JP3765181B2 - Electric vehicle power supply - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動モータを駆動し得る高電圧の主バッテリと、車両の一般電気負荷に給電する副バッテリと、主バッテリの電圧を低電圧に変換するDC−DCコンバータを有する電気自動車用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、従来の電気自動車用電源装置のブロック構成を示す図である。図6において、1は充電器、2は充電スイッチ、3は主バッテリ、4はパワーコントローラ、5は駆動モータ、6は高電圧電気負荷、7はDC−DCコンバータ、8は副バッテリ、9は低電圧電気負荷である。
【0003】
主バッテリ3は、駆動モータ5を駆動するに充分な電圧(例、100〜300V)のバッテリである。
パワーコントローラ4には、主バッテリ3の電圧を駆動モータ5や高電圧電気負荷6へ伝達する回路の他、駆動モータ5の駆動を制御するためのコントローラ等が含まれている。コントローラは、各種センサ(例、アクセルセンサ)からの信号を基に、駆動モータ5への給電を制御する。
高電圧電気負荷6は、主バッテリ3の電圧が供給される負荷のうち、駆動モータ5以外のものであり、そのような負荷としては、例えば、パワーステアリング用モータ,エアコン用モータ等がある。
【0004】
低電圧電気負荷9は、電気自動車以外でも搭載されている一般電気負荷であり、例えば、ラジオ,照明装置,制御装置等がある。低電圧電気負荷9には、副バッテリ8あるいはDC−DCコンバータ7から給電される。
DC−DCコンバータ7は、主バッテリ3の高電圧を低電圧に変換するコンバータであり、その出力電圧は、副バッテリ8を満充電にし得る電圧(以下、「満充電可能電圧」という)を、常に出力するよう設定されている。例えば、低電圧電気負荷9を24V系の負荷だとすると、DC−DCコンバータ7の出力電圧は、常に28.5Vに設定されている。従って、副バッテリ8には、常に満充電する電圧が供給されている。
【0005】
なお、図6で充電スイッチ2の位置より右側の部分は車両であり、左側の部分は充電施設である。主バッテリ3が消耗して来ると、充電施設に行って充電器1に接続され、充電される。
【0006】
前記の従来例では、DC−DCコンバータ7の出力電圧が、主バッテリ3の消耗程度には関係なく、常に満充電可能電圧に設定されている。そのため、DC−DCコンバータ7の出力電流は、電圧が満充電可能電圧より低い電圧(但し、低電圧電気負荷9は作動し得る電圧)の時に比べて大となり、DC−DCコンバータ7の容量も大きくなってしまっていた。
即ち、DC−DCコンバータ7の出力が必要以上に大とされていたので、主バッテリ3の電力がそれだけ余分に消費され、主バッテリ3の電力が有効に利用されていないという問題点があった。そこで、それを改善するための提案が、特開平7−79505号公報でなされている。
【0007】
特開平7−79505号公報の技術では、DC−DCコンバータ7の出力電圧として、満充電可能電圧の他に、それより低い第2設定電圧(勿論、低電圧電気負荷を動作させ得る電圧ではあるが)にも設定できるようにしておく。そして、主バッテリ3をよく消耗する走行時には、第2設定電圧に設定し、主バッテリ3を充電する停車充電時には、満充電可能電圧に設定するようにする。これにより、DC−DCコンバータ7の出力を低減し、その容量も小さくしようとするものである。
【0008】
なお、電気自動車用電源装置に関する従来のその他の文献としては、例えば、特開平4−325801号公報等がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)
しかし、前記した従来の技術(特開平7−79505号公報の技術)には、次のような問題点があった。
第1の問題点は、DC−DCコンバータの出力電圧の設定値を2つとし、走行時と停車充電時とにより設定値を切り換えるだけであるので、制御が大雑把であり、DC−DCコンバータの出力が、まだ必要以上に大きくなっているという問題点があった。
第2の問題点は、副バッテリが満充電される機会が少なく、副バッテリの充電状態が悪化してしまうことがあるという問題点があった。
【0010】
(問題点の説明)
まず、第1の問題点について説明する。車両の低電圧電気負荷は、走行時になれば全て動作状態にされるというわけではない。例えば、ラジオはつけられたりつけられなかったりするし、照明装置は昼間は通常点灯されない。しかし、特開平7−79505号公報の技術では、走行時にはDC−DCコンバータの出力電圧は第2設定電圧にするとあるから、この第2設定電圧は、低電圧電気負荷の全てが動作状態にされても充分耐えられる電圧に選定しておかざるを得ない。
