特許 7596987 電力変換装置

(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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241203BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20241203BHJP

   H02P 27/08 20060101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

B60L3/00 J

H02P27/08

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021143378

(22)【出願日】2021-09-02

(65)【公開番号】P2023036370

(43)【公開日】2023-03-14

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】栗原 貴史

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０９８４８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２３４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０１６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０９１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４０９６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０８０７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５７９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｈ０２Ｐ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリ（２００）とモータ（４００）との間で高電位側配線（３０１）と低電位側配線（３０２）とを介して電力変換を行う電力変換装置（１００）であって、
前記高電位側配線と前記低電位側配線とに接続され、複数のスイッチ（５２１、５２２）を有するインバータ（５００）と、
前記インバータに並列する態様で前記高電位側配線と前記低電位側配線とに接続され、なおかつ、アースに接続されるＹコンデンサ（３１０、３２０）と、
前記インバータが地絡した場合に、前記インバータが地絡していない場合よりも複数の前記スイッチのスイッチ回数を減らすように複数の前記スイッチを制御する制御装置（６００）と、を備え、
前記制御装置は、前記インバータが地絡した場合に、前記モータのトルクと回転数の少なくとも一方を小さくするモータ調整部（６３０）を有する電力変換装置。

【請求項2】

前記制御装置は、複数の前記スイッチそれぞれのオンオフの切り替えを制御するキャリア波（４２０）のキャリア周波数を低減するキャリア制御部（６１０）を有し、前記インバータが地絡した場合に前記キャリア制御部が前記キャリア周波数を低減することで前記スイッチ回数を減らす請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記モータを駆動する駆動波（４１０）の駆動方式を変更する駆動制御部（６２０）を有し、前記インバータが地絡した場合に前記駆動制御部が前記駆動方式を変更することで前記スイッチ回数を減らす請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記駆動制御部が前記駆動波を３相変調方式から２相変調方式へと変更することで前記スイッチ回数を減らす請求項３に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記駆動制御部が前記駆動波を正弦波から矩形波に変更することで前記スイッチ回数を減らす請求項３または４に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の開示はバッテリとモータとの間で電力変換を行う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にはバッテリＢにパワーラインＳを介して接続される平滑回路Ｆと、それに並列に接続される３相交流変換回路Ｅが記載されている。平滑回路Ｆには、３相交流変換回路Ｅから平滑回路Ｆに漏れ出す高周波成分を接地で除去するＹコンデンサが含まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４３１４５１３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

３相交流変換回路Ｅが地絡すると意図しない電流がＹコンデンサに流れることがある。その結果Ｙコンデンサが発熱する虞があった。

【0005】

そこで本開示の目的は、インバータが地絡した時に流れる電流によってＹコンデンサが発熱することの抑制された電力変換装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様による電力変換装置は、
バッテリ（２００）とモータ（４００）との間で高電位側配線（３０１）と低電位側配線（３０２）とを介して電力変換を行う電力変換装置（１００）であって、
高電位側配線と低電位側配線とに接続され、複数のスイッチ（５２１、５２２）を有するインバータ（５００）と、
インバータに並列する態様で高電位側配線と低電位側配線とに接続され、なおかつ、アースに接続されるＹコンデンサ（３１０、３２０）と、
インバータが地絡した場合に、インバータが地絡していない場合よりも複数のスイッチのスイッチ回数を減らすように複数のスイッチを制御する制御装置（６００）と、を備え、
制御装置は、インバータが地絡した場合に、モータのトルクと回転数の少なくとも一方を小さくするモータ調整部（６３０）を有する。

【0007】

これによれば、インバータ（５００）が地絡したときにＹコンデンサ（３１０、３２０）に流れる電流が抑制されやすくなっている。Ｙコンデンサ（３１０、３２０）が発熱することを抑制することができるようになっている。

【0008】

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】キャリア制御部を含む電力変換装置と車載システムを説明する電気回路図である。

