JPH08103004A - Battery charger-cum-motor driver, and electric motor vehicle - Google Patents
Battery charger-cum-motor driver, and electric motor vehicleInfo
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- JPH08103004A JPH08103004A JP6237743A JP23774394A JPH08103004A JP H08103004 A JPH08103004 A JP H08103004A JP 6237743 A JP6237743 A JP 6237743A JP 23774394 A JP23774394 A JP 23774394A JP H08103004 A JPH08103004 A JP H08103004A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリを直流電源と
してモータを駆動する駆動回路の一部を利用してバッテ
リを充電するバッテリ充電装置兼用モータ駆動装置及び
この装置を用いた電気自動車に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive device that also serves as a battery charging device that charges a battery by using a part of a drive circuit that drives a motor using a battery as a DC power supply, and an electric vehicle using this device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、電気自動車においては、バッテ
リからの直流電源を交流電源に変換してブラシレスモー
タ，インダクションモータ等のモータに供給し、このモ
ータによって変速機，差動ギヤ及び車軸を介してホイー
ルを駆動する構成のものが供給されている。そして、バ
ッテリとしては、充電可能な鉛蓄電池が用いられるのが
一般的である。2. Description of the Related Art For example, in an electric vehicle, a DC power source from a battery is converted into an AC power source and supplied to a motor such as a brushless motor or an induction motor, and this motor passes through a transmission, a differential gear and an axle. A wheel drive arrangement is provided. A rechargeable lead-acid battery is generally used as the battery.
【０００３】バッテリが放電して電圧が降下すると、モ
ータを駆動するのに必要な電力が得られなくなるので、
従来より、電気自動車には充電器が搭載されている。こ
の充電器は、交流電源の交流電源電圧を変圧するトラン
ス及びこのトランスからの交流電圧を整流し平滑して直
流電圧とする整流平滑回路等から構成され、その入力端
子は充電用コネクタに接続され、出力端子はバッテリの
正負両端子に接続されている。そして、バッテリの充電
時には充電器は充電用コネクタを介して外部の交流電源
に接続されるようになっている。When the battery discharges and the voltage drops, the electric power required to drive the motor cannot be obtained.
Conventionally, a charger is mounted on an electric vehicle. This charger is composed of a transformer that transforms the AC power supply voltage of the AC power supply and a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage from this transformer into a DC voltage. Its input terminal is connected to the charging connector. The output terminals are connected to both the positive and negative terminals of the battery. When charging the battery, the charger is connected to an external AC power source via the charging connector.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、バッ
テリを充電するためにトランス等を有する充電器が必要
で、この種の充電器のトランスは重量及び体積が大で広
い設置スペースが必要であるとともに、製造コストが増
加する問題があり、特に、電気自動車にとっては不利で
ある。In the conventional structure, a charger having a transformer or the like is required to charge the battery, and the transformer of this type of charger is large in weight and volume and needs a large installation space. In addition, there is a problem that the manufacturing cost increases, which is disadvantageous especially for electric vehicles.
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的は、重量及び体積の大なるトランス
を有する専用の充電器を用いなくてもバッテリの充電を
行なうことができるバッテリ充電装置兼用モータ駆動装
置を提供するにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to allow a battery to be charged without using a dedicated charger having a transformer of large weight and volume. It is to provide a motor driving device that also serves as a charging device.
【０００６】本発明の第２の目的は、バッテリ充電装置
兼用モータ駆動装置を用いた電気自動車を提供するにあ
る。A second object of the present invention is to provide an electric vehicle using a battery drive and a motor drive.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１記載のバッテリ
充電装置兼用モータ駆動装置は、フライホイールダイオ
ードを有する２個のスイッチング素子を直列に接続して
なるアームを１つ以上有し、入力端子がバッテリに接続
され、出力端子がモータに接続されて、前記スイッチン
グ素子のオンオフにより前記モータを通電制御する駆動
回路と、この駆動回路の１つのアームのフライホイール
ダイオードとともに前記バッテリに充電するための整流
回路を形成するように設けられ、スイッチング素子を有
するチョッパ回路と、少なくとも前記バッテリの充電時
に前記駆動回路の１つのアーム及びチョッパ回路の内の
一方に接続されるリアクトルと、前記モータの運転時に
は、前記駆動回路のスイッチング素子をオンオフ制御
し、前記バッテリの充電時には、前記１つのアームとチ
ョッパ回路との間に前記リアクトルを介して外部電源が
接続された状態において、前記１つのアームのスイッチ
ング素子及びチョッパ回路のスイッチング素子をオンオ
フ制御する制御手段とを具備してなる構成に特徴を有す
る。According to another aspect of the present invention, there is provided a motor drive for a battery charger and a motor, which has at least one arm formed by connecting in series two switching elements each having a flywheel diode. Is connected to a battery, an output terminal is connected to a motor, and a drive circuit for energizing and controlling the motor by turning on / off the switching element, and a flywheel diode for one arm of the drive circuit are used to charge the battery. A chopper circuit that is provided so as to form a rectifying circuit and has a switching element, a reactor that is connected to at least one of the arm of the drive circuit and one of the chopper circuits when charging the battery, and when the motor is operating. , ON / OFF control the switching element of the drive circuit, At the time of power supply, in a state where an external power supply is connected between the one arm and the chopper circuit via the reactor, a control means for controlling ON / OFF of the switching element of the one arm and the switching element of the chopper circuit is provided. It is characterized by the structure.
【０００８】請求項２記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置は、外部電源の種類を識別するための電源識
別センサを備え、制御手段を、この電源識別センサの出
力により外部電源が交流電源か直流電源かを識別して、
その識別に応じてオンオフ制御するスイッチング素子を
選択するように構成するところに特徴を有する。According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charger / motor driving device having a power source identification sensor for identifying the type of the external power source, and the control means controls the external power source to be an AC power source or a DC source depending on the output of the power source identification sensor. Identify the power source,
It is characterized in that it is configured so as to select a switching element to be on / off controlled according to the identification.
【０００９】請求項３記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置は、制御手段を、外部電源が交流電源と識別
したときには、力率改善制御を行ない、外部電源が直流
電源と識別したときには、充電電流制御を行なうように
構成するところに特徴を有する。According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charger / motor driving device, wherein the control means performs power factor correction control when the external power source is identified as the AC power source, and the charging current when the external power source is identified as the DC power source. It is characterized in that it is configured to perform control.
【００１０】請求項４記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置は、制御手段を、力率改善制御は、交流電源
電圧に同期した基準信号に入力電流が追従するようにス
イッチング素子をオンオフ制御することにより行なわ
せ、充電電流制御は、スイッチング素子のオンオフデュ
ーティを変化させることにより行なわせるように構成す
るところに特徴を有する。According to another aspect of the present invention, there is provided a motor driving device for a battery charger and a motor driving device, wherein the power factor correction control controls ON / OFF of a switching element so that an input current follows a reference signal synchronized with an AC power supply voltage. And the charging current control is performed by changing the ON / OFF duty of the switching element.
【００１１】請求項５記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置は、電源識別センサを、力率改善制御時に使
用する交流電源のゼロクロス点検出センサとして兼用す
るところに特徴を有する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor driving device for a battery charging device, which is also characterized in that the power source identification sensor is also used as a zero-cross point detection sensor for an AC power source used during power factor correction control.
【００１２】請求項６記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置は、リアクトルを、充電用アダプタとして構
成するところに特徴を有する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor drive device also serving as a battery charging device, characterized in that the reactor is configured as a charging adapter.
