特許 7043642 充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-18

(45)【発行日】2022-03-29

(54)【発明の名称】充電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/04 20060101AFI20220322BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220322BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20220322BHJP

【ＦＩ】

H02J7/04 A

H02J7/04 C

H01M10/48 P

H01M10/44 Q

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021014750

(22)【出願日】2021-02-02

【審査請求日】2021-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000195959

【氏名又は名称】西芝電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145816

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿股 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】池田 航

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１９３５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１７８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１３３２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／０４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電線および第２電線に接続され、前記第１電線を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、前記出力電力を、前記第２電線を介してバッテリに供給する電力変換装置と、
前記第１電線における第１電圧を検出する第１電圧検出器と、
前記第１電線を流れる第１電流を検出する第１電流検出器と、
前記第２電線における第２電圧を検出する第２電圧検出器と、
前記第２電線を流れる第２電流を検出する第２電流検出器と、
前記第１電圧および前記第１電流と、前記第２電圧および前記第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、前記電力変換装置に入力される前記入力電力を制御する電力制御指令を生成し、前記電力制御指令を前記電力変換装置に出力する制御回路と
を具備し、
前記制御回路は、定電流充電モードと定電圧充電モードとの間で充電モードを切り換えるモード切換部を備え、
前記定電流充電モードでは、前記制御回路は、前記第１電圧検出器によって検出される前記第１電圧と、前記第１電流検出器によって検出される前記第１電流と、前記第２電流検出器によって検出される前記第２電流と、予め設定される目標電流とに基づいて、前記電力制御指令を生成し、
前記定電圧充電モードでは、前記制御回路は、前記第１電圧検出器によって検出される前記第１電圧と、前記第１電流検出器によって検出される前記第１電流と、前記第２電圧検出器によって検出される前記第２電圧と、予め設定される充電終止電圧とに基づいて、前記電力制御指令を生成する
充電システム。

【請求項2】

前記制御回路は、
トリガ生成部と、
目標電流切換部と
を有し、
前記トリガ生成部は、前記第２電圧が第１トリガ電圧を超えると、第１トリガを出力し、
前記目標電流切換部は、前記第１トリガが入力されると、前記目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換える
請求項１に記載の充電システム。

【請求項3】

前記目標電流切換部は、前記目標電流が第２目標電流に切り換えられてから予め設定される時間後に、前記目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換える
請求項２に記載の充電システム。

【請求項4】

前記制御回路は、前記バッテリの推定充電量を算出する推定充電量算出部を備え、
前記制御回路は、前記推定充電量に基づいて、前記充電モードを、前記定電流充電モードから前記定電圧充電モードに切り換えること、および、前記目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換えることのうちの少なくとも一方を実行する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の充電システム。

【請求項5】

前記バッテリの内部抵抗に起因する電圧降下量が設定閾値以下であることを必要条件として、前記モード切換部は、前記充電モードを、前記定電流充電モードから前記定電圧充電モードに切り換える
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の充電システム。

【請求項6】

第１電線および第２電線に接続され、前記第１電線を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、前記出力電力を、前記第２電線を介してバッテリに供給する電力変換装置と、
前記第１電線における第１電圧を検出する第１電圧検出器と、
前記第１電線を流れる第１電流を検出する第１電流検出器と、
前記第２電線における第２電圧を検出する第２電圧検出器と、
前記第２電線を流れる第２電流を検出する第２電流検出器と、
前記第１電圧および前記第１電流と、前記第２電圧および前記第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、前記電力変換装置に入力される前記入力電力を制御する電力制御指令を生成し、前記電力制御指令を前記電力変換装置に出力する制御回路と
を具備し、
前記第１電圧および前記第１電流に基づいて算出される前記入力電力が、前記第２電圧および前記第２電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される目標電力よりも大きいとき、前記制御回路は、前記入力電力を減少させる前記電力制御指令を生成し、
前記第１電圧および前記第１電流に基づいて算出される前記入力電力が、前記第２電圧および前記第２電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される前記目標電力よりも小さいとき、前記制御回路は、前記入力電力を増加させる前記電力制御指令を生成する
充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置を用いてバッテリの充電を制御する充電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリを充電する方法として一定の電流値で充電を行う定電流充電を実行し、バッテリの端子電圧が任意の電圧レベルに達すると、充電終止電圧をバッテリに印加して、一定の電圧値で充電を行う定電圧充電を実行するＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電方式が知られている（特許文献１を参照。）。

【0003】

ＣＣＣＶ充電方式では、バッテリが満充電になったときの開路電圧が充電終止電圧として設定されている。バッテリには内部抵抗があるため、定電流充電によってバッテリの端子電圧が充電終止電圧になった時の電圧には、内部抵抗に充電電流が流れることにより生じる電圧降下が含まれている。そのため、バッテリの開路電圧はまだ充電終止電圧に達しておらず、バッテリは満充電されていない。そこで、充電終止電圧等の電圧で定電圧充電を継続することで、満充電に近づける。定電圧充電時には、充電電流は徐々に減少し、内部抵抗に起因する電圧降下量は徐々に減少する。この充電方法における定電圧充電への切換以降の理想形は、完全な定電圧をバッテリに供給することである。

【0004】

図１０は、従来技術における充電システムを示す。図１０において、充電システムは、電源に接続された電源母線９１、変換装置９２、制御回路９３、電流検出器９４、電圧検出器９５、ＢＭＵ９６（バッテリマネジメントユニット）、バッテリ９７を有する。図１０に記載の充電システムにおいて、制御回路９３は、電流検出器９４で検出される直流電流が一定になるように変換装置９２が出力する電流を制御する。また、制御回路９３は、電圧検出器９５で検出される電圧が一定になるように変換装置９２が出力する電圧を制御する。こうして、バッテリ９７はＣＣＣＶ充電される。なお、ＢＭＵ９６は、バッテリ９７の状態監視、および／または、バッテリ９７の保護を行う。ＢＭＵ９６は、省略されてもよい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平２―１１９５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に示される従来技術の方法では、一般的な電力変換装置のように入力電力に応じて出力電力が変化する変換装置が採用された場合、バッテリへ給電する電流あるいは電圧を一定にすることが困難である。このため安定したＣＣＣＶ充電を実現することはできなかった。

