特許ウォッチ

公開番号2024157231
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-07
出願番号2023071473
出願日2023-04-25
発明の名称電源装置、電源制御装置、及び電源制御プログラム
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H02J 7/00 20060101AFI20241030BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】装置全体を小型化するための電源装置、電源制御装置、及び電源制御プログラムを提供すること。
【解決手段】電池パック20は、正極側電源経路H1に設けられるメインスイッチSMRHと、負極側電源経路に設けられるメインスイッチSMRLと、1次側回路31と2次側回路32とが電気的に絶縁されたDCDCコンバータ22と、それらを収容する筐体23と、を備える。メインスイッチSMRHの第1端側には、1次側回路31の高電位側電気経路H11が接続され、第2端側には、2次側回路32の高電位側電気経路H12が接続されている。メインスイッチSMRLの第1端側には、1次側回路31の低電位側電気経路L11が接続され、第2端側には、2次側回路32の低電位側電気経路L12が接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電池（２１）を備え、インバータ（１２）を介してモータ（１１）に接続される電源装置（２０）において、
前記蓄電池の正極端子に接続される正極側電源経路（Ｈ１）に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記蓄電池の負極端子に接続される負極側電源経路（Ｌ１）に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
入力部（３１，３２）と出力部（３１，３２）とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路（２２）と、
前記蓄電池、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記電圧変換回路を収容する筐体（２３）と、を備え、
前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、
前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続される電源装置。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記インバータ、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記電圧変換回路を制御する電源制御装置（５０）を備え、
前記電源制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフされ、前記インバータを介して外部充電器（４０，４１，４２）が接続されている場合、前記外部充電器からの交流電流を直流電流に変換させるように前記インバータを制御するとともに、前記インバータによって変換された直流電流の電圧を変換して前記蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記正極側電源経路と前記負極側電源経路との間には、平滑コンデンサ（１３）が設けられており、
前記電源制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフからオンに切り替える前に、前記蓄電池から出力された電力を、前記電圧変換回路を介して前記平滑コンデンサに入力して充電する請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電源制御装置は、前記平滑コンデンサを充電する場合、前記平滑コンデンサに入力する電流量が漸増するように、前記電圧変換回路を制御する請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
蓄電池（２１）と、インバータ（１２）と、前記インバータを介して前記蓄電池に接続されるモータ（１１）とを備える電源システム（１００）の電源制御装置（５０）において、
前記電源システムは、
前記蓄電池の正極端子と前記インバータの高電位側端子との間の正極側電源経路（Ｈ１）に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記蓄電池の負極端子と前記インバータの低電位側端子との間の負極側電源経路（Ｌ１）に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
入力部（３１，３２）と出力部（３１，３２）とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路（２２）と、を備え、
前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、
前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続され、
前記正極側電源経路と前記負極側電源経路との間には、平滑コンデンサ（１３）が設けられており、
前記電源制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフからオンに切り替える前に、前記蓄電池から出力された電力を、前記電圧変換回路を介して前記平滑コンデンサに入力して充電する電源制御装置。
【請求項６】
前記電源制御装置は、前記平滑コンデンサを充電する場合、前記平滑コンデンサに入力する電流量が漸増するように、前記電圧変換回路を制御する請求項５に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記電源システムは、前記蓄電池、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記電圧変換回路を収容する筐体（２３）を備え、
前記電源制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフされ、前記インバータを介して外部充電器（４０，４１，４２）が接続されている場合、前記外部充電器からの交流電流を直流電流に変換させるように前記インバータを制御するとともに、前記インバータによって変換された直流電流の電圧を変換して前記蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する請求項５又は６に記載の電源制御装置。
【請求項８】
蓄電池（２１）を備え、インバータ（１２）を介してモータ（１１）に接続される電源装置（２０）と、前記インバータに接続され、前記電源装置と前記インバータを制御する電源制御装置（５０）が実施する電源制御プログラムであって、
前記電源装置は、
前記蓄電池の正極端子に接続される正極側電源経路（Ｈ１）に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記蓄電池の負極端子に接続される負極側電源経路（Ｌ１）に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
入力部（３１，３２）と出力部（３１，３２）とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路（２２）と、
前記蓄電池、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記電圧変換回路を収容する筐体（２３）と、を備え、
