(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池及びコンデンサの直列回路と、
第１入出力端が上記直列回路の両端にスイッチ回路を介して結合され、第２入出力端がモータに結合された第１電力変換器と、
入力端が上記スイッチ回路及び上記第１電力変換器の共通接続点に結合され、出力端が上記直列回路の上記電池及び上記コンデンサの共通接続点に結合された第２電力変換器と、
上記スイッチ回路の開閉を制御する制御回路とを具え、
上記第１入出力端が上記スイッチ回路に電気的に直接接続されており、
上記モータの力行時には、上記制御回路は上記スイッチ回路を閉じて導通状態を維持し、上記直列回路からの電力を上記スイッチ回路及び上記第１電力変換器を介して上記モータに供給し、
上記モータの回生時には、上記制御回路は上記スイッチ回路を開いて、上記モータの発電電力が上記第１電力変換器及び上記第２電力変換器を介して上記コンデンサに充電されることを特徴とするモータ駆動用電源装置。
【請求項２】
上記制御回路は、上記力行時に上記第２電力変換器が動作を停止するように制御することを特徴とする、請求項１に記載したモータ駆動用電源装置。
【請求項３】
上記制御回路は、上記モータの停止期間中に、上記スイッチ回路及び上記第２電力変換器を制御して、上記電池により上記コンデンサを充電することを特徴とする、請求項１に記載したモータ駆動用電源装置。
【請求項４】
上記第１電力変換器は、上記直列回路から上記モータの方向に降圧動作を行い、上記モータから上記直列回路の方向に昇圧動作又は整流動作を行うチョッパ回路又はインバータ回路であることを特徴とする、請求項１に記載したモータ駆動用電源装置。
【請求項５】
上記第２電力変換器は、上記第１電力変換器から上記コンデンサの方向に降圧動作を行うチョッパ回路又はＤＣ／ＤＣコンバータ回路であることを特徴とする、請求項１に記載したモータ駆動用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動用電源装置、特に、電気自動車、電気スクータ、電気自転車等の動力用モータを駆動するのに適した電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、電気スクータ、電気自転車用の動力用モータを駆動する電源装置としては、電池及びコンデンサを並列接続し、この並列回路からの出力を電力変換器を介してモータに供給するハイブリッド電源装置が従来から多数提案されている。この場合、モータの負荷変動に応じて、コンデンサは、短時間ながら大電力をモータに供給する機能を果たし、電池は、小電力ながら長時間にわたって平均電力をモータへ供給する機能を果たす。これは、電池へのピーク負荷を減らし、電池の寿命を延長すると共に、実質的に容量を拡大するためである。
【０００３】
かかる従来のモータ駆動用電源装置の一例を図２に示す。高電圧を発生するために直列接続された複数個の電池のグループ１０と、直列接続された複数個のコンデンサのグループ１２とは、マイナス（−）側が共通電位となり、プラス（＋）側が電流制御回路１４を介して並列接続されている。なお、電流制御回路１４は、電池グループ１０から過電流が流れるのを防止するためのものであり、電池グループ１０及びコンデンサ・グループ１２の並列回路からの電圧は、モータ駆動回路である電力変換器１６を介して直流モータ１８の両端に供給される。電力変換器１６は、チョッパ又はインバータであり、図示しない制御回路によりその動作が制御される。
【０００４】
