JPH09103002A - 電気自動車 - Google Patents
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- JPH09103002A JPH09103002A JP7258988A JP25898895A JPH09103002A JP H09103002 A JPH09103002 A JP H09103002A JP 7258988 A JP7258988 A JP 7258988A JP 25898895 A JP25898895 A JP 25898895A JP H09103002 A JPH09103002 A JP H09103002A
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- inverter
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- electric vehicle
- voltage control
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成で、日常使用される電気自動車
に、独立の非常用電源装置や電源車に代わりうる機能を
持たせた電気自動車を提供すること。 【解決手段】 蓄電池（１）と、この蓄電池の直流出力
を可変周波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数
・固定電圧の制御モードで交流出力に変換しうるインバ
ータ（２）と、可変周波数・可変電圧の制御モードで運
転されるインバータの交流出力によって駆動される交流
電動機（３）と、固定周波数・固定電圧の制御モードで
運転されるインバータの交流出力を導出する非常時用出
力端子（９）とを備えた電気自動車。
に、独立の非常用電源装置や電源車に代わりうる機能を
持たせた電気自動車を提供すること。 【解決手段】 蓄電池（１）と、この蓄電池の直流出力
を可変周波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数
・固定電圧の制御モードで交流出力に変換しうるインバ
ータ（２）と、可変周波数・可変電圧の制御モードで運
転されるインバータの交流出力によって駆動される交流
電動機（３）と、固定周波数・固定電圧の制御モードで
運転されるインバータの交流出力を導出する非常時用出
力端子（９）とを備えた電気自動車。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保全の取組の一環とし
て、自動車の排気ガスへの対策が進められている。中で
も電気自動車は、排気ガスの問題だけでなく、騒音問題
や資源節約の面からも注目され、すでにある程度の普及
促進が図られている。大型自動車については、蓄電池容
量の問題から、ディーゼルエンジンと発電電動機を組み
合わせたハイブリッド型の電気自動車が試みられてい
る。
て、自動車の排気ガスへの対策が進められている。中で
も電気自動車は、排気ガスの問題だけでなく、騒音問題
や資源節約の面からも注目され、すでにある程度の普及
促進が図られている。大型自動車については、蓄電池容
量の問題から、ディーゼルエンジンと発電電動機を組み
合わせたハイブリッド型の電気自動車が試みられてい
る。
【０００３】一方、地震や台風などの自然災害が発生し
た場合、系統電源の遮断による電力供給の停止は、電化
の進んだ今日において、人々の生活や地域に多大な影響
を与える。このため従来は系統電源が復旧するまでの期
間だけ限定的に使用するために、建物内では蓄電池にエ
ンジン駆動発電機を組み合わせた非常用電源設備を設置
したり、野外ではエンジン駆動型の電源車を配備したり
することが行われている。
た場合、系統電源の遮断による電力供給の停止は、電化
の進んだ今日において、人々の生活や地域に多大な影響
を与える。このため従来は系統電源が復旧するまでの期
間だけ限定的に使用するために、建物内では蓄電池にエ
ンジン駆動発電機を組み合わせた非常用電源設備を設置
したり、野外ではエンジン駆動型の電源車を配備したり
することが行われている。
【０００４】図１０は電気自動車における電気系統の最
も典型的な一構成例を示すものである。図のシステム
は、蓄電池１、インバータ２、交流電動機３および制御
装置４を備え、蓄電池１の直流出力電圧を制御装置４の
制御のもとにインバータ２によって可変電圧・可変周波
数（ＶＶＶＦ）の交流に変換し、その交流出力電圧によ
り交流電動機３を可変速制御する。電動機３により自動
車の主推進軸が駆動される。この種の電気自動車のエネ
ルギー補給すなわち蓄電池１の再充電は、エンジン駆動
車のそれとは異なり、急速に行うことはできず、そのた
め蓄電池１に蓄えられている電気エネルギーを消費しき
ると、かなり長い時間をかけて再充電をしなければなら
ない。
も典型的な一構成例を示すものである。図のシステム
は、蓄電池１、インバータ２、交流電動機３および制御
装置４を備え、蓄電池１の直流出力電圧を制御装置４の
制御のもとにインバータ２によって可変電圧・可変周波
数（ＶＶＶＦ）の交流に変換し、その交流出力電圧によ
り交流電動機３を可変速制御する。電動機３により自動
車の主推進軸が駆動される。この種の電気自動車のエネ
ルギー補給すなわち蓄電池１の再充電は、エンジン駆動
車のそれとは異なり、急速に行うことはできず、そのた
め蓄電池１に蓄えられている電気エネルギーを消費しき
ると、かなり長い時間をかけて再充電をしなければなら
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示すような従
来の電気自動車における蓄電池１およびインバータ２か
らなる電源装置は自動車本来の目的に沿って移動エネル
ギーの利用が主である。したがって、一般的には非常用
電源装置として必要な電気エネルギーを持っているにも
かかわらず、災害発生時などの非常時に電気自動車は身
