JPH118910A - ハイブリッド電気自動車の電源装置 - Google Patents
ハイブリッド電気自動車の電源装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- 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
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
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- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】補機バッテリ−側からエンジン始動用モ−タ側
への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブリッド電
気自動車の電源装置を提供すること。 【解決手段】ハイブリッド電気自動車の主バッテリ−１
はＤＣ／ＤＣコンバ−タ２〜４を通じて補機バッテリ−
６を充電する。高圧回路部２は、主バッテリ−１から補
機バッテリ−６への給電時にはいわゆるインバ−タ動作
を行ってトランス３の大巻数側のコイル３１に交流電流
を給電し、補機バッテリ−６から主バッテリ−１への給
電時にはいわゆる整流動作を行う。低圧回路部４は、主
バッテリ−１から補機バッテリ−６への給電時にはいわ
ゆる整流動作を行い、補機バッテリ−６から主バッテリ
−１への給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行ってト
ランス３の小巻数側のコイル３２、３３に交流電流を給
電する。
への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブリッド電
気自動車の電源装置を提供すること。 【解決手段】ハイブリッド電気自動車の主バッテリ−１
はＤＣ／ＤＣコンバ−タ２〜４を通じて補機バッテリ−
６を充電する。高圧回路部２は、主バッテリ−１から補
機バッテリ−６への給電時にはいわゆるインバ−タ動作
を行ってトランス３の大巻数側のコイル３１に交流電流
を給電し、補機バッテリ−６から主バッテリ−１への給
電時にはいわゆる整流動作を行う。低圧回路部４は、主
バッテリ−１から補機バッテリ−６への給電時にはいわ
ゆる整流動作を行い、補機バッテリ−６から主バッテリ
−１への給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行ってト
ランス３の小巻数側のコイル３２、３３に交流電流を給
電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド電気
自動車の電源装置に関する。
自動車の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関により駆動される発電機から主
バッテリ−や走行モ−タ−へ給電する従来のハイブリッ
ド電気自動車では、主バッテリ−から給電されるエンジ
ン始動用モ−タにより内燃機関が始動されるが、この始
動用のモ−タとして上記発電機などを用いることができ
る。
バッテリ−や走行モ−タ−へ給電する従来のハイブリッ
ド電気自動車では、主バッテリ−から給電されるエンジ
ン始動用モ−タにより内燃機関が始動されるが、この始
動用のモ−タとして上記発電機などを用いることができ
る。
【０００３】特開昭６２１７３９０１号公報は、電気自
動車の走行モ−タ−給電用のバッテリ−（以下、主バッ
テリ−ともいう）から補機給電用のＤＣ／ＤＣコンバ−
タ（以下、補機用ＤＣ／ＤＣコンバ−タともいう）を介
して補機駆動用のバッテリ−（以下、補機バッテリ−と
もいう）に給電する電気自動車（以下、補機バッテリ−
式電気自動車という）を提案している。この種の補機バ
ッテリ−式電気自動車では、通常、低圧で給電される補
機に比較して走行モ−タ−に対して格段に高圧給電でき
るので、損失低減、機器の小形化などの効果を実現で
き、一方、補機へは電圧変動が少ない電源電圧を印加で
きるという利益が生じる。
動車の走行モ−タ−給電用のバッテリ−（以下、主バッ
テリ−ともいう）から補機給電用のＤＣ／ＤＣコンバ−
タ（以下、補機用ＤＣ／ＤＣコンバ−タともいう）を介
して補機駆動用のバッテリ−（以下、補機バッテリ−と
もいう）に給電する電気自動車（以下、補機バッテリ−
式電気自動車という）を提案している。この種の補機バ
ッテリ−式電気自動車では、通常、低圧で給電される補
機に比較して走行モ−タ−に対して格段に高圧給電でき
るので、損失低減、機器の小形化などの効果を実現で
き、一方、補機へは電圧変動が少ない電源電圧を印加で
きるという利益が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たハイブリッド電気自動車では、主バッテリ−は走行モ
−タ−に走行エネルギ−を駆動するために原理的にその
残量の変動が大きく、その結果、主バッテリ−の残量す
なわち放電可能アンペアアワ−が不足してエンジン始動
ができない場合が考えられる。
たハイブリッド電気自動車では、主バッテリ−は走行モ
−タ−に走行エネルギ−を駆動するために原理的にその
残量の変動が大きく、その結果、主バッテリ−の残量す
なわち放電可能アンペアアワ−が不足してエンジン始動
ができない場合が考えられる。
【０００５】この場合、上記補機バッテリ−及び補機用
ＤＣ／ＤＣコンバ−タをもつハイブリッド電気自動車で
は、主バッテリ−の残量不足時でも補機バッテリ−から
エンジン始動用モ−タへ給電することによりエンジンを
始動することが考えられる。すなわち、補機バッテリ−
は各種補機への給電のために常時ある電圧レベルの電力
が貯えられており、主バッテリ−でエンジンを始動でき
ないような緊急事態が生じた場合には補機への安定電圧
の給電に優先してまずエンジンを始動させることが重要
