(57)【要約】【課題】バッテリー充電システムおよび方法を提供する。【解決手段】本発明のバッテリー充電システムは、電源からの交流の入力電圧を直流の出力電圧に変換するＰＦＣコンバータ部と、前記ＰＦＣコンバータ部で変換された出力電圧の大きさを変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から充電されるバッテリーと、前記電源からの入力電流、前記入力電圧、前記バッテリーの充電電圧および充電電流に基づいて電力変換効率を計算し、前記計算された電力変換効率に応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートする制御部とを含むことを特徴とする。【選択図】図４
2015119616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの交流の入力電圧を直流の出力電圧に変換するＰＦＣコンバータ部と、
前記ＰＦＣコンバータ部で変換された出力電圧の大きさを変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から充電されるバッテリーと、
前記電源からの入力電流、前記入力電圧、前記バッテリーの充電電圧および充電電流に基づいて電力変換効率を計算し、前記計算された電力変換効率に応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートする制御部とを含んでなる、バッテリー充電システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力電圧に応じて、前記ＰＦＣコンバータ部で変換された出力電圧の上限値および下限値を第２の周期で設定し、前記設定された下限値は前記入力電圧のピーク値より高いことを特徴とする請求項１に記載のバッテリー充電システム。
【請求項３】
前記制御部は、アップデートされた前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が以前の周期における出力電圧と同一である場合、前記入力電圧に応じて設定される前記上限値および下限値の変更有無を判断することを特徴とする請求項２に記載のバッテリー充電システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記上限値および下限値が変更された場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記変更された上限値に設定することを特徴とする請求項３に記載のバッテリー充電システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記上限値および下限値が変更されていない場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定することを特徴とする請求項３に記載のバッテリー充電システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が前記変更された上限値に設定された場合の前記入力電圧および入力電流と前記バッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて電力変換効率を計算することを特徴とする請求項４に記載のバッテリー充電システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記計算した電力変換効率と以前の周期で計算された電力変換効率とを比較し、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートすることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー充電システム。
【請求項８】
電源からの交流の入力電圧および入力電流と、該入力電圧および入力電流に対応するバッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて、予め設定された第１の周期で電力変換効率を計算する段階と、
前記計算された電力変換効率に応じて、前記交流の入力電圧を直流の出力電圧に変換するＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートする段階とを含むことを特徴とする、バッテリー充電方法。
【請求項９】
前記電力変換効率を計算する段階の前に、前記ＰＦＣコンバータ部の入力電圧に応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧の上限値と下限値を第２の周期で設定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１０】
前記設定された上限値と下限値が以前の周期における上限値および下限値から変更されたものであるかを判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１１】
前記設定された上限値と下限値が変更された場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記上限値に設定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１２】
前記設定された上限値と下限値が変更されていない場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１３】
前記電力変換効率を計算する段階は、
前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が前記上限値に設定された場合の前記入力電圧および入力電流と前記バッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて電力変換効率を計算する段階であることを特徴とする請求項９に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１４】
前記計算した電力変換効率と以前の周期で計算された電力変換効率とを比較する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１５】
前記計算した電力変換効率が以前の周期で計算された電力変換効率より大きい場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を変更し、前記変更する出力電圧と前記下限値の相対的大きさに応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧をアップデートする段階であることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１６】
前記アップデートする段階は、前記変更する出力電圧の大きさが前記下限値の大きさより大きい場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記変更されたＰＦＣコンバータ部の出力電圧にアップデートする段階であることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１７】
前記アップデートする段階は、前記変更する出力電圧の大きさが前記下限値の大きさより小さい場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリー充電方法。
【請求項１８】