しかし、実際問題として、全ての低電圧電気負荷が動作状態におかれるのは極めて希であり、全てが動作させられる時間は、運転時間全体に比べればはるかに短時間である。その短時間での需要に備えて出力電圧を第2設定電圧に保っておくのは、エネルギー節約の点からみて不経済である。
【0011】
次に、第2の問題点について説明する。特開平7−79505号公報の技術では、DC−DCコンバータの出力電圧が副バッテリを満充電し得る電圧にされるのは、主バッテリが充電される時に限られている。そのため、副バッテリが満充電される機会が少なく、主バッテリの充電が長期間にわたってなされない場合は、副バッテリの充電状態が悪化する。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、高電圧電気負荷に給電するための主バッテリと、低電圧電気負荷に給電するための副バッテリと、前記主バッテリの電圧を前記副バッテリおよび低電圧電気負荷へ供給する電圧に変換するDC−DCコンバータとを具えた電気自動車用電源装置において、前記DC−DCコンバータの出力電圧は、該DC−DCコンバータの出力電流の増加に応じて、前記副バッテリを満充電にし得る所定の最大電圧から、前記副バッテリに接続されている低電圧電気負荷を動作させ得る所定の最小電圧へと、連続的に低減するよう制御されるものとした。
【0013】
また、本発明では、低電圧電気負荷のうちDC−DCコンバータの出力電圧を高くすることが要望されるところの特殊低電圧電気負荷を作動させるときには、DC−DCコンバータの出力電流がゼロとなった時と同じ制御動作で該出力電圧を制御するようにしてもよい。
【0014】
(解決する動作の概要)
DC−DCコンバータの出力電流を、電流検出器で検出する。検出される出力電流が増大するにつれ、DC−DCコンバータの出力電圧を、副バッテリを満充電にし得る所定の最大限電圧から、副バッテリに接続されている低電圧電気負荷を動作させ得る所定の最小限電圧にわたって、連続的に低下させる。
これにより、DC−DCコンバータから出力される電力を必要以上に大きくしなくともよくなり、DC−DCコンバータの容量を小さくすることが出来る。また、DC−DCコンバータの出力電流がゼロないしは小さくなった時、その出力電圧は、所定の最大限電圧まで或いはそれに近い値まで高くされるので、この時、副バッテリは充電される。そのため、副バッテリが、充電不足に陥ることが少なくなる。
また、低電圧電気負荷の中には、ヘッドライトのように、作動時には印加電圧を高くすることが要望される特殊低電圧電気負荷があるが、そのような負荷が作動された時には、特例的にDC−DCコンバータの出力電圧を最大限電圧にする構成を付加すると、前記のような特殊低電圧電気負荷の充分な作動を確保することが出来る。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の電気自動車用電源装置のブロック構成を示す図である。符号は図6のものに対応し、10は電流検出器、11は照明スイッチ、12は他の低電圧電気負荷、13はヘッドライトである。
電流検出器10は、DC−DCコンバータ7の出力電流を検出するためのものであり、検出信号はDC−DCコンバータ7に送られ、DC−DCコンバータ7の出力電圧を制御するために使用される(制御の詳細は、図2で述べる)。
【0016】
ヘッドライト13は低電圧電気負荷9の内の1つであり、低電圧電気負荷9の中でも、通電する時には印加電圧を高めにするのが望ましいという特殊低電圧電気負荷の例として、例示的に取り上げたものである。ヘッドライト13を点灯する場合、照度を確保するためには、電源電圧は定められている範囲内で高い方がよい。照明スイッチ11のオンによりヘッドライト13が点灯されたことを検出し、その検出信号をDC−DCコンバータ7に送る。
ヘッドライト13以外にも特殊低電圧電気負荷があった場合、その特殊低電圧電気負荷について、同様の措置を講ずることが出来る。
【0017】
図2は、本発明におけるDC−DCコンバータの詳細回路を示す図である。符号は図1のものに対応し、7−1は制御部、20A,20Bはトランジスタ、21はトランス、22,23はダイオード、24はコンデンサ、25A,25Bはコンパレータ、26は3角波発生回路、27は平滑回路、28はコンパレータ、29は正弦波発生回路、30はトランジスタ、31は反転回路である。
【0018】
トランジスタ20A,20Bのオンオフにより入力直流電圧を断続した交流が生成され、それがトランス21の一次側に供給される。二次側にはそれが変圧(本発明の場合、降圧)された交流が現れ、ダイオード22,23により整流され、コンデンサ24により平滑されて、DC−DCコンバータ7の出力電圧とされる。この電圧が、副バッテリ8および低電圧電気負荷9に印加される。
【0019】
DC−DCコンバータ7の出力電圧は、トランジスタ20A,20Bのオン期間のデューティ比(=オン期間とオフ期間の合計期間に対するオン期間の占める割合)によって変化する。即ち、オン期間の割合が大にされると出力電圧は大になる。トランジスタ20A,20Bのデューティ比は、制御部7−1によって交互に制御される。
