JPH0739014A - 車両用充電装置 - Google Patents

車両用充電装置

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JPH0739014A
JPH0739014A JP5182434A JP18243493A JPH0739014A JP H0739014 A JPH0739014 A JP H0739014A JP 5182434 A JP5182434 A JP 5182434A JP 18243493 A JP18243493 A JP 18243493A JP H0739014 A JPH0739014 A JP H0739014A
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JP
Japan
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battery
inverter
voltage
contactor
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP5182434A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Kuriyama
茂 栗山
Nobuo Inoue
信男 井上
Tetsuya Yokoyama
哲也 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0739014A publication Critical patent/JPH0739014A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】単相交流電源を用いた充電装置に、入力電流は
入力電圧に比例するつまり力率1に近くし、バッテリ充
電電流は一定になる性能を有すること。 【構成】バッテリ,3相モータ駆動用インバータ,
(+)(−)電極に接続したコンデンサ,充電用電源を入
力したり遮断したりするコンタクタ,インバータを駆動
するゲート回路,単相変圧器の2次巻線を、充電用電源
を入力したり遮断したりするコンタクタに接続し、イン
バータの2アームに接続し、インバータの(−)電極側
のIGBTをオン・オフし、インバータの(+)(−)電
極に接続したコンデンサを充電し、インバータの2アー
ム以外の第3のアームから直流インダクタンスDCLと
コンタクタを直列にしてバッテリに接続し第3のアーム
の(+)電極側のIGBTをオン・オフしバッテリの充
電電流を一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】3相交流電動機とインバータとバ
ッテリを有する電気車における充電に関し、特に入力電
流は入力電圧に比例させ、かつバッテリへの充電電流を
一定にする充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として特開昭59−61402 号公
報がある。これは、3相交流電動機とインバータとバッ
テリを有する電気車に3相交流電源を入力とする方法が
取られていた。
【0003】3相交流電源を入力とすれば 充電電流を
ほぼ一定にする充電が可能である。しかし単相交流電源
を入力とすると充電電流は、かなり変動する。
【0004】このためバッテリに大電流がながれるとい
う問題がある。
【0005】そして単相交流電源は一般家庭用電源に使
用されており電源差し込みコンセットさえあれば充電を
可能にして、バッテリ放電のため走行ができないという
事態を防止することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】単相交流電源を用いた
充電装置に、入力電流は入力電圧に比例するつまり力率
1に近くし、バッテリ充電電流は一定になる性能を有す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】変圧器の2次電圧のピー
ク値をバッテリの公称電圧より低くした巻線比にしてお
く。また変圧器の2次巻線のインピーダンスは0.1m
H から数mHのインダクタンスを有しているものとす
る。そして変圧器の2次巻線を短絡させるインバータの
動作周波数を数十Khzとする。
【0008】変圧器の2次巻線に流れる電流を検出する
電流センサの出力信号が変圧器の1次巻線の正弦波と同
じになるようインバータのオン時間(つまり通流率)を
制御する。
【0009】インバータのオフ時間に変圧器の2次巻線
を短絡させインダクタンスに蓄えられたエネルギと変圧
器の2次巻線の電圧が加わり、コンデンサ(一般的に電
解コンデンサ数千マイクロF)に蓄える。
【0010】このコンデンサに蓄えられた電荷を直流リ
アクトルDCLインバータの1アームの(+)側に接続
したIGBTをスイッチングとして(−)側に接続した
IGBTをダイオードとして降圧スイッチングレギュレータ
を構成する。
【0011】
【作用】変圧器の2次電圧のピーク値をバッテリの公称
電圧より低くしておくため交流(AC)単相電源を接続
してもIGBTから構成されるインバータのダイオード
による整流電流は流れない。(−)側に接続したIGB
Tをオンすると短絡電流が流れるがオン時間を短くする
ことにより(2次巻線のインピーダンスの値と、動作周
波数を適正な値にしておく)急峻な電流の立上りを防止
する。
【0012】インバータをオフにするとインダクタンス
には電流を流し続けようとする電圧が生じ、これと変圧
器の2次巻線の電圧が加わりコンデンサを充電する。
【0013】コンデンサに充電された電荷は、降圧スイ
ッチングレギュレータにより一定電流を流す。
【0014】つまり入力電力をコンデンサに蓄えたり
(充電電流にバッテリの電圧を掛けた電力値よりも入力