電力変換器１６にチョッパを用いる場合の一例を図３に示す。入出力端子４０及び４２は、電力変換器１６の左側の２つの端子に対応し、入出力端子５４及び５６は、電力変換器１６の右側の２つの端子に対応する。端子４０及び４２間には、パワー・トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ（ＩＧＢＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのトランジスタ４４及び４６のドレイン・ソース（又はコレクタ・エミッタ）が図示のように直列接続され、これらトランジスタのゲート（又はベース）が制御回路からの制御パルス信号を受ける。トランジスタ４４及び４６のコレクタ及びエミッタ間（又は、ドレイン及びソース間）には、ダイオード４８及び５０が逆極性に夫々接続され、これらダイオード４８及び５０の共通接続点がチョーク・コイル５２を介して端子５４に接続される。また、端子４０及び４２間には、スイッチング素子であるトランジスタの動作によって生じる電源の電圧変動を安定化させるために、電解コンデンサ４１を接続する。
【０００５】
モータ１８を回転駆動させる力行時には、電力変換器１６内のトランジスタ４６が常時非導通となり、トランジスタ４４が制御回路からの制御パルス信号に応じて導通及び非導通を繰り返す。よって、電力変換器１６は、電池グループ１０及びコンデンサ・グループ１２の並列回路からの電圧を制御パルス信号の導通及び非導通の時間比、即ち、衝撃係数に応じて降圧してモータ１８に供給する。また、モータ１８への駆動電圧の供給を停止させる回生時には、モータ１８が発電機として機能する。この間、制御回路により、電力変換器１６内のトランジスタ４４が常時非導通に制御され、トランジスタ４６が制御回路からの制御パルス信号に応じて導通及び非導通を繰り返す。よって、電力変換器１６は、モータ１８が発電した電圧（回生電圧）を昇圧してコンデンサ・グループ１２を充電（蓄電）する。コンデンサ・グループ１２に充電したエネルギーをモータの力行時に再利用して、電源装置全体の効率を改善している。また、力行時には、制御パルス信号の衝撃係数に応じて電力変換器１６の降圧の程度を制御することにより、モータの回転速度や、トルク等を制御できる。
【０００６】
従来のモータ駆動用電源装置の他の例を図４に示す。図２の従来技術との相違点は、電池グループ１０及びコンデンサ・グループ１２のプラス側を半導体スイッチ２０により、交互に高速で選択し、選択された電圧を電力変換器１６に供給する点である。なお、半導体スイッチ２０には、パワー・トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ（ＩＧＢＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などを利用でき、スイッチ制御回路２２で、スイッチ２０の高速切換を制御する。この従来技術も図２の場合と同様に、モータ１８の力行時には、電力変換器１６がスイッチ２０の出力電圧を降圧してモータ１８に供給する。また、モータ１８の回生時には、モータ１８の発電電圧を電力変換器１６が昇圧し、スイッチ２０を介してコンデンサ・グループ１２を充電する。この充電したエネルギー（蓄電エネルギー）は、図２の従来技術と同様に、モータの力行時に再利用される。
【０００７】
ところで、モータを駆動するための電力をコンデンサから得るには、コンデンサは、大容量でなければならない。しかし、大容量のコンデンサであっても、コンデンサの充電エネルギーは電池に比べると１桁以上小さいため、コンデンサに蓄積されたエネルギーを有効利用する必要がある。コンデンサの蓄電エネルギーを総て使用するということは、コンデンサの電圧がゼロになるまで使うということである。しかし、図２及び図４に示した従来技術は、コンデンサ１２の電圧も用いて電力変換器１６によりモータ１８を駆動しているが、この駆動にはある程度以上の電圧が必要である。よって、コンデンサ１２の電圧がゼロになる前に、電力変換器１６及びモータ１８が動作しなくなるので、コンデンサ１２の蓄電エネルギーを使いきることができない。これは、コンデンサ１２の端子に昇圧回路を設けても、結局は同じであり、コンデンサ１２の蓄電エネルギーを使いきることができない。
【０００８】
また、大容量コンデンサの主流は、電気二重層コンデンサであるが、このコンデンサは、電解液の電気分解を防止するために、１セル当たりの電圧を１〜５ボルト程度にしかできない。よって、モータを駆動するためには、モータが必要とする電圧まで高くしなければならないので、複数個の電気二重層コンデンサを直列接続しなければならない。しかし、各コンデンサでの電圧のバランスの問題が生じる。この問題は、直列接続した総てのコンデンサを充電した後に、コンデンサが内部抵抗により自己放電するが、この自己放電のバラツキが非常に大きいことに起因する。このため、時間経過に伴って、あるコンデンサでは、その電圧がゼロ・ボルトになってしまう。この状態では、放電すると、ゼロ・ボルトのコンデンサが下限を守れなくなり、また、充電すると、別のコンデンサが上限を守れなくなるので、充電及び放電ができなくなってしまう。
【０００９】
そこで、上述のコンデンサの蓄電エネルギーを使いきれないという問題と、複数のコンデンサを直列接続した場合の問題を解決するために、特願平７−１７４８４３号にて、図５に示すモータ駆動用電源装置が提案された。この電源装置では、モータ１８の力行時に、第１電力変換器２８が、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路の電圧を降圧して、モータ１８に駆動電圧を供給する。また、モータ１８の回生時には、第２電力変換器３２が、モータ１８からの発電電圧を受けて降圧し、コンデンサ２４に充電電圧を供給する。なお、電力変換器２８及び３２の降圧動作は、制御回路３４からの制御パルス信号により制御する。また、コンデンサ２４の両端には、極性反転防止用ダイオード３６が接続されている。モータ１８の力行時にコンデンサ２４の放電が進むと充電電圧が低下し、ついには蓄電量がゼロになると極性が反転してしまうが、このダイオード３６は、コンデンサ２４の極性が反転しようとすると導通して、この極性反転を防止する。しかし、コンデンサ２４の極性が反転しない期間中は、ダイオード３６は非導通なので、電源装置の動作に影響しない。
【００１０】
この図５に示すモータ駆動用電源装置によれば、コンデンサ２４及び電池グループ２６を直列接続しているので、コンデンサ２４の蓄電電圧が低下しても、直列回路全体の電圧は電力変換器２８及びモータ１８を駆動するのに十分な程高く、モータ１８の力行時にコンデンサ２４の蓄電エネルギーを完全にゼロになるまで使用できる。また、コンデンサ２４の電圧が電池グループ２６の電圧のように高い必要がなく、低くてもよいので、多数のコンデンサを直列接続する必要がない。よって、コンデンサの電圧のバランスの問題が小さくなり、大容量のコンデンサを低電圧仕様のまま使える。よって、コンデンサ２４として、安価な電気二重層コンデンサを使用できる。
【００１１】
なお、第１電力変換器２８及び第２電力変換器３２は、図２及び図４の電力変換器１６と異なり、一方向の降圧による電力変換を行う。これら第１及び第２電力変換器の夫々がチョッパ回路及びＤＣ／ＤＣコンバータの一方であるか、又は第１電力変換器がインバータで、第２電力変換器がＡＣ／ＤＣインバータである。一例として、チョッパの場合を図６に示す。この図６において、入力端５８及び出力端６８の間に、上述のトランジスタ４４又は４６と同様なトランジスタ６２と、チョーク・コイル６６の直列回路を接続し、これらトランジスタ６２及びコイル６６の共通接続点と、入力端６０及び出力端７０との間にダイオード６４を接続する。トランジスタ６２のゲート（又はベース）を制御回路３４からの制御パルス信号により制御して、このトランジスタ６２を交互に導通及び非導通として、制御パルス信号の衝撃係数に応じて、入力端５８及び６０間の電圧を降圧して、出力端６８及び７０間に出力する。なお、端子５８及び５９間には、スイッチング素子であるトランジスタの動作によって生じる電源の電圧変動を安定化させるために、電解コンデンサ５９を接続する。
【００１２】
【本発明が解決しようとする課題】
