JP3214044B2 - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- charging
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- voltage
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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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/14—Conductive energy transfer
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気自動車に搭
載する蓄電池を充電するための充電装置に係り、特に複
数種の電気自動車に充電するための充電装置に関する。
載する蓄電池を充電するための充電装置に係り、特に複
数種の電気自動車に充電するための充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車は、モータを原動機とし、そ
の電源に二次電池（蓄電池）が搭載され、モータ制御装
置によるモータ制御がなされる。このため、電気自動車
は、内燃機関を原動機とする従来の自動車に必要なガソ
リン等の燃料を給油するのとは異なり、搭載した蓄電池
を充電する充電装置を必要とする。
の電源に二次電池（蓄電池）が搭載され、モータ制御装
置によるモータ制御がなされる。このため、電気自動車
は、内燃機関を原動機とする従来の自動車に必要なガソ
リン等の燃料を給油するのとは異なり、搭載した蓄電池
を充電する充電装置を必要とする。
【０００３】図５は従来の電気自動車用の充電装置を示
す。１は充電装置であり、２は電気自動車である。充電
装置１の出力端子Ａ，Ｂには充電ケーブル３が接続さ
れ、この充電ケーブル３の他端を電気自動車２の入力端
子Ａ′，Ｂ′に接続することにより、電気自動車２に搭
載された蓄電池４の充電を行う。
す。１は充電装置であり、２は電気自動車である。充電
装置１の出力端子Ａ，Ｂには充電ケーブル３が接続さ
れ、この充電ケーブル３の他端を電気自動車２の入力端
子Ａ′，Ｂ′に接続することにより、電気自動車２に搭
載された蓄電池４の充電を行う。
【０００４】充電装置１では交流電源５からスイッチ６
を介して交流電力を取り込み、この交流電力を整流器７
により直流電力に変換し、スイッチ８を介して出力端子
Ａ，Ｂに直流出力を得る。整流器７との組み合わせで充
電器を構成する制御部９は、電流検出部１０及び電圧検
出部１１によって検出された直流電流及び直流電圧に基
づいて整流器７の出力電流及び電圧を制御し、定電流定
電圧方式等の充電方式によって蓄電池４を充電する。
を介して交流電力を取り込み、この交流電力を整流器７
により直流電力に変換し、スイッチ８を介して出力端子
Ａ，Ｂに直流出力を得る。整流器７との組み合わせで充
電器を構成する制御部９は、電流検出部１０及び電圧検
出部１１によって検出された直流電流及び直流電圧に基
づいて整流器７の出力電流及び電圧を制御し、定電流定
電圧方式等の充電方式によって蓄電池４を充電する。
【０００５】なお、充電装置１は短時間で蓄電池４を充
電できることが、電気自動車の普及及びメンテナンス面
で要望され、出力の大電流，高電圧化が進められると共
に急速充電を可能とする蓄電池４の改良，研究も進めら
れている。
電できることが、電気自動車の普及及びメンテナンス面
で要望され、出力の大電流，高電圧化が進められると共
に急速充電を可能とする蓄電池４の改良，研究も進めら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の充電装置は、電
気自動車が搭載する蓄電池の電圧，容量に応じて充電電
圧，電流をある程度調節できる。しかし、電気自動車が
普及するとその蓄電池は車種によって電圧，容量が大き
く異なるものになり、従来の充電装置では電圧の過不足
や充電電流の不足を招くことになる。
気自動車が搭載する蓄電池の電圧，容量に応じて充電電
圧，電流をある程度調節できる。しかし、電気自動車が
普及するとその蓄電池は車種によって電圧，容量が大き
く異なるものになり、従来の充電装置では電圧の過不足
や充電電流の不足を招くことになる。
【０００７】この問題には、電圧可変範囲及び電流可変
範囲を大きくした充電装置を用意することが考えられる
が、充電装置としては大電流，大電圧の制御素子等を必
要としてその皮相容量が大きくなり、設備効率の悪い不
経済な設備になる。
範囲を大きくした充電装置を用意することが考えられる
が、充電装置としては大電流，大電圧の制御素子等を必
