(57)【要約】【課題】蓄電装置の充電時間を短縮可能な充電制御装置及び充電制御システムを提供すること。【解決手段】ＥＣＵ５０は、充放電可能なバッテリ３０を有し、車外の充電器６０からの電力供給によりバッテリ３０の充電を実施する車両１０に適用される。そして、ＥＣＵ５０は、バッテリ３０への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、充電器６０からの供給電力の電圧を変圧させて、蓄電池に出力させることをコンバータ４０と、コンバータ４０に対して指示する変圧指示部５１と、充電器６０に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する供給電力要求部５２と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な蓄電装置（３０）を有し、車外の外部電源（６０）からの電力供給により前記蓄電装置の充電を実施する車両（１０）に適用される充電制御装置であって、
前記蓄電装置への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、前記外部電源からの供給電力の電圧を変圧させて、前記蓄電装置に出力させることを変圧装置（４０、２００、３００）と、
前記変圧装置に対して指示する変圧指示部（５１）と、
前記外部電源に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する供給電力要求部（５２）と、を備える充電制御装置。
【請求項２】
前記供給電力要求部は、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する場合、前記蓄電装置における充電電力の許容範囲内で、前記外部電源の出力可能電力のうち最大電力を要求する請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記供給電力要求部は、前記蓄電装置の端子電圧が閾値未満である場合には、前記充電電圧の許容範囲よりも高い電圧又は充電電流の許容範囲よりも高い電流を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で要求する一方、前記蓄電装置の端子電圧が閾値以上となった場合には、前記蓄電装置への充電電圧の許容範囲内で、定電圧の供給電力を要求する請求項１又は２に記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記供給電力要求部は、前記充電電圧の許容範囲よりも高い電圧又は前記充電電流の許容範囲よりも高い電流を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で要求する第１期間と、前記蓄電装置への充電電流の許容範囲内で、定電流の供給電力を要求する第２期間と、を切り替え条件に基づいて切り替えるように構成されており、
前記第２期間において、前記変圧装置は、当該供給電力の電圧を変圧しない請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記切り替え条件には、前記変圧装置の温度条件が含まれている請求項４に記載の充電制御装置。
【請求項６】
前記変圧装置は、複数設けられており、
前記変圧指示部は、前記変圧装置の温度条件に基づき、前記変圧装置を選択して変圧を指示する請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項７】
前記車両は、前記蓄電装置からの電力供給により駆動する回転電機（２０）と、前記蓄電装置の放電電圧を変圧して、前記回転電機に供給する機能を有するコンバータ（４０）と、を備え、
前記外部電源からの充電時、前記コンバータは、前記変圧装置として利用可能に構成されている請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項８】
前記車両は、前記蓄電装置からの電力供給により駆動する回転電機（２０）を備え、
前記回転電機は、インバータ（２２）と、モータ（２１）とを有し、
前記インバータは、前記モータの各相に対応する高電位側スイッチング素子（Ｓｊｐ）及び低電位側スイッチング素子（Ｓｊｎ）の直列接続体と、該直列接続体において前記低電位側スイッチング素子の側から前記高電位側スイッチング素子の側へと向かう方向にのみ電流の流れを許容すべく前記スイッチング素子に並列接続されるダイオード（Ｄｊｐ、Ｄｊｎ）と、を備え、
前記直列接続体のうち高電位側スイッチング素子側の一端は、前記蓄電装置の正極端子が接続される正極母線（Ｌ１）に接続され、前記直列接続体のうち低電位側スイッチング素子側の他端は、前記蓄電装置の負極端子が接続される負極母線（Ｌ２）に接続され、
前記モータの各相の固定子巻線（３０１ｊ）の一端は、前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子の接続点にそれぞれ接続され、前記モータの各相の固定子巻線の他端は、中性点（Ｎ）で接続され、
前記固定子巻線、前記スイッチング素子、及び前記ダイオードが少なくとも含まれる変圧回路（３００）が、前記変圧装置として利用可能に構成され、
前記変圧指示部は、該変圧回路が備える前記スイッチング素子の開閉操作を行うことにより、一端が中性点に接続され、他端が負極母線に接続された前記外部電源の電圧を変圧するように指示可能に構成されている請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項９】
前記回転電機は、前記モータの回転軸方向において、前記モータの固定子（３０１）に対して前記モータの回転子（３０２）が相対移動する移動機構を備え、
前記変圧回路により前記外部電源の電圧を変圧させる場合、前記移動機構により前記固定子を前記回転子に対して前記軸方向において相対移動させる移動制御部（５０）を備えた請求項８に記載の充電制御装置。
【請求項１０】
前記車両は、力行機能を有する電動機（２０ａ）と、発電機能を有する発電機（２０ｂ）と、を備え、
前記電動機の回転軸は、前記発電機の回転軸に対して駆動力が伝達されるように前記発電機の回転軸に連結されており、
前記電動機及び前記発電機は、前記蓄電装置が充電される場合に、前記変圧装置（２００）として利用可能に構成され、
前記変圧指示部は、前記外部電源からの供給電力を前記電動機に供給させることにより、前記供給電力を前記電動機の駆動力に一旦変換させた後、当該駆動力を前記発電機の発電電力に変換させ、当該発電電力を充電電力として前記蓄電装置に出力させる請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１１】
前記変圧指示部は、前記蓄電装置の環境状態に基づいて、前記蓄電装置への充電電圧の許容範囲を変更する請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１２】
前記供給電力要求部は、前記蓄電装置の蓄電状態が目標状態となるまで供給電力を要求するように構成されており、
前記目標状態は、前記蓄電装置の環境状態に基づいて、変更される請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１３】
