JP4132382B2 - 電気自動車のバッテリ充電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊急時に、モータへ駆動電力を供給する主バッテリを充電する電気自動車のバッテリ充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車には、モータのみを走行駆動源とする純粋な電気自動車と、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車とがあるが、モータに電力を供給する主バッテリが放電してしまった場合、モータのみを走行駆動源とする純粋な電気自動車は勿論のこと、基本的に外部充電の必要の無いハイブリッド車においても、エンジン始動をモータによって行うため、走行不能となってしまう。従って、ハイブリッド車においても、緊急時に、通常の車載の充電システムとは別に、主バッテリを充電可能な手段を備える必要がある。
【０００３】
緊急用の主バッテリに対する充電手段としては、例えば、自車搭載の直流１２Ｖ系バッテリ電源と他のガソリンエンジン車等に搭載される直流１２Ｖ系バッテリ電源とを併用して自車両の主バッテリを充電する充電器が知られており、また、特開平９−２８４９１３号公報には、家庭用又は商用電源にて駆動可能な充電用モータを積載し、この充電用モータに車外から電力を供給して発電機を駆動し、発電機出力でバッテリを充電することで、充電器を廃止して車両内の利用状況改善や軽量化を図る技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、充電器を車両に搭載しない場合には、外部電源として家庭用又は商用電源を利用できないような緊急時に対応することができず、反面、緊急時にも対応可能な直流１２Ｖ系バッテリ電源を使用する充電器を積載しても、この充電器の使用頻度が極めて低いため、充電器が故障しても緊急時まで故障の事実に気付かない場合がある。
【０００５】
このため、本出願人は、先に、特願平１０−３０００８２号による技術を提案している。この先行技術では、直流入力電圧を交流電圧に変換して所定の電圧レベルに昇圧するＤＣ−ＡＣインバータと、ＤＣ−ＡＣインバータから出力される交流電圧或いはＤＣ−ＡＣインバータを経由せずに入力される交流電圧を倍電圧に昇圧して整流し、モータへ駆動電力を供給するための主バッテリを充電する倍電圧整流回路とを備えることで、一つの充電装置で直流電源と交流電源との何れからも主バッテリを充電することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に本出願人が提案した技術では、ＤＣ−ＡＣインバータの使用頻度を上げることはできるものの、実際に主バッテリを充電する機会は少ないため、倍電圧整流回路を使用する頻度は低く、倍電圧整流回路をダイオードとコンデンサとによる一般的な構成とする場合、倍電圧整流回路の長期間の不使用によるコンデンサの劣化に対し、改善の余地が残されていた。
【０００７】
すなわち、倍電圧整流回路を構成するコンデンサには、通常、電解コンデンサが使用されるが、周知のように、電解コンデンサは、長期間不使用のまま放置すると、無負荷状態で化成被膜の劣化が促進される傾向にある。
【０００８】
このため、倍電圧整流回路を長期間使用しないまま、緊急時に主バッテリを充電しようとすると、倍電圧整流回路の電解コンデンサに大きな漏れ電流が流れ、出力電圧が既定値まで上昇せずに主バッテリを完全には充電できないといった事態が発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、充電器内の倍電圧整流回路のコンデンサの劣化による不具合を回避し、緊急時に確実に主バッテリを充電することのできる電気自動車のバッテリ充電装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、交流入力電圧を整流して倍電圧に昇圧するためのコンデンサを有する倍電圧整流回路部と、モータへ駆動電力を供給するための主バッテリと上記倍電圧整流回路部との間に介装され、上記主バッテリを充電しないときには、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部とを切り離し、上記主バッテリを充電するとき、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部とを接続する開閉部と、直流電圧が入力されたとき、該直流電圧を交流電圧に変換して所定の電圧レベルに昇圧し、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部との接続状態に拘わらず上記倍電圧整流回路部のコンデンサに