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JPH0549110A - Battery charger for electric automobile - Google Patents

Battery charger for electric automobile

Info

Publication number
JPH0549110A
JPH0549110A JP3200178A JP20017891A JPH0549110A JP H0549110 A JPH0549110 A JP H0549110A JP 3200178 A JP3200178 A JP 3200178A JP 20017891 A JP20017891 A JP 20017891A JP H0549110 A JPH0549110 A JP H0549110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
voltage
battery
charging
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3200178A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Furuta
茂樹 古田
Yasuhiko Sakurai
靖彦 桜井
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP3200178A priority Critical patent/JPH0549110A/en
Publication of JPH0549110A publication Critical patent/JPH0549110A/en
Pending legal-status Critical Current

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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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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To provide a light and downsized battery charger for electric automobile with low manufacturing cost. CONSTITUTION:An AC three-phase motor 1 for traveling a vehicle is subjected to rotational speed control through a motor controller 3 (comprising an inverter 5 and an electronic control circuit 6) for controlling the operating state of six switching elements 4a-4f. Charger of a battery 2 for feeding power to the motor 1 comprises a power supply section 9 receiving three-phase commercial power of 200V and a low voltage rectifying means 10 for converting AC power into DC power through a diode bridge. Thus converted DC power is then inverted into high frequency pseudo-AC voltage through a high frequency oscillation means 11 provided in the motor controller 3. Thus produced AC voltage is then boosted through a small transformer 12 and further converted through a high voltage rectifying means 13 into DC voltage for charging the battery 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に搭載され
るバッテリを、商用の低電圧交流電流によって充電する
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for charging a battery mounted on an electric vehicle with a commercial low voltage alternating current.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気自動車のモータを駆動するための走
行用バッテリを、商用の100Vまたは200Vの交流
電流を使用して充電する装置は、商用の100Vまたは
200Vの交流電流を高電圧に昇圧する変圧器を用いて
いた。この変圧器は、使用される周波数が低周波である
ため、大型になり、搭載スペースの確保が困難となると
ともに、重量が増加したり、製造コストが高くなるなど
の問題点を有していた。この上記の技術に対して、商用
電源を一旦直流電流に変換したのち、高周波の交流電流
に変換して昇圧することによって、変圧器が小型化でき
るスイッチングレギュレータ方式が知られている。
2. Description of the Related Art A device for charging a running battery for driving a motor of an electric vehicle using a commercial 100V or 200V AC current boosts a commercial 100V or 200V AC current to a high voltage. I was using a transformer. Since this transformer uses a low frequency, it becomes large in size, it is difficult to secure a mounting space, and there are problems such as an increase in weight and an increase in manufacturing cost. .. In contrast to the above technique, there is known a switching regulator system in which a transformer can be downsized by first converting a commercial power source into a direct current, then converting into a high frequency alternating current and boosting the voltage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のスイッチングレ
ギュレータ方式の充電装置は、直流電流を高周波の交流
電流に変換するためのスイッチング素子と、このスイッ
チング素子の発生する熱を放出する放熱器とが必要とな
る。このため、充電装置にスイッチングレギュレータ方
式を採用することによって、充電装置の体格は小型化で
きるが、充電装置の製造コストが高くなってしまう問題
点を備えていた。
The above-mentioned switching regulator type charging device requires a switching element for converting a direct current into a high frequency alternating current, and a radiator for releasing the heat generated by the switching element. Becomes Therefore, by adopting the switching regulator method for the charging device, the physical size of the charging device can be reduced, but the manufacturing cost of the charging device becomes high.

【0004】[0004]

【発明の目的】本発明の目的は、軽量、小型で、かつ製
造コストの安価な電気自動車用バッテリ充電装置の提供
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery charger for an electric vehicle which is lightweight, small in size, and inexpensive in manufacturing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の電気自動車用バ
ッテリ充電装置は、次の技術的手段を採用した。電気自
動車は、車両走行用のモータと、このモータを駆動する
電力を蓄えるバッテリと、このバッテリに蓄えられた電
力を前記モータに与えるスイッチング素子を備え、この
スイッチング素子の動作状態を制御して、前記モータの
回転速度を制御するモータ制御装置とを備える。そし
て、電気自動車用バッテリ充電装置は、車外より低電圧
の交流電流を受ける電力供給部と、この電力供給部より
供給された低電圧の交流電流を、直流電流に変換する低
電圧整流手段と、前記バッテリの充電を行う際、前記低
電圧整流手段を介して供給される直流電流を、前記スイ
ッチング素子を用いて高周波の発振電圧に変換する高周
波発振手段と、この高周波発振手段によって変換された
高周波の発振電圧を、高電圧に変換する変圧器と、この
変圧器によって変圧された高電圧の交流電流を、直流に
変換して前記バッテリへ印加する高電圧整流手段とを備
える。
The battery charger for an electric vehicle of the present invention employs the following technical means. The electric vehicle includes a motor for driving the vehicle, a battery that stores electric power for driving the motor, and a switching element that supplies the electric power stored in the battery to the motor, and controls the operating state of the switching element, And a motor control device that controls the rotation speed of the motor. Then, the battery charging device for an electric vehicle, a power supply unit that receives an alternating current of a low voltage from the outside of the vehicle, a low voltage alternating current supplied from the power supply unit, a low voltage rectifying means for converting to a direct current, When charging the battery, a high-frequency oscillating means for converting a direct current supplied through the low-voltage rectifying means into a high-frequency oscillating voltage using the switching element, and a high-frequency oscillating means converted by the high-frequency oscillating means. And a high-voltage rectifying means for converting the high-voltage alternating current transformed by the transformer into a direct current and applying it to the battery.

