものである。   FIG. 14 shows a battery quick charging device for an electric vehicle currently used, and an outline of the configuration and operation will be described. A step-up converter with a power factor of approximately 1 is constituted by the three-phase PWM converter 20 from the AC power source 3 through the breaker 10, the current detectors 15 and 16, and the reactors 17 to 19. The capacitor 21 is charged while controlling the AC side current of the step-up converter in a sine wave shape with a high power factor. The AC side filter capacitors 12 to 14 are for supplying a high frequency current by PWM control.

コンデンサ21の電圧はPWMインバータブリッジ22により高周波電圧(10kHz〜20kHz程度)に変換して、高周波トランス23の1次側へ供給する。高周波トランス23の2次側は、ダイオードブリッジ24で直流に変換し、リアクトル25とコンデンサ27によるフィルタ効果によりPWMに伴うリプルを低減し、電流検出器26で電流を検出して充電電流を制御する。接触器28は、負荷の無電流開閉装置である。   The voltage of the capacitor 21 is converted into a high frequency voltage (about 10 kHz to 20 kHz) by the PWM inverter bridge 22 and supplied to the primary side of the high frequency transformer 23. The secondary side of the high-frequency transformer 23 is converted into direct current by the diode bridge 24, the ripple caused by the PWM is reduced by the filter effect of the reactor 25 and the capacitor 27, and the current is detected by the current detector 26 to control the charging current. . The contactor 28 is a load non-current switching device.

現在の急速充電装置出力は、400V,100A程度で15分間充電を行っている。このため、交流電力は50kVA程度が必要となる。しかし、電気自動車においては従来のガソリンの給油時間との比較から、充電時間の15分は長すぎるという意見があり、5分程度の充電時間が要望されている。従来は、こんな短時間の充電はバッテリーの特性上の不可能であったが、最近酸化物系の電極材料を使用したリチウムイオン電池(商品名:SCiB(登録商標))が発表され5分間での充電が現実化して来ている。   The current quick charger output is charged at 400V, 100A for 15 minutes. For this reason, about 50 kVA is required for AC power. However, in an electric vehicle, there is an opinion that 15 minutes of charging time is too long from comparison with the conventional gasoline refueling time, and a charging time of about 5 minutes is desired. In the past, charging for such a short time was impossible due to the characteristics of the battery. Recently, a lithium ion battery (trade name: SCiB (registered trademark)) using an oxide-based electrode material was announced in 5 minutes. Charging has become a reality.

このような改良されたリチウムイオン電池を使用して、400V,300Aの充電を行えば、5分間での充電が可能となる。そこで、これを実現する急速充電装置を考えると、例えば、図15の様な回路が考えられる。すなわち、充電は400V,300Aで行い、その場合の120kWでの効率等を考えると、直接充電方式(図14)なら、交流電力は、150kVA程度必要となり、かなりの受電設備が必要となる。そのため、受電設備が高価となる。そこで、受電容量を15kVA程度で、出力120kWで5分間の充電を行うことのできる図15の回路が考えられる。   If such an improved lithium ion battery is used and charged at 400 V and 300 A, charging in 5 minutes becomes possible. Therefore, when considering a quick charging apparatus that realizes this, for example, a circuit as shown in FIG. 15 can be considered. That is, charging is performed at 400 V and 300 A, and considering the efficiency at 120 kW in that case, for the direct charging method (FIG. 14), AC power is required to be about 150 kVA, and considerable power receiving equipment is required. Therefore, the power receiving facility becomes expensive. In view of this, the circuit shown in FIG. 15 can be considered which can charge for 5 minutes at an output of 120 kW with a power receiving capacity of about 15 kVA.

この図15の回路は、図14の回路のPWMインバータブリッジに代えて、コンデンサ21の電圧からIGBT33,リアクトル32,ダイオード34,電流検出器31から成る降圧コンバータを設け、この降圧コンバータにより充電装置内のバッテリー5を緩やかに充電する。充電完了したバッテリー5の電圧を、高周波変換用のインバータ22を介して高周波トランス23のに印加して昇圧した後、ダイオードブリッジ24を介して車両側のバッテリー2の急速充電を行う。   The circuit of FIG. 15 is provided with a step-down converter comprising an IGBT 33, a reactor 32, a diode 34, and a current detector 31 from the voltage of the capacitor 21 instead of the PWM inverter bridge of the circuit of FIG. The battery 5 is slowly charged. The charged battery 5 voltage is applied to the high-frequency transformer 23 via the high-frequency conversion inverter 22 to boost the voltage, and then the vehicle-side battery 2 is rapidly charged via the diode bridge 24.

特開平6−253461号公報JP-A-6-253461

このような急速充電装置には、
(1) 交流入力容量が少ないこと
(2) 交流側が高力率であること
(3) 高効率な特性であること
という課題が要求される。
For such a quick charger,
(1) Low AC input capacity
(2) AC side has high power factor
(3) The problem of high efficiency is required.

しかしながら、特許文献1の発明では、急速充電装置の基本概念は示されているが、具体的な回路が提示されていない。また、交流電源と自動車バッテリー間に、絶縁が施されていないため、感電の危険があるという問題点があった。さらに、充電装置の効率を高めるために、交流電源側は高効率であることが必要であるが、その点については示唆されていない。   However, in the invention of Patent Document 1, the basic concept of the quick charging device is shown, but no specific circuit is presented. In addition, since there is no insulation between the AC power source and the car battery, there is a problem of electric shock. Furthermore, in order to increase the efficiency of the charging device, the AC power source side needs to be highly efficient, but this point is not suggested.

前記図14や図15の回路は、前記(1) 〜(3) の課題を解決するために提案されたものではあるが、図14の回路では、交流入力容量が大きいことから、ごく短時間の急速充電には不適当であった。一方、図15の回路は、交流入力容量を小さくできるものの、交流電源から充電部終端までの半導体通過回数が多く効率が低くなる問題があった。   The circuits shown in FIGS. 14 and 15 have been proposed in order to solve the problems (1) to (3). However, the circuit shown in FIG. It was unsuitable for rapid charging. On the other hand, although the circuit of FIG. 15 can reduce the AC input capacity, there is a problem in that the number of times of passing through the semiconductor from the AC power source to the charging unit terminal is large and the efficiency is lowered.

