JP3587121B2 - Electric vehicle air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリーからの電力で駆動される電動コンプレッサーを備えた電気自動車用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車用空調装置において、空調用の電動コンプレッサーを駆動する電動コンプレッサー駆動装置は電動コンプレッサーに大電流を供給するために、電気ノイズが大きく車載ラジオなどに妨害を与え、また電流変動が大きいため電流を供給するバッテリーの耐久性に影響する。そのため、図3電圧・電流波形図に示すごとく、電動コンプレッサーに供給する電流を平滑して電気ノイズ、電流変動を抑える必要がある。このために電動コンプレッサー駆動装置がバッテリーから開閉装置を介して電力を供給される箇所に静電容量の大きいコンデンサーを設けている。
【0003】
しかしながら、このように静電容量の大きいコンデンサーを設けるとバッテリーが接続された瞬間にコンデンサーへの充電大電流が流れる。そのため、ヒューズが切れたり、図3電圧・電流波形図に示すごとくバッテリーからの配線などのインダクタンス成分との共振によりサージ電圧が発生し電動コンプレッサー駆動装置を破損させるなどの問題が生じる。
【0004】
よって、バッテリーが接続された瞬間のコンデンサーへの充電突入電流を抑えるために、通電装置を介して充電される。そして通常、抵抗器が通電装置として用いられる。
【0005】
但し、抵抗器を通電装置として用いる場合、通常バッテリーは300V前後の高電圧であり、コンデンサーは1000マイクロF前後の大容量であるため、瞬間でも抵抗器の消費電力は大きく、抵抗器はその信頼性を保つために大電力品を用いなければならない。そしてその値は60W前後となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、通電装置として抵抗器を用いる場合、60W前後の大電力品を用いなければならない。この大電力抵抗器は形状も大きいために電動コンプレッサー駆動装置内のプリント基板上には直接接続できず相当のスペースの取付場所を確保しなければならないため、空調装置が大きくなる。電気自動車用空調装置としては、車両の限られたスペースに空調装置を設置しなければならないので、空調装置は極力小さくしなければならない。従って、空調装置が大きくならないような通電装置が必要となる。
【0007】
また、通電装置として抵抗器を用いる場合、抵抗器との配線が必要になり、更にはその配線が発熱体、金属エッジなどに触れて損傷することのないように、その配線を固定する必要がある。よって、通電装置としての構造が複雑になるため、大きくなり、また製造が困難である。
【0008】
また、抵抗器の抵抗値は充電突入電流を抑えられるだけ大きくなければならない。一方では、電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には、ヒューズが切れるだけ小さくなければならない。
【0009】
よって、抵抗器の抵抗値は、バッテリー電圧、コンデンサーの静電容量値に応じて変更する必要がある。
【0010】
しかしながら、電気自動車のバッテリー電圧は種類が多く、また空調装置の必要能力も車両により異なるので電動コンプレッサーに供給される電流も異なる。
【0011】
よって、抵抗器の抵抗値は空調装置、車両により変える必要があり空調装置の種類が増加して製造管理が煩雑となり製造トラブル、コストアップなどの問題が生じる。
【0012】
また、ヒューズが切れない、電動コンプレッサー駆動装置、コンデンサーなどの半故障時には、抵抗器に大電力が消費され、過熱による信頼性低下が生じる。そのため、放熱対策などで空調装置が大型化してしまう。
【0013】
従って、本発明は、小型で、構造簡単な、信頼性の高い、共通化可能な電気自動車用空調装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、直流電源と、直流電源に直列に接続される通電装置と、通電装置と並列に接続される開閉装置と、直流電源から通電装置を介して充電されるコンデンサーと、直流電源から開閉装置を介して電力を供給され、空調用の電動コンプレッサーを駆動する電動コンプレッサー駆動装置と、電動コンプレッサー駆動装置内で発生する熱を放熱する放熱器と、電動コンプレッサー駆動装置の電気回路を構成するプリント基板とを備えた自動車用空調装置において、
