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(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】2025-01-06
(45)【発行日】2025-01-15
(54)【発明の名称】制御装置、プログラム、及び制御方法
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20250107BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20250107BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20250107BHJP
H02H 7/12 20060101ALI20250107BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20250107BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20250107BHJP
B60L 58/18 20190101ALI20250107BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 M
H02J7/00 P
H02J7/02 H
H02J7/00 S
H02H7/12
B60L9/18 P
B60L50/60
B60L58/18
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020207823
(22)【出願日】2020-12-15
(65)【公開番号】P2022094749
(43)【公開日】2022-06-27
【審査請求日】2023-11-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(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】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100139480
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100125575
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100175134
【弁理士】
【氏名又は名称】北 裕介
(72)【発明者】
【氏名】西村 宗世
(72)【発明者】
【氏名】藤枝 真人
(72)【発明者】
【氏名】谷 敬弥
【審査官】今井 貞雄
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１２０５６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０１１８０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／４８
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ ７／０２
Ｈ０２Ｈ ７／１２
Ｂ６０Ｌ ９／１８
Ｂ６０Ｌ ５０／６０
Ｂ６０Ｌ ５８／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用される制御装置（７０）において、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、を備え、
前記判定部は、同相の前記巻線で発生する部分放電量が許容値よりも大きいと判定した場合、前記接続スイッチをオンすると判定する判定処理を行う制御装置。
【請求項2】
前記回転電機の周囲の気圧又は高度を取得する気圧情報取得部を備え、前記判定部は、前記判定処理において、前記気圧情報取得部により取得された値に基づいて、前記部分放電量が前記許容値よりも大きいか否かを判定する処理を行う請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記巻線の温度又は該温度と相関する温度を取得する温度取得部を備え、前記判定部は、前記判定処理において、取得された温度が温度閾値以上であることを条件として、前記部分放電量が前記許容値よりも大きいと判定する処理を行う請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記判定部は、前記判定処理において、トルク指令値を取得し、取得した前記トルク指令値がトルク判定値よりも大きい場合に、前記部分放電量が前記許容値よりも大きいと判定する処理を行う請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記巻線に流れる電流又は該電流の相関値である電流パラメータを取得する電流取得部を備え、前記判定部は、前記判定処理において、取得された前記電流パラメータが電流閾値を跨いだことを条件として、前記部分放電量が前記許容値よりも大きいと判定する処理を行う請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の直列接続体の端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部を備え、前記判定部は、前記判定処理において、取得された前記電圧パラメータが電圧閾値以上であることを条件として、前記部分放電量が前記許容値よりも大きいと判定する処理を行う請求項１～５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項7】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用される制御装置（７０）において、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部と、
を備え、
前記判定部は、取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流すことにより、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、前記スイッチング制御を行う制御装置。
【請求項8】
前記スイッチング制御により前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間で授受される電力を算出する電力算出部を備え、前記制御部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間で授受される電力が前記電力算出部により算出された授受電力になるように前記スイッチング制御を行うとともに、前記電力算出部により算出された前記授受電力が大きい場合、前記授受電力が小さい場合よりも、前記スイッチング制御により電流を流す巻線の相数を多く設定する請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記電力算出部は、前記授受電力として、電流が流れる前記巻線の相数に対応して定まる電力であり、かつ、前記スイッチング制御における電力変換効率が最大となる電力を算出する請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間で授受される電力を、前記授受電力に制御する場合において、電流を流す前記巻線の相数が、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間で電力が授受されるときにおける電力変換効率が最大となる相数となるように前記スイッチング制御を行う請求項８に記載の制御装置。
【請求項11】
前記電力算出部は、前記電圧取得部により取得された前記第１蓄電部の電圧パラメータと前記第２蓄電部の電圧パラメータとの差が大きいほど、前記授受電力を増大する請求項８～１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項12】
前記システムは、移動体に搭載され、前記回転電機は、前記移動体を移動させるための動力源である請求項１～１１のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項13】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用されるプログラムにおいて、
コンピュータ（７０）に、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御処理と、
を含む処理を実行させ、
前記判定処理では、同相の前記巻線で発生する部分放電量が許容値より大きいと判定した場合、前記接続スイッチをオンすると判定するプログラム。
【請求項14】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用されるプログラムにおいて、
コンピュータ（７０）に、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御処理と、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得処理と、
を含む処理を実行させ、
前記判定処理では、取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御処理では、前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流すことにより、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、前記スイッチング制御を行うプログラム。
【請求項15】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用される制御方法において、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御ステップと、
を含み、
前記判定ステップでは、同相の前記巻線で発生する部分放電量が許容値より大きいと判定した場合、前記接続スイッチをオンすると判定する制御方法。
【請求項16】
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，４１Ｘ，４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＸＨ，ＱＹＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ，ＱＸＬ，ＱＹＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、
直列接続された第１蓄電部（２１，３２ａ）及び第２蓄電部（２２，３２ｂ）において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１）と、
を備えるシステム（１０）に適用される制御方法において、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御ステップと、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得ステップと、
を含み、
前記判定ステップでは、取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御ステップでは、前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流すことにより、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、前記スイッチング制御を行う制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置、プログラム、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電力変換装置として、巻線を有する回転電機と、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備えるものが知られている。電力変換装置は、上アームスイッチ及び下アームスイッチのスイッチング制御時における要求に対応すべく、種々の動作を行う。例えば、特許文献１に記載された電力変換装置では、回転電機の絶縁性能を確保すべく、回転電機の周囲の気圧に基づいてスイッチング制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－２８８１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
スイッチング制御時における要求に対応するために、電力変換装置が大型化し得る。例えば、所望の絶縁性能を確保すべく、回転電機の巻線間の絶縁距離が長くされることにより回転電機が大型化する。このような問題に対して、電力変換装置には未だ改善の余地がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、小型化を図ることができる制御装置、プログラム、及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１の構成は、
星形結線された巻線を有する回転電機と、
上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備える電力変換装置において、
直列接続された第１蓄電部及び第２蓄電部において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチと、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、を備える、電力変換装置である。
星形結線された巻線を有する回転電機と、
上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備える電力変換装置において、
直列接続された第１蓄電部及び第２蓄電部において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチと、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、を備える、電力変換装置である。
【0007】
上記第１の構成の電力変換装置は、第１蓄電部の負極側及び第２蓄電部の正極側と、巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、接続経路に設けられる接続スイッチと、判定部とを備える。判定部は、スイッチング制御時における要求に対応するために、接続スイッチをオンするか否かを判定する。判定部により接続スイッチをオンすると判定された場合、接続スイッチがオンされ、上アームスイッチ及び下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。これにより、新たな部品の追加を抑制しつつ、要求に対応するための種々の動作を行うことができる。その結果、電力変換装置の小型化を図ることができる。
【0008】
第２の構成は、第１の構成において、前記判定部は、同相の前記巻線で発生する部分放電量が許容値より大きいと判定した場合、前記接続スイッチをオンすると判定する判定処理を行う。
【0009】
同相の巻線で発生する部分放電量が許容値より大きくなることより巻線が劣化し、巻線の絶縁性能が低下する可能性がある。この問題に対処すべく、所望の絶縁性能を確保するために巻線間の絶縁距離を長く設定することが考えられる。しかし、この場合、回転電機が大型化する懸念がある。
【0010】
この点、上記第２の構成によれば、同相の巻線で発生する部分放電量が許容値より大きいか否かが判定され、判定結果に基づいて接続スイッチがオンオフされる。接続スイッチがオフされた状態では、巻線には第１蓄電部及び第２蓄電部の直列接続体の端子電圧の分圧値に相当する電圧差が生じる。この分圧値の最大値は、第１，第２蓄電部の直列接続体の端子電圧を２等分した値よりも高い。一方、接続スイッチがオンされた状態では、第１蓄電部の負極側及び第２蓄電部の正極側と巻線の中性点とが接続される。この場合、上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる場合において、各相の巻線には、第１蓄電部又は第２蓄電部の端子電圧が印加される。このため、接続スイッチがオンされる場合、接続スイッチがオフされる場合よりも同相の巻線間の電圧差を低減することができる。これにより、同相の巻線で発生する部分放電量を低減することができる。その結果、巻線間の絶縁距離を短く設定することができ、ひいては回転電機を小型化することができる。
【0011】
また、第２の構成では、インバータに供給される電圧を下げることなく同相の巻線間の電圧差を低減することができる。これにより、回転電機の出力が低下することを抑制することができる。
【0012】
第３の構成は、第１の構成において、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流すことにより、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、前記スイッチング制御を行う。
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流すことにより、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、前記スイッチング制御を行う。
【0013】
従来、複数の蓄電部の間においてエネルギの授受を行う制御が行われている。この制御では、各蓄電部の間でエネルギの授受を行うための専用のスイッチ素子及びリアクトルが必要となることにより、電力変換装置の部品数が増大する。この場合、電力変換装置の大型化が懸念される。
【0014】
この点、上記第３の構成によれば、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータが取得される。取得された電圧パラメータのうち、大きい方の電圧パラメータが電圧閾値以下の場合、接続スイッチをオンすると判定される。接続スイッチがオンされた状態において、第１蓄電部及び第２蓄電部のうち一方の蓄電部から他方の蓄電部へとエネルギの授受を行うべく、スイッチング制御が行われる。これにより、巻線及びインバータを利用して第１蓄電部及び第２蓄電部の間でエネルギの授受を行うことができる。このため、電力変換装置の小型化を図ることができる。
【0015】
さらに、上述した構成では、各蓄電部の電圧パラメータが低下した状態においてエネルギの授受が行われる。各蓄電部の電圧パラメータが小さいほど、巻線に流れるリプル電流は小さくなる。リプル電流が小さいほど、回転電機において発生する鉄損が小さくなる。そのため、第３の構成によれば、エネルギの授受を行う際に生じるエネルギの損失を低減することができる。
【0016】
第４の構成は、第１の構成において、
