JP3444316B2 - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
- Publication number
- JP3444316B2 JP3444316B2 JP10015695A JP10015695A JP3444316B2 JP 3444316 B2 JP3444316 B2 JP 3444316B2 JP 10015695 A JP10015695 A JP 10015695A JP 10015695 A JP10015695 A JP 10015695A JP 3444316 B2 JP3444316 B2 JP 3444316B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- charging
- motor
- primary winding
- charger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を充電する充
電装置に関し，特に、バッテリー（二次電池）を電源と
した電気自動車に適用される。
電装置に関し，特に、バッテリー（二次電池）を電源と
した電気自動車に適用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気自動車における二次電池の充
電は専用の充電器により充電していたが、専用の充電器
の重量及び体積が大きく、高価なものとなっていた。こ
のため、図７に示されるように、交流モータ１５と交流
モータ１５の駆動用の電力変換装置２を充電器４０のト
ランス及び整流器として兼用する充電装置２００が提案
されている（特開平４−１３８００４号公報）。
電は専用の充電器により充電していたが、専用の充電器
の重量及び体積が大きく、高価なものとなっていた。こ
のため、図７に示されるように、交流モータ１５と交流
モータ１５の駆動用の電力変換装置２を充電器４０のト
ランス及び整流器として兼用する充電装置２００が提案
されている（特開平４−１３８００４号公報）。
【０００３】この特開平４−１３８００４号公報に開示
されている充電装置２００では、充電動作時において、
交流モータ１５の一次巻線１７〜１９に磁気結合した充
電用コイル２０〜２２に充電器４０を接続し、トランス
作用により一次巻線１７〜１９に発生する三相電圧を電
力変換装置２の整流用ダイオード９〜１４を通して二次
電池１を充電する。さらに、スイッチ４３を補機バッテ
リ５２側に切り換えて、車両走行時に交流モータ１５の
充電用コイル２０〜２２に発生する電圧を補機バッテリ
５２に充電するというものである。
されている充電装置２００では、充電動作時において、
交流モータ１５の一次巻線１７〜１９に磁気結合した充
電用コイル２０〜２２に充電器４０を接続し、トランス
作用により一次巻線１７〜１９に発生する三相電圧を電
力変換装置２の整流用ダイオード９〜１４を通して二次
電池１を充電する。さらに、スイッチ４３を補機バッテ
リ５２側に切り換えて、車両走行時に交流モータ１５の
充電用コイル２０〜２２に発生する電圧を補機バッテリ
５２に充電するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示される装置２００では、二次電池１の充電時におい
て、車両が停止中にもかかわらず、ステータにより回転
磁界が発生し、交流モータ１５のロータ２３が回転して
しまうという問題がある。加えて、充電器４０と二次電
池１との間にリアクトルが存在しないために突入電流が
流れたり、充電電流の制御が不可能であった。また、充
電対象の切り換えを行うスイッチ４３は、３つの相を切
り換えるので大型化し、充電装置２００がコストアップ
となること、二次電池１の充電時には補機バッテリ５２
の充電ができないこと等の問題があった。
示される装置２００では、二次電池１の充電時におい
て、車両が停止中にもかかわらず、ステータにより回転
磁界が発生し、交流モータ１５のロータ２３が回転して
しまうという問題がある。加えて、充電器４０と二次電
池１との間にリアクトルが存在しないために突入電流が
流れたり、充電電流の制御が不可能であった。また、充
電対象の切り換えを行うスイッチ４３は、３つの相を切
り換えるので大型化し、充電装置２００がコストアップ
となること、二次電池１の充電時には補機バッテリ５２
の充電ができないこと等の問題があった。
【０００５】従って、本発明の目的は、交流モータの一
次巻線に磁気結合した充電用コイルを設け、充電器を交
流モータの一次巻線に接続して励磁し、二次電池の充電
時には交流モータのロータが回転することのない電気自
動車の充電装置を提供することである。また、合わせ
て、交流モータの一次巻線をリアクトルとし、電力変換
装置を充電制御器として二次電池を充電し、そのとき交
流モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルに発生
する電圧により補機バッテリの充電を行うことのできる
充電装置で、小型軽量化、低コスト化された充電装置を
提供することである。
次巻線に磁気結合した充電用コイルを設け、充電器を交
流モータの一次巻線に接続して励磁し、二次電池の充電
時には交流モータのロータが回転することのない電気自
動車の充電装置を提供することである。また、合わせ
て、交流モータの一次巻線をリアクトルとし、電力変換
装置を充電制御器として二次電池を充電し、そのとき交
流モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルに発生
する電圧により補機バッテリの充電を行うことのできる
充電装置で、小型軽量化、低コスト化された充電装置を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、第１の発明の構成は、第一の二次電池と、該第一の
二次電池を電源とした交流モータと、該交流モータを駆
動するための電力を交流と直流との間で変換可能な電力
変換装置と、該電力変換装置を制御する制御回路とを備
えた装置において、第一の二次電池を充電するための充
