JP6012915B1

JP6012915B1 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP6012915B1
Application number: JP2016541734A
Authority: JP
Inventors: 竹島　由浩; 由浩竹島; 山田　正樹; 正樹山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: DE112016000426T5; DE112016000426B4; CN107000739A; US20170305298A1; JPWO2016117438A1; US9975449B2; WO2016117438A1; CN107000739B

Abstract

モータジェネレータ（５）を駆動するインバータ（４）、前記インバータ（４）の直流母線（４ＤＣＢ）と接続された第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（３）、前記直流母線の電圧を可変する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（６）、および前記インバータ（４）と前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ（３）と前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（６）とを制御する制御装置（９）を備え、前記制御装置（９）により、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ（６）を制御することにより第１の制御状態のときの前記直流母線（４ＤＣＢ）の電圧を第２の制御状態のときの前記直流母線（４ＤＣＢ）の電圧より高くする電力変換装置であり、インバータの直流母線（４ＤＣＢ）の電圧を必要な時以外は低電圧にしておくことで、インバータや降圧ＤＣ／ＤＣコンバータでの損失を低減することができ、インバータや降圧ＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することができる。

Description

本発明は、モータジェネレータを駆動するインバータ、前記インバータの直流母線と接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ、および前記インバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置を備えた電力変換装置に関するものである。

近年、環境問題・資源問題を背景として、自動車においては燃費改善が強く求められている。それを実現する技術として、従来の内燃機関によるパワートレイン系に、電動パワートレイン系を追加したハイブリッド自動車が急速に普及してきている。
ハイブリッド自動車の基本パワートレインシステムとしては、内燃機関（エンジン）、モータジェネレータ（電動発電機）、高圧バッテリ、インバータ、低圧バッテリ（１４Ｖ鉛バッテリ）、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４Ｖ電装品、ＥＣＵから構成される。

また、できるだけ燃費を改善するため、減速回生エネルギーをたくさん回収する必要があり、減速回生エネルギーは短時間で大電力となり、低圧バッテリ（１４Ｖ鉛バッテリ）では受け入れることができない。

またモータジェネレータの発電電圧を高め、且つエネルギーの急速充放電を得意とする蓄電デバイスであるニッケル水素電池やリチウムイオン電池を高圧バッテリとして用い、高圧バッテリをインバータの直流母線ラインに付加するパワートレインシステムが特許文献１で開示されている。

特開２００９−１８７１９号公報

上記特許文献１では、減速回生時はインバータの直流母線電圧は高い値となり、積極的にエネルギー回生量を増大することができるが、直流母線電圧が高い電圧のままであるため、１４Ｖ電装品が要求する電力が大きい状態である重負荷状態では、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換に伴う発生損失が大きくなり、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータの大型化に繋がる課題がある。
また、モータジェネレータを用いてアイドリングストップ状態からエンジンを再始動させる（以下、Ｍ／Ｇ始動と称する）時、直流母線電圧が高い電圧のままであると、モータジェネレータに流れる電流制限を行うためインバータでの電力変換に伴う発生損失が大きくなり、インバータの冷却性能向上に伴う大型化および高コスト化に繋がる課題もある。
また、蓄電デバイス間の充電状態ばらつきを制御するために蓄電デバイスはＣＭＵ（セルモニターユニット）を有しているが、充電状態のばらつきを補正する（セルバランス機能）のに必要な時間は最低でも数時間レベルであり、リアルタイムにセルバランス機能を実現させることができない課題もあわせてあった。

この発明の目的は、インバータや降圧ＤＣ／ＤＣコンバータでの損失を低減し、インバータや降圧ＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することにある。

本発明に係る電力変換装置は、
モータジェネレータを駆動するインバータ、
電装品に給電する第１の蓄電デバイス、
前記インバータの直流母線と前記第１の蓄電デバイスとを接続する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ、
複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイス、
前記複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイスを入力電源とする第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、および
前記インバータと前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置を備え、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータは、互いに直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの一の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第１のハーフブリッジ、および互いに直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの他の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第２のハーフブリッジを備え、
前記第２のハーフブリッジの前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点が前記第１のハーフブリッジに接続され、
前記第１のハーフブリッジの前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点が、前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジに共用の平滑要素を介して、前記直流母線に接続され、
前記制御装置が前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジの各々の前記スイッチング素子をスイッチング制御することにより、複数の電気的に絶縁された前記第２の蓄電デバイスを選択的に切り替えて前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力を制御することにより第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧を第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧より低くする
ものである。

本発明による電力変換装置は、
モータジェネレータを駆動するインバータ、
電装品に給電する第１の蓄電デバイス、
前記インバータの直流母線と前記第１の蓄電デバイスとを接続する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ、
複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイス、
前記複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイスを入力電源とする第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、および
前記インバータと前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置を備え、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータは、互いに直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの一の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第１のハーフブリッジ、および互いに直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの他の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第２のハーフブリッジを備え、
前記第２のハーフブリッジの前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点が前記第１のハーフブリッジに接続され、
前記第１のハーフブリッジの前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点が、前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジに共用の平滑要素を介して、前記直流母線に接続され、
前記制御装置が前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジの各々の前記スイッチング素子をスイッチング制御することにより、複数の電気的に絶縁された前記第２の蓄電デバイスを選択的に切り替えて前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力を制御することにより第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧を第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧より低くする
ので、直流母線の電圧を必要な時以外低電圧にしておくことで、インバータおよび第１のＤＣ／ＤＣコンバータでの損失を低減することができ、インバータおよび第１のＤＣ／ＤＣコンバータを小型化することができ、しかも第２の蓄電デバイスを複数個とした場合であっても第２のＤＣ／ＤＣコンバータの小型化をも図ることができる。