【0006】本発明の電気自動車用バッテリ充電装置
は、次の技術的手段を採用しうる。高周波発振手段は、
モータ制御装置に設けられる。モータは、交流モータ
で、モータ制御装置がインバータ式モータ制御装置であ
る。モータは、直流モータで、モータ制御装置がチョッ
パ式モータ制御装置である。
The battery charging device for an electric vehicle of the present invention can employ the following technical means. The high frequency oscillation means
It is provided in the motor control device. The motor is an AC motor, and the motor control device is an inverter type motor control device. The motor is a DC motor, and the motor control device is a chopper type motor control device.

【0007】[0007]

【発明の作用】車両走行時は、モータ制御装置がスイッ
チング素子の動作状態を制御する。すると、バッテリに
蓄えられた電力が、スイッチング素子の動作状態に応じ
てモータに供給され、モータが回転駆動される。充電時
は、電力供給部の受けた低電圧の交流電流を、低電圧整
流手段によって、直流電流に変換する。この直流電流
は、モータ制御用のスイッチング素子を用いた高周波発
振手段によって、高周波の発振電圧に変換される。この
高周波の発振電圧は、変圧器に印加され、変圧器で高電
圧の交流電流に変換される。そして、この高電圧の交流
電流は、高電圧整流手段によって直流に変換されて、バ
ッテリに印加され、バッテリを充電する。
When the vehicle is running, the motor control device controls the operating state of the switching element. Then, the electric power stored in the battery is supplied to the motor according to the operating state of the switching element, and the motor is rotationally driven. During charging, the low-voltage AC current received by the power supply unit is converted into DC current by the low-voltage rectifying means. This direct current is converted into a high frequency oscillation voltage by the high frequency oscillation means using a switching element for motor control. This high-frequency oscillating voltage is applied to the transformer and converted into a high-voltage alternating current by the transformer. Then, this high-voltage alternating current is converted into direct current by the high-voltage rectifying means and applied to the battery to charge the battery.

【0008】[0008]

【発明の効果】モータ制御用のスイッチング素子は、モ
ータに印加される過大な電力に耐えうるべく、耐電力容
量が大きいとともに、放熱容量も大きく設けられてい
る。このため、モータ制御用のスイッチング素子を、充
電電流の高周波発振用に共用できる。そして、モータ制
御用のスイッチング素子を、充電電流の高周波発振用に
共用することによって、充電専用のスイッチング素子
や、そのスイッチング素子の放熱器が不要となる。ま
た、変圧器は、高周波によって電圧を変化させるため、
小型化が可能である。この結果、電気自動車用バッテリ
を充電する装置の体格を小型化し、重量を軽量化できる
とともに、充電専用のスイッチング素子や、その放熱器
が不要となることによって、充電装置の製造コストを低
く抑えることができる。
The switching element for controlling the motor has a large power withstanding capacity and a large heat radiating capacity so as to withstand the excessive electric power applied to the motor. Therefore, the switching element for controlling the motor can be shared for high-frequency oscillation of the charging current. By sharing the switching element for controlling the motor for high-frequency oscillation of the charging current, the switching element dedicated to charging and the radiator of the switching element are not required. In addition, since the transformer changes the voltage by high frequency,
Can be miniaturized. As a result, the size of the device for charging the battery for an electric vehicle can be made smaller and the weight can be reduced, and the charging device manufacturing cost can be kept low by eliminating the need for a charging-dedicated switching element and its radiator. You can

【0009】[0009]

