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公開番号2024157656
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072129
出願日2023-04-26
発明の名称電源システム
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 20060101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】バッテリの温度を上昇させるための新規な技術を提供すること。
【解決手段】電源システムは、バッテリと、バッテリに対して互いに並列に接続された複数のコンバータを含む電力制御ユニットと、バッテリ及び複数のコンバータを冷却する冷却システムと、複数のコンバータの動作を制御する制御装置と、を備えてもよい。制御装置は、バッテリの温度又はそれに関連する指標に応じて、創熱制御を実行するように構成されており、創熱制御では、複数のコンバータ間で循環電流が流れるように、複数のコンバータの動作が制御されてもよい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源システムであって、
バッテリと、
前記バッテリに対して互いに並列に接続された複数のコンバータを含む電力制御ユニットと、
前記バッテリ及び前記複数のコンバータを冷却する冷却システムと、
前記複数のコンバータの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記バッテリの温度又はそれに関連する指標に応じて、創熱制御を実行するように構成されており、
前記創熱制御では、前記複数のコンバータ間で循環電流が流れるように、前記複数のコンバータの動作が制御される、
電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、バッテリを有する電源システムに関し、特に、バッテリの温度を上昇させる技術を開示する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
バッテリの温度が比較的低いと、充放電可能な電力が小さくなる。例えば、特許文献１には、バッテリの温度を上昇させる技術が開示されている。この技術では、低いスイッチング周波数で昇圧回路を制御してリプル電流を大きくする。リプル電流が大きいと、バッテリの内部抵抗の発熱（即ちバッテリ自体の発熱）が増加し、バッテリの温度が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２５９２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書では、バッテリの温度を上昇させるための新規な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、電源システムを開示する。電源システムは、バッテリと、前記バッテリに対して互いに並列に接続された複数のコンバータを含む電力制御ユニットと、前記バッテリ及び前記複数のコンバータを冷却する冷却システムと、前記複数のコンバータの動作を制御する制御装置と、を備えてもよい。前記制御装置は、前記バッテリの温度又はそれに関連する指標に応じて、創熱制御を実行するように構成されており、前記創熱制御では、前記複数のコンバータ間で循環電流が流れるように、前記複数のコンバータの動作が制御されてもよい。
【０００６】
上記の構成によると、制御装置は、バッテリの温度又はそれに関連する指標に応じて、創熱制御を実行する。創熱制御では、複数のコンバータ間で循環電流が流れるように、複数のコンバータの動作が制御される。循環電流が複数のコンバータを流れると、複数のコンバータは発熱する。複数のコンバータが発熱すると、冷却システムを流れる冷媒の温度が上昇する。温度が上昇した冷媒がバッテリを通過すると、バッテリの温度が上昇する。このようにして、バッテリの温度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１（Ａ）は、電源システムの概略図を示し、図１（Ｂ）は、電源システムの回路図を示す。
創熱制御処理の一例を示すフローチャートである。
図３（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３（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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照して、実施例の電源システム１００を説明する。実施例の電源システム１００は、モータで走行する電動車両に搭載される。図１（Ａ）に示されるように、電源システム１００は、バッテリ２と、モータ８と、電力制御ユニット１０と、制御装置２０と、冷却システム２００と、を備える。バッテリ２は、例えば二次電池である。モータ８は、例えば三相交流モータである、電力制御ユニット１０は、バッテリ２の直流電力を、モータ８に供給する三相交流電力に変換する。制御装置２０は、電力制御ユニット１０の動作を制御する。冷却システム２００は、バッテリ２、モータ８、及び電力制御ユニット１０を冷却する。
【０００９】
冷却システム２００は、冷媒が流れる冷媒流路２０２と、オイルクーラ２０４と、オイルが流れるオイル流路２０６と、を備える。冷媒流路２０２は、バッテリ２と電力制御ユニット１０とオイルクーラ２０４とを通過している。冷媒は、例えば水又はＬＬＣ（Long Life Coolant）である。オイル流路２０６は、オイルクーラ２０４とモータ８とを通過している。冷媒流路２０２を流れる冷媒は、オイルクーラ２０４を通過する際に、オイル流路２０６を流れるオイルを冷却する。冷却されたオイルがモータ８を通過することで、モータ８は冷却される。
【００１０】
図１（Ｂ）に示されるように、電力制御ユニット１０は、インバータ６と、２個のコンバータ１２，１４と、を備える。また、バッテリ２と２個のコンバータ１２，１４との間には、平滑コンデンサ４が配置されている。第１コンバータ１２及び第２コンバータ１４は、バッテリ２とインバータ６との間に接続されている。第１コンバータ１２及び第２コンバータ１４は、バッテリ２に対して互いに並列に接続されている。第１コンバータ１２及び第２コンバータ１４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て、インバータ６へ昇圧された直流電力を供給する。インバータ６は、モータ８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り、第１コンバータ１２及び第２コンバータ１４からの直流電力を三相交流電力に変換して、モータ８に供給する。制御装置２０は、特に、第１コンバータ１２及び第２コンバータ１４のそれぞれの動作を制御する。
（【００１１】以降は省略されています）

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