また、図14や図15の回路では、3相PWMコンバータを使用しているが、この3相PWMコンバータは、高速半導体スイッチング素子を多数必要とするため、スイッチングロスが大きい。例えば、3相のうちの1相分の電流が通過する素子数を、高速半導体スイッチング素子に換算した半導体通過回数は、PWMコンバータ20部分で2回、降圧コンバータのIGBT33で1回の合計3回となる。また、急速充電部では、高周波インバータ22で2回、高周波ダイオードブリッジ24で2回の合計4回となる。このように、図14や図15の回路は高速半導体スイッチング素子の通過回数が多いため、効率が悪い欠点があった。   14 and 15 use a three-phase PWM converter. However, since this three-phase PWM converter requires a large number of high-speed semiconductor switching elements, the switching loss is large. For example, the number of elements through which the current of one phase of three phases passes is converted into a high-speed semiconductor switching element, and the number of times of passing through the semiconductor is two times in the PWM converter 20 part and once in the IGBT 33 of the step-down converter. It becomes. Further, in the quick charging unit, the total number of times is four, two times by the high-frequency inverter 22 and two times by the high-frequency diode bridge 24. As described above, the circuits of FIGS. 14 and 15 have a drawback that the efficiency is poor because the high-speed semiconductor switching element has many passes.

前記の問題点を解決するため、図14や図15の回路に使用される3相PWMコンバータ20から成る昇圧コンバータに代えて、直流ダイオードブリッジを使用することも考えられる。確かに、直流ダイオードブリッジの場合には、IGBT33のような高速半導体スイッチング素子がないため、その部分でのスイッチングロスは少なくなり、効率は良くなる。その反面、直流ダイオードブリッジでは、3相PWMコンバータ20のようなほぼ力率=1の回路を構成することができず、交流側の力率低下という問題が生じる。   In order to solve the above problems, it is conceivable to use a DC diode bridge instead of the step-up converter including the three-phase PWM converter 20 used in the circuits of FIGS. Certainly, in the case of a DC diode bridge, since there is no high-speed semiconductor switching element like the IGBT 33, the switching loss in that portion is reduced and the efficiency is improved. On the other hand, in the DC diode bridge, a circuit having a power factor of about 1 as in the three-phase PWM converter 20 cannot be configured, and there is a problem that the power factor is reduced on the AC side.

本発明は、上記の問題点を解決するためのものであり、その目的は、少ない交流入力容量でありながら、スイッチングロスによる効率低下及び直流ダイオードブリッジの使用に伴う力率低下を防止して、高効率・高力率な急速充電装置を提供することである。   The present invention is for solving the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent a decrease in efficiency due to switching loss and a decrease in power factor associated with the use of a DC diode bridge while having a small AC input capacity. The aim is to provide a high-efficiency, high power factor rapid charging device.

前記の目的を達成するために、本発明の急速充電装置は、交流電源から変圧器を介して30゜位相差の3相電源を得る手段、前記2組の3相電源から3相ダイオードブリッジで整流した直流を得て、その2組の直流出力部に小容量のコンデンサを接続し、この直流部から昇圧チョッパ又は降圧チョッパを介して充電部のバッテリー又は大容量コンデンサを充電する手段、前記バッテリー又は大容量コンデンサから2相の昇圧チョッパ又は降圧チョッパにより負荷のバッテリー又は大容量コンデンサを充電する手段により、急速充電部のバッテリー又は大容量コンデンサを急速充電することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the rapid charging apparatus of the present invention is a means for obtaining a three-phase power source having a phase difference of 30 ° from an AC power source through a transformer, and a three-phase diode bridge from the two sets of three-phase power sources. Means for obtaining a rectified direct current, connecting a small-capacitance capacitor to the two sets of direct-current output sections, and charging a battery in the charging section or a large-capacity capacitor from the direct current section via a step-up chopper or a step-down chopper; Alternatively, the battery or the large-capacitance capacitor in the rapid charging unit is rapidly charged by means of charging the load battery or the large-capacity capacitor from the large-capacity capacitor by a two-phase step-up chopper or step-down chopper.

本発明によれば、3相ダイオードブリッジを使用することにより、高速半導体スイッチング素子の使用個数を低減して、装置全体としてのスイッチングロスを低減することができる。また、3相交流電源から変圧器を介して30゜位相差の2組の電源を得て、これを2組の昇圧チョッパ又は降圧チョッパを介して並列にバッテリー又は大容量コンデンサに接続することにより、バッテリー又は大容量コンデンサに流れる充電電流のリプルを低下することができる。更に、3相交流電源から変圧器を介して30゜位相差の2組の電源を得る場合に、前記3相ダイオードブリッジの出力電流をフラットな波形に制御することで、交流電源側、すなわち変圧器の1次側の電流波形を正弦波波形に近いものとすることができ、高高率な電流を得ることが可能となる。   According to the present invention, by using a three-phase diode bridge, the number of high-speed semiconductor switching elements used can be reduced, and the switching loss of the entire device can be reduced. Also, by obtaining two sets of power with a phase difference of 30 ° from a three-phase AC power source via a transformer and connecting them to a battery or a large-capacity capacitor in parallel via two sets of step-up choppers or step-down choppers. In addition, the ripple of the charging current flowing in the battery or the large-capacity capacitor can be reduced. Further, when two sets of power supplies having a phase difference of 30 ° are obtained from a three-phase AC power source via a transformer, the output current of the three-phase diode bridge is controlled to a flat waveform, so that the AC power source side, that is, the transformer The current waveform on the primary side of the device can be made close to a sine wave waveform, and a high-rate current can be obtained.

