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公開番号2024148537
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061743
出願日2023-04-05
発明の名称電気自動車
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B60L 53/24 20190101AFI20241010BHJP(車両一般)
要約【課題】電気自動車の充電時間を抑制する。
【解決手段】電気自動車は、バッテリと、インバータと、中性点および三つのアーム回路に接続された三つのコイルを有するモータと、第1端子と中性点とを接続する第1配線と、第2端子とバッテリの負極とを接続する第2配線と、第1配線に設けられた第1リレーと、第1端子と第1リレーとの間に配置された第1電圧センサと、第1リレーと中性点との間に配置された第2電圧センサと、外部電源の電圧を昇圧してバッテリを充電可能なコントローラと、を備える。コントローラは、バッテリの受け入れ可能電力、第1電圧センサの検出値に第1マージンが付加された第1電圧値、第2電圧センサの検出値に第2マージンが付加された第2電圧値、を算出する。コントローラは、受け入れ可能電力と、第1電圧値と第2電圧値とのうちの小さい方とに基づいて、外部電源に要求する電流指令値を算出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
バッテリと、
三つのアーム回路を有するインバータであって、前記三つのアーム回路のそれぞれでは、前記バッテリの正極に接続された上スイッチング素子と、前記バッテリの負極に接続された下スイッチング素子とが直列に接続されている、前記インバータと、
三つのコイルを有するモータであって、前記三つのコイルのそれぞれでは、一端が中性点に接続されているとともに、他端が前記三つのアーム回路の対応する一つの中点に接続されている、前記モータと、
外部電源の正極と接続可能に構成された第１端子と、
前記外部電源の負極と接続可能に構成された第２端子と、
前記第１端子と前記中性点とを接続する第１配線と、
前記第２端子と前記バッテリの負極とを接続する第２配線と、
前記第１配線に設けられた第１リレーと、
前記第１端子と前記第１リレーとの間において、前記第１配線と前記第２配線との間の電位差を測定するように構成された第１電圧センサと、
前記第１リレーと前記中性点との間において、前記第１配線と前記第２配線との間の電位差を測定するように構成された第２電圧センサと、
前記インバータを制御することにより、前記外部電源から供給された電力を昇圧して前記バッテリを充電するように構成されているコントローラと、
を備えており、
前記コントローラは、
前記バッテリの受け入れ可能電力を算出し、
前記第１電圧センサの検出値に第１マージンを付加して得られる第１電圧値を算出し、
前記第２電圧センサの検出値に第２マージンを付加して得られる第２電圧値を算出し、
前記受け入れ可能電力と、前記第１電圧値と前記第２電圧値とのうちの小さい方とに基づいて、前記外部電源に要求する電流指令値を算出するように構成されている、
電気自動車。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記第１配線上において前記第１リレーと前記中性点との間に設けられた第２リレーをさらに備えており、
前記第２電圧センサは、前記第１リレーと前記第２リレーとの間において、前記第１配線と前記第２配線との間の電位差を測定するように構成されている、請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記第１リレーと前記第２リレーとの接続経路と前記バッテリの正極とを接続する第３配線と、
前記第３配線に設けられた第３リレーと、
をさらに備える、請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１電圧センサと前記第２電圧センサとの接続経路の抵抗値と、前記電流指令値とに基づいて、電圧降下値を算出し、
前記電圧降下値に基づいて前記第１電圧値または前記第２電圧値を補正するようにさらに構成されている、請求項１に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記第１マージンと前記第２マージンとは異なっている、請求項１に記載の電気自動車。

