特表 2025-524172 バッテリ自己加熱装置およびバッテリ自己加熱装置を備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-07-25

(54)【発明の名称】バッテリ自己加熱装置およびバッテリ自己加熱装置を備えた車両

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/27 20190101AFI20250717BHJP

【ＦＩ】

B60L58/27

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2025504622

(86)(22)【出願日】2023-05-31

(85)【翻訳文提出日】2025-01-27

(86)【国際出願番号】 CN2023097495

(87)【国際公開番号】W WO2024037112

(87)【国際公開日】2024-02-22

(31)【優先権主張番号】202222189333.6

(32)【優先日】2022-08-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510177809

【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＹＤ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ３００９， ＢＹＤ Ｒｏａｄ， Ｐｉｎｇｓｈａｎ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１１８， Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(74)【代理人】

【識別番号】100210099

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 太介

(72)【発明者】

【氏名】フェンチャン ユー

(72)【発明者】

【氏名】シンチュン チャン

(72)【発明者】

【氏名】ハイピン スン

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC23

5H125AC24

5H125FF03

(57)【要約】

バッテリ自己加熱装置が設けられた、車両。バッテリ自己加熱装置は、蓄電装置と、インダクタと、制御ユニットと、コンデンサとを含む。蓄電装置は、直列に配置された、第１の蓄電装置および第２の蓄電装置を含む。インダクタの一端は、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に接続される。制御ユニットは、少なくとも１つの相のブリッジアームを含む。インダクタの他端は少なくとも１つの相のブリッジアームの中点に接続される。少なくとも１つの相のブリッジアームの両端は、蓄電装置の正極と負極とそれぞれに接続される。コンデンサの両端は、蓄電装置の正極と負極とにそれぞれ接続される。コンデンサは、直列に接続された、第１のＸコンデンサおよび第２のＸコンデンサを含む。インダクタの一端は、第１のＸコンデンサと第２のＸコンデンサとの間に接続される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に配置された第１の蓄電装置（１１０）および第２の蓄電装置（１２０）を含む、蓄電装置（１００）と、
一端が、直列に配置された前記第１の蓄電装置（１１０）と前記第２の蓄電装置（１２０）との間に接続された、インダクタ（２１０）と、
少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）を含み、前記インダクタ（２１０）の他端が前記少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）の中点に接続され、前記少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）の両端が前記蓄電装置（１００）の正極と負極とにそれぞれ接続された、制御ユニット（３００）と、
両端が前記蓄電装置（１００）の前記正極と前記負極とにそれぞれ接続され、直列に接続された第１のＸコンデンサ（４１０）および第２のＸコンデンサ（４２０）を含み、前記インダクタ（２１０）の前記一端が前記第１のＸコンデンサ（４１０）と前記第２のＸコンデンサ（４２０）との間に接続された、コンデンサ（４００）と
を含む、バッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項2】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、Ｘ１コンデンサであり、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、Ｘ２コンデンサである、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項3】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）が第１の接触器（４３０）を介して前記インダクタ（２１０）の前記一端に接続された、第１の接触器（４３０）
をさらに含む、請求項１または２に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項4】

前記インダクタ（２１０）は、モータ（２００）の少なくとも１つの相巻線である、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項5】

前記インダクタ（２１０）は、前記モータ（２００）の３つの相巻線であり、前記制御ユニット（３００）は、モータコントローラであり、前記モータコントローラは、３つの相ブリッジアーム（３２０）を含み、前記３つの相巻線の一端は、直列に接続された第１の蓄電装置（１１０）と前記第２の蓄電装置（１２０）との間に、Ｎ線（１２３）を介して接合後に接続され、前記３つの相巻線の他端は、前記３つの相ブリッジアーム（３２０）の中点にそれぞれ接続された、請求項４に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項6】

前記３つの相ブリッジアーム（３２０）は、
３つの上側ブリッジアーム（３２１）が、接合後、自己加熱安全装置（５００）を介して前記蓄電装置（１００）の前記正極に接続される、上側ブリッジアーム（３２１）と、
下側ブリッジアーム（３２２）と
を各々含む、請求項５に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項7】

前記自己加熱安全装置（５００）は、ヒューズワイヤである、請求項６に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項8】

前記３つの相ブリッジアーム（３２０）および前記３つの相巻線が導電性構造体（６０１）を介して接続された、前記導電性構造体（６０１）上にスリーブ付けされ、前記制御ユニット（３００）に接続された、ホール（６００）
をさらに含む、請求項５から７のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項9】