通電装置は、コレクタが前記直流電源側へ接続されるトランジスタと、前記トランジスタのベースを前記直流電源側へ接続する第1の抵抗器と、前記トランジスタのエミッタを前記コンデンサー側へ接続する第2の抵抗器と、アノードが前記コンデンサー側へ接続されて前記第2の抵抗器の電圧を決定するツェナーダイオードとで構成され、トランジスタはNPN型トランジスタであり、コンデンサーに定電流充電する定電流機能を備えて、当該定電流値は、コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能な電流値とし、トランジスタは、放熱器に熱的に密着して固定されて、トランジスタで発生する熱を放熱器に放熱し、トランジスタのコレクタ、ベース、エミッタそれぞれの端子は直接、プリント基板へ電気接続する。
【0015】
【作用】
本発明によれば、通電装置はコンデンサーに定電流充電する。定電流値を、コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能なように、小さく設定することにより、電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には半故障時も含め電流は定電流値に保持されるのでヒューズは切れずとも、トランジスタで発生する熱を放熱器に放熱することと相まって、異常過熱を防止できる。
【0016】
コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能であるので、コンデンサーの静電容量値が如何に大きくとも、時間をかけて充電できる。もって、コンデンサーの静電容量値に関わらず通電装置を共通にできる。直流電源の最も高い電圧において、コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能としておけば、直流電源電圧にも関わらず通電装置を共通にできる。
【0017】
また、通電装置をトランジスターで構成し、定電流値を小さく設定することにより、小型のトランジスターを使用可能となり、通電装置を電動コンプレッサー駆動装置内のプリント基板上に直接接続可能となる。また、トランジスター以外にはツェナーダイオード、第1の抵抗器、第2の抵抗器と若干の部品だけで良く、またトランジスタ用放熱器は電動コンプレッサー駆動装置用放熱器を共用するので、設置場所を要しない。
【0018】
よって、大きなスペースは必要なく、空調装置を小型にできる。
【0019】
更に、トランジスタのコレクタ、ベース、エミッタそれぞれの端子は直接、プリント基板へ接続されるので、リード線を用いた配線が不要なため、配線が発熱体、金属エッジなどに触れての損傷防止のための配線固定作業は不要である。よって、通電装置としての構造は簡単になるため、製造が容易となる。
【0020】
【実施例】
本発明の実施例を図面により説明する。
【0021】
図1に本発明の実施例に係る電気自動車用空調装置の回路図を示す。
【0022】
図5従来の電気自動車用空調装置の回路図との相違点は、通電装置が異なり、従来例は抵抗器であるのに対し、本発明の実施例は定電流回路となっており、コレクタが前記直流電源側へ接続される出力トランジスター9、制御トランジスター13、ツェナーダイオード12、出力トランジスタ9のベースをバッテリー2側へ接続するベース抵抗A・14、ベース抵抗B・15、出力トランジスタ9のエミッタをコンデンサー11側へ接続するエミッタ抵抗16から構成されている。
【0023】
ここで、回路の作動について説明する。
【0024】
バッテリー2が接続されると、ヒューズ10を介して出力トランジスター9のコレクタ及びベース抵抗A・14に電圧が印加される。出力トランジスター9のベースにはベース抵抗A・14を介して電圧が印加されるため、ベース電流がエミッタからエミッタ抵抗16を経由しコンデンサー11へ流れる。そのため、出力トランジスター9のコレクタからエミッタへその電流増幅率に見合ったエミッタ電流が、エミッタからエミッタ抵抗16を経由しコンデンサー11へ流れようとする。よって、エミッタ抵抗16には上記エミッタ電流とベース電流が流れ、出力トランジスター9のコレクタ側がプラス、コンデンサー11側がマイナスの電圧が発生する。エミッタ抵抗16の両端には、上記電圧のプラス側からベース抵抗B・15、制御トランジスター13のベース、制御トランジスター13のエミッタ、ツェナーダイオード12のカソード、ツェナーダイオード12のアノード、上記電圧のマイナス側へと接続されている。
【0025】
従って、上記電圧が制御トランジスター13のベース・エミッタ間電圧及びツェナーダイオード12のツェナー電圧との和を超えると、ベース抵抗B・15、制御トランジスター13のベース、制御トランジスター13のエミッタ、ツェナーダイオード12のカソード、ツェナーダイオード12のアノードへと、制御トランジスター13のベース電流が流れる。これにより、制御トランジスター13のコレクタ電流が、バッテリー2、ヒューズ10を介してベース抵抗A・14、制御トランジスター13のコレクタ、制御トランジスター13のエミッタ、ツェナーダイオード12のカソード、ツェナーダイオード12のアノード、コンデンサー11へと流れる。よって、このコレクタ電流とベース抵抗A・14の抵抗値との積による電圧分だけ、出力トランジスター9のベース電圧が低下するため、ベース電流が減少し、もってエミッタ電流も減少する。
