JP3240020B2 - 電動車用電源装置 - Google Patents

電動車用電源装置

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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、フローティングされ
た走行用電源から入出力絶縁型の直流−直流変換器(D
C−DCコンバータ)を介して補機用電源を得るととも
に、この補機用電源の一端を車体アースへ接続する電源
構成の電動車電源装置に係り、特に、イグニッションキ
ースイッチ等のメインスイッチを介して走行用電源から
補機用電源を起動させるための電力もしくは信号を得る
構成において、低耐圧のメインスイッチを使用できるよ
うにするとともに、メインスイッチの接点と車体アース
間の絶縁が低下しても走行用電源から漏洩電流が流れな
いようにした電動車用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電動車は一般に走行用電源と補機用電源
とを備えている。走行用電源は主として走行用モータへ
電力を供給するためのもので、一般に数10ボルト〜数
100ボルトの高圧であるため、この走行用電源はフロ
ーティング状態(浮動状態:電源の一端を車体アースへ
接続しない状態)としている。
【0003】補機用電源は各種の制御装置や灯火器類に
必要な電力を供給するためのもので、例えば12ボルト
〜24ボルトもしくはそれ以下の低電圧である。このた
め、補機用電源の一端を車体アースへ接続することで、
補機用電源の接地インピーダンスの低下を図ったり、灯
火器等の駆動電流の帰路に金属製の車体を利用すること
で、電流帰路用の配線の省略を図ったりしている。
【0004】走行用電源とは別に補機用電源として専用
のバッテリを備える構成の電動車もあるが、バッテリの
搭載スペースの減少やバッテリ重量の軽減するため、入
出力絶縁型の直流−直流変換器を用い、走行用電源を降
圧して補機用電源を得る構成とする場合が多い。
【0005】図32はフローティングされた走行用電源
を降圧して補機用電源を得るようにした従来の電動車用
電源装置の回路構成図である。従来の電動車用電源装置
1は、イグニッションキースイッチ等のメインスイッチ
2を起動用のスイッチとし、このメインスイッチ2を介
して走行用電源3の電源電圧VMを入出力絶縁型の直流
−直流変換器4の起動制御端子4aへ供給することで、
直流−直流変換器4の出力側に降圧された補機用電源V
Bを得るよう構成されている。起動回路5は例えばリレ
ー6を用いて構成されており、このリレー6の励磁巻線
6aが通電され、このリレーの接点6bを介して走行用
電源3が直流−直流変換回路4Aの入力側へ供給され
て、直流−直流変換が開始される。補機用電源VBの例
えば負極側を車体アースに接続されている。
【0006】そして、補機用電源VBが立ち上がること
で、車両の灯火器系統等が動作可能な状態になるととも
に、各種制御装置の動作が開始され、例えばモータ駆動
制御装置からの通電指令に基づいて電力逆変換器内の図
示しない各半導体スイッチング素子が駆動され走行用モ
ータへ電力が供給され、走行可能となる。
【0007】リレー6を用いずに、直流−直流変換器4
の入力側の電源の入・切をメインスイッチ2で直接行な
うことも可能であるが、この場合は電流容量の大きいス
イッチが必要となる。また、比較的大きな電流を入・切
するので接点が損傷する虞れがある。
【0008】このため、図32に示したように、メイン
スイッチ2を介してリレー6を駆動したり、または、リ
レー6の代わりに図示しない半導体スイッチング素子を
駆動して直流−直流変換器4の入力側の電源の入・切を
行なう構成としている。しかしながら、走行用電源3は
高圧であるため、メインスイッチ2は高耐圧のものが必
要である。
【0009】そこで、図33に示す他の従来の電動車用
電源装置11では、複数の電池ユニット3a〜3nを直
列接続してなる走行用電源3の一部の電池ユニット3a
からメインスイッチ2を介して、直流−直流変換器4の
起動制御端子4aに起動用の電力もしくは信号を供給
し、この直流−直流変換器4を起動する構成にしてい
る。このような構成とすることで、メインスイッチ2に
は、接点間の耐圧が低いものを使用することができる。
【0010】一方、補機電源起動用のメインスイッチ2
は、電動車の電気系統全体の入切を制御する重要なスイ
ッチであるので、例えば、図34に示すように、キー挿
入孔2Kにキーを挿入し、このキーを回動することで接
点の開閉がなされるとともに、ステアリング系の操作を
制限するためのロックピン2Lが連動される構造のキー
スイッチが用いられている。そして、このキースイッチ
からなるメインスイッチ2のボディ2aは金属製であ
り、一般にこのメインスイッチ2は車体アースを形成し
ている車両の金属部分に取り付けられている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の電
源装置は、メインスイッチを接にすることで走行用電源
から起動用電力または起動用信号の供給を受けて補機用
電源を立ち上げる構成としているが、メインスイッチ2
は、図34に示したように、メインスイッチの構造上接
点がスイッチのボディ2aに近接しており、メインスイ
ッチ2のボディ2aは車体アースとなっているので、被
水等によって車体アースに対する絶縁抵抗が低下する虞
れがあり(図33で符号R1で示すメインスイッチ2の
等価絶縁抵抗値が低下する)、また、被水等によって走
行用電源の正極側と車体アース間の絶縁低下(図33で
符号R2で示す走行用電源3と車体アース間の等価絶縁
抵抗値が低下)が同時に発生した場合には、図33に仮
想線で示すように、走行用電源3の高圧側から等価絶縁
抵抗R2−車体アース−メインスイッチ2の等価絶縁抵
抗R1−走行用電源3の低圧側の経路でリーク電流LC
がメインスイッチ2を介して流れ、走行用電源3からの
不要な電流消費が発生してしまうとともに、メインスイ
ッチ2の接点に高圧がかかる虞れがあり、好ましくな
い。
【0012】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、低耐圧のメインスイッチを使用できる
ようにするとともに、このメインスイッチを含む補機用
電源の起動経路を介してリーク電流が流れるのを防止す
るようにした電動車用電源装置を提供することを目的と
する。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動車用電源装置は、走行用モータへ電
力を供給するために複数の電池を直列に接続してなる走
行用電源を車体アースに対してフローティング状態にす
るとともに、入出力間が絶縁された降圧型の直流−直流
変換器を備え、走行用電源の一部の電池から少なくとも
ダイオードとメインスイッチとをこの順序に設けて起動
用の電力もしくは起動用の信号を前記直流−直流変換器
へ供給し、直流−直流変換器を動作状態に制御すること
によって、この直流−直流変換器の入力側に前記走行用
電源から電力が供給され出力側に降圧された補機用電源
を得るようにしたことを特徴とする。
【0014】
【作用】メインスイッチが接状態になると、ダイオード
およびメインスイッチを介して直流−直流変換器へ起動
用の電力もしくは起動用の信号が供給される。これによ
って、直流−直流変換器へ変換を動作を開始し、補機用
電源が供給される。ダイオードは走行用電源の電池から
直流−直流変換器へ起動の電力もしくは起動用の信号を
供給する方向へ介設しているので、上記の方向とは逆方
向の電流を阻止する。例えば被水等によってメインスイ
ッチの絶縁が低下するとともに、走行用電源と車体アー
ス間の絶縁が低下したとしても、車体アース側から走行
用電源へ流れ込もうとする電流方向のリーク電流は、ダ
イオードによって阻止される。したがって、リーク電流
は発生せず、走行用電源からの不要な電流消費が発生し
たり、メインスイッチの接点に高圧がかかることはな
い。
【0015】
【実施例】以下この発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1はこの発明に係る電動車用電源装置の回
路構成図である。この発明に係る電動車用電源装置21
は、走行用電源3と直流−直流変換器4と、メインスイ
ッチ2およびリーク電流阻止用のダイオード7とからな
る。
【0016】走行用電源3は、走行用モータ(図示しな
い)へ電力を供給するとともに、直流−直流変換器4の
入力側に電力を供給して直流−直流変換器4の出力側に
降圧された補機用電源を供給するためのもので、複数の
電池ユニット(例えば6個)3a〜3fを直列に接続し
て高圧(例えば86ボルト)の走行用電源電圧VMを得
るようにしている。また、この走行用電源3は、正極側
ならびに負極側のいずれも車体アースへ接続しないいわ
ゆるフローティング(浮動)状態としている。各電池ユ
ニット3a〜3fは、充電可能な2次電池をそれぞれ複
数個用いて構成しており、これらの電池ユニット3a〜
3fは図示しない充電回路によって充電可能な構成とし
ている。
【0017】メインスイッチ2は、図34に示したよう
なキースイッチを用いている。このメインスイッチ2は
電動車(図示しない)に取り付けられた状態で、メイン
スイッチ2の金属製のボディ2aが車体アースへ接続さ
れている。そして、走行用電源3の一部の電池ユニット
3aの正極側から順方向に接続されたダイオード7を介
してメインスイッチ2の一方の端子2bへ電池ユニット
3aの電圧V3aを供給し、メインスイッチ2の他方の
端子2cを起動制御端子4aへ接続して、このメインス
イッチ2が接状態に操作されると、電池ユニット3aの
電圧V3aがダイオード7−メインスイッチ2を介して
