JPH09149509A - 電気自動車用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電気自動車用電源装置では、キースイ
ッチ１５をオフしてモータ制御装置９や補機用機器１３
等の負荷の運転を停止した時、放電制御リレー６をオン
して運転中に充電された負荷内のコンデンサ１０，１４
を放電していた。そのため、キースイッチ１５をオンす
る度に、これらのコンデンサをプレチャージ抵抗２を介
してプレチャージする必要があり、速やかに電気自動車
を発進させることが出来なかった。 【解決手段】 前記コンデンサを放電するための常閉式
の放電制御リレー６を、キーが差し込まれていればオン
し、キーが抜かれればオフするキーシリンダスイッチ１
７のオン，オフによって制御するようにした。そうする
と、コンデンサの放電は、キースイッチをオフして電気
自動車を停車させても、キーを抜かない限り放電しない
ので、次に発進する時にコンデンサのプレチャージをす
る必要がなく、直ぐに発進することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車におい
て、駆動用のモータや他の負荷に給電するための電気自
動車用電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車においては、主電源として、
駆動用のモータを駆動するに足る高電圧，大容量を有す
るバッテリが搭載されており、これが、キースイッチを
オン，オフすることによって、投入されたり遮断された
りしている。そして、各電気負荷の要求する電圧に従
い、そのバッテリから直接給電されたり、電圧コンバー
タにより適合する電圧に変換した上で、給電されたりし
ている。

【０００３】図２は、従来の電気自動車用電源装置を示
す図である。図２において、１は主バッテリ、２はプレ
チャージ抵抗、３はプレチャージリレー、３−１はプレ
チャージリレーコイル、３−２はプレチャージリレー接
点、４はメインリレー、４−１はメインリレーコイル、
４−２はメインリレー接点、５は放電抵抗、６は放電制
御リレー、６−１は放電制御リレーコイル、６−２は放
電制御リレー接点、７は電圧検出回路、８はプレチャー
ジ制御装置、８−１はコイル、８−２は可動接点、９は
モータ制御装置、１０はコンデンサ、１１は制御回路、
１２はモータ、１３は補機用機器、１４はコンデンサ、
１５はキースイッチ、１６は副バッテリである。

【０００４】主バッテリ１は、電気自動車駆動用のモー
タ１２を駆動するに足る高電圧（例、３００Ｖ），大容
量を有する電源である。主バッテリ１は、メインリレー
４を介して、モータ制御装置９や補機用機器１３に、そ
れぞれ接続される。モータ制御装置９の出力はモータ１
２に供給され、モータ１２の回転，停止等の制御は、モ
ータ制御装置９に内蔵される制御回路１１によって行わ
れる。制御回路１１には、ドライバーの運転操作信号
（例、アクセル信号）や車速等の車両信号が入力され
る。

【０００５】主バッテリ１に接続されるモータ制御装置
９や補機用機器１３内の電源入力線間には、それぞれ大
容量のコンデンサ１０，１４が接続されている。これら
は、モータ１２や他の何らかの原因によって発生するノ
イズを吸収したり、電源電圧の一時的な変化を吸収した
りするためのものである。

【０００６】メインリレー４からモータ制御装置９や補
機用機器１３への電源線間には、放電抵抗５と放電制御
リレー６とが直列接続されている。放電制御リレーコイ
ル６−１は、キースイッチ１５に接続されている。放電
抵抗５および放電制御リレー６は、キースイッチ１５を
オフして電気自動車の運転を終了した段階で、コンデン
サ１０，１４に充電されている電荷を放電させるための
ものである。キースイッチ１５をオフした段階では、こ
れらのコンデンサは、主バッテリ１と同じ高電圧に充電
された状態になっており、このまま放置していたのでは
危険だからである。

【０００７】放電は短時間で終了するので、放電抵抗５
としては短時間定格のものが用いられる。放電制御リレ
ー６としては、キースイッチ１５がオンされた時にオフ
となり、オフされた時にオンとなることが要求されるの
で、例えば、常閉式のリレーが用いられる。

【０００８】プレチャージリレー３は、プレチャージ抵
抗２と直列接続され、その直列接続体はメインリレー４
に対して並列に接続される。プレチャージリレー３とメ
インリレー４のリレーコイルは、プレチャージ制御装置
８によって付勢されるように接続されている。プレチャ
ージ制御装置８の可動接点８−２は、コイル８−１に通
電されていない時は、実線で示すようにプレチャージリ
レーコイル３−１に接続されている接点にオンし、コイ
ル８−１に通電された時は、点線で示すようにメインリ
レーコイル４−１に接続されている接点にオンする構成
とされている。