本発明の実施例1における低速充電部の回路図。1 is a circuit diagram of a low speed charging unit in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1におけるIGBT駆動回路部分のブロック図及び入出力波形図。The block diagram and input-output waveform figure of the IGBT drive circuit part in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例における低速充電部の回路図。The circuit diagram of the low-speed charge part in the modification of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例におけるIGBT駆動回路部分のブロック図及び入出力波形図。The block diagram and input-output waveform figure of the IGBT drive circuit part in the modification of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における急速充電部の回路図。The circuit diagram of the quick charge part in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例における急速充電部の回路図。The circuit diagram of the quick charge part in the modification of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における変圧器1次側電流の波形図。The wave form diagram of the transformer primary side current in Example 1 of the present invention. 図7の電流波形が得られる理由を説明する変圧器部分のブロック図及び入出力電流の波形図。The block diagram of the transformer part explaining the reason for which the current waveform of FIG. 7 is obtained, and the waveform diagram of an input-output current. 図5の急速充電部の各部における電流波形図。The current waveform figure in each part of the quick charge part of FIG. 図6の急速充電部の各部における電流波形図。動作説明図従来方式と本案の比較表The current waveform figure in each part of the quick charge part of FIG. Operation explanation diagram Comparison table between the conventional method and this plan 本発明の実施例2における高速充電部の回路図。The circuit diagram of the high-speed charge part in Example 2 of this invention. 実施例2におけるIGBT駆動回路部分のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of an IGBT drive circuit portion in Embodiment 2. 従来の電気自動車用急速充電装置の基本的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the basic composition of the conventional quick charge apparatus for electric vehicles. 従来の急速充電装置の一例を示す回路図。The circuit diagram which shows an example of the conventional quick charge apparatus. 従来の急速充電装置の他の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the other example of the conventional quick charge apparatus.

以下、本発明に係る急速充電装置の実施例を図面を参照して説明する。前記従来技術及び各実施例で同一又は類似の構成部分には、共通の符号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of a quick charging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Constituent parts that are the same or similar in the prior art and each embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

[1−1.構成]
図1は、実施例1の低速充電部4の構成図である。この低速充電部4は、交流電源3から変圧器40を介して、30度の位相差がある2次側△巻線41と2次側Y巻線42の電源をそれぞれダイオードブリッジ43,53で整流した2組の直流部を有する。各直流部には、それぞれ小容量のコンデンサ44,54を前記ダイオードブリッジ43,53に対して並列に接続する。これらダイオードブリッジと小容量コンデンサに対して、電流検出器45,55を介して、昇圧チョッパを接続する。この昇圧チョッパは、それぞれリアクトル46,56、IGBT47,57、ダイオード48,58から構成する。各組の昇圧チョッパのダイオード48,58の出力側を充電バッテリ5に接続して充電部を構成する。コンデンサ49,59は、サージ抑制用のコンデンサで、ダイオード48,58の出力側とIGBT47,57のエミッタ側に接続する。
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a configuration diagram of the low-speed charging unit 4 according to the first embodiment. The low-speed charging unit 4 supplies the power of the secondary side Δ winding 41 and the secondary side Y winding 42 having a phase difference of 30 degrees from the AC power source 3 through the transformer 40 with the diode bridges 43 and 53, respectively. It has two rectified DC parts. In each DC section, small capacitors 44 and 54 are connected in parallel to the diode bridges 43 and 53, respectively. A boost chopper is connected to the diode bridge and the small-capacitance capacitor via current detectors 45 and 55. The step-up chopper includes reactors 46 and 56, IGBTs 47 and 57, and diodes 48 and 58, respectively. The output side of the diodes 48 and 58 of each set of step-up choppers is connected to the charging battery 5 to constitute a charging unit. Capacitors 49 and 59 are capacitors for suppressing surges, and are connected to the output side of the diodes 48 and 58 and the emitter side of the IGBTs 47 and 57.

図2(A)は、前記昇圧チョッパを構成するIGBT47の制御回路を示す。なお、IGBT57の制御回路は、同一構成のため、説明は省略する。この制御回路は、電流基準Iと電流検出器45の出力Iを入力するPID増幅器471と、このPID増幅器471の出力をPWM信号にするPWM回路472を有する。PWM回路472からのPWM信号によりIGBT駆動回路473を介してIGBT47をPWM制御し、昇圧チョッパからの出力電流I12を3相ブリッジ出力電圧と同じ波形となるように制御する。そのため、電流基準Iとしては、図2(B)のような一定値の電流を供給する。 FIG. 2A shows a control circuit of the IGBT 47 constituting the step-up chopper. Since the control circuit of the IGBT 57 has the same configuration, the description thereof is omitted. The control circuit includes a PID amplifier 471 which receives the output I 1 of the current reference I * and the current detector 45, the PWM circuit 472 to the output of the PID amplifier 471 to the PWM signal. The IGBT47 through the IGBT drive circuit 473 by a PWM signal from the PWM circuit 472 and PWM control, and controls so that the output current I 12 from the step-up chopper the same waveform as the 3-phase bridge output voltage. Therefore, a current having a constant value as shown in FIG. 2B is supplied as the current reference I * .

図3は、前記図1に示す実施例1の変形例である。図2の低速充電部4は、図1の昇圧チョッパの部分を降圧チョッパに変更したものである。すなわち、図1の昇圧チョッパの部分が、IGBT47、ダイオード48、リアクトル46、電流検出器45からなる第1の降圧チョッパと、IGBT57、ダイオード58、リアクトル56、電流検出器55からなる第2の降圧チョッパから構成されている。   FIG. 3 shows a modification of the first embodiment shown in FIG. The low-speed charging unit 4 in FIG. 2 is obtained by changing the step-up chopper part in FIG. 1 to a step-down chopper. That is, the step-up chopper portion of FIG. 1 includes a first step-down chopper composed of an IGBT 47, a diode 48, a reactor 46, and a current detector 45, and a second step-down chopper composed of an IGBT 57, a diode 58, a reactor 56, and a current detector 55. It consists of choppers.

図4(A)は、図3の降圧チョッパを構成するIGBT47の制御回路を示す。なお、IGBT57の制御回路は、同一構成のため、説明は省略する。この制御回路は、電流基準Iと電流検出器45の出力Iを入力するPID増幅器474と、このPID増幅器474の出力をPWM信号にするPWM回路475を有する。PWM回路475からのPWM信号によりIGBT駆動回路476を介してIGBT47をPWM制御し、降圧チョッパからの入力電流I11を一定値に制御する。そのため、電流基準Iとしては、図4(B)のような3相ブリッジ出力電圧波形と同形状の波形の電流を供給する。 FIG. 4A shows a control circuit of the IGBT 47 constituting the step-down chopper of FIG. Since the control circuit of the IGBT 57 has the same configuration, the description thereof is omitted. The control circuit includes a PID amplifier 474 which receives the output I 1 of the current reference I * and the current detector 45, the PWM circuit 475 to the output of the PID amplifier 474 to the PWM signal. The IGBT47 through the IGBT drive circuit 476 and PWM control by the PWM signal from the PWM circuit 475, to control the input current I 11 from the step-down chopper at a constant value. Therefore, as the current reference I *, and supplies the three-phase current bridge output voltage waveform having the same shape of the waveform shown in FIG. 4 (B).

