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特表2025-503275電気駆動システムのための電力システムおよびその制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-30
(54)【発明の名称】電気駆動システムのための電力システムおよびその制御方法
(51)【国際特許分類】
H02M 7/493 20070101AFI20250123BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20250123BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20250123BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20250123BHJP
B60L 1/00 20060101ALI20250123BHJP
【ＦＩ】
H02M7/493
H02J7/00 P
H02J7/00 302C
H02M3/28 H
B60L9/18 L
B60L1/00 L
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024545048
(86)(22)【出願日】2023-01-25
(85)【翻訳文提出日】2024-09-24
(86)【国際出願番号】 US2023011513
(87)【国際公開番号】W WO2023146890
(87)【国際公開日】2023-08-03
(31)【優先権主張番号】63/303,283
(32)【優先日】2022-01-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524281541
【氏名又は名称】スカルビー・インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】バダウィ、モハメド・オサマ・アンワー
(72)【発明者】
【氏名】イブラヘム、アマー
【テーマコード（参考）】
5G503
5H125
5H730
5H770
【Ｆターム（参考）】
5G503BA02
5G503BB01
5G503DA02
5G503FA06
5G503GB06
5H125AA01
5H125AC12
5H125BB07
5H125BB09
5H125BC28
5H125EE27
5H125EE51
5H730AS01
5H730BB26
5H730BB27
5H730BB42
5H770BA02
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA22
5H770DA23
5H770DA41
5H770HA06W
(57)【要約】
車両のための電力システムは、電気駆動システムの電気モータの各相について並列に電気的に接続された１つまたは複数の電力変換システムを含む。各電力変換システムは、エネルギ貯蔵パックの複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合される。各電力変換システムは、電力回路および電力コントローラを含む。電力回路は、それぞれのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合され、電気駆動システムに駆動電力出力を提供し電力バスに補助電力出力を提供するように構成される。電力コントローラは、電気駆動システムの所望の電力出力に基づいて駆動電力出力を提供するように電力回路を制御するように構成される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のための電力システムであって；前記車両は、電力バス、電気駆動システム、およびエネルギ貯蔵パックを含み；前記電力システムは、前記電気駆動システムの電気モータの各相に並列に電気的に接続された１つまたは複数の電力変換システムを含み；各々の電力変換システムは、前記エネルギ貯蔵パックの複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合され；各々の電力変換システムは、
エネルギ貯蔵モジュールの各セットに電気的に結合され、前記電気駆動システムに駆動電力出力を提供し、前記電力バスに補助電力出力を提供するように構成された電力回路；と、
前記電気駆動システムの所望の電力出力に基づいて前記駆動電力出力を提供するように前記電力回路を制御するように構成された電力コントローラ；と、
を含む、
電力システム。
【請求項2】
前記電力回路は、前記駆動電力出力を提供するように構成された３レベル直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）インバータを含む、請求項１に記載の電力システム。
【請求項3】
前記電力回路は、前記電力バスに前記補助電力出力を提供するように構成された直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）回路を含む、請求項１に記載の電力システム。
【請求項4】
前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの前記電力回路の前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために直列に電気的に結合される、請求項３に記載の電力システム。
【請求項5】
前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの前記電力回路の前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために並列に電気的に結合される、請求項３に記載の電力システム。
【請求項6】
前記車両は、複数の電力バスを含み；前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの前記電力回路の前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記複数の電力バスのうちの第１の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために電気的に結合され；
前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの第３の電力変換システムの前記電力回路の前記ＤＣ－ＤＣコンバータは、前記複数の電力バスのうちの第２の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される；
請求項３に記載の電力システム。
【請求項7】
前記電力回路は、前記駆動電力出力を提供するように構成された３レベル直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）インバータ；と、
前記電力バスに前記補助電力出力を提供するように構成された直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）回路；と、
を含み、
前記ＤＣ－ＡＣインバータとＤＣ－ＤＣコンバータとは互いに電気的に絶縁される、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項8】
前記車両は、複数の前記電力バスを含み、前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの第１の電力変換システムの前記電力回路は、前記複数の電力バスのうちの第１の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成され；
前記１つまたは複数の電力変換システムのうちの第２の電力変換システムの前記電力回路は、前記複数の電力バスのうちの第２の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される；
請求項１に記載の電力システム。
【請求項9】
各電力変換システムは、複数の前記電力回路および複数の前記電力コントローラを含み、前記駆動電力出力および前記補助電力出力を提供するように構成された複数のサブシステムモジュールを形成し；前記複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールは、
前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの中から選択されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された、前記複数の電力回路のうちの１つの電力回路；と、
前記１つの電力回路を制御するように構成された、前記複数の電力コントローラのうちの１つの電力コントローラ；と、
を含む、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項10】
前記電力変換システムの前記電力コントローラは、前記電気駆動システムの動作条件に基づく所望の電力出力を取得し、
前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの各エネルギ貯蔵モジュールの充電状態を決定し、
前記所望の電力出力および前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの前記充電状態に基づいて、前記電力変換システムによって提供される電力設定値を決定する、
ように構成される、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項11】
前記電力コントローラは、前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの前記充電状態に基づいて仮想抵抗を決定するように構成され；前記電力設定値は、前記仮想抵抗に基づいてさらに決定される、請求項１０に記載の電力システム。
【請求項12】
前記電力コントローラは、前記駆動電力出力が前記電気駆動システムに印加されたことに応答して、各エネルギ貯蔵モジュールの推定充電状態を決定するように構成され；後続の電力設定値は、前記推定充電状態に基づいて決定される、請求項１０に記載の電力システム。
