JPH04325801A - 電気自動車用ｄｃ／ｄｃコンバータ - Google Patents

電気自動車用ｄｃ／ｄｃコンバータ

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JPH04325801A
JPH04325801A JP3095776A JP9577691A JPH04325801A JP H04325801 A JPH04325801 A JP H04325801A JP 3095776 A JP3095776 A JP 3095776A JP 9577691 A JP9577691 A JP 9577691A JP H04325801 A JPH04325801 A JP H04325801A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に用いられ
、高電圧を降下して低電圧負荷や補助バッテリへ供給す
るＤＣ／ＤＣコンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車には、車両駆動用電動機に電
力を供給する直流高電圧電源である主バッテリの高電圧
を降下し、低電圧負荷や補助バッテリを備えた低電圧作
動部へ供給するＤＣ／ＤＣコンバータが使用される。
【０００３】従来のＤＣ／ＤＣコンバータは、内燃機関
エンジンを使用した自動車のＤＣ／ＤＣコンバータに習
い、一般的には低電圧作動部へ１４．５Ｖを供給する定
電圧装置となっている。これは、内燃機関エンジンを使
用した自動車の場合、発電機の発電能力が、エンジンの
アイドル回転から高速回転まで、大きく変動する。そし
て、アイドル回転時では電気負荷によってバッテリの充
電電流を持ち出し、走行時に持ち出し分を急速充電して
いる。このため、内燃機関エンジンを使用した自動車の
ＤＣ／ＤＣコンバータは、バッテリの急速充電のため、
バッテリへ満充電電圧である１２．８Ｖよりも高い１４
．５Ｖをバッテリに供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車のＤＣ／ＤＣコンバータは、電力の供給源が高電圧
の主バッテリであるため、常に一定電圧を低電圧負荷や
補助バッテリへ供給する。つまり、補助バッテリは、常
に満充電電圧である１２．８Ｖよりも高い１４．５Ｖが
供給されるため、補助バッテリの過充電を招き、バッテ
リ液の液減り、電極の劣化が発生して、補助バッテリの
寿命が低下してしまう問題点を有していた。
【０００５】また、低電圧負荷である補機類（ランプや
ワイパモータ等）にも、ＤＣ／ＤＣコンバータから１４
．５Ｖが供給されるため、補機類が１４．５Ｖで作動す
る。この結果、主バッテリの電力消費が大きくなる問題
点を有していた。
【０００６】さらに、主バッテリおよび補助バッテリを
充電する場合は、補助バッテリの容量が主バッテリより
も小さいことと、補助バッテリの充電電圧が満充電電圧
である１２．８Ｖよりも高い１４．５Ｖであるため、主
バッテリが充電するまでに、補助バッテリが過充電して
しまう問題点を有していた。
【０００７】従って、低電圧作動部へ供給するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータからの出力電圧は、補助バッテリの満充電
電圧１２．８Ｖに近い値とすることが望ましい。
【０００８】しかるに、補助バッテリの充電電圧を低電
圧にした場合、充電が徐々に進むと、電解液の比重が増
して比重の重い液が沈澱する。つまり、補助バッテリの
底の電解液比重が増加して、上部の電解液との間に比重
のアンバランスが発生し、結果的に電極の腐食劣化を招
いて容量が低下し、補助バッテリの寿命が短くなる問題
点を有している。
【０００９】
【発明の目的】本発明の目的は、主バッテリの消費電力
を抑え、補助バッテリの寿命を長くすることのできる電
気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバータの提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電気自動車用Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータは、高電圧で作動する車両駆動用電
動機を備えるとともに、この電動機へ高電圧を供給する
主バッテリを備えた高電圧作動部と、低電圧で作動する
低電圧負荷を備えるとともに、この低電圧負荷へ低電圧
を供給する補助バッテリを備えた低電圧作動部と、前記
高電圧作動部の高電圧を降下させ、前記補助バッテリの
満充電に近い第１設定電圧を前記低電圧作動部へ供給す
るとともに、この第１設定電圧よりも高い第２設定電圧
を間欠的に前記低電圧作動部へ供給するＤＣ／ＤＣコン
バータとを備えた技術的手段を採用した。
【００１１】
【発明が採用しうる実施態様】本発明の電気自動車用Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータは、第１設定電圧から第２設定電圧
へ間欠的に切り換える手段として、次の実施態様を採用
しうる。
【００１２】タイマー手段を備え、所定時間毎に第１設
定電圧から第２設定電圧に切り換える。
【００１３】補助バッテリの充電電流を検出する電流検
出手段を備え、この電流検出手段の検出した電流値が所
