特許ウォッチ

公開番号2025072050
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182544
出願日2023-10-24
発明の名称電源システム
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H02J 7/00 20060101AFI20250430BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】共通のユニットを利用して充電と給電とを行うことができる電源システムを提供すること。
【解決手段】電源システム1は、電力変換器6と、制御装置8と、を備える。電力変換器6は、スイッチングレグ61,64を含む第1コンバータ回路71と、スイッチングレグ62,63を含む第2コンバータ回路72とを備える。制御装置8は、コンバータ回路71,72をPFCコンバータとして動作させることによって、高電圧バッテリBを充電する充電モード、第2コンバータ回路72をインバータとして動作させることによって、外部交流負荷ELに給電する給電モード、及び第1コンバータ回路71をPFCコンバータとして動作させかつ第2コンバータ回路72をインバータとして動作させることによって、高電圧バッテリBを充電しながら外部交流負荷ELに給電する充電中給電モードの何れかの制御モードの下で電力変換器6を操作する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電装置と接続された電圧変換器と、
インレット及びアウトレットと接続された電力変換器と、
前記電圧変換器と前記電力変換器とを接続する電力線に設けられたコンデンサと、
前記電圧変換器及び前記電力変換器を操作する制御装置と、を備える電源システムであって、
前記電力変換器は、
前記電力線に接続された２以上のスイッチングレグを含む第１コンバータ回路と、
前記第１コンバータ回路に対し並列になるように前記電力線に接続された１以上のスイッチングレグを含む第２コンバータ回路と、
前記第１及び第２コンバータ回路の両方を前記インレットに接続する第１接続状態と、前記第１及び第２コンバータ回路をそれぞれ前記インレット及び前記アウトレットに接続する第２接続状態と、で切替可能なスイッチ回路と、を備え、
前記制御装置は、
前記スイッチ回路を前記第１接続状態にし、前記インレットを入力側とするＰＦＣコンバータとして前記第１及び第２コンバータ回路を動作させることによって、前記インレットに接続された外部電源により前記蓄電装置を充電する充電モード、
前記スイッチ回路を前記第２接続状態にし、前記コンデンサを入力側とするインバータとして前記第２コンバータ回路を動作させることによって、前記アウトレットに接続された外部負荷に給電する給電モード、及び
前記スイッチ回路を前記第２接続状態にし、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させかつ前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させることによって、前記蓄電装置を充電しながら前記外部負荷に給電する充電中給電モードの何れかの制御モードの下で前記電圧変換器及び前記電力変換器を操作することを特徴とする電源システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１及び第２コンバータ回路の動作状態情報を取得する動作状態情報取得部と、
前記外部電源による充電又は前記外部負荷への給電に対する要求を取得する要求取得部と、
前記要求が取得された場合、前記動作状態情報及び前記要求の種類に基づいて前記制御モードを決定する制御モード決定部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記充電中給電モードの下では、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させることによって前記コンデンサの電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記充電モードの下では、前記第１及び第２コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させることによって前記コンデンサの電圧を制御することを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記外部負荷への給電開始要求又は前記外部電源による充電開始要求を取得する要求取得部をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置を充電している間に前記給電開始要求を取得した場合、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させ続けながら前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させ始めることにより、前記制御モードを前記充電モードから前記充電中給電モードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の電源システム。
【請求項６】
前記外部負荷への給電停止要求又は前記外部電源による充電停止要求を取得する要求取得部をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置を充電しながら前記外部負荷に給電している間に前記給電停止要求を取得した場合、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させ続けながら前記第２コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させ始めることにより、前記制御モードを前記充電中給電モードから前記充電モードに移行することを特徴とする請求項４に記載の電源システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記給電モードの下では、前記電圧変換器を操作することによって前記コンデンサの電圧を制御するとともに、前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させることによって前記コンデンサにおける直流電力を交流電力に変換し、前記外部負荷に供給することを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
【請求項８】
前記外部負荷への給電開始要求及び前記外部電源による充電開始要求を取得する要求取得部をさらに備え、