【００１３】請求項７記載の電気自動車は、請求項１乃
至６のいずれかに記載のバッテリ充電装置兼用モータ駆
動装置を用いたところに特徴を有する。An electric vehicle according to a seventh aspect is characterized by using the motor drive device also serving as the battery charging device according to any one of the first to sixth aspects.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１記載のバッテリ充電装置兼用モータ駆
動装置によれば、バッテリの充電時には、駆動回路の１
つのアームとチョッパ回路との間にリアクトルを介して
外部電源が接続される。従って、１つのアーム及びチョ
ッパ回路のスイッチング素子のオンオフ制御を繰返す
と、リアクトルに外部電源から断続的に電流が流れて電
磁エネルギーが蓄積され、その電磁エネルギーが１つの
アーム及びチョッパ回路を介してバッテリに与えられて
これを充電するようになる。従って、重量及び体積の大
なるトランスを有する専用の充電器を用いなくても、制
御手段による１つのアーム及びチョッパ回路の制御だけ
でバッテリの充電を行なうことができるものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a battery charging device / motor driving device, wherein when the battery is being charged, the driving circuit 1
An external power supply is connected between the two arms and the chopper circuit via a reactor. Therefore, when the on / off control of the switching element of one arm and the chopper circuit is repeated, an electric current intermittently flows from the external power supply to the reactor to accumulate electromagnetic energy, and the electromagnetic energy is stored in the battery via the one arm and the chopper circuit. Will be given to you to charge it. Therefore, the battery can be charged only by controlling one arm and the chopper circuit by the control means without using a dedicated charger having a transformer with a large weight and volume.
【００１５】請求項２記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、バッテリの充電時には、制御手段
は、外部電源が交流電源か直流電源かを識別して、その
識別に応じてオンオフ制御するスイッチング素子を選択
するので、外部電源として交流電源及び直流電源のいず
れでも使用できる。According to another aspect of the present invention, there is provided a motor drive device for a battery charger and a battery charger, wherein at the time of charging the battery, the control means discriminates whether the external power source is an AC power source or a DC power source, and performs on / off control according to the discrimination. Since a switching element is selected, either an AC power supply or a DC power supply can be used as an external power supply.
【００１６】請求項３記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、バッテリの充電時において、制御
手段は、外部電源が交流電源の場合には力率改善制御を
行なうので、電源高調波を低減することができ、又、外
部電源が直流電源の場合には充電電流制御を行なうの
で、バッテリに過電圧が加わることはない。According to the third aspect of the present invention, the battery driving device / motor driving device controls the power factor correction when the battery is charged when the external power source is an AC power source. In addition, when the external power source is a DC power source, the charging current is controlled, so that an overvoltage is not applied to the battery.
【００１７】請求項４記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、外部電源が交流電源の場合の力率
改善制御は、交流電源電圧に同期した基準信号に入力電
流を追従させることにより行なうので、同時に充電電流
制御も行なうことができ、又、外部電源が直流電源の場
合の充電電流制御は、スイッチング素子のオンオフデュ
ーティを変化させることにより行なうので、電力損失の
ない制御を行なうことができる。According to the fourth aspect of the present invention, the power source correction control when the external power source is an AC power source is performed by causing the input current to follow the reference signal synchronized with the AC power source voltage. Therefore, the charging current can be controlled at the same time, and the charging current can be controlled when the external power source is a DC power source by changing the on / off duty of the switching element, so that the control without power loss can be performed. .
【００１８】請求項５記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、電源識別センサは力率改善制御時
に外部電源たる交流電源に同期した基準信号を発生させ
るためのゼロクロス点検出力センサとして兼用するの
で、特別にゼロクロス点検出センサを設ける必要はな
い。According to another aspect of the present invention, in the battery charger / motor driver, the power supply identification sensor also serves as a zero-cross check output sensor for generating a reference signal in synchronization with an AC power supply which is an external power supply during power factor correction control. Therefore, it is not necessary to provide a special zero-cross point detection sensor.
【００１９】請求項６記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、リアクトルは充電用アダプタとし
て構成されるので、更に重量及び体積を小になし得る。According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a battery charger / motor driving device, in which the reactor is configured as a charging adapter, so that the weight and volume can be further reduced.
【００２０】請求項７記載の電気自動車によれば、請求
項１乃至６のいずれかに記載のバッテリ充電装置兼用モ
ータ駆動装置を用いるようにしたので、搭載物の小型軽
量化を図り得て、その分だけ一充電走行距離を長くする
ことができ、逆に、小型軽量化を図った分だけバッテリ
を多く搭載することができて、一充電走行距離を長くす
ることができる。According to the electric vehicle of the seventh aspect, since the motor drive device also serving as the battery charging device according to any of the first to sixth aspects is used, it is possible to reduce the size and weight of the mounted object. Accordingly, the one-charge traveling distance can be lengthened, and conversely, more batteries can be mounted to reduce the size and weight, and the one-charging traveling distance can be lengthened.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明を電気自動車に適用した一実施
例につき、図面を参照しながら説明する。先ず、全体構
成を示す図４において、電気自動車１には、モータとし
てインダクションモータ２が搭載されている。このイン
ダクションモータ２は、図１に示すように、複数相例え
ば３相のステータコイル３Ｕ，３Ｖ及び３Ｗを有するス
テータ３と、図示しないロータとを備えている。そし
て、このインダクションモータ２によって、変速機４及
び差動ギヤ５を介して後側ホイール６，６の車軸７，７
が駆動されるようになっている。尚、電気自動車１の前
側ホイール８，８の車軸９，９は非駆動である。そし
て、電気自動車１には鉛蓄電池等の充電可能な２００ボ
ルト定格のバッテリ１０が搭載されており、このバッテ
リ１０からの直流電源がバッテリ充電装置兼用モータ駆
動装置１１によって交流電源に変換されて前記インダク
ションモータ２に供給されるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an electric vehicle will be described below with reference to the drawings. First, in FIG. 4 showing the entire configuration, an electric motor 1 is equipped with an induction motor 2 as a motor. As shown in FIG. 1, the induction motor 2 includes a stator 3 having stator coils 3U, 3V and 3W having a plurality of phases, for example, three phases, and a rotor (not shown). Then, by the induction motor 2, the axles 7, 7 of the rear wheels 6, 6 are transmitted via the transmission 4 and the differential gear 5.
Is driven. The axles 9 and 9 of the front wheels 8 and 8 of the electric vehicle 1 are not driven. The electric vehicle 1 is equipped with a rechargeable 200-volt rated battery 10 such as a lead-acid battery, and the DC power source from the battery 10 is converted into an AC power source by a battery charger / motor drive unit 11 and the above-mentioned. It is adapted to be supplied to the induction motor 2.
【００２２】さて、バッテリ充電装置兼用モータ駆動装
置１１の具体的構成につき、図１に従って述べる。駆動
回路としてのインバータ回路１２は、６個のスイッチン
グ素子たるＮＰＮ形のトランジスタ１３Ｕ，１３Ｖ，１
３Ｗ及び１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗを３相ブリッジ接続し
て構成されたもので、夫々のコレクタ，エミッタ間に
は、フライホイールダイオード１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ
及び１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗが接続され、以て、３つの
アーム１７Ｕ，１７Ｖ及び１７Ｗを有する。そして、こ
のインバータ回路１２の入力端子１８，１９は、直流母
線２０，２１を介してバッテリ１０の正，負端子に夫々
接続され、出力端子２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗは、インダ
クションモータ２のステータコイル３Ｕ，３Ｖ及び３Ｗ
の各一端子に接続されている。尚、ステータコイル３
Ｕ，３Ｖ及び３Ｗの各他端子は共通に接続されている。Now, a concrete structure of the motor drive device 11 also serving as the battery charger will be described with reference to FIG. The inverter circuit 12 as a drive circuit includes NPN type transistors 13U, 13V, 1 which are six switching elements.
3W and 14U, 14V, 14W is configured by connecting three-phase bridge, flywheel diode 15U, 15V, 15W between the collector and the emitter respectively.
And 16U, 16V, 16W are connected, thus having three arms 17U, 17V and 17W. The input terminals 18 and 19 of the inverter circuit 12 are connected to the positive and negative terminals of the battery 10 via the DC buses 20 and 21, respectively, and the output terminals 22U, 22V and 22W are the stator coils 3U of the induction motor 2. , 3V and 3W
Is connected to each one terminal. The stator coil 3
The other terminals of U, 3V and 3W are commonly connected.
