JP2000059919A - 電気自動車のバッテリ充電装置 - Google Patents

電気自動車のバッテリ充電装置

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JP2000059919A
JP2000059919A JP10226043A JP22604398A JP2000059919A JP 2000059919 A JP2000059919 A JP 2000059919A JP 10226043 A JP10226043 A JP 10226043A JP 22604398 A JP22604398 A JP 22604398A JP 2000059919 A JP2000059919 A JP 2000059919A
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Japan
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relay
air conditioner
battery
rectifier
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JP10226043A
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Tetsuhiro Ishikawa
哲浩 石川
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】 【課題】 電気自動車のバッテリ充電装置において、過
充電時に充電回路を確実に遮断する。 【解決手段】 エアコン(A/C)モータ26制御用の
エアコン(A/C)リレー22を介して充電回路の整流
器28を主バッテリ10に接続する。ヒューズ12が切
れ、整流器28の端子間電圧が上昇すると、リレー駆動
回路32からリレー22のOFF信号が出力され、充電
回路を遮断する。

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のバッテ
リ充電装置、特に過電圧時の保護に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、低公害や省エネルギの観点から電
気自動車の開発、研究が盛んに行われている。電気自動
車においては、バッテリからの直流電力をインバータ回
路により交流電力に変換して走行用の駆動用モータに供
給している。バッテリが放電して電圧が低下すると、駆
動モータを駆動するのに必要な電力が得られなくなり、
バッテリからの電力により作動する他の電装部品(例え
ばエアコンモータ)も作動できなくなるので、電圧低下
時には外部電源を用いて必要な電圧まで充電する必要が
ある。
【0003】例えば、特開平9−65577号公報で
は、高周波電源を一次側入力とする高周波トランスと、
この高周波トランスの二次側出力を整流してバッテリを
充電する整流手段を備えたバッテリ充電装置が記載され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような充電装置に
おいては、過電圧を防止するために充電回路を遮断する
保護回路が必要となる。例えば、上記従来技術において
整流器とバッテリ間にリレーを設け、過電圧時にこのリ
レーを遮断することによって高周波トランスの二次側が
高圧となることを防止しモータ駆動系を保護することが
考えられる。
【0005】しかしながら、このように整流器とバッテ
リ間に新たにリレーを設けるのはコスト増加につながる
問題がある。
【0006】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、新たなリレー等を
付加することなく、過電圧時に確実にバッテリと充電回
路との接続を切断してモータ駆動回路を保護することが
できる電気自動車のバッテリ充電装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、主バッテリと、前記主バッテリに接
続された駆動モータと、前記主バッテリに接続され、前
記駆動モータと並列関係にあるエアコンモータと、前記
主バッテリを充電する充電回路とを備える電気自動車の
バッテリ充電装置において、前記エアコンモータと前記
主バッテリとの接続を制御するリレーを用いて前記主バ
ッテリと前記充電回路との接続を制御する駆動回路とを
有することを特徴とする。
【0008】また、第2の発明は、主バッテリと、前記
主バッテリに接続されたコンデンサと、前記主バッテリ
に接続され、かつ前記コンデンサと並列接続された駆動
インバータと、前記駆動インバータに接続された駆動モ
ータと、前記主バッテリに接続されたエアコンリレー
と、前記エアコンリレーを介して前記主バッテリに接続
されたエアコンモータと、前記主バッテリに前記エアコ
ンリレーを介して接続された整流器と、二次側が前記整
流器に接続され、一次側が充電用電源に接続されたトラ
ンスと、前記トランスの二次側電圧が所定電圧以上とな
った場合に、前記エアコンリレーを遮断することにより
前記コンデンサを保護するリレー駆動回路とを有するこ
とを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0010】図1には、本実施形態のバッテリ充電装置
の回路構成が示されている。主バッテリ10には過電流
防止用のヒューズ12が設けられており、駆動モータ1
8に電力を供給するとともに、エアコン(A/C)モー
タ26等の車両電装系に電力を供給する。主バッテリ1
0にはコンデンサ14及び駆動インバータ16が並列接
続されている。そして、駆動モータ18のu相、v相、
w相の各巻線は駆動インバータ16に接続されており、
駆動インバータ16内の各トランジスタをON/OFF
制御することにより、主バッテリ10の直流電力を三相
交流電力に変換して駆動モータ18を作動させる。
【0011】また、主バッテリ10にはエアコン(A/
C)リレー20、22を介してコンデンサ21が接続さ
れており、エアコン(A/C)インバータ24が並列接
続されている。エアコン(A/C)モータ26は、駆動
モータ18と同様にそのu相、v相、w相の各巻線がA
/Cインバータ24に接続されており、A/Cインバー
タ24で主バッテリ10の直流電力を三相交流電力に変
換してA/Cモータ26を作動させる。なお、A/Cリ
レー20及びA/Cリレー22はユーザからのエアコン
作動指令に基づきONするリレーであり、エアコンの動
作、非動作を制御するリレーである。
【0012】一方、主バッテリ10を充電するための充
電回路は、主に整流器28及びトランス29から構成さ
れる。すなわち、主バッテリ10には整流器28が接続
