JPH11346404A - Motor-driven vehicle power supply device - Google Patents
Motor-driven vehicle power supply deviceInfo
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- JPH11346404A JPH11346404A JP10154224A JP15422498A JPH11346404A JP H11346404 A JPH11346404 A JP H11346404A JP 10154224 A JP10154224 A JP 10154224A JP 15422498 A JP15422498 A JP 15422498A JP H11346404 A JPH11346404 A JP H11346404A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動車両用電源装
置であり、特に、複数のキャパシタ群を有し、交互に放
電回路又は充電回路に切り換えてモータへ給電する電動
車両用電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for an electric vehicle, and more particularly, to a power supply for an electric vehicle having a plurality of capacitor groups and alternately switching to a discharge circuit or a charge circuit to supply power to a motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電気自動車、ハイブリッド自動
車、二輪車等の電動車両の駆動源であるモータへ給電す
る電源として、鉛電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ水素電
池、リチウムイオン電池等の二次電池がバッテリーとし
て用いられている。これらの二次電池は、充電に時間が
かかったり、瞬間的な大電流の供給時に放電深度が大き
くなり、電池の寿命等に悪影響をもたらすことが知られ
ている。このような問題を解決するために、電気二重層
コンデンサである大容量のキャパシタを前記二次電池と
並列あるいは直列に接続し、そして、車両発進時等の大
電流負荷に対して、キャパシタから給電する方法が提案
されている。また、バッテリーとキャパシタの給電状態
やキャパシタへの充電状態を制御するコントローラ等に
ついても種々提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, secondary batteries such as lead batteries, Ni-Cd batteries, Ni-hydrogen batteries, and lithium-ion batteries have been used as power sources for supplying power to motors that are driving sources of electric vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and motorcycles. Is used as a battery. It is known that these secondary batteries take a long time to charge or have a large depth of discharge when an instantaneous large current is supplied, which adversely affects the life of the batteries. In order to solve such a problem, a large-capacity capacitor, which is an electric double-layer capacitor, is connected in parallel or in series with the secondary battery, and power is supplied from the capacitor to a large current load such as when starting a vehicle. A way to do that has been proposed. Also, various controllers have been proposed for controlling the power supply state of the battery and the capacitor and the charge state of the capacitor.
【０００３】バッテリーとキャパシタを並列に接続する
場合、実際の負荷分担は各々の内部抵抗（以下、「ＥＳ
Ｒ」という。）に起因する。すなわち、並列接続された
バッテリーとキャパシタとが同電圧となると、ＥＳＲの
小さな方の負荷分担割合が大きくなる。そのため、キャ
パシタのＥＳＲがバッテリーより大きいとき、キャパシ
タの負荷分担を多くするにはキャパシタの電圧をバッテ
リー以上とする必要がある。従って、キャパシタに蓄電
されたエネルギーを有効にモータへ給電するためには、
ＥＳＲを考慮し、各々の電圧を昇圧または降圧制御する
必要がある。When a battery and a capacitor are connected in parallel, the actual load sharing depends on the internal resistance (hereinafter referred to as “ES”).
R ". )caused by. That is, when the battery and the capacitor connected in parallel have the same voltage, the load sharing ratio of the smaller ESR increases. Therefore, when the ESR of the capacitor is larger than that of the battery, the voltage of the capacitor needs to be higher than that of the battery in order to increase the load sharing of the capacitor. Therefore, in order to effectively supply the energy stored in the capacitor to the motor,
In consideration of the ESR, it is necessary to control the step-up or step-down of each voltage.
【０００４】一般に、キャパシタは、大電流で効率のよ
い充放電が可能であるが、キャパシタ容量が大きくなる
と充電に時間がかかり、逆に容量が小さいと給電できる
エネルギー量が少なくなる。本来、高効率を求めるなら
ば電流値をできるだけ小さくした定電流充電が望ましい
が、時間がかかるため、キャパシタの使用頻度が制限さ
れる。また、定電圧充電では、充電初期に大電流が流れ
るため、充電器であるＤＣ／ＤＣコンバータの容量が大
きくなったり出力が制限される。In general, a capacitor can efficiently charge and discharge with a large current. However, when the capacity of the capacitor is large, it takes a long time to charge, and when the capacity is small, the amount of energy that can be supplied becomes small. Originally, if high efficiency is required, constant current charging with a current value as small as possible is desirable. However, since it takes time, the frequency of use of the capacitor is limited. In addition, in the constant voltage charging, a large current flows in the initial stage of charging, so that the capacity of the DC / DC converter as a charger increases and the output is limited.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来の問題を解決するものであり、充電時間が長
くとれ、充電効率のよい比較的小電流で定常走行中の充
電が可能であり、そして、バッテリー群の負荷が極端に
低減でき、更に、キャパシタとバッテリーのＥＳＲの大
小に関係なくモータに給電することができる電動車両用
電源装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and it is possible to charge the battery during a steady running with a relatively small current with a long charging time and good charging efficiency. An object of the present invention is to provide a power supply device for an electric vehicle that can extremely reduce the load of a battery group and can supply power to a motor regardless of the ESR of a capacitor and a battery.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリー群
と、複数のキャパシタ群と、キャパシタ用放電回路と、
キャパシタ用充電回路と、キャパシタ用放電回路又はキ
ャパシタ用充電回路を選択してキャパシタ群と接続する
複数の選択接続手段と、を具備する電動車両用電源装置
において、複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手
段はキャパシタ用放電回路又はキャパシタ用充電回路を
選択して接続し、他の選択接続手段は反対のキャパシタ
用充電回路又はキャパシタ用放電回路を選択して接続す
る電動車両用電源装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit,
An electric vehicle power supply device comprising: a capacitor charging circuit; and a plurality of selective connection means for selecting a capacitor discharge circuit or a capacitor charge circuit and connecting the selected capacitor circuit to a capacitor group. Is selectively connected to the capacitor discharging circuit or the charging circuit for the capacitor, and the other selection connecting means is an electric vehicle power supply for selecting and connecting the opposite charging circuit or the discharging circuit for the capacitor. is there.