交流電圧を印加する変換回路部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記変換回路部と上記倍電圧整流回路部の上記コンデンサとの間に、外部電源からの交流電圧を入力或いは上記変換回路部からの交流電圧を外部に出力するための外部入出力用のコンセントを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、上記開閉部を、所定の充電時間で限時動作する電磁リレーによって構成することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明では、モータへ駆動電力を供給するための主バッテリと倍電圧整流回路部との接続状態に拘わらず、倍電圧整流回路部のコンデンサに変換回路部から交流電圧を印加しておき、主バッテリを充電しない場合、主バッテリと倍電圧整流回路部とを切り離し、主バッテリを充電しなければならない緊急時、倍電圧整流回路部と主バッテリとを接続し、倍電圧整流回路部からの整流直流出力によって主バッテリを充電する。
【００１４】
この場合、請求項２記載の発明では、変換回路部と倍電圧整流回路部のコンデンサとの間に外部入出力用のコンセントを設けることで、変換回路部を介さずに倍電圧整流回路部に外部電源から交流電圧を入力して主バッテリを充電することができ、また、主バッテリを充電しない場合に変換回路部からの交流出力をコンセントを介して取り出すことができる。更に、請求項３記載の発明では、開閉部を所定の充電時間で限時動作する電磁リレーによって構成することで、所定の充電時間だけ主バッテリを充電して過充電を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の実施の一形態に係わり、図１はバッテリ充電装置の構成図、図２はハイブリッド車のシステム構成図である。
【００１６】
図２は電気自動車の制御システムを示し、本形態ではエンジンとモータとを併用するハイブリッド車の制御システムを示す。このハイブリッド車は、エンジン１と、エンジン１の起動及び発電・動力アシストを担うモータＡと、エンジン１の出力軸１ａにモータＡを介して連結されるプラネタリギヤユニット３と、このプラネタリギヤユニット３の機能を制御し、発進・後進時の駆動力源になるとともに減速時の回生エネルギーの回収を担うモータＢと、変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機能を担う動力変換機構４とを基本構成とする駆動系を備えている。
【００１７】
プラネタリギヤユニット３は、サンギヤ３ａ、このサンギヤ３ａに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリア３ｂ、ピニオンと噛合するリングギヤ３ｃを有するシングルピニオン式のプラネタリギヤであり、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとを締結・解放するロックアップクラッチ２が併設されている。
【００１８】
また、動力変換機構４としては、歯車列を組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変速機等を用いることが可能であるが、入力軸４ａに軸支されるプライマリプーリ４ｂと出力軸４ｃに軸支されるセカンダリプーリ４ｄとの間に駆動ベルト４ｅを巻装してなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが望ましく、以下、動力変換機構４をＣＶＴ４として説明する。
【００１９】
すなわち、本形態のハイブリッド車の駆動系では、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとの間にロックアップクラッチ２を介装したプラネタリギヤユニット３がエンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ４の入力軸４ａとの間に配置されており、プラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａがエンジン１の出力軸１ａに一方のモータＡを介して結合されるとともにキャリア３ｂがＣＶＴ４の入力軸４ａに結合され、リングギヤ３ｃに他方のモータＢが連結されている。そして、ＣＶＴ４の出力軸４ｃに減速歯車列５を介してデファレンシャル機構６が連設され、このデファレンシャル機構６に駆動軸７を介して前輪或いは後輪の駆動輪８が連設された構成となっている。
【００２０】
