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公開番号2025062534
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171689
出願日2023-10-02
発明の名称充電器
出願人株式会社豊田自動織機
代理人インフォート弁理士法人
主分類H02J 7/04 20060101AFI20250407BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】充電器に備えられる蓄電池、AC/DC変換回路、及びDC/DC変換回路の劣化や故障を抑えつつ、バッテリの充電時間の増加を抑える。
【解決手段】AC/DC変換回路4の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、蓄電池BcまたはDC/DC変換回路5の出力を制限する必要があると判断する場合、DC/DC変換回路5から制限従出力を出力させるとともにAC/DC変換回路4から補填主出力を出力させ、AC/DC変換回路4の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、蓄電池Bc及びDC/DC変換回路5の出力を制限する必要がないと判断する場合、AC/DC変換回路4から制限主出力を出力させるとともにDC/DC変換回路5から補填従出力を出力させる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
バッテリに電力を供給する充電器であって、
蓄電池と、
電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記バッテリまたは前記蓄電池に出力するＡＣ／ＤＣ変換回路と、
前記蓄電池から供給される直流電力を所定の直流電力に変換して前記バッテリに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記蓄電池、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路、及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の各出力を制限する必要がないと判断する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から主出力が出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに、前記バッテリからの要求出力から前記主出力を減算した従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記蓄電池または前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から制限従出力が出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに前記主出力を増加させた補填主出力が前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記蓄電池及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から制限主出力が出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに前記従出力を増加させた補填従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する
充電器。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の充電器であって、
前記制御回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記蓄電池または前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記充電器の現在の出力が前記バッテリからの要求出力より小さい場合で、かつ、前記補填主出力が前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の最大出力より小さい場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から増加後の前記補填主出力が出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する
充電器。
【請求項３】
請求項１に記載の充電器であって、
前記制御回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記蓄電池または前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記充電器の現在の出力が前記バッテリからの要求出力より小さい場合で、かつ、前記補填従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の現在の最大出力より小さい場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から増加後の前記補填従出力が出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する
充電器。
【請求項４】
請求項１に記載の充電器であって、
前記制御回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記蓄電池または前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記充電器の現在の出力が前記バッテリからの要求出力より小さい場合で、かつ、前記補填主出力が前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の最大出力以上である場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から前記補填主出力が継続して出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する
充電器。
【請求項５】
請求項１に記載の充電器であって、
前記制御回路は、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記蓄電池及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記充電器の現在の出力が前記バッテリからの要求出力より小さい場合で、かつ、前記補填従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の最大出力以上である場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から前記補填従出力が継続して出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する
充電器。
【請求項６】
請求項１に記載の充電器であって、
前記制御回路は、
前記蓄電池の正温度が第１高温閾値から前記第１高温閾値より高い第１定格上限温度までの範囲内にある場合、または、前記蓄電池の負温度が第１低温閾値から前記第１低温閾値より低い第１定格下限温度までの範囲内にある場合、前記蓄電池の出力を制限する必要があると判断し、
前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の正温度が第２高温閾値から前記第２高温閾値より高い第２定格上限温度までの範囲内にある場合、または、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の負温度が第２低温閾値から前記第２低温閾値より低い第２定格下限温度までの範囲にある場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の正温度が第３高温閾値から前記第３高温閾値より高い第３定格上限温度までの範囲内にある場合、または、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の負温度が第３低温閾値から前記第３低温閾値より低い第３定格下限温度までの範囲にある場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する
充電器。
【請求項７】