【0026】
よって、エミッタ抵抗16の両端電圧が小さくなる。また、これにより制御トランジスター13のベース電流が小さくなってコレクタ電流が小さくなり、出力トランジスター9のベース電圧が上昇し、出力トランジスター9のベース電流が増加し、もってエミッタ電流も増加し、エミッタ抵抗16の両端電圧が大きくなる。
【0027】
以上により、エミッタ抵抗16の両端電圧が制御トランジスター13のベース・エミッタ間電圧及びツェナーダイオード12のツェナー電圧との和と一致した状態で回路作動は安定する。
【0028】
従って、エミッタ電流は制御トランジスター13のベース・エミッタ間電圧及びツェナーダイオード12のツェナー電圧との和をエミッタ抵抗16の抵抗値で除した値になる(正確には、ベース抵抗B・15の電圧も含む)。
【0029】
ベース・エミッタ間電圧、ツェナー電圧及び抵抗値は固定された値なので、上記計算値は固定された値即ち定電流になる。
【0030】
以上の作動を、図2の本発明の実施例に係る回路作動図に示す。
【0031】
コンデンサー11の電圧Vcは、バッテリー2が接続されるスタート時には零であるが、定電流充電されるので直線的に上昇する。出力トランジスター9のエミッタ電圧Veは、エミッタ抵抗16にスタート時から定電流が流れるので、スタート時には上記ベース・エミッタ間電圧とツェナー電圧の和となり、以降はコンデンサー11の電圧Vcにベース・エミッタ間電圧とツェナー電圧の和を足した電圧となる。
【0032】
エミッタ抵抗16の両端電圧Vrは、スタート時から上記ベース・エミッタ間電圧とツェナー電圧の和となる。
【0033】
出力トランジスター9のコレクタ・エミッタ間電圧Vceは、バッテリー2の電圧Eから出力トランジスター9のエミッタ電圧Veを引いた電圧になり、直線的に減少する。
【0034】
出力トランジスター9のエミッタ電流Ieは、エミッタ抵抗16の両端電圧Vrをエミッタ抵抗16の抵抗値で除した固定値になる。
【0035】
出力トランジスター9のコレクタ損失Pcは、コレクタ・エミッタ間電圧Vceとエミッタ電流Ieとの積であり、コレクタ・エミッタ間電圧Vceは直線的に減少し、エミッタ電流Ieは固定値であるので、直線的に減少する。
【0036】
以上の説明においては、制御トランジスター13を用いたが、制御トランジスター13を用いず、ツェナーダイオード12のカソードを出力トランジスター9のベースに接続しても定電流回路を達成できる。この場合、出力トランジスター9のベース・エミッタ間電圧とエミッタ抵抗16の両端電圧との和は、ツェナーダイオード12のツェナー電圧に等しい。出力トランジスター9のベース・エミッタ間電圧、ツェナーダイオード12のツェナー電圧は一定値なので、エミッタ抵抗16の両端電圧も一定値となる。従って、抵抗16を流れる電流は一定値となる。
【0037】
ここで、図5従来例の電気自動車用空調装置の回路図、図6従来の電気自動車用空調装置に係る回路作動図により、従来の電気自動車用空調装置の回路図の作動を説明する。
【0038】
バッテリー2が接続されると、抵抗器8の抵抗値とコンデンサー11の静電容量値によって定まる時定数により、コンデンサー11の電圧Vcと抵抗器8の電流Ir及びコンデンサー11の電流Icが図6のように定まる。
【0039】
コンデンサー11が充電され入力電圧検出手段7が所定値以上の電圧を検出すると、制御部6により開閉装置3が閉となり、バッテリーから開閉装置を介して電力を供給され、電動コンプレッサー駆動装置にて空調用の電動コンプレッサーが駆動される。
【0040】
抵抗器8の抵抗値は前述のように、抵抗器8の抵抗値は充電突入電流を抑えられるだけ大きくなければならない。一方では、電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には、ヒューズが切れるだけ小さくなければならない。また、ヒューズの値は、通常の作動電流では切れてはならないので、10A程度とされる。よって、故障時には、ヒューズが確実に切れるために40A程度が流れるようにする必要があり、バッテリー2の電圧を300Vとして、7.5オームとなる。よって、バッテリー2接続時点では40A程度が流れ、以降は時定数により定まる。コンデンサー11の静電容量値が大きい程、時定数が大きくなり抵抗器8の消費電力が大きくなる。コンデンサー11の静電容量値は電流平滑のために通常1000マイクロF前後の大容量である。そして、バッテリー2接続時点では300V×40A=12000Wの瞬間最大消費電力となる。
【0041】
よって、抵抗器8はその信頼性を保つために大電力品を用いなければならない。そして、その値は抵抗器8の保証スペックにより60W前後の定格品となる。
【0042】
図4抵抗器・トランジスター形状図に示すように、60Wに代わり30W抵抗を2個用いる場合でも、車両用空調装置のコントローラーとしては大きなスペースを必要とする。