電装置であって、交流モータは、該交流モータを構成す
るステータの一次巻線のうち少なくとも１つの相と磁気
結合した充電用コイルを有し、第一の二次電池の充電の
ための充電器は、整流器を介して交流モータの一次巻線
に接続され、交流モータの一次巻線のうち、少なくとも
充電用コイルと磁気結合した一次巻線を充電用リアクト
ルとし、交流モータの一次巻線を励磁し、電力変換装置
を介して第一の二次電池の充電制御を行うと共に、交流
モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶
縁され、その充電用コイルに発生する電圧を整流した電
圧で充電される第二の二次電池を有することを特徴とす
る。また、第２の発明の構成は、第１の発明の構成に加
えて、交流モータは３相交流モータであり、一次巻線と
磁気結合した充電用コイルは３相を形成する一次巻線各
々に形成され、充電器を接続せずに交流モータを停止し
たまま第一の二次電池で第二の二次電池の充電が可能で
あって、その際は、電力変換装置により単相交流電圧が
３相を形成する一次巻線に供給されることを特徴とす
る。
め、第１の発明の構成は、第一の二次電池と、該第一の
二次電池を電源とした交流モータと、該交流モータを駆
動するための電力を交流と直流との間で変換可能な電力
変換装置と、該電力変換装置を制御する制御回路とを備
えた装置において、第一の二次電池を充電するための充
電装置であって、交流モータは、該交流モータを構成す
るステータの一次巻線のうち少なくとも１つの相と磁気
結合した充電用コイルを有し、第一の二次電池の充電の
ための充電器は、整流器を介して交流モータの一次巻線
に接続され、交流モータの一次巻線のうち、少なくとも
充電用コイルと磁気結合した一次巻線を充電用リアクト
ルとし、交流モータの一次巻線を励磁し、電力変換装置
を介して第一の二次電池の充電制御を行うと共に、交流
モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶
縁され、その充電用コイルに発生する電圧を整流した電
圧で充電される第二の二次電池を有することを特徴とす
る。また、第２の発明の構成は、第１の発明の構成に加
えて、交流モータは３相交流モータであり、一次巻線と
磁気結合した充電用コイルは３相を形成する一次巻線各
々に形成され、充電器を接続せずに交流モータを停止し
たまま第一の二次電池で第二の二次電池の充電が可能で
あって、その際は、電力変換装置により単相交流電圧が
３相を形成する一次巻線に供給されることを特徴とす
る。
【０００７】
【作用及び効果】上記構成から成る本発明の第一の作用
は、まず、交流モータが、該交流モータを構成するステ
ータの一次巻線のうち少なくとも１つの相と磁気結合し
た充電用コイルを有する。また、第一の二次電池の充電
のための充電器が、交流モータの一次巻線に接続され、
交流モータの一次巻線のうち、少なくとも充電用コイル
と磁気結合した一次巻線を充電用リアクトルとする。そ
して、電力変換装置により、交流モータの一次巻線を励
磁して第一の二次電池の充電制御を行うと共に、交流モ
ータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶縁
され、その充電用コイルに発生する電圧を整流した電圧
で充電される第二の二次電池を有することである。（請
求項１）
は、まず、交流モータが、該交流モータを構成するステ
ータの一次巻線のうち少なくとも１つの相と磁気結合し
た充電用コイルを有する。また、第一の二次電池の充電
のための充電器が、交流モータの一次巻線に接続され、
交流モータの一次巻線のうち、少なくとも充電用コイル
と磁気結合した一次巻線を充電用リアクトルとする。そ
して、電力変換装置により、交流モータの一次巻線を励
磁して第一の二次電池の充電制御を行うと共に、交流モ
ータの一次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶縁
され、その充電用コイルに発生する電圧を整流した電圧
で充電される第二の二次電池を有することである。（請
求項１）
【０００８】上記作用による効果は、まず、第一の二次
電池の充電時において充電器を整流器を介して交流モー
タの一次巻線に接続して励磁されるため、交流モータの
ロータが回転しないということである。また、充電器と
第一の二次電池との間にリアクトルが存在するために、
突入電流が流れなくなり、充電電流の制御が可能とな
る。さらに、充電対象を切り換えるスイッチは、交流モ
ータの一次巻線のうち、１相だけを切り換えればよいた
め、スイッチの小型軽量化ができ、充電装置の小型軽量
化、低コスト化を実現できる。加えて、交流モータの一
次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶縁され、そ
の充電用コイルに発生する電圧を整流した電圧で充電さ
れる第二の二次電池を有するために、第一の二次電池の
充電時において第二の二次電池の充電も行うことができ
る。（請求項１）また、交流モータを停止中において
も、ロータが回転しない励磁により第一の二次電池によ
り第二の二次電池を充電することができる。（請求項
２）
電池の充電時において充電器を整流器を介して交流モー
タの一次巻線に接続して励磁されるため、交流モータの
ロータが回転しないということである。また、充電器と
第一の二次電池との間にリアクトルが存在するために、
突入電流が流れなくなり、充電電流の制御が可能とな
る。さらに、充電対象を切り換えるスイッチは、交流モ
ータの一次巻線のうち、１相だけを切り換えればよいた
め、スイッチの小型軽量化ができ、充電装置の小型軽量
化、低コスト化を実現できる。加えて、交流モータの一
次巻線と磁気結合した充電用コイルにより絶縁され、そ
の充電用コイルに発生する電圧を整流した電圧で充電さ
れる第二の二次電池を有するために、第一の二次電池の
充電時において第二の二次電池の充電も行うことができ
る。（請求項１）また、交流モータを停止中において
も、ロータが回転しない励磁により第一の二次電池によ
