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(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】P2024141634
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02H 7/00 20060101AFI20241003BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20241003BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241003BHJP
H02H 7/18 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02H7/00 L
H02J7/34 J
H02J7/00 S
H02H7/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053390
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 隆弘
【テーマコード（参考）】
5G053
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G053AA05
5G053CA04
5G053EA03
5G053EB01
5G053EB05
5G053EC01
5G053FA05
5G503AA01
5G503BA03
5G503BB01
5G503CC02
5G503DA06
5G503GB06
(57)【要約】
【課題】電力変換装置の大型化を抑制すること。
【解決手段】制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって第２コンデンサＣ３をプリチャージする。制御装置８１は、第２コンデンサＣ３をプリチャージした後に第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２をプリチャージする。
【選択図】図１
【解決手段】制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって第２コンデンサＣ３をプリチャージする。制御装置８１は、第２コンデンサＣ３をプリチャージした後に第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２をプリチャージする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力された交流電力を直流電力に変換する充電器と、
前記充電器から出力される直流電力が供給されるバッテリと、
前記充電器と前記バッテリとの間に設けられた第１コンデンサと、
前記バッテリから出力される直流電力が供給されるインバータと、
前記バッテリと前記インバータとの間に設けられた第２コンデンサと、
スター結線された３つのコイルを備えるとともに前記インバータから出力される交流電力が供給されるモータと、
前記充電器と前記バッテリの正極とを接続する正母線と、
前記充電器と前記バッテリの負極とを接続する負母線と、
前記正母線に設けられ、前記充電器と前記バッテリとの接続／非接続を切り替え可能な第１切替部と、
前記正母線における前記充電器と前記第１切替部との間の箇所と前記モータの中性点とを接続する接続線と、
前記接続線に設けられ、前記正母線と前記モータの中性点との接続／非接続を切り替え可能な第２切替部と、
前記バッテリと前記第２コンデンサとを接続する配線と、
前記配線に設けられるとともに前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第３切替部と、
前記第３切替部に並列接続されるとともに、抵抗素子と当該抵抗素子を介して前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第４切替部とを有する突入電流抑制回路と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第３切替部をオフ、かつ、前記第４切替部をオンすることによって前記第２コンデンサをプリチャージし、
前記第２コンデンサをプリチャージした後に前記第２切替部及び前記第３切替部をオン、かつ、前記第１切替部及び前記第４切替部をオフした状態で前記インバータを降圧動作させることによって前記第１コンデンサをプリチャージする、電力変換装置。
前記充電器から出力される直流電力が供給されるバッテリと、
前記充電器と前記バッテリとの間に設けられた第１コンデンサと、
前記バッテリから出力される直流電力が供給されるインバータと、
前記バッテリと前記インバータとの間に設けられた第２コンデンサと、
スター結線された３つのコイルを備えるとともに前記インバータから出力される交流電力が供給されるモータと、
前記充電器と前記バッテリの正極とを接続する正母線と、
前記充電器と前記バッテリの負極とを接続する負母線と、
前記正母線に設けられ、前記充電器と前記バッテリとの接続／非接続を切り替え可能な第１切替部と、
前記正母線における前記充電器と前記第１切替部との間の箇所と前記モータの中性点とを接続する接続線と、
前記接続線に設けられ、前記正母線と前記モータの中性点との接続／非接続を切り替え可能な第２切替部と、
前記バッテリと前記第２コンデンサとを接続する配線と、
前記配線に設けられるとともに前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第３切替部と、
前記第３切替部に並列接続されるとともに、抵抗素子と当該抵抗素子を介して前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第４切替部とを有する突入電流抑制回路と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第３切替部をオフ、かつ、前記第４切替部をオンすることによって前記第２コンデンサをプリチャージし、
前記第２コンデンサをプリチャージした後に前記第２切替部及び前記第３切替部をオン、かつ、前記第１切替部及び前記第４切替部をオフした状態で前記インバータを降圧動作させることによって前記第１コンデンサをプリチャージする、電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示の電力変換装置は、インバータと、入力コンデンサと、リレーと、突入電流抑制回路と、充電装置と、を備える。インバータは、バッテリから入力された直流電力を交流電力に変換して出力する。入力コンデンサは、バッテリとインバータとの間に設けられている。リレーは、バッテリとインバータとを接続する配線に設けられている。突入電流抑制回路は、スイッチと、抵抗素子と、を備える。スイッチと抵抗素子とは互いに直列接続されている。突入電流抑制回路は、リレーと並列に設けられている。インバータの始動時には、スイッチをオンすることによって抵抗素子を介して入力コンデンサのプリチャージを行う。これにより、突入電流抑制回路は、突入電流を抑制している。充電装置は、外部交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する。充電装置から出力される直流電力によってバッテリは充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－２５９２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
充電装置によってバッテリを充電する場合、充電装置が備えているコンデンサにも電流が流れる。充電装置によってバッテリを充電する場合に突入電流を抑制するためには、充電装置が備えているコンデンサに対応する突入電流抑制回路を設ける必要がある。この場合、入力コンデンサに対応する突入電流抑制回路と充電装置が備えるコンデンサに対応する突入電流抑制回路とを個別に設ける必要がある。このため、電力変換装置の大型化を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決する電力変換装置は、入力された交流電力を直流電力に変換する充電器と、前記充電器から出力される直流電力が供給されるバッテリと、前記充電器と前記バッテリとの間に設けられた第１コンデンサと、前記バッテリから出力される直流電力が供給されるインバータと、前記バッテリと前記インバータとの間に設けられた第２コンデンサと、スター結線された３つのコイルを備えるとともに前記インバータから出力される交流電力が供給されるモータと、前記充電器と前記バッテリの正極とを接続する正母線と、前記充電器と前記バッテリの負極とを接続する負母線と、前記正母線に設けられ、前記充電器と前記バッテリとの接続／非接続を切り替え可能な第１切替部と、前記正母線における前記充電器と前記第１切替部との間の箇所と前記モータの中性点とを接続する接続線 と、前記接続線に設けられ、前記正母線と前記モータの中性点との接続／非接続を切り替え可能な第２切替部と、前記バッテリと前記第２コンデンサとを接続する配線と、前記配線に設けられるとともに前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第３切替部と、前記第３切替部に並列接続されるとともに、抵抗素子と当該抵抗素子を介して前記バッテリと前記第２コンデンサとの接続／非接続を切り替え可能な第４切替部とを有する突入電流抑制回路と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第３切替部をオフ、かつ、前記第４切替部をオンすることによって前記第２コンデンサをプリチャージし、前記第２コンデンサをプリチャージした後に前記第２切替部及び前記第３切替部をオン、かつ、前記第１切替部及び前記第４切替部をオフした状態で前記インバータを降圧動作させることによって前記第１コンデンサをプリチャージする。
【0006】
制御装置は、第３切替部をオフ、かつ、第４切替部をオンすることによって抵抗素子を介して第２コンデンサをプリチャージできる。制御装置は、第２切替部及び第３切替部をオン、かつ、第１切替部及び第４切替部をオフした状態でインバータを降圧動作させることによって第１コンデンサをプリチャージ。インバータによって第１コンデンサをプリチャージすることによって、第１コンデンサに対応して突入電流抑制回路を設ける必要がない。従って、第２コンデンサと第１コンデンサのそれぞれに対応して突入電流抑制回路を設ける場合に比べて、電力変換装置の大型化を抑制できる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電力変換装置の大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】電力変換装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
電力変換装置の一実施形態について説明する。一例として車両に搭載される電力変換装置について説明する。
＜電力変換装置＞
図１に示すように、電力変換装置１０は、充電器１１と、ＡＣフィルタ１２と、第１コンデンサＣ２と、ＤＣフィルタ１３と、バッテリパック４１と、インバータ回路部５１と、モータ６１とを備える。インバータ回路部５１は、インバータ５２と、第２コンデンサＣ３とを備える。
＜電力変換装置＞
図１に示すように、電力変換装置１０は、充電器１１と、ＡＣフィルタ１２と、第１コンデンサＣ２と、ＤＣフィルタ１３と、バッテリパック４１と、インバータ回路部５１と、モータ６１とを備える。インバータ回路部５１は、インバータ５２と、第２コンデンサＣ３とを備える。
【0010】
充電器１１は、入力される交流電力を直流電力に変換するものであり、本実施形態の充電器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０と、コンデンサＣ１と、ＤＣ／ＤＣ変換器３０とを備える。
【0011】
充電器１１には、車両の外部に設けられた外部交流電源ＡＳから交流電力が入力される。外部交流電源ＡＳから入力される交流電力は、三相交流であってもよいし単相交流であってもよい。
【0012】
ＡＣフィルタ１２は、外部交流電源ＡＳに流出するノイズを低減させる。
ＡＣ／ＤＣ変換器２０は、２つのリアクトル２１，２２と、２つの直列接続体２３，２４と、を備える。リアクトル２１の一端とリアクトル２２の一端は、ＡＣフィルタ１２に接続され、ＡＣフィルタ１２を介して外部交流電源ＡＳに接続されている。
ＡＣ／ＤＣ変換器２０は、２つのリアクトル２１，２２と、２つの直列接続体２３，２４と、を備える。リアクトル２１の一端とリアクトル２２の一端は、ＡＣフィルタ１２に接続され、ＡＣフィルタ１２を介して外部交流電源ＡＳに接続されている。
【0013】
２つの直列接続体２３，２４は、互いに並列接続されている。直列接続体２３は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を備える。２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続点には、リアクトル２１の他端が接続されている。スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２は、例えば、半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ、絶縁ゲート型バイポーラートランジスタ、Ｇan ＨＥＭＴ等である。
【0014】
直列接続体２４は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４を備える。２つのスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続点には、リアクトル２２の他端が接続されている。スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４は、例えば、半導体スイッチング素子である。
【0015】
ＡＣ／ＤＣ変換器２０は、ＡＣフィルタ１２を介して入力された交流電力を直流電力に変換しつつ力率の改善を行う。
コンデンサＣ１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０とＤＣ／ＤＣ変換器３０との間に設けられている。コンデンサＣ１は、リンクコンデンサ、又は平滑コンデンサである。
コンデンサＣ１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０とＤＣ／ＤＣ変換器３０との間に設けられている。コンデンサＣ１は、リンクコンデンサ、又は平滑コンデンサである。
【0016】
コンデンサＣ１の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１３の接続点と接続されている。
コンデンサＣ１の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４の接続点と接続されている。
コンデンサＣ１の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ１２，Ｑ１４の接続点と接続されている。
【0017】
すなわち、直列接続体２３，２４とコンデンサＣ１とは、並列接続されている。
ＤＣ／ＤＣ変換器３０は、第１ブリッジ回路３１と、第２ブリッジ回路３４と、トランス３７と、を備える。第１ブリッジ回路３１は、２つの直列接続体３２，３３を備える。２つの直列接続体３２，３３は、互いに並列接続されている。直列接続体３２は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を備える。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２は、例えば、半導体スイッチング素子である。