前記モータコントローラは、
前記３つの相ブリッジアーム（３２０）に接続され、前記３つの上側ブリッジアーム（３２１）を同時にオフになるよう制御し、前記３つの下側ブリッジアーム（３２２）を同時にオフになるよう制御するように構成され、前記３つの下側ブリッジアーム（３２２）の状態が前記３つの上側ブリッジアーム（３２１）の状態とは反対である、制御パネル（３０１）
をさらに含む、請求項６から８のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項10】

前記第１の蓄電装置（１１０）は、直列に接続された第１のバッテリ（１１１）および第１の抵抗器（１１２）を含み、前記第２の蓄電装置（１２０）は、直列に接続された第２のバッテリ（１２１）および第２の抵抗器（１２２）を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項11】

前記インダクタ（２１０）の前記一端と前記蓄電装置（１００）とに接続され、前記インダクタ（２１０）の前記一端と前記蓄電装置（１００）との間の接続および切断を制御するように構成された、第２の接触器（７００）
をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項12】

前記蓄電装置（１００）は、バッテリパックである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項13】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、２．５ｋＶ～４ｋＶの高電圧に耐えることができ、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、２．５ｋＶ以下の高電圧に耐えることができる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項14】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、Ｘ１コンデンサであり、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、Ｘ２コンデンサである、請求項１３に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）を含む、車両（１０００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０２２年８月１８日に出願された「ＢＡＴＴＥＲＹ ＳＥＬＦ－ＨＥＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＶＥＨＩＣＬＥ ＷＩＴＨ ＳＡＭＥ」と題する中国特許出願第２０２２２２１８９３３３．６号の優先権および利益を主張する。

【0002】

分野
本開示は、車両技術の分野に関し、特に、バッテリ自己加熱装置およびバッテリ自己加熱装置を備えた車両に関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術の電動車両では、低温環境下で走行するとき、蓄電装置の充放電性能が著しく低下し、充放電効率が低い。その結果、車両の航続距離が大幅に短くなり、蓄電装置の耐用寿命が影響を受け、ユーザエクスペリエンスが低下する。一般に、既存のバッテリ加熱装置は、車両が停止しているときにのみバッテリを加熱することができ、たとえば、正温度係数（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ＰＴＣ））サーミスタを使用することによってバッテリを加熱することができる。これが、車両の走行中にバッテリを加熱する問題の解決を困難にする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、関連技術に存在する技術的問題のうちの少なくとも１つを解決することを目的とする。したがって、本開示の目的は、バッテリ自己加熱装置を提供することである。バッテリ自己加熱装置が車両に適用された場合、蓄電装置は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で自己加熱を実現して、車両の航続距離を確保し、蓄電装置の耐用寿命を延ばすことができる。

【0005】

本開示によれば、前述のバッテリ自己加熱装置を備えた車両がさらに提供される。

【0006】

前述の目的を達成するために、本開示の第１の態様の実施形態によれば、直列に配置された第１の蓄電装置および第２の蓄電装置を含む蓄電装置と、一端が直列に配置された第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に接続されたインダクタと、少なくとも１つの相ブリッジアームを含み、インダクタの他端が少なくとも１つの相ブリッジアームの中点に接続され、少なくとも１つの相ブリッジアームの両端が蓄電装置の正極と負極とにそれぞれ接続された、制御ユニットと、両端が蓄電装置の正極と負極とにそれぞれ接続され、直列に接続された第１のＸコンデンサおよび第２のＸコンデンサを含み、インダクタの一端が第１のＸコンデンサと第２のＸコンデンサとの間に接続された、コンデンサと、を含む、バッテリ自己加熱装置が提供される。

【0007】

本開示の実施形態によれば、バッテリ自己加熱装置が車両に適用された場合、蓄電装置は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で自己加熱を実現して、車両の航続距離を確保し、蓄電装置の耐用寿命を延ばすことができる。

【0008】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１のＸコンデンサは、Ｘ１コンデンサであり、第２のＸコンデンサは、Ｘ２コンデンサである。

【0009】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１のＸコンデンサは、第１の接触器を介してインダクタの一端に接続される。

【0010】

本開示のいくつかの実施形態によれば、インダクタは、モータの少なくとも１つの相巻線である。

【0011】

本開示のいくつかの実施形態によれば、インダクタは、モータの３つの相巻線であり、制御ユニットは、モータコントローラであり、モータコントローラは、３つの相ブリッジアームを含む。３つの相巻線の一端は、直列に接続された第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に、Ｎ線を介して接合後に接続され、３つ相巻線の他端は、３つの相ブリッジアームの中点にそれぞれ接続される。