り第二の二次電池を充電することができる。（請求項
２）
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明の第一実施例の構成を示したも
のである。電気自動車の充電装置１００は、主として、
充電されることによって使用可能な二次電池１（第一の
二次電池に相当）と、トランジスタ３〜８及びダイオー
ド９〜１４により三相ブリッジが形成された電力変換装
置２（電力変換装置に相当）と、ステータ１６とロータ
２３とにより構成された交流モータ１５（交流モータに
相当）と、各種信号を入力し、電力変換装置２等の制御
を行う制御回路３３（制御回路に相当）とから構成され
る。上記構成のうち、交流モータ１５のステータ１６
は、三相巻線を形成する一次巻線１７〜１９（一次巻線
に相当）と、その一次巻線１７〜１９のそれぞれと磁気
結合した充電用コイル２０〜２２（充電用コイルに相
当）とから構成されている。
明する。図１は、本発明の第一実施例の構成を示したも
のである。電気自動車の充電装置１００は、主として、
充電されることによって使用可能な二次電池１（第一の
二次電池に相当）と、トランジスタ３〜８及びダイオー
ド９〜１４により三相ブリッジが形成された電力変換装
置２（電力変換装置に相当）と、ステータ１６とロータ
２３とにより構成された交流モータ１５（交流モータに
相当）と、各種信号を入力し、電力変換装置２等の制御
を行う制御回路３３（制御回路に相当）とから構成され
る。上記構成のうち、交流モータ１５のステータ１６
は、三相巻線を形成する一次巻線１７〜１９（一次巻線
に相当）と、その一次巻線１７〜１９のそれぞれと磁気
結合した充電用コイル２０〜２２（充電用コイルに相
当）とから構成されている。
【００１０】この構成の他に、充電装置１００は、二次
電池１の電圧を検出する電圧検出器３０と、図示しない
操作者により操作され、車両の速度指令を出力するアク
セル３１と、一次巻線１７〜１９に流れる電流を検出す
る電流検出器３２と、二次電池１の充電のための交流電
源としての充電器４０と、第二の二次電池５２（第二の
二次電池に相当）とを有している。また、充電器４０の
交流電圧を整流して直流電圧にするために、全波整流ブ
リッジ４１が設けられている。充電用コイル２０〜２２
に発生する交流電圧を第二の二次電池５２に充電制御す
るために、充電用コイル２０〜２２に発生する交流電圧
を直流電圧に整流する全波整流ブリッジ５０と、ＤＣ−
ＤＣコンバータ５１とが設けられている。
電池１の電圧を検出する電圧検出器３０と、図示しない
操作者により操作され、車両の速度指令を出力するアク
セル３１と、一次巻線１７〜１９に流れる電流を検出す
る電流検出器３２と、二次電池１の充電のための交流電
源としての充電器４０と、第二の二次電池５２（第二の
二次電池に相当）とを有している。また、充電器４０の
交流電圧を整流して直流電圧にするために、全波整流ブ
リッジ４１が設けられている。充電用コイル２０〜２２
に発生する交流電圧を第二の二次電池５２に充電制御す
るために、充電用コイル２０〜２２に発生する交流電圧
を直流電圧に整流する全波整流ブリッジ５０と、ＤＣ−
ＤＣコンバータ５１とが設けられている。
【００１１】交流モータ１５を構成する一次巻線１７〜
１９のそれぞれの一端は、電力変換装置２に電気的に接
続され、一次巻線１７〜１９のそれぞれの他端は、共通
としている。この一次巻線１７〜１９のうち、一次巻線
１９と電力変換装置２との間には端子ａが設けられ、一
次巻線１９と充電器４０との間には端子ｂが設けられて
いる。この一次巻線１９の端子ａ側または端子ｂ側への
切り換えのために、スイッチ４３と、スイッチ４３を動
作させるための励磁コイル４２とが設けられている。
１９のそれぞれの一端は、電力変換装置２に電気的に接
続され、一次巻線１７〜１９のそれぞれの他端は、共通
としている。この一次巻線１７〜１９のうち、一次巻線
１９と電力変換装置２との間には端子ａが設けられ、一
次巻線１９と充電器４０との間には端子ｂが設けられて
いる。この一次巻線１９の端子ａ側または端子ｂ側への
切り換えのために、スイッチ４３と、スイッチ４３を動
作させるための励磁コイル４２とが設けられている。
【００１２】スイッチ４３は、通常の車両走行時には端
子ａ側に切り換えられ、一次巻線１９と電力変換装置２
との電気的接続を行う。二次電池１の充電時には、スイ
ッチ４３は、端子ｂ側に切り換えられ、一次巻線１９と
充電器４０とを電気的に接続する。制御回路３３は、電
圧検出器３０、アクセル３１、電流検出器３２等からの
信号を入力し、電力変換装置２とスイッチ４３の制御を
行う。上記構成品のうち、充電器４０を除いた構成品が
車両に搭載され、充電時には充電器４０を接続して二次
電池１を充電する構成となっている。
子ａ側に切り換えられ、一次巻線１９と電力変換装置２
との電気的接続を行う。二次電池１の充電時には、スイ
ッチ４３は、端子ｂ側に切り換えられ、一次巻線１９と
充電器４０とを電気的に接続する。制御回路３３は、電
圧検出器３０、アクセル３１、電流検出器３２等からの
信号を入力し、電力変換装置２とスイッチ４３の制御を
行う。上記構成品のうち、充電器４０を除いた構成品が
車両に搭載され、充電時には充電器４０を接続して二次
電池１を充電する構成となっている。
【００１３】次に、電気自動車の充電装置１００の作用
について説明する。まず、通常の走行時の場合では、ス
イッチ４３の接点は端子ａ側に切り換えられ、充電器４
０は交流モータ１５から切り離されている。制御回路３
３は、交流モータ１５を目標回転数で回転させるよう
に、電力変換装置２に信号を出力する。制御回路３３か
らの信号に基づき、電力変換装置２が動作し、二次電池
１に蓄えられたエネルギーが交流モータ１５に供給さ
れ、このエネルギーによって交流モータ１５が回動す
る。
について説明する。まず、通常の走行時の場合では、ス
イッチ４３の接点は端子ａ側に切り換えられ、充電器４
０は交流モータ１５から切り離されている。制御回路３
３は、交流モータ１５を目標回転数で回転させるよう
に、電力変換装置２に信号を出力する。制御回路３３か