【0007】

そこで、本発明の目的は、電力変換装置を用いてより安定的にバッテリの充電を行うことが可能な充電システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の実施形態における充電システムは、第１電線および第２電線に接続され、前記第１電線を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、前記出力電力を、前記第２電線を介してバッテリに供給する電力変換装置と、前記第１電線における第１電圧を検出する第１電圧検出器と、前記第１電線を流れる第１電流を検出する第１電流検出器と、前記第２電線における第２電圧を検出する第２電圧検出器と、前記第２電線を流れる第２電流を検出する第２電流検出器と、前記第１電圧および前記第１電流と、前記第２電圧および前記第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、前記電力変換装置に入力される前記入力電力を制御する電力制御指令を生成し、前記電力制御指令を前記電力変換装置に出力する制御回路とを具備し、前記制御回路は、定電流充電モードと定電圧充電モードとの間で充電モードを切り換えるモード切換部を備え、前記定電流充電モードでは、前記制御回路は、前記第１電圧検出器によって検出される前記第１電圧と、前記第１電流検出器によって検出される前記第１電流と、前記第２電流検出器によって検出される前記第２電流と、予め設定される目標電流とに基づいて、前記電力制御指令を生成し、前記定電圧充電モードでは、前記制御回路は、前記第１電圧検出器によって検出される前記第１電圧と、前記第１電流検出器によって検出される前記第１電流と、前記第２電圧検出器によって検出される前記第２電圧と、予め設定される充電終止電圧とに基づいて、前記電力制御指令を生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、電力変換装置を用いてより安定的にバッテリの充電を行うことが可能な充電システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態における充電システムの機器構成の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態における充電システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図3】図３は、第１の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第２の実施形態における充電システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図5】図５は、第２の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【図6】図６は、第３の実施形態における充電システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図7】図７は、第３の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【図8】図８は、第４の実施形態における充電システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図9】図９は、第５の実施形態における充電システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、従来技術における充電システムの機器構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態における充電システム１００に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。

【0012】

（実施形態の概要）
図１を参照して、実施形態における充電システム１００の概要について説明する。図１は、実施形態における充電システム１００の機器構成の一例を模式的に示す図である。

【0013】

（構成・作用）
図１に記載の例では、充電システム１００は、電力変換装置２と、制御回路３と、第１電流検出器４Ａと、第２電流検出器４Ｂと、第１電圧検出器５Ａと、第２電圧検出器５Ｂと、バッテリマネジメントユニット６（以下、「ＢＭＵ」という。）と、バッテリ７とを備える。なお、ＢＭＵ６は、省略されても構わない。

【0014】

図１に記載の例において、電源１は、電流源、または、電圧源である。電源１からは、例えば、交流電流が供給される。

【0015】

電力変換装置２は、第１電線Ｌ１および第２電線Ｌ２に接続される。電力変換装置２は、電源１、電源母線１１、および、第１電線Ｌ１を介して入力される入力電力を出力電力に変換する。また、電力変換装置２は、出力電力を、第２電線Ｌ２を介してバッテリ７に供給する。図１に記載の例では、電源母線１１と電力変換装置２とが第１電線Ｌ１を介して接続され、電力変換装置２とバッテリ７とが第２電線Ｌ２を介して接続されている。

【0016】

第１電流検出器４Ａとしては、例えば、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、または、電流プローブ等が使用される。第１電流検出器４Ａは、電源１と電力変換装置２との間の第１電線Ｌ１を流れる第１電流を検出する。第２電流検出器４Ｂとしては、例えば、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、または、電流プローブ等が使用される。第２電流検出器４Ｂは、電力変換装置２とバッテリ７との間の第２電線Ｌ２を流れる第２電流を検出する。

【0017】

第１電圧検出器５Ａとしては、例えば、変圧器などが使用される。第１電圧検出器５Ａは、電源１と電力変換装置２との間の第１電線Ｌ１における第１電圧を検出する。第２電圧検出器５Ｂとしては、例えば、分圧器などが使用される。第２電圧検出器５Ｂは、電力変換装置２とバッテリ７との間の第２電線Ｌ２における第２電圧を検出する。

【0018】

なお、第１電流検出器４Ａ、第２電流検出器４Ｂ、第１電圧検出器５Ａ、第２電圧検出器５Ｂのうちの１つ、あるいは、いくつかは、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、電力変換装置２、あるいは、ＢＭＵ６に組み込まれていてもよい。

【0019】

ＢＭＵ６は、バッテリ７の状態監視、および／または、バッテリ７の保護を行う。図１に記載の例では、ＢＭＵ６は、バッテリ７に接続されている。

【0020】

図１に記載の例では、制御回路３は、第１電流検出器４Ａから第１電流を示す第１電流信号を受け取ることが可能であり、第１電圧検出器５Ａから第１電圧を示す第１電圧信号を受け取ることが可能であり、第２電流検出器４Ｂから第２電流を示す第２電流信号を受け取ることが可能であり、第２電圧検出器５Ｂから第２電圧を示す第２電圧信号を受け取ることが可能である。

【0021】

図１に記載の例において、制御回路３は、第１電圧および第１電流と、第２電圧および第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成する。また、制御回路３は、生成された電力制御指令を電力変換装置２に出力する。

【0022】

図１に記載の例において、制御回路３は、第１電線Ｌ１における第１電流および第１電圧と、第２電線Ｌ２における第２電流と、目標電流（換言すれば、第２電流の目標値）とに基づいて、電力制御指令を生成してもよい。この場合、制御回路３は、第２電線Ｌ２における第２電流（換言すれば、充電電流）が目標電流と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御することができる。なお、制御において、目標値と実際に達成される値との間に僅かな乖離が生じることが許容されることは言うまでもない。換言すれば、本明細書において、「一致」には、略一致も包含される。

【0023】

また、図１に記載の例において、制御回路３は、第１電線Ｌ１における第１電流および第１電圧と、第２電線Ｌ２における第２電圧と、充電終止電圧（換言すれば、第２電圧の目標値）とに基づいて、電力制御指令を生成することが可能である。この場合、制御回路３は、第２電線Ｌ２における第２電圧（換言すれば、充電電圧）が充電終止電圧と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御することができる。

【0024】

（効果）
実施形態における充電システム１００では、制御回路３は、第１電線Ｌ１における電流および電圧を加味して、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成する。よって、実施形態における充電システム１００では、電力変換装置２に供給される第１電流および第１電圧を監視し、当該電力変換装置２に入力される入力電力を制御することにより、バッテリ７の充電電流または充電電圧を安定化することができる。また、実施形態における充電システム１００では、入力電力に応じて出力電力が変化するような電力変換装置２が用いられる場合であっても、バッテリ７の充電電流または充電電圧を安定化することができる。

【0025】

（第１の実施形態）
図２および図３を参照して、第１の実施形態における充電システム１００Ａについて説明する。図２は、第１の実施形態における充電システム１００Ａの回路構成の一例を模式的に示す図である。図３は、第１の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【0026】