直流−直流変換器4の起動制御端子4aへ供給される構
成としている。ここで、ダイオード7は、走行用電源3
の電源電圧VMよりも充分に高い逆方向耐圧を有するも
のを用いている。
【0018】このように本発明に係る電動車用電源装置
1は、高圧の走行用電源3の一部の電圧V3aを利用し
て直流−直流変換器4へ起動情報を与える構成としたの
で、メインスイッチ2は接点間の耐圧が低いものを使用
することができる。さらに、メインスイッチ2と電池ユ
ニット3aとの間に電池ユニット3aの正極側をアノー
ド側としてダイオード7を介設したので、被水等によっ
てメインスイッチ2の絶縁が低下し、さらに、フローテ
ィングしている走行用電源3と車体アース間にリークが
生じたとしても、ダイオード7によって図33に符号L
Cで示したリーク電流を阻止することができる。
【0019】直流−直流変換器4は、正極側入力端子4
bと負極側入力端子4c間に供給される走行用電源3を
入力とし、正極側出力端子4dと負極側出力端子4e間
に補機用電源電圧VB(例えば13ボルト)の補機用電
源を出力するもので、入力側と出力側とが完全に絶縁
(直流的に分離)された入出力絶縁型で降圧型の直流−
直流変換器(ダウンコンバータ)で構成している。
【0020】この直流−直流変換器4は、起動制御端子
4aに供給される起動用電力もしくは起動用信号に基づ
いて直流−直流変換動作を開始させる起動回路41と、
1次巻線42aと2次巻線42bとが絶縁されたトラン
ス42と、1次巻線42aに流れる電流をスイッチング
させるスイッチング回路43と、1次巻線42aに流れ
る電流の断続によって2次巻線42bに誘起された交流
電圧を整流平滑する整流平滑回路44と、整流平滑され
た出力電圧VBと基準電圧とを比較しその誤差に基づい
てパルス幅変調された出力電圧制御信号(PWM信号)
45aを生成し出力する出力電圧制御回路45と、この
出力電圧制御回路45から出力された出力電圧制御信号
(PWM信号)45aを例えばフォトカプラ等を介して
スイッチング回路43側へ伝達する電源分離型信号伝達
回路46とを備える。
【0021】この実施例ではリレー6を用いて起動回路
41を構成している。メインスイッチ2が接状態の操作
されて起動制御端子4aに電池ユニット3aの電圧V3
aがダイオード7を介して供給されると、リレー6の励
磁巻線6aに励磁電流が流れリレー6の接点6bが接と
なってトランス42の1次巻線42aの一端側ならびに
スイッチング回路43の正極側電源端子43aに電池ユ
ニット3aの正極側電圧V3aを供給するよう構成して
いる。スイッチング回路42の負極側電源端子43bは
負極側入力端子4cを介して走行用電源3の負極側へ接
続している。
【0022】図2は直流−直流変換器の一具体例を示す
ブロック構成図である。スイッチング回路43は、トラ
ンス42の1次巻線42aの他端と負極側入力端子4c
との間に介設された例えばトランジスタ等の半導体スイ
ッチング素子43cと、この半導体スイッチング素子4
3cの導通・非導通を制御する信号(例えばベース電
流)を供給するスイッチング制御回路43dと、自励式
発振回路43eと、これらの回路43d,43eへ安定
した電源VSを供給するための定電圧回路43fとを備
える。
【0023】自励式発振回路43eは、予め設定した周
期で予め設定したパルス幅の起動用PWM信号43gを
発生するもので、例えばマルチバイブレータ回路等を用
いて構成している。起動用PWM信号43gの周期なら
びにパルス幅は、補機用電源VBの標準的な負荷状態
(標準的な負荷電流)を想定し、想定した標準負荷状態
で所定の補機用電源電圧VBが得られるようPWM信号
のデューティ等を設定している。
【0024】スイッチング制御回路43dは、電源分離
型信号伝達回路46を介して供給される出力電圧調整用
のPWM信号46aを優先的に取り扱うよう構成してお
り、入力端子43hに出力電圧調整用のPWM信号46
aが供給されている場合は、この出力電圧調整用のPW
M信号46aに基づいてスイッチング素子43cをスイ
ッチング駆動し、出力電圧調整用のPWM信号46aが
供給されていない場合(例えばこの直流−直流変換器の
起動時)は、自励式発振回路43eから供給される起動
用PWM信号43gに基づいてスイッチング素子43c
をスイッチング駆動する構成としている。
【0025】直流−直流変換器4の起動時は自励式発振
回路43eで生成した起動用PWM信号43gに基づい
てスイッチング素子43aを駆動するので、起動を確実
に行なわせることができる。また、出力電圧制御回路4
5や電源分離型信号電圧回路46に何らかの異常が発生
し、スイッチング制御回路43dへ電圧調整用のPWM
信号46aの供給がされなくなった場合でも、標準的な
負荷状態を想定したPWM信号43gによって直流−直
流変換器4の動作は継続されるので、走行中等に上述の
異常等が発生しても補機用電源VBを確保することがで
きる。
【0026】さらに、スイッチング制御回路43d内
に、電圧調整用のPWM信号46aの継続を監視する監
視回路を設け、所定の条件範囲内の電圧調整用のPWM
信号46aが予め設定した監視時間以上入力されない場
合は、自励式発振回路43eで生成した起動用のPWM
信号43gを用いて補機用電源VBの供給を継続させつ
つ、図示しない表示器や発音体を駆動して警報の可視も
しくは可聴表示を行なうようにしてもよい。
【0027】出力電圧制御回路45は、整流平滑回路4
4から出力された補機用電源VBの電圧を検出する電圧
検出回路45bと、基準電圧発生回路45cと、この基
準電圧発生回路45cから供給される基準電圧45dと
電圧検出回路45bから出力される検出電圧45eとの
誤差を検出しその誤差を増幅する誤差増幅回路45f
と、この誤差増幅回路45fから出力される誤差信号4
5gに対応してスイッチング回路43内のスイッチング
素子43aの通電比を制御し出力電圧VBを調整するた
めの電圧調整用のPWM信号45aを生成するPWM変
調回路45hを備える。
【0028】電源分離型信号伝達回路46は、補機用電
源VBで動作している出力電圧制御回路45から出力さ
れる電圧調整用のPWM信号45aを、フローティング
された走行用電源VMで動作しているスイッチング回路
43側へ伝達するためのもので、例えば発光ダイオード
等の発光素子46bと例えばフォトトランジスタやフォ
トダイオード等の受光素子46cとを組み合わせた例え
ばフォトカプラ等の光結合素子46dを用いて構成して
いる。発光素子46bに直列に接続された抵抗46eは
発光電流調整用ものであり、受光素子46cに直列に接
続された抵抗46fは電圧調整用のPWM信号46aを
取り出すための負荷抵抗である。光結合素子46dを介
してパルス信号を伝達する構成としているので、光結合
素子を用いて誤差電圧等のアナログ量を伝達する場合と
比較し光結合素子の電流伝達効率のばらつきや温度特性
等によって伝達情報に誤差が生ずることがなく、出力電
圧の調整を確実に行なわせることができる。
【0029】この実施例では入出力絶縁型でスイッチン
グレギュレータ型の直流−直流変換器4を用いて、補機
用電源VBの負荷電流が変動しても所定の補機用電源電
圧VBが得られるよう入力側の電力供給量を制御するの
で、走行用電源3からは補機用電源VBの負荷電流の大
小に応じた電力が直流−直流変換器4の1次側に供給さ
れることとなる。したがって、直流−直流変換の効率を
高くできるので走行用電源3の負荷を軽減することがで
きる。
【0030】図3はこの発明に係る他の電動車用電源装
置の回路構成図である。この電動車用電源装置22は、
電池ユニット3fを用いて起動回路41を構成するリレ
ー6を駆動するようにしたものである。このため、リー
ク電流阻止用のダイオード8はそのカソードが電池ユニ
ット3nの負極側となるようメインスイッチ2と電池ユ
ニット3fの負極側との間に介設している。したがっ
て、走行用電源3の負極側と車体アースとの間の絶縁が
低下しても、メインスイッチ2を経由するリーク電流L
CRはダイオード8によって阻止される。
【0031】図4は起動回路を半導体スイッチ素子を用
いて構成した電動車用電源装置の回路構成図である。こ
の電動車用電源装置23は、直流−直流変換器4の起動
回路47をトランジスタ等の半導体スイッチ素子を用い
て構成したものである。メインスイッチ2が接状態に操
作されると、ベース抵抗47aを介してNPN型のトラ
ンジスタ47bにベース電流が供給され、このトランジ
スタ47bが導通状態となることでベース抵抗47cを
介してPNP型のトランジスタ47dのベース電流がな
がれ、このトランジスタ47dが導通状態をなって、直
流−直流変換器4に走行用電源3が供給されるよう構成
している。符号47e,47fは各トランジスタ47
b,47dのそれぞれベース・エミッタ間抵抗である。
【0032】起動回路47を半導体スイッチ素子で構成
することによって、リレー等を駆動する場合と比較し
て、電池ユニット3aから起動のために消費される電流
を大幅に減少させることができるので、電池ユニット3
aだけが他の電池ユニット3b〜3fよりも早く放電し
てしまうという弊害を解消することができる。
【0033】図5は直流−直流変換器内のスイッチング
回路に起動回路の機能を兼用させた電動車用電源装置の
回路構成図である。この電動車用電源装置24は、起動
制御端子4aに供給された電圧を入力とし、図2に示し
た自励式発振回路43e,スイッチング制御回路43d
等に所定の安定化電圧を供給する定電圧回路48aを備
える。起動制御端子4aに起動電圧が供給されない状態
では、半導体スイッチング素子43cを非導通状態と
し、起動電圧が供給されるとこのスイッチング回路48
の全体が動作状態となることで、直流−直流変換動作を
開始させる構成としている。このような構成にすること
で、起動のために特別な回路等を設けなくてよい。