であり、エンジンさえ始動できればその後の補機バッテ
リ−の再充電は速やかに実現できる筈である。
ＤＣ／ＤＣコンバ−タをもつハイブリッド電気自動車で
は、主バッテリ−の残量不足時でも補機バッテリ−から
エンジン始動用モ−タへ給電することによりエンジンを
始動することが考えられる。すなわち、補機バッテリ−
は各種補機への給電のために常時ある電圧レベルの電力
が貯えられており、主バッテリ−でエンジンを始動でき
ないような緊急事態が生じた場合には補機への安定電圧
の給電に優先してまずエンジンを始動させることが重要
であり、エンジンさえ始動できればその後の補機バッテ
リ−の再充電は速やかに実現できる筈である。
【０００６】しかしながら、上記したように補機バッテ
リ−により走行モ−タ−を駆動するには、低圧である補
機バッテリ−の出力電圧を昇圧して走行モ−タ−へ印加
する新たな昇圧用ＤＣ／ＤＣコンバ−タを追設しなけれ
ばならず、回路構成が複雑化し、装置コストが増大する
という問題があった。本発明は、上記問題点に鑑みなさ
れたものであり、補機バッテリ−側からエンジン始動用
モ−タ側への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブ
リッド電気自動車の電源装置を提供することをその目的
としている。
リ−により走行モ−タ−を駆動するには、低圧である補
機バッテリ−の出力電圧を昇圧して走行モ−タ−へ印加
する新たな昇圧用ＤＣ／ＤＣコンバ−タを追設しなけれ
ばならず、回路構成が複雑化し、装置コストが増大する
という問題があった。本発明は、上記問題点に鑑みなさ
れたものであり、補機バッテリ−側からエンジン始動用
モ−タ側への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブ
リッド電気自動車の電源装置を提供することをその目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の構成によ
れば、ハイブリッド電気自動車の主バッテリ−はＤＣ／
ＤＣコンバ−タを通じて補機バッテリ−を充電する。特
に、本構成では、ＤＣ／ＤＣコンバ−タは、主バッテリ
−側の高圧回路部と、トランスと、補機バッテリ−側の
低圧回路部とを含む。
れば、ハイブリッド電気自動車の主バッテリ−はＤＣ／
ＤＣコンバ−タを通じて補機バッテリ−を充電する。特
に、本構成では、ＤＣ／ＤＣコンバ−タは、主バッテリ
−側の高圧回路部と、トランスと、補機バッテリ−側の
低圧回路部とを含む。
【０００８】高圧回路部は、双方向スイッチング素子を
用いることにより、主バッテリ−から補機バッテリ−へ
の給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行ってトランス
の大巻数側のコイルに交流電流を給電し、補機バッテリ
−から主バッテリ−への給電時にはいわゆる整流動作を
行う。低圧回路部は、双方向スイッチング素子を用いる
ことにより、主バッテリ−から補機バッテリ−への給電
時にはいわゆる整流動作を行い、補機バッテリ−から主
バッテリ−への給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行
ってトランスの小巻数側のコイルに交流電流を給電す
る。
用いることにより、主バッテリ−から補機バッテリ−へ
の給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行ってトランス
の大巻数側のコイルに交流電流を給電し、補機バッテリ
−から主バッテリ−への給電時にはいわゆる整流動作を
行う。低圧回路部は、双方向スイッチング素子を用いる
ことにより、主バッテリ−から補機バッテリ−への給電
時にはいわゆる整流動作を行い、補機バッテリ−から主
バッテリ−への給電時にはいわゆるインバ−タ動作を行
ってトランスの小巻数側のコイルに交流電流を給電す
る。
【０００９】本発明によれば、従来と同じように、補機
バッテリ−を主バッテリ−から別設しているので、補機
へ電圧変動が少ない低圧直流電圧を安定に供給すること
ができる。更に、双方向スイッチング素子を用いること
により、補機バッテリ−側からエンジン始動用モ−タ側
への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブリッド電
気自動車の電源装置を実現することができる。
バッテリ−を主バッテリ−から別設しているので、補機
へ電圧変動が少ない低圧直流電圧を安定に供給すること
ができる。更に、双方向スイッチング素子を用いること
により、補機バッテリ−側からエンジン始動用モ−タ側
への逆送電を簡素な回路構成で実現したハイブリッド電
気自動車の電源装置を実現することができる。
【００１０】請求項２記載の構成によれば、請求項１記
載の構成において更に、走行モ−タ−は発電機を兼ねる
ので、装置構成を一層簡素化することができる。上記イ
ンバ−タ動作及び整流動作を切り替え実施可能な回路と
しては、たとえば請求項３に記載するように、トランス
に一対の小巻数側のコイルを巻装し、これらの小巻数側
のコイルから出力される低圧交流電圧を一対の双方向ス
イッチング素子で全波整流し、平滑回路のリアクトルで
平滑する。
載の構成において更に、走行モ−タ−は発電機を兼ねる
ので、装置構成を一層簡素化することができる。上記イ
ンバ−タ動作及び整流動作を切り替え実施可能な回路と
しては、たとえば請求項３に記載するように、トランス
に一対の小巻数側のコイルを巻装し、これらの小巻数側
のコイルから出力される低圧交流電圧を一対の双方向ス
イッチング素子で全波整流し、平滑回路のリアクトルで
平滑する。
【００１１】補機バッテリ−から主バッテリ−を充電す
る場合には、この補機バッテリ−でリアクトルに周期的
に通電するようにスイッチング素子を断続し、これと同
期して上記全波整流回路を構成するスイッチング素子を
