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公開番号2024085002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-26
出願番号2022199272
出願日2022-12-14
発明の名称昇圧コンバータ
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240619BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】リプル電流の増大によりバッテリを効率的に暖機させる。
【解決手段】車両の走行用モータに用いられる昇圧コンバータは、互いに並列接続された第1コンバータ回路及び第2コンバータ回路と、第1コンバータ回路に流れる電流を検出する第1電流センサと、第2コンバータ回路に流れる電流を検出する第2電流センサと、第1電流センサ及び第2電流センサの各検出値に基づいて、第1コンバータ及び第2コンバータをスイッチング制御する制御装置と、を備えてもよい。制御装置は、車両のバッテリを暖機する暖機運転の実行中は、第1コンバータ回路及び第2コンバータ回路に亘って循環電流が流れるように、スイッチング制御を実行してもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両の走行用モータに用いられる昇圧コンバータであって、
互いに並列接続された第１コンバータ回路及び第２コンバータ回路と、
前記第１コンバータ回路に流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記第２コンバータ回路に流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記第１電流センサ及び前記第２電流センサの各検出値に基づいて、前記第１コンバータ回路及び前記第２コンバータ回路をスイッチング制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記車両のバッテリを暖機する暖機運転の実行中は、前記第１コンバータ回路及び前記第２コンバータ回路に亘って循環電流が流れるように、前記スイッチング制御を実行する、
昇圧コンバータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、昇圧コンバータに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、昇圧コンバータが記載されている。昇圧コンバータは、互いに並列接続された第1及び第２コンバータ回路と、第１コンバータ回路及び前記第２コンバータ回路をスイッチング制御する制御装置と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－８９０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の昇圧コンバータでは、リアクトルでの磁気飽和現象を利用してリプル電流を増大させ、バッテリの暖機を実施している。本明細書では、このようにリプル電流の増大によりバッテリを効率的に暖機させる新規で有用な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、車両の走行用モータに用いられる昇圧コンバータを開示する。昇圧コンバータは、互いに並列接続された第１コンバータ回路及び第２コンバータ回路と、第１コンバータ回路に流れる電流を検出する第１電流センサと、第２コンバータ回路に流れる電流を検出する第２電流センサと、第１電流センサ及び第２電流センサの各検出値に基づいて、第１コンバータ回路及び第２コンバータ回路をスイッチング制御する制御装置と、を備えてもよい。制御装置は、車両のバッテリを暖機する暖機運転の実行中は、第１コンバータ回路及び第２コンバータ回路に亘って循環電流が流れるように、スイッチング制御を実行してもよい。
【０００６】
上記した昇圧コンバータでは、バッテリの暖機運転が実行されるときに、第１コンバータ回路及び第２コンバータ回路に亘って循環電流が流れるように、各コンバータ回路のスイッチング制御が実行される。このような構成によると、意図的に発生させた循環電流が、直流重畳特性によりリアクトルのインダクタンスを大幅に低下させ、比較的大きなリプル電流を発生させることができる。そして、この過大なリプル電流により、バッテリの内部抵抗に起因する自己発熱が生じ、バッテリの温度上昇が促進される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
昇圧コンバータを含む電力変換装置の構成を示す。
図２（Ａ）は、第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子を流れる循環電流を示し、図２（Ｂ）は、第２スイッチング素子及び第４スイッチング素子を流れる循環電流を示す。図２（Ｃ）は、リアクトルの電流－インダクタンス特性を示す。
スイッチング制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１、図２を参照して、実施例の昇圧コンバータ１０について説明する。昇圧コンバータ１０は、車両に搭載される電力変換装置２０の一部を構成する。車両は、例えばモータで走行する電動車両である。電力変換装置２０は、バッテリ２からの電力を変換しモータへ供給する。バッテリ２は、例えば二次電池である。図１に示すように、電力変換装置２０は、昇圧コンバータ１０に加え、インバータ６と、平滑コンデンサ４とを備える。昇圧コンバータ１０は、バッテリ２とインバータ６との間に接続されている。昇圧コンバータ１０は、例えばＤＣ－ＤＣコンバータであり、バッテリ２の直流電力を昇圧し、インバータ６へ昇圧された直流電流を供給する。インバータ６は、モータに接続されている。インバータ６は、例えば三相交流インバータであって、昇圧コンバータ１０からの直流電力を三相交流電力へ変換し、モータへ供給する。平滑コンデンサ４は、バッテリ２と昇圧コンバータ１０との間に配置されている。
【０００９】
昇圧コンバータ１０は、第１コンバータ回路１２と、第２コンバータ回路１４と、第１電流センサ１２ｄと、第２電流センサ１４ｄと、制御装置１８と、を備える。第１コンバータ回路１２及び第２コンバータ回路１４は、互いに並列に接続されている。第１コンバータ回路１２は、上側スイッチング素子１２ａと、下側スイッチング素子１２ｂと、第１コイル１２ｃとを有する。上側スイッチング素子１２ａの一端は第１コイル１２ｃを介してバッテリ２の正極に接続されており、上側スイッチング素子１２ａの他端はインバータ６の正極側に接続されている。下側スイッチング素子１２ｂの一端はバッテリ２の負極及びインバータ６の負極側の間の接続点に接続されている。下側スイッチング素子１２ｂの他端は第１コイル１２ｃを介してバッテリ２の正極に接続されているとともに、上側スイッチング素子１２ａの一端に接続されている。
【００１０】
第２コンバータ回路１４は、第１コンバータ回路１２と同じ構成を有する。即ち、第２コンバータ回路１４は、上側スイッチング素子１４ａと、下側スイッチング素子１４ｂと、第２コイル１４ｃとを有する。なお、第１コンバータ回路１２の第１コイル１２ｃと、第２コンバータ回路１４の第２コイル１４ｃとは、昇圧コンバータ１０のリアクトル１６を構成する。二つのコンバータ回路１２、１４のそれぞれでは、上側スイッチング素子１２ａ、１４ａと下側スイッチング素子１２ｂ、１４ｂとが交互にオンオフされることで、バッテリ２からの直流電力が昇圧される。このスイッチング制御は、制御装置１８によって実行される。
（【００１１】以降は省略されています）

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