【0034】次にこの発明に係る電動車用電源装置を適
用した電動二輪車の電気系統の回路構成を説明する。図
6は電動二輪車の電気系統の全体ブロック構成図であ
る。この電動二輪車の電気系統20は、フローティング
状態とされた走行用電源30と、補機用の電源を生成す
るための直流−直流変換器40と、灯火器系統回路部5
0と、走行制御部60と、電力逆変換器70を介して走
行用電源30から電力の供給を受けて駆動される走行用
モータ70Mと、走行用電源30の監視ならびに走行用
電源30の充電を制御するバッテリ監視・充電制御部8
0と、メインスイッチ2,リーク電流阻止用のダイオー
ド7,各種のヒューズF1,F2,F3等からなる。
【0035】走行用電源30の正極側30Pから大電流
容量(例えば50アンペア)のヒューズF1ならびに低
抵抗の正極側給電線W1を介して電力逆変換器70の正
極側電源端子70aへ給電している。電力逆変換器70
の負極側電源端子70bは、低抵抗の負極側給電線W2
を介して走行用電源30の負極側30Nへ接続してい
る。また、この電力逆変換器70への給電経路内には、
主として走行用モータ70Mへ供給される電流を検出す
るためにホール素子等の磁電変換素子を利用して構成さ
れた電流検出器21を設けている。
【0036】直流−直流変換器40の正極側電源入力端
子40aには、大電流容量のヒューズF1ならびに中電
流容量用のヒューズF2を介して走行用電源30の正極
側電圧を供給し、直流−直流変換器40の負極側電源入
力端子40bは走行用電源30の負極側30Nへ接続し
ている。この直流−直流変換器40は、高精度に安定化
された制御系電源VRGと、簡易的に安定化された灯火
器系電源VCLとの2系統の電源を出力する。端子40
cは制御系電源VRGの出力端子、端子40dは灯火器
系電源VCLの出力端子、端子40eは各電源VRG,
VLCに共通の負側(接地)出力端子である。負側(接
地)出力端子40eは、車体アースへ接続している。
【0037】この直流−直流変換器40は入力側と出力
側が直流的に完全に絶縁された入出力絶縁型のものを用
いており、入力側端子40a,40b間に供給される降
圧の走行用電源電圧(例えば80〜90ボルト)をスイ
ッチングさせ、絶縁トランスを介して出力側に低圧の出
力電圧(例えばVRG=13ボルト,VLC=11〜1
3ボルト)を得る降圧型のスイッチングレギュレータ
(ダウンコンバータ)で構成している。そして、起動制
御端子40fに起動電圧もしくは起動信号が供給される
と直流−直流変換動作を開始するよう構成している。
【0038】この実施例では、複数の電池ユニット30
a〜30fを直列接続して構成された走行用電源30の
一部の電池ユニット(負極側30Nに接続された電池ユ
ニット)30aから小電流容量(例えば5アンペア)の
ヒューズF3,リーク電流防止用のダイオード7,メイ
ンスイッチ2をこの順に経由して、起動制御端子40f
に起動電圧もしくは起動信号を供給する構成としてい
る。
【0039】灯火器系統回路部50には灯火器系電源V
CLを、走行制御部60には制御系電源VRGをそれぞ
れ供給する構成としている。これらの補機用電源VC
L,VRGはバッテリ監視・充電制御部80へも供給し
ている。このバッテリ監視・充電制御部80は、バッテ
リ状態検出部81と、バッテリ監視・充電制御手段82
を備え、走行状態等においても走行用電源30の監視を
行なう構成としている。さらに、バッテリ監視・充電制
御部80は、商用電源から電力の供給を受けて走行用電
源30へ充電電流を供給するための充電回路部83を備
える。また、このバッテリ監視・充電制御部80を介し
て走行用電源30を構成する電池ユニット30a〜30
fを送風冷却するための送風ファン80Fを駆動する構
成としている。
【0040】走行用電源30への充電は、充電回路部8
3の正極側出力端子81aからヒューズF2,ヒューズ
F1,走行用電源30を介して充電回路部81の負極側
出力端子81bに至る経路で充電電流を供給するよう構
成している。そして、この充電電流経路内に充電電流を
検出するためにホール素子等の磁電変換素子を利用して
構成された電流検出器22を設けている。
【0041】図7は2系統の出力を供給する直流−直流
変換器の一具体例を示すブロック構成図である。この直
流−直流変換器40Aは、共通の1次巻線4Taに対し
て2組の2次巻線4Tb,4Tcを有する1次側−2次
側間絶縁型のトランス4Tを備え、スイッチング回路4
3のスイッチング動作によって各2次巻線4Tb,4T
cにそれぞれ誘起された交流電圧を各整流平滑回路44
A,44Bでそれぞれ整流・平滑し、整流平滑回路44
Aの平滑出力は定電圧回路44Cを介して高精度に安定
化された制御系電源VRGを出力するとともに、整流平
滑回路44Bの出力を灯火器系電源VLCとして出力す
るよう構成している。
【0042】出力電圧制御回路45は灯火器系電源VL
Cの電源電圧を監視し、基準電圧との誤差に基づいてP
WM信号45aを生成・出力し、このPWM信号45a
を電源分離型信号伝達回路46を介してスイッチング回
路43へ供給して、1次巻線4Ta側のスイッチング動
作を帰還制御することで、所定の出力電圧範囲(例えば
11〜13ボルト)を保つよう構成している。制御系電
源VRGを得るための2次巻線4Tbは、灯火器系電源
VLCを得るための2次巻線4Tcよりも若干巻線数を
多くして灯火器系電源VLCよりも若干高い整流平滑出
力電圧(例えば16ボルト以上)を得るように、その電
圧を例えばドロッパ型の定電圧回路48へ入力し、定電
圧回路44Cの出力側に例えば13ボルトの安定化出力
を得るようにしている。なお、各系の電源VRG,VL
Cの例えば低電位側は共通とし、これを車体アースに接
続している。
【0043】また、この直流−直流変換器40Aは、停
止制御回路49を備える。この停止制御回路49は、例
えば商用電源から走行用電源30への充電を行なってい
る時に、メインスイッチ2が操作されて起動制御端子4
0fに起動信号が与えられ、この直流−直流変換器40
が動作状態になるのを阻止するためのものである。この
ため、例えばバッテリ監視・充電制御部80から出力さ
れる充電状態に係る電圧信号(例えば図11に示す充電
制御用直流−直流変換器84の出力電圧VCHや同じく
図11に示す起動禁止信号82d)を各停止制御端子4
0g,40hに供給することで、電流制限抵抗49aを
介して例えばフォトカプラ49bの発光素子49cを発
光させ、例えばフォトトランジスタ等の受光素子49d
を介して起動停止状態である旨の信号を起動回路47へ
供給して、メインスイッチ2からの起動要求を阻止する
ようにしている。なお、図2に示したスイッチング回路
43内のスイッチング制御回路43dの動作を不動作に
したり、定電圧回路43fの出力を停止させたりするこ
と等で停止制御を行なう構成としてもよい。
【0044】図8は2系統の出力を供給する直流−直流
変換器の他の具体例を示すブロック構成図である。この
直流−直流変換器40Bは、灯火器系電源VCLの出力
電圧を2段階に切替えできるようにしたものである。メ
インスイッチ2が接状態にされただけで、走行用モータ
70Mの運転を行なっていない状態等では、図6に示し
た走行制御部60から低い出力電圧を指定する電圧切替
信号(図示しない)を出力し、この電圧切替信号に基づ
いて灯火器系電源VCLの出力電圧を例えば11ボルト
とし、後に図9を参照して説明する前照灯等の消費電力
を低下させて、走行用電源30の消費を抑え、走行用モ
ータ70Mの運転を開始している運転状態等では、走行
制御部60から高い出力電圧を指定する電圧切替信号
(図示しない)を出力して、灯火器系電源VCLの出力
電圧を定格電圧である例えば13ボルトにするようにし
たものである。
【0045】このため、図8に示した直流−直流変換器
40Bは、制御系電源用直流−直流変換回路40RG
と、灯火器系電源用直流−直流変換回路40CLとの2
系統の直流−直流変換回路を備えている。灯火器系電源
用直流−直流変換回路40CL内の出力電圧制御回路4
5LCは、出力電圧切替端子40iに供給される電圧切
替信号に応じて、例えば出力電圧の誤差検出に用いる基
準電圧を切替えることで、出力電圧VCLの切替えを行
なうよう構成している。電圧切替信号としては、後述す
るモータ運転許可信号md(図10参照)等を利用する
ことができる。
【0046】図9は灯火器系統回路部の一具体例を示す
回路図である。灯火器系統回路部50は、ホーンスイッ
チ50aの操作によって鳴動されるホーン50b、尾灯
50c、ブレーキ操作に応じて閉成される各スイッチ5
0d,50eに直列に接続されたストップランプ50
f、ビーム切り換えスイッチ50gを介して点灯される
高ビームおよび低ビーム用の各前照灯50h,50i、
ウインカスイッチ50jの操作に基づきウインカタイマ
50kよって点滅駆動される方向指示用の各ランプ50
l〜50p、メータ照明用の各ランプ50q,50r、
ならびに、スピードメータケーブルSPを介して検出さ
れた車速が所定車速以上の場合は接状態となるスイッチ
50sを介して点灯されるオーバースピード表示用の発
光ダイオード50t等を備える。メインスイッチ2が操
作され灯火器系統電源VCLが立ち上がった状態では、
尾灯50c、いずれかの前照灯50h,50i、およ
び、メータ照明用の各ランプ50q,50rは常時点灯
するよう構成している。
【0047】なお、ウンイカスイッチ50jを中立位置
から例えば右側へ切替えた場合、右側の各ウインカラン
プ50n,50oが点滅するとともに、ウインカ動作を
表示するためのインジケータランプ50pが点滅する。
このインジケータランプ50pを介して左側の各ウイン
カランプ50l,50mにも電流が供給されるが、イン
ジケータランプ50pは消費電力が小さく(例えば3.