要としてその皮相容量が大きくなり、設備効率の悪い不
経済な設備になる。
【０００８】他の方法として、蓄電池の電圧階級や容量
種別に応じて複数種の充電装置を用意することが考えら
れるが、各充電装置は充電できる蓄電池の種別が限られ
ることから稼動率の低い充電装置になって設備効率を悪
くする。
種別に応じて複数種の充電装置を用意することが考えら
れるが、各充電装置は充電できる蓄電池の種別が限られ
ることから稼動率の低い充電装置になって設備効率を悪
くする。
【０００９】本発明の目的は、電圧，容量が異なる各種
蓄電池への充電を可能にしながら設備効率を高めた充電
装置を提供することにある。
蓄電池への充電を可能にしながら設備効率を高めた充電
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため、交流電源からの交流電力を直流電力に変換
する１台の整流器と、前記整流器を共通の直流電源とし
負荷の二次電池を充電するための出力制御した直流電力
を得る複数の絶縁形充電器と、前記各充電器から各負荷
に個別に制御した充電電流を供給する個別運転モード
と、該各充電器の出力を直列接続して負荷に制御した高
電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び該各充
電器の出力を並列接続して負荷に制御した高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御装置
とを備えたことを特徴とする。
を図るため、交流電源からの交流電力を直流電力に変換
する１台の整流器と、前記整流器を共通の直流電源とし
負荷の二次電池を充電するための出力制御した直流電力
を得る複数の絶縁形充電器と、前記各充電器から各負荷
に個別に制御した充電電流を供給する個別運転モード
と、該各充電器の出力を直列接続して負荷に制御した高
電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び該各充
電器の出力を並列接続して負荷に制御した高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御装置
とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記構成になる本発明によれば、充電器を絶縁
形とし、また出力制御機能を持たせることにより、複数
の充電器を個別の充電器として使用するほかに直列接続
又は並列接続に切り換えることで高電圧，大容量の蓄電
池を搭載する負荷への充電器として使用する。また、各
直流・直流変換器に必要な直流電力を１台の整流器から
供給し、各充電器毎の整流器を不要にする。
形とし、また出力制御機能を持たせることにより、複数
の充電器を個別の充電器として使用するほかに直列接続
又は並列接続に切り換えることで高電圧，大容量の蓄電
池を搭載する負荷への充電器として使用する。また、各
直流・直流変換器に必要な直流電力を１台の整流器から
供給し、各充電器毎の整流器を不要にする。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、電気自動車の充電装置に適用した場合である。充電
装置は１台の整流器（交流・直流変換器）２１と、この
整流器２１を共通の直流電源として電気自動車の蓄電池
を充電するための出力制御した直流電力を得る複数の絶
縁形充電器（直流・直流変換器）２２1，２２2，２２3
と、各充電器２２1〜２２3の共通の制御装置２３とを備
える。
り、電気自動車の充電装置に適用した場合である。充電
装置は１台の整流器（交流・直流変換器）２１と、この
整流器２１を共通の直流電源として電気自動車の蓄電池
を充電するための出力制御した直流電力を得る複数の絶
縁形充電器（直流・直流変換器）２２1，２２2，２２3
と、各充電器２２1〜２２3の共通の制御装置２３とを備
える。
【００１３】制御装置２３は、各充電器２２1〜２２3の
うち運転指定された充電器の出力を制御すると共に、各
充電器を電気自動車に個別に充電電流を供給する個別運
転モードと、各充電器の出力を直列接続して電気自動車
に高電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び各
充電器の出力を並列接続して電気自動車に高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御手段
を備える。
うち運転指定された充電器の出力を制御すると共に、各
充電器を電気自動車に個別に充電電流を供給する個別運
転モードと、各充電器の出力を直列接続して電気自動車
に高電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び各