【０００７】また、本発明は、バッテリー群と、複数の
キャパシタ群と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ
用充電回路と、キャパシタ用放電回路又はキャパシタ用
充電回路を選択して各キャパシタ群と接続する複数の選
択接続手段と、を具備する電動車両用電源装置におい
て、複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手段と他
の選択接続手段とは、一方がキャパシタ用放電回路を選
択して接続するとき、他方はキャパシタ用充電回路を選
択して接続する電動車両用電源装置である。Further, according to the present invention, a battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit, a capacitor charging circuit, and a capacitor discharging circuit or a capacitor charging circuit are selected and connected to each capacitor group. In the electric vehicle power supply device having a plurality of selection connection means, one of the plurality of selection connection means and the other selection connection means are connected by selecting one of the capacitor discharge circuits. The other is a power supply device for an electric vehicle that selects and connects a capacitor charging circuit.
【０００８】そして、本発明は、バッテリー群と、複数
のキャパシタ群と、キャパシタ用放電回路と、キャパシ
タ用充電回路と、キャパシタ用放電回路又はキャパシタ
用充電回路を選択してキャパシタ群と接続する複数の選
択接続手段と、を具備する電動車両用電源装置におい
て、複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手段がキ
ャパシタ用放電回路からキャパシタ用充電回路に接続変
更するとき、他の選択接続手段はキャパシタ用充電回路
からキャパシタ用放電回路に接続変更する電動車両用電
源装置である。The present invention provides a battery group, a plurality of capacitor groups, a discharging circuit for a capacitor, a charging circuit for a capacitor, and a plurality of circuits for selecting and connecting a discharging circuit for a capacitor or a charging circuit for a capacitor. The electric power supply device for an electric vehicle, comprising: when one of the plurality of selection connection means changes the connection from the discharge circuit for the capacitor to the charge circuit for the capacitor, the other selection connection means Is a power supply device for an electric vehicle that changes connection from a capacitor charging circuit to a capacitor discharging circuit.
【０００９】更に、本発明は、バッテリー群と、複数の
キャパシタ群と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ
用充電回路と、キャパシタ群とキャパシタ用放電回路と
を接続する放電接続手段と、キャパシタ群とキャパシタ
用充電回路とを接続する充電接続手段と、を具備する電
動車両用電源装置において、複数のキャパシタ群は、キ
ャパシタ用放電回路と接続するキャパシタ群とキャパシ
タ用充電回路と接続するキャパシタ群とからなる電動車
両用電源装置である。Further, the present invention provides a battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit, a capacitor charging circuit, a discharge connecting means for connecting the capacitor group and the capacitor discharging circuit, And a charging connection means for connecting to the capacitor charging circuit, wherein the plurality of capacitor groups include a capacitor group connected to the capacitor discharging circuit and a capacitor group connected to the capacitor charging circuit. Power supply device for an electric vehicle.
【００１０】また、本発明は、上記選択接続手段、上記
放電接続手段又は上記充電接続手段について、所定時間
経過後に接続変更する時間接続変更手段を備える電動車
両用電源装置である。Further, the present invention is an electric vehicle power supply device comprising a time connection changing means for changing the connection of the selection connection means, the discharge connection means or the charge connection means after a predetermined time has elapsed.
【００１１】そして、本発明は、キャパシタ群の電圧を
測定する電圧測定手段と、複数のキャパシタ群の測定電
圧値を比較する電圧比較手段と、上記選択接続手段、上
記放電接続手段又は上記充電接続手段の接続変更を決定
する接続変更決定手段と、を備える電動車両用電源装置
である。The present invention provides a voltage measuring means for measuring a voltage of a capacitor group, a voltage comparing means for comparing measured voltage values of a plurality of capacitor groups, the selective connecting means, the discharging connecting means or the charging connecting means. And a connection change determining means for determining a connection change of the means.