交互に導通させて昇圧された交流電圧をトランスの大巻
数側のコイルに生じさせる。このようにすれば、簡素な
回路構成で逆送電を実施することができる。
る場合には、この補機バッテリ−でリアクトルに周期的
に通電するようにスイッチング素子を断続し、これと同
期して上記全波整流回路を構成するスイッチング素子を
交互に導通させて昇圧された交流電圧をトランスの大巻
数側のコイルに生じさせる。このようにすれば、簡素な
回路構成で逆送電を実施することができる。
【００１２】請求項４記載の構成によれば請求項１又は
２記載の構成において更に、低小巻数側のコイルの両端
を、リアクトルを含む平滑回路を通じて補機バッテリ−
の両端に接続するＨブリッジ回路を設ける。 このよう
にすれば、Ｈブリッジ回路を構成する４個のスイッチン
グ素子の導通制御により、昇圧された交流電圧をトラン
スの小巻数側のコイルに印加することができ、回路構成
を簡素化することができる。
２記載の構成において更に、低小巻数側のコイルの両端
を、リアクトルを含む平滑回路を通じて補機バッテリ−
の両端に接続するＨブリッジ回路を設ける。 このよう
にすれば、Ｈブリッジ回路を構成する４個のスイッチン
グ素子の導通制御により、昇圧された交流電圧をトラン
スの小巻数側のコイルに印加することができ、回路構成
を簡素化することができる。
【００１３】請求項５記載の構成によれば、請求項１な
いし４のいずれかに記載の構成において更に、補機バッ
テリ−の残量不足状態を検出する場合に、ＤＣ／ＤＣコ
ンバ−タの双方向スイッチング素子を駆動制御して主バ
ッテリ−から補機バッテリ−へ給電させるので、補機バ
ッテリ−が十分に充電されている場合にはＤＣ／ＤＣコ
ンバ−タなどを停止することができ、無駄な電力消費を
低減することができる。
いし４のいずれかに記載の構成において更に、補機バッ
テリ−の残量不足状態を検出する場合に、ＤＣ／ＤＣコ
ンバ−タの双方向スイッチング素子を駆動制御して主バ
ッテリ−から補機バッテリ−へ給電させるので、補機バ
ッテリ−が十分に充電されている場合にはＤＣ／ＤＣコ
ンバ−タなどを停止することができ、無駄な電力消費を
低減することができる。
【００１４】請求項６記載の構成によれば請求項１ない
し５のいずれかに記載の構成において更に、主バッテリ
−の残量不足状態を検出する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバ
−タの双方向スイッチング素子を駆動制御して補機バッ
テリ−から主バッテリ−へ給電させるので、主バッテリ
−が十分に充電されている場合にはＤＣ／ＤＣコンバ−
タなどを停止することができ、無駄な電力消費を低減す
ることができる。
し５のいずれかに記載の構成において更に、主バッテリ
−の残量不足状態を検出する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバ
−タの双方向スイッチング素子を駆動制御して補機バッ
テリ−から主バッテリ−へ給電させるので、主バッテリ
−が十分に充電されている場合にはＤＣ／ＤＣコンバ−
タなどを停止することができ、無駄な電力消費を低減す
ることができる。
【００１５】請求項７記載の構成によれば請求項６記載
の構成において更に、エンジン始動時で、かつ、主バッ
テリ−の残量不足時にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバ−タの双
方向スイッチング素子を駆動制御して補機バッテリ−か
ら主バッテリ−へ給電させるので、エンジン始動時でな
ければ、主バッテリ−の残量不足時であっても、補機バ
ッテリ−から主バッテリ−への送電を行わないので、長
期の車両停止状態においてだらだらと補機バッテリ−か
ら主バッテリ−への送電を行って、補機バッテリ−が消
耗するのを防止することができる。
の構成において更に、エンジン始動時で、かつ、主バッ
テリ−の残量不足時にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバ−タの双
方向スイッチング素子を駆動制御して補機バッテリ−か
ら主バッテリ−へ給電させるので、エンジン始動時でな
ければ、主バッテリ−の残量不足時であっても、補機バ
ッテリ−から主バッテリ−への送電を行わないので、長
期の車両停止状態においてだらだらと補機バッテリ−か
ら主バッテリ−への送電を行って、補機バッテリ−が消
耗するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明のハイブリッド電気自動車
では、主バッテリ−はエンジン始動用のモ−タに給電し
てエンジンを始動させる。エンジン始動用のモ−タとし
ては、エンジンにより駆動されて発電して主バッテリ−
を充電する発電機が一般に用いられる。この発電機とし
て走行モ−タ−を用いることもできる。
では、主バッテリ−はエンジン始動用のモ−タに給電し
てエンジンを始動させる。エンジン始動用のモ−タとし
ては、エンジンにより駆動されて発電して主バッテリ−
を充電する発電機が一般に用いられる。この発電機とし
て走行モ−タ−を用いることもできる。
【００１７】双方向スイッチング素子は、バイポ−ラト
ランジスタのような単方向性スイッチと、それと反対方
向へ導通するダイオ−ドとを並列接続して構成してもよ
い。本発明の好適な実施態様を以下の実施例を参照して
説明する。
ランジスタのような単方向性スイッチと、それと反対方
向へ導通するダイオ−ドとを並列接続して構成してもよ
い。本発明の好適な実施態様を以下の実施例を参照して
説明する。
【００１８】
実施例１ （構成）本発明のハイブリッド電気自動車の電源装置の
一実施例を図１を参照して説明する。
一実施例を図１を参照して説明する。
【００１９】この電源装置は、主バッテリ−１と、高圧
回路部２と、トランス３と、低圧回路部４と、コントロ
−ラ５と、補機バッテリ−６とからなり、高圧回路部