【００２３】チョッパ回路２３は、スイッチング素子と
してのＮＰＮ形のトランジスタ２４及びダイオード２
５，２６を有するもので、そのトランジスタ２４におい
て、コレクタはダイオード２５を介して直流母線２０に
接続され、エミッタは直流母線２１に接続され、コレク
タ，エミッタ間にはダイオード２６が接続されている。
充電用コネクタ２７は、３個の端子２７ａ乃至２７ｃを
有するもので、端子２７ａはインバータ回路１２の１つ
のアーム１７Ｕの出力端子２２Ｕに充電線２８を介して
接続され、端子２７ｂはチョッパ回路２３のトランジス
タ２４のコレクタ即ち電源端子２３ａに充電線２９を介
して接続されている。この結果、インバータ回路１２の
一部をなす１つのアーム１７Ｕのフライホイールダイオ
ード１５Ｕ，１６Ｕ及びチョッパ回路２３のダイオード
２５，２６は、充電線２８，２９が交流入力側となる全
波整流回路を構成するものである。The chopper circuit 23 includes an NPN type transistor 24 and a diode 2 as switching elements.
In the transistor 24, the collector is connected to the DC bus 20 via the diode 25, the emitter is connected to the DC bus 21, and the diode 26 is connected between the collector and the emitter.
The charging connector 27 has three terminals 27a to 27c. The terminal 27a is connected to the output terminal 22U of one arm 17U of the inverter circuit 12 through the charging line 28, and the terminal 27b is connected to the chopper circuit 23. It is connected to the collector of the transistor 24, that is, the power supply terminal 23a via the charging line 29. As a result, the flywheel diodes 15U and 16U of one arm 17U forming a part of the inverter circuit 12 and the diodes 25 and 26 of the chopper circuit 23 constitute a full-wave rectification circuit in which the charging lines 28 and 29 are on the AC input side. To do.
【００２４】充電用アダプタ３０は、５個の端子３０ａ
乃至３０ｅを有するとともに、昇圧用リアクトル３１を
有するもので、端子３０ａ，３０ｃ間にリアクトル３１
が接続され、端子３０ｂ，３０ｄが接続されている。
尚、この充電用アダプタ３０の端子３０ｃ，３０ｄ及び
３０ｅは充電用コネクタ２７の端子２７ａ，２７ｂ及び
２７ｃに接離可能に接続されるようになっている。そし
て、充電用アダプタ３０の正（＋）側端子３０ａ及び負
（−）側端子３０ｂは、後述するように、外部電源とし
ての交流電源３２の端子３２ａ及び３２ｂ若しくは直流
電源３３の正（＋）側端子３３ａ及び負（−）側端子３
３ｂに接離可能に接続されるようになっている（図２参
照）。The charging adapter 30 has five terminals 30a.
30 to 30e, and a boosting reactor 31 between the terminals 30a and 30c.
Are connected, and the terminals 30b and 30d are connected.
The terminals 30c, 30d and 30e of the charging adapter 30 are connected to the terminals 27a, 27b and 27c of the charging connector 27 so that they can come into contact with and separate from each other. The positive (+) side terminal 30a and the negative (-) side terminal 30b of the charging adapter 30 are, as described later, the terminals 32a and 32b of the AC power source 32 as an external power source or the positive (+) side of the DC power source 33. The side terminal 33a and the negative (-) side terminal 3
It is adapted to be connected to and detachable from 3b (see FIG. 2).
【００２５】直流電圧検出器３４は、直流母線２０，２
１間に接続されていて、バッテリ１０の端子間電圧を検
出するようになっている。入力電流検出器３５は、充電
線２９に配設されていて、充電線２９に流れる電流（後
述するようにリアクトル３１に流れる入力電流）を検出
するようになっている。充電電流検出器３６は、直流母
線２０に配設されていて、バッテリ１０に流れる充電電
流を検出するようになっている。尚、入力電流検出器３
５及び充電電流検出器３６は、交流電流及び直流電流の
いずれも検出し得るホール素子形変流器によって構成さ
れている。The DC voltage detector 34 includes the DC buses 20, 2
It is connected between terminals 1 to detect the voltage between terminals of the battery 10. The input current detector 35 is provided on the charging line 29 and detects a current flowing through the charging line 29 (an input current flowing through the reactor 31 as described later). The charging current detector 36 is arranged on the DC bus 20 and detects the charging current flowing through the battery 10. The input current detector 3
5 and the charging current detector 36 are configured by Hall element type current transformers capable of detecting both alternating current and direct current.
【００２６】電源識別センサたるフォトカプラ３７は、
発光ダイオード３７ａ及びフォトトランジスタ３７ｂを
有するもので、発光ダイオード３７ａは抵抗３８を直列
に介して充電用コネクタ２７の端子２７ｃ，２７ｂ間に
接続されている。又、フォトトランジスタ３７ｂのエミ
ッタはアースされ、コレクタは抵抗３９を介して直流電
圧＋Ｖｃが印加された直流電源線４０に接続されてい
る。尚、フォトトランジスタ３７ｂのコレクタはフォト
カプラ３７の出力端子となる。The photocoupler 37, which is a power supply identification sensor, is
It has a light emitting diode 37a and a phototransistor 37b, and the light emitting diode 37a is connected between terminals 27c and 27b of the charging connector 27 via a resistor 38 in series. The emitter of the phototransistor 37b is grounded, and the collector is connected to the DC power supply line 40 to which the DC voltage + Vc is applied via the resistor 39. The collector of the phototransistor 37b becomes the output terminal of the photocoupler 37.
【００２７】さて、制御手段たるマイクロコンピュータ
４１は、各入力ポートに直流電圧検出器３４，入力電流
検出器３５，充電電流検出器３６及びフォトカプラ３７
の各出力端子が接続され、各出力ポートがフォトカプラ
式のゲートドライブ回路４２の各入力端子に接続されて
いて、後述する如くに動作する。そして、ゲートドライ
ブ回路４２の各出力端子は、インバータ回路１２のトラ
ンジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ，１４Ｕ乃至１４Ｗ及びチョ
ッパ回路２３のトランジスタ２４のベース（ゲート）に
夫々接続されている。尚、マイクロコンピュータ４１の
１つの出力ポートは、図４に示すように、変速機４の制
御端子に接続されている。Now, the microcomputer 41 as a control means has a DC voltage detector 34, an input current detector 35, a charging current detector 36 and a photocoupler 37 at each input port.
Output terminals are connected to each other, and each output port is connected to each input terminal of the photocoupler type gate drive circuit 42, which operates as described later. The output terminals of the gate drive circuit 42 are connected to the transistors 13U to 13W and 14U to 14W of the inverter circuit 12 and the base (gate) of the transistor 24 of the chopper circuit 23, respectively. Incidentally, one output port of the microcomputer 41 is connected to the control terminal of the transmission 4 as shown in FIG.
【００２８】次に、本実施例の作用につき、図２及び図
３をも参照して説明する。先ず、電気自動車１の走行時
の動作を述べる。即ち、マイクロコンピュータ４１は、
インバータ回路１２のトランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ及
び１４Ｕ乃至１４Ｗに対する通電タイミング信号を出力
してベースドライブ回路４２に与え、ベースドライブ回
路４２は、その通電タイミング信号に応じてトランジス
タ１３Ｕ乃至１３Ｗ及び１４Ｕ乃至１４Ｗのベースにベ
ース信号（ゲート信号）を所定の順序で与えて、そのト
ランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ及び１４Ｕ乃至１４Ｗをオ
ンオフ制御する。これにより、インバータ回路１２は、
バッテリ１０の直流電圧から交流電圧を作成してインダ
クションモータ２に与えるようになり、インダクション
モータ２が回転し、電気自動車１が走行する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, the operation of the electric vehicle 1 during traveling will be described. That is, the microcomputer 41
The energization timing signals for the transistors 13U to 13W and 14U to 14W of the inverter circuit 12 are output and given to the base drive circuit 42. The base drive circuit 42 determines the bases of the transistors 13U to 13W and 14U to 14W according to the energization timing signal. A base signal (gate signal) is applied to the transistors in a predetermined order to control on / off of the transistors 13U to 13W and 14U to 14W. As a result, the inverter circuit 12
An AC voltage is created from the DC voltage of the battery 10 and applied to the induction motor 2, the induction motor 2 rotates, and the electric vehicle 1 runs.