前記第１蓄電部の電圧及び前記第２蓄電部の電圧を取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流す制御要求があるか否かを判定し、前記制御要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記電圧取得部により取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧が規定電圧範囲内であると判定した場合、前記接続スイッチをオンした状態において、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流が流れるように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧のうち最小値が前記規定電圧範囲の下限値を下回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち電圧が最小値となる過放電保護対象が放電する放電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧のうち最大値が前記規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち電圧が最大値となる過充電保護対象が充電する充電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行う。
前記第１蓄電部の電圧及び前記第２蓄電部の電圧を取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流す制御要求があるか否かを判定し、前記制御要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記電圧取得部により取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧が規定電圧範囲内であると判定した場合、前記接続スイッチをオンした状態において、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流が流れるように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧のうち最小値が前記規定電圧範囲の下限値を下回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち電圧が最小値となる過放電保護対象が放電する放電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの電圧のうち最大値が前記規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち電圧が最大値となる過充電保護対象が充電する充電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行う。
【0017】
従来、例えば蓄電部の温度が低い場合に蓄電部を昇温すべく、複数の蓄電部の間に電流を流す制御が行われている。この制御において、蓄電部の端子電圧が、蓄電部の信頼性を維持可能な電圧範囲からはずれることにより、蓄電部の劣化が生じることが懸念される。
【0018】
この点、上記第４の構成では、接続スイッチをオンすると判定された場合、接続スイッチをオンした状態において、インバータ、巻線及び接続経路を介して第１蓄電部及び第２蓄電部の間に電流が流れるように、上アームスイッチ及び下アームスイッチがオンオフされる。
【0019】
上述した構成において、接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧のうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回ると判定された場合、過放電保護対象の放電電流が小さくされる。また、接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧のうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定された場合、過充電保護対象の充電電流が小さくされる。これにより、過放電保護対象及び過充電保護対象の電圧が、蓄電部の信頼性を維持可能な電圧範囲からはずれる事態の発生を抑制できる。その結果、第１蓄電部及び第２蓄電部に劣化が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１実施形態に係る電力変換システムの構成図。
【図2】同相巻線の断面図。
【図3】部分放電開始電圧と気圧及び温度との関係を示す図。
【図4】巻線電圧と蓄電池の端子電圧及び巻線の相電流との関係を示す図。
【図5】接続スイッチがオフされた場合の巻線電圧の最大値を示す図。
【図6】接続スイッチがオンされた場合の巻線電圧の最大値を示す図。
【図7】スイッチ駆動制御の処理手順を示すフローチャート。
【図8】スイッチ駆動制御の一例を示す図。
【図9】第１実施形態の変形例に係る電力変換システムの構成図。
【図10】第１実施形態の変形例に係る電力変換システムの構成図。
【図11】第２実施形態に係る等価回路を示す図。
【図12】停車時における制御装置の機能ブロック図。
【図13】中性点指令電流の設定方法を示す図。
【図14】回転電機駆動時における制御装置の機能ブロック図。
【図15】中性点電流の推移を示すタイムチャート。
【図16】蓄電池の端子電圧とＳＯＣとの関係を示す図。
【図17】エネルギ管理制御において発生するエネルギの損失と授受電力との関係を示す図。
【図18】電力変換効率と授受電力との関係を示す図。
【図19】電流が流れる巻線の相数毎の授受電力と電力変換効率との関係を示す図。
【図20】エネルギ管理制御の処理手順を示すフローチャート。
【図21】第３実施形態に係る昇温制御の機能ブロック図。
【図22】中性点指令電流の設定方法を示す図。
【図23】垂下係数の算出方法を示す図。
【図24】昇温制御の処理手順を示すフローチャート。
【図25】昇温制御の一例を示すタイムチャート。
【図26】昇温制御の一例を示すタイムチャート。
【図27】第３実施形態の変形例に係る昇温制御の機能ブロック図。
【図28】回転電機及びスイッチングデバイス部の相数が５相の場合の電力変換システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電力変換システムは、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載されている。
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電力変換システムは、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載されている。
【0022】
図１示すように、電力変換システム１０は、電力変換装置１１を備えている。電力変換装置１１は、インバータ３０と、回転電機４０とを備えている。回転電機４０は、３相の同期機であり、ステータ巻線として星形結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗを備えている。各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。回転電機４０は、例えば永久磁石同期機である。本実施形態において、回転電機４０は車載主機であり、車両の走行動力源となる。
【0023】
インバータ３０は、スイッチングデバイス部３１を備えている。スイッチングデバイス部３１は、上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨと下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＩＧＢＴが用いられている。このため、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬには、フリーホイールダイオードとしての各ダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬが逆並列に接続されている。
【0024】
Ｕ相上アームスイッチＱＵＨのエミッタと、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬのコレクタとには、バスバー等のＵ相導電部材３３Ｕを介して、Ｕ相巻線４１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上アームスイッチＱＶＨのエミッタと、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬのコレクタとには、バスバー等のＶ相導電部材３３Ｖを介して、Ｖ相巻線４１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上アームスイッチＱＷＨのエミッタと、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬのコレクタとには、バスバー等のＷ相導電部材３３Ｗを介して、Ｗ相巻線４１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗの第２端同士は、中性点Ｏで接続されている。なお、本実施形態において、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、例えばインダクタンスが同じに設定されている。
【0025】
各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのコレクタと、組電池２０の正極端子とは、バスバー等の正極側母線Ｌｐにより接続されている。各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのエミッタと、組電池２０の負極端子とは、バスバー等の負極側母線Ｌｎにより接続されている。
【0026】
電力変換装置１１は、正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとを接続するコンデンサ３２を備えている。なお、コンデンサ３２は、インバータ３０に内蔵されていてもよいし、インバータ３０の外部に設けられていてもよい。
【0027】
組電池２０は、単電池としての電池セルの直列接続体として構成されており、端子電圧が例えば数百Ｖとなるものである。本実施形態では、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧（例えば定格電圧）が互いに同じに設定されている。電池セルとしては、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池を用いることができる。
【0028】
本実施形態では、組電池２０を構成する電池セルのうち、高電位側の複数の電池セルの直列接続体が第１蓄電池２１を構成し、低電位側の複数の電池セルの直列接続体が第２蓄電池２２を構成している。つまり、組電池２０が２つのブロックに分けられている。本実施形態では、第１蓄電池２１を構成する電池セル数と、第２蓄電池２２を構成する電池セル数とが同じである。このため、第１蓄電池２１の端子電圧（例えば定格電圧）と、第２蓄電池２２の端子電圧（例えば定格電圧）とが同じである。なお、第１蓄電池２１が「第１蓄電部」に相当し、第２蓄電池２２が「第２蓄電部」に相当する。
【0029】
組電池２０において、第１蓄電池２１の負極端子と第２蓄電池２２の正極端子とには中間端子Ｂが接続されている。
【0030】
電力変換装置１１は、接続経路６０と、接続スイッチ６１とを備えている。接続経路６０は、組電池２０の中間端子Ｂと中性点Ｏとを電気的に接続する。接続スイッチ６１は、接続経路６０上に設けられている。本実施形態では、接続スイッチ６１としてリレーが用いられている。接続スイッチ６１がオンされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に接続される。一方、接続スイッチ６１がオフされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとの間が電気的に遮断される。
【0031】
電力変換システム１０は、監視ユニット５０を備えている。監視ユニット５０は、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧、ＳＯＣ及び温度を検出し、各電池セルの状態を監視する。監視ユニット５０により検出された各電池セルの端子電圧、ＳＯＣ及び温度の情報を含む電池情報は、インバータ３０が備える制御装置７０に入力される。
【0032】
電力変換システム１０は、電流センサ６２と、相電流センサ６３とを備えている。電流センサ６２は、接続経路６０に流れる電流である中性点電流ＩＭｒを検出する。電流センサ６２の検出値は、制御装置７０に入力される。相電流センサ６３は、少なくとも２相分の相電流を検出する。相電流センサ６３は、例えば、各導電部材３２Ｕ～３２Ｗのうち少なくとも２相分の導電部材に流れる電流を検出する。相電流センサ６３の検出電流Ｉｒは、制御装置７０に入力される。
【0033】
電力変換システム１０は、気圧センサ５１を備えている。気圧センサ５１は、回転電機４０の周囲の気圧を検出する。気圧センサ５１の気圧検出値Ｐｒは、制御装置７０に入力される。
【0034】
電力変換システム１０は、温度センサ５２を備えている。温度センサ５２は、各巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗのうち少なくとも１つの巻線の温度又はその周辺構成の温度を検出する。温度センサ５２の検出温度Ｔｒは、制御装置７０に入力される。
【0035】
制御装置７０は、マイコンを主体として構成され、回転電機４０の制御量を指令値にフィードバック制御すべく、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフするスイッチ駆動制御を行う。例えば、制御量はトルクであり、指令値は上位制御装置５３から出力されるトルク指令値Ｔｒｑ＊である。各相において、上アームスイッチと下アームスイッチとは交互にオンされる。
【0036】
制御装置７０は、自身が備える記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御機能を実現する。各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの双方によって実現されてもよい。なお、制御装置７０が「制御部」に相当する。
【0037】
次に、スイッチ駆動制御を行う際に各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗに生じる部分放電について説明する。ここでは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗのうちいずれか１つの相の巻線を同相巻線４１ａとする。同相巻線４１ａは、導体４１ｂの外側を絶縁層４１ｃに覆われている。絶縁層４１ｃは、電気的絶縁性を有する材料により形成され、例えば合成樹脂により形成されている。図２は、配置位置が隣り合い、互いの絶縁層４１ｃが接触している同相巻線４１ａの断面図である。隣り合う同相巻線４１ａの間の電位差である巻線電圧が高くなると、隣り合う同相巻線４１ａの間において部分放電が生じる。巻線電圧が部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ：Partial Discharge Inception Voltage）よりも高くなる場合、部分放電が発生する又は部分放電が発生する可能性が極めて高くなる。
【0038】
部分放電は、部分放電開始電圧が低いほど生じ易くなる。部分放電開始電圧は、空気密度が低いほど低くなる。空気密度は、回転電機４０の周囲の気圧が低くなったり、同相巻線４１ａの温度が高くなったりするほど低くなる。このため、図３に示すように、部分放電開始電圧は、回転電機４０の周囲の気圧が低くなったり、同相巻線４１ａの温度が高くなったりするほどに低くなる。
【0039】
部分放電は、巻線電圧が高いほど生じ易くなり、部分放電量は、巻線電圧と部分放電開始電圧との差が大きいほど大きくなり易い。スイッチングデバイス部３１に供給される電圧である各蓄電池２１，２２の端子電圧が高いほど、スイッチングデバイス部３１の出力電圧が高くなる。このため、図４に示すように、巻線電圧は、各蓄電池２１，２２の端子電圧が高いほど高くなる。また、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフされることに伴い発生するサージ電圧は、同相巻線４１ａに流れる相電流が大きいほど高くなる。サージ電圧が回転電機４０に伝搬すると、同相巻線４１ａの巻線電圧が瞬間的に高くなる。そのため、図４に示すように、巻線電圧は、同相巻線４１ａに流れる相電流が大きいほど高くなる。
【0040】
続いて、スイッチ駆動制御を行う際に生じる同相巻線４１ａの巻線電圧について説明する。スイッチ駆動制御は、通常、接続スイッチ６１がオフされた状態で行われる。図５は、接続スイッチ６１がオフされた状態において、同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値Ｖｍについて説明するための図である。図５において、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ、接続経路６０及び接続スイッチ６１の図示は省略し、先の図１と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【0041】
３相巻線ではスイッチ駆動制御が行われる場合において、第１蓄電池２１の正極端子及び第２蓄電池２２の負極端子のうち一方に１相分の同相巻線４１ａが接続され、他方に２相分の同相巻線４１ａが接続される。図５には、１相分の同相巻線４１ａが第１蓄電池２１の正極端子に接続され、２相分の同相巻線４１ａが第２蓄電池２２の負極端子に接続される例を示す。この場合、１相分の同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値Ｖｍは、組電池２０の端子電圧の分圧値２／３×Ｖｄｃとなる。ここで、Ｖｄｃは電源電圧、すなわち組電池２０の端子電圧を示す。１相分の同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値Ｖｍは、並列接続された２相分の同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値１／３×Ｖｄｃよりも高いため、１相分の同相巻線４１ａには部分放電が生じ易く、かつ、部分放電量が大きくなり易い。
【0042】
実際の部分放電量が、同相巻線４１ａの部分放電量の許容値より大きくなることにより、同相巻線４１ａの絶縁層４１ｃが劣化する可能性がある。この問題に対処すべく、所望の絶縁性能を確保するために同相巻線４１ａの絶縁距離を長く設定することが考えられる。しかし、この場合、回転電機４０が大型化する懸念がある。