定値よりも大きくなった時に、第１設定電圧から第２設
定電圧に切り換える。
【００１４】補助バッテリの温度を検出する温度検出手
段を備え、この温度検出手段の検出した温度が所定温度
よりも低下した時に、第１設定電圧から第２設定電圧に
切り換える。
【００１５】
【発明の作用】（ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が第１設
定電圧の時）ＤＣ／ＤＣコンバータは、高電圧作動部の
高電圧を、補助バッテリの満充電電圧に近い第１設定電
圧に降下して、低電圧作動部の低電圧負荷および補助バ
ッテリへ供給する。この時、低電圧負荷は、電圧の低い
第１設定電圧で作動する。また、補助バッテリの充電は
、補助バッテリへ満充電電圧に近い電圧で充電されるた
め、補助バッテリが放電状態にある時は、急速に充電さ
れるが、満充電に近くなると、充電速度が低下し、結果
的に過充電が防がれる。
【００１６】（ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が第２設定
電圧の時）ＤＣ／ＤＣコンバータは、間欠的に、高電圧
作動部の高電圧を、第１設定電圧よりも高い第２設定電
圧に降下して、低電圧作動部の低電圧負荷および補助バ
ッテリに供給する。補助バッテリは、供給される電圧が
第１設定電圧から第２設定電圧に切り替わると、高い電
圧によって急速充電される。すると、補助バッテリの電
解液の攪拌が起こり、補助バッテリの電解液の比重が均
一化する。
【００１７】
【発明の効果】本発明の電気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバ
ータは、上記の作用で示したように、第１設定電圧を低
電圧作動部へ供給しているとき、低電圧負荷が電圧の低
い第１設定電圧で作動する。このため、ＤＣ／ＤＣコン
バータが第１設定電圧を出力している時は、主バッテリ
の消費電力が抑えられ、結果的に主バッテリの消費電力
を抑えることができる。
【００１８】また、電気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバータ
は、ＤＣ／ＤＣコンバータが第１設定電圧を出力するこ
とによって、補助バッテリの過充電が防がれ、結果的に
補助バッテリを長寿命化することができる。
【００１９】さらに、電気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバー
タは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が、間欠的に第１設
定電圧から第２設定電圧に切り替わることによって、補
助バッテリの電解液の比重が均一化して、結果的に補助
バッテリを長寿命化することができる。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の電気自動車用ＤＣ／ＤＣコン
バータを、図に示す実施例に基づき説明する。
【００２１】〔実施例の構成〕図１および図２は本発明
の第１実施例を示すもので、図１は電気自動車の電気回
路図を示す。
【００２２】電気自動車の電気回路１は、高電圧の高電
圧作動部２、低電圧の低電圧作動部３、充電手段４、お
よび高電圧作動部２の高電圧を降下して低電圧作動部３
へ供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５から構成され、以下
順に説明する。
【００２３】高電圧作動部２は、車両を駆動する電動機
６を備える。この電動機６は　２００Ｖの高電圧で作動
するもので、通電量は直列に配されたチョッパ７によっ
て制御される。なお、このチョッパ７は、低電圧作動部
３のコンピュータ８によって制御される。また、高電圧
作動部２は、電動機６に高電圧を供給する高電圧、高容
量の主バッテリ９を備える。
【００２４】低電圧作動部３は、ワイパモータ、ランプ
など車両の補機類１０や、アクセル開度やブレーキの操
作状態など車両走行状態に応じてチョッパ７を制御して
車両速度を制御するコンピュータ８などの低電圧負荷１
１を備える。低電圧負荷１１は、１２Ｖの低電圧で作動
する。また、低電圧作動部３は、満充電電圧が１２．８
Ｖの補助バッテリ１２を備える。この補助バッテリ１２
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から低電圧作動部３へ供給
される電力が不足した際に、低電圧負荷１１に電力を供
給するものである。
【００２５】充電手段４は、主バッテリ９の容量が低下
した際に、高電圧作動部２に高電圧の充電電圧（　２０
０Ｖ）を印加し、主バッテリ９および補助バッテリ１２
を充電するもので、商業用電源に接続されるコンセント
１３、整流回路１４、および充電の断続を操作するスイ
ッチ１５とからなる。
【００２６】ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、高電圧作動部
２の　２００Ｖを、補助バッテリ１２の満充電に近い第
１設定電圧（例えば１３Ｖ　±０．５Ｖ）、またはこの
第１設定電圧よりも例えば１．５Ｖ高い第２設定電圧（
例えば１４．５Ｖ　±０．５Ｖ）に降下させて、低電圧
作動部３へ供給するものである。具体的には、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５は、高電圧作動部２の　２００Ｖを降圧