4ワット)抵抗が高いものを用いているので、右側の各
ウインカランプ50l,50m(消費電力各10ワッ
ト)の両端に発生する電圧は低い電圧となり、各ウイン
カランプ50l,50mが発光するにはいたらない。ウ
ンイカスイッチ50jを左側に切替えた場合も、同様に
左側の各ウインカランプ50l,50mならびにインジ
ケータランプ50pが点滅し、右側の各ウインカランプ
50n,50oは発光するにはいたらない。
【0048】図10は走行制御部ならびに電力逆変換器
の一具体例を示すブロック構成図である。走行制御部6
0は、走行制御手段61と、電力逆変換器70へ印加さ
れている実際の電圧を検出するためのモータ電圧検出系
62とを備える。走行制御手段61は、例えばA/D変
換器61aを内蔵した1チップマイクロコンピュータ等
を用い、ROM内に予め格納した制御プログラムによっ
て運転許可判断手段61b,モータ制御手段61c,状
態表示制御手段61d等を構成している。
【0049】運転許可判断手段61aは、スタンドスイ
ッチ23のオンオフ情報23aに基づいてこの電動二輪
車のサイドスタンドが収納されており、また、シートス
イッチ24のオンオフ情報24aに基づいて運転者が着
座状態にあることを確認し、さらに、アクセル開度に係
る信号25aが所定開度以下であることを確認した場合
は、モータ運転許可信号mdを出力するよう構成してい
る。また、この運転許可判断手段61aは、運転状態に
おいて非着座状態が予め設定した所定時間継続した場合
は、モータ運転許可信号mdの出力を停止するよう構成
している。また、バッテリ監視・充電制御部80から走
行用電源30の温度上昇や電池容量の低下に伴ってモー
タ運転停止要求信号82jが供給された場合、運転許可
判断手段61aはモータ運転許可信号mdの出力を停止
するよう構成している。
【0050】アクセル開度センサ25は、アクセル操作
に応じて回動される可変抵抗器(ボリューム)を用い構
成しており、この可変抵抗器の両端に基準電位を印加
し、可動端子から出力されたアクセル開度に係る電圧信
号25aを得るようにしている。そして、走行制御手段
61は、A/D変換器61aを介してアクセル開度に係
る電圧信号25aに対応するデジタル信号を得るように
している。
【0051】また、この運転許可判断手段61aは、モ
ータ電圧検出系62で検出した電力スイッチング回路7
4への供給電圧に係る情報vに基づいて、電力スイッチ
ング回路74へ供給している電圧が予め設定した許容電
圧範囲から外れている場合は、必要に応じてモータ運転
許可信号MDの出力を停止し走行用モータ70Mの運転
を停止させたり、走行用モータ70Mの運転は継続させ
るものの電圧に異常がある旨を状態表示制御手段61d
へ与え、状態表示器26内に設けた可視表示器もしくは
可聴表示器等を駆動して運転者に注意を促すよう構成し
ている。
【0052】さらに、この運転許可判断手段61aは、
走行用モータ70Mの温度を監視し、予め設定した許容
温度範囲を外れた場合は、モータ制御手段61cへモー
タ出力の低下要求を与えたり、必要に応じてモータの運
転を停止させたり、また、状態表示制御手段61dを介
してモータ温度が異常である旨を状態表示器26内の例
えば発光ダイオード等の点灯等によって表示させるよう
にしている。
【0053】このため、走行用モータ70Mには、サー
ミスタ等の感熱抵抗素子を用いた温度センサ27を設け
ている。例えば、図示しない固定抵抗と温度センサ(感
熱抵抗素子)27との直列回路に制御系電圧VRGを供
給し、温度センサ(感熱抵抗素子)27端に発生した検
出温度に係る電圧27aをA/D変換器61aを介して
取り込むようにしている。
【0054】また、状態表示制御手段61dは、メイン
スイッチ2が接状態になったこと、サイドスタンド23
が収納されたこと、着座状態になったこと、ならびに、
走行用モータ70Mが運転状態にあること等を、状態表
示器26内の設けられた各表示機能に対応する例えば発
光ダイオードの点灯によって可視表示するよう構成して
いる。
【0055】走行用モータ70Mには、例えばホール素
子等の磁電変換素子とこの磁電変換素子の出力を増幅し
整形して2値レベルの信号を出力する磁気センサ28を
等角度間隔で複数個(例えば3個)設け、回転子70R
の機械的回転位置を検出するようにしている。なお、各
磁気センサ28には制御系電源VRGを供給している。
回転子70Rに永久磁石を備えたモータでは、この永久
磁石の磁界を各磁気センサ28で検出することで回転子
位置を検出してもよい。また、回転出力軸に回転位置検
出用の磁石(図示しない)を設け、その磁界を検出する
ようにしてもよい。
【0056】モータ制御手段61cは、各磁気センサ2
8の出力28a,28b,28cに基づいて回転子70
Rの機械的回転位置を判断し、モータ70Mの各巻線へ
の通電タイミングを決定するとともに、アクセル開度に
応じてPWM変調(パルス幅変調)された各通電指令信
号uh,vh,wh,ul,vl,wlを出力すること
で、走行用モータ70Mから取り出す出力を調節するよ
うにしている。バッテリ監視・充電制御手段80から走
行用電源30の残容量の低下や温度上昇に伴ってモータ
出力低下要求信号82iが供給された場合、モータ制御
手段61cは走行用モータ70Mへの電力供給を低減す
るようにしている。
【0057】また、この電動二輪車は回生制動機能を備
えており、回生制動時にモータ制御手段61cは、各通
電指令信号uh,vh,wh,ul,vl,wlの出力
を停止し、走行用モータ70Mの各巻線に誘起された交
流電圧を電力スイッチング回路74で整流させ、走行用
電源30を充電させることで、発電機として作用してい
る走行用モータ70Mの発電出力に負荷を与え、回生制
動が有効に働くようにしている。なお、後述するバッテ
リ監視・充電制御手段82から回生制動許可信号82k
が与えれていないときは、モータ制御手段61cは回生
制動を行なわないようにしている。
【0058】なお、走行用電源30を充電させることな
く、発電機として動作している走行用モータ70Mの特
定の相間に発生している誘起電圧を他の相の巻線で消費
するよう電力スイッチング回路74内の各電力用半導体
スイッチング素子74a〜74fのスイッチング動作を
制御して、回生制動を行なうようにしてもよい。このよ
うに、走行用電源30を負荷とすることなく、他の相の
巻線や別に設けた大電力消費用の抵抗器等を用いて回生
制動を行なう場合は、走行用電源30の状態に制約され
ずに回生制動を行なうことができる。
【0059】回生制動状態の制御は図示しない回生制動
スイッチの操作に基づいて手動操作で行なってもよい
し、モータ電圧検出系62で検出した電圧が走行用電源
30の電源電圧を超えている状態が所定時間以上継続し
た場合は、自動的に回生制動を行なうようにしてもよ
い。
【0060】モータ電圧検出系62は、モータ電圧検出
部62aと、電源分離型信号伝達回路62bと、直流−
直流変換器62cとからなる。モータ電圧検出部62a
は、A/D変換器62dと、電力スイッチング回路74
の高圧側電圧をA/D変換器62dで扱える電圧範囲に
分圧する抵抗分圧器62eとを備える。
【0061】直流−直流変換器62cは入力側と出力側
が直流的に絶縁されたものを用いており、入力側に供給
された制御系電源VRGからA/D変換器62dを動作
させるに必要な電源を出力側に得るようにしている。A
/D変換された検出電圧に係るデジタル信号は、例えば
フォトカプラ等を用いて構成された電源分離型信号伝達
回路62bを介して走行制御手段61へ伝達される。複
数ビット並列出力型のA/D変換器を用いた場合、電源
分離型信号伝達回路62bには、並列ビット数分のフォ
トカプラ等を設ける。ビット直列出力型のA/D変換器
を用い、走行制御手段61側で直列−並列変換を行なう
構成とした場合は、電源分離型信号伝達回路62bは1
個のフォトカプラで構成できる。
【0062】なお、A/D変換器62dを動作させるた
めの電源を走行用電源30から得る構成とした場合は、
直流−直流変換器62cを設けなくてよい。なお、この
場合は、走行用電源30からA/D変換器62dへ常時
電源が供給されないよう、例えばモータ運転許可信号M
dに基づいて動作する電源スイッチ回路等を設ける。
【0063】電力逆変換器70は、電源制御回路71
と、電源分離型信号伝達回路72と、スイッチング駆動
回路73と、電力スイッチング回路74とからなる。電
源制御回路71は、電源分離型信号伝達回路72を介し
て供給されたモータ運転許可信号MDに基づいて半導体
スイッチ素子71aを導通状態とし、リレーの巻線71
bへ通電してリレーの接点71cを接状態とし、端子7
0aに印加されている走行用電源30の正極側電源電圧
を電力スイッチング回路74等へ直接供給するようにし
ている。
【0064】また、ダイオード71dと電流制限用の抵
抗71eとの直列回路を、リレーの接点71cに並列に
接続し、リレーの接点71cが断であっても電流制限用
の抵抗72eで電流制限をした状態で電源安定化用コン
デンサ72fへの充電が行なえるようにしている。電流
制限用の抵抗72eを設けているので、走行用電源30
と電力逆変換器70との間の接続がなされた時に、電源
安定化用コンデンサ72fへの過大な初期充電電流が流
れることはない。また、ダイオード71dを介設してい
るので、点検,整備等のために走行用電源30と電力逆
変換器70との間のコネクタ接続等が外された状態で、
端子70a,70b間を短絡等しても電源安定化用コン
デンサ71fに蓄えられた電荷が放電されることがな
い。したがって、点検,整備等の時に誤って端子70a
に手等を触れても電撃を受けることはない。
【0065】電源分離型信号伝達回路72は、制御系電
源VRGで動作している走行制御手段61から出力され
る各種の信号md,uh,vh,wh,ul,vl,w
lをフローティングされた走行用電源30で動作する回
路部へ伝達するもので、発光素子と受光素子を組み合わ
せた光結合によって各信号を伝達するようにしている。
この実施例では、電源分離型信号伝達回路72を電力逆
変換器70側に設けているが、この電源分離型信号伝達
回路72は走行制御部60側に設けてもよい。また、発
光素子を走行制御部60に、受光素子を電力逆変換器7
0側に設け、各発光素子,各受光素子間をそれぞれ光フ
ァイバ等を用いた導光路で接続して、高圧回路側と低圧
回路側の距離を充分に離すようにし、絶縁性能を向上さ
せるとともに、電力スイッチング回路74で発生するス
イッチング雑音が走行制御手段61等へ飛び込むのを回
避するようにしてもよい。
【0066】スイッチング駆動回路73は、電源分離型
信号伝達回路72を介して供給された各通電指令信号u
h,vh,wh,ul,vl,wlに係る信号に基づい
て、電力スイッチング回路74内の各電力用半導体スイ
ッチング素子74a〜74fを駆動するための各信号U
H,VH,WH,UL,VL,WLを出力する。
【0067】電力スイッチング回路74は、3相ブリッ
ジ接続された6個の電力用半導体スイッチング素子74
a〜74fを備える。各電力用半導体スイッチング素子
74a〜74fは、逆方向サージ吸収用のダイオードを
それぞれ各スイッチング素子74a〜74fに並列に接
