特許ウォッチ

公開番号2025063550
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-16
出願番号2023172859
出願日2023-10-04
発明の名称電池システム
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250409BHJP(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、電池の昇温時の騒音を抑制する。
【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ECU50は、バッテリの低温時に、昇温制御を実行する。昇温制御時、制御ECU50は、バッテリの昇温のための電流リプルをd軸電流指令値id*に重畳する。電流リプルの周波数(リプル周波数)が、バッテリを含む電池回路の共振周波数Rfを中心にランダムに変化する。また、インバータのキャリア周波数がランダムに変化する。これにより、昇温制御時、共振周波数Rfおよびキャリア周波数の領域において、音圧レベルを抑制できる。
【選択図】図4
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、所定のキャリア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、
前記電気機械へ供給する交流電流に含まれる電流リプルの周波数が、前記共振周波数を中心としてランダムに変化するとともに、
前記キャリア周波数がランダムに変化するよう、前記インバータを制御する、電池システム。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記電気機械は、回転電機であり、
前記電流リプルは、前記回転電機のｄ軸電流のリプルである、請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
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値以下のとき、前記電池の昇温を行う、請求項２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記回転電機と熱交換を行う第１熱交換器と、
前記電池と熱交換を行う第２熱交換器と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記電池を昇温するとき、
前記第１熱交換器で受熱した熱を、前記第２熱交換器から放熱して、前記電池を昇温する、請求項３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 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
中国特許出願公開第１１３２０６３２４号明細書（特許文献１）には、電池を高周波交流電流加熱法によって加熱することが開示されている。特許文献１では、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）スイッチング周波数の２分の１の周波数を有する高周波の交流パルス電流が、電池内部抵抗によってジュール熱を生成し、電池を加熱するとしている。特許文献１では、高周波の交流電流によって発生する耳障りなノイズの音圧レベルを低減するため、スイッチング周波数をランダムに変更することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
中国特許出願公開第１１３２０６３２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。特許文献１では、インバータのスイッチングにより生じるリプル電流（スイッチングリプル電流）を用いて電流リプルを生成し、電池を昇温している。
【０００５】
電流リプルの周波数（以下、リプル周波数とも称する）を、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。
【０００６】
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、キャリア周波数の領域とリプル周波数の領域において音圧レベルが大きくなり、騒音の発生が懸念される。
【０００７】
本開示の目的は、電池の昇温を効率的に行うとともに、電池の昇温時の騒音を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、所定のキャリア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、電気機械へ供給する電流に含まれる電流リプルの周波数が、共振周波数を中心としてランダムに変化するとともに、キャリア周波数がランダムに変化するよう、構成されている。
【０００９】
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、所定のキャリア周波数で駆動される。制御装置は、電気機械へ供給する電流に含まれる電流リプルの周波数を、電池を含む回路の共振周波数を中心としてランダムに変化させ、電池を昇温する。制御装置は、電池の昇温時、キャリア周波数をランダムに変化させる。
【００１０】
インバータから出力される電流リプルの周波数が、電池を含む回路の共振周波数を中心として制御されるので、電池を効率的に昇温することができる。また、リプル周波数およびキャリア周波数がランダムに変化するので、それらの周波数領域における音圧レベルが低下し、騒音の発生を抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許