ところで、電気自動車、電気スクータ、電気自転車等の動力用モータと、その電力変換器とは、これらが組合わさったときに最高性能を発揮するように設計され、予め調整（マッチング又はチューニング）されて市販されているものがある。かかる市販の組み合わせを利用すれば、再設計や再調整の手間がなく、最高性能が得られる。この市販の組み合わせを図５に示す電源装置に適用した場合、組み合わせの電力変換器を第１電力変換器２８として用いることになる。しかし、モータ１８と第１電力変換器２８との共通接続点に第２電力変換器３２が接続されているため、この第２電力変換器３２の存在により、予め設定されていたモータ１８及び第１電力変換器２８のマッチングが崩れてしまい、最高性能で動作させることができなくなる。よって、図５の電源装置において、最高性能を発揮させるためには、第１電力変換器２８、第２電力変換器３２及びモータ１８の組み合わせを考慮して、第１及び第２電力変換器を新たに設計したり、調整をしなければならず、市販の組み合わせをそのまま利用できなくなる。新たな設計及び調整のため、電源装置全体が高価になると共に、新規開発が長引くという問題点が生じる。
【００１３】
また、図５に示す電源装置では、モータ１８を止めたままでは、第１電力変換器２８及び第２電力変換器３２を介して、電池グループ２６によりコンデンサ２４を充電できない。これは、第１及び第２電力変換器２８及び３２を同時に動作させてしまうと、電池グループ２６が短絡されてしまうためである。一方、かかるモータ駆動用電源装置のコンデンサ２４を、電気自動車などのスタート前、即ち、モータ１８が停止している状態で満充電しておくと、電気自動車などの加速に備えることができ、有効である。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、モータの力行時にコンデンサの蓄電エネルギーを完全にゼロになるまで使用できると共に、大容量のコンデンサを低電圧仕様のまま使えるばかりでなく、予め最適にマッチングされた市販のモータ及び電力変換器の組み合わせをそのまま利用できるモータ駆動用電源装置を提供することである。
【００１５】
また、本発明の別の目的は、モータの停止状態でもコンデンサを充電可能なモータ駆動用電源装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ駆動用電源装置は、電池２６及びコンデンサ２４の直列回路と；第１入出力端が直列回路の両端にスイッチ回路７２を介して結合され、第２入出力端がモータ１８に結合された第１電力変換器１６と；入力端がスイッチ回路７２及び第１電力変換器１６の共通接続点に結合され、出力端が直列回路の電池２６及びコンデンサ２４の共通接続点に結合された第２電力変換器３２と；スイッチ回路７２の開閉を制御する制御回路７３とを具えている。第１入出力端がスイッチ回路７２と電気的に直接接続されており、モータ１８の力行時に、制御回路７３はスイッチ回路７２を閉じて導通状態を維持し、直列回路からの電力をスイッチ回路７２及び第１電力変換器１６を介してモータ１８に供給する。また、モータ１８の回生時に、制御回路７３はスイッチ回路７２を開いて（非導通にして）、モータ１８の発電電圧（回生電圧）が第１電力変換器１６及び第２電力変換器３２を介してコンデンサ２４を充電する。なお、制御回路７３は、モータ１８の力行時に第２電力変換器３２が動作を停止するように制御するし、モータ１８の停止期間中に、スイッチ回路７２及び第２電力変換器３２を制御して、電池２６によりコンデンサ２４を充電できるようにする。
【００１７】
また、第１電力変換器１６は、直列回路からモータ１８の方向に降圧動作を行い、モータ１８から直列回路の方向に昇圧動作又は整流動作を行うチョッパ回路又はインバータ回路であり、第２電力変換器３２は、第１電力変換器からコンデンサ２４の方向に降圧動作を行うチョッパ回路又はＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。
【００１８】
【発明の実施の形態及び実施例】
