特許ウォッチ

公開番号2025121435
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2024016775
出願日2024-02-07
発明の名称電源システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250813BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直列接続による充放電と並列接続による充放電が可能な2つの電池を並列接続によって充電する際に過大な電流が流れるのを抑制する。
【解決手段】直列接続による充放電とインバータとモータの三相コイルを用いて並列接続による充放電が可能な第1電池と第2電池を備える電源システムにおいて、インバータの上アームをオンとすることにより並列充電を開始する際に、第1電池の開放電圧から第2電池の開放電圧を減じた開放電圧差が所定電圧差以上のときには、インバータをスイッチングして充電電力を降圧して第2電池を充電する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１電池と、第２電池と、前記第１電池の負極側端子と前記第２電池の正極側端子とを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、前記第１電池の正極端子に接続された正極母線と、前記第２電池の負極端子に接続された負極母線と、前記正極母線と前記負極母線とに接続されたインバータと、前記インバータにより駆動する三相交流モータと、前記正極母線に取り付けられた正極側リレーと、前記負極母線に取り付けられた負極側リレーと、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電池側と前記負極母線とを接続する第１並列接続用ラインと、前記第１並列接続用ラインに取り付けられた第１並列接続用リレーと、前記第２電池の正極端子と前記三相交流モータの中性点とを接続する第２並列接続用ラインと、前記第２並列接続用ラインに前記第２電池側から順に取り付けられた第２並列接続用リレーと、前記正極母線の前記正極側リレーより前記インバータ側と前記負極母線の前記負極側リレーより前記インバータ側に充電用リレーを有する電力ラインを介して接続された直流充電用コネクタと、前記各リレーおよび前記インバータを制御する制御装置と、を備える電源システムであって、
前記制御装置は、前記正極側リレーと前記負極側リレーと前記第１並列接続用リレーと前記第２並列接続用リレーとをオンとすると共に前記直列接続用リレーをオフとした状態で前記第１電池と前記第２電池との並列充電を開始する際に、前記第１電池の電圧から前記第２電池の電圧を減じた電圧差が所定電圧差以上のときには、前記インバータをスイッチングして充電電力を降圧して第２電池を充電する、
ことを特徴とする電源システム。
続きを表示（約 120 文字）【請求項２】
請求項１記載の電源システムであって、
前記制御装置は、前記電圧差が前記所定電圧差未満のときには、前記インバータの上アームをオンとして前記第１電池と前記第２電池との並列充電を開始する、
電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源システムに関し、詳しくは、直列接続による充放電と並列接続による充放電が可能な２つの電池を備える電源システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電源システムとしては、直列接続による充放電と並列接続による充放電とが可能な２つのバッテリを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、２つのバッテリの電位差が所定の閾値以下となるようにバッテリの充電や放電を行なう。これにより、２つのバッテリの電圧の均衡化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０８０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の電源システムでは、何らかの事由により２つのバッテリの電圧に差が開いたときに２つのバッテリを並列接続して２つのバッテリを充電しようとすると。電圧の高いバッテリから電圧の低いバッテリに向かって過大な電流が流れる場合が生じる。
【０００５】
本開示の電源システムは、直列接続による充放電と並列接続による充放電が可能な２つの電池を並列接続によって充電する際に過大な電流が流れるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電源システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の電源システムは、第１電池と、第２電池と、前記第１電池の負極側端子と前記第２電池の正極側端子とを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、前記第１電池の正極端子に接続された正極母線と、前記第２電池の負極端子に接続された負極母線と、前記正極母線と前記負極母線とに接続されたインバータと、前記インバータにより駆動する三相交流モータと、前記正極母線に取り付けられた正極側リレーと、前記負極母線に取り付けられた負極側リレーと、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電池側と前記負極母線とを接続する第１並列接続用ラインと、前記第１並列接続用ラインに取り付けられた第１並列接続用リレーと、前記第２電池の正極端子と前記三相交流モータの中性点とを接続する第２並列接続用ラインと、前記第２並列接続用ラインに前記第２電池側から順に取り付けられた第２並列接続用リレーと、前記正極母線の前記正極側リレーより前記インバータ側と前記負極母線の前記負極側リレーより前記インバータ側に充電用リレーを有する電力ラインを介して接続された直流充電用コネクタと、前記各リレーおよび前記インバータを制御する制御装置と、を備える電源システムであって、前記制御装置は、前記正極側リレーと前記負極側リレーと前記第１並列接続用リレーと前記第２並列接続用リレーとをオンとすると共に前記直列接続用リレーをオフとした状態で前記第１電池と前記第２電池との並列充電を開始する際に、前記第１電池の電圧から前記第２電池の電圧を減じた電圧差が所定電圧差以上のときには、前記インバータをスイッチングして充電電力を降圧して第２電池を充電する、ことを特徴とする。
【０００８】
本開示の電源システムでは、制御装置は、正極側リレーと負極側リレーと第１並列接続用リレーと第２並列接続用リレーとをオンとすると共に直列接続用リレーをオフとした状態で第１電池と第２電池との並列充電を開始する際に、第１電池の電圧から第２電池の電圧を減じた電圧差が所定電圧差以上のときには、インバータをスイッチングして充電電力を降圧して第２電池を充電する。これにより、電圧差を小さくし、第１電池と第２電池との並列接続したときに電圧差が大きいことに起因して過大な電流が流れるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本開示の電源システムにおいて、前記制御装置は、前記電圧差が前記所定電圧差未満のときには、前記インバータの上アームをオンとして前記第１電池と前記第２電池との並列充電を開始するものとしてもよい。
【００１０】
本開示の電源システムにおいて、前記制御装置は、前記電圧差が負の値のとき、即ち、第１電池の電圧が第２電池の電圧より小さいときには、前記インバータの上アームをオフとして前記第１電池だけを充電し、前記第１電池の電圧が前記第２電池の電圧以上であると推定されたときに前記インバータの上アームをオンとして前記第１電池と前記第２電池との並列充電を開始するものとしてもよい。こうすれば、第１電池の電圧が第２電池の電圧以上であり、且つ、電圧差が所定電圧差未満のときにインバータの上アームをオンとして第１電池と前記第２電池との並列充電を開始することができる。この場合、前記制御装置は、前記第１電池だけを充電している際、前記第１電池の充電電流を制限した状態での前記第１電池の電圧が前記第２電池の電圧以上であるときに前記第１電池の開放電圧が前記第２電池の開放電圧以上であると推定するものとしてもよい。第１電池の充電電流を制限した状態での第１電池の電圧は第１電池の開放電圧に極めて近いものとなることに基づいている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許