続している。なお、逆方向接続されたダイオードを内蔵
する電力用半導体スイッチング素子を用いてもよい。そ
して、これらのダイオードによって、スイッチング動作
に伴って発生する逆方向のサージをから各スイッチング
素子74a〜74fを保護するとともに、回生制動時に
はこれらのダイオードを介して極性を一致させた電圧を
走行用電源30側へ供給するようにしている。
【0068】なお、各電力用半導体スイッチング素子7
4a〜74fは、小または中電力用の半導体スイッチン
グ素子を複数個並列に接続して必要な電力損失容量のも
のを構成してもよい。また、後述する自動二輪車への適
応例では、電力スイッチング回路74および電源制御回
路71を走行用モータ70M側に設けて、モータ駆動電
流を供給する大電流経路の配線長の短縮を図っている。
【0069】図11はバッテリ監視・充電制御部の一具
体例を示すブロック構成図である。バッテリ監視・充電
制御部80は、バッテリ状態検出部81と、マイクロコ
ンピュータ等を用いて構成されたバッテリ監視・充電制
御手段82と、充電回路部83と、充電時に各回路部へ
必要な電源を供給するための直流−直流変換器84と、
電池電圧検出用の電源を供給するための直流−直流変換
器85と、フォトカプラ等を用いて構成した電源分離型
信号伝達回路86と、充電回路部83等からの発熱を外
部に逃がしバッテリ監視・充電制御部80を強制空冷す
るためのファン87等からなる。
【0070】走行用電源30は、例えば6個の電池ユニ
ット30a〜30fを直列に接続している。各電池ユニ
ット30a〜30fは、直列接続された複数個(例えば
12個)の2次電池BATと、電圧検出端子BDからの
出力電流を制限するための抵抗RAと、例えばサーミス
タ等の感熱抵抗素子で構成した電池ユニットの温度検出
器TSとをそれぞれ備える。
【0071】電流制限用の抵抗RAは、電池ユニットの
正極側と電圧検出端子BD間に介設している。電流制限
用の抵抗RAを、電池ユニット内に内蔵することで、例
えば電圧検出部81側に異常が生じても過大な電流が流
れるのを防止することができる。なお、電流制限用の抵
抗RAの抵抗値はすべて同じ値として電池ユニット30
a〜30fの共通化を図っている。
【0072】バッテリ状態検出部81は、各電池ユニッ
ト30a〜30fの電流制限用の抵抗RAと各分圧用抵
抗RBa〜RBfと構成される各分圧回路で分圧された
電圧を対応するデジタル信号へ変換するためのA/D変
換器81aと、各基準抵抗RC…と各電池ユニット30
a〜30fの温度検出器TSとの直列回路で構成した温
度検出回路の出力電圧を対応するデジタル信号へ変換す
るとともに、各電流検出器21,22で検出した電流値
に係る電圧信号を対応するデジタル信号へ変換するため
のA/D変換器81bとを備える。
【0073】電池電圧変換用のA/D変換器81aに
は、入出力絶縁型の直流−直流変換器85を介して、所
定の電源電圧VBBを供給している。この電源VBBの
負極側は走行用電源30の負極側と接続している。入出
力絶縁型の直流−直流変換器85を設けずに、走行用電
源30から降圧型の安定化電源回路等(図示しない)を
介してA/D変換器81aへ電源を供給する構成として
もよいが、走行用電源30が完全放電に近い状態となっ
た場合は、A/D変換器81aの動作を保証できなくな
り、各電池ユニット30a〜30fの電圧検出ができな
くなる。このため、本実施例では商用電源からの電力供
給で動作する充電回路部83から、例えば充電制御用の
直流−直流変換器84−ダイオードD1を介して得た電
圧VDDを入出力絶縁型の直流−直流変換器85の入力
側へ電力を供給し、その出力電圧VBBでA/D変換器
81aを動作させることで、走行用電源30の電源電圧
にかかわらず各電池ユニットの電圧検出が行なえる構成
としている。
【0074】A/D変換器81aはA/D変換可能な入
力電圧範囲が制限されているので、電流制限用抵抗RA
と各分圧用抵抗RBa〜RBfとの分圧電圧が所定の入
力電圧範囲となるよう各分圧用抵抗RBa〜RBfの抵
抗値を設定している。分圧用の抵抗RBa〜RBnはす
べて同じ抵抗値でもよいが、この場合分圧電圧は各電池
ユニット30a〜30fの直列接続電圧と比例関係とな
り、各電池ユニット30a〜30fの電圧が等しいとす
れば、分圧電圧の最低値(電池ユニット30aの検出電
圧)と最高値(走行用電源全体の検出電圧)とは6倍の
関係となる。このため、最低値の検出分解能が低下した
り、最高値(走行用電源全体の検出電圧)が過充電や回
生制動時の電圧上昇によって許容入力電圧範囲を超えた
場合に正しい電圧検出出力が得られないことがある。
【0075】そこで、各分圧用抵抗RBa〜RBfの抵
抗値を各分圧電圧が許容入力電圧範囲の例えば中央値近
辺となるよう設定し、電圧検出の分解能を確保するとと
もに、電圧上昇による検出不可状態を回避する構成とし
てもよい。ただし、この場合は、バッテリ監視・充電監
視手段82内の電圧判断手段(図示しない)は、各分圧
回路毎にそれぞれの分圧比に基づいて検出電圧の換算を
行なう構成とする。
【0076】フローティングされている走行用電源30
の電池電圧を検出するため、直流−直流変換器85を介
して電圧検出用のA/D変換器81aの電源もフローテ
ィングさせているため、A/D変換器81aとバッテリ
監視・充電監視手段82との間の信号の伝達は電源分離
型信号伝達回路86を介して行なうようにしている。
【0077】複数の電池ユニットの電圧をそれぞれ検出
するため、A/D変換器81aはマルチプレクス入力型
のものを用いている。このため、バッテリ監視・充電制
御手段82は入力チャネルの指定に係る例えば並列3ビ
ットの情報82aを電源分離型信号伝達回路86を介し
てA/D変換器81a側へ供給し、指定した入力チャネ
ルのA/D変換結果に係る例えば並列8ビットの情報8
2bを電源分離型信号伝達回路86を介して受け取る構
成としている。したがって、電源分離型信号伝達回路8
6内には、A/D変換器81aとのインタフェースのた
めに多数(例えば11個)のフォトカプラ(光結合回
路)が必要となる。
【0078】そこで、A/D変換器81aは、各入力電
圧を予め設定した順序でサンプル・ホールドしA/D変
換を行ない、選択した入力チャネルに係る例えば3ビッ
トのデータとA/D変換した例えば8ビットのデータを
予め設定したスタートコードとストップコード等の間に
挿入してビット直列に出力することを、各入力チャネル
毎に順次繰り返す構成とすることによって、1個のフォ
トカプラで入力チャネルに係る情報(電池ユニットの種
別)とその検出電圧に係る情報の伝達を行なわせるよう
にしてもよい。
【0079】充電回路部83は、商用電源を整流し平滑
した直流を出力する整流平滑回路83aと、整流平滑出
力を入力とし充電用の電圧を電流可変型の定電流回路8
3cへ供給する入出力絶縁型の直流−直流変換器83b
とを備える。電流可変型の定電流回路83cは、電圧制
御型定電流回路83dと、D/A変換器83eの出力電
圧の急激な変化を吸収し電圧制御型定電流回路83dの
制御電圧入力端子83fへ制御電圧を供給するローパス
フィルタ回路(LPF)83gとを備える。D/A変換
器83eには、入出力絶縁型の直流−直流変換器85を
介してフローティングされた電源VBBを供給してい
る。また、電流可変型の定電流回路83c内には、走行
用電源30から電圧制御型定電流回路83dへ電圧が印
加されるのを防止するためのダイオード83hを設けて
いる。
【0080】充電のために商用電源の供給がなされる
と、整流平滑回路83aの出力電圧によって充電制御用
の直流−直流変換器84が動作し、その出力側には制御
系電源VRGよりもダイオードの順方向降下電圧分だけ
高い電圧VCHが出力され、この電圧がダイオードD1
を介してバッテリ監視・充電制御手段82ならびにフロ
ーティングされた電源VBBを供給するための直流−直
流変換器85の入力側へ供給される。
【0081】バッテリ監視・充電制御手段82は、充電
制御端子82cに例えばダイオードD2を介してしきい
値以上の電圧が印加されていること基づいて、商用電源
が接続された充電状態であると判断し、制御系電源VR
Gならびに灯火器系電源VCLを供給するための直流−
直流変換器40の起動を禁止させる信号82dを出力し
て、直流−直流変換器40の非動作状態へ制御する。
【0082】図7,図8に示した停止制御機能付きの起
動回路47を備えた直流−直流変換器40A,40Bの
場合、起動禁止信号82dを停止制御端子40gへ供給
することで直流−直流変換器40A,40Bを非動作状
態とすることができる。これによって、商用電源が接続
された状態で、メインスイッチ2が操作されても図6等
に示した直流−直流変換器40が起動され、走行用電源
30以外の回路が充電回路部83の負荷となることを防
止できる。なお、起動禁止信号82dに基づいて図示し
ないリレーを動作させ、その接点を介して図6に示した
直流−直流変換器40の起動制御端子40fへ起動信号
が供給されるのを阻止するようにしてもよい。
【0083】充電状態にあると判断したバッテリ監視・
充電制御手段82は、電源分離型信号伝達回路86を介
して電池電圧検出用のA/D変換器81aを起動し、各
電池ユニットの電圧に係るデジタル情報82bを得ると
ともに、入力チャネル指定情報82e出力して電池温度
ならびに電流検出用のA/D変換器81bを起動し、各
バッテリの温度ならびに充電電流検出用の電流検出器2
1で検出した充電電流に係るデジタル情報82fを得
る。
【0084】各電池ユニットの電圧が定格電圧よりも所
定値以上低下している場合、バッテリ監視・充電制御手
段82は、急速充電用の電流値に係る情報82gを電源
分離型信号伝達回路86を介して電流可変型の定電流回
路83c内のD/A変換器83eへ供給する。D/A変
換器83eは供給された電流値に係る情報82gに対応
する電圧を出力し、この出力電圧はローパスフィルタ8
3fを介して電圧制御型定電流回路83dへ供給され、
電流値指定情報82g対応する充電電流がダイオード8
3hを介して走行用電源30へ供給される。バッテリ監
視・充電制御手段82は、電流検出器21で検出した充
電電流に係るデジタル情報82fに基づいて充電電流を
監視し、所定の電流値となるよう電流値に係る情報82
gをフィードバック制御する。
【0085】各電池ユニット30a〜30fの電圧が定
格電圧、もしくは、ほぼ定格電圧に達すると、バッテリ
監視・充電制御手段82は、定常充電用の電流値に係る
情報82gを出力し、比較的小さい充電電流で予め設定
した時間が経過するまで充電を継続し、各電池ユニット
を完全充電状態とする。定常充電が所定時間経過する
と、バッテリ監視・充電制御手段82は、D/A変換器
83eの電圧出力を停止させる情報82gを出力し、電
圧制御型定電流回路83dの電流供給動作を停止させ
る。各電池ユニット30a〜30fの電圧を個別に検出
する構成としているので、全ての電池ユニットが完全充
電状態となるまで充電を継続させることがでる。
【0086】なお、バッテリ監視・充電制御手段82
は、充電を行なっている間は充電表示器88内の発光ダ
イオード等を点灯させ、充電状態であることを可視表示
させたり、電池容量の残量メータ89を駆動して充電の