近にあり、移動手段としての用途はあるものの、道路の
寸断などにより移動困難になった場合は電気エネルギー
が死蔵されることになる。一方、非常時に非常用電源装
置や電源車は身近に必要なものではあるが、接地場所や
設備費用、メンテナンス等の問題から、多数の設置や配
備は困難であり、また、系統電源と同様に被害を受けて
利用できないことも起こりうる。
来の電気自動車における蓄電池１およびインバータ２か
らなる電源装置は自動車本来の目的に沿って移動エネル
ギーの利用が主である。したがって、一般的には非常用
電源装置として必要な電気エネルギーを持っているにも
かかわらず、災害発生時などの非常時に電気自動車は身
近にあり、移動手段としての用途はあるものの、道路の
寸断などにより移動困難になった場合は電気エネルギー
が死蔵されることになる。一方、非常時に非常用電源装
置や電源車は身近に必要なものではあるが、接地場所や
設備費用、メンテナンス等の問題から、多数の設置や配
備は困難であり、また、系統電源と同様に被害を受けて
利用できないことも起こりうる。
【０００６】したがって本発明は、簡易な構成で、非常
用電源装置や電源車に代わりうる電気自動車を提供する
ことを目的とする。
用電源装置や電源車に代わりうる電気自動車を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の電気自動車は、蓄電池と、この蓄電池
の直流出力を可変周波数・可変電圧の制御モードまたは
固定周波数・固定電圧の制御モードで交流出力に変換し
うるインバータと、可変周波数・可変電圧の制御モード
で運転されるインバータの交流出力によって駆動される
交流電動機と、固定周波数・固定電圧の制御モードで運
転されるインバータの交流出力を導出する非常時用出力
端子とを備えたものである。
に請求項１記載の電気自動車は、蓄電池と、この蓄電池
の直流出力を可変周波数・可変電圧の制御モードまたは
固定周波数・固定電圧の制御モードで交流出力に変換し
うるインバータと、可変周波数・可変電圧の制御モード
で運転されるインバータの交流出力によって駆動される
交流電動機と、固定周波数・固定電圧の制御モードで運
転されるインバータの交流出力を導出する非常時用出力
端子とを備えたものである。
【０００８】請求項２記載の電気自動車は、請求項１記
載の電気自動車において、非常時用出力端子に導出され
る固定周波数・固定電圧の交流出力が運転停止中の交流
電動機の巻線インダクタンスを通して導かれるように切
り換えるスイッチを備えたものである。
載の電気自動車において、非常時用出力端子に導出され
る固定周波数・固定電圧の交流出力が運転停止中の交流
電動機の巻線インダクタンスを通して導かれるように切
り換えるスイッチを備えたものである。
【０００９】請求項３記載の電気自動車は、蓄電池と、
この蓄電池の直流出力を可変周波数・可変電圧の制御モ
ードまたは固定周波数・固定電圧の制御モードで運転し
うるインバータと、可変周波数・可変電圧の制御モード
で運転されるインバータの交流出力によって駆動される
交流電動機と、この交流電動機を補助駆動する内燃機関
と、固定周波数・固定電圧の制御モードで運転されるイ
ンバータの交流出力および発電機として運転される交流
電動機の交流出力を導出する非常時用出力端子とを備え
たものである。
この蓄電池の直流出力を可変周波数・可変電圧の制御モ
ードまたは固定周波数・固定電圧の制御モードで運転し
うるインバータと、可変周波数・可変電圧の制御モード
で運転されるインバータの交流出力によって駆動される
交流電動機と、この交流電動機を補助駆動する内燃機関
と、固定周波数・固定電圧の制御モードで運転されるイ
ンバータの交流出力および発電機として運転される交流
電動機の交流出力を導出する非常時用出力端子とを備え
たものである。
【００１０】請求項４記載の電気自動車は、蓄電池と、
可変周波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数・
固定電圧の制御モードでインバータまたは整流器として
運転しうる電力変換器と、固定周波数・固定電圧の制御
モードでインバータ運転される電力変換器の交流出力を
導出する非常時用出力端子と、自動車を推進しうる能力
を有する内燃機関と、可変周波数・可変電圧の制御モー
ドでインバータ運転される電力変換器の交流出力によっ
て駆動され、内燃機関と共同して自動車を推進させると
ともに、内燃機関により駆動されて発電機として機能
し、その発電電圧を入力として可変周波数・可変電圧の
制御モードで整流器運転される電力変換器の直流出力に
よって蓄電池を充電させる交流電動機とを備えたもので
ある。
可変周波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数・
固定電圧の制御モードでインバータまたは整流器として
運転しうる電力変換器と、固定周波数・固定電圧の制御
モードでインバータ運転される電力変換器の交流出力を
導出する非常時用出力端子と、自動車を推進しうる能力
を有する内燃機関と、可変周波数・可変電圧の制御モー
ドでインバータ運転される電力変換器の交流出力によっ
て駆動され、内燃機関と共同して自動車を推進させると
ともに、内燃機関により駆動されて発電機として機能
し、その発電電圧を入力として可変周波数・可変電圧の
制御モードで整流器運転される電力変換器の直流出力に
よって蓄電池を充電させる交流電動機とを備えたもので
ある。
【００１１】請求項５記載の電気自動車は、請求項３記
載の電気自動車において、インバータの出力電流を検出
する電流検出装置と、この電流検出装置によって検出さ
れた出力電流を有効電流および無効電流に分離する座標
変換器と、この座標変換器によって分離された有効電流
を所定値に制御するための速度指令を演算する電流制御
手段と、この電流制御手段によって算出された速度指令
に基づいて内燃機関の速度を制御する速度制御手段とを
備えたものである。
