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公開番号2024106448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-08
出願番号2023010699
出願日2023-01-27
発明の名称電源システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240801BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】短絡制御を実施可能に構成するとともに、外部電源による充電を可能とする電源システムを提供すること。
【解決手段】電源システム10は、モータ20と、インバータ30と、ゲートドライバ52と、ゲートドライバ52への電力を供給するスイッチング電源54と、短絡制御が実施される際、ゲートドライバ52への電力を供給するサポート電源56と、を備える。スイッチング電源54は、通常状態において第1閾値よりも高い電圧で電力を供給する一方、外部充電中、電圧を下げて電力を供給する。ゲートドライバ52は、スイッチング電源54が失陥した際、サポート電源56からの供給電力によって短絡制御を実施する。その一方、ゲートドライバ52は、外部充電中、スイッチング電源54及びサポート電源56のうち出力電圧が高い方からの供給電力によって、若しくはサポート電源56からの供給電力によって、インバータ30を駆動制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
外部に設けられる外部電源（２１０）により蓄電装置（４０）を充電する外部充電を実行可能な電源システム（１０）において、
電機子巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、
上アームスイッチ（ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＷＬ）の直列接続体を有し、前記蓄電装置と前記回転電機との間で電力変換を行うインバータ（３０）と、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを駆動制御する駆動制御部（５２）と、
前記駆動制御部への電力を供給する第１電源（５４）と、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチをオンするとともに他方のアームスイッチをオフする短絡制御が実施される際、前記駆動制御部への電力を供給する第２電源（５６）と、を備え、
前記第１電源は、通常状態において第１閾値よりも高い電圧で電力を供給する一方、外部充電中、間欠的に電力を供給する、又は電圧を下げて電力を供給する、若しくは、電力供給を停止するように構成され、
前記駆動制御部は、前記第１電源が失陥した際、前記第２電源からの供給電力によって前記短絡制御を実施する一方、外部充電中、前記第１電源及び前記第２電源のうち出力電圧が高い方からの供給電力によって、若しくは前記第２電源からの供給電力によって、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを駆動制御するように構成されている電源システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
少なくとも前記駆動制御部及び前記第２電源は、高圧領域に配置される一方、第１電源は、低圧領域に配置される請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第１電源は、通常状態中、第２閾値よりも高い電圧で電力を供給する一方、外部充電中、前記第２閾値以下の電圧であって、前記第１閾値よりも高い電圧で電力を供給するように構成され、
前記駆動制御部は、前記第１電源の出力電圧が前記第１閾値以下である場合、前記第１電源が失陥したとして、前記第２電源からの供給電力によって前記短絡制御を実施する請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１電源の出力電圧を指示する電圧制御部（５１）を備え、
前記電圧制御部は、外部充電中、前記第１電源に対して、前記第１閾値以下の電圧で電力を出力させるように指示するとともに、その旨を前記駆動制御部に通知し、
前記駆動制御部は、前記電圧制御部から前記通知がある場合、前記第１電源からの供給電力が前記第１閾値以下であっても、前記短絡制御を実施することなく、前記第２電源からの供給電力によって、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを駆動制御する請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項５】
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのオンオフ状態を指示するスイッチ制御部（５１）を備え、
前記スイッチ制御部は、前記第１電源からの電力により作動し、
前記駆動制御部は、前記スイッチ制御部からの指示がある場合、前記第１電源の出力電圧が前記第１閾値以下であっても、前記短絡制御を実施することなく、前記スイッチ制御部からの指示に従って、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを駆動制御する請求項１又は２に記載の電源システム。
【請求項６】
前記第１電源の出力電圧を指示する電圧制御部（５１）を備え、
前記電圧制御部は、異常診断処理を実行可能に構成されており、
前記電圧制御部は、前記異常診断処理において、前記第１電源に対して、前記第１閾値よりも低い電圧で電力を出力させるように指示し、その後、前記第２電源からの供給電力によって前記駆動制御部によって前記短絡制御が実施された場合、前記第２電源が正常に作動していると診断する一方、前記短絡制御が実施されなかった場合、異常が生じていると診断する請求項１又は２に記載の電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電源システムの外部に設けられる外部電源により蓄電装置を充電する外部充電が行われる際、蓄電装置とともに負荷駆動装置にも外部電源の電圧が印加される場合がある。この場合、負荷駆動装置に寄生容量が発生し、負荷駆動装置が意図せず作動する可能性がある。このような事態を回避するために、外部充電中に負荷駆動装置への通電を遮断するスイッチング素子をオフ状態に制御する場合がある。
【０００３】
この場合、外部充電中に当該スイッチング素子を作動させるための電力を供給する電源が必要となる。この電源がスイッチング電源により構成されている場合、外部充電中に当該スイッチング電源からノイズが発生する。外部充電中、このようなノイズは低減されることが好ましい。
【０００４】
そこで、特許文献１では、外部充電中にスイッチング電源を間欠的に作動させてノイズを低減させている。また、例えば、スイッチング電源の出力電圧を低下させてノイズを低減させることも考えられる。
【０００５】
また、近年の電気自動車では、一般的に、回転電機及びインバータがパワーユニットに採用されている。回転電機及びインバータが採用された車両では、回転電機の回転速度が高くなると、回転電機の永久磁石の磁束によってコイルに発生する逆起電圧が蓄電池の電圧よりも大きくなりうる。この状況下で、事故などによりインバータを駆動させるためのインバータ駆動電源が失陥すると、インバータを動作させることができず、全相シャットダウンとなり、逆起電力が発生する。その結果、例えば上，下アームスイッチが全てオフされている場合であっても、コイルから上，下アームスイッチに並列接続されたダイオードを介して蓄電池や電気負荷へ高圧の逆起電力が印加されうる。この場合、高圧の逆気電圧によって、蓄電池等が故障するといった問題が生じ得る。また、逆起電力により駆動輪に対して意図しないトルクが発生する可能性もある。
【０００６】
そこで、近年の電気自動車では、第２特許文献に記載されているように、異常時において、ＡＳＣ（Active Short Circuit）制御（短絡制御ともいう）を実施するようにしている。ＡＳＣ制御は、インバータを構成する全相の上，下アームスイッチのうちいずれか一方をオンするとともに、他方をオフする制御である。これにより、逆起電力に基づく各種問題を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－１１８４１７号公報
特開２０２２－２８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１において、外部充電中に負荷駆動装置への通電を遮断するスイッチング素子は、インバータを構成するものであり、スイッチング電源は、インバータ駆動電源に相当する。
【０００９】
このため、上述した特許文献１のように、外部充電中にスイッチング電源を間欠動作させるような構成において、特許文献２に記載のＡＳＣ制御を採用しようとする場合、次のような問題が生じる。すなわち、外部電源による充電中、スイッチング電源（インバータ駆動電源）からの出力電圧を低下させる、若しくは間欠動作させる場合、スイッチング電源（インバータ駆動電源）が失陥したと誤判定され、ＡＳＣ制御が実施される可能性がある。この場合、上述したように、全相の上，下アームスイッチのうちいずれか一方がオンされて、インバータを動作させることができず、外部電源によって充電を行うことができなくなる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、短絡制御を実施可能に構成するとともに、外部電源による充電を可能とする電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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