【請求項13】
電気モータを含む電気駆動システム；と、前記電気モータの各相について前記１つまたは複数の電力変換システムが提供される請求項１に記載の電力システム；と、
を備えるシステム。
【請求項14】
車両のための電力システムであって；前記車両は、電力バス、エネルギ貯蔵パック、および電気駆動システムを含み；前記電力システムは、前記電気駆動システムの電気モータの各相に並列に電気的に接続された１つまたは複数の電力変換システムを含み；各々の電力変換システムは、前記エネルギ貯蔵パックの複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合され；各々の電力変換システムは、
前記電気駆動システムに駆動電力出力を提供しかつ前記電力バスに補助電力出力を提供するために電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含み；各々のサブシステムモジュールは、
前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの中から選択されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合され、比例駆動電力出力および比例補助電力出力を前記電力バスに提供するように構成された電力回路；と、
前記電気駆動システムの所望の電力出力に基づいて前記比例駆動電力出力を提供するように前記電力回路を制御するように構成された電力コントローラ；と、
を含み、
前記複数のサブシステムモジュールからの前記比例駆動電力出力は、前記駆動電力出力として提供され；
前記複数のサブシステムモジュールからの前記比例補助電力出力は、前記補助電力出力として提供される；
電力システム。
【請求項15】
サブシステムモジュールのための前記電力コントローラは、前記電気駆動システムの前記所望の電力出力に基づく、それぞれの電力変換システムの電力設定値を取得し、
前記電力設定値および前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態に基づいて、前記電力回路によって前記電気駆動システムに提供される前記比例駆動電力出力を決定する、
ように構成される、
請求項１４に記載の電力システム。
【請求項16】
電力システムを用いて車両電気駆動システムに電力を供給するための方法であって；前記電力システムの所望の電力出力を取得すること；前記電力システムは、１つまたは複数の電力変換システムであり；各々の電力変換システムは、複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合されており；と、
各電力変換システムについて、
前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの各エネルギ貯蔵モジュールの充電状態を取得すること；と、
前記所望の電力出力および前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの前記充電状態に基づいて、前記電力変換システムによって提供される電力設定値を決定すること；と、
を備える方法。
【請求項17】
各電力変換システムについて、前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの前記充電状態に基づいて仮想抵抗を決定することをさらに備え；前記電力設定値は、前記仮想抵抗に基づいてさらに決定される、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記電力設定値に基づいて、前記電力システムによって前記車両電気駆動システムに電力を供給すること；と、前記車両電気駆動システムに電力を供給することに応答して、各エネルギ貯蔵モジュールの推定充電状態を決定すること；後続の電力設定値は、前記推定充電状態に基づいて決定される；と、
をさらに備える、
請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
各電力変換システムについて、前記車両電気駆動システムに印加された電圧を測定すること；と、
前記印加された電圧および前記電力設定値に基づいて前記エネルギ貯蔵モジュールのセットの推定充電状態を決定すること；後続の電力設定値は、前記推定充電状態に基づいて決定される；と
をさらに備える、
請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
各電力変換システムは、前記エネルギ貯蔵モジュールのセットのうちのエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含み；前記方法は、各サブシステムモジュールによって、前記それぞれの電力変換システムの前記電力設定値を取得すること；と、
前記それぞれの電力変換システムの各サブシステムモジュールによって、前記電力設定値と、前記サブシステムモジュールに電気的に結合された前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態とに基づいて、前記サブシステムモジュールによって前記車両電気駆動システムに提供される比例駆動電力出力を決定すること；と
をさらに備える、
請求項１６に記載の方法。
【請求項21】
前記複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールによって、前記比例駆動電力出力を印加することに応答して、前記車両電気駆動システムに印加された電流を測定すること；と、
前記印加された電流と、前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットのピーク充電容量とに基づいて、前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの推定充電状態を決定すること；後続の比例駆動電力出力は、前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの前記推定充電状態に基づいて決定される；と
をさらに備える、
請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
各電力変換システムは、前記エネルギ貯蔵モジュールのセットのうちのエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含み；前記方法は、前記複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールから、前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態を取得すること；と、
前記取得された充電状態に基づいて、前記サブシステムモジュールの所望の動作順序を決定すること；と、
前記所望の動作順序および前記電力設定値に基づいて、前記複数のサブシステムモジュールのうちの１つまたは複数のサブシステムモジュールを電力出力モジュールとして選択すること；と、
各電力出力モジュールについて、前記電力設定値に基づいて、前記車両電気駆動システムに提供される比例駆動電力設定値を決定すること；と、
前記それぞれの電力出力サブシステムモジュールに前記比例駆動電力設定値を提供すること；と
をさらに備える、
請求項１６に記載の方法。
【請求項23】
負荷需要および前記エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの状態に基づいて、各電力出力モジュールにステータスを割り当てること；をさらに備え；前記ステータスは、能動的にオンであることおよび能動的にオンオフを切り換えることの中から選択される；請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
選択された期間中に能動的にオンであるステータスが提供された電力出力モジュールの第１のセットを有すること；をさらに備え；その間、前記電力出力モジュールの第１のセットとは異なる電力出力モジュールの第２のセットには、前記選択された期間中に能動的にオンオフを切り換えるステータスが提供される；請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記電力出力モジュールの第１のセットおよび前記電力出力モジュールの第２のセットの各々は、少なくとも１つの電力出力モジュールを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用電気駆動システムのための電力システムに関する。
【背景技術】
【0002】
本項の記載は、単に本開示に関連する背景情報を提供するものであり、先行技術を構成するものではない場合がある。
【0003】
地上車両および航空車両を含み得る電動車両は、一般に、電気モータを有する電気駆動システム、および電動車両の追加のデバイスに給電するための１つまたは複数のバスに電力を供給する電力システムによって給電される。電力システムに用いられる現在のアーキテクチャは、いくつかの課題を有し得る。たとえば、現在の電気駆動システムは、モデルごとに設計のカスタマイズを必要とし得ることにより、構成要素の開発が遅くなり、スケーラブルでない電力システムが単純なアップグレードの機会を制限する場合がある。さらに、電力システムの現在のアーキテクチャは、フィルタリングユニットを用いることがあり、システムのサイズおよび重量の増加を招き得る。電力システムに関するこれらの問題および他の問題は、本開示によって対処される。
【発明の概要】
【0004】
本項は、本開示の一般的な概要を提供するものであり、本開示の全範囲または全ての特徴の包括的な開示ではない。
【0005】
一形態において、本開示は、車両のための電力システムに向けられ;車両は、電力バス、電気駆動システム、エネルギ貯蔵パックを含む。電力システムは、電気駆動システムの電気モータの各相に並列に電気的に接続された１つまたは複数の電力変換システムを含む。各電力変換システムは、エネルギ貯蔵パックの複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合される。各電力変換システムは、電力回路と、電力コントローラとを含む。電力回路は、エネルギ貯蔵モジュールの各セットに電気的に結合され、電気駆動システムに駆動電力出力を提供し、電力バスに補助電力出力を提供するように構成される。電力コントローラは、電気駆動システムの所望の電力出力に基づいて駆動電力出力を提供するように電力回路を制御するように構成される。