電力が大きい時)放出したりして(充電電流にバッテリ
の電圧を掛けた電力値よりも入力電力が小さい時)、一
定充電電流を流す。
【0015】
【実施例】以下本発明について図に従って説明する。
【0016】バッテリBAT1の(+)電源線2からコ
ンタクタCONTA4を介し(+)電線5とし(電解)
コンデンサCO6を、またIGBT,T1からT6で構
成された3相インバータ7を接続し、他の端子を(−)
電源線3に接続する。
【0017】3相インバータ7の出力から電流検出用電
流センサ(A)8,電流センサ(B)9,電流センサ
(C)10を介し充電切替用のコンタクタCONTB11 を経
て交流電動機12に接続する。
【0018】3相インバータ7のIGBT,T1からT
6のゲートに導通信号を印加し交流電動機12の回転を
加減するのがゲート回路13である。
【0019】つぎに充電回路について説明する。
【0020】交流(AC)単相電源14からヒューズF
U15,変圧器16の1次巻線17を接続する。
【0021】2次巻線18からコンタクタCONTC19を介
しコンタクタCONTB11に接続する。また3相インバータ
7からコンタクタCONTB11 の残りの接点から直流インダ
クタンスDCL20とコンタクタCONTD21 を直列にして
(+)電源線2に接続する。
【0022】図1を充電時主体に書き直したのが図2で
ある。図1に示した記号は同じものとする。またIGB
Tをダイオードとしてのみ使用するものはダイオードの
記号にしている。ゲート回路13は、1次電圧値・位相
検出回路22,電流制御回路23,ゲートトリガ回路2
4,電圧検出回路25,トリガと定電流制御回路26よ
りなる。
【0023】1次電圧値・位相検出回路22は、交流
(AC)単相電源14のピーク電圧を検出しバッテリ電
圧VBより低いことを判定し、コンタクタCONTC14 を投
入する。もしバッテリ電圧VBより高いことを判定した
らコンタクタCONTC14 を投入せず、抵抗R0を介してコ
ンデンサCOの充電を行う。位相の検出は制御電流を正
弦波にする時の立上りを決めるためである。
【0024】電流制御回路23は電流センサの信号をフ
ィードバックしながら電流を正弦波にするようにIGB
Tのオン時間を加減するものである。
【0025】ゲートトリガ回路24はIGBTをオン・
オフさせる。
【0026】電圧検出回路25は、バッテリ電圧より大
きくしかつ、回路構成部品の耐電圧を超えないようIG
BTのオン時間を加減するものである。
【0027】トリガと定電流制御回路26は、電流セン
サ(C)10の信号をフィードバックしながら、充電電
流を一定に制御する。
【0028】図3は図2の動作を示したものである。
【0029】(a)は変圧器の2次電圧とバッテリ電圧
VBの関係を示す。
【0030】バッテリ電圧VB1のときコンタクトCONT
C19 を投入、バッテリ電圧VB2のときコンタクトCONT
C19 を投入せず、充電してバッテリ電圧が上昇しVB3
になれば、コンデンサCOの電圧も上昇させる。
【0031】(b)はその時の、コンデンサCOの電圧
波形を示す。それで、充電電流を一定にすることができ
る。
【0032】図4に本発明から成る別の方式による充電
回路を示す。
【0033】交流単相電源14からダイオードからなる
全波整流回路(A)28,トランジスタTR1,直流イ
ンダクタンスDCL(A)29を直列にして、(電解)コ
ンデンサC0,6に接続する。
【0034】インバータ7の出力に高周波トランス30
の1次巻線30−1を接続し、2次巻線から全波整流回
路(B)31,直流インダクタンスDCL20を接続
し、バッテリ1に接続する。ダイオードD1は直流イン
ダクタンスDCL20に蓄えられた電流エネルギを循環
させるフリーホイルダイオードである。コンデンサC1
はノイズ吸収用である。
【0035】全波整流回路(A)28から、トランジス
タTR2,直流インダクタンスDCL(B)32を直列に
して、コンデンサC2に接続し、DC−DCコンバータ
用トランス33の電源とする。またダイオードD2は循
環用フリーホイルダイオードである。
【0036】ダイオードD3,D4は整流用で、補助バ
ッテリ(一般的に12V)34を充電するのに用いる。
【0037】図5は、図4の動作説明図である。
【0038】整流波形の電圧がV1までは、トランジス
タTR2をオン・オフさせ、V1以上では、トランジス
タTR1をオン・オフさせ高電圧のバッテリ1を充電す
るのに用いる。
【0039】この方式では、変圧器を小型にできるとい
う特徴がある。
【0040】変圧器を小型にできるという3相交流電源
による充電回路を以下説明する。
【0041】図6は、3相交流電源の端子R,S,T、
インバータ7のU,V,W,Eは図7のEに接続する。
ここで用いられる記号や数字は、前に述べたものと同じ
ものとする。追加回路36は図7に示す。
【0042】整流回路R1,37、整流回路S1,3
8、整流回路T1,39は、各線間の電圧を整流する。
1次巻線を2個有する絶縁トランスR,40、絶縁トラ
ンスS41,絶縁トランスT,42の、2次巻線から
は、各々整流回路R2,43、整流回路S2,44、整
流回路T2,45を接続する。
【0043】各整流回路の出力から、直流インダクタン
スDCL(R),DCL(S)DCL(T)と、ダイオード
D11,ダイオードD12,ダイオードD13を直列に
してコンタクタCONTDに接続する。
【0044】トランジスタTR11,トランジスタTR
12,トランジスタTR13は、絶縁トランスの出力電
圧が小さいとき導通させ、つぎにオフさせて、充電電流
を流す。
【0045】この動作を図8に示す。
【0046】
【発明の効果】入力電流は入力電圧に比例するつまり力
率1に近くし、バッテリ充電電流を一定にする性能を有
することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明から成る車両用充電制御主回路図であ