載の電気自動車において、インバータの出力電流を検出
する電流検出装置と、この電流検出装置によって検出さ
れた出力電流を有効電流および無効電流に分離する座標
変換器と、この座標変換器によって分離された有効電流
を所定値に制御するための速度指令を演算する電流制御
手段と、この電流制御手段によって算出された速度指令
に基づいて内燃機関の速度を制御する速度制御手段とを
備えたものである。
【００１２】請求項６記載の電気自動車は、請求項１な
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
の出力電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手
段によって検出された電圧が所定値以下か否かを判定す
る判定手段と、この判定手段によって検出電圧が所定値
以下であると判定されたとき非常時用出力端子への電力
供給を停止する手段とを備えたものである。
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
の出力電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手
段によって検出された電圧が所定値以下か否かを判定す
る判定手段と、この判定手段によって検出電圧が所定値
以下であると判定されたとき非常時用出力端子への電力
供給を停止する手段とを備えたものである。
【００１３】請求項７記載の電気自動車は、請求項１な
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
と並列に外部直流電源を接続する端子を備えたものであ
る。
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
と並列に外部直流電源を接続する端子を備えたものであ
る。
【００１４】請求項８記載の電気自動車は、請求項１な
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
を他の電気自動車の蓄電池と並列接続する端子を備えた
ものである。
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
を他の電気自動車の蓄電池と並列接続する端子を備えた
ものである。
【００１５】請求項９記載の電気自動車は、請求項１な
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
からの直流電力を可変周波数・可変電圧の制御モードま
たは固定周波数・固定電圧の制御モードで交流出力に変
換しうる補助インバータと、この補助インバータの交流
出力端から導出された第２の非常時用出力端子と、可変
周波数・可変電圧の制御モードで運転される補助インバ
ータの交流出力を車内の電気負荷に供給し、固定周波数
・固定電圧の制御モードで運転される補助インバータの
交流出力を第２の非常時用出力端子に供給する手段とを
備えたものである。
いし４のいずれかに記載の電気自動車において、蓄電池
からの直流電力を可変周波数・可変電圧の制御モードま
たは固定周波数・固定電圧の制御モードで交流出力に変
換しうる補助インバータと、この補助インバータの交流
出力端から導出された第２の非常時用出力端子と、可変
周波数・可変電圧の制御モードで運転される補助インバ
ータの交流出力を車内の電気負荷に供給し、固定周波数
・固定電圧の制御モードで運転される補助インバータの
交流出力を第２の非常時用出力端子に供給する手段とを
備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は請求項１の実施形態を示す
ものである。図１の電気自動車が、蓄電池１の直流出力
電圧をインバータ２によって交流に変換し、その交流出
力電圧により交流電動機３を可変速駆動し、電動機３に
より自動車の主推進軸を駆動する、という基本原理は図
１０を参照して説明したところとなんら変わりがない。
インバータ２は制御装置４により常時は可変電圧・可変
周波数（ＶＶＶＦ）制御され、しかも電圧制御はパルス
幅変調（ＰＷＭ）制御によって遂行される。しかし、こ
こでは制御装置４はインバータ２が商用周波数・商用電
圧に固定した交流を出力するような制御すなわち固定電
圧・固定周波数（ＣＶＣＦ）制御をすることもできる。
インバータ２と交流電動機３との間にスイッチ５のａ接
点が挿入され、インバータ２とスイッチ５との接続点か
らスイッチ５のｂ接点を介して分岐線６が分岐されてい
る。分岐線６には直列接続のフィルタ７および絶縁変圧
器８を介して非常時用出力端子９が導出されている。な
お、インバータ２および交流電動機３は三相型または単
相型であるが、ここでは三相型であるが、単線図で表現
されているものとする。
ものである。図１の電気自動車が、蓄電池１の直流出力
電圧をインバータ２によって交流に変換し、その交流出
力電圧により交流電動機３を可変速駆動し、電動機３に
より自動車の主推進軸を駆動する、という基本原理は図
１０を参照して説明したところとなんら変わりがない。
インバータ２は制御装置４により常時は可変電圧・可変
周波数（ＶＶＶＦ）制御され、しかも電圧制御はパルス
幅変調（ＰＷＭ）制御によって遂行される。しかし、こ
こでは制御装置４はインバータ２が商用周波数・商用電
圧に固定した交流を出力するような制御すなわち固定電
圧・固定周波数（ＣＶＣＦ）制御をすることもできる。
インバータ２と交流電動機３との間にスイッチ５のａ接
点が挿入され、インバータ２とスイッチ５との接続点か
らスイッチ５のｂ接点を介して分岐線６が分岐されてい
る。分岐線６には直列接続のフィルタ７および絶縁変圧
器８を介して非常時用出力端子９が導出されている。な
お、インバータ２および交流電動機３は三相型または単
相型であるが、ここでは三相型であるが、単線図で表現
されているものとする。
【００１７】通常運転時は、スイッチ５のａ接点が投入
されることによりインバータ２と交流電動機３を接続
し、制御装置４の指令に基づき、蓄電池１に蓄えられた
電気エネルギーによりインバータ２をＶＶＶＦ制御し、
その出力により交流電動機３を駆動する。非常用電源が
必要になった場合は、電気自動車を停止とした後、スイ
ッチ５を切り換えて交流電動機３を切り離すとともに、
それに連動させて制御装置４をＶＶＶＦ制御からＣＶＣ
Ｆ制御に切り換えて、蓄電池１に蓄えられた電気エネル
ギーをインバータ２によりＰＷＭ交流波形でスイッチ５
のｂ接点を介して分岐線６に導く。分岐線６に導かれた
ＣＶＣＦ制御出力はフィルタ７によりほぼ正弦波に成形
され、非常時用出力端子９から取り出して用いることが
できる。
されることによりインバータ２と交流電動機３を接続
し、制御装置４の指令に基づき、蓄電池１に蓄えられた
電気エネルギーによりインバータ２をＶＶＶＦ制御し、
その出力により交流電動機３を駆動する。非常用電源が
必要になった場合は、電気自動車を停止とした後、スイ
ッチ５を切り換えて交流電動機３を切り離すとともに、
それに連動させて制御装置４をＶＶＶＦ制御からＣＶＣ
Ｆ制御に切り換えて、蓄電池１に蓄えられた電気エネル
ギーをインバータ２によりＰＷＭ交流波形でスイッチ５
のｂ接点を介して分岐線６に導く。分岐線６に導かれた
ＣＶＣＦ制御出力はフィルタ７によりほぼ正弦波に成形
され、非常時用出力端子９から取り出して用いることが
できる。
【００１８】なお、出力端子９に接続される負荷いかん
によっては必ずしも正弦波である必要はなく、ＰＷＭ波
形のままでもよい。その場合はフィルタ７を設ける必要
性がなくなる。絶縁変圧器８は文字通り絶縁のための機
能を発揮するのみならず、電圧を一定比で上げたり、逆
に下げたりするのに役立つ。さらに、分岐線６に直列の
スイッチ５のｂ接点はこれを省略し、インバータ２の出
力端が常時、分岐線６に接続され、非常時用出力端子９
に常時、交流出力を発生するようにすることもできる。
ただし、その場合、自動車の走行速度に応じて周波数お
よび電圧が変化するので、フィルタ７の電源側に接続端
子１０を設けておき、非常時以外はフィルタ７および絶
縁変圧器８を外しておくようにしてもよい。
によっては必ずしも正弦波である必要はなく、ＰＷＭ波
形のままでもよい。その場合はフィルタ７を設ける必要
性がなくなる。絶縁変圧器８は文字通り絶縁のための機
能を発揮するのみならず、電圧を一定比で上げたり、逆
に下げたりするのに役立つ。さらに、分岐線６に直列の
スイッチ５のｂ接点はこれを省略し、インバータ２の出
力端が常時、分岐線６に接続され、非常時用出力端子９
に常時、交流出力を発生するようにすることもできる。
ただし、その場合、自動車の走行速度に応じて周波数お
よび電圧が変化するので、フィルタ７の電源側に接続端
子１０を設けておき、非常時以外はフィルタ７および絶
縁変圧器８を外しておくようにしてもよい。
【００１９】以上述べた図１の実施形態によれば、簡易
な構成で、非常用電源装置や電源車としても用いうる電
気自動車を提供することができる。
な構成で、非常用電源装置や電源車としても用いうる電
気自動車を提供することができる。
【００２０】図２は請求項２の実施形態を示すものであ
る。この実施形態は正弦波出力電源機能を付加したもの
である。インバータ２と電動機３とを接続する三相接続
線のうち、任意の１相にのみスイッチ５の接点を挿入
し、その両端から一対の分岐線６ａ，６ｂを導出する。
両分岐線６ａ，６ｂ間にフィルタコンデンサ７ｃを接続
し、さらに非常時用出力端子９に接続する。
る。この実施形態は正弦波出力電源機能を付加したもの
である。インバータ２と電動機３とを接続する三相接続
線のうち、任意の１相にのみスイッチ５の接点を挿入
し、その両端から一対の分岐線６ａ，６ｂを導出する。
両分岐線６ａ，６ｂ間にフィルタコンデンサ７ｃを接続
し、さらに非常時用出力端子９に接続する。
【００２１】図２のシステムの通常運転時は図１を参照
して述べた図１の実施形態と同様である。非常用電源が
必要になった場合は、電気自動車を停止した後、スイッ
チ５によりインバータ２と交流電動機３とを接続する接
続線を開路する。これにより一方の分岐線６ａにはイン
バータ２のある１相の出力が直接に導かれ、他方の分岐
線６ｂにはインバータ２の他の相の出力が電動機３の巻
線インダクタンス３ｒを通して導かれる。このときはま
た、スイッチ５の切換に連動して制御装置４がＶＶＶＦ
制御からＣＶＣＦ制御に切り換えられる。こうすること
により、蓄電池１の直流出力はインバータ２から交流電
動機３の巻線インダクタンス３ｒおよびフィルタ７を介
して非常時用出力端子９に単相交流として導かれる。こ
の場合、電動機３の巻線インダクタンス３ｒをフィルタ
コンデンサ７ｃと組み合わせてフィルタを構成する。
して述べた図１の実施形態と同様である。非常用電源が
必要になった場合は、電気自動車を停止した後、スイッ
チ５によりインバータ２と交流電動機３とを接続する接
続線を開路する。これにより一方の分岐線６ａにはイン
バータ２のある１相の出力が直接に導かれ、他方の分岐
線６ｂにはインバータ２の他の相の出力が電動機３の巻
線インダクタンス３ｒを通して導かれる。このときはま
た、スイッチ５の切換に連動して制御装置４がＶＶＶＦ
制御からＣＶＣＦ制御に切り換えられる。こうすること
により、蓄電池１の直流出力はインバータ２から交流電
動機３の巻線インダクタンス３ｒおよびフィルタ７を介
して非常時用出力端子９に単相交流として導かれる。こ
の場合、電動機３の巻線インダクタンス３ｒをフィルタ
コンデンサ７ｃと組み合わせてフィルタを構成する。
【００２２】したがって、この実施形態によれば、交流
電動機７の巻線インダクタンス３ｒをフィルタコンデン
サ７ｃと組み合わせてフィルタを構成するので、独立の
フィルタリアクトルを大幅にまたは全く省略することが
でき、簡易な構成で品質の高い単相電力を供給すること
ができる。
電動機７の巻線インダクタンス３ｒをフィルタコンデン
サ７ｃと組み合わせてフィルタを構成するので、独立の
フィルタリアクトルを大幅にまたは全く省略することが
でき、簡易な構成で品質の高い単相電力を供給すること
ができる。
【００２３】図３は請求項３の実施形態を示すものであ
る。この実施形態はＰＷＭ交流出力電源機能を付加した
ものである。この実施形態においては、交流電動機３の
端子から直接に分岐線６が分岐され、さらにフィルタを
設けることなく分岐線６が直接に非常時用出力端子９に
接続されている。また、電動機３には補助駆動用の内燃
機関１１が連結されている。
る。この実施形態はＰＷＭ交流出力電源機能を付加した
ものである。この実施形態においては、交流電動機３の
端子から直接に分岐線６が分岐され、さらにフィルタを
設けることなく分岐線６が直接に非常時用出力端子９に
接続されている。また、電動機３には補助駆動用の内燃
機関１１が連結されている。
【００２４】通常運転時、蓄電池１の直流出力により、
制御装置４の指令に基づいてインバータ２にＰＷＭ交流
出力を発生させて交流電動機３を駆動するとともに、内
燃機関１１を補助駆動する。非常用電源が必要な場合
は、制御装置４をＶＶＶＦ制御からＣＶＣＦ制御に切り
換えるともに、交流電動機５を内燃機関１１によって駆
動されインバータ２と同期運転される交流発電機として
機能させ、内燃機関１１の速度制御により、出力端子９
にＰＷＭ交流出力を供給する。
制御装置４の指令に基づいてインバータ２にＰＷＭ交流
出力を発生させて交流電動機３を駆動するとともに、内
燃機関１１を補助駆動する。非常用電源が必要な場合
は、制御装置４をＶＶＶＦ制御からＣＶＣＦ制御に切り
換えるともに、交流電動機５を内燃機関１１によって駆
動されインバータ２と同期運転される交流発電機として
機能させ、内燃機関１１の速度制御により、出力端子９
にＰＷＭ交流出力を供給する。
【００２５】この実施形態によれば、電動機３とインバ
ータ２との間にスイッチを設けることなく両者を常時、
接続したままとするので、構成の簡素化や機能切り換え
の簡素化を図ることができる。また、内燃機関による発
電が可能であるため、非常用電源装置として長時間安定
に交流電力を供給することができる。
ータ２との間にスイッチを設けることなく両者を常時、
接続したままとするので、構成の簡素化や機能切り換え
の簡素化を図ることができる。また、内燃機関による発
電が可能であるため、非常用電源装置として長時間安定
に交流電力を供給することができる。
【００２６】図４は請求項４の実施形態を示すものであ
る。この実施形態はハイブリッド電気自動車に関するも
のであって、インバータ２の代わりにインバータ運転ま
たは整流器運転を選択的に行うことができる電力変換器
２Ｕを用い、その電力変換器２Ｕと電動機３との間にス
イッチ５を介挿し、さらに電動機３に内燃機関１１を連
結している。さらにインバータ２の出力端から直接に分
岐線６を介して非常時用出力端子９が導出されている。
る。この実施形態はハイブリッド電気自動車に関するも
のであって、インバータ２の代わりにインバータ運転ま
たは整流器運転を選択的に行うことができる電力変換器
２Ｕを用い、その電力変換器２Ｕと電動機３との間にス
イッチ５を介挿し、さらに電動機３に内燃機関１１を連
結している。さらにインバータ２の出力端から直接に分
岐線６を介して非常時用出力端子９が導出されている。
【００２７】常時運転時は、スイッチ５のａ接点を閉路
し制御装置４によりインバータ２をＶＶＶＦ制御して交
流電動機３を可変速駆動する。内燃機関１１は通常は空
転させるか、図示していないクラッチにより電動機３か
ら分離されている。
し制御装置４によりインバータ２をＶＶＶＦ制御して交
流電動機３を可変速駆動する。内燃機関１１は通常は空
転させるか、図示していないクラッチにより電動機３か
ら分離されている。
【００２８】非常用電源が必要な場合は自動車運転を停
止するとともにスイッチ５の接点を開路し、制御装置４
によりインバータ２をＣＶＣＦ制御して商用周波数・商
用電圧の交流電力を出力端子９から取り出す。さらにま
た、この実施形態においては蓄電池１が能力低下を来し
た場合、自動車運転停止および非常用電源不使用の状態
のもとで、スイッチ５を閉路し、制御装置４を介して電
力変換器２Ｕを整流器運転に切り換え、内燃機関１１に
より電動機３を駆動してこれを発電機として運転する。
これにより、発電機運転の電動機３の発電電圧がスイッ
チ５を介して整流器運転の電力変換器２Ｕに導かれ、こ
こで直流化されて蓄電池１を充電することになる。
止するとともにスイッチ５の接点を開路し、制御装置４
によりインバータ２をＣＶＣＦ制御して商用周波数・商
用電圧の交流電力を出力端子９から取り出す。さらにま
た、この実施形態においては蓄電池１が能力低下を来し
た場合、自動車運転停止および非常用電源不使用の状態
のもとで、スイッチ５を閉路し、制御装置４を介して電
力変換器２Ｕを整流器運転に切り換え、内燃機関１１に
より電動機３を駆動してこれを発電機として運転する。
これにより、発電機運転の電動機３の発電電圧がスイッ
チ５を介して整流器運転の電力変換器２Ｕに導かれ、こ
こで直流化されて蓄電池１を充電することになる。
【００２９】この実施形態においては、内燃機関１１に
より駆動され発電した電動機３の発電電力を蓄電池１を
充電する。充電が完了したら、内燃機関１１を停止し、
スイッチ５２を開路して電動機３を切り離し、電力変換
器２ＵをＣＶＣＦ制御のインバータ運転としてその出力
電圧を非常時用出力端子９に導く。こうすることによ
り、制御方法の簡素化と非常電源の長時間利用を図るこ
とができる。
より駆動され発電した電動機３の発電電力を蓄電池１を
充電する。充電が完了したら、内燃機関１１を停止し、
スイッチ５２を開路して電動機３を切り離し、電力変換
器２ＵをＣＶＣＦ制御のインバータ運転としてその出力
電圧を非常時用出力端子９に導く。こうすることによ
り、制御方法の簡素化と非常電源の長時間利用を図るこ
とができる。
【００３０】図５は請求項５の実施形態を示すものであ
る。図５の装置は図３の装置を基本とし、それにインバ
ータ２の出力電流を可及的に抑制しうるようにしたもの
である。インバータ２の出力電流を変流器２０および電
流検出器２１により検出し、その検出電流とインバータ
２の出力電圧に同期した正弦波指令sin θ＊を座標変換
器２２に入力し、ここで３相／２相変換を行い、検出電
流を無効電流成分ｉｄと有効電流成分ｉｑに分離する。
有効電流成分ｉｑを電動機３のトルク電流成分としてト
ルク電流指令値ｉｑ＊と比較器２３で比較し、その差
（ｉｑ＊−ｉｑ）を電流制御増幅器２４に入力し、その
差をゼロとするように速度制御装置２５を介して内燃機
関１１を速度制御する。その場合、トルク電流指令値ｉ
ｑ＊をゼロとすることにより蓄電池１からの有効電流の
持ち出しを無くすように制御することができる。
る。図５の装置は図３の装置を基本とし、それにインバ
ータ２の出力電流を可及的に抑制しうるようにしたもの
である。インバータ２の出力電流を変流器２０および電
流検出器２１により検出し、その検出電流とインバータ
２の出力電圧に同期した正弦波指令sin θ＊を座標変換
器２２に入力し、ここで３相／２相変換を行い、検出電
流を無効電流成分ｉｄと有効電流成分ｉｑに分離する。
有効電流成分ｉｑを電動機３のトルク電流成分としてト
ルク電流指令値ｉｑ＊と比較器２３で比較し、その差
（ｉｑ＊−ｉｑ）を電流制御増幅器２４に入力し、その
差をゼロとするように速度制御装置２５を介して内燃機
関１１を速度制御する。その場合、トルク電流指令値ｉ
ｑ＊をゼロとすることにより蓄電池１からの有効電流の
持ち出しを無くすように制御することができる。
【００３１】図６は請求項６の実施形態を示すものであ
る。この実施形態は蓄電池１に対する出力制限付きの非
常用電源機能を付加した電気自動車の一構成例を示すも
のである。図６の装置において、インバータ２に接続さ
れた蓄電池１の出力電圧を電圧検出器１４で検出する。
その検出値が予め蓄電残量から求めた設定電圧にまで降
下すると、それを判定装置１５により発電能力の不足と
判定し、その判定結果により制御装置４を介してインバ
ータ２を停止する。
る。この実施形態は蓄電池１に対する出力制限付きの非
常用電源機能を付加した電気自動車の一構成例を示すも
のである。図６の装置において、インバータ２に接続さ
れた蓄電池１の出力電圧を電圧検出器１４で検出する。
その検出値が予め蓄電残量から求めた設定電圧にまで降
下すると、それを判定装置１５により発電能力の不足と
判定し、その判定結果により制御装置４を介してインバ
ータ２を停止する。
【００３２】この実施形態によれば、非常用電源を利用
した後に、自動車に対する自走可能な電気エネルギーを
蓄電池１に残しておくことができる。
した後に、自動車に対する自走可能な電気エネルギーを
蓄電池１に残しておくことができる。
【００３３】図７は請求項７の実施形態を示すものであ
る。この実施形態は車載の蓄電池１から接続端子１６を
導出し、その接続端子１６に外部直流電源１７を接続で
きるようにしたものである。外部直流電源１７は電気自
動車のサービスステーションなどに準備されている大容
量の直流電源であって、大容量の蓄電池でもよいが、交
流を受電し整流器を介して整流しフィルタを介して平滑
化する電源装置であってもよい。
る。この実施形態は車載の蓄電池１から接続端子１６を
導出し、その接続端子１６に外部直流電源１７を接続で
きるようにしたものである。外部直流電源１７は電気自
動車のサービスステーションなどに準備されている大容
量の直流電源であって、大容量の蓄電池でもよいが、交
流を受電し整流器を介して整流しフィルタを介して平滑
化する電源装置であってもよい。
【００３４】図７の装置は常時の自動車運転の場合の動
作態様は図３の装置と全く同様である。スイッチ５を開
路し、出力端子９を用いる非常用電源機能を利用する場
合、外部直流電源１７を接続端子１６に接続して車載の
蓄電池１のエネルギー不足を補い、非常用電源の長時間
利用を可能とすることができる。
作態様は図３の装置と全く同様である。スイッチ５を開
路し、出力端子９を用いる非常用電源機能を利用する場
合、外部直流電源１７を接続端子１６に接続して車載の
蓄電池１のエネルギー不足を補い、非常用電源の長時間
利用を可能とすることができる。
【００３５】図８は請求項８の実施形態を示すものであ
る。この実施形態は複数の電気自動車を用いて直流電源
の並列接続を行う場合の一構成例を示すものである。図
８の装置では、サフィックスａ，ｂ，ｃ，…で区別した
複数台の電気自動車の各蓄電池１ａ，１ｂ，１ｃの出力
端から１つ（最初または最後の変換器）または２つの接
続端子１６ａ，１６ｂを導出しておき、並列接続を行う
場合、各電気自動車を近接停車させ、接続端子１６ａ，
１６ｂに接続線１８ab，１８bc，１８cd、…を接続する
ことにより各蓄電池１ａ，１ｂ，１ｃ、…を並列接続
し、合計の電源容量を増加させる。また、１号機に図示
しているように内燃機関１１ａを連結したハイブリッド
車を組み合わせ、そのハイブリッド車をＶＶＶＦ制御に
よる内燃機関を用いた充電運転とすることにより、外部
負荷には電力を供給しながら、他の電気自動車（２号
機、３号機）の蓄電池１ｂ，１ｃを充電することがで
き、長時間の給電が可能となる。なお、図において、矢
印は電力の流れの向きを示すものである。
る。この実施形態は複数の電気自動車を用いて直流電源
の並列接続を行う場合の一構成例を示すものである。図
８の装置では、サフィックスａ，ｂ，ｃ，…で区別した
複数台の電気自動車の各蓄電池１ａ，１ｂ，１ｃの出力
端から１つ（最初または最後の変換器）または２つの接
続端子１６ａ，１６ｂを導出しておき、並列接続を行う
場合、各電気自動車を近接停車させ、接続端子１６ａ，
１６ｂに接続線１８ab，１８bc，１８cd、…を接続する
ことにより各蓄電池１ａ，１ｂ，１ｃ、…を並列接続
