(57)【要約】【課題】自動車外に設けられている充電電流供給設備に接続する直流端子と、補機に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータを備えた電動自動車の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータが動作すると直流端子を介して自動車外の充電電流供給設備に大きなノイズが加わる。【解決手段】電動自動車は、車外の交流電源を利用して充電するために、交流を直流に変換する変換回路と、変換された直流を平滑化する平滑回路を備えている。それを利用し、ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側を、変換回路と平滑回路を接続する配線に接続する。平滑回路が、ＤＣ／ＤＣコンバータのノイズを除去するフィルタを兼用する。【選択図】図２
2020141494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動自動車の電源装置であり、
直流端子と、
交流端子と、
交流を直流に変換する変換回路と、
変換された直流を平滑化する平滑回路と、
電池と、
ＤＣ／ＤＣコンバータと、
補機と、
を備えており、
前記直流端子は、前記電池に接続されており、充電機能を備えている車外設備に接続するとその設備が供給する充電電流を前記電池に供給し、
前記交流端子は、前記変換回路と前記平滑回路を介して前記電池に接続されており、車外に設けられている交流電源に接続すると、前記変換回路と前記平滑回路によって得られた充電電流を前記電池に供給し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側配線が前記変換回路と前記平滑回路を接続する配線に接続されており、低圧側配線が前記補機に接続されている、
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、電動自動車の電源装置を開示する。
【０００２】
本明細書でいう「電動自動車」は、走行用モータに電力を供給する電池を自動車外から充電可能な自動車を意味する。従って本明細書における「電気自動車」には、走行用モータとエンジンの双方を備えるいわゆるＰＨＶをも含む。
【背景技術】
【０００３】
電動自動車は、図１の概略図に示すように、交流端子２６と、交流を直流に変換する変換回路３０と、変換された直流を平滑化する平滑回路６０と、電池１０とを備えている。交流端子２６は、変換回路３０と平滑回路６０を介して電池１０に接続されており、自動車外に設けられている交流電源２２に接続すると、変換回路３０と平滑回路６０によって充電電流に変換し、得られた充電電流を電池１０に供給して電池１０を充電する。
【０００４】
また、電動自動車は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を車載しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０で変換された直流電力を補機８０に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は電池１０に接続されており、電池１０から補機８０に給電可能となっている。なお、実際には、補機８０と並列に補機用電池(図１では図示しない)が接続されており、通常は補機用電池から補機に電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、電池１０の電力で補機用電池を充電したり、あるいは電池１０から補機８０に電力を供給したりする際に動作する。充電中の補機用電池は、補機８０の一つということができる。
【０００５】
特許文献１は、上記に加えて直流端子６を備えている電動自動車を開示している。直流端子６は、サービスエリアといった自動車外に設けられている充電電流供給設備２に接続して用いる。充電機能を備えている充電電流供給設備２が、社会のインフラストラクチャとして各所に設けられている。充電電流供給設備２は直流電力を供給することができる。充電電流供給設備２を利用すると、交流電源２２を利用する場合より大きな充電電流を供給することができ、電池１０を急速充電することができる。なお、充電電流を供給するという場合、電池の充電に適した充電電流に制御して供給することをいい、充電完了後には充電電流の供給を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０１２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１の電源装置によると、直流端子６を車外の充電電流供給設備２に接続して急速充電しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を運転して補機８０を駆動することができる。しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作によってノイズが発生し、そのノイズが直流端子６を介して車外の充電電流供給設備２に伝搬し、車外の充電電流供給設備２に悪影響を及ぼすことがある。