【実施例】次に、本発明の電気自動車用バッテリ充電装
置を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図1ないし図7は本発明の実施例を示
すもので、図1は電気自動車用バッテリ充電装置の電気
回路図である。電気自動車は、自動車を駆動する車両走
行用の3相交流モータ1、このモータ1を駆動する電力
を蓄えるバッテリ2、このバッテリ2に蓄えられた電力
を制御してモータ1へ与え、モータ1の回転速度を制御
するインバータ式のモータ制御装置3を備える。このモ
ータ制御装置3は、バッテリ2に蓄えられた電力をモー
タ1へ与えるための6つのスイッチング素子4a〜4f
を備えたもので、モータ1の各コイルへの通電量および
通電タイミングを制御するインバータ5と、このインバ
ータ5を制御してモータ1の回転速度を制御するマイク
ロコンピュータを用いた電子制御回路6とからなる。イ
ンバータ5は、電子制御回路6からの制御信号(U、
V、W)を受けて、6つのスイッチング素子4a〜4f
によるトランジスタブリッジを駆動するための、3相の
計6系統の制御信号を作るための処理回路7、および使
用される各スイッチング素子4a〜4fを通電状態にす
るための前置駆動回路であるドライブ回路8を備える。
なお、トランジスタブリッジの各スイッチング素子4a
〜4fは、モータ1に印加される過大な電力に耐えうる
べく、耐電力容量が大きいとともに、放熱器を設けて放
熱容量も大きく設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an electric vehicle battery charging device of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. [Structure of Embodiment] FIGS. 1 to 7 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an electric circuit diagram of a battery charger for an electric vehicle. An electric vehicle controls a vehicle to drive a three-phase AC motor 1 for driving a vehicle, a battery 2 for storing electric power for driving the motor 1, and controls the electric power stored in the battery 2 to supply the electric power to the motor 1. An inverter type motor control device 3 for controlling the rotation speed is provided. The motor control device 3 includes six switching elements 4a to 4f for supplying the electric power stored in the battery 2 to the motor 1.
And an inverter 5 for controlling the amount and timing of energization to each coil of the motor 1, and an electronic control circuit 6 using a microcomputer for controlling the inverter 5 to control the rotation speed of the motor 1. Consists of. The inverter 5 controls the control signal (U,
V, W) to receive the six switching elements 4a-4f.
Drive circuit for driving the transistor bridge according to the above, processing circuit 7 for generating control signals of a total of 6 systems of three phases, and a drive which is a front drive circuit for energizing each of the switching elements 4a to 4f used. The circuit 8 is provided.
In addition, each switching element 4a of the transistor bridge
In order to withstand the excessive electric power applied to the motor 1 to 4f, the electric power withstanding capacity is large, and a radiator is provided to provide a large heat radiating capacity.

【0010】また、電気自動車は、バッテリ2を充電す
るべく、車外より商用の電力を受ける電力供給部9、供
給電力を直流電流に変換する低電圧整流手段10、直流
電流を発振して高周波の発振電圧を作る高周波発振手段
11、高電圧に変換する変圧器12、直流電圧に変換し
てバッテリ2に印加する高電圧整流手段13を備える。
電力供給部9は、商用の電力の供給を行う差込み口に接
続されるコンセントで、このコンセントを介して、3相
200V、50/60Hz(低電圧、低周波の交流電
流)の電力の供給を受ける。低電圧整流手段10は、電
力供給部9より供給される交流電流を、直流に変換する
ダイオードブリッジである。高周波発振手段11は、モ
ータ制御装置3と共用して設けられたもので、スイッチ
ング素子4a〜4fを用いて、低電圧整流手段10で直
流変換された電流を発振し、高周波の交流電圧に変換す
るものである。変圧器12は、高周波発振手段11で発
振された高周波の交流電圧を高電圧に変換するトランス
フォーマである。高電圧整流手段13は、変圧器12で
変圧された高電圧の交流電流を直流に変換してバッテリ
2に印加するための、ダイオード整流回路である。な
お、電気自動車の電気回路には、バッテリ2とインバー
タ5との断続、およびインバータ5とモータ1あるいは
インバータ5と変圧器12の切替のための連動スイッチ
14が設けられている。この連動スイッチ14は、充電
指示を与える手動スイッチであったり、あるいは充電指
示が与えられた際に自動的に切り替わるリレースイッチ
や半導体スイッチであっても良い。
The electric vehicle also has a power supply unit 9 for receiving commercial power from outside the vehicle in order to charge the battery 2, a low-voltage rectifying means 10 for converting the supplied power into a DC current, and a DC current for oscillating a high frequency. A high frequency oscillating means 11 for producing an oscillating voltage, a transformer 12 for converting into a high voltage, and a high voltage rectifying means 13 for converting into a DC voltage and applying it to the battery 2 are provided.
The power supply unit 9 is an outlet connected to an outlet for supplying commercial power, and supplies 3-phase 200 V, 50/60 Hz (low voltage, low frequency alternating current) power through the outlet. receive. The low-voltage rectifying means 10 is a diode bridge that converts an alternating current supplied from the power supply unit 9 into a direct current. The high frequency oscillating means 11 is provided in common with the motor control device 3, and oscillates the current DC-converted by the low voltage rectifying means 10 using the switching elements 4a to 4f to convert it into a high frequency AC voltage. To do. The transformer 12 is a transformer that converts the high-frequency AC voltage oscillated by the high-frequency oscillator 11 into a high voltage. The high-voltage rectification means 13 is a diode rectification circuit for converting the high-voltage alternating current transformed by the transformer 12 into direct current and applying it to the battery 2. The electric circuit of the electric vehicle is provided with an interlock switch 14 for connecting and disconnecting the battery 2 and the inverter 5, and switching between the inverter 5 and the motor 1 or between the inverter 5 and the transformer 12. The interlocking switch 14 may be a manual switch that gives a charging instruction, or a relay switch or a semiconductor switch that automatically switches when a charging instruction is given.