この場合、前述したようにエンジン１及びモータＡをプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａへ結合するとともにリングギヤ３ｃにモータＢを結合してキャリア３ｂから出力を得るようにし、さらに、キャリア３ｂからの出力をＣＶＴ４によって変速及びトルク増幅して駆動輪８に伝達するようにしているため、２つのモータＡ，Ｂは発電と駆動力供給との両方に使用することができ、比較的小出力のモータを使用することができる。
【００２１】
また、走行条件に応じてロックアップクラッチ２の締結によりプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａとキャリア３ｂとを結合することで、間に２つのモータＡ，Ｂが配置された、エンジン１からＣＶＴ４に至るエンジン直結の駆動軸を形成することができ、効率よくＣＶＴ４に駆動力を伝達し、或いは駆動輪８側からの制動力を利用することができる。
【００２２】
尚、ロックアップクラッチ２の締結・解放時のプラネタリギヤユニット３を介したエンジン１及びモータＡ，Ｂのトルク伝達や発電による電気の流れについては、本出願人が先に提出した特願平１０−４０８０号に詳述されている。
【００２３】
以上のハイブリッド車を制御するハイブリッド制御システムは、システム全体を統括するハイブリッドＥＣＵ（ＨＥＶ＿ＥＣＵ）２０を中心とし、モータＡを駆動制御するモータＡコントローラ２１、モータＢを駆動制御するモータＢコントローラ２２、エンジン１を駆動制御するエンジンＥＣＵ（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）２３、ロックアップクラッチ２及びＣＶＴ４の制御を行うトランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ）２４、モータＡ，Ｂへ電力を供給する主バッテリ（高圧バッテリ）１０Ａの電力管理を主として行うバッテリマネージメントユニット（ＢＡＴ＿ＭＵ）２５が第１の多重通信ライン３０によってＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に結合され、ブレーキ制御を行うブレーキＥＣＵ（ＢＲＫ＿ＥＣＵ）２６が専用の第２の多重通信ライン３１によってＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に結合されている。
【００２４】
ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０は、ハイブリッド制御システム全体の制御を行うものであり、ドライバの運転操作状況を検出するセンサ・スイッチ類、例えば、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ（ＡＰＳ）１１、図示しないブレーキペダルの踏み込みによってＯＮするブレーキスイッチ１２、変速機のセレクト機構部１３の操作位置がＰレンジ又はＮレンジのときにＯＮし、Ｄレンジ，Ｒレンジ等の走行レンジにセットされているときにＯＦＦするインヒビタスイッチ１４等が接続されている。
【００２５】
そして、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０では、各センサ・スイッチ類からの信号や各ＥＣＵから送信されたデータに基づいて必要な車両駆動トルクを演算して駆動系のトルク配分を決定し、多重通信によって各ＥＣＵに制御指令を送信する。
【００２６】
尚、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０には、車速、エンジン回転数、バッテリ充電状態等の車両の運転状態を表示する各種メータ類や、異常発生時に運転者に警告するためのウォーニングランプ等からなる表示器２７が接続されている。この表示器２７は、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４にも接続されており、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に異常が発生したとき、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に代ってＴ／Ｍ＿ＥＣＵ２４が異常時制御を行い、表示器２７に異常表示を行う。
【００２７】
一方、モータＡコントローラ２１は、モータＡを駆動するためのインバータを備えるものであり、基本的に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信されるサーボＯＮ／ＯＦＦ指令や回転数指令によってモータＡの定回転数制御を行う。また、モータＡコントローラ２１からは、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、モータＡのトルク、回転数、及び電流値等をフィードバックして送信し、更に、トルク制限要求や電圧値等のデータを送信する。