２、トランス３及び低圧回路部４は、本発明でいう双方
向型ＤＣ／ＤＣコンバ−タを構成している。主バッテリ
−１は発電電動機からなる走行モ−タ−７と電力授受可
能に接続されており、走行モ−タ−７は、伝達トルク遮
断可能に車輪に機械的に結合されるとともに、同じく伝
達トルク遮断可能にエンジン８に機械的に結合されてい
る。これら走行モ−タ−７、エンジン８および車輪（図
示せず）間の機械的連結方式には各種の方式があるが、
本発明の要旨ではないので説明は省略する。
回路部２と、トランス３と、低圧回路部４と、コントロ
−ラ５と、補機バッテリ−６とからなり、高圧回路部
２、トランス３及び低圧回路部４は、本発明でいう双方
向型ＤＣ／ＤＣコンバ−タを構成している。主バッテリ
−１は発電電動機からなる走行モ−タ−７と電力授受可
能に接続されており、走行モ−タ−７は、伝達トルク遮
断可能に車輪に機械的に結合されるとともに、同じく伝
達トルク遮断可能にエンジン８に機械的に結合されてい
る。これら走行モ−タ−７、エンジン８および車輪（図
示せず）間の機械的連結方式には各種の方式があるが、
本発明の要旨ではないので説明は省略する。
【００２０】高圧回路部２は、いわゆる双方向ブリッジ
回路からなり、それぞれＮＭＯＳトランジスタからなる
ハイサイドスイッチ２１及びローサイドスイッチ２２を
直列接続してなる第１の相インバ−タ回路と、それぞれ
ＮＭＯＳトランジスタからなるハイサイドスイッチ２３
及びローサイドスイッチ２４を直列接続してなる第２の
相インバ−タ回路とを有し、スイッチ２１、２２の接続
点はトランス３の大巻数側のコイル３１の一端に接続さ
れ、スイッチ２３、２４の接続点はトランス３の大巻数
側のコイル３１の他端に接続されている。また、ハイサ
イドスイッチ２１、２３の他端は主バッテリ−１の高位
端に接続され、ローサイドスイッチ２２、２４の他端は
主バッテリ−１の低位端に接続されている。２５はリッ
プル低減用のコンデンサである。
回路からなり、それぞれＮＭＯＳトランジスタからなる
ハイサイドスイッチ２１及びローサイドスイッチ２２を
直列接続してなる第１の相インバ−タ回路と、それぞれ
ＮＭＯＳトランジスタからなるハイサイドスイッチ２３
及びローサイドスイッチ２４を直列接続してなる第２の
相インバ−タ回路とを有し、スイッチ２１、２２の接続
点はトランス３の大巻数側のコイル３１の一端に接続さ
れ、スイッチ２３、２４の接続点はトランス３の大巻数
側のコイル３１の他端に接続されている。また、ハイサ
イドスイッチ２１、２３の他端は主バッテリ−１の高位
端に接続され、ローサイドスイッチ２２、２４の他端は
主バッテリ−１の低位端に接続されている。２５はリッ
プル低減用のコンデンサである。
【００２１】トランス３は、上記大巻数のコイル３１と
ともに、互いに逆方向に巻装された一対の小巻数のコイ
ル３２、３３を有しており、両小巻数のコイル３２、３
３の各一端は接続されて補機バッテリ−６の低位端に接
続されている。低圧回路部４は、それぞれＮＭＯＳトラ
ンジスタからなる全波整流用スイッチ４１、４２と、Ｎ
ＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子４３と、
リアクトル４４と、リップル低減用のコンデンサ４５と
からなる。
ともに、互いに逆方向に巻装された一対の小巻数のコイ
ル３２、３３を有しており、両小巻数のコイル３２、３
３の各一端は接続されて補機バッテリ−６の低位端に接
続されている。低圧回路部４は、それぞれＮＭＯＳトラ
ンジスタからなる全波整流用スイッチ４１、４２と、Ｎ
ＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子４３と、
リアクトル４４と、リップル低減用のコンデンサ４５と
からなる。
【００２２】コイル３２の他端及びコイル３３の他端
は、全波整流用スイッチ４１及びリアクトル４４を通じ
て補機バッテリ−６の高位端に接続され、スイッチング
素子４３は全波整流用スイッチ４１、４２の両他端間を
接続している。コンデンサ４５は補機バッテリ−６と並
列に接続されている。更に上述した各ＮＭＯＳトランジ
スタからなる各スイッチ２１〜２４、４１〜４３は逆方
向通電用のダイオ−ドと並列接続されており、各ダイオ
−ドＤのカソ−ドは主バッテリ−１または補機バッテリ
−６の高位側、アノ−ドは低位側に接続されている。な
お、これらのダイオ−ドＤは各ＮＭＯＳトランジスタに
内在する接合ダイオ−ドで構成されてもよい。この場
合、各ＮＭＯＳトランジスタのＰウエル領域すなわちチ
ャンネル直下の半導体領域は主バッテリ−１または補機
バッテリ−６の低位側に接続されている。
は、全波整流用スイッチ４１及びリアクトル４４を通じ
て補機バッテリ−６の高位端に接続され、スイッチング
素子４３は全波整流用スイッチ４１、４２の両他端間を
接続している。コンデンサ４５は補機バッテリ−６と並
列に接続されている。更に上述した各ＮＭＯＳトランジ
スタからなる各スイッチ２１〜２４、４１〜４３は逆方
向通電用のダイオ−ドと並列接続されており、各ダイオ
−ドＤのカソ−ドは主バッテリ−１または補機バッテリ
−６の高位側、アノ−ドは低位側に接続されている。な
お、これらのダイオ−ドＤは各ＮＭＯＳトランジスタに
内在する接合ダイオ−ドで構成されてもよい。この場
合、各ＮＭＯＳトランジスタのＰウエル領域すなわちチ
ャンネル直下の半導体領域は主バッテリ−１または補機
バッテリ−６の低位側に接続されている。
【００２３】コントロ−ラ５は、高圧回路部２のスイッ
チ２１〜２４及び低圧回路部４のスイッチ４１〜４３を
断続制御する。コントロ−ラ５には、外部から入力され
る主バッテリ−１及び補機バッテリ−６の端子電圧と、
図示しない外部コントロ−ラから入力される補機バッテ
リ−充電信号及び主バッテリ−充電信号とに基づいて、
上記各スイッチ２１〜２４及び４１〜４３を断続制御す
る。
チ２１〜２４及び低圧回路部４のスイッチ４１〜４３を