充放電可能な蓄電装置（３０）を有する車両（１０）と、前記車両に対して電力を供給して前記蓄電装置の充電を実施する車外の外部電源（６０）と、前記蓄電装置の充電を制御する充電制御装置（５０）と、を備える充電制御システム（１００）において、
前記車両は、前記外部電源からの供給電力の電圧を変圧して前記蓄電装置への充電電力を生成し、出力する変圧装置（４０、２００、３００）を備え、
前記充電制御装置は、
前記蓄電装置への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、前記外部電源からの供給電力の電圧を変圧させて、前記蓄電装置に出力させることを前記変圧装置に対して指示する変圧指示部（５１）と、
前記外部電源に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する供給電力要求部（５２）と、を備える充電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられた蓄電池の充電制御を行う充電制御装置及び充電制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に備えられた蓄電池を急速充電可能な充電器が知られている（例えば、特許文献１）。このような充電器では、一般的にＣＣ−ＣＶ充電方式やＣＣ充電方式が採用されている。ＣＣ−ＣＶ充電方式では、蓄電池の端子電圧が所定電圧に達するまで定電流モード（ＣＣモード）で充電し、蓄電池の端子電圧が所定電圧に達した以降は、定電圧モード（ＣＶモード）で充電する。これにより、蓄電池の過充電や過電流を防止しつつ、満充電とすることができる。なお、定電流モードは、予め定められた規定電流で充電するモードであり、定電圧モードは、予め定められた規定電圧で充電するモードである。また、ＣＣ充電方式は、定電流モードのみで充電を行う方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＣＣ−ＣＶ充電方式やＣＣ充電方式で充電する場合、充電器の出力可能電力のうち最大電力を供給できない場合がある。例えば、充電器の最大出力電圧が１０００Ｖで、最大出力電流が３５０Ａである場合（すなわち、最大出力電力が３５０ｋＷである場合）であって、蓄電池の端子電圧（最大値）が８００Ｖ程度である場合について説明する。この充電器において、定電流モードで充電する場合、最大出力電流が３５０Ａであるため、規定電流の最大値は３５０Ａである。そして、定電流モードにおいて出力電圧は、蓄電池の端子電圧に依存するため、８００Ｖ以下となる。このため、充電器の最大出力電力を供給することはできなかった。定電圧モードも同様に、供給電圧が制限される。すなわち、ＣＣ−ＣＶ充電方式やＣＣ充電方式では、充電器の性能を十分活用することができないために、充電時間を十分に短縮することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、蓄電装置の充電時間を短縮可能な充電制御装置及び充電制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の手段は、充放電可能な蓄電装置を有し、車外の外部電源からの電力供給により前記蓄電装置の充電を実施する車両に適用される充電制御装置であって、前記蓄電装置への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、前記外部電源からの供給電力の電圧を変圧させて、前記蓄電池に出力させることを変圧装置に対して指示する変圧指示部と、前記外部電源に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する供給電力要求部と、を備える。
【０００７】
供給電力要求部は、外部電源に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する。このため、電圧又は電流を大きくして、供給電力を大きくすることができる。すなわち、充電時間を短くすることができる。その際、変圧装置により蓄電装置への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように供給電力の電圧を変圧するように構成されているため、過剰な充電電圧や充電電流が入力されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】充電制御システムの構成図。
【図２】バッテリ及び充電器の性能を示す図。
【図３】充電制御処理のフローチャート。
【図４】充電時のバッテリのＳＯＣを示すタイムチャート。
【図５】充電時のバッテリの充電電力を示すタイムチャート。
【図６】充電時のバッテリの充電電流を示すタイムチャート。
【図７】第２実施形態の充電制御システムの構成図。
【図８】第２実施形態の充電制御処理のフローチャート。
【図９】第３実施形態におけるＭＧの機械的構成を示す図。
【図１０】第３実施形態におけるＭＧの回路構成を示す図。
【図１１】第３実施形態における降圧手法の概要を示す図。
【図１２】第３実施形態の充電制御処理のフローチャート。
【図１３】別例における昇圧手法の概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、充電制御装置及び充電制御システムを具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。充電制御装置は、蓄電装置から供給される電力によって、回転電機を駆動させることにより走行可能な電気自動車（電動車両）やハイブリッド車両に適用される。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付している。
【００１０】
図１に示すように、充電制御システム１００は、車両１０と、車両１０に対して電力を供給する車外の外部電源としての充電器６０を備える。車両１０は、回転電機としてのＭＧ（Motor Generator）２０と、充放電可能な蓄電装置としてのバッテリ３０と、バッテリ３０に接続されたコンバータ４０と、ＥＣＵ５０と、を備えている。本実施形態において、ＥＣＵ５０及びコンバータ４０により、充電制御装置が構成されている。
【００１１】
ＭＧ２０は、３相交流モータ２１（以下、単にモータ２１）及び電力変換装置としてのインバータ２２を有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型の回転電機として構成されている。ＭＧ２０は、車軸と機械的に連結されており、車軸の回転エネルギ（車両１０の運動エネルギ）による回生発電を行う発電機能を備えている。また、ＭＧ２０は、車軸に回転力を付与する力行機能を備えている。
【００１２】
モータ２１は、インバータ２２を介してバッテリ３０に接続されている。モータ２１が電動機として駆動する場合には、ＥＣＵ５０の指令により、インバータ２２は、バッテリ３０からモータ２１に電力を供給する。その結果、モータ２１が駆動（力行駆動）する。一方、モータ２１が発電機として機能する場合には、ＥＣＵ５０の指令により、インバータ２２は、モータ２１に回生発電させ、発電電力をバッテリ３０へ供給する。
【００１３】