（構成・作用）
第１の実施形態における充電システム１００Ａは、（１）第１電線Ｌ１および第２電線Ｌ２に接続され、第１電線Ｌ１を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、出力電力を、第２電線Ｌ２を介してバッテリ７に供給する電力変換装置２と、（２）第１電線Ｌ１における第１電圧を検出する第１電圧検出器５Ａと、（３）第１電線Ｌ１を流れる第１電流を検出する第１電流検出器４Ａと、（４）第２電線Ｌ２における第２電圧を検出する第２電圧検出器５Ｂと、（５）第２電線Ｌ２を流れる第２電流を検出する第２電流検出器４Ｂと、（６）第１電圧および第１電流と、第２電圧および第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成し、電力制御指令を電力変換装置２に出力する制御回路３と、を具備する。充電システム１００Ａは、ＢＭＵ６を有していてもよい。また、充電システム１００Ａは、目標電流の値、充電終止電圧の値、後述のモード切換電圧の値等を記憶する記憶部３０を有していてもよい。

【0027】

図２に記載の例では、充電システム１００Ａは、モード切換部４１を備える。モード切換部４１は、定電流充電モード（より具体的には、第２電線Ｌ２を流れる第２電流を一定に維持するモード）と、定電圧充電モード（より具体的には、第２電線Ｌ２における第２電圧を一定に維持するモード）との間で充電モードを切り換える。なお、制御モードにおいて、電圧値（あるいは電流値）を目標値に維持するに際して僅かな変動が許容されることは言うまでもない。換言すれば、本明細書において、「一定に維持する」ことには、略一定に維持することも包含される。

【0028】

定電流充電モードでは、制御回路３は、第１電圧検出器５Ａによって検出される第１電圧と、第１電流検出器４Ａによって検出される第１電流と、第２電流検出器４Ｂによって検出される第２電流と、予め設定される目標電流とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成する。また、制御回路３は、生成された電力制御指令を、電力変換装置２に出力する。その結果、電力変換装置２は、第２電線Ｌ２を流れる第２電流（換言すれば、充電電流）が目標電流と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力をフィードバック制御する。

【0029】

定電圧充電モードでは、制御回路３は、第１電圧検出器５Ａによって検出される第１電圧と、第１電流検出器４Ａによって検出される第１電流と、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧と、予め設定される充電終止電圧とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成する。また、制御回路３は、生成された電力制御指令を、電力変換装置２に出力する。その結果、電力変換装置２は、第２電線Ｌ２における第２電圧（換言すれば、充電電圧）が充電終止電圧と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力をフィードバック制御する。

【0030】

（効果）
図２に記載の例では、定電流充電モードにおいて、制御回路３は、第１電線Ｌ１における第１電圧および第１電流を監視し、第２電線Ｌ２における第２電流（換言すれば、充電電流）が目標電流と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する。こうして、より安定的にバッテリ７の定電流充電を行うことができる。

【0031】

図２に記載の例では、定電圧充電モードにおいて、制御回路３は、第１電線Ｌ１における第１電圧および第１電流を監視し、第２電線Ｌ２における第２電圧（換言すれば、充電電圧）が充電終止電圧と一致するように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する。こうして、より安定的にバッテリ７の定電圧充電を行うことができる。

【0032】

続いて、図２を参照して、実施形態における充電システム１００において採用可能な任意付加的な構成について説明する。当該任意付加的な構成は、上述の第１の実施形態、後述の第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態、および、第５の実施形態のいずれにおいても採用可能である。

【0033】

（第１電流取得部４４、第１電圧取得部４５、第２電流取得部３２、第２電圧取得部３７）
図２に記載の例では、制御回路３は、第１電流取得部４４、第１電圧取得部４５、第２電流取得部３２、および、第２電圧取得部３７を有する。

【0034】

第１電流取得部４４には、第１電流検出器４Ａから、第１電流信号が入力される。第１電流取得部４４は、第１電流信号を信号処理して、第１電流を示す値を取得する。また、第１電流取得部４４は、第１電流を示す値を、電力演算部４６に出力する。

【0035】

第１電圧取得部４５には、第１電圧検出器５Ａから、第１電圧信号が入力される。第１電圧取得部４５は、第１電圧信号を信号処理して、第１電圧を示す値を取得する。また、第１電圧取得部４５は、第１電圧を示す値を、電力演算部４６に出力する。

【0036】

第２電流取得部３２には、第２電流検出器４Ｂから、第２電流信号が入力される。第２電流取得部３２は、第２電流信号を信号処理して、第２電流を示す値を取得する。また、第２電流取得部３２は、第２電流を示す値を、第１加算部３３に出力する。

【0037】

第２電圧取得部３７には、第２電圧検出器５Ｂから、第２電圧信号が入力される。第２電圧取得部３７は、第２電圧信号を信号処理して、第２電圧を示す値を取得する。また、第２電圧取得部３７は、第２電圧を示す値を、第２加算部３８に出力する。

【0038】

（目標電流出力部３１、第１演算部３４、および、電流制御指令部３５）
図２に記載の例では、制御回路３は、目標電流出力部３１と、第１演算部３４と、電流制御指令部３５とを有する。

【0039】

目標電流出力部３１は、予め設定される目標電流を出力する。例えば、目標電流出力部３１は、記憶部３０に記憶された目標電流を、予め設定される目標電流として出力する。

【0040】

第１演算部３４は、第２電流（より具体的には、第２電流を示す値）と、予め設定される目標電流との間の差分を、増幅して電流制御指令部３５に出力する。電流制御指令部３５は、第１演算部３４からの出力に基づいて、電流制御指令を生成する。なお、第１演算部３４は、例えば、ＰＩＤ演算部である。なお、「ＰＩＤ演算部」とは、入力される差分から比例項、微分項、積分項をそれぞれ算出し、合算することで制御指令を算出する演算部を意味する。

【0041】

図２に記載の例では、第１加算部３３は、予め設定される目標電流と、第２電流を示す値とを比較し、その差分を第１演算部３４に出力する。第１演算部３４は、第１加算部３３から入力される差分を増幅して電流制御指令部３５に出力する。電流制御指令部３５は、第１演算部３４からの出力に基づいて、電流制御指令を生成する。なお、第１加算部３３は、第１演算部３４に含まれていても構わない。また、第１演算部３４は、電流制御指令部３５に含まれていても構わない。

【0042】

（充電終止電圧出力部３６、第２演算部３９、および、電圧制御指令部４０）
図２に記載の例では、制御回路３は、充電終止電圧出力部３６と、第２演算部３９と、電圧制御指令部４０とを有する。

【0043】

充電終止電圧出力部３６は、予め設定される充電終止電圧を出力する。例えば、充電終止電圧出力部３６は、記憶部３０に記憶された充電終止電圧を、予め設定される充電終止電圧として出力する。

【0044】

第２演算部３９は、第２電圧（より具体的には、第２電圧を示す値）と、予め設定される充電終止電圧との間の差分を、増幅して電圧制御指令部４０に出力する。電圧制御指令部４０は、第２演算部３９からの出力に基づいて、電圧制御指令を生成する。なお、第２演算部３９は、例えば、ＰＩＤ演算部である。