【０００９】キースイッチ１５をオンした時、直ちに負
荷給電用のメインリレー４をオンにすると、コンデンサ
１０，１４を充電するために流れる突入電流が極めて大
きなものとなり、接点を傷める。そこで、突入電流が大
となるのを避けるため、まずコンデンサ１０や１４を抵
抗を経て予め徐々に充電しておく、いわゆるプレチャー
ジが行われる。プレチャージによりコンデンサを所定電
圧まで充電してから、メインリレー４をオンにすると、
突入電流は小さくなる。

【００１０】プレチャージ制御装置８は、プレチャージ
をする時はプレチャージリレー３を作動させ、プレチャ
ージが終了すればメインリレー４を作動させる。プレチ
ャージが終了したかどうかは、コンデンサ１０，１４の
充電電圧を検出する電圧検出回路７によって判定され
る。プレチャージが終了した場合、プレチャージ制御装
置８のコイル８−１は、電圧検出回路７の出力によって
付勢されるよう構成されている。

【００１１】図３は、電圧検出回路７の構成を示す図で
ある。符号は図２のものに対応し、７１，７２は分圧抵
抗、７３は電圧設定器、７４は電圧比較器、７６はトラ
ンジスタである。分圧抵抗７１，７２は、電源線間に接
続されているので、コンデンサ１０，１４の充電電圧を
分圧する。電圧比較器７４は、その分圧電圧と電圧設定
器７３で設定されている設定電圧とを比較し、設定電圧
以上となった時にトランジスタ７６をオンする。トラン
ジスタ７６がオンすると、プレチャージ制御装置８のコ
イル８−１に通電され、その可動接点８−２を点線の位
置に切り換える（図２参照）。

【００１２】図２に戻るが、充電電圧が設定電圧より小
であれば、コイル８−１には通電されず、可動接点８−
２は実線の位置にある。キースイッチ１５がオンされた
時は、当然のことながらコンデンサ１０，１４はまだ充
電されていないから、充電電圧は設定電圧より小であ
る。従って、プレチャージリレー３がオンされ、プレチ
ャージのための充電が行われる。

【００１３】充電電圧が設定電圧以上となれば、コイル
８−１に通電され、可動接点８−２は点線の位置に切り
換わる。プレチャージは打ち切られ、メインリレー４が
オンされ、モータ制御装置９，補機用機器１３への本格
的給電が開始される。

【００１４】副バッテリ１６は、制御回路を動作させた
り、通常の車載電気負荷を動作させたりするための、低
電圧（例、１２Ｖ）のバッテリである。図２では、キー
スイッチ１５を介して、プレチャージリレー３，メイン
リレー４，放電制御リレー６，プレチャージ制御装置８
等を付勢している。

【００１５】次に、動作を説明する。 （１）キースイッチ１５をオンした時 キースイッチ１５をオンした時には、次のような動作が
行われる。 プレチャージ制御装置８の可動接点８−２は、プレ
チャージリレー３側の接点にオンする実線の位置にある
から、副バッテリ１６よりプレチャージリレーコイル３
−１に通電され、プレチャージリレー接点３−２がオン
となる。 常閉リレーである放電制御リレーコイル６−１に通
電され、放電制御リレー接点６−２がオフとなる。

【００１６】これら，の動作により、主バッテリ１
→プレチャージ抵抗２→プレチャージリレー接点３−２
→コンデンサ１０，１４の経路で電流が流れ、コンデン
サ１０，１４が徐々に充電される。充電の時定数は、プ
レチャージ抵抗２の抵抗値と、コンデンサ１０，１４の
合計容量とによって決定される。

【００１７】 充電電圧が設定電圧まで上昇すると、
電圧検出回路７から出力が出て、プレチャージ制御装置
８のコイル８−１に通電され、可動接点８−２が点線の
位置に切り換えられる。すると、プレチャージリレーコ
イル３−１の通電が停止され、プレチャージリレー接点
３−２がオフとなる。他方、メインリレーコイル４−１
に通電されてメインリレー接点４−２がオンされると共
に、モータ制御装置９等の負荷に起動信号が入力され
る。この段階になって、主バッテリ１は、メインリレー
接点４−２を経て、モータ制御装置９，補機用機器１３
等への給電を開始する。モータ制御装置９からモータ１
２への出力の制御は、ドライバーの運転操作（アクセル
操作等）に応じて行われる。