され、この整流器28はトランス29の二次側に接続さ
れている。トランス29の一次側は地上側充電器30に
接続され、地上側充電器30からの交流電力はトランス
29で変圧され、更に整流器28で直流電力に変換され
て主バッテリ10に供給される。また、主バッテリ10
と整流器28間にはA/Cリレー22が接続されてお
り、このA/Cリレー22がエアコンの動作を制御する
リレーとして機能するとともに、後述するように充電回
路の動作を制御するリレーとしても機能する。すなわ
ち、本実施形態においては、一つのA/Cリレー22が
エアコン制御と充電回路動作制御の二つの機能を有して
おり、一つのリレーを兼用させることで新たなリレーを
設けることなくモータ駆動系を保護することが可能とな
る。A/Cリレー22の動作はリレー駆動回路32で制
御される。
【0013】A/Cリレー22の動作を制御するリレー
駆動回路32は具体的には以下のように構成されてい
る。すなわち、リレー駆動回路32は、非反転入力端子
(+)に整流器28の端子間電圧Vが入力され、反転入
力端子(−)に所定の基準電圧Vmaxが入力されるコ
ンパレータ32a、エアコンのON/OFFを制御する
エアコン(A/C)ECU34からの信号と前記コンパ
レータ32aからの信号を入力するANDゲート32
b、ANDゲート32bからの出力がベース端子に供給
され、コレクタ端子に電圧+Bが印加されるトランジス
タ32cを含んで構成される。リレー駆動回路32から
の出力、すなわちトランジスタ32cのエミッタ出力
は、図に示すようにRY2信号としてA/Cリレー22
に供給され、RY2信号がHiのときにA/Cリレー2
2はONし、RY2信号がLoのときにOFFする。リ
レー駆動回路32の入力は上述したように整流器28の
端子間電圧とA/CECU34であり、従ってA/Cリ
レー22のON/OFFは整流器28の端子間電圧及び
A/CECU34からの信号により制御されることが理
解される。
【0014】図2には、図1に示された各部の動作タイ
ミングチャートが示されている。(a)はA/CECU
34のタイミングチャート、(b)は整流器28の端子
間電圧のタイミングチャート、(c)はコンパレータ3
2a出力のタイミングチャート、(d)はアンドゲート
32b出力のタイミングチャート、(e)はトランジス
タ32c出力、つまりリレー駆動回路32出力のタイミ
ングチャート、(f)はリレー22の動作タイミングチ
ャートである。
【0015】主バッテリ10の電圧が低下して充電が必
要になると、車載の充電回路を地上側充電器30に接続
する。すると、その接続信号が入力され、A/CECU
34は(a)に示すようにHi信号を出力する。充電
中、A/CECU34は常にHi信号を出力する。地上
側充電器30からの交流電力により主バッテリ10を充
電している際に過電流が流れてヒューズ12が切断され
ると、トランス29の二次側端子間電圧が上昇し、ある
一定値以上になるとコンデンサ14あるいはコンデンサ
21が破損してしまい、駆動モータ18やA/Cモータ
26が作動不能となる。しかしながら、本実施形態で
は、以下のようにこれを防止している。まずリレー駆動
回路32のコンパレータ32aで整流器28の端子間電
圧と所定の基準電圧(上限電圧Vmax)とを比較し、
ANDゲート32bで論理和を演算する。上述したよう
に、ヒューズ12が切れると(b)に示すように整流器
28の端子間電圧Vは急激に上昇し、上限値Vmaxを
超えるようになる。すると、コンパレータ32aの出力
は(c)に示すようにHiからLoに変化し、(d)に
示すようにANDゲート32bの出力であるRY1はH
iからLoに変化する。
【0016】ANDゲート32bの出力であるRY1信
号はトランジスタ32cのベース端子に印加される。従
って、トランジスタ32cはRY1信号がHiからLo
に変化するとONからOFF状態となり、エミッタ出力
RY2も(e)に示すように+Bから0に変化する。R
Y2信号は上述したようにA/Cリレー22に供給され
るため、リレー22は(f)に示すようにON状態から
OFF状態に遷移し、主バッテリ10と整流器28間の
接続が遮断され、(b)に示すように整流器28の端子
間電圧が急激に0に低下してコンデンサ14及びコンデ
ンサ21が保護される。
【0017】このように、本実施形態においてはエアコ
ンのリレーであるA/Cリレー22を巧みに用いて充電
回路を遮断するものであり、新たなリレーを設けること
なくコンデンサ14やコンデンサ21の高圧による破損
を確実に防止することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新たなリレー回路を設けることなく過充電時に充電回路
を確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回路構成図である。
【図2】 本発明のタイミングチャートである。
【符号の説明】 10 主バッテリ、14 コンデンサ、16 駆動イン
バータ、18 駆動モータ、20,22 エアコン(A
/C)リレー、21 コンデンサ、24 エアコン(A
/C)インバータ、26 エアコン(A/C)モータ、
28 整流器、29 トランス、30 地上側充電器、
32 リレー駆動回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主バッテリと、 前記主バッテリに接続された駆動モータと、 前記主バッテリに接続され、前記駆動モータと並列関係
    にあるエアコンモータと、 前記主バッテリを充電する充電回路と、 を備える電気自動車のバッテリ充電装置において、 前記エアコンモータと前記主バッテリとの接続を制御す
    るリレーを用いて前記主バッテリと前記充電回路との接
    続を制御する駆動回路と、 を有することを特徴とする電気自動車のバッテリ充電装
    置。
  2. 【請求項2】 主バッテリと、 前記主バッテリに接続されたコンデンサと、 前記主バッテリに接続され、かつ前記コンデンサと並列
    接続された駆動インバータと、 前記駆動インバータに接続された駆動モータと、 前記主バッテリに接続されたエアコンリレーと、 前記エアコンリレーを介して前記主バッテリに接続され
    たエアコンモータと、 前記主バッテリに前記エアコンリレーを介して接続され
    た整流器と、 二次側が前記整流器に接続され、一次側が充電用電源に
    接続されたトランスと、 前記トランスの二次側電圧が所定電圧以上となった場合
    に、前記エアコンリレーを遮断することにより前記コン
    デンサを保護するリレー駆動回路と、 を有することを特徴とする電気自動車のバッテリ充電装
    置。
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