進み具合を可視表示させている。また、各電池ユニット
30a〜30fの温度が予め設定した許容温度範囲を超
えた場合は、その超えた度合に応じて充電電流を低下さ
せるとともに、充電電流を低下させても電池の温度が許
容温度範囲内とならない場合は、充電を停止させるとと
もに、警告灯90を点灯もしくは点滅したり、例えば圧
電型等のブザー91等を駆動して異常状態であることを
可視もしくは可聴表示するようにしている。
【0087】なお、この実施例では、各電池ユニット毎
にその電圧ならびに温度を検出する構成としているの
で、どの電池がどのような異常状態となっているかを可
視もしくは可聴表示させることが可能である。さらに、
特別な表示器を設けずに例えば充電表示器88の連続点
滅回数によって電池ユニット30a〜30fの番号を可
視表示したり、ブザー91の鳴動周波数や断続周期等を
異ならしめることで電圧異常や温度異常等の異常内容を
表示させるようにしてもよい。
【0088】商用電源が接続された状態では、充電用の
直流−直流変換器84の出力である電圧VCHがダイオ
ードD3を介して直流モータFMへ供給されて送風ファ
ン80Fが運転され、図6に示したメインスイッチ2が
接にされた状態では灯火器系電源VCLからダイオード
D4を介して供給される電圧で送風ファン80Fが運転
される。
【0089】また、商用電源が接続された状態では、整
流平滑回路83aの出力によってファン87が運転さ
れ、発熱量の大きい定電流回路83c等を含めてバッテ
リ監視・充電制御部80を強制空冷する。
【0090】図6に示したメインスイッチ2が接状態に
操作され、制御系電源VRGが供給されると、この制御
系電源VRGはダイオードD5を介してバッテリ監視・
充電制御手段82へ供給される。バッテリ監視・充電制
御手段82は、例えばダイオードD6を介して走行制御
端子82hへ供給される電圧がしきい値以上であること
に基づいて、キースイッチ2が接にされた状態であるこ
とを判断すると、走行状態用の制御を行なうよう構成し
ている。
【0091】この走行状態用の制御では、充電時と同様
に各電池ユニットの電圧ならびに温度を監視するととも
に、検出した走行用電源30の電圧ならびに電流検出器
22で検出したモータ駆動電流とに基づいて走行用電源
30の電源容量を算出し、算出した電源容量に基づいて
残量メータ89を駆動して電池の残り容量を表示すると
ともに、走行用電源の残り容量が予め設定した所定の警
告レベルに達した場合は警告灯88を点灯して可視表示
を行なわせたり、ブザー91を鳴動させて運転者に注意
を促すようにしている。
【0092】また、電池ユニットの温度が許容範囲を超
えそうな場合やモータ電流検出用の電流検出器22で検
出したモータ電流が過大となっている場合、バッテリ監
視・充電制御手段82は、モータ出力低下要求信号82
iを図9に示した走行制御手段61へ供給して走行用モ
ータ70Mへの電力供給量を低下させたり、電池ユニッ
トの温度が許容範囲を超えた場合やモータ電流があきら
かに異常となっている場合は、警告灯90やブザー91
を用いて異常警報を発するとともに、モータ運転停止要
求信号82jを図10示した走行制御手段61へ供給し
て走行用モータ70Mの運転を停止させるよう構成して
いる。
【0093】なお、バッテリ監視・充電制御手段82
は、回生制動によって走行用電源30が過充電となるの
を防止するため、各電池ユニット30a〜30nの電圧
ならびに温度を監視して、充電が許容できる状態であれ
ば回生制動を許可する回生制動許可信号82kを出力
し、図10に示した走行制御手段61は回生制動許可状
態にあるときに、必要に応じて回生制動を行なうように
している。
【0094】なお、図11に示した回路構成例では2系
統の電源間の廻り込みを防止するためダイオードD1〜
D6を用いているが、ダイオードの順方向降下電圧によ
る電圧損失を減少させるため例えばトランジスタを用い
たスイッチ回路で廻り込みを防止のための回路を構成し
てもよい。
【0095】なお、この実施例では、充電制御に必要な
電源を充電用制御用の直流−直流変換器84を介して供
給し、充電状態にメインスイッチ2が接状態に操作され
ても制御系電源VRGならびに灯火器系電源VCLを供
給するための直流−直流変換器40(図6)を非起動状
態に制御する構成を示したが、例えば充電用の電圧を供
給するための入出力絶縁型の直流−直流変換器83bを
利用して、図6に示した直流−直流変換器40をメイン
スイッチ2が断状態であっても強制的に起動させるとと
もに、可変電流型の定電流回路83cは予め設定した初
期電流値を自動的に供給するよう構成し、走行用電源3
0の電圧が低下している状態であっても定電流回路83
cから供給される電力で直流直流変換器40を動作さ
せ、その出力側から制御系電源VRGならびに灯火器系
電源VLCを出力させ、これらの電源VRG,VLCに
よってバッテリ状態検出部81やバッテリ監視・充電制
御手段82へ電源を供給させる構成としてもよい。
【0096】この場合、バッテリ監視・充電制御手段8
2は、充電状態にある旨に信号を走行制御部60へ供給
し、電源制御回路71を非起動状態とする。また、灯火
器系統電源VCLの電源出力端子40dと図8に示した
灯火器系統回路部50との間に充電状態では断となるス
イッチ回路を介設し、不要な電力消費を無くすようにす
るのが好ましい。このような構成とすることによって、
図11に示した充電制御用の直流−直流変換器84と、
この直流−直流変換器84の出力電圧VCHと他の電源
系統VRG,VCLとの廻り込みを防止するための各種
のダイオードD1〜D6を削除することができる。
【0097】なお、この実施例では小電流用の電流検出
器21を用いて充電電流の検出を行ない、大電流用の電
流検出器22を用いて走行用モータ70Mの駆動電流を
検出をそれぞれ精度良く行なう構成としたが、1個の電
流検出器を各系統に共通に電流路(例えば図6に符号C
Tで示す箇所)に設ける構成としてもよい。
【0098】次に、この発明に係る電動車用電源装置を
適用した電動二輪車について説明する。図12は電動二
輪車の側面図、図13は電動二輪車の平面図、図14は
電動二輪車の後面図である。電動二輪車100の車体フ
レーム101は、前部フレームであるヘッドパイプ10
2と、中間フレーム103と、後部フレーム104とを
連結して構成している。ヘッドパイプ102にはフロン
トフォーク105が取り付けられ、このフロントフォー
ク105を介して前輪106Fを操向ハンドル107に
よって操向可能に支持している。中間フレーム103の
下部に走行用電源収納部108を形成し、この走行用電
源収納部108に左右各3個の電池ユニット30a〜3
0fを収納している。
【0099】走行用モータ70Mを内蔵するパワースイ
ングユニット109は、その前端が後部フレーム104
から垂下された一対の取付パイプ110L,110R間
に架設されたピボット軸111に上下方向に揺動自在に
取り付けられるとともに、その後端上部はサスペンショ
ン112を介して後部フレーム104に支持される。パ
ワースイングユニット109の後端には後輪106Rが
支持される。符号113はサイドスタンドである。この
サイドスタンド113の枢軸部にはその収納状態を検出
するためのサイドスタンドスイッチ23(図示しない)
を設けている。また、サイドスタンド113の先端には
ローラ113aが設けられており、パワースイングユニ
ット109に設けた凹部113bに当接して固定されて
いる。
【0100】シート114の下部にはヘルメット収納部
115を設け、このヘルメット収納部115の下方にバ
ッテリ監視・充電制御部80と、走行制御部60と、送
風ファン80Fを設け、バッテリ監視・充電制御部80
の後方に直流−直流変換器40を設けている。また、シ
ート114の下部には運転者の着座を検出するためのシ
ートスイッチ24を設けている。ヒューズボックス11
6は走行用電源収納部108の上方に配置している。符
号139はヒューズ交換時に開閉される開閉蓋である。
各制御部80,60、直流−直流変換器40、ヒューズ
ボックス116、走行用電源30等との間の電気的接続
は、車体フレーム101に沿って配策された束線組立1
17によって行なっている。
【0101】ヘッドパイプ102の周辺ならびに中間フ
レーム103の前方周辺はフロントカバー組立118で
覆っている。走行用電源収納部108の上部はステップ
フロア(図17符号147参照)とするとともに、走行
用電源収納部108の周辺はバッテリカバー組立119
で覆っている。車体後部はリアカバー組立120で覆っ
ている。リアカバー組立120の上部にシート114
を、後部にナンバープレート取付部121を設けてい
る。
【0102】図15はフレーム構造ならびに走行用電源
収納部を示す斜視図である。後部フレーム104はパイ
プを略O字状に屈曲したリアチューブを有し、このリア
チューブの前部左右両端を中間フレーム103に溶接等
で固着している。走行用電源収納部108は左右各3個
の電池ユニット収納室を区画形成しており、収納部の床
面108aを形成する波型鋼板の上に電池ユニット受台
122を各収納室ごとに載置し、この電池ユニット受台
122の上に電池ユニット30a〜30fを置き、各電
池固定バンド123で各電池ユニット30a〜30fを
それぞれ固定している。床面108aの下部両側には各
電池収納室毎に対応してヒンジ部108bを設けてお
り、このヒンジ部108bに電池固定バンド123の下
端部をピン124を介して結合することで電池固定バン
ド123を揺動自在に取り付けている。この実施例では
1本のピン124で片側3個の電池固定バンド123を
取り付けるようにしている。
【0103】電池ユニット受台122の下面および側面
には硬度の高い緩衝材122a,122bを設け、床面
108a等との係合を図るとともに、電池ユニットの取
付の安定化を図っている。中央の各仕切部108cには
例えば長穴108dを設け、この長穴108dに緩衝材
125を嵌合させて取り付けることで、左右両側の電池
ユニットの各側面を1個の緩衝材で緩衝支持するように
している。
【0104】そして、電池収納室に電池ユニットを収納
した後、電池固定バンド123の先端を中間フレーム1
03にねじ止めすることで、電池ユニット30a〜30
nを固定する構造としている。電池固定バンド123の
内側面には緩衝材123aを取り付け、電池ユニット3
0a〜30nの側面を緩衝支持する構造としている。そ
して、各電池固定バンド123に電池収納室下側カバー
126をねじ126Bで取り付けることで電池収納室の
下側を覆うようにしている。電池収納室の各仕切部10
8dには丸穴,長穴等を設けて必要な強度を保ちつつ軽
量化を図っている。
【0105】中間フレーム103は中空のパイプで形成
しており、この中間フレーム103に各電池ユニットへ
送風するためのダクト127を溶接等で取り付けてい
る。各ダクト127は電池収納室に収納された電池ユニ
ットの冷却用空気取入口(後述)と係合する位置にそれ
ぞれ設けている。中間フレーム103の後端は、図19
に示すようにジョイント80Jを介して送風ファン80
Fの吹出し口80Faへ接続している。そして、中間フ
レーム103のパイプ内部を通風路として利用し、各電