本発明の実施の形態１による電力変換装置のブロック構成図である。本発明の実施の形態１による電力変換装置の回路図である。本発明の実施の形態１による電力変換器の制御フロー図である。本発明の実施の形態１による電力変換装置において、車速とインバータの直流母線電圧（ステップ状）の関係を模式的に表した図である。本発明の実施の形態１による電力変換装置において、車速とインバータの直流母線電圧（階段状）の関係を模式的に表した図である。本発明の実施の形態２による電力変換装置において、車速とインバータの直流母線電圧（ランプ状）の関係を模式的に表した図である。本発明の実施の形態３による電力変換装置において、車速とインバータの直流母線電圧（ランプ状）の関係を模式的に表した図である。本発明の実施の形態４による電力変換装置の回路図である。本発明の実施の形態５による電力変換装置の回路図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による電力変換装置の一例を、図１から図５に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による電力変換装置のブロック構成図を示し、図２は各ブロックの代表回路を追加した電力変換装置の回路図を示し、図３は各車両制御状態での制御フロー図を示す。

まず、図１のブロック構成図を説明する。
蓄電デバイスとしては、第１の蓄電デバイス１（例えば鉛バッテリ）と複数の第２の蓄電デバイス７，８（例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、等）の２種類の電圧および電気特性の異なる蓄電デバイスが用いられる。即ち、第２の蓄電デバイス７，８（例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、等）の出力電圧は第１の蓄電デバイス１（例えば鉛バッテリ）の出力電圧より高く、また、第２の蓄電デバイス７，８（例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、等）と第１の蓄電デバイス１（例えば鉛バッテリ）とは周知のように電気特性が異なる。
第１の蓄電デバイス１は、図１に例示のように、車載の電装品２の端子２ａ，２ｂと第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｃ，３ｄとの各々の接続線に並列に接続される。
第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ａ，３ｂとインバータ４の端子４ａ，４ｂと第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の端子６ａ，６ｂとが図１に例示のように、各々接続されている。なお、インバータ４の直流側端子４ａと第１のコンバータ３のインバータ側端子３ａとを接続する接続線、およびインバータ４の直流側端子４ｂと第１のコンバータ３のインバータ側端子３ｂとを接続する接続線は、一般的にインバータ４の直流母線と言われている。
インバータ４の交流側の端子４ｃ，４ｄ，４ｅは、図１に例示のように、モータジェネレータ（電動発電機）（Ｍ／Ｇ）５の端子５ａ，５ｂ，５ｃに各々接続される。
第２の蓄電デバイス７の出力端子７ａ、７ｂは、図１に例示のように、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力側の端子６ｃ，６ｄに各々接続される。第２の蓄電デバイス８の出力端子８ａ，８ｂは、図１に例示のように、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の入力側の端子６ｅ、６ｆに各々接続される。つまり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６は、二つの第２の蓄電デバイス７，８の一方の第２の蓄電デバイス７から電力供給される入力側の端子６ｃ，６ｄと、二つの第２の蓄電デバイス７，８の他方の第２の蓄電デバイス８から電力供給される入力側の端子６ｅ、６ｆとが設けられている。換言すると、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６は、第２の蓄電デバイスの数に応じた数の入力側の端子対が設けられている。
第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４、および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の各々は、制御装置９によって各々の出力が変わるように制御される機能を有している。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４、および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の各々が必要な動作状態となるように、制御装置９が第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４、および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の各々に指令できるように、制御装置９の端子９ａはインバータ４の端子４ｆに接続され、制御装置９の端子９ｂは第１のＤＣ／ＤＣコンバータ９の端子３ｅに接続され、制御装置９の端子９ｃは第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の端子６ｇに接続される。
第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４、および第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６は本実施の形態の電力変換装置の主要コンポーネントである。

以上の説明は、前記各コンポーネント間の接続状況を説明した内容である。
前記各コンポーネント内の一例の回路図である図２における機能の一例および動作の一例について以下に説明する。
インバータ４内は、ＭＯＳＦＥＴ４１ａのソース端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｂのドレイン端子とが接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｃのソース端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｄのドレイン端子とが接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｅのソース端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｆのドレイン端子とが各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ４１ａのドレイン端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｃのドレイン端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｅのドレイン端子とが接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂのソース端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｄのソース端子とＭＯＳＦＥＴ４１ｆのソース端子とが接続される。ＭＯＳＦＥＴ４１ａのドレイン端子と平滑コンデンサ４１ｇの一方の端子と端子４ａとが各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｂのソース端子と平滑コンデンサ４１ｇの他方の端子と端子４ｂとが各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ４１ａのソース端子と端子４ｃとが接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｃのソース端子と端子４ｄとが接続され、ＭＯＳＦＥＴ４１ｅのソース端子と端子４ｅとが接続される。

第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３内は、ＭＯＳＦＥＴ３１ｂのソース端子とＭＯＳＦＥＴ３１ｃのドレイン端子とが接続され、その接続点と平滑インダクタ３１ｄの一方の端子とが接続される。平滑インダクタ３１ｄの他方の端子が平滑コンデンサ３１ｅの一方の端子と端子３ｃとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１ｃのソース端子は平滑コンデンサ３１ｅの他方の端子と端子３ｄとに各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ３１ｂのドレイン端子は平滑コンデンサ３１ａの一方の端子と端子３ａとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１ｃのドレイン端子は平滑コンデンサ３１ａの他方の端子と端子３ｂとに各々接続される。

