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JP2012231666A - 車両用電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動輪16に主機ユニット20のモータジェネレータ(MG)が付与する動力を制御するために操作される走行用電力変換回路に要求される耐久性能を過大とすることなく車両の外部の電源装置から供給される電力を高電圧バッテリ10に充電することが困難なこと。
【解決手段】高電圧バッテリ10には、主機としてのモータジェネレータ以外の電気負荷である空調ユニット50のモータジェネレータを駆動するためのインバータの入力端子が接続されている。プラグPGを介して外部から供給される電力は、このインバータを介して高電圧バッテリ10に充電される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両の外部の電源装置に接続される授受電口を介して前記外部の電源装置との間で電力の授受を行なう車両用電源装置に関する。
この種の電源装置としては、例えば下記特許文献1に見られるように、車両の駆動輪にモータジェネレータが付与する動力を制御すべく操作される走行用のインバータを用いて、外部の商用電源から供給される電力を車両内のバッテリに充電するものも提案されている。
特開2007−318970号公報
ところで、上記走行用インバータには高い信頼性が要求され、走行用のインバータは、通常、車両に要求される走行可能な総時間に渡ってその動作が保証されるべきものとされる。一方、外部の商用電源から供給される電力の充電には通常長時間を要する。このため、車両に要求される走行可能な総時間を固定した場合、充電機能を搭載する車両では、搭載しない車両と比較して、走行用のインバータに要求される耐久性能が過大となるおそれがある。
また、通常、車両内のバッテリには、走行用インバータに加えて、同バッテリによって高電圧駆動される補機も接続されることがあり、この場合、充電に際して補機の駆動回路等によって待機電力が消費されるおそれ等もある。
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車両の外部の電源装置に接続される授受電口を介して前記外部の電源装置との間で電力の授受を好適に行なうことのできる新たな車両用電源装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
請求項1記載の発明は、車両の外部の電源装置に接続される授受電口を介して前記外部の電源装置との間で電力の授受を行なう車両用電源装置において、前記車両は、駆動輪に機械的に連結される走行用回転機と、前記駆動輪に前記走行用回転機が付与する動力を制御するために操作される走行用電力変換回路と、該走行用回転機以外の車載電気負荷としての車載補機と、該車載補機に電力を供給する蓄電手段と、前記車載補機および前記蓄電手段間に介在する補機用電力変換回路とを備え、前記授受電口を前記補機用電力変換回路に接続する電力授受用電気経路を備え、前記電力授受用電気経路を開閉する電力授受用開閉器と、前記補機用電力変換回路と前記補機との間を開閉する補機用開閉器と、前記授受電口を介して外部との間で電力の授受を行なう場合、前記電力授受用開閉器を閉状態として且つ前記補機用開閉器を開状態とする電力授受用開閉制御手段と、前記補機が駆動される場合、前記電力授受用開閉器を開状態として且つ前記補機用開閉器を閉状態とする補機駆動用開閉制御手段とを更に備え、前記電力授受用開閉器および前記補機用開閉器のいずれか一方が閉状態であって且ついずれか他方が開状態とされて前記補機用電力変換回路が駆動されている状況下、前記いずれか一方を開状態として且つ前記いずれか他方を閉状態とする場合、該いずれか他方を閉状態とするのに先立ち、前記いずれか一方を開状態とすることを特徴とする。
上記発明では、授受電口を介して外部の電源装置との間で電力の授受を行なうに際し、補機用電力変換回路を用いることで、上記電力の授受によって走行用電力変換回路に要求される耐久性能が過大となる事態を回避することができる。
ところで、授受電口に外部の電源装置が接続される際、授受電口と補機用電力変換回路との間が閉状態となっていると、補機用電力変換回路等が未だ外部の電源装置との電力の授受を行なう態勢が整っていないにもかかわらず、意図しない電力の授受がなされるおそれがある。また、外部の電源装置との間で電力の授受を行なうに際し、補機用電力変換回路と補機との間が閉状態となっている場合には、この電力が意図せずして補機に流入するおそれがある。この点、上記発明では、補機用開閉器、電力授受用開閉器、電力授受用開閉制御手段、および補機駆動用開閉制御手段を備えることで、こうした問題を回避することができる。
請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、前記補機の駆動要求が生じたときに前記授受電口を介した電力の授受がなされている場合、前記電力授受用開閉器を開状態とした後に前記補機用開閉器を閉状態とすることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記授受電口を介した電力の授受を行なう要求が生じたときに前記補機が駆動されている場合、前記補機用開閉器を開状態とした後に前記電力授受用開閉器を閉状態とすることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記補機用電力変換回路は、前記補機の端子と前記蓄電手段の正極側および負極側のそれぞれとの間を開閉する高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子を備えて前記蓄電手段の直流電力を交流電力に変換して前記補機に出力する直流交流変換回路であり、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の接続点と前記授受電口との間には、リアクトルが設けられていることを特徴とする。
上記発明によれば、蓄電手段に電力を供給するに際し、低電位側のスイッチング素子をオン状態とすることでリアクトルに蓄えられたエネルギを、低電位側のスイッチング素子をオフ状態とすることで蓄電手段に供給することができる。なお、この際、高電位側のスイッチング素子を介してリアクトルのエネルギを蓄電手段に供給してもよいが、高電位側のスイッチング素子にフリーホイールダイオードが逆並列に接続されている場合には、これを用いてリアクトルのエネルギを蓄電手段に供給してもよい。
請求項記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記電力授受用電力変換回路は、前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路の全てに前記電力授受用電気経路を介して接続される補機用電力変換回路を複数備えることを特徴とする。
補機用電力変換回路は、走行用電力変換回路と比較してその定格出力が小さい。この点、上記発明では、複数の電力変換回路を並列利用することが可能であるため、1の授受電口を介して授受される電力量の最大値を増大させることができる。
