特許 7589678 電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/00 20070101AFI20241119BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20241119BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H02M1/00 H

H01M8/04537

H01M8/04858

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021209599

(22)【出願日】2021-12-23

(65)【公開番号】P2023094233

(43)【公開日】2023-07-05

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【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】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 一成

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８４８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２０２６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２１０８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ １／００

Ｈ０１Ｍ ８／０４８５８

Ｈ０１Ｍ ８／０４５３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換器とコントローラとを備える電源システムであって、
前記電力変換器は、
燃料電池の正極に接続される正極線と、
前記燃料電池の負極に接続される負極線と、
前記正極線と前記負極線との間に接続される第１のスイッチング素子と、
前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される第２のスイッチング素子と、
磁気結合リアクトルであって、
第１の外脚、第２の外脚、及び、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨークを有するリアクトルコアと、
前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれた第１のコイルと、
前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続された第２のコイルと、を有する前記磁気結合リアクトルと、
を備え、
前記コントローラは、
前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第１の放電処理と、前記第１の放電処理の後に実行される第２の放電処理と、を実行可能に構成され、
前記第１の放電処理では、前記第２のスイッチング素子をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子をオンし、
前記第２の放電処理では、前記第１のスイッチング素子をオンした状態で、前記第２のスイッチング素子をさらにオンし、
前記コントローラは、第１の閾値を超える電流が前記第１のスイッチング素子を流れた場合に、前記第１のスイッチング素子をオフする過電流保護機能を有しており、
前記第１のコイルは、前記第１の放電処理において、前記第１のスイッチング素子を流れる電流を、前記第１の閾値以下に保持する自己インダクタンスを有する、
電源システム。

【請求項2】

電力変換器とコントローラとを備える電源システムであって、
前記電力変換器は、
燃料電池の正極に接続される正極線と、
前記燃料電池の負極に接続される負極線と、
前記正極線と前記負極線との間に接続される第１のスイッチング素子と、
前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される第２のスイッチング素子と、
磁気結合リアクトルであって、
第１の外脚、第２の外脚、及び、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨークを有するリアクトルコアと、
前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれた第１のコイルと、
前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続された第２のコイルと、を有する前記磁気結合リアクトルと、
を備え、
前記コントローラは、
前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第１の放電処理と、前記第１の放電処理の後に実行される第２の放電処理と、を実行可能に構成され、
前記第１の放電処理では、前記第２のスイッチング素子をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子をオンし、
前記第２の放電処理では、前記第１のスイッチング素子をオンした状態で、前記第２のスイッチング素子をさらにオンし、
前記コントローラは、前記第１の放電処理において、前記第１のコイルに流れる電流が所定の閾値を超えた後に、前記第２の放電処理を開始する、
電源システム。

【請求項3】

前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさよりも小さい、請求項１または２に記載の電源システム。

【請求項4】

前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさと等しい、請求項１または２に記載の電源システム。

【請求項5】

電力変換器とコントローラとを備える電源システムであって、
前記電力変換器は、
燃料電池の正極に接続される正極線と、
前記燃料電池の負極に接続される負極線と、
前記正極線と前記負極線との間に接続される第１のスイッチング素子と、
前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される第２のスイッチング素子と、
磁気結合リアクトルであって、
第１の外脚、第２の外脚、及び、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨークを有するリアクトルコアと、
前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれた第１のコイルと、
前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続された第２のコイルと、を有する前記磁気結合リアクトルと、
を備え、
前記コントローラは、
前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第１の放電処理と、前記第１の放電処理の後に実行される第２の放電処理と、を実行可能に構成され、
前記第１の放電処理では、前記第２のスイッチング素子をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子をオンし、
前記第２の放電処理では、前記第１のスイッチング素子をオンした状態で、前記第２のスイッチング素子をさらにオンし、
前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさと等しい、
電源システム。

【請求項6】

前記電力変換器は、前記電力変換器の出力側に設けられた平滑コンデンサをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項7】

電力変換器とコントローラとを備える電源システムであって、
前記電力変換器は、
燃料電池の正極に接続される正極線と、
前記燃料電池の負極に接続される負極線と、
前記正極線と前記負極線との間に接続される第１のスイッチング素子と、
前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される第２のスイッチング素子と、
磁気結合リアクトルであって、
第１の外脚、第２の外脚、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨーク、及び、前記一対のヨークを互いに接続する中脚を有するリアクトルコアと、
前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれた第１のコイルと、
前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続された第２のコイルと、
前記リアクトルコアの前記中脚に巻かれており、前記第１のコイル及び前記第２のコイルに対して磁気的に和動接続された第３のコイルと、を有する前記磁気結合リアクトルと、
前記第３のコイルへ通電可能であり、前記第３のコイルに通電することによって前記リアクトルコアの前記中脚を磁気飽和させる補助電源と、
を備え、
前記コントローラは、
前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第３の放電処理と、前記第３の放電処理の後に実行される第４の放電処理と、を実行可能に構成され、
前記第３の放電処理では、前記補助電源をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との少なくとも一方をオンし、
前記第４の放電処理では、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との両者をオンするとともに、前記補助電源をさらにオンする、電源システム。

【請求項8】

前記コントローラは、前記第３の放電処理において、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子との両者をオンする、請求項７に記載の電源システム。

