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公開番号2025159413
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-21
出願番号2024061912
出願日2024-04-08
発明の名称車両用の充電システム、充電回路、充電装置、および電圧の制御方法
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B60L 3/00 20190101AFI20251014BHJP(車両一般)
要約【課題】バッテリの充電中においてバッテリの電圧に関係なく補機群へ安定した電力を供給することができる。
【解決手段】ECU320は、第1コネクタ111に供給される電圧がDC電圧である場合において、バッテリ106の電圧が所定値より高い場合に第1開閉装置301を閉じることにより、一対の第1電力線350からのDC電圧を補機DDC200に印加する。また、ECU320は、第1コネクタ111に供給される電圧がDC電圧である場合において、バッテリ106の電圧が所定値より低い場合に第1開閉装置301を開きかつPFC154と絶縁型DCDCコンバータ170との少なくとも一方を作動させることにより充電回路180で変圧された直流電圧を補機群108に印加する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載される車両用の充電システムであって、
前記車両の駆動力を発生するための電力を蓄えるバッテリと、
外部の充電器から少なくとも直流電圧が供給される第１コネクタと、
前記バッテリと前記第１コネクタとを結ぶ一対の第１電力線と、
外部の充電器から供給された交流電圧を直流電圧に変換して前記一対の電力線に出力することで前記バッテリを充電する充電回路と、
前記一対の電力線から入力される前記バッテリの電圧を変換し、少なくとも補機を含む補機群に該変換した電圧を供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、
前記一対の第１電力線と前記充電回路の出力側および前記補機ＤＣＤＣコンバータの入力との間に配置された第１開閉装置と、
制御回路とを備え、
前記充電回路は、
力率改善回路と、
前記力率改善回路から出力された直流電圧を変圧する充電ＤＣＤＣコンバータとを有し、
前記制御回路は、前記バッテリの充電に関する所定条件が成立したときに、前記第１開閉装置を開くことで前記一対の電力線と前記充電回路の出力および前記補機ＤＣＤＣコンバータの入力とを遮断し、かつ前記第１コネクタに供給される直流電圧を前記充電回路へ供給して前記力率改善回路と前記充電ＤＣＤＣコンバータとの少なくとも一方を作動させることにより前記充電回路で変圧された直流電圧を前記補機群に供給する、車両用の充電システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記所定条件は、前記第１コネクタに供給される電圧が直流電圧でありかつ前記バッテリの電圧が所定値より低いという条件を含む、請求項１に記載の車両用の充電システム。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１コネクタに供給される電圧が直流電圧でありかつ前記バッテリの電圧が前記所定値より高い場合に、前記第１開閉装置を閉じることにより、前記一対の第１電力線からの直流電圧を前記補機群に供給する、請求項２に記載の車両用の充電システム。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１コネクタに供給された電圧が直流電圧である場合、直流電圧での前記バッテリの充電開始時の開始時電圧を前記充電器に要求するための要求信号を前記充電器に送信し、
前記バッテリの電圧が所定値より低い場合における前記要求信号で要求される前記開始時電圧は、前記バッテリの電圧が前記所定値より高い場合における前記要求信号で要求される前記開始時電圧よりも低い、請求項３に記載の車両用の充電システム。
【請求項５】
前記バッテリは、
少なくとも１つのセルを含む第１モジュールと、
少なくとも１つのセルを含む第２モジュールとを含み、
前記車両用の充電システムは、前記一対の第１電力線の間で前記第１モジュールと前記第２モジュールとを直列に接続する第１状態と、前記一対の第１電力線に対して前記第１モジュールと前記第２モジュールとを並列に接続する第２状態とを切換える切換回路をさらに備え、
前記所定条件は、前記第１コネクタに供給された直流電圧が所定電圧よりも低いという条件、または、前記切換回路の状態が前記第２状態であるという条件を含む、請求項１に記載の車両用の充電システム。
【請求項６】