【図2】キャリア周波数とスイッチ回数との関係を説明する模式図である。

【図3】制御装置の処理を説明するフローチャートである。

【図4】キャリア周波数と実効値との関係を説明するデータの一例を表す図である。

【図5】駆動制御部を含む電力変換装置と車載システムを説明する電気回路図である。

【図6】制御装置の処理を説明するフローチャートである。

【図7】制御方式とスイッチ回数との関係を説明する模式図である。

【図8】キャリア制御部と駆動制御部を含む電力変換装置と車載システムを説明する電気回路図である。

【図9】制御装置の処理を説明するフローチャートである。

【図10】キャリア制御部と駆動制御部とモータ制御部を含む電力変換装置と車載システムを説明する電気回路図である。

【図11】制御装置の処理を説明するフローチャートである。

【図12】モータの回転数とトルクの関係を説明するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

【0011】

また、各実施形態で組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0012】

（第１実施形態）
先ず、図１に基づいて車載システム１０を説明する。この車載システム１０は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１０は電力変換装置１００、バッテリ２００、モータ４００、および、漏電検出器７００を有している。電力変換装置１００は第１Ｙコンデンサ３１０、第２Ｙコンデンサ３２０、インバータ５００、および、制御装置６００を有している。

【0013】

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。バッテリ２００の高電位側の電極には高電位側配線３０１が接続されている。バッテリ２００の低電位側の電極には低電位側配線３０２が接続されている。バッテリ２００は高電位側配線３０１と低電位側配線３０２を介してモータ４００に接続されている。

【0014】

インバータ５００はバッテリ２００とモータ４００との間の電力変換を行う。インバータ５００はバッテリ２００の直流電力を交流電力に変換する。電力変換はモータ４００の発電（回生）によって生成された交流電力を直流電力に変換する。

【0015】

モータ４００は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ４００の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ４００に伝達される。

【0016】

モータ４００はインバータ５００から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ４００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、インバータ５００によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

【0017】

第１Ｙコンデンサ３１０と第２Ｙコンデンサ３２０はインバータ５００に並列する態様で高電位側配線３０１と低電位側配線３０２に接続されている。第１Ｙコンデンサ３１０と第２Ｙコンデンサ３２０は高電位側配線３０１と低電位側配線３０２の間で直列接続されている。

【0018】

具体的に言えば第１Ｙコンデンサ３１０の備える２つの電極のうちの一方が第１中間配線３０３を介して高電位側配線３０１に接続されている。第２Ｙコンデンサ３２０の備える２つの電極のうちの一方が第３中間配線３０５を介して低電位側配線３０２に接続されている。第１Ｙコンデンサ３１０の備える２つの電極のうちの他方が第２中間配線３０４を介して第２Ｙコンデンサ３２０の備える２つの電極のうちの他方に接続されている。さらに第２中間配線３０４には車両アースに接続される接地配線３０６が接続されている。

【0019】

第１Ｙコンデンサ３１０と第２Ｙコンデンサ３２０はインバータ５００から漏れ出たノイズ成分を車両アースに流すことでインバータ５００からノイズ成分を取り除く役割を果たしている。

【0020】

インバータ５００のノイズ成分のうち高電位側配線３０１を流れるノイズ成分が、第１中間配線３０３、第１Ｙコンデンサ３１０、第２中間配線３０４、および、第３中間配線３０５を介して車両アースに流れるようになっている。

【0021】

インバータ５００のノイズ成分のうち低電位側配線３０２を流れるノイズ成分が、第３中間配線３０５、第２Ｙコンデンサ３２０、第２中間配線３０４、および、第３中間配線３０５を介して車両アースに流れるようになっている。

【0022】

制御装置６００には図示しないＥＣＵやゲートドライバが搭載されている。ゲートドライバはＥＣＵの信号に基づいてインバータ５００を制御している。これによりバッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の回生と力行が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

【0023】

ＥＣＵには外部からの情報を取得する図示しない情報取得部が含まれている。ゲートドライバにはハイサイドスイッチ５２１やローサイドスイッチ５２２のスイッチのオンオフを制御する図示しないスイッチ制御部が含まれている。

【0024】

漏電検出器７００はバッテリ２００の低電位側の電極と車両アースとの間に接続されている。漏電検出器７００はインバータ５００から意図せずに漏れ出す電流を検出する機能を有している。なお、漏電検出器７００によって検出された漏電情報は制御装置６００に伝達されるようになっている。

【0025】

＜インバータ＞
インバータ５００は平滑コンデンサ５４０と３相のスイッチモジュール５１０とを有する。高電位側配線３０１と低電位側配線３０２との間に平滑コンデンサ５４０と３相のスイッチモジュール５１０が並列接続されている。また上記したように高電位側配線３０１と低電位側配線３０２の間には、第１Ｙコンデンサ３１０と第２Ｙコンデンサ３２０が直列接続されている。