【0011】高周波発振手段11の機能をも果たすモー
タ制御装置3を説明する。モータ制御装置3の電子制御
回路6は、モータ1の回転速度を制御するために、アク
セル開度、モータ回転速度、モータ電流を入力するとと
もに、充電制御を行うために、充電指示、バッテリ電
圧、充電電流が入力される。そして、電子制御回路6
は、入力信号に応じて、処理回路7へ出力する3相の制
御信号(U、V、W)を出力する。また、インバータ5
の処理回路7には、電子制御回路6からの入力信号に対
してスイッチング素子4a〜4fの駆動状態を切り換え
るための切替リレースイッチ15が設けられている。こ
の切替リレースイッチ15も、充電時と走行時とで切り
替わるように、電子制御回路6によって切替制御され
る。
The motor control device 3 which also functions as the high frequency oscillation means 11 will be described. The electronic control circuit 6 of the motor control device 3 inputs an accelerator opening degree, a motor rotation speed, and a motor current in order to control the rotation speed of the motor 1, and a charge instruction, a battery voltage, Charge current is input. Then, the electronic control circuit 6
Outputs a three-phase control signal (U, V, W) output to the processing circuit 7 in accordance with the input signal. In addition, the inverter 5
The processing circuit 7 is provided with a switching relay switch 15 for switching the driving states of the switching elements 4a to 4f in response to the input signal from the electronic control circuit 6. The changeover relay switch 15 is also switch-controlled by the electronic control circuit 6 so as to switch between charging and traveling.

【0012】モータ制御装置3による、車両走行時のモ
ータ1の通電制御を説明する。車両走行時は、連動スイ
ッチ14の一方がバッテリ2とインバータ5とを接続
し、連動スイッチ14の他方がインバータ5とモータ1
とを接続する。これによって、バッテリ2の電力が、イ
ンバータ5を介してモータ1に供給可能な結線状態とな
る。この時、電子制御回路6の3相制御信号によってモ
ータ1が通電制御されるように、切替リレースイッチ1
5が走行側に切り換えられている。電子制御回路6は、
図2および図3に示すように、アクセル開度、およびモ
ータ1の回転速度とモータ電流のフィードバック信号よ
り、正弦波の周期および振幅を演算する演算部16を備
える。この演算部16で演算された演算結果は、正弦波
発振部17に出力され、演算結果に基づく正弦波が形成
される。この正弦波発振部17で形成された正弦波は、
移相回路に出力され、120°ずつずれた3相分の正弦
波を作成し、各相毎のコンパレータ18のプラス端子に
出力する(図3の実線イ参照)。各相のコンパレータ1
8のマイナス端子には、三角波発振部19より出力され
た三角波が入力される(図3の実線ロ参照)。そして、
各コンパレータ18から、図3の実線Aに示される各制
御信号(U、V、W)が、インバータ5の処理回路7に
出力される。そして、インバータ5の処理回路7は、電
子制御回路6より出力される各制御信号(U、V、W)
を、6つのスイッチング素子4a〜4fを駆動するため
の6つの制御信号を作る。なお、図3の実線Bは、処理
回路7の反転回路で反転されてドライブ回路8に印加さ
れる制御信号を示す。そして、制御信号Uはスイッチン
グ素子4a、4bを駆動し、制御信号Vはスイッチング
素子4c、4dを駆動し、制御信号Wはスイッチング素
子4e、4fを駆動する。
The energization control of the motor 1 when the vehicle is traveling by the motor control device 3 will be described. When the vehicle is running, one of the interlocking switches 14 connects the battery 2 and the inverter 5, and the other of the interlocking switches 14 connects the inverter 5 and the motor 1.
And connect. As a result, the electric power of the battery 2 is connected to the motor 1 via the inverter 5. At this time, the switching relay switch 1 is controlled so that the motor 1 is energized by the three-phase control signal of the electronic control circuit 6.
5 is switched to the traveling side. The electronic control circuit 6
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a calculation unit 16 that calculates the cycle and amplitude of the sine wave from the feedback signals of the accelerator opening, the rotation speed of the motor 1, and the motor current is provided. The calculation result calculated by the calculation unit 16 is output to the sine wave oscillating unit 17, and a sine wave based on the calculation result is formed. The sine wave formed by the sine wave oscillator 17 is
The sine waves for three phases, which are output to the phase shift circuit and are shifted by 120 °, are created and output to the plus terminal of the comparator 18 for each phase (see the solid line B in FIG. 3). Comparator 1 for each phase
The triangle wave output from the triangle wave oscillator 19 is input to the minus terminal of 8 (see the solid line B in FIG. 3). And
Each control signal (U, V, W) indicated by the solid line A in FIG. 3 is output from each comparator 18 to the processing circuit 7 of the inverter 5. Then, the processing circuit 7 of the inverter 5 outputs each control signal (U, V, W) output from the electronic control circuit 6.
To generate six control signals for driving the six switching elements 4a to 4f. A solid line B in FIG. 3 indicates a control signal which is inverted by the inverting circuit of the processing circuit 7 and applied to the drive circuit 8. The control signal U drives the switching elements 4a and 4b, the control signal V drives the switching elements 4c and 4d, and the control signal W drives the switching elements 4e and 4f.