第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６内は、第１のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ６１ｃ（以下、単に「ＭＯＳＦＥＴ６１ｃ」と記す）のソース端子と第２のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ６１ｄ（以下、単に「ＭＯＳＦＥＴ６１ｄ」と記す）のドレイン端子とが接続され、その接続点と平滑要素である平滑インダクタ６１ｂ（以下、単に「平滑インダクタ６１ｂ」と記す）の一方の端子とが接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｃのドレイン端子は平滑コンデンサ６１ｅの一方の端子と端子６ｃとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄのソース端子は平滑コンデンサ６１ｅの他方の端子と端子６ｄとに各々接続される。
図２に図示のように、互いに直列接続されたＭＯＳＦＥＴ６１ｃとＭＯＳＦＥＴ６１ｄとで第１のハーフブリッジが構成されている。
第３のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ６１ｆ（以下、単に「ＭＯＳＦＥＴ６１ｆ」と記す）のソース端子と第４のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ６１ｇ（以下、単に「ＭＯＳＦＥＴ６１ｇ」と記す）とは接続され、その接続点とＭＯＳＦＥＴ６1ｄのソース端子とは接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｆのドレイン端子は平滑コンデンサ６１ｈの一方の端子と端子６ｅとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｇのソース端子は平滑コンデンサ６１ｈの他方の端子と端子６ｆとに各々接続される。平滑インダクタ６１ｂの他方の端子は平滑要素である平滑コンデンサ６１ａ（以下、単に「平滑コンデンサ６１ａ」と記す）と端子６ａとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｇのソース端子は平滑コンデンサ６１ａの他方の端子と端子６ｂとに接続される。
図２に図示のように、互いに直列接続されたＭＯＳＦＥＴ６１ｆとＭＯＳＦＥＴ６１ｇとで第２のハーフブリッジが構成されている。
平滑インダクタ６１ｂおよび平滑コンデンサ６１ｈは、図２に図示のように、前記第１のハーフブリッジと前記第２のハーフブリッジとに共用である。

各々の前記コンポーネントに必要な動作状態を指令する制御装置９の端子９ａはインバータ４の端子４ｆに接続され、端子９ｂは第１のＤＣ／ＤＣコンバータ９の端子３ｅに接続され、端子９ｃは第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の端子６ｇに接続され、端子９ｄはモータジェネレータ５の端子５ｄに接続され、端子９ｅは車載電装品２の端子２ｃに接続される。

上記システム構成をとることにより、制御装置９は前記各コンポーネントの動作状態をモニターしながら前記各コンポーネントに必要な動作状態の指令を出しシステムをコントロールする。
車速とインバータの直流母線電圧の関係を模式的に表した例を図４に示す。次に各車両制御状態におけるシステム動作について、図２に基づき、図４を用いて説明する。

第１の車両制御状態（第１の制御状態）の事例としては、「Ｍ／Ｇ始動」のときの制御状態の場合である（図３のステップＳＴ２）。「Ｍ／Ｇ始動」のときとは、信号待ちなどで車両が停止状態でエンジンを止める状態（アイドリングストップ状態）からのエンジン再始動にモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）を用いるときのことである。第１の制御状態では、インバータの直流母線電圧を低電圧（例えば１４Ｖ）にするよう、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６内のＭＯＳＦＥＴ６１ｃとＭＯＳＦＥＴ６１ｇとをオンにし、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄとＭＯＳＦＥＴ６１ｆとをオフにすることでインバータ６の直流母線４ＤＣＢから第２の瞬発型の蓄電デバイス７だけが見えるようにする。第１の蓄電デバイス７のＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ（充電状態））をモニターしながら所定のＳＯＣを下回ったタイミングでＭＯＳＦＥＴ６１ｄとＭＯＳＦＥＴ６１ｆとをオンにし、ＭＯＳＦＥＴ６１ｃとＭＯＳＦＥＴ６１ｇとをオフにする。また、第２の蓄電デバイス８が所定のＳＯＣを下回ったタイミングでＭＯＳＦＥＴ６１ｃとＭＯＳＦＥＴ６１ｇとをオンにし、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄとＭＯＳＦＥＴ６１ｆとをオフにすることを繰り返す。

その結果、第２の蓄電デバイス７および第２の蓄電デバイス８が交互にインバータ６の直流母線４ＤＣＢに接続されることになり、直流母線４ＤＣＢの電圧を低電圧（例えば１２Ｖ）にする（図３のステップＳＴ３）ことで、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）５の始動時に、インバータ４およびモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）５に過大な電流が流れることを防止でき、インバータ４およびモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）５の破損を回避することができる。
また、直流母線４ＤＣＢの電圧が低電圧になることで、インバータ４のＭＯＳＦＥＴ４１ａ〜４１ｆでの発生損失を低減させることができ、インバータ４の放熱器を簡素化することが可能となり、インバータ４の小型化を実現できる。
また、従来は第２の蓄電デバイス７と第２の蓄電デバイス８のＳＯＣは数時間かけて電圧バランス調整を行うが、本実施の形態１では各蓄電デバイス７，８のＳＯＣやエネルギー充放電に合わせて数秒単位で電圧バランス調整が可能となり、蓄電デバイス７，８を、電圧のアンバランスを考慮した余剰サイズにすることなく小型化することが可能となる。
また、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）５のインピーダンスだけでインバータ４の耐電流以下かつ始動必要トルクを供給できる電流供給が可能なときは、インバータ４の駆動方法としてスイッチング回数の少ない１８０度通電でモータジェネレータ５を駆動することで、インバータ４のＭＯＳＦＥＴ４１ａ〜４１ｆの半導体損失を大幅に低減でき、インバータ４を小型化することができる。
また、インバータ４がＰＷＭ駆動されても、従来の直流母線電圧が高い一定状態であるのに対して、インバータ４のＭＯＳＦＥＴ４１ａから４１ｆの半導体損失を低減でき、インバータ４を小型化することができる。