【００２８】
モータＢコントローラ２２は、モータＢを駆動するためのインバータを備えるものであり、基本的に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信されるサーボＯＮ／ＯＦＦ（正転、逆転を含む）指令やトルク指令（力行、回生）によってモータＢの定トルク制御を行う。また、モータＢコントローラ２２からは、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、モータＢのトルク、回転数、及び電流値等をフィードバックして送信し、更に、電圧値等のデータを送信する。
【００２９】
Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３は、基本的にエンジン１のトルク制御を行うものであり、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信される正負のトルク指令、燃料カット指令、エアコンＯＮ／ＯＦＦ許可指令、燃料カット指令等の制御指令、及び、実トルクフィードバックデータ、車速、インヒビタスイッチ１４による変速セレクト位置（Ｐ，Ｎレンジ等）、ＡＰＳ１１の信号によるアクセル全開データやアクセル全閉データ、ブレーキスイッチ１２のＯＮ，ＯＦＦ状態、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等に基づいて、図示しないインジェクタからの燃料噴射量、ＥＴＣ（電動スロットル弁）によるスロットル開度、Ａ／Ｃ（エアコン）等の補機類のパワー補正学習、燃料カット等を制御する。
【００３０】
また、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３では、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、エンジン１の制御トルク値、燃料カットの実施、燃料噴射量に対する全開増量補正の実施、エアコンのＯＮ，ＯＦＦ状態、図示しないアイドルスイッチによるスロットル弁全閉データ等をＨＥＶ＿ＥＣＵ２０にフィードバックして送信すると共に、エンジン１の暖機要求等を送信する。
【００３１】
Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信されるＣＶＴ４の目標プライマリプーリ回転数、ＣＶＴ入力トルク指示、ロックアップ要求等の制御指令、及び、Ｅ／Ｇ回転数、アクセル開度、インヒビタスイッチ１４による変速セレクト位置、ブレーキスイッチ１２のＯＮ，ＯＦＦ状態、エアコン切替許可、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態、アイドルスイッチによるエンジン１のスロットル弁全閉データ等の情報に基づいて、ロックアップクラッチ２の締結・解放を制御すると共にＣＶＴ４の変速比を制御する。
【００３２】
また、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４からは、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、車速、入力制限トルク、ＣＶＴ４のプライマリプーリ回転数及びセカンダリプーリ回転数、ロックアップ完了、インヒビタスイッチ１４に対応する変速状態等のデータをフィードバックして送信すると共に、ＣＶＴ４の油量をアップさせるためのＥ／Ｇ回転数アップ要求、低温始動要求等を送信する。
【００３３】
ＢＡＴ＿ＭＵ２５は、いわゆる電力管理ユニットであり、モータＡ，Ｂの電源となる高圧バッテリ１０Ａや各種補機類及び制御用機器の電源となる低圧バッテリ１０Ｂ（図１参照）を管理する上での各種制御、すなわち、バッテリ充放電制御、ファン制御、外部充電制御等を行い、高圧バッテリ１０Ａの残存容量、電圧、電流制限値等のデータや外部充電中を示すデータを多重通信によってＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に送信する。また、高圧バッテリ１０Ａを外部から充電する場合には、コンタクタ９を切り換えて高圧バッテリ１０ＡとモータＡコントローラ２１及びモータＢコントローラ２２とを切り離す。
【００３４】
ＢＲＫ＿ＥＣＵ２６は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信される回生可能量、回生トルクフィードバック等の情報に基づいて、必要な制動力を演算し、ブレーキ系統の油圧を制御するものであり、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、回生量指令（トルク指令）、車速、油圧、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等をフィードバックして送信する。