【００２９】この場合、マイクロコンピュータ４１は、
図示しないアクセルの開度に応じてトランジスタ１３Ｕ
乃至１３Ｗ若しくは１４Ｕ乃至１４ＷをＰＷＭ制御し、
以て、インダクションモータ２の回転数を制御するとと
もに、変速機４に制御信号を与えてその変速比の制御を
行なう。In this case, the microcomputer 41
Transistor 13U according to the opening degree of the accelerator (not shown)
To 13W or 14U to 14W by PWM control,
Thus, the rotation speed of the induction motor 2 is controlled, and a control signal is given to the transmission 4 to control the speed ratio thereof.
【００３０】さて、バッテリ１０の充電時の動作につい
て述べるに、このときには、充電用アダプタ３０の端子
３０ｃ，３０ｄ及び３０ｅを充電用コネクタ２７の端子
２７ａ，２７ｂ及び２７ｃに接続する。The operation of charging the battery 10 will now be described. At this time, the terminals 30c, 30d and 30e of the charging adapter 30 are connected to the terminals 27a, 27b and 27c of the charging connector 27.
【００３１】（ａ）外部電源が単相１００ボルトの交流
電源（商用電源）の場合 充電用アダプタ３０の端子３０ａ及び３０ｂを交流電源
３２の端子３２ａ及び３２ａに接続すると、フォトカプ
ラ３７の発光ダイオード３７ａに、図３（ａ）で示すよ
うに、交流電源電圧Ｖａｃが供給され、その発光ダイオ
ード３７ａが断続的に発光するようになる。即ち、発光
ダイオード３７ａは、交流電源電圧Ｖａｃの正半波時に
発光し、負半波時に発光停止することを繰返すものであ
り、これに応じてフォトトランジスタ３７ｂがオン，オ
フを繰返すようになる。そして、フォトトランジスタ３
７ｂのコレクタ電位たるフォトカプラ３７の出力信号Ｓ
は、オン時にはロウレベル及びオフ時にはハイレベルに
なり、これがマイクロコンピュータ４１に与えられる。(A) When the external power source is an AC power source (commercial power source) of single-phase 100 V. When the terminals 30a and 30b of the charging adapter 30 are connected to the terminals 32a and 32a of the AC power source 32, the light emitting diode of the photocoupler 37 is connected. As shown in FIG. 3A, the AC power supply voltage Vac is supplied to 37a, and the light emitting diode 37a thereof intermittently emits light. That is, the light emitting diode 37a repeatedly emits light during a positive half-wave of the AC power supply voltage Vac and stops emitting light during a negative half-wave, and accordingly, the phototransistor 37b repeatedly turns on and off. And the phototransistor 3
The output signal S of the photocoupler 37, which is the collector potential of 7b
Becomes low level when turned on and high level when turned off, and this is given to the microcomputer 41.
【００３２】マイクロコンピュータ４１は、フォトカプ
ラ３７からの出力信号Ｓがロウレベル，ハイレベルを繰
返すことを検出すると、充電開始であると判断するとと
もに、外部電源が交流電源３２であると識別し、図２で
示すように、インバータ回路１２の１つのアーム１７Ｕ
のトランジスタ１４Ｕ及びチョッパ回路２３のトランジ
スタ２４以外のトランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ及び１４
Ｖ，１４Ｗをオフさせる。更に、マイクロコンピュータ
４１は、図３（ｂ）に示すように、フォトカプラ３７か
らの出力信号Ｓを波形整形して矩形波信号Ｐを得、その
立上り及び立下りから交流電源電圧Ｖａｃのゼロクロス
点を検出する。When the microcomputer 41 detects that the output signal S from the photocoupler 37 repeats the low level and the high level, it determines that the charging is started and also identifies the external power source as the AC power source 32. 2, one arm 17U of the inverter circuit 12
14U and transistors 13U to 13W and 14 other than the transistor 24 of the chopper circuit 23
Turn off V and 14W. Further, as shown in FIG. 3B, the microcomputer 41 waveform-shapes the output signal S from the photocoupler 37 to obtain a rectangular wave signal P, and the rising and falling edges thereof cause the zero-cross point of the AC power supply voltage Vac. To detect.
【００３３】マイクロコンピュータ４１は、交流電源電
圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出すると、これに基づきＰ
ＬＬ制御により、図３（ｃ）に示すように、交流電源電
圧Ｖａｃに同期した正弦波の基準（電圧）信号ＶＲを作
成する。マイクロコンピュータ４１は、基準信号ＶＲか
ら交流電源電圧Ｖａｃの極性を判断するようになってお
り、これに基づいて以下のような制御を行なう。When the microcomputer 41 detects the zero-cross point of the AC power supply voltage Vac, the P
By the LL control, a sine wave reference (voltage) signal VR synchronized with the AC power supply voltage Vac is created as shown in FIG. The microcomputer 41 determines the polarity of the AC power supply voltage Vac from the reference signal VR, and based on this, performs the following control.
【００３４】即ち、マイクロコンピュータ４１は、交流
電源電圧Ｖａｃが正（＋）半波の場合には、先ず、チョ
ッパ回路２３のトランジスタ２４をオフさせ、１つのア
ーム１７Ｕのトランジスタ１４Ｕをオンさせる。これに
より、リアクトル３１，充電線２８，トランジスタ１４
Ｕ，直流母線２１，ダイオード２６及び充電線２９の経
路でリアクトル３１に入力電流Ｉｄが流れ、リアクトル
３１に電磁エネルギーが蓄積される。このリアクトル３
１の入力電流Ｉｄは入力電流検出器３５により検出され
てマイクロコンピュータ４１に与えられる。尚、入力電
流Ｉｄは、実際には電圧に変換されてマイクロコンピュ
ータ４１に与えられるものであるが、ここでは、説明の
便宜上、入力電流Ｉｄとして述べる。That is, when the AC power supply voltage Vac is a positive (+) half wave, the microcomputer 41 first turns off the transistor 24 of the chopper circuit 23 and turns on the transistor 14U of one arm 17U. As a result, the reactor 31, the charging line 28, the transistor 14
The input current Id flows through the reactor 31 through the path of the U, the DC bus 21, the diode 26, and the charging line 29, and electromagnetic energy is accumulated in the reactor 31. This reactor 3
The input current Id of 1 is detected by the input current detector 35 and given to the microcomputer 41. The input current Id is actually converted into a voltage and given to the microcomputer 41, but here, for convenience of explanation, it will be described as the input current Id.
【００３５】トランジスタ１４Ｕのオン状態の継続によ
り入力電流Ｉｄが増加してこれが基準信号ＶＲより大に
なると、マイクロコンピュータ４１は、トランジスタ１
４Ｕをオフさせる。これにより、リアクトル３１に蓄積
された電磁エネルギーは充電線２８，フライホイールダ
イオード１５Ｕ及び直流母線２０を通してバッテリ１０
に与えられるようになり、バッテリ１０が昇圧された電
圧で充電される。When the input current Id increases due to the on state of the transistor 14U and becomes larger than the reference signal VR, the microcomputer 41 causes the transistor 1
Turn off 4U. As a result, the electromagnetic energy stored in the reactor 31 passes through the charging line 28, the flywheel diode 15U, and the DC bus 20 to the battery 10.
Then, the battery 10 is charged with the boosted voltage.
【００３６】その後、リアクトル３１の入力電流Ｉｄが
減少して基準信号ＶＲより小になると、マイクロコンピ
ュータ４１は再びトランジスタ１４Ｕをオンさせるよう
になる。以下、同様の動作を繰返すようになる。After that, when the input current Id of the reactor 31 decreases and becomes smaller than the reference signal VR, the microcomputer 41 turns on the transistor 14U again. After that, the same operation is repeated.
【００３７】交流電源電圧Ｖａｃが負（−）半波の場合
には、マイクロコンピュータ４１は、１つのアーム１７
Ｕのトランジスタ１４Ｕをオフさせ、チョッパ回路２３
のトランジスタ２４をオンさせる。この場合のトランジ
スタ２４のオンオフ動作は、前述のトランジスタ１４Ｕ
と同様である。When the AC power supply voltage Vac is a negative (-) half-wave, the microcomputer 41 uses one arm 17
The transistor 14U of U is turned off, and the chopper circuit 23
Then, the transistor 24 of is turned on. The on / off operation of the transistor 24 in this case is performed by the above-mentioned transistor 14U.