制御部7−1は、コンパレータ25A,25B,3角波発生回路26,平滑回路27,コンパレータ28,正弦波発生回路29およびトランジスタ30によって構成される。
【0020】
電流検出器10はDC−DCコンバータ7の出力電流を検出し、その検出信号は、コンパレータ28の反転入力端子(−)に入力される。トランジスタ30は、照明スイッチ11がオンされてヘッドライト13が点灯された時にオンとされ、コンパレータ28の反転入力端子をアース電位とする。即ち、ヘッドライト13が点灯された場合には、電流検出器10からの検出信号には関係なく、反転入力端子はアース電位とされる。ヘッドライト13が点灯されない場合は、トランジスタ30はオフであり、前記検出信号に何らの影響も及ぼさない。
【0021】
コンパレータ28の非反転入力端子(+)には、正弦波発生回路29からの正弦波出力が入力される。
図3は、このようなコンパレータ28の動作を説明する図である。図3(イ)は2つの入力を示しており、Aは非反転入力(=正弦波電圧)であり、B,Cはそれぞれ反転入力(=電流検出器10の検出信号。ヘッドライト13点灯時は例外的にトランジスタ30のオンによりアース電位。)である。Aは、正弦波発生回路29から発生される正弦波であり、一定の振幅で周期的に変化している。Bは、電流検出器10で検出されるDC−DCコンバータ7の出力電流が比較的大である場合の検出信号であり、Cは、出力電流がそれより小の場合の検出信号である。出力電流が大になるほど、図3(イ)の反転入力は上昇する(但し、DC−DCコンバータ7の出力特性を、後に述べる図5のようなものとするため、電流が多い時でも正弦波の2分の1までに留める。)。
【0022】
図3(ロ)は、反転入力がBの大きさの時のコンパレータ28の出力を示し、図3(ハ)は、反転入力がCの大きさの時のコンパレータ28の出力を示している。非反転入力が反転入力より大である期間にハイの出力が出、それ以外の期間にローの出力が出ている。図3(ロ),(ハ)を対比すれば直ちに理解されるように、DC−DCコンバータ7の出力電流が大の場合(図3(ロ))の方が、ハイの期間が短くなる。
コンパレータ28の出力は、平滑回路27で平滑されてコンパレータ25A,25Bの非反転入力端子(+)に入力される。
【0023】
コンパレータ25Aの反転入力端子(−)には、3角波発生回路26からの3角波が入力され、コンパレータ25Bの反転入力端子(−)には、3角波発生回路26からの3角波が、反転回路31で反転されて入力される。
図4は、コンパレータ25Aの動作を説明する図である。図4(イ)は、2つの入力を示しており、Dは反転入力(=3角波電圧)であり、E,Fはそれぞれ非反転入力(=平滑回路27の出力電圧)である。既に述べたように、電流検出器10で検出された出力電流が大であるほど、平滑回路27の出力電圧は小となるから、非反転入力がEの時よりFの時の方が出力電流が大である。即ち、DC−DCコンバータ7の出力電流が増大するにつれ、図4(イ)の非反転入力は小となる(但し、トランジスタ20Aのデューティ比の最大値を50%にしようとする場合、電流が最小の時でも非反転入力の値は、3角波電圧の2分の1に留めるようにする。)。
【0024】
図4(ロ)は、非反転入力がEの時のコンパレータ25Aの出力を示し、図4(ハ)は、非反転入力がFの時のコンパレータ25Aの出力を示している。非反転入力が反転入力より大である期間にハイの出力が出、それ以外の期間にローの出力が出ている。非反転入力が小となるにつれ(=DC−DCコンバータ7の出力電流が増大するにつれ)、コンパレータ25Aの出力がハイとなる期間は短くされている。
【0025】
コンパレータ25Aのハイ出力がトランジスタ20Aのベースに入力されている間、トランジスタ20Aはオンにされているから、DC−DCコンバータ7の出力電流が増大するにつれ、トランジスタ20Aのオン期間は短くされるというように制御される。オン期間が短くなれば、DC−DCコンバータ7の出力電圧は低下するから、結局、DC−DCコンバータ7は、出力電流が増大するにつれて出力電圧が低下するよう制御されることになる。
以上、トランジスタ20Aの制御について説明したが、トランジスタ20Bの制御も同様である。ただ、トランジスタ20Aと交互に制御されるので、制御時期は制御の半周期だけずれている。
【0026】
図5は、DC−DCコンバータの出力特性を説明する図である。横軸はDC−DCコンバータ7の出力電流(I)、縦軸はDC−DCコンバータ7の出力電圧(V)である。曲線イは、DC−DCコンバータ7の出力特性曲線である。VH は出力電圧の最大値として設定されている電圧(最大限電圧)であり、VL は低電圧電気負荷9を動作させるための必要最小限の電圧として設定されている電圧(最小限電圧VL )である。出力電圧は、出力電流が増すにつれて低下させられる。因みに、出力電流I1 の時、出力電圧はV1 とされる。
