JP3703059B2 - 電気自動車用充電装置 - Google Patents
電気自動車用充電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3703059B2 JP3703059B2 JP28044297A JP28044297A JP3703059B2 JP 3703059 B2 JP3703059 B2 JP 3703059B2 JP 28044297 A JP28044297 A JP 28044297A JP 28044297 A JP28044297 A JP 28044297A JP 3703059 B2 JP3703059 B2 JP 3703059B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching
- power supply
- phase
- circuit
- supply state
- 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
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
- B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/421—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
- B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
- B60L2240/529—Current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/10—Driver interactions by alarm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/16—Driver interactions by display
-
- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- 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
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- 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
-
- 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
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電気自動車用充電装置において、バッテリから三相インバ−タ回路を通じて給電される三相交流モ−タの一対の相入力端と単相商用電源の両端との間に介設されて単相商用電源から三相交流モ−タへの給電電流を高周波スイッチング制御するスイッチング回路を有するものが知られている。
【0003】
この形式の電気自動車用充電装置では、スイッチング回路を高周波スイッチングしてリアクタンス素子をなす三相交流モ−タの固定子コイルへの通電電流を断続し、それにより固定子コイルの両端に生じる高周波大電圧を三相インバ−タ回路に付属するダイオ−ドからなる全波整流回路で整流してバッテリを充電している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の電気自動車用充電装置のスイッチング回路の一例として、互いに直列接続されて単相商用電源の一端と三相交流モ−タの一つの相入力端との間に介設される一対のスイッチングトランジスタと、一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される一対のダイオ−ドと、互いに直列接続されて単相商用電源の他端と三相交流モ−タの他の一つの相入力端との間に介設される他の一対のスイッチングトランジスタと、他の一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される他の一対のダイオ−ドとを備えるものが、たとえば本出願人の出願になる電気自動車用充電装置において、提案されている。
【0005】
このスイッチング回路(以下、4トランジスタ直列接続型スイッチング回路ともいう)によれば、バッテリから三相交流モ−タへ給電されている場合には、スイッチング回路を構成する4つのスイッチングトランジスタを遮断することにより、単相商用電源側のコネクタ端子はバッテリ充電時以外は高電圧(電気自動車用バッテリは通常、300V程度の高圧とされることが多い)となることがなく、感電や漏電に対する安全性が向上するという効果を生じる。
【0006】
ところが、この4トランジスタ直列接続型スイッチング回路では、以下の問題が生じることがわかった。
まず第一の問題は、このスイッチング回路のどれか1個のスイッチングトランジスタがオープン故障した場合、それにもかかわらずこの故障トランジスタと並列に接続されるダイオ−ドを通じて、半波電流が流れ得るので、半波モ−ドでスイッチング回路が動作し、充電能力が半減するので、充電終了まで長時間を要することである。
【0007】
次に、このスイッチング回路の同方向の2個のスイッチングトランジスタがオープン故障した場合、それにもかかわらずこれらの故障トランジスタと並列に接続されるダイオ−ドを通じて、半波電流が流れ得るので、上記と同様に半波モ−ドでスイッチング回路が動作し、充電終了まで長時間を要することである。