前記計算した電力変換効率が以前の周期で計算された電力変換効率より小さい場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリー充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用高電圧バッテリーの充電を制御する方法およびバッテリー充電システムに係り、より詳しくは、電力変換効率の最適点でバッテリーを充電することにより燃費を向上させることが可能なバッテリー充電方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにフルブリッジまたはハーフブリッジ型を採用したトポロジーで高効率を保つためにはデューティ（ｄｕｔｙ）を最大限に使用しなければならない。
【０００３】
現在、車両に搭載される緩速充電器のＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）端の出力電圧は一定の値に制御される方式を取っている。ところが、このような方式の場合、バッテリーの充電電圧が低いときに絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ端で最大限にデューティを使用することができなくなり、これにより還流電流による損失が大きくなるという問題点が発生する。かかる問題点は、緩速充電器の効率の相当な部分を占め、全体効率の減少をもたらす上、充電時間を増大させるという問題点をさらに発生させる。
【０００４】
すなわち、緩速充電器のＰＦＣ端の出力電圧を一定の値に制御しているが、緩速充電器のＤＣ−ＤＣ端の出力に連結されるバッテリーはＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）によって電圧が決定され、充電時のバッテリーの電圧はその変動範囲が広い。
【０００５】
よって、ＰＦＣ端の出力電圧を一定の値に維持する場合、効率が減少する。緩速充電器の平均充電効率の低下は、直ちに換算燃費（ＭＰＧｅ：Ｍｉｌｅｓ  ＰｅｒＧａｌｌｏｎ  ｏｆ  ｇａｓｏｌｉｎｅ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）の低下および充電時間の増加をもたらす。
【０００６】
図１は従来のバッテリー充電システムを示す概略図である。バッテリー充電システム１００は、交流入力電源１１０、ＰＦＣコンバータ部１２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１３０、高電圧バッテリー１４０および制御部１５０を含む。制御部１５０は、ＰＦＣコンバータ部１２０に固定電圧指令を下し、ＰＦＣコンバータ部１２０の出力電圧を固定させる。例えば特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−８８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、上述した問題点を解決するために、最適の電力変換効率で充電することが可能なバッテリー充電方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するための、本発明の実施態様に係るバッテリー充電システムは、電源からの交流の入力電圧を直流の出力電圧に変換するＰＦＣコンバータ部と、前記ＰＦＣコンバータ部で変換された出力電圧の大きさを変換するＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部から出力される電流によって充電されるバッテリーと、前記入力電圧および入力電流と前記バッテリーの充電電圧および充電電流に基づいて電力変換効率を計算し、前記計算された電力変換効率に応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートする制御部とを含むことを特徴とする。
【００１０】
前記制御部は、前記入力電圧に応じて、前記ＰＦＣコンバータ部で変換された出力電圧の上限値および下限値を第２の周期で設定し、前記設定された下限値は前記入力電圧のピーク値より高いことを特徴とする。
【００１１】
前記制御部は、アップデートされた前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が以前の周期における出力電圧と同一である場合、前記入力電圧に応じて設定される前記上限値および前記下限値の変更有無を判断することを特徴とする。
【００１２】
前記制御部は、前記上限値および前記下限値が変更された場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記変更された上限値に設定することを特徴とする。
【００１３】
前記制御部は、前記上限値および前記下限値が変更されていない場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定することを特徴とする。
【００１４】
前記制御部は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が前記変更された上限値に設定された場合の前記入力電圧および入力電流と前記バッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて電力変換効率を計算することを特徴とする。
【００１５】
前記制御部は、前記計算した電力変換効率と以前の周期で計算された電力変換効率とを比較して前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を第１の周期でアップデートすることを特徴とする。
【００１６】
本発明の実施態様に係るバッテリー充電方法は、電源からの交流の入力電圧および入力電流と、該入力電圧および入力電流に対応するバッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて、予め設定された第１の周期で電力変換効率を計算する段階と、前記計算された電力変換効率に応じて前記交流の入力電圧を直流の出力電圧に変換するＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記第１の周期でアップデートする段階とを含むことを特徴とする。
【００１７】
前記電力変換効率を計算する段階の前に、前記ＰＦＣコンバータ部の入力電圧に応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧の上限値と下限値を第２の周期で設定する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
前記設定された上限値と下限値が以前の周期における上限値および下限値から変更されたものであるかを判断する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１９】
前記設定された上限値と下限値が変更された場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記上限値に設定する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
前記設定された上限値と下限値が変更されていない場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする。
【００２１】
前記電力変換効率を計算する段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧が前記上限値に設定された場合の前記入力電圧および入力電流と前記バッテリー充電電圧およびバッテリー充電電流を用いて、電力変換効率を計算する段階であることを特徴とする。
