JP6882863B2 - 効率的な地上電気自動車用の並列モジュラーコンバータアーキテクチャ - Google Patents

Description

本明細書に記載の諸態様は、電力の分配に関し、より具体的には、電気モータに電力を供給するための並列パワーコンバータのスイッチングに関する。

通常、電気自動車は、バッテリからの直流（ＤＣ）電力を、自動車の車輪を駆動する電気モータが使用する交流（ＡＣ）電力に変換するために、パワーコンバータを利用する。一定量の電力を変換するため、パワーコンバータには定格が定められている。パワーコンバータの定格を増大させると、その結果、パワーコンバータはより重く、より高価になる。自動車の別々の車輪が個別のモータによって駆動されている例においては、モータのそれぞれに対して専用のパワーコンバータが設けられてきた。しかし、専用パワーコンバータ用の適切な定格電力を決定するのには、トレードオフが要求される。例えば、各前輪に設けられたＡＣモータと、１００キロワット（ｋＷ）のバッテリとを含む前輪駆動の自動車を考察されたい。そうした例示的な自動車の場合、各車輪専用のパワーコンバータは、２つのモータの間でバッテリの電力を等分するため、５０ｋＷの定格を有することができる。しかし、もし車輪のうちの１つにトラクションがかかっていない（例えば氷上または泥上にある）場合、自動車の電力のうちの５０％が使用不能になる。使用不能の電力が発生することを回避するため、専用パワーコンバータの定格は、それぞれ（最大）１００ｋＷに増大され得、それによって、車輪のうちの１つにトラクションがかかっていない場合でも、バッテリの電力の全てが１つのモータに対して向けられ得る。しかし、各車輪に対して１００ｋＷのパワーコンバータを設けることは、自動車のコストと重量を増大させるであろう。

一態様によると、自動車には、複数の車輪、及び該複数の車輪のそれぞれに連結された複数のモータが含まれる。自動車には、並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）もまた含まれる。ＰＭＣには、複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）が含まれる。ＰＭＣは、自動車のモータの負荷条件に基づいて、ＰＰＣのうちの別々のものを、複数のモータのうちのあるものに選択的に接続する。ＰＰＣは、接続されたモータのそれぞれに、電力を印加する。

一態様によると、システムには並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）が含まれる。ＰＭＣには、複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）及び、複数の出力が含まれる。ＰＭＣは、出力に接続された受電回路の負荷条件に基づいて、ＰＰＣのうちのそれぞれのものを、出力に選択的に接続する。

一態様によると、方法には、複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）を含む複数の並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）に接続された、複数の受電回路からの負荷要求を検出することが含まれる。方法には、負荷要求に基づいて受電回路を駆動するため、ＰＰＣを受電回路に選択的に接続することも、また含まれる。

図１Ａは、内燃機関、トランスアクスル、及びドライブシャフトを使用する、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。図１Ｂは、図１Ａの自動車に類似した自動車のドライブトレーンの概略平面図であるが、内燃機関が電気モータ用の装置によって代替されている点が異なっている。 図１Ｃは、自動車の各車輪が電気モータ及び専用のパワーコンバータによって動力を与えられている、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。 自動車の各車輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも１つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。 図２Ａのいくつかの並列パワーコンバータ及び、該並列パワーコンバータを電気モータに選択的に接続するように構成されたスイッチングネットワークの、詳細概略図である。 図３Ａは、自動車の前輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも１つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。図３Ｂは、自動車の後輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも１つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。 並列パワーコンバータと電気モータとを選択的に接続する、及び／または接続解除するための、少なくとも１つの態様による方法を示すフローチャートである。

以下で、本開示で提示される諸態様が参照される。しかし、本開示の範囲は、記載される具体的な諸態様に限定されない。代わりに、検討される諸態様の実装及び実施のため、種々の諸態様に関連しているかどうかに関わらず、以下の特徴及び要素の任意の組み合わせが検討される。さらに、本明細書で開示される諸態様によって他の可能な解決法または先行技術と比べた利点が達成可能であるかもしれないが、具体的な利点が所与の実施態様によって達成されるかどうかは、本開示の範囲を限定するものではない。したがって、以下の態様、特徴、及び利点は、単なる例示であり、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたりまたは特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。同様に、「本発明」への言及は、本明細書で開示された発明のいかなる主題をも一般化するものと解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたりまたは特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。