らの信号に基づき、電力変換装置２が動作し、二次電池
１に蓄えられたエネルギーが交流モータ１５に供給さ
れ、このエネルギーによって交流モータ１５が回動す
る。
【００１４】この時、一次巻線１７〜１９と充電用コイ
ル２０〜２２とは磁気結合しているために、充電用コイ
ル２０〜２２に三相交流電圧が発生する。この交流電圧
を全波整流ブリッジ５０により直流電圧に変換し、さら
にＤＣ−ＤＣコンバータ５１により充電制御すれば、第
二の二次電池５２を車両走行中においても充電すること
ができる。
ル２０〜２２とは磁気結合しているために、充電用コイ
ル２０〜２２に三相交流電圧が発生する。この交流電圧
を全波整流ブリッジ５０により直流電圧に変換し、さら
にＤＣ−ＤＣコンバータ５１により充電制御すれば、第
二の二次電池５２を車両走行中においても充電すること
ができる。
【００１５】車両の停止時では、交流モータ１５は回動
していないが、第二の二次電池５２は充電動作が必要に
なる。この時、上記に示されるように、第二の二次電池
５２は車両走行中に充電する構成としているために、車
両停止時に充電を行う際、ロータ２３が回転する可能性
がある。この充電時にロータ２３を回転させないために
は、一次巻線１７〜１９に発生する電圧が回転磁界を発
生させないようにすればよい。
していないが、第二の二次電池５２は充電動作が必要に
なる。この時、上記に示されるように、第二の二次電池
５２は車両走行中に充電する構成としているために、車
両停止時に充電を行う際、ロータ２３が回転する可能性
がある。この充電時にロータ２３を回転させないために
は、一次巻線１７〜１９に発生する電圧が回転磁界を発
生させないようにすればよい。
【００１６】例えば、トランジスタ３、７、８の組とト
ランジスタ４〜６の組とを交互にＯＮ、ＯＦＦさせれ
ば、交流モータ１５のロータ２３を回動させることな
く、二次電池１を電源として充電用コイル２０〜２２に
単相交流電圧を発生させることができる。この充電用コ
イル２０〜２２に発生した交流電圧を全波整流ブリッジ
５０により整流してＤＣ−ＤＣコンバータにより、第二
の二次電池５２に充電制御することができる。
ランジスタ４〜６の組とを交互にＯＮ、ＯＦＦさせれ
ば、交流モータ１５のロータ２３を回動させることな
く、二次電池１を電源として充電用コイル２０〜２２に
単相交流電圧を発生させることができる。この充電用コ
イル２０〜２２に発生した交流電圧を全波整流ブリッジ
５０により整流してＤＣ−ＤＣコンバータにより、第二
の二次電池５２に充電制御することができる。
【００１７】次に、車両を充電器４０がある場所に駐車
し、充電装置１００を充電器４０に接続して、二次電池
１を充電する場合について説明する。この二次電池１の
充電時には、スイッチ４３の接点が端子ｂ側へ切り換え
られる。ここで、充電動作は、エネルギーの蓄積時と放
出時に分けることができ、エネルギーの蓄積時における
電流の流れる様子を図２に、放出時における電流の流れ
る様子を図３にそれぞれ示す。
し、充電装置１００を充電器４０に接続して、二次電池
１を充電する場合について説明する。この二次電池１の
充電時には、スイッチ４３の接点が端子ｂ側へ切り換え
られる。ここで、充電動作は、エネルギーの蓄積時と放
出時に分けることができ、エネルギーの蓄積時における
電流の流れる様子を図２に、放出時における電流の流れ
る様子を図３にそれぞれ示す。
【００１８】エネルギーの蓄積時では、トランジスタ
６、７がＯＮされ、図２に示されるように電流は充電器
４０→全波整流ブリッジ４１→一次巻線１９→一次巻線
１７、１８→トランジスタ６、７の経路にて流れる。図
２中に示される電流ｉL 、ｉT の波形はトランジスタ
６、７がＯＮされた期間において、それぞれ図４に示さ
れるようになる。この時、一次巻線１７、１８、１９の
インダクタンスをＬとすると、式１に示されるエネルギ
ー量が一次巻線１７、１８、１９に蓄えられる。
６、７がＯＮされ、図２に示されるように電流は充電器
４０→全波整流ブリッジ４１→一次巻線１９→一次巻線
１７、１８→トランジスタ６、７の経路にて流れる。図
２中に示される電流ｉL 、ｉT の波形はトランジスタ
６、７がＯＮされた期間において、それぞれ図４に示さ
れるようになる。この時、一次巻線１７、１８、１９の
インダクタンスをＬとすると、式１に示されるエネルギ
ー量が一次巻線１７、１８、１９に蓄えられる。
【００１９】
【数１】
2 ×（1/2 ）×（Ｌ×ｉT 2 ）＋（1/2 ）×Ｌ×（2 ×ｉT ）2 ...(１）
【００２０】また、エネルギーの放出時では、図３に示
されるようにトランジスタ６、７がＯＦＦされ、ダイオ
ード９、１０が導通する。このとき流れる電流は、充電
器４０→全波整流ブリッジ４１→一次巻線１９→一次巻
線１７、１８→ダイオード９、１０→二次電池１の経路
にて流れ、図３中に示される電流ｉL 、ｉD の波形はト
ランジスタ６、７がＯＦＦされた期間において、それぞ
れ図４に示されるようになる。この時、一次巻線１７、
１８、１９のインダクタンスをＬとすると、式１に示さ
れるエネルギー量が二次電池１に移動することにより、
二次電池１の充電が行われる。
されるようにトランジスタ６、７がＯＦＦされ、ダイオ
ード９、１０が導通する。このとき流れる電流は、充電
器４０→全波整流ブリッジ４１→一次巻線１９→一次巻
線１７、１８→ダイオード９、１０→二次電池１の経路
にて流れ、図３中に示される電流ｉL 、ｉD の波形はト
ランジスタ６、７がＯＦＦされた期間において、それぞ
れ図４に示されるようになる。この時、一次巻線１７、
１８、１９のインダクタンスをＬとすると、式１に示さ
れるエネルギー量が二次電池１に移動することにより、
二次電池１の充電が行われる。
【００２１】上記に示されるエネルギーの蓄積及び放出
の期間を通じて、充電用コイル２０〜２２には交流電圧
が発生する。この充電用コイル２０〜２２に発生した交
流電圧を、全波整流ブリッジ５０により整流した後、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ５１により第二の二次電池５２の充
