(57)【要約】【課題】車両内部の電源と直流電源の充電口との接続経路上に設置されたキャパシタが放電することを防止することができる車両用電源装置を提供すること。【解決手段】直流電源１０が接続される急速充電口９と、急速充電口９の正極と負極との間に接続されるキャパシタ３１、３２、３３と、バッテリ５１の正極とキャパシタ３１、３２、３３との接続経路を開閉する第一スイッチ１１と、バッテリ５１の正極と急速充電口９の正極との接続経路を開閉する第二スイッチ１２と、バッテリ５１の負極とキャパシタ３１、３２、３３との接続経路を開閉する第三スイッチ１３と、バッテリ５１の負極と急速充電口９の負極との接続経路を開閉する第四スイッチ１４と、急速充電口９の正極からキャパシタ３１、３２、３３の方向に電流を流す第一ダイオード２１と、キャパシタ３１、３２、３３から急速充電口９の負極の方向に電流を流す第二ダイオード２２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられた直流電源の充電口を介して車両外部の電源から車両内部の電源へ電力を供給する車両用電源装置であって、
前記直流電源の充電口の正極と負極との間に接続されるキャパシタと、
前記車両内部の電源と接続される電装負荷と、
前記車両内部の電源の正極と前記キャパシタとの接続経路を開閉する第一スイッチと、
前記車両内部の電源の正極と前記直流電源の充電口の正極との接続経路を開閉する第二スイッチと、
前記車両内部の電源の負極と前記キャパシタとの接続経路を開閉する第三スイッチと、
前記車両内部の電源の負極と前記直流電源の充電口の負極との接続経路を開閉する第四スイッチと、
前記直流電源の充電口の正極から前記キャパシタの方向に電流を流す第一ダイオードと、
前記キャパシタから前記直流電源の充電口の負極の方向に電流を流す第二ダイオードと、を備え、
前記第一スイッチは前記第二スイッチと前記第一ダイオードに対して並列に接続され、前記第三スイッチは前記第四スイッチと前記第二ダイオードに対して並列に接続され、前記第一ダイオードは前記キャパシタと前記直流電源の充電口の正極との接続経路に接続され、前記第二ダイオードは前記キャパシタと前記直流電源の充電口の負極との接続経路に接続され、前記キャパシタは前記第一ダイオードと前記電装負荷と前記第二ダイオードの接続経路間で前記電装負荷に対して並列に接続される車両用電源装置。
【請求項２】
交流電源の充電口と、
前記交流電源の充電口に供給される交流電力を直流電力に変換する充電器と、を備え、
前記第一ダイオードは、前記直流電源の充電口の正極と前記充電器の正極との間に接続され、前記第二ダイオードは、前記直流電源の充電口の負極と前記充電器の負極との間に接続される請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第一スイッチと前記第二スイッチと前記第三スイッチと前記第四スイッチの開閉を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記車両外部の電源から前記直流電源の充電口を介して前記車両内部の電源を充電する際に、前記第一スイッチと前記第三スイッチを開状態とし、前記第二スイッチと前記第四スイッチを閉状態とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載回路に混入するノイズを低減可能なインバータ装置が知られている。特許文献１では、直流電源からインバータに供給される電力に含まれるノイズを低減する為に、コンデンサを含むノイズ低減の回路を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両外部に設置された充電設備の電源から充電口を介して車両内部の電源に充電する場合に、充電経路上にノイズ低減回路が設置されていると、その回路中のキャパシタへ蓄電される。万が一キャパシタから充電口及び充電設備までの経路上で地絡すると、キャパシタに蓄積された電荷がキャパシタから放電する可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、車両内部の電源と直流電源の充電口との接続経路上に設置されたキャパシタが放電することを防止することができる車両用電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、車両に備えられた直流電源の充電口を介して車両外部の電源から車両内部の電源へ電力を供給する車両用電源装置であって、前記直流電源の充電口の正極と負極との間に接続されるキャパシタと、前記車両内部の電源と接続される電装負荷と、前記車両内部の電源の正極と前記キャパシタとの接続経路を開閉する第一スイッチと、前記車両内部の電源の正極と前記直流電源の充電口の正極との接続経路を開閉する第二スイッチと、前記車両内部の電源の負極と前記キャパシタとの接続経路を開閉する第三スイッチと、前記車両内部の電源の負極と前記直流電源の充電口の負極との接続経路を開閉する第四スイッチと、前記直流電源の充電口の正極から前記キャパシタの方向に電流を流す第一ダイオードと、前記キャパシタから前記直流電源の充電口の負極の方向に電流を流す第二ダイオードと、を備え、前記第一スイッチは前記第二スイッチと前記第一ダイオードに対して並列に接続され、前記第三スイッチは前記第四スイッチと前記第二ダイオードに対して並列に接続され、前記第一ダイオードは前記キャパシタと前記直流電源の充電口の正極との接続経路に接続され、前記第二ダイオードは前記キャパシタと前記直流電源の充電口の負極との接続経路に接続され、前記キャパシタは前記第一ダイオードと前記電装負荷と前記第二ダイオードの接続経路間で前記電装負荷に対して並列に接続されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明によれば、車両内部の電源と直流電源の充電口との接続経路上に設置されたキャパシタが放電することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る車両用電源装置のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る車両用電源装置の回路図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係る車両用電源装置のスイッチの変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係る車両用電源装置は、車両に備えられた直流電源の充電口を介して車両外部の電源から車両内部の電源へ電力を供給する車両用電源装置であって、直流電源の充電口の正極と負極との間に接続されるキャパシタと、車両内部の電源と接続される電装負荷と、車両内部の電源の正極とキャパシタとの接続経路を開閉する第一スイッチと、車両内部の電源の正極と直流電源の充電口の正極との接続経路を開閉する第二スイッチと、車両内部の電源の負極とキャパシタとの接続経路を開閉する第三スイッチと、車両内部の電源の負極と直流電源の充電口の負極との接続経路を開閉する第四スイッチと、直流電源の充電口の正極からキャパシタの方向に電流を流す第一ダイオードと、キャパシタから直流電源の充電口の負極の方向に電流を流す第二ダイオードと、を備え、第一スイッチは第二スイッチと第一ダイオードに対して並列に接続され、第三スイッチは第四スイッチと第二ダイオードに対して並列に接続され、第一ダイオードはキャパシタと直流電源の充電口の正極との接続経路に接続され、第二ダイオードはキャパシタと直流電源の充電口の負極との接続経路に接続され、キャパシタは第一ダイオードと電装負荷と第二ダイオードの接続経路間で電装負荷に対して並列に接続されるよう構成されている。
【００１０】
これにより、車両内部の電源と直流電源の充電口との接続経路上に設置されたキャパシタが放電することを防止することができる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る車両用電源装置について詳細に説明する。
【００１２】
図１において、本発明の一実施例に係る車両用電源装置を搭載した車両１は、モータ２と、インバータ３と、電装負荷４と、バッテリパック５と、制御部６と、を含んで構成される。
【００１３】
モータ２は、例えば、複数の永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコイルが巻きつけられたステータと、を備えた同期型モータで構成される。モータ２は、ステータコイルに三相交流電圧が印加されることでステータに回転磁界が形成され、この回転磁界によりロータが回転して駆動力を生成する。
【００１４】
インバータ３は、制御部６の制御により三相交流電圧をモータ２に供給する。インバータ３は、制御部６から入力されるトルク指令値に基づいて三相交流電圧を生成してモータ２に出力する。
【００１５】
電装負荷４は、車両１に搭載され、バッテリパック５から供給される電力で動作する各種の装置からなり、例えば、オーディオ装置、ナビゲーション装置、空調装置、計器類の表示装置及びヘッドランプなどの照明装置を含む。
【００１６】
バッテリパック５は、インバータ３や電装負荷４などに電力を供給する。バッテリパック５は、例えば、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなる電源としてのバッテリ５１（図２参照）を備えている。
【００１７】
バッテリパック５には、インバータ３や電装負荷４が並列に接続されている。バッテリパック５には、インバータ３や電装負荷４と並列に、充電器７が接続されている。充電器７は、交流電源の充電口としての普通充電口８に供給される交流の電力を直流の電力に変換する。
【００１８】
バッテリパック５には、車両１外部に設置された充電設備の直流電源１０の充電コネクタが接続されることにより、直流電源１０から供給された電力によりバッテリ５１（図２参照）を充電する、直流電源１０の充電口としての急速充電口９が設けられている。急速充電口９は、直流電源１０の充電コネクタが接続されているか否かを検出して、制御部６に通知するようになっている。
【００１９】
バッテリパック５には、バッテリ５１（図２参照）の電圧を検出する不図示の電圧センサ、バッテリ５１の温度を検出する不図示の温度センサ、バッテリ５１の充電電流及び放電電流を検出する不図示の電流センサなどが設けられている。
【００２０】