【００１２】更に、本発明は、負荷からの回生電流によ
りキャパシタ群を充電する回生充電回路を備える電動車
両用電源装置である。Further, the present invention is an electric vehicle power supply device provided with a regenerative charging circuit for charging a group of capacitors with a regenerative current from a load.
【００１３】また、本発明は、バッテリー群からの充電
電流によりキャパシタ群を充電するバッテリー充電回路
と上記回生充電回路とを選択又は併用する充電管理手段
を備える電動車両用電源装置である。Further, the present invention is a power supply device for an electric vehicle including a charge management means for selecting or using a battery charging circuit for charging a capacitor group with a charging current from a battery group and the regenerative charging circuit.
【００１４】そして、本発明は、キャパシタ用放電回路
と接続するキャパシタ群は、他のキャパシタ群よりも電
圧が高いことを特徴とする電動車両用電源装置である。According to the present invention, there is provided a power supply device for an electric vehicle, wherein a capacitor group connected to the capacitor discharge circuit has a higher voltage than other capacitor groups.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。本発明の電動車両用電源装置の一実施例につい
て、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施例の
電動車両用電源装置の説明図である。図２は、実施例の
電動車両用電源装置の動作フローの一例の説明図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described. One embodiment of a power supply device for an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of a power supply device for an electric vehicle according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an operation flow of the electric vehicle power supply device according to the embodiment.
【００１６】本実施例の電動車両用電源装置は、バッテ
リー群１、バッテリー用ダイオード２、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３、放電用ダイオード４１、４２、充電用ダイオ
ード５１、５２、充放電切替リレー６１、６２、複数の
キャパシタ群７１、７２、キャパシタ電圧判定回路８、
バッテリー用放電回路９、キャパシタ用放電回路１０、
バッテリー充電回路１１、回生充電回路１２、放電回路
切替リレー１３、回生スイッチ１４、タイマー１５、イ
ンバータ１６、電動車両駆動用モータ１７、等からな
る。The power supply device for an electric vehicle according to this embodiment includes a battery group 1, a battery diode 2, a DC / DC converter 3, discharging diodes 41 and 42, charging diodes 51 and 52, and charging / discharging switching relays 61 and 62. , A plurality of capacitor groups 71 and 72, a capacitor voltage determination circuit 8,
Battery discharge circuit 9, capacitor discharge circuit 10,
It comprises a battery charging circuit 11, a regenerative charging circuit 12, a discharging circuit switching relay 13, a regenerative switch 14, a timer 15, an inverter 16, an electric vehicle driving motor 17, and the like.
【００１７】バッテリー群１は、１又は複数のバッテリ
ーからなり、電動車両駆動用モータ１７の駆動及びキャ
パシタ群７１、７２の充電の電流供給源である。バッテ
リー用ダイオード２は、バッテリー用放電回路９に放電
電流を流すが、逆方向の電流は阻止する。ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３は、バッテリー群１からのキャパシタ充電電
流の電圧を所定の電圧に昇圧する。放電用ダイオード４
１、４２は、キャパシタ群７１、７２からの放電電流を
キャパシタ用放電回路１０に流すが、逆方向の電流は阻
止する。充電用ダイオード５１、５２は、バッテリー充
電回路１１又は回生充電回路１２からキャパシタ群７
１、７２への充電電流を流すが、逆方向の電流を阻止す
る。充放電切替リレー６１、６２は、キャパシタ用放電
回路又はキャパシタ用充電回路を選択してキャパシタ群
７１、７２と接続する選択接続手段であり、充電側接点
６１Ａ、６２Ａと放電側接点６１Ｂ、６２Ｂとキャパシ
タ側接点６１Ｃ、６２Ｃを有し、そして、放電用ダイオ
ード４１、４２又は充電用ダイオード５１、５２を選択
してキャパシタ群７１、７２と接続する。なお、一方の
充放電切替リレー６１がキャパシタ用放電回路１０を選
択して接続するとき、他方の充放電切替リレー６２はキ
ャパシタ用充電回路（バッテリー充電回路１１又は回生
充電回路１２）を選択して接続する。キャパシタ群７
１、７２は、１又は複数のキャパシタからなり、電動車
両駆動用モータ１７への駆動電流供給源である。キャパ
シタ電圧判定回路８は、キャパシタ群７１、７２の電圧
ＣＶ１〜ＣＶ４を測定する電圧測定手段と、キャパシタ
群７１、７２の測定電圧値を比較する電圧比較手段と、
選択接続手段６１、６２の接続変更を決定する接続変更
決定手段とからなる。その詳細は、後述する動作フロー
において説明する。The battery group 1 includes one or a plurality of batteries, and is a current supply source for driving the electric vehicle driving motor 17 and charging the capacitor groups 71 and 72. The battery diode 2 allows a discharge current to flow through the battery discharge circuit 9, but blocks a reverse current. DC / DC converter 3 boosts the voltage of the capacitor charging current from battery group 1 to a predetermined voltage. Discharge diode 4
1 and 42 allow the discharge current from the capacitor groups 71 and 72 to flow to the capacitor discharge circuit 10, but block the current in the reverse direction. The charging diodes 51 and 52 are connected to the capacitor group 7 from the battery charging circuit 11 or the regenerative charging circuit 12.