バッテリ３０は、充放電可能な蓄電池であり、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池を用いて構成されている。また、バッテリ３０は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。本実施形態において、図２に示すように、単電池あたりの充電電圧の許容範囲の上限値は、例えば４．２Ｖとされており、バッテリ３０では、例えば、８００Ｖとなる。また、単電池への充電電流の許容範囲の上限値は、ＳＯＣ（蓄電状態）等により変動するが、例えば、５００Ａとされている。このため、バッテリ３０への充電電力の許容範囲の上限値は、４００ｋＷとなる。なお、上限値は、バッテリ３０の状態（劣化状態、温度、湿度、気圧等）により変更される。
【００１４】
また、バッテリ３０には、バッテリーマネージメントユニット（以下、ＢＭＵ３１と示す）が接続されている。ＢＭＵ３１は、バッテリ３０の状態を監視し、その情報を取得する。例えば、ＢＭＵ３１は、バッテリ３０の情報として、バッテリ３０の蓄電状態（ＳＯＣ）や、環境状態（温度、湿度、気圧等）、劣化状態を取得する。そして、ＢＭＵ３１は、取得したバッテリ３０の情報をＥＣＵ５０に出力する。なお、ＥＣＵ５０がＢＭＵ３１の機能を兼ね備えてもよい。
【００１５】
コンバータ４０は、バッテリ３０から供給される電力の電圧をＭＧ２０に適した電圧に変圧して、ＭＧ２０に出力するＤＣ−ＤＣコンバータである。また、コンバータ４０は、ＭＧ２０による発電電力の電圧をバッテリ３０に適した電圧に変圧して、バッテリ３０へ出力する機能も有する。コンバータ４０は、昇圧及び降圧のいずれも可能であり、ＥＣＵ５０の指示に基づき、電力を出力する機器に応じて電圧を変圧する。なお、コンバータ４０は、電圧を変換する際に、電力を消費する（損失が生じる）。損失は、主に発熱となって生じる。コンバータ４０の変換効率は、約８０％〜９５％であり、本実施形態の変換効率は、９０％である。
【００１６】
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。このＥＣＵ５０は、各種情報を取得可能に構成されている。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル操作量を検出するアクセルセンサや、ブレーキペダルのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサなど、各種センサからドライバ操作情報を取得（入力）する。また、ＥＣＵ５０は、ＢＭＵ３１から、バッテリ３０の情報を取得する。また、ＥＣＵ５０は、ＭＧ２０から、ＭＧ２０に関する情報（例えば、モータ２１の回転速度、回転角度など）を取得する。また、ＥＣＵ５０は、車速センサなどの各種センサから、車両１０に関する情報（車両速度など）を取得する。
【００１７】
そして、ＥＣＵ５０は、取得した各種情報に基づき、各種機能を実施する。各種機能は、ＥＣＵ５０が備えるＲＯＭ等に記憶された制御プログラムが実行されることで、実現される。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。例えば、ＥＣＵ５０は、インバータ２２を介してモータ２１の力行駆動及び回生発電を制御する。
【００１８】
そして、この車両１０は、車外の充電器６０からの電力供給により、バッテリ３０を充電可能に構成されている。充電器６０は、電源装置６３を備えており、充電アダプタ６１を車両１０の接続端子に接続することにより、電力を車両１０へ供給可能に構成されている。充電器６０の電源装置６３は、定電圧定電流電源であり、定電圧で電力を出力すること、定電流で電力を出力すること、及び定電圧定電流で電力を出力すること、のいずれも可能に構成されている。本実施形態の充電器６０は、図２に示すように、最大出力電圧が例えば１０００Ｖで、最大出力電流が例えば３５０Ａとされている。すなわち、本実施形態の充電器６０は、出力可能な最大電力が３５０ｋＷとされている。
【００１９】
充電器６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる制御装置６２を備えており、制御装置６２は、電源装置６３からの供給電圧や供給電流を調整可能に構成されている。また、制御装置６２は、車両１０のＥＣＵ５０に対して通信可能に構成されている。
【００２０】
ところで、定電流充電又は定電圧充電を行う場合、一般的には、バッテリ３０への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、充電器６０からの供給電圧及び供給電流を制御する。例えば、本実施形態において充電器６０の最大出力電圧（１０００Ｖ）は、充電電圧の許容範囲の上限値（８００Ｖ）よりも高くなっている。しかしながら、定電流充電又は定電圧充電を行う場合、充電電圧の許容範囲内となるように、供給電圧が制限される。これにより、定電流充電又は定電圧充電を行う場合、充電器６０の最大出力電力（３５０ｋＷ）と比較して、供給電力が制限される。つまり、充電器６０の出力を十分に利用できておらず、充電時間を短縮する余地があった。そこで、充電時間を短縮可能とする（急速充電を行う）ため、以下のような構成にした。
【００２１】
コンバータ４０は、充電アダプタ６１等を介して、充電器６０からの供給電力を入力可能に構成されている。そして、コンバータ４０は、ＥＣＵ５０の指示に従って、供給電力の電圧をバッテリ３０に適した電圧に変圧して生成した電力を、充電電力としてバッテリ３０に出力可能に構成されている。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、変圧指示部５１と、供給電力要求部５２としての機能を備えている。変圧指示部５１は、後述する急速充電を行う場合、バッテリ３０への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、充電器６０からの供給電力の電圧を変圧することをコンバータ４０に対して指示する。バッテリ３０を充電する際、充電電圧は、少なくともバッテリ３０の端子電圧以上である必要がある。このため、本実施形態では、変圧指示部５１は、変圧後の電圧が、バッテリ３０への充電電圧の許容範囲の上限値に一致するように変圧を指示する。その際、変圧指示部５１は、バッテリ３０への充電電圧の許容範囲の上限値を、バッテリ３０の状態（劣化状態、温度、気圧、湿度等）に基づいて、マップ演算等により変更する。なお、変圧後の電圧は、上限値と一致させる必要はなく、バッテリ３０の端子電圧以上であればよい。
【００２３】
供給電力要求部５２は、バッテリ３０の端子電圧が閾値未満である場合には、急速充電を行うことを許可する。そして、供給電力要求部５２は、急速充電を行う場合、充電器６０に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する。また、供給電力要求部５２は、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する場合（つまり、急速充電する場合）、バッテリ３０への充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を要求する。本実施形態において、供給電力要求部５２は、急速充電する場合、バッテリ３０への充電電力の許容範囲内で、充電器６０の出力可能電力のうち最大電力が供給されるように充電器６０に対して要求する。具体的には、供給電力要求部５２は、急速充電を行う場合、充電器６０に対して、１０００Ｖであって、かつ、３５０Ａの供給電力を要求する要求信号を出力する。そして、制御装置６２は、供給電力要求部５２からの要求を取得すると、要求に従って、供給電力を車両１０へ出力するように電源装置６３を制御する。
