JP3491714B2 - 電動車の電池過放電防止装置 - Google Patents
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Description
を供給するための高圧で充電可能な走行用電池から降圧
型のDC−DCコンバータ(直流−直流変換器)を介し
て低圧負荷(低圧で動作する運転制御部や各種の電装品
負荷等)へ給電するとともに、低圧負荷への給電を補充
する低圧用2次電池を充電するようにした電動車に係
り、特に所定の条件でDC−DCコンバータの動作を停
止させるとともに低圧用2次電池から低圧負荷への給電
を遮断することで、走行用電源ならびに低圧用2次電池
の過放電を防止するようにした電動車の電池過放電防止
装置に関する。
−DCコンバータで低圧へ変換して電装品用電源を得る
とともに、DC−DCコンバータの低圧出力側に2次電
池を設けるようにした電動車は、特開平6−13340
1号公報で知られている。
載された電動車のブロック構成図である。この電動車1
00は、2次電池からなる走行用電源101の直流電力
をコントローラ102で交流電力へ変換して3相モータ
103へ供給し、モータ103の回転出力を変速機10
4を介して駆動後輪105へ伝達している。
a,ホーン106b,テール/ストップランプ106c
等の電装品負荷106に対して例えば12V系の低圧電
源を供給するためのDC−DCコンバータ107を備え
る。DC−DCコンバータ107の入力側スイッチ10
8aと出力側スイッチ108bとを連動させたメインス
イッチ108が投入されると、走行用電源101が入力
側スイッチ108aを介してDC−DCコンバータ10
7の入力側に供給され、出力側から降圧された直流電源
が出力され、出力側スイッチ108bを介して電装品負
荷106へ供給されるとともに、降圧された直流電源が
充電器111内のリレー114の常閉接点を介してメイ
ンリレー109の励磁巻線へ供給され、メインリレー1
09を動作させる。メインリレー109の動作によって
走行用電源101がコントローラ102へ供給され、コ
ントローラ102が動作状態になる。コントローラ10
2はインバータ等を備え、スロットル開度θTHに応じ
てモータ103の運転を制御する。
タ107の出力側に低圧用2次電池110を設けること
で、DC−DCコンバータ107の小容量化を図ってい
る。ランプやブザーの同時使用によって電装品の負荷電
流が一時的に増加した場合は2次電池110から不足電
力を供給する。DC−DCコンバータ107の出力容量
は、電装品負荷106の平均的な消費電力に対して余裕
があり、平均的な消費電力の状態で2次電池110を充
電できる程度に小容量化されている。
る。電源プラグ112が商用電源コンセントへ接続され
ると、充電制御手段113を介して全波整流されかつ電
流・電圧が制御された直流が走行用電源101へ供給さ
れ、走行用電源101の充電がなされる。この充電状態
では、充電器111内に設けたリレー114の接点が開
路してメインリレー109の励磁巻線への通電を遮断す
るので、メインスイッチ108がオン状態のままであっ
ても、コントローラ102への給電が阻止される。
DC−DCコンバータ107を介して電装品負荷106
への給電が継続されるため、走行用電源101を構成す
る2次電池が過放電(いわゆるバッテリ上がり)となる
虞れがある。さらに、走行用電源の電池容量の低下に伴
ってDC−DCコンバータの出力電圧が低下すると、低
圧用2次電池110から低圧負荷への給電が継続される
ため、低圧用2次電池110が過放電となる虞れがあ
る。2次電池は過放電を行なうと寿命を著しく低下させ
ることがあり、また、過放電となった2次電池は充電し
ても本来の性能を発揮できなくなることがある。
う過放電を防止するため、走行用電源の電源電圧を監視
し、走行用電源の電源電圧が予め設定したしきい値電圧
