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公開番号2025151499
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024052961
出願日2024-03-28
発明の名称電気機器
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】各種の交流充電で必要とされる所望のスイッチング周波数を確保し、効率を向上させることができる電気機器を提供する。
【解決手段】電気機器10は、電力制御ユニット10aと、二次側コイル51とを備える。電力制御ユニット10aは、各β相コイルβ1,β2の各両端に接続される第3フルブリッジ回路13a及び第4フルブリッジ回路13bと、各β相コイルβ1,β2の各一端と各フルブリッジ回路13a,13bとの間に接続される第3断接器35及び第4断接器36とを備える。二次側コイル51の両端は、第3フルブリッジ回路13aの第1レグ及び第2レグと、第4フルブリッジ回路13bの第3レグ及び第4レグとに接続される。電力制御ユニット10aは、二次側コイル51が非接触で伝送される電力を受け取る場合、第1レグ又は第2レグのスイッチング動作と、第3レグ又は第4レグのスイッチング動作とを、インターリーブにより動作させる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
送電側コイルから非接触で伝送される電力を受け取る受電側コイルと、
蓄電装置と、
複数のコイルを備える回転電機と、
前記受電側コイル、前記蓄電装置及び前記回転電機に接続されて、前記受電側コイル、前記蓄電装置及び前記回転電機の各々の電力授受を制御する電力制御ユニットと
を備え、
前記電力制御ユニットは、
前記複数のコイルのうち少なくとも１つの第１コイル及び前記受電側コイルの両端のうちの第１端に接続される少なくとも１組の第１レグ及び第２レグと、
前記複数のコイルのうち少なくとも１つの第２コイル及び前記受電側コイルの両端のうちの第２端に接続される少なくとも１組の第３レグ及び第４レグと、
前記第１コイルの両端のうちの一端と、前記第１レグ又は前記第２レグとの間に接続される第１断接器と、
前記第２コイルの両端のうちの一端と、前記第３レグ又は前記第４レグとの間に接続される第２断接器と、
前記受電側コイルの前記第１端と前記第１レグとの間、及び、前記受電側コイルの前記第１端と前記第２レグとの間に接続される第３断接器と、
前記受電側コイルの前記第２端と前記第３レグとの間、及び、前記受電側コイルの前記第２端と前記第４レグとの間に接続される第４断接器と
を備え、
前記受電側コイルが前記送電側コイルから非接触で伝送される電力を受け取る場合に、前記第１レグ又は前記第２レグのスイッチング動作と、前記第３レグ又は前記第４レグのスイッチング動作とを、インターリーブにより動作させる
電気機器。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記第１コイル及び前記第２コイルはオープンエンドであり、前記第１コイルの両端は前記第１レグ及び前記第２レグの間に接続され、前記第２コイルの両端は前記第３レグ及び前記第４レグの間に接続される
請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記回転電機は、
磁気結合される前記第１コイル及び前記第２コイルによって共有されるスロットが形成されるステータコアと、
前記複数のコイルのうち前記ステータコアのスロットを共有する磁気結合される少なくとも１つの第３コイル及び少なくとも１つの第４コイルと
を備え、
前記電力制御ユニットは、
前記第１レグ及び前記第２レグによって形成される第１フルブリッジ回路と、
前記第３レグ及び前記第４レグによって形成される第２フルブリッジ回路と、
前記第３コイルの両端に接続される第３フルブリッジ回路と、
前記第４コイルの両端に接続される第４フルブリッジ回路と、
前記第３フルブリッジ回路及び第４フルブリッジ回路の正極同士の間に接続される第５断接器と、
前記第３フルブリッジ回路及び第４フルブリッジ回路の負極同士の間に接続される第６断接器と
を備え、
前記第１フルブリッジ回路及び前記第２フルブリッジ回路は、交流電力の入力を直流電力に変換する交流入力相を形成し、
前記第３フルブリッジ回路及び前記第４フルブリッジ回路は、直流電力間の変換を行う直流変換相を形成する
請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
前記電力制御ユニット及び前記複数のコイルの少なくともいずれか１つを外部電源に接続するとともに、前記電力制御ユニットとの接続点の少なくともいずれか１つが前記受電側コイルと共通である電源接続部材を備える
請求項３に記載の電気機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池を搭載するモビリティでの充給電に関する研究開発が行われている。
従来、例えば、スイッチング素子による複数相のブリッジ回路を、燃料電池に接続されるコンバータ又は非接触電力伝送システムの受電部に接続されるコンバータに切り換える電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１１０６５４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、二次電池を搭載するモビリティでの充給電に関する技術において、外部電源による非接触の電力伝送での効率を向上させることが課題である。例えば、上記従来技術の電源システムのように、スイッチング素子によるブリッジ回路を受電部に接続する場合、ブリッジ回路のスイッチング周波数を受電部のコイルの共振周波数まで増大させる必要が生じる。しかしながら、燃料電池に接続されるブリッジ回路として、高周波でのスイッチングが想定されていない場合、ブリッジ回路が非接触の電力伝送に兼用される際に、所望のスイッチング周波数及び伝送効率を確保することができないおそれがある。
【０００５】
