(57)【要約】      （修正有）【課題】チョッパを１つにして、ＥＶシステムを小型化するシステムを提供する。【解決手段】電動機駆動用電力変換器および蓄電池５間のチョッパ４と、外部電源から蓄電池に充電する際のチョッパを共通のものとしてシステムの小型化を実現するとともに、外部電源から蓄電池への充電時に昇圧機能を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車（ＥＶ）システムにおいて、
電動機と、前記電動機に所定の電圧を出力する電力変換器と、前記電力変換器の入力電圧を平滑する平滑コンデンサＣと、
スイッチＱ１およびダイオードＤ１からなる逆並列素子ＩＧＢＴ１の前記Ｄ１のカソード側を端子Ｘとし前記端子Ｘを前記Ｃの正側と接続し、スイッチＱ２およびダイオードＤ２からなる逆並列素子ＩＧＢＴ２の前記Ｄ２のアノード側を端子Ｙとし、直流リアクトルの一端と前記Ｄ１のアノード側と前記Ｄ２のカソード側とを接続し、前記直流リアクトルの他端を端子Ｚとする前記ＩＧＢＴ１と前記ＩＧＢＴ２と前記直流リアクトとで構成されるチョッパと、
蓄電池の正側を抵抗器Ｒおよび所定の条件でＯＮ／ＯＦＦを行うａ接点のリレーＲＹ１を介して前記端子Ｚに接続し、前記蓄電池の負側を前記Ｃの負側に接続する前記蓄電池と、
外部電源の正側を逆流防止用ダイオードＤ３を介して前記Ｄ３のカソード側を前記端子Ｚへ接続し、前記外部電源の負側を前記端子Ｙに接続する外部電源接続用端子と、
ａ１、ａ２の２つのａ接点およびｂ１、ｂ２の２つのｂ接点からなるリレーＲＹ２の前記ａ１の一端を前記蓄電池の正側に接続し他端を前記端子Ｚに接続し、前記ｂ１の一端を前記蓄電池の正側に接続し他端を前記蓄電池から前記Ｃへの電力供給を防止するダイオードＤ４のカソード側へ接続し、前記Ｄ４のアノード側を前記Ｃの正側へ接続し、前記ａ２の一端を前記蓄電池の負側へ接続し他端を前記端子Ｙに接続し、前記ｂ２の一端を前記蓄電池の負側へ接続し他端を前記Ｄ３のアノード側へ接続し、接点を連結動作させる前記ＲＹ２とで構成されるＥＶシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車（ＥＶ）システムの小型化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題の観点から盛んに研究が行われているＥＶにおいて、電動機駆動用電力変換器および蓄電池間のチョッパと外部電源から前記蓄電池に充電する際のチョッパとの２つを有するＥＶシステムに関するものである。
【０００３】
従来技術を図２に示し、図２における従来技術について以下に説明する。
ＥＶのイグニッションＯＮでリレー１８をＯＮとし、抵抗器１４、チョッパ４内のダイオードを介して平滑コンデンサ３を蓄電池５と同電圧まで充電する。その後リレー１７をＯＮとして、チョッパ４を昇圧動作させ平滑コンデンサ３を所定の電圧まで上昇させて電動機駆動を行う。
【０００４】
電動機１の力行時は、蓄電池５を電源としてリレー１７、昇圧動作を行うチョッパ４、平滑コンデンサ３、電力変換器２を介して所定の電力を電動機１へ供給する。電動機１の回生時は、電動機１からの回生電力を電力変換器２、平滑コンデンサ３、降圧動作を行うチョッパ４、リレー１７を介して蓄電池５に充電する。リレー１７およびリレー１８は蓄電池５の正負ラインに接続されるａ接点で、蓄電池５とその他回路を切り離すことができる。
【０００５】
蓄電池５は、外部電源接続用端子２０に外部電源を接続することで昇圧チョッパ２２、リレー１７、リレー１８を介して充電できる。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−５１８６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、外部電源から蓄電池に充電操作を行うチョッパと、蓄電池および電動機駆動用電力変換器の間のチョッパの２つがありシステムが大型となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では前記課題を解決するために、電気自動車（ＥＶ）システムにおいて、電動機と、前記電動機に所定の電圧を出力する電力変換器と、前記電力変換器の入力電圧を平滑する平滑コンデンサＣと、スイッチＱ１およびダイオードＤ１からなる逆並列素子ＩＧＢＴ１の前記Ｄ１のカソード側を端子Ｘとし前記端子Ｘを前記Ｃの正側と接続し、スイッチＱ２およびダイオードＤ２からなる逆並列素子ＩＧＢＴ２の前記Ｄ２のアノード側を端子Ｙとし、直流リアクトルの一端と前記Ｄ１のアノード側と前記Ｄ２のカソード側とを接続し、前記直流リアクトルの他端を端子Ｚとする前記ＩＧＢＴ１と前記ＩＧＢＴ２と前記直流リアクトとで構成されるチョッパと、蓄電池の正側を抵抗器Ｒおよび所定の条件でＯＮ／ＯＦＦを行うａ接点のリレーＲＹ１を介して前記端子Ｚに接続し、前記蓄電池の負側を前記Ｃの負側に接続する前記蓄電池と、外部電源の正側を逆流防止用ダイオードＤ３を介して前記Ｄ３のカソード側を前記端子Ｚへ接続し、前記外部電源の負側を前記端子Ｙに接続する外部電源接続用端子と、ａ１、ａ２の２つのａ接点およびｂ１、ｂ２の２つのｂ接点からなるリレーＲＹ２の前記ａ１の一端を前記蓄電池の正側に接続し他端を前記端子Ｚに接続し、前記ｂ１の一端を前記蓄電池の正側に接続し他端を前記蓄電池から前記Ｃへの電力供給を防止するダイオードＤ４のカソード側へ接続し、前記Ｄ４のアノード側を前記Ｃの正側へ接続し、前記ａ２の一端を前記蓄電池の負側へ接続し他端を前記端子Ｙに接続し、前記ｂ２の一端を前記蓄電池の負側へ接続し他端を前記Ｄ３のアノード側へ接続し、接点を連結動作させる前記ＲＹ２とで構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、外部電源から蓄電池に充電操作を行うチョッパを、蓄電池および電動機駆動用電力変換器の間のチョッパと共通化することでシステムの小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例を示した図である。
【図２】従来技術の構成を示した図である。
【実施例】
【００１１】
ＥＶシステムの起動について説明をする。ＥＶのイグニッションＯＮでチョッパ４の逆並列素子ＩＧＢＴ１のスイッチＱ１および逆並列素子ＩＧＢＴ２のスイッチＱ２と電力変換器２の制御信号を作る制御電源をＯＮとする。Ｑ１およびＱ２、リレーＲＹ２をＯＦＦさせた状態で、リレーＲＹ１をＯＮにして抵抗器１４を介して平滑コンデンサＣを蓄電池と同電圧まで充電する。ＲＹ２をＯＮとし、Ｑ１をＯＦＦ、Ｑ２をパルス幅変調（ＰＷＭ）動作させてチョッパ４を昇圧チョッパとして動作させＣの電圧を所定値まで上げる。
【００１２】
電動機１の駆動時はＲＹ１およびＲＹ２はＯＮの状態とする。電動機１の力行時は、Ｑ１をＯＦＦ、Ｑ２をＰＷＭ動作させチョッパ４を昇圧チョッパとして用い、該チョッパ４からの出力電力を電力変換器２で操作して電動機１を駆動する。電動機１の回生時は、Ｑ１をＰＷＭ動作、Ｑ２をＯＦＦとしチョッパ４を降圧チョッパとして用い、蓄電池５に充電する。
【００１３】
ＥＶシステムの停止について説明をする。ＥＶのイグニッションをＯＦＦとしチョッパ４を降圧動作させて、Ｃと蓄電池５を同電圧にする。ＲＹ１およびＲＹ２をＯＦＦとした後、電力変換器２をＰＷＭ動作させて電動機１に直流電流を流してＣの放電を行う。このとき、ダイオードＤ４があるため蓄電池５からＣへの電力供給は生じない。放電完了後、制御電源をＯＦＦにする。
【００１４】
外部電源を用いた蓄電池５の充電方法について説明をする。イグニッションをＯＮにして制御電源をＯＮにする。外部電源接続用端子２０に例えば直流電源を接続する。直流電源の極性を誤配線した場合でもＥＶシステム内の回路を故障させないため、逆流防止用ダイオードＤ３を接続している。ＲＹ１およびＲＹ２はＯＦＦとして、Ｑ１をＯＦＦ、Ｑ２をＰＷＭ動作させ、Ｄ４を流れる充電電流と蓄電池５の電圧をフィードバックして充電制御を行う。蓄電池５の充電完了でＱ２をＯＦＦにする。直流電源を外部電源接続用端子２０から外し、イグニッションをＯＦＦにする。電力変換器２を動作させ電動機１に直流電流を流してＣの放電を行い、放電完了後に制御電源をＯＦＦにする。
【００１５】
上記実施例で外部電源は直流電源としたが、例えば交流電源と整流器とを組み合わせて該出力の直流電圧を外部電源接続用端子２０に接続しても良い。このとき、前記交流電源の出力にＬＣフィルタを付けることで、交流側の入力電流を力率ほぼ１の正弦波電流とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
ＥＶシステムにおいて、簡易な構成で電動機駆動および外部電源から蓄電池への充電を昇圧機能を有するチョッパを介して行うことができシステムの小型化が実現可能となる。
【符号の説明】
【００１７】
１    電動機
２    電力変換器
３    平滑コンデンサＣ
４    チョッパ
５    蓄電池
１０  逆並列素子ＩＧＢＴ１（スイッチＱ１、ダイオードＤ１で構成）
１１  逆並列素子ＩＧＢＴ２（スイッチＱ２、ダイオードＤ２で構成）
１２  直流リアクトル
１３  ダイオードＤ４
１４  抵抗器Ｒ
１５  リレーＲＹ１
１６  リレーＲＹ２（ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２で構成）
１７  リレーＲＹ３
１８  リレーＲＹ４
２０  外部電源接続用端子
２１  ダイオードＤ３
２２  昇圧チョッパ
【図１】
2016001962.tif 000003
【図２】
2016001962.tif 000004