断続制御する。コントロ−ラ５には、外部から入力され
る主バッテリ−１及び補機バッテリ−６の端子電圧と、
図示しない外部コントロ−ラから入力される補機バッテ
リ−充電信号及び主バッテリ−充電信号とに基づいて、
上記各スイッチ２１〜２４及び４１〜４３を断続制御す
る。
【００２４】（動作）以下、上記装置の動作を図２のフ
ロ−チャ−トを参照して説明する。まず、電源オンとと
もになされるリセット動作の後、図示しない車両制御用
の外部コントロ−ラからの補機バッテリ−充電指令信号
が存在するかどうかを調べ（Ｓ１００）、なければ補機
バッテリ−６の端子電圧Ｖ２が所定の最低しきい値ＶＴ
２未満かどうかを調べ（Ｓ１０２）、Ｖ２がＶＴ２以上
であればＳ１０８へ進む。
ロ−チャ−トを参照して説明する。まず、電源オンとと
もになされるリセット動作の後、図示しない車両制御用
の外部コントロ−ラからの補機バッテリ−充電指令信号
が存在するかどうかを調べ（Ｓ１００）、なければ補機
バッテリ−６の端子電圧Ｖ２が所定の最低しきい値ＶＴ
２未満かどうかを調べ（Ｓ１０２）、Ｖ２がＶＴ２以上
であればＳ１０８へ進む。
【００２５】一方、補機バッテリ−充電指令信号が存在
するか、または、端子電圧Ｖ２が所定の最低しきい値Ｖ
Ｔ２未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバ−タに後述する通
常送電すなわち主バッテリ−１から補機バッテリ−６へ
の送電を実施させ（Ｓ１０４）、その後、補機バッテリ
−６の電圧Ｖ２が所定のしきい値ＶＴ２’に達したかど
うかを調べ（Ｓ１０６）、達したらＳ１００へリタ−ン
する。
するか、または、端子電圧Ｖ２が所定の最低しきい値Ｖ
Ｔ２未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバ−タに後述する通
常送電すなわち主バッテリ−１から補機バッテリ−６へ
の送電を実施させ（Ｓ１０４）、その後、補機バッテリ
−６の電圧Ｖ２が所定のしきい値ＶＴ２’に達したかど
うかを調べ（Ｓ１０６）、達したらＳ１００へリタ−ン
する。
【００２６】Ｓ１０８では、図示しない上記車両制御用
の外部コントロ−ラからの主バッテリ−充電指令信号が
存在するかどうかを調べ、なければ主バッテリ−１の端
子電圧Ｖ１が所定の最低しきい値ＶＴ１未満かどうかを
調べ（Ｓ１１０）、Ｖ１がＶＴ１以上であればＳ１００
へリタ−ンする。一方、主バッテリ−充電指令信号が存
在するか、または、端子電圧Ｖ１が所定の最低しきい値
ＶＴ１未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ３に後述す
る逆送電指令すなわち補機バッテリ−６から主バッテリ
−１への送電を実施させ（Ｓ１１２）、その後、主バッ
テリ−１の電圧Ｖ１が所定のしきい値ＶＴ１’に達した
かどうかを調べ（Ｓ１１４）、達したらＳ１００へリタ
−ンする。
の外部コントロ−ラからの主バッテリ−充電指令信号が
存在するかどうかを調べ、なければ主バッテリ−１の端
子電圧Ｖ１が所定の最低しきい値ＶＴ１未満かどうかを
調べ（Ｓ１１０）、Ｖ１がＶＴ１以上であればＳ１００
へリタ−ンする。一方、主バッテリ−充電指令信号が存
在するか、または、端子電圧Ｖ１が所定の最低しきい値
ＶＴ１未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバ−タ３に後述す
る逆送電指令すなわち補機バッテリ−６から主バッテリ
−１への送電を実施させ（Ｓ１１２）、その後、主バッ
テリ−１の電圧Ｖ１が所定のしきい値ＶＴ１’に達した
かどうかを調べ（Ｓ１１４）、達したらＳ１００へリタ
−ンする。
【００２７】なお、上記構成において、各スイッチ２１
〜２４、４１〜４３はダイオ−ドＤが並列接続されたバ
イポ−ラトランジスタで構成することができ、スイッチ
ング素子４３はダイオ−ドＤなしのバイポ−ラトランジ
スタで構成されることもできる。 （通常送電）以下、上記通常送電について説明する。
〜２４、４１〜４３はダイオ−ドＤが並列接続されたバ
イポ−ラトランジスタで構成することができ、スイッチ
ング素子４３はダイオ−ドＤなしのバイポ−ラトランジ
スタで構成されることもできる。 （通常送電）以下、上記通常送電について説明する。
【００２８】この通常送電では、高圧回路部２をインバ
−タ動作をさせるために、スイッチ２１及び２４を導通
させ、スイッチ２２、２３を遮断するモ−ドと、スイッ
チ２１及び２４を遮断し、スイッチ２２、２３を導通さ
せるモ−ドとを一定周期で交互に繰り返す。もちろん、
補機バッテリ−６の電圧Ｖ２をモニタ−し、その大きさ
すなわち補機バッテリ−６の残量に応じてこれらスイッ
チ２１〜２４のデュ−ティ比を制御してもよい。
−タ動作をさせるために、スイッチ２１及び２４を導通
させ、スイッチ２２、２３を遮断するモ−ドと、スイッ
チ２１及び２４を遮断し、スイッチ２２、２３を導通さ
せるモ−ドとを一定周期で交互に繰り返す。もちろん、
補機バッテリ−６の電圧Ｖ２をモニタ−し、その大きさ
すなわち補機バッテリ−６の残量に応じてこれらスイッ
チ２１〜２４のデュ−ティ比を制御してもよい。
【００２９】コイル３２、３３は逆向きに巻装されてい
るので、それらの出力端は、補機バッテリ−６の低位端
を０Ｖとした場合に交互に正電位と負電位とになる。コ
イル３２、３３の出力端が補機バッテリ−の高位端より
正電位となると、スイッチ４１、４２に並列接続された
ダイオ−ド及びリアクトル４４を通じて補機バッテリ−
６が充電される。なお、スイッチ４１、４２を遮断する
場合のゲ−ト電圧は、コイル３２、３３の出力端が上記
負電位であっても遮断を行うために十分に負とされてい
る。
るので、それらの出力端は、補機バッテリ−６の低位端
を０Ｖとした場合に交互に正電位と負電位とになる。コ
イル３２、３３の出力端が補機バッテリ−の高位端より
正電位となると、スイッチ４１、４２に並列接続された
