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公開番号2025167215
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024071627
出願日2024-04-25
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社SOKEN,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 7/04 20060101AFI20251030BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】蓄電部の昇温のために必要な交流電流の実効値は高く保ったまま、蓄電部における直列電圧変動の振幅を低減すること。
【解決手段】第1蓄電部及び第2蓄電部と、インバータと、回転電機と、回転電機と第1蓄電部と第2蓄電部との間の中間端子とを、電気的に接続する接続経路と、インバータのスイッチング動作を制御することにより、回転電機および接続経路に流れる電流を制御する制御部と、直列接続体に外部電源を接続するための外部接続端子とを備え、制御部は、接続経路を介して中間端子に電流を供給することにより、第1蓄電部および第2蓄電部を昇温する昇温モードを有し、昇温モードにおいて、接続経路を介して中間端子に供給する交流成分の電流の指令値として、交流の基本波周期内における電流最大値と最小値との差分が、基本正弦波の最大値と最小値との差分より小さい形状の電流波形を有する、交流成分の電流の指令値を算出する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
直列接続体を成す第１蓄電部及び第２蓄電部と、
前記直列接続体に並列接続されたインバータと、
前記インバータから供給される電流によって駆動される回転電機と、
前記回転電機と前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間の中間端子とを、電気的に接続する接続経路と、
前記インバータのスイッチング動作を制御することにより、前記回転電機および前記接続経路に流れる電流を制御する制御部と、
前記直列接続体に外部電源を接続するための外部接続端子と
を備え、
前記制御部は、
前記接続経路を介して前記中間端子に電流を供給することにより、前記第１蓄電部および前記第２蓄電部を昇温する昇温モードを有し、
前記昇温モードにおいて、前記接続経路を介して前記中間端子に供給する交流成分の電流の指令値として、交流の基本波周期内における電流最大値と最小値との差分が、基本正弦波の最大値と最小値との差分より小さい形状の電流波形を有する、前記交流成分の電流の指令値を算出する
ことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記昇温モードにおいて、少なくとも前記基本正弦波よりも振幅実効値が小さい奇数次の高調波成分を有するように、前記交流成分の電流の指令値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記昇温モードにおいて、前記回転電機および前記接続経路を流れる交流電流における、正側の最大値近傍から負側の最大値近傍までの推移時間が、前記基本正弦波と比較し短い波形を有するように、前記交流成分の電流の指令値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記昇温モードにおいて、前記直列接続体の出力電圧を検出し、検出された前記直列接続体の出力電圧が所定の電圧変動許容範囲を超過した場合、前記回転電機および前記接続経路に流れる交流電流の振幅を小さくする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記外部接続端子に前記外部電源が接続されていないときに、前記外部接続端子に前記外部電源が接続されているときと比較して、前記電圧変動許容範囲を大きくする
ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両に搭載される電力変換装置において、直列接続したバッテリ間の中性点に交流電流を供給することで、バッテリを内部抵抗で発熱させ、バッテリを昇温する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出願人らは、特許文献１の技術では、充電スタンドによるバッテリの外部充電と同時に、上記したバッテリの昇温動作を実行した場合、バッテリの直列電圧変動が充電スタンドの許容電圧変動を超過してしまい、充電を継続できなくなる虞があることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、一実施形態に係る電力変換装置は、直列接続体を成す第１蓄電部及び第２蓄電部と、直列接続体に並列接続されたインバータと、インバータから供給される電流によって駆動される回転電機と、回転電機と第１蓄電部と第２蓄電部との間の中間端子とを、電気的に接続する接続経路と、インバータのスイッチング動作を制御することにより、回転電機および接続経路に流れる電流を制御する制御部と、直列接続体に外部電源を接続するための外部接続端子とを備え、制御部は、接続経路を介して中間端子に電流を供給することにより、第１蓄電部および第２蓄電部を昇温する昇温モードを有し、昇温モードにおいて、接続経路を介して中間端子に供給する交流成分の電流の指令値として、交流の基本波周期内における電流最大値と最小値との差分が、基本正弦波の最大値と最小値との差分より小さい形状の電流波形を有する、交流成分の電流の指令値を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
一実施形態に係る電力変換装置によれば、蓄電部の昇温のために必要な交流電流の実効値は高く保ったまま、蓄電部における直列電圧変動の振幅を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態に係る電力変換装置の回路構成の一例を示す図
一実施形態に係る電力変換装置の昇温モード時の簡易等価回路を示す図
昇温モード時に正弦波電流を通電したときの電気波形を示す図
正弦波電流通電時の蓄電部直列電圧変動のメカニズムを示す図
昇温モード時の交流電流波形による蓄電部直列電圧の差分波形を示す図
交流電流のＦＦＴ結果を示す図
昇温モード時の交流電流波形による蓄電部直列電圧の差分波形を示す図
蓄電部直列電圧のＦＦＴ解析結果を示す図
制御装置による交流電流の算出処理の手順の一例を示すフローチャート
一実施形態に係る電力変換装置が備える電流制御系の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【０００９】
（電力変換装置１００の回路構成）
図１は、一実施形態に係る電力変換装置１００の回路構成の一例を示す図である。図１に示す電力変換装置１００は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両に設けられる。
【００１０】
図１に示すように、電力変換装置１００は、インバータ１０、回転電機２０、第１蓄電部３１、第２蓄電部３２、電圧センサ４１、電流センサ５１、平滑コンデンサ７１、および制御装置１１０を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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