【0026】

図１に示すように高電位側配線３０１と低電位側配線３０２の間で、第１Ｙコンデンサ３１０および第２Ｙコンデンサ３２０、平滑コンデンサ５４０、スイッチモジュール５１０がバッテリ２００からモータ４００に向かってこの順に並列接続されている。

【0027】

モータ４００を力行する場合、ＥＣＵからの制御信号によってスイッチモジュール５１０それぞれの備えるハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２それぞれがＰＷＭ制御される。これによりインバータ５００で３相交流が生成される。

【0028】

モータ４００が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ４００の発電によって生成された交流電力がスイッチモジュール５１０それぞれの備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

【0029】

本実施形態では、スイッチモジュール５１０それぞれに含まれるスイッチとしてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。ただしこれらスイッチとしては、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。スイッチとしてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、上記のダイオードはなくともよい。

【0030】

これらスイッチは、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

【0031】

＜スイッチモジュール＞
スイッチモジュール５１０はスイッチとして、ハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２を有する。スイッチモジュール５１０はダイオードとしてハイサイドダイオード５２１ａとローサイドダイオード５２２ａを有する。

【0032】

ハイサイドスイッチ５２１のコレクタ電極である第１コレクタ電極５３１にハイサイドダイオード５２１ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ５２１のエミッタ電極である第１エミッタ電極５３２にハイサイドダイオード５２１ａのアノード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ５２１の第１ゲート電極５３５が制御装置６００に電気的に接続されている。

【0033】

ローサイドスイッチ５２２のコレクタ電極である第２コレクタ電極５３３にローサイドダイオード５２２ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ５２２のエミッタ電極である第２エミッタ電極５３４にローサイドダイオード５２２ａのアノード電極が接続されている。ローサイドスイッチ５２２の第２ゲート電極５３６が制御装置６００に電気的に接続されている。

【0034】

また図１に示すように第１コレクタ電極５３１が高電位側配線３０１に接続されている。第２エミッタ電極５３４が低電位側配線３０２に接続されている。第１エミッタ電極５３２と第２コレクタ電極５３３が出力バスバ４３０を介してモータ４００に接続されている。

【0035】

より具体的に言えばスイッチモジュール５１０はＵ相スイッチモジュール５１１とＶ相スイッチモジュール５１２とＷ相スイッチモジュール５１３を有する。

【0036】

Ｕ相スイッチモジュール５１１の備えるハイサイドスイッチ５２１の第１エミッタ電極５３２とＵ相スイッチモジュール５１１の備えるローサイドスイッチ５２２の第２コレクタ電極５３３とがＵ相出力バスバ４３１を介してモータ４００に接続されている。

【0037】

Ｖ相スイッチモジュール５１２の備えるハイサイドスイッチ５２１の第１エミッタ電極５３２とＶ相スイッチモジュール５１２の備えるローサイドスイッチ５２２の第２コレクタ電極５３３とがＶ相出力バスバ４３２を介してモータ４００に接続されている。

【0038】

Ｗ相スイッチモジュール５１３の備えるハイサイドスイッチ５２１の第１エミッタ電極５３２とＷ相スイッチモジュール５１３の備えるローサイドスイッチ５２２の第２コレクタ電極５３３とがＷ相出力バスバ４３３を介してモータ４００に接続されている。

【0039】

＜制御装置＞
上記したように制御装置６００には図示しないＥＣＵやゲートドライバなどが搭載されている。ゲートドライバはＥＣＵの信号に基づいてインバータ５００の備えるハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２をＰＷＭ制御している。

【0040】

しかしながら図１に示す車載システム１０において、インバータ５００が車両アースに地絡するといった地絡故障が発生した場合には、インバータ５００と車両アースとの間に漏電経路８００が形成される。

【0041】

その場合、グランドの電位が変動しインバータ５００から漏れ出た意図しない電流が接地配線３０６を介して第１Ｙコンデンサ３１０や第２Ｙコンデンサ３２０に流れることがある。インバータ５００から漏れ出た意図しない電流が第１Ｙコンデンサ３１０や第２Ｙコンデンサ３２０に流れると、第１Ｙコンデンサ３１０や第２Ｙコンデンサ３２０が発熱する虞がある。