【００２４】
なお、本実施形態において、充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力が、定電圧で、かつ、定電流で供給されることにより、バッテリ３０を充電することを、急速充電すると示す。また、端子電圧は、電圧センサなどにより測定され、ＥＣＵ５０に入力される。また、閾値は、充電電圧の許容範囲の上限値以下であれば、任意に設定してよい。
【００２５】
一方、供給電力要求部５２は、バッテリ３０の端子電圧が閾値以上となった場合には、充電電圧の許容範囲内で、定電圧の供給電力を要求する。いわゆる定電圧充電（ＣＶ充電）の実施を要求する。具体的には、充電電圧の許容範囲の上限値と一致する電圧を有する供給電力を要求する。なお、上限値は、前述同様、バッテリ３０の状態（劣化状態、温度、気圧、湿度等）に基づいて、変更される。また、定電圧充電が実施される際、バッテリ３０の端子電圧（又はＳＯＣ）に応じて、充電器６０から出力される電流が変化する。具体的には、バッテリ３０の端子電圧（又はＳＯＣ）が高くなるにつれて、充電器６０から出力される電流が少なくなる。なお、定電圧充電が実施される場合、充電器６０から供給される電流は、バッテリ３０への充電電流の許容範囲内となる。
【００２６】
ところで、充電器６０からの供給電力は、バッテリ３０からコンバータ４０に入力される電力（放電電力）や、ＭＧ２０からコンバータ４０に入力される電力（発電電力）と比較して電力が大きく、供給される時間が長い。このため、バッテリ３０とＭＧ２０との間における電圧変換のみを想定してコンバータ４０を設けた場合、コンバータ４０の冷却性能が足りず、発熱により異常が生じる可能性がある。一方で、エネルギ損失を発生させてまで、いつも最大電力で急速充電する必要があるとは限らない。
【００２７】
そこで、供給電力要求部５２は、バッテリ３０の端子電圧が閾値未満である場合、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を要求する第１期間と、充電電流の許容範囲内で、定電流の供給電力を要求する第２期間とを、切り替えるように構成されている。つまり、急速充電を要求する第１期間と、いわゆる定電流充電（ＣＣ充電）を要求する第２期間を切り替え可能に構成されている。
【００２８】
第２期間に切り替えられた場合、例えば、充電電流の許容範囲内で、充電器６０の最大出力電流（３５０Ａ）の電力が継続して供給されることを要求する。本実施形態において、充電器６０の最大出力電流（３５０Ａ）は、充電電流の許容範囲内である。なお、充電器６０の最大出力電流が、充電電流の許容範囲の上限値よりも高い場合、充電電流の許容範囲内となる電流を要求する。
【００２９】
そして、この第２期間では、コンバータ４０に変圧をさせない。このため、第２期間では、コンバータ４０の作動を停止させて、発熱を防止し、冷却することが可能となる。なお、第２期間において充電器６０から出力（供給）される電圧は、バッテリ３０の端子電圧に応じて変化するため、供給電力を変圧しなくても問題は生じない。つまり、第２期間では、許容範囲の上限よりも充電電圧が高くなることはない。
【００３０】
次に、第１期間と第２期間とを切り替える際に判定される切り替え条件に付いて説明する。本実施形態において、切り替え条件には、コンバータ４０の温度条件が含まれる。コンバータ４０の温度は、コンバータ４０の温度を検出する温度センサにより検出され、ＥＣＵ５０に入力される。供給電力要求部５２は、コンバータ４０の温度が、所定の温度以上である場合、第２期間に切り替えるように構成されている。所定の温度は、コンバータ４０に異常や故障などが生じる可能性のある温度よりも低い温度であることが望ましい。
【００３１】
また、本実施形態において、切り替え条件は、急速充電を要求する状況であるか否かを示す情報によっても判断される。定電流充電を要求する状況である旨（つまり、急速充電を要求する状況でない旨）を示す情報が記憶されている場合には、第２期間に切り替えられる。定電流充電を要求する状況である旨を示す情報は、例えば、車両１０に設けられた操作ボタンがドライバにより操作されることにより設定される。また、車両１０に自動運転機能が備えられている場合であって、所定時間以上車両１０を運転させる計画が定められていないと運転計画に基づき判定された場合、定電流充電を要求する状況である旨を示す情報が設定される。
【００３２】
一方、コンバータ４０の温度が、所定の温度未満であって、定電流充電を要求する状況である旨を示す情報が記憶されていない場合、第１期間に切り替えられる。なお、切り替え条件は、任意に変更してもよい。例えば、充電時間や充電量に基づき、第１期間と第２期間とを切り替えてもよい。具体的には、所定時間経過するごとに、第１期間と、第２期間を切り替えるようにしてもよい。所定量の電力が供給されるごとに、第１期間と、第２期間を切り替えるようにしてもよい。
【００３３】
次に、充電制御を行う際、ＥＣＵ５０が実行する充電制御処理について図３に従って説明する。充電制御処理は、充電アダプタ６１等を介して充電器６０と車両１０とが接続されている場合に、所定周期ごとに実行される。
【００３４】
ＥＣＵ５０は、バッテリ３０のＳＯＣが目標ＳＯＣ（目標状態）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。なお、目標ＳＯＣは、バッテリ３０の状態（劣化状態、温度、湿度、気圧等）に基づいて、マップ演算等により特定される。この判定結果が肯定の場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、充電制御処理を終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ１００の判定結果が否定の場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、バッテリ３０の端子電圧が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定結果が肯定の場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、コンバータ４０の温度が、所定の温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定結果が肯定の場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、定電流充電を要求する状況である旨（つまり、急速充電を要求する状況でない旨）を示す情報が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