Is the same as
【００３８】即ち、マイクロコンピュータ４１は、図３
（ｄ）に示すように、入力電流Ｉｄが基準信号ＶＲに追
従するようにトランジスタ１４Ｕ及び２４をオンオフ制
御するものであり、これにより、入力電流Ｉｄは交流電
源電圧Ｖａｃと同相の正弦波状の波形に制御される。That is, the microcomputer 41 shown in FIG.
As shown in (d), the transistors 14U and 24 are on / off controlled so that the input current Id follows the reference signal VR, whereby the input current Id has a sinusoidal waveform in phase with the AC power supply voltage Vac. Controlled by.
【００３９】ところで、一般的には、バッテリ１０への
充電電流Ｉｂは、交流正弦波振幅に対応した実効値電流
として予め設定されており、交流正弦波振幅を変化させ
ることにより調整することができる。マイクロコンピュ
ータ４１は、基準信号ＶＲを作成するに当たってその正
弦波振幅を例えば２ボルトに設定するようになってお
り、この基準値信号ＶＲに入力電流Ｉｄを追従させる
と、単相１００ボルトの交流電源３２による入力電流Ｉ
ｄは、１．４１アンペア（１００ボルト）となり、従っ
て、バッテリ１０の定格電圧を２００ボルトとすれば、
バッテリ１０への充電電流Ｉｂは、０．７０５アンペア
になる。By the way, generally, the charging current Ib to the battery 10 is preset as an effective value current corresponding to the AC sine wave amplitude, and can be adjusted by changing the AC sine wave amplitude. . When creating the reference signal VR, the microcomputer 41 sets its sine wave amplitude to, for example, 2 volts. When the input current Id is made to follow this reference value signal VR, a single-phase 100-volt AC power supply is used. Input current I by 32
d is 1.41 amps (100 volts), so if the rated voltage of the battery 10 is 200 volts,
The charging current Ib to the battery 10 is 0.705 amperes.
【００４０】而して、バッテリ１０の端子間電圧は直流
電圧検出器３４によって検出されてマイクロコンピュー
タ４１に与えられるようになっており、マイクロコンピ
ュータ４１は、バッテリ１０の端子間電圧が規定値に達
すると、充電完了と判断してトランジスタ１４Ｕ，２４
をオフさせ、図示しない報知器を動作させて充電完了を
報知する。Thus, the terminal voltage of the battery 10 is detected by the DC voltage detector 34 and applied to the microcomputer 41. The microcomputer 41 sets the terminal voltage of the battery 10 to a specified value. When it reaches, it is judged that the charging is completed and the transistors 14U, 24
Is turned off, and a notification device (not shown) is operated to notify the completion of charging.
【００４１】（ｂ）外部電源が直流電源の場合 図２の回路状態において、充電用アダプタ３０の正側端
子３０ａ及び負側端子３０ｂを直流電源３３の正側端子
３３ａ及び負側端子３３ｂに接続すると、直流電源電圧
がフォトカプラ３７の発光ダイオード３７ａに供給さ
れ、発光ダイオード３７ａが発光し、これに応じてフォ
トトランジスタ３７ｂがオンして出力信号Ｓはロウレベ
ルとなる。この場合、外部電源が直流電源３３のときに
は、交流電源３２とは異なり、発光ダイオード３７ａは
発光を継続して行なうので、出力信号Ｓはロウレベルの
ままになる。(B) When the external power source is a DC power source In the circuit state of FIG. 2, the positive side terminal 30a and the negative side terminal 30b of the charging adapter 30 are connected to the positive side terminal 33a and the negative side terminal 33b of the DC power source 33. Then, the DC power supply voltage is supplied to the light emitting diode 37a of the photocoupler 37, the light emitting diode 37a emits light, the phototransistor 37b is turned on in response to this, and the output signal S becomes low level. In this case, when the external power source is the DC power source 33, unlike the AC power source 32, the light emitting diode 37a continuously emits light, and therefore the output signal S remains at the low level.
【００４２】マイクロコンピュータ４１は、出力信号Ｓ
が継続してロウレベルになることを検出して、充電開始
と判断するとともに、外部電源が直流電源３３であると
識別し、１つのアーム１７Ｕのトランジスタ１４Ｕ以外
のトランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ，１４Ｖ及び１４Ｗ並
びにチョッパ回路２３のトランジスタ２４をオフにす
る。The microcomputer 41 outputs the output signal S
Is determined to start charging, the external power supply is identified as the DC power supply 33, and the transistors 13U to 13W, 14V and 14W other than the transistor 14U of the one arm 17U are detected. The transistor 24 of the chopper circuit 23 is turned off.
【００４３】マイクロコンピュータ４１は、先ず、１つ
のアーム１７Ｕのトランジスタ１４Ｕをオンするように
なり、これによって、リアクトル３１に入力電流が流れ
て電磁エネルギーが蓄積される。トランジスタ１４Ｕ
は、マイクロコンピュータ４１によって後述するように
オンオフ制御されるようになっており、従って、トラン
ジスタ１４Ｕがオフされると、リアクトル３１に蓄積さ
れた電磁エネルギーが充電線２８，フライホイールダイ
オード１５Ｕ及び直流母線２０を介してバッテリ１０に
供給されるようになり、バッテリ１０は昇圧された直流
電圧により充電される。The microcomputer 41 first turns on the transistor 14U of one arm 17U, whereby an input current flows in the reactor 31 and electromagnetic energy is accumulated. Transistor 14U
Is controlled to be turned on and off by the microcomputer 41 as will be described later. Therefore, when the transistor 14U is turned off, the electromagnetic energy accumulated in the reactor 31 is charged to the charging line 28, the flywheel diode 15U and the DC bus. The battery 10 is supplied to the battery 10 through the battery 20, and the battery 10 is charged with the boosted DC voltage.
【００４４】この場合、マイクロコンピュータ４１は、
バッテリ１０の充電電流Ｉｂを検出する充電電流検出器
３６の検出電流が入力されるようになっており、検出さ
れた充電電流Ｉｂが設定値より大なる場合には、トラン
ジスタ１４Ｕのオンオフデューティを小に設定してバッ
テリ１０に対する充電電圧を小にし、逆に、充電電流Ｉ
ｂが設定値より小なる場合には、トランジスタ１４Ｕの
オンオフデューティを大に設定してバッテリ１０に対す
る充電電圧を大にするように制御する。In this case, the microcomputer 41
The detection current of the charging current detector 36 that detects the charging current Ib of the battery 10 is input, and when the detected charging current Ib is larger than the set value, the on / off duty of the transistor 14U is reduced. To reduce the charging voltage for the battery 10, and conversely, the charging current I
When b is smaller than the set value, the on / off duty of the transistor 14U is set to be large, and the charging voltage for the battery 10 is controlled to be large.
【００４５】以下、マイクロコンピュータ４１は、同様
の動作を繰返すことにより、直流電源３３によりバッテ
リ１０の充電を行なうのであり、そして、バッテリ１０
の端子間電圧を検出する直流電圧検出器３４の検出電圧
が規定値に達すると、充電完了と判断して、トランジス
タ１４Ｕをオフさせ、図示しない報知器に充電完了の旨
の報知動作を行なわせる。Thereafter, the microcomputer 41 repeats the same operation to charge the battery 10 with the DC power supply 33, and the battery 10 is charged.
When the detection voltage of the DC voltage detector 34 for detecting the voltage between terminals reaches the specified value, it is determined that the charging is completed, the transistor 14U is turned off, and the notifying device (not shown) is informed of the completion of charging. .