次に、急速充電部6の一例について、図5により説明する。図5のA端子は、図1又は図3のa端子と、B端子はb端子と接続する。この急速充電部6は、電流検出器60を介して、リアクトル61,IGBT62,ダイオード63からなる第1の昇圧チョッパと、電流検出器70を介してリアクトル71,IGBT72,ダイオード73から成る第2の昇圧チョッパの出力側を共通化する。これら昇圧チョッパの出力側には、フィルタ用コンデンサ64を接続して、負荷のバッテリー2を接続する。なお、フィルタ用コンデンサ64は、充電リプル許容値が大きい場合には、省略しても良い。   Next, an example of the quick charging unit 6 will be described with reference to FIG. The A terminal in FIG. 5 is connected to the a terminal in FIG. 1 or 3 and the B terminal is connected to the b terminal. The rapid charging unit 6 includes a first boost chopper including a reactor 61, an IGBT 62, and a diode 63 via a current detector 60, and a second booster including a reactor 71, IGBT 72, and a diode 73 via a current detector 70. The output side of the boost chopper is shared. A filter capacitor 64 is connected to the output side of these boost choppers, and a load battery 2 is connected. The filter capacitor 64 may be omitted when the allowable charge ripple value is large.

図6は、急速充電部6の変形例である。この急速充電部6において、前記図1又は図3の低速充電部に接続するための端子A,Bの接続方法は、図5と同様である。図6の急速充電部は、IGBT62,ダイオード63,リアクトル64,電流検出器65からなる第1の降圧チョッパと、IGBT72,ダイオード73,リアクトル74,電流検出器75からなる第2の降圧チョッパを有する。これら2組の降圧チョッパの出力側を並列に接続し、負荷のバッテリー2に接続する。端子A,B間に接続したコンデンサ66は、IGBT62,72のサージ吸収用である。   FIG. 6 is a modification of the quick charging unit 6. In the quick charging unit 6, the connection method of the terminals A and B for connecting to the low speed charging unit of FIG. 1 or FIG. 3 is the same as that of FIG. 6 includes a first step-down chopper that includes an IGBT 62, a diode 63, a reactor 64, and a current detector 65, and a second step-down chopper that includes an IGBT 72, a diode 73, a reactor 74, and a current detector 75. . The output sides of these two sets of step-down choppers are connected in parallel and connected to the load battery 2. The capacitor 66 connected between the terminals A and B is for absorbing the surge of the IGBTs 62 and 72.

[1−2.作用]
このような構成を有する実施例1の動作を図1及び図2により説明する。図2(A)に示すように、電流基準Iと電流検出器45の出力IとをPID増幅器471で増幅し、PWM回路472でPWM信号にする。このPWM信号によりIGBT駆動回路473を介して、IGBT47をPWM制御し、電流Iを一定に制御する。実際の電流Iには、キャリア周波数のPWMリプルが含まれているが、このリプルをコンデンサ44で平滑化することで、ダイオードブリッジ43の出力電流I11は、図2(B)に示すように一定値となる。
[1-2. Action]
The operation of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the current reference I * and the output I of the current detector 45 are amplified by a PID amplifier 471 and converted into a PWM signal by a PWM circuit 472. Through the IGBT drive circuit 473 by the PWM signal, the IGBT47 to PWM control, controls the current I 1 constant. The actual current I 1 includes a PWM ripple of the carrier frequency. By smoothing this ripple with the capacitor 44, the output current I 11 of the diode bridge 43 is as shown in FIG. It becomes a constant value.

一方、昇圧チョッパの出力電流I12は、図2(B)に示すように、3相ブリッジ出力電圧と同じ波形となる。その理由は、昇圧チョッパ入力電圧は、3相ブリッジ出力電圧波形で、その出力電流フラットな波形のため、チョッパ入力電力は、3相ブリッジ出力電圧波形状となる。チョッパ出力の電圧は、バッテリー5の電圧で一定値のため入力電力=出力電力のため、出力電流I12は、3相ブリッジ電圧波形状となる。 On the other hand, the output current I 12 of boost chopper includes, as shown in FIG. 2 (B), the same waveform as the 3-phase bridge output voltage. The reason is that the step-up chopper input voltage has a three-phase bridge output voltage waveform and its output current is flat, so that the chopper input power has a three-phase bridge output voltage waveform. Voltage of chopper output for input power = output power for a constant value in the voltage of the battery 5, the output current I 12 is a 3-phase bridge voltage wave shape.

図1では、このようなチョッパ回路出力を2組並列にしているので、PMWのキャリアを180゜差にする。これにより、2相制御となり出力電流のリプルはきわめて少なくなる。このように、ダイオードブリッジ出力電流I11をフラットな波形に制御して、交流電源側を図1に示すように30゜の位相差を持たせた場合、交流電源側電流波形は、図7に示すように高調波の少ない電流波形となり高力率運転が可能となる。 In FIG. 1, since two sets of such chopper circuit outputs are arranged in parallel, the carrier of the PMW is set to a difference of 180 °. As a result, two-phase control is achieved and the output current ripple is extremely reduced. Thus, the diode bridge output current I 11 is controlled to a flat waveform, if the AC power supply side to have a 30 ° phase difference, as shown in FIG. 1, the AC power supply side current waveform, FIG. 7 As shown, the current waveform has less harmonics and high power factor operation is possible.