【0043】
そこで、本実施形態では、接続スイッチ６１の制御により同相巻線４１ａの絶縁性能が確保される構成とした。詳しくは、接続スイッチ６１がオンされた状態においてスイッチ駆動制御が行われる。図６は、接続スイッチ６１がオンされた状態において、同相巻線４１ａに生じる巻線電圧について説明するための図である。図６において、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ及び接続スイッチ６１の図示は省略し、先の図１と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【0044】
接続スイッチ６１がオンされた状態では、中性点Ｏと組電池２０の中間端子Ｂとが電気的に接続される。そのため、スイッチ駆動制御が行われる場合において、１相分の同相巻線４１ａの一端が、第１蓄電池２１の正極端子及び第２蓄電池２２の負極端子のうちいずれかに接続され、他端が中間端子Ｂに接続される。このため、１相分の同相巻線４１ａに生じる巻線電圧は、第１蓄電池２１の端子電圧又は第２蓄電池２２の端子電圧となる。
【0045】
図６には、第１蓄電池２１の端子電圧及び第２蓄電池２２の端子電圧が共に１／２×Ｖｄｃの場合を示す。この場合、接続スイッチ６１がオフされた状態の巻線電圧の最大値Ｖｍが２／３×Ｖｄｃであるのに対し、接続スイッチ６１がオンされた状態の巻線電圧の最大値Ｖｍを１／２×Ｖｄｃに低減できる。
【0046】
第１蓄電池２１の端子電圧及び第２蓄電池２２の端子電圧（例えば定格電圧）は、同一又は同等の値とされることが望ましいが、異なる値であってもよい。
【0047】
制御装置７０は、気圧センサ５１の気圧検出値Ｐｒ、温度センサ５２の検出温度Ｔｒ、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒ及び組電池２０の端子電圧Ｖｒに基づいて、同相巻線４１ａで発生する部分放電量が許容値より大きいか否かを判定する。本実施形態では、同相巻線４１ａで発生する部分放電量が許容値より大きいか否かの判定処理として、同相巻線４１ａに部分放電が発生するか否かの判定処理が行われる。具体的には、制御装置７０は、以下の第１～第４条件のうち少なくとも１つが成立すると判定した場合、同相巻線４１ａに部分放電が発生すると判定する。
【0048】
第１条件は、気圧センサ５１により検出された気圧検出値Ｐｒが気圧判定値Ｐｔｈ以下との条件である。
【0049】
第２条件は、温度センサ５２の検出温度Ｔｒが温度判定値Ｔｔｈ以上との条件である。
【0050】
第３条件は、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒの絶対値が電流判定値Ｉｔｈ以上との条件である。なお、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒが「電流パラメータ」に相当する。
【0051】
第４条件は、組電池２０の端子電圧Ｖｒが電圧判定値Ｖｄｃｔｈ以上との条件である。なお、組電池２０の端子電圧Ｖｒは、監視ユニット５０の電池情報に基づいて取得されればよい。なお、監視ユニット５０から取得された組電池２０の端子電圧Ｖｒが「電圧パラメータ」に相当する。
【0052】
制御装置７０は、部分放電が発生すると判定した場合、接続スイッチ６１をオンする。なお、制御装置７０が「判定部」に相当する。
【0053】
図７に、制御装置７０が実施する制御の処理手順を示す。この制御は所定の制御周期で繰り返し実施される。
【0054】
ステップＳ１０では、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。本実施形態において、この駆動要求には、回転電機４０の回転駆動により車両を走行させる要求が含まれる。ステップＳ１０において否定判定した場合、ステップＳ１１に進む。
【0055】
ステップＳ１１では、待機モードに設定する。待機モードに設定することにより、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフされる。そして、ステップＳ１２において、接続スイッチ６１をオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。
【0056】
ステップＳ１０において肯定判定した場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、同相巻線４１ａに部分放電が発生するか否かを判定する。具体的には、気圧検出値Ｐｒ、検出温度Ｔｒ、検出電流Ｉｒ及び端子電圧Ｖｒを取得する。そして、上述した第１～第４条件のうち少なくとも１つが成立するか否かを判定する。ステップＳ１３において否定判定した場合、ステップＳ１４に進む。なお、ステップＳ１３が「気圧情報取得部」、「温度取得部」、「電流取得部」及び「電圧取得部」に相当する。
【0057】
ステップＳ１４では、スイッチ駆動制御を行う通常モードに設定する。そして、ステップＳ１５において、接続スイッチ６１をオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。ステップＳ１６において、接続スイッチ６１がオフされた状態で各相上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。具体的には例えば、各相の指令電圧を電源電圧Ｖｄｃで規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームスイッチのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。
【0058】
一方、ステップＳ１３において肯定判定した場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、同相巻線４１ａの絶縁保護を行いつつスイッチ駆動制御を行う絶縁保護モードに設定する。そして、ステップＳ１８では、接続スイッチ６１をオンする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に接続される。ステップＳ１９において、接続スイッチ６１がオンされた状態で各相上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。具体的には、ステップＳ１６と同様のＰＷＭ制御を行う。
【0059】
図８に、気圧センサ５１の気圧検出値Ｐｒに基づいて、接続スイッチ６１が制御される場合のスイッチ駆動制御の一例を示す。図８には、気圧検出値Ｐｒに対する同相巻線４１ａの巻線電圧の最大値Ｖｍ及び部分放電開始電圧ＰＤＩＶの関係を示す。図８において、実線は、巻線電圧の最大値Ｖｍを示し、破線は、部分放電開始電圧ＰＤＩＶを示す。巻線電圧の最大値Ｖｍが部分放電開始電圧ＰＤＩＶよりも低い場合、部分放電が生じない又は部分放電が生じる可能性が極めて低いことを示し、巻線電圧の最大値Ｖｍが部分放電開始電圧ＰＤＩＶ以上の場合、部分放電が生じる又は部分放電が生じる可能性が極めて高いことを示す。
【0060】
気圧検出値Ｐｒが気圧判定値Ｐｔｈより高い領域では、接続スイッチ６１がオフされ、部分放電開始電圧ＰＤＩＶが、接続スイッチ６１がオフされた状態の巻線電圧の最大値Ｖｍである２／３×Ｖｄｃよりも高くなる。この場合、スイッチ駆動制御が行われたとしても、部分放電は生じない又は部分放電が生じる可能性は極めて低い。なお、図８では、部分放電開始電圧ＰＤＩＶが２／３×Ｖｄｃと同じ値になる場合における回転電機４０周囲の気圧検出値Ｐｒが、気圧判定値Ｐｔｈとして設定されている。
【0061】
一方、気圧検出値Ｐｒが気圧判定値Ｐｔｈ以下の領域では、部分放電開始電圧ＰＤＩＶが、接続スイッチ６１がオフされた状態の巻線電圧の最大値Ｖｍである２／３×Ｖｄｃ以下となる。このため、接続スイッチ６１がオフされた状態では、同相巻線４１ａに部分放電が発生することが懸念される。そこで、制御装置７０は、気圧検出値Ｐｒが気圧判定値Ｐｔｈ以下となる領域では、第１条件が成立すると判定し、接続スイッチ６１をオンする。これにより、スイッチ駆動制御が行われる場合において同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値Ｖｍを、部分放電開始電圧ＰＤＩＶよりも低い１／２×Ｖｄｃに低減できる。その結果、気圧検出値Ｐｒが気圧判定値Ｐｔｈ以下となる領域においても、スイッチ駆動制御が行われる場合において同相巻線４１ａに部分放電が生じることを抑制できる。
【0062】
温度センサ５２の検出温度Ｔｒに基づいて接続スイッチ６１が制御される場合も、気圧センサ５１の気圧検出値Ｐｒに基づいて接続スイッチ６１が制御される場合と同様の制御が行われる。詳しくは、検出温度Ｔｒが温度判定値Ｔｔｈより低い領域では、部分放電開始電圧ＰＤＩＶが巻線電圧の最大値Ｖｍである２／３×Ｖｄｃよりも高いため、接続スイッチ６１がオフされた状態でスイッチ駆動制御が行われても部分放電は生じない。一方、検出温度Ｔｒが温度判定値Ｔｔｈ以上となる領域では、部分放電開始電圧ＰＤＩＶが巻線電圧の最大値Ｖｍである２／３×Ｖｄｃ以下となる。そこで、制御装置７０は、検出温度Ｔｒが温度判定値Ｔｔｈ以上となる領域では、第２条件が成立すると判定し、接続スイッチ６１をオンする。制御装置７０は、接続スイッチ６１をオンした状態においてスイッチ駆動制御を行うことにより、部分放電の発生を抑制する。
【0063】
制御装置７０は、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒの絶対値が電流判定値Ｉｔｈより小さい場合、接続スイッチ６１をオフした状態でスイッチ駆動制御を行う。一方、制御装置７０は、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒの絶対値が電流判定値Ｉｔｈ以上の場合、第３条件が成立すると判定し、接続スイッチ６１をオンする。制御装置７０は、接続スイッチ６１をオンした状態においてスイッチ駆動制御を行う。
【0064】
制御装置７０は、組電池２０の端子電圧Ｖｒが電圧判定値Ｖｄｃｔｈより低い場合、接続スイッチ６１をオフした状態でスイッチ駆動制御を行う。制御装置７０は、組電池２０の端子電圧Ｖｒが電圧判定値Ｖｄｃｔｈ以上の場合、第４条件が成立すると判定し、接続スイッチ６１をオンする。制御装置７０は、接続スイッチ６１をオンした状態においてスイッチ駆動制御を行う。
【0065】
制御装置７０は、例えば、気圧検出値Ｐｒ、検出温度Ｔｒ、検出電流Ｉｒ及び組電池２０の端子電圧Ｖｒに基づいて、各判定値Ｐｔｈ，Ｔｔｈ，Ｉｔｈ，Ｖｄｃｔｈそれぞれを設定すればよい。
【0066】
詳しくは、制御装置７０は、検出温度Ｔｒ、検出電流Ｉｒ及び組電池２０の端子電圧Ｖｒのうち少なくとも１つと、部分放電量を許容値以下にできる気圧判定値Ｐｔｈとが予め対応付けられた対応情報（例えば、マップ情報又は数式情報）を用いて、気圧判定値Ｐｔｈを設定すればよい。制御装置７０は、気圧検出値Ｐｒ、検出電流Ｉｒ及び組電池２０の端子電圧Ｖｒのうち少なくとも１つと、部分放電量を許容値以下にできる温度判定値Ｔｔｈとが予め対応付けられた対応情報を用いて、温度判定値Ｔｔｈを設定すればよい。
【0067】
また、制御装置７０は、気圧検出値Ｐｒ、検出温度Ｔｒ及び組電池２０の端子電圧Ｖｒのうち少なくとも１つと、部分放電量を許容値以下にできる電流判定値Ｉｔｈとが予め対応付けられた対応情報を用いて、電流判定値Ｉｔｈを設定すればよい。制御装置７０は、気圧検出値Ｐｒ、検出温度Ｔｒ及び検出電流Ｉｒのうち少なくとも１つと、部分放電量を許容値以下にできる電圧判定値Ｖｄｃｔｈとが予め対応付けられた対応情報を用いて、電圧判定値Ｖｄｃｔｈを設定すればよい。なお、部分放電の発生を許容しない場合、許容値は例えば０に設定され、部分放電の発生を許容する場合、許容値は０よりも大きい値に設定される。
【0068】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【0069】
・電力変換装置１１は、第１蓄電池２１の負極端子及び第２蓄電池２２の正極端子と、中性点Ｏとを電気的に接続する接続経路６０と、接続経路６０に設けられる接続スイッチ６１と、制御装置７０とを備える。制御装置７０において、第１～第４条件のうち少なくとも１つが成立するか否かが判定される。第１～第４条件のうち少なくとも１つが成立すると判定された場合、部分放電が発生すると判定され、接続スイッチ６１がオンされる。
【0070】
上述した構成において、接続スイッチ６１がオフされた状態では、スイッチ駆動制御において同相巻線４１ａには組電池２０の端子電圧の分圧値が印加される。この場合、巻線電圧の最大値Ｖｍは２／３×Ｖｄｃとなる。一方、接続スイッチ６１がオンされた状態では、同相巻線４１ａには第１蓄電池２１の端子電圧又は第２蓄電池２２の端子電圧に相当する電圧が印加される。第１蓄電池２１の端子電圧の大きさ及び第２蓄電池２２の端子電圧の大きさが同一であるとする場合、巻線電圧の最大値Ｖｍは１／２×Ｖｄｃとなる。このため、接続スイッチ６１がオンされた状態においてスイッチ駆動制御が行われることにより、接続スイッチ６１がオフされた状態においてスイッチ駆動制御が行われる場合よりも、同相巻線４１ａに生じる巻線電圧の最大値Ｖｍを低減することができる。これにより、スイッチングデバイス部３１及び回転電機４０を利用して、部分放電の発生を抑制することができる。その結果、同相巻線４１ａの絶縁距離を短く設定することができ、ひいては回転電機４０を小型化することができる。
【0071】
・本実施形態とは異なり、組電池２０の端子電圧を降圧してスイッチングデバイス部３１に供給することにより、巻線電圧を低減し、部分放電の発生を抑制することが考えられる。しかし、この場合、スイッチ駆動制御における回転電機４０の出力が低下することが懸念される。これに対し、本実施形態では、接続スイッチ６１がオンされた状態においてスイッチ駆動制御が行われることにより、巻線電圧の最大値Ｖｍを低減することができる。これにより、スイッチ駆動制御における回転電機４０の出力が低下することを抑制することができる。
【0072】
・気圧センサ５１の気圧検出値Ｐｒが取得される。回転電機４０の周囲の気圧が低いほど部分放電開始電圧が低くなり、部分放電が生じ易くなる。そのため、取得された気圧検出値Ｐｒに基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0073】
・温度センサ５２の検出温度Ｔｒが取得される。同相巻線４１ａの温度が高いほど部分放電開始電圧が低くなり、部分放電が生じ易くなる。そのため、取得された温度センサ５２の検出温度Ｔｒに基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0074】
・相電流センサ６３の検出電流Ｉｒが取得される。同相巻線４１ａに流れる相電流が大きい状況では、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフされることにより発生するサージ電圧が高くなるため、巻線電圧の最大値Ｖｍも高くなる。このため、部分放電が生じ易くなる。そのため、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒに基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0075】
・監視ユニット５０から組電池２０の端子電圧Ｖｒが取得される。組電池２０の端子電圧Ｖｒが高い状況では、スイッチングデバイス部３１の出力電圧が高い。これにより、巻線電圧の最大値Ｖｍも高くなり、部分放電が生じ易くなる。そのため、取得された組電池２０の端子電圧Ｖｒに基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0076】
＜第１実施形態の変形例＞
・電力変換システム１０は、気圧センサ５１に代えて、高度を取得する高度センサを備えていてもよい。高度センサにより検出された高度情報は、制御装置７０に入力される。制御装置７０は、高度情報に基づいて、回転電機４０の周囲の気圧検出値Ｐｒを取得する。
・電力変換システム１０は、気圧センサ５１に代えて、高度を取得する高度センサを備えていてもよい。高度センサにより検出された高度情報は、制御装置７０に入力される。制御装置７０は、高度情報に基づいて、回転電機４０の周囲の気圧検出値Ｐｒを取得する。
【0077】
・第３条件において、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒが電流判定値Ｉｔｈよりも大きいか否かが判定されることに代えて、上位制御装置５３から出力されるトルク指令値Ｔｒｑ＊が、トルク判定値Ｔｒｑｔｈよりも大きいか否かが判定されてもよい。この場合、制御装置７０は、トルク指令値Ｔｒｑ＊を取得し、トルク指令値Ｔｒｑ＊がトルク判定値Ｔｒｑｔｈよりも大きい場合、第３条件が成立したと判定する。
【0078】
トルク指令値Ｔｒｑ＊が大きい場合、同相巻線４１ａに流れる相電流も大きくなるため、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフされることにより生じるサージ電圧が高くなり、巻線電圧が高くなる。このため、部分放電が生じ易くなる。そのため、取得されたトルク指令値Ｔｒｑ＊に基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0079】
なお、第３条件において、トルク指令値Ｔｒｑ＊に代えて、ｄ，ｑ軸指令電流に対応して定まる指令電流ベクトルの大きさが、所定値よりも大きいか否かが判定されてもよい。この場合、制御装置７０は、指令電流ベクトルを取得し、指令電流ベクトルの大きさが所定値よりも大きい場合、第３条件が成立したと判定する。なお、トルク指令値Ｔｒｑ＊及び指令電流ベクトルの大きさが「電流パラメータ」に相当する。
【0080】
・各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオンされることに伴い発生するリカバリサージ電圧は、同相巻線４１ａに流れる相電流が小さいほど高くなる。これにより、同相巻線４１ａの巻線電圧が瞬間的に高くなることが考えられる。
【0081】
そこで、第３条件を、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒの絶対値が電流判定値Ｉｔｈ以上であるか否かを判定する条件に代えて、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒの絶対値が小電流判定値以下であるか否かを判定する条件としてもよい。この場合、制御装置７０は、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒが小電流判定値以下の場合、第３条件が成立したと判定すればよい。
【0082】
・第４条件を、取得された組電池２０の端子電圧Ｖｒが電圧判定値Ｖｄｃｔｈよりも高いか否かを判定する条件に代えて、組電池２０のＳＯＣが容量判定値ＳＯＣｔｈよりも大きいか否かを判定する条件としてもよい。この場合、制御装置７０は、監視ユニット５０からＳＯＣを取得し、取得された組電池２０のＳＯＣが容量判定値ＳＯＣｔｈよりも大きい場合、第４条件が成立したと判定する。なお、監視ユニット５０から取得されたＳＯＣが「電圧パラメータ」に相当する。