し、合計の電源容量を増加させる。また、１号機に図示
しているように内燃機関１１ａを連結したハイブリッド
車を組み合わせ、そのハイブリッド車をＶＶＶＦ制御に
よる内燃機関を用いた充電運転とすることにより、外部
負荷には電力を供給しながら、他の電気自動車（２号
機、３号機）の蓄電池１ｂ，１ｃを充電することがで
き、長時間の給電が可能となる。なお、図において、矢
印は電力の流れの向きを示すものである。
【００３６】この実施形態によれば、複数台の電気自動
車の直流電源を並列接続することにより、電源容量を増
加することができる。また、ハイブリッド車を組み合わ
せることにより、他の電気自動車の直流電源を充電する
ことができ、非常時電源として長時間の使用を可能にす
ることができる。
車の直流電源を並列接続することにより、電源容量を増
加することができる。また、ハイブリッド車を組み合わ
せることにより、他の電気自動車の直流電源を充電する
ことができ、非常時電源として長時間の使用を可能にす
ることができる。
【００３７】図９は請求項９の実施形態を示すものであ
る。この実施形態は車載の交流負荷３ｂに電力を供給す
るための交流電源装置を併設した例を示すものである。
図９の装置には２つの電源系統が設けられており、第１
の系統（サフィックスａ）は交流電動機３ａに内燃機関
１１ａを連結したハイブリッド型であり、第２の系統
（サフィックスｂ）は第１の系統の電力変換器２uaの直
流端子から分岐する形で接続された補助インバータ２
ｂ、スイッチ５ｂおよび交流負荷３ｂが順次直列に接続
され、さらに補助インバータ２ｂの交流端子から、非常
時用出力端子９の代わりに、第２の非常時用出力端子１
９が導出されている。交流負荷３ｂは、たとえば車載の
空気調和機付属の送風機や冷凍機コンプレッサを駆動す
る電動機、照明灯などでありうる。
る。この実施形態は車載の交流負荷３ｂに電力を供給す
るための交流電源装置を併設した例を示すものである。
図９の装置には２つの電源系統が設けられており、第１
の系統（サフィックスａ）は交流電動機３ａに内燃機関
１１ａを連結したハイブリッド型であり、第２の系統
（サフィックスｂ）は第１の系統の電力変換器２uaの直
流端子から分岐する形で接続された補助インバータ２
ｂ、スイッチ５ｂおよび交流負荷３ｂが順次直列に接続
され、さらに補助インバータ２ｂの交流端子から、非常
時用出力端子９の代わりに、第２の非常時用出力端子１
９が導出されている。交流負荷３ｂは、たとえば車載の
空気調和機付属の送風機や冷凍機コンプレッサを駆動す
る電動機、照明灯などでありうる。
【００３８】図９の装置においては、通常は蓄電池１ａ
から補助インバータ２ｂおよびスイッチ５ｂを介して交
流負荷３ｂに電力を供給する。補助インバータ２ｂは制
御装置４ｂによりＶＶＶＦ制御される。外部に電源を取
り出す場合は、交流負荷３ｂをスイッチ５ｂで切り離
し、出力端子１９に電力を供給する。その際、補助イン
バータ２ｂは制御装置４ｂによりＣＶＣＦ制御に切り換
えられる。
から補助インバータ２ｂおよびスイッチ５ｂを介して交
流負荷３ｂに電力を供給する。補助インバータ２ｂは制
御装置４ｂによりＶＶＶＦ制御される。外部に電源を取
り出す場合は、交流負荷３ｂをスイッチ５ｂで切り離
し、出力端子１９に電力を供給する。その際、補助イン
バータ２ｂは制御装置４ｂによりＣＶＣＦ制御に切り換
えられる。
【００３９】この実施形態によれば、車載負荷用の交流
電源を利用することにより、簡易な構成で外部に電力を
供給することができる。
電源を利用することにより、簡易な構成で外部に電力を
供給することができる。
【００４０】以上述べた各実施形態は、防災用途だけで
なく、レジャー用途、過疎地や未開地などの系統電源
（商用電源）が得られない場所や電源の不安定な場所に
おける代替電源として利用することができる。
なく、レジャー用途、過疎地や未開地などの系統電源
（商用電源）が得られない場所や電源の不安定な場所に
おける代替電源として利用することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、日常
使用される電気自動車に非常用電源機能を付加すること
により、日常生活に取り込まれている自動車を利用する
ので、電気自動車の普及に伴い、非常用電源設備の普及
を図ることができる。また、非常時専用の設備やその維
持管理が不要であるため、経済性の向上を図ることがで
きる。
使用される電気自動車に非常用電源機能を付加すること
により、日常生活に取り込まれている自動車を利用する
ので、電気自動車の普及に伴い、非常用電源設備の普及
を図ることができる。また、非常時専用の設備やその維
持管理が不要であるため、経済性の向上を図ることがで
きる。
【図１】請求項１の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図２】請求項２の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図３】請求項３の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図４】請求項４の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図５】請求項５の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図６】請求項６の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図７】請求項７の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図８】請求項８の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図９】請求項９の電気自動車の実施形態を示す接続
図。
図。
【図１０】従来技術による電気自動車の接続図。