まで低下した際には、走行用電源と負荷との間に介設し
たスイッチ手段を遮断状態に制御する技術が特開平6−
197462号公報,特開平5−205781号公報で
提案されている。
た蓄電池の過放電防止回路は、ツェナーダイオードを利
用して蓄電池の電圧を監視し、トランジスタ等を用いた
電子的スイッチ手段で負荷への給電/遮断を制御するよ
うにしている。また、給電を開始する電源電圧に対して
遮断する電源電圧を低く設定することで、給電/遮断動
作の安定化を図っている。
た電池の過放電防止装置は、電池の通電電流を検出し、
検出した通電電流に応じて過放電と判断するしきい値電
圧を変化させるようにしている。蓄電池の端子電圧は放
電電流によって大幅に変化する。急発進時や登坂時等の
電動車にかかる負荷が大の場合は、放電電流が大となっ
て蓄電池の端子電圧が低下する。そこで、放電電流に応
じて過放電と判断するしきい値電圧を変化させること
で、電池の容量を有効し使用できるようにするととも
に、過放電を的確に防止するようにしている。
放電するのを防止する技術が実開昭63−21401号
公報,特開平4−145811号公報で提案されてい
る。
たバッテリ式車両における電源スイッチ切り忘れ防止装
置は、運転者の搭乗状態を検出する手段を備え、運転者
が降りた時点から所定時間が経過すると電源遮断用スイ
ッチを遮断状態に制御している。
た電気自動車駆動装置は、モータをベクトル制御して駆
動する電気自動車において、車両操縦者の不在を検知す
るとモータの励磁電流指令値を零に設定することで、車
両操縦者がシフトレバーをDレンジにしたまま車両を離
れてもバッテリが過放電とならないようにしている。
過放電防止装置は比較的高圧の走行用電源と負荷との間
に給電を遮断するスイッチ手段を設ける構成であるの
で、スイッチ手段に高い耐圧が要求される。また、走行
状態に応じて端子電圧が大きく変動する走行用電源の電
源電圧を監視する構成であるため、通電許可電圧と遮断
電圧との間にヒステリシス特性を設けたり、放電電流量
に応じて判定電圧を変化させる等の回路構成上の工夫が
必要であり、回路構成が複雑になる。
供給を停止する構成においては、運転者の存在を検出す
る手段が必要であり、装置が複雑となる。
なされたもので、その目的は走行用電源の電池容量低下
を検出する回路等を専用に設けずに、DC−DCコンバ
ータの出力電圧安定化機能を利用して走行用電源の電池
容量低下検出を行うことで回路構成を簡易にし、さら
に、低耐圧のスイッチ手段で走行用電源ならびに低圧用
2次電池の過放電を防止できるようにした電動車の電池
過放電防止装置を提供することにある。
請求項1に係る電動車の電池過放電防止装置は、2次電
池からなる高圧の走行用電源と、走行用電源から電力供
給を受けて低圧電源を出力するとともに、前記低圧電源
の出力電圧が所定電圧以下となった状態が所定時間継続
した場合は前記低圧電源の出力を停止するよう構成した
DC−DCコンバータと、DC−DCコンバータから出
力される低圧電源で駆動される低圧負荷と、DC−DC
コンバータの出力電圧によって充電されるとともに前記
低圧負荷へ電力を供給する低圧用2次電池と、DC−D
Cコンバータの低圧電源の出力の停止に基づいて前記低
圧用2次電池から低圧負荷への電力供給を遮断する遮断
手段とを備えたことを特徴とする電動車の電池過放電防
止装置。
このリレーの励磁巻線にDC−DCコンバータの出力電
圧を供給するとともに、このリレーの常開接点を介して
低圧負荷への給電を制御する構成としてもよい。
は、走行用電源の電池容量が低下しDC−DCコンバー
タへの給電量が低下するとDC−DCコンバータの低圧
電源の出力が停止される。この低圧電源の出力停止に基
づいて遮断手段は低圧用2次電池から低圧負荷への給電
を遮断するので、低圧用2次電池の過放電は防止され
る。DC−DCコンバータの低圧電源の出力を停止する
ことでDC−DCコンバータの消費電力は低減されるの
で、走行用電源の消費電力が低減され、走行用電源が過
放電となるのを防止する。
出力電圧で駆動されるリレーで構成し、そのリレーの常
開接点を介して低圧負荷への給電を制御する構成とする
ことで、遮断手段の構成を簡易にできる。
説明する。図1はこの発明に係る電池過放電防止装置を
備えた電動車の電気系統のブロック構成図である。電動
車の電気系統1は、走行用電源2と、走行用モータ3の
各巻線へ交流電力を供給するモータ駆動回路4と、走行
用電源2から電力の供給を受けて低圧負荷5へ低圧電源
VRを供給するDC−DCコンバータ6と、低圧用2次
電池7と、低圧負荷5への電力供給を遮断する遮断手段
8と、メインスイッチ9と、充電器10、ならびに、充
電インタフェース回路(充電I/F回路)11等からな
る。低圧負荷5としては、運転制御部12と電装品負荷
13を備える。
えば12ボルト)の2次電池を複数個(例えば5個)直
列に接続して、高圧(例えば60ボルト)の直流電圧を
供給する構成としている。
モータを用いている。モータ駆動回路4は、走行用電源
2から供給される直流電力を交流電力へ変換して走行用
モータ3へ供給するインバータ(電力逆変換器)を備え
る。モータ駆動回路4は、運転制御部12から供給され
るスイッチング指令信号12aに基づいてインバータを
構成する複数のスイッチング素子をスイッチング駆動
し、走行用モータ3の各巻線へ電力を供給して走行用モ
ータ3を回転駆動する。なお、この実施例では走行用電
源2と低圧電源VRとは独立した電源構成をとっている
ので、運転制御部12から出力されるスイッチング指令
信号12aは、フォトカプラ等の電源分離型信号伝達回
路(図示しない)を介してモータ駆動回路4側へ伝達す
る構成としている。
でスイッチングレギュレータ構成のものを用いている。
このDC−DCコンバータ6は、起動制御入力端子ST
に所定の電圧が供給されると直流−直流変換動作を開始
する。HVI,HVGは高圧電源の入力端子、VRO,
VRGは低圧電源VRの出力端子である。
を一例を示すグラフである。このDC−DCコンバータ
6は、低圧電源VRの出力電圧を監視し、出力電圧が過
大になったり不足しないように、高圧側のスイッチング
条件を制御することで、出力電圧の安定化を図ってい
る。このため、走行用電源2の出力電圧(DC−DCコ
ンバータの入力電圧)が例えば60ボルトから例えば4
0ボルト程度まで低下しても、低圧電源VRの出力電圧
は例えば13.5ボルトに安定化される。このDC−D
Cコンバータ6は、走行用電源2の出力電圧(DC−D
Cコンバータの入力電圧)が例えば40ボルト以下に低
下した場合は、低圧電源VRの出力を停止するよう構成
している。DC−DCコンバータ6の最大出力電力は、
低圧負荷5の平均的な消費電力に対して若干の余裕を持
たせている。
する2次電池よりも電池容量が小さいものを用いている
(例えば走行用電源の10分の1程度の電池容量)。D
C−DCコンバータ6の出力電圧を逆流防止用ダイオー
ド14を介して低圧用2次電池7へ供給することで、低
圧用2次電池7を充電する構成としている。なお、逆流
防止用ダイオード14は、DC−DCコンバータ6内に
設けてもよい。
ら遮断手段8を介して低圧負荷5へ給電する構成として
いる。したがって、低圧負荷5側の消費電力が一時的に
大となり、DC−DCコンバータ6の最大出力電力を越
えた場合は、低圧用2次電池7側から不足分の電力が供
給される。
る。DC−DCコンバータ6から出力される低圧電源V
Rをリレーの励磁巻線8aに印加し、リレーの常開接点
8bで低圧負荷5への給電ならびに遮断を行なう。
成している。このメインスイッチ9をオン状態に操作す
ると、走行用電源2を構成する2次電池の1個分の電圧
(例えば12ボルト)が逆流防止用ダイオード15を介
してDC−DCコンバータ6の起動制御入力端子STに
供給される。起動制御入力端子STに所定の電圧(例え
ば約12ボルト)が供給されるとDC−DCコンバータ