変換する降圧部１６と、この降圧部１６の降圧電圧を制
御する制御部１７とからなる。
【００２７】降圧部１６は、整流回路１８を備えたトラ
ンスフォーマ１９、このトランスフォーマ１９の１次コ
イルの通電を断続するスイッチング素子２０からなる。
【００２８】制御部１７は、電圧検出部２１の電圧が常
に第１設定電圧となるようにスイッチング素子２０をデ
ューティー比制御する電圧制御回路２２と、電圧検出部
２１に印加される電圧を切り換える切替手段２３と、こ
の切替手段２３を制御するタイマー手段２４とからなる
。切替手段２３は、低電圧作動部３に供給される電圧を
そのまま電圧検出部２１に印加するための第１接点２５
と、低電圧作動部３に供給される電圧を分圧によって低
下させて電圧検出部２１に印加するための第２接点２６
とを備えたリレースイッチ２７および抵抗体２８、２９
で、リレースイッチ２７の切替は、リレーコイル３０に
よって制御される。なお、切替手段２３が第２接点２６
を選択した際、分圧によって低下した検出電圧が、第１
設定電圧となるように、電圧制御回路２２がスイッチン
グ素子２０を制御することにより、低電圧作動部３へ第
２設定電圧が供給される。
【００２９】リレーコイル３０は、所定時間毎に一定時
間だけ切替信号を発生するタイマー手段２４によって制
御される。このタイマー手段２４は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ５が第１設定電圧から第２設定電圧へ間欠的に切り
換える手段で、例えば１時間毎に５分間だけリレーコイ
ル３０を通電制御して、第１接点２５から第２接点２６
に切り換え、ＤＣ／ＤＣコンバータ５から低電圧作動部
３へ供給される電圧を第１設定電圧から第２設定電圧に
切り換える。
【００３０】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を簡単に説明する。
【００３１】充電手段４によって主バッテリ９および補
助バッテリ１２の充電を行っている時でも、車両走行時
など、主バッテリ９の充電が行われていない時でも、タ
イマー手段２４は、定期的（１時間毎に５分間）にリレ
ーコイル３０を制御して、切替手段２３を５５分間第１
接点２５に切り換え、５分間第２接点２６に切り換える
。
【００３２】切替接点が第１接点２５に接続されている
ときは、電圧制御回路２２の電圧検出部２１に低電圧作
動部３へ供給された電圧が直接印加される。電圧制御回
路２２は、電圧検出部２１の電圧を第１設定電圧に保つ
ように、スイッチング素子２０を制御するため、低電圧
作動部３には、第１設定電圧が供給される。また、切替
接点が第２接点２６に切り替わると、電圧制御回路２２
の電圧検出部２１に、低電圧作動部３へ供給された電圧
の分圧が印加される。電圧制御回路２２は、電圧検出部
２１の電圧を第１設定電圧に保つように、スイッチング
素子２０を制御するため、結果的に低電圧作動部３には
、第２設定電圧が供給される。
【００３３】つまり、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ５より低電圧作動部３へ第１設定電圧が５５分
間供給され、第２設定電圧が５分間供給される。
【００３４】〔実施例の効果〕本実施例のＤＣ／ＤＣコ
ンバータ５により、第１設定電圧を低電圧作動部３へ供
給している時、つまり殆どの場合、低電圧負荷１１が電
圧の低い第１設定電圧で作動する。これにより、主バッ
テリ９の消費電力が抑えられられ、抑えられた電力を走
行用の電力に使用することができる。
【００３５】また、第１設定電圧は、補助バッテリ１２
の満充電に近い電圧であるため、充電時において、補助
バッテリ１２が放電状態にある時は、急速に充電される
が、満充電に近くなると、充電速度が低下し、過充電が
防がれる。この結果、補助バッテリ１２が長寿命化され
る。なお、所定時間毎に、第２設定電圧によって補助バ
ッテリ１２が急速充電されるが、第２設定電圧が供給さ
れる割合が少ないため、補助バッテリ１２が過充電され
ない。
【００３６】さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力が
、所定時間毎に第１設定電圧から第２設定電圧に切り替
わることによって、補助バッテリ１２が急速充電されて
の電解液が攪拌され、補助バッテリ１２の電解液の比重
が均一化する。この結果、低電圧充電による補助バッテ
リ１２の短命化を防ぎ、補助バッテリ１２を長寿命化す
ることができる。
【００３７】〔第２実施例〕図３に第２実施例である電
気自動車の電気回路図を示す。
【００３８】本実施例は、補助バッテリ１２の充電電流
値が所定以上の時に、第１設定電圧から第２設定電圧へ
切り換えるものである。本実施例のＤＣ／ＤＣコンバー
タ５は、補助バッテリ１２の充放電電流が流れる部分に
おいて電流値を検出する電流検出手段３１を備える。そ
して、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のリレーコイル３０は、
電流検出手段３１で検出された充電電流と基準値とを比
較する比較回路３２によって通電制御され、比較回路３
２は基準値よりも検出電流が大きくなると（例えば２Ａ
以上）、リレーコイル３０を通電制御してリレースイッ
