JP2013143788A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置50は、第1電路と、第2電路と、リレーとを含む。第1電路は、端子75と蓄電装置10との間を電気的に絶縁して電力を伝送する。第2電路は、端子75と蓄電装置10との間を電気的に接続して電力を伝送する。リレーは、電気負荷28が動作する場合に第1電路を選択し、電気負荷28の動作が停止する場合に第2電路を選択する。
【選択図】図1
Description
図1は、この発明の実施の形態1による車両の全体構成図である。図1を参照して、車両100は、蓄電装置10と、システムメインリレーSMR1,SMR2と、駆動装置であるPCU(Power Control Unit)20と、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジン40と、動力分割装置42と、駆動輪44と、制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)とも称する)30と、電気負荷28と、電力変換装置50と、端子75と、リレーRY1,RY2とを含む。
非絶縁型充電モードでは、第1電力変換部52は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線153pおよび負極線153gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線155pおよび負極線155gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54および第3電力変換部56は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10およびスイッチング素子Q12〜Q15がオフに固定される。
絶縁型放電モードでは、第3電力変換部56は、スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフ制御によって、蓄電装置10の直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランス55の二次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56の間は、電気的に切り離される。第2電力変換部54は、絶縁トランス55の一次側の交流電圧を直流電圧に変換する。第1電力変換部52は、スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフは、電気機器70へ入力される交流電流または交流電圧が制御指令値に従うように制御される。
非絶縁型放電モードでは、リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線155pおよび負極線155gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線153pおよび負極線153gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54および第3電力変換部56は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10およびスイッチング素子Q12〜Q15がオフに固定される。第1電力変換部52は、スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。
図5は、この発明の実施の形態2による車両における電力変換装置50Aの構成例を示す回路図である。
スイッチング素子Q5は、ノードN1および負極線153gの間に接続される。スイッチング素子Q5に対しては、逆並列ダイオードD5が設けられる。スイッチング素子Q6は、ノードN1および正極線153pの間に接続される。スイッチング素子Q6に対しては、逆並列ダイオードD6が設けられる。
非絶縁型充電モードでは、PFC回路58は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線153pおよび負極線153gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線155pおよび負極線155gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10がオフに固定される。第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q11を上アームとし、スイッチング素子Q12〜Q15を下アームとする非絶縁型チョッパ回路として動作する。たとえば、スイッチング素子Q11およびスイッチング素子Q12〜Q15を所定のスイッチング周期に従って相補にオンオフするとともに、これらのオンオフ比(デューティ比)を制御することによって蓄電装置10へ入力される直流電流または直流電圧が制御指令値に従うように制御される。
絶縁型放電モードでは、第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフ制御によって、蓄電装置10の直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランス55の二次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56の間は、電気的に切り離される。第2電力変換部54は、絶縁トランス55の一次側の交流電圧を直流電圧に変換する。PFC回路58は、スイッチング素子Q1〜Q4,Q6のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。すなわち、PFC回路58は、スイッチング素子Q5をオフとし、スイッチング素子Q6をスイッチングする。このとき、スイッチング素子Q6のスイッチングのデューティ比を制御することで、正弦波を全波整流した電圧波形を生成できる。そして、上記全波整流した電圧が0Vになる度に、スイッチング素子Q1,Q4のオンオフとスイッチング素子Q2,Q3のオンオフとを交互に切替える。ここで、スイッチング素子Q1はスイッチング素子Q4と同期してスイッチングし、スイッチング素子Q2はスイッチング素子Q3と同期してスイッチングする。スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフは、電気機器へ入力される交流電流または交流電圧が制御指令値に従うように制御される。
非絶縁型放電モードでは、リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線155pおよび負極線155gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線153pおよび負極線153gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q11を上アームとし、スイッチング素子Q12〜Q15を下アームとする非絶縁型チョッパ回路として動作する。たとえば、スイッチング素子Q11およびスイッチング素子Q12〜Q15を所定のスイッチング周期に従って相補にオンオフするとともに、これらのオンオフ比(デューティ比)を制御することによって蓄電装置10の電圧を所望の電圧に制御することができる。第2電力変換部54は、動作を停止する。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10がオフに固定される。PFC回路58は、正極線153pおよび負極線153gの間の交流電圧を直流電圧に変換して電気機器70に出力する。
Claims (6)
- 蓄電装置と、
車両外部の電気機器に接続される端子と、
前記蓄電装置の電力によって動作する電気負荷と、
前記電気機器から電力を供給される場合に、前記電気機器からの電力を前記蓄電装置へ伝送して前記蓄電装置を充電し、前記電気機器へ電力を供給する場合に、前記蓄電装置からの電力を前記電気機器へ伝送して前記蓄電装置を放電する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記端子と前記蓄電装置との間を電気的に絶縁して電力を伝送する第1電路と、
前記端子と前記蓄電装置との間を電気的に接続して電力を伝送する第2電路と、
前記電気負荷が動作する場合に前記第1電路を選択し、前記電気負荷の動作が停止する場合に前記第2電路を選択する第1開閉器とを含む、車両。 - 前記電気負荷は、車内温度を調節するための空調機器を含み、
前記電力変換装置は、前記空調機器が動作する場合に前記第1電路を選択するように前記第1開閉器を制御する、請求項1に記載の車両。 - 前記蓄電装置と前記電気負荷との間に接続された第2開閉器をさらに備え、
前記電力変換装置は、前記第2開閉器の閉成時に前記第1電路を選択するように前記第1開閉器を制御し、前記第2開閉器の開放時に前記第2電路を選択するように前記第1開閉器を制御する、請求項1に記載の車両。 - 前記電力変換装置は、
電磁誘導によって一次側および二次側の間で電気エネルギを伝達する絶縁トランスと、
前記端子と第1正極線および第1負極線との間で双方向に電力を伝送する第1電力変換部と、
前記第1正極線および前記第1負極線と前記絶縁トランスの一次側との間で双方向に電力を伝送する第2電力変換部と、
前記絶縁トランスの二次側と第2正極線および第2負極線との間で双方向に電力を伝送する第3電力変換部とを含み、
前記第1開閉器は、
前記第1正極線および前記第2正極線の間に接続された第1開閉素子と、
前記第1負極線および前記第2負極線の間に接続された第2開閉素子とを有し、
前記第1開閉素子および前記第2開閉素子は、前記第1電路が選択された場合に開放される一方で前記第2電路が選択された場合に閉成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の車両。 - 前記電力変換装置は、前記第1正極線および前記第1負極線の間の電圧を前記電気機器の電圧以上の電圧に昇圧する昇圧回路をさらに含む、請求項4に記載の車両。
- 前記第3電力変換部は、前記第2正極線および前記第2負極線の間の電圧を前記蓄電装置の電圧以上の電圧に昇圧可能に構成される、請求項4または5に記載の車両。
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