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公開番号2025058475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023168434
出願日2023-09-28
発明の名称電池システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電池の昇温を効率的に行うとともに、電池の昇温時の聴感の悪化を抑制する。
【解決手段】バッテリの直流電力がインバータによって交流電力に変換され、モータジェネレータ(MG)を駆動する。制御ECUは、バッテリの低温時(S10で肯定判定)に、昇温制御を実行する。昇温制御時、制御ECUは、インバータのキャリア周波数を、バッテリを含む電池回路の共振周波数Rfに設定する。スイッチングリプル電流の周波数が共振周波数Rfに一致し、電流リプルの振幅が大きくなり、バッテリを効率的に昇温(加熱)することができる。また、音圧レベルが大きくなるのは、共振周波数Rfの領域のみであり、聴感の悪化を抑制できる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電池と、
電気機械と、
前記電池と前記電気機械との間に接続され、所定のスイッチング周波数で駆動されるとともに、前記電池に蓄電された直流電力を交流電力に変換して前記電気機械に供給するインバータと、
制御装置と、を備え、
前記電池を含む回路は、共振周波数を有しており、
前記制御装置は、前記電池を昇温するとき、
前記スイッチング周波数を前記共振周波数に設定し、前記インバータを駆動する、電池システム。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記電池システムは、車両に搭載されており、
前記制御装置は、
前記電池の外部充電の要求があり、かつ、前記電池の温度が所定温度以下のとき、前記電池の昇温を行う、請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記電気機械は、回転電機であり、
前記制御装置は、前記電池を昇温するとき、
前記回転電機のｄ軸電流を所定値に設定するとともに、前記回転電機のｑ軸電流を０に設定する、請求項２に記載の電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０２２／０２２３９３７号明細書（特許文献１）には、バッテリを搭載した電気自動車が開示されている。特許文献１の電気自動車では、バッテリの直流電力をインバータによって交流電力に変換し、モータジェネレータを駆動している。特許文献１では、バッテリの温度が閾値未満であるとき、インバータのスイッチング周波数を変更することなく、モータジェネレータのｄ軸電流を調整して、バッテリに交流電流（電流リプル）を生成して、バッテリを加熱（昇温）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／０２２３９３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリ（電池）の入出力電流において、電流リプルの周波数（以下、リプル周波数とも称する）を、バッテリ（電池）を含む回路（電池回路）の共振周波数に制御すると、共振により電流リプルの振幅が大きくなり、電池を効率的に昇温（加熱）することができる。したがって、インバータから出力される電流（あるいは、インバータに入力される電流）のリプル周波数を、電池回路の共振周波数に制御し、電池を効率的に昇温することが考えられる。
【０００５】
インバータは、所定のスイッチング周波数（キャリア周波数）で駆動される。インバータのスイッチングによって、リプル電流（スイッチングリプル電流）が発生する。このリプル電流は、電池回路に流れる。このため、電池の昇温（加熱）のために、インバータから出力される電流のリプル周波数を、電池回路の共振周波数に制御すると、スイッチング周波数と共振周波数の２つの周波数領域において音圧レベルが大きくなり、聴感が悪化する懸念がある。
【０００６】
本開示の目的は、電池の昇温を効率的に行うとともに、電池の昇温時の聴感の悪化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る電池システムは、電池と、電気機械と、電池と電気機械との間に接続され、所定のスイッチング周波数で駆動されるとともに電池に蓄電された直流電力を交流電力に変換して電気機械に供給するインバータと、制御装置と、を備える。電池を含む回路は、共振周波数を有している。制御装置は、電池を昇温するとき、スイッチング周波数を、電池を含む回路の共振周波数に設定し、インバータを駆動するよう、構成されている。
【０００８】
この構成によれば、電池に蓄電された直流電力が、インバータによって交流電力に変換され、電気機械に供給される。インバータは、制御装置によって、所定のスイッチング周波数で駆動される。スイッチング周波数は、電池を昇温するとき、電池を含む回路（電池回路）の共振周波数に設定される。
【０００９】
電池の昇温時、スイッチング周波数が共振周波数に設定されるので、スイッチングリプル電流（インバータのスイッチングによって発生するリプル電流）の周波数が、共振周波数になる。これにより、共振によって、電池の電流リプルの振幅が大きくなり、電池を効率的に昇温（加熱）することができる。また、スイッチングリプル電流を用いて電池を昇温するので、音圧レベルが大きくなるのは、共振周波数の領域のみであり、聴感の悪化を抑制できる。
【００１０】
好ましくは、電池システムは、車両に搭載されており、制御装置は、電池の外部充電の要求があり、かつ、電池の温度が所定温度以下のとき、電池の昇温を行うようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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