【００２２】
前記計算した電力変換効率と以前の周期で計算された電力変換効率とを比較する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２３】
前記計算した電力変換効率が以前の周期で計算された電力変換効率より大きい場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を変更し、前記変更する出力電圧と前記下限値の相対的大きさに応じて前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧をアップデートする段階であることを特徴とする。
【００２４】
前記アップデートする段階は、前記変更する出力電圧の大きさが前記下限値の大きさより大きい場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を前記変更するＰＦＣコンバータ部の出力電圧にアップデートする段階であることを特徴とする。
【００２５】
前記アップデートする段階は、前記変更する出力電圧の大きさが前記下限値の大きさより小さい場合、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする。
【００２６】
前記計算した電力変換効率が以前の周期で計算された電力変換効率より小さい場合、前記アップデートする段階は、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する段階であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のバッテリー充電システムを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施態様に係るバッテリー充電システムを示す概略図である。
【図３】本発明の一実施態様に係るバッテリー充電方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施態様に係るバッテリー充電方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本明細書または出願に開示されている本発明の実施態様に対して、特定の構造的または機能的説明は単に本発明に係る実施態様を説明するために例示されたものに過ぎず、本発明に係る実施態様は、様々な形態で実施でき、本明細書または出願に説明された実施態様に限定されるものではない。
【００２９】
本発明に係る実施態様は、多様な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるものの、特定の実施形態を図面に例示して本明細書に詳細に説明する。しかし、これは本発明の概念による実施様態を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むと理解されるべきである。
【００３０】
本明細書において、「第１」および／または「第２」等の用語は多様な構成要素の説明に使用できるが、これらの構成要素はこのような用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の概念による権利範囲から逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素と命名でき、同様に第２構成要素も第１構成要素とも命名できる。
【００３１】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、或いは「接続されて」いると言及された場合には、該他の構成要素に直接連結または接続されていることも意味するが、それらの間に別の構成要素が介在する場合も含むと理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、或いは「直接接続されて」いると言及された場合には、それらの間に別の構成要素が介在しないと理解されるべきである。構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち「〜間に」と「すぐに〜間に」または「〜に隣り合う」と「〜に直接隣り合う」等も同様に解釈されるべきである。
【００３２】
本明細書で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は説示された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせの存在または付加の可能性を排除しないものと理解されるべきである。
【００３３】
また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含んで、本明細書において使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における当業者であれば一般的に理解されるのと同一の意味を有する。  一般に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上において有する意味と一致する意味であると解釈されるべきであり、本明細書において明白に定義しない限りは、理想的または過度に形式的な意味で解釈されるべきでない。
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施態様を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００３５】
図２は本発明の一実施態様に係るバッテリー充電システムを示す概略図である。バッテリー充電システム２００は、交流入力電源２１０、ＰＦＣコンバータ部２２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０、高電圧バッテリー２４０および制御部２５０を含む。
【００３６】
ＰＦＣコンバータ部２２０は、交流入力電源の交流（ＡＣ）入力電圧を直流電圧に変換して出力し、これと同時に電圧の力率を補償する。すなわち、ＰＦＣコンバータ部２２０は、交流電圧を直流電圧に変換する整流作用をし、入力電流と入力電圧の位相差を減らして力率（ｐｏｗｅｒ  ｆａｃｔｏｒ）を改善する。ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧は制御部２５０の指令に従って決定される。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０は、絶縁型直流−直流コンバータであって、フルブリッジまたはハーフブリッジ構造の形態を持つことができ、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣの大きさを変換する。本発明の一実施態様によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０は高電圧バッテリー２４０側へ充電電流Ｉｏｕｔを流すことにより、高電圧バッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔを高める。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０の出力電圧Ｖｏｕｔの大きさはバッテリー２４０側の開放回路電圧（ｏｐｅｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｖｏｌｔａｇｅ）と同一であり、この開放回路電圧はバッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔと同一である。ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣは同時にＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０の入力電圧である。Ｖｏｕｔはバッテリー２４０の充電状態（ＳＯＣ）を示す充電電圧である。
