特開 2023-162729 電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラム

(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】P2023162729

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20231101BHJP

   H02H 3/087 20060101ALI20231101BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

H02M3/28 C

H02H3/087

H02J1/00 301D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073314

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 勇人

(72)【発明者】

【氏名】田 キン浩

(72)【発明者】

【氏名】長竹 洋平

【テーマコード（参考）】

5G004

5G165

5H730

【Ｆターム（参考）】

5G004AA04

5G004BA04

5G004CA03

5G004DC14

5G165BB04

5G165CA01

5G165DA06

5G165EA06

5G165GA09

5G165NA01

5G165NA03

5G165NA05

5G165NA06

5G165NA09

5H730AA20

5H730AS01

5H730AS17

5H730BB27

5H730BB66

5H730DD04

5H730DD16

5H730EE04

5H730EE07

5H730FD01

5H730FD31

5H730FF09

5H730XX03

5H730XX13

5H730XX15

5H730XX23

5H730XX33

5H730XX35

(57)【要約】

【課題】ユーザーの負担を軽減しつつ電力変換器の動作効率を向上させることが可能な電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】本開示の電力変換制御装置は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器を制御する電力変換制御装置であって、過電流保護部と許可部と制御部とを備える。過電流保護部は電力変換器の出力電流が閾値以上になると、電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う。許可部は、電力変換器の出力電圧が低下して過電流保護が行われた場合に限り、過電流保護により停止した電力変換器の動作再開を許可する。制御部は、許可部により電力変換器の動作再開が許可された後、電力変換器の動作を再開させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電力を直流電力に変換する電力変換器を制御する電力変換制御装置であって、
前記電力変換器の出力電流が閾値以上になると、前記電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う過電流保護部と、
前記電力変換器の出力電圧が低下して前記過電流保護が行われた場合に限り、前記過電流保護により停止した前記電力変換器の動作再開を許可する許可部と、
前記許可部により前記電力変換器の動作再開が許可された後、前記電力変換器の動作を再開させる制御部と、を備える、
電力変換制御装置。

【請求項2】

前記許可部は、前記電力変換器の出力電圧が所定値以下になって前記過電流保護が行われた場合に限り、前記電力変換器の動作再開を許可する、
請求項１に記載の電力変換制御装置。

【請求項3】

前記許可部は、前記電力変換器の出力電圧の単位時間当たりの減少量が所定量以上になって前記過電流保護が行われた場合に限り、前記電力変換器の動作再開を許可する、
請求項１または２に記載の電力変換制御装置。

【請求項4】

前記過電流保護が行われた場合に、前記電力変換器が動作不能の状態を示すエラーフラグが有効となり、
前記許可部により前記電力変換器の動作再開が許可されると、前記エラーフラグは無効となる、
請求項１に記載の電力変換制御装置。

【請求項5】

交流電力を直流電力に変換する電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換制御装置と、を備える電力変換システムであって、
前記電力変換器の出力電流が閾値以上になると、前記電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う過電流保護部と、
前記電力変換器の出力電圧が低下して前記過電流保護が行われた場合に限り、前記過電流保護により停止した前記電力変換器の動作再開を許可する許可部と、
前記許可部により前記電力変換器の動作再開が許可された後、前記電力変換器の動作を再開させる制御部と、を備える、
電力変換システム。

【請求項6】

交流電力を直流電力に変換する電力変換器を制御する電力変換制御装置による電力制御方法であって、
前記電力変換器の出力電流が閾値以上になると、前記電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う過電流保護ステップと、
前記電力変換器の出力電圧が低下して前記過電流保護が行われた場合に限り、前記過電流保護により停止した前記電力変換器の動作再開を許可する許可ステップと、
前記許可ステップにより前記電力変換器の動作再開が許可された後、前記電力変換器の動作を再開させる動作再開ステップと、を含む、
電力変換制御方法。

【請求項7】

交流電力を直流電力に変換する電力変換器を制御する電力変換制御装置に、
前記電力変換器の出力電流が閾値以上になると、前記電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う過電流保護ステップと、
前記電力変換器の出力電圧が低下して前記過電流保護が行われた場合に限り、前記過電流保護により停止した前記電力変換器の動作再開を許可する許可ステップと、
前記許可ステップにより前記電力変換器の動作再開が許可された後、前記電力変換器の動作を再開させる動作再開ステップと、を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば車両に搭載された蓄電池の充電などに用いられ、外部電源からの交流電力を直流電力に変換する電力変換器が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６８５２５２２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の電力変換器では、出力電流を一定に維持しようとするが、例えば出力電圧が急峻に低下し、電力変換器のフィードバック動作が出力電圧の変化に追いつかない場合は、出力電力が一定のため出力電圧が低下すると出力電流が増大する。その結果、出力電流が閾値を超えると過電流保護が動作し、電力変換器は停止する（電力変換器による蓄電池の充電は停止する）。

【0005】

従来においては、過電流保護により停止した電力変換器の動作再開の許可条件として、特別な処理（例えば一定時間経過後に再度充電動作を実行し、過電流保護が発生しなければ充電動作を継続する処理等）または操作（例えば外部電源系統と電力変換器を接続するためのコネクタを一度取り外し、再度接続する操作等）が必要になっていた。このため、ユーザーの負担が大きくなってしまったり、電力変換器の動作再開にも時間を要することになるので電力変換器の動作効率も悪化するという問題がある。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザーの負担を軽減しつつ電力変換器の動作効率を向上させることが可能な電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示の電力変換制御装置は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器を制御する電力変換制御装置であって、前記電力変換器の出力電流が閾値以上になると、前記電力変換器の動作を停止する過電流保護を行う過電流保護部と、前記電力変換器の出力電圧が低下して前記過電流保護が行われた場合に限り、前記過電流保護により停止した前記電力変換器の動作再開を許可する許可部と、前記許可部により前記電力変換器の動作再開が許可された後、前記電力変換器の動作を再開させる制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ユーザーの負担を軽減しつつ電力変換器の動作効率を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載された何れかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態の車両の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態の電力変換システムの構成の一例を示す図ある。

【図3】図３は、実施形態の電力変換器の動作を説明するための図である。

【図4】図４は、実施形態の電力変換器の動作を説明するための図である。

【図5】図５は、実施形態の電力変換制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態の電力変換制御装置が有する機能の一例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態の電力変換制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。

【図8】図８は、実施形態の電力変換制御装置の動作例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】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態に係る電力変換制御装置、電力変換システム、電力変換制御方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

【0011】

図１は、本実施形態の車両１の構成の一例を示す図である。車両１は、電力を動力源として動く移動体の一例である。本実施形態に係る車両１は、電力により駆動される走行モータの動力で走行する電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。

【0012】

図１に示すように、車両１は、電力変換システム１０、バッテリ２０、インバータ３０、走行用モータ４０を少なくとも備える。

【0013】

電力変換システム１０は、外部の電力供給源５０から、ケーブル１００およびコネクタ１１０を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をバッテリ２０へ供給する。電力変換システム１０の詳細な構成については後述する。

【0014】

電力供給源５０は、例えば一般家庭または事業所などに設置されている、単相１００Ｖまたは２００Ｖの商用電源である。なお、例えば電力供給源５０は、充電スタンドなどの市街地または路面下等に設けられる、不特定多数の利用を前提とする公共用充電設備であっても構わない。

【0015】

ケーブル１００は、車両１に搭載されたバッテリ２０を充電する際に、電力供給源５０と、車両１とを接続するケーブルである。図１に示すように、ケーブル１００は、電源プラグ１０１、充電カプラ１０２、接続ケーブル１０３を有する。

【0016】

電源プラグ１０１は、電力供給源５０の電源コンセント（差し込み口）５１に着脱自在に接続される。充電カプラ１０２は、コネクタ１１０を介して、電力変換システム１０に含まれる後述の電力変換器２１０に着脱自在に接続される。接続ケーブル１０３は、電源プラグ１０１と充電カプラ１０２とを接続する。

【0017】

電力変換システム１０で変換された直流電力で充電可能なバッテリ２０は、例えばリチウムイオンバッテリなどで構成されてもよい。インバータ３０は、バッテリ２０から出力される電力を交流電力に変換し、走行用モータ４０へ供給する。走行用モータ４０は、インバータ３０から供給される電力で駆動し、車輪を回転させる。

【0018】

次に、電力変換システム１０の構成を説明する。図２は、本実施形態の電力変換システム１０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、電力変換システム１０は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器２１０と、電力変換器２１０を制御する電力変換制御装置２２０と、を含む。

【0019】

図２に示すように、電力変換器２１０は、一対の入力端子Ｃｉｎ１，Ｃｉｎ２と、第１のスイッチング素子群２１１と、第２のスイッチング素子群２１２と、一次側コイル２１３と、容量素子２１４と、二次側コイル２１５と、第１の整流素子群２１６と、第２の整流素子群２１７と、容量素子２１８と、バッテリ２０に接続可能な一対の出力端子Ｃоｕｔ１，Ｃоｕｔ２と、を備える。

【0020】

一対の入力端子Ｃｉｎ１，Ｃｉｎ２は、コネクタ１１０から供給される交流電力を整流する整流回路（不図示）に接続される。一対の入力端子Ｃｉｎ１，Ｃｉｎ２には、コネクタ１１０からの交流電力に応じた直流電力が入力される。

【0021】

第１のスイッチング素子群２１１は、互いに直列に接続される第１のスイッチング素子ＳＷ１および第２のスイッチング素子ＳＷ２を含む。第１のスイッチング素子ＳＷ１および第２のスイッチング素子ＳＷ２の各々のオンオフ動作は、電力変換制御装置２２０によって排他的に制御される。つまり、第１のスイッチング素子ＳＷ１がオン状態のときは第２のスイッチング素子ＳＷ２はオフ状態となり、第１のスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態のときは第２のスイッチング素子ＳＷ２はオン状態となるよう、電力変換制御装置２２０によって制御される。第１のスイッチング素子ＳＷ１および第２のスイッチング素子ＳＷ２の各々は、例えばゲートに印加される電圧に応じてオンオフが切り替わるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のトランジスタで構成されてもよい。

【0022】

第１のスイッチング素子群２１１は、入力端子Ｃｉｎ１，Ｃｉｎ２に対して並列に接続される。より具体的には、第１のスイッチング素子ＳＷ１の端子のうち第２のスイッチング素子ＳＷ２と接続されない側の端子は、一方の入力端子Ｃｉｎ１に接続され、第２のスイッチング素子ＳＷ２の端子のうち第１のスイッチング素子ＳＷ１と接続されない側の端子は、他方の入力端子Ｃｉｎ２に接続される。

【0023】

第２のスイッチング素子群２１２は、互いに直列に接続される第３のスイッチング素子ＳＷ３および第４のスイッチング素子ＳＷ４を含む。第３のスイッチング素子ＳＷ３および第４のスイッチング素子ＳＷ４の各々のオンオフ動作は、電力変換制御装置２２０によって排他的に制御される。つまり、第３のスイッチング素子ＳＷ３がオン状態のときは第４のスイッチング素子ＳＷ４はオフ状態となり、第３のスイッチング素子ＳＷ３がオフ状態のときは第４のスイッチング素子ＳＷ４はオン状態となるよう、電力変換制御装置２２０によって制御される。第３のスイッチング素子ＳＷ３および第４のスイッチング素子ＳＷ４の各々は、例えばゲートに印加される電圧に応じてオンオフが切り替わるＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタで構成されてもよい。

【0024】

第２のスイッチング素子群２１２は、第１のスイッチング素子群２１１よりも後段（出力側）に配置され、入力端子Ｃｉｎ１，Ｃｉｎ２に対して並列に接続される。より具体的には、第３のスイッチング素子ＳＷ３の端子のうち第４のスイッチング素子ＳＷ４と接続されない側の端子は、一方の入力端子Ｃｉｎ１に接続され、第４のスイッチング素子ＳＷ４の端子のうち第３のスイッチング素子ＳＷ３と接続されない側の端子は、他方の入力端子Ｃｉｎ２に接続される。

【0025】

図２に示すように、第１のスイッチング素子ＳＷ１と第２のスイッチング素子ＳＷ２との接続点ＮＤ１と、第３のスイッチング素子ＳＷ３と第４のスイッチング素子ＳＷ４との間の接続点ＮＤ２との間には、一次側コイル２１３および容量素子２１４が直列に接続される。

【0026】

本実施形態では、電力変換制御装置２２０は、第１のスイッチング素子ＳＷ１と第４のスイッチング素子ＳＷ４のオンオフ動作が同期するように制御し、第２のスイッチング素子ＳＷ２と第３のスイッチング素子ＳＷ３のオンオフ動作が同期するように制御する。電力変換制御装置２２０は、第１のスイッチング素子ＳＷ１と第４のスイッチング素子ＳＷ４のオン状態（第２のスイッチング素子ＳＷ２と第３のスイッチング素子ＳＷ３はオフ状態）と、第２のスイッチング素子ＳＷ２と第３のスイッチング素子ＳＷ３のオン状態（第１のスイッチング素子ＳＷ１と第４のスイッチング素子ＳＷ４はオフ状態）と、を交互に切り替えて、一次側コイル２１３に流れる電流の向きを切り替える。

【0027】

例えば電力変換制御装置２２０の制御の下、第１のスイッチング素子ＳＷ１および第４のスイッチング素子ＳＷ４がオン状態、第２のスイッチング素子ＳＷ２および第３のスイッチング素子ＳＷ３がオフ状態になる場合を想定する。この場合、図３に示すように、入力端子Ｃｉｎ１から、オン状態の第１のスイッチング素子ＳＷ１、一次側コイル２１３、オン状態の第４のスイッチング素子ＳＷ４を介して、入力端子Ｃｉｎ２へ向かう方向へ電流が流れる。

【0028】

一方、例えば電力変換制御装置２２０の制御の下、第１のスイッチング素子ＳＷ１および第４のスイッチング素子ＳＷ４がオフ状態、第２のスイッチング素子ＳＷ２および第３のスイッチング素子ＳＷ３がオン状態になる場合を想定する。この場合、図４に示すように、入力端子Ｃｉｎ１から、オン状態の第３のスイッチング素子ＳＷ３、一次側コイル２１３、オン状態の第２のスイッチング素子ＳＷ４を介して、入力端子Ｃｉｎ２へ向かう方向へ電流が流れる。

【0029】

以上のようにして一次側コイル２１３に交流電流が流れ、電磁誘導によって二次側コイル２１５にも交流電流が発生する。

【0030】

図２の説明を続ける。図２に示すように、一次側コイル２１３よりも後段（出力側）に配置される第１の整流素子群２１６は、互いに直列に接続される第１の整流素子Ｄ１および第２の整流素子Ｄ２を含む。第１の整流素子群２１６は、出力端子Ｃоｕｔ１，Ｃоｕｔ２に対して並列に接続される。より具体的には、第１の整流素子Ｄ１の端子のうち第２の整流素子Ｄ２と接続されない側の端子は、一方の出力端子Ｃоｕｔ１に接続され、第２の整流素子Ｄ２の端子のうち第１の整流素子Ｄ１と接続されない側の端子は、他方の出力端子Ｃоｕｔ２に接続される。この例では、第１の整流素子Ｄ１および第２の整流素子Ｄ２の各々は、図２の下から上へ向かう方向へ電流を整流し、例えばダイオードで構成されてもよい。

【0031】

また、図２に示すように、第２の整流素子群２１７は、互いに直列に接続される第３の整流素子Ｄ３および第４の整流素子Ｄ４を含む。第２の整流素子群２１７は、第１の整流素子群２１６よりも後段（出力側）に配置され、出力端子Ｃоｕｔ１，Ｃоｕｔ２に対して並列に接続される。より具体的には、第３の整流素子Ｄ３の端子のうち第４の整流素子Ｄ４と接続されない側の端子は、一方の出力端子Ｃоｕｔ１に接続され、第４の整流素子Ｄ４の端子のうち第３の整流素子Ｄ３と接続されない側の端子は、他方の出力端子Ｃоｕｔ２に接続される。この例では、第３の整流素子Ｄ３および第４の整流素子Ｄ４の各々は、図２の下から上へ向かう方向へ電流を整流し、例えばダイオードで構成されてもよい。

【0032】

図２に示すように、第１の整流素子Ｄ１と第２の整流素子Ｄ２との接続点ＮＤ３と、第３の整流素子Ｄ３と第４の整流素子Ｄ４との間の接続点ＮＤ４との間には、二次側コイル２１５が接続される。この構成により、二次側コイル２１５に発生する電流が何れの方向であっても、第１の整流素子群２１６または第２の整流素子群２１７から出力される電流（出力電流Ｉ_ＤＣ）を一定の方向に整流することができる。

【0033】

例えば、二次側コイル２１５に発生する電流が図２の下から上へ向かう方向であった場合は、出力電流Ｉ_ＤＣの向きは第１の整流素子Ｄ１によって規定される方向（図２の下から上へ向かう方向）となる。一方、二次側コイル２１５に発生する電流が図２の上から下へ向かう方向であった場合は、出力電流Ｉ_ＤＣの向きは第３の整流素子Ｄ３によって規定される方向（図２の下から上へ向かう方向）となる。このように、二次側コイル２１５に発生する電流が下から上へ向かう方向、または、上から下へ向かう方向の何れであっても、第１の整流素子群２１６または第２の整流素子群２１７により、図２の下から上へ出力電流Ｉ_ＤＣが流れるように整流される。

【0034】

また、図２に示すように、容量素子２１８は、第１の整流素子群２１６および第２の整流素子群２１７の後段に配置され、出力端子Ｃоｕｔ１，Ｃоｕｔ２に対して並列に接続される。容量素子２１８を構成する一対の電極のうちの一方の電極は一方の出力端子Ｃоｕｔ１に接続され、他方の電極は他方の出力端子Ｃоｕｔ２に接続される。容量素子２１８は、第１の整流素子群２１６および第２の整流素子群２１７で整流された出力電流Ｉ_ＤＣを平滑化する役割を果たす。

【0035】

次に、電力変換制御装置２２０の構成を説明する。図５は、電力変換制御装置２２０のハードウェア構成の一例を示す図である。図５に示すように、電力変換制御装置２２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２３と、機器Ｉ／Ｆ２２４と、を備える。

【0036】

ＣＰＵ２２１は、プログラムを実行することにより、電力変換制御装置２２０の動作を統括的に制御し、電力変換制御装置２２０が有する各種の機能を実現する。ＲＯＭ２２２は、不揮発性のメモリであり、電力変換制御装置２２０が有する各種の機能に対応するプログラムを含む各種データを記憶する。ＲＡＭ２２３は、ＣＰＵ２２１の作業領域を有する揮発性のメモリである。機器Ｉ／Ｆ２２４は、電力変換器２１０等の外部機器と接続するためのインタフェースである。

【0037】

図６は、電力変換制御装置２２０が有する機能の一例を示す図である。図５に示すように、電力変換制御装置２２０は、出力監視部２３０と、制御部２４０と、過電流保護部２５０と、許可部２６０と、を有する。なお、図６の例では、電力制御装置２２０が有する機能の一例を示しているが、電力制御装置２２０はさらに他の機能を有していてもよい。

【0038】

出力監視部２３０は、電力変換器２１０の出力を監視（検知）する。より具体的には、出力監視部２３０は、電力変換器２１０の出力電流Ｉ_ＤＣと、出力端子Ｃоｕｔ１，Ｃоｕｔ２間の出力電圧Ｖ_ＤＣを監視する。

【0039】

制御部２４０は、出力監視部２３０により監視される出力に基づいて、電力変換器２１０の動作を制御する。この例では、入力端子Ｃｉｎへ入力される入力電流Ｉ_ｉｎ、および、入力端子Ｃｉｎ１，２間の入力電圧Ｖ_ｉｎは一定であり、制御部２４０は、出力電流Ｉ_ＤＣが一定になるよう、電力変換器２１０の第１のスイッチング素子ＳＷ１～第４のスイッチング素子ＳＷ４のオンオフ動作を制御する。この例では、第１のスイッチング素子ＳＷ１～第４のスイッチング素子ＳＷ４の各々がオン状態を維持する時間（オン時間）は一定である。そのため、制御部２４０は、第１のスイッチング素子ＳＷ１と第４のスイッチング素子ＳＷ４のオン状態と、第２のスイッチング素子ＳＷ２と第３のスイッチング素子ＳＷ３のオン状態と、が切り替わる間隔を可変に切り替えて、スイッチングの周波数を変化させることができる。

【0040】

過電流保護部２５０は、電力変換器２１０の出力電流Ｉ_ＤＣが閾値以上になると、電力変換器２１０の動作を停止する過電流保護を行う。より具体的には、過電流保護部２５０は、電力変換器２１０の出力電流Ｉ_ＤＣが閾値以上になると、電力変換器２１０の第１のスイッチング素子ＳＷ１～第４のスイッチング素子ＳＷ４の各々を全てオフ状態に維持する（スイッチング動作を停止させる）。

【0041】

この例では、電力変換器２１０の出力電流Ｉ_ＤＣが閾値以上になると、過電流保護の条件が成立したことを示すＯＣＰフラグが有効（この例ではハイレベル）となる。また、過電流保護が行われた場合に、電力変換器２１０が動作不能の状態を示すエラーフラグが有効（この例ではハイレベル）となり、後述の許可部２６０により電力変換器２１０の動作再開が許可されると、エラーフラグは無効（この例ではローレベル）となる。ＯＣＰフラグおよびエラーフラグの各々の有効／無効の切り替えは、過電流保護部２５０または後述の許可部２６０が行ってもよいし、他の機能が行ってもよい。

【0042】

許可部２６０は、電力変換器２１０の出力電圧Ｖ_ＤＣが低下して過電流保護が行われた場合に限り、過電流保護により停止した電力変換器２１０の動作再開を許可する。より具体的には、許可部２６０は、電力変換器２１０の出力電圧Ｖ_ＤＣが所定値以下になって過電流保護が行われた場合に限り、電力変換器２１０の動作再開を許可する。なお、例えば許可部２６０は、電力変換器２１０の出力電圧Ｖ_ＤＣの単位時間当たりの減少量が所定量以上になって過電流保護が行われた場合に限り、電力変換器２１０の動作再開を許可する形態であってもよい。さらに、例えば許可部２６０は、電力変換器２１０の出力電圧Ｖ_ＤＣが所定値以下、かつ、出力電圧Ｖ_ＤＣの単位時間当たりの減少量が所定量以上になって過電流保護が行われた場合に限り、電力変換器２１０の動作再開を許可する形態であってもよい。

【0043】

制御部２４０は、許可部２６０により電力変換器２１０の動作再開が許可された後、電力変換器２１０の動作を再開させる。

【0044】

以上に説明した電力変換制御装置２２０が有する出力監視部２３０、制御部２４０、過電流保護部２５０および許可部２６０の各々の機能は、ＣＰＵ２２１がＲＯＭ２２２等に格納されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これに限らず、例えば上述した各部の機能の一部または全部を専用のハードウェア回路で実現する形態であってもよい。また、上述した各部の機能が、複数の装置に分散されて搭載される形態であってもよい。

【0045】

図７は、過電流保護が発生する場合における、電力変換制御装置２２０の動作例を示すタイミングチャートである。図７に示すように、出力電圧Ｖ_ＤＣが急峻に低下して所定値以下になり、電力変換器２１０のフィードバック動作（出力電流Ｉ_ＤＣを一定に維持するためのスイッチング動作）が出力電圧Ｖ_ＤＣの変化に追いつかない場合は、出力電流Ｉ_ＤＣが増大する。

【0046】

出力電流Ｉ_ＤＣが閾値以上になると、過電流保護の条件が成立し、ＯＣＰフラグがハイレベルに遷移する。そして、過電流保護部２５０は過電流保護を行い、電力変換器２１０の動作は停止（バッテリ３０の充電が停止）する。電力変換器２１０の動作が停止すると、ＯＣＰフラグはローレベルに遷移し、充電の可否を示す充電フラグは、充電可能であることを示すハイレベルから、充電不能であることを示すローレベルに遷移する。また、上述のエラーフラグはハイレベルに遷移する。

【0047】

許可部２６０は、出力電圧Ｖ_ＤＣが所定値以下になって過電流保護が行われたことを確認すると、電力変換器２１０の動作再開を許可する。許可部２６０による許可を受けて、エラーフラグはローレベルに遷移し、充電フラグはハイレベルに遷移し、制御部２４０は、電力変換器２１０の動作を再開させることができる。

【0048】

図７の例では、出力電圧Ｖ_ＤＣが閾値以下になって過電流保護が行われたので、これは、出力電圧Ｖ_ＤＣの急峻な低下による過電流であると判断できる。このため、特別な復旧操作等を必要とせずにエラーフラグを解消できる。

【0049】

例えばエラーフラグを解消する条件（電力変換器２１０の動作再開を許可する条件）として、コネクタ１１０を電力変換器２１０から取り外し、再度接続することを条件とする形態（対比例）も考えられる。この対比例では、上述のような特別な復旧操作等を必要としない（コネクタ１１０の接続等は関係無い）、出力電圧Ｖ_ＤＣの急峻な低下による過電流の場合であっても、ユーザーは、エラーフラグを解消するために、コネクタ１１０を電力変換器２１０から取り外し、再度接続する操作を行う必要がある。このため、ユーザーの負担が大きい上、電力変換器２１０の動作再開にも時間を要するので電力変換器２１０の動作効率も悪化する。

【0050】

これに対して、図７に示す本実施形態の例では、出力電圧Ｖ_ＤＣが所定値以下になって過電流保護が行われた場合には、例えばコネクタ１１０の再接続などの特別な操作等を必要とせずにエラーフラグが解消されるので、対比例に比べて、電力変換器２１０の動作再開までの時間を短縮できる。これにより、ユーザーの負担を軽減しつつ電力変換器２１０の動作効率を向上させることができる。

【0051】

図８は、過電流保護が発生する場合における、電力変換制御装置２２０の動作例を示すフローチャートである。図８に示すように、電力変換器２１０の出力電流Ｉ_ＤＣが閾値以上の場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、過電流保護部２５０は過電流保護を行う（ステップＳ１１）。

【0052】

次に、許可部２６０は、過電流保護のタイミングに対応する出力電圧Ｖ_ＤＣ（過電流保護が行われる直前などの直近のタイミングにおける出力電圧Ｖ_ＤＣ）が所定値以下であるか否かを確認する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の結果が肯定の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、許可部２６０は、電力変換器２１０の動作再開を許可する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２の結果が否定の場合（ステップＳ１２：Ｎо）、許可部２６０は、出力電圧Ｖ_ＤＣの急峻な低下以外の原因によるエラーフラグを解消するための特別な操作（リセット操作）を受け付けた場合に限り（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、電力変換器２１０の動作再開を許可する（ステップＳ１３）。

【0053】

ステップＳ１３の後、エラーフラグは解消され、制御部２４０は、電力変換器２１０の動作を再開させる（ステップＳ１５）。

【0054】

以上に説明したように、本実施形態の電力変換制御装置２２０は、電力変換器２１０の出力電圧Ｖ_ＤＣが低下して過電流保護が行われた場合に限り、過電流保護により停止した電力変換器２１０の動作再開を許可する。これにより、電力変換制御装置２２０自身が過電流発生の要因を特定し、例えばコネクタ１１０の再接続などの特別な操作等を必要とせずにエラーフラグが解消されるので、電力変換器２１０の動作再開までの時間を短縮できる。従って、本実施形態によれば、ユーザーの負担を軽減しつつ電力変換器２１０の動作効率を向上させることができる。

【0055】

以上、本開示の実施形態を説明したが、上述の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら新規な実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0056】

また、本開示の実施形態においては、電力変換システム１０が車両１に適用される例を挙げて説明したが、これに限らず、電力変換システム１０は様々な装置に適用可能である。また、本明細書に記載された実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 車両
１０ 電力変換システム
２０ バッテリ
３０ インバータ
４０ 走行用モータ
５０ 電力供給源
２１０ 電力変換器
２２０ 電力変換制御装置
２３０ 出力監視部
２４０ 制御部
２５０ 過電流保護部
２６０ 許可部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】