第２の車両制御状態（第１の制御状態）の事例としては、「車載電装品が重負荷」のときの制御状態の場合である（図３のステップＳＴ４）。前述の第１の車両制御状態の場合と同様に、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６を動作させることで、直流母線４ＤＣＢの電圧を低電圧にする（図３のステップＳＴ３）ことができ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３での発生損失を削減可能となり、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の放熱器を簡素化することが可能となり、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の小型化を実現することができる。
なお、第２の車両制御状態として上記では第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力電圧が低くなることで発生損失が削減されることについて説明を行ったが、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のＭＯＳＦＥＴ３１ｂがオンしＭＯＳＦＥＴ３１ｃがオフしてそれらの状態を継続して車載電装品２に電力を供給するときは、さらに第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の発生損失を大幅に低減することが可能となる。
また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の発生損失低減により、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３を小型化することができる。
また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の発生損失低減により、例えば従来の車室内設置（第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の車室内設置）から高温環境下であるエンジンルーム内設置（第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のエンジンルーム内設置）に対応可能となり、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３と第１の蓄電デバイス１（エンジンルーム内設置）との間の大きな電流（１００Ａ〜２００Ａ）の経路（配線）を短くすることができ、配線での発生損失低減により車両の省エネルギー化を実現できる。

第３の車両制御状態（第２の制御状態）の事例としては、「減速エネルギー回生」のときの制御状態の場合である（図３のステップＳＴ５）。この時ときは、前述の第１および第２の車両制御状態での動作とは異なり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６のＭＯＳＦＥＴ６１ｃとＭＯＳＦＥＴ６１ｆとをオンにし、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄとＭＯＳＦＥＴ６１ｇとをオフにすることで、直流母線４ＤＣＢの電圧を高電圧（例えば４８Ｖ）にする（図３のステップＳＴ６）ことができ、モータジェネレータ５からの大きな減速回生エネルギーを積極的に第１および第２の蓄電デバイス１，７，８に回収することが可能となる。
また、減速エネルギーが減少してきた場合、前述の第１の車両制御状態での第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の動作をさせることで、第２の蓄電デバイス７，８の各々のＳＯＣを考慮しながら数秒で電圧バランス調整が可能となり、蓄電デバイス７，８を、電圧のアンバランスを考慮した余剰サイズにすることなく小型化することが可能となる。

第４の車両制御状態（第２の制御状態）の事例としては、「トルクアシスト」のときの制御状態の場合である（図３のステップＳＴ７）。このときは、直流母線４ＤＣＢの電圧が高くなる（図３のステップＳＴ６）ように第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６を動作させることで、モータジェネレータ５に高電力を供給することでトルクを発生しエンジン駆動軸にトルクをアシスト動作させることで、エンジンの動作点を高効率ポイントに移動させて駆動に必要なガソリン量を低減することで車両の省エネルギー化を実現できる。
また、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６は直流母線４ＤＣＢの電圧を、モータジェネレータ５の回転数に応じて、図４に例示のステップ状から図５に例示の階段状にコントロールすることで、第２のＤＣ／ＤＣコンバータのＭＯＳＦＥＴ６１ｃ，６１ｄ，６１ｆ，６１ｇの発生損失を低減することができる。

第３および第４の車両制御状態のとき、直流母線４ＤＣＢの電圧を図４あるいは図５のようにステップ状または階段状に変化させることにより、第２のＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子ではスイッチング損失が発生しないため、低損失であり小型化することができる。
また、従来は車室内に配置されている第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の損失低減により、車室より高温な環境への配置、例えばエンジンルーム内への配置、に対応することができる。
また、複数の第２の蓄電デバイス７，８を選択的に充放電することにより、第２の蓄電デバイス７，８間の充電状態を、電力フロー制御と一緒に、リアルタイムで制御することができる。
また、第２の蓄電デバイス７、第２の蓄電デバイス８は、本実施の形態において１個から２個の直列接続を選択的に切替可能であり、並列接続になる状態はなく各蓄電デバイスの電圧アンバランス状態で蓄電デバイス並列化をした場合に生じる過大な突入電流は発生しない。