【0012】

本開示のいくつかの実施形態によれば、３つの相ブリッジアームは、それぞれ上側ブリッジアームおよび下側ブリッジアームを含み、３つの上側ブリッジアームは、接合後に、自己加熱安全装置を介して蓄電装置の正極に接続される。

【0013】

本開示のいくつかの実施形態によれば、自己加熱安全装置は、ヒューズワイヤである。

【0014】

本開示のいくつかの実施形態によれば、バッテリ自己加熱装置は、３つの相ブリッジアームと３つの相巻線とが導電性構造体を介して接続された、導電性構造体上にスリーブ付けされ、制御ユニットに接続された、ホール、をさらに含む。

【0015】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１の蓄電装置は、直列に接続された第１のバッテリおよび第１の抵抗器を含み、第２の蓄電装置は、直列に接続された第２のバッテリおよび第２の抵抗器を含む。

【0016】

本開示のいくつかの実施形態によれば、モータコントローラは、３つの相ブリッジアームに接続され、３つの上側ブリッジアームを同時にオフになるよう制御し、３つの下側ブリッジアームを同時にオフになるよう制御するように構成され、３つの下側ブリッジアームの状態が３つの上側ブリッジアームの状態とは反対である、制御パネル、をさらに含む。

【0017】

本開示のいくつかの実施形態によれば、バッテリ自己加熱装置は、インダクタの一端と蓄電装置とにそれぞれ接続され、インダクタの一端と蓄電装置との間の接続および切断を制御するように構成された、第２の接触器、をさらに含む。

【0018】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１の蓄電装置は、直列に接続された第１のバッテリおよび第１の抵抗器を含み、第２の蓄電装置は、直列に接続された第２のバッテリおよび第２の抵抗器を含む。

【0019】

本開示のいくつかの実施形態によれば、蓄電装置は、バッテリパックである。

【0020】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１のＸコンデンサは、２．５ｋＶ～４ｋＶの高電圧に耐えることができ、第２のＸコンデンサは、２．５ｋＶ以下の高電圧に耐えることができる。

【0021】

本開示のいくつかの実施形態によれば、第１のＸコンデンサは、Ｘ１コンデンサであり、第２のＸコンデンサは、Ｘ２コンデンサである。

【0022】

本開示の第２の態様の実施形態によれば、本開示の第１の態様の実施形態によるバッテリ自己加熱装置を含む、車両が提供される。

【0023】

本開示の第２の態様の実施形態によれば、本開示の第１の態様の実施形態によるバッテリ自己加熱装置が使用され、これにより、蓄電装置は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で自己加熱を実現して、車両の航続距離を確保し、蓄電装置の耐用寿命を延ばすことができる。

【0024】

本開示のさらなる態様および利点は以下の説明で与えられ、それらのいくつかは、以下の説明から明らかになるか、または本開示の実践から知ることができる。

【0025】

本開示の前述のおよび／またはさらなる態様および利点は、以下の添付の図面を参照してなされる実施形態の説明において明らかになり、理解可能になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本開示の実施形態によるバッテリ自己加熱装置の原理図である。

【図2】本開示の実施形態によるバッテリ自己加熱装置の基本波周期の曲線チャートである。

【図3】図１に示す制御ユニットの概略ブロック図である。

【図4】本開示の実施形態による車両の概略ブロック図である。

【符号の説明】

【0027】

１ バッテリ自己加熱装置
１００ 蓄電装置
１１０ 第１の蓄電装置
１１１ 第１のバッテリ
１１２ 第１の抵抗器
１２０ 第２の蓄電装置
１２１ 第２のバッテリ
１２２ 第２の抵抗器
１２３ Ｎ線
２００ モータ
２１０ インダクタ
３００ 制御ユニット
３１０ ブリッジアーム
３２０ ３つの相ブリッジアーム
３２１ 上側ブリッジアーム
３２２ 下側ブリッジアーム
３０１ 制御パネル
４００ コンデンサ
４１０ 第１のＸコンデンサ
４２０ 第２のＸコンデンサ
４３０ 第１の接触器
５００ 自己加熱安全装置
６００ ホール
６０１ 導電性構造体
７００ 第２の接触器
１０００ 車両

【発明を実施するための形態】

【0028】

本開示の実施形態を以下で詳細に説明する。実施形態の例は添付の図面に示されており、すべての添付の図面の同一または類似の参照符号は、同一もしくは類似の構成要素または同一もしくは類似の機能を有する構成要素を指示する。添付の図面を参照して以下で説明する実施形態は例示であり、本開示を説明するためにのみ使用され、本開示に対する限定として解釈されるべきではない。