【0013】上述した車両走行時における電子制御回路
6の作動を、図4のフローチャートに示す。
The operation of the electronic control circuit 6 while the vehicle is running is shown in the flow chart of FIG.

【0014】次に、モータ制御装置3による、バッテリ
2の充電を説明する。バッテリ2の充電時は、連動スイ
ッチ14の一方がバッテリ2とインバータ5とを切離
し、連動スイッチ14の他方がインバータ5と変圧器1
2とを接続する。これによって、電力供給部9で受けた
電力が、低電圧整流手段10、インバータ5、変圧器1
2、高電圧整流手段13を介してバッテリ2を充電する
結線状態となる。この時、電子制御回路6の3相制御信
号によって変圧器12の1次コイル側に交流電圧が印加
されるように、切替リレースイッチ15が充電側に切り
換えられる。電子制御回路6は、図5および図6に示す
ように、充電指示、バッテリ電圧、充電電流より、充電
制御用のPWM制御電圧(Uc、Vc、Wc)を演算す
る演算部16を備える。この演算部16で演算されたP
WM制御電圧(Uc、Vc、Wc)は、各相毎のコンパ
レータ18のプラス端子に出力する。各相のコンパレー
タ18のマイナス端子には、三角波発振部19より出力
された高周波の三角波が入力される(図6の実線ロ参
照)。そして、制御信号Uを出力するコンパレータ18
からは、図6の実線Cに示す波形が出力され、制御信号
Vを出力するコンパレータ18からは、反転回路20を
介して図6の実線Dに示す波形が出力され、制御信号W
を出力するコンパレータ18からは、図6の実線Eに示
す波形が出力される。そして、インバータ5は、電子制
御回路6より出力される制御信号Uを受けて、スイッチ
ング素子4a、4dを駆動し、制御信号Vはスイッチン
グ素子4b、4cを駆動する。なお、制御信号Wは、電
圧0のため、スイッチング素子4e、4fはOFF とな
る。以上により、変圧器12の1次コイルには、図6の
実線Fに示される、高周波の擬似交流電圧が印加され
る。そして、この交流電圧を変圧器12で、バッテリ2
の充電に必要な電圧まで昇圧し、高電圧整流手段13に
よって直流にし、バッテリ2に印加してバッテリ2の充
電を行う。なお、電子制御回路6の演算部16は、バッ
テリ電圧および充電電流をモニターしており、バッテリ
電圧が、所定の電圧に達するまで、PWM制御電圧(U
c、Vc)の電圧レベルを変化させて、制御信号U、V
のデューティ比を変化させ、充電電流が所定の範囲内と
なるようにコントロールしている。そして、バッテリ電
圧が所定電圧に達した時点で、充電を停止するように設
けられている。
Next, charging of the battery 2 by the motor control device 3 will be described. When charging the battery 2, one of the interlocking switches 14 disconnects the battery 2 and the inverter 5, and the other of the interlocking switches 14 separates the inverter 5 and the transformer 1.
Connect with 2. As a result, the electric power received by the electric power supply unit 9 is converted into the low-voltage rectifying means 10, the inverter 5, and the transformer 1.
2. The battery 2 is charged via the high-voltage rectification means 13 in a connected state. At this time, the changeover relay switch 15 is switched to the charging side so that the AC voltage is applied to the primary coil side of the transformer 12 by the three-phase control signal of the electronic control circuit 6. As shown in FIGS. 5 and 6, the electronic control circuit 6 includes a calculation unit 16 that calculates a PWM control voltage (Uc, Vc, Wc) for charge control from a charge instruction, a battery voltage, and a charge current. P calculated by this calculator 16
The WM control voltage (Uc, Vc, Wc) is output to the plus terminal of the comparator 18 for each phase. The high frequency triangular wave output from the triangular wave oscillator 19 is input to the negative terminal of the comparator 18 of each phase (see solid line B in FIG. 6). Then, the comparator 18 that outputs the control signal U
6 outputs the waveform shown by the solid line C in FIG. 6, and the comparator 18 that outputs the control signal V outputs the waveform shown by the solid line D in FIG.
The waveform indicated by the solid line E in FIG. 6 is output from the comparator 18 that outputs Then, the inverter 5 receives the control signal U output from the electronic control circuit 6 to drive the switching elements 4a and 4d, and the control signal V drives the switching elements 4b and 4c. Since the control signal W has a voltage of 0, the switching elements 4e and 4f are turned off. As described above, the high-frequency pseudo AC voltage shown by the solid line F in FIG. 6 is applied to the primary coil of the transformer 12. Then, this AC voltage is supplied to the battery 2 by the transformer 12.
The voltage is raised to a voltage required for charging, the high voltage rectifying means 13 converts the voltage into a direct current, and the direct current is applied to the battery 2 to charge the battery 2. The calculation unit 16 of the electronic control circuit 6 monitors the battery voltage and the charging current, and until the battery voltage reaches a predetermined voltage, the PWM control voltage (U
c, Vc) to change the control signal U, V
Is controlled so that the charging current is within a predetermined range. The charging is stopped when the battery voltage reaches a predetermined voltage.

【0015】上述した充電時における電子制御回路6の
作動を、図7のフローチャートに示す。
The operation of the electronic control circuit 6 at the time of charging described above is shown in the flowchart of FIG.

【0016】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を簡単に説明する。車両走行時は、モータ制御装置3に
おいて、アクセル開度、モータ1の回転速度、モータ電
流よりモータ1の必要トルクを演算し、この演算結果の
トルクがモータ1で発生されるように、トランジスタブ
リッジの各スイッチング素子4a〜4fを制御する。す
ると、バッテリ2に充電された電力が、各スイッチング
素子4a〜4fの駆動状態に応じてモータ1に供給さ
れ、モータ1が回転駆動する。バッテリ2の充電時は、
電力供給部9を商用電源に接続し、図示しない充電スイ
ッチをONすると、バッテリ電圧および充電電流に応じた
デューティー比で、スイッチング素子4a〜4dがON-O
FFする。一方、電力供給部9より供給された200Vの
3相交流が、低電圧整流手段10で直流に変換される。
そして、低電圧整流手段10で直流に変換された電力
は、インバータ5に印加され、スイッチング素子4a〜
4dの高速のON-OFFにより、高周波の擬似交流電圧に変
換される。この交流電圧は、高電圧整流手段13で直流
に変換された後、バッテリ2に印加され、バッテリ2を
充電する。なお、充電電流は、所定の範囲に抑えられ、
バッテリ2の液減りや、電極の劣化を防ぐように設けら
れている。そして、バッテリ電圧が、所定の電圧に達す
ると、バッテリ2の充電を停止する。
[Operation of Embodiment] Next, the operation of the above embodiment will be briefly described. When the vehicle is running, the motor controller 3 calculates the required torque of the motor 1 from the accelerator opening, the rotation speed of the motor 1, and the motor current, and the transistor bridge is used so that the calculated torque is generated in the motor 1. The switching elements 4a to 4f are controlled. Then, the electric power charged in the battery 2 is supplied to the motor 1 according to the driving states of the switching elements 4a to 4f, and the motor 1 is rotationally driven. When charging the battery 2,
When the power supply unit 9 is connected to a commercial power source and a charging switch (not shown) is turned ON, the switching elements 4a to 4d are turned ON-O at a duty ratio according to the battery voltage and the charging current.
FF. On the other hand, the 200V three-phase alternating current supplied from the power supply unit 9 is converted into direct current by the low-voltage rectifying means 10.
Then, the electric power converted into the direct current by the low voltage rectifying means 10 is applied to the inverter 5 and the switching elements 4a to 4a.
It is converted into a high-frequency pseudo AC voltage by high-speed ON-OFF of 4d. This AC voltage is converted to DC by the high voltage rectifying means 13 and then applied to the battery 2 to charge the battery 2. In addition, the charging current is suppressed within a predetermined range,
The battery 2 is provided so as to prevent drainage of the battery 2 and deterioration of the electrodes. Then, when the battery voltage reaches a predetermined voltage, the charging of the battery 2 is stopped.