【0043】
また、ヒューズが切れない、電動コンプレッサー駆動装置、コンデンサーなどの半故障時の場合、例えば9A(ヒューズ定格10A以下)の電流が流れる場合、抵抗器8は(9A) 2 ×7.5オーム=607.5Wの大電力消費となり、過熱による発煙、半田溶け、配線損傷などの信頼性低下が生じる。よって、放熱対策のための放熱器などが必要になり大型化してしまう。
【0044】
一方、上記定電流充電の場合も上記と同様に作動する。但し、コンデンサー11の充電は抵抗器8ではなく定電流の通電装置4にて行われる。
【0045】
定電流値は制御トランジスター13のベース・エミッタ間電圧及びツェナーダイオード12のツェナー電圧との和をエミッタ抵抗16の抵抗値で除した値になるので、ツェナーダイオード12のツェナー電圧、エミッタ抵抗16の抵抗値を適当に選んで、任意に設定できる。ツェナー電圧を6V、抵抗値を70オーム(ベース・エミッタ間電圧は1Vとする)とすれば、0.1Aとなる。よって、バッテリー2接続時点から、従来例の40Aよりはるかに小さい電流0.1Aしか流れない。また、エミッタ抵抗16の消費電力は0.7Wであり、1W抵抗を用いれば良く従来例の60W抵抗よりはるかに小さい。電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には半故障時も含め電流は0.1Aなので、ヒューズは切れないが、出力トランジスター9のコレクタ損失Pcは最大でも300Vと0.1Aの積の30Wである。従来例の607.5Wよりはるかに小さい。
【0046】
よって、図4抵抗器・トランジスター形状図に示すように、出力トランジスター9を出力部18用のヒートシンク19に取り付けておけば充分に冷却される。ヒートシンク19は、数十Wの発熱の出力部18用であり、出力トランジスタの30Wに充分対応できる。もって、最大電圧300Vが印加されるコンデンサーショートにおいても、回路に異常はなく、定電流通電が可能である。
【0047】
また、定電流値は小さいので、小型のトランジスターが使用可能であり、プリント基板上に直接接続可能となる。よって、大きなスペースは必要なく、空調装置を小型にできる。また、配線が無いので配線固定作業は不要で製造が容易となる。更に、上記回路でバッテリー電圧、コンデンサーの静電容量値に関わらず定電流値が決まるので、通電装置を共通にできる。
【0048】
また、本発明の実施例において、ベース抵抗A・14に直列に開閉器を設けることにより、開閉器の開閉により出力トランジスター9のベース電流をOFF・ONして出力トランジスター9のエミッタ電流をOFF・ONすることが可能となる。従って、電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には半故障時も含めエミッタ電流の通電時間等の検出により、異常検出して出力トランジスター9のエミッタ電流をOFFすることが可能である。ベース電流は0.1Aのエミッタ電流より更に小さく0.01A程度であり、大きな開閉器を必要としない。
【0049】
一方、従来の回路では最大300V,40Aの開閉が必要なため、大きな開閉器を必要とし、大きなスペース、コストを必要とする。
【0050】
尚、上記実施例では開閉装置はリレーとしたが、トランジスター、サイリスタ等でも実現可能である。
【0051】
【発明の効果】
本発明によれば、通電装置はコンデンサーに定電流充電する際、定電流値を、コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能なように、小さく設定することにより、電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時には半故障時も含め電流は定電流値に保持されるのでヒューズは切れずとも、トランジスタで発生する熱を放熱器に放熱することと相まって、異常過熱を防止できる。
【0052】
コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能であるので、コンデンサーの静電容量値が如何に大きくとも、時間をかけて充電できる。もって、コンデンサーの静電容量値に関わらず通電装置を共通にできる。直流電源の最も高い電圧において、コンデンサーが短絡した場合においても、定電流機能が動作可能としておけば、直流電源電圧にも関わらず通電装置を共通にできる。
【0053】
また、通電装置をトランジスターで構成し、定電流値を小さく設定することにより、小型のトランジスターを使用可能となり、通電装置を電動コンプレッサー駆動装置内のプリント基板上に直接接続可能となる。また、トランジスター以外にはツェナーダイオード、第1の抵抗器、第2の抵抗器と若干の部品だけで良く、またトランジスタ用放熱器は電動コンプレッサー駆動装置用放熱器を共用するので、設置場所を要しない。
【0054】
よって、大きなスペースは必要なく、空調装置を小型にできる。
【0055】
更に、トランジスタのコレクタ、ベース、エミッタそれぞれの端子は直接、プリント基板へ接続されるので、リード線を用いた配線が不要なため、配線が発熱体、金属エッジなどに触れての損傷防止のための配線固定作業は不要である。よって、通電装置としての構造は簡単になるため、製造が容易となる。
【0056】
電動コンプレッサー駆動装置破損、コンデンサーショートなどの故障時にはエミッタ電流の通電時間等の検出により、異常検出して出力トランジスター9のエミッタ電流をOFFすることが可能である。ベース電流は小さな値のエミッタ電流より更に小さく、大きな開閉器を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る電気自動車用空調装置の回路図
【図2】本発明の実施例に係る回路作動図
【図3】同電圧・電流波形図
【図4】抵抗器・トランジスター形状を示す斜視図
【図5】従来の電気自動車用空調装置の回路図
【図6】従来の電気自動車用空調装置に係る回路作動図
【符号の説明】
1 電動コンプレッサー駆動装置
2 バッテリー
3 開閉装置
4 通電装置
5 電動コンプレッサー
6 制御部
7 入力電圧検出手段
8 抵抗器
9 出力トランジスター
10 ヒューズ
11 コンデンサー
12 ツェナーダイオード
13 制御トランジスター
14 ベース抵抗A
15 ベース抵抗B
16 エミッタ抵抗
18 出力部
19 ヒートシンク
20 プリント基板
21 配線[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an air conditioner for an electric vehicle including an electric compressor driven by electric power from a battery.
[0002]
[Prior art]
In an electric vehicle air conditioner, the electric compressor driving device that drives the electric compressor for air conditioning supplies a large current to the electric compressor, so the electric noise is large and interferes with the on-vehicle radio. Supplying battery affects the durability. Therefore, as shown in the voltage / current waveform diagram in FIG. 3, it is necessary to smooth the current supplied to the electric compressor to suppress electric noise and current fluctuation. For this purpose, a capacitor having a large capacitance is provided at a location where the electric compressor driving device is supplied with power from a battery via a switching device.
[0003]
However, when such a capacitor having a large capacitance is provided, a large charging current flows to the capacitor at the moment when the battery is connected. As a result, problems such as a blown fuse or a surge voltage due to resonance with an inductance component such as a wiring from a battery as shown in the voltage / current waveform diagram of FIG.
[0004]
Therefore, the battery is charged through the power supply device in order to suppress the charging inrush current to the capacitor at the moment when the battery is connected. And usually, a resistor is used as an energizing device.