【0029】

本開示の説明では、「中心」、「長手」、「横断」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「内側」、「外側」、「軸方向」、「径方向」、および「周方向」などの用語によって指示される向きまたは位置関係は、添付の図面に基づいて示される向きまたは位置関係であり、装置または要素が特定の向きを有するか、または特定の向きで構築され、操作されるべきであることを指示または暗示するのではなく、単に本開示を説明し、説明を簡略化するために使用されており、したがって、本開示に対する限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。

【0030】

本開示の説明では、「第１の特徴」または「第２の特徴」は、１つまたは複数の特徴を含む場合がある。

【0031】

本開示の説明では、「複数」は２つ以上を意味し、「いくつかの」は１つまたは複数を意味する。

【0032】

本開示の実施形態によるバッテリ自己加熱装置１を、以下で添付の図面を参照して説明する。

【0033】

図１および図２に示すように、本開示の実施形態によるバッテリ自己加熱装置１は、蓄電装置１００と、インダクタ２１０と、制御ユニット３００と、コンデンサ４００とを含む。

【0034】

蓄電装置１００は、直列に配置された第１の蓄電装置１１０および第２の蓄電装置１２０を含む。インダクタ２１０の一端は、直列に配置された第１の蓄電装置１１０と第２の蓄電装置１２０との間に接続される。制御ユニット３００は、少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０を含む。インダクタ２１０の他端は少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の中点に接続され、少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の両端は蓄電装置１００の正極と負極とにそれぞれ接続される。コンデンサ４００の両端は、蓄電装置１００の正極と負極とにそれぞれ接続される。コンデンサ４００は、直列に接続された第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０を含み、インダクタ２１０の一端は、第１のＸコンデンサ４１０と第２のＸコンデンサ４２０との間に接続される。

【0035】

蓄電装置１００は、バッテリパック、すなわち、電源バッテリであってもよい。

【0036】

各相ブリッジアーム３１０は、直列に接続された２つの電源スイッチを含むことに留意されたい。インダクタ２１０の他端が少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の中点に接続されることとは、インダクタ２１０の他端が少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の中間位置に接続されることではなく、インダクタ２１０の他端が直列に接続された２つの電源スイッチの間に接続されることを意味する。

【0037】

本開示における電源スイッチは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＭＯＳトランジスタ（金属酸化膜半導体）、バイポーラ接合トランジスタであってもよいし、炭化ケイ素などで作られたスイッチであってもよいことに留意されたい。

【0038】

本開示のこの実施形態のバッテリ自己加熱装置１によれば、蓄電装置１００は、直列に配置された第１の蓄電装置１１０および第２の蓄電装置１２０を含み、インダクタ２１０の一端は、直列に配置された第１の蓄電装置１１０と第２の蓄電装置１２０との間に接続される。制御ユニット３００は、少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０を含み、インダクタ２１０の他端は少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の中点に接続され、少なくとも１つの相ブリッジアーム３１０の両端は、蓄電装置１００の正極と負極とそれぞれに接続される。バッテリ自己加熱装置１が車両に適用された場合、蓄電装置１００は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で自己加熱を実現して、車両の航続距離を確保し、蓄電装置１００の耐用寿命を延ばすことができる。

【0039】

たとえば、図２に示すように、基本波周期の正の半周期において、ブリッジアーム３１０の上側電源スイッチがオンになり、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチがオフになると、第１の蓄電装置１１０は放電し、電流はブリッジアーム３１０の上側電源スイッチのＩＧＢＴを通るループを形成し、第１の蓄電装置１１０の電流はブリッジアーム３１０の上側電源スイッチを介してインダクタ２１０を充電する。ブリッジアーム３１０の上側電源スイッチがオフになり、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチがオンになると、インダクタ２１０はフリーホイール電流を供給して第２の蓄電装置１２０を充電して、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチのダイオードを通るループが形成される。

【0040】

基本波周期の負の半周期において、ブリッジアーム３１０の上側電源スイッチがオフになり、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチがオンになると、第２の蓄電装置１２０は放電し、電流はブリッジアーム３１０の下側電源スイッチのＩＧＢＴを通るループを形成し、第２の蓄電装置１２０の電流はブリッジアーム３１０の下側電源スイッチを介してインダクタ２１０を充電する。ブリッジアーム３１０の上側電源スイッチがオンになり、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチがオフになると、インダクタ２１０はフリーホイール電流を供給して第１の蓄電装置１１０を充電して、ブリッジアーム３１０の下側電源スイッチのダイオードを通るループを形成する。