なお、前述の第１から第４の車両制御状態は、制御装置９による制御システムの上位にある「車両動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit／Engine Control Unit）１００」が認識／識別する。制御装置９はＥＣＵ１００から受信した前述の第１から第４の車両制御状態の信号（車両制御状態信号）SCCS（図３のステップＳＴ１）に基づいて前述の動作をする。
なお、本発明の実施の形態１において、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、または絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはシリコンカーバイドトランジスタ、またはシリコンカーバイドＭＯＳＦＥＴを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成として、非絶縁型の降圧チョッパ回路を例示して説明を行ったが、降圧することができればよく、同業者が推測できる非絶縁型、絶縁型の回路方式であればよく、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成および種別は特に問わない。
なお、本発明の実施の形態１において、モータジェネレータ５およびインバータ４は１組の三相回路方式を例示して説明を行ったが、２組以上の三相回路方式でも同様の効果が得られることはいうまでもない。
なお、本発明の実施の形態１において、第２のＤＣ／ＤＣコンバータはＬＣフィルタ（リアクトル６１ｂ、コンデンサ６１ａ）を有している場合を例示して説明を行ったが、直流母線の配線の寄生インダクタンスとインバータ４の平滑コンデンサ４１ｇ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のコンデンサ３１ａで構成されるＬＣフィルタを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１において、第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスは異なる電圧で異なる電気特性を有するものを例示して説明を行ったが、異なる電圧で同様の電気特性を有するものを用いても同様の効果が得られる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２による電力変換装置の一例を説明する。
本発明の実施の形態２による電力変換装置の構成図は、実施の形態１で示した図１から図２と同様であるため、回路構成についての説明は割愛する。
また、本発明の実施の形態２による電力変換装置の動作状態について、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作は実施の形態１で示したものと同様であるため、説明を割愛する。

実施の形態１と異なる点は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の動作である。実施の形態１では第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６は直流母線４ＤＣＢの電圧を階段状に切り替える動作であったが、本実施の形態２では第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６のＭＯＳＦＥＴ６１ａと６１ｆ、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇがセットとなり相補的にスイッチングを行うことでＰＷＭ動作を行うことで、直流母線４ＤＣＢの電圧をランプ状に制御することができる（図６参照）。その結果、インバータ４での制御がＰＷＭ駆動の場合はインバータ４の制御応答を下げることができ、簡素な制御回路で実現可能となる。
またインバータ４が１８０度通電の場合は、モータジェネレータ５への供給電流をコントロールしながらインバータ４のＭＯＳＦＥＴ４１ａから４１ｆの半導体損失を低減でき、インバータ４を小型化することができる。
また、互いに電気的に絶縁された第２の蓄電デバイス７および第２の蓄電デバイス８は、本実施の形態において、第２の蓄電デバイス７，８の何れか１個から、２個の第２の蓄電デバイス７，８の直列接続への選択的り切替え、あるいは前記２個から１個への選択的切り替えが可能である。第２の蓄電デバイス７と第２の蓄電デバイス８とが並列接続になる状態はなく各蓄電デバイス７，８の電圧アンバランス状態で蓄電デバイス７，８を並列化した場合に生じる過大な突入電流は発生しない。

なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態２において、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、または絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはシリコンカーバイドトランジスタ、またはシリコンカーバイドＭＯＳＦＥＴを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態２において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成として、非絶縁型の降圧チョッパ回路で説明を行ったが、降圧することができればよく、同業者が推測できる非絶縁型、絶縁型の回路方式であれば特に問わない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態２において、モータジェネレータ５およびインバータ４は１組の三相回路方式で説明を行ったが、２組以上の三相回路方式でも同様の効果が得られることはいうまでもない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態２において、第２のＤＣ／ＤＣコンバータはＬＣフィルタ（リアクトル６１ｂ、コンデンサ６１ａ）を有している場合で説明を行ったが、直流母線の配線の寄生インダクタンスとインバータ４の平滑コンデンサ４１ｇ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のコンデンサ３１ａで構成されるＬＣフィルタを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態２において、第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスは異なる電圧で異なる電気特性を有するものとして説明を行ったが、異なる電圧で同様の電気特性を有するものを用いても同様の効果が得られる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３による電力変換装置の一例を説明する。
本発明の実施の形態３による電力変換装置の構成図は、実施の形態１および実施の形態２で示した図１あら図２と同様であるため、回路構成についての説明は割愛する。
また、本発明の実施の形態３による電力変換装置の動作状態について、第１のＤＣ／ＤＣコンバータの動作は実施の形態１および実施の形態２で示したものと同様であるため、説明を割愛する。

実施の形態２と異なる点は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の動作である。実施の形態２では第２のＤＣ／ＤＣコンバータ２のＭＯＳＦＥＴ６１ａと６１ｆ、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇがセットとなり相補的にスイッチングを行うことでＰＷＭ動作を行っていたが、本実施の形態３では、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことで、直流母線電圧を図７に例示のようなランプ状に制御することができる。その結果、ＭＯＳＦＥＴの発生損失を低減することができ、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの小型化することができる。
また、第２の蓄電デバイス７、第２の蓄電デバイス８は、本発明において１個から３個の直列接続を選択的に切替可能である、並列接続になる状態はなく各蓄電デバイスの電圧アンバランス状態で蓄電デバイス並列化をした場合に生じる過大な突入電流は発生しない。
なお、第２の蓄電デバイスを３個設けた事例は実施の形態４として例示してある。

なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態３において、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、または絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはシリコンカーバイドトランジスタ、またはシリコンカーバイドＭＯＳＦＥＴを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態３において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成として、非絶縁型の降圧チョッパ回路で説明を行ったが、降圧することができればよく、同業者が推測できる非絶縁型、絶縁型の回路方式であれば特に問わない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態３において、モータジェネレータ５およびインバータ４は１組の三相回路方式で説明を行ったが、２組以上の三相回路方式でも同様の効果が得られることはいうまでもない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態３において、第２のＤＣ／ＤＣコンバータはＬＣフィルタ（リアクトル６１ｂ、コンデンサ６１ａ）を有している場合で説明を行ったが、直流母線の配線の寄生インダクタンスとインバータ４の平滑コンデンサ４１ｇ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のコンデンサ３１ａで構成されるＬＣフィルタを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態３において、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことで、直流母線電圧をランプ状に制御することができることを説明したが、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことでも同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態３において、第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスは異なる電圧で異なる電気特性を有するものとして説明を行ったが、異なる電圧で同様の電気特性を有するものを用いても同様の効果が得られる。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４による電力変換装置の一例を説明する。
本発明の実施の形態４による電力変換装置の構成図を、図８に示す。異なる点は第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の回路構成である。具体的には、実施の形態１の第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６に、更に第２の蓄電デバイス１０と、平滑コンデンサ６１ｋと、ＭＯＳＦＥＴ６１ｉと、ＭＯＳＦＥＴ６１ｊとが追加されている。即ち、本実施の形態４は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６の第２の蓄電デバイスが３つ用いられる場合での事例である。

第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６内は、ＭＯＳＦＥＴ６１ｃのソース端子とＭＯＳＦＥＴ６１ｄのドレイン端子とが接続され、その接続点と平滑インダクタ６１ｂの一方の端子とが接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｃのドレイン端子は平滑コンデンサ６１ｅの一方の端子と端子６ｃとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄのソース端子は平滑コンデンサ６１ｅの他方の端子と端子６ｄとに各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｆのソース端子とＭＯＳＦＥＴ６１ｇのドレイン端子とは接続され、その接続点とＭＯＳＦＥＴ６1ｄのソース端子とは接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｆのドレイン端子は平滑コンデンサ６１ｈの一方の端子と端子６ｅとに各々接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｇのソース端子は平滑コンデンサ６１ｈの他方の端子と端子６ｆとに各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｉのソース端子とＭＯＳＦＥＴのドレイン端子とが接続され、その接続点とＭＯＳＦＥＴ６１ｇのソース端子とが接続される。ＭＯＳＦＥＴ６１ｉのドレイン端子は平滑コンデンサ６１ｋの一方の端子と端子６ｅとに接続され、ＭＯＳＦＥＴ６１ｊのソース端子は平滑コンデンサ６１ｋの他方の端子と端子６ｈと端子６ｂとに接続される。第３の蓄電デバイス１０は端子６ｇ−６ｈ間に接続される。

本発明の実施の形態４において、例えば、第１の車両制御状態である「Ｍ／Ｇ始動」と第２の車両制御状態である「車載電装品が重負荷」のときは、第２の蓄電デバイス７，８，１０の中で充電状態が最も高いものを優先して直流母線４ＤＣＢに接続されるよう第２のＤＣ／ＤＣコンバータを動作させ、第３の車両制御状態である「減速エネルギー回生」と第４の車両制御状態である「トルクアシスト」のときは、第２の蓄電デバイス７，８，１０の中で充電状態が最も低いものを優先してインバータ６の直流母線４ＤＣＢに接続されるように第２のＤＣ／ＤＣコンバータ６を動作させる。その結果、複数の蓄電デバイスを充電状態を考慮して選択的に充放電させることで、車両制御状態推移に伴う電力フロー制御と一緒にリアルタイムで複数の蓄電デバイス充電状態を制御することができる。
上述の動作以外の回路動作については、本発明の実施の形態１から３と同様のため、説明は割愛する。
その結果、直流母線電圧の最大値を大きくすることができ、減速回生エネルギー量を増加させたり、トルクアシストの投入電力を大きくすることができ、燃費改善を図ることができる。
また、第２の蓄電デバイス７，８，１０は、本実施の形態４においては、１個から３個の直列接続を選択的に切替可能である、並列接続になる状態はなく各蓄電デバイス７，８，１０の電圧アンバランス状態で蓄電デバイスを並列化した場合に生じる過大な突入電流は発生しない。

なお、本発明の実施の形態４において、前述の実施の形態１と同様に、前述の第１から第４の車両制御状態は、制御装置９による制御システムの上位にある「車両動作を制御するＥＣＵ１００」が認識／識別する。制御装置９はＥＣＵ１００から受信した前述の第１から第４の車両制御状態の信号（車両制御状態信号）SCCSに基づいて前述の動作をする。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態４において、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、または絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはシリコンカーバイドトランジスタ、またはシリコンカーバイドＭＯＳＦＥＴを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態４において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成として、非絶縁型の降圧チョッパ回路で説明を行ったが、降圧することができればよく、同業者が推測できる非絶縁型、絶縁型の回路方式であれば特に問わない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態４において、モータジェネレータ５およびインバータ４は１組の三相回路方式で説明を行ったが、２組以上の三相回路方式でも同様の効果が得られることはいうまでもない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態４において、第２のＤＣ／ＤＣコンバータはＬＣフィルタ（リアクトル６１ｂ、コンデンサ６１ａ）を有している場合で説明を行ったが、直流母線の配線の寄生インダクタンスとインバータ４の平滑コンデンサ４１ｇ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のコンデンサ３１ａで構成されるＬＣフィルタを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態４において、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことで、直流母線電圧をランプ状に制御することができることを説明したが、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことでも同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態４において、第１の蓄電デバイスと第２の蓄電デバイスは異なる電圧で異なる電気特性を有するものとして説明を行ったが、異なる電圧で同様の電気特性を有するものを用いても同様の効果が得られる。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５による電力変換装置の一例を説明する。
本発明の実施の形態５による電力変換装置の構成図を、図９に示す。実施の形態１から実施の形態４と異なる点は、実施の形態１から実施の形態４は車載の低圧の電装品２のみであるが、実施の形態５では、車載の高圧の第２の電装品２００が必要な場合、第２の電装品２００に給電する昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータである第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１１を追加した電力変換装置の構成としてある点である。