6は動作状態となり、低圧電源VRを出力するので、こ
の低圧電源VRが逆流防止用ダイオード14ならびに遮
断手段8内のリレーの接点8bを介して低圧負荷5であ
る運転制御部12へ供給され、この電動車1が運転可能
な状態となる。
て比較的低い電圧をDC−DCコンバータ6の起動制御
入力端子STに供給して、DC−DCコンバータ6を起
動させる構成としているので、耐圧の低いスイッチを使
用できる。
充電用直流電源VJを出力する。充電用直流電圧VJ
は、走行用電源充電用ダイオード16を介して走行用電
源2へ供給する。充電器10は、出力電圧ならびに出力
電流を制御する機能を備える。充電器10は、出力電流
を監視することで走行用電源2の充電状態を監視し、充
電状態に応じて出力電圧ならびに出力電流を制御するこ
とで、走行用電源2を確実に充電するとともに、走行用
電源2の過充電を防止する。
圧回路17と、充電時DC−DCコンバータ起動回路1
8と、充電状態情報伝達回路19とを備える。簡易定電
圧回路17は、DC−DCコンバータ6を起動するのに
要する直流電圧VKを出力する。
は、逆流防止用ダイオードで構成している。起動用の直
流電圧VKを充電時DC−DCコンバータ起動回路(逆
流防止用ダイオード)18を介してDC−DCコンバー
タ6の起動制御入力端子STへ供給することで、メイン
スイッチ9がオフ状態であっても、DC−DCコンバー
タ6を起動させ、DC−DCコンバータ6の出力で低圧
用2次電池7を充電する。
ラ等の電源分離型信号伝達回路を用いて構成している。
この実施例では、簡易定電圧回路17の出力電圧VKに
基づいてフォトダイオードを通電し、フォトトランジス
タをオンさせ、運転制御部12の充電状態情報入力端子
12bをLレベルに制御する。運転制御部12は、充電
状態情報入力端子12bがLレベルになった場合は、運
転制御動作を停止することで、充電状態での電動車1の
運転を停止するよう構成している。
12は、回転子角度センサ3Kの出力に基づいて走行用
モータ3の回転子の機械的回転位置を判断し、走行用モ
ータ3の各巻線への通電タイミングを決定するととも
に、スロットル開度センサ12Tで検出したスロットル
開度に応じてPWM変調(パルス幅変調)したスイッチ
ング指令信号12aを生成・出力することで、走行用モ
ータ3から取り出す出力を調節するようにしている。
である。電装品負荷13としては、ホーンスイッチ13
aの操作によって鳴動されるホーン13b、尾灯13
c、ブレーキ操作に応じて閉成される各スイッチ13
d,13eに直列に接続されたストップランプ13f、
ビーム切り換えスイッチ13g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13h,13i、ウイ
ンカスイッチ13jの操作に基づきウインカタイマ13
kよって点滅駆動される方向指示用の各ランプ13l〜
13p、メータ照明用のランプ13q、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13r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1
3s等を備える。メインスイッチ2が操作され低圧電源
VRが出力され、低圧電源VRが遮断手段8を介して電
装品負荷13へ供給されると、尾灯13c、いずれかの
前照灯13h,13i、および、メータ照明用のランプ
50qは常時点灯するよう構成している。
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13n,13o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13pが点滅する。
このインジケータランプ13pを介して左側の各ウイン
カランプ13l,13mにも電流が供給されるが、イン