【0045】

図２に記載の例では、第２加算部３８は、予め設定される充電終止電圧と、第２電圧を示す値とを比較し、その差分を第２演算部３９に出力する。第２演算部３９は、第２加算部３８から入力される差分を増幅して電圧制御指令部４０に出力する。電圧制御指令部４０は、第２演算部３９からの出力に基づいて、電圧制御指令を生成する。なお、第２加算部３８は、第２演算部３９に含まれていても構わない。また、第２演算部３９は、電圧制御指令部４０に含まれていても構わない。

【0046】

（目標電力決定部４３）
目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５が生成する電流制御指令、または、電圧制御指令部４０が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。モード切換部４１が定電流充電モードを選択している場合には、目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５から受け取る電流制御指令に基づいて、目標電力を決定する。例えば、目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５から出力される電流制御指令に基づいて、第２電流が目標電流に近づくように目標電力（換言すれば、入力電力の目標値）を決定する。他方、モード切換部４１が定電圧充電モードを選択している場合には、目標電力決定部４３は、電圧制御指令部４０から受け取る電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。例えば、目標電力決定部４３は、電圧制御指令部４０から出力される電圧制御指令に基づいて、第２電圧が充電終止電圧に近づくように目標電力（換言すれば、入力電力の目標値）を決定する。

【0047】

（電力演算部４６）
電力演算部４６は、第１電流検出器４Ａによって検出される第１電流と、第１電圧検出器５Ａによって検出される第１電圧とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を算出する。

【0048】

（第３演算部４８、および、電力制御指令部４９）
第３演算部４８は、電力変換装置２に入力される入力電力と、目標電力との間の差分を、増幅して電力制御指令部４９に出力する。電力制御指令部４９は、第３演算部４８からの出力に基づいて、電力制御指令を生成する。なお、第３演算部４８は、例えば、ＰＩＤ演算部である。

【0049】

図２に記載の例では、第３加算部４７は、目標電力決定部４３で決定される目標電力と、電力演算部４６によって算出される入力電力とを比較し、その差分を第３演算部４８に出力する。第３演算部４８は、第３加算部４７から入力される差分を増幅して電力制御指令部４９に出力する。電力制御指令部４９は、第３演算部４８からの出力に基づいて、電力制御指令を生成する。なお、第３加算部４７は、第３演算部４８に含まれていても構わない。また、第３演算部４８は、電力制御指令部４９に含まれていても構わない。

【0050】

例えば、電力演算部４６で算出される入力電力が、目標電力決定部４３で決定される目標電力よりも大きいとき、電力制御指令部４９は、入力電力を減少させる電力制御指令を生成する。換言すれば、第１電圧および第１電流に基づいて算出される入力電力が、第２電圧および第２電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される目標電力よりも大きいとき、制御回路３は、入力電力を減少させる電力制御指令を生成する。

【0051】

他方、電力演算部４６で算出される入力電力が、目標電力決定部４３で決定される目標電力よりも小さいとき、電力制御指令部４９は、入力電力を増加させる電力制御指令を生成する。換言すれば、第１電圧および第１電流に基づいて算出される入力電力が、第２電圧および第２電流のうちの少なくとも一方に基づいて決定される目標電力よりも小さいとき、制御回路３は、入力電力を増加させる電力制御指令を生成する。

【0052】

制御回路３は、電力制御指令部４９によって生成される電力制御指令を電力変換装置２に出力する。電力変換装置２は、電力制御指令に基づいて、半導体素子をスイッチングする（より具体的には、電力変換装置２に含まれる半導体素子のＯＮ／ＯＦＦ期間を制御する。当該制御は、一般的に、ＰＷＭ制御：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ制御と呼ばれる。）。その結果、電力変換装置２に入力される入力電力が制御される。

【0053】

（トリガ生成部４２）
トリガ生成部４２は、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧と、予め設定されるモード切換電圧（例えば、記憶部３０に記憶されたモード切換電圧）とに基づいて、モード切換トリガを出力する。

【0054】

より具体的には、トリガ生成部４２は、第２電圧取得部３７から出力される第２電圧を示す値と、予め設定されるモード切換電圧とを比較する。トリガ生成部４２は、第２電圧を示す値がモード切換電圧を超えると、モード切換トリガを出力する。トリガ生成部４２から出力されるモード切換トリガは、モード切換部４１に入力される。なお、モード切換電圧は、充電終止電圧と同じ電圧であってもよいし、充電終止電圧とは異なる電圧であってもよい。

【0055】

充電初期には、モード切換部４１は、定電流充電モードを選択している。モード切換部４１は、トリガ生成部４２からモード切換トリガが入力されると、充電モードを、定電流充電モードから定電圧充電モードに切り換える。その結果、目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５が生成する電流制御指令に基づいて目標電力を決定するのに代えて、電圧制御指令部４０が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。

【0056】

図３は、第１の実施形態において、第２電流検出器４Ｂおよび第２電圧検出器５Ｂによって検出されるバッテリ７の充電電流（換言すれば、第２電流）および充電電圧（換言すれば、第２電圧）の変化を表した充電パターン図である。モード切換電圧を電圧Ｖ１とした時、定電圧充電モードに切り換えられた直後はバッテリ７の内部抵抗による電圧降下の影響で、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に変化する。その後、制御回路３は、充電電圧（換言すれば、第２電線Ｌ２における電圧）が充電終止電圧に維持されるように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する。その結果、充電電圧は、内部抵抗の影響が小さくなるまで増減動作を繰り返し、最終的に、充電終止電圧に収束していく。また、充電電流は、内部抵抗の影響が小さくなるまで増減動作を繰り返し、かつ、ゼロに向かって減少していく。

【0057】

（第２の実施形態）
図４および図５を参照して、第２の実施形態における充電システム１００Ｂについて説明する。図４は、第２の実施形態における充電システム１００Ｂの回路構成の一例を模式的に示す図である。図５は、第２の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【0058】

第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第２の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態において説明済みの事項を第２の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0059】

第２の実施形態では、制御回路３が目標電流切換部３１Ａを有する点で、第１の実施形態とは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、目標電流切換部３１Ａおよび目標電流切換部３１Ａに付随する構成を中心に説明し、それ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0060】

第１の実施形態では、電力変換装置２に入力される入力電力がフィードバック制御される。第１の実施形態では、定電流充電モードから定電圧充電モードに充電モードが切り換えられた直後にバッテリ７の内部抵抗による電圧降下分、充電電圧が下がる。当該充電電圧の低下を補償するために、充電電流は増加する（図３における電流Ｉ１から電流Ｉ２への増加を参照。）。このような充電電流の変化は、電源電力の変動を招き、ひいては、電源系統の安定性の低下、および／または、電源１を構成する発電機等の振動発生等を引き起こす可能性がある。そこで、第２の実施形態では、定電流充電モードから定電圧充電モードに充電モードが切り換えられる際のショックを抑え、電源系統および／または発電機等に配慮した改良案が提案される。

