电动汽车用变压电路制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种可以稳定地进行从高压蓄电池向变换器的预充电控制的电动汽车用变压电路。因此，具有：高压的行驶用蓄电池，其向行驶用电动机供给电力；变换器，其安装在行驶用蓄电池和行驶用电动机之间，具有电容器；变压器，其以与所述行驶用电动机并联的方式连接在行驶用蓄电池上，并将行驶用蓄电池的电压变换为低电压而输出；接触器电路，其安装在行驶用蓄电池和变换器之间，进行向变换器的冲击电流的抑制处理；以及变压器起动允许单元，其在检测出由接触器电路进行的抑制处理结束的情况下，允许变压器的起动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动汽车所具有的将高压蓄电池的电力变换为低电压而向低压蓄电池进行充电的变压器。
技术介绍
通常，包括混合动力电动汽车在内的电动汽车中，具有储存较高电压(例如500V左右)的直流电力的行驶用蓄电池(高压蓄电池)、将行驶用蓄电池的直流电力变换为交流电力的变换器、以及利用由变换器变换后的交流电力驱动的行驶用电动机，对以可以传递动力的方式与行驶用电动机的输出轴连结的驱动轮进行旋转驱动，由此，使车辆行驶。此外，除了行驶用蓄电池之外，还具有储存较低电压(例如24V或者12V)的直流电力的车载电气设备用蓄电池(低压蓄电池)，利用该车载电气设备用蓄电池的电力使车载电气设备动作，该车载电气设备包括车辆的前照灯或制动灯等照明系电气设备、空调的压缩机或冷凝器等空调系电气设备、音响等音响电气设备、或者电动动力转向装置、制动器用真空泵等控制系电气设备、各种控制器(ECU等)的控制系电气设备等。车载电气设备用蓄电池通过变压器(DC/DC转换器)与行驶用蓄电池相连接，行驶用蓄电池的以高电压输出的电力由变压器变换为低电压后，储存在车载电气设备用蓄电池中。这种电动汽车或者混合动力电动汽车，为了防止过大的冲击电流输入至电气系统中，在高压设备(即行驶用电动机)起动时，进行被称为预充电控制的冲击电流抑制处理。对该预充电控制进行说明。在行驶用蓄电池和变换器之间安装用于通断与行驶用蓄电池的电连接的开关(主接触器)。此外，为了抑制由行驶用蓄电池提供的电压变动，在变换器的输入端设有电容器，该电容器用于对输入的电压进行平滑化之后进行从直流电力向交流电力的变换。但是，如果来自于蓄电池的直流电流经过主接触器而输入至变换器中，则在上述电容器中短时间内流过巨大的电流(冲击电流)，其结果，发生导致主接触器的接点熔化等损坏的问题。于是，以与主接触器并联的方式设置开关(预充电接触器)和电阻器(电阻)，在接通主接触器之前，接通预充电接触器。于是，变换器输入端的电容器慢慢被充电而电容器的电压上升，行驶用蓄电池侧和电容器(变换器)侧之间的电位差变小。然后接通主接触器。通过进行这种控制(预充电控制)，防止接通主接触器时产生过大的冲击电流，不会发生主接触器的损坏等。例如，图4表示现有的电动汽车的电源装置中的电路。如图4所示，行驶用电动机109通过变换器104与行驶用蓄电池102相连接。此外，车载电气设备用蓄电池103以与变换器104并联的方式通过DC/DC转换器101与行驶用蓄电池102相连接，从车载电气设备用蓄电池103向各种车载电气设备110进行连接。在行驶用蓄电池102和变换器104以及DC/DC转换器101之间，以并联的方式安装用于通断它们之间的电连接的主接触器106和预充电接触器107，在预充电接触器107上，以串联的方式配置电阻器108。此外，在变换器104的输入端设有电容器105。因此，在起动车辆时等使行驶用电动机109起动的情况下，首先接通预充电接触器107，慢慢向电容器105充电。然后，如果电容器105被充分充电，行驶用蓄电池102和电容器105之间的电位差充分小，则接通主接触器106。如果接通主接触器106，则行驶用蓄电池102的电力通过变换器104提供给行驶用电动机109，对与行驶用电动机109驱动连结的未图示的驱动轮进行旋转驱动。另一方面，行驶用蓄电池102的电力通过DC/DC转换器101变换为低电压，储存在车载电气设备用蓄电池103中。然后，利用来自于车载电气设备用蓄电池的电力供给，使各种车载电气设备110动作。此外，在DC/DC转换器101上还连接着控制电源，如果从控制电源输入电力之后从作为充电用电源的行驶用蓄电池102侧输入规格范围的电压(动作电压)，则DC/DC转换器开始动作。图5(a)是表示预充电控制时的电容器105的电压上升的曲线图。如图5(a)所示，在电动汽车起动时等使行驶用电动机109起动的情况下，在T1时刻，首先接通预充电接触器107而开始预充电控制，电容器105慢慢被充电而电压上升。之后在T2时刻，如果行驶用蓄电池102和电容器105之间的电位差变得充分小(例如30V左右)，则结束预充电控制，接通主接触器106。如果接通主接触器106，则电容器105的电压急剧上升而在T3时刻与行驶用蓄电池102的电压大致相同。在T2～T3期间，如果电容器105的电压达到DC/DC转换器动作电压(在本例中为480V)，则DC/DC转换器101开始动作，将行驶用蓄电池102的高压电力变换为低电压而向车载电气设备用蓄电池103供给电力。