【0027】
最大限電圧VH ,最小限電圧VL については、次の通りである。DC−DCコンバータ7からの最大限電圧VH とは、言い換えれば副バッテリ8を満充電し得る電圧のことに他ならないから、最大限電圧VH は満充電可能電圧であり、低電圧電気負荷9が24V系の負荷である場合は、例えば28.5Vに設定される。一方、一般の24V系の低電圧電気負荷9は、通常、26.5V程度あれば充分動作するから、最小限電圧VL は、例えば26.5Vに設定される。
【0028】
DC−DCコンバータ7の出力特性が図5のようにされると、低電圧電気負荷9を沢山動作させている場合(即ち、走行中)、即ち電流検出器10で検出される電流が大の場合には、DC−DCコンバータ7の出力電圧は小とされる。そのため、電流の大きさに考慮することなく出力電圧が高く維持されている場合に比し、消費電力は小となる。なお、出力電圧が小とされているので、この時に副バッテリ8の満充電が行われることはない。
【0029】
一方、電流検出器10で検出される電流が小の場合には、DC−DCコンバータ7の出力電圧は高くされるので、この時に副バッテリ8が充電される。低電圧電気負荷9が殆ど作動させられていない時(充電施設で主バッテリ3を充電している時とか、車両が停車している時)は、ほぼ最大限電圧VH が出力されるので、そのような時に副バッテリ8は満充電される。この場合の消費電力も、低電圧電気負荷9への電流が多い時に満充電可能電圧にて充電するという場合に比し、消費電力は小である。
【0030】
以上のように、いずれにしても本発明によれば、従来に比べてDC−DCコンバータ7から供給する電力は少なくてよいので、DC−DCコンバータ7の容量を小さくすることが出来る。DC−DCコンバータ7から供給する電力は必要以上に大きくされないので、それだけ主バッテリ3のエネルギーの節約ともなり、主バッテリ3の充電1回あたりの走行距離も長くなる。
【0031】
ところで、低電圧電気負荷9の中でも、ヘッドライト13のように、それを作動させる場合には、電圧を定められている範囲で高くすることが要望される特殊低電圧電気負荷があるが、それを作動させる場合には、その要望に応え特例として電圧を高くするという構成を付加してもよい。
図2で、照明スイッチ11をオンしヘッドライト13を点灯すると、照明スイッチ11を通じてトランジスタ30のベースに電圧が印加され、トランジスタ30がオンされる。トランジスタ30のオンにより、コンパレータ28の反転入力端子(−)はアース電位とされる。これを、電流検出器10からの検出信号で説明するならば、出力電流がゼロとなった時と等価とすることに相当する。
【0032】
さて、コンパレータ28の反転入力端子がアース電位とされると、コンパレータ28の出力のハイ期間が長くなり、平滑回路27の出力が大となる。そのため、コンパレータ25A,25Bの出力のハイ期間が長くなり、トランジスタ20A,20Bのオン期間が長くなる。その結果、DC−DCコンバータ7の出力電圧は望み通り高くされ、ヘッドライト13の照度が充分に確保される。
なお、このように特殊低電圧電気負荷に対して特別の配慮をすることは、本発明に必須のことではなく、場合によっては省略しても構わない。
【0033】
ところで、特開平7−79505号公報の技術では、DC−DCコンバータの出力電圧が満充電可能な電圧にされるのは、主バッテリの充電時であったので、副バッテリはその時にしか満充電されなかったが、本発明では主バッテリの充電時以外の時であっても、DC−DCコンバータからの出力電流が小であれば、ほぼ満充電可能電圧にされるので、主バッテリの充電時以外でも満充電される。
これにより、副バッテリがバッテリ上がりに至ることが少なくなり、車両が走行不能に陥ることがなくなる。
【0034】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の電気自動車用電源装置によれば、次のような効果を奏する。
(請求項1の発明の効果)
DC−DCコンバータの出力電流を電流検出器で検出し、出力電流が増大するにつれ、DC−DCコンバータの出力電圧を、副バッテリを満充電にし得る所定の最大限電圧から、副バッテリに接続されている低電圧電気負荷を動作させ得る所定の最小限電圧にわたって、連続的に低下させるようにしたので、DC−DCコンバータから出力される電力を必要以上に大きくしなくともよくなり、DC−DCコンバータの容量を小さくすることが出来る。
また、DC−DCコンバータの出力電流がゼロないしは小さくなった時、その出力電圧は高くされるので、この時、副バッテリは充電される。そのため、副バッテリが、充電不足に陥ることが少なくなる。
【0035】
(請求項2の発明の効果)
