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公開番号2025099181
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215630
出願日2023-12-21
発明の名称電気システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 10/633 20140101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】蓄電装置およびキャパシタを含む電気回路の共振周波数の変化に柔軟に対処して蓄電装置を効果的に昇温する。
【解決手段】電気システムは、インバータ30と、電気回路10と、ECU50とを備える。電気回路10は、バッテリ12と、インバータ30にバッテリを接続する電力線PL,NLの間に接続されるキャパシタ16とを含む。バッテリ12の昇温を開始するための昇温開始条件が成立した場合に、ECU50は、インバータ30により生成される交流電流の電流周波数が電気回路10の共振周波数に関する設定周波数になるようにインバータ30を制御する周波数制御を実行する。ECU50は、周波数制御の実行時に電気回路10に流れる電流のリプルが増大するように設定周波数を更新する更新処理を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
インバータと、
蓄電装置、および前記インバータに前記蓄電装置を接続する電力線対間に接続されるキャパシタを含む電気回路と、
前記蓄電装置の昇温を開始するための昇温開始条件が成立した場合に、前記インバータにより生成される交流電流の電流周波数が前記電気回路の共振周波数に関する設定周波数になるように前記インバータを制御する周波数制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記周波数制御の実行時に前記電気回路に流れる電流のリプルが増大するように前記設定周波数を更新する更新処理を実行する、電気システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記更新処理は、前記交流電流の大きさに対する前記リプルの大きさの増幅率が上昇するように実行される、請求項１に記載の電気システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
予め定められた第１周波数範囲内で前記電流周波数を走査することにより、前記第１周波数範囲において前記増幅率が最大となる前記電流周波数である第１基準周波数を探索する第１探索処理を実行し、
前記更新処理は、前記第１基準周波数に前記設定周波数を更新する第１更新処理を含む、請求項２に記載の電気システム。
【請求項４】
前記第１更新処理の後、前記制御装置は、
前記第１基準周波数を含み、かつ、前記第１周波数範囲よりも狭い第２周波数範囲内で前記電流周波数を走査することにより、前記第２周波数範囲において前記増幅率が最大となる前記電流周波数である第２基準周波数を探索する第２探索処理を実行し、
前記更新処理は、前記第１基準周波数から前記第２基準周波数に前記設定周波数を更新する第２更新処理をさらに含む、請求項３に記載の電気システム。
【請求項５】
前記キャパシタに対して電気的に並列に接続された回路要素をさらに備え、
前記回路要素は、
サブキャパシタと、
前記キャパシタと前記サブキャパシタとの接続状態を切り替えるスイッチとを含み、
前記増幅率は、
前記第１探索処理において前記第１基準周波数で最大となる第１基準増幅率と、
前記第２探索処理において前記第２基準周波数で最大となる第２基準増幅率とを含み、前記第２基準増幅率は、前記第１基準増幅率よりも低く、
前記制御装置は、
前記第２基準増幅率と前記第１基準増幅率との差分の大きさに従って、前記キャパシタの容量低下量を判定し、
前記容量低下量が基準量以上である場合、前記サブキャパシタが前記キャパシタに接続されるように前記スイッチを制御し、
前記サブキャパシタが前記キャパシタに接続された後、前記制御装置は、
前記第２基準周波数を含み、かつ、前記第１周波数範囲よりも狭い第３周波数範囲内で前記電流周波数を走査することにより、前記第３周波数範囲において前記増幅率が最大となる前記電流周波数である第３基準周波数を探索する第３探索処理を実行し、
前記更新処理は、前記第２基準周波数から前記第３基準周波数に前記設定周波数を更新する第３更新処理をさらに含む、請求項４に記載の電気システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
中国特許出願公開第１１３０８５６５９号明細書（特許文献１）は、電気自動車を開示する。この電気自動車は、インバータと、蓄電装置（電池）と、キャパシタとを備える。キャパシタは、蓄電装置とインバータとの間に電流平滑化のために設けられている。この電気自動車においては、蓄電装置に電流を流すことで、蓄電装置の内部抵抗に起因する発熱により蓄電装置を昇温する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
中国特許出願公開第１１３０８５６５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電装置およびキャパシタからなる電気回路を強制的に共振させるようにインバータを制御することで、蓄電装置を効果的に発熱させて昇温できる。
【０００５】
上記電気回路の共振周波数は、電気回路の特性変化（例えば、部品バラつきまたは経年劣化）に起因して変化し得る。この場合、上記のようにインバータを制御して蓄電装置を昇温する時に蓄電装置の発熱量が想定よりも少なくなる可能性がある。その結果、蓄電装置を効果的に昇温できない。
【０００６】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電装置およびキャパシタを含む電気回路の共振周波数の変化に柔軟に対処して蓄電装置を効果的に昇温することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の電気システムは、インバータと、電気回路と、制御装置とを備える。電気回路は、蓄電装置と、インバータに蓄電装置を接続する電力線対間に接続されるキャパシタとを含む。蓄電装置の昇温を開始するための昇温開始条件が成立した場合に、制御装置は、インバータにより生成される交流電流の電流周波数が電気回路の共振周波数に関する設定周波数になるようにインバータを制御する周波数制御を実行する。制御装置は、周波数制御の実行時に電気回路に流れる電流のリプルが増大するように設定周波数を更新する更新処理を実行する。
【０００８】
上記リプルが大きいほど、蓄電装置の発熱量が大きい。その結果、周波数制御時に蓄電装置を効果的に昇温できる。上記の構成とすることにより、電気回路の特性（共振周波数）の変化に起因して共振周波数が設定周波数から乖離して上記周波数制御時の蓄電装置の発熱量が少なくなっている場合であっても、上記リプルが増大するように設定周波数が更新（補正）される。これにより、上記の電流周波数が変化してリプルが増大するため、蓄電装置の発熱量が増大する。その結果、電気回路の共振周波数の変化に柔軟に対処して蓄電装置を効果的に昇温できる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、電気回路の共振周波数の変化に柔軟に対処して蓄電装置を効果的に昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施の形態に従う電気システムが搭載された車両の全体構成図である。
リプル昇温制御時のバッテリの発熱量とリプル周波数との関係を表す図である。
設定周波数を更新するための手法の一例を説明するための図である。
短時間で共振周波数を探索して設定周波数を更新する手法を説明する図である。
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実行される処理を表すフローチャートである。
実施の形態の変形例における車両の全体構成を説明するための図である。
変形例１において共振周波数を探索して設定周波数を更新する手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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