JPH07231514A - 電気車用充電機能付制御装置 - Google Patents

電気車用充電機能付制御装置

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JPH07231514A
JPH07231514A JP6019418A JP1941894A JPH07231514A JP H07231514 A JPH07231514 A JP H07231514A JP 6019418 A JP6019418 A JP 6019418A JP 1941894 A JP1941894 A JP 1941894A JP H07231514 A JPH07231514 A JP H07231514A
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JP
Japan
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charging
control device
motor
relay
opening
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Pending
Application number
JP6019418A
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English (en)
Inventor
Shotaro Naito
祥太郎 内藤
Sanshiro Obara
三四郎 小原
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Noribumi Isachi
則文 伊佐地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07231514A publication Critical patent/JPH07231514A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】必要のない所に電気が流れるのを防止し、経済
的で安全性のある電気車に好適な電気車用充電機能付制
御装置を提供する。 【構成】走行時、モータリレー7がオン状態であるの
で、制御装置2により制御されたバッテリ1の電源はモ
ータ3に加えられる。この時、充電リレー8がオフ状態
であるので、バッテリ1の電源は変圧器4に流れない。
また、充電時、充電リレー8がオン状態であるので、外
部の交流電源はコネクタ5を介し、変圧器4を経て制御
装置2に加えられる。そして、制御装置2により直流電
源に変換され電流も制御されて、バッテリ1に充電され
る。この時、モータリレー7がオフ状態であるので、交
流電源はモータ3に流れない。上記の如きモータリレー
7と充電リレー8の逆連動動作は、励磁コイルと補助接
点とでクロス結線された相互禁止回路の働きにより確実
なものになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリで走行する電
気車の制御装置に係り、特に電気自動車に好適な充電機
能を備えた制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術としては、特開昭59−61402号
公報に開示されているものがある。これによれば、変圧
器の二次コイルが電気車用制御装置のインバータに常時
電気的に接続されており、電気車の走行時にモータに流
れるバッテリからの電気が変圧器の二次コイルにも流れ
る。また、充電時にインバータとモータの間に設けられ
たリレーが誤動作した場合はモータにも商用電源からの
電気が流れるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、電気車の走行時に、充電用の変圧器の二次コイルに
無駄な電気が流れたり、必要のない所に電気が流れて感
電する恐れがある。また充電時に、リレーの誤動作によ
ってモータに電気が流れモータが不用意に回転する恐れ
があるなどの問題点がある。
【0004】本発明の目的は、これらの問題点を解消
し、必要のない所に電気が流れるのを防止し、経済的で
安全性のある電気車に好適な電気車用充電機能付制御装
置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、バッテ
リと、走行用のモータと、モータに供給されるバッテリ
の電力を制御する制御装置とを備えて走行制御手段の主
回路を構成し、該主回路は外部交流電源を受電し制御装
置で直流電源に変換しバッテリを充電する充電制御手段
を兼備している電気車用充電機能付制御装置において、
走行制御時に制御装置とモータとの間を電気的に接続す
る少なくとも一個の開閉リレーと、充電制御時に外部交
流電源と制御装置との間を電気的に接続する少なくとも
一個の開閉リレーとを設けることにより達成される。
【0006】また、本発明の目的を達成する電気車用充
電機能付制御装置は、少なくとも二個の開閉リレーを備
え、一方の開閉リレーは走行制御時に制御装置と走行用
電動機との間を開閉し、他方の開閉リレーは充電制御時
に外部電源と制御装置との間を開閉し、走行制御時と充
電制御時とを切替制御する電気車用充電機能付制御装置
であって、双方の開閉リレーは、励磁コイルと、互い違
いに開閉動作をする常開形主接点ならびに常閉形補助接
点とを備え、一方の励磁コイルと他方の常閉形補助接点
とでもって互い違いに結線されている相互禁止回路を構
成し、一方の常開形主接点が閉動作状態のとき他方の常
開形主接点は開動作状態となる逆連動動作手段を設けた
ものである。
【0007】
【作用】インバータとモータの間およびインバータと変
圧器の間に、それぞれ開閉リレーが設けられている。そ
して、当該開閉リレーは、一方が閉動作状態(以下、オ
ン状態と云う。)の時は他方は開動作状態(以下、オフ
状態と云う。)であり、他方が閉動作状態の時は一方は
開動作状態であるような逆連動動作をする構成となって
いる。
【0008】従って、電気車の走行時、インバータとモ
ータ間に設けた一方のモータリレーがオン状態になれ
ば、インバータと変圧器の二次コイル側間に設けた他方
の充電リレーはオフ状態になるので、充電系の変圧器の
二次コイルにバッテリから無駄に電気が流れることが無
く、必要のない所に電気が流れて感電することも無い。
尚、変圧器を用いないリアクトル方式の場合は、インバ
ータと外部電源間に他方の充電リレーを設けることにな
る。この場合、感電が防止される。
【0009】そして充電時、インバータと変圧器間の充
電リレーがオン状態になれば、インバータとモータ間の
モータリレーがオフ状態になるので、走行系のモータに
外部電源が流れモータが不用意に回転する恐れが無くな
る。
【0010】このような一方のリレーがオン状態であれ
ば他方のリレーは必ずオフ状態になる逆連動動作は、例
えば、リレーの励磁コイルと補助接点とを互い違いに結
線した相互禁止回路にて得ることができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明による一実施例の電気車用充
電機能付制御装置の概略構成を示す図である。
【0012】電気車の走行時、モータリレー7がオン状
態であるので、制御装置2により制御されたバッテリ1
の電源は、モータ3に加えられ、モータ3を駆動し電気
車を走行させる。この時、充電リレー8がオフ状態であ
るので、バッテリ1の電源は変圧器4の二次コイルに流
れないようになっている。
【0013】そして充電時、充電リレー8がオン状態で
あるので、交流電源はコネクタ5を介して変圧器4に、
さらに、制御装置2に加えられる。そして、交流電源
は、制御装置2により直流電源に変換され、電流も制御
されて、バッテリ1に充電される。この時、モータリレ
ー7がオフ状態であるので、交流電源はモータ3に流れ
ないようになっている。
【0014】図2は、本発明による一実施例の電気車用
充電機能付制御装置のシステム回路を示す図である。
【0015】制御装置2は、走行用電動機の印加電圧を
制御する走行制御手段であって、三相トランジスタ方式
のインバータ9と走行駆動用制御装置10から構成され
ている。走行用電動機は、三相交流用のモータ3であ
る。
【0016】走行時、バッテリ1の直流電源が、メイン
リレー6を介してインバータ9に加えられる。直流電源
は、インバータ9により三相の交流電源に変換され、モ
ータリレー7がオン状態であるので、モータ3に印加さ
れる。そして、モータ3を回転駆動し、電気車を走行さ
せる。
【0017】この時、充電リレー8はオフ状態とし、変
換された交流電源が変圧器4の二次コイル側に流れない
ようにしている。従って、走行時に、変圧器の二次コイ
ルに無駄な電気が流れたり、必要のない所に電気が流れ
て感電するなどの問題点は解消される。
【0018】また、充電時、三相または単相の外部の交
流電源が、コネクタ5を介して変圧器4に加えられる。
本実施例では、三相交流の場合を示している。そして、
充電リレー8をオン状態にして、交流電源をインバータ
9に加える。この場合、制御装置2は、バッテリ1を充
電する充電制御手段として兼用される。
【0019】すなわち、インバータ9は、コンバータと
して用いられ、外部の交流電源を直流電源に変換する。
走行駆動用制御装置10は、インバータ9をパルス幅変
調制御することにより、充電制御もする。この時、モー
タリレー7はオフ状態にする。従って、充電時、モータ
3に外部の交流電源が流れないようになっている。
【0020】次に、走行時および充電時におけるリレー
の逆連動動作の構成の一実施例について説明する。本実
施例ではリレーを二個用いているがそれ以上でも可であ
る。各々のリレーは、主接点(7a、8a)以外に補助
接点(7b、8b)を持っている。そして、補助接点と
主接点のオンオフ動作は、逆動作になっている。
【0021】すなわち、二個のリレーとも、補助接点は
常時オン接点(以下、ノルマルクローズと云う。)であ
り、主接点は常時オフ接点(以下、ノルマルオープンと
云う。)である。尚、電動車が使用されていない時、す
なわち走行時でも充電時でもない完全停止時、二個のリ
レーの主接点はノルマルオープンである。
【0022】そして走行時に、制御装置2から走行指令
が、充電リレー8の補助接点8bに送られて来る。通
常、充電リレー8の主接点8aはノルマルオープンであ
り、補助接点8bはノルマルクローズである。従って、
この走行指令がオン状態になっている補助接点8bを通
り、当該補助接点8bと接続しているモータリレー7の
励磁コイル7cに流れる。すなわち励磁コイル7cに電
圧が印加される。
【0023】電圧が印加されると、励磁コイル7cによ
って、モータリレーの主接点7aはオン状態、補助接点
7bはオフ状態に作動する。
【0024】モータリレーの主接点7aがオン状態とな
るので、インバータ9からモータ3に電気が供給され、
電気車は走行状態となる。この時、モータリレー7の補
助接点7bは逆にオフ状態となるので、当該補助接点7
bに接続されている充電リレー8の励磁コイル8cに電
気が流れない状態となる。すなわち、モータリレー7が
作動している時は、充電リレー8は作動しない禁止回路
が構成されている。
【0025】万一、制御装置2が誤動作し、充電指令が
発せられたとしても、補助接点7bがオフ状態となって
いるので、充電リレー8の励磁コイル8cに電気は流れ
ず、問題の起きない禁止回路構成にもなっている。
【0026】また、充電時に、制御装置2から充電指令
がモータリレー7の補助接点7bに送られて来る。モー
タリレー7の補助接点7bは通常ノルマルクローズとな
っているので、これに接続されている充電リレー8の励
磁コイル8cが励磁される。そして、充電リレー8の主
接点8aはオン状態に作動する。
【0027】充電リレー8の主接点8aがオン状態とな
るので、変圧器4からインバータ9に電気が供給され充
電状態となる。この時、充電リレー8の補助接点8bは
逆にオフ状態となるので、モータリレー7の励磁コイル
7cに電気が流れない状態となる。すなわち、充電リレ
ー8が作動している時は、モータリレー7は作動しない
ような禁止回路構成になっている。
【0028】このように、励磁コイルと補助接点が互い
違いに結線されている相互禁止回路の働きにより、モー
タリレー7と充電リレー8の逆連動動作は確実なものと
なっている。従って、制御装置やリレーなどの誤動作に
よって不用意に電気が流れ、感電するあるいはモータが
回転する恐れが解消される。
【0029】尚、充電電流をインバータ9により制御す
るため、インバータ9への入力電圧Vacinとバッテリ電
圧VBの関係は、VB>Vacin(ピーク値)となるよう
に、変圧器4によりVacinを設定している。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、電気車の制御装置を走
行制御手段とバッテリの充電制御手段とに兼用すること
ができる。そのため、特別な充電のための整流器や制御
手段を設けることなく、車載可能な電気車用充電機能付
制御装置を提供できる。且つ、充電する場合、変圧器を
車載しているため、家庭用ならびに商用電源をどこでで
も利用可能である。
【0031】また、モータリレーおよび充電リレーの二
個の開閉リレーを設けて、走行時あるいは充電時の、イ
ンバータとモータ間あるいは外部電源とインバータ間の
電気的接続を確実に切り換える構成としている。そのた
め、走行または充電時に、必要のない所に電気が流れる
のを防止している。従って、無駄な電気が流れず経済的
で、感電や不用意にモータが回転する恐れもなく安全性
のある電気車に好適な電気車用充電機能付制御装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の電気車用充電機能付制
御装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明による一実施例の電気車用充電機能付制
御装置のシステム回路を示す図である。
【符号の説明】
1…バッテリ、2…制御装置、3…モータ、4…変圧
器、5…コネクタ、6…メインリレー、7…モータリレ
ー、8…充電リレー、7a、8a…主接点、7b、8b
…補助接点、7c、8c…励磁コイル、9……インバー
タ、10…走行駆動用制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 信義 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊佐地 則文 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリと、走行用のモータと、前記モー
    タに供給される前記バッテリの電力を制御する制御装置
    とを備えて走行制御手段の主回路を構成し、前記主回路
    は外部交流電源を受電し前記制御装置で直流電源に変換
    し前記バッテリを充電する充電制御手段を兼備している
    電気車用充電機能付制御装置において、 走行制御時に前記制御装置と前記モータとの間を電気的
    に接続する少なくとも一個の開閉リレーと、充電制御時
    に前記外部交流電源と前記制御装置との間を電気的に接
    続する少なくとも一個の開閉リレーとを設けたことを特
    徴とする電気車用充電機能付制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記開閉リレーは、一
    方が閉動作状態の時は他方は開動作状態となり、他方が
    閉動作状態の時は一方は開動作状態となる逆連動動作を
    するものであることを特徴とする電気車用充電機能付制
    御装置。
  3. 【請求項3】少なくとも二個の開閉リレーを備え、一方
    の前記開閉リレーは走行制御時に制御装置と走行用電動
    機との間を開閉し、他方の前記開閉リレーは充電制御時
    に外部電源と前記制御装置との間を開閉し、前記走行制
    御時と前記充電制御時とを切替制御する電気車用充電機
    能付制御装置であって、 双方の前記開閉リレーは、励磁コイルと、互い違いに開
    閉動作をする常開形主接点ならびに常閉形補助接点とを
    備え、一方の前記励磁コイルと他方の前記常閉形補助接
    点とでもって互い違いに結線されている相互禁止回路を
    構成し、一方の前記常開形主接点が閉動作状態のとき他
    方の前記常開形主接点は開動作状態となる逆連動動作手
    段を設けたことを特徴とする電気車用充電機能付制御装
    置。
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