(57)【要約】【課題】本発明は、電動車両に使用されるバッテリのピーク電流を簡単な構成で低減させる電源回路を提供することを目的とする。【解決手段】電源回路１０は、バッテリ１２、充電回路、インバータ１４、およびコンデンサ１６を含む。インバータ１４には、電動車両の駆動源となる三相交流モータ１８が接続される。バッテリ１２からインバータ１４へ接続をおこなう電線２０をトランスのトランスコア２２の中に通す。ＬＣ並列共振によってピーク電流を低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電式のバッテリと、
前記バッテリの充電をおこなうために、少なくともトランスを含む充電回路と、
前記バッテリに直列に接続されたインバータと、
前記インバータと並列接続されたコンデンサと、
を含み、インバータから負荷に電力を供給する電源回路であって、
前記バッテリからインバータへ接続をおこなう電線を前記トランスのトランスコアの中に通した電源回路。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両などに使用されるバッテリのピーク電流を抑える電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動車両の駆動源として、三相交流モータが使用される（特許文献１）。特許文献１の従来技術で示されるように、電動車両の三相交流モータ１８にはバッテリ１２からインバータ１４を介して電力が供給される（図３）。さらに、特許文献１の発明は、システムコントローラを使用して、電流の流れを制御している。
【０００３】
しかし、電動車両の起動時や登坂時の負荷によって大きなピーク電流が流れ（図４）、１充電での取り出し容量が減少する。また、ジュール損が発生し、温度上昇が大きくなり、化学反応が遅れ、水素が発生し、バッテリの寿命が短くなっていた。なお、特許文献１の構成は、システムコントローラを用いており、従来に比べて回路が複雑になっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７４３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、電動車両に使用されるバッテリのピーク電流を簡単な構成で低減させる電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源回路は、充電式のバッテリと、前記バッテリの充電をおこなうために、少なくともトランスを含む充電回路と、前記バッテリに直列に接続されたインバータと、前記インバータと並列接続されたコンデンサと、を含み、前記バッテリからインバータへ接続をおこなう電線を前記トランスのトランスコアの中に通した電源回路である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ピーク電流を低減させることにより、１充電での取り出し容量が大きくなる。バッテリの温度上昇や水素発生を抑えることができ、バッテリの寿命が長くなる。回路構造が簡単なため、従来の回路と比較してコスト増が小さくてすむ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の電源回路の実施形態について図面を用いて説明する。以下の説明は、電動車両に使用される三相交流モーターを駆動させるための回路で説明をおこなう。
【０００９】
図１の電源回路１０は、バッテリ１２、充電回路、インバータ１４、およびコンデンサ１６を含む。インバータ１４には、電動車両の駆動源となる三相交流モータ（負荷）１８が接続される。
【００１０】
バッテリ１２は、充電式の二次電池を使用する。バッテリ１２の充電をおこなう充電回路は、少なくともトランスを含むものである。トランスによって所望の電圧に変換され、また、トランスのトランスコア２２を後述するように電線２０のインダクタンスの増加に使用する。電動車両の駆動時は、バッテリ１２の充電が終了しており、充電回路は動作していない。直流から交流に変換するためのインバータ１４はバッテリ１２に直列に接続される。コンデンサ１６は、インバータ１４と並列接続される。
【００１１】
バッテリ１２からインバータ１４へ接続をおこなう電線２０をトランスのトランスコア２２の中に通している。周知のように、トランスは、リング状の鉄にコイルを巻き付けたものである。本願では、このリングの中を電線２０が絶縁されて通過される。
【００１２】
電動車両の起動時や登坂時は、負荷の急激な変動で図４に示すようなピーク電流が発生する。このピーク電流により、電線２０の周りに磁界が発生する。磁束は磁気抵抗の少ないところに集中する性質を持っている。本願では、透磁率の大きな強磁性体（鉄）で構成されたトランスコア２２が電線２０の周囲に存在する。したがって、磁束が集中することとなる。また、インダクタンスは透磁率に比例するため、電線２０の寄生インダクタンスが増加することとなる。なお、鉄以外にも純鉄、スーパーマロイなど、透磁率の高い材料を使用しても良い。
【００１３】
電線２０の寄生インダクタンスとコンデンサ１６によってＬＣ並列共振回路が構成される。並列共振回路はＬとＣで決定される共振周波数でインピーダンスが増加して、電流が減少する。したがって、ピーク電流による交流成分の中で、共振周波数とその近傍の電流を減少させることができ、全体としてピーク電流を下げることができる。
【００１４】
なお、電動車両が一定速度で動作すると、バッテリ電流は一定値となるため、直流成分の電流のみとなる。したがって、上述したような共振による電流の減少は発生しない。本発明の構成はピーク電流のみを低減する構成である。
【００１５】
以上のように、本発明は大幅な回路変更を行うことなくピーク電流を低減させることができる。ピーク電流を低減させることにより、１充電での取り出し容量が大きくなる。バッテリ１２の温度上昇や水素発生を抑えることができ、バッテリ１２の寿命が長くなる。回路構造が簡単なため、従来の回路と比較してコスト増が小さくてすむ。
【００１６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。電源回路１０の出力は三相交流モータ１８に出力されたが、他の電気機器に出力されても良い。
【００１７】
制御装置２４内でインバータ１４と並列にコンデンサ１６を接続したが、このコンデンサ１６は、制御装置２４の外であっても良い。また、コンデンサ１６は電気二重層コンデンサであっても良い。電気二重層コンデンサは、容量が非常に高いため、バッテリ１２の補助をおこなう。ピーク電流分を電気二重層コンデンサに分担させてバッテリ１２の負担を低減させる。さらに、電線２０をトランスコア２２に通すことにより、電線２０のインダクタンスは通常よりも増加するため、電流の交流成分にとってはインピーダンスが増加したこととなり、電流は低減される。
【００１８】
また、図２に示すように、共振用のコンデンサ１６と電気二重層コンデンサ２６の両方をインバータ１４に並列接続しても良い。バッテリ１２を補助しながら並列共振によってピーク電流を低減させる。
【００１９】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の電源回路の回路図である。
【図２】電気二重層コンデンサを使用した回路図である。
【図３】従来の電源回路の回路図である。
【図４】ピーク電流を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０，１０ｂ，３０：電源回路
１２：バッテリ
１４：インバータ
１６：コンデンサ
１８：モータ
２０：電線
２２：トランスコア 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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