制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２１】
制御部６のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部６として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部６として機能する。
【００２２】
制御部６の入力ポートには、上述の急速充電口９と、電圧センサと、温度センサと、電流センサとを含む各種センサ類が接続されている。一方、制御部６の出力ポートには、インバータ３と、電装負荷４と、バッテリパック５とを含む各種制御対象類が接続されている。
【００２３】
図２において、インバータ３には、インバータ３に供給される電力に含まれるノイズを低減するために、キャパシタ３１、キャパシタ３２、キャパシタ３３を含むノイズ低減回路が設けられている。
【００２４】
バッテリ５１の正極とインバータ３との接続経路には、この接続経路を開閉する第一スイッチ１１が接続されている。バッテリ５１の正極と急速充電口９の正極との接続経路には、この接続経路を開閉する第二スイッチ１２が接続されている。
【００２５】
バッテリ５１の負極とインバータ３との接続経路には、この接続経路を開閉する第三スイッチ１３が接続されている。バッテリ５１の負極と急速充電口９の負極との接続経路には、この接続経路を開閉する第四スイッチ１４が接続されている。
【００２６】
急速充電口９の正極からインバータ３の方向に電流を流す第一ダイオード２１が、急速充電口９の正極とインバータ３との接続経路に接続されている。
【００２７】
インバータ３から急速充電口９の負極の方向に電流を流す第二ダイオード２２が、急速充電口９の負極とインバータ３との接続経路に接続されている。
【００２８】
第一スイッチ１１は、第二スイッチ１２と第一ダイオード２１に対して並列に接続されている。第三スイッチ１３は、第四スイッチ１４と第二ダイオード２２に対して並列に接続されている。
【００２９】
第一スイッチ１１とインバータ３と第三スイッチ１３は、バッテリ５１に対して直列に接続されている。
【００３０】
電装負荷４は、第一ダイオード２１とインバータ３と第二ダイオード２２との接続経路において、インバータ３に対して並列に接続されている。
【００３１】
充電器７の正極は、第一スイッチ１１とインバータ３との間に接続され、充電器７の負極は、第三スイッチ１３とインバータ３との間に接続されている。
【００３２】
第一スイッチ１１、第二スイッチ１２、第三スイッチ１３、第四スイッチ１４は、制御部６によりオン（閉状態）オフ（開状態）される。
【００３３】
制御部６は、急速充電口９に車両１外部の直流電源１０の充電コネクタが接続されたことを検出すると、第一スイッチ１１と第三スイッチ１３を開状態とする。
【００３４】
制御部６は、急速充電口９に車両１外部の直流電源１０の充電コネクタが接続されたことを検出すると、第二スイッチ１２と第四スイッチ１４を閉状態とする。
【００３５】
このようにすることで、急速充電口９からの充電中に電装負荷４へ電力を供給することができ、エアコンやヒーター等の電装品を使用しながら充電を行なえるとともに、キャパシタ３１、キャパシタ３２、キャパシタ３３からの電流の逆流を防ぐことができる。キャパシタ３１、キャパシタ３２、キャパシタ３３からの放電を防止することにより、キャパシタ３１、キャパシタ３２、キャパシタ３３から車両１の急速充電口９及び直流電源１０の充電設備までの経路上での漏電を防止することができる。
【００３６】
以上のように構成された本実施例に係る車両用電源装置による動作について図３を参照して説明する。
【００３７】
図３において、時刻ｔ１でイグニッションスイッチがオフされると、第一スイッチ１１と第三スイッチ１３がオフされる。
【００３８】
時刻ｔ２において、車両１外部の直流電源１０の充電コネクタが急速充電口９に接続され、充電開始の操作が完了すると、給電状態がオンにされる。
【００３９】
給電状態がオンにされると、時刻ｔ３において、第二スイッチ１２と第四スイッチ１４がオンされる。
【００４０】
時刻ｔ４において、充電が完了すると、給電状態がオフにされる。給電状態がオフにされると、時刻ｔ５において、充電経路のスイッチが全てオフされる。
【００４１】
時刻ｔ６において、イグニッションスイッチがオンされると、第一スイッチ１１と第三スイッチ１３がオンされ、バッテリ５１からインバータ３、電装負荷４へ電力が供給される。
【００４２】
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
１  車両
４  電装負荷
６  制御部
７  充電器
８  普通充電口（交流電源の充電口）
９  急速充電口（直流電源の充電口）
１０  直流電源
１１  第一スイッチ
１２  第二スイッチ
１３  第三スイッチ
１４  第四スイッチ
２１  第一ダイオード
２２  第二ダイオード
３１、３２、３３  キャパシタ
５１  バッテリ（電源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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