【００３５】
ここで、モータＡ，Ｂに電力を供給する高圧バッテリ１０Ａは、例えば複数のセルを有する単位電池を複数個組み合わせた組電池として構成され、公称電圧２４０Ｖのバッテリとなっている。そして、車両の走行中、モータＡによる発電電力やモータＢからの回生電力によって高圧バッテリ１０Ａが充電される一方、長期間の車両放置等で高圧バッテリ１０Ａの能力が低下し、緊急の充電が必要となった場合には、車載の直流１２Ｖ系バッテリ電源或いは家庭用の単相交流（ＡＣ）１００Ｖ系電源を用い、トランクルーム内などに設置される図１の充電器５０によって充電することができる。
【００３６】
図１に示すように、充電器５０は、直流入力電圧を交流電圧に変換して所定の電圧に昇圧する変換回路部５１と、この変換回路部５１からの交流電圧出力或いは車外の外部電源から入力した交流電圧を倍電圧に昇圧して直流に変換する倍電圧整流回路部５３と、倍電圧整流回路部５３に外部電源から交流電圧を入力し、また変換回路部５１からの交流電圧を外部に出力するための外部入出力部５２とを備えた基本構成となっており、さらに、倍電圧整流回路部５３からの整流直流出力を開閉し、充電に必要な所定時間だけ倍電圧整流回路部５３を高圧バッテリ１０Ａに接続する開閉部５４を備えている。
【００３７】
変換回路部５１は、ＮＰＮ形トランジスタＴＲ１〜ＴＲ４によるブリッジ回路を基本とするＤＣ−ＡＣインバータであり、直流電圧を入力するための入力フィルタ５１ａとブリッジ回路出力を昇圧するトランス５１ｂとを備えている。入力フィルタ５１ａの正極入力側には、自車搭載の低圧バッテリ（ＤＣ１２Ｖ系）１０Ｂの正極側がヒューズＦ１を介して接続され、入力フィルタ５１ａの接地側に低圧バッテリ１０Ｂの負極側が接続される。
【００３８】
また、入力フィルタ５１ａの出力側には、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタが共通接続され、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２の各エミッタが、それぞれ、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４のコレクタに接続されると共にトランス５１ｂの一次側に接続されている。トランジスタＴＲ３，ＴＲ４の各エミッタは共通接続されて入力フィルタ５１ａの接地側に接続され、各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４のコレクタ−エミッタ間には、それぞれフライホイールダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が接続されている。
【００３９】
また、各トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４のベースは、ＢＡＴ＿ＭＵ２５内の図示しない制御回路に接続され、この制御回路からの信号によって各トランジスタがＯＮ，ＯＦＦされ、インバータとしての動作が制御されるようになっている。
【００４０】
外部入出力部５２は、本形態では、トランス５１ｂの二次側と倍電圧整流回路部５３との間に並列に接続されたコンセント５２ａからなり、トランス５１ｂの二次側からの交流出力を外部に取り出して利用することができ、また、倍電圧整流回路部５３へ商用交流電源を入力し、変換回路部５１の出力を使用することなく高圧バッテリ１０Ａへの充電を可能とする。
【００４１】
倍電圧整流回路部５３は、本形態ではダイオードＤ５，Ｄ６とコンデンサＣ１，Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）とによる倍電圧半波整流回路である。すなわち、コンデンサＣ１の一端がトランス５１ｂの二次側の一端に接続され、コンデンサＣ１の他端に、ダイオードＤ６のアノード側とダイオードＤ５のカソード側とが接続されている。ダイオードＤ６のカソード側はコンデンサＣ２の一端に接続され、コンデンサＣ２の他端とダイオードＤ５のアノード側とトランス５１ｂの二次側接地端とが高圧バッテリ１０Ａの負極側に共通接続される。尚、高圧バッテリ１０Ａの負極側（接地側）は、低圧バッテリ１０Ｂの負極側（接地側）とは絶縁されている。
【００４２】
また、開閉部５４は、本形態においては、常開のリレー接点５４ａを有する電磁リレーＲＹによって構成され、リレーコイル５４ｂが充電用タイマ６０に接続されている。電磁リレーＲＹのリレー接点５４ａは、一方の端子がヒューズＦ３を介して高圧バッテリ１０Ａの正極側に接続され、他方の端子が倍電圧整流回路部５３のダイオードＤ６のカソードとコンデンサＣ２との接続点に接続されている。
