JP2022181576A - 充電装置、及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】入力電流の歪を抑制しつつ、蓄電装置を適正に昇温させることができる充電装置及びプログラムを提供する。【解決手段】充電装置１０は、入力側整流回路１３、昇圧チョッパ回路２０、ＤＣＤＣコンバータ３０及びＤＣＤＣマイコン７０を備えている。ＤＣＤＣマイコン７０は、充電装置１０から蓄電装置１１０に出力される充電電流を脈動させるようにＤＣＤＣコンバータ３０を制御する。ＤＣＤＣマイコン７０は、充電電流の脈動周波数を充電装置１０の入力電圧の周波数の整数倍にして、かつ、入力電圧のゼロクロスタイミングに対する充電電流が最小となるタイミングの位相差を入力電圧の１周期の１／８以下とするようにＤＣＤＣコンバータ３０を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、充電装置、及びプログラムに関する。
従来、特許文献１に見られるように、蓄電装置を充電する充電装置が知られている。この充電装置は、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置に出力する電力変換部と、電力変換部から蓄電装置への直流充電電流に交流電流波形を重畳させるように電力変換部を制御する制御部とを備えている。この充電装置によれば、蓄電装置に流れる充電電流を脈動させることができ、例えば低温環境下において、蓄電装置を迅速に昇温させることができる。
特開２０１３－３０３５１号公報
充電電流が脈動すると、この脈動周波数に応じた高調波成分が電力変換部の入力電流に含まれることとなり、入力電流の歪が大きくなり得る。この場合、入力電流に含まれる所定次数の高調波成分が所定の規格（例えば、ＩＥＣ６１０００－３－２）で定められた許容値を超えてしまうといった不都合が発生する懸念がある。
上述した不都合の発生を回避するために、規格で定められた高調波成分の周波数範囲外の周波数で充電電流を脈動させることも考えられる。ただし、この周波数が、蓄電装置の昇温に適した低インピーダンスとなる周波数範囲から外れている場合、蓄電装置を適正に昇温させることができなくなり得る。
一方、充電電流の脈動周波数を昇温に適した周波数範囲にする場合、入力電流の歪を抑制するために、充電電流の脈動を小さくする必要がある。しかしながら、この場合、蓄電装置の昇温能力が低下し得る。
このように、充電電流を脈動させて蓄電装置を昇温させる技術については、未だ改善の余地がある。
本発明は、電力変換部の入力電流の歪を抑制しつつ、蓄電装置を適正に昇温させることができる充電装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
本発明は、蓄電装置を充電する充電装置において、
交流の入力電圧を直流電圧に変換して前記蓄電装置に出力する電力変換部と、
前記電力変換部から前記蓄電装置に出力される充電電流を脈動させるように前記電力変換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記充電電流の脈動周波数を前記入力電圧の周波数の整数倍にして、かつ、前記入力電圧のゼロクロスタイミングに対する前記充電電流が最小となるタイミングの位相差を前記入力電圧の１周期の１／８以下とするように前記電力変換部を制御する。
蓄電装置の充電電流の脈動周波数を、電力変換部の入力電圧周波数の整数倍にし、かつ、電力変換部の入力電圧に対する蓄電装置の充電電流の位相差を小さくする。これにより、充電電流の脈動に起因した入力電流の脈動を、入力電流の基本波成分の脈動に極力合わせるようにすることができる。その結果、電力変換部の入力電流の高調波成分を減らすことができ、入力電流の歪を抑制できる。
この点に鑑み、本発明の制御部は、充電電流の脈動周波数を入力電圧の周波数の整数倍にして、かつ、入力電圧のゼロクロスタイミングに対する充電電流が最小となるタイミングの位相差を入力電圧の１周期の１／８（４５°）以下とするように電力変換部を制御する。これにより、入力電流の歪を抑制しつつ、蓄電装置を適正に昇温させることができる。