この点を図8によって、具体的に説明する。図8(A)において、3は交流電源、40は変圧器、41は2次側△巻線、42は2次側Y巻線、43,53はダイオードブリッジである。IACは変圧器40の1次側電流、Iacbは2次側△巻線41からの出力電流、Iacbは2次側Y巻線42からの出力電流、I11aはダイオードブリッジ43の出力電流、I11bはダイオードブリッジ53の出力電流である。この場合、変圧器40の1次側の電流IACは、2次側△巻線41からの出力電流Iacbによって定まるI411と、2次側Y巻線42からの出力電流Iacbによって定まるI421の合成波形となる。 This point will be specifically described with reference to FIG. 8A, 3 is an AC power source, 40 is a transformer, 41 is a secondary side Δ winding, 42 is a secondary side Y winding, and 43 and 53 are diode bridges. IAC is the primary current of the transformer 40, I acb is the output current from the secondary Δ winding 41, I acb is the output current from the secondary Y winding 42, and I 11a is the output current of the diode bridge 43. , I 11b is an output current of the diode bridge 53. In this case, current I AC at the primary side of the transformer 40, the I 411 determined by the output current I acb from secondary △ windings 41, determined by the output current I acb from the secondary side Y winding 42 I 421 is the combined waveform.

従って、図8(B)に示すように、ダイオードブリッジ43,53の出力電流I11a,I11bを一定に制御すると、2次側△巻線41の1次側電流I411と、2次側Y巻線42の1次側電流I421は図8(C)のようになる。このため、変圧器1次側電流I411とI421の合成波形IACは、図8(C)に示すように正弦波波形に近づいて高力率な電流になる。 Therefore, as shown in FIG. 8B, when the output currents I 11a and I 11b of the diode bridges 43 and 53 are controlled to be constant, the primary current I 411 of the secondary Δ winding 41 and the secondary side The primary current I 421 of the Y winding 42 is as shown in FIG. Therefore, a composite waveform I AC transformer primary winding current I 411 and I 421 becomes the high power factor current approaching sinusoidal waveform as shown in FIG. 8 (C).

次に、図1及び図2に示した実施例1の変形例である図3及び図4の回路の動作を説明する。図4(A)に示すように、電流基準Iとして、図4(B)に示すような3相全波整流波形の電流を供給し、これを電流検出器45の出力Iとを比較し、PID増幅器474で増幅する。このPID増幅器474からの出力をPWM回路475でPWM信号にして、IGBT駆動回路476を介してIGBT47を駆動する。電流基準Iと電流検出器出力電流Iはほぼ同形となる。但し、電流検出器出力電流Iには、PWMキャリアによるリプルが重乗している。このため、バッテリー5に流入する電力は、バッテリー電圧一定、流入電流I12は3相全波整流波形状となる。ダイオードブリッジ43の出力電流I11は、バッテリー入力電力を電圧で割った波形となるので、出力電流I11はフラットな一定電流となる。 Next, the operation of the circuits of FIGS. 3 and 4 which are modifications of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. As shown in FIG. 4A, a current having a three-phase full-wave rectified waveform as shown in FIG. 4B is supplied as the current reference I * , and this is compared with the output I 1 of the current detector 45. Then, it is amplified by the PID amplifier 474. The output from the PID amplifier 474 is converted into a PWM signal by the PWM circuit 475, and the IGBT 47 is driven via the IGBT drive circuit 476. Current reference I * and the current detector output current I 1 is substantially the same shape. However, the current detector output current I 1, the ripple is riding heavy by PWM carrier. Therefore, the power flowing into the battery 5, the battery voltage constant, the inflow current I 12 is three-phase full-wave rectification wave shape. Output current I 11 of the diode bridge 43, since the divided waveform battery input power voltage, the output current I 11 becomes flat constant current.

このような図3及び図4に示す降圧チョッパを使用した低速充電回路4においても、交流電源電流は図7に示すように、正弦波に近い波形となり高力率である。   Also in the low-speed charging circuit 4 using the step-down chopper shown in FIGS. 3 and 4, the AC power supply current has a waveform close to a sine wave as shown in FIG. 7, and has a high power factor.

一方、図5の2組の昇圧チョッパを使用した急速充電部6では、電流検出器60,70の出力I,Iを制御して、IGBT62,72をオン・オフ制御する。このIGBT62,72の駆動回路は、前記図2,4と同様なものを使用できる。このようにして昇圧チョッパを2相制御して昇圧チョッパの入力電流I,Iをオン・オフすれば、各相の昇圧チョッパからの出力電流電流i,iは、図9のように位相がずれた断続電流となる。 On the other hand, in the quick charging unit 6 using the two sets of step-up choppers of FIG. 5, the outputs I 1 and I 2 of the current detectors 60 and 70 are controlled to turn on and off the IGBTs 62 and 72. The drive circuits for the IGBTs 62 and 72 can be the same as those shown in FIGS. When the boost chopper is controlled in two phases in this way and the input currents I 1 and I 2 of the boost chopper are turned on / off, the output current currents i 1 and i 2 from the boost chopper of each phase are as shown in FIG. The intermittent current is out of phase.

すなわち、図9において、時刻t1〜t2間にIGBT62をオンにすると、端子AB間のバッテリー5からリアクトル61→IGBT62の回路に短絡電流が流れ、電流Iは上昇する。時刻t2〜t3間でIGBT62をオフにすると、リアクトル61に蓄えられたエネルギーがダイオード63を通過してバッテリー2を充電する。この電流がiである。一方、IGBT72は、t2〜t3間でオンし、t3〜t4間でオフする。IGBT62とIGBT72は、位相差180゜でスイッチングされる。このように各昇圧チョッパから出力される急速充電電流は、それぞれi,iとなるので、これらの合成電流であるバッテリ充電電流はi+iとなり、昇圧チョッパの入力電流に比較してそのリプル電流は少なくなる。更に、2組の昇圧チョッパの出力側に設けたコンデンサ64により、リプル電流をフィルタすることにより、負荷バッテリーの電流はより平滑化される。 That is, in FIG. 9, turning on IGBT 62 between times t1 to t2, from the battery 5 between terminals AB reactor 61 → IGBT 62 circuit is short-circuit current flows, the current I 1 is increased. When the IGBT 62 is turned off between the times t2 and t3, the energy stored in the reactor 61 passes through the diode 63 and charges the battery 2. This current is i 1. On the other hand, the IGBT 72 is turned on between t2 and t3 and turned off between t3 and t4. The IGBT 62 and the IGBT 72 are switched with a phase difference of 180 °. Thus, since the rapid charging currents output from the respective boost choppers are i 1 and i 2 , the battery charging current as a combined current thereof is i 1 + i 2 , which is compared with the input current of the boost chopper. The ripple current is reduced. Further, by filtering the ripple current by the capacitor 64 provided on the output side of the two sets of boost choppers, the current of the load battery is further smoothed.