前記車両用の充電システムは、一対の第１電力線の電圧を変圧し、該変圧された電圧を前記第２モジュールに印加する調整回路をさらに備える、請求項５に記載の車両用の充電システム。
【請求項７】
前記車両用の充電システムは、前記一対の第１電力線に配置された第２開閉装置をさらに備え、
前記制御回路は、
前記第１コネクタに供給された電圧が交流電圧である場合、前記第１開閉装置を閉じかつ前記第２開閉装置を開き、前記充電回路を作動させ、
前記第１コネクタに供給された電圧が直流電圧である場合、前記第２開閉装置を閉じる、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の車両用の充電システム。
【請求項８】
前記第１コネクタは、直流電圧が供給され、
交流電圧が供給される第２コネクタをさらに備える、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の車両用の充電システム。
【請求項９】
前記充電システムは、さらに、
前記バッテリの電力で前記車両の駆動力を発生する電気負荷と、
前記一対の第１電力線のそれぞれと前記電気負荷との間を接続する一対の第２電力線と、
前記一対の第２電力線に配置された第３開閉装置とを備え、
前記制御回路は、
前記電気負荷を作動させる場合、前記第３開閉装置を閉じ、
前記バッテリが充電される場合、前記第３開閉装置を開く、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の車両用の充電システム。
【請求項１０】
車両の駆動力を発生するために電力を蓄えるバッテリを備える車両に搭載され、前記バッテリを充電する充電回路であって、
前記車両は、
外部の充電器から少なくとも直流電圧が供給される第１コネクタと、
前記バッテリと前記第１コネクタとを結ぶ一対の第１電力線と、
前記一対の電力線から入力される前記バッテリの電圧を変換し、少なくとも補機を含む補機群に該変換した電圧を供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、
前記一対の第１電力線と前記充電回路の出力側および前記補機ＤＣＤＣコンバータの入力との間に配置された第１開閉装置と、を備え、
前記充電回路は、
力率改善回路と、
前記力率改善回路から出力された直流電圧を変圧する充電ＤＣＤＣコンバータとを有し、
前記充電回路は、
外部の充電器から供給された交流電圧を直流電圧に変換して前記一対の電力線に出力することで前記バッテリを充電し、
前記バッテリの充電に関する所定条件が成立したときに、前記第１開閉装置が開くことで前記一対の電力線と前記充電回路の出力および前記補機ＤＣＤＣコンバータの入力とを遮断し、かつ前記第１コネクタに供給される直流電圧を前記充電回路へ供給して前記力率改善回路と前記充電ＤＣＤＣコンバータとの少なくとも一方を作動させることにより前記充電回路で変圧された直流電圧を前記補機群に供給する、充電回路。
（【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】
本開示は、車両用の充電システム、充電回路、充電装置、および電圧の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２１－１４１５４５号公報（特許文献１）には、電動車両の電源システムが開示されている。この電源システムにおいては、充電ステーションに設置されている外部の充電器から、直流電圧が電動車両に供給されてバッテリを充電する。具体的には、この電源システムは、ＤＣ電源用インレットを有し、外部の充電器から供給される、バッテリの状態に応じた直流電圧によりバッテリを充電する。バッテリの充電量が低くバッテリ電圧が通常より低い場合は、供給される直流電圧も低くなる。この充電は、急速充電とも称される。
【０００３】
また、特開２０２３－０４７１６２号公報（特許文献２）にはバッテリを構成するセルの接続を、バッテリの充放電に応じて直列／並列接続に切り替える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１４１５４５号公報
特開２０２３－０４７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、電動車両は、車両の補機群を動作させるために、たとえば４００Ｖのバッテリ電圧を１４Ｖに降圧して供給する補機用ＤＣＤＣコンバータを有する。補機群には、車両の制御のためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）、および充電用リレー、空調装置、バッテリ温調装置、およびオーディオ機器なども含まれる。補機群に含まれるこれらの装置は、バッテリの充電中にも動作が望まれる。つまり、電動車両においては、バッテリの充電中であっても補機群へ安定した電力を供給することが好ましい。
【０００６】