電を行えば、二次電池１の充電時に同時に第二の二次電
池５２の充電を行うことができる。
の期間を通じて、充電用コイル２０〜２２には交流電圧
が発生する。この充電用コイル２０〜２２に発生した交
流電圧を、全波整流ブリッジ５０により整流した後、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ５１により第二の二次電池５２の充
電を行えば、二次電池１の充電時に同時に第二の二次電
池５２の充電を行うことができる。
【００２２】上記に示されるよう、交流モータ１５の一
次巻線１７〜１９のうち、一次巻線１９の一端にスイッ
チ４３を設け、このスイッチ４３の切り換えを励磁コイ
ル４２にて行うと共に、電力変換装置２のトランジスタ
３〜８を制御することにより、車両の充電時、停止時、
走行時を通じて、第二の二次電池５２の充電を行うこと
ができる。また、スイッチ４３は、一次巻線１９の電気
的接続を行うだけでよいので、従来装置に見られるよう
に、一次巻線１７〜１９のそれぞれにスイッチ４３を設
ける必要がないため、スイッチ４３を小型軽量化とする
ことができ、充電装置１００の小型軽量化、低コスト化
を実現することができる。
次巻線１７〜１９のうち、一次巻線１９の一端にスイッ
チ４３を設け、このスイッチ４３の切り換えを励磁コイ
ル４２にて行うと共に、電力変換装置２のトランジスタ
３〜８を制御することにより、車両の充電時、停止時、
走行時を通じて、第二の二次電池５２の充電を行うこと
ができる。また、スイッチ４３は、一次巻線１９の電気
的接続を行うだけでよいので、従来装置に見られるよう
に、一次巻線１７〜１９のそれぞれにスイッチ４３を設
ける必要がないため、スイッチ４３を小型軽量化とする
ことができ、充電装置１００の小型軽量化、低コスト化
を実現することができる。
【００２３】次に、第二実施例について説明する。図５
は、第二実施例としての充電装置１０１の構成を示して
いる。第一実施例と第二実施例との構成上の相違は、充
電器４０及びスイッチ４３の接続位置である。その他
に、第一実施例と第二実施例とでは、二次電池１の充電
時における電力変換装置２の動作が異なる。
は、第二実施例としての充電装置１０１の構成を示して
いる。第一実施例と第二実施例との構成上の相違は、充
電器４０及びスイッチ４３の接続位置である。その他
に、第一実施例と第二実施例とでは、二次電池１の充電
時における電力変換装置２の動作が異なる。
【００２４】スイッチ４３は、電力変換装置２を構成す
るトランジスタ４、５のそれぞれのコレクタ間に配置さ
れる。スイッチ４３は、車両の停止時及び走行時には端
子ａ側に切り換えられ、車両の駐車時及び充電時には二
次電池１の充電を行う時には端子ｂ側に切り換えられ
る。この端子ａは二次電池１の＋側に電気的に接続し、
端子ｂは充電器４０の＋側に電気的に接続している。
るトランジスタ４、５のそれぞれのコレクタ間に配置さ
れる。スイッチ４３は、車両の停止時及び走行時には端
子ａ側に切り換えられ、車両の駐車時及び充電時には二
次電池１の充電を行う時には端子ｂ側に切り換えられ
る。この端子ａは二次電池１の＋側に電気的に接続し、
端子ｂは充電器４０の＋側に電気的に接続している。
【００２５】続いて、第二実施例の作用について説明す
る。二次電池１の充電時には、スイッチ４３は端子ｂ側
に切り換えられる。二次電池１の電圧が充電器４０を整
流した後の直流電圧より大きい時には、電力変換装置２
が昇圧チョッパーとして動作する。この電力変換装置２
を昇圧チョッパーとして用いて、二次電池１の充電を行
う際、トランジスタ５はＯＮ状態である。
る。二次電池１の充電時には、スイッチ４３は端子ｂ側
に切り換えられる。二次電池１の電圧が充電器４０を整
流した後の直流電圧より大きい時には、電力変換装置２
が昇圧チョッパーとして動作する。この電力変換装置２
を昇圧チョッパーとして用いて、二次電池１の充電を行
う際、トランジスタ５はＯＮ状態である。
【００２６】二次電池１の充電時において、エネルギー
の蓄積時にはトランジスタ６、７がＯＮされる。この
時、電流は、充電器４０→全波整流ブリッジ４１→スイ
ッチ４３→トランジスタ５→一次巻線１９→一次巻線１
７、１８→トランジスタ６、７の経路にて流れ、一次巻
線１７〜１９にエネルギーが蓄積される。また、エネル
ギーの放出時にはトランジスタ６、７がＯＦＦされ、ダ
イオード９、１０が導通する。この時、電流は、充電器
４０→全波整流ブリッジ４１→スイッチ４３→トランジ
スタ５→一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダイオー
ド９、１０→二次電池１の経路にて流れ、一次巻線１７
〜１９に蓄積されたエネルギーが二次電池１に移動し、
二次電池１が充電される。
の蓄積時にはトランジスタ６、７がＯＮされる。この
時、電流は、充電器４０→全波整流ブリッジ４１→スイ
ッチ４３→トランジスタ５→一次巻線１９→一次巻線１
７、１８→トランジスタ６、７の経路にて流れ、一次巻
線１７〜１９にエネルギーが蓄積される。また、エネル
ギーの放出時にはトランジスタ６、７がＯＦＦされ、ダ
イオード９、１０が導通する。この時、電流は、充電器
４０→全波整流ブリッジ４１→スイッチ４３→トランジ
スタ５→一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダイオー
ド９、１０→二次電池１の経路にて流れ、一次巻線１７
〜１９に蓄積されたエネルギーが二次電池１に移動し、
二次電池１が充電される。
【００２７】上記のように電力変換装置２を昇圧チョッ
パーとして用いて二次電池１の充電を行うとき、充電用
コイル２０〜２２には、第一実施例と同様に交流電圧が
発生する。よって、この充電用コイル２０〜２２に発生
した交流電圧を用いることにより、第二の二次電池５２
の充電を行うことができる。
パーとして用いて二次電池１の充電を行うとき、充電用
コイル２０〜２２には、第一実施例と同様に交流電圧が
発生する。よって、この充電用コイル２０〜２２に発生
した交流電圧を用いることにより、第二の二次電池５２