[0005]
However, when a resistor is used as a current-carrying device, the battery usually has a high voltage of about 300 V, and the capacitor has a large capacity of about 1000 microF. High power products must be used to maintain performance. And that value is around 60W.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when a resistor is used as a current-carrying device, a high-power product of about 60 W must be used. Since the large power resistor has a large shape, it cannot be directly connected to a printed circuit board in the electric compressor driving device, and a considerable space for mounting the space must be secured. As an air conditioner for an electric vehicle, the air conditioner must be installed in a limited space of the vehicle, so the air conditioner must be made as small as possible. Therefore, a current supply device that does not increase the size of the air conditioner is required.
[0007]
When a resistor is used as the current-carrying device, it is necessary to wire the resistor, and it is necessary to fix the wire so that the wire does not touch and damage the heating element or metal edge. is there. Therefore, the structure as an energizing device becomes complicated, so that the size becomes large and the manufacturing is difficult.
[0008]
Also, the resistance value of the resistor must be large enough to suppress charging inrush current. On the other hand, in the event of a failure such as a failure of the electric compressor drive unit or a short circuit of the condenser, the fuse must be small enough to blow.
[0009]
Therefore, the resistance value of the resistor needs to be changed according to the battery voltage and the capacitance value of the capacitor.
[0010]
However, there are many types of battery voltages of electric vehicles, and the required capacity of an air conditioner varies from vehicle to vehicle, so that the current supplied to the electric compressor also differs.
[0011]
Therefore, the resistance value of the resistor needs to be changed depending on the air conditioner and the vehicle, and the type of the air conditioner increases, so that the production management becomes complicated, and problems such as production trouble and cost increase occur.
[0012]
Also, in the event of a semi-failure of the electric compressor driving device, the condenser, or the like where the fuse is not blown, a large amount of power is consumed by the resistor, and reliability is reduced due to overheating. For this reason, the air conditioner becomes large due to measures for heat radiation or the like.
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact, simple structure, highly reliable, and common electric vehicle air conditioner.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a DC power supply, an energizing device connected in series to the DC power source, a switchgear connected in parallel with the energizing device, and a DC power source charged through the energizing device. Compressor, an electric compressor drive that is supplied with power from a DC power supply through a switchgear, and drives an electric compressor for air conditioning, a radiator that radiates heat generated in the electric compressor drive, and an electric compressor drive in an automotive air conditioner that includes a printed circuit board which constitutes the electrical circuitry of the apparatus,
The energizing device includes a transistor having a collector connected to the DC power supply, a first resistor connecting a base of the transistor to the DC power supply, and a second resistor connecting an emitter of the transistor to the capacitor. It is composed of a resistor and a Zener diode whose anode is connected to the capacitor side and determines the voltage of the second resistor.The transistor is an NPN transistor and has a constant current function of charging the capacitor with a constant current. The constant current value is a current value at which the constant current function can operate even when the capacitor is short-circuited.The transistor is fixed in thermal close contact with the radiator to radiate the heat generated by the transistor. Heat is dissipated to the device, and the collector, base and emitter terminals of the transistor are electrically connected directly to the printed circuit board.
[0015]
[Action]
According to the present invention, the power supply device charges the capacitor with a constant current. By setting the constant current value to a small value so that the constant current function can operate even when the capacitor is short-circuited, the current will be constant current, even in the event of a failure such as breakage of the electric compressor drive or short-circuiting of the capacitor, including a semi-failure. Since the value is held at the value, even if the fuse is not blown, abnormal overheating can be prevented in combination with radiating the heat generated in the transistor to the radiator.
[0016]
Even when the capacitor is short-circuited, the constant current function can be operated, so that it can be charged over a long time no matter how large the capacitance value of the capacitor is. Thus, a common energizing device can be used regardless of the capacitance value of the capacitor. Even if the capacitor is short-circuited at the highest voltage of the DC power supply, if the constant current function is operable, a common power supply device can be used regardless of the DC power supply voltage.
[0017]
Also, by configuring the energizing device with a transistor and setting the constant current value to be small, a small transistor can be used, and the energizing device can be directly connected to a printed circuit board in the electric compressor driving device. In addition to the transistor, the Zener diode, the first resistor, and the second resistor only need a few parts, and the radiator for the transistor shares the radiator for the electric compressor drive. do not do.
[0018]
Therefore, a large space is not required, and the air conditioner can be downsized.