The charging current flows to 1, 72, but blocks the current in the reverse direction. The charge / discharge switching relays 61 and 62 are selection connection means for selecting a capacitor discharge circuit or a capacitor charge circuit and connecting to the capacitor groups 71 and 72, and include charging contacts 61A and 62A and discharging contacts 61B and 62B. It has capacitor-side contacts 61C and 62C, and selects the discharging diodes 41 and 42 or the charging diodes 51 and 52 to connect to the capacitor groups 71 and 72. When one charging / discharging switching relay 61 selects and connects the capacitor discharging circuit 10, the other charging / discharging switching relay 62 selects a capacitor charging circuit (battery charging circuit 11 or regenerative charging circuit 12). Connecting. Capacitor group 7
Reference numerals 1 and 72 each include one or a plurality of capacitors, and are driving current supply sources to the electric vehicle driving motor 17. The capacitor voltage determination circuit 8 includes a voltage measurement unit that measures the voltages CV1 to CV4 of the capacitor groups 71 and 72, a voltage comparison unit that compares the measured voltage values of the capacitor groups 71 and 72,
It comprises connection change determining means for determining connection change of the selective connection means 61 and 62. The details will be described in an operation flow described later.
【００１８】バッテリー用放電回路９は、バッテリー１
から電動車両駆動用モータ１７に駆動電流を供給する回
路である。キャパシタ用放電回路１０は、キャパシタ群
７１、７２から電動車両駆動用モータ１７に駆動電流を
供給する回路である。バッテリー充電回路１１は、バッ
テリー１からキャパシタ群７１、７２に充電電流を供給
する回路である。回生充電回路１２は、電動車両駆動用
モータ１７及びインバータ１６からキャパシタ群７１、
７２に充電電流を供給する回路である。放電回路切替リ
レー１３は、キャパシタ側接点１３Ａとバッテリー側接
点１３Ｂとインバータ側接点１３Ｃとを有し、バッテリ
ー用放電回路９又はキャパシタ用放電回路１０を切替
え、インバータ１６とを接続する。回生スイッチ１４
は、回生充電回路との接続をオン又はオフとする。タイ
マー１５は、時間接続変更手段であり、充放電切替リレ
ー６１、６２及び放電回路切替リレー１３について、所
定時間経過後に接続変更する。インバータ１６は、バッ
テリー用放電回路９又はキャパシタ用放電回路１０から
の放電電流を交流に変換して電動車両駆動用モータ１７
を動作させる。電動車両駆動用モータ１７は、電動車両
の駆動源である。The battery discharging circuit 9 includes the battery 1
Is a circuit for supplying a drive current to the motor 17 for driving the electric vehicle. The capacitor discharging circuit 10 is a circuit that supplies a driving current from the capacitor groups 71 and 72 to the electric vehicle driving motor 17. The battery charging circuit 11 is a circuit that supplies a charging current from the battery 1 to the capacitor groups 71 and 72. The regenerative charging circuit 12 includes a capacitor group 71 from the electric vehicle driving motor 17 and the inverter 16,
72 is a circuit for supplying a charging current to 72. The discharge circuit switching relay 13 has a capacitor-side contact 13A, a battery-side contact 13B, and an inverter-side contact 13C, and switches the battery discharge circuit 9 or the capacitor discharge circuit 10 to connect to the inverter 16. Regenerative switch 14
Turns on or off the connection with the regenerative charging circuit. The timer 15 is a time connection changing unit, and changes the connection of the charge / discharge switching relays 61 and 62 and the discharge circuit switching relay 13 after a predetermined time has elapsed. The inverter 16 converts the discharge current from the battery discharge circuit 9 or the capacitor discharge circuit 10 into an alternating current, and
To work. The electric vehicle driving motor 17 is a driving source of the electric vehicle.
【００１９】本実施例の電動車両用電源装置の作動の一
例を説明する。２組のキャパシタ７は、電圧判定回路８
にて電圧を測定し比較して高低を判別し、低い方のキャ
パシタ群７Ａは、充電用キャパシタとなり、充電側接点
６１Ａに接続される。高い方のキャパシタ群７Ｂは、放
電用キャパシタとなり、放電側接点６１Ｂに接続され
る。発進時はキャパシタ群７からの給電とするため、放
電回路切替リレー１３はキャパシタ側接点１３Ａに接続
され、そして、回生用ＳＷ１４は開いている。キャパシ
タ群７からの給電は、アクセル同期信号や電流センサに
よる負荷信号等により発進時に開始され、タイマー１５
で設定された所定時間の給電が行われる。所定時間経過
後、放電回路切替リレー１３は、バッテリー接点１３Ｂ
側に接続され、バッテリー群１からの給電となる。ま
た、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により昇圧された電圧が充
電用キャパシタ７Ａに印加され充電される。さらに、ア
クセルを戻したときに回生電流が生じ、充電用キャパシ
タ７Ａの充電に使用するため、回生スイッチ１４が閉じ
られ、回生電流は回生充電回路１２を介して、充電用キ
ャパシタ７Ａに充電される。再び発進するときは、電圧
判定から繰り返し同様な作動となる。An example of the operation of the power supply device for an electric vehicle according to the present embodiment will be described. The two sets of capacitors 7 include a voltage determination circuit 8
The voltage is measured and compared to determine whether the voltage is high or low. The lower capacitor group 7A becomes a charging capacitor and is connected to the charging-side contact 61A. The higher capacitor group 7B serves as a discharging capacitor and is connected to the discharging contact 61B. When starting, power is supplied from the capacitor group 7, so that the discharge circuit switching relay 13 is connected to the capacitor-side contact 13A, and the regeneration switch 14 is open. The power supply from the capacitor group 7 is started at the time of start by an accelerator synchronization signal, a load signal from a current sensor, or the like.