る。
【図2】図1の充電時における結線図である。
【図3】図2の動作説明図である。
【図4】本発明から成る別の車両用充電制御回路図であ
る。
【図5】図4の動作説明図である。
【図6】本発明から成る3相電源の車両用充電制御回路
図である。
【図7】図6の充電部回路図である。
【図8】図7の動作説明図である。
【符号の説明】
1…バッテリBAT、2…(+)電源線、3…(−)電
源線、4…コンタクタCONTA、5…(+)電線、6
…コンデンサCO、7…3相インバータ、8…電流セン
サ(A)、9…電流センサ(B)、10…電流センサ
(C)、11…コンタクタCONTB、12…交流電動
機、13…ゲート回路、14…交流(AC)単相電源、1
5…ヒューズFU、16…変圧器、17…1次巻線、1
8…2次巻線、19…コンタクタCONTC、20…直
流インダクタンスDCL、21…コンタクタCONT
D、22…1次電圧値・位相検出回路、23…電流制御
回路、24…ゲートトリガ回路、25…電圧検出回路、
26…トリガと定電流制御回路、28…全波整流回路
(A)、29…直流インダクタンスDCL(A)、30…高
周波トランス、31…全波整流回路(B)、32…直流イ
ンダクタンスDCL(B)、33…トランス、34…補助
バッテリ、36…追加回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリ,3相モータ,IGBTから構成
    されるインバータ,バッテリからインバータの(+)
    (−)電極に接続した(電解)コンデンサ,インバータ
    の出力を(3相)交流電動機に接続するコンタクタ,充
    電用電源を入力したり遮断したりするコンタクタ,イン
    バータを駆動するゲート回路より構成される電気車にお
    いて、単相変圧器の2次巻線を、上記充電用電源を入力
    したり遮断したりするコンタクタに接続し、上記IGB
    Tから構成されるインバータの2アームに接続し、イン
    バータの(−)電極側のIGBTをオン・オフし、上記
    インバータの(+)(−)電極に接続した(電解)コン
    デンサを充電し、インバータの2アーム以外の第3のア
    ームから直流インダクタンスDCLとコンタクタを直列
    にしてバッテリに接続し第3のアームの(+)電極側の
    IGBTをオン・オフしバッテリの充電電流を一定にし
    たことを特徴とする車両用充電装置。
JP5182434A 1993-07-23 1993-07-23 車両用充電装置 Pending JPH0739014A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009397A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Ballard Power Systems Corporation Apparatus and method employing bi-directional converter for charging and/or supplying power
US7733039B2 (en) 2006-10-19 2010-06-08 Ut-Battelle, Llc Electric vehicle system for charging and supplying electrical power
US20140062183A1 (en) * 2011-05-19 2014-03-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply device for vehicle
CN109301912A (zh) * 2018-10-12 2019-02-01 苏州唯控汽车科技有限公司 电动车直接充电电压匹配单相转三相矩阵式切换开关
CN111038300A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 乐金电子研发中心(上海)有限公司 车载电力电子集成装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009397A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Ballard Power Systems Corporation Apparatus and method employing bi-directional converter for charging and/or supplying power
US7733039B2 (en) 2006-10-19 2010-06-08 Ut-Battelle, Llc Electric vehicle system for charging and supplying electrical power
US20140062183A1 (en) * 2011-05-19 2014-03-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply device for vehicle
CN109301912A (zh) * 2018-10-12 2019-02-01 苏州唯控汽车科技有限公司 电动车直接充电电压匹配单相转三相矩阵式切换开关
CN109301912B (zh) * 2018-10-12 2024-02-20 苏州唯控汽车科技有限公司 电动车直接充电电压匹配单相转三相矩阵式切换开关
CN111038300A (zh) * 2018-10-15 2020-04-21 乐金电子研发中心(上海)有限公司 车载电力电子集成装置

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