【0041】

したがって、ブリッジアーム３１０の２つの電源スイッチは高いオン／オフ周波数で動作し、第１の蓄電装置１１０および第２の蓄電装置１２０は、電流振動により互いに充放電し、そのため第１の蓄電装置１１０の内部抵抗および第２の蓄電装置１２０の内部抵抗が熱を発生させて、蓄電装置１００の自己加熱を実現する。

【0042】

このようにして、低温環境下において、蓄電装置１００は自己加熱を行うことができ、これにより蓄電装置１００の電力供給効率を向上させることができる。たとえば、車両の走行中に、蓄電装置１００は自己加熱を行うことができるので、蓄電装置１００は、電力が高効率で供給される動作状態を維持する。また、蓄電装置１００が充電されるときに、蓄電装置１００は、充電効率を向上させるために、まず自己加熱を行うことができる。

【0043】

また、蓄電装置１００の電流は、ブリッジアーム３１０およびインダクタ２１０を流れ、次いで蓄電装置１００に還流する。関連技術の正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタを使用することによる蓄電装置の加熱と比較して、本開示の蓄電装置１００の電気エネルギー損失は低い。蓄電装置１００の温度を効果的に上昇させる一方で、蓄電装置１００の電気エネルギーは大きくは失われず、加熱損失は低減され、航続距離が向上する。また、ＰＴＣ加熱部材を追加的に配置する必要がなく、これにより、コスト、体積、部品点数が削減される。

【0044】

また、コンデンサ４００の両端は、蓄電装置１００の正極と負極とにそれぞれ接続される。コンデンサ４００は、直列に接続された第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０を含み、インダクタ２１０の一端は、第１のＸコンデンサ４１０と第２のＸコンデンサ４２０との間に接続される。

【0045】

したがって、蓄電装置１００が車両を駆動するためにブリッジアーム３１０に電力を供給するとき、蓄電装置１００の電流は、まず第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０を通過して蓄電装置１００の出力電流のリップル電流を吸収するので、蓄電装置１００がブリッジアーム３１０に電力を供給するときの電圧が安定し、蓄電装置１００が充電されるとき、蓄電装置１００に入る電流もまた、まずコンデンサ４００を通過する。コンデンサ４００は、蓄電装置１００に入力される充電電流のリップル電流を吸収することができるので、蓄電装置１００の両端の充電電圧の安定性が維持される。

【0046】

また、第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０を配置することにより、バッテリ自己加熱装置１上のインダクタ２１０の一端と蓄電装置１００との間に高周波電流のループを設けることができ、周波数における磁気リングの高周波電流飽和のリスクが可能な限り低減される。第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０は、インダクタ２１０の一端と蓄電装置１００との間のディファレンシャルモード電流を吸収することができるので、蓄電装置１００の正極および負極の高周波ディファレンシャルモード電流成分が低減される。

【0047】

このようにして、本開示のこの実施形態によるバッテリ自己加熱装置１は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で蓄電装置１００の自己加熱を実現して、車両の航続距離を確保し、蓄電装置１００の耐用寿命を延ばすことができる。

【0048】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、第１のＸコンデンサ４１０は、Ｘ１コンデンサであり、第２のＸコンデンサ４２０は、Ｘ２コンデンサである。第１のＸコンデンサ４１０は、２．５ｋＶ～４ｋＶの高電圧に耐えることができ、第２のＸコンデンサ４２０は、２．５ｋＶ以下の高電圧に耐えることができる。

【0049】

第１のＸコンデンサ４１０は、蓄電装置１００が制御ユニット３００のブリッジアーム３１０のＩＧＢＴに電力を供給するときの電圧安定化およびフィルタリング機能を有するコンデンサである。車両の走行中、ＩＧＢＴが電流を変換するときのＩＧＢＴの電力は大きい。したがって、第１のＸコンデンサ４１０の耐高電圧範囲は高くする必要がある。

【0050】

第２のＸコンデンサ４２０は、蓄電装置１００が自己加熱を行うときのインダクタ２１０と蓄電装置１００との間のＮ線上のディファレンシャルモード電流を吸収するように構成されている。図１から、第２のＸコンデンサ４２０は、第１の接触器４３０を介してインダクタ２１０に接続されることが分かる。蓄電装置１００が自己加熱を行うとき、第２のＸコンデンサ４２０は、蓄電装置１００に接続されたインダクタ２１０の端部と導通する。自己加熱用の蓄電装置１００の電力は、車両の走行中に電流が変換されるときのＩＧＢＴの電力よりも小さい。したがって、第２のＸコンデンサ４２０の耐高電圧範囲は、第１のＸコンデンサ４１０の耐高電圧範囲よりも小さくてもよい。

【0051】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、第１のＸコンデンサ４１０は、第１の接触器４３０を介してインダクタ２１０の一端に接続される。