The power supply is performed for a predetermined time set in. After a lapse of a predetermined time, the discharge circuit switching relay 13 switches to the battery contact 13B.
Side, and power is supplied from the battery group 1. The voltage boosted by the DC / DC converter 3 is applied to the charging capacitor 7A and charged. Further, when the accelerator is released, a regenerative current is generated, and the regenerative switch 14 is closed to use the regenerative current for charging the charging capacitor 7A. The regenerative current is charged to the charging capacitor 7A via the regenerative charging circuit 12. . When the vehicle starts again, the same operation is repeatedly performed from the voltage determination.
【００２０】本実施例の電動車両用電源装置の動作フロ
ーの一例について、図２を用いて説明する。 Ｓ１０１） キャパシタ電圧判定回路８にてキャパシタ
群７１、７２の電圧を測定する。 Ｓ１０２） 測定電圧が所定の電圧以上、例えば３０Ｖ
以上であるときはステップＳ１０３に進み、３０Ｖ未満
のときはステップＳ１１０に進む。 Ｓ１０３） 回生スイッチ１４は開かれ、そして、充放
電切替リレー６１、６２について、キャパシタ群７１、
７２の測定電圧値を比較し、低い方は充電側接点６１Ａ
又は６２Ａとし、高い方は放電側接点６１Ｂ又は６２Ｂ
とする。また、放電回路切替リレー１３は、キャパシタ
側接点１３Ａとし、キャパシタ群７から給電される。 Ｓ１０４） タイマー１５は、キャパシタ給電時間を設
定する。 Ｓ１０５） 電動車両のアクセルはオンとなり、モータ
１７に大電流給電する必要が生じる。 Ｓ１０６） 電源（ステップＳ１０３で選択されたキャ
パシタ群７、又は、ステップＳ１１０で選択されたバッ
テリー群１）は、インバータ１６を介してモータ１７へ
大電流を給電する。 Ｓ１０７） キャパシタ群７より給電されるとき、所定
時間経過すると、放電回路切替リレー１３は、バッテリ
ー側接点１３Ｂとし、バッテリー１から給電される。充
放電切替リレー６１、６２について、放電側接点６１
Ｂ、６２Ｂは充電側接点６１Ａ、６２Ａに切替える。一
方、バッテリー群１から給電されるとき、各接点は、ス
テップＳ１１０に従い、既にバッテリー側接点１３Ｂ、
充電側接点６１Ａ、６２Ａに切替わっている。 Ｓ１０８） 電動車両のアクセルがオフとなると、イン
バータ１６から回生電流が取り出せる状態となる。 Ｓ１０９） 回生スイッチ１４は閉じられ、回生電流は
回生充電回路１２を介してキャパシタ群７を充電する。
そして、ステップＳ１１１に進む。 Ｓ１１０） 回生スイッチ１４は開かれ、そして、放電
回路切替リレー１３は、バッテリー側接点１３Ｂとし、
モータ１７にはバッテリー群１から給電される。充放電
切替リレー６１、６２について、充電側接点６１Ａ、６
２Ａとする。ステップＳ１０５に進む。 Ｓ１１１） エンドとなり、再び発進するときはステッ
プＳ１０１に戻る。An example of the operation flow of the electric vehicle power supply device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. S101) The capacitor voltage determination circuit 8 measures the voltages of the capacitor groups 71 and 72. S102) The measured voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, for example, 30 V
If so, the process proceeds to step S103, and if less than 30V, the process proceeds to step S110. S103) The regenerative switch 14 is opened, and the charge / discharge switching relays 61, 62 are switched to the capacitor group 71,
72, and the lower one is the charging side contact 61A.
Or 62A, and the higher one is the discharge side contact 61B or 62B.