【請求項9】

前記電力変換器は、前記電力変換器の出力側に設けられた平滑コンデンサをさらに備える、請求項７または８に記載の電源システム。

【請求項10】

前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさよりも小さい、請求項７から９のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項11】

前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさと等しい、請求項７から９のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項12】

前記コントローラは、第１の閾値を超える電流が前記第１のスイッチング素子を流れた場合に、前記第１のスイッチング素子をオフする過電流保護機能を有しており、
前記第１のコイルは、前記第３の放電処理において、前記第１のスイッチング素子を流れる電流を、前記第１の閾値以下に保持する自己インダクタンスを有する、請求項７から１１のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項13】

前記コントローラは、前記第３の放電処理において、前記第１のコイルに流れる電流が所定の閾値を超えた後に、前記第４の放電処理を開始する、請求項７から１２のいずれか一項に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、電源システムに関する。特に、燃料電池に接続される電力変換器と、コントローラと、を備える電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、燃料電池と接続されているとともに、当該燃料電池の入力を昇圧する電力変換器（特許文献１では、第１コンバータと称している）が開示される。電力変換器は、平滑コンデンサと、当該平滑コンデンサと並列に接続される第１抵抗器と、を備える。電力変換器が構成する電源システムが定常運転状態から停止状態へ移行すると、平滑コンデンサに残存する電荷が、第１抵抗器を介してゆるやかに放電される。第１抵抗器は、いわゆる放電抵抗として機能する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０３５１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、放電抵抗として機能する抵抗器は、大きな抵抗値を有する。このため、特許文献１の電力変換器は、比較的長い時間をかけて、平滑コンデンサ内に残存する電荷（以下では、残存電荷と称することがある）を放電する。しかしながら、例えば電源装置のメンテナンス時等では、燃料電池内の残存電荷を、迅速に放電することが求められる。燃料電池内の残存電荷を短期間に放電すると、短時間に電力変換器を大電流が流れ、電力変換器の各機器（例えば、スイッチング素子）がダメージを受けるおそれがある。本明細書では、燃料電池内の残存電荷を放電する際に、電力変換器を流れる電流の値が過度に上昇することを抑制しつつ、従来技術に比して、迅速に残存電荷を放電し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書では、電力変換器とコントローラとを備える電源システムを開示する。前記電力変換器は、正極線と、負極線と、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子と、磁気結合リアクトルと、を備える。正極線は、燃料電池の正極に接続される。負極線は、前記燃料電池の負極に接続される。第１のスイッチング素子は、前記正極線と前記負極線との間に接続される。第２のスイッチング素子は、前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される。磁気結合リアクトルは、リアクトルコアと、第１のコイルと、第２のコイルと、を有する。リアクトルコアは、第１の外脚、第２の外脚、及び、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨークを有する。第１のコイルは、前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれている。第２のコイルは、前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続されている。前記コントローラは、前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第１の放電処理と、前記第１の放電処理の後に実行される第２の放電処理と、を実行可能に構成される。コントローラは、さらに、前記第１の放電処理では、前記第２のスイッチング素子をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子をオンし、前記第２の放電処理では、前記第１のスイッチング素子をオンした状態で、前記第２のスイッチング素子をさらにオンする。

【0006】

上述した構成によると、燃料電池内の残存電荷を放電するために、第１の放電処理と第２の放電処理とが一連に実施される。第１の放電処理においては、コントローラが、第２のスイッチング素子をオフした状態で、第１のスイッチング素子をオンする。これにより、燃料電池内の残存電荷は、第１のコイルを通じて放電される。第１の放電処理が実行される間、第１のコイルが巻かれたリアクトルコアに磁束が発生し、第１のコイルの自己インダクタンスによって、第１のコイルを流れる電流の過度な増大が抑制される。第１の放電処理の後に実行される第２の放電処理では、コントローラは、第１のスイッチング素子をオンした状態で、第２のスイッチング素子をさらにオンする。これにより、燃料電池内の残存電荷は、第１のコイルに加え、さらに第２のコイルを通じて放電される。第２のコイルは、第１のコイルに対して磁気的に差動接続されている。よって、二つのコイルに電流が流れると、二つのコイルによって発生する各磁束が互いに打ち消し合うことで、磁気結合リアクトルのリアクタンスが実質的に消滅または低下する。そのため、第２の放電処理が実行される間は、磁気結合リアクトルの存在にかかわらず、燃料電池内の残存電荷が短時間で放電される。ここで、第２の放電処理が開始される時点では、既に第１の放電処理によって、燃料電池内の残存電荷の一部が放電されている。このため、第２の放電処理が開始される時点では、第１の放電処理が実行される間に比べて、燃料電池内の残存電荷が少ない。このため、第２の放電処理では、磁気結合リアクトルを実質的に無効化しても、大電流が電力変換器を流れにくい。このように、本明細書が開示するコントローラによれば、磁気結合リアクトルのリアクタンスを変化させることによって、第１の放電処理では、電力変換器を流れる電流の値が過度に上昇することを抑制し、第２の放電処理では、燃料電池内の残存電荷を迅速に放電することができる。