本願は、上記課題の解決のため、各種の交流充電で必要とされる所望のスイッチング周波数を確保し、効率の向上の達成を目的とする。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）：本発明の一態様に係る電気機器（例えば、実施形態での電気機器１０）は、送電側コイルから非接触で伝送される電力を受け取る受電側コイル（例えば、実施形態での二次側コイル５１）と、蓄電装置（例えば、実施形態での蓄電装置１１）と、複数のコイル（例えば、実施形態でのα相第１コイル２３（α１）、α相第２コイル２４（α２）、β相第１コイル３３（β１）、β相第２コイル３４（β２））を備える回転電機（例えば、実施形態での回転電機１６（Ｍ））と、前記受電側コイル、前記蓄電装置及び前記回転電機に接続されて、前記受電側コイル、前記蓄電装置及び前記回転電機の各々の電力授受を制御する電力制御ユニット（例えば、実施形態での電力制御ユニット１０ａ）とを備え、前記電力制御ユニットは、前記複数のコイルのうち少なくとも１つの第１コイル（例えば、実施形態でのβ相第１コイル３３（β１））及び前記受電側コイルの両端のうちの第１端に接続される少なくとも１組の第１レグ（例えば、実施形態での素子部３１ａ（ｂ１Ｈ）及び素子部３１ｂ（ｂ１Ｌ））及び第２レグ（例えば、実施形態での素子部３１ａ（ｂ２Ｈ）及び素子部３１ｂ（ｂ２Ｌ））と、前記複数のコイルのうち少なくとも１つの第２コイル（例えば、実施形態でのβ相第１コイル３３（β１））及び前記受電側コイルの両端のうちの第２端に接続される少なくとも１組の第３レグ（例えば、実施形態での素子部３１ａ（ｂ３Ｈ）及び素子部３１ｂ（ｂ３Ｌ））及び第４レグ（例えば、実施形態での素子部３１ａ（ｂ４Ｈ）及び素子部３１ｂ（ｂ４Ｌ））と、前記第１コイルの両端のうちの一端と、前記第１レグ又は前記第２レグとの間に接続される第１断接器（例えば、実施形態での第３断接器３５）と、前記第２コイルの両端のうちの一端と、前記第３レグ又は前記第４レグとの間に接続される第２断接器（例えば、実施形態での第４断接器３６）と、前記受電側コイルの前記第１端と前記第１レグとの間、及び、前記受電側コイルの前記第１端と前記第２レグとの間に接続される第３断接器（例えば、実施形態での第１受電部断接器６１）と、前記受電側コイルの前記第２端と前記第３レグとの間、及び、前記受電側コイルの前記第２端と前記第４レグとの間に接続される第４断接器（例えば、実施形態での第２受電部断接器６２）とを備え、前記受電側コイルが前記送電側コイルから非接触で伝送される電力を受け取る場合に、前記第１レグ又は前記第２レグのスイッチング動作と、前記第３レグ又は前記第４レグのスイッチング動作とを、インターリーブにより動作させる。
【０００７】
（２）：上記（１）に記載の電気機器では、前記第１コイル及び前記第２コイルはオープンエンドであり、前記第１コイルの両端は前記第１レグ及び前記第２レグの間に接続され、前記第２コイルの両端は前記第３レグ及び前記第４レグの間に接続されてもよい。
【０００８】
（３）：上記（１）又は（２）に記載の電気機器では、前記回転電機は、磁気結合される前記第１コイル及び前記第２コイルによって共有されるスロット（例えば、実施形態でのスロット４３）が形成されるステータコア（例えば、実施形態でのステータコア４２）と、前記複数のコイルのうち前記ステータコアのスロット（例えば、実施形態でのスロット４３）を共有する磁気結合される少なくとも１つの第３コイル（例えば、実施形態でのα相第１コイル２３（α１））及び少なくとも１つの第４コイル（例えば、実施形態でのα相第２コイル２４（α２））とを備え、前記電力制御ユニットは、前記第１レグ及び前記第２レグによって形成される第１フルブリッジ回路（例えば、実施形態での第３フルブリッジ回路１３ａ）と、前記第３レグ及び前記第４レグによって形成される第２フルブリッジ回路（例えば、実施形態での第４フルブリッジ回路１３ｂ）と、前記第３コイルの両端に接続される第３フルブリッジ回路（例えば、実施形態での第１フルブリッジ回路１２ａ）と、前記第４コイルの両端に接続される第４フルブリッジ回路（例えば、実施形態での第２フルブリッジ回路１２ｂ）と、前記第３フルブリッジ回路及び第４フルブリッジ回路の正極同士の間に接続される第５断接器（例えば、実施形態での第１断接器２５）と、前記第３フルブリッジ回路及び第４フルブリッジ回路の負極同士の間に接続される第６断接器（例えば、実施形態での第２断接器２６）とを備え、前記第１フルブリッジ回路及び前記第２フルブリッジ回路は、交流電力の入力を直流電力に変換する交流入力相（例えば、実施形態でのβ相）を形成し、前記第３フルブリッジ回路及び前記第４フルブリッジ回路は、直流電力間の変換を行う直流変換相（例えば、実施形態でのα相）を形成してもよい。
【０００９】
（４）：上記（３）に記載の電気機器では、前記電力制御ユニット及び前記複数のコイルの少なくともいずれか１つを外部電源（例えば、実施形態での外部直流電源、外部交流電源）に接続するとともに、前記電力制御ユニットとの接続点の少なくともいずれか１つが前記受電側コイルと共通である電源接続部材（例えば、実施形態での直流電源接続部１４、交流電源接続部１５）を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）によれば、受電側コイルの第１端に接続される第１レグ又は第２レグのスイッチング動作と、受電側コイルの第２端に接続される第３レグ又は第４レグのスイッチング動作とを、インターリーブにより動作させることにより、実効的なスイッチング周波数を増大させることができる。例えば、第１レグ及び第２レグによるスイッチング周波数と、第３レグ及び第４レグによるスイッチング周波数とによって、受電側コイルに対するスイッチング周波数を２倍にすることができる。例えば、電力制御ユニットで高周波でのスイッチングが想定されていない場合であっても、受電側コイルの共振周波数までスイッチング周波数を容易に増大させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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