充電器の出力を並列接続して電気自動車に高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御手段
を備える。
【００１４】図示では、３台の充電器２２1〜２２3のう
ち充電器２２1と２２2の出力を直列接続する高電圧運転
モードにするためのスイッチ２４と、これらの出力を並
列接続する高電流運転モードにするためのスイッチ２５
と、充電器２２2と２２3の出力を並列接続する高電流運
転モードにするためのスイッチ２６とを設け、制御装置
２３は運転モード指令によって各スイッチ２４〜２６を
オン・オフ制御する構成にされる。これら充電器の並
列，直列接続の組み合わせはスイッチの増設で任意にで
きる。
ち充電器２２1と２２2の出力を直列接続する高電圧運転
モードにするためのスイッチ２４と、これらの出力を並
列接続する高電流運転モードにするためのスイッチ２５
と、充電器２２2と２２3の出力を並列接続する高電流運
転モードにするためのスイッチ２６とを設け、制御装置
２３は運転モード指令によって各スイッチ２４〜２６を
オン・オフ制御する構成にされる。これら充電器の並
列，直列接続の組み合わせはスイッチの増設で任意にで
きる。
【００１５】本実施例において、電気自動車の蓄電池が
充電器２２1〜２２3の単体の出力電圧，電流能力に合致
する場合には充電器の個別運転モードによって夫々充電
制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が高電圧階級の
ものであればスイッチ２４を投入し、充電器２２1と２
２2の出力電圧を加算した高電圧運転モードによって充
電制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が大容量のも
のであればスイッチ２５を投入又はスイッチ２６を投入
し、充電器２２1と２２2の出力電流を加算又は充電器２
２2と２２3の出力電流を加算した高電流運転モードによ
って充電制御を行う。
充電器２２1〜２２3の単体の出力電圧，電流能力に合致
する場合には充電器の個別運転モードによって夫々充電
制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が高電圧階級の
ものであればスイッチ２４を投入し、充電器２２1と２
２2の出力電圧を加算した高電圧運転モードによって充
電制御を行う。また、電気自動車の蓄電池が大容量のも
のであればスイッチ２５を投入又はスイッチ２６を投入
し、充電器２２1と２２2の出力電流を加算又は充電器２
２2と２２3の出力電流を加算した高電流運転モードによ
って充電制御を行う。
【００１６】従って、充電装置としては電気自動車に対
して個別充電を行う機能を持つほかに、高電圧充電又は
高電流充電を行う機能を併せ持ち、電圧階級や容量の異
なる蓄電池を持つ複数種の電気自動車への充電を行うこ
とができ、しかも同種の充電器の出力を直列又は並列接
続することで済む。
して個別充電を行う機能を持つほかに、高電圧充電又は
高電流充電を行う機能を併せ持ち、電圧階級や容量の異
なる蓄電池を持つ複数種の電気自動車への充電を行うこ
とができ、しかも同種の充電器の出力を直列又は並列接
続することで済む。
【００１７】また、各充電器は１台の整流器２１を共通
の直流電源とすることにより、個別の交流・直流変換器
を用意することを不要にする。
の直流電源とすることにより、個別の交流・直流変換器
を用意することを不要にする。
【００１８】図２は本発明の具体的な回路図を示し、２
台の充電器２２1，２２2で構成する場合を示す。充電器
２２1，２２2は、絶縁形に構成するために直流入力を一
旦交流電力に変換するインバータ３１と、このインバー
タ出力を一次入力とする絶縁トランス３２及び絶縁トラ
ンス３２の二次出力を直流に変換するコンバータ３３に
よって構成される。
台の充電器２２1，２２2で構成する場合を示す。充電器
２２1，２２2は、絶縁形に構成するために直流入力を一
旦交流電力に変換するインバータ３１と、このインバー
タ出力を一次入力とする絶縁トランス３２及び絶縁トラ
ンス３２の二次出力を直流に変換するコンバータ３３に
よって構成される。
【００１９】この充電器２２1，２２2の出力電圧，電流
はインバータ３１の出力電圧，電流制御、例えばＰＷＭ
インバータ構成での変調率で制御される。このための各
充電器の充電電圧は電圧検出器３４1，３４2によって充
電器毎に検出され、充電電流は電流検出器３５1，３５2
によって充電器毎に検出される。
はインバータ３１の出力電圧，電流制御、例えばＰＷＭ
インバータ構成での変調率で制御される。このための各
充電器の充電電圧は電圧検出器３４1，３４2によって充
電器毎に検出され、充電電流は電流検出器３５1，３５2
によって充電器毎に検出される。
【００２０】制御装置２３は、各充電器のうち運転され
る充電器番号や電気自動車の蓄電池種別や充電量設定値
が与えられるコントローラ３６を制御中枢部とし、制御
対象になる充電器に対する電圧，充電量の検出と充電器
への制御出力を発生する。また、充電器の並列，直列接
続にはスイッチ２５，２４の投入制御を行う。
る充電器番号や電気自動車の蓄電池種別や充電量設定値
が与えられるコントローラ３６を制御中枢部とし、制御
対象になる充電器に対する電圧，充電量の検出と充電器
への制御出力を発生する。また、充電器の並列，直列接
続にはスイッチ２５，２４の投入制御を行う。
【００２１】電圧検出切換回路３７は、充電器２２1，
２２2の出力電圧をコントローラ３６からの切換制御に
よって順次取り込み、電流検出切換回路３８は充電器２
２1，２２2の出力電流をコントローラ３６からの切換制
御によって順次取り込む。
２２2の出力電圧をコントローラ３６からの切換制御に
よって順次取り込み、電流検出切換回路３８は充電器２
２1，２２2の出力電流をコントローラ３６からの切換制
御によって順次取り込む。
【００２２】充電量演算回路３９は切換回路３７，３８
からの各充電器の電圧検出信号と電流検出信号との乗算
によって各充電器の瞬時充電量を求め、これを充電器毎
に積算することで各電気自動車の蓄電池に対する充電量
を求めると共にその表示を行う。また、充電器を並列接
続した高電流運転モードでは充電器毎の充電量を加算し
た充電量を求め、充電器を直列接続した高電圧運転モー
ドでは充電器毎の電圧を加算した充電量を求める。
からの各充電器の電圧検出信号と電流検出信号との乗算
によって各充電器の瞬時充電量を求め、これを充電器毎
に積算することで各電気自動車の蓄電池に対する充電量
を求めると共にその表示を行う。また、充電器を並列接
続した高電流運転モードでは充電器毎の充電量を加算し
た充電量を求め、充電器を直列接続した高電圧運転モー
ドでは充電器毎の電圧を加算した充電量を求める。
【００２３】充電器制御回路４０は、設定値切換回路４
１から充電器毎に必要な設定値（充電器番号，充電量，
電圧種別等）が周期的に切り換えられて与えられ、これ
ら設定値に対する切換回路３７，３８からの電流・電圧
検出量をフィードバック信号として充電器の個別の制御
信号を発生する。また、充電器の並列，直列接続には各
充電器が分担する出力電圧，電流になるよう個別の制御
信号を発生する。
１から充電器毎に必要な設定値（充電器番号，充電量，
電圧種別等）が周期的に切り換えられて与えられ、これ
ら設定値に対する切換回路３７，３８からの電流・電圧
検出量をフィードバック信号として充電器の個別の制御
信号を発生する。また、充電器の並列，直列接続には各
充電器が分担する出力電圧，電流になるよう個別の制御
信号を発生する。
【００２４】ゲート回路４２は充電器制御回路４０から
の充電器毎の制御信号を電力増幅し、コントローラ３６
からの充電器毎の切換制御信号に従って各充電器に分配
する。
の充電器毎の制御信号を電力増幅し、コントローラ３６
からの充電器毎の切換制御信号に従って各充電器に分配
する。
【００２５】上述の構成により、運転を行う充電器毎の
情報がコントローラ３６に与えられることで当該充電器
に対する運転制御がなされ、また運転モードによって充
電器の個別運転，高電圧運転及び高電流運転の切り換え
がなされる。
情報がコントローラ３６に与えられることで当該充電器
に対する運転制御がなされ、また運転モードによって充
電器の個別運転，高電圧運転及び高電流運転の切り換え
がなされる。
【００２６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、出力制
御機能を持つ複数台の絶縁形充電器と、これら充電器の
共通の直流電源として１台の整流器を設け、各充電器で
電気自動車の蓄電池等の負荷を個別に制御した充電をす
る個別運転モードと、各充電器の出力を直列接続又は並
列接続に切り換えて電気自動車等に制御した高電圧又は
高電流を供給する高電圧又は高電流運転モードとの切り
換えを行うようにしたため、充電器の出力制御により複
数の電圧階級，容量を持つ蓄電池を搭載する各種電気自
動車等にも充電可能になり、しかも充電器自体の皮相容
量を小さくすると共に整流器を共通の直流電源にして設
備効率を高める。
御機能を持つ複数台の絶縁形充電器と、これら充電器の
共通の直流電源として１台の整流器を設け、各充電器で
電気自動車の蓄電池等の負荷を個別に制御した充電をす
る個別運転モードと、各充電器の出力を直列接続又は並
列接続に切り換えて電気自動車等に制御した高電圧又は
高電流を供給する高電圧又は高電流運転モードとの切り
換えを行うようにしたため、充電器の出力制御により複
数の電圧階級，容量を持つ蓄電池を搭載する各種電気自