【０００８】
本明細書では、直流端子６を利用して充電している最中にＤＣ／ＤＣコンバータ７０が動作しても、充電電流供給設備２に悪影響を及ぼさない技術を開示する。上記目的に最も率直な対応は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０と直流端子６の間にノイズ除去フィルタを設けることである。しかしこの技術では、新たにノイズ除去フィルタを設けることが必要となり、コストアップを招き、かつ、小型化を損ねてしまう。本明細書では、安価に、かつ小型化に損ねることなく、充電電流供給設備２に悪影響を及ぼさないようにする技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書が開示する電源装置は、図２に概略を示すように、直流端子６と、交流端子２６と、交流を直流に変換する変換回路３０と、変換された直流を平滑化する平滑回路６０と、電池１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０と、補機８０を車載している。直流端子６は電池１０に接続されている。直流端子６を、充電機能を備えている車外設備２に接続すると、車外設備２が供給する充電電流を電池１０に供給して電池１０を充電する。交流端子２６は、変換回路３０と平滑回路６０を介して電池１０に接続されている。交流端子２６を車外に設けられている交流電源２２に接続すると、変換回路３０と平滑回路６０によって得られた充電電流を電池１０に供給して電池１０を充電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の高圧側配線は、変換回路３０と平滑回路６０を接続する配線に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の低圧側配線は、補機８０に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、変換した直流電力を補機８０に供給する。
【００１０】
上記電源装置によると、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作に伴って発生するノイズは、平滑回路６０を介して充電電流供給設備（充電器機能を備えている設備）２に伝搬する。平滑回路６０は、リアクトルやコンデンサといった電子部品で構成されており、ノイズ除去フィルタとして動作する。上記電源装置によると、ノイズが除去されてから充電電流供給設備２に伝搬することから、充電電流供給設備２に悪影響を及ぼさないようにできる。またノイズ除去フィルタに用いる平滑回路６０は、もともと必要な部品であり、新たな部品を必要としない。対策に要するコストアップはほとんどない。
【００１１】
上記の結果、交流電源２２を利用して充電している間にＤＣ／ＤＣコンバータ７０が動作すると、平滑化前の充電電流がＤＣ／ＤＣコンバータ７０に入力されることになる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作に伴って発生するノイズが変換回路３０を介して車外の交流電源２２に伝搬することになる。しかしながら、これらは問題とならない。その理由の一つは、直流端子６を利用する急速充電中は補機８０を使用する機会が多いのに対し、交流端子２６を利用する普通充電中は補機８０を使用する機会が少ないことにある。交流端子２６を利用する普通充電は、深夜等の車中に人がいない状態で行われることが多いからである。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０はノイズに対する耐性が高く設定されていることから、普通充電中に補機８０が動作するようなことがあっても問題となることはない。また変換回路３０はトランス等を含んであり、それ自体によってノイズ減衰効果が得られる。そのために、普通充電中に補機８０が動作するようなことがあっても、車外の交流電源２２に悪影響を及ぼすことがない。
【００１２】
本技術は、図２に示す各種装置の特性と利用方法の実態に関する考察から得られたものであり、図１から図２への変更はわずかなものに見えるかもしれないが、実際には大胆な変更ということがいえる。
【００１３】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の電源装置の構成を示す図である。
【図２】今回の電源装置の構成を示す図である。
【図３】実施例の電源装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図３に示すように、実施例の電動自動車用の電源装置は、直流端子６を車載している。サービスエリア等の車外に、充電機能を備えていて充電電流を供給する設備２が設置されている。直流端子６は、充電機能を備えていているインフラ設備２側の端子４に接続することができる。直流端子６は、メインリレー８を介して電池１０に接続されている。メインリレー８は、電池１０の充電中はオンしている。直流端子６を端子４に接続すると、インフラ設備２が電池１０を充電する。インフラ設備２は大電流を供給できることから、電池１０は急速充電される。