の充電を行うことができる。
【００２８】二次電池１の電圧が充電器４０を整流した
後の直流電圧より小さい時には、電力変換装置２が降圧
チョッパーとして動作する。この電力変換装置２を降圧
チョッパーとして用いて、二次電池１の充電を行う際に
は、トランジスタ５は所定のデューティ比でＯＮ、ＯＦ
Ｆする。
後の直流電圧より小さい時には、電力変換装置２が降圧
チョッパーとして動作する。この電力変換装置２を降圧
チョッパーとして用いて、二次電池１の充電を行う際に
は、トランジスタ５は所定のデューティ比でＯＮ、ＯＦ
Ｆする。
【００２９】トランジスタ５がＯＮ状態の時、電流は、
充電器４０→全波整流ブリッジ４１→スイッチ４３→ト
ランジスタ５→一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダ
イオード９、１０→二次電池１の経路にて流れる。この
とき、一次巻線１７〜１９にエネルギーを蓄積しつつ、
二次電池１を充電する。
充電器４０→全波整流ブリッジ４１→スイッチ４３→ト
ランジスタ５→一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダ
イオード９、１０→二次電池１の経路にて流れる。この
とき、一次巻線１７〜１９にエネルギーを蓄積しつつ、
二次電池１を充電する。
【００３０】トランジスタ５がＯＦＦ状態の時、電流
は、一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダイオード
９、１０→二次電池１→ダイオード１４の経路にて流
れ、一次巻線１７〜１９に蓄積されたエネルギーを二次
電池１に移動し、二次電池１が充電される。
は、一次巻線１９→一次巻線１７、１８→ダイオード
９、１０→二次電池１→ダイオード１４の経路にて流
れ、一次巻線１７〜１９に蓄積されたエネルギーを二次
電池１に移動し、二次電池１が充電される。
【００３１】上記のように電力変換装置２を降圧チョッ
パーとして用いて二次電池１の充電を行うとき、充電用
コイル２０〜２２には、第一実施例と同様に交流電圧が
発生する。よって、この充電用コイル２０〜２２に発生
した交流電圧を用いることにより、第二の二次電池５２
の充電を行うことができる。
パーとして用いて二次電池１の充電を行うとき、充電用
コイル２０〜２２には、第一実施例と同様に交流電圧が
発生する。よって、この充電用コイル２０〜２２に発生
した交流電圧を用いることにより、第二の二次電池５２
の充電を行うことができる。
【００３２】続いて、第三実施例について説明する。図
６は、第三実施例における充電装置１０２の構成を示し
たものである。第三実施例と第一実施例及び第二実施例
との構成上の違いは、充電器４０及びスイッチ４３の接
続位置である。その他に、第三実施例と第一実施例及び
第二実施例との違いは、二次電池１の充電時における電
力変換装置２の動作が異なる。
６は、第三実施例における充電装置１０２の構成を示し
たものである。第三実施例と第一実施例及び第二実施例
との構成上の違いは、充電器４０及びスイッチ４３の接
続位置である。その他に、第三実施例と第一実施例及び
第二実施例との違いは、二次電池１の充電時における電
力変換装置２の動作が異なる。
【００３３】スイッチ４３は、電力変換装置２を構成す
るトランジスタ３、６と一次巻線１７との間に配置され
る。スイッチ４３は、車両の停止時及び走行時には端子
ａ側に切り換えられ、車両の駐車時及び充電時には二次
電池１の充電を行う時には端子ｂ側に切り換えられる。
充電器４０は、端子ａ及び端子ｂと接続され、車両の駐
車時及び充電時のみ、交流モータ１５と電気的に接続さ
れる。
るトランジスタ３、６と一次巻線１７との間に配置され
る。スイッチ４３は、車両の停止時及び走行時には端子
ａ側に切り換えられ、車両の駐車時及び充電時には二次
電池１の充電を行う時には端子ｂ側に切り換えられる。
充電器４０は、端子ａ及び端子ｂと接続され、車両の駐
車時及び充電時のみ、交流モータ１５と電気的に接続さ
れる。
【００３４】二次電池１の充電時の動作は、充電器４０
の極性が＋の時、スイッチ４３は端子ｂ側に切り換えら
れる。この二次電池１の充電時において、エネルギーの
蓄積時にはトランジスタ７、８がＯＮされる。この時、
電流は、充電器４０→スイッチ４３→一次巻線１７→一
次巻線１８、１９→トランジスタ７、８→ダイオード１
２の経路にて流れ、一次巻線１７〜１９にエネルギーが
蓄積される。
の極性が＋の時、スイッチ４３は端子ｂ側に切り換えら
れる。この二次電池１の充電時において、エネルギーの
蓄積時にはトランジスタ７、８がＯＮされる。この時、
電流は、充電器４０→スイッチ４３→一次巻線１７→一
次巻線１８、１９→トランジスタ７、８→ダイオード１
２の経路にて流れ、一次巻線１７〜１９にエネルギーが
蓄積される。
【００３５】また、エネルギーの放出時にはトランジス
タ７、８がＯＦＦされ、ダイオード１０〜１２が導通す
る。この時、電流は、充電器４０→スイッチ４３→一次
巻線１７→一次巻線１８、１９→ダイオード１０、１１
→二次電池１→ダイオード１２の経路にて流れ、一次巻
線１７〜１９に蓄積されたエネルギーが二次電池１に移
動し、二次電池１が充電される。
タ７、８がＯＦＦされ、ダイオード１０〜１２が導通す
る。この時、電流は、充電器４０→スイッチ４３→一次
巻線１７→一次巻線１８、１９→ダイオード１０、１１
→二次電池１→ダイオード１２の経路にて流れ、一次巻
線１７〜１９に蓄積されたエネルギーが二次電池１に移
動し、二次電池１が充電される。
【００３６】上記に示される構成にて、二次電池１の充
電を行うとき、充電用コイル２０〜２２には、第一実施
例と同様に交流電圧が発生する。よって、この充電用コ
イル２０〜２２に発生した交流電圧を用いることによ
り、第二の二次電池５２の充電を行うことができる。ま
た、第一実施例及び第二実施例では、充電器４０の交流
電圧を整流して直流電圧にするためにの全波整流ブリッ
ジ４１が設けられているが、本実施例では、全波整流ブ
リッジ４１を必要としないため、よい小型軽量化、低コ