請求項記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記蓄電手段は、前記走行用電力変換回路の入力端子に接続されるものであることを特徴とする。
走行用電力変換回路の入力端子に接続される蓄電手段は、走行用回転機との間で直接的に電力の授受を行なうものであるため、その容量が大きい。このため、蓄電手段と外部の電源装置との間で電力の授受を行なう場合、車両内の他の蓄電手段を用いる場合と比較して、蓄電手段からの放電電力や蓄電手段への充電電力を大きくすることができる。
請求項記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発明において、前記補機用電力変換回路は、前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路の全てに前記電力授受用電気経路を介して接続される電力変換回路を複数備えることを特徴とする。
補機用電力変換回路は、走行用電力変換回路と比較してその定格出力が小さい。この点、上記発明では、複数の電力変換回路を並列利用することが可能であるため、1の授受電口を介して授受される電力量の最大値を増大させることができる。
請求項1記載の発明は、請求項記載の発明において、1の補機用電力変換回路は、前記蓄電手段の両電極間に並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数組備えて構成されるものであり、前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路のそれぞれが1の補機用電力変換回路の各別の前記直列接続体を構成するスイッチング素子の接続点に接続されていることを特徴とする。
請求項1記載の発明は、請求項1〜1のいずれか1項に記載の発明において、前記授受電口は、単相または3相のいずれにも対応可能なものであり、前記単相または3相を識別する識別手段を更に備えることを特徴とする。
上記発明では、識別手段を備えることで、授受電口に接続される外部の電源装置が単相、3相のいずれである場合にも適切に対処することができる。
第1の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる電力変換回路の回路構成を示す回路図。 同実施形態にかかる充電処理を示す回路図。 同実施形態にかかる補機駆動用インバータの利用に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる単相および3相の識別手法を示す流れ図。 第2の実施形態にかかる電力変換回路の回路構成を示す回路図。 第3の実施形態にかかる電力変換回路の回路構成を示す回路図。 同実施形態にかかる充電処理の手順を示す流れ図。 第4の実施形態にかかる電力変換回路の回路構成を示す回路図。 第5の実施形態にかかる電力変換回路の回路構成を示す回路図。
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる車両用電源装置をパラレルハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図示される高電圧バッテリ10は、車載高電圧システムを構成するものであり、その端子電圧が高圧(例えば百V以上)となるものである。高電圧バッテリ10には、負荷として、主機ユニット20、電動パワーステアリングユニット30、電動ファンユニット40、および空調ユニット50が接続されている。詳しくは、高電圧バッテリ10の一方の端子(ここでは、正極を例示)には、リレーRMを介して負荷が接続されており、他方の端子(ここでは、負極を例示)には、高抵抗リレーRMHおよび抵抗体12と低抵抗リレーRMLとの並列接続体を介して負荷が接続されている。
上記主機ユニット20は、車載主機としてのモータジェネレータ(MG)と、インバータ(IV)と、電子制御装置(ECU)とを備えてモータジェネレータの制御量を制御するための制御システムである。なお、主機としてのモータジェネレータの回転軸の一方の端部には、内燃機関18の出力軸(クランク軸)が直結されており、他方の端部には、変速装置14を介して駆動輪16が機械的に連結されている。
同様に、電動パワーステアリングユニット30は、ユーザの操舵角の変位をアシストするためのモータジェネレータ(MG)と、インバータ(IV)と、電子制御装置(ECU)とを備えてモータジェネレータの制御量を制御するための制御システムである。また、電動ファンユニット40は、内燃機関18の冷却水を冷却するためのファンを回転させるモータジェネレータ(MG)と、インバータ(IV)と、電子制御装置(ECU)とを備えてモータジェネレータの制御量を制御するための制御システムである。さらに、空調ユニット50は、圧縮機に回転エネルギを付与するためのモータジェネレータ(MG)と、インバータ(IV)と、電子制御装置(ECU)とを備えてモータジェネレータの制御量を制御するための制御システムである。
車両制御ECU60は、上記主機ユニット20や、内燃機関18、変速装置14等を操作することで、車両の運転を制御する電子制御装置である。一方、充電制御装置70は、電圧センサ13によって検出される高電圧バッテリ10の電圧等に基づく高電圧バッテリ10の充電量の制御等、車両内の電力制御を行なう電子制御装置である。なお、これら車両制御ECU60や充電制御装置70は、車載高電圧システムから絶縁された車載低電圧システムを構成しており、端子電圧が低い(例えば数V〜十数V)低電圧バッテリ62を直接の電源とする。この低電圧バッテリ62は、高電圧バッテリ10の電圧を降圧するDCDCコンバータ64の出力電圧が印加されることで、高電圧バッテリ10を電力供給源とするものである。ちなみに、図1では、高電圧システムを2点鎖線で囲ってある。ただし、主機ユニット20、電動パワーステアリングユニット30、電動ファンユニット40、および空調ユニット50のECUについては、低電圧システム内に搭載することが望ましい。
上記充電制御装置70は、高電圧バッテリ10の充電制御として、住宅等の外部の電源装置から供給される電力(商用電源の電力等)を空調ユニット50の備えるインバータを操作することで行なう機能を有する。ここで、車両の外部の電源装置と空調ユニット50のインバータとは、プラグPGを介して電気的に接続される。本実施形態では、このプラグPGとして、車両および外部の電源装置のいずれからも切り離し可能な、車両内と車両外とを電気的に接続するインターフェースを想定している。ただし、このプラグPGを車両の一部(車両に対して着脱不可能)としたり、外部の電源装置の一部(外部の電源装置に対して着脱不可能)としてもよい。
図2に、上記主機ユニット20、電動パワーステアリングユニット30、電動ファンユニット40、空調ユニット50等の一部を備える電力変換回路の構成を示す。