請求項1の発明と同じ効果を奏する他、次のような効果を奏する。即ち、副バッテリに接続される低電圧電気負荷の内には、ヘッドライトのように、作動時には印加電圧を高くすることが要望される特殊低電圧電気負荷があるが、そのような負荷が作動された時には、特例的にDC−DCコンバータの出力電圧を最大限電圧にするので、前記のような負荷の充分な作動を確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電気自動車用電源装置のブロック構成を示す図
【図2】 本発明におけるDC−DCコンバータの詳細回路を示す図
【図3】 コンパレータ28の動作を説明する図
【図4】 コンパレータ25Aの動作を説明する図
【図5】 DC−DCコンバータの出力特性を説明する図
【図6】 従来の電気自動車用電源装置のブロック構成を示す図
【符号の説明】
1…充電器、2…充電スイッチ、3…主バッテリ、4…パワーコントローラ、5…駆動モータ、6…高電圧電気負荷、7…DC−DCコンバータ、7−1…制御部、8…副バッテリ、9…低電圧電気負荷、10…電流検出器、11…照明スイッチ、12…他の低電圧電気負荷、13…ヘッドライト、20A,20B…トランジスタ、21…トランス、22,23…ダイオード、24…コンデンサ、25A,25B…コンパレータ、26…3角波発生回路、27…平滑回路、28…コンパレータ、29…正弦波発生回路、30…トランジスタ、31…反転回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply apparatus for an electric vehicle having a high-voltage main battery capable of driving a drive motor, a sub-battery that supplies power to a general electric load of the vehicle, and a DC-DC converter that converts the voltage of the main battery into a low voltage. It is about.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a diagram showing a block configuration of a conventional electric vehicle power supply device. In FIG. 6, 1 is a charger, 2 is a charge switch, 3 is a main battery, 4 is a power controller, 5 is a drive motor, 6 is a high voltage electric load, 7 is a DC-DC converter, 8 is a secondary battery, 9 is Low voltage electrical load.
[0003]
The
The power controller 4 includes a controller for controlling the drive of the
The high-voltage
[0004]
The low-voltage
The DC-
[0005]
In FIG. 6, the portion on the right side of the position of the charging switch 2 is a vehicle, and the portion on the left side is a charging facility. When the
[0006]
In the above-described conventional example, the output voltage of the DC-
That is, since the output of the DC-
[0007]
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-79505, the output voltage of the DC-
[0008]
In addition, as another conventional literature regarding the power supply device for an electric vehicle, for example, there is JP-A-4-325801.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
(problem)
However, the conventional technique described above (Japanese Patent Laid-Open No. 7-79505) has the following problems.