【００３８】
高電圧バッテリー２４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２３０によって充電され、一例として、２４０Ｖ〜４１３Ｖの充電電圧を持つように充放電される。高電圧バッテリー２４０の充電電圧が一定の値以下であれば充電が必要であり、たとえば、前記例で高電圧バッテリー２４０の充電電圧が４０３Ｖであれば緩衝状態と判断できる。
【００３９】
制御部２５０は、電圧センシングエレメント（図示せず）によって検出された高電圧バッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔおよび充電電流Ｉｏｕｔと、交流入力電源２１０からの入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎの値を受信する。制御部２５０は、受信した入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎとバッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔおよび充電電流Ｉｏｕｔに基づいて電力変換効率ζを計算し、計算した電力変換効率ζに応じてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣを第１の周期Ｔ１でアップデートする。
【００４０】
また、制御部２５０は、ＰＦＣコンバータ部２２０で変換された出力電圧ＶＤＣの上限値と下限値を第２の周期Ｔ２で設定する。設定する上限値は固定値であり、下限値は交流入力電源２１０からの入力電圧Ｖｉｎのピーク値より大きく設定する。制御部２５０は設定された上限値と下限値内で電力変換効率ζを計算する。ここで、第１の周期Ｔ１より第２の周期Ｔ２が長くてもよい。すなわち、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣの上限値と下限値を設定する周期がＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣをアップデートする周期より長くてもよい。
【００４１】
また、制御部２５０は、上限値と下限値が変更された場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣを変更された上限値に設定し、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣが上限値である場合の高電圧バッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔおよび充電電流Ｉｏｕｔと交流入力電源２１０からの入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎの値を受信する。制御部２５０はこれらの値に基づいて電力変換効率ζを下記数１で計算する。
【００４２】
【数１】
2015119616.tif 000003
参考として、ＶｉｎｐｕｔはＶｉｎと同一の値である。
【００４３】
制御部２５０は、計算した電力変換効率ζ［ｋ］と以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］とを比較し、計算した電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］より大きい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣをアップデートする。具体的に、制御部２５０は、変更するＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣ指令を下す前に、変更するＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣ［ｋ＋１］が現在設定されたＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣ［ｋ］の下限値ＶＤＣ［ｋ］＿ｍｉｎより大きいか否かを判断し、変更するＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣ［ｋ＋１］が現在設定されたＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣ［ｋ］の下限値ＶＤＣ［ｋ］＿ｍｉｎより大きい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を変更する（ＶＤＣ［ｋ］⇒ＶＤＣ［ｋ＋１］）。
【００４４】
すなわち、計算した電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］より大きい場合、制御部２５０は、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を変更し、変更する出力電圧ＶＤＣ［ｋ＋１］と下限値ＶＤＣ「ｋ」＿ｍｉｎの相対的大きさに応じてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧をアップデートする。
【００４５】
これに対し、制御部２５０は、変更する出力電圧ＶＤＣ［ｋ＋１］の大きさが下限値ＶＤＣ［ｋ］＿ｍｉｎの大きさより小さい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を以前の周期における出力電圧ＶＤＣ［ｋ］と同一に設定する。
【００４６】
一方、制御部２５０は、計算した電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］より小さい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を以前の周期における出力電圧ＶＤＣ［ｋ］と同一に設定する。
【００４７】
ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧が以前の周期における出力電圧ＶＤＣ［ｋ］と同一に設定された場合、制御部２５０は、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧の上限値と下限値が変更されたか否かをさらに判断する。
【００４８】
制御部２５０は、上限値と下限値が変更された場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣを変更された上限値に設定し、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣが上限値である場合の高電圧バッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔおよび充電電流Ｉｏｕｔと交流入力電源２１０からの入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎの値を受信する。制御部２５０は、これらの値に基づいて電力変換効率ζを計算することができ、さらに計算した電力変換効率を以前の周期の電力変換効率と比較して、比較結果に基づいてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を第１の周期でアップデートする。