次に、このスイッチング回路の反対方向の2個のスイッチングトランジスタがオープン故障した場合、電流が流れ得ないので、ドライブ回路から制御を行っているにもかかわらず、いつまでたっても充電が終了しないという不具合が生じてしまう。
【0008】
このような状態を放置することは、充電不良又は充電の長時間化の原因が不明であることも含め、明らかに電気自動車運行制御上、各種不具合を派生させる。
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、4トランジスタ直列接続型スイッチング回路を有する電気自動車用充電装置において、このスイッチング回路の動作不良による動作不具合を速やかに発見してできるだけ充電機能を制限することを抑止し、更にそれを報知可能な電気自動車用充電装置を提供することを、その目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電気自動車用充電装置によれば、バッテリから三相インバ−タ回路を通じて給電される三相交流モ−タの一対の相入力端と単相商用電源の両端との間に介設されるスイッチング回路を有し、このスイッチング回路が、互いに直列接続されて単相商用電源の一端と三相交流モ−タの一つの相入力端との間に介設される一対のスイッチングトランジスタと、一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される一対のダイオ−ドと、互いに直列接続されて単相商用電源の他端と三相交流モ−タの他の一つの相入力端との間に介設される他の一対のスイッチングトランジスタと、他の一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される他の一対のダイオ−ドとを備える電気自動車用充電装置(以下、4トランジスタ直列接続型スイッチング回路を有する電気自動車用充電装置ともいう)において、スイッチング回路の各スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態および非給電状態を個別に判別するスイッチング回路監視手段を設け、前記スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態において前記ドライブ回路による前記スイッチング回路の駆動を許可し、前記非給電状態において前記ドライブ回路による前記スイッチング回路の駆動を禁止する。
【0010】
このようにすれば、半波スイッチング給電状態でも大電流充電機能が低下するもののスイッチングトランジスタの故障にもかかわらずバッテリ充電を続行することができ、更に非給電状態ではドライブ回路によるスイッチング回路のスイッチングトランジスタの駆動を遮断するので、無駄な電力消費を防ぎ、ドライブ回路の過熱を防ぐことができる。
【0011】
請求項2記載の構成によれば請求項1記載の電気自動車用充電装置において更に、ドライブ回路からスイッチング回路の各スイッチングトランジスタへ給電される制御電流の大きさで、スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態および非給電状態を判定しているので、正確に判定できるとともに、オープン故障を生じているスイッチングトランジスタの特定もできるので、故障修理も容易となる。
【0012】
請求項3記載の構成によれば請求項1又は2記載の電気自動車用充電装置において更に、充電不能な前記非給電状態が生じた場合にそれを警告する。このようにすれば、このスイッチング回路の動作不良による充電必要時間の長大化や充電不能状態の発生など、電気自動車運行上、死活的な問題およびその原因であるスイッチング回路の特定のスイッチングトランジスタのオープン故障を速やかに発見してそれをドライバに報知し、電気自動車の走行不能又は走行距離の短縮といった不具合が発生するのを未然に防ぐことができる。
請求項4記載の構成によれば請求項1乃至3のいずれか記載の電気自動車用充電装置において更に、前記スイッチング回路監視手段は、前記スイッチング回路の各前記スイッチングトランジスタのオープン故障の組み合わせに基づいて、前記スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態および非給電状態を判別する。
【0013】
【発明を実施するための形態】
本発明の交直変換装置の好適な実施態様を以下の実施例を参照して説明する。(実施例1)
実施例1の交直変換装置を採用した電気自動車用バッテリ充電装置を図1を参照して説明する。
【0014】
構成
図1において、1は入力となる単相商用交流電源、2はロ−パスフィルタまたは平滑回路として知られる入力側のフィルタ回路、3はスイッチング回路、4は走行モ−タとして機能する三相交流モ−タ、5は三相インバ−タ回路、6は平滑コンデンサ、7はスイッチ回路、8a〜8cは充電用リレ−の接点、9はロ−パスフィルタまたは平滑回路として知られる出力側のフィルタ回路、10は車載主電池をなす高圧のバッテリ、11はマイコン構成のコントロ−ラ、12はスイッチング回路3の駆動制御用かつゲ−ト電流検出用のドライブ回路、13は三相交流モ−タ4の回動角度検出用のロ−タリ−エンコ−ダ、14はロ−タリ−エンコ−ダ13の出力信号をA/D変換するA/D変換器、15はコントローラ11の判断結果を表示、警告する表示警告装置である。
【0015】
