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公開番号2024157232
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-07
出願番号2023071474
出願日2023-04-25
発明の名称電源システム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H02M 7/48 20070101AFI20241030BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡素な回路構成で、単相充電器を利用することができる電源システム及び電源制御プログラムを提供すること。
【解決手段】単相充電器42に接続可能な電源システム100は、正極側電源経路H1と、負極側電源経路L1と、整流部材15と、を備える。整流部材15は、第1ダイオードD1と第2ダイオードD2とが直列に接続されて構成され、負極側電源経路L1から正極側電源経路H1へ電流が流れることを許可する一方、正極側電源経路H1から負極側電源経路L1へ電流が流れることを制限する。単相充電器42が有する2つの接続端子のうち、第1の接続端子は、交流端子Tac1を介してモータ11の電機子巻線11a～11cの中性点に電気的に接続可能とされ、第2の接続端子は、交流端子Tac2を介して第1ダイオードD1と第2ダイオードD2との間に電気的に接続可能とされる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
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、単相充電器（４２）に接続可能な電源システム（１００）において、
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に設けられる正極側電源経路（Ｈ１）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に設けられる負極側電源経路（Ｌ１）と、
第１整流器（Ｄ１，Ｄｐ，Ｄｐ１）と第２整流器（Ｄ２，Ｄｎ，Ｄｎ１）とが直列に接続されて構成され、前記負極側電源経路から前記正極側電源経路へ電流が流れることを許可する一方、前記正極側電源経路から前記負極側電源経路へ電流が流れることを制限する整流部材（１５，１１５）と、を備え、
前記単相充電器が有する２つの接続端子のうち、第１の接続端子は、前記モータの電機子巻線の中性点に電気的に接続可能とされ、第２の接続端子は、前記第１整流器と前記第２整流器との間に電気的に接続可能とされる電源システム。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記インバータを制御する電源制御装置（５０）を備え、
前記電源制御装置は、前記インバータを制御することにより、前記単相充電器から入力された交流電流を直流電流に変換し、前記蓄電池に入力して充電する請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記正極側電源経路に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記負極側電源経路に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）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（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、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、前記単相充電器が接続されている場合、前記単相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２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第１整流器及び前記第２整流器は、それぞれ半導体スイッチと当該半導体スイッチに対して逆並列に接続されたダイオードから構成されている請求項１～３のうちいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記電機子巻線に対向配置される界磁巻線（３０１）と、
前記正極側電源経路と前記負極側電源経路との間に設けられ、前記界磁巻線に流れる界磁電流の向きを制御する界磁巻線回路（３０２）と、を備え、
前記単相充電器の前記第２の接続端子は、前記界磁巻線回路に含まれている前記整流部材に電気的に接続可能とされている請求項１～３のうちいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記正極側電源経路に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記負極側電源経路に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチよりも前記インバータの側において、前記正極側電源経路及び前記負極側電源経路に接続される電圧変換回路（２２２）と、
前記電圧変換回路を介して前記正極側電源経路及び前記負極側電源経路に接続されている補助蓄電池（１２１）と、
前記インバータ及び前記電圧変換回路を制御する電源制御装置（５０）と、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、前記単相充電器が接続されている場合、前記単相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補助蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する一方、
前記単相充電器が接続されてない場合であって、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンされている場合、前記補助蓄電池から出力された電圧を変換して、前記蓄電池に入力して充電するように前記電圧変換回路を制御する請求項１に記載の電源システム。
【請求項７】
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、単相充電器に接続可能な電源システム（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に設けられる正極側電源経路（Ｈ１）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に設けられる負極側電源経路（Ｌ１）と、
第１整流器と第２整流器とが直列に接続されて構成され、前記負極側電源経路から前記正極側電源経路へ電流が流れることを許可する整流部材（１５）と、を備え、
前記単相充電器が有する２つの接続端子のうち、第１の接続端子は、前記モータの電機子巻線の中性点に電気的に接続可能とされ、第２の接続端子は、前記第１整流器と前記第２整流器との間に電気的に接続可能とされ、
前記電源制御装置に、前記単相充電器から入力された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を実施させる電源制御プログラム。
【請求項８】
前記電源システムは、
前記正極側電源経路に設けられる第１スイッチ（ＳＭＲＨ）と、
前記負極側電源経路に設けられる第２スイッチ（ＳＭＲＬ）と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチよりも前記インバータの側において、前記正極側電源経路及び前記負極側電源経路に接続される電圧変換回路（２２２）と、
前記電圧変換回路を介して前記正極側電源経路及び前記負極側電源経路に接続されている補助蓄電池と（１２１）、を備え、
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、前記単相充電器が接続されている場合、前記単相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補助蓄電池を充電するように前記電圧変換回路を制御する第１処理と、
前記単相充電器が接続されてない場合であって、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンされている場合、前記補助蓄電池から出力された電圧を変換して、前記蓄電池に入力し充電するように前記電圧変換回路を制御する第２処理と、を実施させる請求項７に記載の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、電源システム及び電源制御プログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 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、現在、車両バッテリを充電する充電器には、大電力を要するが高速充電可能な３相充電器と、高速充電できないが一般家庭においても設置容易な単相充電器が存在する。今後、車両用の充電器として、３相充電器が増加する見込みはあるものの、単相充電器も利用される可能性は高い。特に３相充電器が近くに存在しない場合に、単相充電器に利用される可能性が高い。その一方で、３相充電器が主に利用される可能性が高いことから、単相充電器を利用可能にするためだけに、装置の構成を複雑化することは望ましくない。
【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、簡素な回路構成で、単相充電器を利用することができる電源システム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】
第１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、単相充電器に接続可能な電源システムにおいて、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に設けられる正極側電源経路と、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に設けられる負極側電源経路と、第１整流器と第２整流器とが直列に接続されて構成され、前記負極側電源経路から前記正極側電源経路へ電流が流れることを許可する一方、前記正極側電源経路から前記負極側電源経路へ電流が流れることを制限する整流部材と、を備え、前記単相充電器が有する２つの接続端子のうち、第１の接続端子は、前記モータの電機子巻線の中性点に電気的に接続可能とされ、第２の接続端子は、前記第１整流器と前記第２整流器との間に電気的に接続可能とされる。
【０００７】
これにより、整流部材を加えるだけという、簡素な構成で単相充電器を利用することができる。
【０００８】
第２の手段は、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、単相充電器に接続可能な電源システムの電源制御装置が実施する電源制御プログラムにおいて、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に設けられる正極側電源経路と、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に設けられる負極側電源経路と、第１整流器と第２整流器とが直列に接続されて構成され、前記負極側電源経路から前記正極側電源経路へ電流が流れることを許可する整流部材と、を備え、前記単相充電器が有する２つの接続端子のうち、第１の接続端子は、前記モータの電機子巻線の中性点に電気的に接続可能とされ、第２の接続端子は、前記第１整流器と前記第２整流器との間に電気的に接続可能とされ、前記電源制御装置に、前記単相充電器から入力された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を実施させる。
【０００９】
これにより、整流部材を加えるだけという、簡素な構成で単相充電器を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の電源システムの構成図。
電池パックの筐体を示す模式図。
充電処理の手順を示すフローチャート。
第２実施形態の電源システムの構成図。
第２実施形態の充電処理の手順を示すフローチャート。
変形例の電源システムの構成図。
変形例の電源システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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