ジケータランプ13p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13l,13m(消費電力各10ワッ
ト)の両端に発生する電圧は低く、各ウインカランプ1
3l,13mが発光するにはいたらない。ウンイカスイ
ッチ13j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13l,13mならびにインジケータラン
プ13pが点滅し、右側の各ウインカランプ13n,1
3oは発光するにはいたらない。
る。メインスイッチ9が導通状態に操作されると、DC
−DCコンバータ6の起動制御入力端子STに走行用電
源2から起動用電源(例えば2次電池1個分の電圧)が
供給され、DC−DCコンバータ6が動作状態となり、
低圧電源VRを出力する。
ーの励磁巻線8aに印加され、リレーの常開接点8bが
閉状態となり、運転制御部12ならびに電装品負荷13
へ低圧電源VRが供給され、電動車の運転が可能な状態
となる。
−DCコンバータ6を介して低圧負荷5(運転制御部1
2ならびに電装品負荷13)への給電が継続されるた
め、走行用電源2の電池容量が低下し、DC−DCコン
バータ6の1次側(端子HVI,端子HVG)に供給で
きる電圧が低下する。1次側に供給される電圧が例えば
40ボルト以下に低下すると、DC−DCコンバータ6
は低圧電源VRの出力を停止するので、遮断手段8を構
成するリレーの常開接点8bは開状態となって、低圧用
2次電池7から低圧負荷5への給電を停止する。低圧電
源VRの出力を停止することによって、DC−DCコン
バータ6の1次側の電力消費、すなわち、走行用電源2
からの電力供給が低減される。
を放置した場合、走行用電源2からDC−DCコンバー
タ6を介して大きな電力を供給し続けるので、走行用電
源2がすぐに過放電となる虞れがあるが、走行用電源2
の電池容量低下に伴ってDC−DCコンバータ6の一次
側へ供給できる電圧が低下し、これに伴ってDC−DC
コンバータ6が低圧電源VRの出力を停止するので、走
行用電源2が過放電となるのを防止できる。さらに、遮
断状態では、低圧用2次電源7から低圧負荷5への給電
も停止する構成としているので、低圧用2次電池7の過
放電を防止できる。
成図である。図4に示す遮断手段20は、リレーの替わ
りにトランジスタ等の半導体スイッチング素子を用いた
ものである。DC−DCコンバータ6から低圧電源VR
が出力されると、ベース抵抗21を介してNPN型トラ
ンジスタ22にベース電流が供給され、NPN型トラン
ジスタ22が導通状態に制御され、ベース抵抗23を介
してPNP型トランジスタ24にベース電流が流れ、P
NP型トランジスタ24が導通状態となって、低圧負荷
5へ給電を行なう。また、充電状態情報伝達回路19を
構成するフォトトランジスタがオンになると、NPN型
トランジスタ22のベース−エミッタ間を短絡して、各
トランジスタ22,24をオフ状態にして、低圧負荷5
への給電を停止する。このように、充電状態において低
圧負荷5への給電を停止することで、DC−DCコンバ
ータ6の低圧電源出力による低圧用2次電池7の充電を
効率良く行なうことができる。
示す回路構成図である。図5に示すDC−DCコンバー
タ60は、図1に示した逆流防止用ダイオード14を内
蔵し、逆流防止用ダイオード14を介した出力端子VR
Dを備える。このDC−Dコンバータ60は、起動制御
部61と、電源部62と、コンバータ本体部63と、電
圧低下検出手段64とからなる。
えば12ボルト)が供給されると、PNP型トランジス
タで構成した起動用トランジスタQ1のエミッタ−ベー
ス,抵抗R1,コンデンサC1の経路で、抵抗R1とコ
ンデンサC1で設定される時定数の間だけ起動用トラン
ジスタQ1にベース電流が供給され、このベース電流が
供給されている間起動用トランジスタQ1が導通し、抵
抗R2を介してNPN型トランジスタQ2にベース電流
が供給される。ダイオードD1は、起動用の電源の供給