スイッチング回路3は、互いに直列接続されて単相商用交流電源1の一端と三相交流モ−タ4の一つの相入力端41との間に介設される一対のIGBT3a〜3bと、一対のIGBT3a〜3bと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される一対のダイオ−ド33a〜33bと、互いに直列接続されて単相商用交流電源1の他端と三相交流モ−タ4の他の一つの相入力端42との間に介設される他の一対のIGBT3c〜3dと、他の一対のIGBT3c〜3dと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される他の一対のダイオ−ド33c〜33dとにより構成されている。
【0016】
三相インバ−タ回路5は、ハイサイド側IGBT5a〜5cの各一つと、ローサイド側IGBT5d〜5fとが個別に直列接続され、更に、各IGBT5a〜5fとそれぞれ個別に逆並列接続された6個のダイオ−ドとからなる周知の回路であり、本実施例では特にバッテリ充電時に単相全波整流器として機能し、モ−タ駆動時にはコントローラ11によりスイッチング制御されて三相交流電圧を発生して三相交流モ−タ4に給電している。
【0017】
スイッチ回路7は、三相インバ−タ回路5の一対の直流端とフィルタ回路9の一対の入力端との間に介設されるIGBT7a〜7bからなり、7aは上記両者の高位側を接続し、7bは上記両者の低位側を接続しており、IGBT7a〜7bはコントロ−ラ11により充電時に導通され、モ−タ駆動時に遮断される。
フィルタ回路9は、スイッチ回路7の出力側の両端とバッテリ10との間に介設される平滑回路であって、リアクトル素子91と平滑コンデンサ92とからなる周知の回路構成にダイオ−ド93を付加して構成している。
【0018】
8a〜8bは充電用リレ−の常閉接点、8cはこの充電用リレ−の常開接点であり、コントローラ11は充電時に常閉接点8a〜8bを開き、常開接点8cを閉じ、モ−タ駆動時にこれら各接点8a〜8cに逆の動作を行わせる。
基本動作
以下、この電気自動車用充電装置の動作を説明する。
【0019】
(モ−タ駆動時)
バッテリ10により三相交流モ−タ4を駆動して走行する場合には、充電用リレ−を導通させて接点8a、8bを開き、接点8cを閉じ、スイッチ回路7のIGBT7a、7bを遮断させ、スイッチング回路3を構成する各IGBT3a〜3dを遮断し、バッテリ10から充電用リレ−の常閉接点8a〜8bを通じて三相インバ−タ回路5の一対の直流端間にバッテリ電圧を印加し、コントローラ11から必要な周波数で三相インバ−タ回路5の各IGBT5a〜5fをPWM制御して擬似三相交流電圧を形成し、三相交流モ−タ4を所定回転数で駆動させる。
【0020】
(バッテリ充電時)
バッテリ充電時には、フィルタ回路2の入力端に商用交流電源1を接続し、充電用リレ−を遮断して接点8a、8bを閉じ、接点8cを開く。また、スイッチ回路7のIGBT7a、7bを導通させ、三相インバ−タ回路5のIGBT5a〜5fは遮断する。
【0021】
次に、コントローラ11からドライブ回路12に指令し、ドライブ回路12がスイッチング回路3のIGBT3a〜3dを所定周期で断続制御する。
更に具体的に説明すれば、IGBT3a、3dのペアとIGBT3b、3cのペアとを所定周期で交互に断続させる。すると、商用交流電源1の正の半波期間では商用交流電源1からIGBT3a、ダイオ−ド33b、三相交流モ−タ4、IGBT3d、ダイオ−ド33cの順に流れる電流が高周波スイッチングされ、商用交流電源1の負の半波期間では商用交流電源1からIGBT3c、ダイオ−ド33d、三相交流モ−タ4、IGBT3b、ダイオ−ド33aの順に流れる電流が高周波スイッチングされ、それにより三相交流モ−タ4の相入力端41、42間に高電圧高周波電圧が発生する。この高電圧高周波電圧は、三相インバ−タ回路5のダイオ−ドにより全波整流され、スイッチ回路7を通じ、フィルタ回路9で平滑化させて、バッテリ10を充電する。
【0022】
スイッチング回路3のIGBT3a〜3dのデューティ比は、バッテリ10の電圧をモニタしながら制御し、バッテリ充電電流又は電圧が適正となるように制御を行う。
(スイッチング回路3のオープン故障検出)
この実施例では、ドライブ回路12は、内部に図2に示すゲ−ト電流検出回路を内蔵している。ただし、図2はIGBT3aのゲ−ト電流検出回路であるが、他のIGBT3b〜3dのそれらも同じであるので、記載を省略する。
【0023】
121〜124はドライブ回路12の出力端とIGBT3a〜3dのゲ−ト電極とを個別に接続する出力線であって、125は、ドライブ回路12のIGBT3a駆動用の出力ドライバ回路(図示せず)とIGBT3a〜3dのゲ−ト電極との間に介設される電流検出抵抗兼ゲ−ト保護抵抗である。
抵抗125の両端の電圧降下はダイオ−ド126で半波整流され、抵抗127とコンデンサ128とからなる平滑回路で直流化され、A/Dコンバ−タ129でデジタル信号に変換されてコントローラ11に送信される。
【0024】
次に、コントローラ11によるスイッチング回路3のオープン故障検出ルーチンを図3のフロ−チャ−トを参照して以下に説明する。
まず、コントローラ11による充電開始指令とともにこのル−チンが起動され、まず各出力線121〜124のゲ−ト電流Ia〜Idを読み込み(100)、読み込んだゲ−ト電流Ia〜Idが正常かどうか、すなわち所定値以上であるかどうかを調べ(102)、過小であれば異常すなわちオープン故障であると判定し、その故障モ−ド(図4参照)に応じて、故障モ−ドが充電可能なものか、充電不能なものかを判定し、充電不能な場合にはドライブ回路12にスイッチング回路3の駆動を中止するように指令するとともに、表示警告装置15にそれを表示する。
【0025】