The first problem is that there are two set values of the output voltage of the DC-DC converter, and only the set values are switched between when traveling and when the vehicle is stopped and charged. There was a problem that the output was still larger than necessary.
The second problem is that there are few opportunities for the sub battery to be fully charged, and the charge state of the sub battery may deteriorate.
[0010]
(Explanation of problem)
First, the first problem will be described. Not all low-voltage electrical loads on a vehicle are in operation when running. For example, the radio may or may not be turned on, and the lighting device is not normally lit during the day. However, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-79505, the output voltage of the DC-DC converter is set to the second set voltage during traveling. Therefore, all the low-voltage electric loads are set in the operating state. However, the voltage must be sufficient to withstand.
However, as a practical matter, it is very rare for all low voltage electrical loads to be in operation, and the time that they are all operated is much shorter than the overall operating time. Keeping the output voltage at the second set voltage in preparation for the short-term demand is uneconomical from the viewpoint of energy saving.
[0011]
Next, the second problem will be described. In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-79505, the output voltage of the DC-DC converter is set to a voltage that can fully charge the sub-battery only when the main battery is charged. For this reason, there are few opportunities for the secondary battery to be fully charged, and when the main battery is not charged over a long period of time, the state of charge of the secondary battery deteriorates.
An object of the present invention is to solve the above problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a main battery for supplying power to a high-voltage electric load, a sub-battery for supplying power to a low-voltage electric load, and the voltage of the main battery to the sub-battery and low-voltage electric load In the electric vehicle power supply device including a DC-DC converter that converts the voltage to be supplied to a load, the output voltage of the DC-DC converter corresponds to an increase in the output current of the DC-DC converter. Is controlled to be continuously reduced from a predetermined maximum voltage at which the battery can be fully charged to a predetermined minimum voltage at which the low-voltage electric load connected to the sub-battery can be operated .
[0013]
Further, according to the present invention, when operating a special low voltage electric load which is required to increase the output voltage of the DC-DC converter among the low voltage electric loads, the output current of the DC-DC converter becomes zero. The output voltage may be controlled by the same control operation as that at the time .
[0014]
(Summary of actions to be resolved)
The output current of the DC-DC converter is detected by a current detector. As the detected output current increases, the output voltage of the DC-DC converter is increased from a predetermined maximum voltage that can fully charge the secondary battery to a predetermined voltage that can operate a low voltage electrical load connected to the secondary battery. Reduce continuously over minimum voltage.
Thereby, it is not necessary to increase the power output from the DC-DC converter more than necessary, and the capacity of the DC-DC converter can be reduced. Further, when the output current of the DC-DC converter becomes zero or small, the output voltage is raised to a predetermined maximum voltage or a value close thereto, so that the sub battery is charged at this time. Therefore, the sub battery is less likely to be insufficiently charged.
In addition, among low voltage electric loads, there are special low voltage electric loads that require a high applied voltage during operation, such as headlights, but when such loads are activated, there is a special case. If a configuration for maximizing the output voltage of the DC-DC converter is added, sufficient operation of the special low voltage electric load as described above can be ensured.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of a power supply device for an electric vehicle according to the present invention. Reference numerals correspond to those in FIG. 6, 10 is a current detector, 11 is a lighting switch, 12 is another low-voltage electric load, and 13 is a headlight.
The
[0016]
The
When there is a special low voltage electrical load other than the
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing a detailed circuit of the DC-DC converter in the present invention. The reference numerals correspond to those in FIG. 1, 7-1 is a control unit, 20A and 20B are transistors, 21 is a transformer, 22 and 23 are diodes, 24 is a capacitor, 25A and 25B are comparators, and 26 is a triangular wave generating circuit. , 27 is a smoothing circuit, 28 is a comparator, 29 is a sine wave generation circuit, 30 is a transistor, and 31 is an inverting circuit.