図１は、本発明のモータ駆動用電源装置の好適な実施例のブロック図である。例えば、一般的な大容量コンデンサである１個の電気二重層コンデンサ２４と、例えば、蓄電池である複数の電池２６を直列接続し、直列回路とする。この直列回路の電池グループ２６のコンデンサ２４の反対端（プラス端）は、半導体スイッチ回路７２を介して、第１電力変換器１６の左側の入出力端の一方（上側）に結合し、コンデンサ２４のマイナス端は、第１電力変換器１６の左側の入出力端の他方（下側）に結合する。スイッチ回路７２のスイッチ素子は、例えば、リレー、コンタクター、パワー・トランジスタ、絶縁ゲート・トランジスタ（ＩＧＢＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。また、このスイッチ回路７２の開閉は、制御回路７３からの制御信号により制御する。コンデンサ２４及び電池グループ２６の共通接続点と、第１電力変換器１６及びスイッチ回路７２の共通接続点との間には、第２電力変換器３２を挿入する。また、コンデンサ２４の両端には、極性反転防止用のバイパス・ダイオード３６を結合する。第１電力変換器１６の右側の１対の入出力端の間に、モータ３０を結合する。制御回路７３は、電力変換器１６及び３２の動作も制御する。なお、第１電力変換器１６及びモータ１８の接続間に他の回路、例えば、第２電力変換器３２が接続されていないので、第１電力変換器１６及びモータ１８の予め設定された最適な組み合わせを、マッチングを崩すことなく、そのまま利用できる点に留意されたい。
【００１９】
第１電力変換器１６は、モータ１８の力行時に、コンデンサ２４及び電池グループ２６からの電圧を降圧してモータ１８に供給すると共に、モータ１８の回生時に、モータ１８の発電電圧（回生電圧）を昇圧するか整流して、第２電力変換器３２に供給する双方向性のチョッパ又はインバータである。第１電力変換器１６がチョッパの場合、図３に示す回路を利用できる。この場合、端子４０がスイッチ回路７２及び第２電力変換器３２の共通接続点に接続され、端子４２がコンデンサ２４のマイナス端に接続され、端子５４及び５６の間にモータ１８が接続される。トランジスタ４４及び４６のゲート（又はエミッタ）は、制御回路７３からの制御パルス信号を受ける。
【００２０】
第２電力変換器３２は、モータ１８の回生時に、第１電力変換器１６を介して、モータ１８の発電電圧を降圧して、コンデンサ２４に供給する単方向性のチョッパ又はＤＣ／ＤＣコンバータである。第２電力変換器３２がチョッパの場合、図６に示す回路を利用できる。この場合、端子５８がスイッチ回路７２及び第１電力変換器１６の共通接続点に接続され、端子６８がコンデンサ２４のプラス端に接続され、端子６０及び７０が基準電位、例えば、コンデンサ２４のマイナス端に接続される。トランジスタ６２のゲート（又はエミッタ）は、制御回路７３からの制御パルス信号を受ける。
【００２１】
第１電力変換器１６、第２電力変換器３２及び制御回路７３の動作電力は、電池２６、又は電池２６及びコンデンサ２４の直列回路から直接得てもよいし、電池２６又は直列回路の出力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して得てもよい。また、電池２６とは別の補助電源を設けて、そこから得てもよい。さらに、第１電力変換器１６の力行電力から得たり、第２電力変換器３２の回生電力から得てもよい。なお、第１電力変換器１６が、チョッパ又はインバータの何れの場合にも、これらチョッパ又はインバータ用の電源電圧がモータ１８の起電力よりも高いと、スイッチング素子（トランジスタ）の導通及び非導通の時間比（衝撃係数）を調整することによって、昇圧での回生電力制御が可能である。しかし、モータ１８の起電力よりも電源電圧が低いときには、チョッパ又はインバータが単なる整流器として作用するだけで、回生電力の制御が不能となるが、第２電力変換器３２が回生電力を制御してコンデンサ２４を充電できるので問題ない。
【００２２】
本発明のモータ駆動用電源装置が電気自動車に使用されている場合、制御回路７３は、アクセル７４、ブレーキ７６及びクラッチ７８の状態に応じて、電力変換器１６及び３２に導通／非導通の制御信号を供給すると共に、スイッチ回路７２に開閉制御信号を供給する回路であり、例えば、マイクロプロセッサ・システムにより構成できる。すなわち、制御回路７３は、クラッチ７８が結合している状態で、回生状態及び力行状態のいずれかであると判断する。この状態で、アクセル７４がオンで且つブレーキ７６がオフであると、力行状態であると判断し、その他の場合、即ち、アクセル７４及びブレーキ７６が共にオフである場合か、アクセル７４に関係なくブレーキ７６がオンである場合は、回生状態であると判断する。制御回路７３は、この判断に応じて、適切な制御信号を発生する。
