JPH05276673A - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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JPH05276673A
JPH05276673A JP4068936A JP6893692A JPH05276673A JP H05276673 A JPH05276673 A JP H05276673A JP 4068936 A JP4068936 A JP 4068936A JP 6893692 A JP6893692 A JP 6893692A JP H05276673 A JPH05276673 A JP H05276673A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧,容量が異なる各種蓄電池への充電を可
能にしながら設備効率を高める。 【構成】 複数台の充電器221〜223の共通の直流電
源として1台の整流器21を設け、各充電器で電気自動
車の二次電池等の負荷に個別に制御した充電電流を供給
する個別運転モードと、各充電器の出力を直列接続又は
並列接続に切り換えて電気自動車等に出力制御した高電
圧又は高電流の充電電流を供給する高電圧又は高電流運
転モードに切り換える。これにより、種々の電圧階級,
容量を持つ蓄電池を搭載する各種負荷への充電を可能に
する。また、充電器単体では皮相容量を低くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気自動車に搭
載する蓄電池を充電するための充電装置に係り、特に複
数種の電気自動車に充電するための充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車は、モータを原動機とし、そ
の電源に二次電池(蓄電池)が搭載され、モータ制御装
置によるモータ制御がなされる。このため、電気自動車
は、内燃機関を原動機とする従来の自動車に必要なガソ
リン等の燃料を給油するのとは異なり、搭載した蓄電池
を充電する充電装置を必要とする。
【0003】図5は従来の電気自動車用の充電装置を示
す。1は充電装置であり、2は電気自動車である。充電
装置1の出力端子A,Bには充電ケーブル3が接続さ
れ、この充電ケーブル3の他端を電気自動車2の入力端
子A′,B′に接続することにより、電気自動車2に搭
載された蓄電池4の充電を行う。
【0004】充電装置1では交流電源5からスイッチ6
を介して交流電力を取り込み、この交流電力を整流器7
により直流電力に変換し、スイッチ8を介して出力端子
A,Bに直流出力を得る。整流器7との組み合わせで充
電器を構成する制御部9は、電流検出部10及び電圧検
出部11によって検出された直流電流及び直流電圧に基
づいて整流器7の出力電流及び電圧を制御し、定電流定
電圧方式等の充電方式によって蓄電池4を充電する。
【0005】なお、充電装置1は短時間で蓄電池4を充
電できることが、電気自動車の普及及びメンテナンス面
で要望され、出力の大電流,高電圧化が進められると共
に急速充電を可能とする蓄電池4の改良,研究も進めら
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の充電装置は、電
気自動車が搭載する蓄電池の電圧,容量に応じて充電電
圧,電流をある程度調節できる。しかし、電気自動車が
普及するとその蓄電池は車種によって電圧,容量が大き
く異なるものになり、従来の充電装置では電圧の過不足
や充電電流の不足を招くことになる。
【0007】この問題には、電圧可変範囲及び電流可変
範囲を大きくした充電装置を用意することが考えられる
が、充電装置としては大電流,大電圧の制御素子等を必
要としてその皮相容量が大きくなり、設備効率の悪い不
経済な設備になる。
【0008】他の方法として、蓄電池の電圧階級や容量
種別に応じて複数種の充電装置を用意することが考えら
れるが、各充電装置は充電できる蓄電池の種別が限られ
ることから稼動率の低い充電装置になって設備効率を悪
くする。
【0009】本発明の目的は、電圧,容量が異なる各種
蓄電池への充電を可能にしながら設備効率を高めた充電
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、交流電源からの交流電力を直流電力に変換
する1台の整流器と、前記整流器を共通の直流電源とし
負荷の二次電池を充電するための出力制御した直流電力
を得る複数の絶縁形充電器と、前記各充電器から各負荷
に個別に制御した充電電流を供給する個別運転モード
と、該各充電器の出力を直列接続して負荷に制御した高
電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び該各充
電器の出力を並列接続して負荷に制御した高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御装置
とを備えたことを特徴とする。
【0011】
【作用】上記構成になる本発明によれば、充電器を絶縁
形とし、また出力制御機能を持たせることにより、複数
の充電器を個別の充電器として使用するほかに直列接続
又は並列接続に切り換えることで高電圧,大容量の蓄電
池を搭載する負荷への充電器として使用する。また、各
直流・直流変換器に必要な直流電力を1台の整流器から
供給し、各充電器毎の整流器を不要にする。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、電気自動車の充電装置に適用した場合である。充電
装置は1台の整流器(交流・直流変換器)21と、この
整流器21を共通の直流電源として電気自動車の蓄電池
を充電するための出力制御した直流電力を得る複数の絶
縁形充電器(直流・直流変換器)221,222,223
と、各充電器221〜223の共通の制御装置23とを備
える。
【0013】制御装置23は、各充電器221〜223
うち運転指定された充電器の出力を制御すると共に、各
充電器を電気自動車に個別に充電電流を供給する個別運
転モードと、各充電器の出力を直列接続して電気自動車
に高電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び各
充電器の出力を並列接続して電気自動車に高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御手段
を備える。
【0014】図示では、3台の充電器221〜223のう
ち充電器221と222の出力を直列接続する高電圧運転
モードにするためのスイッチ24と、これらの出力を並
列接続する高電流運転モードにするためのスイッチ25