ダイオ−ド及びリアクトル４４を通じて補機バッテリ−
６が充電される。なお、スイッチ４１、４２を遮断する
場合のゲ−ト電圧は、コイル３２、３３の出力端が上記
負電位であっても遮断を行うために十分に負とされてい
る。
【００３０】これにより、補機バッテリ−６は、リアク
トル４４とコンデンサ４５とからなる平滑回路を通じて
リップル除去された直流電流により充電される。なお、
スイッチング素子４３は常時遮断される。 （逆送電）以下、上記逆送電について説明する。
トル４４とコンデンサ４５とからなる平滑回路を通じて
リップル除去された直流電流により充電される。なお、
スイッチング素子４３は常時遮断される。 （逆送電）以下、上記逆送電について説明する。
【００３１】この逆送電では、低圧回路部４をインバ−
タ動作をさせるとともに、トランス３の大巻数側のコイ
ル３１の出力電圧が主バッテリ−１を充電可能なレベル
まで昇圧動作もさせる必要がある。更に説明すると、ス
イッチング素子４３を所定周期で断続することにより、
スイッチング素子４３の遮断時にスイッチング素子４３
とリアクトル５との接続点には補機バッテリ−６よりも
高い電圧が周期的に発生する。
タ動作をさせるとともに、トランス３の大巻数側のコイ
ル３１の出力電圧が主バッテリ−１を充電可能なレベル
まで昇圧動作もさせる必要がある。更に説明すると、ス
イッチング素子４３を所定周期で断続することにより、
スイッチング素子４３の遮断時にスイッチング素子４３
とリアクトル５との接続点には補機バッテリ−６よりも
高い電圧が周期的に発生する。
【００３２】この高い電圧が発生しているタイミングす
なわちスイッチング素子４３が遮断されている奇数番目
のタイミングでスイッチ（スイッチング素子）４１を導
通させ、スイッチ４２を遮断するとコイル３１によって
トランス３に一方向に磁束が形成され、同様にこの高い
電圧が発生しているタイミングすなわちスイッチング素
子４３が遮断されている偶数番目のタイミングでスイッ
チ（スイッチング素子）４２を導通させ、スイッチ４１
を遮断するとコイル３１によってトランス３に逆方向に
磁束が形成され、トランス３の大巻数側のコイル３１に
高い交流電圧が生じる。
なわちスイッチング素子４３が遮断されている奇数番目
のタイミングでスイッチ（スイッチング素子）４１を導
通させ、スイッチ４２を遮断するとコイル３１によって
トランス３に一方向に磁束が形成され、同様にこの高い
電圧が発生しているタイミングすなわちスイッチング素
子４３が遮断されている偶数番目のタイミングでスイッ
チ（スイッチング素子）４２を導通させ、スイッチ４１
を遮断するとコイル３１によってトランス３に逆方向に
磁束が形成され、トランス３の大巻数側のコイル３１に
高い交流電圧が生じる。
【００３３】この交流電圧は、高圧回路部２のブリッジ
接続された４個のダイオ−ドＤで全波整流されて主バッ
テリ−１が充電される。図３にこの 実施例２ 他の実施例を図４のフロ−チャ−トを参照して説明す
る。この実施例は、実施例１のＳ１０８の内容を下記の
ように変更するとともに、実施例１のＳ１１０のフロ−
チャ−ト上の位置を変更した点を特徴としている。
接続された４個のダイオ−ドＤで全波整流されて主バッ
テリ−１が充電される。図３にこの 実施例２ 他の実施例を図４のフロ−チャ−トを参照して説明す
る。この実施例は、実施例１のＳ１０８の内容を下記の
ように変更するとともに、実施例１のＳ１１０のフロ−
チャ−ト上の位置を変更した点を特徴としている。
【００３４】すなわち、この実施例では、図示しない外
部の車両制御用のコントロ−ラからエンジンを始動させ
る信号を受けっ取ったかどうかを調べ（Ｓ１０８）、受
け取った場合に主バッテリ−１の電圧が所定の最低しき
い値ＶＴ１未満かどうかを調べ（Ｓ１１０）、Ｖ１がＶ
Ｔ１未満で、かつ、エンジン始動時のみ、補機バッテリ
−６から主バッテリ−１への逆送電を実施する（Ｓ１１
２）。
部の車両制御用のコントロ−ラからエンジンを始動させ
る信号を受けっ取ったかどうかを調べ（Ｓ１０８）、受
け取った場合に主バッテリ−１の電圧が所定の最低しき
い値ＶＴ１未満かどうかを調べ（Ｓ１１０）、Ｖ１がＶ
Ｔ１未満で、かつ、エンジン始動時のみ、補機バッテリ
−６から主バッテリ−１への逆送電を実施する（Ｓ１１
２）。
【００３５】このようにすれば、エンジン始動時以外の
主バッテリ−１への逆送電による補機バッテリ−６の無
用な消耗を回避することができ、実用上優れた効果を奏
することができる。 実施例３ 他の実施例を図５の回路図を参照して説明する。
主バッテリ−１への逆送電による補機バッテリ−６の無
用な消耗を回避することができ、実用上優れた効果を奏
することができる。 実施例３ 他の実施例を図５の回路図を参照して説明する。
【００３６】この実施例は、実施例１の回路（図１参
照）において、低圧回路部４を低圧回路部４’に変更す
るとともに、トランス３の小巻数側のコイル３３を省略
した点をその特徴としている。この低圧回路部４’は、
ＮＰＮバイポ−ラトランジスタ９１〜９４により構成さ
れたＨブリッジ（フルブリッジ）回路をもち、各トラン
ジスタ９１〜９４にはそれぞれダイオ−ドＤが並列接続
されている。
照）において、低圧回路部４を低圧回路部４’に変更す
るとともに、トランス３の小巻数側のコイル３３を省略
した点をその特徴としている。この低圧回路部４’は、
ＮＰＮバイポ−ラトランジスタ９１〜９４により構成さ
れたＨブリッジ（フルブリッジ）回路をもち、各トラン
ジスタ９１〜９４にはそれぞれダイオ−ドＤが並列接続
されている。
【００３７】以下、この低圧回路部４’の動作を説明す
る。 （通常送電）通常送電では、４つのダイオ−ドＤからな
るダイオ−ドブリッジ回路により全波整流が行われ、リ
アクトル４４とコンデンサ４５とからなる平滑回路で平
滑された電圧が補機バッテリ−６に印加される。 （逆送電）この逆送電では、低圧回路部４をインバ−タ
動作をさせるとともに、トランス３の大巻数側のコイル