【００４９】
制御部２５０は、１）設定された上限値と下限値が変更されていない場合、２）計算した電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］と同一または小さい場合、そして３）ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣが下限値と同一または小さい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣを以前の周期におけるＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧と同一に設定する。この場合、制御部２５０は、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧の上限値と下限値が変更されたか否かをさらに判断する。
【００５０】
すなわち、制御部２５０は、第１の周期で電力変換効率を演算し、これを以前の周期で演算した電力変換効率と比較し、これにより最高の電力変換効率を持つようにＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧をアップデートすることにより、換算燃費を増加させ且つ充電時間を短縮することができる。
【００５１】
図３および図４は本発明の一実施態様に係るバッテリー充電方法を示すフローチャートである。図２〜図４を参照すると、まず、交流入力電圧、交流入力電流、直流出力電圧および直流出力電流をセンシングし、センシングされた値を制御部２５０へ伝達する（Ｓ３０１）。センシングされた交流入力電圧を用いてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣの上限値ＶＤＣ＿ｍａｘと下限値ＶＤＣ＿ｍｉｎを設定する（Ｓ３０３）。具体的に、上限値は固定された値であり、下限値はセンシングした交流入力電圧Ｖｉｎのピーク値より大きい値である。
【００５２】
その後、最適の電力変換効率点を追跡する制御アルゴリズムを行う（Ｓ３０５）。Ｓ３０５段階は後述する図４のＳ４０５〜Ｓ４２１段階を意味する。追跡した最適の電力変換効率点に応じてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣを設定する（Ｓ３０７）。
【００５３】
具体的に図４を参照すると、制御部２５０は交流入力電圧をセンシングする（Ｓ４０１）。センシングされた交流入力電圧を用いてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧ＶＤＣの上限値ＶＤＣ＿ｍａｘと下限値ＶＤＣ＿ｍｉｎを設定する（Ｓ４０３）。Ｓ４０１段階とＳ４０３段階は第２の周期Ｔ２をもって行われる。すなわち、Ｔ２の時間間隔をもってＳ４０１段階とＳ４０３段階が行われる。
【００５４】
制御部２５０は、設定された上限値と下限値が以前の周期で設定された上限値と下限値と比較して変更されたか否かを判断する（Ｓ４０５）。最初に上限値と下限値が設定されたとき、すなわち初周期では上限値と下限値が変更された場合の後続段階が行われる。
【００５５】
制御部２５０は、設定された上限値と下限値が変更された場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を変更された上限値に設定する（Ｓ４０７）。ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧が上限値である場合のバッテリー２４０の充電電圧Ｖｏｕｔおよび充電電流Ｉｏｕｔと交流入力電源２１０からの入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎの値を受信する（Ｓ４０９）。制御部２５０は、これらの値に基づいて電力変換効率ζ［ｋ］を計算することができ（Ｓ４１１）、さらに計算した電力変換効率ζ［ｋ］を以前の周期の電力変換効率ζ［ｋ−１］と比較し（Ｓ４１３）、比較結果に基づいてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を第１の周期でアップデートする（Ｓ４１９、Ｓ４２１）。
【００５６】
計算された電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］より大きい場合、制御部２５０は、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を変更し（Ｓ４１５）、変更する出力電圧とＳ４０３段階で設定された下限値の相対的大きさを比較して（Ｓ４１７）、比較結果に基づいてＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧をアップデートする（Ｓ４１９、Ｓ４２１）。
【００５７】
制御部２５０は、変更する出力電圧の大きさが前記設定された下限値の大きさより大きい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を変更するＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧にアップデートする（Ｓ４１９）。これに対し、制御部２５０は、変更する出力電圧の大きさが前記設定された下限値の大きさより小さい場合、ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する。ＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧をアップデートまたは設定するということは、制御部２５０で変更するＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧を決定し、これに対する指令をＰＦＣコンバータ部２２０へ出力することにより、決定されたＰＦＣコンバータ部２２０の出力電圧がＰＦＣコンバータ部２２０の出力端から出力されるようになることを意味する。
【００５８】
設定された上限値と下限値が変更されていない場合、および計算した電力変換効率ζ［ｋ］が以前の周期で計算された電力変換効率ζ［ｋ−１］より小さい場合には、前記ＰＦＣコンバータ部の出力電圧を以前の周期における出力電圧と同一に設定する（Ｓ４２１）。
【００５９】
本発明は図示した一実施態様を参考として説明したが、これらの実施態様は例示的なものに過ぎない。当該技術分野における当業者であれば、本発明は様々な変形および均等な他の実施が可能なことを理解するであろう。よって、本発明の正しい技術的保護範囲は添付した特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、燃費を向上させることが可能なバッテリー充電方法およびシステムの分野に適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
２００    バッテリー充電システム
２１０    交流入力電源
２２０    ＰＦＣコンバータ部
２３０    ＤＣ／ＤＣコンバータ部
２４０    高電圧バッテリー
２５０    制御部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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