スト化された充電装置１０２を実現することができる。
電を行うとき、充電用コイル２０〜２２には、第一実施
例と同様に交流電圧が発生する。よって、この充電用コ
イル２０〜２２に発生した交流電圧を用いることによ
り、第二の二次電池５２の充電を行うことができる。ま
た、第一実施例及び第二実施例では、充電器４０の交流
電圧を整流して直流電圧にするためにの全波整流ブリッ
ジ４１が設けられているが、本実施例では、全波整流ブ
リッジ４１を必要としないため、よい小型軽量化、低コ
スト化された充電装置１０２を実現することができる。
【００３７】尚、本実施例では、スイッチ２５は制御回
路２２からの指令によりＯＮ、ＯＦＦされる構成とした
が、充電器２４の接続後に手動でスイッチ２５をＯＮ、
ＯＦＦする構成としてもよい。また、上記実施例におい
ては、本発明による充電装置の適用対象の一例として電
気自動車の場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、二次電池を備えた装置であれば
よい。
路２２からの指令によりＯＮ、ＯＦＦされる構成とした
が、充電器２４の接続後に手動でスイッチ２５をＯＮ、
ＯＦＦする構成としてもよい。また、上記実施例におい
ては、本発明による充電装置の適用対象の一例として電
気自動車の場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、二次電池を備えた装置であれば
よい。
【００３８】上記に示されるように、本発明によれば、
第一の二次電池の充電時において充電器を交流モータの
一次巻線に接続して励磁されるため、交流モータのロー
タが回転することがなく、充電装置の安全性を向上させ
ることができる。また、充電器と第一の二次電池との間
にリアクトルが存在するために、突入電流が流れなくな
り、充電電流の制御が可能となる。さらに、充電対象を
切り換えるスイッチは、交流モータの一次巻線のうち、
１相だけを切り換えればよいため、スイッチの小型軽量
化ができ、充電装置のコストダウンを実現できる。加え
て、交流モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイル
により絶縁され、その充電用コイルに発生する電圧を整
流した電圧で充電される第二の二次電池を有するため
に、第一の二次電池の充電時において第二の二次電池の
充電も行うことができる。
第一の二次電池の充電時において充電器を交流モータの
一次巻線に接続して励磁されるため、交流モータのロー
タが回転することがなく、充電装置の安全性を向上させ
ることができる。また、充電器と第一の二次電池との間
にリアクトルが存在するために、突入電流が流れなくな
り、充電電流の制御が可能となる。さらに、充電対象を
切り換えるスイッチは、交流モータの一次巻線のうち、
１相だけを切り換えればよいため、スイッチの小型軽量
化ができ、充電装置のコストダウンを実現できる。加え
て、交流モータの一次巻線と磁気結合した充電用コイル
により絶縁され、その充電用コイルに発生する電圧を整
流した電圧で充電される第二の二次電池を有するため
に、第一の二次電池の充電時において第二の二次電池の
充電も行うことができる。
【図１】本発明に係わる第一実施例の構成を示した構成
図。
図。
【図２】第一実施例における二次電池充電時のエネルギ
ー蓄積時の電流の流れを示す模式図。
ー蓄積時の電流の流れを示す模式図。
【図３】第一実施例における二次電池充電時のエネルギ
ー放出時の電流の流れを示す模式図。
ー放出時の電流の流れを示す模式図。
【図４】トランジスタのＯＮ、ＯＦＦ時における電流の
変化を示す模式図。
変化を示す模式図。
【図５】本発明に係わる第二実施例の構成を示した構成
図。
図。
【図６】本発明に係わる第三実施例の構成を示した構成
図。
図。
【図７】従来の電気自動車の構成を示した構成図。
１ 二次電池
２ 電力変換装置
１５ 交流モータ
１６ ステータ
１７〜１９ 一次巻線
２０〜２２ 充電用コイル
２３ ロータ
３０ 電圧検出器
３３ 制御回路
３２ 電流検出器
４０ 充電器
４１、５０ 全波整流ブリッジ
４２ 励磁コイル
４３ スイッチ
５２ 第二の二次電池
１００ 電気自動車の充電装置
Claims (2)
- 【請求項１】第一の二次電池と、該第一の二次電池を電
源とした交流モータと、該交流モータを駆動するための
電力を交流と直流との間で変換可能な電力変換装置と、
該電力変換装置を制御する制御回路とを備えた装置にお
いて、前記第一の二次電池を充電するための充電装置で
あって、 前記交流モータは、該交流モータを構成するステータの
一次巻線のうち少なくとも１つの相と磁気結合した充電
用コイルを有し、 前記第一の二次電池の充電のための充電器は、整流器を
介して前記交流モータの前記一次巻線に接続され、 前記交流モータの前記一次巻線のうち、少なくとも前記
充電用コイルと磁気結合した前記一次巻線を充電用リア
クトルとし、前 記交流モータの前記一次巻線を励磁し、前記電力変換
装置を介して前記第一の二次電池の充電制御を行うと共
に、 前記交流モータの前記一次巻線と磁気結合した前記充電
用コイルにより絶縁され、その充電用コイルに発生する
電圧を整流した電圧で充電される第二の二次電池とを有
することを特徴とする充電装置。 - 【請求項２】前記交流モータは３相交流モータであり、 前記一次巻線と磁気結合した前記充電用コイルは３相を
形成する前記一次巻線各々に形成され、 前記充電器を接続せずに前記交流モータを停止したまま
前記第一の二次電池で前記第二の二次電池の充電が可能
であって、その際は、前記電力変換装置により単相交流
