JP2013042639A - 充電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充電装置は、直流電流をバッテリBに流す充電ケーブル14の一対の導線間に接続されたコンデンサ11と、コンデンサに並列に接続された抵抗23と、抵抗に直列に接続された断続器24と、断続器をオン状態に切り換えて抵抗に直流電流を流すことに起因して、抵抗で生じる電圧降下に対応した電圧をコンデンサに印加することにより、コンデンサを蓄電させた後、交流電流の変換を停止しながら断続器をオフ状態に切り換えて、コンデンサの電圧を充電ケーブルの一対の導線間に印加することにより、充電ケーブルを介してコンデンサを放電させながら充電ケーブルに放電電流を流して、充電ケーブルの絶縁試験を行う制御回路19と、を備える。
【選択図】図1
Description
けられる変圧器における1次コイルと2次コイルとの巻き数比を、種々の使用上の余裕代を与えながら500Vのバッテリの充電電圧を実現するように設定しても、充電ケーブルへの印加電圧は、500V±25Vの範囲を超えてしまう傾向にある。また、変圧器における1次コイルと2次コイルとの巻き数比には実用的に設定できる限界があり、変圧器の巻き数比を現実的な値に設定した場合には、充電ケーブルへの印加電圧はより増加するから、充電ケーブルへの印加電圧を500V±25Vの範囲内に収めるのはなおさら困難な傾向が強い。
記コンデンサ、前記抵抗及び前記断続器を備えたものを用いて、前記絶縁試験を行うことを第5の局面とする。
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
、4V及び4Wを、対応して前段回路、中段回路及び後段回路として備える。スイッチング回路4U、4V及び4Wは、各々、いずれも逆電流防止用のダイオードを伴って直列に接続された2つのIGBTを備える。
クタ間に接続されると共に、1次コイル7Fの他端は、スイッチング回路6Rの2つのIGBTのエミッタ及びコレクタ間に接続される。
のリレー24がオン状態からオフ状態に切り替わる際の応答遅れに起因するコンデンサ11から抵抗23への放電電流の流入を防止すべく逆電流を阻止する。ダイオード25のアノードは、抵抗23の一端に接続されると共に、ダイオード13のカソードは、コンデンサ11の正電位側に接続される。なお、ダイオード25は、リレー24が比較的迅速に断続動作をして、コンデンサ11から抵抗23へ流入する放電電流が比較的小さい場合には、必ずしも設けなくともよい。
なく、インバータブリッジ6のスイッチング動作は停止状態に維持される。
ジ6のスイッチング動作を停止しながらリレー24をオフ状態に切り換えることによって、コンデンサ11を放電させてその電圧を充電ケーブル14の極間に印加する。このような構成によれば、抵抗23の抵抗値を相対的に大きな値に設定して抵抗23に相対的に微小な電流を流すと共に、充電ケーブル14の極間に絶縁試験に適した電圧を印加することができるので、充電ケーブル14の絶縁試験を安価で簡素な構成でもって効率的かつ確実に行うことができる。
次に、図2を参照して、本発明の第2の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
は、インバータブリッジ6のスイッチング動作を維持しながら半導体スイッチング素子31をオフ状態からオン状態に所定時間切り換えて、コンデンサ11を充電し、かかる所定時間が経過したならば、インバータブリッジ6のスイッチング動作を停止すると共に半導体スイッチング素子31をオン状態からオフ状態に切り換えて、コンデンサ11の充電電圧を充電ケーブル14に印加する。この際、半導体スイッチング素子31の断続時の応答遅れは、実質無視し得るレベルであるから、コンデンサ11の放電時においては、第1の実施形態における充電装置S1において設けた逆電流阻止用のダイオード25を省略しても、抵抗23に流入する放電電流は極めて小さくなって実質無視し得るレベルになると共に、充電ケーブル14に印加されるコンデンサ11の放電量を絶縁試験に充分なレベルに確保する。
次に、図3を参照して、本発明の第3の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
せるようにフィードバックPWM駆動制御がなされる。
第3の実施形態における充電装置S3は、第1の実施形態における充電装置S1の制御回路19において電圧制御回路41を設けた構成になっているが、同様に、第2の実施形態における充電装置S2の制御回路19において電圧制御回路41を設けるようにしてもよい。これにより、特に充電ケーブル14の絶縁試験を行う際に、電流計10の計測特性にドリフトが発生したとしても、電流制御回路21の制御動作を微調整しながらインバータブリッジ6をスイッチング動作させることができ、抵抗23に流れる電流をより正確に制御してコンデンサ11の放電電圧をより正確に設定することができると共に、半導体スイッチング素子31をオン状態からオフ状態に切り換える際に、抵抗23に流入する放電電流を極めて小さくでき、付加的に設けられるべき逆電流阻止用のダイオードを不要にすることができる。
最後に、図4を参照して、本発明の第4の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
みの充電ユニット50を用いているが、原理的には複数の充電ユニット50の一部を用いればよい。また、交流電源1として単相交流電源を用いているが、充電ユニット50等を適宜バランスよく組み合わせれば、原理的には3相交流電源にも適用可能である。
第4の実施形態における充電装置S4においても、第2の実施形態における充電装置S2と同様に、リレー24を半導体スイッチング素子に置き換えてもよい。これにより、付加的に設けられるべき逆電流阻止用のダイオード25を不要にすることができる。
B…バッテリ
CV…充電コネクタ
1…交流電源
2…コンタクタ
3…リアクトル
4…PWMコンバータ
5、11…コンデンサ
6…インバータブリッジ
7…変圧器
8…ダイオードブリッジ
9…リアクトル
10…電流計
12、23…抵抗
13…ダイオード
14…充電ケーブル
15…コンタクタ
17…電圧制御回路
18…PWM制御回路
19…制御回路
21…電流制御回路
22…PWM制御回路
24…リレー
25…ダイオード
26…電圧検出回路
31…半導体スイッチング素子
41…電圧制御回路
50…充電ユニット
51…PFC回路
Claims (6)
- 交流電流から変換されて定電流になるように制御された直流電流を、充電ケーブルを介して、バッテリに流して前記バッテリを充電すると共に、前記充電ケーブルの絶縁試験を行う充電装置であって、
前記充電ケーブルの一対の導線間に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、
前記抵抗に直列に接続された断続器と、
前記断続器をオン状態に切り換えて前記抵抗に前記直流電流を流すことに起因して、前記抵抗で生じる電圧降下に対応した電圧を前記コンデンサに印加することにより、前記コンデンサを蓄電させた後、前記交流電流の変換を停止しながら前記断続器をオフ状態に切り換えて、前記コンデンサの電圧を前記充電ケーブルの前記一対の導線間に印加することにより、前記充電ケーブルを介して前記コンデンサを放電させながら前記充電ケーブルに放電電流を流して、前記充電ケーブルの絶縁試験を行う制御回路と、
を備える充電装置。 - 前記制御回路は、前記コンデンサが放電する際における前記コンデンサの放電の時定数が調整された放電電圧の経時変化特性に基づいて、前記充電ケーブルの絶縁状態を判別する請求項1に記載の制御装置。
- 前記断続器は、電磁継電器であり、更に、前記抵抗と前記コンデンサとの間に、前記コンデンサの前記放電電流が前記抵抗に流入することを防ぐ逆電流阻止用ダイオードが設けられた請求項1又は2に記載の充電装置。
- 前記断続器は、半導体スイッチング素子である請求項1又は2に記載の充電装置。
- 前記制御回路は、前記直流電流の検出電流値に加えて、前記コンデンサの検出電圧値にも基づいて、前記直流電流が定電流になるように制御する請求項1から4のいずれかに記載の充電装置。
- 前記交流電流を変換して前記直流電流を得るように互いに並列に接続された複数の充電ユニットを有し、前記制御回路は、前記複数の充電ユニットのうちの一部の充電ユニットであって前記コンデンサ、前記抵抗及び前記断続器を備えたものを用いて、前記絶縁試験を行う請求項1から5のいずれかに記載の充電装置。
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