電気自動車は、より一般的になってきている。いくつかの例では、電気自動車は、内燃機関が電気モータによって代替されているか、内燃機関に対して電気モータが増補されているといった点を除いては、内燃機関の自動車と非常に類似したものであってよい。図１Ａは、内燃機関１１０を有する自動車１００の典型的な構成を示す。内燃機関１１０は、トランスミッションまたはトランスアクスル１１２に接続されている。トランスアクスル１１２は、様々なギア比を有するギアのセットを含むことができる。トランスアクスル１１２は、車輪の駆動輪に連結された出力も、また含むことができる。例えば、示されるように、ドライブシャフト１１４はトランスアクスル１１２の出力に接続されている。ドライブシャフト１１４はディファレンシャル１１６に連結され、アウトプットシャフト１１８及び１２０は、車両１００の後端部でディファレンシャル１１６から延伸している。アウトプットシャフト１１８は自動車１００の第１の後輪１０６を駆動でき、アウトプット１２０は自動車１００の第２の後輪１０８を駆動できる。トランスアクスル１１２は、自動車１００の前端部に位置するドライブシャフト１２６及び１２８用の出力も、また含むことができる。ドライブシャフト１２６は第１の前輪１０２を駆動でき、ドライブシャフト１２８は第２の前輪１０４を駆動できる。自動車１００にはまた、自動車を減速及び／または停止させるために様々な車輪に配置された、ブレーキも含まれる。例えば、第１のブレーキ１３０は第１の前輪１０２に付随し、第２のブレーキ１３２は第２の前輪１０４に付随し、第３のブレーキ１２２は第１の後輪１０６に付随し、第４のブレーキ１２４は第２の後輪１０８に付随する。

上記のように、様々な例において、内燃機関は電気モータに代替されていてよい。図１Ｂは、図１Ａに示す自動車１００の内燃機関１１０が、電気モータ１４２によって代替されている、自動車１４０を示す。電気モータ１４２は、バッテリ１４８からの直流（ＤＣ）電力を電気モータ１４２による使用に適した交流（ＡＣ）電力に変換する、インバータ１４４に接続されている。電気モータ１４２はケーブル１４６によってインバータ１４４に連結されており、インバータ１４４は、ケーブル１５０によってバッテリ１４８に連結されている。内燃機関１１０を取り外して電気モータ１４２、インバータ１４４及びバッテリ１４８を追加した他は、図１Ｂの自動車１４０は図１Ａの自動車１００と同様である。