[0018]
An alternating current in which the input direct current voltage is intermittent is generated by turning on and off the
[0019]
The output voltage of the DC-
The control unit 7-1 includes
[0020]
The
[0021]
The sine wave output from the sine wave generation circuit 29 is input to the non-inverting input terminal (+) of the
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of such a
[0022]
3B shows the output of the
The output of the
[0023]
The triangular wave from the triangular
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the comparator 25A. 4A shows two inputs, D is an inverting input (= triangular wave voltage), and E and F are non-inverting inputs (= output voltage of the smoothing circuit 27). As already described, the larger the output current detected by the
[0024]
4B shows the output of the comparator 25A when the non-inverting input is E, and FIG. 4C shows the output of the comparator 25A when the non-inverting input is F. A high output is output during a period when the non-inverting input is greater than the inverting input, and a low output is output during other periods. As the non-inverting input becomes smaller (= as the output current of the DC-
[0025]
Since the
Although the control of the
[0026]
FIG. 5 is a diagram illustrating the output characteristics of the DC-DC converter. The horizontal axis represents the output current (I) of the DC-
[0027]
The maximum voltage V H and the minimum voltage V L are as follows. In other words, the maximum voltage V H from the DC-
[0028]
When the output characteristics of the DC-
[0029]
On the other hand, when the current detected by the
[0030]
As described above, in any case, according to the present invention, the power supplied from the DC-
[0031]
By the way, among the low voltage
In FIG. 2, when the
[0032]
When the inverting input terminal of the
It should be noted that special consideration for the special low-voltage electric load is not essential to the present invention and may be omitted in some cases.
[0033]
By the way, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-79505, the output voltage of the DC-DC converter is set to a fully chargeable voltage when the main battery is charged, so the sub battery is fully charged only at that time. However, in the present invention, even when the main battery is not charged, if the output current from the DC-DC converter is small, the voltage is almost fully charged. Fully charged even outside.
As a result, the sub-battery is less likely to run out of battery, and the vehicle does not become unable to travel.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the electric vehicle power supply device of the present invention has the following effects.
(Effect of the invention of claim 1)
The output current of the DC-DC converter is detected by a current detector, and as the output current increases, the output voltage of the DC-DC converter is connected to the secondary battery from a predetermined maximum voltage that can fully charge the secondary battery. Therefore, it is not necessary to increase the power output from the DC-DC converter more than necessary because the voltage is continuously reduced over a predetermined minimum voltage at which the low-voltage electric load can be operated. The capacity of the converter can be reduced.
Further, when the output current of the DC-DC converter becomes zero or small, the output voltage is increased, and at this time, the sub battery is charged. Therefore, the sub battery is less likely to be insufficiently charged.
[0035]
(Effect of the invention of claim 2)
In addition to the same effects as those of the first aspect of the invention, the following effects can be obtained. That is, among the low-voltage electric loads connected to the sub-battery, there are special low-voltage electric loads that require a high applied voltage during operation, such as headlights. When this is done, the output voltage of the DC-DC converter is specially set to the maximum voltage, so that sufficient operation of the load as described above can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a power supply device for an electric vehicle according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed circuit of a DC-DC converter according to the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the comparator 25A. FIG. 5 is a diagram for explaining the output characteristics of the DC-DC converter. FIG. 6 is a diagram showing a block configuration of a conventional electric vehicle power supply device.
DESCRIPTION OF
Claims (2)
低電圧電気負荷に給電するための副バッテリと、
前記主バッテリの電圧を前記副バッテリおよび低電圧電気負荷へ供給する電圧に変換するDC−DCコンバータとを具えた電気自動車用電源装置において、
前記DC−DCコンバータの出力電圧は、該DC−DCコンバータの出力電流の増加に応じて、前記副バッテリを満充電にし得る所定の最大電圧から、前記副バッテリに接続されている低電圧電気負荷を動作させ得る所定の最小電圧へと、連続的に低減するよう制御される
ことを特徴とする電気自動車用電源装置。A main battery for powering a high voltage electrical load ;
A secondary battery for powering the low voltage electrical load;
In the electric vehicle power supply device comprising a DC-DC converter for converting the voltage of the main battery into a voltage to be supplied to the sub battery and a low voltage electric load,
The output voltage of the DC-DC converter is a low voltage electric load connected to the sub battery from a predetermined maximum voltage that can fully charge the sub battery according to an increase in the output current of the DC-DC converter. The electric vehicle power supply device is controlled so as to be continuously reduced to a predetermined minimum voltage at which the vehicle can operate .
ことを特徴とする請求項1記載の電気自動車用電源装置。 When operating a special low-voltage electric load where it is desired to increase the output voltage of the DC-DC converter among the low-voltage electric loads, the same control operation as when the output current of the DC-DC converter becomes zero The power supply apparatus for an electric vehicle according to claim 1 , wherein the output voltage is controlled by the electric vehicle.
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