预充电控制的结束，如上所述，可以通过行驶用蓄电池102的电压和电容器105的电压之间的电压差接近于小于或等于规定值来进行判定，但除此之外，也可以以从预充电控制开始时所经过的时间达到规定时间、或者变换器(电容器)的电压上升率下降为小于或等于规定上升率作为结束的条件，来进行判定。通常，在基于电压差或者电压上升率等条件进行预充电控制结束的判定的情况下，以图6所示的流程进行。此外，在图6的例子中，通过电压差接近于小于或等于规定值，来进行预充电控制结束的判定。如图6所示，如果预充电控制开始，则在步骤S01中接通预充电接触器，进入步骤S02。在步骤S02中，对行驶用蓄电池电压Vb和变换器电压Vinv之间的差与预先设定的规定值的大小进行比较。然后，在行驶用蓄电池电压Vb和变换器电压Vinv之间的差小于或等于规定值的情况下，判定为预充电已结束，进入步骤S03，接通主接触器，断开预充电接触器。此外，步骤S02中，在行驶用蓄电池电压Vb和变换器电压Vinv之间的差大于规定值的情况下，进入步骤S04，在步骤S04中对从预充电控制开始时所经过的时间进行比较，在经过时间为5秒以内的情况下，返回到步骤S02。此外，步骤S04中，在经过时间大于或等于规定时间(图6的例子中为5秒)的情况下，判断为装置中存在某些异常，进入步骤S05，进行错误显示，将预充电控制中止(超时)。但是，在上述现有技术中，有时候从预充电控制开始到结束，需要花费比平时长得多的时间，该情况下，在电容器105的电压充分上升之前预充电控制超时，有可能发生行驶用电动机109的起动失败等问题。对这种现象进行研究的结果，发现是由于预充电控制过程中DC/DC转换器101开始动作，这成为了上述问题的原因。如果在预充电控制过程中DC/DC转换器101开始动作，则因为通过DC/DC转换器101向车载电气设备用蓄电池103侧供给电力，所以向电容器105提供的电力下降，电容器105的充电需要时间。此外，在此时负载侧(车载电气设备110等)的电力要求大的情况下，因为产生大的电压变动而预充电控制中向电容器105充电的电力流向负载侧，所以也可能使电容器105的电压下降。因此可以明确，因为不能迅速地进行电容器105的充电，预充电控制需要时间，所以在电容器105的电压充分上升之前控制超时，其结果，导致行驶用电动机109的起动失败等问题。此外，如上所述，因为如果预充电过程中DC/DC转换器101动作，则电容器105的电压上升变得缓慢，所以在例如基于经过时间或者电压上升率的条件来判定预充电控制的结束的情况下，这成为错误判定的原因，电容器105的电压上升不充分，尽管不能满足本来的预充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用变压电路，其特征在于，具有：高压蓄电池（１０２），其向安装在电动汽车上的行驶用电动机（１０９）供给电力；变换器（１０４），其安装在所述高压蓄电池（１０２）和所述行驶用电动机（１０９）之间，具有电容器（１０５），该变换器（１０４）将由所述高压蓄电池（１０２）供给的直流电流变换为交流电流而向所述行驶用电动机（１０９）供给；变压器（１０１），其以与所述变换器（１０４）并联的方式连接在所述高压蓄电池（１０２）上，将所述高压蓄电池（１０２）的电压变换为低电压而输出；接触器电路（１２０），其安装在所述高压蓄电池（１０２）和所述变换器（１０４）之间，在开始将所述高压蓄电池（１０２）的电力向所述行驶用电动机（１０９）供给时，进行对所述变换器（１０４）的冲击电流的抑制处理；以及变压器起动允许单元（１１１）（１１３），其在检测出由所述接触器电路（１２０）进行的所述抑制处理结束的情况下，允许所述变压器（１０１）的起动。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-29 2005-0961301.一种电动汽车用变压电路，其特征在于，具有高压蓄电池(102)，其向安装在电动汽车上的行驶用电动机(109)供给电力；变换器(104)，其安装在所述高压蓄电池(102)和所述行驶用电动机(109)之间，具有电容器(105)，该变换器(104)将由所述高压蓄电池(102)供给的直流电流变换为交流电流而向所述行驶用电动机(109)供给；变压器(101)，其以与所述变换器(104)并联的方式连接在所述高压蓄电池(102)上，将所述高压蓄电池(102)的电压变换为低电压而输出；接触器电路(120)，其安装在所述高压蓄电池(102)和所述变换器(104)之间，在开始将所述高压蓄电池(102)的电力向所述行驶用电动机(109)供给时，进行对所述变换器(104)的冲击电流的抑制处理；以及变压器起动允许单元(111)(113)...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀井裕介，
申请(专利权)人：三菱扶桑卡客车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]