【００４６】以上のように構成され且つ作用する本実施
例によれば、次のような効果を奏する。即ち、バッテリ
１０の充電時には、駆動回路たるインバータ回路１２の
１つのアーム１７Ｕの出力端子２２Ｕとチョッパ回路２
３の電源端子２３ａとの間にリアクトル３１を介して外
部電源（交流電源３２若しくは直流電源３３）を接続
し、トランジスタ１４Ｕ及び２４の双方若しくは一方を
オンオフ制御するようにしたので、リアクトル３１に外
部電源から断続的に入力電流が流れて電磁エネルギーが
蓄積され、その電磁エネルギーが１つのアーム１７Ｕ及
びチョッパ回路２３を介してバッテリ１０に与えられて
これが充電されるようになる。According to the present embodiment constructed and operated as described above, the following effects can be obtained. That is, when the battery 10 is charged, the output terminal 22U of one arm 17U of the inverter circuit 12, which is the drive circuit, and the chopper circuit 2 are charged.
The external power source (AC power source 32 or DC power source 33) is connected to the power source terminal 23a of the third power source via the reactor 31, and both or one of the transistors 14U and 24 is controlled to be turned on and off. An input current flows intermittently from the power source to accumulate electromagnetic energy, and the electromagnetic energy is supplied to the battery 10 via one arm 17U and the chopper circuit 23 to be charged.
【００４７】従って、従来とは異なり、重量及び体積の
大なるトランスを有する専用の充電器を用いなくても、
チョッパ回路２３を追設してマイクロコンピュータ４１
の制御だけでバッテリ１０の充電を行なうことができ、
その分だけ、製造コストの低減を図り得、又、電気自動
車１の機械室における搭載物の小型軽量化を図り得て、
一充電走行距離を長くすることができ、逆に、小型軽量
化を図った分だけバッテリ１０の個数を多く搭載するこ
とができるので、一充電走行距離を長くすることができ
る。Therefore, unlike the conventional case, even if a dedicated charger having a transformer of large weight and volume is not used,
The chopper circuit 23 is additionally provided to add a microcomputer 41.
The battery 10 can be charged only by controlling
Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and the size and weight of the mounted object in the machine room of the electric vehicle 1 can be reduced.
The one-charge traveling distance can be lengthened, and conversely, the number of batteries 10 can be increased as much as the reduction in size and weight, so that the one-charge traveling distance can be lengthened.
【００４８】又、前述したように、インバータ回路１２
の１つのアーム１７Ｕの出力端子２２Ｕとチョッパ回路
２３との電源端子２３ａとの間にリアクトル３１を介し
て外部電源（交流電源３２若しくは直流電源３３）を接
続し、トランジスタ１４Ｕ及び２４の双方若しくは一方
をオンオフ制御するようにしたので、リアクトル３１に
外部電源から断続的に入力電流が流れて電磁エネルギー
が蓄積され、その電磁エネルギーが１つのアーム１７Ｕ
及びチョッパ回路２３を介してバッテリ１０に与えられ
てこれが充電されるようになる。Further, as described above, the inverter circuit 12
An external power supply (AC power supply 32 or DC power supply 33) is connected between the output terminal 22U of one arm 17U and the power supply terminal 23a of the chopper circuit 23 via the reactor 31, and both or one of the transistors 14U and 24 is connected. Since the ON / OFF control is performed, the input current intermittently flows from the external power source to the reactor 31 to accumulate electromagnetic energy, and the electromagnetic energy is stored in one arm 17U.
Also, it is supplied to the battery 10 via the chopper circuit 23 and is charged.
【００４９】従って、２００ボルト定格のバッテリ１０
に対してこれよりも低い電圧（例えば１００ボルト）の
外部電源であっても、そのバッテリ１０に容易に充電す
ることができるものであり、使用者にとって極めて有利
である。Therefore, a battery 10 rated at 200 volts
On the other hand, the battery 10 can be easily charged even with an external power supply having a lower voltage (for example, 100 V), which is extremely advantageous for the user.
【００５０】更に、バッテリ１０の充電時には、マイク
ロコンピュータ４１は、外部電源が交流電源３２か直流
電源３３かをフォトカプラ３７の出力信号により識別
し、交流電源３２と識別した場合には、１つのアーム１
７Ｕのトランジスタ１４Ｕ及びチョッパ回路２３のトラ
ンジスタ２４以外のトランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ及び
１４Ｖ，１４Ｗをオフにして、トランジスタ１４Ｕ及び
２４を選択してオンオフ制御し、又、外部電源が直流電
源と識別した場合には、１つのアーム１７Ｕのトランジ
スタ１４Ｕ以外のトランジスタ１３Ｕ乃至１３Ｗ及び１
４Ｖ，１４Ｗ並びに２４をオフして、トランジスタ１４
Ｕのみを選択してオンオフ制御するようにした。Further, when the battery 10 is charged, the microcomputer 41 identifies whether the external power source is the AC power source 32 or the DC power source 33 by the output signal of the photocoupler 37. Arm 1
When the transistors 13U to 13W and 14V, 14W other than the 7U transistor 14U and the transistor 24 of the chopper circuit 23 are turned off, the transistors 14U and 24 are selected to perform on / off control, and when the external power supply is identified as a DC power supply. Are transistors 13U to 13W and 1 other than the transistor 14U of one arm 17U.
Turn off 4V, 14W and 24 to turn on transistor 14
Only U was selected and on / off controlled.
【００５１】従って、使用者は、バッテリ１０に充電す
る場合に、充電用アダプタ３０を外部電源に接続するだ
けでよくて、走行，充電の切換え操作を行なう必要はな
く、又、外部電源としては、交流電源３２及び直流電源
３３のいずれでもバッテリ１０の充電が自動的に行なわ
れるようになり、交流，直流の切換え操作を行なう必要
がなくて、使用上極めて便利であるとともに、交流，直
流の切換え手段も必要がなくて、簡素な構成とすること
ができ、又、切換えの誤操作もない。Therefore, when charging the battery 10, the user only has to connect the charging adapter 30 to an external power source, and does not need to perform switching operation between running and charging, and also as an external power source. The battery 10 is automatically charged by both the AC power supply 32 and the DC power supply 33, and there is no need to perform the AC / DC switching operation, which is extremely convenient in use and can be used for AC / DC power supply. There is no need for switching means, the structure can be simple, and there is no erroneous switching operation.
【００５２】更に又、バッテリ１０の充電時において、
外部電源が交流電源３２の場合には、マイクロコンピュ
ータ４１は、フォトカプラ３７の出力信号に基づいて交
流電源電圧Ｖａｃのゼロクロス点を検出して、これに基
づいて交流電源電圧Ｖａｃに同期した基準信号ＶＲを
得、この基準電圧ＶＲにリアクトル３１の入力電流Ｉｄ
を追従させるようにした。Furthermore, when charging the battery 10,
When the external power supply is the AC power supply 32, the microcomputer 41 detects the zero-cross point of the AC power supply voltage Vac based on the output signal of the photocoupler 37, and based on this, the reference signal synchronized with the AC power supply voltage Vac. VR is obtained, and the input current Id of the reactor 31 is set to this reference voltage VR.
I tried to follow.
【００５３】従って、昇圧用リアクトル３１を用いても
交流電源３２の力率改善の制御を行なうことができて、
電源高調波の低減を図ることができ、又、同時にバッテ
リ１０に対する充電電流の制御も行なうことができる。Therefore, even if the boosting reactor 31 is used, the power factor of the AC power source 32 can be controlled to be improved.
The power supply harmonics can be reduced, and at the same time, the charging current for the battery 10 can be controlled.
【００５４】又、バッテリ１０の充電時において、外部
電源が直流電源３３の場合には、マイクロコンピュータ
４１は、バッテリ１０の充電電流が設定値より大か若し
くは小かに応じて１つのアーム１７Ｕのトランジスタ１
４Ｕのオンオフデューティを小若しくは大に変化させる
ようにしたので、バッテリ１０に対する充電電圧を適正
にすることができ、充電電圧が過電圧となって、バッテ
リ１０に悪影響を及ぼすことはなく、又、電力損失のな
い制御を行なうことができる。When the battery 10 is charged and the external power source is the DC power source 33, the microcomputer 41 determines whether the charging current of the battery 10 is larger or smaller than the set value. Transistor 1
Since the ON / OFF duty of 4U is changed to be small or large, the charging voltage for the battery 10 can be made appropriate, the charging voltage does not become an overvoltage, and the battery 10 is not adversely affected. Lossless control can be performed.
