特開 2024-70099 電力変換システム

(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】P2024070099

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】電力変換システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20240515BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20240515BHJP

   H02M 7/00 20060101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 C

H02M7/48 M

H02M7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180484

(22)【出願日】2022-11-10

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100124800

【弁理士】

【氏名又は名称】諏澤 勇司

(72)【発明者】

【氏名】竹内 崇

(72)【発明者】

【氏名】近藤 光顕

(72)【発明者】

【氏名】森川 実穂

(72)【発明者】

【氏名】岡部 和也

(72)【発明者】

【氏名】森川 真人

【テーマコード（参考）】

5H006

5H730

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H006CC02

5H006DA04

5H006DC02

5H730AS05

5H730AS11

5H730AS13

5H730AS17

5H730FD11

5H730XX03

5H730XX13

5H730XX15

5H730XX23

5H730XX33

5H730XX35

5H770CA06

5H770HA02Z

5H770JA06Z

5H770JA17W

5H770JA17Y

5H770JA17Z

(57)【要約】

【課題】負荷への安定した電力供給を可能とする。
【解決手段】電力変換システム１は、バッテリ１５に接続される第１電力変換ユニット５と、第１電力変換ユニット５と並列に接続されるようにバッテリ１５に接続される第２電力変換ユニット７と、電力伝達回路９とを備え、第１電力変換ユニット５はＤＣ／ＤＣコンバータ２３を有し、第２電力変換ユニット７は、ＡＣインバータ２９と、ＡＣインバータ２９の出力端に接続されるＡＣアウトレット４３及びＡＣ／ＤＣコンバータ３３と、を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端には車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる第１の負荷が接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端には車内装備品である第２の負荷が接続され、電力伝達回路９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から第１の負荷への直流電力の供給が異常停止した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と第１の負荷との間を導通させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリに接続される第１電力変換ユニットと、前記第１電力変換ユニットと並列に接続されるように前記バッテリに接続される第２電力変換ユニットと、
前記第２電力変換ユニットの出力端と接続される電力伝達回路とを備え、
前記第１電力変換ユニットは、前記バッテリから供給される直流電力を電圧変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータを有し、
前記第２電力変換ユニットは、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力端に接続されるＡＣアウトレット及びＡＣ／ＤＣコンバータと、を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端には、車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる第１の負荷が接続され、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端には、車内装備品である第２の負荷が接続され、
前記電力伝達回路は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端と前記第１の負荷とを接続する配線と、前記配線上に設けられた半導体素子とを有し、前記半導体素子は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記第１の負荷への前記直流電力の供給が異常停止した場合に、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端と前記第１の負荷との間を導通させる、
電力変換システム。

【請求項2】

前記半導体素子は、トランジスタである、請求項１に記載の電力変換システム。

【請求項3】

前記半導体素子は、アノードが前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続され、カソードが前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続されるダイオードである、請求項１に記載の電力変換システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両用として、バッテリの電力をＤＣ／ＤＣコンバータによって電圧変換して負荷に供給するシステムが用いられている（例えば、下記特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２４９３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような従来のシステムでは、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が生じて、ＤＣ／ＤＣコンバータからの電力供給が異常停止すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続された負荷に対する電力の供給が途絶えてしまう場合があった。このような電源失陥時にも車両走行のために使用する負荷への安定した電力供給が望まれている。

【0005】

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、車両走行のために使用する負荷への安定した電力供給が可能な電力変換システ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】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る電力変換システムは、バッテリに接続される第１電力変換ユニットと、第１電力変換ユニットと並列に接続されるようにバッテリに接続される第２電力変換ユニットと、第２電力変換ユニットの出力端と接続される電力伝達回路とを備え、第１電力変換ユニットは、バッテリから供給される直流電力を電圧変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータを有し、第２電力変換ユニットは、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、インバータの出力端に接続されるＡＣアウトレット及びＡＣ／ＤＣコンバータと、を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端には、車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる第１の負荷が接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端には、車内装備品である第２の負荷が接続され、電力伝達回路は、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端と第１の負荷とを接続する配線と、配線上に設けられた半導体素子とを有し、半導体素子は、ＤＣ／ＤＣコンバータから第１の負荷への直流電力の供給が異常停止した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端と第１の負荷との間を導通させる。