【0052】

言い換えれば、第１のＸコンデンサ４１０は、第１の接触器４３０を介してインダクタ２１０とオン／オフ接続され得る。蓄電装置１００が自己加熱を行う必要がある場合、第１の接触器４３０は閉じられるので、第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０は第１の接触器４３０を介してインダクタ２１０の一端に接続される。蓄電装置１００が自己加熱を行う必要がない場合、第１の接触器４３０は開いており、第１のＸコンデンサ４１０および第２のＸコンデンサ４２０は協働して、蓄電装置１００の充電電圧および放電電圧が確実に安定するようにする。

【0053】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、インダクタ２１０は、モータ２００の少なくとも１つの相巻線である。

【0054】

このようにして、バッテリ自己加熱装置１とモータ２００とがモータ２００の巻線を共用するので、モータ２００の巻線は再利用され、モータ２００の巻線の利用性が向上する。インダクタを別途配置する必要がなく、これにより部品点数および製造コストが削減されて、バッテリ自己加熱装置１およびモータ２００の全体体積の低減が助長される。

【0055】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、インダクタ２１０は、モータ２００の３つの相巻線である。制御ユニット３００は、モータコントローラであり、モータコントローラは、３つの相ブリッジアーム３２０を含む。３つの相巻線の一端は、直列に接続された第１の蓄電装置１１０と第２の蓄電装置１２０との間に、Ｎ線１２３を介して接合後に接続され、３つの相巻線の他端は、３つの相ブリッジアーム３２０の中点にそれぞれ接続される。

【0056】

言い換えれば、モータ２００は三相モータであってもよく、モータ２００は駆動モータまたは発電機であってもよい。３つの相巻線はバッテリ自己加熱装置１に適用され、３つの相巻線はモータコントローラの３つの相ブリッジアーム３２０に１対１対応で接続され、これにより、バッテリ自己加熱装置１によって発生するリップル電流の確率を低減することができ、自己加熱時の蓄電装置１００の電圧安定性をさらに確保することができ、電気エネルギー品質を向上させることができる。

【0057】

さらに、図１に示すように、３つの相ブリッジアーム３２０は、それぞれ上側ブリッジアーム３２１および下側ブリッジアーム３２２を含む。３つの上側ブリッジアーム３２１は、接合後、自己加熱安全装置５００を介して蓄電装置１００の正極に接続される。自己加熱安全装置５００は、ヒューズワイヤであってもよい。自己加熱安全装置５００が配置されることで、自己加熱時の蓄電装置１００の戻り電流の一部が蓄電装置１００の正極の電流と短絡するのを防止することができ、これにより装置の安全性が向上する。

【0058】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、バッテリ自己加熱装置１は、ホール６００をさらに含む。３つの相ブリッジアーム３２０および３つの相巻線は導電性構造体６０１を介して接続され、ホール６００は導電性構造体６０１上にスリーブ付けされ、制御ユニット３００に接続される。導電性構造体６０１は、ワイヤ、銅棒、またはそれらの組合せであってもよい。

【0059】

したがって、ホール６００は導電性構造体６０１上の電流値を検出することができ、３つの相巻線の接合端はＮ線を介して蓄電装置１００に接続される。ホールは代替的にＮ線上に配置されてもよく、その結果、蓄電装置１００が自己加熱を行い、蓄電装置１００がブリッジアーム３１０用の駆動電流を増加させたときに、ホールは、検出結果を制御ユニット３００に送信して、導電性構造体６０１上の電流の値および方向を適時に制御し、Ｎ線上の電流の値および方向を制御することができ、これにより、バッテリ自己加熱装置１内の電流を適時に還流させることによって装置制御の信頼性が向上する。

【0060】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、第１の蓄電装置１１０は、直列に接続された第１のバッテリ１１１および第１の抵抗器１１２を含み、第２の蓄電装置１２０は、直列に接続された第２のバッテリ１２１および第２の抵抗器１２２を含む。

【0061】

言い換えれば、第１の抵抗器１１２は、第１の蓄電装置１１０の内部抵抗であり、第２の抵抗器１２２は、第２の蓄電装置１２０の内部抵抗である。たとえば、第１の抵抗器１１２および第２の抵抗器１２２は、第１のバッテリ１１１と第２のバッテリ１２１との間に位置し、３つの相巻線の接合端は、第１の抵抗器１１２と第２の抵抗器１２２との間に接続される。

【0062】

このようにして、第１のバッテリ１１１および第２のバッテリ１２１が充放電する過程において、第１の抵抗器１１２および第２の抵抗器１２２に振動電流が流れ、第１の抵抗器１１２および第２の抵抗器１２２に熱を発生させる。この場合、蓄電装置１００は、全体として自己加熱を実現する。