なお、この図9は、IGBT62,72のPWM制御回路によるPWMのデューティを50%とした場合の波形を示した。すなわち、図9のデューティ50%の時の波形はリプルが最も少ないが、PWM制御においてデューティ50%でない場合はリプルが増加する。この場合は、前記のようにコンデンサ64にフィルタ効果を持たせ、バッテリー2に流れるリプルは規定値以下になるようにする。   FIG. 9 shows a waveform when the PWM duty by the PWM control circuit of the IGBTs 62 and 72 is 50%. That is, the ripple when the duty is 50% in FIG. 9 has the smallest ripple, but the ripple increases when the duty is not 50% in the PWM control. In this case, as described above, the capacitor 64 has a filter effect so that the ripple flowing in the battery 2 is equal to or less than a specified value.

次に、図6の降圧チョッパを2組用いて、2相電流制御した場合の波形を図10に示す。この図10もPWMのデューティ50%の場合を示す。図6の回路では、電流検出器65,75で検出した降圧チョッパの出力電流I,Iにより、IGBT62,72を制御することにより、各降圧チョッパにおいて図10に示すような180°位相がずれた波形の電流を得る。2相の降圧チョッパの出力を合成することで、2つの降圧チョッパの出力電流iのリプルと出力電流iのリプルが打ち消し、負荷バッテリー2に流れる電流i+iのリプルは0なる。なお、この回路では、デューティが50%以外でも、リプルは非常に少なくなる。 Next, FIG. 10 shows waveforms when two-phase current control is performed using two sets of the step-down choppers of FIG. FIG. 10 also shows a case where the PWM duty is 50%. In the circuit of FIG. 6, by controlling the IGBTs 62 and 72 by the output currents I 1 and I 2 of the step-down chopper detected by the current detectors 65 and 75, the 180 ° phase as shown in FIG. A current with a shifted waveform is obtained. By synthesizing the outputs of the two-phase step-down choppers, the ripple of the output current i 1 and the ripple of the output current i 2 of the two step-down choppers cancel each other, and the ripple of the current i 1 + i 2 flowing through the load battery 2 becomes zero. In this circuit, even if the duty is other than 50%, the ripple is very small.

[1−3.効果]
以上のような、実施例1と従来技術の効果を比較すると次の通りである。
[1-3. effect]
A comparison of the effects of the first embodiment and the prior art as described above is as follows.

(1)低速充電部の力率と効率
図15に示した従来の低速充電部と、実施例1の低速充電部である図1又は図3を比較する。従来技術では、力率≒1の正弦波コンバータを使用しているため、その力率は非常によい。実施例1は、図7の波形のため力率はやや低くなるが、その波形は正弦波に近いため極端に低下することはなく、正弦波コンバータに近い力率を得ることができる。
(1) Power Factor and Efficiency of Low-Speed Charging Unit The conventional low-speed charging unit shown in FIG. 15 is compared with FIG. 1 or FIG. In the prior art, since a sine wave converter with a power factor ≈ 1 is used, the power factor is very good. In the first embodiment, the power factor is slightly low due to the waveform of FIG. 7, but since the waveform is close to a sine wave, the power factor is not extremely reduced, and a power factor close to that of a sine wave converter can be obtained.

半導体通過回数を高速半導体スイッチング素子に換算して比較すると、従来技術は3回であるのに対して、本実施例は、ダイオードブリッジ43,53において低速ダイオードを2回通過する。この低速ダイオードは、高速ダイオードに対して電圧降下が1/1.5で、スイッチングによるロスが無いため損失が1/2とみなすことができる。そのため、ダイオードブリッジ43,53部分を高速素子に換算すると1回とみなすことができるため、低速充電部全体では高速半導体スイッチング素子2回となるので、実施例1が有利である。こられらを考慮すると効率は実施例1の方が高い。   When the number of times of passing through the semiconductor is converted into a high-speed semiconductor switching element and compared, the prior art is 3 times, whereas in this embodiment, the diode bridges 43 and 53 pass the low-speed diode twice. This low-speed diode has a voltage drop of 1 / 1.5 compared to the high-speed diode, and since there is no loss due to switching, the loss can be regarded as 1/2. Therefore, since the diode bridges 43 and 53 can be regarded as one time when converted to a high-speed element, the entire low-speed charging unit requires two high-speed semiconductor switching elements, and thus the first embodiment is advantageous. Considering these, the efficiency of Example 1 is higher.

(2)変圧器部
変圧器部の比較では、急速充電部6に変圧器を配置する従来技術では、400V,300Aで5分間の充電を行うには、150kVAで5分間の定格の変圧器が必要となる。変圧器の大きさは、1/√fにほぼ比例するので、例えばf=15kHzのインバータトランスを使用した場合f≒10〜15kHzであり、50Hzの商用交流電源を使用する実施例1より小型である。実施例1では、15kVA程度の変圧器となるが、周波数が50Hzとなるので大きさでは、実施例1がやや不利である。しかし、変圧器部の損失を考慮すると、150kVAの従来技術に比較して、小容量の15kVAの変圧器で済む実施例1の方が格段に優れている。
(2) Transformer part In the comparison of the transformer part, in the conventional technology in which a transformer is arranged in the quick charge part 6, a transformer with a rating of 150 kVA for 5 minutes is used to charge for 5 minutes at 400V, 300A. Necessary. Since the size of the transformer is substantially proportional to 1 / √f, for example, when an inverter transformer of f = 15 kHz is used, f≈10 to 15 kHz, which is smaller than the first embodiment using a commercial AC power supply of 50 Hz. is there. In Example 1, although it becomes a transformer of about 15 kVA, since frequency becomes 50 Hz, Example 1 is somewhat disadvantageous in terms of size. However, in consideration of the loss of the transformer section, the first embodiment that requires only a small-capacity 15 kVA transformer is much superior to the conventional technique of 150 kVA.