第１実施形態に係るシステムの全体構成図。 蓄電装置の充電処理を示す機能ブロック図。 充電指令電流等の推移を示すタイムチャート。 充電処理の手順を示すフローチャート。 充電処理の計算結果の一例を示すタイムチャート。 第２実施形態に係る充電指令電流等の推移を示すタイムチャート。 充電処理の計算結果の一例を示すタイムチャート。 比較例に係る充電処理の計算結果の一例を示すタイムチャート。 上位マイコンからＤＣＤＣマイコンへと充電指令電流を送信する構成を示す図。
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る充電装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る充電装置は、回転電機を走行動力源とする回転電機を備える車両に搭載される。
図１に示すように、充電装置１０は、ノイズ除去用の第１フィルタ１１と、第１コンデンサ１２と、入力側整流回路１３とを備えている。充電装置１０の第１高電位側端子ＴＨ１及び第１低電位側端子ＴＬ１には、外部の交流電源１００が接続されている。各端子ＴＨ１，ＴＬ１には、第１フィルタ１１及び第１コンデンサ１２を介して、入力側整流回路１３が接続されている。
入力側整流回路１３は、第１～第４入力側ダイオード１３ａ～１３ｄを備えている。入力側整流回路１３は、入力された交流電流を全波整流して出力する。
充電装置１０は、昇圧チョッパ回路２０と、ＤＣＤＣコンバータ３０とを備えている。昇圧チョッパ回路２０は、力率改善回路として機能し、リアクトル２１、変換スイッチ２２、ダイオード２３及びＤＣリンクコンデンサ２４を備えている。本実施形態では、変換スイッチ２２としてＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられ、ＤＣリンクコンデンサ２４として電解コンデンサが用いられている。なお、本実施形態において、入力側整流回路１３及び昇圧チョッパ回路２０が「第１変換部」に相当する。
ＤＣＤＣコンバータ３０は、フルブリッジ回路３１、トランス３２、出力側整流回路３３、リアクトル３４及び第２コンデンサ３５を備えている。フルブリッジ回路３１は、第１～第４スイッチ３１ａ～３１ｄを備えている。本実施形態では、各スイッチ３１ａ～３１ｄとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。第２コイル３２ｂは、例えばトランス３２を構成するコアを介して、第１コイル３２ａと磁気結合する。なお、本実施形態において、ＤＣＤＣコンバータ３０が「第２変換部」に相当する。
第１スイッチ３１ａ及び第３スイッチ３１ｃそれぞれのドレインには、ＤＣリンクコンデンサ２４の第１端が接続されている。第２スイッチ３１ｂ及び第４スイッチ３１ｄそれぞれのソースには、ＤＣリンクコンデンサ２４の第２端が接続されている。第１スイッチ３１ａのソース及び第２スイッチ３１ｂのドレインには、トランス３２を構成する第１コイル３２ａの第１端が接続されている。第１コイル３２ａの第２端には、第３スイッチ３１ｃのソース及び第４スイッチ３１ｄのドレインが接続されている。
出力側整流回路３３は、第１～第４出力側ダイオード３３ａ～３３ｄを備えている。出力側整流回路３３は、第２コイル３２ｂから出力された交流電流を全波整流して出力する。第１出力側ダイオード３３ａ及び第３出力側ダイオード３３ｃそれぞれのカソードには、リアクトル３４を介して、充電装置１０の第２高電位側端子ＴＨ２が接続されている。第２出力側ダイオード３３ｂ及び第４出力側ダイオード３３ｄそれぞれのアノードには、充電装置１０の第２低電位側端子ＴＬ２が接続されている。なお、リアクトル３４及び第２コンデンサ３５と、各端子ＴＨ２，ＴＬ２との間には、ノイズ除去用の第２フィルタ３６が設けられている。