【0007】

さらに、本明細書では、別の形態の電源システムも開示する。当該電源システムは、電力変換器とコントローラとを備える。前記電力変換器は、正極線と、負極線と、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子と、前記磁気結合リアクトルと、補助電源と、を備える。正極線は、燃料電池の正極に接続される。負極線は、前記燃料電池の負極に接続される。第１のスイッチング素子は、前記正極線と前記負極線との間に接続される。第２のスイッチング素子は、前記正極線と前記負極線との間に、前記第１のスイッチング素子と並列に接続される。磁気結合リアクトルは、リアクトルコアと、第１のコイルと、第２のコイルと、第３のコイルと、を有する。リアクトルコアは、第１の外脚、第２の外脚、前記第１の外脚と前記第２の外脚とを環状に連結する一対のヨーク、及び、前記一対のヨークを互いに接続する中脚を有する。第１のコイルは、前記第１のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第１の外脚に巻かれている。第２のコイルは、前記第２のスイッチング素子と前記燃料電池との間に接続されているとともに、前記リアクトルコアの前記第２の外脚に巻かれており、前記第１のコイルに対して磁気的に差動接続されている。第３のコイルは、前記リアクトルコアの前記中脚に巻かれており、前記第１のコイル及び前記第２のコイルに対して磁気的に和動接続されている。補助電源は、前記第３のコイルへ通電可能であり、前記第３のコイルに通電することによって前記リアクトルコアの前記中脚を磁気飽和させる。前記コントローラは、前記燃料電池に残存する電荷を放電するために、第３の放電処理と、前記第３の放電処理の後に実行される第４の放電処理と、を実行可能に構成される。前記第３の放電処理では、前記補助電源をオフした状態で、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との少なくとも一方をオンし、前記第４の放電処理では、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との両者をオンするとともに、前記補助電源をさらにオンする。

【0008】

上述した構成では、燃料電池内の残存電荷を放電するために、第３の放電処理と第４の放電処理とが一連に実施される。第３の放電処理では、コントローラは、補助電源をオフした状態で、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との少なくとも一方をオンする。これにより、燃料電池内の残存電荷は、第１のコイルと第２のコイルとの少なくとも一方を通じて放電される。本形態の磁気結合リアクトルは、一対のヨークを互いに接続する中脚を有する。よって、仮に二つのスイッチング素子が同時にオンされ、二つのコイルに電流が同時に流れたとしても、各コイルの発生する各磁束が完全に打ち消し合うことがない。このため、第３の放電処理が実行される間、電流の流れる第１のコイル及び／又は第２のコイルでは、自己インダクタンスによって当該コイルに流れる電流の過度な増大が抑制される。第３の放電処理の後に実行される第４の放電処理では、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との両者をオンするとともに、補助電源をさらにオンする。第３のコイルに電流が流れることで、リアクトルコアの中脚に磁束が発生し、中脚が磁気飽和する。その結果、互いに磁気的に差動接続される第１のコイル及び第２のコイルによって発生する各磁束は、互いに打ち消し合い、磁気結合リアクトルのリアクタンスが実質的に消滅又は低下する。第３の放電処理では、電力変換器を流れる電流の値が過度に上昇することを抑制し、第４の放電処理では、燃料電池内の残存電荷を迅速に放電することができる。

【0009】

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の電源システム１００のブロック図を示す。

【図2】第１実施形態の磁気結合リアクトル１１の拡大図を示す。

【図3】第１の期間Ｐ１、第２の期間Ｐ２における各値のグラフを示す。

【図4】第１の期間Ｐ１における放電の経路を示す。

【図5】第２の期間Ｐ２における放電の経路を示す。

【図6】第２実施形態の電源システム１００ａのブロック図を示す。

【図7】第２実施形態の磁気結合リアクトル１１ａの拡大図を示す。

【図8】第３の期間Ｐ３、第４の期間Ｐ４における各値のグラフを示す。

【図9】第３の期間Ｐ３における放電の経路を示す。

【図10】第４の期間Ｐ４における放電の経路を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本技術の一実施形態では、前記電力変換器は、前記電力変換器の出力側に設けられた平滑コンデンサをさらに備えてもよい。このような構成によると、第１の放電処理及び第２の放電処理、または、第３の放電処理及び第４の放電処理が実行される間に、平滑コンデンサに電圧が蓄積されることを抑制することができる。

【0012】

本技術の一実施形態では、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさよりも小さくてもよい。但し、別の実施形態では、相互インダクタンスの大きさは、第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさと等しくてもよい。

【0013】

本技術の一実施形態では、前記第１のコイル及び前記第２のコイルの相互インダクタンスの大きさは、前記第１のコイルが有する自己インダクタンスの大きさと等しくてもよい。このような構成によると、第２または第４の放電処理において磁気結合リアクトルのリアクタンスを消滅させることができる。

【0014】

本技術の一実施形態では、前記コントローラは、第１の閾値を超える電流が前記第１のスイッチング素子を流れた場合に、前記第１のスイッチング素子をオフする過電流保護機能を有していてもよい。その場合、前記第１のコイルは、前記第１または第３の放電処理において、前記第１のスイッチング素子を流れる電流を、前記第１の閾値以下に保持する自己インダクタンスを有してもよい。このような構成によると、第１または第３の放電処理において、第１のスイッチング素子を介して放電される電流が第１の閾値以下に保持される。このため、第１の放電処理において、過電流保護機能によって第１のスイッチング素子がオフされない。このため、第１または第３の放電処理の間、燃料電池の残存電荷を燃料電池の正極から負極へ放電することができる。