第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、リアクトル１１０ａの一端と平滑コンデンサ１１０ｂの一端と端子１１ａが各々接続され、リアクトル１１０ａの他端とＭＯＳＦＥＴ１１０ｃのドレイン端子とＭＯＳＦＥＴ１１０ｄのソース端子が各々接続される。ＭＯＳＦＥＴ１１０ｄのドレイン端子と平滑コンデンサ１１０ｅの一端と端子１１ｃが各々接続され、平滑コンデンサ１１０ｂの他端とＭＯＳＦＥＴ１１０ｃのソース端子と平滑コンデンサ１１０ｅの他端と端子１１ｄが各々接続される。端子６ａと端子１１ａ、端子６ｂと端子１１ｂが各々接続され、車載の第２の電装品２００の端子２００ａと端子１１ｃ、端子２００ｂと端子１１ｄが各々接続される。制御装置９ｆと端子１１ｅが接続される。

上述の動作以外の回路動作については、本発明の実施の形態１から４と同様のため、説明は割愛する。
本発明の実施の形態５では、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１１が、入力電圧範囲と出力電圧範囲でもっとも低い昇圧で動作させることを特徴としている。その結果、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ１１を小型で実現させることが可能となる。
またその結果、車載の低圧の電装品２と車載の高圧の第２の電装品２００とを両立して使用することが可能となり、電装品への投入電力を大きくすることができ、蓄電デバイスのエネルギーの利用先が増えることにより燃費改善に繋がる。
また、第２の蓄電デバイス７、第２の蓄電デバイス８、第２の蓄電デバイス１０は、本実施の形態において１個から３個の直列接続を選択的に切替可能である。第２の蓄電デバイス７，８，１０が並列接続になる状態はなく、各蓄電デバイス７，８，１０の電圧アンバランス状態で蓄電デバイス７，８，１０の並列化をした場合に生じる過大な突入電流は発生しない。

なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態５において、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いて説明を行ったが、バイポーラトランジスタ、または絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、またはシリコンカーバイドトランジスタ、またはシリコンカーバイドＭＯＳＦＥＴを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態５において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３の回路構成として、非絶縁型の降圧チョッパ回路で説明を行ったが、降圧することができればよく、同業者が推測できる非絶縁型、絶縁型の回路方式であれば特に問わない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態５において、モータジェネレータ５およびインバータ４は１組の三相回路方式で説明を行ったが、２組以上の三相回路方式でも同様の効果が得られることはいうまでもない。
なお、本発明の実施の形態１の場合と同様に、本発明の実施の形態５において、第２のＤＣ／ＤＣコンバータはＬＣフィルタ（リアクトル６１ｂ、コンデンサ６１ａ）を有している場合で説明を行ったが、直流母線の配線の寄生インダクタンスとインバータ４の平滑コンデンサ４１ｇ、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３のコンデンサ３１ａで構成されるＬＣフィルタを用いても同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態５において、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことで、直流母線電圧をランプ状に制御することができることを説明したが、ＭＯＳＦＥＴ６１ａがＯＦＦ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｆがＯＮ状態を維持し、ＭＯＳＦＥＴ６１ｄと６１ｇが相補的にスイッチングを行うことでも同様の効果が得られる。
なお、本発明の実施の形態１から５において、第２の蓄電デバイス７，８，１０はニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ほかの瞬発型（高出力密度型（高エネルギー密度型に比べ、蓄積エネルギー量は少ないが短時間充放電電流が大きい大電流充放電特性が特徴））の蓄電デバイス、第１の蓄電デバイス７を鉛バッテリほかの持続型（高エネルギー密度型（高出力密度型に比べ蓄積エネルギー量は多いが短時間充放電電流が小さい高エネルギーの充放電特性が特徴））とするのが好ましいが、例えば、第１の蓄電デバイス７もニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ほかとする等、本発明の効果を奏する範囲内で相応のバッテリを適宜用いればよい。
なお、本発明の実施の形態５において、整流素子としてＭＯＳＦＥＴ１１０ｄを用いて説明を行ったが、単方向整流素子であるダイオード、またはシリコンカーバイドダイオードを用いても同様の効果が得られる。

なお、実施の形態１から５において、制御装置９は、ＥＣＵ１００内に設けてもよい。
また、実施の形態１から５において、「電装品２００の電圧＞電装品２の電圧」の大小関係が想定されており、電装品２の電圧は例えば１２Ｖ（一例であり、１２Ｖに限られない）であり、電装品２の事例としては例えばヘッドライト、カーナビ、オーディオなどである。電装品２００の電圧は例えば４８Ｖ（一例であり、４８Ｖに限られない）であり、電装品２００の事例としては例えばＥＰＳ（電動パワーステアリング）、電動エアコンなどである。
また、上記電圧１２Ｖ，４８Ｖの事例の場合、直流母線４ＤＣＢの電圧は、例えば次の（ａ）から（ｅ）のようになる。
（ａ）前記第１の車両制御状態時の直流母線４ＤＣＢの電圧は１２Ｖ（一例であり１２Ｖに限られない）。
（ｂ）前記第２の車両制御状態時の直流母線４ＤＣＢの電圧は１２Ｖ（一例であり１２Ｖに限られない）。
（ｃ）前記第３の車両制御状態時の直流母線４ＤＣＢの電圧は４８Ｖ（一例であり４８Ｖに限られない）。
（ｄ）前記第４の車両制御状態時の直流母線４ＤＣＢの電圧は４８Ｖ（一例であり４８Ｖに限られない）。
（ｅ）前記第１から第４の車両制御状態時以外の車両制御状態時（定常走行時）の直流母線４ＤＣＢの電圧は１２Ｖ（一例であり、１２Ｖに限られない）。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、組み合わせ、変形、省略することができる。
なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。