【0006】
以下は、個別に、または任意の組み合わせで実装され得る、上記段落の電力システムの変形例を含む。
【0007】
いくつかの変形例において、電力回路は、駆動電力出力を提供するように構成された３レベル直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）インバータを含む。
【0008】
いくつかの変形例において、電力回路は、電力バスに補助電力出力を提供するように構成された直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）回路を含む。
【0009】
いくつかの変形例において、１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの電力回路のＤＣ－ＤＣコンバータは、電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために直列に電気的に結合される。
【0010】
いくつかの変形例において、１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの電力回路のＤＣ－ＤＣコンバータは、電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために並列に電気的に結合される。
【0011】
いくつかの変形例において、車両は、複数の電力バスを含む。１つまたは複数の電力変換システムのうちの少なくとも２つの電力変換システムの電力回路のＤＣ－ＤＣコンバータは、複数の電力バスのうちの第１の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために電気的に結合され；１つまたは複数の電力変換システムのうちの第３の電力変換システムの電力回路のＤＣ－ＤＣコンバータは、複数の電力バスのうちの第２の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される。
【0012】
いくつかの変形例において、電力回路は、駆動電力出力を提供するように構成された３レベル直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）インバータと、電力バスに補助電力出力を提供するように構成された直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）回路とを含む。ＤＣ－ＡＣインバータとＤＣ－ＤＣコンバータとは互いに電気的に絶縁される。
【0013】
いくつかの変形例において、車両は、複数の電力バスを含む。１つまたは複数の電力変換システムのうちの第１の電力変換システムの電力回路は、複数の電力バスのうちの第１の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成され；１つまたは複数の電力変換システムのうちの第２の電力変換システムの電力回路は、複数の電力バスのうちの第２の電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される。
【0014】
いくつかの変形例において、各電力変換システムは、複数の電力回路および複数の電力コントローラを含み、駆動電力出力および補助電力出力を提供するように構成された複数のサブシステムモジュールを形成する。複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールは、エネルギ貯蔵モジュールのセットの中から選択されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された、複数の電力回路のうちの１つの電力回路と；１つの電力回路を制御するように構成された、複数の電力コントローラのうちの１つの電力コントローラと；を含む。
【0015】
いくつかの変形例において、電力変換システムの電力コントローラは、電気駆動システムの動作条件に基づく所望の電力出力を取得し；エネルギ貯蔵モジュールのセットの各エネルギ貯蔵モジュールの充電状態を決定し；所望の電力出力およびエネルギ貯蔵モジュールのセットの充電状態に基づいて、電力変換システムによって提供される電力設定値を決定する；ように構成される。
【0016】
いくつかの変形例において、電力コントローラは、エネルギ貯蔵モジュールのセットの充電状態に基づいて仮想抵抗を決定するように構成され、電力設定値は、仮想抵抗に基づいてさらに決定される。
【0017】
いくつかの変形例において、電力コントローラは、駆動電力出力が電気駆動システムに印加されたことに応答して、各エネルギ貯蔵モジュールの推定充電状態を決定するように構成され；後続の電力設定値は、推定充電状態に基づいて決定される。
【0018】
いくつかの変形例において、システムは、電気モータを含む電気駆動システムと、電気モータの各相について１つまたは複数の電力変換システムが提供される電力システムとを含む。
【0019】
一形態において、本開示は、車両のための電力システムに向けられ；車両は、電力バス、エネルギ貯蔵パック、電気駆動システムを含む。電力システムは、電気駆動システムの電気モータの各相に並列に電気的に接続された１つまたは複数の電力変換システムを含む。各電力変換システムは、エネルギ貯蔵パックの複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合される。各電力変換システムは、電気駆動システムに駆動電力出力を提供し、電力バスに補助電力出力を提供するために電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含む。各サブシステムモジュールは、電力回路と、電力コントローラとを含む。電力回路は、エネルギ貯蔵モジュールのセットの中から選択されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合され、比例駆動電力出力および比例補助電力出力を電力バスに提供するように構成される。電力コントローラは、電気駆動システムの所望の電力出力に基づいて比例駆動電力出力を提供するように電力回路を制御するように構成される。複数のサブシステムモジュールからの比例駆動電力出力は、駆動電力出力として提供され、複数のサブシステムモジュールからの比例補助電力出力は、補助電力出力として提供される。
【0020】
いくつかの変形例において、サブシステムモジュールのための電力コントローラは、電気駆動システムの所望の電力出力に基づく、それぞれの電力変換システムの電力設定値を取得し；電力設定値およびエネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態に基づいて、電力回路によって電気駆動システムに提供される比例駆動電力出力を決定する；ように構成される。
【0021】
一形態において、本開示は、電力システムを用いて車両電気駆動システムに電力を供給するための方法に向けられる。この方法は、電力システムの所望の電力出力を取得することを含み；電力システムは、各々が複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュールのセットに電気的に結合された１つまたは複数の電力変換システムを含む。各電力変換システムについて、方法はさらに、エネルギ貯蔵モジュールのセットの各エネルギ貯蔵モジュールの充電状充電状態に基づいて、態を取得すること；と、所望の電力出力およびエネルギ貯蔵モジュールのセットの電力変換システムによって提供される電力設定値を決定すること；とを含む。
【0022】
以下は、個別に、または任意の組み合わせで実施され得る、電力システムを用いて車両電気駆動システムに電力を供給するための方法の変形例を含む。
【0023】
いくつかの変形例において、方法は、各電力変換システムについて、エネルギ貯蔵モジュールのセットの充電状態に基づいて仮想抵抗を決定することをさらに含み；電力設定値は、仮想抵抗に基づいてさらに決定される。
【0024】
いくつかの変形例において、方法は、電力設定値に基づいて、電力システムによって車両電気駆動システムに電力を供給すること；と、車両電気駆動システムに電力を供給することに応答して、各エネルギ貯蔵モジュールの推定充電状態を決定すること；とをさらに含み；後続の電力設定値は、推定充電状態に基づいて決定される。
【0025】
いくつかの変形例において、方法は、各電力変換システムについて、車両電気駆動システムに印加された電圧を測定すること；と、印加された電圧および電力設定値に基づいてエネルギ貯蔵モジュールのセットの推定充電状態を決定すること；とをさらに含み；後続の電力設定値は、推定充電状態に基づいて決定される。
【0026】
いくつかの変形例において、各電力変換システムは、エネルギ貯蔵モジュールのセットのうちのエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含む。方法は、各サブシステムモジュールによって、それぞれの電力変換システムの電力設定値を取得すること；と、それぞれの電力変換システムの各サブシステムモジュールによって、電力設定値と、サブシステムモジュールに電気的に結合されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態とに基づいて、サブシステムモジュールによって車両電気駆動システムに提供される比例駆動電力出力を決定すること；とをさらに含む。
【0027】
いくつかの変形例において、方法は、複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールによって、比例駆動電力出力を印加することに応答して、車両電気駆動システムに印加された電流を測定すること；と、印加された電流と、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットのピーク充電容量とに基づいて、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの推定充電状態を決定すること；とをさらに含み；後続の比例駆動電力出力は、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの推定充電状態に基づいて決定される。
【0028】
いくつかの変形例において、各電力変換システムは、エネルギ貯蔵モジュールのセットのうちのエネルギ貯蔵モジュールのサブセットに電気的に結合された複数のサブシステムモジュールを含む。方法は、複数のサブシステムモジュールのうちの各サブシステムモジュールから、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの充電状態を取得すること；と、取得された充電状態に基づいて、サブシステムモジュールの所望の動作順序を決定すること；と、所望の動作順序および電力設定値に基づいて、複数のサブシステムモジュールのうちの１つまたは複数のサブシステムモジュールを電力出力モジュールとして選択すること；と、各電力出力モジュールについて、電力設定値に基づいて、車両電気駆動システムに提供される比例駆動電力設定値を決定すること；と、それぞれの電力出力サブシステムモジュールに比例駆動電力設定値を提供することをさらに含む。
【0029】
いくつかの変形例において、方法は、負荷需要およびエネルギ貯蔵モジュールのサブセットの状態に基づいて、各電力出力モジュールにステータスを割り当てること；をさらに含み；ステータスは、能動的にオンであることおよび能動的にオンオフを切り換えることの中から選択される。
【0030】
いくつかの変形例において、方法は、選択された期間中に能動的にオンであるステータスが提供された電力出力モジュールの第１のセットを有すること；をさらに含み；その間、電力出力モジュールの第１のセットとは異なる電力出力モジュールの第２のセットには、選択された期間中に能動的にオンオフを切り換えるステータスが提供される。
【0031】
いくつかの変形例において、電力出力モジュールの第１のセットおよび電力出力モジュールの第２のセットの各々は、少なくとも１つの電力出力モジュールを含む。
【0032】
さらなる適用可能領域は、本明細書で提供される説明から明らかになる。この説明および具体例は、例示のみを目的とすることが意図されており、本開示の範囲を限定することは意図されないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0033】
本開示が適切に理解され得るように、以下、添付図面を参照して例として与えられる様々な形態が説明される。
【0034】
【図1】本開示に係る電力システムを有する車両のブロック図である。
【図2A】本開示に係る電気駆動システムの電気モータを有する複数の電力変換システムを有する電力システムの配線構成を示す。
【図2B】本開示に係る電気駆動システムの電気モータを有する複数の電力変換システムを有する電力システムの配線構成を示す。
【図2C】本開示に係る電気駆動システムの電気モータを有する複数の電力変換システムを有する電力システムの配線構成を示す。
【図3】本開示に係る電力変換システムのブロック図である。
【図4】本開示に係る電力変換システムの例示的な電力回路を示す。
【図5】本開示に係る複数のサブシステムモジュールを有する電力変換システムの別の形態を示す。
【図6】本開示に係るサブシステムモジュールのブロック図である。
【図7】本開示に係るサブシステムモジュールの例示的な電力回路である。
【図8】本開示に係る電力変換システムのための例示的な制御ルーチンのフローチャートである。
【図9A】本開示に係る複数のサブシステムモジュールを有する電力変換システムのための例示的な制御ルーチンのフローチャートである。
【図9B】本開示に係る複数のサブシステムモジュールを有する電力変換システムのための例示的な制御ルーチンのフローチャートである。
【図10】本開示に係る複数のサブシステムモジュールを有する電力変換システムのための制御ルーチンの別の例のフローチャートである。
【0035】
本明細書で説明される図は、例示のみを目的としており、本開示の範囲をいかなるようにも限定することは意図されていない。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、応用、または用途を制限することは意図されていない。図面を通して、対応する参照番号は、同様のまたは対応する部分および特徴を示すことを理解すべきである。
【0037】
本開示は、車両の電気駆動システムに駆動電力出力を提供し、１つまたは複数の電力バスに補助電力出力を提供するためのモジュール式電力変換構造を有するための電力システムを提供する。一形態において、電力システムは、電力回路および電力コントローラを有する１つまたは複数の電力変換システム（ＰＣＳ）を含む。本明細書で説明されるように、電気駆動システムおよび電力バス（複数も可）に電力を供給するために複数のＰＣＳが直列および／または並列に結合されることにより、分散型ソフトウェア制御を有するモジュール式および／またはスケーラブルなハードウェア設計を提供することができる。
【0038】
図１を参照すると、他の構成要素の中でも特に、本開示の電力システム１００が車両１０２に提供される。他の構成要素の中でも特に、車両１０２は、エネルギ貯蔵システム１０４、電力システム１００、電気駆動システム１０６、および電力バス１０８を含む。例示のみを目的として、実線１０９は、電力線を示すために提供され、破線１１１は、通信リンクを示すために提供される。電力線１０９は、実際の物理的回路（たとえばワイヤ、ポート、回路）を示すことを意図されず、以下の説明で明らかであるように、同じ電力が供給されることを意味すると解釈されてはならない。通信リンク１１１に関して、エネルギ貯蔵システム、電気、電気駆動システム１００、および電気駆動システム１０６を含む車両１０２内のシステムは、たとえば無線通信および／または有線通信などの様々な適切な方法で通信可能に結合され得ることを容易に理解すべきである。
【0039】
エネルギ貯蔵システム１０４は、エネルギ貯蔵コントローラ１１０、複数のエネルギ貯蔵モジュール１１４を含むエネルギ貯蔵パック１１２を含む。エネルギ貯蔵コントローラ１１０は、たとえばエネルギ貯蔵パック１１２およびエネルギ貯蔵モジュール１１４の各々の充電状態およびエネルギ貯蔵パック１１２の温度などであるがこれらに限定されないエネルギ貯蔵パック１１２の動作特性を監視するように構成される。一形態において、エネルギ貯蔵パック１１２は、電力システム１００に電力を供給するために、エネルギ貯蔵モジュール１１４として複数のバッテリモジュール／セルを有するバッテリパックとして提供され得る。
【0040】
電気駆動システム１０６は、１つまたは複数の方向に車両を駆動するように構成され、他の構成要素の中でも特に、駆動システムコントローラ１１６および１つまたは複数の電子モータ１１８を含む。駆動システムコントローラ１１６は、電気モータ（複数も可）１１８の性能を監視し、たとえばモータ速度、トルク、および安全条件などであるがこれらに限定されない１つまたは複数の動作条件に基づいてモータ（複数も可）１１８に対する所望の電力出力を決定するために構成される。駆動システムコントローラ１１６は、各モータ１１８に１つのコントローラが提供され得るように、または１つのコントローラが複数または全てのモータ１１８を制御するように構成され得るように、様々な適切な方法で構成され得る。電気モータ（複数も可）１１８は、単相または多相電気モータであってよい。
【0041】
電力バス１０８は、一般に、たとえばヒートポンプ、電動ステアリング（ＥＰＳ）ポンプ、補助コンセント、および／またはファンなどであるがこれらに限定されない車両１０２内の他の電気デバイスに直流（ＤＣ）電力を供給するように構成される。いくつかの変形例において、車両は、同じおよび／または異なるＤＣ電力を供給するように構成された複数の電力バス１０８を含んでよい。たとえば、１つの電力バス１０８が１２ＶのＤＣを供給し、別の電力バスが２４ＶのＤＣを供給してよい。
【0042】
本開示の電力システム１００は、電気駆動システム１０６に駆動電力出力を提供し、電力バス１０８に補助電力出力を提供するように構成される。一形態において、電力システム１００は、電気駆動システム１０６および電力バス１０８に電力を供給するための複数の電力変換システム（ＰＣＳ）１２０－１、１２０－２、１２０－３を含む。ＰＣＳ１２０－１、１２０－２、１２０－３は、集合的にＰＣＳ１２０と称され、３つのＰＣＳ１２０が示されるが、電力システム１００は、１つまたは複数のＰＣＳ１２０を含んでよく、３つに限定されるべきではない。一形態において、ＰＣＳ１２０の数は、電気駆動システム１０６および／または電力バス（複数も可）１０８の設計および／または要求に基づいてよい。
【0043】
電気駆動システム１０６に関して、「Ｐ」個のＰＣＳ１２０は、同じモータ１１８に、または別の変形例において「Ｘ」個のモータ１１８に電力を供給するために並列に接続され、「Ｘ」は１以上の数である。たとえば、図２Ａ～２Ｃを参照すると、電力システム１００が利用され得る様々な応用を示すために異なる配線構成が提供される。図２Ａは、モータ１１８として多相モータを示し、ＰＣＳ１２０を有する電力システム１００は、位相Ａに提供される。ＰＣＳ１２０は、単独星構成で電気モータ１１８を動作させるために並列に接続される。図２Ｂは、電気モータ１１８を動作させるために並列に接続された複数のＰＣＳ１２０を各々が有する２つの電力システム１００Ａおよび１００Ｂを有する二星構成を示す。図２Ｃは、単独デルタ構成電気モータ１１８を動作させるために並列に接続されたＰＣＳ１２０を有する電力システム１００を示す。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃにおいて、Ｎはニュートラルであり、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、ＰＣＳ１２０間の循環電流を低減するために各ＰＣＳ１２０の出力とモータ１１８の端子との間に接続された任意選択的なインダクタであり、ｕａ、ｕｂ、ｕｃは電圧を示す。多相モータに関して、各相が本開示の電力システム１００を含んでよく、言い換えると、各相が１つまたは複数のＰＣＳ１２０を含んでよいことを容易に理解すべきである。ＰＣＳの数は、相ごとに異なり得る。
【0044】
一形態において、各ＰＣＳ１２０は、エネルギ貯蔵パック１１２の複数のエネルギ貯蔵モジュール１１４のうちのエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットに電気的に結合される。たとえば、図１を参照すると、ＰＣＳ１２０は、エネルギ貯蔵モジュールのセットとして、エネルギ貯蔵モジュール１１４の列に電気的に結合される。本明細書で提供されるように、本開示の電力システム１００は、エネルギ貯蔵モジュール１１４のための様々な電力レベル（たとえば電圧）で作動してよい。ここで、エネルギ貯蔵モジュールの「セット」という用語は、１つまたは複数のエネルギ貯蔵モジュール１１４を含んでよい。
【0045】
一形態において、図３を参照すると、各ＰＣＳ１２０は、電力コントローラ２００および電力回路２０２を含む。本明細書でさらに説明されるように、電力コントローラ２００は、所望の電力出力に基づいてＰＣＳ１２０によって供給される電力量を決定し、電気駆動システム１０６に駆動電力出力を供給するように電力回路２０２を制御するように構成される。電力コントローラ２００は、たとえばソフトウェアプログラムを実行するためのプロセッサ、電力電子スイッチを操作するためのスイッチドライバ、およびデータを受信および／または他のコントローラに送信するための通信ポートなどであるがこれらに限定されない、本明細書で説明されるような動作を行うための様々なハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素を含んでよい。
【0046】
電力回路２０２は、エネルギ貯蔵モジュール１１４のセットに電気的に結合され、電気モータ１１８に駆動電力出力を提供し、電力バス１０８に補助電力出力を提供するように構成される。特に、一形態において、電力回路２０２は、駆動電力出力を提供するように構成された直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）インバータ２０４と、補助電力出力を提供するように構成された直流－直流（ＤＣ－ＤＣ）コンバータ２０６とを含む。ＤＣ－ＡＣインバータ２０４およびＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、互いに電気的に絶縁される。具体的には、ＤＣ－ＡＣインバータ２０４およびＤＣ－ＤＣコンバータ２０６の少なくとも１つは、コンバータ端子間の貫通故障を防ぐための電気絶縁回路を含む。応用例において、電力回路２０２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０６における磁気絶縁、および／または、たとえばコンバータの一次側と二次側とを分離するための誘導絶縁または容量絶縁などであるがこれらに限定されない他の適切な電気絶縁回路を含んでよい。
【0047】
いくつかの応用において、複数の変換システムの電力回路のＤＣ－ＤＣコンバータは、電力バスにそれぞれの補助電力出力を提供するために電気的に結合され得る。たとえば、複数のＰＣＳ１２０のうちの少なくとも２つのＰＣＳ１２０の電力回路２０２のＤＣ－ＤＣコンバータは、それぞれの補助電力出力を電力バス１０８に提供するために直列または並列に電気的に結合される。したがって、２つの１２Ｖを生成するＤＣ－ＤＣコンバータを直列に電気的に結合することによって、電力バス１０８に４８Ｖが供給され得る。また、車両１０２が複数の電力バス１０８を含む場合、電力変換システムのＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、異なる電力バス１０８に割り当てられ得る。たとえば、２つのＰＣＳ１２０のＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、第１の電力バス１０８にそれぞれの補助電力出力を提供するために電気的に結合され、第３のＰＣＳ１２０のＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、第２の電力バス１０８にそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される。また別の例において、第１のＰＣＳ１２０のＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、第１の電力バス１０８にそれぞれの補助電力出力を提供するように構成され、第２のＰＣＳ１２０のＤＣ－ＤＣコンバータ２０６は、第２の電力バス１０８にそれぞれの補助電力出力を提供するように構成される。したがって、本開示の電力システム１００は、車両１０２の１つまたは複数の電力バス１０８に電力を供給するために様々な適切な方法で構成され得る。
【0048】
図４を参照すると、エネルギ貯蔵モジュール３０２のセットに接続された電力回路３００が提供され、それぞれ電力回路２０２およびエネルギ貯蔵モジュール１１４として用いられ得る。電力回路３００は、電気駆動システム１０６に駆動電力出力を供給するＤＣ－ＡＣインバータ３０４と、電力バス１０８に補助電力出力を供給するＤＣ－ＤＣコンバータ３０６とを備えるコンバータのストリングを有するものとして説明され得る。ＤＣ－ＡＣインバータ３０４およびＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、ＤＣ－ＡＣインバータ２０４およびＤＣ－ＤＣコンバータ２０６として用いられてよい。駆動電力出力は矢印３０８として示され、補助電力出力は矢印３１０として示される。
【0049】
一形態において、ＤＣ－ＡＣインバータ３０４は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、トランジスタまたはゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）であってよい電力電子スイッチで構成されたパワーエレクトロニクスを有する３レベルインバータとして提供される。パワーエレクトロニクススイッチは、所望の駆動電力出力を生成するために電力コントローラ２００によって操作可能である。一形態において、ＤＣ－ＡＣインバータ３０４は双方向インバータとして提供され、電気モータ１１８に電力を供給するために出力端子は互いに直列および並列構成で接続される。ＤＣ－ＡＣインバータ３０４は、追加のおよび／または他の構成要素を含んでもよく、図４に示され提供される回路構成に限定されるべきではないことを容易に理解すべきである。たとえば、ＤＣ－ＡＣインバータ３０４は、フィルタおよび／またはＤＣ－ＤＣコンバータ３０６からインバータ３０４を絶縁するための構成要素を含んでよい。
【0050】
ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、たとえばフライバックコンバータ、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、および／またはインダクタおよびキャパシタなどであるがこれらに限定されないエレクトロニクスを有する絶縁コンバータとして提供される。図４において、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、１２Ｖまたは４８Ｖレベルで調整されたＤＣ出力を提供する。ただし、上述したように、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、個々に、または他のＤＣ－ＤＣコンバータ３０６と関連して、１つまたは複数の電力バス１０８に補助電力出力（複数も可）を提供するために様々な適切な方法で構成されてよく、図に示す構成に限定されるべきではない。一形態において、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、双方向コンバータである。ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、追加のおよび／または他の構成要素を含んでよく、図４に示され提供される回路構成に限定されるべきではないことを容易に理解すべきである。たとえば、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、フィルタを含んでよく、および／またはＤＣ－ＡＣインバータ３０４からコンバータ３０６を絶縁するための構成要素を含まなくてよい。
【0051】
一形態において、電力バス１０８への電力に寄与するエネルギ貯蔵モジュール１１４の数は、全ての電力バス１０８の総電力消費量と比較した場合のその電力バス１０８の総電力消費量に正比例してよい。したがって、複数のエネルギ貯蔵モジュールのうちのエネルギ貯蔵モジュール１１４は、電力バス１０８の１つまたは複数に電力を寄与してよく、または寄与しなくてよい。
【0052】
図３の各ＰＣＳ１２０は、電気駆動システム１０６への駆動電力出力を生成するための３レベルＤＣ－ＡＣインバータを含む。図５および図６を参照すると、別の形態において、本開示の電力システム１００は、同相に並列に接続され、各々がマルチレベルモジュール式コンバータ構成を有する複数のＰＣＳ４００－１、４００－２、および４００－３（集合的に「ＰＣＳ４００」）を含んでよい。特に、各ＰＣＳ４００は、複数のサブシステムモジュール（ＳＭ）４０２を含み、各ＳＭ４０２は、電力コントローラ４０４および電力回路４０６を含む。言い換えると、各ＳＭ４０２がＰＣＳ１２０とみなされてよく、複数のＰＣＳ１２０が直列に接続されて変換システム１２０のストリングを形成する。複数のＰＣＳ４００が示されるが、ＰＣＳ４００の数は１つまたは複数であってよく、ＰＣＳ４００ごとのＳＭ４０２の数は２つ以上であってよい。また、複数のＰＣＳ４００が存在する場合、ＳＭ４０２の数は、ＰＣＳ４００間で同じであっても異なってもよい。一形態において、ＰＣＳ４００の数および選択されたＰＣＳ４００に関するＳＭ４０２の数は、電気駆動システム１０６および／または電力バス（複数も可）１０８の設計および／または要求に基づいてよい。
