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公開番号2025011657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113891
出願日2023-07-11
発明の名称電源装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250117BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】より適正に電流経路の異常を検出できる。
【解決手段】第1、第2コンデンサが共にプリチャージされるように、システムメインリレーと充電用リレーと直列接続用リレーと並列接続用リレーと第1、第2中性点リレーとを制御し、第1コンデンサの電圧に基づいて第1コンデンサを充電する第1電流経路の異常の有無を検出し、第2コンデンサの電圧に基づいて第2コンデンサを充電する第2電流経路の異常の有無を検出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数のスイッチング素子と前記各スイッチング素子に逆方向に並列接続されたダイオードとを有し三相交流モータを駆動するインバータ、に電力を供給する電源装置であって、
第１蓄電部と、第２蓄電部と、を有する蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記インバータとを接続する電力ラインの正極側ラインに取り付けられた正極側リレーと、前記電力ラインの負極側ラインに取り付けられた負極側リレーと、前記負極側リレーをバイパスするようにプリチャージ用抵抗とプリチャージ用リレーとが直列接続されたプリチャージ回路と、を有するシステムメインリレーと、
前記電力ラインに取り付けられた第１コンデンサと、
外部直流電力が供給される外部充電コネクタと前記電力ラインの前記システムメインリレーと前記インバータとの間とを接続する充電用電力ラインと、前記充電用電力ラインに取り付けられた充電用リレーと、前記第１蓄電部と前記第２蓄電部とを直列に接続する直列接続用ラインと、前記直列接続用ラインに取り付けられた直列接続用リレーと、前記直列接続用ラインの前記直列接続用リレーより前記第１蓄電部側と前記電力ラインの前記負極側ラインの前記負極側リレーおよび前記プリチャージ回路より前記第２蓄電部側とを接続する並列接続用ラインと、前記並列接続用ラインに取り付けられた並列接続用リレーと、前記三相交流モータの中性点と前記直列接続用ラインの前記直列接続用リレーより前記第２蓄電部側とを接続する中性点ラインと、前記中性点ラインに取り付けられた第１中性点リレーと、前記中性点ラインの前記第１中性点リレーより前記第２蓄電部側に取り付けられた第２中性点リレーと、前記中性点ラインの前記第１中性点リレーと前記第２中性点リレーとの間と前記電力ラインの前記負極側ラインの前記負極側リレーおよび前記プリチャージ回路より前記インバータ側とに取り付けられた第２コンデンサと、を有し、前記外部直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する直流充電装置と、
前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記並列接続用リレーと前記第１、第２中性点リレーとを制御し、前記第１コンデンサの電圧に基づいて前記第１コンデンサを充電する第１電流経路の異常の有無を検出し、前記第２コンデンサの電圧に基づいて前記第２コンデンサを充電する第２電流経路の異常の有無を検出する制御装置と、
を備える電源装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
請求項１記載の電源装置であって、
前記制御装置は、前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーの前記正極側リレーおよび前記プリチャージ用リレーと前記並列接続用リレーと前記第２中性点リレーとをオンし、前記システムメインリレーの前記負極側リレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記第１中性点リレーとをオフする
電源装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電源装置であって、
前記制御装置は、前記外部充電コネクタに前記外部直流電力を供給する外部電源が接続されたときに、前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記並列接続用リレーと前記第１、第２中性点リレーとを制御し、前記第１コンデンサの電圧に基づいて前記第１電流経路の異常の有無を検出し、前記第２コンデンサの電圧に基づいて前記第２電流経路の異常の有無を検出する
電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源装置に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インバータやコンバータに電力を供給する電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電源装置は、第１蓄電装置と、第２蓄電装置と、モータと、インバータと、コンバータと、第１リレーと、第２リレーと、第１コンデンサと、第２コンデンサと、直流充電装置と、を備えるモータ装置が提案されている。第２蓄電装置は、コンバータおよび第１蓄電装置と並列にインバータに接続されている。インバータは、モータを駆動する。コンバータは、第１蓄電装置からの電力を電圧の変換を伴ってインバータに供給する。第１リレーは、第１蓄電装置とコンバータとを接続する第１電力ラインに取り付けられている。第２リレーは、第２蓄電装置とインバータとを接続する第２電力ラインに取り付けられている。第１コンデンサは、第１電力ラインの第１リレーよりコンバータ側に接続されている。第２コンデンサは、インバータの電力ラインに接続されている。直流充電装置は、第２電力ラインの第２リレーより第２蓄電装置側に接続されている。直流充電装置は、外部充電コネクタから供給される外部直流電力を第２電力ラインに供給する。このモータ装置は、第１リレーをオフすると共に第２リレーをオンして、第２コンデンサの電圧に基づいて第２リレーの故障検出を行なう。第２リレーの故障検出を行なった後に、第１リレーをオンして、第１コンデンサの電圧に基づいて第１リレーの故障検出を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－８７１５６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、近年、第１蓄電部と第２蓄電部とを直列に接続することと、第１蓄電部と第２蓄電部とを並列に接続することと、を切り替え可能な電源装置が提案されている。