[0019]
Furthermore, the collector, base, and emitter terminals of the transistor are directly connected to the printed circuit board, eliminating the need for wiring using lead wires. No wiring fixing work is required. Therefore, the structure as the energizing device is simplified, and the manufacturing is facilitated.
[0020]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a circuit diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
[0022]
The difference from the circuit diagram of the conventional air conditioner for an electric vehicle shown in FIG. 5 is that the current supply device is different and the conventional example is a resistor, whereas the embodiment of the present invention is a constant current circuit and the collector is The output transistor 9, the
[0023]
Here, the operation of the circuit will be described.
[0024]
When the
[0025]
Therefore, when the voltage exceeds the sum of the base-emitter voltage of the
[0026]
Therefore, the voltage across the
[0027]
As described above, the circuit operation is stabilized in a state where the voltage across the
[0028]
Therefore, the emitter current is a value obtained by dividing the sum of the base-emitter voltage of the
[0029]
Since the base-emitter voltage, the Zener voltage, and the resistance value are fixed values, the calculated value is a fixed value, that is, a constant current.
[0030]
The above operation is shown in the circuit operation diagram according to the embodiment of the present invention in FIG.
[0031]
The voltage Vc of the capacitor 11 is zero at the start when the
[0032]
The voltage Vr across the
[0033]
The collector-emitter voltage Vce of the output transistor 9 becomes a voltage obtained by subtracting the emitter voltage Ve of the output transistor 9 from the voltage E of the
[0034]
The emitter current Ie of the output transistor 9 has a fixed value obtained by dividing the voltage Vr across the
[0035]
The collector loss Pc of the output transistor 9 is the product of the collector-emitter voltage Vce and the emitter current Ie. The collector-emitter voltage Vce decreases linearly, and the emitter current Ie is a fixed value. To decrease.
[0036]
In the above description, the
[0037]
Here, the operation of the circuit diagram of the conventional electric vehicle air conditioner will be described with reference to the circuit diagram of the conventional electric vehicle air conditioner in FIG. 5 and the circuit operation diagram of the conventional electric vehicle air conditioner in FIG.
[0038]
When the
[0039]
When the capacitor 11 is charged and the input
[0040]
As described above, the resistance value of the
[0041]
Therefore, a high-power product must be used for the
[0042]
As shown in the resistor / transistor shape diagram in FIG. 4, even when two 30W resistors are used instead of 60W, a large space is required as a controller of a vehicle air conditioner.
[0043]
Further, in the case of a semi-failure of the electric compressor driving device, the condenser, or the like where the fuse is not blown, for example, when a current of 9 A (a fuse rating of 10 A or less) flows, the
[0044]
On the other hand, in the case of the constant current charging, the operation is performed in the same manner as above. However, charging of the capacitor 11 is performed not by the
[0045]
Since the constant current value is a value obtained by dividing the sum of the base-emitter voltage of the
[0046]
Therefore, if the output transistor 9 is attached to the
[0047]
In addition, since the constant current value is small, a small transistor can be used and can be directly connected to a printed circuit board. Therefore, a large space is not required, and the air conditioner can be downsized. In addition, since there is no wiring, a wiring fixing operation is not required, and the manufacturing becomes easy. Further, since the constant current value is determined by the above-described circuit regardless of the battery voltage and the capacitance value of the capacitor, a common energizing device can be used.
[0048]
Further, in the embodiment of the present invention, by providing a switch in series with the base resistor A · 14, the base current of the output transistor 9 is turned ON / OFF by opening / closing the switch and the emitter current of the output transistor 9 is turned OFF / ON. It can be turned ON. Therefore, in the event of a failure such as a failure of the electric compressor drive device or a short circuit of the capacitor, it is possible to detect an abnormality and to turn off the emitter current of the output transistor 9 by detecting the conduction time of the emitter current including a half failure. The base current is smaller than the emitter current of 0.1 A and is about 0.01 A, and does not require a large switch.
[0049]
On the other hand, since the conventional circuit requires switching at a maximum of 300 V and 40 A, a large switch is required, and a large space and cost are required.