池ユニット30a〜30fへ冷却風を供給するようにし
ている。
【0106】前部フレームであるヘッドパイプ102の
上端部には、キースイッチからなるメインスイッチ2を
取り付け、このメインスイッチ2のキーがロック状態に
操作されるとステアリングを回動できないようにしてい
る。また、ヘッドパイプ102の下端部には、フロント
カバーステイ128を取り付けている。走行用電源収納
部108の前方にはフロントフェンダの内側に付く泥等
を防ぐための部材129を取り付けている。
【0107】後部フレーム104には、制御部取付部材
の取り付け部104a〜104dと、荷台の取り付け部
104eとを設けている。クロスパイプ130にはサス
ペンション112の上端側の取り付け部130aを備え
ている。後部フレーム104の基端部にヒューズボック
ス116を取り付けるようにしている。また、クロスパ
ネル131の上端折り返し部には、ファンケース取付用
のねじ穴131aを形成している。
【0108】図16はバッテリ監視・充電制御部と走行
制御部の取り付け構造ならびにリアカバー組立の一部を
示す分解斜視図である。前方の取り付け部材132は図
15に示した制御部取付部材の取り付け部104a,1
04b間に、後方の取り付け部材133は図15に示し
た制御部取付部材の取り付け部104c,104d間に
それぞれ取り付けられる。バッテリ監視・充電制御部8
0はその4隅が間座等を介して各制御部取付部材13
2,133の下側にねじ止めされる。前方の取り付け部
材132には一対の取り付け足132aを設けており、
これらの取り付け足132aに走行制御部60を取り付
けている。また、前方の取り付け部材132には後述す
るファンケース149(図19参照)の後端を取り付け
支持するための切り起こし部132bを備えている。
【0109】バッテリ監視・充電制御部80の内部には
充電時に運転されるファン87が設けられ、ケースの側
面に設けたスリット87Sからケース内部に取り込んだ
空気をファン87の吐出口87aから後部フレーム10
4に沿って這わせた排風ホース87bを介してリアカバ
ー組立120の内に側部もしくは外部へ放出すること
で、バッテリ監視・充電制御部80の内部を強制空冷す
るようにしている。
【0110】バッテリ監視・充電制御部80の後端部に
接続された商用電源コード80Wは、チャージャコード
ボックス134の側面に設けた透孔もしくは切欠き部1
34aを通して商用電源コード80Wのカールコード部
分をチャージャコードボックス134の凹部134bに
収納する構造としている。丸型の切欠きを備えた切り起
こし部134cは図15に示したクロスパイプ130と
の嵌合部である。走行用電源充電時には、後述する電源
コード取り出し用蓋141(図17参照)を開けてチャ
ージャコードボックス134からACプラグ80Pがリ
アカバー組立120の外部に引き出されカールコードは
伸長される。カールコードの自由長を収納できる十分な
スペースを備えているので、充電終了後はカールコード
の復元力でスムーズに収納される。
【0111】直流−直流変換器40は、チャージャコー
ドボックス134の背面にねじ止めしている。各制御部
80,60の下部を覆う下部リアフェンダ135は、そ
の後端を後方の取り付け部材133に設けた一対の取り
付け足133aにねじ止めする構造としている。符号1
36はフェンダステイ、符号137は後部フェンダであ
る。
【0112】図17はヘルメット収納部とリアカバー組
立の一部ならびにバッテリカバー組立の一部を示す分解
斜視図である。ヘルメット収納部115の前方を覆うセ
ンタカバー138の下部にヒューズ交換用蓋139を開
閉自在に設け、このヒューズ交換用蓋139を開けるこ
とでヒューズボックス116(図12参照)内のヒュー
ズF1,F2,F3(図6参照)の交換を行なえるよう
にしている。
【0113】車体カバー140は、左右の車体カバー1
40L,140Rを後部で結合して構成している。車体
カバー140の後部には、図16に示した商用電源コー
ド80Wを取り出すための電源コード取り出し蓋141
がその下端部141aをヒンジ部材142に開閉自在に
係合されて取り付けられている。また、必要に応じて荷
台143の先端143aを図15に示した荷台の取り付
け部104eにねじ止めすることで荷台143を取り付
けることができる。符号144L,Rは左右のフロアサ
イドカバー、符号145L,Rはサイドカバーであり、
図12,図15等に示した走行用電源収納部108の両
側部を覆うものである。
【0114】図18はフロントカバー組立の分解斜視図
である。フロントカバー組立118は、フロントフェン
ダ118aと、フロントカバー118bと、フェンダマ
ットガード118cと、フロントインナアッパカバー1
18dと、フロントインナロアカバー118eとからな
る。フロントフェンダ118aの上部正面にフロントカ
バー118bが取り付けられ、フロントカバー118b
の下部先端にフェンダマットガード118cが取り付け
られる。フロントインナアッパカバー118dとフロン
トインナロアカバー118eとは上下方向に組み合わせ
れた状態で、フロントフェンダ118aの背面側と組み
合わせれる。符号146はステアリングパイプの下端に
取り付けられるステアリングマットガードである。符号
147は走行用電源収納部108の上部を覆うとともに
運転者の足乗せ場となるステップフロア、符号148
L,Rはステップフロア147の後下部に取り付けられ
る左右のサイドフロアである。
【0115】図19は送風ファンの取り付け構造を示す
斜視図である。送風ファン80Fはファンケース149
に取り付ける。ファンケース149はその前部に設けた
各取り付け穴149aを介して、図14に示したクロス
パネル131の上端折り返し部に設けたファンケース取
付用のねじ穴131aねじ止めされる。ファンケース1
49の後端149bは、図15に示した前方の取り付け
部材132の切り起こし部132bにねじ止めされる。
送風ファン80Fは、ファンロータ80rとともに回転
するファンブレード80bを備え、図示上側設けた開口
80kから空気を吸入し、吹出し口80Faに接続され
るジョイント80Jを介して図13等に示した中間フレ
ーム103内へ電池ユニットを空冷するための空気を送
給する。ファンケース149の側面に取り付けられるス
テイ150は、送風ファン80Fへの給電用コネクタ
(図示しない)を固定するためのものである。
【0116】図20は束線組立ならびに電池ユニットの
配線を示す斜視図である。束線組立117の主幹部分は
中間フレーム103ならびに後部フレーム104に適宜
の間隔で取り付けられた束線押さえ(図示しない)を介
して各フレームにそって配策される。各分岐束線の先端
にはコネクタを設けており、これらのコネクタを用い
て、図6に示した各回路ブロック間ならびに図9に示し
た各種灯火器等との配線を行なうようにしている。符号
50bはホーン、符号91はブザーであり、このブザー
91はメインスイッチ2が投入された時の確認音や電池
容量低下時の警報音を発するためのものである。ホーン
50bならびにブザー91は図18に示したフロントカ
バー組立118内に配置される。
【0117】電池ユニット30a〜30fには、ケース
の上面に負極側のコネクタが30CNが、ケースの長手
方向側面に正極側のコネクタ30CPが設けられてお
り、隣接する電池ユニットの各コネクタ30CP,30
CN間を、両端にコネクタを備えた電池接続線30Wで
接続して、6個の電池ユニットを直列接続している。そ
して、後側の電池ユニット30aから走行用電源30の
負極を、電池ユニット30fから走行用電源30の正極
を取り出すようにしている。符号116はヒューズユニ
ットである。
【0118】図21はパワースイングユニットの内部構
造を示す水平断面図である。パワースイングユニット1
09は、走行用モータ70Mと、無端ベルト式動力伝達
機構151と、ワンウェイクラッチ152と、減速歯車
機構153等からなる。走行用モータ70Mの回転出力
は、駆動用プーリ151a、無端ベルト151b、従動
プーリ151cを介してワンウェイクラッチ152の入
力軸152aへ伝達され、ワンウェイクラッチ152の
出力軸152bから減速歯車機構153を介して後輪1
06Rへ伝達される。走行用モータ70Mの出力軸には
ファン154を取り付けている。
【0119】走行用モータ70Mの側部に、モータ駆動
ユニット170と、空気取入口155aを備えた側蓋1
55を取り付けており、空気取入口155aとバッテリ
カバー組立119の後端部に形成した空気排出口119
aを可撓性を有するダクト156を用いて接続してい
る。
【0120】図22はモータ駆動ユニットおよび走行用
モータの分解斜視図である。走行用モータ70Mは、ベ
ルトケース157と一体的に形成されたモータケース部
157M内にボルト止めで取り付けられるとともに、走
行用モータ70Mの側部にモータ駆動ユニット170を
ボルト止めで取り付けている。このモータ駆動ユニット
170には、ケース170aの略中央に図10に示した
電源制御回路71の電源安定化用コンデンサ71fを配
置するとともに、ケースの突出部170bに図10に示
した電源制御回路71を構成する半導体スイッチ71
a、リレー71b,71c、ダイオード71d、抵抗7
1e等の各部品を収納している。また、電源安定化用コ
ンデンサ71fの外周に、放熱フィン等を備えた放熱板
170cを6組配置し、これらの放熱板170cに図1
0に示した電力スイッチング回路74を構成する6組の
電力用半導体スイッチング素子74a〜74fをそれぞ
れ取り付けている。
【0121】図23はパワースイングユニットへの空気
取入部の構造を示す分解斜視図である。空気取入口15
5aを備えた側蓋155は、シールリング155bを介
してモータ駆動ユニット170の側面にねじ止めされ
る。可撓性を有するダクト156の一端側はダクト押さ
えリング155cを介して空気取入口155aに接続さ
れる。
【0122】図24は電池ユニット内の空気の流れを示
す説明図である。各電池ユニット30a〜30fは、中
間フレーム103に設けたダクト127を介して電池ユ
ニットの冷却用空気取入口30Kから電池ユニットのケ
ース内部に送給された空気を、一側端側へ導いた後、こ
のケース内に実装された各2次電池BAT(図示しな
い)の間を通してケースの他端側に形成した複数の冷却
用空気排出口30Lからケース外部に排出するようにし
ている。
【0123】図13に示すように、走行用電源収納部1
08に収納された各電池ユニット30a〜30fと各電
池ユニットの側部を覆うバッテリカバー組立119との
間には通風のための間隙Gを形成している。このため、
図21に示した走行用モータ70Mが回動されることに
よって以下に示す空気の流れが生ずる。まず、送風ファ
ン80Fから送給される空気は、ジョイント80J、中
間フレーム103の内部、中間フレーム103に設けた
各ダクト127、各電池ユニットの冷却用空気取入口3
0K、電池ユニットの内部、電池ユニットの冷却用空気
排出口30L、走行用電源収納部108(バッテリカバ
ー組立で覆われた空間)、バッテリカバー組立119の
後端部に形成した空気排出口119a、この空気排出口
120aに接続された可撓性を有するダクト156、空