ＤＣ／ＤＣ変換器３０は、第１ブリッジ回路３１と、第２ブリッジ回路３４と、トランス３７と、を備える。第１ブリッジ回路３１は、２つの直列接続体３２，３３を備える。２つの直列接続体３２，３３は、互いに並列接続されている。直列接続体３２は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を備える。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２は、例えば、半導体スイッチング素子である。
【0018】
直列接続体３３は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４を備える。スイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４は、例えば、半導体スイッチング素子である。
２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３との接続点は、コンデンサＣ１の一端と接続されている。
２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２３との接続点は、コンデンサＣ１の一端と接続されている。
【0019】
２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４との接続点は、コンデンサＣ１の他端と接続されている。
すなわち、直列接続体３２，３３とコンデンサＣ１とは、並列接続されている。
すなわち、直列接続体３２，３３とコンデンサＣ１とは、並列接続されている。
【0020】
第２ブリッジ回路３４は、２つの直列接続体３５，３６を備える。２つの直列接続体３５，３６は、互いに並列接続されている。直列接続体３５は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２を備える。スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は、例えば、半導体スイッチング素子である。
【0021】
直列接続体３６は、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ３３，Ｑ３４を備える。スイッチング素子Ｑ３３，Ｑ３４は、例えば、半導体スイッチング素子である。
トランス３７は、第１巻線３８と、第２巻線３９と、を備える。第１巻線３８の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の接続点に接続されている。第１巻線３８の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の接続点に接続されている。第２巻線３９の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の接続点に接続されている。第２巻線３９の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ３３，Ｑ３４の接続点に接続されている。
トランス３７は、第１巻線３８と、第２巻線３９と、を備える。第１巻線３８の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の接続点に接続されている。第１巻線３８の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４の接続点に接続されている。第２巻線３９の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の接続点に接続されている。第２巻線３９の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ３３，Ｑ３４の接続点に接続されている。
【0022】
第１コンデンサＣ２は、リンクコンデンサ、又は平滑コンデンサである。
第１コンデンサＣ２の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３３の接続点に接続され、第１コンデンサＣ２の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ３２，Ｑ３４の接続点に接続されている。
第１コンデンサＣ２の一端は、２つのスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３３の接続点に接続され、第１コンデンサＣ２の他端は、２つのスイッチング素子Ｑ３２，Ｑ３４の接続点に接続されている。
【0023】
すなわち、直列接続体３５，３６と第１コンデンサＣ２とは、並列接続されている。
ＤＣフィルタ１３は、直列接続体３６とバッテリパック４１との間に設けられ、直列接続体３６から出力される直流電力に含まれるノイズを低減し、バッテリパック４１に出力する。
ＤＣフィルタ１３は、直列接続体３６とバッテリパック４１との間に設けられ、直列接続体３６から出力される直流電力に含まれるノイズを低減し、バッテリパック４１に出力する。
【0024】
バッテリパック４１は、バッテリ４２と、正母線としての第１正母線Ｌ１及び第２正母線Ｌ２と、負母線としての第１負母線Ｌ３及び第２負母線Ｌ４と、第１～第４スイッチ４３～４６とを備える。
【0025】
バッテリ４２は、充放電可能な二次電池を複数接続したものである。バッテリ４２の正極は第１正母線Ｌ１に接続されている。バッテリ４２の負極は、第１負母線Ｌ３に接続されている。第１コンデンサＣ２は、充電器１１とバッテリ４２との間に設けられている。
【0026】
第１正母線Ｌ１は、充電器１１とバッテリ４２の正極とを接続している。第１負母線Ｌ３は、充電器１１とバッテリ４２の負極とを接続している。本実施形態における第１正母線Ｌ１及び第１負母線Ｌ３は、ＤＣフィルタ１３とバッテリ４２とを接続している。バッテリ４２には、充電器１１から出力される直流電力が供給される。
【0027】
第１スイッチ４３は、第１正母線Ｌ１に設けられている。第１スイッチ４３は、例えば、リレースイッチである。第１スイッチ４３は、第１正母線Ｌ１に設けられ、充電器１１とバッテリ４２との接続／非接続を切り替え可能な第１切替部である。
【0028】
第２スイッチ４４は、第１負母線Ｌ３に設けられている。第２スイッチ４４は、例えば、リレースイッチであり、充電器１１とバッテリ４２との接続／非接続を切り替え可能なスイッチである。
【0029】
第２正母線Ｌ２は、バッテリ４２の正極とインバータ５２とに接続されている。第２負母線Ｌ４は、バッテリ４２の負極とインバータ５２とに接続されている。
第３スイッチ４５は、第２正母線Ｌ２に設けられている。第３スイッチ４５は、例えば、リレースイッチである。第３スイッチ４５は、バッテリ４２とインバータ５２との接続／非接続を切り替え可能なスイッチである。
第３スイッチ４５は、第２正母線Ｌ２に設けられている。第３スイッチ４５は、例えば、リレースイッチである。第３スイッチ４５は、バッテリ４２とインバータ５２との接続／非接続を切り替え可能なスイッチである。
【0030】
第４スイッチ４６は、第２負母線Ｌ４に設けられている。第４スイッチ４６は、例えば、リレースイッチである。第４スイッチ４６は、バッテリ４２とインバータ５２との接続／非接続を切り替え可能なスイッチである。
【0031】
インバータ５２は、三相インバータである。インバータ５２は、３つの直列接続体５３，５４，５５を備える。直列接続体５３，５４，５５は、互いに並列接続されている。直列接続体５３は、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｑ４１と、Ｕ相下アームスイッチング素子Ｑ４２と、を備える。Ｕ相上アームスイッチング素子Ｑ４１とＵ相下アームスイッチング素子Ｑ４２とは、第２正母線Ｌ２と第２負母線Ｌ４との間で直列接続されている。直列接続体５４は、Ｖ相上アームスイッチング素子Ｑ４３と、Ｖ相下アームスイッチング素子Ｑ４４と、を備える。Ｖ相上アームスイッチング素子Ｑ４３とＶ相下アームスイッチング素子Ｑ４４とは、第２正母線Ｌ２と第２負母線Ｌ４との間で直列接続されている。直列接続体５５は、Ｗ相上アームスイッチング素子Ｑ４５と、Ｗ相下アームスイッチング素子Ｑ４６と、を備える。Ｗ相上アームスイッチング素子Ｑ４５とＷ相下アームスイッチング素子Ｑ４６とは、第２正母線Ｌ２と第２負母線Ｌ４との間で直列接続されている。Ｕ相上アームスイッチング素子Ｑ４１、Ｕ相下アームスイッチング素子Ｑ４２、Ｖ相上アームスイッチング素子Ｑ４３、Ｖ相下アームスイッチング素子Ｑ４４、Ｗ相上アームスイッチング素子Ｑ４５及びＷ相下アームスイッチング素子Ｑ４６は、例えば、半導体スイッチング素子である。インバータ５２は、第２正母線Ｌ２及び第２負母線Ｌ４によってバッテリ４２に接続されている。
【0032】
第２コンデンサＣ３は、バッテリ４２とインバータ５２との間に設けられている。第２コンデンサＣ３は、一端が第２正母線Ｌ２に接続され、他端が第２負母線Ｌ４に接続されている。第２コンデンサＣ３は、平滑コンデンサ、又はリンクコンデンサである。
【0033】
モータ６１は、三相モータである。モータ６１は、３つのコイル６２，６３，６４を備える。３つのコイル６２，６３，６４は、スター結線されている。コイル６２の一端は、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｑ４１とＵ相下アームスイッチング素子Ｑ４２との接続点に接続されている。コイル６３の一端は、Ｖ相上アームスイッチング素子Ｑ４３とＶ相下アームスイッチング素子Ｑ４４との接続点に接続されている。コイル６４の一端は、Ｗ相上アームスイッチング素子Ｑ４５とＷ相下アームスイッチング素子Ｑ４６との接続点に接続されている。コイル６２の他端とコイル６３の他端とコイル６４の他端は、互いに接続されている。コイル６２の他端とコイル６３の他端とコイル６４の他端との接続点は、モータ６１の中性点である。
【0034】
電力変換装置１０は、接続線７１を備える。接続線７１は、第１正母線Ｌ１における充電器１１と第１スイッチ４３との間の箇所と、モータ６１の中性点と、を接続している。
電力変換装置１０は、第２切替部７２を備える。第２切替部７２は、接続線７１に設けられており、第１正母線とモータ６１の中性点との接続／非接続を切り替える。第２切替部７２は、例えば、リレースイッチである。
電力変換装置１０は、第２切替部７２を備える。第２切替部７２は、接続線７１に設けられており、第１正母線とモータ６１の中性点との接続／非接続を切り替える。第２切替部７２は、例えば、リレースイッチである。
【0035】
第２正母線Ｌ２及び第２負母線Ｌ４によってバッテリ４２と第２コンデンサＣ３とは接続されている。第２負母線Ｌ４は、バッテリ４２と第２コンデンサＣ３とを接続する配線である。第４スイッチ４６は、バッテリ４２と第２コンデンサＣ３との接続／非接続を切り替え可能な第３切替部である。
【0036】
バッテリパック４１は、突入電流抑制回路４７を備える。突入電流抑制回路４７は、第４スイッチ４６に並列接続される。突入電流抑制回路４７は、抵抗素子４９と、第４切替部４８と、を備える。第４切替部４８と抵抗素子４９とは互いに直列接続されている。第４切替部４８は、抵抗素子４９を介してバッテリ４２と第２コンデンサＣ３との接続／非接続を切り替え可能である。
【0037】
電力変換装置１０は、制御装置８１を備える。制御装置８１は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサとしては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、及びDSP（Digital Signal Processor）を挙げることができる。記憶部は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0038】
制御装置８１は、電力変換装置１０の制御を行う。本実施形態では、制御装置８１により電力変換装置１０の全体が制御される。電力変換装置１０は、複数の制御装置によって制御されてもよい。例えば、電力変換装置１０は、充電器１１を制御する制御装置、ＤＣ／ＤＣ変換器３０を制御する制御装置、バッテリパック４１を制御する制御装置、及びインバータ５２を制御する制御装置を備えていてもよい。
【0039】
＜バッテリの充電時に制御装置が行うプリチャージ制御＞
バッテリ４２の充電時に制御装置８１が行うプリチャージ制御について説明する。プリチャージ制御は、例えば、充電器１１と外部交流電源ＡＳとが接続されると実行される。充電器１１と外部交流電源ＡＳとが接続されたことの検知は、例えば、充電プラグが車両に接続されたことを制御装置８１が検知することで行われる。
バッテリ４２の充電時に制御装置８１が行うプリチャージ制御について説明する。プリチャージ制御は、例えば、充電器１１と外部交流電源ＡＳとが接続されると実行される。充電器１１と外部交流電源ＡＳとが接続されたことの検知は、例えば、充電プラグが車両に接続されたことを制御装置８１が検知することで行われる。
【0040】
図２及び図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフする。制御装置８１は、第４切替部４８をオンする。第１スイッチ４３、第２スイッチ４４、及び第２切替部７２はオフにされている。第３スイッチ４５は、オンにされている。これにより、バッテリ４２から第２コンデンサＣ３に電流が流れることによって第２コンデンサＣ３がプリチャージされる。
【0041】
図２及び図４に示すように、次に、ステップＳ２において、制御装置８１は、第２切替部７２をオンする。制御装置８１は、第４スイッチ４６をオンする。制御装置８１は、第１スイッチ４３をオフする。制御装置８１は、第４切替部４８をオフする。第２スイッチ４４、及び第３スイッチ４５はオンにされている。
【0042】
次に、ステップＳ３において、制御装置８１は、インバータ５２による降圧動作を行う。例えば、制御装置８１は、下アームスイッチング素子Ｑ４２，Ｑ４４，Ｑ４６をオフした状態で上アームスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４３，Ｑ４５をオンすることによってコイル６２，６３，６４に電磁エネルギーを蓄える。そして、制御装置８１は、上アームスイッチング素子Ｑ４１，Ｑ４３，Ｑ４５をオフすることによってコイル６２，６３，６４から電磁エネルギーを放出させる。これにより、インバータ５２による降圧動作が行われる。インバータ５２の降圧動作は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちいずれか一相で行われればよい。インバータ５２の降圧動作により、バッテリ４２からインバータ５２に入力された直流電圧が降圧されて出力される。インバータ５２から出力された直流電圧によって接続線７１を介して第１コンデンサＣ２に電流が流れる。これにより、第１コンデンサＣ２がプリチャージされる。
【0043】
次に、ステップＳ４において、制御装置８１は、バッテリ４２の充電を開始する。制御装置８１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０を制御することによってＡＣ／ＤＣ変換器２０に直流電圧を出力させる。これにより、バッテリ４２の充電を行う。この際、第１スイッチ４３はオン、第２スイッチ４４はオン、第３スイッチ４５はオフ、第４スイッチ４６はオフ、第４切替部４８はオフ、第２切替部７２はオフである。
【0044】
［本実施形態の作用］
制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって抵抗素子４９を介して第２コンデンサＣ３に電流を流すことができる。抵抗素子４９を介して電流を流すことによって第２コンデンサＣ３を緩やかにプリチャージすることができる。制御装置８１は、第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２に電流を流すことができる。制御装置８１は、インバータ５２に降圧動作を行わせることで、第１コンデンサＣ２を緩やかにプリチャージすることができる。
制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって抵抗素子４９を介して第２コンデンサＣ３に電流を流すことができる。抵抗素子４９を介して電流を流すことによって第２コンデンサＣ３を緩やかにプリチャージすることができる。制御装置８１は、第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２に電流を流すことができる。制御装置８１は、インバータ５２に降圧動作を行わせることで、第１コンデンサＣ２を緩やかにプリチャージすることができる。
【0045】
［本実施形態の効果］
（１）制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって第２コンデンサＣ３をプリチャージできる。制御装置８１は、第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２をプリチャージできる。第１コンデンサＣ２に対応して突入電流抑制回路を設ける必要がない。従って、第２コンデンサＣ３と第１コンデンサＣ２のそれぞれに対応して突入電流抑制回路を設ける場合に比べて、電力変換装置１０の大型化を抑制できる。また、第２コンデンサＣ３と第１コンデンサＣ２のそれぞれに対応して突入電流抑制回路を設ける場合に比べて、電力変換装置１０の製造コストを低減させることができる。
（１）制御装置８１は、第４スイッチ４６をオフ、かつ、第４切替部４８をオンすることによって第２コンデンサＣ３をプリチャージできる。制御装置８１は、第２切替部７２及び第４スイッチ４６をオン、かつ、第１スイッチ４３及び第４切替部４８をオフした状態でインバータ５２を降圧動作させることによって第１コンデンサＣ２をプリチャージできる。第１コンデンサＣ２に対応して突入電流抑制回路を設ける必要がない。従って、第２コンデンサＣ３と第１コンデンサＣ２のそれぞれに対応して突入電流抑制回路を設ける場合に比べて、電力変換装置１０の大型化を抑制できる。また、第２コンデンサＣ３と第１コンデンサＣ２のそれぞれに対応して突入電流抑制回路を設ける場合に比べて、電力変換装置１０の製造コストを低減させることができる。
【0046】
［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0047】
○上記実施形態のバッテリパック４１は、第２スイッチ４４を備えていなくてもよい。
○上記実施形態のバッテリパック４１は、第３スイッチ４５を備えていなくてもよい。
○上記実施形態の充電器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０と、コンデンサＣ１と、ＤＣ／ＤＣ変換器３０と、を備えているが、入力された交流電力を直流電力に変換できるものであればどのような構成であってもよい。
○上記実施形態のバッテリパック４１は、第３スイッチ４５を備えていなくてもよい。
○上記実施形態の充電器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器２０と、コンデンサＣ１と、ＤＣ／ＤＣ変換器３０と、を備えているが、入力された交流電力を直流電力に変換できるものであればどのような構成であってもよい。
【0048】
○上記実施形態のＤＣ／ＤＣ変換器３０は、所謂双方向ＤＣ／ＤＣコンバータだが、第１ブリッジ回路３１から第２ブリッジ回路３４に直流電力を伝送できる構成であればよい。
【0049】
○上記実施形態のモータ６１は、電動圧縮機の備えるモータであってもよい。インバータ５２は、電動圧縮機の備えるモータを駆動するためのインバータであってもよい。
○上記実施形態の突入電流抑制回路４７は、第３スイッチ４５に並列接続されていてもよい。この場合、第２正母線Ｌ２は、バッテリ４２とインバータ５２とを接続する配線である。第３スイッチ４５は、第３切替部である。
○上記実施形態の突入電流抑制回路４７は、第３スイッチ４５に並列接続されていてもよい。この場合、第２正母線Ｌ２は、バッテリ４２とインバータ５２とを接続する配線である。第３スイッチ４５は、第３切替部である。
【符号の説明】
【0050】
Ｃ２…第１コンデンサ、Ｃ３…第２コンデンサ、Ｌ１…正母線である第１正母線、Ｌ３…負母線である第１負母線、Ｌ４…配線である第２負母線、１０…電力変換装置、１１…充電器、４２…バッテリ、４３…第１切替部である第１スイッチ、４６…第３切替部である第４スイッチ、４７…突入電流抑制回路、４８…第４切替部、４９…抵抗素子、５２…インバータ、６１…モータ、６２，６３，６４…コイル、７１…接続線、７２…第２切替部、８１…制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】