別の態様では、自動車は、全ての車輪を駆動する１つの中央電源ではなく、複数の電源を備えていてよい。例えば図１Ｃは、各車輪に設けられた各電気モータ（例えばハブモータ）を含む、電気自動車１６０を示している。例えば、第１の電気モータ１６２は第１の前輪１０２を駆動し、第２の電気モータ１６４は第２の前輪１０４を駆動し、第３の電気モータ１６６は第１の後輪１０６を駆動し、第４の電気モータ１６８は第２の後輪１０８を駆動する。各電気モータは、バッテリ１８０からのＤＣ電力を電気モータによって使用可能なＡＣ電力に変換するため、１または複数のインバータ（即ちパワーコントローラ）とペアになっている。例えば、第１の電気モータ１６２は第１のインバータ（単数または複数）１７２に接続され、第２の電気モータ１６４は第２のインバータ（単数または複数）１７４に接続され、第３の電気モータ１６６は第３のインバータ（単数または複数）１７６に接続され、第４の電気モータ１６８は第４のインバータ（単数または複数）１７８に接続されている。パワーインバータは、一定量の電力だけを処理するために、定格が定められている。例えば、バッテリ１８０は理想的環境下で２００ｋＷの電力を出力可能だと仮定すると、モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のそれぞれには、５０ｋＷの電力が供給される。こうした環境下では、各モータにとっては、５０ｋＷを処理することができるパワーインバータで十分であろう。言い換えると、第１のパワーインバータ１７２、第２のパワーインバータ１７４、第３のパワーインバータ１７６、及び第４のパワーインバータ１７８は、それぞれ５０ｋＷを処理することが可能である。しかし、特定の環境下では、モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のうちの１または複数は、バッテリ１８０から出力される５０ｋＷの電力をフルに使用できない可能性がある。例えば、後輪１０６及び１０８の下に氷があるといった環境条件によって、利用可能なトラクションが制限されることがある。別の例として、後輪１０６及び１０８に付随するモータ１６６及び１６８が故障している可能性がある。どちらの例においても、前輪１０２及び１０４にそれぞれ付随するモータ１６２及び１６４だけが、その定格電力で電力を供給されている（他のモータには全く電力供給されていないか、または定格電力以下で電力供給されている）。後輪用モータ１６６及び１６８が全く電力供給されていないこれらの場合には、前輪１６２及び１６４に対して２００ｋＷの電力がフルに利用可能である。しかし、２００ｋＷの電力をフルに使用するためには、各前輪１０２及び１０４にそれぞれ付随しているパワーインバータ１７２及び１７４が、それぞれ１００ｋＷを処理する定格を有していなくてはならない。そうした状況を処理するためのパワーインバータ１７２、１７４、１７６、及び１７８のサイジングによって、電気自動車１６０が、ほとんどの動作条件において必要なよりも、著しくより多数のまたはより高定格のパワーインバータを搭載する結果になり得、その結果、電気自動車１６０のコスト及び／または重量が増大する結果となり得る。

様々な態様において、パワーインバータの共通の一群が、複数の電気モータによってシェアされている。種々の複数のパワーインバータを電気モータに選択的に連結するため、スイッチングネットワークが電気モータ及びパワーインバータに接続されている。負荷条件の変化に伴って電気モータ間でパワーインバータを選択的にスイッチすることによって、同じ電力容量を提供しながらも、（図１Ｃの構成に示すパワーインバータの総数に比べて）より少ない総数のパワーインバータを使用することができる。図２Ａは、電気自動車２００の車輪１０２、１０４、１０６、及び１０８用の電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８に電力を分配する、並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）２０２を含む電気自動車２００を示す。ＰＭＣ２０２には、以下でより詳細に記載される、並列に電気的に接続された、集中化された一群の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）２０８ａ、２０８ｂ、．．．２０８ｎ（即ちパワーインバータ）が含まれる。様々な態様において、ＰＭＣ２０２は、２と２０の間のＰＰＣ２０８を含むことができる。様々な他の態様では、ＰＭＣ２０２は、５と１０の間のＰＰＣ２０８を含むことができる。ＰＭＣ２０２には、電源バス２０６及びスイッチングネットワーク２０４もまた、含まれる。ＰＰＣ２０８ａ、２０８ｂ、．．．２０８ｎ（２０８と総称）は電源バス２０６に接続され、次に電源バス２０６は電源２１０（例えばバッテリ、燃料電池など）に接続されている。ＰＰＣ２０８は、スイッチングネットワーク２０４によって電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８に選択的に接続可能である。ＰＭＣ２０２は、コントローラ２１２を含むこともでき、及び／またはコントローラ２１２と通信することもできる。コントローラ２１２は、下記のようにスイッチングネットワーク内のスイッチの動作を制御可能であり、ＰＰＣの動作もまた制御可能である。

一態様においては、ＰＰＣ２０８は、制御にパルス幅変調を使用する、金属酸化物シリコン電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）インバータ、及び／または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）インバータとして配置され得る。例えば、ＡＣ電力信号を６０Ｈｚで出力するため、ＭＯＳＦＥＴインバータは、著しくより高い周波数で動作し得る。例えば、ＭＯＳＦＥＴインバータのトランジスタは、１ｋＨｚと１ＭＨｚの間の周波数で動作し得る。別の例として、ＭＯＳＦＥＴインバータのトランジスタは、３ｋＨｚと１５ｋＨｚの間の周波数で動作し得る。ＡＣ電力信号用の様々なレベルの電圧を供給するため、ＭＯＳＦＥＴインバータのトランジスタは、様々な割合でスイッチオン／オフされる。例えば、電圧が最大レベルであることが予期されているとき、ＭＯＳＦＥＴインバータのトランジスタは常にオンにされている（即ち、常に電力を通過させている）。電圧が最大レベルの半分であることが予期されているときは、ＭＯＳＦＥＴインバータのトランジスタは、半分の時間はオンであり半分の時間はオフである。ＰＰＣ２０８の様々なＡＣ電力信号を同期させるため、コントローラ２１２は、ＰＰＣ２０８に対してマスターコントロール信号（例えば、パルス幅変調信号）を提供することができる。

図２Ｂは、ＰＰＣ２０８に接続されたスイッチングネットワーク２０４の概略図である。スイッチングネットワーク２０４は、第１のパワーバス２２０、第２のパワーバス２２２、第３のパワーバス２２４、及び第４のパワーバス２２６を含むことができる。第１のパワーバス２２０は、自動車２００の第１の前輪１０２を駆動する第１の電気モータ１５２に接続されることができる。第２のパワーバス２２２は、自動車２００の第２の前輪１０４を駆動する第２の電気モータ１５４に接続されることができる。第３のパワーバス２２４は、自動車２００の第３の車輪１０６を駆動する第３の電気モータ１５６に付随することができる。第４のパワーバス２２６は、自動車２００の第４の車輪１０８を駆動する第４の電気モータ１５８に付随することができる。スイッチングネットワーク２０４は、メカニカルコンタクタ及び／またはソリッドステートリレーを含み得る。

様々な態様において、ＰＰＣ２０８は、パワーバス２２０、２２２、２２４、及び２２６に選択的に接続されることができる。例えば、図２Ｂに示すスイッチングネットワーク２０４には、第１のＰＰＣ２０８ａに使用される選択可能接続部の第１列２３０、第２のＰＰＣ２０８ｂに使用される選択可能接続部の第２列２４２、第３のＰＰＣ２０８ｃに使用される選択可能接続部の第３列２５４、及びｎ番目のＰＰＣ２０８ｎに使用される選択可能接続部の第ｎ列２６６が含まれる。選択可能接続部の第１列２３０には、第１のパワーバス２２０に電気的に接続された第１の接点２３４、第２のパワーバス２２２に電気的に接続された第２の接点２３６、第３のパワーバス２２４に電気的に接続された第３の接点２３８、及び第４のパワーバス２２６に電気的に接続された第４の接点２４０が含まれる。選択可能接続部の第１列２３０は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点２３２もまた、含むことができる。第１のＰＰＣ２０８ａからの出力を第１のパワーバス２２０、第２のパワーバス２２２、第３のパワーバス２２４、または第４のパワーバス２２６にそれぞれ連結するため、第１のＰＰＣ２０８ａからの出力２１４ａは、コントローラ２１２によって、第１の接点２３４、第２の接点２３６、第３の接点２３８、または第４の接点２４０に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第１のＰＰＣ２０８ａからの電力が必要ではない場合には、第１のＰＰＣ２０８ａからの出力２１４ａは、コントローラ２１２によって無効接点２３２に選択的に接続されることができる。

選択可能接続部の第２列２４２には、第１のパワーバス２２０に電気的に接続された第１の接点２４６、第２のパワーバス２２２に電気的に接続された第２の接点２４８、第３のパワーバス２２４に電気的に接続された第３の接点２５０、及び第４のパワーバス２２６に電気的に接続された第４の接点２５２が含まれる。選択可能接続部の第２列２４２は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点２４４もまた、含むことができる。第２のＰＰＣ２０８ｂからの出力を第１のパワーバス２２０、第２のパワーバス２２２、第３のパワーバス２２４、または第４のパワーバス２２６にそれぞれ連結するため、第２のＰＰＣ２０８ｂからの出力２１４ｂは、コントローラ２１２によって、第１の接点２４６、第２の接点２４８、第３の接点２５０、または第４の接点２５２に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第２のＰＰＣ２０８ｂからの電力が必要ではない場合には、第２のＰＰＣ２０８ｂからの出力２１４ｂは、コントローラ２１２によって無効接点２４４に選択的に接続されることができる。