【００４３】
充電用タイマ６０は、例えばＢＡＴ＿ＭＵ２５によって制御され、ＢＡＴ＿ＭＵ２５で検出した高圧バッテリ１０Ａの残存容量に応じた充電時間がセットされる。そして、充電用タイマ６０にセットされた充電時間だけ、電磁リレーＲＹのリレーコイル５４ｂが通電され、リレー接点５４ａが閉成されて倍電圧整流回路部５３からの整流直流出力によって高圧バッテリ１０Ａの充電が可能となる。
【００４４】
尚、充電器５０は、変換回路部５１、外部入出力部５２、倍電圧整流回路部５３を一体的にユニット化して電磁リレーＲＹを外付けとした構成でも良く、また、電磁リレーＲＹを一体的に組み込んだ構成としても良い。
【００４５】
以上のハイブリッド車では、モータＡによる発電電力やモータＢからの回生電力を利用したシステム内の充電系によって高圧バッテリ１０Ａが充電され、充電器５０による緊急充電の必要のない状態では、電磁リレーＲＹのリレー接点５４ａを開状態とし、充電器５０をＤＣ−ＡＣインバータとして動作させておく。
【００４６】
この状態では、充電器５０においては、変換回路部５１の入力フィルタ５１ａを介して入力される自車搭載の低圧バッテリ１０ＢからのＤＣ１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４によるブリッジ回路によって交流に変換され、トランス５１ｂによって所定の電圧に昇圧されて倍電圧整流回路部５３のコンデンサＣ１，Ｃ２に印加される。
【００４７】
従って、倍電圧整流回路部５３のコンデンサＣ１，Ｃ２は、常にチャージされた状態となっており、コンデンサＣ１，Ｃ２に電解コンデンサを用いる場合に無負荷状態で発生する化成被膜の小さな劣化に対し、常に電圧を印加してエージングを行うことで、劣化を自己回復させる。すなわち、従来のように、倍電圧整流回路のコンデンサＣ１，Ｃ２を無負荷で長期間放置して劣化を促進することがなく、緊急時にも確実に高圧バッテリ１０Ａを充電することができる。
【００４８】
この場合、変換回路部５１の交流出力は、コンセント５２ａを介して取り出すことができる。トランス５１ｂの二次側出力は、家庭用ＡＣ１００Ｖ電源と同程度の出力となるよう設定されており、例えば、蛍光灯式の照明器具等の交流１００Ｖ使用の各種機器をコンセント５２ａに接続して使用することで、レジャー目的の用途等に充電器５０を活用することができる。
【００４９】
一方、長期間の走行や車両放置等によって高圧バッテリ１０Ａの充放電能力が低下した場合には、充電器５０を用い、家庭用の単相交流１００Ｖ電源或いは車載のＤＣ１２Ｖ系バッテリ電源から高圧バッテリ１０Ａを緊急充電する。
【００５０】
家庭用のＡＣ１００Ｖ電源を使用する場合には、充電器５０のコンセント５２ａを図示しないケーブルを介して家庭用のＡＣ１００Ｖのコンセントに接続し、倍電圧整流回路部５３に直接ＡＣ１００Ｖの電圧を入力することにより、高圧バッテリ１０Ａを充電する。
【００５１】
すなわち、充電器５０のコンセント５２ａにＡＣ１００Ｖの電圧を供給し、図示しない充電スイッチをＯＮにすると、ＢＡＴＡ＿ＭＵ２５によって充電用タイマ６０に高圧バッテリ１０Ａの残存容量に応じた充電時間がセットされて充電用タイマ６０の出力によって電磁リレーＲＹのリレーコイル５４ｂが通電され、リレー接点５４ａが閉成して倍電圧整流回路部５３からの整流直流出力によって高圧バッテリ１０Ａの充電が開始される。
【００５２】
倍電圧整流回路部５３では、コンセント５２ａから入力されるＡＣ１００Ｖ電圧の半サイクル毎にダイオードＤ５を介したコンデンサＣ１の充電とダイオードＤ６を介したコンデンサＣ２の充電とを繰り返し、コンデンサＣ２がコンデンサＣ１の充電電圧とコンセント５２ａからの電圧とが加算された電圧で充電されるため、コンセント５２ａから入力される交流電圧がダイオードＤ５，Ｄ６とコンデンサＣ１，Ｃ２とによって倍電圧整流され、コンセント５２ａから入力される実効値１００Ｖの交流電圧の最大値の略２倍の電圧すなわち略２８０Ｖの直流電圧となって公称２４０Ｖの高圧バッテリ１０Ａを充電する。
【００５３】
そして、充電用タイマ６０にセットされた充電時間が経過すると、充電用タイマ６０の出力がＯＦＦとなり、電磁リレーＲＹのリレーコイル５４ｂへの通電が停止されてリレー接点５４ａが開状態に復帰し、倍電圧整流回路部５３と高圧バッテリ１０Ａとが切り離されて充電が停止され、表示器２７に充電完了の旨が表示される。
【００５４】
また、駐車場と自家とが離れている場合等、家庭用ＡＣ１００Ｖ電源を利用できない場合には、自車搭載の低圧バッテリ１０Ｂ或いは他のガソリンエンジン車等の救援車に搭載したＤＣ１２Ｖ系のバッテリを併用して高圧バッテリ１０Ａを充電する。