が停止された時にコンデンサC1の電荷を放電させるた
めのものである。定電圧ダイオードZ1は降伏電圧が例
えば9ボルト程度のものを用いており、起動制御入力端
子STに供給された電圧が例えば10ボルト以上であれ
ば、ベース抵抗R3,定電圧ダイオードZ1,NPN型
トランジスタQ2を介してPNP型トランジスタQ3に
ベース電流が流れ、PNP型トランジスタQ3が導通状
態になる。
ると、そのコレクタ側から帰還抵抗R4を介してNPN
型トランジスタQ2にベース電流を供給するので、起動
用トランジスタQ1がオフ状態になっても、NPN型ト
ランジスタQ2,PNP型トランジスタQ3の導通状態
は保持される。また、PNP型トランジスタQ3が導通
状態になると、ベース抵抗R5を介してNPN型トラン
ジスタQ4にベース電流が供給され、NPN型トランジ
スタQ4が導通状態になり、定電圧ダイオードZ2が接
続される。定電圧ダイオードZ2の降伏電圧は例えば6
ボルト程度に設定している。このため、PNP型トラン
ジスタQ3が導通状態に起動された後は、起動制御入力
端子STに供給される電圧が例えば7ボルト程度まで低
下してもNPN型トランジスタQ2,PNP型トランジ
スタQ3の導通状態を保持する。
い電圧(例えば15ボルト以上)が供給された場合、電
流制限抵抗R6,起動制御入力過電圧検出用の定電圧ダ
イオードZ3,逆流防止用ダイオードD2を介して起動
停止用のNPN型トランジスタQ5にベース電流が流
れ、NPN型トランジスタQ5が導通状態となり、起動
駆動用のNPN型トランジスタQ2のベース−エミッタ
間を短絡して起動を阻止する。
ると、ベース抵抗R7を介して高圧電源駆動用のNPN
型トランジスタQ6にベース電流が流れ、NPN型トラ
ンジスタQ6が導通状態になり、ベース抵抗R8,NP
N型トランジスタQ6を介して高圧電源投入用のPNP
型トランジスタQ7にベースが流れ、PNP型トランジ
スタQ7が導通状態となって、端子HVIに供給されて
いる高圧(例えば60ボルト程度)の走行用電源が電源
部62へ供給される。
NPN型トランジスタQ11,抵抗R12,定電圧ダイ
オードZ11からなる簡易定電圧回路と、3端子レギュ
レータICを用いた安定化電源回路U11とを備える。
走行用電源は例えば60ボルト程度と高圧であるため、
まずブリーダ用抵抗R11で降圧し、次いでNPN型ト
ランジスタQ11を利用した簡易定電圧回路で例えば2
0〜25ボルト程度の出力電圧を得て、さらに安定化電
源回路U11で例えば15ボルト程度に安定化された出
力電圧をスイッチング制御部67へ供給する。
と、トランスT21の一次巻線T21aに供給される走
行用電源をスイッチングする電界効果トランジスタQ2
1と、電流検出用抵抗R21と、トランスT21の2次
巻線T21bに発生した交流電圧を整流する2個の整流
用ダイオードD21,D22と、チョークコイルL21
と、平滑用コンデンサC21と、逆流防止用ダイオード
14と、出力電圧検出回路65と、アイソレータ66
と、スイッチング制御部67を備える。
定化された電源が供給されると、スイッチング制御部6
7は、予め設定した繰り返し周期(スイッチング周波
数)で所定のパルス幅のPWM(パルス幅変調)スイッ
チング指令信号67aを出力する。PWMスイッチング
指令信号67aはゲート抵抗R22を介して電界効果ト
ランジスタQ21のゲートに供給される。これによっ
て、電界効果トランジスタQ21がスイッチング駆動さ
れ、トランスT21の一次巻線T21aに流れる電流が
スイッチングされ、トランスT21の2次巻線T21b
にトランスT21の巻線比に応じた交流電圧が発生す
る。2次巻線T21bに発生した交流電圧は各整流用ダ
イオードD21,D22で整流され、チョークコイルL
21,平滑用コンデンサC21で平滑されて、出力端子
VRO,VRG間に低圧電源VR(低圧の直流電圧)が
出力される。また、逆流防止用ダイオード14を介して