図示されるように、主機ユニット20の備える主機用インバータIV1、電動パワーステアリングユニット30の備えるパワステ用インバータIV2、電動ファンユニット40の備えるファン用インバータIV3、および空調ユニット50の備える空調用インバータIV4は、いずれも高電位側のスイッチング素子Swpと低電位側のスイッチング素子Swnとの直列接続体を3対備えている。また、高電位側のスイッチング素子Swpには逆並列にフリーホイールダイオードFdpが接続されており、低電位側のスイッチング素子Swnには逆並列にフリーホイールダイオードFdnが接続されている。なお、図2では、スイッチング素子Swp,Swnとして、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を例示した。
ここで、主機用インバータIV1の入力端子にはキャパシタ22が接続されており、出力端子には、主機用モータジェネレータ24が接続されている。また、パワステ用インバータIV2の入力端子にはキャパシタ32が接続されており、出力端子には、パワステ用モータジェネレータ34が接続されている。また、ファン用インバータIV3の入力端子にはキャパシタ42が接続されており、出力端子には、ファン用モータジェネレータ44が接続されている。さらに、空調用インバータIV4の入力端子にはキャパシタ52が接続されており、出力端子には、空調用モータジェネレータ54が接続されている。
上記主機用インバータIV1の定格出力Rot1は、パワステ用インバータIV2の定格出力Rot2、ファン用インバータIV3の定格出力Rot3、空調用インバータIV4の定格出力Rot4のいずれよりも大きく設定されている。
上記空調用インバータIV4の出力端子のそれぞれは、電力授受用電気経路CLを介して、車両の外部との電気的な接続を司る授受電口(コネクタC1)に接続されている。このコネクタC1には、プラグPGが接続可能である。プラグPGの他方の端部は、商用電源等の供給装置としての住宅内の電源PSと外部との接続を司る授受電口(コネクタC2)に接続される。上記プラグPGは、フィルタ80を備えている。なお、本実施形態では、フィルタ80としてLC回路を例示している。また、図2では、電源PSとして、単相電源を例示しているが、本実施形態における車両自体は破線にて示す3相電源への対応も可能な設定を想定しているため、コネクタC1は、3つの端子を備えている。
上記空調用インバータIV4の出力端子および電力授受用電気経路CLの接続点のそれぞれと空調用モータジェネレータ54との間には、この間を電気的に開閉する補機用リレーRDが設けられている。また、電力授受用電気経路CLのそれぞれには、これを開閉する電力授受用リレーRCと、エネルギを蓄える充電用リアクトルLとが設けられている。ここで、補機用リレーRDは、外部の電源装置と車両との間で電力の授受がなされる際にこの電力が空調用モータジェネレータ54に流れ込むことを阻止するためのものである。また、電力授受用リレーRCは、空調用インバータIV4が外部の電源装置との間で電力の授受を行なうことができる態勢が整っていない場合に、外部の電源装置と空調用インバータIV4とが電気的に接続される事態を回避するためのものである。これらの目的を果たすべく、充電制御装置70は、適宜、電力授受用リレーRCや補機用リレーRDを開閉操作する。
コネクタC1の3つの端子のうちの1つと残りの2つのそれぞれとの間には、この間の電位差を検出する電圧センサ82,84が設けられている。上記充電制御装置70は、電圧センサ82,84の出力等に基づき、電源PSから供給される電力を高電圧バッテリ10に充電する制御を行なう。
このように、本実施形態では、駆動輪16に動力を付与する主機用モータジェネレータ24以外の車載電気負荷である空調用モータジェネレータ54に接続される空調用インバータIV4を用いて高電圧バッテリ10を充電するため、充電処理のなされる時間の積算値が増大しても、主機用インバータIV1の劣化を招くことがない。また、上記充電処理を高効率で行なうことも可能となる。すなわち、通常、商用電源の利用可能な電力は「1.5〜3kW」であり、この電力は、主機用インバータIV1の最大出力(例えば15kW以上」)と比較して非常に小さい。一方、インバータの入力電力に対する出力電力の比(効率)は、一般に、最大出力付近で最大となり、最小出力近傍では小さくなっている。このため、主機用インバータIV1を用いて充電処理を行ったのでは、効率が著しく低下するおそれがある。これに対し、空調用インバータIV4の最大出力は、「数kW」であるため、充電処理を高効率で行なうことができる。
図3に、本実施形態にかかる充電制御の態様を示す。なお、図3では、単相電源から電力が供給される場合を例にとって説明する。
図3(a)および図3(b)は、W相の電位よりもV相の電位の方が高い場合を例示している。この場合、図3(a)に示されるように、V相の低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態とすることで、電源PS、充電用リアクトルL、V相のスイッチング素子Swn、W相のフリーホイールダイオードFdn、および充電用リアクトルLを備えるループ回路を電流が流れ、充電用リアクトルLにエネルギが蓄積される。その後、図3(b)に示されるように、V相のスイッチング素子Swnをオフ操作することで、電源PS、充電用リアクトルL、V相のフリーホイールダイオードFdp、キャパシタ52、W相のフリーホイールダイオードFdn、および充電用リアクトルLを備えるループ回路を電流が流れ、キャパシタ52が充電され、ひいてはこれに並列接続される高電圧バッテリ10が充電される。
一方、図3(c)および図3(d)は、V相の電位よりもW相の電位の方が高い場合を例示している。この場合、図3(c)に示されるように、W相の低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態とすることで、電源PS、充電用リアクトルL、W相のスイッチング素子Swn、V相のフリーホイールダイオードFdn、および充電用リアクトルLを備えるループ回路を電流が流れ、充電用リアクトルLにエネルギが蓄積される。その後、図3(d)に示すように、W相のスイッチング素子Swnをオフ操作することで、電源PS、充電用リアクトルL、W相のフリーホイールダイオードFdp、キャパシタ52、V相のフリーホイールダイオードFdn、および充電用リアクトルLを備えるループ回路を電流が流れ、キャパシタ52が充電され、ひいてはこれに並列接続される高電圧バッテリ10が充電される。
次に、上記空調用インバータIV4による空調用モータジェネレータ54の駆動と、充電処理との切り替えに関する処理について説明する。
図4に、上記切り替えに関する処理の手順を示す。この処理は、例えば充電制御装置70によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