請求項６に記載の充電器であって、
前記制御回路は、前記蓄電池の正温度が前記第１定格上限温度より高い場合、前記蓄電池の負温度が前記第１定格下限温度より低い場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の正温度が前記第２定格上限温度より高い場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の負温度が前記第２定格下限温度より低い場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の正温度が前記第３定格上限温度より高い場合、または、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の負温度が前記第３定格下限温度より低い場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を停止させる
充電器。
【請求項８】
請求項１に記載の充電器であって、
前記充電器の出力電圧は、１２０［Ｖ］以下である
充電器。
【請求項９】
請求項１に記載の充電器であって、
前記充電器の出力電流は、７５～１９５［Ａ］である
充電器。
【請求項１０】
請求項１～９の何れか１項に記載の充電器を搭載する車両。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
充電器として、蓄電池と、電源から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリまたは蓄電池に出力するＡＣ／ＤＣ変換回路と、蓄電池から供給される直流電力を所定の直流電力に変換してバッテリに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路とを備え、バッテリからの要求電力のうちの一部をＡＣ／ＤＣ変換回路から出力させるとともに、残りをＤＣ／ＤＣ変換回路から出力させるものがある。関連する技術として、特許文献１がある。
【０００３】
ところで、一般に、蓄電池の充電率（満充電容量に対する残容量の割合）や温度には使用に適した範囲があり、その範囲を超えて蓄電池を使用すると、蓄電池の劣化や故障につながるおそれがあり、蓄電池から所望な電力を出力させることが困難になるおそれがある。そこで、例えば蓄電池の充電率や温度の上昇に伴って蓄電池の出力電力を制限することで、蓄電池の温度上昇を抑えることが考えられる。
【０００４】
また、ＡＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品（スイッチング素子など）の温度が比較的高い場合、その部品の劣化や故障につながるおそれがあり、ＡＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＤＣ変換回路から所望な電力を出力させることが困難になるおそれがある。そこで、ＡＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の温度上昇に伴ってＡＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＤＣ変換回路の出力電力を制限することで、ＡＣ／ＤＣ変換回路またはＤＣ／ＤＣ変換回路を構成する部品の温度上昇を抑えることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、上記充電器では、蓄電池、ＡＣ／ＤＣ変換回路、及びＤＣ／ＤＣ変換回路の少なくとも１つの出力電力に制限がかかると、充電器から出力される電力がバッテリからの要求電力に満たなくなり、バッテリの充電時間が増加するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平５－１１１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一側面に係る目的は、蓄電池、ＡＣ／ＤＣ変換回路、及びＤＣ／ＤＣ変換回路を備える充電器において、蓄電池、ＡＣ／ＤＣ変換回路、及びＤＣ／ＤＣ変換回路の劣化や故障の発生を抑えつつ、バッテリの充電時間の増加を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一つの形態である充電器は、バッテリに電力を供給する充電器であって、蓄電池と、電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記バッテリまたは前記蓄電池に出力するＡＣ／ＤＣ変換回路と、前記蓄電池から供給される直流電力を所定の直流電力に変換して前記バッテリに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路と、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する制御回路とを備える。
【０００９】
前記制御回路は、前記蓄電池、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路、及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の各出力を制限する必要がないと判断する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から主出力が出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに、前記バッテリからの要求出力から前記主出力を減算した従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御し、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合で、かつ、前記蓄電池または前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合、前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から制限従出力が出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに前記主出力を増加させた補填主出力が前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御し、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要があると判断する場合で、かつ、前記蓄電池及び前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限する必要がないと判断する場合、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路から制限主出力が出力されるように前記ＡＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御するとともに前記従出力を増加させた補填従出力が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路から出力されるように前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作を制御する。
【００１０】
これにより、蓄電池またはＤＣ／ＤＣ変換回路の制限従出力の制限分の少なくとも一部をＡＣ／ＤＣ変換回路の補填主出力の増加分で補填することが可能である場合、蓄電池またはＤＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限させつつ、バッテリからの要求出力に充電器の出力を近づけることができる。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路の制限主出力の制限分の少なくとも一部をＤＣ／ＤＣ変換回路の補填従出力の増加分で補填することが可能である場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路の出力を制限させつつ、バッテリからの要求出力に充電器の出力を近づけることができる。そのため、蓄電池、ＡＣ／ＤＣ変換回路、及びＤＣ／ＤＣ変換回路の劣化や故障の発生を抑えつつ、バッテリの充電時間の増加を抑えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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