【００１６】
実施例の電源装置は、家庭に設置されている商用交流電源２２から延びている端子２４に接続する交流端子２６を備えている。交流端子２６は、交流を直流に変換する回路３０に接続されている。変換回路３０は、４個のダイオードで構成されている整流ブリッジ３２によって交流を直流に整流し、リアクトル３４とスイッチング素子３６等によって構成される昇圧回路によって昇圧し、スイッチング素子４２、４４、４６、４８等をスイッチングしてトランス５２の一次コイル５０に流れる電流を時間に対して変化させる。これによってトランス５２の二次コイル５４に電圧が生じる。二次コイル５４に生じた電圧は、一対のダイオード５６、５８によって直流に変換される。変換回路３０は、交流を直流に変換し、変換された直流を出力する。変換回路３０のスイッチング素子３６等は、図示しない充電電流制御回路によってオンオフが制御され、電池１０の充電に適した電圧の直流（充電電流）を供給する。電池１０の充電が完了すれば充電電流の供給を停止する。昇圧回路を備えることによって、電圧の異なる交流電源からでも電池１０を充電することができる。
【００１７】
平滑回路６０は、コイル６２とコンデンサ６４の組と、コイル６６とコンデンサ６８の組が２段に接続されており、変換回路３０が出力した直流を平滑化して電池１０に供給する。コイルとコンデンサの組み合わせを備えていることから、ノイズ除去フィルタとして動作する。
【００１８】
走行モータを駆動する電池１０の電圧が数百ボルトであるのに対し、ナビゲーション装置といった補機８０の駆動電流は十数ボルトであることから、両者間の電力交換を可能とするためにＤＣ／ＤＣコンバータ７０が用意されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の低圧側出力線に対して補機８０と補機用電池８２が並列に接続されている。電池１０側からＤＣ／ＤＣコンバータ７０を介して補機用電池８２を充電することが可能であり、充電中の補機用電池８２は補機８０の一種ということができる。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の高圧側の配線は、変換回路３０と平滑回路６０を接続する配線に接続されている。
【００２０】
図３の構成の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作に伴って発生するノイズは、平滑回路６０を介して充電電流供給設備２に伝搬する。平滑回路６０は、コイル６２、６６やコンデンサ６４、６８といった電子部品で構成されており、ノイズ除去フィルタとして動作する。図３の電源装置によると、平滑回路６０によってノイズが除去されてから充電電流供給設備２に伝搬することから、充電電流供給設備２に悪影響を及ぼさないようにできる。またノイズ除去フィルタを兼用する平滑回路６０は、もともと必要な部品であり、新たな部品を必要としない。
【００２１】
図３の構成の場合、交流電源２２を利用して充電している間にＤＣ／ＤＣコンバータ７０が動作すると、平滑化前の直流電流がＤＣ／ＤＣコンバータ７０に入力されることになる。またＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作に伴って発生するノイズが変換回路３０を介して車外の交流電源２２に伝搬することになる。しかしながら、直流端子６を利用する急速充電中は補機８０が使用される機会が多いのに対し、交流端子２６を利用する普通充電中は補機８０を使用する機会が少ないことから、上記が問題となることが少ない。またＤＣ／ＤＣコンバータ７０にはノイズに対する耐性が高い部品が使われていることから、普通充電中に補機８０が動作するようなことがあっても問題となることはない。車載の部品には、もともと、地上の設備に比べてノイズに対する耐性の高い部品が使われる。また変換回路３０はトランス５２を用いて電圧変換する絶縁型である。変換回路３０は、トランス５２によってノイズ減衰効果が得られる。普通充電中に補機８０が動作するようなことがあっても車外の交流電源２２に悪影響を及ぼすことはない。
【００２２】
車載時には、交流／直流変換回路３０と、平滑回路６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を一つの筐体内に収容することが好ましい。３者を一体化することによって、空間効率が向上し、ノイズ対策が容易化される。
【００２３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２４】
２：充電機能を備えている車外設備：充電電流供給設備：充電機能を備えているインフラ設備 
４：設備側端子
６：車載の直流端子
１０：電池
２２：車外の交流電源
２４：電源側端子
２６：車載の交流端子
３０：交流／直流変換回路
６０：平滑回路
７０：ＤＣ／ＤＣコンバータ
８０：補機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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