この判定結果が否定の場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、供給電力要求部５２としてのＥＣＵ５０は、充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で供給されるように、要求する（ステップＳ１０４）。本実施形態のステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、充電器６０の出力可能電力のうち最大電力を充電器６０に対して要求する。図では、最大電力で急速充電と示す。すなわち、第１期間を設定し、急速充電の実施を要求する。これにより、充電器６０の制御装置６２は、電源装置６３に最大電力を供給（出力）させる。
【００３７】
また、変圧指示部５１としてのＥＣＵ５０は、バッテリ３０への充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、充電器６０からの供給電力の電圧を変圧することをコンバータ４０に対して指示する（ステップＳ１０５）。これにより、バッテリ３０には、コンバータ４０により変圧された後の供給電力（すなわち、充電電力）が供給され、充電が実施される。そして、充電制御処理を終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１０２の判定結果が否定の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、又はステップＳ１０３の判定結果が肯定の場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、供給電力要求部５２としてのＥＣＵ５０は、充電電流の許容範囲内で、定電流の供給電力を要求する（ステップＳ１０６）。つまり、第２期間を設定し、定電流充電（ＣＣ充電）の実施を要求する。本実施形態のステップＳ１０６では、充電器６０の最大出力電流を要求する。これにより、充電器６０の制御装置６２は、充電器６０の最大出力電流で電力を供給（出力）させる。そして、充電制御処理を終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ１０１の判定結果が否定の場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、充電電圧の許容範囲内で、定電圧の供給電力を充電器６０に対して要求する（ステップＳ１０７）。つまり、定電圧充電（ＣＶ充電）の実施を要求する。ステップＳ１０７では、充電器６０の最大出力電圧は、充電電圧の許容範囲の上限値よりも高いため、充電電圧の許容範囲の上限値と一致する電圧を有する供給電力を要求する。これにより、充電器６０の制御装置６２は、充電器６０の最大出力電圧で電力を供給（出力）させる。そして、充電制御処理を終了する。
【００４０】
ここで、本実施形態の急速充電が行われた場合におけるバッテリ３０のＳＯＣ、充電電力、充電電流の変化について図４〜図６に基づき説明する。なお、図４〜図６では、本実施形態の急速充電が行われた場合における一例を実線で示し、比較対象として従来例（ＣＣ−ＣＶ充電方式）を破線で示す。また、充電開始時におけるバッテリ３０のＳＯＣが数パーセントであることを前提として図示する。また、図４〜図６では、本実施形態の急速充電が行われる場合、定電流充電の実施はされない（第２期間は設定されない）ものとして説明する。
【００４１】
図５に示すように、本実施形態の急速充電が行われる場合、充電開始からバッテリ３０の端子電圧が閾値に達するまでの間（時点Ｔ１〜Ｔ２）、充電器６０の最大電力が一定して供給される。一方、従来例のＣＣ−ＣＶ充電が行われる場合、充電開始からバッテリ３０の端子電圧が閾値に達するまでの間（時点Ｔ１〜Ｔ３）、定電流充電が行われる。定電流充電では、前述したように、バッテリ３０の端子電圧に応じて供給電力が変化する。その際、充電電圧の許容範囲の上限値未満の電圧が充電器６０から出力されることとなる。
【００４２】
したがって、本実施形態の急速充電が行われる場合、従来例の定電流充電が行われる場合と比較して、大きな供給電力が供給されることとなる。このため、充電開始からバッテリ３０の端子電圧が閾値に達するまでの時間は、本実施形態の急速充電が行われる場合の方が、従来例の定電流充電が行われる場合と比較して、早くなっている。
【００４３】
なお、図６に示すように、急速充電が行われる場合、時点Ｔ１〜Ｔ２では、バッテリ３０の端子電圧に反比例して、充電電流が徐々に低下していく。しかしながら、この間、供給電力は一定であるため、充電電流に反比例して、充電電圧が高くなっていくこととなる。一方、従来例において定電流充電が行われる場合（時点Ｔ１〜Ｔ３）、充電電流は、一定となっている。
【００４４】
そして、バッテリ３０の電圧が閾値に達した場合（本実施形態では時点Ｔ２、従来例では時点Ｔ３）、本実施形態及び従来例の共に、定電圧充電が実施される。バッテリ３０に流れる電流量は、バッテリ３０の端子電圧に応じて減少する。このため、充電電力も、バッテリ３０の端子電圧に応じて減少していく。
【００４５】
そして、バッテリ３０のＳＯＣが目標ＳＯＣとなった場合（図４〜６において目標ＳＯＣを８０％としている）、充電が終了する。本実施形態では、時点Ｔ４で終了し、従来例では時点Ｔ５で終了する。このため、図４に示すように、本実施形態の急速充電を実施した方が、従来例（ＣＣ−ＣＶ充電）と比較して、充電時間が短くなる。
【００４６】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００４７】
ＥＣＵ５０は、急速充電を実施する場合、充電器６０に対して、定電圧で、かつ、定電流の供給電力を要求する。その際、ＥＣＵ５０は、充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を要求する。具体的には、ＥＣＵ５０は、充電器６０の出力可能電力のうち最大電力を供給させることを要求する。充電電力の許容範囲内であれば、電圧又は電流の制限を受けないため、本実施形態の構成とすることにより、電圧又は電流を大きくして、供給電力を大きくすることができる。すなわち、最大電力を供給させて、充電時間を最大限短くすることができる。そして、急速充電を実施する場合、コンバータ４０により充電電圧及び充電電流がそれぞれの許容範囲内となるように、供給電力の電圧を変圧するため、過剰な充電電圧や充電電流が入力されることを防止できる。
【００４８】
バッテリ３０の端子電圧が閾値未満である場合、閾値以上である場合と比較して、多くの電流を入力可能である。そこで、ＥＣＵ５０は、端子電圧が閾値未満である場合には、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を要求することとした。このため、許容範囲で電力が供給される場合と比較して、充電時間の短縮を図ることができる。一方、バッテリ３０の端子電圧が閾値以上となった場合には、充電電圧の許容範囲内で、定電圧の供給電力を要求する。つまり、定電圧充電に移行する。これにより、過電流や過充電を防止しつつ、適切に目標ＳＯＣまで充電することができる。
【００４９】