選択可能接続部の第３列２５４には、第１のパワーバス２２０に電気的に接続された第１の接点２５８、第２のパワーバス２２２に電気的に接続された第２の接点２６０、第３のパワーバス２２４に電気的に接続された第３の接点２６２、及び第４のパワーバス２２６に電気的に接続された第４の接点２６４が含まれる。選択可能接続部の第３列２５４は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点２５６もまた、含むことができる。第３のＰＰＣ２０８ｃからの出力を第１のパワーバス２２０、第２のパワーバス２２２、第３のパワーバス２２４、または第４のパワーバス２２６にそれぞれ連結するため、第３のＰＰＣ２０８ｃからの出力２１４ｃは、コントローラ２１２によって、第１の接点２５８、第２の接点２６０、第３の接点２６２、または第４の接点２６４に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第３のＰＰＣ２０８ｃからの電力が必要ではない場合には、第３のＰＰＣ２０８ｃからの出力２１４ｃは、コントローラ２１２によって無効接点２５６に選択的に接続されることができる。

選択可能接続部の第ｎ列２６６には、第１のパワーバス２２０に電気的に接続された第１の接点２７０、第２のパワーバス２２２に電気的に接続された第２の接点２７２、第３のパワーバス２２４に電気的に接続された第３の接点２７４、及び第４のパワーバス２２６に電気的に接続された第４の接点２７６が含まれる。選択可能接続部の第ｎ列２６６は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点２６８もまた、含むことができる。ｎ番目のＰＰＣ２０８ｎからの出力を第１のパワーバス２２０、第２のパワーバス２２２、第３のパワーバス２２４、または第４のパワーバス２２６にそれぞれ連結するため、ｎ番目のＰＰＣ２０８ｎからの出力２１４ｎは、コントローラ２１２によって、第１の接点２７０、第２の接点２７２、第３の接点２７４、または第４の接点２７６に選択的に接続されることができる。特定の瞬間においてｎ番目のＰＰＣ２０８ｎからの電力が必要ではない場合には、ｎ番目のＰＰＣ２０８ｎからの出力２１４ｎは、コントローラ２１２によって無効接点２６８に選択的に接続されることができる。