(3)急速充電部
急速充電部6の比較では、従来技術では高速半導体スイッチング素子の通過回数が4回となる。これに対して、実施例1では、図5又は図6に示すように、高速半導体スイッチング素子の通過回数は1回となるので、実施例1のほうが著しく有利であり、効率も実施例1が非常に良い。
(4)システム全体
システム全体で比較すると、実施例1が効率で有利である。また、急速充電部は、図5,図6,図9,図10のように2相電流制御することにより出力リプルを著しく減少させることができ、負荷バッテリーの寿命を長くすることができる。
(3) Rapid charging unit In comparison with the rapid charging unit 6, the number of times that the high-speed semiconductor switching element passes is 4 in the conventional technology. On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the number of times the high-speed semiconductor switching element passes is one, the first embodiment is significantly more advantageous, and the efficiency of the first embodiment is also higher. very good.
(4) Whole system Compared with the whole system, Example 1 is advantageous in terms of efficiency. Further, the rapid charging unit can significantly reduce the output ripple by performing two-phase current control as shown in FIGS. 5, 6, 9, and 10, and can extend the life of the load battery.

図11は、本発明に係る実施例2の高速電部6の構成図である。この実施例2では、バッテリー5からの入力端子A,Bに2系統のチョッパ回路を並列に接続し、これらのチョッパ回路を介してバッテリー2を充電する。すなわち、第1のチョッパ回路には、IGBT62、ダイオード63、リアクトル64、電流検出器65からなる降圧チョッパと、IGBT621,ダイオード631とフィルタ用コンデンサ641,リアクトル64,電流検出器65からなる昇圧チョッパを設ける。第2のチョッパ回路にも、IGBT72,ダイオード73,リアクトル74,電流検出器75からなる降圧チョッパと、IGBT721,ダイオード731,コンデンサ642からなる昇圧チョッパを設ける。   FIG. 11 is a configuration diagram of the high-speed power unit 6 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, two chopper circuits are connected in parallel to the input terminals A and B from the battery 5, and the battery 2 is charged via these chopper circuits. That is, the first chopper circuit includes a step-down chopper composed of an IGBT 62, a diode 63, a reactor 64, and a current detector 65, and a step-up chopper composed of an IGBT 621, a diode 631, a filter capacitor 641, a reactor 64, and a current detector 65. Provide. The second chopper circuit is also provided with a step-down chopper composed of an IGBT 72, a diode 73, a reactor 74, and a current detector 75, and a step-up chopper composed of an IGBT 721, a diode 731, and a capacitor 642.

このような実施例2では、図12に示すように、電流基準Iと電流検出器65からの検出電流に65を入力したPID増幅器100により電流制御を行う。すなわち、PID増幅器100の出力Vが50%以上になると第1のPWM回路101が動作する。第1のPWM回路101によりIGBT621をオンオフするようPMW制御し、出力Vが50%以下で第2のPWM回路102が動作し、IGBT62を駆動する。IGBT62がPWM制御している出力Vが低い場合は、IGBT621はオフのままであり、降圧チョッパとして動作する。この場合、端子AB間電圧より、バッテリー2の電圧が高くなると電流が流れなくなるので、第2のPWM回路102はIGBT62をオン状態にし、出力Vが増加し、第1のPWM回路101を動作させるように作用して、IGBT621がオンオフして昇圧チョッパとして動作する。 In the second embodiment, as shown in FIG. 12, current control is performed by the PID amplifier 100 in which 65 is input to the current reference I * and the detected current from the current detector 65. That is, when the output V of the PID amplifier 100 becomes 50% or more, the first PWM circuit 101 operates. PMW control is performed so that the IGBT 621 is turned on / off by the first PWM circuit 101, and the second PWM circuit 102 operates when the output V is 50% or less to drive the IGBT 62. When the output V that is being PWM controlled by the IGBT 62 is low, the IGBT 621 remains off and operates as a step-down chopper. In this case, since the current stops flowing when the voltage of the battery 2 becomes higher than the voltage between the terminals AB, the second PWM circuit 102 turns on the IGBT 62, the output V increases, and the first PWM circuit 101 is operated. As a result, the IGBT 621 is turned on and off to operate as a boost chopper.

このような構成の実施例2では、2組の昇降圧チョッパを2相制御して、充電電流のリプルを減少させることができる。また、昇降圧チョッパを使用しているので、負荷バッテリー2の電圧が大幅に変わるような場合、例えばバッテリーの代わりに電気二重層コンデンサ等に適している。   In the second embodiment having such a configuration, two sets of step-up / step-down choppers can be controlled in two phases to reduce charging current ripple. In addition, since the step-up / step-down chopper is used, when the voltage of the load battery 2 changes significantly, for example, it is suitable for an electric double layer capacitor or the like instead of the battery.

1…電気自動車
2…動力源用バッテリー
3…交流電源
4…低速充電部
5…バッテリー
6…急速充電部
10…ブレーカー
12,13,14…コンデンサ
15,16…電流検出器
17,18,19…リアクトル
20…IGBTブリッジ
21…コンデンサ
22…IGBTブリッジ
23…高周波変圧器
24…ダイオードブリッジ
25…リアクトル
26…電流検出器
27…コンデンサ
28…接触器
31…電流検出器
32…リアクトル
33…IGBT
34…ダイオード
40…変圧器
41…2次側△巻線
42…2次側Y巻線
43,53…ダイオードブリッジ
44,54…コンデンサ
45,55…電流検出器
46,56、IGBT
47,57、…リアクトル
48,58…ダイオード
49,59…コンデンサ
471,474…PID増幅器
472,475…PWM回路
473,476…IGBT駆動回路
60,70…電流検出器
61,71…リアクトル
62,72…IGBT
63,73…ダイオード
64,66,641,642…コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric vehicle 2 ... Power source battery 3 ... AC power supply 4 ... Low-speed charging part 5 ... Battery 6 ... Rapid charging part 10 ... Breakers 12, 13, 14 ... Capacitors 15, 16 ... Current detectors 17, 18, 19 ... Reactor 20 ... IGBT bridge 21 ... Capacitor 22 ... IGBT bridge 23 ... High frequency transformer 24 ... Diode bridge 25 ... Reactor 26 ... Current detector 27 ... Capacitor 28 ... Contactor 31 ... Current detector 32 ... Reactor 33 ... IGBT
34 ... Diode 40 ... Transformer 41 ... Secondary side Δ winding 42 ... Secondary side Y winding 43, 53 ... Diode bridge 44, 54 ... Capacitors 45, 55 ... Current detectors 46, 56, IGBT
47, 57, ... reactors 48, 58 ... diodes 49, 59 ... capacitors 471, 474 ... PID amplifiers 472, 475 ... PWM circuits 473, 476 ... IGBT drive circuits 60, 70 ... current detectors 61, 71 ... reactors 62, 72 ... IGBT
63, 73 ... Diodes 64, 66, 641, 642 ... Capacitors