【0083】
組電池２０のＳＯＣが大きい場合、組電池２０の端子電圧は高くなる。そのため、スイッチングデバイス部３１の出力電圧が高くなることにより、巻線電圧の最大値Ｖｍも高くなる。その結果、部分放電が生じ易くなる。そのため、取得された組電池２０のＳＯＣに基づいて、接続スイッチ６１がオンされるべき状態を的確に判定することができる。
【0084】
・中間端子Ｂの設置箇所を変更してもよい。図９に示すように、電力変換装置１１は、静電容量が等しい第１コンデンサ３２ａ及び第２コンデンサ３２ｂを備えている。図９において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。なお、第１コンデンサ３２ａの静電容量と第２コンデンサ３２ｂの静電容量とは同じでなくてもよい。
【0085】
第１コンデンサ３２ａの第１端は正極側母線Ｌｐに接続され、第２コンデンサ３２ｂの第１端は負極側母線Ｌｎに接続される。第１コンデンサ３２ａの第２端と第２コンデンサ３２ｂの第２端とには中間端子Ｂが接続されている。なお、第１コンデンサ３２ａが「第１蓄電部」に相当し、第２コンデンサ３２ｂが「第２蓄電部」に相当する。
【0086】
・第１実施形態において、電力変換システム１０は、組電池２０に代えて、異なる種類の蓄電部の直列接続体を備えていてもよい。図１０に示すように、電力変換システム１０は、電源２３を備えている。図１０において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【0087】
電源２３は、第１蓄電池２１と、第２蓄電池２２に代えてキャパシタ２４とを有する。蓄電池２１の正極端子が正極側母線Ｌｐに接続され、キャパシタ２４の負極端子が負極側母線Ｌｎに接続される。蓄電池２１の負極端子とキャパシタ２４の正極端子とには中間端子Ｂが接続されている。なお、電源２３は、第１蓄電池２１に代えてキャパシタ２４と、第２蓄電池２２とを備えていてもよい。ここで、キャパシタ２４は、静電容量の大きなスーパーキャパシタが用いられるとよい。なお、本実施形態において、キャパシタ２４が「第２蓄電部」に相当する。
【0088】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御装置７０は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行うエネルギ管理制御を実施する。
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御装置７０は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行うエネルギ管理制御を実施する。
【0089】
以下、接続スイッチ６１がオンされた状態において行われるエネルギ管理制御について説明する。
【0090】
図１１（ａ）に、エネルギ管理制御で用いられる電力変換システム１０の等価回路を示す。図１１（ａ）では、各相巻線４１Ｕ～４１Ｗを巻線４１として示し、各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨを上アームスイッチＱＨとして示し、各上アームダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨを上アームダイオードＤＨとして示している。また、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬを下アームスイッチＱＬとして示し、各下アームダイオードＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬを下アームダイオードＤＬとして示している。
【0091】
図１１（ａ）の等価回路は、図１１（ｂ）の等価回路として示すことができる。図１１（ｂ）の回路は、第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間で双方向の電力伝達が可能な昇降圧チョッパ回路である。図１１（ｂ）において、ＩＢＨは第１蓄電池２１に流れる電流を示し、ＩＢＬは第２蓄電池２２に流れる電流を示す。第１，第２蓄電池２１，２２の充電電流が流れる場合にＩＢＨ，ＩＢＬは負となり、第１，第２蓄電池２１，２２の放電電流が流れる場合にＩＢＨ，ＩＢＬは正となる。また、ＶＲは巻線４１の端子電圧を示し、ＩＭｒは中性点電流を示す。中性点電流ＩＭｒの正負は、巻線４１から中間端子Ｂへと向かう方向に中性点電流ＩＭｒ流れる場合を正とし、その逆方向に中性点電流ＩＭｒが流れる場合を負とする。
【0092】
図１１（ｂ）を参照して、上アームスイッチＱＨがオンされると、巻線４１の端子電圧ＶＲが「ＶＢＨ」となる。一方、下アームスイッチＱＬがオンされると、巻線４１の端子電圧ＶＲが「－ＶＢＬ」となる。つまり、上アームスイッチＱＨがオンされることにより、巻線４１に正方向に励磁電流を流すことができ、下アームスイッチＱＬがオンされることにより、巻線４１に負方向に励磁電流を流すことができる。
【0093】
【0094】
制御装置７０は、エネルギ制御部９０を備えている。エネルギ制御部９０は、指令値設定部９１と、中性点偏差算出部９２と、中性点制御部９３と、Ｕ～Ｗ相重畳部９４Ｕ～９４Ｗとを備えている。
【0095】
指令値設定部９１は、中性点指令電流ＩＭ＊を設定する。本実施形態では、指令値設定部９１は、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨから第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬを減算することにより、判定電圧Ｖｊ（＝ＶＢＨ－ＶＢＬ）を算出する。指令値設定部９１は、算出した判定電圧Ｖｊが正の値の場合、中性点指令電流ＩＭ＊を正の値に設定する。詳しくは、図１３に示すように、判定電圧Ｖｊが高いほど中性点指令電流ＩＭ＊を大きく設定する。指令値設定部９１は、算出した判定電圧Ｖｊが負の値の場合、中性点指令電流ＩＭ＊を負の値に設定し、詳しくは、判定電圧Ｖｊの絶対値が大きいほど中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値を大きく設定する。そのため、本実施形態では、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２それぞれの端子電圧の均等化を目的として、エネルギ管理制御が行われる。
【0096】
中性点偏差算出部９２は、中性点指令電流ＩＭ＊から、電流センサ６２により検出された電流である中性点電流ＩＭｒを減算することにより、中性点電流偏差ΔＩＭを算出する。本実施形態において、中性点指令電流ＩＭ＊は直流電流である。
【0097】
中性点制御部９３は、算出された中性点電流偏差ΔＩＭを０にフィードバック制御するための操作量として、オフセット補正量ＣＦを算出する。本実施形態では、このフィードバック制御として比例積分制御が用いられる。なお、フィードバック制御としては、比例積分制御に限らず、例えば比例積分微分制御であってもよい。
【0098】
Ｕ相重畳部９４Ｕは、Ｕ相指令電圧Ｖｕにオフセット補正量ＣＦを加算することにより、Ｕ相最終指令電圧「Ｖｕ＋ＣＦ」を算出する。Ｖ相重畳部９４Ｖは、Ｖ相指令電圧Ｖｖにオフセット補正量ＣＦを加算することにより、Ｖ相最終指令電圧「Ｖｖ＋ＣＦ」を算出する。Ｗ相重畳部９４Ｗは、Ｗ相指令電圧Ｖｗにオフセット補正量ＣＦを加算することにより、Ｗ相最終指令電圧「Ｖｗ＋ＣＦ」を算出する。図１２の処理においては、停車中であるため、各相指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが０とされる。このため、各相最終指令電圧はオフセット補正量ＣＦとなる。
【0099】
制御装置７０は、Ｕ～Ｗ相変調部９５Ｕ～９５Ｗを備えている。Ｕ相変調部９５Ｕは、Ｕ相最終指令電圧を電源電圧Ｖｄｃで除算することにより、Ｕ相変調率Ｍｕを算出する。ここで、電源電圧Ｖｄｃは、監視ユニット５０から取得された第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬの合計値である。Ｖ相変調部９５Ｖは、Ｖ相最終指令電圧を電源電圧Ｖｄｃで除算することにより、Ｖ相変調率Ｍｖを算出する。Ｗ相変調部９５Ｗは、Ｗ相最終指令電圧を電源電圧Ｖｄｃで除算することにより、Ｗ相変調率Ｍｗを算出する。
【0100】
制御装置７０は、算出した各変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗに基づいて、３相分のスイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御を行う。具体的には例えば、制御装置７０は、各変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗとキャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づくＰＷＭ制御によりスイッチング制御を行えばよい。
【0101】
エネルギ管理制御は、車両の停車中のみならず、車両が走行している場合においても実施することができる。図１４は、その場合に実施されるエネルギ管理制御の制御ブロック図である。なお、図１４において、先の図１２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【0102】
制御装置７０は、ｄ，ｑ軸偏差算出部１００ｄ，１００ｑと、ｄ，ｑ軸制御部１０１ｄ，１０１ｑと、３相変換部１０２とを備えている。
【0103】
制御装置７０において、ｄ軸偏差算出部１００ｄは、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊からｄ軸電流Ｉｄｒを減算することにより、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを算出する。ｑ軸偏差算出部１００ｑは、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊からｑ軸電流Ｉｑｒを減算することにより、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを算出する。ここで、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊は、回転電機４０のトルク指令値Ｔｒｑ＊に基づいて設定される。また、ｄ軸電流Ｉｄｒ及びｑ軸電流Ｉｑｒは、相電流センサ６３の検出電流Ｉｒ及び回転電機４０の電気角に基づいて算出される。なお、電気角は、レゾルバ等の回転角センサの検出値であってもよいし、位置センサレス制御で推定された推定値であってもよい。
【0104】
ｄ軸制御部１０１ｄは、算出されたｄ軸電流偏差ΔＩｄを０にフィードバック制御するための操作量として、ｄ軸電圧Ｖｄを算出する。ｑ軸制御部１０１ｑは、算出されたｑ軸電流偏差ΔＩｑを０にフィードバック制御するための操作量として、ｑ軸電圧Ｖｑを算出する。本実施形態では、各制御部１０１ｄ，１０１ｑのフィードバック制御として比例積分制御が用いられる。なお、フィードバック制御としては、比例積分制御に限らず、例えば比例積分微分制御であってもよい。
【0105】
３相変換部１０２は、ｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑ及び上記電気角に基づいて、３相固定座標系におけるＵ～Ｗ相指令電圧Ｖｕ～Ｖｗを算出する。各相指令電圧Ｖｕ～Ｖｗは、電気角で１２０度ずつ位相がずれた信号（具体的には正弦波状の信号）である。３相変換部１０２で算出されたＵ～Ｗ相指令電圧Ｖｕ～Ｖｗには、Ｕ～Ｗ相重畳部９４Ｕ～９４Ｗにおいてオフセット補正量ＣＦが加算される。これにより、Ｕ～Ｗ相最終指令電圧が算出される。
【0106】
上述した構成により、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受が行われる。詳しくは、中性点指令電流ＩＭ＊が正の場合、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へとエネルギが供給され、中性点指令電流ＩＭ＊が負の場合、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へとエネルギが供給される。
【0107】
エネルギ管理制御では、エネルギを供給する側の蓄電池の出力エネルギと、エネルギを供給される側の蓄電池の入力エネルギとの比率である電力変換効率が高いこと、言い換えれば授受されるエネルギの損失が低損失であることが望ましい。そこで、本実施形態では、制御装置７０は、エネルギ管理制御の電力変換効率を高める構成を備えることとした。
【0108】
エネルギ管理制御において発生するエネルギの損失には、回転電機４０で発生する鉄損が含まれる。鉄損はリプル電流Ｉｒｉｐに起因して発生することが知られている。詳しくは、鉄損はリプル電流Ｉｒｉｐの２乗に比例して増大する。本実施形態におけるリプル電流Ｉｒｉｐとは、図１５に示すように、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのオンオフに伴い発生する中性点電流ＩＭｒの変動幅である。リプル電流Ｉｒｉｐは、以下の下式（ｅ１）で表される。
【0109】
【数1】
【0110】
制御装置７０は、エネルギ管理制御における鉄損を低減すべく、各蓄電池２１，２２の端子電圧のうち高い方の端子電圧ＶＢが電圧規定値Ｖｐ以下であることを条件として、各蓄電池２１，２２のうち一方から他方へとエネルギの供給を行う。なお、蓄電池の端子電圧ＶＢが「電圧パラメータ」に相当する。
【0111】
例えば、電圧規定値Ｖｐは、各蓄電池２１，２２のＳＯＣが低下した状態である低ＳＯＣ状態において、蓄電池の端子電圧ＶＢが低いことに着目して設定される。図１６に、蓄電池の端子電圧ＶＢとＳＯＣとの関係を示す。蓄電池の端子電圧ＶＢとＳＯＣとには相関があり、蓄電池のＳＯＣの単位変化量あたりの端子電圧ＶＢの変化量である電圧変化量は、ＳＯＣの大きさに応じて変化するものとなっており、電圧変化量が大きい領域と、電圧変化量が小さい領域とがある。電圧変化量が大きい領域まで蓄電池のＳＯＣが低下すると、蓄電池の劣化が生じる可能性がある。このことを考慮し、例えば、電圧変化量が小さい領域の下限値よりもＳＯＣがやや大きい値をＳＯＣ規定値Ｓｐとし、ＳＯＣ規定値Ｓｐに対応する蓄電池の端子電圧ＶＢが電圧規定値Ｖｐと設定されればよい。
【0112】
各蓄電池２１，２２の端子電圧のうち高い方の端子電圧ＶＢが電圧規定値Ｖｐ以下であることを条件として、各蓄電池２１，２２のうち一方から他方へとエネルギの供給が行われることにより、リプル電流Ｉｒｉｐが低減される。これにより、エネルギ管理制御において発生する鉄損を低減することができる。
【0113】
エネルギ管理制御において発生するエネルギの損失には、回転電機４０で発生する鉄損以外にも、回転電機４０及びスイッチングデバイス部３１で発生する銅損、及びスイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬで発生するスイッチング損失がある。
【0114】
ここで、エネルギ管理制御において発生するエネルギの損失について補足的に説明する。図１７に、エネルギ管理制御において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行う際の電力である授受電力と、エネルギ損失の関係を示す。図１７では、実線は、回転電機４０で発生する鉄損を示し、破線は、回転電機４０及びスイッチングデバイス部３１で発生する銅損を示し、一点鎖線は、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬで発生するスイッチング損失を示す。
【0115】
回転電機４０における鉄損は授受電力の値によらず略一定の大きさで発生する。回転電機４０及びスイッチングデバイス部３１における銅損は授受電力の２乗に比例して増大する。スイッチングデバイス部３１におけるスイッチング損失は授受電力に比例して増大する。
【0116】
そこで、本実施形態では、これら鉄損、銅損及びスイッチング損失を考慮し、エネルギ管理制御における電力変換効率を高める構成とした。
【0117】
図１８に、授受電力と、鉄損、銅損及びスイッチング損失を考慮した場合の電力変換効率との関係を示す。電力変換効率には最大値ηｍａｘが存在し、電力変換効率の最大値ηｍａｘにおける授受電力を最大効率電力Ｐｍａｘとする。授受電力が最大効率電力Ｐｍａｘよりも大きい領域では、授受電力の増大に伴い銅損及びスイッチング損失が増大するため、授受電力が大きいほど電力変換効率が低下する。一方、授受電力が最大効率電力Ｐｍａｘよりも小さい領域では、授受電力の値にかかわらず鉄損が略一定の大きさであることに起因して、授受電力が小さいほど電力変換効率が低下する。
【0118】
制御装置７０は、エネルギ管理制御における授受電力が指令電力Ｗ＊となるように、エネルギ管理制御を行う。制御装置７０は、指令電力Ｗ＊を最大効率電力Ｐｍａｘに設定する。ここで、最大効率電力Ｐｍａｘは、エネルギ管理制御において電流が流れる巻線４１の相数毎に予め定められる。
【0119】
図１９に、エネルギ管理制御において電流が流れる巻線４１の相数毎の授受電力と電力変換効率との関係を示す。実線は、電流が流れる巻線４１の相数が１相の場合を示し、破線は、電流が流れる巻線４１の相数が２相の場合を示し、一点鎖線は、電流が流れる巻線４１の相数が３相の場合を示す。電流が流れる巻線４１の相数が大きくなるほど、最大効率電力Ｐｍａｘも大きくなる。言い換えると、電流が流れる巻線４１の相数が１相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ１は、電流が流れる巻線４１の相数が２相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ２よりも小さい。また、電流が流れる巻線４１の相数が２相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ２は、電流が流れる巻線４１の相数が３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３よりも小さい。
【0120】
図１９に示す特性を踏まえ、制御装置７０は、回転電機４０の駆動要求がない場合、電流を流す巻線４１の相数を変更することができる。本実施形態では、制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑの大きさに基づいて、電流を流す巻線４１の相数を算出する。
【0121】
例えば、制御装置７０は、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとの差が大きいほど、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間で授受する要求電力Ｗｒｅｑを大きく算出する。
【0122】
制御装置７０は、算出した要求電力Ｗｒｅｑに基づいて、最大効率電力Ｐｍａｘ１，Ｐｍａｘ２，Ｐｍａｘ３のうちいずれかを指令電力Ｗ＊として算出する。
【0123】
詳しくは、制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑが第１領域ＤＰ１の範囲内にある場合、１相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ１を指令電力Ｗ＊として算出する。ここで、第１領域ＤＰ１とは、１相の場合の電力変換効率が、他の相数の場合の電力変換効率よりも高くなる授受電力の領域である。制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑが第２領域ＤＰ２の範囲内にある場合、２相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ２を指令電力Ｗ＊として算出する。ここで、第２領域ＤＰ２とは、２相の場合の電力変換効率が、他の相数の場合の電力変換効率よりも高くなる授受電力の領域である。制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑが第３領域ＤＰ３の範囲内にある場合、３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３を指令電力Ｗ＊として算出する。ここで、第３領域ＤＰ３とは、３相の場合の電力変換効率が、他の相数の場合の電力変換効率よりも高くなる授受電力の領域である。なお、指令電力Ｗ＊が大きいほど、指令値設定部９１の中性点指令電流ＩＭ＊が大きくされる。
【0124】
制御装置７０は、算出した最大効率電力Ｐｍａｘに対応した相数の巻線４１に電流を流すことにより、エネルギ管理制御を行う。詳しくは、指令電力Ｗ＊として、３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３が算出された場合、３相の巻線４１に電流を流すように、インバータ３０において３相分の上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。２相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ２が算出された場合、２相の巻線４１に電流を流すように２相分のスイッチング制御が行われ、残りの１相分の上，下アームスイッチがオフされる。１相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ１が算出された場合、１相の巻線４１に電流を流すように１相分のスイッチング制御が行われ、残りの２相分の上，下アームスイッチがオフされる。
【0125】
一方、制御装置７０は、回転電機４０の駆動要求がある場合、指令電力Ｗ＊として、３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３を算出し、３相の巻線４１に電流を流すように３相分の上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う。
【0126】
図２０に、制御装置７０が行うエネルギ管理制御の処理手順を示す。エネルギ管理制御は所定の制御周期で繰り返し実施される。
【0127】
ステップＳ２０では、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２それぞれのエネルギの授受要求があるか否かを判定する。本実施形態では、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとの差の絶対値が、電流偏差ΔＶ１を超えていると判定した場合、エネルギの授受要求があると判定する。ここで、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとは、監視ユニット５０から取得すればよい。
【0128】
ステップＳ２０においてエネルギの授受要求がないと判定した場合には、ステップＳ２１に進み、待機モードに設定する。待機モードに設定することにより、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオフする。そして、ステップＳ２２において、接続スイッチ６１をオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。
【0129】
ステップＳ２０においてエネルギの授受要求があると判定した場合には、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬのうち高い方の端子電圧ＶＢが、電圧規定値Ｖｐ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２３において否定判定した場合、ステップＳ２１に進む。一方、ステップＳ２３において肯定判定した場合、ステップＳ２４に進む。
【0130】
ステップＳ２４では、接続スイッチ６１をオンする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に接続される。そして、ステップＳ２５では、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。本実施形態において、この駆動要求には、回転電機４０の回転駆動により車両を走行させる要求が含まれる。
【0131】
ステップＳ２５において駆動要求がないと判定した場合、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、指令電力Ｗ＊と、電流が流れる巻線４１の相数とを算出する。本実施形態では、要求電力Ｗｒｅｑに基づいて、指令電力Ｗ＊と、電流が流れる巻線４１の相数とを算出する。
【0132】
ステップＳ２７では、算出された指令電力Ｗ＊及び巻線４１の相数により、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行う停止時ＰＷＭ制御を行う。そして、ステップＳ３０に進む。
【0133】
一方、ステップＳ２５において駆動要求があると判定した場合、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、指令電力Ｗ＊を算出する。本実施形態では、３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３を、指令電力Ｗ＊として算出する。本実施形態において、ステップＳ２６及びステップＳ２８が「電力算出部」に相当する。
【0134】
ステップＳ２９では、３相の巻線４１に電流を流して回転電機４０を駆動させつつ、算出された電力により第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行う駆動時ＰＷＭ制御を行う。そして、ステップＳ３０に進む。
【0135】
ステップＳ３０では、エネルギの授受が完了したか否かを判定する。本実施形態では、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとの差の絶対値が、目標値ΔＶ２以下であると判定した場合、エネルギの授受が完了したと判定する。
【0136】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【0137】
・エネルギ管理制御において、本実施形態とは異なり、各蓄電池２１，２２の間でエネルギの授受を行うための専用のスイッチ素子及びリアクトルが必要となる構成が考えられる。この構成では、電力変換装置１１の部品数が増大し、電力変換装置１１が大型化することが懸念される。
【0138】
この点、本実施形態では、各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬのうち高い方の端子電圧ＶＢが、電圧規定値Ｖｐ以下であると判定された場合、接続スイッチ６１をオンすると判定される。接続スイッチ６１がオンされた状態において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に電流が流れるようにＰＷＭ制御が行われる。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち一方から他方へとエネルギの授受が行われる。このため、巻線４１及びスイッチングデバイス部３１を利用して、エネルギの授受を行うことができる。その結果、電力変換装置１１の小型化を図ることができる。
【0139】
・各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬが低下した状態においてエネルギの授受が行われる。各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬが低下するほど、中性点電流ＩＭｒの変動幅であるリプル電流Ｉｒｉｐは小さくなる。リプル電流Ｉｒｉｐが小さいほど巻線４１において発生する鉄損が低減される。この点に鑑み、各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬが低下した状態においてエネルギの授受が行われる。これにより、エネルギの授受を行う際に生じるエネルギの損失を低減することができる。
【0140】
・回転電機４０の駆動要求がないと判定され、かつ、要求電力Ｗｒｅｑが小さい場合、電流が流れる巻線４１の相数が少なくされる。これにより、回転電機４０に含まれる鉄心を通過する磁束を低減できるため、回転電機４０において発生する鉄損を低減することができる。
【0141】
・電流が流れる巻線４１の相数に対応して定められる電力であり、かつ電力変換効率の最大値ηｍａｘにおける電力である最大効率電力Ｐｍａｘが指令電力Ｗ＊として算出される。算出された指令電力Ｗ＊により第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受が行われる。これにより、エネルギ管理制御の電力変換効率を高めることができる。
【0142】
・第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとの差が大きいほど、要求電力Ｗｒｅｑが増大される。これにより、エネルギ管理制御が行われる時間を短縮することができる。
【0143】
＜第２実施形態の変形例＞
・エネルギ管理制御において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２それぞれの端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬの均等化を目的としなくてもよい。この場合、例えば、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち、一方から他方へのエネルギの授受要求があるか否かの判定が実施される。この要求があると判定された場合、指令値設定部９１は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち、一方から他方へと供給するエネルギ目標値を算出し、算出したエネルギ目標値に基づいて中性点指令電流ＩＭ＊を設定してもよい。詳しくは、指令値設定部９１は、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へとエネルギを授受する場合、正のエネルギ目標値を算出し、正のエネルギ目標値が大きいほど、中性点指令電流ＩＭ＊を大きく設定する。一方、指令値設定部９１は、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へとエネルギを授受する場合、負のエネルギ目標値を算出し、負のエネルギ目標値の絶対値が大きいほど、中性点指令電流ＩＭ＊を大きく設定する。
・エネルギ管理制御において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２それぞれの端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬの均等化を目的としなくてもよい。この場合、例えば、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち、一方から他方へのエネルギの授受要求があるか否かの判定が実施される。この要求があると判定された場合、指令値設定部９１は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち、一方から他方へと供給するエネルギ目標値を算出し、算出したエネルギ目標値に基づいて中性点指令電流ＩＭ＊を設定してもよい。詳しくは、指令値設定部９１は、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へとエネルギを授受する場合、正のエネルギ目標値を算出し、正のエネルギ目標値が大きいほど、中性点指令電流ＩＭ＊を大きく設定する。一方、指令値設定部９１は、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へとエネルギを授受する場合、負のエネルギ目標値を算出し、負のエネルギ目標値の絶対値が大きいほど、中性点指令電流ＩＭ＊を大きく設定する。
【0144】
・制御装置７０は、エネルギ管理制御において、指令電力Ｗ＊を、最大効率電力Ｐｍａｘ以外に設定してもよい。この場合、制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑをそのまま指令電力Ｗ＊として算出すればよい。そして、制御装置７０は、算出された指令電力Ｗ＊に対してエネルギ管理制御における電力変換効率が最大となるように、電流を流す巻線４１の相数を選択する。詳しくは、制御装置７０は、指令電力Ｗ＊が第１領域ＤＰ１の範囲内にある場合、電流を流す巻線４１の相数を１相とし、指令電力Ｗ＊が第２領域ＤＰ２の範囲内にある場合、電流を流す巻線４１の相数を２相とし、指令電力Ｗ＊が第３領域ＤＰ３の範囲内にある場合、電流を流す巻線４１の相数を３相とする。
【0145】
上述した構成では、指令電力Ｗ＊に対して、エネルギ管理制御における電力変換効率が最大となるように、電流を流す巻線４１の相数が選択される。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行う際に生じるエネルギの損失を低減できる。
【0146】
・制御装置７０は、各蓄電池２１，２２の端子電圧ＶＢＨ，ＶＢＬのうち高い方の端子電圧ＶＢが電圧規定値Ｖｐ以下であるか否かを判定することに代えて、各蓄電池２１，２２のＳＯＣのうち大きい方のＳＯＣがＳＯＣ規定値Ｓｐ以下であるか否かを判定してもよい。この場合、制御装置７０は蓄電池２１，２２のＳＯＣがＳＯＣ規定値Ｓｐ以下であることを条件として、各蓄電池２１，２２のうち一方から他方へエネルギの供給を行う。なお、本実施形態において、蓄電池のＳＯＣが「電圧パラメータ」に相当する。
【0147】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御装置７０は、組電池２０の昇温制御を行う。詳しくは、制御装置７０は、昇温制御として、接続スイッチ６１をオンした状態において、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に交流電流が流れるように各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。なお、昇温制御で用いられる電力変換装置１１の等価回路は先の図１１と同様である。
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、制御装置７０は、組電池２０の昇温制御を行う。詳しくは、制御装置７０は、昇温制御として、接続スイッチ６１をオンした状態において、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に交流電流が流れるように各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。なお、昇温制御で用いられる電力変換装置１１の等価回路は先の図１１と同様である。
【0148】
図２１に、昇温制御における機能ブロック図を示す。制御装置７０は、指令電流生成部１１０を備えている。指令電流生成部１１０は、中性点指令電流ＩＭ＊を設定する。本実施形態において、中性点指令電流ＩＭ＊は、図２２に示すように、正弦波として設定される。詳しくは、中性点指令電流ＩＭ＊の１周期Ｔｃにおいて、中性点指令電流ＩＭ＊の値が０以外の値から０になるタイミング（以下、ゼロクロスタイミング）に対して、正の中性点指令電流ＩＭ＊と負の中性点指令電流ＩＭ＊とが点対称になるように中性点指令電流ＩＭ＊を設定する。これにより、図２２において、中性点指令電流ＩＭ＊の第１ゼロクロスタイミングＣ１から第２ゼロクロスタイミングＣ２までの期間が、第２ゼロクロスタイミングＣ２から第３ゼロクロスタイミングＣ３までの期間に等しくなる。ここでは、中性点指令電流ＩＭ＊の正側の振幅Ｉａの大きさと、負側の振幅Ｉｂの大きさとは等しいとする。
【0149】
また、中性点指令電流ＩＭ＊の１周期Ｔｃにおいて、第１領域の面積Ｓ１と第２領域の面積Ｓ２とが等しくなる。第１領域の面積Ｓ１は、中性点指令電流ＩＭ＊の１周期Ｔｃにおいて、中性点指令電流ＩＭ＊の第１ゼロクロスタイミングＣ１から第２ゼロクロスタイミングＣ２までの時間軸と、正の中性点指令電流ＩＭ＊とで囲まれる領域である。第２領域の面積Ｓ２は、１周期Ｔｃにおいて、中性点指令電流ＩＭ＊の第２ゼロクロスタイミングＣ２から第３ゼロクロスタイミングＣ３までの時間軸と、負の中性点指令電流ＩＭ＊とで囲まれる領域である。
【0150】
第１領域の面積Ｓ１と第２領域の面積Ｓ２とが等しくなるように設定されることにより、１周期Ｔｃにおける第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の充放電電流の収支を合わせることができる。このため、昇温制御に伴い、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＢＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＢＬとの差が大きくなることを抑制できる。
【0151】
本実施形態において、中性点指令電流ＩＭ＊の正負は、第２実施形態における中性点電流ＩＭｒの正負と同様である。
【0152】
図２１の説明に戻り、制御装置７０は、垂下制御部１１１を備えている。垂下制御部１１１は、入力された中性点指令電流ＩＭ＊を制限し、最終指令電流ＩＭａ＊として出力する。中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値は、制限値以下に制限される。なお、制限値の設定方法については後述する。
【0153】
制御装置７０は、電流偏差算出部１１２、フィードバック制御器１１３、ＰＷＭ生成部１１４及び反転器１１５を備えている。
【0154】
電流偏差算出部１１２は、最終指令電流ＩＭａ＊から電流センサ６２により検出された中性点電流ＩＭｒを減算することにより、中性点電流偏差ΔＩＭを算出する。フィードバック制御器１１３は、電流偏差算出部１１２により算出された中性点電流偏差ΔＩＭを０にフィードバックするための操作量として、デューティ信号Ｄを算出する。デューティ信号Ｄには、各相上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬそれぞれのデューティ比が含まれる。ここで、各相上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬのデューティ比とは、１スイッチング周期Ｔｓｗにおけるオン時間Ｔｏｎの比率（Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を定める値である。なお、フィードバック制御器１１３で用いられるフィードバック制御は、例えば比例積分制御である。
【0155】
ＰＷＭ生成部１１４は、フィードバック制御器１１３で算出されたデューティ信号Ｄに基づいて、上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート信号を生成する。反転器１１５は、上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート信号の論理を反転させることにより、下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのゲート信号を生成する。ここで、ゲート信号は、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのオン又はオフを指示する信号である。
【0156】
上述した構成により、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に交流電流が流れるように各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオンオフされ、組電池２０が昇温される。ところで、昇温制御が行われることにより、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが変動する。電池セルの端子電圧Ｖｃｅの変動が大きいと、電池セルが一時的に過放電状態又は過充電状態となることがある。その結果、電池セルが劣化することが懸念される。
【0157】
そこで、本実施形態では、制御装置７０は、昇温制御における昇温能力を確保しつつ電池セルの保護を行うべく、電池セルに過充電状態又は過放電状態が発生すると判定した場合、垂下制御が行われる構成とした。本実施形態において、垂下制御とは、組電池２０を構成する各電池セルのうち、過充電状態又は過放電状態が生じた電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、中性点指令電流ＩＭ＊を制限する制限値を変更する制御である。以下、制限値の設定方法について説明する。
【0158】
制御装置７０は、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、電池セルに過充電状態又は過放電状態が発生する否かを判定する。具体的には、制御装置７０の垂下制御部１１１は、各電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧範囲内にあると判定した場合、組電池２０を構成する電池セルに過放電状態及び過充電状態が生じていないと判定する。規定電圧範囲は、規定電圧下限値Ｖｍｉｎ及び規定電圧上限値Ｖｍａｘにより定められている。制御装置７０は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回った場合、電池セルが過放電状態であると判定する。一方、制御装置７０は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回った場合、電池セルが過充電状態であると判定する。制御装置７０は、過放電状態であると判定された電池セルを過放電保護対象とし、過充電状態であると判定された電池セルを過充電保護対象とする。なお、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが「電圧パラメータ」に相当する。
【0159】
制限値は、垂下制御部１１１において設定される。垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、０～１の値である垂下係数ＣＬを算出するとともに、予め定められた放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃに垂下係数ＣＬを乗算することにより、最終的な放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃを設定する。
【0160】
詳しくは、垂下制御部１１１は、電池セルに過放電状態及び過充電状態が発生していないと判定した場合、垂下係数ＣＬを１とする。この場合、予め定められた放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃがそのまま最終的な放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃとなる。
【0161】
垂下制御部１１１は、電池セルが過放電状態であると判定した場合、過放電保護対象である電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、１より小さい垂下係数ＣＬを算出する。この場合、垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊のうち、過放電保護対象の電池セルの放電電流である指令放電電流の放電制限値ＩＭｄを変更し、放電制限値ＩＭｄに垂下係数ＣＬを乗じた「ＣＬ×ＩＭｄ」を最終的な放電制限値とする。
【0162】
垂下制御部１１１は、電池セルが過充電状態であると判定した場合、過充電保護対象である電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、１より小さい垂下係数ＣＬを算出する。この場合、垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊のうち、過充電保護対象の電池セルの充電電流である指令充電電流の充電制限値ＩＭｃを変更し、充電制限値ＩＭｃに垂下係数ＣＬを乗じた「ＣＬ×ＩＭｃ」を最終的な充電制限値とする。
【0163】
制御装置７０は、中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値を最終的な放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃ以下に制限する。詳しくは、垂下制御部１１１は、指令放電電流の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｄ」以下の場合、指令放電電流をそのまま最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。垂下制御部１１１は、指令放電電流の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｄ」を上回る場合、指令放電電流の絶対値を「ＣＬ×ＩＭｄ」に制限して最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。一方、垂下制御部１１１は、指令充電電流の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｃ」以下の場合、指令充電電流をそのまま最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。垂下制御部１１１は、指令充電電流の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｃ」を上回る場合、指令充電電流の絶対値を「ＣＬ×ＩＭｃ」に制限して最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。
【0164】
ここで、例えば、過放電状態であると判定された電池セルが第１蓄電池２１に含まれる場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち符号が正の電流が指令放電電流に対応する。一方、例えば、過放電状態であると判定された電池セルが第２蓄電池２２に含まれる場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち符号が負の電流が指令放電電流に対応する。また、例えば、過充電状態であると判定された電池セルが第１蓄電池２１に含まれる場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち符号が負の電流が指令充電電流に対応する。一方、例えば、過充電状態であると判定された電池セルが第２蓄電池２２に含まれる場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち符号が正の電流が指令充電電流に対応する。
【0165】
図２３に、垂下係数ＣＬの算出方法を示す。垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧範囲内にある場合、垂下係数ＣＬを１とする。これにより、予め定められた放電，充電制限値ＩＭｄ，ＩＭｃにより中性点指令電流ＩＭ＊が制限される。
【0166】
垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回った場合、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが低いほど垂下係数ＣＬを直線的に低減する。ここで、垂下係数ＣＬは０になるまで低減され得る。垂下制御部１１１は、放電制限値ＩＭｄに垂下係数ＣＬを乗算する。これにより、指令放電電流の絶対値が、低減された放電制限値「ＣＬ×ＩＭｄ」以下に制限される。この場合、低減された放電制限値「ＣＬ×ＩＭｄ」は、指令放電電流のピーク値よりも小さくなる。
【0167】
垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回った場合、その電池セルの端子電圧Ｖｃｅが高いほど垂下係数ＣＬを直線的に低減する。ここで、垂下係数ＣＬは０になるまで低減され得る。垂下制御部１１１は、充電制限値ＩＭｃに垂下係数ＣＬを乗算する。これにより、指令充電電流の絶対値が、低減された充電制限値「ＣＬ×ＩＭｃ」以下に制限される。この場合、低減された充電制限値「ＣＬ×ＩＭｃ」は、指令充電電流のピーク値よりも小さくなる。
【0168】
図２４に、制御装置７０が行う昇温制御の処理手順を示す。昇温制御は所定の制御周期で繰り返し実施される。
【0169】
ステップＳ４０では、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の昇温要求があるか否かを判定する。本実施形態では、組電池２０の温度Ｔが目標温度Ｔ＊以下であると判定した場合、昇温要求があると判定する。ここで、組電池２０の温度Ｔは、監視ユニット５０から取得すればよい。なお、組電池２０の温度Ｔとして、第１蓄電池２１の温度や、第２蓄電池２２の温度、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の平均温度を用いてもよい。
【0170】
ステップＳ４０において昇温要求がないと判定した場合には、ステップＳ４１に進み、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。この駆動要求には、回転電機４０の駆動により車両を走行させる要求が含まれる。
【0171】
ステップＳ４１において回転電機４０の駆動要求がないと判定した場合には、ステップＳ４２に進み、待機モードに設定する。待機モードでは、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬはオフする。そして、ステップＳ４３において、接続スイッチ６１をオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。
【0172】
ステップＳ４１において回転電機４０の駆動要求があると判定した場合には、ステップＳ４４に進み、回転電機駆動モードに設定する。そして、ステップＳ４５において、接続スイッチ６１をオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが接続経路６０を介して電気的に遮断される。その後、ステップＳ４６において、回転電機駆動ＰＷＭ制御を行う。回転電機駆動ＰＷＭ制御では、回転電機４０を駆動させるべく、スイッチングデバイス部３１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御を行う。これにより、車両の駆動輪が回転し、車両を走行させることができる。
【0173】
ステップＳ４０において昇温要求があると判定した場合には、ステップＳ４７に進み、組電池２０を構成する電池セルそれぞれに過充電状態又は過放電状態が発生するか否かを判定する。詳しくは、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回った場合、電池セルが過放電状態であると判定する。一方、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回った場合、電池セルが過充電状態であると判定する。
【0174】
ステップＳ４７において電池セルに過充電状態及び過放電状態のいずれも発生しないと判定した場合、ステップＳ４８に進む。ステップＳ４８では、昇温制御モードに設定する。そして、ステップＳ４９において、接続スイッチ６１をオンする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが接続経路６０を介して電気的に接続される。
【0175】
ステップＳ５０では、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２を昇温するために昇温ＰＷＭ制御を行う。昇温ＰＷＭ制御では、中性点電流ＩＭｒを最終指令電流ＩＭａ＊に制御すべく、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。これにより、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間に交流電流を流し、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２を昇温する。なお、昇温ＰＷＭ制御では、垂下制御部１１１で算出される垂下係数ＣＬは１である。つまり、予め定められた制限値により中性点指令電流ＩＭ＊を制限し、最終指令電流ＩＭａ＊を算出する。
【0176】
一方、ステップＳ４７において電池セルに過充電状態又は過放電状態が発生したと判定した場合、ステップＳ５１に進む。ステップＳ５１では、垂下昇温制御モードに設定する。
【0177】
ステップＳ５２では、過充電状態又は過放電状態が発生した電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、１より小さい垂下係数ＣＬを算出する。詳しくは、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回った場合、その電池セルの端子電圧Ｖｃｅが低いほど垂下係数ＣＬを低減し、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回った場合、その電池セルの端子電圧Ｖｃｅが高いほど垂下係数ＣＬを低減する。
【0178】
ステップＳ５３では、指令電流生成部１１０において設定される中性点指令電流ＩＭ＊の振幅を増大する。ここで、中性点指令電流ＩＭ＊の振幅を増大することは、先の図２２において、正側の振幅Ｉａ及び負側の振幅Ｉｂを増大することに対応する。
【0179】
ステップＳ５４では、接続スイッチ６１をオンする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが接続経路６０を介して電気的に接続される。
【0180】
ステップＳ５５では、昇温制御における昇温能力を確保しつつ、電池セルの保護を行うべく垂下昇温ＰＷＭ制御を行う。垂下昇温ＰＷＭ制御では、電池セルが過放電状態であると判定した場合、放電制限値ＩＭｄに、ステップＳ５２において算出した垂下係数ＣＬを乗算する。これにより、放電制限値ＩＭｄが低減される。一方、電池セルが過充電状態であると判定した場合、充電制限値ＩＭｃに、ステップＳ５２において算出した垂下係数ＣＬを乗算する。これにより、充電制限値ＩＭｃが低減される。中性点指令電流ＩＭ＊が放電制限値ＣＬ×ＩＭｄ及び充電制限値ＣＬ×ＩＭｃ以下となるように、最終指令電流ＩＭａ＊を算出する。
【0181】
中性点電流ＩＭｒを最終指令電流ＩＭａ＊に制御すべく、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。これにより、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間に交流電流を流し、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２を昇温する。
【0182】
図２５に、第１蓄電池２１を構成する電池セルが過放電状態であると判定された場合における昇温制御の一例を示す。図２５において、（ａ）は中性点電流ＩＭｒの推移を示し、（ｂ）は過放電状態であると判定された電池セルの端子電圧Ｖｃｅの推移を示す。なお、実線において、垂下制御が実施された場合の中性点電流ＩＭｒ及び電池セルの端子電圧Ｖｃｅの推移を示し、破線において、垂下制御が実施されない場合の中性点電流ＩＭｒ及び電池セルの端子電圧Ｖｃｅの推移を示す。図２５では、便宜上、ステップＳ５３の処理について記載を省略している。
【0183】
電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧範囲内である場合、垂下係数ＣＬが１とされる。電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回ることにより、１より小さい垂下係数ＣＬが算出される。これにより、中性点指令電流ＩＭ＊の負側の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｄ」以下に制限されるため、中性点電流ＩＭｒの負側のピーク値が「ＣＬ×ＩＭｄ」となる。なお、図２５には、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回る期間において、便宜上、中性点電流ＩＭｒが一定値の「ＣＬ×ＩＭｄ」に制限される例を示す。ただし、実際には、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回る期間において、「ＣＬ×ＩＭｄ」は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて都度変更され得る。