【００５５】更に、電源識別センサとしてのフォトカプ
ラ３７は、外部電源が交流電源３２の場合における力率
改善制御時において、交流電源３２の交流電源電圧Ｖａ
ｃに同期した基準信号ＶＲを得るためのゼロクロス点検
出センサとして兼用するようにしたので、特別にゼロク
ロス点センサを設ける必要がなくて、構成を一層簡素化
できる。Further, the photocoupler 37 as a power source identification sensor has an AC power source voltage Va of the AC power source 32 during power factor correction control when the external power source is the AC power source 32.
Since it is also used as a zero-cross point detection sensor for obtaining the reference signal VR synchronized with c, it is not necessary to provide a special zero-cross point sensor, and the configuration can be further simplified.
【００５６】そして、昇圧用リアクトル３１を充電用ア
ダプタ３０として構成するようにしたので、電気自動車
１における機械室の搭載物の重量及び体積を更に小にす
ることができ、電気自動車１にとって一層有利になる。Since the boosting reactor 31 is configured as the charging adapter 30, the weight and volume of the load in the machine room of the electric vehicle 1 can be further reduced, which is more advantageous for the electric vehicle 1. become.
【００５７】尚、上記実施例では、インダクションモー
タ２によって変速機４及び差動ギヤ５を介してホイール
６の車軸７を駆動するようにしたが、インダクションモ
ータ２によって直接車軸７を駆動するようにしてもよ
い。In the above embodiment, the induction motor 2 drives the axle 7 of the wheel 6 via the transmission 4 and the differential gear 5, but the induction motor 2 directly drives the axle 7. May be.
【００５８】又、上記実施例では、モータとしてインダ
クションモータ２を用いるようにしたが、代りに、２相
モータ，ブラシ付直流モータ，ブラシレス直流モータ或
いはリラクタンスモータを用いてもよく、この場合に
は、駆動回路としてはフライホイールダイオードを有す
るスイッチング素子たるトランジスタを２個直列に接続
してなる１つのアームしか有しないもの（例えばブラシ
付直流モータ）もあり、従って、駆動回路としては１つ
以上のアームを有するものが対象となる。Although the induction motor 2 is used as the motor in the above embodiment, a two-phase motor, a brush DC motor, a brushless DC motor or a reluctance motor may be used instead. As a drive circuit, there is a drive circuit having only one arm formed by connecting two transistors, which are switching elements having a flywheel diode, in series (for example, a brush DC motor). Therefore, one or more drive circuits are provided. Those with arms are targeted.
【００５９】その他、本発明は上記した実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば、電気自動車に限らずバ
ッテリを電源としてモータを駆動するモータ駆動装置を
必要とする装置全般に適用することができる等、要旨を
逸脱しない範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論
である。In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to, for example, not only electric vehicles but also all devices that require a motor driving device for driving a motor using a battery as a power source. As a matter of course, the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【００６０】[0060]
【発明の効果】本発明は、以上説明した通りであるの
で、次のような効果を奏する。請求項１記載のバッテリ
充電装置兼用モータ駆動装置によれば、バッテリの充電
時には、駆動回路の１つのアームとチョッパ回路との間
にリアクトルを介して外部電源を接続するようにしたの
で、１つのアーム及びチョッパ回路のスイッチング素子
のオンオフ制御を繰返すと、リアクトルに外部電源から
断続的に電流が流れて電磁エネルギーが蓄積され、その
電磁エネルギーが１つのアーム及びチョッパ回路を介し
てバッテリに与えられてこれを充電するようになり、従
って、重量及び体積の大なるトランスを有する専用の充
電器を用いなくても、制御手段による１つのアーム及び
チョッパ回路の制御だけでバッテリの充電を行なうこと
ができる。Since the present invention is as described above, it has the following effects. According to the motor drive device that also functions as the battery charging device according to the first aspect, at the time of charging the battery, the external power supply is connected between one arm of the drive circuit and the chopper circuit via the reactor, so When the ON / OFF control of the switching elements of the arm and the chopper circuit is repeated, a current intermittently flows from the external power supply to the reactor, electromagnetic energy is accumulated, and the electromagnetic energy is given to the battery via one arm and the chopper circuit. Therefore, the battery can be charged only by controlling one arm and the chopper circuit by the control means without using a dedicated charger having a transformer with a large weight and volume. .
【００６１】請求項２記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、バッテリの充電時には、制御手段
は、外部電源が交流電源か直流電源かを識別して、その
識別に応じてオンオフ制御するスイッチング素子を選択
するようにしたので、外部電源として交流電源及び直流
電源のいずれでも使用することができ、この場合に、交
流，直流の切換え操作が不要で、使用上極めて便利であ
り、誤操作の虞れもない。According to the second aspect of the present invention, there is provided a motor drive for a battery charger and a battery charger. When the battery is charged, the control means discriminates whether the external power source is an AC power source or a DC power source, and performs on / off control according to the discrimination. Since the switching element is selected, either an AC power supply or a DC power supply can be used as an external power supply. In this case, there is no need to switch between AC and DC, which is extremely convenient in use and can be used in a correct operation. There is no fear.
【００６２】請求項３記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、バッテリの充電時において、制御
手段は、外部電源が交流電源の場合には力率改善制御を
行なうようにしたので、電源高調波を低減することがで
き、又、外部電源が直流電源の場合には充電電流制御を
行なうので、バッテリに過電圧が加わることはないもの
である。According to the third aspect of the present invention, there is provided the battery charger / motor driving device. When the battery is charged, the control means performs power factor correction control when the external power source is an AC power source. The harmonics can be reduced, and when the external power supply is a DC power supply, the charging current is controlled, so that an overvoltage is not applied to the battery.
【００６３】請求項４記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、外部電源が交流電源の場合の力率
改善制御は、交流電源電圧に同期した基準信号に入力電
流を追従させることにより行なうので、同時に充電電流
制御も行なうことができ、又、外部電源が直流電源の場
合の充電電流制御は、スイッチング素子のオンオフデュ
ーティを変化させることにより行なうようにしたので、
電力損失のない制御を行なうことができる。According to the fourth aspect of the present invention, the power source correction control when the external power source is an AC power source is performed by causing the input current to follow the reference signal synchronized with the AC power source voltage. Therefore, the charging current control can be performed at the same time, and the charging current control when the external power supply is a DC power supply is performed by changing the on / off duty of the switching element.
Control without power loss can be performed.
【００６４】請求項５記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、電源識別センサは力率改善制御時
に外部電源たる交流電源に同期した基準信号を発生させ
るためのゼロクロス点検出センサとして兼用するように
したので、特別にゼロクロス点検出センサを設ける必要
はなく、構成の簡素化を図ることができる。According to the fifth aspect of the present invention, the power source identification sensor also serves as a zero-cross point detection sensor for generating a reference signal in synchronization with an AC power source which is an external power source during power factor correction control. Since this is done, there is no need to provide a zero-cross point detection sensor, and the configuration can be simplified.
【００６５】請求項６記載のバッテリ充電装置兼用モー
タ駆動装置によれば、リアクトルは充電用アダプタとし
て構成されるようになっているので、更に重量及び体積
を小になし得る。According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a battery charger / motor driving device in which the reactor is configured as a charging adapter, so that the weight and volume can be further reduced.
【００６６】請求項７記載の電気自動車によれば、請求
項１乃至６のいずれかに記載のバッテリ充電装置兼用モ
ータ駆動装置を用いるようにしたので、搭載物の小型軽
量化を図り得て、その分だけ一充電走行距離を長くする
ことができ、逆に、小型軽量化を図った分だけバッテリ
を多く搭載することができて、一充電走行距離を長くす
ることができる。According to the electric vehicle of the seventh aspect, since the motor drive device also serving as the battery charging device according to any one of the first to sixth aspects is used, the size and weight of the mounted object can be reduced, Accordingly, the one-charge traveling distance can be lengthened, and conversely, more batteries can be mounted to reduce the size and weight, and the one-charging traveling distance can be lengthened.
【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】バッテリ充電時の電気的構成図FIG. 2 is an electrical configuration diagram during battery charging.