出力端子VRD,VRG間にダイオードを介した低圧電
源VRが出力される。
出力電圧を検出し、検出した出力電圧に応じたパルス幅
もしくはパルス周期の信号、または、予め設定した出力
定格電圧と出力電圧との誤差(偏差)に応じたパルス幅
もしくはパルス周期の信号を生成し出力する。出力電圧
検出回路65から出力されたパルス信号65aは、フォ
トカプラ等を用いて構成したアイソレータ(電源分離型
信号伝達回路)66を介してスイッチング制御部67へ
伝達される。
66を介して供給された出力電圧または誤差(偏差)に
係る情報に基づいて、低圧電源VRの出力電圧が所定の
電圧範囲(例えば13.5±1.5ボルト)となるよう
PWMスイッチング指令信号67aのパルス幅をフィー
ドバック制御する。スイッチング制御部67は、電流検
出用抵抗R21端に発生する電圧に基づいて電界効果ト
ランジスタQ21が正常にスイッチング動作しているこ
とを監視するとともに、スイッチング電流の大きさに応
じてPWMスイッチング指令信号67aのパルス幅を調
整してトランスT21を介して低圧側へ供給する電力を
調整し、また、1次側の電流が過大にならないよう制御
する。
4aと、定電圧ダイオード64bと、フォトカプラのフ
ォトダイオード64cからなり、低圧電源VRの電源電
圧が例えば10ボルトよりも低下すると、フォトダイオ
ード64cに電流が流れなくなり、起動制御部61側に
設けたフォトトランジスタ64dがオフ状態になる。フ
ォトトランジスタ64dがオフ状態になると、抵抗64
eを介してコンデンサ64fの充電が開始され、コンデ
ンサ64fの電圧が所定の電圧(この実施例では約1.
3ボルト)まで上昇すると、抵抗64g,逆流防止用ダ
イオードD3を介して起動停止用のNPN型トランジス
タQ5にベース電流が流れ、NPN型トランジスタQ5
が導通状態となり、起動駆動用のNPN型トランジスタ
Q2のベース−エミッタ間を短絡する。これによって、
起動駆動用のNPN型トランジスタQ2,PNP型トラ
ンジスタQ3,高圧電源駆動用のNPN型トランジスタ
Q6,高圧電源投入用のPNP型トランジスタQ7がす
べてオフ状態になって、DC−DCコンバータ60の動
作が停止される。
よって走行用電源2の放電が継続され、走行用電源2の
電圧が低下し、それに伴ってDC−DCコンバータ60
の出力電圧が低下し、その出力電圧低下に基づいてDC
−DCコンバータ60の動作が停止された状態では、メ
インスイッチ9は導通状態のままであり起動制御入力端
子STには電圧が印加されているが、起動用のトランジ
スタQ1はオフ状態であるため起動制御入力端子ST側
での電力消費が発生しないというメリットがある。ま
た、起動回路は起動制御入力端子STに電圧が新たに印
加されたことに基づいて動作する構成であるから、メイ
ンスイッチを一旦オフ状態にした後、メインスイッチを
再度オンすることで、DC−DCコンバータ60の起動
が可能である。
部63の出力電圧の低下に基づいて起動制御部61の起
動動作を停止する構成を示したが、スイッチング制御部
67にDC−DCコンバータ60の動作を停止する機能
をもたせてもよい。具体的には、アイソレータ66を介
して供給された出力電圧または誤差(偏差)に係る情報
に基づいて、低圧電源VRの出力電圧が所定の電圧範囲
(例えば13.5±1.5ボルト)となるようPWMス
イッチング指令信号67aのパルス幅をフィードバック
制御を行なっても、所定の電圧範囲とならない状態が所
定時間継続した場合は、走行用電源2の電池容量が低下
しているものと判断し、スイッチング制御部67から図
示しないパルス信号を出力して起動停止用のNPN型ト
ランジスタQ5にベース電流をして、DC−DCコンバ
ータ60の動作を停止するようにしてもよい。また、起
動制御部61内の高圧電源投入用のPNP型トランジス
タQ7を介して電源部62に供給される電圧を図示しな
い電圧監視回路で監視し、その電圧が例えば50ボルト