１ 蓄電池 ２ インバータ ２ｂ 補助インバータ ３ 交流電動機 ３ｂ 交流負荷 ４ 制御装置 ５ スイッチ ６ 分岐線 ７ フィルタ ８ 絶縁変圧器 ９ 非常時用出力端子 １１ 内燃機関 １４ 電圧検出器 １５ 判定装置 １６ 接続端子 １７ 外部直流電源 １９ 出力端子 ２０ 変流器 ２１ 電流検出器 ２２ 座標変換器 ２３ 比較器 ２４ 電流制御増幅器 ２５ 速度制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 9181−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｔ
Claims (9)
- 【請求項１】蓄電池と、この蓄電池の直流出力を可変周
波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数・固定電
圧の制御モードで交流出力に変換しうるインバータと、
可変周波数・可変電圧の制御モードで運転される前記イ
ンバータの交流出力によって駆動される交流電動機と、
固定周波数・固定電圧の制御モードで運転される前記イ
ンバータの交流出力を導出する非常時用出力端子とを備
えた電気自動車。 - 【請求項２】請求項１記載の電気自動車において、非常
時用出力端子に導出される固定周波数・固定電圧の交流
出力が運転停止中の前記交流電動機の巻線インダクタン
スを通して導かれるように切り換えるスイッチを備えた
電気自動車。 - 【請求項３】蓄電池と、この蓄電池の直流出力を可変周
波数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数・固定電
圧の制御モードで運転しうるインバータと、可変周波数
・可変電圧の制御モードで運転される前記インバータの
交流出力によって駆動される交流電動機と、この交流電
動機を補助駆動する内燃機関と、固定周波数・固定電圧
の制御モードで運転される前記インバータの交流出力お
よび発電機として運転される前記交流電動機の交流出力
を導出する非常時用出力端子とを備えた電気自動車。 - 【請求項４】蓄電池と、可変周波数・可変電圧の制御モ
ードまたは固定周波数・固定電圧の制御モードでインバ
ータまたは整流器として運転しうる電力変換器と、固定
周波数・固定電圧の制御モードでインバータ運転される
前記電力変換器の交流出力を導出する非常時用出力端子
と、自動車を推進しうる能力を有する内燃機関と、可変
周波数・可変電圧の制御モードでインバータ運転される
前記電力変換器の交流出力によって駆動され、前記内燃
機関と共同して自動車を推進させるとともに、前記内燃
機関により駆動されて発電機として機能し、その発電電
圧を入力として可変周波数・可変電圧の制御モードで整
流器運転される前記電力変換器の直流出力によって前記
蓄電池を充電させる交流電動機とを備えた電気自動車。 - 【請求項５】請求項３記載の電気自動車において、前記
インバータの出力電流を検出する電流検出装置と、この
電流検出装置によって検出された出力電流を有効電流お
よび無効電流に分離する座標変換器と、この座標変換器
によって分離された有効電流を所定値に制御するための
速度指令を演算する電流制御手段と、この電流制御手段
によって算出された速度指令に基づいて前記内燃機関の
速度を制御する速度制御手段とを備えた電気自動車。 - 【請求項６】請求項１ないし４のいずれかに記載の電気
自動車において、前記蓄電池の出力電圧を検出する電圧
検出手段と、この電圧検出手段によって検出された電圧
が所定値以下か否かを判定する判定手段と、この判定手
段によって検出電圧が所定値以下であると判定されたと
き前記非常時用出力端子への電力供給を停止する手段と
を備えた電気自動車。 - 【請求項７】請求項１ないし４のいずれかに記載の電気
自動車において、前記蓄電池と並列に外部直流電源を接
続する端子を備えた電気自動車。 - 【請求項８】請求項１ないし４のいずれかに記載の電気
自動車において、前記蓄電池を他の電気自動車の蓄電池
と並列接続する端子を備えた電気自動車。 - 【請求項９】請求項１ないし４のいずれかに記載の電気
自動車において、前記蓄電池からの直流電力を可変周波
数・可変電圧の制御モードまたは固定周波数・固定電圧
の制御モードで交流出力に変換しうる補助インバータ
と、前記補助インバータの交流出力端から導出された第
２の非常時用出力端子と、可変周波数・可変電圧の制御
モードで運転される前記補助インバータの交流出力を車
内の電気負荷に供給し、固定周波数・固定電圧の制御モ
ードで運転される前記補助インバータの交流出力を前記
第２の非常時用出力端子に供給する手段とを備えた電気
自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258988A JPH09103002A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7258988A JPH09103002A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103002A true JPH09103002A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17327800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7258988A Pending JPH09103002A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | 電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09103002A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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