次に、図4を参照して、上記各故障モ−ドを説明する。
故障モ−ド1は、IGBT3aがオープン故障して常開となった場合であり、この場合には商用交流電源1の負の半波期間にだけ正常な動作が行える。IGBT3dのオープン故障の場合も同じであり、IGBT3b、3cのオープン故障の場合には反対に正の半波期間にだけ正常な動作が行える。したがって、この場合には、充電能力が半減するにもかかわらず、そのまま充電を続行して構わない。
【0026】
故障モ−ド2、3、6、7のモ−ドでは、充電が不能であるので、この場合にはいたずらに充電を持続してもなんら効果が無い。したがって、速やかにそれを表示警告するとともに、無駄な電力消費を防止するためにドライブ回路12の駆動を停止する。
故障モ−ド4、5のモ−ドでは、半波充電が可能であるので、このまま充電を続行する。
【0027】
故障モ−ド8のモ−ド、すなわち、IGBT3a〜3dのうちの3つが故障した場合には、完全に充電が不能となるので、この場合にはいたずらに充電を持続してもなんら効果が無い。したがって、速やかにそれを表示警告するとともに、無駄な電力消費を防止するためにドライブ回路12の駆動を停止する。
すなわち、各IGBT3a〜3dのゲ−ト電流をモニタすることにより、充電可能なモ−ドおよび充電不能なモ−ドを判別できるとともに、オープン故障を生じたIGBTを特定することもでき、修理時にスイッチング回路3全体を交換するのではなく、オープン故障したIGBTだけを取り替えればよく、経済的となる。
【0028】
(変形態様)
上記実施例では、IGBT3a〜3dのゲ−ト電流をモニタしてオープン故障を検出したが、スイッチング回路3の出力端からバッテリ10に至る回路中のどこかの電流を検出し、IGBT3a〜3dが正常な場合におけるこれら電流値とIGBT3a〜3dの指令デューティ比との関係を予めマップに記憶しておき、このマップと検出電流値に基づいてオープン故障を判別することもできる。なお、この場合には、IGBT3a〜3dのオープン故障だけでなく、その他の素子などのオープン故障も検出できる利点および電流検出回路が1回路でよいという利点がある。
【0029】
(変形態様)
上記実施例では、充電時にのみ、上記オープン故障検出動作を行ったが、充電時以外であっても、たとえば非走行期間に定期的に実施することもでき、このようにすれば、いざ充電という場合にオープン故障を発見して慌てるという事態を回避することができ、有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気自動車用充電装置の実施例を示す回路図である。
【図2】図1のゲ−ト電流検出回路を示す回路図である。
【図3】図1のコントロ−ラ11によるオープン故障検出動作を示すフロ−チャ−トである。
【図4】IGBT3a〜3dのオープン故障モ−ドと、充電可能性との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1は商用交流電源、3はスイッチング回路、4は三相交流モ−タ、5は三相インバ−タ回路、10はバッテリ、3a〜3dはIGBT(スイッチングトランジスタ)、33a〜33dはダイオ−ド、11はコントローラ(スイッチング回路監視手段(102)、オープン故障警告手段およびスイッチング回路遮断手段(104))。
Claims (4)
- バッテリから三相インバ−タ回路を通じて給電される三相交流モ−タの一対の相入力端と単相商用電源の両端との間に介設されて前記単相商用電源から前記三相交流モ−タへの給電電流を高周波スイッチング制御するスイッチング回路と、前記スイッチング回路を構成するスイッチングトランジスタを駆動制御するドライブ回路とを有し、
前記スイッチング回路は、互いに直列接続されて前記単相商用電源の一端と前記三相交流モ−タの一つの相入力端との間に介設される一対のスイッチングトランジスタと、前記一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される一対のダイオ−ドと、互いに直列接続されて前記単相商用電源の他端と前記三相交流モ−タの他の一つの相入力端との間に介設される他の一対のスイッチングトランジスタと、前記他の一対のスイッチングトランジスタと個別に並列接続されるとともに互いに逆向きに直列接続される他の一対のダイオ−ドとを備える電気自動車用充電装置であって、
前記スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態および非給電状態を判別するスイッチング回路監視手段と、
前記スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態において前記ドライブ回路による前記スイッチング回路の駆動を許可し、前記非給電状態において前記ドライブ回路による前記スイッチング回路の駆動を禁止するスイッチング回路遮断手段と、
を有することを特徴とする電気自動車用充電装置。 - 請求項1記載の電気自動車用充電装置において、
前記スイッチング回路監視手段は、前記ドライブ回路から前記スイッチング回路のスイッチングトランジスタへ給電される制御電流の大きさに基づいて前記スイッチングトランジスタの各前記状態を判別するものであることを特徴とする電気自動車用充電装置。 - 請求項1又は2記載の電気自動車用充電装置において、
充電不能な前記非給電状態が生じた場合にそれを警告するオープン故障警告手段を備えることを特徴とする電気自動車用充電装置。 - 請求項1乃至3のいずれか記載の電気自動車用充電装置において、