And The discharge circuit switching relay 13 is a capacitor-side contact 13A, and is supplied with power from the capacitor group 7. S104) The timer 15 sets the capacitor power supply time. S105) The accelerator of the electric vehicle is turned on, and it is necessary to supply a large current to the motor 17. S106) The power supply (the capacitor group 7 selected in step S103 or the battery group 1 selected in step S110) supplies a large current to the motor 17 via the inverter 16. S107) When power is supplied from the capacitor group 7, after a lapse of a predetermined time, the discharge circuit switching relay 13 is set to the battery-side contact 13B and is supplied with power from the battery 1. Regarding the charge / discharge switching relays 61, 62, the discharge side contact 61
B and 62B are switched to charging side contacts 61A and 62A. On the other hand, when power is supplied from the battery group 1, each of the contacts already has the battery-side contacts 13B, according to step S110.
It has switched to the charging side contacts 61A and 62A. S108) When the accelerator of the electric vehicle is turned off, a state in which a regenerative current can be extracted from the inverter 16 is established. S109) The regenerative switch 14 is closed, and the regenerative current charges the capacitor group 7 via the regenerative charging circuit 12.
Then, the process proceeds to step S111. S110) The regenerative switch 14 is opened, and the discharge circuit switching relay 13 is a battery side contact 13B.
The motor 17 is supplied with power from the battery group 1. Regarding the charge / discharge switching relays 61, 62, the charging side contacts 61A, 6
2A. Proceed to step S105. (S111) End, and when the vehicle starts again, the process returns to step S101.
【００２１】本実施例のように、複数のキャパシタ群７
１、７２をそれぞれバッテリー群１と並列に接続し、一
のキャパシタ群７１が放電に使われているときには他の
キャパシタ群７２へは充電が行われている。また再度キ
ャパシタ群７１、７２からの放電が必要なときには、キ
ャパシタ群７２から放電し、キャパシタ群７１へは充電
が行われている。この充電はバッテリー電流又は負荷か
らの回生電流によって得られる電力からなされるが、バ
ッテリー充電される場合にはバッテリー１の放電深度が
大きくならないように５０Ａ以下に電流値を制限した定
電圧充電、もしくは５〜１０Ａ程度の定電流充電が望ま
しい。また、キャパシタ群７とバッテリー群１の切り替
えはタイマー１５により制御し、発進時及び高負荷時に
所定時間キャパシタ群７から給電して電動車両の発進を
キャパシタのみで行う。その後、所定時間経過後、放電
回路切替リレー１３を切り替えてバッテリー群１からの
放電として定常走行する。この結果、発進時及び高負荷
時における大電流放電はキャパシタからのみで行われ、
定常走行時の走行電流はバッテリーから給電すること
で、バッテリーに対する負荷を平準化することができ
る。また、同容量のキャパシタであれば、単一バンクと
して使うよりも１／２の容量で給電することになる。As in this embodiment, a plurality of capacitor groups 7
1 and 72 are connected in parallel with the battery group 1, and when one capacitor group 71 is used for discharging, the other capacitor group 72 is charged. When the capacitors 71 and 72 need to be discharged again, the capacitors 72 are discharged and the capacitors 71 are charged. This charging is performed from the battery current or the power obtained by the regenerative current from the load. When the battery is charged, constant-voltage charging in which the current value is limited to 50 A or less so that the depth of discharge of the battery 1 does not increase, or A constant current charge of about 5 to 10 A is desirable. The switching between the capacitor group 7 and the battery group 1 is controlled by the timer 15, and when the vehicle starts and when the load is high, power is supplied from the capacitor group 7 for a predetermined time to start the electric vehicle using only the capacitor. Thereafter, after a lapse of a predetermined time, the discharge circuit switching relay 13 is switched, and the vehicle runs in a steady state as discharge from the battery group 1. As a result, large current discharge at the time of starting and high load is performed only from the capacitor,
By supplying the running current during steady running from the battery, the load on the battery can be leveled. In addition, if the capacitors have the same capacity, power is supplied at half the capacity of a single bank.
【００２２】本実施例の電動車両用電源装置によれば、
複数のキャパシタ群７１、７２を交互に使うので、一方
の放電の間も他方に充電することが可能であり、充電時
間が長くとれる。そのため、充電効率のよい比較的小電
流（例として５〜１０Ａ）で定常走行中の充電が可能で
ある。また、渋滞時等で発進停止が極端に多く定常走行
ができない場合には、キャパシタ群７１、７２のみで発
進停止を繰り返すことにより、バッテリーの大電流放電
はキャパシタへの小電流充電に代替され、バッテリーの
負荷が極端に低減できる。さらに、給電ソースを完全に
切り換えることで、キャパシタとバッテリーのＥＳＲの
大小に関係なく、モータに給電することができる。な
お、キャパシタのＥＳＲはできるだけ低い方が大きなパ
ワーを取り出せる。According to the power supply device for an electric vehicle of the present embodiment,
Since the plurality of capacitor groups 71 and 72 are used alternately, it is possible to charge the other during one discharge, and the charging time can be extended. Therefore, it is possible to perform charging during steady running with a relatively small current (e.g., 5 to 10 A) having good charging efficiency. In addition, when the vehicle is extremely slow to start and stop due to traffic congestion or the like and cannot perform steady driving, the start and stop of the battery is repeated only by the capacitor groups 71 and 72, so that the large current discharge of the battery is replaced with the small current charge to the capacitor. The load on the battery can be extremely reduced. Further, by completely switching the power supply source, power can be supplied to the motor regardless of the magnitude of the ESR of the capacitor and the battery. It should be noted that the lower the ESR of the capacitor is, the more power can be taken out.