【0063】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、バッテリ自己加熱装置１は、直流コネクタおよび磁気リングをさらに含む。

【0064】

直流コネクタの正極は、蓄電装置１００の正極に接続され、直流コネクタの負極は、蓄電装置１００の負極に接続され、直流コネクタ上に磁気リングがスリーブ付けされる。直流コネクタは、蓄電装置１００を充電するために、ワイヤまたは他の導電性構造体を使用することによって外部充電装置に接続されてもよく、たとえば、充電パイルに接続されてもよい。

【0065】

このようにして、磁気リングは、直流コネクタに対する外部電磁干渉を遮断することができるので、直流コネクタの出力電圧がより安定し、それによって蓄電装置１００の充電電圧の安定性が確保され、車両の航続距離がさらに向上する。

【0066】

本出願のいくつかの特定の実施形態では、図３に示すように、モータコントローラは、制御パネル３０１をさらに含む。

【0067】

制御パネルは、３つの相ブリッジアーム３２０に接続され、３つの上側ブリッジアーム３２１を同時にオンまたはオフになるよう制御し、３つの下側ブリッジアーム３２２を同時にオンまたはオフになるよう制御するように構成され、３つの下側ブリッジアーム３２２の状態は、３つの上側ブリッジアーム３２１の状態とは反対である。

【0068】

すなわち、モータコントローラは、制御パネルを使用することによって、３つの上側ブリッジアーム３２１を同期してオンになるよう制御し、３つの下側ブリッジアーム３２２を同時に同期してオフになるよう制御し得る。モータコントローラは、制御パネルを使用することによって、３つの上側ブリッジアーム３２１を同期してオフになるよう制御し、３つの下側ブリッジアーム３２２を同期して導通するよう制御し得る。このようにして、バッテリ自己加熱装置１によって発生するリップル電流の確率を低減することができ、蓄電装置１００の出力電圧および入力電圧の安定性がさらに確保され、蓄電装置１００の温度上昇がより確実となり、電気エネルギー品質を向上させることができる。

【0069】

本開示のいくつかの特定の実施形態では、図１に示すように、バッテリ自己加熱装置１は、第２の接触器７００をさらに含む。

【0070】

第２の接触器７００は、インダクタ２１０の一端と蓄電装置１００とにそれぞれ接続され、インダクタ２１０の一端と蓄電装置１００との接続および切断を制御するように構成される。

【0071】

したがって、蓄電装置１００は、第２の接触器７００のオン／オフによって選択的に加熱され得る。蓄電装置１００の温度が高いかまたは正常である（たとえば、蓄電装置１００の温度が２０℃以上である）場合、第２の接触器７００はオフにされてもよく、バッテリ自己加熱装置１に電流が流れず、蓄電装置１００が自己加熱を行われないので、蓄電装置１００の温度が高くなりすぎることが回避され、蓄電装置１００の電気的安全性を向上させるのに役立つ。

【0072】

蓄電装置１００の温度が低い（たとえば、蓄電装置１００の温度が１０℃未満である）場合、第２の接触器７００が最初に閉じられてもよく、蓄電装置１００とブリッジアーム３１０とインダクタ２１０とは、ループを形成して、蓄電装置１００の自己加熱が実現され得る。蓄電装置１００の温度が上昇した（たとえば、蓄電装置１００の温度が２０℃に到達した）後、第２の接触器７００はオフにされる。このようにして、蓄電装置１００の範囲が保証され、蓄電装置１００の温度が過度に高く加熱されることが防止され、これにより、蓄電装置１００の放電性能が向上し、より高い安全性が得られる。

【0073】

本開示の実施形態による車両１０００を、以下で図４を参照して説明する。車両１０００は、本開示の前述の実施形態によるバッテリ自己加熱装置１を含む。

【0074】

本開示の実施形態の車両１０００によれば、本開示の前述の実施形態によるバッテリ自己加熱装置１を使用することによって、蓄電装置１００は、車両の走行中と車両が駐車状態にあるときの両方で自己加熱を実現して、車両１０００の航続距離を確保し、蓄電装置１００の耐用寿命を延ばすことができる。

【0075】

本開示の実施形態による、バッテリ自己加熱装置１およびバッテリ自己加熱装置を備えた車両１０００の他の構成要素および動作は、当業者には知られており、ここでは詳細を繰り返さない。