【００２３】
次に、図１の実施例の動作を更に説明する。モータ１８が力行状態であると制御回路７３が判断すると、この制御回路７３は、スイッチ回路７２を閉じ（導通状態にし）、また、トランジスタ６２を非導通に維持して、第２電力変換器３２の動作を停止させる。コンデンサ２４が電気エネルギーによりある電圧まで充電されていると、コンデンサ２４の電圧及び電池グループ２６の電圧が加算されて、この加算された電圧が第１電力変換器１６により降圧されて、直流モータ１８に供給される。よって、コンデンサ２４及び電池グループ２６からの電流が、スイッチ回路７２、第１電力変換器１６及びモータ１８を介してコンデンサ２４に戻り、閉回路が形成され、モータ１８が回転する。
【００２４】
この際、大電力が必要な場合に、コンデンサ２４の電気エネルギーが電力供給を助ける。また、制御回路７３は、アクセル７４の状態及びモータ１８に供給される電圧（この電圧を監視する接続線は、図示を省略してある）との関係から制御パルス信号の衝撃係数を制御して、第１電力変換器１６のトランジスタを導通及び非導通させる。導通のときのみ入力電圧をモータ１８に通過させるので、パルス信号の衝撃係数を制御することにより、降圧の割合を制御できる（即ち、導通時に通過した電気エネルギーの全時間に対する平均値がモータ１８へ供給される電圧に対応する）。この制御により、運転者が希望するように、モータ１８の回転状態を制御できる。この際、コンデンサ２４及び電池グループ２６は直列接続なので、コンデンサ２４の電圧が順次低下していっても、電池グループ２６の上端の電圧は、常に少なくとも電池の電圧だけは十分にあるので、コンデンサ２４の電圧がゼロになるまで、このコンデンサ２４の電気エネルギーを利用できる。ところで、モータ１８の力行時には、大容量コンデンサ２４の放電が進むにつれて、充電電圧が低下し、蓄電量がゼロになると、極性が反転してしまう。ダイオード３６は、コンデンサ２４の極性が反転しようとすると導通して、この極性反転を防止する。コンデンサ２４の極性が反転しない期間中は、ダイオード３６は非導通なので、図１の装置の動作に影響しない。
【００２５】
モータ１８が回生状態であると制御回路７３が判断すると、この制御回路７３は、スイッチ回路７２を開き（非導通状態にし）、また、トランジスタ６２を適切な衝撃係数で繰り返し導通及び非導通にして、第２電力変換器３２を動作させる。スイッチ回路７２が非導通なので、コンデンサ２４及び電池グループ２６からの電圧が第１電力変換器１６を通過せず、モータ１８に駆動電圧が供給されない。よって、モータ１８は、発電機として機能し、発電電圧、即ち、回生電圧を発生する。この回生電圧は、第１電力変換器１６及び第２電力変換器３２を介してコンデンサ２４に供給され、このコンデンサ２４を充電する。この充電電圧が、モータの力行時に再利用される。
【００２６】
ところで、第２電力変換器３２がない場合には、回生方向が、モータ１８から第１電力変換器１６を介してコンデンサ２４となるが、コンデンサ２４の電圧が低下すると、回生時のモータ１８の起電力の方が高くなってしまい、上述のように、回生制御ができなくなる。第２電力変換器３２は、回生制御不能を防止するために設置した降圧変換器であり、モータの起電力にかかわらず制御不能状態にはならない。第１電力変換器１６で整流（制御不能状態にある）した後、第２電力変換器３２で降圧（制御可能状態にある）してもよいし、第１電力変換器１６で昇圧（制御可能状態にある）した後、第２電力変換器３２で降圧（制御可能状態にある）してもよい。この場合、制御回路７３は、第１電力変換器１６及び第２電力変換器３２の夫々の出力（電圧、電流）を監視して、これら電力変換器を制御する必要がある。これは次の理由による。すなわち、第１電力変換器１６が制御不可能となるか制御可能となるかは、電力変換器１６内に設けられた電解コンデンサの電圧に依存する。一方、制御回路７３は、第１電力変換器１６が取り込む電力と、第２電力変換器３２が取り出す電力を調整して、電解コンデンサの端子電圧を管理する。