【００２３】充放電切替リレー６１、６２及び放電回路
切替リレー１３の代りに、半導体素子、例えばサイリス
タ、を使用して、キャパシタ群７１、７２とキャパシタ
用放電回路１０とを接続する放電接続手段、キャパシタ
群７１、７２とキャパシタ用充電回路（バッテリー充電
回路１１又は回生充電回路１２）とを接続する充電接続
手段、キャパシタ用放電回路１０とインバータ１６とを
接続するキャパシタ接続手段、バッテリー群１とインバ
ータ１６とを接続するバッテリー接続手段とすること
は、可能である。Instead of the charge / discharge switching relays 61 and 62 and the discharge circuit switching relay 13, a semiconductor element, for example, a thyristor is used to connect the capacitor groups 71 and 72 to the capacitor discharge circuit 10. Charging connection means for connecting the capacitor groups 71 and 72 and the capacitor charging circuit (battery charging circuit 11 or regenerative charging circuit 12), capacitor connecting means for connecting the capacitor discharging circuit 10 and the inverter 16, battery group 1 and the inverter It is possible to use battery connection means for connecting the power supply 16 to the power supply.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、充電時間が長くとれ、
充電効率のよい比較的小電流で定常走行中の充電が可能
であり、そして。バッテリー群の負荷が極端に低減で
き、更に、キャパシタとバッテリーのＥＳＲの大小に関
係なくモータに給電することができる電動車両用電源装
置を提供することができる。According to the present invention, the charging time can be extended,
Charging during steady running is possible with a relatively small current with good charging efficiency, and. It is possible to provide a power supply device for an electric vehicle that can extremely reduce the load on the battery group and can supply power to the motor regardless of the magnitude of the ESR of the capacitor and the battery.
【図１】実施例の電動車両用電源装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a power supply device for an electric vehicle according to an embodiment.
【図２】実施例の電動車両用電源装置の動作フローの一
例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation flow of the electric vehicle power supply device according to the embodiment;
１ バッテリー群１ ２ バッテリー用ダイオード ３ 昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ ４１、４２ 放電用ダイオード ５１、５２ 充電用ダイオード ６１、６２ 充放電切替リレー ７、７１、７２、７Ａ、７Ｂ キャパシタ群 ８ キャパシタ電圧判定回路 ９ バッテリー用放電回路 １０ キャパシタ用放電回路 １１ バッテリー充電回路 １２ 回生充電回路 １３ 放電回路切替リレー １４ 回生スイッチ １５ タイマー １６ インバータ １７ 電動車両駆動用モータ REFERENCE SIGNS LIST 1 battery group 1 2 battery diode 3 step-up DC / DC converter 41, 42 discharging diode 51, 52 charging diode 61, 62 charge / discharge switching relay 7, 71, 72, 7 A, 7 B capacitor group 8 capacitor voltage determination circuit 9 Discharge circuit for battery 10 Discharge circuit for capacitor 11 Battery charging circuit 12 Regenerative charging circuit 13 Discharge circuit switching relay 14 Regenerative switch 15 Timer 16 Inverter 17 Motor for driving electric vehicle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 敏和 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社シー シーアール内 (72)発明者 小林 正次 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshikazu Takeda 8 Clay Shelf, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Inside CIR Co., Ltd. (72) Inventor Masaji Kobayashi 8 Clay Shelf, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Isuzu Motors Corporation
Claims (9)
と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ用充電回路
と、キャパシタ用放電回路又はキャパシタ用充電回路を
選択してキャパシタ群と接続する複数の選択接続手段
と、を具備する電動車両用電源装置において、 前記複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手段はキ
ャパシタ用放電回路又はキャパシタ用充電回路を選択し
て接続し、他の選択接続手段は反対のキャパシタ用充電
回路又はキャパシタ用放電回路を選択して接続すること
を特徴とする電動車両用電源装置。1. A battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit, a capacitor charging circuit, and a plurality of selective connection means for selecting a capacitor discharging circuit or a capacitor charging circuit and connecting to the capacitor group. In the electric vehicle power supply device, one of the plurality of selection connection means selects and connects a capacitor discharge circuit or a capacitor charge circuit, and the other selection connection means is opposite. And a capacitor charging circuit or a capacitor discharging circuit.