電圧が前記３相を形成する前記一次巻線に供給されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015695A JP3444316B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015695A JP3444316B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08275306A JPH08275306A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3444316B2 true JP3444316B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=14266463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10015695A Expired - Fee Related JP3444316B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444316B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103419648A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 朱建荣 | 自充电式电动车 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5394677B2 (ja) * | 2008-08-25 | 2014-01-22 | トヨタ自動車株式会社 | 充電システムおよびそれを備えた車両 |
| DE102011081725A1 (de) * | 2011-08-29 | 2013-02-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Batterie eines elektrischen Antriebs unter Verwendung von Komponenten des elektrischen Antriebs |
| JP6390179B2 (ja) * | 2014-06-09 | 2018-09-19 | 日産自動車株式会社 | 給電車両、充電システム、及び充電方法 |
| DE102014217703A1 (de) * | 2014-09-04 | 2016-03-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum laden eines energiespeichers |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP10015695A patent/JP3444316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103419648A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 朱建荣 | 自充电式电动车 |
| CN103419648B (zh) * | 2012-05-18 | 2016-05-04 | 朱建荣 | 自充电式电动车 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08275306A (ja) | 1996-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8143824B2 (en) | Regenerating braking system including synchronous motor with field excitation and control method thereof | |
| JP2712608B2 (ja) | 電気自動車用駆動装置 | |
| US4825139A (en) | Electric power supply unit, in particular for a motor vehicle, and an electric rotary machine for such a unit | |
| US9166415B2 (en) | AC link bidirectional DC-DC converter, hybrid power supply system using the same and hybrid vehicle | |
| JP3284571B2 (ja) | 電気自動車 | |
| WO2004055963A1 (ja) | 自動車用電力装置 | |
| WO2005025030A1 (ja) | 電源装置 | |
| WO1997002649A1 (en) | Switched reluctance electric machine system | |
| JP2020043729A (ja) | 車両電源装置 | |
| CN103427680A (zh) | 变压器抽头变换电路及其制作方法 | |
| JPH07115704A (ja) | リターダ装置 | |
| JPH06292304A (ja) | 電気自動車ドライブシステムにおける電力変換装置 | |
| JPH09233709A (ja) | 電気自動車用充電器 | |
| JPH08317508A (ja) | 電気自動車用充電装置 | |
| JP3444316B2 (ja) | 充電装置 | |
| KR100978027B1 (ko) | 전력 회생 효율 증강 시스템 | |
| JP2016007118A (ja) | 回転電機システム | |
| JP2000358305A (ja) | ハイブリッド電気自動車の電源装置 | |
| JPH08256405A (ja) | 充電装置 | |
| JP3606760B2 (ja) | ハイブリッド電気自動車の電源システム | |
| JP2000152408A (ja) | 電気自動車 | |
| KR102376932B1 (ko) | 전기자동차 통합형 전력변환 시스템 | |
| JPH08228443A (ja) | 充電装置 | |
| JPH08223706A (ja) | 電気自動車用充電器 | |
| JP2827488B2 (ja) | 電気自動車用充電装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |