特開 2022-144450 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022144450

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021045470

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100096644

【弁理士】

【氏名又は名称】中本 菊彦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 満孝

(72)【発明者】

【氏名】杉本 和大

(72)【発明者】

【氏名】谷口 聡

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA10

5H770DA22

5H770DA30

5H770DA41

5H770EA01

5H770JA11W

5H770JA17W

5H770JA17Y

(57)【要約】

【課題】昇圧コンバータや降圧コンバータなどの電圧調整装置を別途設けることなく、充電設備の電圧を調整して電源を充電することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電源２と、電源２に接続された第１上アーム素子８および第１下アーム素子９を有する第１インバータ４と、第１インバータ４に一端が連結されたコイル３ｕ，３ｖ，３ｗを有する回転機３と、第２上アーム素子１１および第２下アーム素子１２を有し、かつコイル３ｕ，３ｖ，３ｗの他端が連結された第２インバータ５とを備えた電力変換装置１において、電源２の正極および第１上アーム素子８の高電位側と、第２上アーム素子１１の高電位側とを選択的に接続しまた遮断することができる開閉器１６と、第２インバータ５の正極側および負極側に設けられた充電ポート２０とを更に備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源と、
前記電源の正極側に接続された第１上アーム素子、前記第１上アーム素子および前記電源の負極側に接続された第１下アーム素子を有する第１インバータと、
前記第１インバータにおける前記第１上アーム素子と前記第１下アーム素子との接続部に一端が連結されたコイルを有する回転機と、
高電位側に設けられる第２上アーム素子、高電位側が前記第２上アーム素子の低電位側に接続されるとともに、低電位側が前記電源の負極および前記第１下アーム素子の低電位側に接続された第２下アーム素子を有し、かつ前記第２上アーム素子と前記第２下アーム素子との接続部に前記コイルの他端が連結された第２インバータとを備えた電力変換装置において、
前記電源の正極および前記第１上アーム素子の高電位側と、前記第２上アーム素子の高電位側とを選択的に接続しまた遮断することができる開閉器と、
前記第２インバータの正極側および負極側に設けられた充電ポートと
を更に備えている
ことを特徴とする電力変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電力変換装置において、
前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、
前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧と前記充電用電源の電圧とが同一である場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第１上アーム素子および前記第２上アーム素子を導通状態とすることにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電力変換装置において、
前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、
前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧と前記充電用電源の電圧とが同一である場合に、前記開閉器を導通状態とすることにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電力変換装置において、
前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、
前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧が前記充電用電源の電圧よりも高い場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第２上アーム素子を導通状態とし、かつ前記第１下アーム素子をオンオフ動作することにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。

【請求項5】

請求項１に記載の電力変換装置において、
前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、
前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧が前記充電用電源の電圧よりも低い場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第１上アーム素子を導通状態とし、かつ前記第２下アーム素子をオンオフ動作することにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されている
ことを特徴とする電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電源から出力された電力を変換する電力変換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電気自動車やハイブリッド車両などの駆動力源として設けられたモータに、蓄電装置から出力された電力を変換して供給する電力変換装置が記載されている。このモータは、三相交流型のモータであり、蓄電装置から出力された直流電流を、三相のコイルに通電する交流電流に変換するインバータを備えている。このインバータは、三つのＨブリッジ構成によって形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－３０３２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電気自動車やプラグインハイブリッド車両などの車両は、車両の外部に設けられた充電設備から充電池に電力を供給して充電することができる。そのような充電設備は、例えば、家庭用の電源や専用の急速充電設備などがあり、充電設備に応じて出力電圧が異なる。そのため、出力電圧が異なる充電設備を用いて充電池を充電するためには、充電設備から車両に供給された電圧を、昇圧しまたは降圧して蓄電池の電圧に一致させる必要がある。特許文献１に記載された電力変換装置は、上記のような充電設備から供給された電圧を変更して充電池に供給する機能は備えていないため、別途昇圧コンバータや降圧コンバータなどの電圧調整装置を設ける必要があり、電圧調整装置を含む電力変換装置が大型化する可能性がある。

【0005】

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、昇圧コンバータや降圧コンバータなどの電圧調整装置を別途設けることなく、充電設備の電圧を調整して電源を充電することができる電力変換装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、この発明は、電源と、前記電源の正極側に接続された第１上アーム素子、前記第１上アーム素子および前記電源の負極側に接続された第１下アーム素子を有する第１インバータと、前記第１インバータにおける前記第１上アーム素子と前記第１下アーム素子との接続部に一端が連結されたコイルを有する回転機と、高電位側に設けられる第２上アーム素子、高電位側が前記第２上アーム素子の低電位側に接続されるとともに、低電位側が前記電源の負極および前記第１下アーム素子の低電位側に接続された第２下アーム素子を有し、かつ前記第２上アーム素子と前記第２下アーム素子との接続部に前記コイルの他端が連結された第２インバータとを備えた電力変換装置において、前記電源の正極および前記第１上アーム素子の高電位側と、前記第２上アーム素子の高電位側とを選択的に接続しまた遮断することができる開閉器と、前記第２インバータの正極側および負極側に設けられた充電ポートとを更に備えていることを特徴とするものである。

【0007】

また、この発明は、前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧と前記充電用電源の電圧とが同一である場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第１上アーム素子および前記第２上アーム素子を導通状態とすることにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されていてよい。

【0008】

また、この発明は、前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧と前記充電用電源の電圧とが同一である場合に、前記開閉器を導通状態とすることにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されていてよい。

【0009】

また、この発明は、前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧が前記充電用電源の電圧よりも高い場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第２上アーム素子を導通状態とし、かつ前記第１下アーム素子をオンオフ動作することにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されていてよい。

【0010】

そして、この発明は、前記開閉器、前記第１インバータ、および前記第２インバータを制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記充電ポートに充電用電源が接続され、かつ前記電源の電圧が前記充電用電源の電圧よりも低い場合に、前記開閉器を開放状態とするとともに、前記第１上アーム素子を導通状態とし、かつ前記第２下アーム素子をオンオフ動作することにより、前記電源と前記充電用電源との間の電力伝達を可能にするように構成されていてよい。

【発明の効果】

【0011】

この発明によれば、第１インバータと第２インバータとを制御することにより回転機を制御することができる。また、充電ポートに充電用電源を接続した場合には、第１インバータや第２インバータあるいは開閉器を制御することにより、電力変換装置を昇圧コンバータや降圧コンバータとして機能させることができる。したがって、回転機を制御するための電力変換装置に、充電電圧を変化させるための電圧調整装置などを設ける必要がなく、電気ユニットを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】この発明の実施形態における電力変換装置の一例を説明するための構成図である。

【図2】充電池を充電するための制御例を説明するためのフローチャートである。

【図3】充電池の電圧が充電用電源の電圧よりも高い場合に形成される回路状態を簡略して示す等価回路図である。

【図4】充電池の電圧が充電用電源の電圧未満の場合に形成される回路状態を簡略して示す等価回路図である。

【図5】充電池の電圧と充電用電源の電圧とが同一の場合に形成される回路状態を簡略して示す等価回路図である。

【図6】充電池の電圧が充電用電源の電圧よりも高い場合に形成される他の回路状態を簡略して示す等価回路図である。

【図7】充電池の電圧が充電用電源の電圧よりも高い場合に、充電用電源の電圧を昇圧して充電池に作用させている状態を示すグラフである。

【図8】充電池の電圧が充電用電源の電圧よりも高い場合に、充電用電源の電圧を降圧して充電池に作用させている状態を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

この発明の実施形態における電力変換装置の一例を説明するための構成図を図１に示してある。図１に示す電力変換装置１は、この発明の実施形態における「電源」に相当する蓄電池２と、この発明の実施形態における「回転機」に相当するモータ３との間で通電する電力を変換するものである。蓄電池２は、従来の電気自動車やハイブリッド車両に設けられた蓄電池と同様に構成されている。すなわち、蓄電池２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を直列に接続して構成されている。

【0014】

モータ３は、従来の電気自動車やハイブリッド車両の駆動力源として設けられたモータと同様に構成されている。このモータ３は、オープン巻線の電動機であって、２相以上の複数の相のコイルを備えた交流モータによって構成することができ、図１に示す例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相のコイル３ｕ、３ｖ、３ｗを備えた同期モータや誘導モータなどの交流モータによって構成されている。

【0015】

したがって、蓄電池２の直流電圧を交流電圧に変換してモータ３に負荷するための第１インバータ４と第２インバータ５とを備えている。第１インバータ４の第１端子は、蓄電池の第１正極母線６に接続され、第１インバータ４の第２端子は、蓄電池２の第１負極母線７に接続されている。この第１インバータ４は、第１上アームスイッチ（素子）８と第１下アームスイッチ（素子）９とにより構成されている。

【0016】

第１上アームスイッチ８は、高電位側端子であるコレクタがそれぞれ第１正極母線６に接続された第１スイッチＱ１、第３スイッチＱ３、第５スイッチＱ５によって構成されている。また、第１下アームスイッチ９は、第１上アームスイッチ８のそれぞれのエミッタに、それぞれのコレクタが接続され、かつそれぞれのエミッタが第１負極母線７に接続された第２スイッチＱ２、第４スイッチＱ４、第６スイッチＱ６によって構成されている。すなわち、第１スイッチＱ１のエミッタに、第２スイッチＱ２のコレクタが接続され、第３スイッチＱ３のエミッタに、第４スイッチＱ４のコレクタが接続され、第５スイッチＱ５のエミッタに、第６スイッチＱ６のコレクタが接続されている。

【0017】

これらの各スイッチＱ１～Ｑ６は、従来知られた絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって構成され、そのＩＧＢＴには、それぞれ、逆並列にフライホールダイオードＤ１～Ｄ６が接続されている。また、上記の第１正極母線６と第１負極母線７とは、第１コンデンサ１０によって接続されている。なお、各スイッチＱ１～Ｑ６は、ＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳＦＥＴであってもよい。

【0018】

上記の第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２との接続点（接続部）にＵ相コイル３ｕの一端が接続され、第３スイッチＱ３と第４スイッチＱ４との接続点（接続部）にＶ相コイル３ｖの一端が接続され、第５スイッチＱ５と第６スイッチＱ６との接続点（接続部）にＷ相コイル３ｗの一端が接続されている。

【0019】

Ｕ相コイル３ｕ、Ｖ相コイル３ｖ、およびＷ相コイル３ｗの他端には、第２インバータ５が接続されている。この第２インバータ５は、第１インバータ４と同様に第２上アームスイッチ（素子）１１と第２下アームスイッチ（素子）１２とにより構成されている。

【0020】

すなわち、第２上アームスイッチ１１は、第７スイッチＱ７、第９スイッチＱ９、および第１１スイッチＱ１１によって構成され、それらのスイッチＱ７、Ｑ９、Ｑ１１のコレクタが第２正極母線１３に接続されている。また、第２下アームスイッチ１２は、第２上アームスイッチ１１のそれぞれのエミッタに、それぞれのコレクタが接続され、かつそれぞれのエミッタが第２負極母線１４に接続された第８スイッチＱ８、第１０スイッチＱ１０、第１２スイッチＱ１２によって構成されている。すなわち、第７スイッチＱ７のエミッタに、第８スイッチＱ８のコレクタおよびＵ相コイル３ｕの他端が接続され、第９スイッチＱ９のエミッタに、第１０スイッチＱ１０のコレクタおよびＶ相コイル３ｖの他端が接続され、第１１スイッチＱ１１のエミッタに、第１２スイッチＱ１２のコレクタおよびＷ相コイル３ｗの他端が接続されている。

【0021】

これらの各スイッチＱ７～Ｑ１２も、従来知られた絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって構成され、そのＩＧＢＴには、それぞれ、逆並列にフライホールダイオードＤ７～Ｄ１２が接続されている。また、上記の第２正極母線１３と第２負極母線１４とは、第１コンデンサ１５によって接続され、第１負極母線７と第２負極母線１４とが直列に接続され、さらに、第１正極母線６と第２正極母線１３とが開閉器１６を介して接続されている。この開閉器１６は、常開式のリレーである。なお、各スイッチＱ７～Ｑ１２は、ＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳＦＥＴであってもよく、また、開閉器１６は、半導体素子によって構成されていてもよい。

【0022】

上記の第２正極母線１３に正極端子１７が形成され、第２負極母線１４に負極端子１８が形成されている。これらの正極端子１７および負極端子１８は、外部電源などの充電設備（以下、充電用電源と記す）１９が接続される充電ポート２０となっている。なお、第２正極母線１３と正極端子１７との間、および第２負極母線１４と負極端子１８との間には、図示しないソケットなどに充電用電源１９の図示しないコネクタを接続した場合に、第２正極母線１３と正極端子１７とを接続状態とし、また第２負極母線１４と負極端子１８とを接続状態とする開閉スイッチ２１ａ，２１ｂが設けられている。

【0023】

なお、各コイル３ｕ，３ｖ，３ｗに負荷される電圧や電流を検出するための検出器２２や、蓄電池２の充電残量を検出するためのＳＯＣ管理装置２３などの種々のセンサが設けられている。

【0024】

上述した第１インバータ４、第２インバータ５、および開閉器１６を制御するための制御部（コントローラ）２４が設けられている。この制御部２４は、検出器２２、ＳＯＣ管理装置２３、および充電ポート２０などから入力される信号に基づいて第１インバータ４（具体的には、第１～第６スイッチＱ１～Ｑ６）、第２インバータ５（具体的には、第７～第１２スイッチＱ７～Ｑ１２）を制御するためのゲート信号を定め、また開閉器１６を接続状態とするか遮断状態とするかを定める演算部２５、演算部２５により定められた信号を第１インバータ４に出力する第１出力部２６、演算部２５により定められた信号を第２インバータ５に出力する第２出力部２７などによって構成されている。なお、制御部２４は、例えば、メモリ装置に記憶されたソフトウェアやそれを実行するコンピュータ、ハードウェアなどによって構成することができる。

【0025】

上述したように構成された電力変換装置１は、第１インバータ４および第２インバータ５のスイッチ信号を制御することにより、モータ３の出力トルクを制御することができる。また、駆動要求に応じて開閉器１６の開閉状態を変更し、駆動方法を変更することができる。ここで、これらの駆動状態では、充電用電源１９が接続されていないことにより開閉スイッチ２１ａ，２１ｂが開放されている。

【0026】

また、充電用電源１９が接続されて開閉スイッチ２１ａ，２１ｂがオンに切り替わった場合には、蓄電池２の電圧と充電用電源１９の電圧とに応じて開閉器１６や第１インバータ４あるいは第２インバータ５のスイッチ信号を制御することにより、充電用電源１９の電圧を昇圧しまたは降圧して蓄電池２を充電するように構成されている。

【0027】

その制御の一例を説明するためのフローチャートを図２に示してある。図２に示す制御例は、充電用電源１９が充電ポート２０に接続された場合に実行される。充電用電源１９が充電ポート２０に接続された場合には、まず、開閉器１６を開放状態にする（ステップＳ１）。このステップＳ１は、例えば、開閉スイッチ２１ａ，２１ｂから制御部２４にオン信号が入力された場合に、開閉器１６を開放する信号を出力することにより実行される。

【0028】

ついで、蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、例えば、第１正極母線６と第１負極母線７との電位差、および第２正極母線１３と第２負極母線１４との電位差を計測し、それらの電位差を比較することにより判断することができる。

【0029】

蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧よりも高いことによりステップＳ２で肯定的に判断された場合は、第２上アームスイッチ１１を導通状態にする（ステップＳ３）。すなわち、第７スイッチＱ７、第９スイッチＱ９、第１１スイッチＱ１１のオンデューティを１００％に設定する。なお、第２下アームスイッチ１２は、非導通状態にする。

【0030】

上記のように開閉器１６を開放状態とし、第２上アームスイッチ１１を導通状態とし、第２下アームスイッチ１２を非導通状態とした場合の回路状態を説明するための等価回路図を簡略して図３に示してある。なお、図３では、Ｕ相コイル３ｕ、およびＵ相コイル３ｕに接続されたスイッチのみを示してある。

【0031】

図３に示すように第１スイッチＱ１と第２スイッチＱ２との接続点にＵ相コイル３ｕの一端が接続され、Ｕ相コイル３ｕの他端が充電用電源１９の正極側に接続されている。また、蓄電池２の負極と第２スイッチＱ２の低電位側端子であるエミッタとが、充電用電源１９の負極側に接続されている。したがって、Ｕ相コイル３ｕをリアクトルとして用いて、第２スイッチＱ２をＰＷＭ（オンオフ）制御することにより、電力変換装置１は、昇圧コンバータとして機能することができる。具体的には、第２スイッチＱ２のオンデューティ比を５０％に設定することにより、充電用電源１９の電圧を２倍に昇圧することができる。

【0032】

したがって、ステップＳ３に続いて、第１下アームスイッチ９をＰＷＭ制御する（ステップＳ４）。そのため、蓄電池２と充電用電源１９との間の電力の伝達が完了し（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。つまり、蓄電池２を充電する。

【0033】

一方、蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧以下であることによりステップＳ２で否定的に判断された場合は、蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧未満であるか否かを判断する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、上述したステップＳ２と同様に、第１正極母線６と第１負極母線７との電位差と、第２正極母線１３と第２負極母線１４との電位差とを比較することにより判断することができる。

【0034】

蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧未満であることによりステップＳ６で肯定的に判断された場合は、第１上アームスイッチ８を導通状態にする（ステップＳ７）。すなわち、第１スイッチＱ１、第３スイッチＱ３、第５スイッチＱ５のオンデューティを１００％に設定する。なお、第１下アームスイッチ９は、非導通状態にする。

【0035】

上記のように開閉器１６を開放状態とし、第１上アームスイッチ８を導通状態とし、第１下アームスイッチ９を非導通状態とした場合の回路状態を説明するための等価回路図を簡略して図４に示してある。なお、図４では、Ｕ相コイル３ｕ、およびＵ相コイル３ｕに接続されたスイッチのみを示してある。