【0015】

本技術の一実施形態では、前記コントローラは、前記第１または第３の放電処理において、前記第１のコイルに流れる電流が所定の閾値を超えた後に、前記第２の放電処理を開始してもよい。このような構成によると、第２または第４の放電処理によって磁気結合リアクトルのリアクタンスが実質的に消滅又は低下した状態において、所定の閾値を超えた電流が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を流れることを防止することができる。その結果、第２または第４の放電処理において第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子がダメージを受けることを抑制することができる。

【0016】

（第１実施形態）
図面を参照して各実施形態の電源システムについて説明する。図１は、第１実施形態の電源システム１００を概略的に示すブロック図である。電源システム１００は、例えば、燃料電池自動車（図示省略）に搭載される。燃料電池自動車は、電源システム１００に加え、さらに、燃料電池２と、二次電池３０と、インバータ３２と、を備える。また、図示は省略したが、燃料電池自動車は、インバータ３２に接続されるモータを備える。

【0017】

燃料電池２は、互いに直列に接続される複数個のセル（図示省略）を備える。複数個のセルは、それぞれ、酸素を取り込む複数の溝を備える酸素極と、水素を取り込む複数の溝を備える水素極と、酸素極と水素極との間に位置する電解質膜と、を備える。燃料電池２は、各セルで水素と酸素を反応させることによって発電する。燃料電池２が発電した電力は、電力変換器１０、インバータ３２を介して燃料電池自動車のモータに供給される。これにより、燃料電池自動車が走行する。燃料電池２は、正極２ｐと、負極２ｎと、を備える。図１に示されるように、燃料電池２の正極２ｐには、正極線７ｐが接続され、負極２ｎには、負極線７ｎが接続される。各極線７ｐ、７ｎは、燃料電池２と電力変換器１０とを接続するケーブル（図示省略）に含まれる電線である。

【0018】

二次電池３０は、いわゆるリチウムイオン電池である。二次電池３０は、リレー（図示省略）を介して、電力変換器１０に接続される。二次電池３０は、燃料電池２の始動時、燃料電池自動車の冷暖房運転時等、燃料電池２の発電量が少ない場合に、燃料電池２を補助する電源として用いられる。二次電池３０の出力側には、インバータ３２が接続される。インバータ３２は、燃料電池２及び二次電池３０の電力を、３相交流に変換し、モータ（図示省略）に供給する。

【0019】

電源システム１００は、電力変換器１０と、コントローラ２０と、を備える。電力変換器１０は、燃料電池２が発電した電圧を昇圧する、いわゆるＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換器１０は、磁気結合リアクトル１１と、第１の電流センサ４ｆと、第２の電流センサ４ｓと、第１のスイッチング素子８ｆと、第２のスイッチング素子８ｓと、第１のダイオード６ｆと、第２のダイオード６ｓと、平滑コンデンサ９と、を備える。

【0020】

二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓは、それぞれ、正極線７ｐと負極線７ｎとの間に接続される。第２のスイッチング素子８ｓは、第１のスイッチング素子８ｆと並列に接続される。スイッチング素子８ｆ、８ｓは、具体的には、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。変形例では、各スイッチング素子８ｆ、８ｓは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。電力変換器１０は、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓをオンオフすることで、燃料電池２の発電電力を昇圧する。電力変換器１０が電力を昇圧する技術については、既知であるため、ここでは説明を省略する。

【0021】

図２に示されるように、磁気結合リアクトル１１は、リアクトルコア１４と、第１のコイル１２ｆと、第２のコイル１２ｓと、を備える。第１のコイル１２ｆの極性は、ヨーク４０側に示されており、第２のコイル１２ｓの極性は、ヨーク４２側に示されている。すなわち、各コイル１２ｆ、１２ｆの巻線の極性は、互いに逆向きである。リアクトルコア１４は、第１の外脚４４と、第２の外脚４６と、一対のヨーク４０、４２と、を備える。リアクトルコア１４は、典型的には軟磁性を有する金属粒子を固めた圧粉磁心である。リアクトルコア１４は、いわゆるリングコアであり、各部位４０、４２、４４、４６が環状に連結される。

【0022】

各コイル１２ｆ、１２ｓは、らせん状の導線によって構成される。第１のコイル１２ｆは、リアクトルコア１４の第１の外脚４４に巻かれている。第２のコイル１２ｓは、リアクトルコア１４の第２の外脚４６に巻かれている。第１のスイッチング素子８ｆがオンされると、第１のコイル１２ｆには、第１の電流Ｉ１が流れ、第２のスイッチング素子８ｓがオンされると、第２のコイル１２ｓには、第２の電流Ｉ２が流れる。

【0023】

第１のスイッチング素子８ｆがオンされ、第１の電流Ｉ１が第１のコイル１２ｆを流れると、第１のコイル１２ｆの内部に磁界が発生する。その結果、リアクトルコア１４には、第１の磁束Ｂ１が発生する。図２に示されるように、第１の磁束Ｂ１は、第１の外脚４４においてヨーク４０からヨーク４２に向かう。

【0024】

同様に、第２のスイッチング素子８ｓがオンされ、第２の電流Ｉ２が第２のコイル１２ｓを流れると、第２のコイル１２ｓの内部に磁界が発生し、リアクトルコア１４に、第２の磁束Ｂ２が発生する。第２の磁束Ｂ２は、第２の外脚４６においてヨーク４０からヨーク４２に向かう。

【0025】

二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓがオンされると、各磁束Ｂ１、Ｂ２が発生する。図２に示されるように、第１の磁束Ｂ１は、ヨーク４２において、上から下に向かう。一方、第２の磁束Ｂ２は、ヨーク４２において、下から上に向かう。すなわち、各磁束Ｂ１、Ｂ２の方向は、互いに逆向きである。

【0026】

このため、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓがオンされると、第２のコイル１２ｓが発生させる第２の磁束Ｂ２は、第１のコイル１２ｆが発生させる第１の磁束Ｂ１を打ち消す。別言すれば、第２のコイル１２ｓは、第１のコイル１２ｆに対して磁気的に差動接続されている。

【0027】

また、磁気結合リアクトル１１の第１のコイル１２ｆは、自己インダクタンスＬ１を有する。同様に、第２のコイル１２ｓも、自己インダクタンスＬ１を有する。さらに、磁気結合リアクトル１１では、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの相互インダクタンスＭ１の大きさが、各自己インダクタンスＬ１の大きさと等しくなるように設定されている。これらのインダクタンスの大きさは、各コイル１２ｓ、１２ｆの巻き数、リアクトルコア１４の大きさ、最大磁束密度等に応じて決定される。

【0028】

コントローラ２０は、ＣＰＵ、メモリ等から構成されるコンピュータである。コントローラ２０は、電力変換器１０と電気的に接続されている。コントローラ２０は、例えば、各電流センサ４ｆ、４ｓから各コイル１２ｆ、１２ｓを流れる電流値を受信する。コントローラ２０は、例えば、燃料電池自動車のアクセル開度等、走行に関する情報に基づいて、スイッチング素子８ｆ、８ｓをオンオフする信号を、電力変換器１０に送信する。

【0029】

図３～図５を参照して、コントローラ２０が、燃料電池２に残存する電荷を放電するために実行する第１の放電処理及び第２の放電処理について説明する。これらの処理は、例えば、燃料電池２のメンテナンス時に、燃料電池２へ水素、酸素を供給するケーブルが、作業者によって燃料電池２から取り外された場合に実行される。このため、これらの処理中は、燃料電池２は発電を継続しない。しかしながら、ケーブルが燃料電池２から取り外された時点で、燃料電池２内には、ケーブルが取り外されるまでに発電された電荷が残存している。このため、燃料電池２内には、電荷（すなわち、電圧）が残存している。燃料電池２のサービス時等に、燃料電池２内に残存する電圧が燃料電池２の外部に漏れることを防止するために、燃料電池２内の残存電圧は、迅速に放電されることが求められる。

【0030】

燃料電池２内に残存する電圧の大きさは、発電状況、電力の使用状況に応じて変化する。以下では、ケーブルが燃料電池２から取り外された時点で、燃料電池２内に、燃料電池２内に残存し得る最大の電圧である最大残存電圧Ｖｐが残存しているものとして、コントローラ２０が実行する処理について説明する。

【0031】

コントローラ２０は、第１の期間Ｐ１に亘って、に第１の放電処理を実行し、その後、第２の期間Ｐ２に亘って、第２の放電処理を実行する。第１の放電処理では、コントローラ２０は、第２のスイッチング素子８ｓをオフにした状態で、第１のスイッチング素子８ｆをオンにする。これにより、第１のコイル１２ｆを第１の電流Ｉ１が流れ、第２のコイル１２ｓには、第２の電流Ｉ２が流れない。

【0032】

この結果、図４に示されるように、第１の電流Ｉ１が、燃料電池２の正極２ｐ、第１のコイル１２ｆ、第１の電流センサ４ｆ、第１のスイッチング素子８ｆ、負極２ｎ、の順に流れる。その結果、図３に示されるように、燃料電池２内の残存電圧Ｖｒは、最大残存電圧Ｖｐから徐々に低下する。

【0033】

この結果、第１のコイル１２ｆに流れる第１の電流Ｉ１の値が変化するため、第１の期間Ｐ１では、第１のコイル１２ｆの自己誘導が発生する。これにより、図３に示されるように、第１の電流センサ４ｆが計測する電流値Ｉｆは、徐々に上昇する。第１のコイル１２ｆを第１の電流Ｉ１が流れると、リアクトルコア１４には、第１の磁束Ｂ１（図２参照）が発生する。その結果、磁気結合リアクトル１１には、リアクタンス（第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１）が生じる。

【0034】

ここで、コントローラ２０は、第１のスイッチング素子８ｆを流れる電流値が第１の閾値を超えた場合に、第１のスイッチング素子８ｆをオフする過電流保護機能を有している。これにより、コントローラ２０は、第１のスイッチング素子８ｆに第１の閾値を超えた大電流が流れることを防止することができる。このため、仮に電流値Ｉｆが第１の閾値を超えたとすると、コントローラ２０は、第１のスイッチング素子８ｆを強制的にオフする。その結果、第１の電流Ｉ１は、燃料電池２の負極２ｎに向かうことなく、平滑コンデンサ９に流れ込む。

【0035】

第１の電流Ｉの電流値Ｉｆは、燃料電池２の最大残存電圧Ｖｐと、第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１の値によって算出することができる。最大残存電圧Ｖｐは、燃料電池２のセルの個数等に応じて予め算出することができる。本実施形態の第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１は、算出された最大残存電圧Ｖｐに対して、第１の電流Ｉの電流値Ｉｆが、第１の閾値を超えない値に設定される。このため、コントローラ２０は、第１の期間Ｐ１において、過電流保護機能によって第１のスイッチング素子８ｆを強制的にオフしない。その結果、第１の電流Ｉ１が流れ込むことがない。すなわち、本実施形態の第１のコイル１２ｆは、第１の期間Ｐ１においてコントローラ２０の過電流保護機能が実行されることのない自己インダクタンスＬ１の値を有している。このため、平滑コンデンサ９に電圧が蓄積されることが防止される。その結果、例えば、平滑コンデンサ９に蓄積された電圧が平滑コンデンサ９の許容値を超えることが抑制され、平滑コンデンサ９、各スイッチング素子８ｆ、８ｓ、各ダイオード６ｆ、６ｓがダメージを受けることを防止することができる。

【0036】

図３に示されるように、第１の電流Ｉの電流値Ｉｆは、徐々に上昇した後、ピーク電流Ｉｐに到達する。ピーク電流Ｉｐは、最大残存電圧Ｖｐによって第１のコイル１２ｆに発生し得る電流の最大値であり、最大残存電圧Ｖｐと、第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１等から算出される値である。第１の電流Ｉの電流値Ｉｆは、ピーク電流Ｉｐに到達した後、徐々に低下する。

【0037】

コントローラ２０は、ピーク電流Ｉｐの値を、メモリに記憶している。コントローラ２０は、第１の電流センサ４ｆから受信した第１の電流Ｉ１の電流値Ｉｆがピーク電流Ｉｐと一致したと判断した後に、第２の放電処理を開始する。

【0038】

第２の放電処理において、コントローラ２０は、第１のスイッチング素子８ｆをオンした状態で、第２のスイッチング素子８ｓをさらにオンする。これにより、図５に示されるように、第１のコイル１２ｆを流れる第１の電流Ｉ１に加え、さらに、第２の電流Ｉ２が、燃料電池２の正極２ｐ、第２のコイル１２ｓ、第２の電流センサ４ｓ、第２のスイッチング素子８ｓ、負極２ｎ、の順に流れる。その結果、図２に示されるように、リアクトルコア１４には、第１の磁束Ｂ１に加えて、第２の磁束Ｂ２が発生する。

【0039】

第２のコイル１２ｓは、第１のコイル１２ｆに対して差動接続されている。このため、第１の磁束Ｂ１と第２の磁束Ｂ２とは、互いに打ち消し合う。その結果、第２の期間Ｐ２では、第１の期間Ｐ１に比べて、磁気結合リアクトル１１のリアクタンスが低下する。第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの相互インダクタンスＭ１は、第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１を打ち消す方向に発生する。第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの自己インダクタンスＬ１の大きさは、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの相互インダクタンスＭ１の大きさと等しい。このため、第２の放電処理が実行されている間、コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスＬ１は、相互インダクタンスＭ１によって打ち消される。この結果、第２の放電処理が実行されている間、磁気結合リアクトル１１ａのリアクタンスは消滅する。

【0040】

これにより、各電流Ｉ１、Ｉ２は、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓを、スムーズに流れることができる。別言すれば、燃料電池２内の残存電圧Ｖｒを、迅速に放電することができる。このように、本実施形態の電源システム１００は、第１の放電処理では、磁気結合リアクトル１１のリアクタンスを利用して、大きな電流が第１のスイッチング素子８ｆに流れることを抑制する。さらに、電源システム１００は、第２の放電処理では、磁気結合リアクトル１１のリアクタンスを消滅させることによって、燃料電池２内の残存電荷を迅速に放電することができる。

【0041】

また、第２の放電処理において、磁気結合リアクトル１１のリアクタンスが低下するものの、第１の放電処理において、電流値Ｉｆがピーク電流Ｉｐに到達している。さらに、燃料電池２に水素、酸素を供給するケーブルが取り外されているため、各放電処理の実行中には燃料電池２は、発電しない。このため、第２の放電処理では、ピーク電流Ｉｐを超える大電流が第１のスイッチング素子８ｆ、第２のスイッチング素子８ｓを流れることがない。磁気結合リアクトル１１のリアクタンスが消滅した第２の期間Ｐ２に、大電流がスイッチング素子８ｆ、８ｓを流れないため、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓがダメージを受けることを抑制することができる。さらに、第２の期間Ｐ２に、大電流がスイッチング素子８ｆ、８ｓを流れないため、コントローラ２０は、第２の期間Ｐ２に二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓを過電流保護機能によってオフしない。このため、平滑コンデンサ９に大きな電流が流れ込むことを防止することができる。

【0042】

（第２実施形態）
図６～図１０を参照して、第２実施形態の電源システム１００ａについて説明する。電源システム１００ａは、第１実施形態の電源システム１００に対して、電力変換器１０を電力変換器１０ａに置き換え、コントローラ２０をコントローラ２０ａに置き換えたシステムである。電力変換器１０ａは、電力変換器１０の磁気結合リアクトル１１を磁気結合リアクトル１１ａに置き換え、補助電源回路５０をさらに追加したものである。それ以外の構成については、各電源システム１００、１００ａは、同様の構成を有する。

【0043】

磁気結合リアクトル１１ａは、第１のコイル１２ｆ、第２のコイル１２ｓに加え、さらに、第３のコイル１８を備える。補助電源回路５０は、第３のコイル１８に接続される回路であり、補助電源５２と、スイッチ５４と、を備える。スイッチ５４は、コントローラ２０ａと電気的に接続されている。

【0044】

図７に示されるように、磁気結合リアクトル１１ａのリアクトルコア１４ａは、第１の外脚４４ａ、第２の外脚４６ａ、一対のヨーク４０ａ、４２ａに加え、さらに、中脚４８を備える。一対のヨーク４０ａ、４２ａは、各外脚４４ａと４６ａとを、環状に連結する。中脚４８は、一対のヨーク４０ａ、４２ａを互いに接続する。リアクトルコア１４ａは、一対のＥ字形状を有するコアを、互いに向かい合うように接合することによって構成される。

【0045】

磁気結合リアクトル１１ａでは、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓがオンされ、第３の電流Ｉ３ｆ、Ｉ３ｓが、それぞれ、コイル１２ｆ、１２ｓに流れた場合に、一対の第３の磁束Ｂ３がリアクトルコア１４ａに発生する。図７に示されるように、一対の第３の磁束Ｂ３の一方は、第１の外脚４４ａにおいてヨーク４０ａからヨーク４２ａに向かい、一対の第３の磁束Ｂ３の他方は、第２の外脚４６ａにおいてヨーク４０ａからヨーク４２ａに向かう。すなわち、一対の第３の磁束Ｂ３は、互いに逆向きである。

【0046】

しかしながら、リアクトルコア１４ａは、中脚４８を備える。このため、一対の磁束Ｂ３は、互いに打ち消し合うことなく、中脚４８に入り込んでヨーク４２ａからヨーク４０ａに向かう。このため、コイル１２ｆ、１２ｓの両者に電流が流れても、本実施形態の磁気結合リアクトル１１ａには、リアクタンス（各コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスＬ１）が発生する。

【0047】

また、第３のコイル１８は、第２のコイル１２ｓに対して逆向きの極性を有する。このため、第３のコイル１８に第４の電流Ｉ４が流れると、中脚４８には、ヨーク４２ａからヨーク４０ａに向かう第４の磁束Ｂ４が発生する。すなわち、第３のコイル１８に第４の電流Ｉ４が流れると、中脚４８には、一対の磁束Ｂ３と同じ向きの第４の磁束Ｂ４が発生する。すなわち、第３のコイル１８は、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓに対して、磁気的に和動接続されている。

【0048】

このため、コイル１２ｆ、１２ｓ、１８に、それぞれ、電流Ｉ３ｆ、Ｉ３ｓ、Ｉ４が流れると、中脚４８の磁束密度が上昇し、中脚４８が磁気飽和する。中脚４８が磁気飽和すると、中脚４８には、一対の磁束Ｂ３が入り込めない。その結果、図２で説明した各磁束Ｂ１、Ｂ２と同様に、一対の磁束Ｂ３は、互いに打ち消し合う。これにより、磁気結合リアクトル１１ａのリアクタンスが低下する。このように、第２実施形態の磁気結合リアクトル１１ａは、中脚４８を磁気飽和させることで、リアクタンスを実質的に消滅または低下させることができる。

【0049】

図８～図１０を参照して、コントローラ２０ａが、燃料電池２に残存する電荷を放電するために実行する処理について説明する。上述した第１の放電処理及び第２の放電処理と同様に、コントローラ２０ａは、例えば、燃料電池２へ水素、酸素を供給するケーブルが、作業者によって燃料電池２から取り外された場合に、第３の放電処理及び第４の放電処理を実行する。

【0050】

コントローラ２０ａは、第３の期間Ｐ３に亘って第３の放電処理を実行し、その後、第４の期間Ｐ４に亘って第４の放電処理を実行する。第３の放電処理では、コントローラ２０ａは、補助電源回路５０のスイッチ５４をオフした状態で、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓをオンする。これにより、第１のコイル１２ｆを第１の電流Ｉ１が流れ、第２のコイル１２ｓを、第２の電流Ｉ２が流れる。その結果、リアクトルコア１４には、一対の第３の磁束Ｂ３（図７参照）が発生する。その結果、磁気結合リアクトル１１ａには、リアクタンス（各コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスＬ１）が生じる。

【0051】

第３の放電処理が開始され、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓがオンされると、図９に示されるように、第３の電流Ｉ３ｆが、燃料電池２の正極２ｐ、第１のコイル１２ｆ、第１の電流センサ４ｆ、第１のスイッチング素子８ｆ、負極２ｎ、の順に流れる。さらに、第３の電流Ｉ３ｓが、燃料電池２の正極２ｐ、第２のコイル１２ｓ、第２の電流センサ４ｓ、第２のスイッチング素子８ｓ、負極２ｎ、の順に流れる。その結果、燃料電池２内の残存電圧Ｖｒは、最大残存電圧Ｖｐから徐々に低下する。これにより、上述した第１の期間Ｐ１と同様に、各コイル１２ｆ、１２ｓの自己誘導により、例えば、第１の電流センサ４ｆが計測する電流値Ｉｆは、徐々に上昇する。なお、図８では記載されていないが、第２の電流センサ４ｓが計測する電流値も、同様に、徐々に上昇する。