３１の出力電圧が主バッテリ−１を充電可能なレベルま
で昇圧動作させる必要がある。
る。 （通常送電）通常送電では、４つのダイオ−ドＤからな
るダイオ−ドブリッジ回路により全波整流が行われ、リ
アクトル４４とコンデンサ４５とからなる平滑回路で平
滑された電圧が補機バッテリ−６に印加される。 （逆送電）この逆送電では、低圧回路部４をインバ−タ
動作をさせるとともに、トランス３の大巻数側のコイル
３１の出力電圧が主バッテリ−１を充電可能なレベルま
で昇圧動作させる必要がある。
【００３８】更に説明すると、トランジスタ９１〜９４
を実施例１のスイッチング素子４３の代わりに所定周期
で一斉に導通させる。これにより、リアクトル４４に磁
気エネルギ−が蓄積される。その結果、これらトランジ
スタ９１〜９４の一斉遮断時には、トランジスタ９１の
コレクタ電圧は昇圧される。そこで、この時、トランジ
スタ９１、９４のペアを導通し、トランジスタ９２、９
３のペアを遮断すれば、トランス３の小巻数側のコイル
３２に一方向に電流が流れる。
を実施例１のスイッチング素子４３の代わりに所定周期
で一斉に導通させる。これにより、リアクトル４４に磁
気エネルギ−が蓄積される。その結果、これらトランジ
スタ９１〜９４の一斉遮断時には、トランジスタ９１の
コレクタ電圧は昇圧される。そこで、この時、トランジ
スタ９１、９４のペアを導通し、トランジスタ９２、９
３のペアを遮断すれば、トランス３の小巻数側のコイル
３２に一方向に電流が流れる。
【００３９】一方、これらトランジスタ９１〜９４の一
斉遮断時に、トランジスタ９１、９４のペアを遮断し、
トランジスタ９２、９３のペアを導通すれば、トランス
３の小巻数側のコイル３２に逆方向に電流が流れ、これ
によりトランス３の大巻数側のコイル３１に昇圧された
交流電圧が発生する。この昇圧された交流電圧は高圧回
路部２のダイオ−ドＤで全波整流される。
斉遮断時に、トランジスタ９１、９４のペアを遮断し、
トランジスタ９２、９３のペアを導通すれば、トランス
３の小巻数側のコイル３２に逆方向に電流が流れ、これ
によりトランス３の大巻数側のコイル３１に昇圧された
交流電圧が発生する。この昇圧された交流電圧は高圧回
路部２のダイオ−ドＤで全波整流される。
【００４０】このようにすれば、簡素な回路構成で逆送
電を実施することができる。なお、上記各実施例では逆
送電時に昇圧を行ったが、設計パラメ−タの設定具合に
よっては昇圧は必ずしも必要ではなく、更には昇圧を他
の回路で実施することもできる。更に、上記各実施例で
は、ＭＯＳＦＥＴやバイポ−ラトランジスタを用いた例
を説明したが、その代わりにＩＧＢＴ等の他の電圧駆動
型半導体素子を採用する事も可能である。
電を実施することができる。なお、上記各実施例では逆
送電時に昇圧を行ったが、設計パラメ−タの設定具合に
よっては昇圧は必ずしも必要ではなく、更には昇圧を他
の回路で実施することもできる。更に、上記各実施例で
は、ＭＯＳＦＥＴやバイポ−ラトランジスタを用いた例
を説明したが、その代わりにＩＧＢＴ等の他の電圧駆動
型半導体素子を採用する事も可能である。
【００４１】また、上記実施例では、整流はダイオ−ド
Ｄを用いて行ったが、整流すべき交流電圧波形や電流位
相に基づいて双方向性スイッチング素子であるＭＯＳＦ
ＥＴ２１〜２４、４１〜４２をスイッチング制御するこ
とにより、整流を行うことができる。たとえば、これら
ＭＯＳＦＥＴの両端の電位差をモニタして整流電流が流
れ得る期間だけ該当するＭＯＳＦＥＴを導通させればよ
い。
Ｄを用いて行ったが、整流すべき交流電圧波形や電流位
相に基づいて双方向性スイッチング素子であるＭＯＳＦ
ＥＴ２１〜２４、４１〜４２をスイッチング制御するこ
とにより、整流を行うことができる。たとえば、これら
ＭＯＳＦＥＴの両端の電位差をモニタして整流電流が流
れ得る期間だけ該当するＭＯＳＦＥＴを導通させればよ
い。
【図１】 実施例１のハイブリッド電気自動車の電源装
置を示す回路図である。
置を示す回路図である。
【図２】 図１のコントロ−ラ５の動作を示すフロ−チ
ャ−トである。
ャ−トである。
【図３】 図１の回路における逆送電時の低圧回路部４
の動作を示すタイミングチャ−トである。
の動作を示すタイミングチャ−トである。
【図４】 実施例２を示すフロ−チャ−トである。
【図５】 実施例３を示す回路図である。
１は主バッテリ−、２は高圧回路部（ＤＣ／ＤＣコンバ
−タの一部）、３はトランス（ＤＣ／ＤＣコンバ−タの
一部）、４は低圧回路部（ＤＣ／ＤＣコンバ−タの一
部）、５はコントロ−ラ（検出手段、給電制御手段、エ
ンジン始動検出手段）、６は補機バッテリ−、７は発電
機を兼ねる走行モ−タ−、８はエンジン（内燃機関）２
１〜２４、４１〜４４はスイッチング素子、４４はリア
クトル。
−タの一部）、３はトランス（ＤＣ／ＤＣコンバ−タの
一部）、４は低圧回路部（ＤＣ／ＤＣコンバ−タの一
部）、５はコントロ−ラ（検出手段、給電制御手段、エ
ンジン始動検出手段）、６は補機バッテリ−、７は発電
機を兼ねる走行モ−タ−、８はエンジン（内燃機関）２
１〜２４、４１〜４４はスイッチング素子、４４はリア
クトル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 3/28 Ｈ０２Ｍ 3/28 Ｈ Ｆ
Claims (7)
- 【請求項１】主バッテリ−と、この主バッテリ−から給
電される走行モ−タ−と、内燃機関と、この内燃機関に
より駆動されて前記主バッテリ−を充電する発電機と、
前記主バッテリ−より低圧である補機給電用の補機バッ
テリ−と、前記主バッテリ−から前記補機バッテリ−へ
給電するＤＣ／ＤＣコンバ−タとを備え、 このＤＣ／ＤＣコンバ−タは、 トランスと、 前記主バッテリ−から前記補機バッテリ−への給電時に
前記主バッテリ−からの給電電流を前記トランスの大巻
数側のコイルに周期的に反転して給電するとともに、前