【００１８】（２）キースイッチ１５をオフした時 キースイッチ１５をオフした時には、次のような動作が
行われる。 メインリレーコイル４−１への通電が停止され、メ
インリレー接点４−２はオフとなる。そのため、モータ
制御装置９および補機用機器１３への給電は停止される
（従って、モータ１２等も停止する）。 電圧検出回路７の動作電圧も消失するから、プレチ
ャージ制御装置８のコイル８−１への通電も停止され、
可動接点８−２はプレチャージリレー３の側に接続され
る実線位置に復帰する。 キースイッチ１５のオフにより、放電制御リレーコ
イル６−１への通電も停止するので、放電制御リレー接
点６−２はオンに復帰する。これにより、コンデンサ１
０，１４は、コンデンサ１０，１４（正側端子）→放電
抵抗５→放電制御リレー接点６−２→コンデンサ１０，
１４（負側端子）という経路で放電する。

【００１９】なお、電気自動車用電源装置に関する従来
の文献としては、例えば、実開昭60−28401 号公報，特
開平６−276610号公報等がある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）前記した従来の電気自動車用電源装置では、
キースイッチをオンする度にプレチャージをしなければ
ならないので、速やかに電気自動車を発進させること
（クィックスタート）が出来ないという問題点があっ
た。

【００２１】（問題点の説明）プレチャージの所要時間
は、プレチャージ抵抗２の抵抗値とコンデンサの合計容
量とによって決まることは既に述べたが、１０数秒間か
かるのが通常である。時たま運転するのなら、この程度
の時間待つのは苦にならないかも知れないが、短時間停
車を繰り返すような場合には、キースイッチをオンする
度に毎回これだけの時間待たされるのは、イライラを募
らせる原因となる。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。

【００２２】

【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、負荷の電源入力線間に接続されたコン
デンサを負荷給電停止後に、電源からの電源線間に直列
接続された放電抵抗と放電制御リレーとを経て放電する
ようにした電気自動車用電源装置において、前記放電制
御リレーを、電気自動車のキーを差し込んでキーシリン
ダスイッチがオンされた時に開し、引き抜いてオフとさ
れた時に閉することとした。

【００２３】具体的な構成例を示せば、プレチャージ抵
抗とプレチャージリレーとが直列接続された直列接続体
と、該直列接続体に並列接続されたメインリレーと、互
いに並列接続された１以上の負荷に該メインリレーを介
して接続された電源と、少なくとも１つの負荷内におけ
る電源入力線間に接続されたコンデンサと、前記メイン
リレーより負荷側の電源線間に接続され、前記コンデン
サの充電電圧を検出する電圧検出回路と、前記メインリ
レーより負荷側の電源線間に直列接続された放電抵抗と
放電制御リレーと、電圧検出回路から前記コンデンサの
充電電圧が設定電圧以上になったとの出力が来ている時
には、キースイッチをメインリレーと接続し、そうでな
い時には前記プレチャージリレーと接続するプレチャー
ジ制御装置とを具える電気自動車用電源装置において、
前記放電制御リレーを、電気自動車のキーを差し込んで
キーシリンダスイッチがオンされた時に開し、引き抜い
てオフとされた時に閉することとした。

【００２４】（解決する動作の概要）負荷内の電源入力
線間に接続されたコンデンサを放電するための常閉式の
放電制御リレーを、キーが差し込まれていればオンし、
キーが抜かれればオフするキーシリンダスイッチのオ
ン，オフによって制御するようにした。従って、前記コ
ンデンサの放電は、単にキースイッチをオフにしただけ
では行われず、キーを抜いた時に初めて行われる。その
ため、キースイッチをオフして電気自動車を停車させて
も、抜かない限り放電しないので、次に発進する時にコ
ンデンサのプレチャージをする必要がなく、直ぐに発進
することが出来る。

【００２５】

【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
用電源装置を示す図である。符号は図２のものに対応
し、１７はキーシリンダスイッチ、１８はキーリマイン
ド装置、１９はブザー、２０はドアスイッチである。図
２と同じ符号のものは、同じ構成を有し、同様に動作す
るので、それらの説明は省略する。

【００２６】キーリマインド装置１８は、キーシリンダ
スイッチ１７，ブザー１９およびドアスイッチ２０で構
成されている。この装置は、キーを抜き忘れたまま車を
降りてしまうのを防止するための装置として、公知のも
のである。キーシリンダスイッチ１７は、自動車のキー
が差し込まれた時にオンし、抜かれた時にオフするスイ
ッチである。ドアスイッチ２０は、ドアを開けるとオン
し、閉めるとオフするスイッチである。

【００２７】従って、キーを抜かずにドアを開けて降り
ようとすると、キーシリンダスイッチ１７はオンの状態
のままで、ドアスイッチ２０がオンされることになる。
すると、副バッテリ１６→キーシリンダスイッチ１７→
ブザー１９→ドアスイッチ２０という経路で電流が流れ
るので、ブザー１９が鳴り、ドライバーの注意を喚起す
る。キーを抜いてからドアを開けると、キーシリンダス
イッチ１７がオフとされた上で、ドアスイッチ２０がオ
ンとされるので、ブザー１９に電流は流れず、鳴らな
い。

【００２８】本発明では、このようなキーリマインド装
置１８が車両に装備されていることに着目し、キーシリ
ンダスイッチ１７のオン，オフの信号を、放電制御リレ
ー６の制御に利用しようとしたものである。従来は、キ
ースイッチ１５の信号によって放電制御リレー６を制御
していたが、本発明ではキーシリンダスイッチ１７の信
号によって制御した点が相違している。

【００２９】従って、構成上、従来の電気自動車用電源
装置と相違する点は、放電制御リレーコイル６−１を、
キースイッチ１５に直列接続するのではなく、キーシリ
ンダスイッチ１７に直列接続したという点である。

【００３０】次に動作を説明する。 （１）キーをキーシリンダに差し込んだ時 キーシリンダスイッチ１７がオンし、副バッテリ１６→
キーシリンダスイッチ１７→放電制御リレーコイル６−
１という経路で電流が流れ、常閉接点である放電制御リ
レー接点６−２がオフされる。

【００３１】（２）キースイッチ１５をオンした時 キースイッチ１５をオンした時には、次のような動作が
行われる。 プレチャージ制御装置８の可動接点８−２は、プレ
チャージリレー３側の接点にオンする実線の位置にある
から、副バッテリ１６よりプレチャージリレーコイル３
−１に通電され、プレチャージリレー接点３−２がオン
となる。これにより、主バッテリ１→プレチャージ抵抗
２→プレチャージリレー接点３−２→コンデンサ１０，
１４の経路で電流が流れ、コンデンサ１０，１４が徐々
に充電される。充電の時定数は、プレチャージ抵抗２の
抵抗値と、コンデンサ１０，１４の合計容量によって決
定される。

【００３２】 充電電圧が設定電圧まで上昇すると、
電圧検出回路７から出力が出て、プレチャージ制御装置
８のコイル８−１に通電され、可動接点８−２が点線の
位置に切り換えられる。すると、プレチャージリレーコ
イル３−１の通電が停止され、プレチャージリレー接点
３−２がオフとされる。他方、メインリレーコイル４−
１に通電されてメインリレー接点４−２がオンされると
共に、モータ制御装置９等の負荷に起動信号が入力され
る。この段階になって、主バッテリ１は、メインリレー
接点４−２を経て、モータ制御装置９，補機用機器１３
等への給電を開始する。モータ制御装置９からモータ１
２への出力の制御は、ドライバーの運転操作（アクセル
操作等）に応じて行われる。

【００３３】（３）キースイッチ１５をオフした時 キースイッチ１５をオフした時には、次のような動作が
行われる。 メインリレーコイル４−１への通電が停止され、メ
インリレー接点４−２はオフとなる。そのため、モータ
制御装置９および補機用機器１３への給電は停止される
（従って、モータ１２等も停止する）。 キーはまだ抜かれず、キーシリンダスイッチ１７は
オンのままであるから、放電制御リレー接点６−２はオ
フのままである。よって、コンデンサ１０，１４の電圧
は、そのまま維持される。（プレチャージ制御装置８
は、キースイッチ１５のオフにより、コイル８−１へ通
電されなくなるので、一旦、可動接点８−２は、プレチ
ャージリレー３の側に接続される実線位置になってしま
います。）

【００３４】（４）キースイッチ１５を再度オンした時
（キー抜かないうちに） コンデンサ１０，１４の電圧は、そのまま維持されてい
るので（即ち、放電されていないので）、電圧検出回路
７は、即座に出力を発してプレチャージ制御装置８の可
動接点８−２は、点線位置に接続され、副バッテリ１６
→キースイッチ１５→可動接点８−２→メインリレーコ
イル４−１という経路で電流が流れ、メインリレー接点
４−２がオンする。従って、キースイッチ１５をオンす
ると直ぐにモータ制御装置９等の負荷への給電が開始さ
れ、発進（モータ１２の回転）も直ぐに出来る。

【００３５】（５）キーをキーシリンダから抜いた時 キーシリンダスイッチ１７がオフとなり、放電制御リレ
ーコイル６−１への通電が停止されるので、放電制御リ
レー接点６−２はオンに復帰する。これにより、コンデ
ンサ１０，１４の電荷は、コンデンサ１０，１４（正側
端子）→放電抵抗５→放電制御リレー接点６−２→コン
デンサ１０，１４（負側端子）という経路で放電され
る。

【００３６】このように、放電抵抗５および放電制御リ
レー６を介してのコンデンサ１０，１４の放電は、キー
スイッチ１５をオフしただけでは行われず、キーシリン
ダ１７から抜いた時に初めて行われる。そのため、短時
間の停車のためにキースイッチ１５をオフしたとして
も、キーを抜かないままにしておけば、所要を済ませて
車に帰って来た時にプレチャージをする必要がないの
で、直ちに発進することが出来る。

【００３７】

【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、負荷内の電源入力線間に接続された
コンデンサを放電するための常閉式の放電制御リレー
を、キーが差し込まれていればオンし、抜かれればオフ
するキーシリンダスイッチ１７のオン，オフによって制
御するようにしたので、コンデンサの放電は、単にキー
スイッチをオフにしただけでは行われず、キーを抜いた
時に初めて行われる。そのため、キースイッチをオフし
て電気自動車を停車させても、キーを抜かないでおけ
ば、次に発進する時にコンデンサのプレチャージをする
必要がなく、直ぐに発進することが出来るようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電気自動車用電源装置を示す図

【図２】 従来の電気自動車用電源装置を示す図

【図３】 電圧検出回路の構成を示す図

【符号の説明】

１…主バッテリ、２…プレチャージ抵抗、３…プレチャ
ージリレー、３−１…プレチャージリレーコイル、３−
２…プレチャージリレー接点、４…メインリレー、４−
１…メインリレーコイル、４−２…メインリレー接点、
５…放電抵抗、６…放電制御リレー、６−１…放電制御
リレーコイル、６−２…放電制御リレー接点、７…電圧
検出回路、８…プレチャージ制御装置、８−１…コイ
ル、８−２…可動接点、９…モータ制御装置、１０…コ
ンデンサ、１１…制御回路、１２…モータ、１３…補機
用機器、１４…コンデンサ、１５…キースイッチ、１６
…副バッテリ、１７…キーシリンダスイッチ、１８…キ
ーリマインド装置、１９…ブザー、２０…ドアスイッ
チ、７１，７２…分圧抵抗、７３…電圧設定器、７４…
電圧比較器、７６…トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷の電源入力線間に接続されたコンデ
   ンサを負荷給電停止後に、電源からの電源線間に直列接
   続された放電抵抗と放電制御リレーとを経て放電するよ
   うにした電気自動車用電源装置において、前記放電制御
   リレーを、電気自動車のキーを差し込んでキーシリンダ
   スイッチがオンされた時に開し、引き抜いてオフとされ
   た時に閉するようにしたことを特徴とする電気自動車用
   電源装置。
2. 【請求項２】 プレチャージ抵抗とプレチャージリレー
   とが直列接続された直列接続体と、該直列接続体に並列
   接続されたメインリレーと、互いに並列接続された１以
   上の負荷に該メインリレーを介して接続された電源と、
   少なくとも１つの負荷内における電源入力線間に接続さ
   れたコンデンサと、前記メインリレーより負荷側の電源
   線間に接続され、前記コンデンサの充電電圧を検出する
   電圧検出回路と、前記メインリレーより負荷側の電源線
   間に直列接続された放電抵抗と放電制御リレーと、電圧
   検出回路から前記コンデンサの充電電圧が設定電圧以上
   になったとの出力が来ている時には、キースイッチをメ
   インリレーと接続し、そうでない時には前記プレチャー
   ジリレーと接続するプレチャージ制御装置とを具える電
   気自動車用電源装置において、前記放電制御リレーを、
   電気自動車のキーを差し込んでキーシリンダスイッチが
   オンされた時に開し、引き抜いてオフとされた時に閉す
   るようにしたことを特徴とする電気自動車用電源装置。