JP2866523B2 - 車両の電源装置 - Google Patents

車両の電源装置

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JP2866523B2
JP2866523B2 JP5968192A JP5968192A JP2866523B2 JP 2866523 B2 JP2866523 B2 JP 2866523B2 JP 5968192 A JP5968192 A JP 5968192A JP 5968192 A JP5968192 A JP 5968192A JP 2866523 B2 JP2866523 B2 JP 2866523B2
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの車両の
電源装置に関し、特に二つの系統の電圧を有する電源装
置にかかわる。
【0002】
【従来の技術】自動車など車両には、その電気負荷に対
し、蓄電池と、蓄電池を充電したり直接電気負荷に電力
を供給する三相交流発電機とが備えられている。三相交
流発電機は車両の機関により駆動され、交流出力を整流
器により直流出力として供給する。従来は一つの系統電
圧の電源であったが、車両の快適性(例えば窓ガラスの
急速融氷電気ヒータ、車室の急速暖房電気ヒータなど)
や、排ガス浄化対策(触媒の加熱ヒータなど)にかかわ
る電力消費が増大し、12V程度の低電圧では電流が過
大となり、配線や接続部の抵抗損失、あるいは負荷電力
の制御が難しく、問題となっている。
【0003】これに対処し、例えば、特開昭55−53
152号公報に示された従来の電源装置では、従前の1
2V程度の出力電圧の発電機に加えて、それよりも高い
出力電圧の発電機を備えている。
【0004】また、特開昭63−69500号公報に示
された従来の電源装置では、三相交流発電機の三相交流
出力を直流出力に整流し低い電圧の負荷に供給するとと
もに、三相交流出力を三相変圧器で昇圧し、直流出力に
整流し、より高い電圧の負荷に供給するようにしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の前者の電源
装置では、2台の発電機を要し、装着スペースが増大し
その確保に困難をきたし、また、高価になるという問題
点があった。また、上記従来の後者の電源装置では、三
相変圧器と、その交流出力を直流出力にする整流器とを
要し、その据付けスペースの確保が困難であり、また、
高価になるという問題点があった。
【0006】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、塔載スペースを増大することな
く、小形、軽量で安価になる車両の電源装置を得ること
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる車両の
電源装置は、三相交流発電機の電機子巻線に接続された
全波整流の第1の整流器から第1の出力端子を出し、第
1の整流器に第2の整流器を並列接続して第2の出力端
子を出し、上記電機子巻線の中性点から第3の出力端子
を出し、第1の出力端子と第3の出力端子とを切替える
切替え手段を設けている。この切替え手段の供給側端子
を低い電圧の第1の蓄電池側に接続しており、第2の出
力端子から、第1の蓄電池より高い電圧の第2の蓄電池
側に接続している。一方、交流発電機の電圧調整器は、
第1及び第2の出力端子の電圧をそれぞれ検出し、各設
定電圧と比較し、それに応じた出力電圧になるように、
界磁電流を制御するようにしたものである。
【0008】また、請求項2の発明では、請求項1の発
明において、電機子巻線の中性点からの第3の出力端子
への接続の代りとして、三相の電機子巻線のうち、いづ
れか一相の巻線の出力端から第3の出力端子に接続した
ものである。
【0009】
【作用】この発明においては、発電機の回転数が低いと
きは、切替え手段で第1の出力端子側に接続し、第1の
蓄電池側に低い直流電圧を供給し、第2の出力端子から
は出力しない。電圧調整器は第1の出力端子の電圧に基
づく動作をする。発電機の回転数が高まると、切替え手
段で第3の出力端子側に接続する。すると、電圧調整器
は第2の出力端子の電圧が、設定値まで上昇するように
調整し、第2の蓄電池側に直流電圧を供給する。同時
に、第3の出力端子には、請求項1の発明では、電機子
巻線の出力を三相半波整流し、第2の出力端子の電圧の
例えば半分の直流電圧が現われ、第1の蓄電池側に供給
する。こうして、2系統の出力がなされる。
【0010】請求項2の発電では、切替手段で第1の出
力端子側に接続したときの動作、及び切替え手段を第3
の出力端子側に接続したときの、第2の出力端子により
第2の蓄電池側への上昇した直流電圧の供給動作は、上
記請求項1の発明と同様である。しかし、第3の出力端
子からは、脈動率は大きくなるが、第2の出力端子より
低い直流電圧(例えば第2の出力端子の電圧に対し平均
電圧として半分)となり、第1の蓄電池側に供給され
る。
【0011】
【実施例】実施例1. 図1はこの発明による車両の電源装置の一実施例を示す
構成図である。1は三相交流発電機で、固定子側の電機
子巻線2と回転子側の界磁巻線3とが設けられている。
4は電機子巻線2の交流出力を全波整流する第1の整流
器で、第1の出力端子6が出されている。5は第1の整
流器3と電気的に並列に設けられ、電機子巻線2の交流
出力を全波整流する第2の整流器で、第2の出力端子7
が出されている。8は界磁巻線3の通電電流をスイッチ
ング制御して上記第1の出力端子6又は第2の出力端子
7の出力電圧を各設定値に調整する電圧調整器で、接続
端子8a、8b、8c及び接地側の接地端子8dが設け
られている。9は三相星形結線の電機子巻線2の中性点
から出された第3の出力端子である。10は車両の12
V程度の低い電圧の電源となる第1の蓄電池、11はこ
の蓄電池10に接続された車両の電気負荷、12は第2
の出力端子7に接続され、第1の蓄電池より高い電圧
(例えば24V程度)の第2の蓄電池、13はこの蓄電
池に接続された車両の電気負荷、14は第1の出力端子
6と第3の出力端子9とを選択的に切替え、供給側端子
15が第1の蓄電池10側に接続された切替え手段であ
る。
【0012】上記電圧調整器8の一例を、図2に回路図
で示す。80はパワートランジスタで、コレクタが端子
8aに接続され、エミッタが端子8dに接続され、ベー
スがベース抵抗器81を介し端子8bに接続されてい
る。82は制御トランジスタで、コレクタ、エミッタが
パワートランジスタ80のベースと端子8dの間に接続
され、パワートランジスタ80のオン・オフを制御す
る。83は制御トランジスタ82のベースに接続され、
所定電圧以上で導通して制御トランジスタ82を駆動す
るゼナダイオード、84、85は端子8bと8dの間に
直列接続され、第1の蓄電池10の電圧を分圧して検出
するための第1の分圧抵抗器、86、87は端子8cと
8dの間に直列接続され、第2の蓄電池12の電圧を分
圧して検出する第2の分圧抵抗器である。なお、第1の
分圧抵抗器84、85は端子8bの電圧が第1の調整値
(例えば14.5V)になるように、また、第2の分圧
抵抗器86、87は端子8cの電圧が第2の調整値(例
えば28.5V)になるように、それぞれ、あらかじめ
設定されている。88は第1の分圧抵抗器84、85の
分圧点とゼナダイオード83の間に接続された逆流防止
用ダイオード、89は第2の分圧抵抗器86、87の分
圧点とダイオード83の間に接続された逆流防止用ダイ
オード、90は端子8a及び8b間に設けられ、界磁巻
線3(図1参照)に対し並列接続されたサブレッション
ダイオードである。
【0013】次に動作を説明する。車両の機関により交
流発電機1が駆動され、低回転速度のときは、切替え手
段14で第1の出力端子6側に接続する。この状態で
は、第1の蓄電池10の充電に適した低電圧(例えば1
4.5V)の出力をし、第2の出力端子7からは、第2
の蓄電池12の高い電圧にさえぎられて電力の出力はし
ない。電圧調整器8は端子8bの検出電圧に基づく優先
動作をする(従来の1系統電源と同じ)。
【0014】交流発電機1の回転速度が所定値を超えた
とき、切替手段14を第3の出力端子9側に切替え接続
すると、次のようになる。電圧調整器8の端子8bに
は、第1の調整値よりも低い電圧(第3の出力端子での
電圧は、第1の出力端子での電圧の12である)しか印
加されなくなり、端子8cで検出される第2の調整値ま
で、電圧調整器8による調整作用で、三相交流発電機1
の出力電圧が上昇する。こうして、第2の蓄電池12の
充電に適した高い電圧(例えば28.5V)で第2の出
力端子7から出力し、第2の蓄電池12側に供給する。
同時に、第3の出力端子9には、電機子巻線2の交流出
力電圧を三相半波整流された出力電圧が現われ、その電
圧値は第2の出力端子電圧7の12(例えば14.25
V)となり、第1の蓄電池10に適した電圧に近い電圧
の出力ができる。このように、2系統の出力が可能にな
る。
【0015】上記交流発電機1の回転速度と発電電力の
関係を、図3に出力特性図で示す。切替え手段14によ
る切替えは、A点で低速度側では第1の出力端子6側に
接続し、高速度側では第3の出力端子9側に切替える方
法により、出力能力が向上される。また、切替え手段1
4による他の切替えとして、第2の蓄電池12の充電に
十分になるように時間で制御する方法など、高い電圧側
と低い電圧側の所要電力の配分に応じて適切に切替え制
御できる。
【0016】実施例2.図4はこの発明による電源装置
の第2実施例を示す構成図であり、上記図1の実施例と
は、第3の出力端子の引出し点が異なる。電機子巻線2
の三相巻線のうち、いづれか一相の巻線の出力端から第
3の出力端子19を出している。この第2の実施例で
は、出力端子19の引出点が一相巻線の出力端であり、
第1の実施例に比べ接続が容易となる。動作は上記図1
の場合と同様であるが、第3の出力端子19の直流とし
ての脈動率が大きくなる短所はあるが、平均電圧として
は、第2の出力端子7の出力電圧の12となり、第1の
蓄電池10の充電には適したものとなる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電機
巻線に第1の整流器を接続して第1の出力端子を出し、
この第1の整流器に第2の整流器を並列に接続して第2
の出力端子を出しており、請求項1の発明では、電機子
巻線の中性点から第3の出力端子を出しており、低い電
圧の第1の蓄電池側に接続してある切替え手段により第
1の出力端子側に接続することにより、電圧調整器の作
用で所定値の低い出力電圧に調整し出力し、切替え手段
により第3の出力端子側に接続することにより、電圧調
整器により所定値の高い出力電圧に調整し、第2の出力
端子からこれに接続されている第2の蓄電池側に供給す
る。同時に、第3の出力端子から所定の低い出力電圧を
出し第1の蓄電池側に供給するようにしたので、1台の
発電機で2系統の電圧でこれに応じた各蓄電池及び負荷
に供給でき、車両塔載のスペースの制約が緩和され、小
形・軽量になり安価にされる。
【0018】また、請求項2の発明では、電機子巻線の
いづれか一相の巻線の出力端から第3の出力端子を出し
ていて、切替手段により第1の出力端子側に接続するこ
とにより、上記請求項1と同様に、所定の低い出力電圧
で第1の蓄電池側に供給し、切替手段により第3の出力
端子側に切替えることにより上記請求項1と同様に、第
2の出力端子から所定の高い出力電圧を第2の蓄電池側
に供給するとともに、第3の出力端子から所定の低い出
力電圧を第1の蓄電池側に供給するようにしたので、上
記請求項1と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による車両の電源装置の一実施例を示
す構成図である。
【図2】図1の電圧調整器の回路図である。
【図3】図1の交流発電機の回転速度に対する出力特性
曲線図である。
【図4】この発明による車両の電源装置の第2実施例を
示す構成図である。
【符号の説明】
1 三相交流発電機 2 電機子巻線 3 界磁巻線 4 第1の整流器 5 第2の整流器 6 第1の出力端子 7 第2の出力端子 8 電圧調整器 9、19 第3の出力端子 10 第1の蓄電池 12 第2の蓄電池 14 切替え手段 15 供給側端子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の機関により駆動される三相交流発
    電機、この電機子巻線の出力を全波整流して第1の出力
    端子から出力する第1の整流器、この第1の整流器と並
    列接続され、全波整流して第2の出力端子から、高い電
    圧の第2の蓄電池側に出力するための第2の整流器、上
    記電機子巻線の星形結線の中性点から出された第3の出
    力端子、供給側端子を低い電圧の第1の蓄電池側に接続
    していて、上記第1の出力端子側と第3の出力端子側と
    に切替え接続する切替え手段、上記第1及び第2の出力
    端子の電圧をそれぞれ検出し、各設定電圧との比較出力
    で、上記交流発電機の界磁電流を制御し、それに応じた
    設定値の電圧に調整する電圧調整器を備え、 上記切替え手段で上記第1の出力端子側に接続すること
    により、低い電圧を上記第1の蓄電池側に供給し、切替
    え手段で上記第3の出力端子側に接続することにより、
    上記第2の出力端子から高い電圧を上記第2の蓄電池側
    に供給するとともに、第3の出力端子から低い電圧を第
    1の蓄電池側に供給するようにした車両の電源装置。
  2. 【請求項2】 車両の機関により駆動される三相交流発
    電機、この電機子巻線の出力を全波整流して第1の出力
    端子から出力する第1の整流器、この第1の整流器と並
    列接続され、全波整流して第2の出力端子から、高い電
    圧の第2の蓄電池に出力するための第2の整流器、上記
    電機子巻線のいづれか一相の巻線の出力端から出された
    第3の出力端子、供給側端子を低い電圧の第1の蓄電池
    側に接続していて、上記第1の出力端子側と第3の出力
    端子側とに切替え接続する切替え手段、上記第1及び第
    2の出力端子の電圧をそれぞれ検出し、各設定電圧との
    比較出力で、上記交流発電機の界磁電流を制御し、それ
    に応じた設定値の電圧に調整する電圧調整器を備え、 上記切替え手段で上記第1の出力端子側に接続すること
    により、低い電圧を上記第1の蓄電池側に供給し、切替
    え手段で上記第3の出力端子側に接続することにより、
    上記第2の出力端子から高い電圧を上記第2の蓄電池側
    に供給するとともに、第3の出力端子から低い電圧を第
    1の蓄電池側に供給するようにした車両の電源装置。
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