【0061】

（構成・作用）
第２の実施形態における充電システム１００Ｂは、電力変換装置２と、制御回路３と、第１電流検出器４Ａと、第２電流検出器４Ｂと、第１電圧検出器５Ａと、第２電圧検出器５Ｂとを備える。また、制御回路３は、目標電流切換部３１Ａ、および、トリガ生成部４２を有する。

【0062】

（目標電流切換部３１Ａ、および、トリガ生成部４２）
目標電流切換部３１Ａは、目標電流出力部３１が出力する目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換えることができる。付加的に、目標電流切換部３１Ａは、目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換え可能であってもよい。図４に記載の例では、目標電流切換部３１Ａは、３段階に、目標電流を切り換え可能であるが、目標電流切換部３１Ａは、２段階、あるいは、４段階以上に、目標電流を切り換え可能であってもよい。

【0063】

目標電流切換部３１Ａは、第１の実施形態における目標電流出力部３１の一部として機能する。目標電流切換部３１Ａは、予め設定される複数の目標電流候補（図４に記載の例では、第１目標電流、第２目標電流、および、第３目標電流）の中から、１つの目標電流候補を選択し、選択された目標電流候補を、目標電流として出力する。なお、予め設定される複数の目標電流候補は、記憶部３０に記憶されていてもよい。

【0064】

トリガ生成部４２は、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧（より具体的には、第２電圧取得部３７から出力される第２電圧を示す値）と、予め設定される第１トリガ電圧（例えば、記憶部３０に記憶された第１トリガ電圧）とに基づいて、第１トリガを出力する。なお、第１トリガ電圧は、モード切換電圧よりも低い電圧である。

【0065】

図４に記載の例において、トリガ生成部４２は、第２電圧（より具体的には、第２電圧を示す値）と、予め設定される第１トリガ電圧とを比較する。トリガ生成部４２は、第２電圧が第１トリガ電圧を超えると、第１トリガを出力する。トリガ生成部４２が出力する第１トリガは、目標電流切換部３１Ａに入力される。

【0066】

充電初期には、目標電流切換部３１Ａは、複数の目標電流候補の中から第１目標電流を選択している。目標電流切換部３１Ａは、トリガ生成部４２から第１トリガが入力されると、目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換える。その結果、目標電流出力部３１（より具体的には、目標電流切換部３１Ａ）は、第２目標電流を出力する。

【0067】

トリガ生成部４２は、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧が、予め設定される第２トリガ電圧を超えると、第２トリガを出力してもよい。なお、第２トリガ電圧は、第１トリガ電圧よりも高く、モード切換電圧よりも低い電圧である。

【0068】

目標電流切換部３１Ａに第１トリガが入力された後、目標電流切換部３１Ａは、複数の目標電流候補の中から第２目標電流を選択している。目標電流切換部３１Ａは、トリガ生成部４２から第２トリガが入力されると、目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換える。その結果、目標電流出力部３１（より具体的には、目標電流切換部３１Ａ）は、第３目標電流を出力する。

【0069】

図４に記載の例では、目標電流切換部３１Ａに第１トリガが入力される前は、目標電流出力部３１は、第１目標電流を出力する。また、目標電流切換部３１Ａに第１トリガが入力された後、かつ、目標電流切換部３１Ａに第２トリガが入力される前は、目標電流出力部３１は、第２目標電流を出力する。また、目標電流切換部３１Ａに第２トリガが入力された後は、目標電流出力部３１は、第３目標電流を出力する。

【0070】

（第１演算部３４、および、電流制御指令部３５）
「Ｋ」を１以上の任意の自然数とするとき、第１演算部３４は、第２電流（より具体的には、第２電流検出器４Ｂによって検出される第２電流）と、目標電流出力部３１から出力される第Ｋ目標電流との間の差分を、増幅して電流制御指令部３５に出力する。電流制御指令部３５は、第１演算部３４からの出力に基づいて、電流制御指令を生成する。なお、図４に記載の例では、「Ｋ」は、１、２、または、３である。

【0071】

より具体的には、図４に記載の例では、第１加算部３３は、第Ｋ目標電流と、第２電流検出器４Ｂにより検出される第２電流とを比較し、その差分を第１演算部３４に出力する。第１演算部３４は、第１加算部３３から入力された差分を増幅して電流制御指令部３５に出力する。電流制御指令部３５は、第１演算部３４からの出力に基づいて、電流制御指令を生成する。

【0072】

（目標電力決定部４３）
目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５が生成する電流制御指令、または、電圧制御指令部４０が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。モード切換部４１が定電流充電モードを選択している場合には、目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５が生成する電流制御指令に基づいて、目標電力を決定する。他方、モード切換部４１が定電圧充電モードを選択している場合には、目標電力決定部４３は、電圧制御指令部４０が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。

【0073】

目標電力が決定された後の動作については、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。よって、目標電力が決定された後の動作についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0074】

図５は、第２の実施形態において、第２電流検出器４Ｂおよび第２電圧検出器５Ｂによって検出されるバッテリ７の充電電流（換言すれば、第２電流）および充電電圧（換言すれば、第２電圧）の変化を表した充電パターン図である。充電電圧（換言すれば、第２電線Ｌ２における電圧）が第１トリガ電圧Ｖ３を超えると、目標電流が、第１目標電流Ｉ１から第２目標電流Ｉ３に切り換えられる。また、充電電圧が第２トリガ電圧Ｖ４を超えると、目標電流が、第２目標電流Ｉ３から第３目標電流Ｉ４に切り換えられる。なお、図５に記載の例では、目標電流が切り換えられる電圧レベルが２つ（より具体的には、第１トリガ電圧Ｖ３、および第２トリガ電圧Ｖ４）であるが、目標電流が切り換えられる電圧レベルは、１つ、あるいは、３つ以上であってもよい。

【0075】

その後、充電電圧（換言すれば、第２電線Ｌ２における電圧）がモード切換電圧Ｖ１を超えると、充電モードが、定電流充電モードから定電圧充電モードに切り換えられる。定電圧充電モードに切り換えられた直後はバッテリ７の内部抵抗による電圧降下の影響で、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に変化する。その後、制御回路３は、充電電圧（換言すれば、第２電線Ｌ２における電圧）が充電終止電圧に維持されるように、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する。その結果、充電電圧は、内部抵抗の影響が小さくなるまで増減動作を繰り返し、最終的に、充電終止電圧に収束していく。また、充電電流は、内部抵抗の影響が小さくなるまで増減動作を繰り返し、かつ、ゼロに向かって減少していく。