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、バッテリとインバータと電気モータを備える電気自動車に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外部電源からの供給電力を、モータ駆動システムを用いて昇圧した上で、バッテリに充電する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１７５３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリの充電時には、外部電源からの供給電力が、バッテリの受け入れ可能電力を超過しないことが必要である。外部電源への電力供給指令を要求電流で行う場合、昇圧回路で使用される電圧センサを用いて供給電圧を測定することで、外部電源からの供給電力を算出する必要がある。しかし、昇圧回路の電圧センサの精度が、バッテリの電圧センサの精度よりも低い場合には、昇圧回路の電圧センサで測定された電圧値に十分なマージンを与える必要がある。すると、算出された供給電力が、実際の供給電力よりも大きくなってしまう場合がある。その結果、電流指令値が、実際に要求可能な値よりも必要以上に低くなってしまい、充電時間が延びてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電気自動車は、バッテリを備える。電気自動車は、三つのアーム回路を有するインバータを備える。三つのアーム回路のそれぞれでは、バッテリの正極に接続された上スイッチング素子と、バッテリの負極に接続された下スイッチング素子とが直列に接続されている。電気自動車は、三つのコイルを有するモータを備える。三つのコイルのそれぞれでは、一端が中性点に接続されているとともに、他端が三つのアーム回路の対応する一つの中点に接続されている。電気自動車は、外部電源の正極と接続可能に構成された第１端子を備える。電気自動車は、外部電源の負極と接続可能に構成された第２端子を備える。電気自動車は、第１端子と中性点とを接続する第１配線を備える。電気自動車は、第２端子とバッテリの負極とを接続する第２配線を備える。電気自動車は、第１配線に設けられた第１リレーを備える。電気自動車は、第１端子と第１リレーとの間において、第１配線と第２配線との間の電位差を測定するように構成された第１電圧センサを備える。電気自動車は、第１リレーと中性点との間において、第１配線と第２配線との間の電位差を測定するように構成された第２電圧センサを備える。電気自動車は、インバータを制御することにより、外部電源から供給された電力を昇圧してバッテリを充電するように構成されているコントローラを備える。コントローラは、バッテリの受け入れ可能電力を算出する。コントローラは、第１電圧センサの検出値に第１マージンを付加して得られる第１電圧値を算出する。コントローラは、第２電圧センサの検出値に第２マージンを付加して得られる第２電圧値を算出する。コントローラは、受け入れ可能電力と、第１電圧値と第２電圧値とのうちの小さい方とに基づいて、外部電源に要求する電流指令値を算出するように構成されている。
【０００６】
このような構成によると、外部電源からの供給電圧を、２つの電圧センサを用いて測定することができる。そして小さい方の電圧を用いて、電流指令値を算出することができる。これにより、１つの電圧センサを用いて供給電圧を測定する場合に比して、より正確に供給電圧を測定することが可能となる。従って、外部電源からの供給電力がバッテリの受け入れ可能電力を超過しないように制御しながら、電流指令値を最大化することができる。不必要に充電時間が長くなる事態を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施例の電気自動車２のブロック図である。
充電処理のフローチャートである。
第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本技術の一実施形態において、電気自動車は、第１配線上において第１リレーと中性点との間に設けられた第２リレーをさらに備えていてもよい。第２電圧センサは、第１リレーと第２リレーとの間において、第１配線と第２配線との間の電位差を測定するように構成されていてもよい。このような構成によると、第２リレーの故障の有無を検出する機能と、第２電圧値を測定する機能とを、第２電圧センサによって実現することが可能になる。
【０００９】
本技術の一実施形態において、電気自動車は、第１リレーと第２リレーとの接続経路とバッテリの正極とを接続する第３配線と、第３配線に設けられた第３リレーと、をさらに備えていてもよい。このような構成によると、第３リレーによって、外部電源の正極をバッテリの正極に直接に接続することができる。外部電源からバッテリに直接に充電することが可能になる。
【００１０】
本技術の一実施形態において、コントローラは、第１電圧センサと第２電圧センサとの接続経路の抵抗値と、電流指令値とに基づいて、電圧降下値を算出してもよい。コントローラは、電圧降下値に基づいて第１電圧値または第２電圧値を補正するようにさらに構成されていてもよい。このような構成によると、第１電圧センサと第２電圧センサとの接続経路で発生する電圧降下の影響をキャンセルすることができる。第１電圧値と第２電圧値との大小関係をより正確に判断することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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