[0050]
Although the switching device is a relay in the above embodiment, it can be realized by a transistor, a thyristor, or the like.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the current supply device charges the capacitor with a constant current, the constant current value is set to a small value so that the constant current function can operate even when the capacitor is short-circuited. In the event of a failure such as breakage or short-circuiting of the capacitor, the current is maintained at a constant current value even in the case of a semi-failure. Therefore, even if the fuse is not blown, the heat generated in the transistor is radiated to the radiator, thereby preventing abnormal overheating.
[0052]
Even when the capacitor is short-circuited, the constant current function can be operated, so that it can be charged over a long time no matter how large the capacitance value of the capacitor is. Thus, a common energizing device can be used regardless of the capacitance value of the capacitor. Even if the capacitor is short-circuited at the highest voltage of the DC power supply, if the constant current function is operable, a common power supply device can be used regardless of the DC power supply voltage.
[0053]
Also, by configuring the energizing device with a transistor and setting the constant current value to be small, a small transistor can be used, and the energizing device can be directly connected to a printed circuit board in the electric compressor driving device. In addition to the transistor, the Zener diode, the first resistor, and the second resistor only need a few parts, and the radiator for the transistor shares the radiator for the electric compressor drive. do not do.
[0054]
Therefore, a large space is not required, and the air conditioner can be downsized.
[0055]
Furthermore, the collector, base, and emitter terminals of the transistor are directly connected to the printed circuit board, eliminating the need for wiring using lead wires. No wiring fixing work is required. Therefore, the structure as the energizing device is simplified, and the manufacturing is facilitated.
[0056]
In the event of a failure such as a failure of the electric compressor drive device or a short circuit of the capacitor, it is possible to detect an abnormality and to turn off the emitter current of the output transistor 9 by detecting the duration of the emitter current. The base current is even smaller than the small value emitter current and does not require a large switch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an air conditioner for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit operation diagram according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional electric vehicle air conditioner. FIG. 6 is a circuit operation diagram of a conventional electric vehicle air conditioner.
REFERENCE SIGNS LIST 1 electric
15 Base resistance B
16
Claims (1)
前記直流電源に直列に接続される通電装置と、
前記通電装置と並列に接続される開閉装置と、
前記直流電源から前記通電装置を介して充電されるコンデンサーと、
前記直流電源から前記開閉装置を介して電力を供給され、空調用の電動コンプレッサーを駆動する電動コンプレッサー駆動装置と、
前記電動コンプレッサー駆動装置内で発生する熱を放熱する放熱器と、
前記電動コンプレッサー駆動装置の電気回路を構成するプリント基板とを備えた自動車用空調装置において、
前記通電装置は、少なくとも、コレクタが前記直流電源側へ接続されるトランジスタと、
前記トランジスタのベースを前記直流電源側へ接続する第1の抵抗器と、前記トランジスタのエミッタを前記コンデンサー側へ接続する第2の抵抗器と、アノードが前記コンデンサー側へ接続されて前記第2の抵抗器の電圧を決定するツェナーダイオードとで構成され、前記コンデンサーが短絡した場合においても動作可能な所定の電流値で、前記コンデンサーに定電流充電する定電流機能を備え、
前記トランジスタは、前記放熱器に熱的に密着して固定されるとともに、前記トランジスタの各端子は、前記プリント基板へ電気接続されたことを特徴とする自動車用空調装置。DC power supply,
An energizing device connected in series to the DC power supply,
A switching device connected in parallel with the energizing device;
A capacitor charged from the DC power supply through the energizing device,
An electric compressor driving device that is supplied with power from the DC power supply via the switching device and drives an electric compressor for air conditioning,
A radiator that radiates heat generated in the electric compressor drive device,
In an automotive air conditioner that includes a printed circuit board which constitutes the electrical circuits of the electric compressor driving device,
The energizing device, at least , a transistor having a collector connected to the DC power supply side ,
A first resistor for connecting the base of the transistor to the DC power supply side, a second resistor for connecting the emitter of the transistor to the capacitor side, and an anode connected to the capacitor side for the second resistor ; A zener diode that determines the voltage of the resistor, and has a constant current function of charging the capacitor with a constant current at a predetermined current value operable even when the capacitor is short-circuited,
Before Quito transistor is fixed in close contact with thermally to the heat sink, the terminals of the transistor, a motor-vehicle air-conditioning system, characterized in that it is electrically connected to the printed circuit board.
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