ＥＣＵ５０は、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で要求する第１期間と、充電電流の許容範囲内で、定電流の供給電力を要求する第２期間とを切り替え可能に構成されている。そして、第２期間においては、コンバータ４０は、充電器６０からの電圧を変圧しない。また、本実施形態において、切り替え条件には、コンバータ４０の温度条件が含まれており、コンバータ４０の温度が所定の温度以上である場合には、第２期間に切り替えられる。
【００５０】
このため、コンバータ４０の温度に基づく異常や故障が生じる可能性が高くなる場合には、急速充電を中断し、コンバータ４０を冷却することができ、コンバータ４０の冷却性能を小さくすることができる。また、急速充電を要しない状況である旨（定電流充電を要する状況である旨）の情報が記憶されている場合、第２期間に切り替えられる。これにより、必要に応じて急速充電を可能とするとともに、急速充電を要しない場合には、変圧に基づくエネルギ損失を小さくすることができる。
【００５１】
車両１０は、バッテリ３０からの電力供給により駆動するＭＧ２０と、バッテリ３０の放電電圧を変圧して、ＭＧ２０に供給する機能を有するコンバータ４０と、を備える。そして、ＥＣＵ５０は、車両１０が充電器６０と接続されている場合、コンバータ４０を変圧装置として利用する。このため、ＭＧ２０のために利用されるコンバータ４０とは別に、充電器６０から供給される電圧を変圧するための変圧装置を設ける必要がなくなる。
【００５２】
気圧や温度、湿度などの環境状態により、部分放電が生じる電圧が異なる。そこで、ＥＣＵ５０は、バッテリ３０の環境状態（温度、湿度、気圧）に基づいて、バッテリ３０の許容電圧の上限値を変更することとした。これにより、部分放電を抑制し、絶縁性能を損なうことなく、充電することができる。
【００５３】
また、バッテリ３０を充電する場合における目標ＳＯＣ（目標状態）は、バッテリ３０の環境状態に基づいて、ＥＣＵ５０により変更されるようにした。これにより、目標ＳＯＣに達した場合におけるバッテリ３０の放電電圧を変更することができ、部分放電を抑制することができる。したがって、絶縁性能を損なうことなく、充電することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図に基づいて説明する。第２実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、以下の構成を加えている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、各実施形態において既に説明した構成については、第２実施形態において説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、第２実施形態の車両１０は、第１実施形態のＭＧ２０の代わりに、力行機能を備えた電動機としてのモータ２０ａと、発電機能を備えた発電機としてのジェネレータ２０ｂを別個に備える。
【００５６】
モータ２０ａは、車軸と機械的に連結可能に構成されており、ＥＣＵ５０の指令により、車軸に回転力を付与する力行機能を備えている。モータ２０ａは、バッテリ３０からコンバータ４０を介して力行機能を実施するための電力が供給される。モータ２０ａの回転軸は、車軸と連結するか否かを選択可能に構成されている。なお、第２実施形態では、コンバータ４０を設けたが、設けなくてもよい。すなわち、バッテリ３０の端子電圧が変圧されることなく、モータ２０ａに入力可能に構成されていてもよい。
【００５７】
ジェネレータ２０ｂは、車軸と機械的に連結可能に構成されており、ＥＣＵ５０の指令により、車軸の回転エネルギ（車両１０の運動エネルギ）による回生発電を行う発電機能を備えている。ジェネレータ２０ｂは、発電電力をバッテリ３０に供給する。すなわち、ジェネレータ２０ｂは、バッテリ３０の充電電圧及び充電電流の許容範囲内で発電電力を出力する。また、ジェネレータ２０ｂの回転軸は、モータ２０ａの回転軸に対して機械的に連結可能に構成されている。
【００５８】
なお、ジェネレータ２０ｂは、コンバータ４０を介さずにバッテリ３０と接続されているが、コンバータ４０を介してバッテリ３０と接続されていてもよい。すなわち、発電電力の電圧が変圧されて、バッテリ３０に供給されてもよい。また、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂは共に電力変換器としてのインバータ２２をそれぞれ備えている。なお、図７においてインバータ２２は図示しない。
【００５９】
そして、ＥＣＵ５０は、急速充電が行われる場合、コンバータ４０の代わりに、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂを変圧装置２００として利用して、供給電力の変圧を実施するように構成されている。第２実施形態の充電制御処理について図８に基づいて詳しく説明する。
【００６０】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４において、充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で供給されるように、要求した場合、ステップＳ２０１に移行する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０１において、充電電力をモータ２０ａに供給し、モータ２０ａを駆動させる。すなわち、供給電力をモータ２０ａの駆動力に一旦変換させ、モータ２０ａの回転軸を回転させる。それと共に、モータ２０ａの駆動力をジェネレータ２０ｂにより発電電力に変換させる。すなわち、モータ２０ａの回転軸を回転させることにより、当該モータ２０ａの回転軸に連動してジェネレータ２０ｂの回転軸を回転させ、ジェネレータ２０ｂにモータ２０ａの駆動力を伝達させる。そして、ジェネレータ２０ｂは、当該駆動力を利用して、発電し、発電電力をバッテリ３０に出力する。これにより、バッテリ３０には、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂにより変圧された後の供給電力（すなわち、充電電力）が供給され、充電が実施される。そして、充電制御処理を終了する。
【００６１】
上記、第２実施形態によれば、以下の優れた効果を有する。
【００６２】
充電器６０からの供給電力をモータ２０ａの駆動力に一旦変換した後、当該駆動力に基づきジェネレータ２０ｂに発電させ、発電電力を充電電力としてバッテリ３０に出力させた。これにより、バッテリ３０に適切な電圧に変換することができる。このため、力行機能を有するモータ２０ａと、発電機能を有するジェネレータ２０ｂと、を備えた車両１０である場合、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂからなる変圧装置２００とは別に、変圧装置を設ける必要がなくなる。
【００６３】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図に基づいて説明する。第３実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、以下の構成を加えている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、各実施形態において既に説明した構成については、第３実施形態において説明を省略する。