【0007】

電力変換システムは、バッテリに接続される第１電力変換ユニット及び第２電力変換ユニットを備えており、第１電力変換ユニットにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に車両走行の際に使用が必須な第１の負荷が接続され、第２電力変換ユニットにおいては、インバータを介してバッテリに接続されたＡＣ／ＤＣコンバータの出力端に車内装備品の第２の負荷が接続されている。さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端と第１の負荷とを接続する配線と、配線上に設けられた半導体素子とを有する電力伝達回路が備えられており、第１の負荷への直流電力の供給が異常停止した場合に、半導体素子によって該出力端と第１の負荷との間を導通させる。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータから第１の負荷への電力供給が停止した場合であっても、ＡＣ／ＤＣコンバータから第１の負荷へ直流電力を供給することができ、車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる第１の負荷への安定した電力供給が可能となる。

【0008】

電力変換システムにおいては、半導体素子は、トランジスタである、ことが好ましい。かかる構成を採れば、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端から第１の負荷へ安定して直流電力を供給することができ、車両走行のために使用する負荷への電力供給が低損失で実現される。

【0009】

また、電力変換システムにおいては、半導体素子は、アノードがＡＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続され、カソードがＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続されるダイオードである、ことが好ましい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端側の電圧変化に応じてＡＣ／ＤＣコンバータの出力端から第１の負荷へ直流電力の供給を開始することができ、車両走行のために使用する負荷への電力供給の瞬断が生じない安定した電力供給が可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる負荷への安定した電力供給が可能な電力変換システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換システム１の構成概略を示す回路図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る電力変換システム１における電力の供給経路を示す回路図である。

【図3】図３は、比較例に係る電力変換システム９０１の構成概略を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換システム１の構成概略を示す回路図である。同図に示される電力変換システム１は、バッテリ（蓄電池）から供給される電力を各種の負荷に分配するシステムである。電力変換システム１は、車両に搭載される。電力変換システム１は、第１ジャンクションボックス３、第１電力変換ユニット５、第２電力変換ユニット７、電力伝達回路９、制御回路１１Ａ、及び制御回路１１Ｂを備える。

【0014】

第１ジャンクションボックス３は、電気配線Ｗ１と２本の電気配線Ｗ２，Ｗ３とを接続するボックスである。すなわち、第１ジャンクションボックス３は、内部に引き込まれた電気配線Ｗ１の一方の端子Ｔ１ｉと、内部に引き込まれた２本の電気配線Ｗ２，Ｗ３の一方端Ｔ２ｉ，Ｔ３ｉのそれぞれとを接続する２つの第１接続部Ｊ１２，Ｊ１３を有する。２つの第１接続部Ｊ１２，Ｊ１３のそれぞれは、例えば、ヒューズである。第１ジャンクションボックス３は、電気配線Ｗ１と複数本の電気配線とを接続するものであればよい。

【0015】

電気配線Ｗ１の他方の端子Ｔ１ｏは、第１ジャンクションボックス３の外部において、スイッチ１３を介してバッテリ１５の正極に接続される。バッテリ１５の負極は基準電位（例えば、グラウンド電位）に接続されている。バッテリ１５は、スイッチ１３が導通された際に、電気配線Ｗ１に直流電力を供給する。スイッチ１３は、導通／非導通を切り替えられる素子であり、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴである。

【0016】

電気配線Ｗ２の他方端Ｔ２ｏは、第１ジャンクションボックス３の外部において、第１電力変換ユニット５と接続され、電気配線Ｗ３の他方端Ｔ３ｏは、第１ジャンクションボックス３の外部において、第２電力変換ユニット７と接続されている。本実施形態においては、第１電力変換ユニット５及び第２電力変換ユニット７は、電気配線Ｗ２，Ｗ３のそれぞれと、第１接続部Ｊ１２，Ｊ１３のそれぞれと、電気配線Ｗ１と、スイッチ１３とを介して、バッテリ１５にそれぞれ接続される。

【0017】

第１電力変換ユニット５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、第２ジャンクションボックス２５と、補機用バッテリ２４と、を有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の入力端は、電気配線Ｗ２の他方端Ｔ２ｏと接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、バッテリ１５からスイッチ１３、電気配線Ｗ１、第１接続部Ｊ１２及び電気配線Ｗ２を介して供給された直流電力を電圧変換して（例えば、１２Ｖに降圧して）出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端は、電気配線Ｗ４の一方端Ｔ４ｏに接続され、電気配線Ｗ４に接続された補機用バッテリ２４及び第２ジャンクションボックス２５と電気配線Ｗ４を介して接続される。

【0018】

第２ジャンクションボックス２５は、電気配線Ｗ４と複数の電気配線とを接続するボックスである。例えば、第２ジャンクションボックス２５は、電気配線Ｗ４と負荷ごとに設けられる６本の電気配線Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１０とを接続する。本実施形態においては、第２ジャンクションボックス２５は、内部に引き込まれた電気配線Ｗ４の他方端Ｔ４ｉと、内部に引き込まれた６本の電気配線Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１０の一方端Ｔ５ｉ，Ｔ６ｉ，Ｔ７ｉ，Ｔ８ｉ，Ｔ９ｉ，Ｔ１０ｉのそれぞれとを接続する６つの第２接続部Ｊ６５，Ｊ６６，Ｊ６７，Ｊ６８，Ｊ６９，Ｊ６１０を有する。６つの第２接続部Ｊ６５，Ｊ６６，Ｊ６７，Ｊ６８，Ｊ６９，Ｊ６１０のそれぞれは、例えば、ヒューズとスイッチとが直列に接続された回路である。第２ジャンクションボックス２５は、電気配線Ｗ４と複数本の電気配線とを接続するものであればよい。

【0019】

電気配線Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１０の他方端Ｔ５ｏ，Ｔ６ｏ，Ｔ７ｏ，Ｔ８ｏ，Ｔ９ｏ，Ｔ１０ｏのそれぞれは、負荷（第１の負荷）２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆに接続されている。すなわち、負荷（第１の負荷）２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆは、電気配線Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９，Ｗ１０、第２ジャンクションボックス２５及び電気配線Ｗ４を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に接続されているといえる。負荷２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆは、電力変換システム１が搭載される車両が走行する際に、使用可能とするように駆動することが必須となる負荷であり、例えば、車両に設けられるヘッドランプ、ワイパー、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、各種メータ、各種センサ、アクチュエータ、ウィンカー、及びブレーキランプ等のいずれかである。

【0020】

第２電力変換ユニット７は、ＡＣインバータ２９、分電ユニット３１、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３を有している。ＡＣインバータ２９の入力端は、電気配線Ｗ３の他方端Ｔ３ｏと接続される。ＡＣインバータ２９は、バッテリ１５からスイッチ１３、電気配線Ｗ１、第１接続部Ｊ１３及び電気配線Ｗ３を介して供給された直流電力を交流電力に変換して（例えば、１００Ｖの交流電力に変換して）出力する。ＡＣインバータ２９の出力端は、電気配線Ｗ１１の一方端Ｔ１１ｏに接続され、電気配線Ｗ１１を介して分電ユニット３１に接続される。

【0021】

分電ユニット３１は、電気配線Ｗ１１とＡＣ／ＤＣコンバータ３３及び電気配線とを接続する回路ユニットである。例えば、分電ユニット３１は、電気配線Ｗ１１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３及び１本の電気配線Ｗ１２とを接続する。本実施形態においては、分電ユニット３１は、電気配線Ｗ１１の他方端Ｔ１１ｉと、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の入力端及び電気配線Ｗ１２の一方端Ｔ１２ｉとを接続する第３接続部Ｊ７１，Ｊ７２を含む。電気配線Ｗ１２の他方端Ｔ１２ｏには、ＡＣアウトレット４３が接続されている。第３接続部Ｊ７１，Ｊ７２のそれぞれは、少なくともスイッチを有し、本実施形態では、直列接続されたスイッチ３７及び電流計３９を有する。スイッチ３７は、導通／非導通を切り替えられる素子であり、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴである。電流計３９は、電気配線Ｗ１１から分岐してそれぞれの第３接続部Ｊ７１，Ｊ７２に流れ込む交流電流の大きさを測定する。なお、分電ユニット３１は、電気配線Ｗ１１と、少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータ及び少なくとも１つの電気配線とを接続するものであって、複数のスイッチを備えればよい。

【0022】

ＡＣ／ＤＣコンバータ３３は、電気配線Ｗ１１及び第３接続部Ｊ７１を介して、ＡＣインバータ２９から交流電力の入力を受け、その交流電力を直流電力（例えば、１２Ｖの直流電力）に変換して出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端は、電気配線Ｗ１３を介して負荷（第２の負荷）４１Ａに接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３によって出力された直流電力は負荷４１Ａに供給される。すなわち、負荷（第２の負荷）４１Ａは、電気配線Ｗ１３を介してＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端に接続されているといえる。負荷４１Ａは、車両が走行する際に駆動が必須ではない車内装備品であり、例えば、ディスプレイ、オーディオ装置、車内灯等である。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端に接続される負荷の数は１以上であってもよい。

【0023】

上記の分電ユニット３１の構成により、ＡＣインバータ２９の出力端に、ＡＣアウトレット４３及びＡＣ／ＤＣコンバータ３３が並列に接続される。これにより、ＡＣインバータ２９から出力された電力は、負荷４１Ａ及びＡＣアウトレット４３に接続される負荷に分配される。

【0024】

電力伝達回路９は、ＡＤ／ＤＣコンバータ３３の出力端と第１の負荷（負荷２７Ｅ）とを接続する電気配線Ｗ１９と、電気配線Ｗ１９上に設けられた半導体素子と、ダイオード４５とを有する。半導体素子は、導通／非導通を切り替えられる素子であり、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）ＦＥＴやＩＧＢＴやダイオード等である。本実施形態の電気配線Ｗ１９は、電気配線Ｗ１３及び電気配線Ｗ９に接続されている。電気配線Ｗ９は、負荷２７Ｅと接続されており、電気配線Ｗ１３は、ＡＤ／ＤＣコンバータ３３の出力端に接続されている。すなわち、電気配線Ｗ１９は、ＡＤ／ＤＣコンバータ３３の出力端と第１の負荷とを接続する配線であるといえる。また、本実施形態の半導体素子は、ＭＯＳＦＥＴ４７である。ＭＯＳＦＥＴには、ダイオード４５が並列接続されている。ダイオード４５は、カソード端子が、電気配線Ｗ１９を介して第１電力変換ユニット５の出力端に接続された電気配線Ｗ９に接続され、ダイオード４５のアノード端子が、電気配線Ｗ１９を介して第２電力変換ユニット７の出力端である電気配線Ｗ１３に接続される。なお、電力伝達回路９は、ＡＤ／ＤＣコンバータ３３の出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端とを接続する電気配線と、電気配線上に設けられた半導体素子とを備えればよい。

【0025】

制御回路１１Ａは、電力伝達回路９のＭＯＳＦＥＴ４７の導通／非導通を切り替える制御信号を生成して制御信号をＭＯＳＦＥＴ４７に出力する回路である。また、制御回路１１Ａは、電力伝達回路９が接続される電気配線Ｗ９の電圧値をモニタする機能を有する。制御回路１１Ａは、電気配線Ｗ９の電圧値の低下を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの直流電力の供給が異常停止したと判定した場合に、ＭＯＳＦＥＴ４７を非導通から導通に切り替えるように制御信号を生成および出力する。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と負荷２７Ｅとが接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３から電気配線Ｗ１３に出力される直流電力が負荷２７Ｅに供給される。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ４７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの直流電力の供給が異常停止した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と負荷２７Ｅとの間を導通させるといえる。なお、本発明における直流電力の供給の異常停止とは、第１の負荷に直流電力を供給させたい状況下において、何かしらの理由により、第１の負荷に直流電力が供給されなくなる状態を指す。また、ダイオード４５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧が低下すると、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と負荷２７Ｅとの間を導通させるため、ＭＯＳＦＥＴ４７が導通に切り替わるまでに、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３から負荷２７Ｅに直流電力が供給され、負荷２７Ｅに供給される直流電力の連続性が保たれる。なお、制御回路１１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電圧を、電気配線Ｗ４上の電圧、あるいは、第２ジャンクションボックス２５内の第２接続部Ｊ６９における電圧を検出することでモニタしてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力電流をモニタしてＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの直流電力の供給停止を判定してもよい。

【0026】

制御回路１１Ｂは、分電ユニット３１の２つのスイッチ３７の導通／非導通を切り替える制御信号を生成して制御信号をそれぞれのスイッチ３７に出力する回路である。制御回路１１Ｂは、第３接続部Ｊ７１の電流計３９によって測定された交流電流の大きさが所定の閾値を超えた場合に第３接続部Ｊ７１のスイッチ３７を導通から非導通に切り替える制御信号を生成および出力する。また、制御回路１１Ｂは、第３接続部Ｊ７２の電流計３９によって測定された交流電流の大きさが所定の閾値を超えた場合に第３接続部Ｊ７２のスイッチ３７を導通から非導通に切り替える制御信号を生成および出力する。制御回路１１Ｂは、第２電力変換ユニット７から過電流が出力されることを防止して、負荷における電源喪失を回避する役割を有する。

【0027】

さらに、制御回路１１Ｂは、車両走行に際して重要度の比較的高い負荷２７Ｅへの電力供給を安定化させるための機能も有する。すなわち、制御回路１１Ｂは、制御回路１１ＡによってＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの直流電力の供給が異常停止したと判定された場合に、第３接続部Ｊ７２を遮断する基準である交流電流の閾値を低下させるように、閾値を可変に設定する機能を有する。

【0028】

以上説明した電力変換システム１によれば、バッテリ１５に接続される第１電力変換ユニット５及び第２電力変換ユニット７を備えており、第１電力変換ユニット５においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に車両走行の際に使用が必須な負荷２７Ｅが接続され、第２電力変換ユニット７においては、ＡＣインバータ２９を介してバッテリ１５に接続されたＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端に車内装備品である負荷４１Ａが接続されている。さらに、電力変換システム１においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と第１の負荷との間には電力伝達回路９が備えられており、電力伝達回路９の働きにより、負荷２７Ｅへの直流電力の供給が異常停止した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と負荷２７Ｅとの間が導通される。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの電力供給が停止した場合であっても、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３から負荷２７Ｅへ直流電力を供給することができ、車両が走行する際に使用可能とすることが必須となる第１の負荷への安定した電力供給が可能となる。

【0029】

本実施形態においては、電力伝達回路９内の半導体素子として、電気配線Ｗ１９上に設けられたダイオード４５を有している。かかる構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端側の電圧低下に応じて、ＭＯＳＦＥＴ４７が導通に切り替わるまで、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端から負荷２７Ｅへ直流電力の供給を開始することができ、車両走行のために使用する負荷への電力供給の瞬断が生じない安定した電力供給が可能となる。

【0030】

また、本実施形態においては、電力伝達回路９内の半導体素子として、電気配線Ｗ１９上に設けられたＭＯＳＦＥＴ４７が含まれている。かかる構成により、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端から負荷２７Ｅへ安定して直流電力を供給することができ、車両走行のために使用する負荷への電力供給が低損失で実現される。

【0031】

図２は、電力変換システム１における電力の供給経路を示す回路図である。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端において過電流あるいはＤＣ／ＤＣコンバータ２３の故障等により電源失陥が生じて、電気配線Ｗ４、第２ジャンクションボックス２５、及び電気配線Ｗ９を介した直流電力の供給が異常停止すると、電気配線Ｗ９の電圧が低下する。制御回路１１Ａの働きにより、電気配線Ｗ９の電圧の低下に応じて、電力伝達回路９内のＭＯＳＦＥＴ４７が導通され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３、電気配線Ｗ１３、電力伝達回路９、及び電気配線Ｗ９を介して、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３から出力された直流電力が負荷２７Ｅに供給される。

【0032】

図３は、比較例に係る電力変換システム９０１の構成概略を示す回路図である。電力変換システム９０１の構成における電力変換システム１との相違点は、分電ユニット３１、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３、電力伝達回路９、及び、制御回路１１Ａ，１１Ｂを有しておらず、全ての負荷２７Ａ～２７Ｆ，４１Ａが第２ジャンクションボックス９２５によってＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に接続されていることである。このような構成の電力変換システム９０１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端から電気配線Ｗ９の間において電源失陥が生じた際に、負荷２７Ｅへの直流電力の供給が停止してしまう。これに対して本実施形態に係る電力変換システム１によれば、そのような事態を回避できる。

【0033】

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

【0034】

制御回路１１Ａは、第２ジャンクションボックス２５と一体化されていてもよいし、第２ジャンクションボックス２５と独立した回路部によって構成されていてもよい。また、制御回路１１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３と一体化されていてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３と独立した回路部によって構成されてもよい。また、制御回路１１Ｂは、分電ユニット３１と一体化されていてもよいし、分電ユニット３１と独立した回路部によって構成されてもよい。また、制御回路１１Ａと制御回路１１Ｂは、一体化されていてもよい。

【0035】

制御回路１１Ｂは省かれていてもよい。また、制御回路１１Ｂは、第３接続部Ｊ７１，Ｊ７２を遮断する基準となる閾値を可変に設定する機能を有していなくてもよい。

【0036】

電力伝達回路９は、電気配線Ｗ１９とＭＯＳＦＥＴ４７とダイオード４５とを有しているが、これに限られず、電気配線Ｗ１９とＭＯＳＦＥＴ４７とで構成されていてもよいし、電気配線Ｗ１９と、電気配線Ｗ１９上に設けられ、アノードがＡＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続され、カソードがＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に接続されるダイオードとで構成されていてもよい。

【0037】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から負荷２７Ｅへの直流電力の供給が異常停止した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３と負荷４１Ａとの接続を遮断していないが、遮断してもよいし、ＡＣインバータ２９からＡＣアウトレット４３への交流電力の供給を遮断してもよい。

【0038】

電気配線Ｗ１９は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端とＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端との間に接続されていればよく、例えば、第１の負荷と直接接続されてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に接続されていてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に接続される場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端は、電気配線Ｗ４、第２ジャンクションボックス２５及び電気配線Ｗ９を介して負荷２７Ｅに接続されるため、電気配線Ｗ１９は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３３の出力端と第１の負荷との間に接続されているといえる。

【符号の説明】

【0039】

１…電力変換システム、５…第１電力変換ユニット、７…第２電力変換ユニット、９…電力伝達回路、１１Ａ，１１Ｂ…制御回路、１５…バッテリ、２３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２９…ＡＣインバータ、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ…負荷（第１の負荷）、３３…ＡＣ／ＤＣコンバータ、４１Ａ…負荷（第２の負荷）、４３…ＡＣアウトレット、４５…ダイオード（半導体素子）、４７…ＭＯＳＦＥＴ（トランジスタ、半導体素子）。

【図1】

【図2】

【図3】