気取入口155aを備えた側蓋155、モータ駆動ユニ
ット170、走行用モータ70M、ファン154、そし
てベルトケース157内部の無端ベルト式動力伝達機構
151,ワンウェイクラッチ152,減速歯車機構を介
して後輪106F側から外部へ放出される。
【0124】したがって、送風ファン80Fが運転され
るとともに走行用モータ70Mの運転に伴ってその下流
側に設けたファン154が運転されている走行状態で
は、上記の経路で空気が流れるので、各電池ユニット3
0a〜30f、走行用モータ70Mを駆動する電力用半
導体スイッチング素子74a〜74f、走行用モータ7
0M、ならびに走行用モータ70Mの下流側に位置する
無端ベルト式動力伝達機構151、ワンウェイクラッチ
152、減速歯車機構153等を強制空冷する。
【0125】また、商用電源から各電池ユニット30a
〜30fを充電する場合でも送風ファン80Fを運転す
る構成としているので、各電池ユニット30a〜30f
を強制空冷することができる。なお、送風ファン80F
のみを運転している場合、パワースイングユニット10
9の内部を介して後輪106F側に至る経路はその空気
抵抗が大きいので、この経路を介しての空気の流れも生
ずるが、各電池ユニット30a〜30Fの冷却用空気排
出口30Lから走行用電源収納部108の内部に放出さ
れた空気の大半はバッテリケース組立120の隙間等か
ら外部に逃がす構造としている。
【0126】図25は電池ユニットの正面図、図26は
電池ユニットの前方側の側面図、図27は電池ユニット
の後方側の側面図、図28は各2次電池間の接続を示す
説明図、図29はコード押さえ部の構造説明図、図30
はハニカム構造の仕切部材の斜視図、図31は接続端子
の構造図である。図25に示すように、電池ユニット3
0a〜30fはケース本体301の両側に前方側の蓋体
302ならびに後方側の蓋体303をねじ等で組み付け
てなる。
【0127】ケース本体301の内部には、図30に示
すハニカム構造の仕切部材304が挿入もしくはケース
本体301と一体的に形成されており、ケース本体30
1内に複数(12個)のバッテリ収納室を区画形成し、
各バッテリ収納室内に円筒形状の2次電池(例えばニッ
ケル−カドミウム電池)BATをそれぞれ予め決めた向
きに挿入している。
【0128】ハニカム構造の仕切部材304で区画され
たバッテリ収納室内に、円筒形状の2次電池BATを挿
入することで、各2次電池BATと仕切部材304との
間に、図28に示すように冷却風を通すための間隙gを
複数箇所に形成している。そして、図28において符号
30Kで示す冷却用空気取入口から導入した空気をケー
ス本体301の上部側面に形成した導風路305を通し
て前方側の蓋体302側へ導き、各2次電池BATと仕
切部材304との間に形成された複数の間隙gを通し、
後方側の蓋体303に各間隙gに対応して形成した複数
の冷却用空気排出口30L(図27参照)から電池ユニ
ットの外部へ放出するようにしている。
【0129】図28に示すように、各2次電池BATは
正極側電極TPと負極側電極TNとが隣接するよう挿入
されており、隣接する2個の2次電池BATの正極側電
極TPと負極側電極TNを、接続端子306を用いて接
続することで、12本の2次電池BATを電気的に直列
接続している。直列接続された状態で正極側電極ならび
に負極側電極となる2次電池の電極に取出用端子307
P,307Nをそれぞれ溶接している。
【0130】そして、正極側の取出用端子307Pに圧
着もしくは圧接等で電気的に接続された電力取出線30
8Pを介して、図26に示す正極側のコネクタ30CP
へ接続している。この正極側のコネクタ30CPは、前
方側の蓋体302の側部に設けている。負極側のコネク
タ30CNはケース本体301の上面に設けており、こ
の負極側のコネクタ30CNは、図26に示す電力取出
線308Nを介して負極側の取出用端子307N(図2
8参照)へ接続される。
【0131】また、図26において符号RAで示す電流
制限用ならびに分圧用の抵抗は一端は、図示しない接続
線を介して、負極側のコネクタ30CNと同様にケース
本体301の上面に設けた信号取出用コネクタ(図示し
ない)へ接続している。図26において符号TSで示す
温度検出器の信号線(図示しない)も同様に信号取出用
コネクタ(図示しない)へ接続している。各電力用取出
線308N,308Pならびに温度検出器TS,分圧用
抵抗RAからの信号線308Wは、ケース本体301と
前方側の蓋体302の合わせ面から引き出す。このた
め、図26において符号309で示すコード押さえ溝
(半溝)を形成した本体側コード押さえ部310をケー
ス本体301に設けるとともに、図28において符号3
11で示すコード押さえ溝(半溝)を形成した蓋体側の
コード押さえ部312を前方側の蓋体302に設けて、
図29に示すように電力取出線308Nならびに信号線
308Wを両方のコード押さえ部310,312で挟持
することで、グロメット等を用いずにコード取り出し部
を固定している。
【0132】図31(a)の平面図に示すように、接続
端子306は長手方向にすり割り306a,306bを
形成して、各溶接部306c,306d,306e,3
06fを双子構造にしている。図31(b)の側面図に
示すように、各溶接部306c〜306fと中央の接続
部306gとの間に例えば1〜2ミリメートル程度の段
差を有する屈曲部306h,306iを設けることで、
溶接後に2次電池BATの振動等に伴って発生するテン
ションをこの屈曲部306h,306iならびに中央の
接続部306gでにがし、2次電池BATと接続端子3
06との溶接部にストレスが加わるのを防止している。
図31(c)の部分拡大図に示すように、溶接部306
c〜306fには溶接用の小突起306kを形成し、2
次電池BATの各電極TP,TNとの接触面積を均一に
することで、溶接時の溶接電流の均一化を図っている。
【0133】また、図31(a)および(b)に示すよ
うに、接続部306gは例えば塩化ビニール等の絶縁材
料からなるチューブもしくはシート306lで覆ってい
る。そして、図25に示すように、溶接箇所の周辺部に
例えばエポキシ系の絶縁性充填材307を流込んで、2
次電池BATの各電極TP,TNならびに絶縁材料から
なるチューブもしくはシート306lで覆われていない
導電性金属部分を絶縁性充填材307で封止すること
で、絶縁性の向上を図っている。
【0134】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電動
車用電源装置は、リーク電流防止用のダイオードをメイ
ンスイッチを経由する直流−直流変換器の起動回路内に
介設したので、絶縁抵抗が低下した場合であってもフロ
ーティングされた高圧の走行用電源からメインスイッチ
を介してリーク電流が流れるのを阻止することができ
る。よって、メインスイッチのボディと接点間の耐圧の
低いスイッチを用いてもリーク電流が流れることはな
い。また、高圧の走行用電源の一部の電池から低圧の起
動用電力もしくは起動用信号を直流−直流変換器へ供給
する構成であるから、接点間耐圧の低いメインスイッチ
を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電動車用電源装置の回路構成図
【図2】直流−直流変換器の一具体例を示すブロック構
成図
【図3】起動回路の他の構成例を示す回路構成図
【図4】起動回路を半導体スイッチ素子を用いて構成し
た電動車用電源装置の回路構成図
【図5】起動回路を兼用するスイッチング回路を備えた
直流−直流変換器のブロック構成図
【図6】この発明に係る電動車用電源装置を適用した電
動二輪車の電気系統の回路構成図
【図7】2系統の出力を供給する直流−直流変換器の一
具体例を示すブロック構成図
【図8】2系統の出力を供給する直流−直流変換器の他
の具体例を示すブロック構成図
【図9】灯火器系統回路部の一具体例を示す回路図
【図10】走行制御部ならびに電力逆変換器の一具体例
を示すブロック構成図
【図11】バッテリ監視・充電制御部の一具体例を示す
ブロック構成図
【図12】電動二輪車の側面図
【図13】電動二輪車の平面図
【図14】電動二輪車の後面図
【図15】電動二輪車のフレーム構造ならびに走行用電
源収納部を示す斜視図
【図16】バッテリ監視・充電制御部と走行制御部の取
り付け構造ならびにリアカバー組立の一部を示す分解斜
視図
【図17】ヘルメット収納部とリアカバー組立の一部な
らびにバッテリカバー組立の一部を示す分解斜視図
【図18】フロントカバー組立の分解斜視図
【図19】送風ファンの取り付け構造を示す斜視図
【図20】束線組立ならびに電池ユニットの配線を示す
斜視図
【図21】パワースイングユニットの内部構造を示す水
平断面図
【図22】モータ駆動ユニットおよび走行用モータの分
解斜視図
【図23】パワースイングユニットへの空気取入部の構
造を示す分解斜視図
【図24】電池ユニット内の空気の流れを示す説明図
【図25】電池ユニットの正面図
【図26】電池ユニットの前方側の側面図
【図27】電池ユニットの後方側の側面図
【図28】2次電池間の接続を示す説明図
【図29】コード押さえ部の構造を示す説明図
【図30】ハニカム構造の仕切部材の斜視図
【図31】接続端子の構造図
【図32】従来の電動車用電源装置の回路構成図
【図33】他の従来の電動車用電源装置の回路構成とそ
の問題点を示す説明図
【図34】メインスイッチの具体的構造例を示す説明図
【符号の説明】
2 メインスイッチ 3,30 走行用電源 3a〜3f,30a〜30f 電池ユニット 4,40,40A 直流−直流変換器 7,8 リーク電流阻止用のダイオード 21,22,23,24 電動車用電源装置 41 起動回路 70M 走行用モータ BAT 2次電池 LC,LCR リーク電流 VB 補機用電源
フロントページの続き (72)発明者 川口 健治 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−325801(JP,A) 実開 昭51−69021(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 1/00 B60L 11/18 H02M 3/00 - 3/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行用モータへ電力を供給するために複
    数の電池を直列に接続してなる走行用電源を車体アース
    に対してフローティング状態にするとともに、入出力間
    が絶縁された降圧型の直流−直流変換器を備え、前記走
    行用電源の一部の電池から少なくともダイオードとメイ
    ンスイッチをこの順序に設けて起動用の電力もしくは起
    動用の信号を前記直流−直流変換器へ供給し、前記直流
    −直流変換器を動作状態に制御することによって、この
    直流−直流変換器の入力側に前記走行用電源から電力が
    供給され出力側に降圧された補機用電源を得るようにし
    たことを特徴とする電動車用電源装置。
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