【００２７】
制御回路７３が、アクセル７４、ブレーキ７６及びクラッチ７８の状態に応じて、力行でも回生でもないと判断したときは、第１電力変換器１６及び第２電力変換器３２の動作を停止させる。また、モータ１８の停止中、例えば、電気自動車のスタート前に、電池２６によりコンデンサ２４を充電するには、スイッチ回路７２と閉じ（導通にし）、第１電力変換器１６の動作を停止させ、第２電力変換器３２を適当な衝撃係数で動作させる。なお、この場合、第２電力変換器３２は、電池グループ２６がショートするのを防止するために、入力端及び出力端間が絶縁された構成でなければならない。
【００２８】
本発明の好適な実施例について上述したが、当業者には、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形及び変更が可能である。例えば、モータは実施例で説明したもの（ＤＣモータ）以外にも、ＤＣブラシレスモータ、交流誘導モータ、交流同期モータでもよく、また、単相モータでも３相モータでもよい。第１電力変換器には、これらのモータに対応したチョッパまたはインバータを、第２変換器には、チョッパまたはＤＣ／ＤＣコンバータを使用することができる。コンデンサとしては、複数のコンデンサを並列接続したものを用いてもよい。さらに、１個のコンデンサの代わりに、少数のコンデンサを直列接続して用いてもよい。なお、少数のコンデンサを直列接続する場合、各コンデンサの電圧のバラツキは、多数のコンデンサの直列接続の場合よりも少ないので、さほど問題にならない。
【００２９】
【本発明が奏する効果】
上述の如く、本発明のモータ駆動用電源装置によれば、コンデンサ及び電池が直列接続されているので、モータの力行時にコンデンサの蓄電エネルギーを完全にゼロになるまで使用できる。電池にコンデンサを直列接続して放電すると、電池単独の場合よりもコンデンサのぶんだけ電圧を高くすることができる。ここで、第１の電力変換器に供給される電力が同じであれば電圧が高くなったぶんだけ、電池の放電電流、即ち負荷を減らすことができる。また、このため、大容量のコンデンサを低電圧仕様のまま使えるので、安価な電気２重層コンデンサを使用できる。さらに、第１電力変換器及びモータの間に別の回路が接続されていないので、予め最適にマッチングされた市販のモータ及び電力変換器の組み合わせをそのまま利用できる。また、第２電力変換器が入力端及び出力端間が絶縁された構成の場合、スイッチ回路及び第２電力変換器を介して、電池によりコンデンサを充電できるので、モータの停止状態でもコンデンサを充電できる。電気自動車が市街地を走行する場合には、加速（力行）と減速（回生）が適宜繰り返され、コンデンサも加減速に合わせて放電（力行）と充電（回生）が繰り返される。したがって、コンデンサは走行状態を反映した電圧域を保つことになり、力行時に電池の負荷を低減する効果も持続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動用電源装置の好適な一実施例のブロック図である。
【図２】従来のモータ駆動用電源装置の一例のブロック図である。
【図３】電力変換器の一例の回路図である。
【図４】従来のモータ駆動用電源装置の他の例のブロック図である。
【図５】従来のモータ駆動用電源装置の更に他の例のブロック図である。
【図６】電力変換器の他の例の回路図である。
【符号の説明】
１６  第１電力変換器
１８  モータ
２４  コンデンサ
２６  電池
３２  第２電力変換器
３６  ダイオード
７２  スイッチ回路
７３  制御回路
７４  アクセル
７６  ブレーキ
７８  クラッチ
【図１】
0003612572.tif 000002
【図２】
0003612572.tif 000003
【図３】
0003612572.tif 000004
【図４】
0003612572.tif 000005
【図５】
0003612572.tif 000006
【図６】
0003612572.tif 000007