【0017】〔実施例の効果〕本実施例では、モータ1
の通電制御を行うスイッチング素子4a〜4fのうち、
スイッチング素子4a〜4dを、充電電流の高周波発振
用に共用することによって、充電専用のスイッチング素
子や、そのスイッチング素子の放熱器を不要とすること
ができる。また、変圧器12は、高周波によって電圧を
変化させるため、小型化が可能となる。さらに、充電時
にスイッチング素子4a〜4fを高速でスイッチングさ
せる高周波発振手段11を、モータ制御装置3と共用し
て設けることによって、バッテリ2を充電する装置の体
格を小型、軽量化できる。このように、充電専用のスイ
ッチング素子や、その放熱器の不要化、変圧器12の小
型化、高周波発振手段11とモータ制御装置3の共用化
等によって、バッテリ2を充電する装置の体格を小型、
軽量化できるとともに、充電専用のスイッチング素子
や、その放熱器が不要となることによって、充電装置の
製造コストを低く抑えることができる。
[Effect of Embodiment] In this embodiment, the motor 1
Of the switching elements 4a to 4f that control the energization of
By sharing the switching elements 4a to 4d for high-frequency oscillation of the charging current, the charging-dedicated switching element and the radiator of the switching element can be eliminated. Moreover, since the transformer 12 changes the voltage by high frequency, it can be miniaturized. Further, by providing the high frequency oscillating means 11 for switching the switching elements 4a to 4f at high speed during charging in common with the motor control device 3, the size and weight of the device for charging the battery 2 can be reduced. As described above, the device for charging the battery 2 is downsized by eliminating the need for a switching element dedicated to charging and its radiator, downsizing the transformer 12, and sharing the high-frequency oscillator 11 and the motor control device 3. ,
Since the weight can be reduced and the switching element dedicated to charging and its radiator are not required, the manufacturing cost of the charging device can be kept low.

【0018】〔第2実施例〕図8は電気自動車用バッテ
リ充電装置の第2実施例を示す電気回路図である。本実
施例は、車両走行用のモータ1に、直流ブラシモータを
用い、このモータ1の回転速度をスイッチング素子4の
高速スイッチングによって制御するチョッパ式のモータ
制御装置3によって制御するものである。モータ制御装
置3は、車両走行時に入力信号を演算し、運転条件に応
じたデューティー比のPWM信号をドライブ回路8およ
びスイッチング素子4へ出力し、モータ1に印加される
電流量を制御して、モータ1の回転を制御する。また、
モータ制御装置3は、充電指示が与えられると、バッテ
リ電圧と、充電電流とを演算し、一定の充電電流がバッ
テリ2に印加されるように、デューティー比を制御しな
がらスイッチング素子4を高速でON-OFFして、低電圧整
流手段を介して供給される低電圧の直流電流を、高周波
の発振電圧に変換し、バッテリ2に与えられる電圧を調
節する。
[Second Embodiment] FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a second embodiment of the battery charging device for an electric vehicle. In this embodiment, a DC brush motor is used as the motor 1 for running the vehicle, and the rotation speed of the motor 1 is controlled by a chopper-type motor control device 3 that controls the switching element 4 at high speed. The motor control device 3 calculates an input signal when the vehicle is traveling, outputs a PWM signal having a duty ratio according to operating conditions to the drive circuit 8 and the switching element 4, and controls the amount of current applied to the motor 1, The rotation of the motor 1 is controlled. Also,
When a charging instruction is given, the motor control device 3 calculates the battery voltage and the charging current, and controls the duty ratio so that the switching element 4 operates at high speed so that a constant charging current is applied to the battery 2. It is turned on and off to convert the low-voltage direct current supplied through the low-voltage rectifying means into a high-frequency oscillation voltage, and adjust the voltage applied to the battery 2.