【0053】
電力回路２０２と同様に、ＳＭ４０２の電力回路４０６は、ＤＣ－ＡＣインバータ４０８およびＤＣ－ＤＣコンバータ４１０を含む。ＳＭ４０２の電力回路４０６は、比例駆動電力出力および比例補助電力出力を提供するように構成される。複数のＳＭ４０２の電力回路からの比例駆動電力出力は、それぞれのＰＣＳ４００からの駆動電力出力として提供され、複数のＳＭ４０２の電力回路４０６からの比例補助電力出力は、それぞれのＰＣＳ４００からの補助電力出力として提供される。
【0054】
ＰＣＳ１２０と同様に、各ＰＣＳ４００は、エネルギ貯蔵パック１１２の複数のエネルギ貯蔵モジュール１１４のうちのエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットに電気的に結合される。各ＳＭ４０２は、エネルギ貯蔵モジュールのセットのうちのエネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットに電気的に結合される。特に、図７を参照すると、ＳＭ４０２のための電力回路４０６は、電気回路３００を用いて実装され得るが、一般に参照番号４２０で識別されるエネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットに電気的に結合される。すなわち、ＤＣ－ＡＣインバータ４０８は、ＤＣ－ＡＣインバータ３０４とともに実装されてよく、ＰＣＳ４００のＤＣ－ＡＣインバータ４０８、３０４は、直列および／または並列に互いに電気的に結合される。ＤＣ－ＤＣコンバータ４１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６とともに実装されてよく、ＰＣＳ４００のＤＣ－ＤＣコンバータ４１０は、直列および／または並列に互いに電気的に結合される。ＰＣＳ４００の構成に関して、ＤＣ－ＤＣコンバータ３０６は、矢印４２２で識別される比例補助電力出力を出力し、ＤＣ－ＡＣインバータは、矢印４２４で識別される比例駆動電力出力を出力する。エネルギ貯蔵モジュールのサブセットは、１つまたは複数のエネルギ貯蔵モジュール／セルを含んでよい。
【0055】
ＰＣＳ１２０と同様に、ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ４００からの補助電力出力が単一の電力バス１０８に提供されるか、あるいは１つまたは複数の電力バス１０８にそれぞれの補助電力出力を提供するために１つまたは複数の他のＰＣＳ４００の端子に電気的に結合される（たとえば端子が並列および／または直列に接続される）ように配線され得る。
【0056】
ＰＣＳ４００は、電気駆動システム１０６への（たとえば１つまたは複数の電気モータへの）駆動電力出力と、１つまたは複数の電力バス１０８への補助電力出力との両方を調整するために、スケーラブルかつモジュール式のマルチレベル電力システム構成を提供する。すなわち、ＰＣＳ４００は、分散型ＤＣ－ＤＣコンバータ４１０およびＤＣ－ＡＣインバータ４０８を用いて複数のＤＣおよびＡＣ電力出力を生成するように設計される。
【0057】
本明細書で説明される変形例において、電力システム１００は、１レベルまたは２レベルの制御を含んでよい。たとえば、第１のレベルは電力変換制御であってよく、任意選択的な第２のレベルはサブモジュール制御であってよい。電力変換制御は、複数のコントローラを含んでよく、各コントローラが所与のＰＣＳ１２０、４００を制御する。たとえば、ＰＣＳ１２０に関して、電力コントローラ２００は、電力システム１００のための電力変換制御を形成してよい。任意選択的なサブモジュール制御は、ＰＣＳ４００のサブシステムモジュール構成とともに用いられ、モジュールコントローラの数は、ＳＭ４０２の数に等しくてよい。たとえば、電力コントローラ４０４は、第２のレベルのサブモジュール制御を形成してよい。ＰＣＳ４００を有する電力システム１００に関して、第１のレベルの制御は、各ＰＣＳ４００のためのコントローラとして提供され得る。たとえば、図６は、ＳＭ４０２に通信可能に結合されたＰＣＳコントローラ４３０を示す。一形態において、各ＰＣＳ４００は、ＰＣＳ４００のＳＭ４０２の各電力コントローラ４０４と通信するための専用ＰＣＳコントローラ４３０を含むことにより、２レベル制御を形成する。別の形態において、複数のＳＭ４０２の電力コントローラ４０４の動作は、ＰＣＳコントローラ４３０に実装されるので、ＳＭ４０２のための専用電力コントローラ４０４は除外され、ＰＣＳ４００の単一レベル制御が提供される。
【0058】
例示的な実装において、電気駆動システム１０６の駆動システムコントローラ１１６は、モータ１１８の１つまたは複数の動作条件を取得するように構成され、電力システム１００に提供される電気駆動システム１０６の所望の電力出力を決定する。たとえば、駆動システムコントローラ１１６は、所望のモータ速度を受信し、所望の速度に基づいて、たとえば比例積分（ＰＩ）制御および／または予測モデル制御などであるがこれらに限定されない閉ループ制御に提供される速度誤差を決定する。閉ループ制御に基づいて、駆動システムコントローラ１１６は、所望のトルクを決定するように構成され、他の制御モデルを用いて、電気モータに流れる参照電流および／または電気モータに印加される参照電圧を決定する。参照電圧は、逆起電力（Ｑ成分）と同じ周波数および位相を有する参照ＡＣ信号の大きさ、および参照ＡＣ電圧を生成するためにＱ成分から９０度の位相シフトを有する別のＡＣ電圧（Ｄ成分）の大きさを示すＤＱ回転参照フレームにおいて表され得る。Ｑ成分およびＤ成分は、所望の電力出力として、単相および多相システムのために用いられ得る。Ｑ成分およびＤ成分は、３相の回転ベクトルの結果であってよく、Ｄベクトルは、Ｑベクトルを生成する成分から９０度位相シフトした３相から生成され得る軸である。Ｑ成分およびＤ成分の値は、所望の電力出力として電力システム１００に提供され得る。また参照電流および／または参照電圧も所望の電力出力の例である。
【0059】
上述した、駆動システムコントローラ１１６が動作条件に基づいてどのように所望の電力出力を決定するかの例は、１つの条件（たとえばモータ速度）を用いる一例にすぎない。駆動システムコントローラ１１６は、通常、複数の変数および動作条件に基づいて所望の電力出力を決定するために複雑な制御スキームを用いることを容易に理解すべきである。本開示の電力システム１００は、電気モータ１１８に必要な電力を供給するために、そのような駆動システムコントローラ１１６とともに用いられ得る。
【0060】
ＰＣＳ１２０に関して、各ＰＣＳ１２０は、電気モータ１１８のための所望の電力出力を受信し、ＰＣＳ１２０の電力コントローラ２００は、所望の電力出力およびエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットの充電状態（ＳＯＣまたはＳｏＣ）に基づいてＰＣＳ１２０によって提供される電力設定値を決定するように構成される。たとえば、電力コントローラ２００は、所望の電力出力としてＱおよびＤ電圧の値を受信してよく、電力コントローラ２００は、電力回路２０２に電気的に結合されたエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットのＳＯＣを推定または計算する。一形態において、電力コントローラ２０２は、式（１）を用いて決定される出力電圧（
【0061】
【数1】
）としてｉ番目のＰＣＳ１２０の電力設定値を決定する。
【0062】
【数2】
式（１）において、Ｖｑは、所望の電力出力のＱ成分であり、Ｖｄは、所望の電力出力のＤ成分であり、
【0063】
【数3】
は、以前の制御サイクルで測定された逆起電力と同位相のＤＣ－ＡＣインバータ電流の成分であり、
【0064】
【数4】
は、以前の制御サイクルで測定された逆起電力から９０度位相シフトしたＤＣ－ＡＣインバータ電流の成分であり、ＳｏＣｉは、ｉ番目のＰＣＳに関連するエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットの等価ＳＯＣレベルであり、ｃｏｓΦＳは、逆起電力の余弦位相であり、ｓｉｎΦＳは、逆起電力の正弦位相であり、ＫＳは、全てのＰＣＳ１２０にわたって用いられるグローバル定数であり、ＫＢＳは、全てのＰＣＳ１２０にわたって用いられるグローバル安定化定数である。定常状態において、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０から電気モータ１１８に流れる電流が同じ大きさおよび位相を維持するように、同じ値
【0065】
【数5】
および
【0066】
【数6】
を適用する。したがって、ｘ番目のＰＣＳ１２０とｙ番目のＰＣＳ１２０とは、以下の（２）に記載される関係を適用する。同じ関係が
【0067】
【数7】
および
【0068】
【数8】
にも適用され、これは、各ＰＣＳが自身のＳＯＣに比例する電力量を供給し、ＰＣＳ１２０のエネルギ貯蔵モジュール間でのＳＯＣ均等化がもたらされることを示す。
【0069】
【数9】
同様の制御方式が、少なくとも１つのＰＣＳ４００を有する電力システム１００にも提供され得る。特に、各ＳＭ４０２は、エネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットに接続され、電力コントローラ４０４によって制御されるか、あるいは電力コントローラ４０４がない場合、ＳＭ４０２を有するＰＣＳコントローラ４３０によって制御される。ＳＭ４０２が電力コントローラ４０４を含む第１の応用において、電力コントローラ４０４は、ＰＣＳ４００の電力設定値を取得するように構成される。電力設定値は、ＰＣＳコントローラ４３０によって提供され得る。
【0070】
例示的な応用において、電力設定値は、ＰＣＳ４００によって提供される参照電流として提供される。ＳＭモジュール４０２、特に電力コントローラ４０４は、式（３）を用いて電流出力（
【0071】
【数10】
）として比例駆動電流を決定するように構成され、ここで「ｊ」は、複数のＳＭモジュールの中からＳＭモジュール４０２（すなわち、ｉ番目のＰＣＳ４００の合計Ｊ個のＳＭモジュールのうちのｊ番目のＳＭモジュール）を識別する。式（３）において、
【0072】
【数11】
は、ＰＣＳ４００によって指定されるＱ成分であり、
【0073】
【数12】
は、ＰＣＳ４００によって指定されるＤ成分であり、
【0074】
【数13】
は、以前の制御サイクルで測定されたＰＣＳ４００の電流と同位相のモジュール式コンバータ電圧の成分であり、
【0075】
【数14】
は、以前の制御サイクルで測定されたＰＣＳ４００の電流から９０度位相シフトしたモジュール式コンバータ電圧の成分であり、ＳｏＣｊは、ｊ番目のＳＭ４０２に関連するエネルギ貯蔵モジュールのサブセットの等価ＳＯＣレベルであり、ｃｏｓΦＭは、電流の余弦位相であり、ｓｉｎΦＭは、電流の正弦位相であり、ｋＭは、ｉ番目のＰＣＳ内の全てのＳＭ４０２にわたって用いられるグローバル定数であり、ＫＢＭは、ｉ番目のＰＣＳ内の全てのＳＭ４０２にわたって用いられるグローバル安定化定数である。
【0076】
【数15】
定常状態において、全てのＳＭ４０２は、以下の（４）に記載されるのと同じ値を適用する。
【0077】
【数16】
したがって、ｘ番目のＳＭ４０２とｙ番目のＳＭ４０２とは、（５）の関係を適用し、（６）の関係がもたらされる。同じ関係が
【0078】
【数17】
および
【0079】
【数18】
にも適用され、各ＳＭ４０２が自身のＳＯＣレベルに比例する電力量を供給し、負荷電力を用いてエネルギ貯蔵モジュール１１４間でのＳＯＣ均等化がもたらされることを示す。
【0080】
【数19】
【0081】
【数20】
第２のアプローチにおいて、所望の電力出力は、参照電圧（Ｖｒｅｆ）として提供され、ＰＣＳ４００に送信される。ＰＣＳコントローラ４３０は、上記の（１）を用いて、参照電圧出力（
【0082】
【数21】
）としてＰＣＳ４００の電力設定値を決定するように構成され、ここで「ｋ」は、複数のＰＣＳ４００の中のＰＣＳ４００（たとえばＰＣＳの総数のうちのｋ番目のＰＣＳ）を表す。
【0083】
ｋ番目のＰＣＳコントローラ４３０は、それに接続されたＳＭ４０２の等価ＳｏＣ（ＳｏＣｋ）の推定値およびＰＣＳ内のＳＭ４０２の数（Ｎｋ）を用いて、以下の（７）によって求められる電圧
【0084】
【数22】
を決定する。
【0085】
【数23】
ｋ番目のＰＣＳコントローラ４３０は、ＰＣＳ４００によって提供される電力設定値としてＳＭに
【0086】
【数24】
を提供する。ｍ番目のＳＭ４０２（ｍ＝１、２、・・・、Ｎｋ）は、電圧
【0087】
【数25】
を受信し、以下の（８）によって定義される電圧
【0088】
【数26】
として比例駆動電力出力を決定し、ここで
【0089】
【数27】
は、ｍ番目のＳＭ４０２のエネルギ貯蔵モジュールのサブセットのＳＯＣである。
【0090】
【数28】
したがって、ｋ番目のＰＣＳの端子における電圧
【0091】
【数29】
は（９）によって提供され、さらに
【0092】
【数30】
であるため、（１０）によって表される。
【0093】
【数31】
【0094】
【数32】
ＰＣＳコントローラは、関係
【0095】
【数33】
を用いることによってＳｏＣｋの推定値として
【0096】
【数34】
を用いる。ＳＯＣは非常に緩慢に変化するため、毎サイクルで用いられるＳｏＣｋの推定値は、後続のサイクルでＳＭ４０２によって測定される
【0097】
【数35】
として提供される。したがって、ＰＣＳ４００の電力出力は、（１１）として提供される。
【0098】
【数36】
ｋ番目のＰＣＳのｍ番目とｎ番目との電力比は（１２）によって求められ、ここでｉｋは、ＰＣＳ４００を通過する電流であり、対応するＳｏＣの必要な割合に従う。
【0099】
【数37】
【0100】
【数38】
と合計ＰＣＳ電力Ｐｋとの比は、（１３）によって求められる。
【0101】
【数39】
同様に、ｂ番目のＰＣＳ４００のａ番目のＳＭ４０２に関して、
【0102】
【数40】
である。したがって、（２）に基づく関係（１４）、および（１５）が提供され得る。
【0103】
【数41】
【0104】
【数42】
異なるＰＣＳ４００内のＳＭ４０２によって供給される電力間の比は、それらのＳｏＣの比に比例する。ＰＣＳ４００が同じ数のＳＭ４０２を有する場合、
【0105】
【数43】
であり、電力比は、対応するＳｏＣ間の比に従う。そうでない場合、ＰＣＳ４００の仮想抵抗の値Ｋｓは、ＰＣＳ４００ごとに異なる数のＳＭ４０２に対応するように調整され得る。
【0106】
ＰＣＳコントローラは、定常状態においてＶｏｕｔがＶｒｅｆと一致するまで
【0107】
【数44】
を調整するように構成される。全てのＳＭ４０２を同じ電流（ｉｋ）が通過するので、ｋ番目のＰＣＳ４００のｘ番目のＳＭ４０２とｙ番目のＳＭ４０２との間の電力共有は、以下の関係（１６）によって互いに関連付けられる。
【0108】
【数45】
ＰＣＳ４００を有する電力システム１００のための上記制御方式に基づいて、駆動システムコントローラ１１６は、所望の電力出力（たとえば参照電圧または参照電流）をＰＣＳ４３０に提供し、ＰＣＳコントローラ４３０は、ＰＣＳ４００に結合されたエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットのＳＯＣに基づいてＰＣＳ４００の電力設定値を決定し、ＳＭ４０２の電力コントローラ４０４に電力設定値を提供する。選択されたＳＭ４０２の電力コントローラ４０４は、ＳＭ４０２の電力回路４０６によって電気駆動システム１０６に提供される比例駆動電力出力を決定し、その後、電力回路４０６の電子電力スイッチを操作して（すなわち、ＰＷＭ信号を介してＤＣ－ＡＣインバータのスイッチを操作して）比例駆動電力出力を提供する。電力コントローラ４０４が提供されない場合、ＰＣＳコントローラ４３０は、各ＳＭ４０２のための比例駆動電力出力を決定し、ＳＭ４０２の電力回路４０６の電子電力スイッチを制御して比例駆動電力出力を提供するように構成される。
【0109】
図８を参照すると、ＰＣＳ１２０のための、特に電気駆動システム１０６に電力を供給するための例示的な制御ルーチン５００が提供される。５０２において、ＰＣＳ１２０は、電気駆動システム（ＥＤＳ）１０６のための所望の電力出力を取得する。上述したように、所望の電力出力は、たとえば参照電圧、参照電流などであるがこれらに限定されない様々な形態で提供されてよく、電気駆動システム１０６の１つまたは複数の動作条件に基づいて決定される。５０４において、既知の方法を用いて、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０が接続されたエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットのＳＯＣまたは等価ＳＯＣを決定する。５０６において、ＰＣＳ１２０は、ＳＯＣに基づいて仮想抵抗（Ｒｖｉｒ）の必要な値を決定するように構成される。たとえば、Ｒｖｉｒ＝Ｋ／ＳＯＣであり、ここでＫは、各ＰＣＳ１２０によって用いられるグローバル定数である。５０８において、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０によって提供される電流の値を取得するように構成される。たとえば、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０によって供給される電流（ｉｉｎｖ）を測定するための電流センサを含んでよい。５１０において、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０によって適用される電力設定値を決定するように構成され、その後、電気駆動システム１０６に電力を印加する。たとえば、電力設定値ｖｉｎｖが提供されてよく、ｖｉｎｖ＝Ｖｒｅｆ－（ｉｉｎｖ×Ｒｖｉｒ）として決定され、ここでＶｒｅｆは所望の電力出力である。ＰＣＳ１２０は、たとえば車両に対する電力がオフにされるまで制御ルーチン５００を継続してよい。
【0110】
図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、ＰＣＳ４００を有する電力システム１００のための例示的な制御ルーチン６００および６５０が提供され、制御ルーチン６００は、ＰＣＳコントローラ４３０によって実行され、ルーチン６５０は、電力コントローラ４０４を介してＰＣＳ４００の各ＳＭ４０２によって実行される。ルーチン６００に関して、ＰＣＳコントローラ４３０は、６０２において、それぞれのＰＣＳ４００の等価ＳＯＣを初期化し、ここでＳＯＣ＝１である。ステップ６０４、６０６、および６０８は、図５のステップ５０２、５０６、および５０８と同様である。具体的には、６０４において、ＰＣＳ１２０は、電気駆動システム（ＥＤＳ）１０６のための所望の電力出力を取得し、６０６において、ＰＣＳ１２０は、ＳＯＣに基づいて仮想抵抗（Ｒｖｉｒ）の必要な値を決定するように構成され、６０８において、ＰＣＳ１２０は、ＰＣＳ１２０によって提供される電流の値を取得するように構成される。６１０において、ＰＣＳコントローラ４３０は、少なくとも所望の電力出力およびＳＯＣに基づいて、ＰＣＳ４００によって適用される電力設定値を決定するように構成される。たとえば、ＰＣＳコントローラ４３０は、インバータの電圧をｖｉｎｖ＝Ｖｒｅｆ－（ｉｉｎｖ×Ｒｖｉｒ）として決定し、その後、モジュールの数に基づいて電圧をｖｃ＝Ｖｉｎｖ／（Ｎ＊ＳＯＣ）として決定し、ここでＮは、ＰＣＳ４００に提供されたＳＭ４０２の数である。６１２において、ＰＣＳコントローラ４３０は、ＰＣＳ４００の各ＳＭ４０２に電力設定値として「ｖｃ」を提供する。６１４において、ＰＣＳ２３０は、ＰＣＳ４００に結合されたエネルギ貯蔵モジュール１１４のセットのＳＯＣを推定する。たとえば、ＰＣＳ２３０は、現在の電力サイクルで印加される電圧を「ｖＡ」として測定し、あるいは、ＳＯＣ＝ｖＡ／（ｖＣ
＊Ｎ）としてＳＯＣを推定する。推定されたＳＯＣは、後続の電力設定値を決定するために用いられる。
【0111】
図９Ｂを参照すると、ＰＣＳ４００の電力設定値を用いて、ＰＣＳ４００の各ＳＭ４０２は、ルーチン６５０を行って、ＳＭ４０２によって電気駆動システム１０６に提供される比例駆動電力出力を決定するように構成される。６５２において、ＳＭ４０２は、ＳＯＣを初期化するか、あるいはＳＭ４０２に結合されたエネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットのＳＯＣを決定するように構成される。６５４において、ＳＭ４０２は、電力設定値およびエネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットのＳＯＣに基づいて、比例駆動電力出力を決定するように構成される。たとえば、比例駆動電力出力は、電圧「ｖｏｐ」として提供されてよく、ｖｏｐ＝ｖＣ
＊ＳＯＣである。６５６において、比例駆動電力出力が電気駆動モータ１１８に提供され、電気駆動モータに供給された電流が測定される（供給電流は「ｉ」である）。６５８において、ＳＭ４０２は、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットのＳＯＣを推定するように構成される。たとえば、ＳＯＣは、以下の（１７）によって推定することができ、ここで「ｉ」は供給電流であり、Ｃは、エネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットのピーク充電容量である。推定されたＳＯＣは、後続の電力決定のために比例駆動電力出力を決定するために用いられる。
【0112】
【数46】
図９Ａおよび図９Ｂのルーチンは、ＰＣＳ４００が存在し、ＰＣＳコントローラ４３０が少なくとも各ＳＭ４０２との単一方向通信を有する電力システムのために用いられ得る。ＰＣＳ４００は、たとえば車両に対する電力がオフになるまで、制御ルーチン６００および６５０を継続してよい。ＳＭ４０２に電力コントローラがない場合、ＰＣＳコントローラ４３０は、制御ルーチン６５０に関して説明したものと同様に各ＳＭ４０２の比例駆動電力出力を決定するように構成され得る。
【0113】
別の変形例において、各ＳＭ４０２がＰＣＳコントローラ４３０にデータを送信することが可能である（すなわち、ＰＣＳコントローラ４３０とＳＭ４０２との間に双方向通信が存在する）場合、ＰＣＳコントローラ４３０は、各ＳＭ４０２のエネルギ貯蔵モジュールのサブセットのＳＯＣを示すデータを取得してよく、その後、ＳＯＣに基づいてＳＭ４０２を選択的に動作させてよい。たとえば、図１０は、ＰＣＳ４００のＳＭ４０２からＳＯＣを示すデータを受信することが可能なＰＣＳコントローラ４３０によって実行される制御ルーチン７００を示す。制御ルーチン７００の一部は、制御ルーチン６００の一部と同様であるため、ルーチン６００のステップと同じであるルーチン７００に記載されたステップは詳しく説明されない。７０２において、ＰＣＳコントローラ４３０は、ＳＭ４０２から、ＳＭ４０２の各々に結合されたエネルギ貯蔵モジュールのサブセットのＳＯＣを取得し、７０４において、ＳＭ４０２の所望の動作順序を決定するように構成される。特に、ＰＣＳコントローラ４３０は、各ＳＭ４０２に関連するＳＯＣに基づいてＳＭ４０２のリストを分類する。７０６において、ルーチン５００と同様に、ＰＣＳコントローラ４３０は、ＰＣＳ４００の電力設定値をｖｉｎｖ＝Ｖｒｅｆ－（ｉｉｎｖ×Ｒｖｉｒ）として決定する。
【0114】
ＳＭ４０２のＳＯＣに関連する情報を用いて、ＰＣＳコントローラ４３０は、電気駆動システムに電力を供給するためのＳＭ４０２を選択するように構成される。具体的には、７０８において、ＰＣＳコントローラ４３０は、所望の動作順序および電力設定値に基づいて、ＰＣＳ４００の複数のＳＭ４０２の中から１つまたは複数のＳＭ４０２を電力出力モジュールとして選択する。たとえば、ＰＣＳコントローラ４３０は、電力設定値を得るために何個のＳＭ４０２が完全オン（ＦＯＮ）になるかをＦＯＮ＝ｆｉｘ（ｖｉｎｖ／Ｂ）として決定し、ここでＢは、ＳＭ４０２の最大電力である。ＰＣＳコントローラ４３０はさらに、電力設定値に到達するために必要な残存電力を決定する。たとえば、残存電力としての残存電圧（Ｖ＿ｒｅｍ）は、Ｖ＿ｒｅｍ＝ｒｅｍ（ｖｉｎｖ／Ｂ）として提供される。７１０において、ＰＣＳ２３０は、電力設定値を電力出力モジュールに送信する。受信すると、電力出力モジュールとして選択されたＳＭ４０２は、ルーチン９Ｂに記載されたものと同様に動作するように構成されるが、主な相違点は、ＳＭが推定ＳＯＣをＰＣＳ２３０に送信することである。
【0115】
ＳＭ４０２がＰＣＳ４００との双方向通信を有するいくつかの変形例において、ＰＣＳコントローラ４３０はさらに、切換え周波数を改善するために１つまたは複数の電力出力モジュール４０２が一度にオンオフを切り換えるように電力出力モジュールを選択的に動作させるように構成される。特に、ＰＣＳコントローラ４３０は、たとえば電気駆動システムの負荷需要およびエネルギ貯蔵モジュールのサブセットの状態に基づいて、各電力出力モジュールにステータスを割り当てるように構成される。すなわち、選択された期間にわたり、ステータスは、電力出力モジュールが能動的にオンであるか、または能動的にオンオフを切り換えるかを示す。エネルギ貯蔵モジュールのサブセットの状態は、エネルギ貯蔵モジュールの健康状態、エネルギ貯蔵モジュールのサブセットのＳＯＣ、および／または、たとえば温度などのエネルギ貯蔵モジュール１１４のサブセットの性能特性を含む。したがって、選択された期間にわたり、電力出力モジュールの第１のセットには、能動的にオンであるステータスが提供され、電力出力モジュールの第１のセットとは異なる電力出力モジュールの第２のセットには、能動的にオンオフを切り換えるステータスが提供される。言い換えると、電力出力モジュールの第１のセットが能動的にオンである間、電力出力モジュールの第２のセットは能動的にオンオフを切り換え、選択された期間中の駆動電力出力を提供する。
【0116】
一形態において、ＰＣＳ１２０およびＰＣＳ４００は、電力システム（複数も可）１００を形成するために互いに組み合わせて用いられ得る。たとえば、車両１０２は、第１のモータのためのＰＣＳ１２０を有する電力システムと、第２のモータのためのＰＣＳ４００を有する別の電力システムとを含んでよい。ＰＣＳ１２０および４００の両方が、同じモータに電力を供給するために用いられてもよい。
【0117】
【0118】
本開示の電力システムは、分散型ソフトウェア制御を有するモジュール式および／またはスケーラブルなハードウェア設計を提供し得る。いくつかの応用において、電力システムは、フィルタリングを必要としないため、システムのサイズおよび複雑性が低減され得る。本明細書で説明される制御方法は、電力変換システムの能動的および／または選択的な管理を可能にすることにより、エネルギ貯蔵モジュールの容量および／または車両の走行範囲を増加させることができる。これらの利点および他の利点は、本開示の電力システムによって提供され得る。
【0119】
本開示において、「取得する」という用語は、少なくとも、別のデバイスから受信すること、受信したデータに基づいて計算すること、および／またはソフトウェアアプリケーションに基づいて決定することを含んでよい。
【0120】
本明細書において特に明示されない限り、機械／熱特性、組成割合、寸法および／または公差、または他の特性を示す数値は全て、本開示の範囲を説明する上で「約」または「おおよそ」という言葉で修飾されるものとして理解される。この修飾は、工業的慣行、材料、製造、および組立て公差、および試験性能を含む様々な理由から所望される。
【0121】
本明細書で用いられる場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理和を用いた論理的（ＡまたはＢまたはＣ）を意味するものと解釈すべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」を意味するものと解釈すべきではない。
【0122】
本出願において、「コントローラ」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル、アナログ、またはアナログ／デジタル混合ディスクリート回路、デジタル、アナログ、またはアナログ／デジタル混合集積回路、組合せ可能な論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ回路（共有、専用、またはグループ）、プロセッサ回路によって実行されるコードを格納するメモリ回路（共有、専用、またはグループ）、説明された機能を提供する他の適切なハードウェア構成要素（たとえば熱流束データモジュールの一部としてのオペアンプ回路積分器）、またはたとえばシステムオンチップなどにおける上記のいくつかまたは全ての組み合わせを指し、それらの一部であり、またはそれらを含んでよい。
【0123】
メモリという用語は、コンピュータ可読媒体という用語のサブセットである。コンピュータ可読媒体という用語は、本明細書で用いられる場合、媒体を通って（たとえば搬送波上で）伝搬する一時的な電気または電磁信号を含まないため、コンピュータ可読媒体という用語は、有形かつ非一時的であるとみなされ得る。非一時的有形コンピュータ可読媒体の非限定的な例は、不揮発性メモリ回路（たとえばフラッシュメモリ回路、消去可能プログラマブル読取専用メモリ回路、またはマスク読取専用回路など）、揮発性メモリ回路（たとえばスタティックランダムアクセスメモリ回路またはダイナミックランダムアクセスメモリ回路など）、磁気記憶媒体（たとえばアナログまたはデジタル磁気テープまたはハードディスクドライブなど）、および光記憶媒体（たとえばＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスクなど）である。
【0124】
本出願において説明された装置および方法は、コンピュータプログラムに具体化された１つまたは複数の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって生成された専用コンピュータによって部分的または完全に実施され得る。上述した機能ブロック、フローチャート構成要素、および他の要素は、専門技術者またはプログラマのルーチンワークによってコンピュータプログラムに書き換えることが可能なソフトウェア仕様書としての機能を果たす。
【0125】
本開示の説明は、本質的に単なる典型例であるため、本開示の本質から逸脱しない変形例は、本開示の範囲内であることが意図される。そのような変形例は、本開示の主旨および範囲からの逸脱としてみなされない。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【国際調査報告】