【0076】

本明細書の説明において、「特定の実施形態」および「特定の例」という参照用語などの記述は、実施形態または例を参照して説明される特定の特徴、構造、材料、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態または例に含まれることを指示することを意図している。本明細書では、前述の用語の概略的な説明は、必ずしも同じ実施形態または例を対象とするものではない。

【0077】

本開示の実施形態を図示し、説明したが、さまざまな変更、修正、置換、および変形が、本開示の原理および趣旨から逸脱することなく実施形態に対して行われ得ることを当業者は理解するはずであり、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2025-01-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に配置された第１の蓄電装置（１１０）および第２の蓄電装置（１２０）を含む、蓄電装置（１００）と、
一端が、直列に配置された前記第１の蓄電装置（１１０）と前記第２の蓄電装置（１２０）との間に接続された、インダクタ（２１０）と、
少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）を含み、前記インダクタ（２１０）の他端が前記少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）の中点に接続され、前記少なくとも１つの相ブリッジアーム（３１０）の両端が前記蓄電装置（１００）の正極と負極とにそれぞれ接続された、制御ユニット（３００）と、
両端が前記蓄電装置（１００）の前記正極と前記負極とにそれぞれ接続され、直列に接続された第１のＸコンデンサ（４１０）および第２のＸコンデンサ（４２０）を含み、前記インダクタ（２１０）の前記一端が前記第１のＸコンデンサ（４１０）と前記第２のＸコンデンサ（４２０）との間に接続された、コンデンサ（４００）と
を含む、バッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項2】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、Ｘ１コンデンサであり、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、Ｘ２コンデンサである、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項3】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）が第１の接触器（４３０）を介して前記インダクタ（２１０）の前記一端に接続された、第１の接触器（４３０）
をさらに含む、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項4】

前記インダクタ（２１０）は、モータ（２００）の少なくとも１つの相巻線である、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項5】

前記インダクタ（２１０）は、前記モータ（２００）の３つの相巻線であり、前記制御ユニット（３００）は、モータコントローラであり、前記モータコントローラは、３つの相ブリッジアーム（３２０）を含み、前記３つの相巻線の一端は、直列に接続された第１の蓄電装置（１１０）と前記第２の蓄電装置（１２０）との間に、Ｎ線（１２３）を介して接合後に接続され、前記３つの相巻線の他端は、前記３つの相ブリッジアーム（３２０）の中点にそれぞれ接続された、請求項４に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項6】

前記３つの相ブリッジアーム（３２０）は、
３つの上側ブリッジアーム（３２１）が、接合後、自己加熱安全装置（５００）を介して前記蓄電装置（１００）の前記正極に接続される、上側ブリッジアーム（３２１）と、
下側ブリッジアーム（３２２）と
を各々含む、請求項５に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項7】

前記自己加熱安全装置（５００）は、ヒューズワイヤである、請求項６に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項8】

前記３つの相ブリッジアーム（３２０）および前記３つの相巻線が導電性構造体（６０１）を介して接続された、前記導電性構造体（６０１）上にスリーブ付けされ、前記制御ユニット（３００）に接続された、ホール（６００）
をさらに含む、請求項５に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項9】

前記モータコントローラは、
前記３つの相ブリッジアーム（３２０）に接続され、前記３つの上側ブリッジアーム（３２１）を同時にオフになるよう制御し、前記３つの下側ブリッジアーム（３２２）を同時にオフになるよう制御するように構成され、前記３つの下側ブリッジアーム（３２２）の状態が前記３つの上側ブリッジアーム（３２１）の状態とは反対である、制御パネル（３０１）
をさらに含む、請求項６に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項10】

前記第１の蓄電装置（１１０）は、直列に接続された第１のバッテリ（１１１）および第１の抵抗器（１１２）を含み、前記第２の蓄電装置（１２０）は、直列に接続された第２のバッテリ（１２１）および第２の抵抗器（１２２）を含む、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項11】

前記インダクタ（２１０）の前記一端と前記蓄電装置（１００）とに接続され、前記インダクタ（２１０）の前記一端と前記蓄電装置（１００）との間の接続および切断を制御するように構成された、第２の接触器（７００）
をさらに含む、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項12】

前記蓄電装置（１００）は、バッテリパックである、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項13】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、２．５ｋＶ～４ｋＶの高電圧に耐えることができ、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、２．５ｋＶ以下の高電圧に耐えることができる、請求項１に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項14】

前記第１のＸコンデンサ（４１０）は、Ｘ１コンデンサであり、前記第２のＸコンデンサ（４２０）は、Ｘ２コンデンサである、請求項１３に記載のバッテリ自己加熱装置（１）。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリ自己加熱装置（１）を含む、車両（１０００）。

【国際調査報告】