動車等にも充電可能になり、しかも充電器自体の皮相容
量を小さくすると共に整流器を共通の直流電源にして設
備効率を高める。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】実施例の回路図。
【図３】従来の充電装置の構成図。
２…電気自動車、４…蓄電池、２１…整流器、２２1，
２２2，２２3…充電器、２３…制御装置、２４，２５，
２６…スイッチ、３１…インバータ、３２…絶縁トラン
ス、３３…コンバータ、３６…コントローラ、３７…電
圧検出切換回路、３８…電流検出切換回路、３９…充電
量演算回路、４０…充電器制御回路、４１…設定値切換
回路。
２２2，２２3…充電器、２３…制御装置、２４，２５，
２６…スイッチ、３１…インバータ、３２…絶縁トラン
ス、３３…コンバータ、３６…コントローラ、３７…電
圧検出切換回路、３８…電流検出切換回路、３９…充電
量演算回路、４０…充電器制御回路、４１…設定値切換
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−26535（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−145238（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 B60L 11/18
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
換する１台の整流器と、前記整流器を共通の直流電源と
し負荷の二次電池を充電するための出力制御した直流電
力を得る複数の絶縁形充電器と、前記各充電器から各負
荷に個別に制御した充電電流を供給する個別運転モード
と、該各充電器の出力を直列接続して負荷に制御した高
電圧の充電電流を供給する高電圧運転モード及び該各充
電器の出力を並列接続して負荷に制御した高電流の充電
電流を供給する高電流運転モードに切り換える制御装置
とを備えたことを特徴とする充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06893692A JP3214044B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06893692A JP3214044B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05276673A JPH05276673A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3214044B2 true JP3214044B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=13388052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06893692A Expired - Lifetime JP3214044B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214044B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018192951A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Abb Schweiz Ag | Safety interlock |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5033697B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-09-26 | 株式会社日立製作所 | 家庭用充放電装置及びその制御方法 |
| JP4991674B2 (ja) * | 2008-10-28 | 2012-08-01 | パナソニック株式会社 | 充電ケーブルユニット |
| KR101009485B1 (ko) * | 2010-04-20 | 2011-01-19 | (주)모던텍 | 유니버셜 충전 장치 |
| JP5548894B2 (ja) * | 2010-05-10 | 2014-07-16 | 株式会社東光高岳 | 電気自動車の充電装置 |
| US20120146581A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-14 | Yu-Ta Tu | Battery charger for electric vehicle |
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