【0019】本実施例は、電気回路内に連動スイッチ1
4の追加と、モータ制御装置3のコンピュータに充電用
の演算ソフトとを追加するのみで、チョッパ式モータ制
御装置3を用いた電気自動車に本発明を実施することが
できる。
In this embodiment, the interlock switch 1 is provided in the electric circuit.
The present invention can be implemented in an electric vehicle using the chopper-type motor control device 3 only by adding No. 4 and calculation software for charging to the computer of the motor control device 3.

【0020】〔変形例〕上記の実施例では、充電時にス
イッチング素子を高速でスイッチングさせる高周波発振
手段を、モータ制御装置と共用して設けた例を示した
が、高周波発振手段をモータ制御装置と別体に設けても
良い。
[Modification] In the above embodiment, the high frequency oscillating means for switching the switching element at high speed during charging is provided in common with the motor control device. However, the high frequency oscillating means is used as the motor control device. It may be provided separately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】電気自動車用バッテリ充電装置の第1実施例を
示す電気回路図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of a battery charging device for an electric vehicle.

【図2】車両走行時に使用される電子制御回路の電気回
路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram of an electronic control circuit used when the vehicle is traveling.

【図3】車両走行時に電子制御回路の発生する信号のタ
イムチャートである。
FIG. 3 is a time chart of signals generated by an electronic control circuit when the vehicle is traveling.

【図4】車両走行時の電子制御回路の作動を示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of an electronic control circuit when the vehicle is traveling.

【図5】充電時に使用される電子制御回路の電気回路図
である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram of an electronic control circuit used during charging.

【図6】充電時に電子制御回路の発生する信号のタイム
チャートである。
FIG. 6 is a time chart of signals generated by an electronic control circuit during charging.

【図7】充電時の電子制御回路の作動を示すフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the electronic control circuit during charging.

【図8】電気自動車用バッテリ充電装置の第2実施例を
示す電気回路図である。
FIG. 8 is an electric circuit diagram showing a second embodiment of the battery charging device for an electric vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 バッテリ 3 モータ制御装置 4a〜4f スイッチング素子 9 電力供給部 10 低電圧整流手段 11 高周波発振手段 12 変圧器 13 高電圧整流手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 motor 2 battery 3 motor control device 4a-4f switching element 9 electric power supply part 10 low voltage rectification means 11 high frequency oscillation means 12 transformer 13 high voltage rectification means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両走行用のモータと、 このモータを駆動する電力を蓄えるバッテリと、 このバッテリに蓄えられた電力を前記モータに与えるス
イッチング素子を備え、このスイッチング素子の動作状
態を制御して、前記モータの回転速度を制御するモータ
制御装置と、 車外より低電圧の交流電流を受ける電力供給部と、 この電力供給部より供給された低電圧の交流電流を、直
流電流に変換する低電圧整流手段と、 前記バッテリの充電を行う際、前記低電圧整流手段を介
して供給される直流電流を、前記スイッチング素子を用
いて高周波の発振電圧に変換する高周波発振手段と、 この高周波発振手段によって変換された高周波の発振電
圧を、高電圧に変換する変圧器と、 この変圧器によって変圧された高電圧の交流電流を、直
流に変換して前記バッテリへ印加する高電圧整流手段と
を具備する電気自動車用バッテリ充電装置。
1. A motor for traveling a vehicle, a battery for storing electric power for driving the motor, and a switching element for supplying the electric power stored in the battery to the motor. The operating state of the switching element is controlled. A motor control device for controlling the rotation speed of the motor; a power supply unit for receiving a low-voltage alternating current from outside the vehicle; and a low voltage for converting the low-voltage alternating current supplied from the power supply unit into a direct current. Rectifying means, a high-frequency oscillating means for converting a direct current supplied through the low-voltage rectifying means into a high-frequency oscillating voltage when the battery is charged, and the high-frequency oscillating means A transformer that converts the converted high-frequency oscillation voltage into a high voltage, and the high-voltage alternating current that is transformed by this transformer is converted into a direct current. Electric vehicle battery charging apparatus comprising a high voltage rectifying means for applying to the battery.
【請求項2】 前記高周波発振手段は、前記モータ制御
装置に設けられた、請求項1の電気自動車用バッテリ充
電装置。
2. The battery charging device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the high-frequency oscillating means is provided in the motor control device.
【請求項3】 前記モータは、交流モータで、前記モー
タ制御装置がインバータ式モータ制御装置である、請求
項1または請求項2の電気自動車用バッテリ充電装置。
3. The battery charging device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the motor is an AC motor, and the motor control device is an inverter type motor control device.
【請求項4】 前記モータは、直流モータで、前記モー
タ制御装置がチョッパ式モータ制御装置である、請求項
1または請求項2の電気自動車用バッテリ充電装置。
4. The battery charging device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the motor is a DC motor, and the motor control device is a chopper type motor control device.
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