Claims (6)

交流電源から急速充電装置内部のバッテリー又は大容量コンデンサを充電する低速充電部と、前記バッテリー又は大容量コンデンサから負荷のバッテリー又は大容量コンデンサを大電力で急速に充電する急速充電部から成る急速充電装置において、
前記低速充電部が、交流電源に接続した変圧器の2次側に30゜位相差で取り出された2組の交流電源と、この交流電源にそれぞれ接続された3相ダイオードブリッジを備えた2組の直流部と、この直流部の出力側に接続された2組の降圧チョッパ回路又は昇圧チョッパ回路を備え、
各組のチョッパ回路が前記装置内部のバッテリー又は大容量コンデンサの入力側に並列に接続されていることを特徴とする急速充電装置。
A fast charging unit comprising a low-speed charging unit for charging a battery or a large-capacitance capacitor inside the quick-charging device from an AC power source, and a quick-charging unit for rapidly charging a load battery or a large-capacity capacitor from the battery or the large-capacity capacitor with a large amount of power. In the device
Two sets of the low-speed charging unit including two sets of AC power supplies extracted at a phase difference of 30 ° on the secondary side of the transformer connected to the AC power supply, and three-phase diode bridges connected to the AC power supplies, respectively. And two sets of step-down chopper circuits or step-up chopper circuits connected to the output side of the DC unit,
A rapid charging device, wherein each set of chopper circuits is connected in parallel to an input side of a battery or a large-capacitance capacitor in the device.
前記チョッパ回路が、チョッパ回路に流れる電流を検出する電流検出器を備え、この電流検出器によるチョッパ回路の電流と電流基準とに基づいてPWM制御することにより、チョッパ回路から出力する装置内部のバッテリー又は大容量コンデンサへの充電電流波形を3相全波波形状に制御することを特徴とする請求項1に記載の急速充電装置。   The chopper circuit includes a current detector that detects a current flowing through the chopper circuit, and the internal battery that outputs from the chopper circuit by PWM control based on the current of the chopper circuit and the current reference by the current detector. Alternatively, the rapid charging apparatus according to claim 1, wherein the charging current waveform to the large-capacitance capacitor is controlled to a three-phase full-wave shape. 前記2組のチョッパ回路が、チョッパ回路に流れる電流を検出する電流検出器を備え、この電流検出器によるチョッパ回路の電流とフラットな電流基準とに基づいてPWM制御することにより、チョッパ回路から出力する装置内部のバッテリー又は大容量コンデンサへの充電電流波形を3相全波波形状に制御するものであって、
2組のチョッパ回路から出力される3相全波波形状の充電電流のリプルの位相差を180°として充電電流のリプルを平滑化したことを特徴とする請求項1に記載の急速充電装置。
The two sets of chopper circuits are provided with a current detector for detecting a current flowing through the chopper circuit, and output from the chopper circuit by PWM control based on the current of the chopper circuit by the current detector and a flat current reference. To control the charging current waveform to the battery or large-capacitance capacitor inside the device to a three-phase full-wave shape,
2. The rapid charging apparatus according to claim 1, wherein the ripple of the charging current is smoothed by setting a phase difference between the ripples of the charging current in a three-phase full-wave waveform output from the two sets of chopper circuits to 180 °.
前記各組のチョッパ回路が、チョッパ回路に流れる電流を検出する電流検出器を備え、この電流検出器によるチョッパ回路の電流と電流基準を3相全波整流波形とすると共に、これら3相全波整流波形を持つチョッパ回路の電流と電流基準に基づいてチョッパ回路をPWM制御することにより、チョッパ回路から出力する装置内部のバッテリー又は大容量コンデンサへの充電電流波形のリプルの位相差を180°とし充電電流をフラットな波形としたことを特徴とする請求項1に記載の急速充電装置。   Each set of chopper circuits includes a current detector that detects a current flowing through the chopper circuit. The current and the current reference of the chopper circuit by the current detector are set to a three-phase full-wave rectified waveform, and the three-phase full-wave PWM control of the chopper circuit based on the current of the chopper circuit having the rectified waveform and the current reference makes the phase difference of the ripple of the charging current waveform to the battery or the large-capacitance capacitor output from the chopper circuit 180 °. The rapid charging apparatus according to claim 1, wherein the charging current has a flat waveform. 前記低速充電部が、前記変圧器の2次側に30゜位相差で取り出された2組の交流電源に接続された前記2組の3相ダイオードブリッジの出力電流を一定に制御するものであって、この2組の3相ダイオードブリッジの出力電流に対応する変圧器の2組の2次巻線によって定まる変圧器の1次巻線の電流が正弦波に近い波形を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の急速充電装置。   The low-speed charging unit controls the output current of the two sets of three-phase diode bridges connected to the two sets of AC power supplies taken out with a phase difference of 30 ° to the secondary side of the transformer. The current of the primary winding of the transformer determined by the two secondary windings of the transformer corresponding to the output current of the two sets of three-phase diode bridges has a waveform close to a sine wave. The rapid charging apparatus according to claim 1 or 2. 前記急速充電部は、2相の昇圧チョッパを有するチョッパ回路、2相の降圧チョッパを有するチョッパ回路、又は昇圧チョッパと降圧チョッパを組み合わせた2相のチョッパ回路のいずれか1つを介して負荷のバッテリー又は大容量コンデンサに接続され、
前記2相のチョッパ回路からの出力のリプルが位相差180°で前記負荷のバッテリーまたは大容量コンデンサを急速充電することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の急速充電装置。
The quick charging unit is configured to load a load through any one of a chopper circuit having a two-phase step-up chopper, a chopper circuit having a two-phase step-down chopper, or a two-phase chopper circuit combining a step-up chopper and a step-down chopper. Connected to a battery or a large capacitor,
The rapid ripple according to any one of claims 1 to 5, wherein a ripple of an output from the two-phase chopper circuit rapidly charges the battery or the large-capacity capacitor of the load with a phase difference of 180 °. Charging device.
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