第２高電位側端子ＴＨ２には、蓄電装置１１０の正極端子が接続され、第２低電位側端子ＴＬ２には、蓄電装置１１０の負極端子が接続されている。本実施形態において、蓄電装置１１０は、ニッケル水素蓄電池又はリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。
充電装置１０は、入力電圧センサ４０、第１電流センサ４１、第２電流センサ４２及び出力電圧センサ４３を備えている。入力電圧センサ４０は、第１コンデンサ１２の端子間電圧を検出する。第１電流センサ４１は、昇圧チョッパ回路２０に流れる電流を検出する。第２電流センサ４２は、ＤＣＤＣコンバータ３０の入力電流を検出する。出力電圧センサ４３は、第２コンデンサ３５の端子間電圧を検出する。
充電装置１０は、ＰＦＣマイコン５０、通信マイコン６０、及び「制御部」としてのＤＣＤＣマイコン７０を備えている。各マイコン５０，６０，７０は、ＣＰＵを備えている。各マイコン５０，６０，７０が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、各マイコン５０，６０，７０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、各マイコン５０，６０，７０は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述する充電処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークを介して更新可能である。
ＰＦＣマイコン５０には、第１電流センサ４１により検出された電流である入力電流Ｉｉｎｄと、入力電圧センサ４０により検出された電圧である入力電圧Ｖｉｎｄとが入力される。ＰＦＣマイコン５０は、変換スイッチ２２のスイッチング制御を行う。詳しくは、ＰＦＣマイコン５０は、入力電流Ｉｉｎｄ及び入力電圧Ｖｉｎｄに基づいて、交流電源１００の出力の力率が所定力率以上となるように変換スイッチ２２のスイッチング制御を行う。所定力率は、例えば０．９５である。
ＤＣＤＣマイコン７０には、第２電流センサ４２により検出された電流であるＤＣＤＣ入力電流ＩＨｄと、出力電圧センサ４３により検出された電圧である出力電圧Ｖｏｕｔｄとが入力される。ＤＣＤＣマイコン７０は、第１スイッチ３１ａ及び第４スイッチ３１ｄの組と、第２スイッチ３１ｂ及び第３スイッチ３１ｃの組とを交互にオンする。これにより、第１コイル３２ａには、正極性及び負極性の電圧が交互に印加される。
通信マイコン６０は、充電装置１０の外部に設けられた上位マイコン２００（「上位の制御装置」に相当）と情報のやり取りを行う。また、通信マイコン６０は、充電装置１０の内部に設けられたバス６１を介して、ＰＦＣマイコン５０及び通信マイコン６０と情報のやり取りを行う。ＰＦＣマイコン５０及び通信マイコン６０のそれぞれは、バス６１を介して情報のやり取りを行う。
続いて、図２に、ＤＣＤＣマイコン７０が実行する充電処理のブロック図を示す。
定電力制御部７１は、蓄電装置１１０の充電指令電力Ｐｏ＊と、出力電圧Ｖｏｕｔｄとに基づいて、第１指令電流Ｉ１＊を算出する。第１指令電流Ｉ１＊は、定電力制御（ＣＰ）で蓄電装置１１０を充電する場合の指令値である。なお、充電指令電力Ｐｏ＊は、上位マイコン２００から通信マイコン６０及びバス６１を介してＤＣＤＣマイコン７０に入力される。
定電圧制御部７２は、蓄電装置１１０の充電指令電圧Ｖｏ＊と、後述する基準指令電流Ｉｒｅｆとに基づいて、第３指令電流Ｉ３＊を算出する。第３指令電流Ｉ３＊は、定電圧制御（ＣＶ）で蓄電装置１１０を充電する場合の指令値である。なお、充電指令電圧Ｖｏ＊は、上位マイコン２００から通信マイコン６０及びバス６１を介してＤＣＤＣマイコン７０に入力される。
選択部７３には、第１指令電流Ｉ１＊、後述する脈動指令部７４により算出された第２指令電流Ｉ２＊、及び第３指令電流Ｉ３＊が入力される。選択部７３は、第１～第３指令電流Ｉ１＊～Ｉ３＊のうち、最も小さい値を指令電流Ｉｒｅｆとして算出する。