前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、
前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続され、
前記電源制御装置に、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフされ、前記インバータを介して外部充電器（４０，４１，４２）が接続されている場合、前記外部充電器からの交流電流を直流電流に変換させるように前記インバータを制御する処理と、
前記インバータによって変換された直流電流の電圧を変換して前記蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する処理と、を実施させる電源制御プログラム。
【請求項９】
蓄電池（２１）と、インバータ（１２）と、前記インバータを介して前記蓄電池に接続されるモータ（１１）とを備える電源システム（１００）の電源制御装置（５０）が実施する電源制御プログラムであって、
前記電源システムは、
前記蓄電池の正極端子と前記インバータの高電位側端子との間の正極側電源経路（Ｈ１）に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記蓄電池の負極端子と前記インバータの低電位側端子との間の負極側電源経路（Ｌ１）に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
入力部（３１，３２）と出力部（３１，３２）とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路（２２）と、を備え、
前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、
前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続され、
前記正極側電源経路と前記負極側電源経路との間には、平滑コンデンサ（１３）が設けられており、
前記電源制御装置に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフからオンに切り替える前に、前記蓄電池から出力された電力を、前記電圧変換回路を介して前記平滑コンデンサに入力して充電させる電源制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源装置、電源制御装置、及び電源制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動させるインバータを構成するレグの一部を、バッテリ充電用のＤＣ／ＡＣ変換回路の一部として流用し、装置全体を小型化しているものが知られている。このような装置としては、例えば、特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５８７４９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような装置の小型化について、さらなる工夫の余地があることがわかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、装置全体を小型化するための電源装置、電源制御装置、及び電源制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の手段は、蓄電池を備え、インバータを介してモータに接続される電源装置において、前記蓄電池の正極端子に接続される正極側電源経路に設けられる第１スイッチと、前記蓄電池の負極端子に接続される負極側電源経路に設けられる第２スイッチと、入力部と出力部とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路と、前記蓄電池、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記電圧変換回路を収容する筐体と、を備え、前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続される。
【０００７】
上記構成によれば、筐体外に配置される電源経路と蓄電池との間の通電を遮断するための第１スイッチ及び第２スイッチを、電圧変換回路を利用する際、蓄電池とインバータとの間の通電を遮断する際に利用する。このため、スイッチを削減することができ、装置を簡素化し、小型化することができる。
【０００８】
第２の手段は、蓄電池と、インバータと、前記インバータを介して前記蓄電池に接続されるモータとを備える電源システムの電源制御装置において、前記電源システムは、前記蓄電池の正極端子と前記インバータの高電位側端子との間の正極側電源経路に設けられる第１スイッチと、前記蓄電池の負極端子と前記インバータの低電位側端子との間の負極側電源経路に設けられる第２スイッチと、入力部と出力部とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路と、を備え、前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続され、前記正極側電源経路と前記負極側電源経路との間には、平滑コンデンサが設けられており、前記電源制御装置は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをオフからオンに切り替える前に、前記蓄電池から出力された電力を、前記電圧変換回路を介して前記平滑コンデンサに入力して充電する。
【０００９】
これにより、第１スイッチ又は第２スイッチに対してプリチャージ回路を並列に接続する必要がなくなる。このため、装置を簡素化し、小型化することができる。
【００１０】
第３の手段は、蓄電池を備え、インバータを介してモータに接続される電源装置と、前記インバータに接続され、前記電源装置と前記インバータを制御する電源制御装置が実施する電源制御プログラムであって、前記電源装置は、前記蓄電池の正極端子に接続される正極側電源経路に設けられる第１スイッチと、前記蓄電池の負極端子に接続される負極側電源経路に設けられる第２スイッチと、入力部と出力部とが電気的に絶縁された絶縁型の電圧変換回路と、前記蓄電池、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、及び前記電圧変換回路を収容する筐体と、を備え、前記第１スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の高電位側電気経路が接続され、前記第１スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の高電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち第１端側には、前記入力部の低電位側電気経路が接続され、前記第２スイッチの両端のうち残りの第２端側には、前記出力部の低電位側電気経路が接続され、前記電源制御装置に、記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフされ、前記インバータを介して外部充電器が接続されている場合、前記外部充電器からの交流電流を直流電流に変換させるように前記インバータを制御する処理と、前記インバータによって変換された直流電流の電圧を変換して前記蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する処理と、を実施させる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許