チ２７を第１接点２５から第２接点２６へ切り換えるも
のである。
【００３９】本実施例によって、ランプなど低電圧負荷
１１の切り忘れなどによって、誤って補助バッテリ１２
を過放電させた時に、早期に補助バッテリ１２の回復を
図ることができる。これにより、例えば電動パワーステ
アリングモータ負荷等のＯＮ時の補助バッテリ１２の電
圧変動を抑えるものである。この結果、使用されるコン
ピュータ８の動作の安定性が確保される。
【００４０】〔第３実施例〕図４に第３実施例である電
気自動車の電気回路図を示す。
【００４１】本実施例は、補助バッテリ１２の温度が所
定温度（例えば５℃）よりも低い時に、第１設定電圧か
ら第２設定電圧へ切り換えるものである。本実施例のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ５は、補助バッテリ１２の温度を検
出することができる位置に、温度検出手段３３を備える
。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のリレーコイル３０
は、温度検出手段３３で検出された検出温度と基準温度
とを比較する比較回路３４によって通電制御され、比較
回路３４は検出温度が基準温度である例えば５℃よりも
低下すると、リレーコイル３０を通電制御してリレース
イッチ２７を第１接点２５から第２接点２６へ切り換え
るものである。
【００４２】本実施例によって、冬季など温度の低い時
期における補助バッテリ１２の充電能力の低下を補うこ
とができる。
【００４３】
【変形例】上記の実施例では、第１設定電圧と第２設定
電圧とに間欠的に切り換える手段として、所定時間毎に
切り換えるもの、補助バッテリの充電電流に応じて切り
換えるもの、補助バッテリの温度に応じて切り換えるも
のの例を示したが、これらを複数組み合わせて適用して
も良い。
【００４４】実施例中に示した数値は、説明を容易にす
るために用いるもので、本発明の数値に本発明が限定さ
れるものではない。
【００４５】ＤＣ／ＤＣコンバータの回路構成も実施例
を説明するためのものであって、本実施例の回路構成に
本発明が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す電気自動車の電気回路図であ
る。
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を示すタイム
チャート。
【図３】第２実施例を示す電気自動車の電気回路図であ
る。
【図４】第３実施例を示す電気自動車の電気回路図であ
る。
【符号の説明】
２　　高電圧作動部 ３　　低電圧作動部 ５　　ＤＣ／ＤＣコンバータ ６　　電動機 ９　　主バッテリ １１　　低電圧負荷 １２　　補助バッテリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（ａ）　高電圧で作動する車両駆動用
    電動機を備えるとともに、この電動機へ高電圧を供給す
    る主バッテリを備えた高電圧作動部と、（ｂ）　低電圧
    で作動する低電圧負荷を備えるとともに、この低電圧負
    荷へ低電圧を供給する補助バッテリを備えた低電圧作動
    部と、（ｃ）　前記高電圧作動部の高電圧を降下させ、
    前記補助バッテリの満充電に近い第１設定電圧を前記低
    電圧作動部へ供給するとともに、この第１設定電圧より
    も高い第２設定電圧を間欠的に前記低電圧作動部へ供給
    するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えた電気自動車用ＤＣ
    ／ＤＣコンバータ。
  2. 【請求項２】　　前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第
    １設定電圧から前記第２設定電圧へ間欠的に切り換える
    手段として、タイマー手段を備え、所定時間毎に前記第
    １設定電圧から前記第２設定電圧に切り換える、請求項
    １の電気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバータ。
  3. 【請求項３】　　前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第
    １設定電圧から前記第２設定電圧へ間欠的に切り換える
    手段として、前記補助バッテリの充電電流を検出する電
    流検出手段を備え、この電流検出手段の検出した電流値
    が所定値よりも大きくなった時に、前記第１設定電圧か
    ら前記第２設定電圧に切り換える、請求項１の電気自動
    車用ＤＣ／ＤＣコンバータ。
  4. 【請求項４】　　前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第
    １設定電圧から前記第２設定電圧へ間欠的に切り換える
    手段として、前記補助バッテリの温度を検出する温度検
    出手段を備え、この温度検出手段の検出した温度が所定
    温度よりも低下した時に、前記第１設定電圧から前記第
    ２設定電圧に切り換える、請求項１の電気自動車用ＤＣ
    ／ＤＣコンバータ。
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