ＤＡ変換部７５は、選択部７３から出力されたデジタル信号の指令電流Ｉｒｅｆを、アナログ信号の指令電流Ｉｒｅｆに変換して出力する。
コンパレータ７６は、ＤＡ変換部７５から出力された指令電流Ｉｒｅｆと、ＤＣＤＣ入力電流ＩＨｄとの大小比較結果に応じた信号を出力する。
信号生成部７７は、コンパレータ７６の出力信号に基づいて、第１スイッチ３１ａ及び第３スイッチ３１ｃの組と、第２スイッチ３１ｂ及び第４スイッチ３１ｄの組とを交互にオンするための各スイッチ３１ａ～３１ｄの駆動信号を生成する。生成された各駆動信号は、各スイッチ３１ａ～３１ｄのゲートに入力される。これにより、ピーク電流モード制御によって蓄電装置１１０の充電電流が指令電流Ｉｒｅｆに制御される。
脈動指令部７４は、上位マイコン２００から通信マイコン６０及びバス６１を介して入力された充電指令電流Ｉｏ＊に基づいて、第２指令電流Ｉ２＊を算出する。充電指令電流Ｉｏ＊は、定電流制御（ＣＣ）で蓄電装置１１０を充電する場合の指令値である。
詳しくは、脈動指令部７４は、充電指令電流Ｉｏ＊及び入力電圧Ｖｉｎｄに基づいて、第２指令電流Ｉ２＊を算出する。なお、入力電圧Ｖｉｎｄは、ＰＦＣマイコン５０からバス６１を介してＤＣＤＣマイコン７０に入力される。また、本実施形態において、脈動指令部７４、選択部７３、定電圧制御部７２及び定電力制御部７１が「指令値算出部」に相当する。
続いて、図３を用いて、脈動指令部７４における第２指令電流Ｉ２＊の算出方法について説明する。図３に示す例では、選択部７３から第２指令電流Ｉ２＊が指令電流Ｉｒｅｆとして出力される。図３（ａ）は交流電源１００から充電装置１０に入力される実際の入力電圧Ｖｉｎｒの推移を示し、図３（ｂ）は交流電源１００から充電装置１０に入力される実際の入力電流Ｉｉｎｒの推移を示す。図３（ｃ）は交流電源１００から充電装置１０に入力される実際の入力電力Ｐｉｎ（＝Ｖｉｎｒ×Ｉｉｎｒ）の推移を示し、図３（ｄ）は第２指令電流Ｉ２＊の推移を示し、図３（ｅ）は充電装置１０から蓄電装置１１０へと流れる実際の充電電流Ｉｏｕｔｒの推移を示す。図３（ｆ）は充電装置１０から蓄電装置１１０へと出力される実際の出力電圧Ｖｏｕｔｒの推移を示し、図３（ｇ）は充電装置１０から蓄電装置１１０へと出力される実際の出力電力Ｐｏｕｔの推移を示す。
なお、入力電圧Ｖｉｎｒは、第１低電位側端子ＴＬ１に対して第１高電位側端子ＴＨ１の電位が高い場合を正とし、出力電圧Ｖｏｕｔｒは、第２低電位側端子ＴＬ２に対して第２高電位側端子ＴＨ２の電位が高い場合を正とする。また、入力電流Ｉｉｎｒは、交流電源１００から入力側整流回路１３に給電される場合を正とし、充電電流Ｉｏｕｔｒは、蓄電装置１１０が充電される場合を正とする。
脈動指令部７４は、第２指令電流Ｉ２＊の脈動周波数ｆｉを、検出された入力電圧Ｖｉｎｄの周波数の２倍にする。つまり、脈動指令部７４は、脈動周波数ｆｉの逆数である脈動周期Ｔｉ（＝１／ｆｉ）を、入力電圧Ｖｉｎｄの１周期Ｔｖの１／２にする。本実施形態において、第２指令電流Ｉ２＊は、全波整流波形となり、最小値が０であり、最大値が充電指令電流Ｉｏ＊となる。
脈動指令部７４は、第２指令電流Ｉ２＊が最小となるタイミングを、入力電圧Ｖｉｎｄのゼロクロスタイミングよりも所定位相φだけ早める。入力電圧Ｖｉｎｒの１周期を３６０°とする場合、所定位相φは、例えば、０°よりも大きくてかつ１０°以下の値（具体的には例えば５°）である。位相を進めるのは、実際の充電電流Ｉｏｕｔｒが第２指令電流Ｉ２＊に追従するまでに遅れを伴うことを踏まえたものである。位相を進めることにより、実際の入力電圧Ｖｉｎｒのゼロクロスタイミング（例えばゼロアップクロスタイミング）に対する実際の充電電流Ｉｏｕｔｒのゼロクロスタイミング（例えばゼロアップクロスタイミング）の位相差を０にする又は０に近づけることができる。
このように算出された第２指令電流Ｉ２＊に実際の充電電流Ｉｏｕｔｒを制御することにより、入力電圧Ｖｉｎｒのゼロクロスタイミングと、充電電流Ｉｏｕｔｒが最小となるタイミングとが同期され、入力電流Ｉｉｎｒの脈動に合わせて充電電流Ｉｏｕｔｒが脈動する。その結果、充電電流Ｉｏｕｔｒの脈動に起因した高周波成分が入力電流Ｉｉｎｒに含まれることになるものの、その脈動を入力電流Ｉｉｎｒの脈動に極力合わせることができる。その結果、入力電流Ｉｉｎｒの歪を抑制できる。
図４に、ＤＣＤＣマイコン７０が実行する充電処理のフローチャートを示す。この処理は、例えば、記憶部に記憶されたプログラムが実行されることにより行われる。
ステップＳ１０では、充電指令電力Ｐｏ＊と、出力電圧Ｖｏｕｔｄとに基づいて、第１指令電流Ｉ１＊を算出する。
ステップＳ１１では、充電指令電流Ｉｏ＊と、入力電圧Ｖｉｎｄとに基づいて、上述した脈動周波数で周期的に変動する第２指令電流Ｉ２＊を算出する。
ステップＳ１２では、充電指令電圧Ｖｏ＊と、指令電流Ｉｒｅｆとに基づいて、第３指令電流Ｉ３＊を算出する。
ステップＳ１３では、第１～第３指令電流Ｉ１＊～Ｉ３＊のうち、最も小さい値を指令電流Ｉｒｅｆとして算出する。
ステップＳ１４では、指令電流Ｉｒｅｆと、ＤＣＤＣ入力電流ＩＨｄとの大小比較結果に応じたコンパレータ７６の出力信号とに基づいて、各スイッチ３１ａ～３１ｄの駆動信号を生成する。
なお、図５に、本実施形態に係る充電処理が実行される場合における入力電圧Ｖｉｎｒ、入力電流Ｉｉｎｒ及び充電電流Ｉｏｕｔｒの計算結果を示す。
以上説明したように、本実施形態では、充電電流Ｉｏｕｔｒの脈動周波数ｆｉを入力電圧Ｖｉｎｒの周波数の２倍にして、かつ、実際の入力電圧Ｖｉｎｒに対する実際の充電電流Ｉｏｕｔｒの位相差を０にする又は０に近づけるように、ＤＣＤＣコンバータ３０が制御される。これにより、入力電流Ｉｉｎｒの歪を抑制しつつ、蓄電装置１１０を適正に昇温させることができる。その結果、所定の規格（例えば、ＩＥＣ６１０００－３－２）で入力電流Ｉｉｎｒの高調波成分の許容値が定められている場合において、充電電流Ｉｏｕｔｒの脈動周波数ｆｉを、規格で定められた高調波成分の周波数範囲に設定することができる。つまり、蓄電装置１１０の昇温に適した脈動周波数ｆｉの使用が制約されることを防止できる。
第２指令電流Ｉ２＊の最小値が０にされている。これにより、蓄電装置１１０の発熱量を大きくでき、蓄電装置１１０を迅速に昇温させることができる。
第２指令電流Ｉ２＊が最小となるタイミングを、入力電圧Ｖｉｎｄが０となるタイミングよりも所定位相φだけ早める。これにより、入力電流Ｉｉｎｒの歪の低減効果が低下してしまう事態の発生を回避できる。
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第２指令電流Ｉ２＊の算出方法を変更する。
図６を用いて、脈動指令部７４における第２指令電流Ｉ２＊の算出方法について説明する。図６（ａ）～図６（ｃ）は、先の図３（ａ）～図３（ｃ）に対応している。図６（ｄ）は、位相補正前の第２指令電流Ｉ２＊の推移を示し、図６（ｅ）は、図６（ｄ）の第２指令電流Ｉ２＊の位相を所定位相φだけ進めた信号の推移を示す。
脈動指令部７４は、まず、図６（ｄ）に示すように、２値の矩形波信号である第２指令電流Ｉ２＊を算出する。図６（ｄ）において、第２指令電流Ｉ２＊の脈動周波数ｆｉ（＝１／Ｔｉ）は、入力電圧Ｖｉｎｄの周波数の２倍である。本実施形態では、第２指令電流Ｉ２＊の１周期Ｔｉにおいて、第２指令電流Ｉ２＊が充電指令電流Ｉｏ＊（「第１電流値」に相当）にされる期間と、０（「第２電流値」に相当）にされる期間とが等しい。また、第２指令電流Ｉ２＊が充電指令電流Ｉｏ＊にされる期間の中央タイミングが、入力電圧Ｖｉｎｄの絶対値が最大になるタイミングであり、第２指令電流Ｉ２＊が０にされる期間の中央タイミングが、入力電圧Ｖｉｎｄのゼロクロスタイミングである。
そして、脈動指令部７４は、図６（ｄ）の第２指令電流Ｉ２＊の位相を所定位相φだけ進める補正を行うことにより、図６（ｅ）に示す第２指令電流Ｉ２＊を算出する。このように算出された第２指令電流Ｉ２＊が用いられる場合における入力電圧Ｖｉｎｒ、入力電流Ｉｉｎｒ及び充電電流Ｉｏｕｔｒの計算結果を図７に示す。図７において、ｔ１は、図６（ｅ）に示す補正後の第２指令電流Ｉ２＊が０に切り替わることに伴い、実際の充電電流Ｉｏｕｔｒが低下し始めるタイミングである。ｔ３は、補正後の第２指令電流Ｉ２＊がＩｏ＊に切り替わることに伴い、実際の充電電流Ｉｏｕｔｒが上昇し始めるタイミングである。ｔ２は、実際の入力電圧Ｖｉｎｒのゼロクロスタイミング（具体的にはゼロアップクロスタイミング）である。ｔ１とｔ３との中央タイミングを基準タイミング（＝（ｔ１＋ｔ３）／２）とする場合、本実施形態によれば、入力電圧Ｖｉｎｒのゼロクロスタイミングに対する基準タイミングの位相差を０に近づけることができる。
これに対し、実際の入力電圧Ｖｉｎｒのゼロクロスタイミングに対する上記基準タイミングの位相差が０から大きくずれた比較例では、図８に示すように、入力電流Ｉｉｎｒの歪が図７に示すものよりも大きくなっている。
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第２実施形態において、ＤＣＤＣマイコン７０に代えて、上位マイコン２００が、脈動を伴う充電指令電流Ｉｏ＊を算出してもよい。つまり、この充電指令電流Ｉｏ＊は、例えば図３（ｄ）や図６（ｅ）に示した波形となる。この充電指令電流Ｉｏ＊は、図９に示すように、選択部７３に直接入力され、選択部７３は、第１指令電流Ｉ１＊、充電指令電流Ｉｏ＊及び第３指令電流Ｉ３＊のうち、最も小さい値を指令電流Ｉｒｅｆとして算出する。この構成によれば、例えば、ＤＣＤＣマイコン７０の処理変更を伴うことなく、充電指令電流Ｉｏ＊の波形を変更できる。
・第１実施形態において、第２指令電流Ｉ２＊としては、半波整流波形に限らず、例えば正弦波波形であってもよい。
・第１実施形態において、脈動する第２指令電流Ｉ２＊の最小値を、０に代えて、例えば、充電指令電流Ｉｏ＊の１／３、又は充電指令電流Ｉｏ＊の１／２にしてもよい。なお、第２実施形態における第２指令電流Ｉ２＊の最小値も同様である。
・上記各実施形態では、入力電圧Ｖｉｎｒのゼロアップクロスタイミングに対して、充電電流Ｉｏｕｔｒが最小値になるタイミング又は上記基準タイミングの位相差を０にするようにしたがこれに限らない。例えば、この位相差を、入力電圧Ｖｉｎｒの１周期の１／８（つまり４５°）以下にするなら、０以外の値にしてもよい。例えば、位相差を、３０°以下、２０°以下、又は１０°以下にしてもよい。
・上記各実施形態では、第２指令電流Ｉ２＊の脈動周波数を入力電圧Ｖｉｎｄの周波数の２倍にしたがこれに限らない。例えば、この脈動周波数を、入力電圧Ｖｉｎｄの周波数のＮ倍（Ｎは３以上の整数）にしてもよい。なお、第２指令電流Ｉ２＊の脈動周波数を入力電圧Ｖｉｎｄの周波数のＮ倍にする場合、上記位相差が徐々に大きくなり、入力電流Ｉｉｎｒの歪低減効果が小さくなり得る。例えば、目標とする当初の位相差を２０°にする場合であっても、実際の位相差が徐々に大きくなって３０°になり得る。このため、例えば、実際の位相差と、目標の位相差とのずれ量が所定量に到達するたびに、実際の位相差を目標の位相差に合わせるために第２指令電流Ｉ２＊を再設定してもよい。上記所定量は、例えば、交流電源１００の出力の力率が所定力率（例えば、０．９５）を下回らないように設定されていればよい。
・充電装置は、入力側整流回路１３及び昇圧チョッパ回路２０に代えて、例えば、ブリッジレスＰＦＣ回路又はセミブリッジレスＰＦＣ回路を備えていてもよい。
・蓄電装置としては蓄電池に限らず、例えば電気二重層キャパシタであってもよい。
・充電装置が搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。例えば、移動体が航空機の場合、航空機が備える回転電機は航空機の飛行動力源となり、移動体が船舶の場合、船舶が備える回転電機は船舶の航行動力源となる。また、充電装置の搭載先は、移動体に限らない。
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
１０…充電装置、１３…入力側整流回路、２０…昇圧チョッパ回路、３０…ＤＣＤＣコンバータ、７０…ＤＣＤＣマイコン、１１０…蓄電装置。

Claims (9)

  1. 蓄電装置（１１０）を充電する充電装置（１０）において、
    交流の入力電圧を直流電圧に変換して前記蓄電装置に出力する電力変換部（１３、２０、３０）と、
    前記電力変換部から前記蓄電装置に出力される充電電流を脈動させるように前記電力変換部を制御する制御部（７０）と、を備え、
    前記制御部は、前記充電電流の脈動周波数を前記入力電圧の周波数の整数倍にして、かつ、前記入力電圧のゼロクロスタイミングに対する前記充電電流が最小となるタイミングの位相差を前記入力電圧の１周期の１／８以下とするように前記電力変換部を制御する、充電装置。
  2. 前記制御部は、前記充電電流の脈動周波数を前記入力電圧の周波数の２倍にして、かつ、前記位相差を０とするように前記電力変換部を制御する、請求項１に記載の充電装置。
  3. 前記充電電流は、半波整流波形又は正弦波波形であり、
    前記制御部は、前記入力電圧のゼロクロスタイミングと、前記充電電流が最小になるタイミングとを同期させるように前記電力変換部を制御する、請求項２に記載の充電装置。
  4. 前記制御部は、前記脈動周波数で脈動する前記充電電流の指令値（Ｉ２＊）を算出する指令値算出部を有し、
    前記指令値算出部は、前記指令値が最小となるタイミングを、前記入力電圧のゼロクロスタイミングに対して進ませ、
    前記制御部は、前記蓄電装置の充電電流が前記指令値になるように前記電力変換部を制御する、請求項１～３のいずれか１項に記載の充電装置。
  5. 前記電力変換部は、
    外部の交流電源（１００）から供給される交流電流を全波整流しつつ、前記交流電源の出力の力率改善を行う第１変換部（１３、２０）と、
    前記第１変換部から出力された直流電圧を変換して前記蓄電装置に供給する第２変換部（３０）と、を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の充電装置。
  6. 前記電力変換部は、
    外部の交流電源（１００）から供給される交流電流を全波整流しつつ、前記交流電源の出力の力率改善を行う第１変換部（１３、２０）と、
    前記第１変換部から出力された直流電圧を変換して前記蓄電装置に供給する第２変換部（３０）と、を有し、
    前記制御部は、前記蓄電装置の充電電流が、前記脈動周波数で脈動する指令値（Ｉ２＊，Ｉｏ＊）になるように前記電力変換部を制御し、
    前記指令値は、前記入力電圧の１周期のうち、該入力電圧が極値となるタイミングを中間に含む所定期間にわたって第１電流値（Ｉｏ＊）にされ、残りの期間にわたって前記第１電流値よりも小さい第２電流値にされる、請求項２に記載の充電装置。
  7. 前記制御部よりも上位の制御装置（２００）を備えるシステムに適用される充電装置において、
    前記上位の制御装置が前記指令値（Ｉｏ＊）を算出し、前記上位の制御装置から前記制御部へと前記指令値が送信される、請求項６に記載の充電装置。
  8. 前記制御部は、脈動する前記充電電流の最小値が０近傍となるように、前記電力変換部を制御する、請求項１～７のいずれか１項に記載の充電装置。
  9. コンピュータ（７０）により実行可能なプログラムであって、交流の入力電圧を直流電圧に変換して蓄電装置（１１０）に出力する電力変換部（１３、２０、３０）を用いて前記蓄電装置を充電するために、前記コンピュータを、
    前記電力変換部から前記蓄電装置に出力される充電電流を脈動させて、かつ、前記充電電流の脈動周波数を前記電力変換部の入力電圧の周波数の整数倍にして、かつ、前記入力電圧のゼロクロスタイミングに対する前記充電電流が最小となるタイミングの位相差を前記入力電圧の１周期の１／８以下とするように前記電力変換部を制御する制御部として機能させる、プログラム。
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