【0036】

図４に示すようにＵ相コイル３ｕの一端に蓄電池２の正極側が接続され、Ｕ相コイル３ｕの他端が、第７スイッチＱ７と第８スイッチＱ８との接続点に接続されている。また、蓄電池２の負極と第８スイッチＱ８の低電位側端子であるエミッタとが、充電用電源１９の負極側に接続されている。したがって、Ｕ相コイル３ｕをリアクトルとして用いて、第７スイッチＱ７をＰＷＭ（オンオフ）制御することにより、電力変換装置１は、降圧コンバータとして機能することができる。具体的には、第７スイッチＱ７のオンデューティ比を５０％に設定することにより、充電用電源１９の電圧を１／２倍に降圧することができる。

【0037】

したがって、ステップＳ７に続いて、第２上アームスイッチ１１をＰＷＭ制御する（ステップＳ８）。そのため、蓄電池２と充電用電源１９との間の電力の伝達が完了し（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。つまり、蓄電池２を充電する。

【0038】

一方、蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧未満でないことによりステップＳ６で否定的に判断された場合は、蓄電池２の電圧と充電用電源１９の電圧とが同一であることとなる。そのため、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、蓄電池２と充電用電源１９とを接続状態とする。具体的には、図５に簡素化して示す等価回路図のように、第１上アームスイッチ８および第２上アームスイッチ１１を導通状態にする（ステップＳ９）。上述したように第１負極母線７と第２負極母線１４とが接続されているため、蓄電池２の負極には、充電用電源１９が直接接続されていることになる。そのため、ステップＳ９では、第１下アームスイッチ９および第２下アームスイッチ１２を非導通状態とする。

【0039】

このように第１上アームスイッチ８および第２上アームスイッチ１１を導通状態にすることにより、蓄電池２と充電用電源１９との間の電力の伝達が完了し（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。つまり、蓄電池２を充電する。

【0040】

なお、蓄電池２の電圧と充電用電源１９の電圧とが同一である場合には、上記ステップＳ９のように第１上アームスイッチ８と第２上アームスイッチ１１とを導通状態とすることに代えて、図６に簡素化して示す等価回路図のように、開閉器１６を通電状態としてもよい。その場合には、第１インバータ４および第２インバータ５の各スイッチＱ１～Ｑ１２は全て非導通状態とする。

【0041】

図７は、蓄電池２の電圧が充電用電源１９の電圧よりも高いことにより、上記ステップＳ３およびステップＳ４を実行した場合におけるＵ相コイル３ｕを流れる電流値I_u、蓄電池２を流れる電流値I_BAT、および蓄電池２の部分で検出された電圧値V_Bと、充電用電源１９の電圧値V_Bcとを示すタイムチャートであり、図７に示すように充電用電源１９の電圧が昇圧されている。

【0042】

また、図８は、蓄電池２の電圧よりも充電用電源１９の電圧が高いことにより、上記ステップＳ７およびステップＳ８を実行した場合におけるＵ相コイル３ｕを流れる電流値I_u、蓄電池２を流れる電流値I_BAT、および蓄電池２の部分で検出された電圧値V_Bと、充電用電源１９の電圧値V_Bcとを示すタイムチャートであり、図８に示すように充電用電源１９の電圧が降圧されている。

【0043】

上述したように第１スイッチＱ１～第１２スイッチＱ１２を制御することによりモータ３のトルクを制御することに加えて、充電用電源１９の電圧を昇圧させまたは降圧される電圧調整装置として機能することができる。言い換えると、モータ３を制御するための電力変換装置１に、充電電圧を変化させるための電圧調整装置などを設ける必要がなく、電気ユニットを小型化することができる。

【0044】

なお、この発明の実施形態における電力変換装置１は、充電用電源１９の電圧を昇圧しまたは降圧して蓄電池２を充電するものに限らず、例えば、蓄電池２の電力によって外部電源を充電するように構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ 電力変換装置
２ 蓄電池
３ モータ
３ｕ，３ｖ，３ｗ コイル
４，５ インバータ
６，１３ 正極母線
７，１４ 負極母線
８，１１ 上アームスイッチ
９，１２ 下アームスイッチ
１０，１５ コンデンサ
１６ 開閉器
１７ 正極端子
１８ 負極端子
１９ 充電用電源
２０ 充電ポート
２１ａ，２１ｂ 開閉スイッチ
２２ 検出器
２３ 管理装置
２４ 制御部
２５ 演算部
２６，２７ 出力部
Ｄ１～Ｄ１２ フライホールダイオード
Ｑ１～Ｑ１２ スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】