【0052】

その後、コントローラ２０ａは、電流値Ｉｆがピーク電流Ｉｐと一致した後に、第４の放電処理を開始する。第４の放電処理では、二つのスイッチング素子８ｆ、８ｓをオンした状態で、さらに、補助電源回路５０のスイッチ５４をオンする。これにより、図１０に示されるように、補助電源回路５０の補助電源５２によって、第３のコイル１８を第４の電流Ｉ４が流れる。その結果、図７に示されるように、リアクトルコア１４ａには、一対の第３の磁束Ｂ３に加え、第４の磁束Ｂ４が発生する。

【0053】

先の述べたように、第３のコイル１８は、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓに対して、磁気的に和動接続されている。このため、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓのそれぞれに第３の電流Ｉ３ｆ、Ｉ３ｓが流れている状態で、第３のコイル１８に第４の電流Ｉ４が流れると、リアクトルコア１４ａの中脚４８が、磁気飽和する。その結果、一対の第３の磁束Ｂ３は、リアクトルコア１４ａの中脚４８に入り込めない。その結果、図２を参照して説明した第２の放電処理における各磁束Ｂ１、Ｂ２と同様に、互いに磁気的に差動接続された第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓによって発生する一対の第３の磁束Ｂ３は、互いに打ち消し合う。

【0054】

第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓには、それぞれの自己インダクタンスＬ１を打ち消す方向に相互インダクタンスＭ１が生じる。先に述べたように、コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスＬ１の大きさは、相互インダクタンスＭ１の大きさと等しい。このため、第４の放電処理が実行されている間、コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスＬ１は、相互インダクタンスＭ１によって打ち消される。この結果、第４の放電処理が実行されている間、磁気結合リアクトル１１ａのリアクタンスは消滅する。これにより、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓを、電流が流れやすくなる。別言すれば、燃料電池２内の残存電圧Ｖｒを、迅速に放電することができる。

【0055】

また、本実施形態の電源システム１００ａでは、燃料電池２の発電した電力の変換に必要な第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓとは別で構成される第３のコイル１８を利用して磁気結合リアクトル１１ａのリアクタンスを実質的に消滅させることができる。このため、第３のコイル１８、補助電源回路５０によって、燃料電池２の発電した電力の変換に影響を与えることなく、第３、第４の放電処理に適した回路を構成することができる。

【0056】

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。

【0057】

（変形例１）電源システム１００、１００ａは、平滑コンデンサ９を備えなくてもよい。

【0058】

（変形例２）、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの相互インダクタンスＭ１の大きさは、第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１の大きさと等しくなくてもよい。例えば、第１のコイル１２ｆ及び第２のコイル１２ｓの相互インダクタンスＭ１の大きさは、第１のコイル１２ｆの自己インダクタンスＬ１の大きさよりも小さく設定されてもよい。この場合、各コイル１２ｆ、１２ｓの自己インダクタンスの大きさは、電力変換器１０、１０ａに求められる昇圧能力に応じて変更されてもよい。

【0059】

（変形例３）コントローラ２０は、燃料電池２の発電容量等に応じて、過電流保護機能を有さなくてもよい。その場合、第１のコイル１２ｆは、第１のスイッチング素子８ｆを流れる第１の電流Ｉ１を、第１の閾値以下に保持する自己インダクタンスＬ１を有さなくてもよい。

【0060】

（変形例４）コントローラ２０は、電流値Ｉｆがピーク電流Ｉｐを超えた後に、第２の放電処理を開始しなくてもよい。例えば、コントローラ２０は、第１の放電処理の開始から、所定の時間が経過した後に、第２の放電処理を開始してもよい。

【0061】

（変形例５）上述したコントローラ２０は、燃料電池２に酸素及び水素を供給するケーブルが、燃料電池２から取り外された場合に、各放電処理を実行する。しかしながら、例えば、コントローラ２０は、ユーザから急速放電の指示を受信した場合に、各放電処理を実行してもよい。さらなる変形例では、例えば、コントローラ２０は、燃料電池自動車が水没した場合等、漏電のおそれが発生した場合に、当該事象が発生した信号を燃料電池自動車から受信し、これにより、自動的に各放電処理を実行してもよい。

【0062】

（変形例６）第２実施形態のコントローラ２０ａは、第３の放電処理において、第１のスイッチング素子８ｆと第２のコイル１２ｓの両者をオンしなくてもよく、例えば、第１のスイッチング素子８ｆのみをオンしてもよい。その場合、コントローラ２０ａは、第４の放電処理の開始時に、第２のスイッチング素子８ｓをオンすればよい。

【0063】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0064】

２ ：燃料電池
２ｎ ：負極
２ｐ ：正極
７ｎ ：負極線
７ｐ ：正極線
８ｆ ：第１のスイッチング素子
８ｓ ：第２のスイッチング素子
９ ：平滑コンデンサ
１０、１０ａ ：電力変換器
１１、１１ａ ：磁気結合リアクトル
１２ｆ ：第１のコイル
１２ｓ ：第２のコイル
１４、１４ａ ：リアクトルコア
１８ ：第３のコイル
２０、２０ａ ：コントローラ
３０ ：二次電池
３２ ：インバータ
４０、４０ａ、４２、４２ａ ：ヨーク
４４、４４ａ ：第１の外脚
４６、４６ａ ：第２の外脚
４８ ：中脚
５０ ：補助電源回路
５２ ：補助電源
５４ ：スイッチ
１００、１００ａ ：電源システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】