以上であれば、スイッチング制御を開始するが、スイッ
チング制御を開始した以降にその電圧が例えば40ボル
ト以下になる状態が所定時間継続した場合は、PWMス
イッチング指令信号67aの出力を停止して、DC−D
Cコンバータ60の動作を停止するようにしてもよい。
オード14は、低圧用2次電池7の電池電圧がDC−D
Cコンバータ5側へ供給されてDC−DCコンバータ6
本来の出力電圧が検出できなくなるのを防止するために
設けているが、DC−DCコンバータ6の低圧電源VR
をこの逆流用ダイオード14を介して低圧負荷5へ供給
する構成では、逆流用ダイオード14による電力損失が
発生する。そこで、コンバータ本体部63内の出力電圧
検出回路65は、トランスT21の2次巻線T21bに
発生する交流電圧を図示しない別の整流回路で整流して
得た直流電圧に基づいて低圧電源の出力電圧を検出する
構成とし、低圧負荷5への給電経路に逆流防止用ダイオ
ード14を設けないようにしてもよい。
は、メインスイッチ9を一旦オフした後にメインスイッ
チ9を再度オンにすることで、動作停止状態となってい
るDC−DCコンバータ60を再起動することができ
る。しかしながら、もともとはメインスイッチ9の切り
忘れによって走行用電源2が過放電となるのを防止する
ためにDC−DCコンバータ6の動作を停止させたので
あるから、走行用電源2の電池容量は少なくなっており
早い時期に充電するのが望ましいが、メインスイッチ9
の再投入によってDC−DCコンバータ6が容易に再起
動され、電動車が運転可能な状態になると走行用電源2
の電池容量が低下していることを運転者が充分に認識し
ない虞れがある。そこで、メインスイッチ9の再投入で
はDC−DCコンバータ6を起動できなくし、通常の操
作部とは異なる場所や操作部に設けた隠し蓋等を開けて
操作するスイッチ等で構成した復帰装置を操作すること
で、DC−DCコンバータ6を起動させるようにしても
よい。
車の電池過放電防止装置は、走行用電源から電力供給を
受けて低圧電源を出力するとともに低圧電源の出力電圧
を所定電圧範囲内に維持できない場合は低圧電源の出力
を停止するよう構成したDC−DCコンバータと、低圧
電源の出力停止に基づいて低圧用2次電池から低圧負荷
への給電を遮断する遮断手段とを備える構成としたの
で、低圧用2次電池が過放電となるのを防止できる。さ
らに、DC−DCコンバータの低圧電源の出力を停止す
ることでDC−DCコンバータの消費電力は低減される
ので、走行用電源の消費電力が低減され、走行用電源が
過放電となるのを防止できる。
出力電圧で駆動されるリレーで構成し、そのリレーの常
開接点を介して低圧負荷への給電を制御する構成にする
ことで、遮断手段の構成を簡易にできる。
動車の電気系統のブロック構成図
すグラフ
成図
Claims (2)
- 【請求項1】 2次電池からなる高圧の走行用電源と、
前記走行用電源から電力供給を受けて低圧電源を出力す
るとともに低圧電源の出力電圧を所定電圧範囲内に維持
できない場合は低圧電源の出力を停止するよう構成した
DC−DCコンバータと、このDC−DCコンバータか
ら出力される低圧電源で駆動される低圧負荷と、前記D
C−DCコンバータの出力電圧によって充電されるとと
もに前記低圧負荷へ電力を供給する低圧用2次電池と、
前記DC−DCコンバータの低圧電源の出力の停止に基
づいて前記低圧用2次電池から低圧負荷への電力供給を
遮断する遮断手段とを備えたことを特徴とする電動車の
電池過放電防止装置。 - 【請求項2】 前記遮断手段はリレーを用いて構成し、
このリレーの励磁巻線に前記DC−DCコンバータの出
力電圧を供給するとともに、このリレーの常開接点を介
して前記低圧負荷への給電を制御する構成としたことを
特徴とする請求項1記載の電動車の電池過放電防止装
置。
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