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JP6187341B2 - 車載充電システム - Google Patents

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Description

この発明は、車載充電システムに関し、特に車両外部の電源からメインバッテリと補機バッテリに充電が可能な車載充電システムに関する。
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車は、車両外部の電源から走行用のメインバッテリに充電が可能なように構成されている。特開2012−244875号公報(特許文献1)には、車両外部の電源からの電力をメインバッテリに供給する充電器と、メインバッテリから電力を受けて補機負荷および補機バッテリに電力を出力するDC/DCコンバータを有する車両が開示されている。
特開2012−244875号公報 特開2012−257394号公報
上記特開2012−244875号公報にも記載されているように、多くのハイブリッド自動車は、メインバッテリの電力で補機バッテリを充電するDC/DCコンバータを搭載している。このDC/DCコンバータの能力が小さい場合、補機負荷が使用されその消費電力が大きいと、補機バッテリを十分に充電することができず、補機バッテリの放電が進行してしまうおそれがある。したがって、DC/DCコンバータの能力は十分な余裕があるように設計されている。
ハイブリッド自動車や電気自動車は、エネルギ効率を改善することが求められており、そのためにさまざまな検討がなされている。本願発明者らは、車両外部の電源からのメインバッテリの充電時(以下、外部充電時という)には、従来のDC/DCコンバータとは別に、外部充電時専用に設計された能力の小さいDC/DCコンバータを搭載してこれを使用することを検討している。外部充電時には、補機負荷の多くは使用されないので、能力過剰のDC/DCコンバータで補機バッテリの充電を行なうとエネルギ効率が悪くなるからである。なお、上記特開2012−244875号公報に記載された技術は、2つの補機バッテリと電力授受を行なうために2つのDC/DCコンバータを搭載しているが、外部充電時の補機バッテリに対する充電については詳細な検討はなされておらず改善の余地がある。
本願発明者らは、鋭意検討の結果、外部充電時専用の能力の小さいDC/DCコンバータで補機バッテリを充電すると、特定の車両状況において補機バッテリの残存容量(SOC:State Of Charge)が低下する場合があることを見出すに至った。外部充電中に補機バッテリのSOCが所定値以下となると、補機バッテリから電源電力の供給を受けている車両の充電制御システムがオフするので、充電を継続することができなくなるおそれがある。この対策として外部充電時専用のDC/DCコンバータの能力を一律にアップさせるのでは、外部充電時のエネルギ効率面を考慮すると得策ではない。したがって、外部充電中に補機バッテリのSOCの低下を招来するおそれがある車両状況を検出した場合には、実際にSOCが低下する前に補機バッテリへの電流供給能力を増強することが望ましい。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部充電時における補機バッテリのSOCの低下を抑制し、補機バッテリを確実に充電できる車載充電システムを実現することである。
この発明に係る車載充電システムは、車両外部からの電力を受ける受電部と、走行用モータに電力を供給するメインバッテリと、補機負荷に電力を供給する補機バッテリと、メインバッテリからの電力を電圧変換して補機バッテリに供給するメインDC/DCコンバータと、受電部から供給される電力を電圧変換して補機バッテリに供給するサブDC/DCコンバータと、メインDC/DCコンバータとサブDC/DCコンバータとを制御する制御部とを備える。制御部は、車両外部から受電部を経由してメインバッテリに充電が行なわれ、かつサブDC/DCコンバータによって補機バッテリに対して充電が行なわれている場合には、補機バッテリの残存容量の低下を招来する車両状況を検出した時点でメインDC/DCコンバータを起動させ、補機バッテリに対して充電を行なう。
上記の構成によれば、補機バッテリのSOCの低下を招来する車両状況が検出された時点でメインDC/DCコンバータが起動されるので、補機バッテリへの電流供給能力が増強される。したがって、補機バッテリの残存容量の低下を防ぐことができる。
好ましくは、メインDC/DCコンバータは、サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高い。制御部は、車両外部からメインバッテリに充電が行なわれ、かつサブDC/DCコンバータによって補機バッテリに対して充電が行なわれている場合に、上記の車両状況を検出したときには、メインDC/DCコンバータを起動させて補機バッテリに対して充電を行なうとともに、サブDC/DCコンバータを停止させる。