と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ用充電回路
と、キャパシタ用放電回路又はキャパシタ用充電回路を
選択して各キャパシタ群と接続する複数の選択接続手段
と、を具備する電動車両用電源装置において、 前記複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手段と他
の選択接続手段とは、一方がキャパシタ用放電回路を選
択して接続するとき、他方はキャパシタ用充電回路を選
択して接続することを特徴とする電動車両用電源装置。2. A plurality of selective connections for selecting a battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit, a capacitor charging circuit, and a capacitor discharging circuit or a capacitor charging circuit and connecting to each capacitor group. Means, the power supply device for an electric vehicle, comprising: one of the plurality of selection connection means and the other selection connection means, when one is selected to connect the capacitor discharge circuit, The other is a power supply device for an electric vehicle, wherein a charging circuit for a capacitor is selected and connected.
と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ用充電回路
と、キャパシタ用放電回路又はキャパシタ用充電回路を
選択してキャパシタ群と接続する複数の選択接続手段
と、を具備する電動車両用電源装置において、 前記複数の選択接続手段のうちの一の選択接続手段がキ
ャパシタ用放電回路からキャパシタ用充電回路に接続変
更するとき、他の選択接続手段はキャパシタ用充電回路
からキャパシタ用放電回路に接続変更することを特徴と
する電動車両用電源装置。3. A plurality of selective connection means for selecting a battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharge circuit, a capacitor charge circuit, a capacitor discharge circuit or a capacitor charge circuit, and connecting to the capacitor group. And wherein when one of the plurality of selection connection means changes the connection from the discharge circuit for the capacitor to the charge circuit for the capacitor, the other selection connection means is for the capacitor. A power supply device for an electric vehicle, wherein a connection is changed from a charging circuit to a discharging circuit for a capacitor.
と、キャパシタ用放電回路と、キャパシタ用充電回路
と、キャパシタ群とキャパシタ用放電回路とを接続する
放電接続手段と、キャパシタ群とキャパシタ用充電回路
とを接続する充電接続手段と、を具備する電動車両用電
源装置において、 前記複数のキャパシタ群は、キャパシタ用放電回路と接
続するキャパシタ群とキャパシタ用充電回路と接続する
キャパシタ群とからなることを特徴とする電動車両用電
源装置。4. A battery group, a plurality of capacitor groups, a capacitor discharging circuit, a capacitor charging circuit, a discharging connection means for connecting the capacitor group and the capacitor discharging circuit, a capacitor group and a capacitor charging circuit. A plurality of capacitor groups, each of which includes a capacitor group connected to a capacitor discharging circuit and a capacitor group connected to a capacitor charging circuit. A power supply device for an electric vehicle.
動車両用電源装置において、 上記選択接続手段、上記放電接続手段又は上記充電接続
手段について、所定時間経過後に接続変更する時間接続
変更手段を備えることを特徴とする電動車両用電源装
置。5. The power supply for an electric vehicle according to claim 1, wherein the selection connection unit, the discharge connection unit, or the charge connection unit changes connection after a predetermined time has elapsed. A power supply device for an electric vehicle, comprising a changing unit.
動車両用電源装置において、 キャパシタ群の電圧を測定する電圧測定手段と、複数の
キャパシタ群の測定電圧値を比較する電圧比較手段と、
上記選択接続手段、上記放電接続手段又は上記充電接続
手段の接続変更を決定する接続変更決定手段と、を備え
ることを特徴とする電動車両用電源装置。6. The power supply device for an electric vehicle according to claim 1, wherein a voltage measuring unit that measures a voltage of the capacitor group and a voltage comparison unit that compares measured voltage values of the plurality of capacitor groups. Means,
A power supply device for an electric vehicle, comprising: a connection change determination unit that determines a connection change of the selection connection unit, the discharge connection unit, or the charge connection unit.
動車両用電源装置において、 負荷からの回生電流によりキャパシタ群を充電する回生
充電回路を備えることを特徴とする電動車両用電源装
置。7. The electric vehicle power supply according to claim 1, further comprising: a regenerative charging circuit for charging a group of capacitors by a regenerative current from a load. apparatus.
いて、 バッテリー群からの充電電流によりキャパシタ群を充電
するバッテリー充電回路と上記回生充電回路とを選択又
は併用する充電管理手段を備えることを特徴とする電動
車両用電源装置。8. The power supply device for an electric vehicle according to claim 7, further comprising: charge management means for selecting or using a battery charging circuit for charging a group of capacitors with a charging current from the group of batteries and the regenerative charging circuit. A power supply device for an electric vehicle.
動車両用電源装置において、 キャパシタ用放電回路と接続するキャパシタ群は、他の
キャパシタ群よりも電圧が高いことを特徴とする電動車
両用電源装置。9. The power supply device for an electric vehicle according to claim 1, wherein a capacitor group connected to the capacitor discharge circuit has a higher voltage than other capacitor groups. Power supply for electric vehicles.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154224A JPH11346404A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Motor-driven vehicle power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154224A JPH11346404A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Motor-driven vehicle power supply device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11346404A true JPH11346404A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15579571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10154224A Pending JPH11346404A (en) | 1998-06-03 | 1998-06-03 | Motor-driven vehicle power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11346404A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110775080A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 通用电气全球采购有限责任公司 | Locomotive propulsion system |
-
1998
- 1998-06-03 JP JP10154224A patent/JPH11346404A/en active Pending
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