【0076】

（効果）
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第２の実施形態では、定電流充電モードにおいて、充電電流が段階的に減少される。こうして、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下の大きさを小さくすることができ、定電流充電モードから定電圧充電モードに充電モードが切り換えられる際のショックを抑えることができる。

【0077】

（第３の実施形態）
図６および図７を参照して、第３の実施形態における充電システム１００Ｃについて説明する。図６は、第３の実施形態における充電システム１００Ｃの回路構成の一例を模式的に示す図である。図７は、第３の実施形態における充電パターンの一例を模式的に示す図である。

【0078】

第３の実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第３の実施形態では、第１の実施形態または第２の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第３の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みの事項を第３の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0079】

第３の実施形態では、制御回路３がタイマ回路５１を有する点で、第２の実施形態とは異なる。その他の点では、第３の実施形態は、第２の実施形態と同様である。第３の実施形態では、タイマ回路５１およびタイマ回路５１に付随する構成を中心に説明し、それ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0080】

第３の実施形態では、目標電流切換部３１Ａが目標電流を切り換えるトリガとして、タイマ回路５１からの出力が利用される。

【0081】

（構成・作用）
第３の実施形態における充電システム１００Ｃは、電力変換装置２と、制御回路３と、第１電流検出器４Ａと、第２電流検出器４Ｂと、第１電圧検出器５Ａと、第２電圧検出器５Ｂとを備える。また、制御回路３は、目標電流切換部３１Ａと、トリガ生成部４２と、タイマ回路５１とを有する。

【0082】

（目標電流切換部３１Ａ、トリガ生成部４２、および、タイマ回路５１）
目標電流切換部３１Ａは、目標電流出力部３１が出力する目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換えることができる。また、目標電流切換部３１Ａは、目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換えることができる。

【0083】

目標電流切換部３１Ａは、第１の実施形態における目標電流出力部３１の一部として機能する。目標電流切換部３１Ａは、予め設定される複数の目標電流候補（図６に記載の例では、第１目標電流、第２目標電流、および、第３目標電流）の中から、１つの目標電流候補を選択し、選択された目標電流候補を、目標電流として出力する。なお、予め設定される複数の目標電流候補は、記憶部３０に記憶された複数の目標電流候補であってもよい。

【0084】

トリガ生成部４２は、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧が、予め設定される第１トリガ電圧を超えると、第１トリガを出力する。トリガ生成部４２が出力する第１トリガは、目標電流切換部３１Ａに入力される。なお、第１トリガ電圧は、モード切換電圧よりも低い電圧である。

【0085】

充電初期には、目標電流切換部３１Ａは、複数の目標電流候補の中から第１目標電流を選択している。目標電流切換部３１Ａは、トリガ生成部４２から第１トリガが入力されると、目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換える。その結果、目標電流出力部３１は、第２目標電流を出力する。

【0086】

目標電流切換部３１Ａは、目標電流が第１目標電流から第２目標電流に切り換えられてから予め設定される時間後に、目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換える。

【0087】

より具体的には、タイマ回路５１は、目標電流が、第１目標電流から第２目標電流に切り換えられた後の経過時間をカウントする。タイマ回路５１は、目標電流が第２目標電流に切り換えられてから予め設定される時間後に、目標電流切換部３１Ａに、第２トリガを出力する。目標電流切換部３１Ａは、タイマ回路５１から第２トリガが入力されると、目標電流を、第２目標電流から、第２目標電流よりも低い第３目標電流に切り換える。その結果、目標電流出力部３１は、第３目標電流を出力する。

【0088】

目標電流出力部３１が、第１目標電流、第２目標電流、あるいは、第３目標電流を出力した後の動作については、第３の実施形態は、第２の実施形態と同様である。よって、第１目標電流、第２目標電流、あるいは、第３目標電流が出力された後の動作についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0089】

図７は、第３の実施形態において、第２電流検出器４Ｂおよび第２電圧検出器５Ｂによって検出されるバッテリ７の充電電流（換言すれば、第２電流）および充電電圧（換言すれば、第２電圧）の変化を表した充電パターン図である。充電電圧（換言すれば、第２電線Ｌ２における電圧）が第１トリガ電圧Ｖ３を超えると、目標電流が、第１目標電流Ｉ１から第２目標電流Ｉ３に切り換えられる。また、目標電流が第２目標電流Ｉ３に切り換えられてから予め設定される時間ｔだけ経過すると、目標電流が、第２目標電流Ｉ３から第３目標電流Ｉ４に切り換えられる。なお、図７に記載の例では、目標電流が切り換えられる時間ｔが、１つだけ設定されているが、目標電流が切り換えられる時間ｔは、複数設定されてもよい。例えば、目標電流が第２目標電流Ｉ３に切り換えられてから予め設定される第１の時間ｔだけ経過すると、目標電流が、第２目標電流Ｉ３から第３目標電流Ｉ４に切り換えられ、目標電流が第３目標電流Ｉ４に切り換えられてから予め設定される第２の時間ｔ２だけ経過すると、目標電流が、第３目標電流Ｉ４から第４目標電流に切り換えられるようにしてもよい。

【0090】

（効果）
第３の実施形態は、第２の実施形態と同様の効果を奏する。また、第３の実施形態では、時間経過に応じて目標電流が切り換えられる構成が採用される。この場合、目標電流を切り換えるための電圧レベルの監視および設定の少なくとも一部を省略することができ、充電制御を簡素化することができる。

【0091】

（第４の実施形態）
図８を参照して、第４の実施形態における充電システム１００Ｄについて説明する。図８は、第４の実施形態における充電システム１００Ｄの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【0092】

第４の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第４の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態または第３の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第４の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態、第２の実施形態または第３の実施形態において説明済みの事項を第４の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0093】

第４の実施形態では、制御回路３に、推定充電量の情報を活用する構成が追加されている点で、第１の実施形態乃至第３の実施形態とは異なる。その他の点では、第４の実施形態は、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかと同様である。第４の実施形態では、推定充電量の情報を活用する構成を中心に説明し、それ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0094】

第４の実施形態では、充電システム１００Ｄの制御回路３は、バッテリ７の推定充電量を算出する推定充電量算出部５２を備える。また、制御回路３は、バッテリ７の推定充電量に基づいて、充電モードを、定電流充電モードから定電圧充電モードに切り換えること、および、目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換えることのうちの少なくとも一方を実行する。

【0095】

（構成・作用）
第４の実施形態における充電システム１００Ｄは、電力変換装置２と、制御回路３と、第１電流検出器４Ａと、第２電流検出器４Ｂと、第１電圧検出器５Ａと、第２電圧検出器５Ｂとを備える。また、制御回路３は、推定充電量算出部５２を有する。