前記スイッチング回路監視手段は、前記スイッチング回路の各前記スイッチングトランジスタのオープン故障の組み合わせに基づいて、前記スイッチングトランジスタの全波スイッチング給電状態、半波スイッチング給電状態および非給電状態を判別することを特徴とする電気自動車用充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28044297A JP3703059B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 電気自動車用充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28044297A JP3703059B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 電気自動車用充電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11122826A JPH11122826A (ja) | 1999-04-30 |
JP3703059B2 true JP3703059B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=17625122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28044297A Expired - Fee Related JP3703059B2 (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 電気自動車用充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3703059B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101216848B1 (ko) | 2011-06-23 | 2012-12-28 | 엘에스산전 주식회사 | 스위칭 장치 |
KR101369052B1 (ko) * | 2012-05-21 | 2014-03-04 | 엘에스산전 주식회사 | 전기자동차용 인버터-충전기 통합장치 |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP28044297A patent/JP3703059B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11122826A (ja) | 1999-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7269535B2 (en) | Fault diagnosing apparatus for vehicle and fault diagnosing method for vehicle | |
RU2533167C1 (ru) | Инверторное устройство и способ управления инвертором | |
CN107458231B (zh) | 驱动用于永磁同步马达的逆变电路的控制器和方法 | |
JP4968698B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
US20060221525A1 (en) | Electric generation control device of electric generator for vehicle | |
JP3840880B2 (ja) | 界磁巻線型回転電機の制御装置 | |
WO2011118259A1 (ja) | 放電制御装置 | |
JP3724344B2 (ja) | 電動機制御装置 | |
JPH08126223A (ja) | 交流発電機の制御装置 | |
JP5274504B2 (ja) | 自動車の電源システム | |
JP2001086660A (ja) | 自動車用充電システムの異常検出 | |
JP3299398B2 (ja) | 車両用交流発電機の出力制御装置 | |
JP6011455B2 (ja) | 負荷駆動装置 | |
JP4391513B2 (ja) | 車両用交流発電機の制御装置 | |
JP4126510B2 (ja) | インバータ装置の制動回路 | |
JP3374543B2 (ja) | 車両用交流発電機の制御装置 | |
JP3168191B2 (ja) | 充電装置 | |
JP2000188897A (ja) | モータ制御装置 | |
JPS6127983B2 (ja) | ||
JP3703059B2 (ja) | 電気自動車用充電装置 | |
JP2005304143A (ja) | 電力変換装置 | |
US12107571B2 (en) | Control circuit for power conversion apparatus | |
JP2006304542A (ja) | 電圧変換装置 | |
JPH1118464A (ja) | モータ制御装置 | |
JPH089567A (ja) | 車両用交流発電機の出力制御方法及び出力制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050701 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050714 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |