JPH05344605A - 電気自動車の電気システム - Google Patents
電気自動車の電気システムInfo
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- JPH05344605A JPH05344605A JP4171789A JP17178992A JPH05344605A JP H05344605 A JPH05344605 A JP H05344605A JP 4171789 A JP4171789 A JP 4171789A JP 17178992 A JP17178992 A JP 17178992A JP H05344605 A JPH05344605 A JP H05344605A
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- 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
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- B60L2210/00—Converter types
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車の電気システムにおいて、インバ
ータ入力コンデンサの充電回路を無接点化する。インバ
ータ主回路内の高圧部品を減少させ、システムの小形軽
量化、低価格化を図る。 【構成】 車両駆動用の主電池と、補助機器用の補助電
池１００と、平滑用入力コンデンサ４１を有するインバ
ータ４とを備え、主電池からインバータ４を介して車輪
駆動用交流電動機５を駆動する電気自動車の電気システ
ムに関する。絶縁形結合リアクトル６２と、その一次側
と補助電池１００との間に接続された半導体スイッチ素
子６１と、結合リアクトル６２の二次側と入力コンデン
サ４１との間に接続された整流器６３とを有する初期充
電回路６を備える。この充電回路６を動作させてインバ
ータ４の主回路を介し入力コンデンサ４１を初期充電す
る。
ータ入力コンデンサの充電回路を無接点化する。インバ
ータ主回路内の高圧部品を減少させ、システムの小形軽
量化、低価格化を図る。 【構成】 車両駆動用の主電池と、補助機器用の補助電
池１００と、平滑用入力コンデンサ４１を有するインバ
ータ４とを備え、主電池からインバータ４を介して車輪
駆動用交流電動機５を駆動する電気自動車の電気システ
ムに関する。絶縁形結合リアクトル６２と、その一次側
と補助電池１００との間に接続された半導体スイッチ素
子６１と、結合リアクトル６２の二次側と入力コンデン
サ４１との間に接続された整流器６３とを有する初期充
電回路６を備える。この充電回路６を動作させてインバ
ータ４の主回路を介し入力コンデンサ４１を初期充電す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両駆動用の主電池と
補助機器用補助電池とを備え、主電池からインバータを
介して車輪駆動用交流電動機を駆動する電気自動車の電
気システムに関する。
補助機器用補助電池とを備え、主電池からインバータを
介して車輪駆動用交流電動機を駆動する電気自動車の電
気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、電池を電源とする公知の電気自
動車の電気システムである。同図において１は主電池、
２は主スイッチ、３はヒューズ、４はインバータ、５は
車輪駆動用交流電動機である。電気自動車では、図示し
ていないが減速機等を介して電動機５に車輪が連結され
ている。さて、インバータ４の入力電流（直流電流）は
高調波を多く含んだ電流となる。主電池１にはこの高調
波電流を流せないので、インバータ４の直近に平滑用入
力コンデンサ４１を接続して高調波電流を吸収すること
が必要になる。
動車の電気システムである。同図において１は主電池、
２は主スイッチ、３はヒューズ、４はインバータ、５は
車輪駆動用交流電動機である。電気自動車では、図示し
ていないが減速機等を介して電動機５に車輪が連結され
ている。さて、インバータ４の入力電流（直流電流）は
高調波を多く含んだ電流となる。主電池１にはこの高調
波電流を流せないので、インバータ４の直近に平滑用入
力コンデンサ４１を接続して高調波電流を吸収すること
が必要になる。
【０００３】ここで問題となるのは、インバータ４の起
動時である。起動時に主スイッチ２を閉じて主電池１に
より入力コンデンサ４１を直接充電すると、過大な突入
電流が流れ、ヒューズ３が溶断したり主電池１や入力コ
ンデンサ４１を損傷する危険がある。このため、入力コ
ンデンサ４１を充電するために、図示の充電抵抗２２及
びスイッチ２１の並列回路を主スイッチ２に直列に接続
して用いている。すなわち、インバータ４の起動時に主
スイッチ２を閉じることにより、入力コンデンサ４１は
充電抵抗２２を介して充電される。この充電電流は抵抗
２２によって制限された値となるため、上述したような
機器への影響はなくなる。そして、充電完了後にスイッ
チ２１を閉じて抵抗２２を短絡し、インバータ４を動作
させる。
動時である。起動時に主スイッチ２を閉じて主電池１に
より入力コンデンサ４１を直接充電すると、過大な突入
電流が流れ、ヒューズ３が溶断したり主電池１や入力コ
ンデンサ４１を損傷する危険がある。このため、入力コ
ンデンサ４１を充電するために、図示の充電抵抗２２及
びスイッチ２１の並列回路を主スイッチ２に直列に接続
して用いている。すなわち、インバータ４の起動時に主
スイッチ２を閉じることにより、入力コンデンサ４１は
充電抵抗２２を介して充電される。この充電電流は抵抗
２２によって制限された値となるため、上述したような
機器への影響はなくなる。そして、充電完了後にスイッ
チ２１を閉じて抵抗２２を短絡し、インバータ４を動作
させる。
【０００４】また、図７において、１１０は補助電池１
００を充電するＤＣ−ＤＣコンバータである。一般に上
記補助電池１００の電圧値としては１２Ｖが多く用いら
れており、一方、主電池１の電圧値は１００Ｖ以上が一
般的であるため、コンバータによるＤＣ−ＤＣ変換が必
要になる。なお、２００は補助電池１００に接続される
照明灯などの補助機器、１２０はコンバータ１１０用の
補助スイッチである。
００を充電するＤＣ−ＤＣコンバータである。一般に上
記補助電池１００の電圧値としては１２Ｖが多く用いら
れており、一方、主電池１の電圧値は１００Ｖ以上が一
般的であるため、コンバータによるＤＣ−ＤＣ変換が必
要になる。なお、２００は補助電池１００に接続される
照明灯などの補助機器、１２０はコンバータ１１０用の
補助スイッチである。
【０００５】図８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１０の公
知例を示している。１１１はインバータであり、その交
流出力は絶縁変圧器１１２の一次側に加えられ、絶縁変
圧器１１２の二次側出力は整流器１１３に入力される。
整流器１１３の直流出力はフィルタ回路１１４に加えら
れ、その出力によって補助電池１００が充電される。電
気自動車の始動時には、まず、補助スイッチ１２０を閉
じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１０を動作させ、補助電池
１００を充電する。
知例を示している。１１１はインバータであり、その交
流出力は絶縁変圧器１１２の一次側に加えられ、絶縁変
圧器１１２の二次側出力は整流器１１３に入力される。
整流器１１３の直流出力はフィルタ回路１１４に加えら
れ、その出力によって補助電池１００が充電される。電
気自動車の始動時には、まず、補助スイッチ１２０を閉
じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１０を動作させ、補助電池
１００を充電する。
【０００６】さて、上述した公知の電気自動車の電気シ
ステムでは、インバータ４の入力電流は数百アンペアに
も達する。このため、主スイッチ２はもとより、主回路
に挿入されるスイッチ２１も前記の電流を通電可能な大
電流形が必要となる。なお、前述したように充電抵抗２
２及び主回路内のスイッチ２１は、入力コンデンサ４１
の初期充電に関してのみ必要な充電機器であるといえ
る。従来では、上記スイッチ２１の接点保守に多くの手
間がかかるため、入力コンデンサ４の充電回路を無接点
化することが強く要請されていた。一方、周知のように
電気自動車の電気システムは電機品が車載であることか
ら、機器数の少ないシステムであること、電機品は小
形、軽量、高効率であることが強く求められている。
ステムでは、インバータ４の入力電流は数百アンペアに
も達する。このため、主スイッチ２はもとより、主回路
に挿入されるスイッチ２１も前記の電流を通電可能な大
電流形が必要となる。なお、前述したように充電抵抗２
２及び主回路内のスイッチ２１は、入力コンデンサ４１
の初期充電に関してのみ必要な充電機器であるといえ
る。従来では、上記スイッチ２１の接点保守に多くの手
間がかかるため、入力コンデンサ４の充電回路を無接点
化することが強く要請されていた。一方、周知のように
電気自動車の電気システムは電機品が車載であることか
ら、機器数の少ないシステムであること、電機品は小
形、軽量、高効率であることが強く求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような観点からす
ると、従来では、充電抵抗２２や主回路に挿入されるス
イッチ２１等の充電機器が、充電回路の無接点化、電気
システムの小形軽量化、低価格化を阻害する原因となっ
ていた。本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、無接点化した初期充
電回路を電動機駆動用インバータの主回路外部に設けて
接点保守作業に伴う煩雑さを解消し、併せて主回路側の
高圧部品を減少させてシステム全体の小形軽量化、低価
格化を可能にした電気自動車の電気システムを提供する
ことにある。
ると、従来では、充電抵抗２２や主回路に挿入されるス
イッチ２１等の充電機器が、充電回路の無接点化、電気
システムの小形軽量化、低価格化を阻害する原因となっ
ていた。本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、無接点化した初期充
電回路を電動機駆動用インバータの主回路外部に設けて
接点保守作業に伴う煩雑さを解消し、併せて主回路側の
高圧部品を減少させてシステム全体の小形軽量化、低価
格化を可能にした電気自動車の電気システムを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電動機駆動用インバータは電動機の停止
時にはインバータ動作も停止していること、また、イン
バータ動作停止時には直流側から交流側に電流は流れな
いが、交流側から直流側にはフライホイーリングダイオ
ードを介して電流を流せること、更には、電気自動車始
動時には補助電池が使用できる状態にあることに着目し
てなされたものである。
め、本発明は、電動機駆動用インバータは電動機の停止
時にはインバータ動作も停止していること、また、イン
バータ動作停止時には直流側から交流側に電流は流れな
いが、交流側から直流側にはフライホイーリングダイオ
ードを介して電流を流せること、更には、電気自動車始
動時には補助電池が使用できる状態にあることに着目し
てなされたものである。
【０００９】すなわち、第１の発明は、絶縁形結合リア
クトルと、その一次側と補助電池との間に接続された半
導体スイッチ素子と、前記絶縁形結合リアクトルの二次
側と入力コンデンサとの間に接続された整流器とを有す
る入力コンデンサの初期充電回路を備え、この初期充電
回路を動作させて前記入力コンデンサを初期充電するも
のである。
クトルと、その一次側と補助電池との間に接続された半
導体スイッチ素子と、前記絶縁形結合リアクトルの二次
側と入力コンデンサとの間に接続された整流器とを有す
る入力コンデンサの初期充電回路を備え、この初期充電
回路を動作させて前記入力コンデンサを初期充電するも
のである。
【００１０】第２の発明は、二次側をセンタータップ形
とした絶縁変圧器と、その一次側と前記補助電池との間
に接続された単相インバータと、前記絶縁変圧器の二次
側と入力コンデンサとの間に接続された整流器とを有す
る入力コンデンサの初期充電回路を備え、前記整流器の
非変圧器側端子と前記絶縁変圧器の二次側センタータッ
プとを前記入力コンデンサの正極または負極にそれぞれ
接続し、前記初期充電回路を動作させて前記入力コンデ
ンサを初期充電するものである。
とした絶縁変圧器と、その一次側と前記補助電池との間
に接続された単相インバータと、前記絶縁変圧器の二次
側と入力コンデンサとの間に接続された整流器とを有す
る入力コンデンサの初期充電回路を備え、前記整流器の
非変圧器側端子と前記絶縁変圧器の二次側センタータッ
プとを前記入力コンデンサの正極または負極にそれぞれ
接続し、前記初期充電回路を動作させて前記入力コンデ
ンサを初期充電するものである。
【００１１】
【作用】第１の発明では、初期充電回路の半導体スイッ
チ素子を動作させることにより、補助電池から絶縁形結
合リアクトル及び整流器を介して充電電流が流れ、イン
バータの入力コンデンサを初期充電する。第２の発明で
は、初期充電回路の単相インバータを動作させることに
より、補助電池から絶縁変圧器及び整流器を介して充電
電流が流れ、インバータの入力コンデンサを初期充電す
る。何れの発明においても、入力コンデンサの電圧が所
定値に達したら充電完了として初期充電回路の動作を停
止させる。なお、上記作用は、インバータの再始動時に
おいても同様である。
チ素子を動作させることにより、補助電池から絶縁形結
合リアクトル及び整流器を介して充電電流が流れ、イン
バータの入力コンデンサを初期充電する。第２の発明で
は、初期充電回路の単相インバータを動作させることに
より、補助電池から絶縁変圧器及び整流器を介して充電
電流が流れ、インバータの入力コンデンサを初期充電す
る。何れの発明においても、入力コンデンサの電圧が所
定値に達したら充電完了として初期充電回路の動作を停
止させる。なお、上記作用は、インバータの再始動時に
おいても同様である。
【００１２】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図１は第１の発明の第１実施例の主要部の構成を示
すものであり、図７と同一の構成要素には同一の符号を
付してある。図１において、４２はインバータ４の半導
体スイッチ素子であり、４３はこのスイッチ素子４２に
逆並列接続されたフライホイーリングダイオードであ
る。この実施例では、前記スイッチ素子４２にトランジ
スタを用いた場合を示してある。
る。図１は第１の発明の第１実施例の主要部の構成を示
すものであり、図７と同一の構成要素には同一の符号を
付してある。図１において、４２はインバータ４の半導
体スイッチ素子であり、４３はこのスイッチ素子４２に
逆並列接続されたフライホイーリングダイオードであ
る。この実施例では、前記スイッチ素子４２にトランジ
スタを用いた場合を示してある。
【００１３】６はインバータ４の入力コンデンサ４１を
充電するための初期充電回路であり、その入力端子６５
は開閉器１１０を介して補助電池１００に接続されてい
る。一方、出力端子６６はインバータ４の直流入力側の
正極４４と負極４５とに接続されている。上記開閉器１
１０は入力コンデンサ４１の初期充電時にのみ閉となる
ものであり、必要に応じて挿入される。
充電するための初期充電回路であり、その入力端子６５
は開閉器１１０を介して補助電池１００に接続されてい
る。一方、出力端子６６はインバータ４の直流入力側の
正極４４と負極４５とに接続されている。上記開閉器１
１０は入力コンデンサ４１の初期充電時にのみ閉となる
ものであり、必要に応じて挿入される。
【００１４】初期充電回路６は、部品数が少ないフライ
バック形変換回路により構成されている。この初期充電
回路６において、６１は半導体スイッチ素子、６２は絶
縁形結合リアクトルであり、その一次巻線と二次巻線と
は図の「・」印が同極性となるようにする。前記結合リ
アクトル６２の二次側には図の極性で整流器としてのダ
イオード６３が接続されている。なお、結合リアクトル
６２の一次側には、補助電池１００の充電電流を平滑す
るための入力コンデンサ６４が必要に応じて挿入され
る。
バック形変換回路により構成されている。この初期充電
回路６において、６１は半導体スイッチ素子、６２は絶
縁形結合リアクトルであり、その一次巻線と二次巻線と
は図の「・」印が同極性となるようにする。前記結合リ
アクトル６２の二次側には図の極性で整流器としてのダ
イオード６３が接続されている。なお、結合リアクトル
６２の一次側には、補助電池１００の充電電流を平滑す
るための入力コンデンサ６４が必要に応じて挿入され
る。
【００１５】図１の初期充電回路６の動作時における等
価回路を示すと図２のようになる。この図において、各
部の電圧、電流の正極性は矢印に示すとおりとする。図
３は図２の動作説明図であり、入力コンデンサ４１の充
電開始時及び充電完了時を併せて示したものである。以
下、この動作を説明する。まず、充電開始時には、入力
コンデンサ４１の電圧が零の状態から充電が開始され
る。図においてＶ1は結合リアクトル６２の入力電圧、
Ｉ1は入力電流、Ｉ2は出力電流、Ｖ41は入力コンデンサ
４１の電圧である。
価回路を示すと図２のようになる。この図において、各
部の電圧、電流の正極性は矢印に示すとおりとする。図
３は図２の動作説明図であり、入力コンデンサ４１の充
電開始時及び充電完了時を併せて示したものである。以
下、この動作を説明する。まず、充電開始時には、入力
コンデンサ４１の電圧が零の状態から充電が開始され
る。図においてＶ1は結合リアクトル６２の入力電圧、
Ｉ1は入力電流、Ｉ2は出力電流、Ｖ41は入力コンデンサ
４１の電圧である。
【００１６】図３の時点において半導体スイッチ素子
６１をオンすると、結合リアクトル６２の一次側には補
助電池１００の電圧ＶBが加わる。結合リアクトル６２
の入力電流Ｉ1は自身のリアクトルにより時間に比例し
て増加していく。時点においてスイッチ素子６１をオ
フすると、リアクトルの電流は流れ続けようとするが、
結合リアクトル６２の入力電流Ｉ1はもはや流れ得ない
ので、零となる。結合リアクトル６２の出力電流Ｉ
2は、結合リアクトル作用により時点以後、二次巻線
及びダイオード６３を介し入力コンデンサ４１を通って
流れ、結合リアクトル６２の二次巻線電圧Ｖ2は入力コ
ンデンサ４１の電圧Ｖ41となる。時点では入力コンデ
ンサ４１がまだ充電されていないため、電圧Ｖ41は零で
ある。時点以後は、結合リアクトル６２のリアクトル
のエネルギーにより入力コンデンサ４１が充電されてい
き、電圧Ｖ41が徐々に増加していくと共に、電流Ｉ2は
減少していく。
６１をオンすると、結合リアクトル６２の一次側には補
助電池１００の電圧ＶBが加わる。結合リアクトル６２
の入力電流Ｉ1は自身のリアクトルにより時間に比例し
て増加していく。時点においてスイッチ素子６１をオ
フすると、リアクトルの電流は流れ続けようとするが、
結合リアクトル６２の入力電流Ｉ1はもはや流れ得ない
ので、零となる。結合リアクトル６２の出力電流Ｉ
2は、結合リアクトル作用により時点以後、二次巻線
及びダイオード６３を介し入力コンデンサ４１を通って
流れ、結合リアクトル６２の二次巻線電圧Ｖ2は入力コ
ンデンサ４１の電圧Ｖ41となる。時点では入力コンデ
ンサ４１がまだ充電されていないため、電圧Ｖ41は零で
ある。時点以後は、結合リアクトル６２のリアクトル
のエネルギーにより入力コンデンサ４１が充電されてい
き、電圧Ｖ41が徐々に増加していくと共に、電流Ｉ2は
減少していく。
【００１７】時点において、Ｉ2は零となり、入力コ
ンデンサ４１は電圧Ｖ41がＶc1まで充電される。そし
て、再び時点においてスイッチ素子６１をオンする。
上記時点〜が１回のスイッチング動作である。以後
は、時点においてスイッチ素子６１をオフ、時点に
おいてＩ2が零となる。また、時点においてスイッチ
素子６１を再びオンする。入力コンデンサ４１の電圧Ｖ
41は、時点では時点の電圧Ｖc1より高い電圧Ｖc2と
なる。以後、スイッチ素子６１のオン／オフを繰り返す
ことにより、入力コンデンサ４１が徐々に充電されてい
く。
ンデンサ４１は電圧Ｖ41がＶc1まで充電される。そし
て、再び時点においてスイッチ素子６１をオンする。
上記時点〜が１回のスイッチング動作である。以後
は、時点においてスイッチ素子６１をオフ、時点に
おいてＩ2が零となる。また、時点においてスイッチ
素子６１を再びオンする。入力コンデンサ４１の電圧Ｖ
41は、時点では時点の電圧Ｖc1より高い電圧Ｖc2と
なる。以後、スイッチ素子６１のオン／オフを繰り返す
ことにより、入力コンデンサ４１が徐々に充電されてい
く。
【００１８】一方、図３の充電完了時において、時点
′では入力コンデンサ４１は既に電圧Ｖcmまで充電さ
れている。この時点′においてスイッチ素子６１をオ
ンし、時点′でオフする。時点′において電流Ｉ2
は零となり、入力コンデンサ４１はＶcmからＶcnまで充
電される。時点′において再びスイッチ素子６１をオ
ンし、時点′でオフする。時点′において、入力コ
ンデンサ４１の電圧Ｖ41は所要値であるＶc0にまで達
し、充電が完了する。
′では入力コンデンサ４１は既に電圧Ｖcmまで充電さ
れている。この時点′においてスイッチ素子６１をオ
ンし、時点′でオフする。時点′において電流Ｉ2
は零となり、入力コンデンサ４１はＶcmからＶcnまで充
電される。時点′において再びスイッチ素子６１をオ
ンし、時点′でオフする。時点′において、入力コ
ンデンサ４１の電圧Ｖ41は所要値であるＶc0にまで達
し、充電が完了する。
【００１９】ここで、スイッチ素子６１のオン／オフ
は、定周波の通流率制御等の一般に用いられる方法によ
り制御すればよい。また、入力コンデンサ４１の充電電
圧は、スイッチ素子６１のオフ後の結合リアクトル６２
の入力電圧Ｖ1が、入力コンデンサ４１の電圧Ｖ41の１
／ｎ（ｎ：結合リアクトル６２の一次巻線と二次巻線と
の巻数比)となるので、この電圧Ｖ1を検出することによ
り充電完了を知ることができ、その時点でスイッチ素子
６１のオン／オフ動作を停止する。
は、定周波の通流率制御等の一般に用いられる方法によ
り制御すればよい。また、入力コンデンサ４１の充電電
圧は、スイッチ素子６１のオフ後の結合リアクトル６２
の入力電圧Ｖ1が、入力コンデンサ４１の電圧Ｖ41の１
／ｎ（ｎ：結合リアクトル６２の一次巻線と二次巻線と
の巻数比)となるので、この電圧Ｖ1を検出することによ
り充電完了を知ることができ、その時点でスイッチ素子
６１のオン／オフ動作を停止する。
【００２０】図４は第１の発明の第２実施例を示すもの
であり、図１と同一構成要素には同一番号を付してあ
る。図１の実施例では、初期充電回路６の整流器（ダイ
オード６３）の出力側を入力コンデンサ４１の正極４４
に接続したのに対し、図４の実施例では、整流器（ダイ
オード６３）の入力側を入力コンデンサ４１の負極４５
に接続することとした。なお、初期充電回路６の動作時
における等価回路やその動作は、図１の実施例と同一で
あるため、詳述を省略する。
であり、図１と同一構成要素には同一番号を付してあ
る。図１の実施例では、初期充電回路６の整流器（ダイ
オード６３）の出力側を入力コンデンサ４１の正極４４
に接続したのに対し、図４の実施例では、整流器（ダイ
オード６３）の入力側を入力コンデンサ４１の負極４５
に接続することとした。なお、初期充電回路６の動作時
における等価回路やその動作は、図１の実施例と同一で
あるため、詳述を省略する。
【００２１】図５は第２の発明の第１実施例を示すもの
であり、図１及び図４と同一の構成要素には同一番号を
付してある。図５において、７は初期充電回路であり、
その内部の７１は単相インバータ、７４は入力コンデン
サである。インバータ７１の交流出力側は単相の絶縁変
圧器７２の一次側に接続されていると共に、その二次側
（高圧側）はセンタータップ形となっていてダイオード
整流器７３内のダイオードを介し、入力コンデンサ４１
の正極４４に接続されている。また、絶縁変圧器７２の
二次側のセンタータップは、電流平滑リアクトル７６を
介して入力コンデンサ４１の負極４５（インバータ４の
直流入力側の負極）に接続されている。
であり、図１及び図４と同一の構成要素には同一番号を
付してある。図５において、７は初期充電回路であり、
その内部の７１は単相インバータ、７４は入力コンデン
サである。インバータ７１の交流出力側は単相の絶縁変
圧器７２の一次側に接続されていると共に、その二次側
（高圧側）はセンタータップ形となっていてダイオード
整流器７３内のダイオードを介し、入力コンデンサ４１
の正極４４に接続されている。また、絶縁変圧器７２の
二次側のセンタータップは、電流平滑リアクトル７６を
介して入力コンデンサ４１の負極４５（インバータ４の
直流入力側の負極）に接続されている。
【００２２】次に、この動作を説明する。インバータ７
１は、補助電池１００の直流電圧を単相交流に変換し、
この交流電圧は絶縁変圧器７２により主電池電圧レベル
に昇圧される。昇圧された交流電圧は、ダイオード整流
器７３、入力コンデンサ４１、インバータ４の直流入力
側の負極４５、電流平滑リアクトル７６、絶縁変圧器７
２のセンタータップの経路で電流を流し、入力コンデン
サ４１を充電する。入力コンデンサ４１の充電完了は適
宜な手段により検出され、これによりインバータ７１は
動作を停止する。
１は、補助電池１００の直流電圧を単相交流に変換し、
この交流電圧は絶縁変圧器７２により主電池電圧レベル
に昇圧される。昇圧された交流電圧は、ダイオード整流
器７３、入力コンデンサ４１、インバータ４の直流入力
側の負極４５、電流平滑リアクトル７６、絶縁変圧器７
２のセンタータップの経路で電流を流し、入力コンデン
サ４１を充電する。入力コンデンサ４１の充電完了は適
宜な手段により検出され、これによりインバータ７１は
動作を停止する。
【００２３】図６は第２の発明の第２実施例であり、図
５と異なるのは、絶縁変圧器７２のセンタータップをイ
ンバータ４の直流入力側の正極４４に接続し、かつ、ダ
イオード整流器７５の入力側（非変圧器側端子）を負極
４５に接続すると共に、ダイオードの極性を逆にした点
である。その他の構成及び動作については図５の実施例
と同一であるため、詳述を省略する。
５と異なるのは、絶縁変圧器７２のセンタータップをイ
ンバータ４の直流入力側の正極４４に接続し、かつ、ダ
イオード整流器７５の入力側（非変圧器側端子）を負極
４５に接続すると共に、ダイオードの極性を逆にした点
である。その他の構成及び動作については図５の実施例
と同一であるため、詳述を省略する。
【００２４】
【発明の効果】以上のように第１の発明は、絶縁形結合
リアクトル、半導体スイッチ及び整流器等からなる初期
充電回路を補助電池と入力コンデンサとの間に接続し、
また、第２の発明は、絶縁変圧器、単相インバータ及び
整流器等からなる初期充電回路を補助電池と入力コンデ
ンサとの間に接続し、何れの場合もインバータ起動時に
初期充電回路を動作させ、これらの初期充電回路から充
電電流を流して入力コンデンサを充電するものである。
リアクトル、半導体スイッチ及び整流器等からなる初期
充電回路を補助電池と入力コンデンサとの間に接続し、
また、第２の発明は、絶縁変圧器、単相インバータ及び
整流器等からなる初期充電回路を補助電池と入力コンデ
ンサとの間に接続し、何れの場合もインバータ起動時に
初期充電回路を動作させ、これらの初期充電回路から充
電電流を流して入力コンデンサを充電するものである。
【００２５】これにより、次のような効果がある。 １）インバータの入力コンデンサの充電回路を無接点化
することができるため、従来必要とされた接点保守作業
が不要となり、労力の軽減が可能になると共に、低騒音
化を図ることができる。 ２）主回路外部の初期充電回路から入力コンデンサを充
電する方式であるため、主回路側の高圧部品が従来より
も少なくて済み、回路の小形軽量化、低価格化を図るこ
とができる。従って、電気自動車搭載用機器として非常
に実用性が高い。 ３）初期充電回路に使用する半導体スイッチ素子や単相
インバータは、補助電池の電圧クラスの定格となるか
ら、低圧用の半導体スイッチ素子を使用することがで
き、これによって初期充電回路の小形軽量化、低価格化
が可能になる。
することができるため、従来必要とされた接点保守作業
が不要となり、労力の軽減が可能になると共に、低騒音
化を図ることができる。 ２）主回路外部の初期充電回路から入力コンデンサを充
電する方式であるため、主回路側の高圧部品が従来より
も少なくて済み、回路の小形軽量化、低価格化を図るこ
とができる。従って、電気自動車搭載用機器として非常
に実用性が高い。 ３）初期充電回路に使用する半導体スイッチ素子や単相
インバータは、補助電池の電圧クラスの定格となるか