【0042】

そこで本実施形態においてはインバータ５００が地絡故障した際に、インバータ５００から漏れ出た意図しない電流によって第１Ｙコンデンサ３１０や第２Ｙコンデンサ３２０が発熱することが抑制されるように制御装置６００に工夫が施されている。具体的に言えば、制御装置６００に含まれるＥＣＵにキャリア制御部６１０が備えられている。キャリア制御部６１０は一例として例えば制御装置６００に搭載された図示しないマイコンに備えられている。

【0043】

＜キャリア制御部＞
まず先に図２を基にＰＷＭ制御について説明する。図２（ａ）に示すようにモータ４００を駆動させる駆動波４１０としては例えば正弦波などがある。これまでに説明したハイサイドスイッチ５２１、ローサイドスイッチ５２２のオンオフの切り替えを制御するキャリア波４２０としては例えば三角波などがある。

【0044】

図２（ａ）は駆動波４１０とキャリア波４２０の比較を示している。図２（ｂ）は駆動波４１０とキャリア波４２０との比較の結果、所定の１相に含まれるハイサイドスイッチ５２１にかかる電圧と時間との関係を示している。

【0045】

駆動波４１０とキャリア波４２０の比較の結果、キャリア波４２０よりも駆動波４１０が大きい時にハイサイドスイッチ５２１の第１ゲート電極５３５に電圧が印加されるようになっている。言い換えれば、キャリア波４２０よりも駆動波４１０が大きい時に所定のハイサイドスイッチ５２１がオン状態になるようになっている。

【0046】

逆にキャリア波４２０よりも駆動波４１０が小さい時にハイサイドスイッチ５２１の第１ゲート電極５３５に電圧が印加されないようになっている。キャリア波４２０よりも駆動波４１０が小さい時に所定のハイサイドスイッチ５２１がオフ状態になっている。

【0047】

なお、図示しないが所定の１相に含まれるローサイドスイッチ５２２にかかる電圧と時間との関係は、ハイサイドスイッチ５２１にかかる電圧と時間との関係との逆になっている。

【0048】

このように一定周期ごとにハイサイドスイッチ５２１やローサイドスイッチ５２２への電圧印加時間を変化させることにより、この周期間の電圧の平均値を変化させる方法をＰＷＭ制御という。なお、第１実施形態におけるインバータ５００のモータ制御方式は３相変調方式となっている。インバータ５００から出力される電圧の波形は正弦波になっている。

【0049】

上記したように制御装置６００はキャリア制御部６１０を有している。インバータ５００が車両アースに地絡すると、図１に示すように漏電経路８００を介して意図しない電流が接地配線３０６、第２中間配線３０４、第２Ｙコンデンサ３２０、第３中間配線３０５、低電位側配線３０２を介して漏電検出器７００に流れる。

【0050】

図３に示すようにステップＳ１０００で漏電検出器７００によってインバータ５００に地絡が発生していることが検出されると、その地絡情報が情報取得部に送られる。

【0051】

ステップＳ１１００で情報取得部が漏電検出器７００から送られた地絡情報を取得すると、ステップＳ１２００でキャリア制御部６１０がキャリア波４２０のキャリア周波数を低減する。より具体的に言えば、キャリア制御部６１０がキャリア波４２０のキャリア周波数をインバータ５００が地絡していない場合のキャリア波４２０のキャリア周波数よりも低減する。

【0052】

また図２（ａ）においてはインバータ５００が地絡していない場合のキャリア波４２０を実線で示している。キャリア周波数が減った後のキャリア波４２０を破線と一点鎖線で示している。以下説明を簡便とするために実線で示されるキャリア波４２０を第１キャリア波４２１と示す。破線で示されるキャリア波４２０を第２キャリア波４２２と示す。一点鎖線で示されるキャリア波４２０を第３キャリア波４２３と示す。

【0053】

３つのキャリア波４２０の中で第１キャリア波４２１が最もキャリア周波数が高く、第３キャリア波４２３が最もキャリア周波数が低くなっている。

【0054】

そしてステップＳ１３００で駆動波４１０とステップＳ１２００で低減されたキャリア周波数を有するキャリア波４２０に基づいて、スイッチ制御部が第１ゲート電極５３５と第２ゲート電極５３６に電圧を印加する。

【0055】

また図２（ｂ）においては上段に駆動波４１０と第１キャリア波４２１に基づく第１電圧信号４２１ａを示している。中段に駆動波４１０と第２キャリア波４２２に基づく第２電圧信号４２２ａを示している。下段に駆動波４１０と第３キャリア波４２３に基づく第３電圧信号４２３ａを示している。

【0056】

ステップＳ１２００でキャリア制御部６１０がキャリア波４２０のキャリア周波数を低減すると、図２（ｂ）に示すようにハイサイドスイッチ５２１のスイッチ回数が減少する。図示しないが同様にローサイドスイッチ５２２のスイッチ回数が減少する。キャリア周波数が低くなればなるほどハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２のスイッチ回数が減少する。

【0057】

そして図４に示すようにスイッチ回数の減少に伴い、モータ４００に流れる電流の実効値が小さくなる。なお図４においては上段に第１電圧信号４２１ａに基づく第１電流４２１ｂとその第１実効値４２１ｃを示す。中段に第２電圧信号４２２ａに基づく第２電流４２２ｂとその第２実効値４２２ｃを示す。下段に第３電圧信号４２３ａに基づく第３電流４２３ｂとその第３実効値４２３ｃを示す。キャリア周波数が低くなればなるほどスイッチ回数が減少し、なおかつ、モータ４００に流れる電流の実効値が小さくなる。

【0058】

＜作用効果＞
そのために、インバータ５００が地絡して接地配線３０６を介して電流がＹコンデンサ３１０、３２０に流れたとしても、Ｙコンデンサ３１０、３２０に流れる電流が小さくなりやすくなっている。Ｙコンデンサ３１０、３２０が発熱することが抑制されやすくなっている。なおＹコンデンサ３１０、３２０とは第１Ｙコンデンサ３１０と第２Ｙコンデンサ３２０を示している。

【0059】

また本実施形態とは異なり、電力変換装置１００に昇圧回路を含む形態では、インバータ５００が地絡した際にインバータ５００にかかる電圧を降圧させることで地絡時にＹコンデンサ３１０、３２０に流れる電流を抑制させることができるようになっている。

【0060】

しかしながら本実施形態では電力変換装置１００に昇圧回路を含まずとも上記した構成によりインバータ５００の地絡時にＹコンデンサ３１０、３２０に流れる電流を抑制させることができるようになっている。

【0061】

昇圧回路の含まれない電力変換装置１００においてもインバータ５００の地絡時においてＹコンデンサ３１０、３２０の発熱を抑制することができるようになっている。なお、当然のことながら電力変換装置１００に昇圧回路と上記した構成の両方が含まれていてもインバータ５００の地絡時においてＹコンデンサ３１０、３２０の発熱を抑制することができるようになっている。昇圧回路の有無に関わらずインバータ５００の地絡時においてＹコンデンサ３１０、３２０の発熱を抑制することができるようになっている。インバータ５００が地絡した場合においても車両の走行が継続可能になっている。

【0062】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５～図７に基づいて説明する。第１実施形態では制御装置６００にキャリア制御部６１０が備えられた形態を説明したが、制御装置６００にキャリア制御部６１０が含まれていなくても良い。図５に示すように制御装置６００に駆動制御部６２０が含まれていても良い。

【0063】

図６に示すようにステップＳ２０００で漏電検出器７００によってインバータ５００に地絡が発生していることが検出されるとその地絡情報が情報取得部に送られる。

【0064】

ステップＳ２１００で情報取得部が漏電検出器７００から送られた地絡情報を取得すると、ステップＳ２２００で駆動制御部６２０がモータ４００を駆動する駆動波４１０を制御する。

【0065】

ステップＳ２２００では駆動制御部６２０がインバータ５００の駆動方式を変更する。図７に示すように一例として変調方式を３相変調方式から２相変調方式へと変更する。図７においては３相変調方式を採用した場合の駆動波４１０を第１駆動波４１１として示している。２相変調方式を採用した場合の駆動波４１０を第２駆動波４１２として示している。

【0066】

また他の一例として駆動波４１０を正弦波から矩形波へと変更する。図７においては正弦波を採用した場合の駆動波４１０を第１駆動波４１１として示している。矩形波を採用した場合の駆動波４１０を第３駆動波４１３として示している。

【0067】

ステップＳ２３００でキャリア波４２０と駆動方式の変更された駆動波４１０に基づいて、スイッチ制御部が第１ゲート電極５３５と第２ゲート電極５３６に電圧を印加する。その結果ハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２のスイッチ回数が減少する。それに伴いモータ４００に流れる電流の実効値が小さくなる。

【0068】

これによれば、インバータ５００が地絡したとしても、Ｙコンデンサ３１０、３２０に流れる電流が小さくなりやすくなっている。Ｙコンデンサ３１０、３２０が発熱することが抑制されやすくなっている。

【0069】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図８～図９に基づいて説明する。第１実施形態と第２実施形態では制御装置６００にキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０のいずれか１つが備えられた形態を説明したが、図８に示すように制御装置６００にキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０の両方が含まれていても良い。

【0070】

その場合、図９に示すようにステップＳ３０００で漏電検出器７００によってインバータ５００に地絡が発生していることが検出されるとその地絡情報が情報取得部に送られる。

【0071】

ステップＳ３１００で情報取得部が漏電検出器７００から送られた地絡情報を取得すると、ステップＳ３２００でキャリア制御部６１０がキャリア波４２０のキャリア周波数を低減する。

【0072】

またステップＳ３１００で情報取得部が漏電検出器７００から送られた地絡情報を取得すると、ステップＳ３３００で駆動制御部６２０がモータ４００を駆動する駆動波４１０を制御する。なおステップＳ３２００とステップＳ３３００は同時に行われてもよいし、順に行われても良い。さらにその順は限定されない。

【0073】

そしてステップＳ３４００で低減されたキャリア周波数を有するキャリア波４２０および駆動方式の変更された駆動波４１０に基づいて、スイッチ制御部が第１ゲート電極５３５と第２ゲート電極５３６に電圧を印加する。その結果ハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２のスイッチ回数が減少する。

【0074】

これによれば、インバータ５００が地絡したとしても、Ｙコンデンサ３１０、３２０に流れる電流が小さくなりやすくなっている。Ｙコンデンサ３１０、３２０が発熱することが抑制されやすくなっている。

【0075】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態を図１０～図１２に基づいて説明する。第１実施形態～第３実施形態では制御装置６００にキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０の少なくとも一方が含まれる形態について説明した。しかしながら制御装置６００にキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０の少なくとも一方の他に、モータ４００の回転数とトルクの少なくとも一方を制御するモータ調整部６３０が含まれていても良い。

【0076】

なお図１０においては一例として制御装置６００にキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０の両方が含まれる形態を示しているが、第４実施形態には制御装置６００にキャリア制御部６１０の駆動制御部６２０のうちの一方が含まれている形態も含む。

【0077】

図１１に示すようにステップＳ４０００で漏電検出器７００によってインバータ５００に地絡が発生していることが検出されると、その地絡情報が情報取得部に送られる。

【0078】

ステップＳ４１００で情報取得部が地絡情報を取得すると、ステップＳ４２００でキャリア制御部６１０と駆動制御部６２０の少なくとも一方に基づいてスイッチ制御部がハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２に電圧を印加する。その結果ハイサイドスイッチ５２１とローサイドスイッチ５２２のスイッチ回数が減少する。

【0079】

そしてステップＳ４３００で図１２に示すグラフのようにモータ調整部６３０がモータ４００にかかるトルクまたは回転数の少なくとも一方を小さくする。

【0080】

その理由として電力変換装置１００はスイッチ回数が減少したことでモータ４００の制御性が低下する懸念がある。そこでステップＳ４３００でモータ４００にかかるトルクを小さくする。これによればスイッチ回数が減少した場合にユーザーが感じる違和感が低減されやすくなっている。

【0081】

そしてモータ４００にかかるトルクが小さくなることで、モータ４００に流れる電流が抑制される。これによればインバータ５００が地絡したとしても、Ｙコンデンサ３１０、３２０に流れる電流が小さくなりやすくなっている。Ｙコンデンサ３１０、３２０が発熱することが抑制されやすくなっている。

【0082】

またスイッチ回数が減少したことで電力変換装置１００を構成する回路の共振域と駆動波４１０の周波数が重なる懸念がある。ステップＳ４３００でモータ４００の回転数を小さくして駆動波４１０の周波数を変更させ、回路の共振域と駆動波４１０の周波数とが重ならないようにする。これによれば共振電流を抑制することができるようになっている。

【0083】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0084】

１００…電力変換装置、２００…バッテリ、３０１…高電位側配線、３０２…低電位側配線、３１０…第１Ｙコンデンサ、３２０…第２Ｙコンデンサ、４００…モータ、４１０…駆動波、４２０…キャリア波、５００…インバータ、５２１…ハイサイドスイッチ、５２２…ローサイドスイッチ、６００…制御装置、６１０…キャリア制御部、６２０…駆動制御部、６３０…モータ調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】