しかしながら、充電時にバッテリの電圧が変動することで補機群へ安定した電力を供給することができなく場合がある。この場合は、第１の場合、および第２の場合を含む。第１の場合は、バッテリの充電量が低くバッテリ電圧が通常より低いため充電器から供給される直流電圧が低い場合である。また、第２の場合は、バッテリを構成するセルの接続を、バッテリの充放電に応じて直列接続および並列接続に切換える場合である。
【０００７】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、バッテリの充電中において該バッテリの電圧に関係なく補機群へ安定した電力を供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の車両用の充電システムは、車両に搭載される。充電システムは、車両の駆動力を発生するための電力を蓄えるバッテリと、外部の充電器から少なくとも直流電圧が供給される第１コネクタと、バッテリと第１コネクタとを結ぶ一対の第１電力線と、を備える。また、充電システムは、外部の充電器から供給された交流電圧を直流電圧に変換して一対の電力線に出力することでバッテリを充電する充電回路と、一対の電力線から入力されるバッテリの電圧を変換し、少なくとも補機を含む補機群に該変換した電圧を供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、一対の第１電力線と充電回路の出力側および補機ＤＣＤＣコンバータの入力との間に配置された第１開閉装置と、制御回路とを備える。充電回路は、力率改善回路と、力率改善回路から出力された直流電圧を変圧する充電ＤＣＤＣコンバータとを有する。制御回路は、バッテリの充電に関する所定条件が成立したときに、第１開閉装置を開くことで一対の電力線と充電回路の出力および補機ＤＣＤＣコンバータの入力とを遮断し、かつ第１コネクタに供給される直流電圧を充電回路へ供給して力率改善回路と充電ＤＣＤＣコンバータとの少なくとも一方を作動させることにより充電回路で変圧された直流電圧を補機群に供給する。
【０００９】
本開示の充電回路は、車両の駆動力を発生するために電力を蓄えるバッテリを備える車両に搭載され、バッテリを充電する充電回路である。車両は、外部の充電器から少なくとも直流電圧が供給される第１コネクタと、バッテリと第１コネクタとを結ぶ一対の第１電力線と、一対の電力線から入力されるバッテリの電圧を変換し、少なくとも補機を含む補機群に該変換した電圧を供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、一対の第１電力線と充電回路の出力側および補機ＤＣＤＣコンバータの入力との間に配置された第１開閉装置と、を備える。充電回路は、力率改善回路と、力率改善回路から出力された直流電圧を変圧する充電ＤＣＤＣコンバータとを有する。充電回路は、外部の充電器から供給された交流電圧を直流電圧に変換して一対の電力線に出力することでバッテリを充電する。充電回路は、バッテリの充電に関する所定条件が成立したときに、第１開閉装置が開くことで一対の電力線と充電回路の出力および補機ＤＣＤＣコンバータの入力とを遮断し、かつ第１コネクタに供給される直流電圧を充電回路へ供給して力率改善回路と充電ＤＣＤＣコンバータとの少なくとも一方を作動させることにより充電回路で変圧された直流電圧を補機群に供給する。
【００１０】
本開示の制御方法は、車両における電圧の制御方法である。車両は、車両の駆動力を発生するための電力を蓄えるバッテリと、外部の充電器から少なくとも直流電圧が供給される第１コネクタと、バッテリと第１コネクタとを結ぶ一対の第１電力線と、外部の充電器から供給された交流電圧を直流電圧に変換して一対の電力線に出力することでバッテリを充電する充電回路と、一対の電力線から入力されるバッテリの電圧を変換し、少なくとも補機を含む補機群に該変換した電圧を供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、一対の第１電力線と充電回路の出力側および補機ＤＣＤＣコンバータの入力との間に配置された第１開閉装置とを備える。充電回路は、力率改善回路と、力率改善回路から出力された直流電圧を変圧する充電ＤＣＤＣコンバータとを有する。制御方法は、バッテリの充電に関する所定条件が成立したときに、第１開閉装置を開くことで一対の電力線と充電回路の出力および補機ＤＣＤＣコンバータの入力とを遮断し、かつ第１コネクタに供給される直流電圧を充電回路へ供給して力率改善回路と充電ＤＣＤＣコンバータとの少なくとも一方を作動させることにより充電回路で変圧された直流電圧を補機群に供給することを備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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