この一連の処理では、まずステップS10において、プラグPGを介した高電圧バッテリ10の充電処理がなされているか否かを判断する。そして、なされていると判断される場合、ステップS12に移行する。ステップS12においては、空調装置の駆動を優先させる要求が成立するか否かを判断する。この要求は、例えば外部からユーザによって出されるものとすればよい。そして、優先要求が成立する場合、ステップS14において、空調用インバータIV4を一旦停止させる。続くステップS16では、電力授受用リレーRCを開状態に切り替える。ここで、空調用インバータIV4が停止した後に電力授受用リレーRCを開状態とするのは、空調用インバータIV4の駆動中には、電力授受用リレーRCに電流が流れていると考えられることに鑑み、電流の遮断に伴って電力授受用リレーRCが溶着したり、ノイズが発生したりするなどの事態を回避するためである。そしてその後、ステップS18においては、補機用リレーRDを閉状態に切り替える。ここで、電力授受用リレーRCを開状態とした後に補機用リレーRDを閉状態とするのは、電力授受用リレーRCが閉状態であるときに補機用リレーRDを閉状態とする場合には空調用モータジェネレータ54に電流が流れこれが回転するおそれがあるためである。続くステップS20においては、空調用インバータIV4を駆動させる。これにより、空調用モータジェネレータ54が駆動され、ひいては空調制御がなされることとなる。
一方、上記ステップS10において否定判断される場合、ステップS22において、空調用モータジェネレータ54が駆動されることで空調制御がなされているか否かを判断する。そして、空調制御がなされていると判断される場合、ステップS24において、プラグPGを介して高電圧バッテリ10の充電処理を優先する要求が成立するか否かを判断する。この要求は、例えば外部からユーザによって出されるものとすればよい。そして、優先要求が成立する場合、ステップS26において、空調用インバータIV4を停止させる。続くステップS28においては、空調用モータジェネレータ54が停止するまで待機する。ここで、空調用モータジェネレータ54の停止は、空調用モータジェネレータ54の電気角を検出するセンサの検出値に基づき判断してもよいが、例えば空調用モータジェネレータ54が停止すると想定される時間が経過することで停止と判断するようにしてもよい。
そして空調用モータジェネレータ54が停止したと判断される場合、ステップS30において補機用リレーRDを開状態に切り替える。ここで、停止を待って補機用リレーRDを開状態とするのは、空調用モータジェネレータ54の停止前には、補機用リレーRDに電流が流れていると考えられることに鑑み、電流の流れを強制的に遮断することによってノイズが発生するなどの事態を回避するためである。そしてその後、ステップS32において電力授受用リレーRCを閉状態に切り替える。ここで、補機用リレーRDを開状態とした後に電力授受用リレーRCを閉状態とするのは、補機用リレーRDが閉状態であるときに電力授受用リレーRCを閉状態とすると、商用電力とは相違する周波数の電圧が外部の電源装置に出力されるおそれがあるためである。続くステップS34においては、空調用インバータIV4を駆動する。
なお、上記ステップS20,S34の処理が完了する場合や、ステップS12,S22,S24において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
上記充電処理における空調用インバータIV4の操作は、実際には、電力の供給源が単相電源である場合と3相電源である場合とで相違する。これは、充電制御装置70に、単相電源と3相電源とを識別する機能を搭載することで可能となっている。図5に、この識別処理の手順を示す。
この一連の処理では、まずステップS40において、電圧センサ82,84の出力に基づき、コネクタC1に電圧の入力があるか否かを判断する。そして、電圧の入力があると判断される場合、ステップS42において、その電圧に基づき単相入力であるか否かを判断する。そして、単相入力であると判断される場合、ステップS44において単相時の操作手法にて空調用インバータIV4を操作する。これに対し、3相入力であると判断される場合、ステップS46において3相時の操作手法にて空調用インバータIV4を操作する。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)主機用モータジェネレータ24以外の車載電気負荷としての空調用モータジェネレータ54に電力を供給する空調用インバータIV4を用いて車両の外部から供給される電力を高電圧バッテリ10に充電した。これにより、充電処理によって主機用インバータIV1に要求される耐久性能が過大となる事態を回避することができる。
(2)空調用インバータIV4の入力端子に高電圧バッテリ10を接続した。ここで、高電圧バッテリ10は、車載蓄電手段のうちで容量が大きいものであるため、充電電力を十分に受け入れることができる。
(3)電力授受用電気経路CLを開閉する電力授受用リレーRCを備えた。これにより、コネクタC1に外部の電源装置が接続される際、空調用インバータIV4等が未だ外部の電源装置との電力の授受を行なう態勢が整っていないにもかかわらず、意図しない電力の授受がなされる事態を回避することができる。
(4)空調用インバータIV4と空調用モータジェネレータ54との間を開閉する補機用リレーRDを備えた。これにより、外部の電源装置からの電力を充電するに際し、この電力が意図せずして空調用モータジェネレータ54に流入する事態を回避することができる。
(5)空調用インバータIV4の高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの接続点とコネクタC1との間に充電用リアクトルLを備えた。これにより、空調用インバータIV4のスイッチング素子Swp,Swnを流用しつつも、充電のために適切なインダクタンスを設定することができる。これに対し、リアクトルとして空調用モータジェネレータ54のコイルを流用する場合には、充電にとって適切なインダクタンスを得られないおそれがある。
(6)コネクタC1を、単相または3相のいずれにも対応可能なものとし、単相または3相を識別する機能を搭載した。これにより、コネクタC1に接続される外部の電源装置が単相、3相のいずれである場合にも適切に対処することができる。
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、1のコネクタC1に接続される電力授受用電気経路CLの全てに接続されるインバータを2つとする。図6に、本実施形態にかかる電力変換回路の構成を示す。なお、図6において、先の図2に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
図示されるように、本実施形態では、1のコネクタC1に接続される電力授受用電気経路CLの全てが空調用インバータIV4のみならず、ファン用インバータIV3にも接続されている。これにより、コネクタC1および電力授受用電気経路CLを介して電源PSから供給される電力を充電するに際し、空調用インバータIV4およびファン用インバータIV3を並列使用することができる。このため、空調用インバータIV4やファン用インバータIV3の最大出力が電源PSから供給される電力よりも小さい場合であっても、電源PSから供給される電力を適切に受け入れることができる。
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
(7)電源PSと1のコネクタC1を介して接続される電力授受用電気経路CLに、空調用インバータIV4およびファン用インバータIV3を並列接続した。これにより、1のコネクタC1を介して充電される電力量の最大値を増大させることができる。
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図7に、本実施形態にかかる電力変換回路の構成を示す。なお、図7において、先の図2に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
図示されるように、本実施形態では、主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、およびファン用インバータIV3と高電圧バッテリ10との間を開閉する手段と、空調用インバータIV4と高電圧バッテリ10との間を開閉する手段とを別部材とする。すなわち、前者として、リレーRMa、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaを備えて且つ、後者として、リレーRMb、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbを備える。なお、高抵抗リレーRMHa、RMHbには、それぞれ抵抗体12a,12bが直列接続されている。
図8に、本実施形態にかかるリレーRMb、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbの開閉処理の手順を示す。この処理は、充電制御装置70によって例えば所定周期で繰り返し実行される。
この一連の処理では、まずステップS50において、外部の商用電源による高電圧バッテリ10の充電要求があるか否かを判断する。そして充電要求があると判断される場合、ステップS52において、リレーRMa、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaを開状態として且つ、リレーRMb、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbを閉状態とする。詳しくは、閉状態とする対象は、リレーRMbおよび低抵抗リレーRMLbである。ただし、キャパシタ52のプリチャージが完了していない場合には、リレーRMbおよび高抵抗リレーRMHbを閉状態としてキャパシタ52のプリチャージ処理を行なった後に、低抵抗リレーRMLbを閉状態として且つ高抵抗リレーRMHbを開状態とする。
この処理は、充電処理に際して、主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、およびファン用インバータIV3等によって待機電力が消費されることの回避を狙ったものである。すなわち、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaの少なくとも一方とリレーRMaとが閉状態とされる場合、充電処理に際して、キャパシタ22,32,42に電荷が充電されたり、これらキャパシタ22,32,42の放電抵抗(図示略)を電流が流れたりすることによって待機電力が消費される。また、主機用インバータIV1が高電圧バッテリ10と電気的に接続されることによって主機用インバータIV1の監視等の目的から車両制御ECU60に起動要求が生じるシステムの場合、車両制御ECU60の起動によっても電力が消費されることとなる。これに対し、リレーRMa、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaを開状態とすることで、こうした電力消費を回避することができる。さらに、リレーRMa、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaを開状態とすることで、キャパシタ22,32,42への電圧印加時間が長くなることに起因した劣化をも回避することができる。そのほか、こうした処理によれば、充電処理に際して、主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、およびファン用インバータIV3等を介してコモンモードノイズが流れることを回避することもできる。
一方、上記ステップS50において否定判断される場合には、ステップS54に移行し、空調装置の駆動要求があるか否かを判断する。そして駆動要求がある場合には、ステップS56において、リレーRMb、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbを閉状態とする。詳しくは、原則、リレーRMbおよび低抵抗リレーRMLbを閉状態とする。ただし、キャパシタ52のプリチャージが完了していない場合には、リレーRMbおよび高抵抗リレーRMHbを閉状態としてキャパシタ52のプリチャージ処理を行なった後に、低抵抗リレーRMLbを閉状態として且つ高抵抗リレーRMHbを開状態とする。なお、このステップS56においては、リレーRMa、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaの状態については特に規定されない。このため、例えば主機の駆動要求が生じる場合等においてはリレーRMaおよび低抵抗リレーRMLaを閉状態とすればよい。また、車両の停止中であって車室内で空調装置を利用したい場合には、高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaの少なくとも一方を開状態としたり、リレーRMaを開状態としたりする。
なお、上記ステップS52,S56の処理が完了する場合や、ステップS54において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
(8)商用電源からの電力を高電圧バッテリ10に充電する際に用いる空調用インバータIV4(第1部類)および高電圧バッテリ10間を開閉する手段と、第2部類のインバータ(主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、ファン用インバータIV3)および高電圧バッテリ10間を開閉する手段とを別部材とした。これにより、主機用インバータIV1等による待機電力の消費を回避したり、主機用インバータIV1等を介してコモンモードノイズが流れることを回避したりすることができる。
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図9に、本実施形態にかかる電力変換回路の構成を示す。なお、図9において、先の図7に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
本実施形態では、主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、およびファン用インバータIV3と高電圧バッテリ10との間を開閉する手段と、空調用インバータIV4と高電圧バッテリ10との間を開閉する手段との間で、抵抗体12、高抵抗リレーRMHおよび低抵抗リレーRMLを共有する。この場合であっても、リレーRMbを閉状態とした際にリレーRMaを開状態とすることで、主機用インバータIV1等による待機電力の消費を回避したり、主機用インバータIV1等を介してコモンモードノイズが流れることを回避したりすることができる。
しかもこの場合、プリチャージ処理を行うための高抵抗リレーRMHと、これに並列接続される低抵抗リレーRMLとを共有することで、部品点数を低減することもできる。特に、リレーRMa、RMbを共有する場合と比較して、部品点数の低減効果が大きい。
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図10に、本実施形態にかかる電力変換回路の構成を示す。なお、図10において、先の図7に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
図示されるように、本実施形態では、商用電源の電力を高電圧バッテリ10に充電するに際してファン用インバータIV3を用いる。ただし、本実施形態では、ファン用インバータIV3のみならず空調用インバータIV4についても、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbとリレーRMbとによって高電圧バッテリ10に接続する。これにより、商用電源の電力を高電圧バッテリ10に充電するに際しては、空調用インバータIV4についても高電圧バッテリ10に接続された状態となる。このため例えば、充電中に、主機用インバータIV1等と高電圧バッテリ10との接続を遮断しつつも、空調装置を用いて車室内の温度を調節することができる。
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<外部との電力授受用の補機インバータの種類について>
外部との電力授受用の補機インバータとしては、空調用インバータIV4やファン用インバータIV3に限らず、例えばパワステ用インバータIV2であってもよい。また、これら3種のいずれかに限らない。例えば車載操舵角を変位させるための回転機に接続されるインバータとしては、パワステ用インバータIV2に限らず、例えばステアリングバイワイヤシステムに搭載される回転機のインバータであってもよい。
<補機用電力変換回路について>
補機用電力変換回路としては、3相回転機に接続される3相インバータ等、直流電源の電力を交流電力に変換する直流交流変換回路に限らない。例えばブラシ付DCモータに接続される周知のHブリッジ回路であってもよい。これは、通常、ブラシ付DCモータの各端子のそれぞれを直流電源の正極に接続する高電位側のスイッチング素子および負極に接続する低電位側のスイッチング素子を備えている。ただし、こうした電力変換回路は、通常、ブラシ付DCモータの各端子のそれぞれに接続される高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とが1つずつとなる。このため、3相入力に対応する場合には、ブラシ付DCモータの各端子のそれぞれに接続される高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子を複数とするなどすることが望ましい。
また、その出力端子が回転機に接続されるものにも限らない。例えば、高電圧バッテリ10に並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子と、これらスイッチング素子の接続点がリアクトルを介してキャパシタに接続される降圧コンバータであってもよい。この場合、リアクトルとキャパシタとの間に電力授受用電気経路CLを接続することで、充電処理のためにリアクトルを別途設ける必要が生じない。
さらに、補機用電力変換回路としては、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものに限らない。例えば車載低電圧システムを構成する補機用電力変換回路であってもよい。ただし、通常、低電圧バッテリ62の容量が小さいため、外部から車両への充電電力供給量が所定値以上となる場合、充電処理中に、低電圧バッテリ62の電圧を昇圧して高電圧バッテリ10に印加するコンバータを駆動して高電圧バッテリ10に充電電力を供給するようにすることが望ましい。
なお、補機用電力変換回路を構成するスイッチング素子としては、IGBTに限らず、例えば電界効果トランジスタ等であってもよい。
<補機用電力変換回路の利用手法について>
外部の電源装置との電力の授受のための補機用電力変換回路の利用手法としては、1の授受電口(コネクタC1)に接続される電力授受用電気経路CLの全てを1の補機用電力変換回路に接続するものに限らない。例えば上記特許文献1に例示されているように、一対のインバータのそれぞれに接続される3相回転機の中性点のそれぞれにコネクタC1の各別の端子が接続されるものであってもよい。なお、この場合、電力授受用電気経路が3相回転機のコイルを備える構成となる。
<単相または3相の識別手段について>
単相または3相の識別手段としては、外部からの入力電圧の検出信号に基づき行なうものに限らない。例えば、車両のコネクタC1に差し込まれる部材の数をセンシングするセンサの検出値に基づき行なうものであってもよい。これは、3つの電力授受用電気経路CLのそれぞれに対応した部材が差し込まれるか否かに応じて電気的なオン・オフが切り替わる手段によって構成することができる。こうした手段として最も簡易なものは、3相のみに存在する部材が差し込まれることでオンとされるスイッチがある。
<接続制限手段について>
接続制限手段としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、先の図7に示した構成において、リレーRMa,RMbを備えなくてもよい。またたとえば、先の図7に示した構成において、高抵抗リレーRMHbおよび低抵抗リレーRMLbならびにリレーRMbを削除してもよい。この場合であっても、空調用インバータIV4を用いた電力の授受に際して高抵抗リレーRMHaおよび低抵抗リレーRMLaやリレーRMaを開状態とすることで、待機電力やコモンモードノイズを抑制する効果を奏することはできる。
また、先の図7に示した構成において、リレーRMa,RMbを同一部材としてもよい。
さらに、主機用インバータIV1、パワステ用インバータIV2、ファン用インバータIV3および空調用インバータIV4のそれぞれに、高電圧バッテリ10との間を開閉するリレーを各別に備えてもよい。
<電力授受用電力変換回路について>
例えば電力授受用電力変換回路を主機用インバータIV1としても、電力の授受に際してパワステ用インバータIV2やファン用インバータIV3,空調用インバータIV4と高電圧バッテリ10との接続を遮断するなら、充電に際しての待機電力やコモンモードノイズを抑制することはできる。なお、この効果は、電力授受用電力変換回路を電力の授受を行う専用のACDCコンバータとしても奏することができる。
<第1部類所属の電力変換回路について>
第1部類所属の電力変換回路のうちの電力授受用電力変換回路以外の回路としては、上記第3の実施形態において例示したものに限らない。例えば車室内に設置された商用交流電圧と同等の電力を供給するコンセントに電力を供給するためのDCACコンバータであってもよい。また、車両停車中に、低電圧バッテリ62を充電する要求が生じる場合には、DCDCコンバータ64を含めてもよい。
<高抵抗経路および低抵抗経路>
高抵抗経路および低抵抗経路としては、上記実施形態において例示したものに限らない。例えば高抵抗リレーRMH#(#=a,b)と低抵抗リレーRML#との双方が閉状態とされる際の経路を低抵抗経路としてもよい。この場合、低抵抗リレーRML#のみに抵抗体12を直列接続する代わりに、高抵抗リレーRMH#および低抵抗リレーRML#の双方に抵抗体を直列接続してもよい。
<電力授受用開閉器について>
電力授受用開閉器としては、電力授受用電気経路CLのそれぞれに対応して設けられる3つの電力授受用リレーRCに限らない。例えば、電力授受用電気経路CLが単相のみを想定して2つの電気経路のみを備える構成において、これら2つの経路のいずれか一方に対応する経路に接続される電力授受用リレーRCのみを設けるようにしてもよい。この場合であっても、電力授受用リレーRCの開操作によって、電力授受用電気経路CLと空調用インバータIV4等の負荷との間を開ループ状態とすることはできる。
また、例えば電力授受用開閉器を設けることなく、代わりにプラグPGの接続条件を、車両が停止していることと該当する負荷が駆動されていないこととの論理積が真であることとしてもよい。ただし、これは決め毎とするよりも、上記論理積が真とならない限り、プラグPGの他方の端子をコネクタC1に差し込めないようにする手段を設けることで実現することが望ましい。
<補機用開閉器について>
補機用開閉器としては、電力授受用電気経路CLのそれぞれに対応して設けられる3つの補機用リレーRDに限らない。例えば、電力授受用電気経路CLが単相のみを想定して2つの電気経路のみを備える構成において、これら2つの経路のいずれか一方に対応する経路を開閉する補機用リレーRDのみを設けるようにしてもよい。
また、補機用開閉器を設けなくてもよい。この場合、充電用リアクトルLに代えて、補機のリアクトル(例えば空調用モータジェネレータ54のリアクトル)を用いて充電処理を行ってもよい。
<そのほか>
・上記第3の実施形態(図8)におけるステップS52において、リレーRMaを開状態とするなら、低抵抗リレーRMLaや高抵抗リレーRMHaを閉状態としてもよく、また、低抵抗リレーRMLaおよび高抵抗リレーRMHaを開状態とするなら、リレーRMaを閉状態としてもよい。
・上記実施形態では、補機用電力変換回路を用いて外部から供給される電力を高電圧バッテリ10に充電する場合を例示したが、これに限らず、例えば高電圧バッテリ10の電力を補機用電力変換回路を用いて外部に出力する処理を行ってもよい。
・充電用リアクトルLを、電力授受用電気経路CLの全てに設ける代わりに、例えば、いずれか2つの経路または1つの経路に設けてもよい。
・授受電口(コネクタC1)の数を1個ではなく、複数とし、これらに各別の補機用電力変換回路を接続してもよい。
・1組の電力授受用電気経路CLの全てに1の補機用電力変換回路を接続する場合のこの補機用電力変換回路の数としては、1個または2個に限らず、3つ以上であってもよい。
・先の図2等において、高電圧バッテリ10と主機用インバータIV1との間に昇圧コンバータを介在させてもよい。
・車両としては、パラレルハイブリッド車に限らず、例えばシリーズハイブリッド車やパラレル・シリーズハイブリッド車等であってもよい。もっともハイブリッド車に限らず、例えば車載主機として回転機のみを備える電気自動車等であってもよい。
・車両制御ECU60による高電圧バッテリ10の充放電制御としては、その両端の電圧に基づき行われるものに限らない。例えば、高電圧バッテリ10が電池セルの直列接続体としての組電池であるなら、所定個数ずつの電池セルの状態の各検出値に基づき高電圧バッテリ10の充放電制御を行ってもよい。
10…高電圧バッテリ、24…主機用モータジェネレータ(走行用回転機の一実施形態)、IV1…主機用インバータ(走行用電力変換回路の一実施形態)、IV4…空調用インバータ(補機用電力変換回路の一実施形態)、RC…電力授受用リレー(電力授受用開閉器の一実施形態)、RD…補機用リレー(補機用開閉器の一実施形態)、CL…電力授受用電気経路、C1…コネクタ(授受電口の一実施形態)。

Claims (11)

  1. 車両の外部の電源装置に接続される授受電口を介して前記外部の電源装置との間で電力の授受を行なう車両用電源装置において、
    前記車両は、駆動輪に機械的に連結される走行用回転機と、前記駆動輪に前記走行用回転機が付与する動力を制御するために操作される走行用電力変換回路と、該走行用回転機以外の車載電気負荷としての車載補機と、該車載補機に電力を供給する蓄電手段と、前記車載補機および前記蓄電手段間に介在する補機用電力変換回路とを備え、
    前記授受電口を前記補機用電力変換回路に接続する電力授受用電気経路を備え
    前記電力授受用電気経路を開閉する電力授受用開閉器と、
    前記補機用電力変換回路と前記補機との間を開閉する補機用開閉器と、
    前記授受電口を介して外部との間で電力の授受を行なう場合、前記電力授受用開閉器を閉状態として且つ前記補機用開閉器を開状態とする電力授受用開閉制御手段と、
    前記補機が駆動される場合、前記電力授受用開閉器を開状態として且つ前記補機用開閉器を閉状態とする補機駆動用開閉制御手段とを更に備え、
    前記電力授受用開閉器および前記補機用開閉器のいずれか一方が閉状態であって且ついずれか他方が開状態とされて前記補機用電力変換回路が駆動されている状況下、前記いずれか一方を開状態として且つ前記いずれか他方を閉状態とする場合、該いずれか他方を閉状態とするのに先立ち、前記いずれか一方を開状態とすることを特徴とする車両用電源装置。
  2. 前記補機の駆動要求が生じたときに前記授受電口を介した電力の授受がなされている場合、前記電力授受用開閉器を開状態とした後に前記補機用開閉器を閉状態とすることを特徴とする請求項記載の車両用電源装置。
  3. 前記授受電口を介した電力の授受を行なう要求が生じたときに前記補機が駆動されている場合、前記補機用開閉器を開状態とした後に前記電力授受用開閉器を閉状態とすることを特徴とする請求項1または2記載の車両用電源装置。
  4. 前記補機の駆動要求が生じたときに前記授受電口を介した電力の授受がなされている場合、前記電力授受用開閉器を開状態とするのに先立ち、前記電力授受用電気経路に接続される前記補機用電力変換回路を停止させることを特徴とする請求項2記載の車両用電源装置。
  5. 前記電力授受用電気経路に接続される前記補機用電力変換回路について、これに接続される前記補機は、回転機を備え、
    前記授受電口を介した電力の授受を行なう要求が生じたときに前記補機が駆動されている場合、前記補機の備える回転機が停止したことを条件に前記補機用開閉器を開状態とすることを特徴とする請求項3記載の車両用電源装置。
  6. 前記補機用電力変換回路は、前記補機の端子と前記蓄電手段の正極側および負極側のそれぞれとの間を開閉する高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子を備えて前記蓄電手段の直流電力を交流電力に変換して前記補機に出力する直流交流変換回路であり、
    前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の接続点と前記授受電口との間には、リアクトルが設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用電源装置。
  7. 前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路の全てに前記電力授受用電気経路を介して接続される補機用電力変換回路を複数備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両用電源装置。
  8. 前記蓄電手段は、前記走行用電力変換回路の入力端子に接続されるものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の車両用電源装置。
  9. 前記補機用電力変換回路は、前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路の全てに前記電力授受用電気経路を介して接続される電力変換回路を複数備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の車両用電源装置。
  10. 1の補機用電力変換回路は、前記蓄電手段の両電極間に並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体を複数組備えて構成されるものであり、
    前記外部の電源装置と1の授受電口とを接続する電気経路のそれぞれが1の補機用電力変換回路の各別の前記直列接続体を構成するスイッチング素子の接続点に接続されていることを特徴とする請求項記載の車両用電源装置。
  11. 前記授受電口は、単相または3相のいずれにも対応可能なものであり、
    前記単相または3相を識別する識別手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜1のいずれか1項に記載の車両用電源装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5594239B2 (ja) 2011-06-27 2014-09-24 株式会社デンソー 車載用蓄電池の充電システム
JP2013146142A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Denso Corp モータ駆動装置
US10464507B2 (en) * 2013-03-07 2019-11-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and switching method thereof
JP6669787B2 (ja) 2018-01-12 2020-03-18 ファナック株式会社 蓄電部を有するモータ駆動装置及びモータ駆動システム
JP7196702B2 (ja) * 2019-03-14 2022-12-27 株式会社デンソー 高電圧補機および高電圧補機制御システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231513A (ja) * 1994-02-10 1995-08-29 Hitachi Ltd 電気自動車制御装置
JPH11311436A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Toshiba Corp 空気調和機
JP2001286175A (ja) * 2000-04-04 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ駆動装置
JP2005348583A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Heavy Ind Ltd 電動車両の制御装置
JP2007097341A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Toyota Motor Corp 充電制御装置および電動車両
JP2007195336A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
JP2009017653A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Toyota Motor Corp 電動車両、電動車両の充電制御方法およびその充電制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP2010081672A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Honda Motor Co Ltd 電気自動車及び蓄電装置の制御方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10191506A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Denso Corp 車両駆動装置
JP4841441B2 (ja) * 2007-01-09 2011-12-21 川崎重工業株式会社 鉄道車両のバッテリ用充電装置
JP5336098B2 (ja) * 2008-03-17 2013-11-06 信越化学工業株式会社 アクリル樹脂組成物及びそれを用いた成形物
JP4315232B1 (ja) * 2008-03-17 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 電動車両

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231513A (ja) * 1994-02-10 1995-08-29 Hitachi Ltd 電気自動車制御装置
JPH11311436A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Toshiba Corp 空気調和機
JP2001286175A (ja) * 2000-04-04 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ駆動装置
JP2005348583A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Fuji Heavy Ind Ltd 電動車両の制御装置
JP2007097341A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Toyota Motor Corp 充電制御装置および電動車両
JP2007195336A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
JP2009017653A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Toyota Motor Corp 電動車両、電動車両の充電制御方法およびその充電制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP2010081672A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Honda Motor Co Ltd 電気自動車及び蓄電装置の制御方法

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