前記制御装置は、前記外部負荷へ給電している間に前記充電開始要求を取得した場合、前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させ続けながら前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させ始めることにより、前記制御モードを前記給電モードから前記充電中給電モードへ移行することを特徴とする請求項７に記載の電源システム。
【請求項９】
前記外部負荷への給電停止要求又は前記外部電源による充電停止要求を取得する要求取得部をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置を充電しながら前記外部負荷に給電している間に前記充電停止要求を取得した場合、前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させ続けながら前記第１コンバータ回路の動作を停止させることにより、制御モードを前記充電中給電モードから前記給電モードに移行することを特徴とする請求項７に記載の電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、インレットに接続された外部電源による蓄電装置の充電と、アウトレットに接続された外部負荷への給電と、を同時に行うことができ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】
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へのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する二次電池を搭載するモビリティにおける充給電に関する研究開発が行われている。
【０００３】
特許文献１には、車両に搭載された蓄電池と、外部の交流電源に接続可能な充電端子と、充電端子から入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する充電装置と、外部の交流負荷を接続可能な放電端子と、蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して放電端子から出力する給電装置と、を備える車両用電力制御装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５５７８２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された車両用電力制御装置によれば、充電端子及び放電端子にそれぞれ外部の交流電源及び交流負荷を接続することにより、蓄電池を充電しながら交流負荷に給電をすることができるので、ユーザの利便性を向上することができる。しかしながらこのような充電中給電を行うためには、充電装置と給電装置との２つのユニットを車両に搭載する必要があるため、コストが高くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、共通のユニットを利用して充電と給電とを行うことができる電源システムを提供することを目的とし、ひいてはエネルギ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】
【０００７】
（１）本発明に係る電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、蓄電装置（例えば、後述の高電圧バッテリＢ）と接続された電圧変換器（例えば、後述のＤＣ－ＤＣコンバータ３）と、インレット（例えば、後述のインレット４）及びアウトレット（例えば、後述のアウトレット５）と接続された電力変換器（例えば、後述の電力変換器６）と、前記電圧変換器と前記電力変換器とを接続する電力線（例えば、後述の電力線２１，２２）に設けられたコンデンサ（例えば、後述のバルクコンデンサ２３）と、前記電圧変換器及び前記電力変換器を操作する制御装置（例えば、後述の制御装置８）と、を備える。前記電力変換器は、前記電力線に接続された２以上のスイッチングレグ（例えば、後述のスイッチングレグ６１，６４）を含む第１コンバータ回路（例えば、後述の第１コンバータ回路７１）と、前記第１コンバータ回路に対し並列になるように前記電力線に接続された１以上のスイッチングレグ（例えば、後述のスイッチングレグ６２，６３）を含む第２コンバータ回路（例えば、後述の第２コンバータ回路７２）と、前記第１及び第２コンバータ回路の両方を前記インレットに接続する第１接続状態と、前記第１及び第２コンバータ回路をそれぞれ前記インレット及び前記アウトレットに接続する第２接続状態と、で切替可能なスイッチ回路（例えば、後述のスイッチ回路６５）と、を備える。前記制御装置は、前記スイッチ回路を前記第１接続状態にし、前記インレットを入力側とするＰＦＣコンバータとして前記第１及び第２コンバータ回路を動作させることによって、前記インレットに接続された外部電源により前記蓄電装置を充電する充電モード、前記スイッチ回路を前記第２接続状態にし、前記コンデンサを入力側とするインバータとして前記第２コンバータ回路を動作させることによって、前記アウトレットに接続された外部負荷に給電する給電モード、及び前記スイッチ回路を前記第２接続状態にし、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させかつ前記第２コンバータ回路を前記インバータとして動作させることによって、前記蓄電装置を充電しながら前記外部負荷に給電する充電中給電モードの何れかの制御モードの下で前記電圧変換器及び前記電力変換器を操作することを特徴とする。
【０００８】
（２）この場合、前記電源システムは、前記第１及び第２コンバータ回路の動作状態情報を取得する動作状態情報取得部（例えば、後述の動作状態情報取得部８２）と、前記外部電源による充電又は前記外部負荷への給電に対する要求を取得する要求取得部（例えば、後述の充電／給電要求取得部８１）と、前記要求が取得された場合、前記動作状態情報及び前記要求の種類に基づいて前記制御モードを決定する制御モード決定部（例えば、後述の制御モード決定部８３）と、をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
（３）この場合、前記制御装置は、前記充電中給電モードの下では、前記第１コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させることによって前記コンデンサの電圧を制御することが好ましい。
【００１０】
（４）この場合、前記制御装置は、前記充電モードの下では、前記第１及び第２コンバータ回路を前記ＰＦＣコンバータとして動作させることによって前記コンデンサの電圧を制御することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許