この電源装置は、充電用電力ラインと、充電用リレーと、直列接続用ラインと、直列接続用リレーと、並列接続用ラインと、並列接続用リレーと、中性点ラインと、第１、第２中性点リレーと、第２コンデンサと、を有する直流充電装置を備える。充電用電力ラインは、外部充電コネクタと電力ラインのシステムメインリレーとインバータとの間とを接続する。充電用リレーは、充電用電力ラインに取り付けられている。直列接続用ラインは、第１蓄電部と第２蓄電部とを直列に接続する。直列接続用リレーは、直列接続用ラインに取り付けられている。並列接続用ラインは、直列接続用ラインの直列接続用リレーより第１蓄電部側と電力ラインの負極側ラインの負極側リレーおよびプリチャージ用リレーより第２蓄電部側とを接続する。並列接続用リレーは、並列接続用ラインに取り付けられている。中性点ラインは、三相交流モータの中性点と直列接続用ラインの直列接続用リレーより第２蓄電部側とを接続する。第１中性点リレーは、中性点ラインに取り付けられている。第２中性点リレーは、中性点ラインの第１中性点リレーより第２蓄電部側に取り付けられている。第２コンデンサは、中性点ラインの第１中性点リレーと第２中性点リレーとの間と、電力ラインの負極側ラインの負極側リレーよりインバータ側とに取り付けられている。この電源装置では、より適正に電流経路の異常を検出することが望まれている。
【０００５】
本開示の電源装置は、より適正に電流経路の異常を検出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の電源装置は、
複数のスイッチング素子と前記各スイッチング素子に逆方向に並列接続されたダイオードとを有し三相交流モータを駆動するインバータ、に電力を供給する電源装置であって、
第１蓄電部と、第２蓄電部と、を有する蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記インバータとを接続する電力ラインの正極側ラインに取り付けられた正極側リレーと、前記電力ラインの負極側ラインに取り付けられた負極側リレーと、前記負極側リレーをバイパスするようにプリチャージ用抵抗とプリチャージ用リレーとが直列接続されたプリチャージ回路と、を有するシステムメインリレーと、
前記電力ラインに取り付けられた第１コンデンサと、
外部直流電力が供給される外部充電コネクタと前記電力ラインの前記システムメインリレーと前記インバータとの間とを接続する充電用電力ラインと、前記充電用電力ラインに取り付けられた充電用リレーと、前記第１蓄電部と前記第２蓄電部とを直列に接続する直列接続用ラインと、前記直列接続用ラインに取り付けられた直列接続用リレーと、前記直列接続用ラインの前記直列接続用リレーより前記第１蓄電部側と前記電力ラインの前記負極側ラインの前記負極側リレーおよび前記プリチャージ回路より前記第２蓄電部側とを接続する並列接続用ラインと、前記並列接続用ラインに取り付けられた並列接続用リレーと、前記三相交流モータの中性点と前記直列接続用ラインの前記直列接続用リレーより前記第２蓄電部側とを接続する中性点ラインと、前記中性点ラインに取り付けられた第１中性点リレーと、前記中性点ラインの前記第１中性点リレーより前記第２蓄電部側に取り付けられた第２中性点リレーと、前記中性点ラインの前記第１中性点リレーと前記第２中性点リレーとの間と前記電力ラインの前記負極側ラインの前記負極側リレーおよび前記プリチャージ回路より前記インバータ側とに取り付けられた第２コンデンサと、を有し、前記外部直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する直流充電装置と、
前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記並列接続用リレーと前記第１、第２中性点リレーとを制御し、前記第１コンデンサの電圧に基づいて前記第１コンデンサを充電する第１電流経路の異常の有無を検出し、前記第２コンデンサの電圧に基づいて前記第２コンデンサを充電する第２電流経路の異常の有無を検出する制御装置と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本開示の電源装置は、第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、システムメインリレーと充電用リレーと直列接続用リレーと並列接続用リレーと第１、第２中性点リレーとを制御し、第１コンデンサの電圧に基づいて第１コンデンサを充電する第１電流経路の異常の有無を検出し、第２コンデンサの電圧に基づいて第２コンデンサを充電する第２電流経路の異常の有無を検出する。この結果、本開示の電源装置は、より適正に電流経路の異常を検出できる。
【０００９】
こうした本開示の電源装置において、前記制御装置は、前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーの前記正極側リレーおよび前記プリチャージ用リレーと前記並列接続用リレーと前記第２中性点リレーとをオンし、前記システムメインリレーの前記負極側リレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記第１中性点リレーとをオフしてもよい。これにより、制御装置は、第１電流経路を、第１電池から電力ラインの正極側ラインと第１コンデンサと電力ラインの負極側ラインと並列接続用ライン４を介して第１電池に戻る経路とすることができる。また、制御装置は、第２電流経路を、第２電池から中性点ラインと第２コンデンサと電力ラインの負極側ラインとを介して第２電池に戻る経路とすることができる。
【００１０】
また、本開示の電源装置において、前記制御装置は、前記外部充電コネクタに、前記外部直流電力を供給する外部電源が接続されたときに、前記第１、第２コンデンサが共にプリチャージされるように、前記システムメインリレーと前記充電用リレーと前記直列接続用リレーと前記並列接続用リレーと前記第１、第２中性点リレーとを制御し、前記第１コンデンサの電圧に基づいて前記第１電流経路の異常の有無を検出し、前記第２コンデンサの電圧に基づいて前記第２電流経路の異常の有無を検出してもよい。こうすれば、本開示の電源装置は、外部充電コネクタに、外部直流電力を供給する外部電源が接続されたときに、第１電流経路、第２電流経路の異常の有無を検出できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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