【００５５】
すなわち、自車搭載の低圧バッテリ１０Ｂのバッテリ残存容量が少ない場合、図示しないブースターケーブル等を用いて自車の１２Ｖ系低圧バッテリ１０Ｂと救援車のＤＣ１２Ｖ系バッテリ１００とを互いに同極同士で接続し、図示しない充電スイッチをＯＮにする。
【００５６】
すると、入力フィルタ５１ａを介して入力されるＤＣ１２Ｖ系バッテリからの直流電圧がトランジスタＴＲ１〜ＴＲ４によるブリッジ回路によって交流に変換され、トランス５１ｂによってＡＣ１００Ｖに昇圧される。トランス５１ｂの二次側の交流出力は、ダイオードＤ５，Ｄ６とコンデンサＣ１とによって倍電圧整流され、略２８０Ｖの直流電圧となる。
【００５７】
従って、倍電圧整流回路部５３からの直流出力により、同様に、充電用タイマ６０により所定の充電時間だけ閉成される電磁リレーＲＹのリレー接点５４ａを介して高圧バッテリ１０Ａを充電することができる。
【００５８】
以上の緊急時の高圧バッテリ１０Ａの充電に際しては、常に、変換回路部５１から倍電圧整流回路部５３のコンデンサＣ１，Ｃ２に交流電圧が印加された状態となっているため、倍電圧整流回路部５３のコンデンサＣ１，Ｃ２の劣化、特にコンデンサＣ１の劣化により倍電圧整流回路５３の整流出力電圧が上昇せずに高圧バッテリ１０Ａを充電できないといったことがなく、確実に高圧バッテリ１０Ａを充電することができる。
【００５９】
すなわち、充電器５０の変換回路部５１と倍電圧整流回路部５３とを常に作動態勢に維持しておくことで、充電器５０の故障の検出率を向上することができるばかりでなく、倍電圧整流回路部５３のコンデンサの寿命を延ばし、システム全体としての信頼性を大幅に向上することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、倍電圧整流回路部のコンデンサの無負荷での長期間放置による劣化を促進することがなく、緊急時にも確実に主バッテリを充電することができ、さらには、変換回路部と倍電圧整流回路部とを常に作動態勢に維持しておくため、充電器の故障の検出率を向上してシステム全体としての信頼性を向上することができる。
【００６１】
この場合、請求項２記載の発明によれば、変換回路部と倍電圧整流回路部のコンデンサとの間に外部入出力用のコンセントを設けるため、変換回路部を介さずに倍電圧整流回路部に外部電源から交流電圧を入力して主バッテリを充電することができ、また、主バッテリを充電しない場合に変換回路部からの交流出力をコンセントを介して取り出して利用することができる。更に、請求項３記載の発明によれば、開閉部を所定の充電時間で限時動作する電磁リレーによって構成するため、所定の充電時間だけ主バッテリを充電し、過充電を防止することができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッテリ充電装置の構成図
【図２】ハイブリッド車のシステム構成図
【符号の説明】
１０Ａ…高圧バッテリ（主バッテリ）
１０Ｂ…低圧バッテリ
５０ …充電器
５１ …変換回路部
５２ａ…コンセント
５３ …倍電圧整流回路部
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ

Claims (3)

1. 交流入力電圧を整流して倍電圧に昇圧するためのコンデンサを有する倍電圧整流回路部と、
   モータへ駆動電力を供給するための主バッテリと上記倍電圧整流回路部との間に介装され、上記主バッテリを充電しないときには、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部とを切り離し、上記主バッテリを充電するとき、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部とを接続する開閉部と、
   直流電圧が入力されたとき、該直流電圧を交流電圧に変換して所定の電圧レベルに昇圧し、上記主バッテリと上記倍電圧整流回路部との接続状態に拘わらず上記倍電圧整流回路部のコンデンサに交流電圧を印加する変換回路部と
   を備えたことを特徴とする電気自動車のバッテリ充電装置。
2. 上記変換回路部と上記倍電圧整流回路部の上記コンデンサとの間に、外部電源からの交流電圧を入力或いは上記変換回路部からの交流電圧を外部に出力するための外部入出力用のコンセントを設けたことを特徴とする請求項１記載の電気自動車のバッテリ充電装置。
3. 上記開閉部を、所定の充電時間で限時動作する電磁リレーによって構成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気自動車のバッテリ充電装置。

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