【００６４】
図９，１０に基づき、ＭＧ２０の回路構成について説明する。図９に示すように、モータ２１は、固定子３０１と、固定子３０１に対して対向配置された回転子３０２を備える。固定子３０１には、固定子巻線が設けられている。また、回転子３０２には、永久磁石が設けられている。なお、第３実施形態のモータ２１は、コアレスモータであり、固定子巻線を樹脂等の非磁性体により固めている。
【００６５】
図１０には、モータ２１の固定子巻線として３相巻線３０３ｊ（ｊ＝ｕ，ｖ，ｗ）が示されており、３相巻線３０３ｊはＵ相巻線３０３ｕ、Ｖ相巻線３０３ｖ及びＷ相巻線３０３ｗよりなる。３相巻線３０３ｊに、インバータ２２が設けられている。インバータ２２は、相巻線の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、各アームに設けられたスイッチ（半導体スイッチング素子）のオンオフにより、固定子巻線の各相巻線において通電電流が調整される。また、インバータ２２には、バッテリ３０に対して平滑用のコンデンサＣｄが並列に接続されている。
【００６６】
ＥＣＵ５０は、ＭＧ２０の各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、インバータ２２における各スイッチのオンオフにより通電制御を実施する。検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子３０２の回転角度（電気角情報）や、電圧センサにより検出される電源電圧（インバータ入力電圧）、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。ＥＣＵ５０は、インバータ２２の各スイッチを操作する操作信号を生成して出力する。
【００６７】
インバータ２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において高電位側スイッチング素子Ｓｊｐ（ｊ＝ｕ，ｖ，ｗ）と低電位側スイッチング素子Ｓｊｎ（ｊ＝ｕ，ｖ，ｗ）との直列接続体をそれぞれ備えている。各相の高電位側スイッチング素子Ｓｊｐの高電位側端子は、バッテリ３０の正極端子が接続される正極母線Ｌ１に接続される。また、各相の低電位側スイッチング素子Ｓｊｎの低電位側端子は、バッテリ３０の負極端子（グランド）が接続される負極母線Ｌ２に接続される。各相の高電位側スイッチング素子Ｓｊｐと低電位側スイッチング素子Ｓｊｎとの間の中間接続点には、それぞれＵ相巻線３０３ｕ、Ｖ相巻線３０３ｖ、Ｗ相巻線３０３ｗの一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点Ｎにて互いに接続されている。ちなみに、本実施形態では、上記スイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎとして、ＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いている。
【００６８】
また、高電位側スイッチング素子Ｓｊｐ，低電位側スイッチング素子Ｓｊｎには、それぞれダイオード（還流ダイオード）Ｄｊｐ，Ｄｊｎ（ｊ＝ｕ，ｖ，ｗ）がそれぞれ並列に接続されている。つまり、ダイオードＤｊｐ，Ｄｊｎは、アノード側が自身に対応するスイッチング素子のソースに接続され、カソード側が自身に対応するスイッチング素子のドレインに接続されている。
【００６９】
そして、ＥＣＵ５０は、急速充電が行われる場合、コンバータ４０の代わりに、インバータ２２及びモータ２１により変圧回路３００を構成し、当該変圧回路３００を変圧装置として利用して、供給電力の変圧（第３実施形態では降圧）を実施する。以下、詳しく説明する。
【００７０】
まず、図１１を用いて、降圧手法について説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、インバータ２２及びモータ２１の構成を示す図である。この手法では、インバータ２２が備える高電位側スイッチング素子Ｓｊｐと、ダイオードＤｊｐ，Ｄｊｎと、モータ２１が備える３相巻線３０３ｊと、を変圧回路３００（本実施形態では降圧回路）として用いる。この変圧回路３００によって充電器６０の電圧を降圧させる。詳しくは、Ｗ相に対応するスイッチング素子Ｓｗｐ等を変圧回路３００として用いた場合について説明すると、まず、図１１に示すように、充電器６０の正極側を固定子巻線３０１ｊの中性点Ｎに接続し、かつ、充電器６０の負極側を負極母線Ｌ２に接続する。
【００７１】
そして、高電位側のスイッチング素子Ｓｗｐをオンすることで、図１１（ａ）に示すように、充電器６０、Ｗ相の固定子巻線３０１ｗ及びバッテリ３０からなる閉回路が構成され、充電器６０に対してＷ相の固定子巻線３０１ｗが直列接続される。これにより、充電器６０からＷ相の固定子巻線３０１ｗに電流が供給され、固定子巻線３０１ｗにエネルギ（磁気エネルギ）が蓄えられる。
【００７２】
その後、図１１（ｂ）に示すように、充電器６０からの電力を停止し（オフし）、スイッチング素子Ｓｗｐをオフ状態とすると、Ｗ相の固定子巻線３０１ｗは、電流を保とうとして起電力を発生させ、ダイオードＤｖｎ，Ｄｕｎ，Ｄｗｐ等を介して電流が流れる。これにより、電流がバッテリ３０に出力される。この場合において、スイッチング素子Ｓｗｐのオンオフ比（デューティ比）を適切に設定することにより、充電器６０の電圧が適切に降圧され、バッテリ３０に印加される。
【００７３】
次に、第３実施形態の充電制御処理について図１２に基づいて詳しく説明する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４において、充電電力の許容範囲内であって、かつ、充電電圧の許容範囲よりも高い電圧を有する供給電力を、定電圧、かつ、定電流で供給されるように、要求した場合、ステップＳ３０１に移行する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１において、高電位側スイッチング素子Ｓｊｐの開閉操作を行うことにより、充電器６０から供給された供給電力を降圧する。その際、供給電力の電圧及び電流が、それぞれバッテリ３０における充電電圧及び充電電流の許容範囲内となるように、降圧する。これにより、バッテリ３０には、変圧された後の供給電力（すなわち、充電電力）が供給され、充電が実施される。そして、充電制御処理を終了する。
【００７４】
ところで、固定子巻線に電流を流す場合、磁力が発生し、回転子３０２が駆動してしまう場合がある。回転子３０２が駆動すると、磁気エネルギが消費され、変換効率が悪くなる。そこで、本実施形態のモータ２１は、以下のように構成し、エネルギ消費を低減した。
【００７５】
図８（ｂ）に示すように、回転子３０２は、固定子３０１に対して回転軸の軸方向Ｙ１において移動可能に構成されている。そして、回転子３０２を固定子３０１に対して移動させるための移動機構を備えている。この移動機構は、回転子３０２の軸方向端部３０２ａを押圧し、回転子３０２を押し出す押圧部を備えている。回転子３０２の移動量は、任意に変更してもよい。
【００７６】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１を実施する前において、移動機構により、回転子３０２を固定子３０１に対して軸方向に相対移動させる。これにより、固定子巻線から磁力が発生しても、永久磁石に対して反発しにくくなり、回転子３０２が回転することが抑制される。