ら、低圧用の半導体スイッチ素子を使用することがで
き、これによって初期充電回路の小形軽量化、低価格化
が可能になる。
【図１】第１の発明の第１実施例の主要部を示す回路図
である。
である。
【図２】図１における初期充電回路の動作時における等
価回路図である。
価回路図である。
【図３】図２の動作説明図である。
【図４】第１の発明の第２実施例の主要部を示す回路図
である。
である。
【図５】第２の発明の第１実施例の主要部を示す回路図
である。
である。
【図６】第２の発明の第２実施例の主要部を示す回路図
である。
である。
【図７】従来の電気自動車の電気システムの構成図であ
る。
る。
【図８】図７におけるＤＣ−ＤＣコンバータの構成図で
ある。
ある。
４ インバータ ５ 車輪駆動用交流電動機 ６，７ 初期充電回路 ４１，６４，７４ 入力コンデンサ ４２，６１ 半導体スイッチ素子 ４３，６３ ダイオード ４４ 正極 ４５ 負極 ６２ 絶縁形結合リアクトル ６５ 入力端子 ６６ 出力端子 ７１ 単相インバータ ７２ 絶縁変圧器 ７３，７５ ダイオード整流器 ７６ 電流平滑リアクトル １００ 補助電池 １１０ 開閉器
フロントページの続き (72)発明者 元吉 攻 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 善夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 車両駆動用の主電池と、補助機器用の補
助電池と、平滑用入力コンデンサを有するインバータと
を備え、主電池からインバータを介して車輪駆動用交流
電動機を駆動する電気自動車の電気システムにおいて、 絶縁形結合リアクトルと、その一次側と前記補助電池と
の間に接続された半導体スイッチ素子と、前記絶縁形結
合リアクトルの二次側と前記入力コンデンサとの間に接
続された整流器とを有する前記入力コンデンサの初期充
電回路を備え、 この初期充電回路を動作させて前記入力コンデンサを初
期充電することを特徴とする電気自動車の電気システ
ム。 - 【請求項２】 初期充電回路がフライバック形変換回路
からなり、かつ、初期充電回路の出力端子を入力コンデ
ンサの両端に接続した請求項１記載の電気自動車の電気
システム。 - 【請求項３】 車両駆動用の主電池と、補助機器用の補
助電池と、平滑用入力コンデンサを有するインバータと
を備え、主電池からインバータを介して車輪駆動用交流
電動機を駆動する電気自動車の電気システムにおいて、 二次側をセンタータップ形とした絶縁変圧器と、その一
次側と前記補助電池との間に接続された単相インバータ
と、前記絶縁変圧器の二次側と前記入力コンデンサとの
間に接続された整流器とを有する前記入力コンデンサの
初期充電回路を備え、 前記整流器の非変圧器側端子と前記絶縁変圧器の二次側
センタータップとを前記入力コンデンサの正極または負
極にそれぞれ接続し、 前記初期充電回路を動作させて前記入力コンデンサを初
期充電することを特徴とする電気自動車の電気システ
ム。 - 【請求項４】 初期充電回路を、インバータの始動時ま
たは再始動時に入力コンデンサが所定の電圧に達するま
で動作させる請求項１，２または３記載の電気自動車の
電気システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171789A JPH05344605A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 電気自動車の電気システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171789A JPH05344605A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 電気自動車の電気システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344605A true JPH05344605A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15929725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4171789A Pending JPH05344605A (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 電気自動車の電気システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05344605A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003061209A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Honda Motor Co Ltd | 車両の電源装置 |
| JP2004515199A (ja) * | 2000-11-30 | 2004-05-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2006280129A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置および電源制御装置の制御方法 |
| JP2007143221A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置 |
| CN102097849A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-06-15 | 蒋小平 | 直流电机电动车用感应器电能量回收装置 |
| JP2011188713A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Denso Corp | 電力変換システムの放電制御装置 |
| CN104786859A (zh) * | 2014-01-16 | 2015-07-22 | 福特全球技术公司 | 车辆高电压互锁启动 |
| CN106130367A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 自降温式多功能车载逆变器 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4171789A patent/JPH05344605A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515199A (ja) * | 2000-11-30 | 2004-05-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| DE10235489B4 (de) * | 2001-08-10 | 2013-03-21 | Honda Giken Kogyo K.K. | Stromversorgungsvorrichtung und diese Verwendendes Elektrofahrzeug |
| US6923279B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-08-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power supply apparatus and electric vehicle using the same |
| JP2003061209A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Honda Motor Co Ltd | 車両の電源装置 |
| JP2006280129A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置および電源制御装置の制御方法 |
| JP4609153B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電源制御装置および電源制御装置の制御方法 |
| US7688606B2 (en) | 2005-11-15 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply control device and precharge processing method |
| JP2007143221A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | 電源制御装置 |
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| CN102097849A (zh) * | 2011-02-11 | 2011-06-15 | 蒋小平 | 直流电机电动车用感应器电能量回收装置 |
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| CN106130367A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 自降温式多功能车载逆变器 |
| CN106130367B (zh) * | 2016-07-29 | 2018-09-28 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 自降温式多功能车载逆变器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |