JPH03124201A - 電気自動車用補機電池充電装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、主電池から取込んだ直流電圧を異なる値の直
流電圧に変換し、補機電池を充電する電気自動車用補機
電池充電装置に関する。

［従来の技術］ 一般に電気自動車においては、電気自動車の走行に係る
モータを駆動するために、所定の直流電圧を出力する主
電池が搭載されている。また、この電気自動車において
は、車載の電気機器を駆動するために、前記主電池とは
異なる値の直流電圧を出力する補機電池が搭載されてい
る。

また、主電池及び補機電池が搭載された電気自動車には
、該補機電池を充電するために、電気自動車用補機電池
充電装置が搭載される。

第３図には、従来における電気自動車用補機電池充電装
置の一構成例が示されている。

この図においては、主電池１０にはメインコンタクタ１
２を介してモータ制御回路１４が接続され、該モータ制
御回路１４には、電気自動車の走行駆動に係るモータ１
６が接続されている。また、前記モータ制御回路１４に
は、該モータ制御回路１４を制御するインバータ回路、
チョッパ回路等のモータ制御部１８が接続されている。

すなわち、前記主電池１０からメインコンタクタ１２を
介して前記モータ制御回路１４に所定の値の直流電圧が
供給されると、該モータ制御回路１４は、前記モータ制
御部１８によりＰＷＭ制御等の制御に基づき、主電池１
０から供給された直流電圧を所定の電力に変換してモー
タ１６に供給する。このことにより、前記モータ１６が
駆動され、電気自動車が走行可能な状態となる。

前記主電池１０と補機電池２０との間には、従来例に係
る電気自動車用補機電池充電装置２２が設けられている
。この補機電池充電装置２２は、主電池１０から出力さ
れる直流電圧を補機電池２０を充電可能な直流電圧に変
換するＤＣ−ＤＣコンバータ２４と、補機電池２０の出
力電圧を検知し、この検知結果に基づきＤＣ−ＤＣコン
バータ２４を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路２
６と、から構成されている。

前記Ｄ（、−ＤＣコンバータ２４は、例えば実開昭４８
−１１１８２７号公報に開示されたものと同様の構成を
有しており、主電池１０から出力される直流電圧を交流
化するインバータ部２８、該インバータ部２８から出力
される電圧を変圧するトランス部３０、及び該トランス
部３０から出力される電圧を整流して補機電池２０を充
電可能な電圧を出力する整流部３２から構成されている
。

すなわち、前記主電池１０から出力される直流電圧は、
前述のようにメインコンタクタ１２を介してモータ制御
回路１４に供給されると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２
４に内蔵されるインバータ部２８に入力され、順次、ト
ランス部３０及び整流部３２に供給され、前記補機電池
２０を充電可能な異なる値の直流電圧に変換される。そ
して、補機電池２０は、このようにしてＤＣ−ＤＣコン
バータ２４から出力される直流電圧により充電される。

一方、前記補機電池２０は、直接にあるいはキースイッ
チ３４を介して車載の負荷に接続されており、また、キ
ースイッチ３４を介してモータ制御部１８に接続されて
いる。

すなわち、前述のようにしてＤＣ−ＤＣコンバータ２４
から出力された直流電圧は、補機電池２０を充電すると
共に、直接あるいはキースイッチ３４を介して車載の負
荷及びモータ制御部１８に供給される。ここで、メイン
コンタクタ１２は、前記キースイッチ３４と連動してオ
ン／オフするように構成されており、キースイッチ３４
がオンされている場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４又は
補機電池２０から出力される直流電圧により、モータ制
御部１８が駆動され、主電池１０からモータ制御回路１
４に所定の直流電圧が供給されるため、モータ］６が駆
動されることとなる。

一方、前述のように、この従来例に係る補機電池充電装
置２２は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２４に加えＤＣ−
ＤＣコンバータ制御部２６を含んでおり、このＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ制御部２６は、補機電池２０の電圧及び電
流をそれぞれ検知する電圧検出アンプ３６及び電流検出
アンプ３８と、該電圧検出アンプ３６及び電流検出アン
プ３８の出力に基づき、パルスのデユーティを決めるフ
ィードバック部４０と、該フィードバック４２において
決められたデユーティにより、前記インバータ部２８に
制御パルスを供給するパルス化回路４２と、から構成さ
れている。

すなわち、前記補機電池２０の電圧は、前記電圧検出ア
ンプ３６により検出され、増幅されてフィードバック部
４０に供給される。同様に、前記補機電池２０の直流電
流は、前記電流検出アンプ３８により検出され、増幅さ
れる。

次に、前記フィードバック部４０において、前配電圧検
出アンプ３６及び電流検出アンプ３８によりそれぞれ検
出された補機電池２０の電圧及び電流に基づき、パルス
のデユーティが決定される。

例えば、前記電圧検出アンプ３６の検出結果に基づき、
補機電池２０の過電圧充電が防止されるようにデユーテ
ィが算定され、同時に、電流検出アンプ３８の検出結果
に基づき、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４の最大出力電流を
越えないようにデユティが算定される。そして、これら
の２種類のデユーティ、すなわち電圧検出アンプ３６及
び電流検出アンプ３８のそれぞれの検出結果に基づいて
算定されたデユーティのうち、小さい方、すなわち補機
電池２０の充電における電圧的及び電流的要請を両方共
満たすデユーティが選択され、前記パルス化回路４２に
出力される。

前記パルス化回路４２においては、前記フィードバック
部４０から供給されたデユーティに基づきパルスが発生
し、このパルスにより前記インバータ部２８の動作がＰ
ＷＭ制御される。

従って、この従来例においては、補機電池２０の電圧及
び電流に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部２６に
よってＤＣ−ＤＣコンバータ２４が制御され、補機電池
２０が充電されると共に、車載の負荷に所定の電圧が供
給される。

この従来例においては、車載の負荷において消費される
電流量がＤＣ−ＤＣコンバータ２４の出力能力以上であ
る場合等において、補機電池２０が放電され、この放電
により車載の負荷に電流が供給される。このとき、前記
キースイッチ３４をオフすると、前記補機電池２０は、
放電された状態で保持されることとなる。

このような動作が繰返され、補機電池２０がいわゆる過
放電状態となると、該補機電池２０の電圧は、例えばモ
ータ制御部１８を駆動するために必要な電圧以下に低下
する可能性がある。このような電圧低下が生じた場合に
は、キースイッチ３４をオンし、モータ１６を駆動しよ
うとしても、補機電池２０によるモータ制御部１８の駆
動が行われないため、モータ１６の駆動、従って電気自
動車の走行が不能となってしまう。

例えば、特開昭６４−８５５０２号公報には、「電気自
動車の制御装置」として、キースイッチＯＮ後に補機電
池の電圧を検出し、まずＤＣ−ＤＣコンバータを起動さ
せ該補機電池を充電し、所定の電圧以上を確保してから
車両駆動を指令するモータ制御部の電源を立ち上げる構
成が示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の特開昭６４−８５５０２号公報に開示された装置
においては、ＤＣ−ＤＣコンバータは補機電池により作
動に必要な電圧を供給されているため、該補機電池の電
圧が停車中の電力消費など何らかの理由により著しく低
下し、モータ制御部作動可能電圧はおろかＤＣ−ＤＣコ
ンバータの起動に必要な電圧さえも確保されていない状
態になったときに、目的とする車両起動を達成できない
ことがある。

本発明は補機電池電圧が常にＤＣ−ＤＣコンバータ及び
モータ制御部の起動に必要な電圧を保てるように構成さ
れ、該補機電池電圧低下によるモータの駆動再開不能状
態を防止する電気自動車用補機電池充電装置を提供する
ことを目的とする。

Ｃ課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明は、電圧検知部により
検知される補機電池の電圧値が、所定の基準電圧値以下
に低下しており、かつキースイッチがオフされている所
定の期間において、所定時間だけＤＣ−ＤＣコンバータ
による補機電池の充電を行わしめるように、ＤＣ−ＤＣ
コンバータを制御する充電制御部を動作させる充電指令
部を含み、補機電池の電圧値を検知し、この電圧が所定
の基準電圧値以下に低下している場合には、所定時間だ
け補機電池の充電を行うことを特徴とする。

［作用］ 本発明の電気自動車用補機電池充電装置においては、電
圧検出部により補機電池の電圧が検知される。さらに、
電圧検知部により検知された補機電池の電圧値が、所定
の基準電圧値以下に低下している期間であって、かつキ
ースイッチがオフされている所定の期間において、所定
時間だけ充電指令部が充電制御部に所定の動作を行わせ
る。この所定の動作とは、補機電池の充電を行わしめる
よう、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する動作である。従
って、キースイッチを再びオンした時確実にモータの駆
動を再開することが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。な
お、第３図に示される従来例と同様の構成には同一の符
号を付し、説明を省略する。

第１図には、本発明の第１実施例に係る電気自動車用補
機電池充電装置の構成が示されている。

この実施例の電気自動車用補機電池充電装置４４は、第
３図に示される従来例と同様のＤＣ−ＤＣコンバータ２
４と、本発明の特徴的構成を含むＤＣ−ＤＣコンバータ
制御部４６と、とから構成されている。

また、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部４６は、電圧検
出アンプ３６の出力と所定の基準電圧とが入力されるヒ
ステリシス特性を有するコンパレータ４８と、該コンパ
レータ４８のＨ／Ｌ２値の出力によりオン／オフされる
トランジスタ５０と、を含んでいる。更に、前記トラン
ジスタ５０のコレクタは前記フィードバック回路４０に
接続されており、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部４６には
、補機電池２０から直接に駆動電力が供給されている。

次に、この実施例の動作を説明する。

まず、キースイッチ３４がオンされている場合には、第
３図に示される従来例と同様に、モータ１６の駆動、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０による補機電池２０及び車載の
負荷への電圧出力が行われる。

また、キースイッチ３４がオフされ、従ってモータ１６
が駆動されていないときには、補機電池２０の電圧が電
圧検出アンプ３６により検出され、さらにコンパレータ
４８に入力される。前記コンパレータ４８においては、
電圧検出アンプ３６の検出値が所定のしきい値Ｖ、と比
較され、この比較の結果しきい値Ｖ、よりも電圧検出ア
ンプ３６の検出値が低いとされた場合には、該コンバレ
ー１ ２ 夕４８の出力が例えばＨ値となり、トランジスタ５０が
オンされる。前記トランジスタ５０がオンされると、前
記フィードバック回路４０が駆動され、従って、ＤＣ−
ＤＣコンバータ２４による補機電池２０の充電が行われ
る。

この後に、補機電池２０が充電され、従って電圧検出ア
ンプ３６の検出値が増加していく。このとき、前記コン
パレータ４８においては、電圧検出アンプ３６の検出値
が所定のしきい値ｖＨと比較される。このしきい値ＶＨ
は、前記しきい値ｖＬよりも大である。すなわち、コン
パレータ４８は、ヒステリシス特性を有している。電圧
検出アンプ３６の検出値の方が大であるとされた場合に
は、コンパレータ４８の出力が例えばＬ値となり、前記
トランジスタ５０がオフされ、フィードバック回路４０
の動作が停止する。従って、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ
２４による補機電池２０の充電が停止される。

この実施例においては、キースイッチ３４がオフされ、
従って電気自動車が停止している際に補機電池２０の充
電が行われるが、該補機電池２０の電圧を検知する電圧
検出アンプ３６を含む構成に、モータ］、６の停止中も
電圧が供給され続けなければならない。第２図には、こ
のような問題点について改良した、本発明の第２実施例
に係る電気自動車用補機電池充電装置の構成が示されて
いる。

この実施例においては、第１図の実施例と同様のトラン
ジスタ５０には、補機電池２０にキースイッチ５２を介
して接続されたリレー５４が接続されており、さらにこ
のリレー５４の一端は、該キースイッチ５２及びこれと
連動するキースイッチ５６をバイパスするように、補機
電池２０に接続されている。

まず、キースイッチ５２及びこれと連動するキースイッ
チ５６がオンされ、キースイッチ５２と連動するメイン
コンタクタ１２がオンされた場合には、主電池１０から
モータ制御回路１４に所定の直流電圧が供給され、モー
タ制御部１８による制御に基づき、モータ１６が駆動さ
れる。

一方で、キースイッチ５２がオフされる場合には、それ
以前に補機電池２０の電圧が電圧検出アンプ３６により
検出され、該電圧が低下しているときは第１図に示され
る実施例と同様に、ｌ・ランジスタ５０がオンされてい
る。このとき、トランジスタ５０のコレクタは、リレー
５４の駆動コイルに接続されており、該リレー５４の一
端が補機電池２０と接続されているため、該リレー５４
の駆動コイルに電流が流れ、リレー５４がオンされる。

さらに、これに伴い、キースイッチ５２がオフとなって
も補機電池２０の電圧がリレー５４を介してＤｉ、−Ｄ
Ｃコンバータ制御部４６に供給され続けるため、該ＤＣ
−ＤＣコンバータ４６によるＤＣ−ＤＣコンバータ２４
の制御が行われ、補機電池２０が充電される。

また、前記コンパレータ４８は、ヒステリシス゛特性を
有しているため、電圧検出アンプ３６の検出電圧値が所
定のしきい値ＶＨ以上になったときに、トランジスタ５
０がオフされる。リレー５４がオフされ、従って、補機
電池２０からＤＣ−ＤＣコンバータ４６への電圧供給が
停止され、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ２４による補機電
池２０の充電が停止される。

この実施例によれば、第１図に示される実施例ニ比べ、
ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部４６の少なくとも一部が駆
動される時間が限定される。すなわち、この時間は、キ
ースイッチ５２のオフ後の所定時間、すなわちコンパレ
ータ４８のヒステリシス特性によって決定される時間に
限定されるため無駄な電力消費が制御できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電気自動車用補機電池充
電装置によれば、補機電池の著しい電圧低下を未然に防
ぐことが可能でタイムリーで効率的な、補機電池の充電
が行われるため、補機電池の過放電によるモータの再駆
動不能状態が回避され、かつ回路効率の良い電気自動車
用補機電池充電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

５ ］　６ 第１図は、本発明の第１実施例に係る電気自動車用補機
電池充電装置の構成を示す構成図、第２図は、本発明の
第２実施例に係る電気自動車用補機電池充電装置の構成
を示す構成図、第３図は、従来の電気自動車用補機電池
充電装置の一構成例を示す構成図である。 １０　・・・　主電池 １６　・・・　モータ ２０　・・・　補機電池 ２４　・・・　ＤＣ−ＤＣコンバータ ３４．５２．５６　　・・・　キースイッチ３６　・・
・　電圧検出アンプ ４０　・・・　フィードバック回路 ４２　・・・　パルス化回路 ４６　・・・　ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部４８　・・
・　コンパレータ ５０　・・・　ｌ・ランジスタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 キースイッチがオンされたときのみモータを駆動する主
   電池から、所定の値の直流電圧を取込んで異なる値の直
   流電圧に変換し、この変換により得られた直流電圧で補
   機電池を充電し、かつキースイッチを介して負荷を駆動
   するＤＣ−ＤＣコンバータと、 補機電池の電圧値を検知する電圧検知部と、キースイッ
   チがオンされているときに、前記電圧検知部が検知した
   電圧値に基づき、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによる補機
   電池の充電動作を制御し、補機電池により駆動される充
   電制御部と、を有する電気自動車用補機電池充電装置に
   おいて、 前記電圧検知部により検知される補機電池の電圧値が、
   所定の基準電圧値以下に低下しており、かつキースイッ
   チがオフされている所定の期間において、所定時間だけ
   、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによる補機電池の充電を行
   わしめるように、前記充電制御部を動作させる充電指令
   部を含み、補機電池の電圧値を検知し、この電圧値が所
   定の基準電圧値以下に低下している場合には、所定時間
   だけ、補機電池の充電を行うことを特徴とする電気自動
   車用補機電池充電装置。