【００７７】
なお、第３実施形態において、コンバータ４０が設けられていなくてもよい。コンバータ４０を設けない場合、バッテリ３０は、ＭＧ２０に対して適切な電圧及び電流を出力する必要がある。同様に、ＭＧ２０は、バッテリ３０に対して適切な電圧及び電流の発電電力を出力する必要がある。
【００７８】
また、第３実施形態において、例えば、誘導モータのように、永久磁石３０４を利用しない無磁石式モータを利用してもよい。無磁石式モータの場合、永久磁石３０４の磁力がないため、固定子３０１に対して回転子３０２を相対移動させやすい。
【００７９】
上記、第３実施形態によれば、以下の優れた効果を有する。
【００８０】
ＭＧ２０が備える固定子巻線、スイッチング素子Ｓｊｐ，Ｓｊｎ、及びダイオードＤｊｐ、Ｄｊｎを利用して構成された変圧回路３００を、コンバータ４０の代わりに、変圧装置として利用することができる。このため、充電器６０からの供給電圧を変圧するだけのために、変圧装置を設ける必要がなくなる。また、ＭＧ２０の冷却機能を利用可能であるため、変圧装置用の冷却装置を設ける必要もなくなる。
【００８１】
固定子巻線に電流を流すことにより、回転子３０２が回転してエネルギ損失が発生する可能性がある。そこで、ＭＧ２０は、モータ２１の回転軸方向において、モータ２１の固定子３０１に対してモータ２１の回転子３０２が相対移動する移動機構を備えた。また、ＥＣＵ５０は、充電器６０からの供給電圧を変圧させる場合、移動機構により回転子３０２を固定子３０１に対して軸方向において相対移動させる移動制御部としての機能を備えた。これにより、変圧時に回転子３０２が回転してエネルギ損失が発生することを抑制できる。すなわち、変換効率を向上させることができる。
【００８２】
モータ２１は、コアレスモータである。このため、回転子３０２を固定子３０１に対して相対移動させる場合、固定子３０１のコア（鉄心）に永久磁石が吸い寄せられて、移動させにくくなるという事態を防止できる。すなわち、コアを有するモータと比較して、回転子３０２を固定子３０１に対して相対移動させやすくなっている。
【００８３】
（他の実施形態）
上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００８４】
・上記実施形態において、充電器６０からの供給電力がバッテリ３０への充電電力の許容範囲内であるならば、充電器６０から供給される電流は、バッテリ３０への充電電流の許容範囲よりも高くてもよい。この場合、供給電力の電圧を昇圧することにより、許容範囲となるように、電流を低くすればよい。なお、第１実施形態では、コンバータ４０を利用して、供給電力の電圧を昇圧すればよく、第２実施形態では、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂからなる変圧装置２００を利用して、供給電力の電圧を昇圧すればよい。
【００８５】
次に、第３実施形態における昇圧手法について説明する。第３実施形態における昇圧手法では、インバータ２２が備える低電位側スイッチング素子Ｓｊｎ及び高電位側のダイオードＤｊｐと、モータ２１が備える固定子巻線３０１ｊとを昇圧回路として用いる。この昇圧回路によって充電器６０の電圧を昇圧させる。詳しくは、Ｗ相に対応するスイッチング素子Ｓｗｎ等を昇圧回路として用いた場合について説明すると、まず、充電器６０の正極側を３相巻線３０３ｊの中性点Ｎを接続し、かつ、充電器６０の負極側を負極母線Ｌ２に接続する。
【００８６】
そして、低電位側のスイッチング素子Ｓｗｎをオンすることで、充電器６０、Ｗ相巻線３０３ｗ及びスイッチング素子Ｓｗｎを含む閉ループ回路が形成される。これにより、図１３（ａ）に示すように、充電器６０からＷ相巻線３０３ｗに電流が供給され、Ｗ相巻線３０３ｗに磁気エネルギが蓄えられる。
【００８７】
その後、図１３（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓｗｎをオフ状態とすると、Ｗ相の固定子巻線３０１ｗに蓄えられた磁気エネルギが、高電位側のダイオードＤｗｐを介してバッテリ３０に出力される。これにより、昇圧された充電器６０の電圧がバッテリ３０に印加される。
【００８８】
・上記実施形態において、変圧装置を、複数設けてもよい。例えば、コンバータ４０を複数設けてもよい。また、第１実施形態と、第２実施形態を組み合わせて、コンバータ４０と、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂからなる変圧装置２００と、を備えてもよい。また、第１実施形態と、第３実施形態を組み合わせて、コンバータ４０と、インバータ２２及びモータ２１からなる変圧回路３００と、を備えてもよい。第１実施形態〜第３実施形態を組み合わせて、コンバータ４０と、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂからなる変圧装置２００と、インバータ２２及びモータ２１からなる変圧回路３００と、を備えてもよい。第１実施形態〜第３実施形態を組み合わせる場合、モータ２０ａ及びジェネレータ２０ｂのうちいずれか一方を、ＭＧ２０に置き換えればよい。
【００８９】
そして、複数の変圧装置４０，２００，３００を設けた場合、ＥＣＵ５０は、変圧装置４０，２００，３００の温度条件に基づき、変圧装置４０，２００，３００を選択して変圧を指示するようにしてもよい。すなわち、ＥＣＵ５０は、複数の変圧装置４０，２００，３００のうち所定の温度未満の変圧装置４０，２００，３００を選択して、変圧を実施させるようにしてもよい。これにより、故障や異常が生じることを抑制しつつ、変圧を実施することができる。なお、温度条件に限らず、充電時間や充電量に応じて変圧させる変圧装置４０，２００，３００を変更してもよい。
【００９０】
・上記実施形態において、充電制御に係るＥＣＵ５０の機能の一部又は全部を、制御装置６２に設けてもよい。この場合、車両１０は、充電制御に係る各種情報（バッテリ３０の状態、許容範囲の上限値等）を制御装置６２に出力する必要がある。
【００９１】
・上記実施形態では、バッテリ３０への充電電力の許容範囲内で、充電器６０からの供給電力を設定している。ところで、上述したように、変圧装置４０，２００，３００で変圧を行う場合の変換効率は、８０〜９５％程度である。そこで、変換効率を考慮して、バッテリ３０への充電電力の許容範囲を設定してもよい。すなわち、変圧に基づくエネルギ損失を考慮して、バッテリ３０への充電電力の許容範囲の上限値を、エネルギ損失がない場合と比較して、１割〜２割程度大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０…車両、３０…バッテリ、４０…コンバータ、５０…ＥＣＵ、５１…変圧指示部、５２…供給電力要求部、６０…充電器、２００…変圧装置、３００…変圧回路。
【図１】
2020010517.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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