【0096】

（推定充電量算出部５２）
推定充電量算出部５２は、バッテリ７の推定充電量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ））を算出する。図８に記載の例では、推定充電量算出部５２は、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧を用いることなくバッテリ７の推定充電量を算出する。より具体的には、推定充電量算出部５２は、ＢＭＵ６から受信する信号に基づいて、バッテリ７の推定充電量を算出する。代替的に、推定充電量算出部５２は、電力変換装置２から受信する信号に基づいて、バッテリ７の推定充電量を算出してもよい。

【0097】

更に代替的に、推定充電量算出部５２は、制御回路３とは別の他の制御回路、ＰＬＣ等から受信する情報に基づいて、バッテリ７の推定充電量を算出してもよい。なお、「推定充電量の算出」には、ＢＭＵ６、電力変換装置２、制御回路３とは別の他の制御回路、あるいは、ＰＬＣ等によって算出された推定充電量をそのまま利用することも含まれる。

【0098】

（モード切換部４１、および、トリガ生成部４２Ａ）
モード切換部４１は、定電流充電モードと定電圧充電モードとの間で充電モードを切り換える。充電モードの切り換えは、モード切換部４１が、トリガ生成部４２Ａからモード切換トリガを受け取ることにより実行される。

【0099】

トリガ生成部４２Ａは、バッテリ７の推定充電量と、予め設定される第１閾値（例えば、記憶部３０に記憶された第１閾値）とに基づいて、モード切換トリガを出力する。

【0100】

より具体的には、トリガ生成部４２Ａは、推定充電量算出部５２によって算出されるバッテリ７の推定充電量と、予め設定される第１閾値とを比較する。トリガ生成部４２Ａは、バッテリ７の推定充電量が第１閾値を超えると、モード切換トリガを出力する。トリガ生成部４２Ａから出力されるモード切換トリガは、モード切換部４１に入力される。

【0101】

モード切換部４１は、トリガ生成部４２Ａからモード切換トリガが入力されると、充電モードを、定電流充電モードから定電圧充電モードに切り換える。その結果、目標電力決定部４３は、電流制御指令部３５が生成する電流制御指令に基づいて目標電力を決定するのに代えて、電圧制御指令部４０が生成する電圧制御指令に基づいて、目標電力を決定する。

【0102】

バッテリ７の推定充電量を示す値（より具体的には、推定充電量算出部５２によって算出されるバッテリ７の推定充電量）と第１閾値とに基づいてモード切換トリガが生成される点を除き、トリガ生成部４２Ａは、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかにおけるトリガ生成部４２と同様である。なお、充電モードの切り換えにおいて、バッテリ７の推定充電量の情報が利用されない場合には、図８におけるトリガ生成部４２Ａは、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかにおけるトリガ生成部４２と同一であってもよい。

【0103】

（目標電流切換部３１Ａ、および、トリガ生成部４２Ｂ）
目標電流切換部３１Ａは、目標電流出力部３１が出力する目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換える。第１目標電流から第２目標電流への切り換えは、目標電流切換部３１Ａが、トリガ生成部４２Ｂから第１トリガを受け取ることにより実行される。

【0104】

トリガ生成部４２Ｂは、バッテリ７の推定充電量と、予め設定される第２閾値（例えば、記憶部３０に記憶された第２閾値）とに基づいて、第１トリガを出力する。

【0105】

より具体的には、トリガ生成部４２Ｂは、推定充電量算出部５２によって算出されるバッテリ７の推定充電量と、予め設定される第２閾値とを比較する。トリガ生成部４２Ｂは、バッテリ７の推定充電量が第２閾値を超えると、第１トリガを出力する。トリガ生成部４２Ｂから出力される第１トリガは、目標電流切換部３１Ａに入力される。

【0106】

目標電流切換部３１Ａは、トリガ生成部４２Ｂから第１トリガが入力されると、目標電流を、第１目標電流から、第１目標電流よりも低い第２目標電流に切り換える。その結果、目標電流出力部３１は、第２目標電流を出力する。

【0107】

バッテリ７の推定充電量を示す値（より具体的には、推定充電量算出部５２によって算出されるバッテリ７の推定充電量）と第２閾値とに基づいて第１トリガが生成される点を除き、トリガ生成部４２Ｂは、第２の実施形態または第３の実施形態におけるトリガ生成部４２と同様である。なお、目標電流の切り換えにおいて、バッテリ７の推定充電量の情報が利用されない場合には、トリガ生成部４２Ｂは省略される。

【0108】

図８に記載の例では、充電システム１００Ｄは、複数のトリガ生成部（４２Ａ、４２Ｂ）を有する。代替的に、充電システム１００Ｄは、１つのみのトリガ生成部を有していてもよい。例えば、トリガ生成部４２Ａの機能と、トリガ生成部４２Ｂの機能とが、１つのトリガ生成部によって実現されてもよい。

【0109】

（効果）
第４の実施形態は、第１の実施形態乃至第３の実施形態のいずれかと同様の効果を奏する。

【0110】

（第５の実施形態）
図９を参照して、第５の実施形態における充電システム１００Ｅについて説明する。図９は、第５の実施形態における充電システム１００Ｅの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【0111】

第５の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態および第４の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第５の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態または第４の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第５の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態または第４の実施形態において説明済みの事項を第５の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0112】

第５の実施形態では、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下量が設定閾値以下であることを必要条件として、充電モードの切り換えが実行される点で、第１の実施形態乃至第４の実施形態とは異なる。その他の点では、第５の実施形態は、第１の実施形態乃至第４の実施形態のいずれかと同様である。第５の実施形態では、電圧降下に関連する構成を中心に説明し、それ以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0113】

第５の実施形態では、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下量が設定閾値以下であることを必要条件として、モード切換部４１が、充電モードを、定電流充電モードから定電圧充電モードに切り換える。換言すれば、第５の実施形態では、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下量が設定閾値以下とならない限り、充電モードを定電圧充電モードに切り換えない。

【0114】

（構成・作用）
第５の実施形態における充電システム１００Ｅは、電力変換装置２と、制御回路３と、第１電流検出器４Ａと、第２電流検出器４Ｂと、第１電圧検出器５Ａと、第２電圧検出器５Ｂとを備える。また、制御回路３は、電圧降下量演算部５３、および、トリガ生成部４２Ｃを有する。

【0115】

（電圧降下量演算部５３）
図９に記載の例では、制御回路３は、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下量を算出する電圧降下量演算部５３を備える。電圧降下量演算部５３が、電圧降下量を算出する方法としては、公知の任意の方法を採用することができる。

【0116】

図９に記載の例では、電圧降下量演算部５３は、第２電流検出器４Ｂによって検出される第２電流、および、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧のうちの少なくとも一方を用いて、電圧降下量を算出する。

【0117】

例えば、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧（換言すれば、バッテリ７の充電電圧）が、任意の電圧レベルＬＶ１を超えたタイミングで、バッテリ７の充電が停止される場合を想定する。この場合、充電停止直前に第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧を「Ｖ」、充電停止直後に第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧を「Ｖ’」、バッテリ７の内部抵抗に起因する電圧降下量を「ΔＶ」、充電停止直前に第２電流検出器４Ｂによって検出される第２電流を「Ｉ」、バッテリ７の内部抵抗を「Ｒ」と定義すると、ΔＶ＝｜Ｖ－Ｖ’｜＝Ｉ×Ｒとなる。よって、電圧降下量演算部５３は、「Ｖ」および「Ｖ’」に基づいて、電圧降下量ΔＶを算出することができる。また、バッテリ７の内部抵抗Ｒが既知である場合、あるいは、内部抵抗Ｒを算出可能である場合には、電圧降下量演算部５３は、「Ｉ」に基づいて、電圧降下量ΔＶを算出することができる。

【0118】

（トリガ生成部４２Ｃ）
トリガ生成部４２Ｃは、電圧降下量演算部５３から受け取る電圧降下量ΔＶと、予め設定される設定閾値（例えば、記憶部３０に記憶された設定閾値）とに基づいて、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力することが許可されるか否かを決定する。

【0119】

図９に記載の例では、トリガ生成部４２Ｃは、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧が所定の電圧レベルＬＶ１を超えたタイミング（あるいは、第２電圧が所定の電圧レベルＬＶ１を超え、その後、バッテリ７の充電が一時停止されたタイミング）で、電圧降下量ΔＶと、設定閾値とを比較する。電圧降下量ΔＶが設定閾値を超える場合には、トリガ生成部４２Ｃは、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力しない。他方、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下である場合には、トリガ生成部４２Ｃが、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力することが許される。

【0120】

トリガ生成部４２Ｃによって、電圧降下量ΔＶが設定閾値を超えていると判断された場合には、制御回路３は、再度、定電流充電モードを実行する。なお、制御回路３が、再度、定電流充電モードを実行するに際して、目標電流は、前回の定電流充電モードを実行する際に使用された目標電流と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0121】

トリガ生成部４２Ｃによって、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下であると判断された場合には、トリガ生成部４２Ｃは、直ちに、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力してもよい。代替的に、トリガ生成部４２Ｃは、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下であり、かつ、第２電圧検出器５Ｂによって検出される第２電圧が、モード切換電圧を超えている場合に、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力してもよい。更に代替的に、トリガ生成部４２Ｃは、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下であり、かつ、バッテリ７の推定充電量が第１閾値を超えている場合に、モード切換部４１に向けてモード切換トリガを出力してもよい。

【0122】

（効果）
第５の実施形態は、第１の実施形態乃至第４の実施形態のいずれかと同様の効果を奏する。また、第５の実施形態では、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下となるまでは、定電圧充電モードが開始されない。よって、第５の実施形態では、定電圧充電モードに切り換えられる時のショックが抑制される。また、第５の実施形態では、電圧降下量ΔＶが設定閾値以下となるまでは、定電圧充電モードが開始されないため、充電完了までに要する時間を短縮することができる。

【0123】

本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態又は変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態又は変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。

【0124】

例えば、上記の制御回路３の全ての構成はハードウェアによって実現されていてもよいし、上記の制御回路３の構成の一部がソフトウェアによって実現されていてもよい。例えば、第１加算部３３、第２加算部３８、第３加算部４７等の加算部は、ハードウェアとしての加算器によって構成されていてもよい。代替的に、第１加算部３３、第２加算部３８、第３加算部４７等の加算部は、プログラムを制御回路３が実行することにより加算あるいは減算を行うように構成されたソフトウェア上の加算部であってもよい。また、第１演算部３４、第２演算部３９、第３演算部４８等の演算部は、ハードウェアとしての演算器によって構成されていてもよい。代替的に、第１演算部３４、第２演算部３９、第３演算部４８等の演算部は、プログラムを制御回路３が実行することにより所定の演算を実行するように構成されたソフトウェア上の演算部であってもよい。更に、モード切換部４１、目標電流切換部３１Ａ等の切換部は、ハードウェアとしてのスイッチによって構成されていてもよい。代替的に、モード切換部４１、目標電流切換部３１Ａ等の切換部は、プログラムを制御回路３が実行することにより所定の切り換えを実行するように構成されたソフトウェア上の切換部であってもよい。

【符号の説明】

【0125】

１…電源、２…電力変換装置、３…制御回路、４Ａ…第１電流検出器、４Ｂ…第２電流検出器、５Ａ…第１電圧検出器、５Ｂ…第２電圧検出器、６…ＢＭＵ、７…バッテリ、１１…電源母線、３０…記憶部、３１…目標電流出力部、３１Ａ…目標電流切換部、３２…第２電流取得部、３３…第１加算部、３４…第１演算部、３５…電流制御指令部、３６…充電終止電圧出力部、３７…第２電圧取得部、３８…第２加算部、３９…第２演算部、４０…電圧制御指令部、４１…モード切換部、４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…トリガ生成部、４３…目標電力決定部、４４…第１電流取得部、４５…第１電圧取得部、４６…電力演算部、４７…第３加算部、４８…第３演算部、４９…電力制御指令部、５１…タイマ回路、５２…推定充電量算出部、５３…電圧降下量演算部、９１…電源母線、９２…変換装置、９３…制御回路、９４…電流検出器、９５…電圧検出器、９６・・・ＢＭＵ、９７…バッテリ、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ…充電システム、Ｌ１…第１電線、Ｌ２…第２電線

【要約】

【課題】電力変換装置を用いてより安定的にバッテリの充電を行うことが可能な充電システムを提供する。
【解決手段】充電システム１００は、第１電線Ｌ１および第２電線Ｌ２に接続され、第１電線Ｌ１を介して入力される入力電力を出力電力に変換し、出力電力を、第２電線Ｌ２を介してバッテリ７に供給する電力変換装置２と、第１電線Ｌ１における第１電圧を検出する第１電圧検出器５Ａと、第１電線Ｌ１を流れる第１電流を検出する第１電流検出器４Ａと、第２電線Ｌ２における第２電圧を検出する第２電圧検出器５Ｂと、第２電線Ｌ２を流れる第２電流を検出する第２電流検出器４Ｂと、第１電圧および第１電流と、第２電圧および第２電流のうちの少なくとも一方とに基づいて、電力変換装置２に入力される入力電力を制御する電力制御指令を生成し、電力制御指令を電力変換装置２に出力する制御回路３と、を具備する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】