【図３】バッテリ充電時の各部の波形図FIG. 3 is a waveform diagram of each part during battery charging
【図４】電気自動車の構成説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of an electric vehicle
図面中、１は電気自動車、２はインダクションモータ
（モータ）、３はステータ、３Ｕ乃至３Ｗはステータコ
イル、１０はバッテリ、１１はバッテリ充電装置兼用モ
ータ駆動装置、１２はインバータ回路（駆動回路）、１
３Ｕ乃至１３Ｗ及び１４Ｕ乃至１４Ｗはトランジスタ
（スイッチング素子）、１５Ｕ乃至１５Ｗ及び１６Ｕ乃
至１６Ｗはフライホイールダイオード、１７Ｕ乃至１７
Ｗはアーム、１８及び１９は入力端子、２２Ｕ乃至２２
Ｗは出力端子、２３はチョッパ回路、２４はトランジス
タ（スイッチング素子）、２７は充電用コネクタ、３０
は充電用アダプタ、３１は昇圧用リアクトル、３２は交
流電源（外部電源）、３３は直流電源（外部電源）、３
４は直流電圧検出器、３５は入力電流検出器、３６は充
電電流検出器、３７はフォトカプラ（電源識別検出セン
サ，ゼロクロス点検出センサ）、４１はマイクロコンピ
ュータ（制御手段）を示す。In the drawing, 1 is an electric vehicle, 2 is an induction motor (motor), 3 is a stator, 3U to 3W are stator coils, 10 is a battery, 11 is a battery charger / motor drive device, 12 is an inverter circuit (drive circuit), 1
3U to 13W and 14U to 14W are transistors (switching elements), 15U to 15W and 16U to 16W are flywheel diodes, and 17U to 17
W is an arm, 18 and 19 are input terminals, 22U to 22
W is an output terminal, 23 is a chopper circuit, 24 is a transistor (switching element), 27 is a charging connector, 30
Is a charging adapter, 31 is a boosting reactor, 32 is an AC power supply (external power supply), 33 is a DC power supply (external power supply), 3
Reference numeral 4 is a DC voltage detector, 35 is an input current detector, 36 is a charging current detector, 37 is a photocoupler (power supply identification detection sensor, zero cross point detection sensor), and 41 is a microcomputer (control means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 雅己 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 (72)発明者 石原 治彦 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaki Hirata 991, Anada-cho, Seto-shi, Aichi Factory, Toshiba Aichi Co., Ltd. Within
Claims (7)
のスイッチング素子を直列に接続してなるアームを１つ
以上有し、入力端子がバッテリに接続され、出力端子が
モータに接続されて、前記スイッチング素子のオンオフ
により前記モータを通電制御する駆動回路と、 この駆動回路の１つのアームのフライホイールダイオー
ドとともに前記バッテリに充電するための整流回路を形
成するように設けられ、スイッチング素子を有するチョ
ッパ回路と、 少なくとも前記バッテリの充電時に前記駆動回路の１つ
のアーム及びチョッパ回路の内の一方に接続されるリア
クトルと、 前記モータの運転時には、前記駆動回路のスイッチング
素子をオンオフ制御し、前記バッテリの充電時には、前
記１つのアームとチョッパ回路との間に前記リアクトル
を介して外部電源が接続された状態において、前記１つ
のアームのスイッチング素子及びチョッパ回路のスイッ
チング素子をオンオフ制御する制御手段とを具備してな
るバッテリ充電装置兼用モータ駆動装置。1. A switching element comprising: one or more arms having two switching elements each having a flywheel diode connected in series; an input terminal connected to a battery; and an output terminal connected to a motor. A drive circuit for controlling energization of the motor by turning on and off, and a chopper circuit provided with a switching element to form a rectifier circuit for charging the battery together with a flywheel diode of one arm of the drive circuit, At least one reactor of the drive circuit at the time of charging the battery and a reactor connected to one of the chopper circuits, and a switching element of the drive circuit is on / off controlled during operation of the motor, and at the time of charging the battery, The reactor is provided between the one arm and the chopper circuit. A motor drive device also serving as a battery charging device, comprising: a control unit that controls ON / OFF of a switching element of the one arm and a switching element of a chopper circuit in a state where an external power source is connected via the external power source.
別センサを備え、制御手段は、この電源識別センサの出
力により外部電源が交流電源か直流電源かを識別して、
その識別に応じてオンオフ制御するスイッチング素子を
選択するように構成されていることを特徴とする請求項
１記載のバッテリ充電装置兼用モータ駆動装置。2. A power supply identification sensor for identifying the type of the external power supply, and the control means identifies whether the external power supply is an AC power supply or a DC power supply based on the output of the power supply identification sensor,
2. The motor drive device for a battery charger / motor according to claim 1, wherein the switching device to be turned on / off is selected according to the identification.
したときには、力率改善制御を行ない、外部電源が直流
電源と識別したときには、充電電流制御を行なうように
構成されていることを特徴とする請求項２記載のバッテ
リ充電装置兼用モータ駆動装置。3. The control means is configured to perform power factor correction control when the external power supply is identified as an AC power supply, and to perform charging current control when the external power supply is identified as a DC power supply. The motor drive device also serving as the battery charging device according to claim 2.
電圧に同期した基準信号に入力電流が追従するようにス
イッチング素子をオンオフ制御することにより行なわ
せ、充電電流制御を、スイッチング素子のオンオフデュ
ーティを変化させることにより行なわせるように構成さ
れていることを特徴とする請求項３記載のバッテリ充電
装置兼用モータ駆動装置。4. The control means causes the power factor improvement control by performing on / off control of the switching element so that the input current follows a reference signal synchronized with the AC power supply voltage, and the charging current control is performed by the switching element. The motor drive device for a battery charging device and the combined use according to claim 3, wherein the on / off duty is changed.
用する交流電源のゼロクロス点検出センサとして兼用さ
れていることを特徴とする請求項４記載のバッテリ充電
装置兼用モータ駆動装置。5. The battery drive device / motor drive device according to claim 4, wherein the power supply identification sensor is also used as a zero-cross point detection sensor of the AC power supply used in the power factor correction control.
成されていることを特徴とする請求項１記載のバッテリ
充電装置兼用モータ駆動装置。6. The battery driving device / motor driving device according to claim 1, wherein the reactor is configured as a charging adapter.
テリ充電装置兼用モータ駆動装置を用いたことを特徴と
する電気自動車。7. An electric vehicle using the battery charger / motor driving device according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6237743A JPH08103004A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Battery charger-cum-motor driver, and electric motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6237743A JPH08103004A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Battery charger-cum-motor driver, and electric motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08103004A true JPH08103004A (en) | 1996-04-16 |
Family
ID=17019819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6237743A Pending JPH08103004A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Battery charger-cum-motor driver, and electric motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08103004A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054364A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
| JP2010246368A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | General Electric Co <Ge> | Device, method, and system for transporting electrical energy |
| US20120019174A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-01-26 | Jochen Mahlein | Drive System, Method for Operating a Drive System, and Use |
| CN102923014A (en) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | Charging and motor controlling module of electric car |
| JP2014082871A (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Fuji Electric Co Ltd | Charging device |
| CN106655392A (en) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | Charging control circuit and terminal |
| JP2017123777A (en) * | 2011-04-08 | 2017-07-13 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | Charge transfer management method and charge transfer device |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP6237743A patent/JPH08103004A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009054364A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
| US8222866B2 (en) | 2007-10-23 | 2012-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically-powered vehicle |
| US20120019174A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-01-26 | Jochen Mahlein | Drive System, Method for Operating a Drive System, and Use |
| US8912738B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-12-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Drive system, method for operating a drive system, and use |
| JP2010246368A (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | General Electric Co <Ge> | Device, method, and system for transporting electrical energy |
| JP2017123777A (en) * | 2011-04-08 | 2017-07-13 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | Charge transfer management method and charge transfer device |
| JP2014082871A (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Fuji Electric Co Ltd | Charging device |
| CN102923014A (en) * | 2012-11-07 | 2013-02-13 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | Charging and motor controlling module of electric car |
| CN106655392A (en) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | Charging control circuit and terminal |
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