１第１の蓄電デバイス、２車載の低圧の電装品、２ａ，２ｂ車載電装品の端子、３第１のＤＣ／ＤＣコンバータ、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ第１のＤＣ／ＤＣコンバータの端子、４インバータ、４ＤＣＢインバータの直流母線、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆインバータの端子、５モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、５ａ，５ｂ，５ｃＭ／Ｇの端子、６第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ第２のＤＣ／ＤＣコンバータの端子、７第２の蓄電デバイス、７ａ，７ｂ第２の蓄電デバイスの出力端子、８第２の蓄電デバイス、８ａ，８ｂ第２の蓄電デバイスの出力端子、９制御装置、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ制御装置の端子、１１第３のＤＣ／ＤＣコンバータ、６１ａ平滑コンデンサ（平滑要素）、６１ｂ平滑インダクタ（平滑要素）、６１ｃＭＯＳＦＥＴ（第１のスイッチング素子）、６１ｄＭＯＳＦＥＴ（第２のスイッチング素子）、６１ｆ（第３のスイッチング素子）、６１ｇ（第４のスイッチング素子）、 100 ＥＣＵ、２００車載の高圧の第２の電装品、 SCCS 車両制御状態信号。

Claims

モータジェネレータを駆動するインバータ、
電装品に給電する第１の蓄電デバイス、
前記インバータの直流母線と前記第１の蓄電デバイスとを接続する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ、
複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイス、
前記複数の電気的に絶縁された第２の蓄電デバイスを入力電源とする第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、および
前記インバータと前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置を備え、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータは、互いに直列接続された第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの一の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第１のハーフブリッジ、および互いに直列接続された第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子とから構成され複数の前記第２の蓄電デバイスのうちの他の第２の蓄電デバイスの端子間に接続された第２のハーフブリッジを備え、
前記第２のハーフブリッジの前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点が前記第１のハーフブリッジに接続され、
前記第１のハーフブリッジの前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点が、前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジに共用の平滑要素を介して、前記直流母線に接続され、
前記制御装置が前記第１のハーフブリッジおよび前記第２のハーフブリッジの各々の前記スイッチング素子をスイッチング制御することにより、複数の電気的に絶縁された前記第２の蓄電デバイスを選択的に切り替えて前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力を制御することにより第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧を第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧より低くすることを特徴とする電力変換装置。
前記第１の蓄電デバイスが高エネルギー密度型蓄電デバイスであり、前記第２の蓄電デバイスは高出力密度型蓄電デバイスであることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１の制御状態のときが前記モータジェネレータを始動させるときであり、前記第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧を前記第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧より低くするように前記制御装置が前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
前記第１の制御状態のときが、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータから給電される電装品が重負荷のときであり、前記第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧を前記第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧より低くするように前記制御装置が前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の電力変換装置。
前記第２の制御状態のときが減速エネルギー回生またはトルクアシストのときであり、前記第２の制御状態のときの前記直流母線の電圧を前記第１の制御状態のときの前記直流母線の電圧より高くするように前記制御装置が前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の電力変換装置。
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をステップ状波形で変化させることを特徴とする請求項１から５の何れか一に記載の電力変換装置。
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を階段状波形で変化させることを特徴とする請求項１から５の何れか一に記載の電力変換装置。
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をランプ状波形で変化させることを特徴とする請求項１から５の何れか一に記載の電力変換装置。
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを構成する複数の前記スイッチング素子を前記制御装置で制御することにより、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、複数の前記スイッチング素子の切り替え動作と前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの前記スイッチング素子のスイッチング動作とを組み合わせた出力電圧としてランプ波形で変化させることを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
前記直流母線を入力電源とし第２の電装品に給電する第３のＤＣ／ＤＣコンバータを備えていることを特徴とする請求項１から９の何れか一つに記載の電力変換装置。
前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータが昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧範囲と出力電圧範囲でもっとも低い昇圧比での出力電圧を前記第２の電装品に給電するように、前記制御装置により制御されることを特徴とする請求項１０記載の電力変換装置。
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ内のインダクタを、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記直流母線との間の寄生インダクタンス成分で代用することを特徴とする請求項１から１１の何れか一つに記載の電力変換装置。
前記第１の制御状態のときは複数の前記第２の蓄電デバイスが互いに直列接続されて前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記直流母線に接続され、前記第２の制御状態のときは複数の前記第２の蓄電デバイスが交互に単独で前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記直流母線に接続されることを特徴とする請求項１から１２の何れか一つに記載の電力変換装置。
前記制御装置は、前記第１の制御状態のときは複数の第２の蓄電デバイスの中で充電状態が最も高い前記第２の蓄電デバイスが優先して前記直流母線に接続されるように、前記第２の制御状態のときは前記複数の第２の蓄電デバイスの中で充電状態が最も低い前記第２の蓄電デバイスが優先して前記直流母線に接続されるように、複数の前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする請求項１から１３の何れか一つに記載の電力変換装置。