DC/DCコンバータは、電圧を一定にさせるためにフィードバック処理を行なっている場合がある。同じ電源に対して複数のDC/DCコンバータを並列に使用するとフィードバック処理の干渉などの問題が発生し、対策を講じる必要がある。メインDC/DCコンバータがサブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高ければ、サブDC/DCコンバータを停止させてよい場合が多くなるので、問題の対策を講じなくてよくなり、制御も容易となる。
好ましくは、上記の車両状況は、サブDC/DCコンバータの異常の発生と、補機バッテリからの放電量がしきい値を超えたことと、補機バッテリの電圧がしきい値よりも低下したことと、メインバッテリの電圧を使用する電気負荷をメインバッテリに接続するリレーに対する接続要求が入力されたこととのうち、少なくとも1つを含む。
このような車両状況では、補機バッテリからの放電が補機バッテリへの充電よりも多くなり、補機バッテリの残存容量が低下する可能性が高い。したがって、実際に補機バッテリの残存容量の低下を正確に算出せずとも、いずれかの状況が検出されればメインDC/DCコンバータを起動させるトリガーにすることができる。
リレーに対する接続要求は、停車中にメインバッテリの電圧を使用する電気負荷を使用可能とするマイルームモードへの移行指示が入力されたことによって与えられる。
マイルームモードでは、たとえば、ユーザが車室内でエアコンを作動させたり、オーディオ機器を作動させたり、車内コンセントにユーザが持ち込んだ電気機器を接続して使用したりする。したがって、マイルームモードでは通常の外部充電時よりも補機バッテリからの放電が大幅に増える場合が多い。しかし、マイルームモードに合わせてサブDC/DCコンバータの能力を設計したのでは、過剰能力となり外部充電時の補機バッテリの充電の効率か悪くなる。その一方で、マイルームモードに設定される頻度は必ずしも高いとは言えない。そこで、マイルームモードに指定されないことを前提にサブDC/DCコンバータの能力を設計しておき、マイルームモードに指定されるとメインDC/DCコンバータを起動させることとすれば、外部充電時の効率向上と、マイルームモード時の補機バッテリ上がりの防止とを両立することが可能となる。
本発明によれば、外部充電時に補機バッテリのSOCが低下して車両の充電制御システムがオフ状態となり充電が停止してしまうことを防ぐことができる。
本発明の実施の形態の充電システムを搭載した電動車両100の全体ブロック図である。 充電器およびPCUとECUとの間の電源経路と指令系統とを説明するためのブロック図である。 外部充電時の動作モードの遷移を示した状態遷移図である。 図3の状態遷移図に基づく制御を実行するための制御のフローチャートである。 充電器の変形された充電システムを搭載した電動車両100Aの全体ブロック図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、本発明の実施の形態の充電システムを搭載した電動車両100の全体ブロック図である。図1を参照して、電動車両100は、受電部320と、充電器200と、メインバッテリ10と、補機バッテリ150と、PCU(Power Control Unit)110と、ECU(Electronic Control Unit)160と、高圧負荷180と、低圧負荷170と、モータジェネレータMGとを含む。PCU110は、メインDC/DCコンバータ140、インバータ120およびこれらを制御する制御部130を含む。充電器200は、整流回路210と、高圧用DC/DCコンバータ220と、平滑コンデンサ250と、サブDC/DCコンバータ230と、制御部240とを含む。
車両走行時には、システムメインリレーSMRが接続され、メインバッテリ10の電力が高圧負荷180とPCU110とに供給され、駆動輪を駆動するモータ(モータジェネレータ)MGが駆動可能となる。
受電部320は、インレットとも称され、車両外部からの電力を受ける。外部充電時において、受電部320には充電コネクタ310が接続され外部電源300から電力が供給される。
メインバッテリ10は、走行用モータMGに電力を供給する電源である。補機バッテリ150は、補機負荷(低圧負荷170)に電力を供給する電源である。メインDC/DCコンバータ140は、メインバッテリ10からの電力を電圧変換して補機バッテリ150に供給する。サブDC/DCコンバータ230は、受電部320から供給される電力を電圧変換して補機バッテリ150に供給する。ECU160は、メインDC/DCコンバータ140とサブDC/DCコンバータ230とを制御する指令をそれぞれ制御部130および制御部240に送信する。制御部130および制御部240は受けた指令に基づいてそれぞれメインDC/DCコンバータ140とサブDC/DCコンバータ230を制御する。
受電部320で受電された電力は、充電器200に送電される。外部充電時には、充電リレーSMRCが接続される。整流回路210は、受電部320が受けた交流電力を直流電力に変換する。高圧用DC/DCコンバータ220は、整流回路210からの電圧をメインバッテリ10を充電するために適する電圧(例えば、200V)に変換する。サブDC/DCコンバータ230は、整流回路210からの電圧を補機バッテリ150を充電するために適する電圧(例えば、14V)に変換する。
外部充電時には、ECU160は、充電器200の制御部240に対して制御信号を送信して充電の制御を行なう。ECU160は、電流センサ182と電圧センサ184との出力を受け、補機バッテリ150の電流および電圧を監視する。補機バッテリ150から放電が発生した場合や補機バッテリ150の電圧がしきい値よりも低下した場合には、ECU160は、サブDC/DCコンバータ230を使用して補機バッテリ150の充電と低圧負荷170への電力供給とを行なわせる。
そしてECU160は、車両外部から受電部320を経由してメインバッテリ10に充電が行なわれ、かつサブDC/DCコンバータ230によって補機バッテリ150に対して充電が行なわれている場合には、補機バッテリ150の残存容量の低下を招く車両状況を検出した時点でメインDC/DCコンバータ140を起動させ、補機バッテリ150に対して充電を行なう。
好ましくは、上記の補機バッテリ150の残存容量の低下を招く車両状況は、サブDC/DCコンバータ230の異常の発生と、補機バッテリ150からの放電量がしきい値を超えたことと、補機バッテリ150の電圧がしきい値よりも低下したことと、メインバッテリ10の電圧を使用する電気負荷(高圧負荷180)をメインバッテリ10に接続するシステムメインリレーSMRに対する接続要求が入力されたこととのうち、少なくとも1つを含む。
上記の構成によれば、補機バッテリ150の残存容量を低下させる車両状況を検出した時点でメインDC/DCコンバータ140が起動されるので、補機バッテリ150への電流供給能力が増強される。したがって、補機バッテリ150の残存容量(SOC)の低下を未然に防ぐことができる。
上記の例示列挙した車両状況では、補機バッテリ150からの放電が補機バッテリ150への充電よりも多くなり、補機バッテリ150の残存容量が低下する可能性が高い。したがって、実際に補機バッテリ150の残存容量を正確に算出せずとも、いずれかの状況が検出されればこれをメインDC/DCコンバータ140を起動させるトリガーにすることができる。
より好ましくは、システムメインリレーSMRは、走行用モータMGに加えて車室内の高圧負荷180にメインバッテリ10を接続するように構成される。システムメインリレーSMRに対する接続要求は、車室内の負荷(低圧負荷170および高圧負荷180)を使用可能とするマイルームモードへの移行指示が入力されたことによって与えられる。
マイルームモードでは、たとえば、ユーザが車室内でエアコンを作動させたり、オーディオ機器を作動させたり、車内コンセントにユーザが持ち込んだ電気機器を接続して使用したりする。なお、図1ではエアコンや車内コンセント用の100Vインバータなどが高圧負荷180に該当し、オーディオ機器等は低圧負荷170に該当する。したがって、マイルームモードでは通常の外部充電時よりも補機バッテリ150からの放電が大幅に増える。しかし、マイルームモードに合わせてサブDC/DCコンバータ230の能力を設計したのでは、過剰能力となり外部充電時の補機バッテリ150の充電の効率か悪くなる。その一方で、マイルームモードに設定される頻度は必ずしも高いとは言えない。そこで、マイルームモードに指定されていない消費電力の少ない車両状況に適合させてサブDC/DCコンバータ230の能力を設計しておき、マイルームモードに指定されるとメインDC/DCコンバータ140を起動させることとすれば、外部充電時の効率向上と、マイルームモード時の補機バッテリ150上がりの防止とを両立することが可能となる。
好ましくは、メインDC/DCコンバータ140は、サブDC/DCコンバータ230よりも電流供給能力が高い。ECU160は、車両外部からメインバッテリ10に充電が行なわれ、かつサブDC/DCコンバータ230によって補機バッテリ150に対して充電が行なわれている場合に、補機バッテリ150の残存容量の低下を招く車両状況を検出したときには、メインDC/DCコンバータ140を起動させて補機バッテリ150に対して充電を行なうとともに、サブDC/DCコンバータ230を停止させる。
一般に、DC/DCコンバータは、電圧を一定にさせるためにフィードバック処理を行なっている場合が多い。一つの電源ラインの電圧を制御するために複数のDC/DCコンバータを並列に使用するとフィードバック処理の干渉などの問題が発生し、対策を講じる必要がある。メインDC/DCコンバータ140がサブDC/DCコンバータ230よりも電流供給能力が高ければ、サブDC/DCコンバータ230を停止させてよい場合が多くなるので、問題の対策を講じなくてよくなり、制御も容易となる。
図2は、充電器およびPCUとECUとの間の電源経路と指令系統とを説明するためのブロック図である。
まず、電源経路について説明する。補機バッテリ150は、PCU110内部のメインDC/DCコンバータ140と充電器200内部のサブDC/DCコンバータ230の両方から充電が可能である。これらの充電経路には、ヒューズF1とヒューズF2とが設けられている。ヒューズF2が過電流などで溶断した場合には、サブDC/DCコンバータ230では補機バッテリ150に充電が不可能になる。また、ECU160は、補機バッテリ150から動作電源電圧の供給を受ける。したがって、補機バッテリ150への充電が不可能になって、補機バッテリ150の電圧低下が進行すると、ECU160が動作を停止し、車両は充電ができなくなってしまう。本実施の形態では、このような場合は、メインDC/DCコンバータ140で補機バッテリの充電を行なうように切替える。
次に指令系統について説明する。ECU160は、補機制御部162とシステム制御部164とを含む。補機制御部162は、電流センサ182の検出値を受けて補機バッテリ150からの放電電流を計算するとともに、補機バッテリ150の放電判定の結果をシステム制御部164に送信する。補機バッテリ150の放電判定は、補機バッテリ150から流出する電流が所定のしきい値を超えたときに発生したと判定される。システム制御部164は、電圧センサ184から補機バッテリ150の電圧の検出値を受け、補機制御部162から補機バッテリ150の放電判定の結果を受け、充電器200から駆動指令に対する動作が正しく行なわれているかを監視するためのステータス情報を受ける。システム制御部164は、これらに基づいて、補機低電圧判定、DC/DCモード判定、高圧系接続判定を行なう。
DC/DCモードは、メインDC/DCモードとサブDC/DCモードのいずれかに設定される。メインDC/DCモードは、メインDC/DCコンバータ140を使用して補機バッテリ150の充電を行なうモードであり、サブDC/DCモードは、サブDC/DCコンバータ230を使用して補機バッテリ150の充電を行なうモードである。
システム制御部164は、DC/DCモードがメインDC/DCモードである場合には、サブDC/DCコンバータ230を停止させ、かつメインDC/DCコンバータ140を作動させるように、制御部130,240へ駆動指令を送信する。補機制御部162は、DC/DCモードがメインDC/DCモードである場合には、制御部130にメインDC/DCコンバータ140の電圧指令を送信する。
一方、システム制御部164は、DC/DCモードがサブDC/DCモードである場合には、メインDC/DCコンバータ140を停止させ、かつサブDC/DCコンバータ230を作動させるように、制御部130,240へ駆動指令を送信する。補機制御部162は、DC/DCモードがサブDC/DCモードである場合には、充電器200の制御部240にサブDC/DCコンバータ230の電圧指令を送信する。
補機制御部162によって、補機バッテリの放電電流が多い場合には、DC/DCコンバータの電圧を高める指令が行なわれ、フィードバック制御が行なわれる。
図3は、外部充電時の動作モードの遷移を示した状態遷移図である。図4は、図3の状態遷移図に基づく制御を実行するための制御のフローチャートである。
図3、図4を参照して、初期状態ST0から処理が開始される。まずステップS1において車両の動作モードが充電モードであるか否かが判断される。たとえば、車両の受電部320に充電コネクタ310が接続された場合に、ECU160は充電モードであると判断する。充電モードでは、充電リレーSMRCが接続され、システムメインリレーSMRは通常は非接続にされる。受電部320に充電コネクタ310が接続されていない場合には、ECU160は非充電モードであると判断する。非充電モードでは、例えば、ドライバーが図示しない車両起動スイッチを操作すると、車両が走行可能な走行モードに設定される。走行モードでは、充電リレーSMRCが非接続にされ、システムメインリレーSMRは接続される。
車両の動作モードが充電モードであると判断された場合には、ステップS1からステップS2に処理が進められ、ECU160はDC/DCモードをサブDC/DCモードに設定する。その結果図3の状態遷移図において、初期状態ST0から状態ST1に状態遷移が発生する。状態ST1では、サブDC/DCコンバータ230が駆動され、メインDC/DCコンバータ140は停止されている。
続くステップS3においてECU160は、サブDC/DCコンバータ230に異常があるか否かを判断する。サブDC/DCコンバータ230は、自己診断機能を有しており、過電流、過電圧などによって故障発生した場合には、制御部240を経由して診断結果がECU160に送信される。ECU160はこの診断結果に基づいてサブDC/DCコンバータ230に異常があるか否かを判断する。
また、ステップS4においては、ECU160は電流センサ182の検出値に基づいて補機バッテリ持ち出し判定ありか否かを判断する。たとえば、所定時間補機バッテリ150から放電が継続した場合には補機バッテリ持ち出しありと判断される。
また、ステップS5においては、ECU160は電圧センサ184の検出値に基づいて補機バッテリ150の低電圧判定ありか否かを判断する。たとえば、所定時間補機バッテリ150の電圧がしきい値よりも低かった場合には低電圧判定ありと判断される。
また、ステップS6においては、ECU160は高圧系の負荷の接続要求の有無を判断する。たとえば、ユーザが外部充電中にマイルームモードを選択した場合には、充電中にエアコンや車内コンセント用100Vインバータ等の高圧負荷180が使用可能となるように、システムメインリレーSMRが接続される。このような場合に高圧系の接続要求ありと判断される。
ステップS3〜S6のいずれか一つにおいて、YESと判断された場合にはステップS8に処理が進められ、ECU160は、DC/DCモードをメインDC/DCモードに設定する。その結果、状態遷移図において状態ST1から状態ST2に状態遷移が発生する。状態ST2では、システムメインリレーSMRが接続され、サブDC/DCコンバータ230は停止され、メインDC/DCコンバータ140が駆動される。
一方で、ステップS3〜S6のすべてにおいて、NOと判断された場合にはステップS7に処理が進められ、ECU160は、DC/DCモードをサブDC/DCモードに設定する。その結果、状態遷移図において状態ST1のまま状態遷移は発生しない。状態ST1では、システムメインリレーSMRが非接続とされ、メインDC/DCコンバータ140は停止され、サブDC/DCコンバータ230が駆動される。
なお、図5に示すように構成を変形しても良い。図5は、充電器の変形された充電システムを搭載した電動車両100Aの全体ブロック図である。
図5を参照して、車両100Aは、充電器200Aの内部が図1の充電器200とは異なっている。充電器200Aでは、サブDC/DCコンバータ230は、高圧用DC/DCコンバータと充電リレーSMRCとを接続している経路から直流電圧を受けて、これを変換して補機バッテリ150に供給する。図5の他の部分については、図1と同じであるので、説明は繰返さない。
図5に示すサブDC/DCコンバータ230Aは、受電部320から供給される電力とメインバッテリ10から供給される電力との少なくとも一方を電圧変換して補機バッテリ150に供給する。つまり、サブDC/DCコンバータ230Aは、受電部320を経由して車両外部から供給された電力または充電リレーSMRCを経由してメインバッテリ10から供給された電力を使用して補機バッテリ150に対する充電を行なうことが可能である。
このようにすれば、たとえば、外部充電中に停電が起こった場合や、外部充電を一時停止して再開するような制御を行なう場合などにも、継続して補機バッテリ150の充電を行なうことが可能となる。
なお、図1、図5共に、メインDC/DCモードでは、サブDC/DCコンバータ230は停止させることが好ましいことを示したが、メインDC/DCモードにおいてサブDC/DCコンバータ230を稼働させておいても良い。
また、本実施の形態では、受電部320に充電コネクタ310が接続される例を図1に例示したが、受電部320は非接触で外部から電力を受けることが可能に構成されていても良い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 メインバッテリ、100,100A 電動車両、110 PCU、140,220,230,230A DC/DCコンバータ、120 インバータ、130,240 制御部、150 補機バッテリ、162 補機制御部、164 システム制御部、170 低圧負荷、180 高圧負荷、182 電流センサ、184 電圧センサ、200,200A 充電器、210 整流回路、250 平滑コンデンサ、300 外部電源、310 充電コネクタ、320 受電部、F1,F2 ヒューズ、SMR システムメインリレー、SMRC 充電リレー。

Claims (2)

  1. 車両外部からの電力を受ける受電部と、
    走行用モータに電力を供給するメインバッテリと、
    補機負荷に電力を供給する補機バッテリと、
    前記メインバッテリからの電力を電圧変換して前記補機バッテリに供給するメインDC/DCコンバータと、
    前記受電部から供給される電力を電圧変換して前記補機バッテリに供給するサブDC/DCコンバータと、
    前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータとを制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、車両外部から前記受電部を経由して前記メインバッテリに充電が行なわれ、かつ前記サブDC/DCコンバータによって前記補機バッテリに対して充電が行なわれている場合には、停車中に車室内の電気負荷を使用可能とするマイルームモードへの移行指示が入力されたことを検出した時点で前記メインDC/DCコンバータを起動させ、前記補機バッテリに対して電力供給を行なうことを可能とする、車載充電システム。
  2. 前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高く、
    前記制御部は、車両外部から前記メインバッテリに充電が行なわれ、かつ前記サブDC/DCコンバータによって前記補機バッテリに対して充電が行なわれている場合に、前記マイルームモードへの移行指示が入力されたことを検出したときには、前記メインDC/DCコンバータを起動させとともに、前記サブDC/DCコンバータを停止させる、請求項1に記載の車載充電システム。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6487821B2 (ja) * 2015-11-05 2019-03-20 株式会社デンソー 車両の電源システム
DE102016104541B4 (de) 2016-03-11 2023-05-11 Avl Software And Functions Gmbh Ladesystem für Elektro- und Hybridfahrzeuge und ein Verfahren zum Laden mit einem Lade-system
JP6458756B2 (ja) * 2016-03-22 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 自動車
JP6432552B2 (ja) 2016-03-22 2018-12-05 トヨタ自動車株式会社 自動車
CN107662498A (zh) * 2016-07-28 2018-02-06 比亚迪股份有限公司 电动汽车、电动汽车的多功能车载充电器及其控制方法
US20180312075A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 GM Global Technology Operations LLC High voltage bus system for electrified vehicles
JP7043964B2 (ja) * 2018-05-08 2022-03-30 トヨタ自動車株式会社 車両の充電システム
JP7070388B2 (ja) * 2018-12-17 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 充電システム
JP7252808B2 (ja) * 2019-03-27 2023-04-05 株式会社Subaru 電源システム
JP7253952B2 (ja) * 2019-03-27 2023-04-07 株式会社Subaru 車両
JP7287361B2 (ja) * 2020-07-30 2023-06-06 トヨタ自動車株式会社 車載システム
JP7464006B2 (ja) * 2021-06-02 2024-04-09 トヨタ自動車株式会社 充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法
KR102776503B1 (ko) * 2022-12-22 2025-03-04 주식회사 현대케피코 드론의 연료전지 파워팩 시스템 및 그 동작 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05130712A (ja) * 1991-10-21 1993-05-25 Hitachi Ltd 電気自動車制御装置
JP4957873B2 (ja) * 2009-08-07 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電源システムおよびその制御方法
JP4957827B2 (ja) * 2010-04-14 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを搭載する車両
JP5310959B2 (ja) * 2010-11-19 2013-10-09 トヨタ自動車株式会社 車両の充電装置
WO2012081104A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および車両の制御方法
JP2012244875A (ja) 2011-05-24 2012-12-10 Toyota Motor Corp 車両の電源システムおよびそれを備える車両
JP5767123B2 (ja) * 2012-01-06 2015-08-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 車両

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