と、充電器222と223の出力を並列接続する高電流運
転モードにするためのスイッチ26とを設け、制御装置
23は運転モード指令によって各スイッチ24〜26を
オン・オフ制御する構成にされる。これら充電器の並
列,直列接続の組み合わせはスイッチの増設で任意にで
きる。
【0015】本実施例において、電気自動車の蓄電池が
充電器221〜223の単体の出力電圧,電流能力に合致
する場合には充電器の個別運転モードによって夫々充電
制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が高電圧階級の
ものであればスイッチ24を投入し、充電器221と2
2の出力電圧を加算した高電圧運転モードによって充
電制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が大容量のも
のであればスイッチ25を投入又はスイッチ26を投入
し、充電器221と222の出力電流を加算又は充電器2
2と223の出力電流を加算した高電流運転モードによ
って充電制御を行う。
【0016】従って、充電装置としては電気自動車に対
して個別充電を行う機能を持つほかに、高電圧充電又は
高電流充電を行う機能を併せ持ち、電圧階級や容量の異
なる蓄電池を持つ複数種の電気自動車への充電を行うこ
とができ、しかも同種の充電器の出力を直列又は並列接
続することで済む。
【0017】また、各充電器は1台の整流器21を共通
の直流電源とすることにより、個別の交流・直流変換器
を用意することを不要にする。
【0018】図2は本発明の具体的な回路図を示し、2
台の充電器221,222で構成する場合を示す。充電器
221,222は、絶縁形に構成するために直流入力を一
旦交流電力に変換するインバータ31と、このインバー
タ出力を一次入力とする絶縁トランス32及び絶縁トラ
ンス32の二次出力を直流に変換するコンバータ33に
よって構成される。
【0019】この充電器221,222の出力電圧,電流
はインバータ31の出力電圧,電流制御、例えばPWM
インバータ構成での変調率で制御される。このための各
充電器の充電電圧は電圧検出器341,342によって充
電器毎に検出され、充電電流は電流検出器351,352
によって充電器毎に検出される。
【0020】制御装置23は、各充電器のうち運転され
る充電器番号や電気自動車の蓄電池種別や充電量設定値
が与えられるコントローラ36を制御中枢部とし、制御
対象になる充電器に対する電圧,充電量の検出と充電器
への制御出力を発生する。また、充電器の並列,直列接
続にはスイッチ25,24の投入制御を行う。
【0021】電圧検出切換回路37は、充電器221
222の出力電圧をコントローラ36からの切換制御に
よって順次取り込み、電流検出切換回路38は充電器2
1,222の出力電流をコントローラ36からの切換制
御によって順次取り込む。
【0022】充電量演算回路39は切換回路37,38
からの各充電器の電圧検出信号と電流検出信号との乗算
によって各充電器の瞬時充電量を求め、これを充電器毎
に積算することで各電気自動車の蓄電池に対する充電量
を求めると共にその表示を行う。また、充電器を並列接
続した高電流運転モードでは充電器毎の充電量を加算し
た充電量を求め、充電器を直列接続した高電圧運転モー
ドでは充電器毎の電圧を加算した充電量を求める。
【0023】充電器制御回路40は、設定値切換回路4
1から充電器毎に必要な設定値(充電器番号,充電量,
電圧種別等)が周期的に切り換えられて与えられ、これ
ら設定値に対する切換回路37,38からの電流・電圧
検出量をフィードバック信号として充電器の個別の制御
信号を発生する。また、充電器の並列,直列接続には各
充電器が分担する出力電圧,電流になるよう個別の制御
信号を発生する。
【0024】ゲート回路42は充電器制御回路40から
の充電器毎の制御信号を電力増幅し、コントローラ36
からの充電器毎の切換制御信号に従って各充電器に分配
する。
【0025】上述の構成により、運転を行う充電器毎の
情報がコントローラ36に与えられることで当該充電器
に対する運転制御がなされ、また運転モードによって充
電器の個別運転,高電圧運転及び高電流運転の切り換え
がなされる。
【0026】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、出力制
御機能を持つ複数台の絶縁形充電器と、これら充電器の
共通の直流電源として1台の整流器を設け、各充電器で
電気自動車の蓄電池等の負荷を個別に制御した充電をす
る個別運転モードと、各充電器の出力を直列接続又は並
列接続に切り換えて電気自動車等に制御した高電圧又は
高電流を供給する高電圧又は高電流運転モードとの切り
換えを行うようにしたため、充電器の出力制御により複
数の電圧階級,容量を持つ蓄電池を搭載する各種電気自
動車等にも充電可能になり、しかも充電器自体の皮相容
量を小さくすると共に整流器を共通の直流電源にして設
備効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】実施例の回路図。
【図3】従来の充電装置の構成図。
【符号の説明】
2…電気自動車、4…蓄電池、21…整流器、221
222,223…充電器、23…制御装置、24,25,
26…スイッチ、31…インバータ、32…絶縁トラン
ス、33…コンバータ、36…コントローラ、37…電
圧検出切換回路、38…電流検出切換回路、39…充電
量演算回路、40…充電器制御回路、41…設定値切換
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 博之 東京都目黒区碑文谷4丁目22番13号 北斗 電工株式会社内 (72)発明者 堀江 英明 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
    換する1台の整流器と、前記整流器を共通の直流電源と
    し負荷の二次電池を充電するための出力制御した直流電
    力を得る複数の絶縁形充電器と、前記各充電器から各負
    荷に個別に制御した充電電流を供給する個別運転モード
    と、該各充電器の出力を直列接続して負荷に制御した高
    電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び該各充
    電器の出力を並列接続して負荷に制御した高電流の充電
    電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御装置
    とを備えたことを特徴とする充電装置。
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