【0184】
垂下制御が実施されることにより、中性点電流ＩＭｒの負側のピーク値が「ＣＬ×ＩＭｄ」以下に制限されるため、電池セルの端子電圧Ｖｃｅの変動が、垂下制御が実施されない場合よりも抑制される。これにより、電池セルが過放電状態となることを抑制することができる。
【0185】
図２６に、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回る期間において、図２４のステップＳ５３の処理により、中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が増大される場合の中性点電流ＩＭｒの推移を示す。図２６において、（ａ）は中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が増大されない場合の中性点電流ＩＭｒの推移の比較例であり、（ｂ）は中性点指令電流ＩＭ＊が増大される場合の中性点電流ＩＭｒの推移である。なお、実線は、中性点電流ＩＭｒの推移を示し、破線は、中性点指令電流ＩＭ＊の推移を示す。
【0186】
中性点指令電流ＩＭ＊が増大されない場合、中性点電流ＩＭｒ及び中性点指令電流ＩＭ＊の波形は図２６（ａ）に示す波形となる。この場合、中性点指令電流ＩＭ＊の波形は、正側の振幅がＩａ１であり、負側の振幅はＩｂ１である。
【0187】
中性点指令電流ＩＭ＊が増大される場合、中性点電流ＩＭｒ及び中性点指令電流ＩＭ＊の波形は図２６（ｂ）に示す波形となる。この場合、中性点指令電流ＩＭ＊の正側の振幅Ｉａ２は、図２６（ａ）の中性点指令電流ＩＭ＊の正側の振幅Ｉａ１よりも大きく、負側の振幅Ｉｂ２は、図２６（ａ）の中性点指令電流ＩＭ＊の負側の振幅Ｉｂ１よりも大きい。
【0188】
負側の中性点電流ＩＭｒのピーク値は、垂下制御が実施されることにより「ＣＬ×ＩＭｄ」を下回らない。しかし、図２６（ｂ）の中性点指令電流ＩＭ＊の振幅Ｉａ２，Ｉｂ２は、図２６（ａ）の中性点指令電流ＩＭ＊の振幅Ｉａ１，Ｉｂ１よりも増大されるため、図２６（ｂ）の中性点電流ＩＭｒの時間変化量は、図２６（ａ）の中性点電流ＩＭｒの時間変化量よりも大きくなる。このため、図２６（ａ）の負側の中性点電流ＩＭｒと時間軸とで囲まれる領域の面積は「Ｆ１」であるのに対し、図２６（ｂ）の負側の中性点電流ＩＭｒと時間軸とで囲まれる領域の面積は「Ｆ１＋Ｆ２」となる。中性点電流ＩＭｒと時間軸とで囲まれる領域の面積が大きいほど、組電池２０を昇温する能力が大きくなる。
【0189】
なお、中性点指令電流ＩＭ＊の正側の振幅が増大されることにより、図２６（ｂ）の正側の中性点電流ＩＭｒと時間軸とで囲まれる領域の面積も、図２６（ａ）の正側の中性点電流ＩＭｒと時間軸とで囲まれる領域の面積よりも大きくされる。
【0190】
垂下制御において、中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が増大される処理が実施されることにより、中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が増大されない場合よりも昇温能力を向上することができる。
【0191】
以上説明した本実施形態について、その特徴は以下のように表される。
【0192】
第Ａの構成は、
星形結線された巻線を有する回転電機と、
上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備える電力変換装置において、
直列接続された第１蓄電部及び第２蓄電部において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチと、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、
前記第１蓄電部の電圧及び前記第２蓄電部の端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流す制御要求があるか否かを判定し、前記制御要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記電圧取得部により取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが規定電圧範囲内であると判定した場合、前記接続スイッチをオンした状態において、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流が流れるように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最小値が前記規定電圧範囲の下限値を下回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記電圧パラメータが最小値となる過放電保護対象が放電する放電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最大値が前記規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記電圧パラメータが最大値となる過充電保護対象が充電する充電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行う。
星形結線された巻線を有する回転電機と、
上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備える電力変換装置において、
直列接続された第１蓄電部及び第２蓄電部において前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチと、
前記接続スイッチをオンするか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定された場合、前記接続スイッチをオンし、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、
前記第１蓄電部の電圧及び前記第２蓄電部の端子電圧又は該端子電圧の相関値である電圧パラメータを取得する電圧取得部を備え、
前記判定部は、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流を流す制御要求があるか否かを判定し、前記制御要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記判定部により前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記電圧取得部により取得された前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが規定電圧範囲内であると判定した場合、前記接続スイッチをオンした状態において、前記インバータ、前記巻線及び前記接続経路を介して前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に電流が流れるように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最小値が前記規定電圧範囲の下限値を下回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記電圧パラメータが最小値となる過放電保護対象が放電する放電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最大値が前記規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記電圧パラメータが最大値となる過充電保護対象が充電する充電電流を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の電圧が前記規定電圧範囲内のときよりも小さくするように前記スイッチング制御を行う。
【0193】
第Ｂの構成では、第Ａの構成において、
前記判定部は、前記制御要求として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の昇温要求があるか否かを判定し、前記昇温要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に交流電流を流し、
前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記過放電保護対象の放電電流のピーク値を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内のときよりも小さくし、
前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記過充電保護対象の充電電流のピーク値を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内のときよりも小さくする。
前記判定部は、前記制御要求として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の昇温要求があるか否かを判定し、前記昇温要求があると判定した場合に前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の間に交流電流を流し、
前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記過放電保護対象の放電電流のピーク値を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内のときよりも小さくし、
前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合の前記スイッチング制御として、前記過充電保護対象の充電電流のピーク値を、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内のときよりも小さくする。
【0194】
第Ｂの構成によれば、第１蓄電部及び第２蓄電部の間に交流電流が流れるように、スイッチング制御が行われる。第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回ると判定された場合、過放電保護対象の放電電流のピーク値が小さくされる。また、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定された場合、過充電保護対象の充電電流のピーク値が小さくされる。これにより、過放電保護対象及び過充電保護対象の電圧の変動を抑制することができる。その結果、第１蓄電部及び第２蓄電部に劣化が生じることを抑制することができる。
【0195】
第Ｃの構成では、第Ｂの構成において、
前記巻線の中性点に流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合、前記電流取得部により取得された電流を交流の指令電流に制御すべく、前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記指令電流のうち前記過放電保護対象が放電する該指令電流である指令放電電流を、該指令放電電流の振幅よりも小さい放電制限値に制限し、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記指令電流のうち前記過充電保護対象が充電する該指令電流である指令充電電流を、該指令充電電流の振幅よりも小さい充電制限値に制限する。
前記巻線の中性点に流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合、前記電流取得部により取得された電流を交流の指令電流に制御すべく、前記スイッチング制御を行い、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記指令電流のうち前記過放電保護対象が放電する該指令電流である指令放電電流を、該指令放電電流の振幅よりも小さい放電制限値に制限し、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記指令電流のうち前記過充電保護対象が充電する該指令電流である指令充電電流を、該指令充電電流の振幅よりも小さい充電制限値に制限する。
【0196】
第Ｃの構成によれば、電流取得部により取得された電流を指令電流に制御すべくスイッチング制御が行われる。上述した構成において、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回ると判定された場合、指令放電電流が指令放電電流の振幅よりも小さい値の放電制限値に制限される。また、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定された場合、指令充電電流が指令充電電流の振幅よりも小さい値の充電制限値に制限される。これにより、過放電保護対象の放電電流のピーク値及び過充電保護対象の充電電流のピーク値を的確に小さくすることができる。
【0197】
第Ｄの構成では、第Ｃの構成において、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記過充電保護対象の前記電圧パラメータが高いほど前記充電制限値を小さくし、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記過放電保護対象の前記電圧パラメータが低いほど前記放電制限値を小さくする。
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記過充電保護対象の前記電圧パラメータが高いほど前記充電制限値を小さくし、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記過放電保護対象の前記電圧パラメータが低いほど前記放電制限値を小さくする。
【0198】
第Ｄの構成によれば、各蓄電部の電圧パラメータに基づいて、充電制限値及び放電制限値が設定される。これにより、第１蓄電部及び第２蓄電部の間で授受されるエネルギを確保しつつ、過放電保護対象の放電電流のピーク値及び過充電保護対象の充電電流のピーク値を的確に小さくすることができる。
【0199】
第Ｅの構成では、第Ｄの構成において、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記指令充電電流の振幅を大きくし、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記指令放電電流の振幅を大きくする。
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最大値が前記上限値を上回ると判定した場合、前記指令充電電流の振幅を大きくし、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記最小値が前記下限値を下回ると判定した場合、前記指令放電電流の振幅を大きくする。
【0200】
指令電流が放電制限値及び充電制限値によって制限されることにより、第１蓄電部及び第２蓄電部の間に流れる電流が低減することが懸念される。この点、第Ｅの構成によれば、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回ると判定された場合、指令放電電流の振幅を大きくする。また、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定された場合、指令充電電流の振幅を大きくする。これにより、第１蓄電部及び第２蓄電部の間に流れる電流を増大することにより昇温能力を確保しつつ、各蓄電部に劣化が生じることを抑制することができる。
【0201】
第Ｆの構成では、第Ａの構成において、
前記巻線の中性点に流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記判定部は、前記制御要求として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち、一方から他方へのエネルギの授受要求があるか否かを判定し、エネルギの授受要求があると判定した場合に、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合、前記電流取得部により取得された電流を直流の指令電流に制御すべく、前記スイッチング制御を行い、
第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回る、又は第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記指令電流の大きさを、該指令電流の大きさよりも小さい直流制限値に制限する。
前記巻線の中性点に流れる電流を取得する電流取得部を備え、
前記判定部は、前記制御要求として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち、一方から他方へのエネルギの授受要求があるか否かを判定し、エネルギの授受要求があると判定した場合に、前記接続スイッチをオンすると判定し、
前記制御部は、
前記接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータが前記規定電圧範囲内であると判定した場合、前記電流取得部により取得された電流を直流の指令電流に制御すべく、前記スイッチング制御を行い、
第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回る、又は第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの前記電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、前記指令電流の大きさを、該指令電流の大きさよりも小さい直流制限値に制限する。
【0202】
第Ｆの構成によれば、制御部は、接続スイッチをオンすると判定されて、かつ、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータが規定電圧範囲内であると判定した場合、電流取得部により取得された電流を直流の指令電流に制御すべく、スイッチング制御を行う。制御部は、第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最小値が規定電圧範囲の下限値を下回ると判定した場合、又は第１蓄電部及び第２蓄電部それぞれの電圧パラメータのうち最大値が規定電圧範囲の上限値を上回ると判定した場合、指令電流の大きさを、指令電流の大きさよりも小さい直流制限値に制限する。これにより、第１蓄電部及び第２蓄電部のうち、一方から他方へエネルギを供給する際の電流の大きさが低減される。このため、第１蓄電部及び第２蓄電部の電圧が低下又は上昇する速度を低減することができる。その結果、第１蓄電部及び第２蓄電部が過放電状態又は過充電状態となることを抑制できる。
【0203】
以上説明した特徴を具体化した効果について説明する。
【0204】
・本実施形態では、組電池２０の昇温要求があると判定された場合、接続スイッチ６１をオンした状態において、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に交流電流が流れるように、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオンオフされる。
【0205】
上述した構成において、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回ると判定された場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち、過放電保護対象の電池セルの放電電流である中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が小さくされる。また、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回ると判定された場合、中性点指令電流ＩＭ＊のうち、過充電保護対象の電池セルの充電電流である中性点指令電流ＩＭ＊の振幅が小さくされる。これにより、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧範囲からはずれる事態の発生を抑制できる。その結果、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２に劣化が生じることを抑制することができる。
【0206】
・過放電保護対象の電池セル及び過充電保護対象の電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、垂下係数ＣＬが設定され、指令放電電流及び指令充電電流の低減量が設定される。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間で授受される昇温用のエネルギを確保しつつ、放電電流のピーク値及び充電電流のピーク値を的確に小さくすることができる。
【0207】
・中性点指令電流ＩＭ＊が放電制限値ＩＭｄ及び充電制限値ＩＭｃによって制限されることにより、昇温能力が低下することが懸念される。この点、本実施形態では、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回ると判定された場合、及び組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回ると判定された場合、中性点指令電流ＩＭ＊の振幅Ｉａ，Ｉｂが大きくされる。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に流れる電流を増大しつつ、各蓄電部に劣化が生じることを抑制することができる。その結果、昇温能力を確保しつつ、各蓄電部に劣化が生じることを抑制することができる。
【0208】
＜第３実施形態の変形例＞
・中性点指令電流ＩＭ＊の設定方法は、図２２に示したものに限らない。１周期Ｔｃにおいて中性点指令電流ＩＭ＊のゼロクロスタイミングに対して、正の中性点指令電流ＩＭ＊と負の中性点指令電流ＩＭ＊とが点対称になる関係を満たしつつ、例えば、正の中性点指令電流ＩＭ＊及び負の中性点指令電流ＩＭ＊それぞれを台形波又は矩形波に設定してもよい。
・中性点指令電流ＩＭ＊の設定方法は、図２２に示したものに限らない。１周期Ｔｃにおいて中性点指令電流ＩＭ＊のゼロクロスタイミングに対して、正の中性点指令電流ＩＭ＊と負の中性点指令電流ＩＭ＊とが点対称になる関係を満たしつつ、例えば、正の中性点指令電流ＩＭ＊及び負の中性点指令電流ＩＭ＊それぞれを台形波又は矩形波に設定してもよい。
【0209】
また、中性点指令電流ＩＭ＊の設定方法としては、上記点対称の関係を満たすものに限らない。例えば、１周期Ｔｃにおいて、中性点指令電流ＩＭ＊の第１ゼロクロスタイミングＣ１から第２ゼロクロスタイミングＣ２までの期間と、中性点指令電流ＩＭ＊の第２ゼロクロスタイミングＣ２から第３ゼロクロスタイミングＣ３までの期間とが異なるようにし、かつ、第１領域の面積Ｓ１と第２領域の面積Ｓ２とが等しくなるように中性点指令電流ＩＭ＊を設定してもよい。この場合であっても、１周期Ｔｃにおける第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の充放電電流の収支を合わせることはできる。
【0210】
・制御装置７０は、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅに代えて、組電池２０を構成する電池セルのＳＯＣに基づいて、電池セルに過充電状態又は過放電状態が発生する否かを判定してもよい。具体的には、制御装置７０は、各電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ範囲内にあると判定した場合、組電池２０を構成する電池セルに過放電状態及び過充電状態が生じていないと判定する。規定ＳＯＣ範囲は、規定ＳＯＣ下限値及び規定ＳＯＣ上限値により定められている。制御装置７０は、電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ下限値を下回った場合、電池セルが過放電状態であると判定する。一方、制御装置７０は、電池セルが規定ＳＯＣ上限値を上回った場合、電池セルが過充電状態であると判定する。なお、電池セルのＳＯＣが「電圧パラメータ」に相当する。
【0211】
ステップＳ４７では、組電池２０を構成する電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ下限値を下回った場合、電池セルが過放電状態であると判定する。一方、組電池２０を構成する電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ上限値を上回った場合、電池セルが過充電状態であると判定する。これらの場合、ステップＳ５１に進む。なお、電池セルのＳＯＣは監視ユニット５０から取得すればよい。
【0212】
・中性点指令電流ＩＭ＊は直流電流であってもよい。この場合、制御装置７０は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の昇温制御ではなく、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち一方から他方へとエネルギを供給する制御を行う。この制御は、先の図２４に示した制御に準じた制御となる。
【0213】
詳しくは、ステップＳ４０において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の昇温要求があるか否かを判定する代わりに、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２それぞれのエネルギの授受要求が有るか否かを判定する。エネルギの授受要求が有るか否かの判定方法は、第２実施形態と同様である。
【0214】
エネルギの授受要求があると判定した場合、ステップＳ４７に進む。ステップＳ４７では、組電池２０を構成する電池セルそれぞれに過充電状態又は過放電状態が発生するか否かを判定する。
【0215】
ステップＳ４７において電池セルに過充電状態及び過放電状態のいずれも発生しないと判定した場合、ステップＳ４８に進む。ステップＳ４８では、昇温制御モードの代わりに、エネルギ授受制御モードに設定される。ステップＳ４９において、接続スイッチ６１をオンする。
【0216】
ステップＳ５０では、制御装置７０は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行うためにＰＷＭ制御を行う。詳しくは、接続スイッチ６１をオンした状態において、スイッチングデバイス部３１、巻線４１及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に電流が流れるように、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。詳しくは、指令電流生成部１１０において、正の中性点指令電流ＩＭ＊が設定された場合、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へとエネルギが供給され、負の中性点指令電流ＩＭ＊が設定された場合、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へとエネルギが供給される。なお、等価回路及び機能ブロック図は昇温制御と同様である。
【0217】
ステップＳ４７において、電池セルに過充電状態又は過放電状態が発生したと判定した場合、ステップＳ５１に進む。ステップＳ５１では、垂下昇温制御モードの代わりに、垂下エネルギ授受制御モードに設定される。
【0218】
ステップＳ５２では、過充電状態又は過放電状態が発生した電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて、垂下係数ＣＬを算出する。詳しくは、垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊が交流電流の場合と同様に、組電池２０を構成する電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧範囲内にあると判定した場合、垂下係数ＣＬを１とする。一方、垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回る又は規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回ると判定した場合、垂下係数ＣＬを１より小さい値に低減する。
【0219】
垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊を制限する直流制限値ＩＭｄｃに垂下係数ＣＬを乗算し、最終的な直流制限値とする。垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値を「ＣＬ×ＩＭｄｃ」以下に制限する。詳しくは、垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｄｃ」以下の場合、中性点指令電流ＩＭ＊をそのまま最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。垂下制御部１１１は、中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値が「ＣＬ×ＩＭｄｃ」を上回る場合、中性点指令電流ＩＭ＊の絶対値を「ＣＬ×ＩＭｄｃ」に制限して最終指令電流ＩＭａ＊として算出する。
【0220】
ステップＳ５４では、接続スイッチ６１をオンする。ステップＳ５５では、制御装置７０は、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間でエネルギの授受を行うためにＰＷＭ制御を行う。なお、ステップＳ５３の処理は行われない。
【0221】
・垂下係数ＣＬの算出方法は、図２３に示したものに限られない。垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回った領域において、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが低いほど垂下係数ＣＬが直線的に低減されるものに限らず、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが低いほど垂下係数ＣＬが低減されるものとしてよい。また、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回った領域において、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが高いほど垂下係数ＣＬが直線的に低減されるものに限らず、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが高いほど垂下係数ＣＬが低減されるものとしてよい。
【0222】
・垂下制御部１１１は、電池セルの端子電圧Ｖｃｅに基づいて垂下係数ＣＬを算出することに代えて、電池セルのＳＯＣに基づいて垂下係数ＣＬを算出してもよい。この場合、垂下制御部１１１は、電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ範囲内にある場合、垂下係数ＣＬを１とすればよい。垂下制御部１１１は、電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ下限値を下回った場合、電池セルのＳＯＣが小さいほど垂下係数ＣＬを低減すればよい。垂下制御部１１１は、電池セルのＳＯＣが規定ＳＯＣ上限値を上回った場合、電池セルのＳＯＣが大きいほど垂下係数ＣＬを低減すればよい。
【0223】
・制限値に垂下係数ＣＬが乗算されることに代えて、中性点指令電流ＩＭ＊に垂下係数ＣＬが乗算されてもよい。これにより、電池セルの端子電圧Ｖｃｅが規定電圧下限値Ｖｍｉｎを下回る又は規定電圧上限値Ｖｍａｘを上回る場合、中性点指令電流ＩＭ＊が低減されるため、中性点指令電流ＩＭ＊のピーク値を低減することができる。
【0224】
・ステップＳ５３の処理は行われなくてもよい。
【0225】
・図２１の構成に代えて、図２７に示す構成によりスイッチング制御を行ってもよい。制御装置７０は、フィードバック制御器１１３及びＰＷＭ生成部１１４に代えて、ヒステリシス制御器１１６を備えている。ヒステリシス制御器１１６は、中性点電流偏差ΔＩＭに基づいて、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート信号を生成する。詳しくは、ヒステリシス制御器１１６は、中性点電流偏差ΔＩＭに基づいて、中性点指令電流ＩＭ＊を基準として定められる±ΔＩの幅の範囲内に中性点指令電流ＩＭ＊が収まるように、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート信号を生成する。
【0226】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【0227】
・回転電機４０及びスイッチングデバイス部３１としては、５相又は７相等、３相以外のものであってもよい。図２８に、回転電機４０及びスイッチングデバイス部３１の相数が５相の場合における電力変換システム１０を示す。図２８において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【0228】
図２８では、スイッチングデバイス部３１において、Ｘ相上，下アームスイッチＱＸＨ，ＱＸＬ及び各ダイオードＤＸＨ，ＤＸＬが追加され、Ｙ相上，下アームスイッチＱＹＨ，ＱＹＬ及び各ダイオードＤＹＨ，ＤＹＬが追加されている。また、回転電機４０において、Ｘ相巻線４１ＸとＹ相巻線４１Ｙとが追加されている。また、電力変換装置１１において、Ｘ相導電部材３２ＸとＹ相導電部材３２Ｙとが追加されている。
【0229】
第１実施形態では、図２８に示した構成において、接続スイッチ６１がオフされた状態では、スイッチ駆動制御においてＵ～Ｙ相巻線４１Ｕ～４１Ｙのうちいずれか１つの相の巻線である同相巻線４１ａには、組電池２０の端子電圧の分圧値が印加される。本実施形態では、巻線電圧の最大値Ｖｍは４／５×Ｖｄｃとなる。このため、３相の場合の巻線電圧の最大値Ｖｍよりも５相の場合の方が巻線電圧の最大値Ｖｍが増大する。この場合においても、接続スイッチ６１がオンされた状態においてスイッチ駆動制御が行われることにより、巻線電圧の最大値Ｖｍを１／２×Ｖｄｃに低減することができる。
【0230】
第２実施形態では、電流が流れる巻線４１の相数が３相よりも多い場合でも、電流が流れる巻線４１の相数に応じて最大効率電力Ｐｍａｘが大きくなる。言い換えると、電流が流れる巻線４１の相数が４相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ４は、電流が流れる巻線４１の相数が３相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ３よりも大きい。また、電流が流れる巻線４１の相数が５相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ５は、電流が流れる巻線４１の相数が４相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ４よりも大きい。
【0231】
制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑが第４領域ＤＰ４の範囲内にある場合、４相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ４を指令電力Ｗ＊として算出する。ここで、第４領域ＤＰ４とは、４相の場合の電力変換効率が、他の相数の場合の電力変換効率よりも高くなる授受電力の領域である。制御装置７０は、要求電力Ｗｒｅｑが第５領域ＤＰ５の範囲内にある場合、５相の場合の最大効率電力Ｐｍａｘ５を指令電力Ｗ＊として算出する。ここで、第５領域ＤＰ５とは、５相の場合の電力変換効率が、他の相数の場合の電力変換効率よりも高くなる授受電力の領域である。
【0232】
・第１蓄電池２１を構成する電池セル数と、第２蓄電池２２を構成するセル数とは同じでなくてもよい。
【0233】
・スイッチングデバイス部３１を構成する上，下アームスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、高電位側端子はドレインとなり、低電位側端子はソースとなる。
【0234】
・接続スイッチ６１としては、リレーに限らない。接続スイッチ６１として、例えば、ソース同士が接続された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴや、ＩＧＢＴが用いられてもよい。
【0235】
・第２実施形態及び第３実施形態において、気圧センサ５１及び温度センサ５２は備えられていなくてもよい。
【0236】
・電力変換システム１０の搭載先としては、車両に限られず、例えば航空機又は船舶等の移動体であってもよい。移動体が航空機の場合、回転電機４０は航空機の飛行動力源となり、移動体が船舶の場合、回転電機４０は船舶の航行動力源となる。また、電力変換システム１０の搭載先としては、移動体に限られない。
【0237】
・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【0238】
２１，２２…第１，第２蓄電池、３０…インバータ、ＱＵＨ～ＱＹＨ…Ｕ～Ｙ相上アームスイッチ、ＱＵＬ～ＱＹＬ…Ｕ～Ｙ相下アームスイッチ、６０…接続経路、６１…接続スイッチ、７０…制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】