記補機バッテリ−から前記主バッテリ−への給電時に前
記大巻数側のコイルから出力される高圧交流電圧を整流
する双方向スイッチング素子を有する高圧回路部と、 前記補機バッテリ−から前記主バッテリ−への給電時に
前記補機バッテリ−からの給電電流を前記トランスの小
巻数側のコイルに周期的に反転して給電するとともに、
前記主バッテリ−から前記補機バッテリ−への給電時に
前記小巻数側のコイルから出力される低圧交流電圧を整
流する双方向スイッチング素子を有する低圧回路部と、 を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の電
源装置。 - 【請求項２】請求項１記載のハイブリッド電気自動車の
電源装置において、 前記走行モ−タ−は前記発電機を兼ねることを特徴とす
るハイブリッド電気自動車の電源装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載のハイブリッド電気自
動車の電源装置において、 前記トランスの互いに逆向きに巻装された一対の前記小
巻数側のコイルをもち、 前記低圧回路部は、前記主バッテリ−から前記補機バッ
テリ−への給電時に前記小巻数側のコイルから出力され
る低圧交流電圧を交互に整流する整流用の双方向スイッ
チング素子と、前記整流用の双方向スイッチング素子と
前記補機バッテリ−との間に介設されるリアクトルと、
前記補機バッテリ−から前記リアクトルへ流れる電流を
周期的に断続する断続用のスイッチング素子とを有する
ことを特徴とするハイブリッド電気自動車の電源装置。 - 【請求項４】請求項１又は２記載のハイブリッド電気自
動車の電源装置において、 前記低圧回路部は、前記小巻数側のコイルの両端を、リ
アクトルを含む平滑回路を通じて前記補機バッテリ−の
両端に接続するＨブリッジ回路を有することを特徴とす
るハイブリッド電気自動車の電源装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のハイ
ブリッド電気自動車の電源装置において、 前記補機バッテリ−の残量不足状態を検出する検出手段
と、前記補機バッテリ−の残量不足状態検出時に前記Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバ−タの双方向スイッチング素子を駆動制
御して前記主バッテリ−から前記補機バッテリ−へ給電
させる給電制御手段とを有することを特徴とするハイブ
リッド電気自動車の電源装置。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載のハイ
ブリッド電気自動車の電源装置において、 前記主バッテリ−の残量不足状態を検出する検出手段
と、前記主バッテリ−の残量不足状態検出時に前記ＤＣ
／ＤＣコンバ−タの双方向スイッチング素子を駆動制御
して前記補機バッテリ−から前記主バッテリ−へ給電さ
せる給電制御手段とを有することを特徴とするハイブリ
ッド電気自動車の電源装置。 - 【請求項７】請求項６記載のハイブリッド電気自動車の
電源装置において、 エンジン始動を検出するエンジン始動検出手段を有し、
前記給電制御手段は、前記残量不足状態でのエンジン始
動を検出した場合に前記ＤＣ／ＤＣコンバ−タの双方向
スイッチング素子を駆動制御して前記補機バッテリ−か
ら前記主バッテリ−へ給電させることを特徴とするハイ
ブリッド電気自動車の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9158551A JPH118910A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | ハイブリッド電気自動車の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9158551A JPH118910A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | ハイブリッド電気自動車の電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118910A true JPH118910A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15674185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9158551A Pending JPH118910A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | ハイブリッド電気自動車の電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH118910A (ja) |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000253594A (ja) * | 1999-02-19 | 2000-09-14 | Sagem Sa | バッテリ間で充電電流を伝達する装置 |
| JP2000287301A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 電源装置 |
| JP2000354306A (ja) * | 1999-05-08 | 2000-12-19 | Daimlerchrysler Ag | 電気的車輌駆動装置 |
| JP2001275201A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-05 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 車両の補機電源システム |
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