図２Ｂは、ＰＰＣ２０８ａの出力２１４ａがコントローラ２１２によって第１のパワーバス２２０上の接点２３４に選択的に接続されている、例示的なシナリオを示す。図２には、コントローラ２１２によって第１のパワーバス２２０上の接点２４６に選択的に接続された第２のＰＰＣ２０８ｂの出力２１４ｂ、コントローラ２１２によって第２のパワーバス２２２上の接点２６０に選択的に接続された第３のＰＰＣ２０８ｃの出力２１４ｃ、及びコントローラ２１２によって無効接点２６８に選択的に接続されたｎ番目のＰＰＣ２０８ｎの出力２１４ｎも、また示される。図２Ｂに示されていないＰＰＣの出力は、これらの出力を様々なパワーバスに連結する同様の接点と接続されているか、及び／または、全く何とも接続されていなくてよい。図２Ｂに示す例示的なシナリオでは、第１のＰＰＣ２０８ａ及び第２のＰＰＣ２０８ｂは、並列に、第１のパワーバス２２０に電気的に接続されている。図２Ｂでは、ＭＯＳＦＥＴベースのパワーコンバータの、簡略化された回路図が示されている。様々な態様において、該回路は、例えば三相電流動作用の回路を含むことができる。第１のＰＰＣ２０８ａには、第１のＭＯＳＦＥＴ２８０及び第２のＭＯＳＦＥＴ２８２が含まれる。第１のＭＯＳＦＥＴ２８０は、電源２１０からのＤＣパワーバス２９０の負または接地端子２９４に電気的に接続されている。第２のＭＯＳＦＥＴ２８２は、ＤＣパワーバス２９０の正の端子２９２に電気的に接続されている。第１のＭＯＳＦＥＴ２８０及び第２のＭＯＳＦＥＴ２８２はローパスフィルタ２９６に接続され、次いでローパスフィルタ２９６は第１のＰＰＣ２０８ａの出力２１４ａに接続されている。第２のＰＰＣ２０８ｂには、第３のＭＯＳＦＥＴ２８６及び第４のＭＯＳＦＥＴ２８８が含まれる。第３のＭＯＳＦＥＴ２８６は、電源２１０からのＤＣパワーバス２９０の負または接地端子２９４に電気的に接続されている。第４のＭＯＳＦＥＴ２８８は、ＤＣパワーバス２９０の正の端子２９２に電気的に接続されている。第３のＭＯＳＦＥＴ２８６及び第４のＭＯＳＦＥＴ２８８はローパスフィルタ２９８に接続され、次いでローパスフィルタ２９８は第２のＰＰＣ２０８ｂの出力２１４ｂに接続されている。理解されるように、示されている例示的なシナリオでは、第１のＰＰＣ及び第２のＰＰＣのＭＯＳＦＥＴ回路は、ＤＣパワーバス２９０と第１のパワーバス２２０とを、並列に電気的に接続している。第１のＭＯＳＦＥＴ２８０及び第３のＭＯＳＦＥＴ２８６は、第１の通信チャネル２１３によってコントローラ２１２に電気的に接続されている。コントローラ２１２は、第１のＭＯＳＦＥＴ２８０及び第３のＭＯＳＦＥＴ２８６を開閉させるため、第１の通信チャネル２１３に第１のパルス幅変調信号を出力することができる。第２のＭＯＳＦＥＴ２８２及び第４のＭＯＳＦＥＴ２８８は、第２の通信チャネル２１５によってコントローラ２１２に電気的に接続されている。コントローラ２１２は、第２のＭＯＳＦＥＴ２８２及び第４のＭＯＳＦＥＴ２８８を開閉させるため、第２の通信チャネル２１５に第２のパルス幅変調信号を出力することができる。第１のＭＯＳＦＥＴ２８０と第３のＭＯＳＦＥＴ２８６とが同一の通信チャネル２１３に接続されているため、第１のＭＯＳＦＥＴ２８０と第３のＭＯＳＦＥＴ２８６の動作は、第１のパルス幅変調信号によって同期され、それによって第１のＭＯＳＦＥＴ２８０と第３のＭＯＳＦＥＴ２８６からは、同一の波長を持った電力信号が出力される。第２のＭＯＳＦＥＴ２８２と第４のＭＯＳＦＥＴ２８８とが同一の通信チャネル２１５に接続されているため、第２のＭＯＳＦＥＴ２８２と第４のＭＯＳＦＥＴ２８８の動作は、第２のパルス幅変調信号によって同期され、それによって第２のＭＯＳＦＥＴ２８２と第４のＭＯＳＦＥＴ２８８からは、同一の波長を持った電力信号が出力される。様々な態様において、各ＭＯＳＦＥＴは、コントローラ２１２から専用のパルス幅変調信号を受信することができる。コントローラ２１２は、ＰＰＣの部分集合の動作を同期することができる（例えば、同一のパワーバスに接続されたＰＰＣを同期することができる）。第１のパワーバス２２０は、第１のＰＰＣ２０８ａと第２のＰＰＣ２０８ｂからの組み合わされた出力を、自動車２００の第１の前輪１０２用の車輪モータ１５２に伝送することができる。第２のパワーバス２２２は、第３のＰＰＣ２０８ｃからの出力を受信する。第２のパワーバス２２２は、第３のＰＰＣ２０８ｃからの出力を、自動車２００の第２の前輪１０４用の車輪モータ１５４に伝送することができる。

様々な態様において、スイッチングネットワーク２０４内の特定の接続は、固定または既定であり得る。例えば、１つのＰＰＣが車輪モータのそれぞれに恒久的に割り当てられていてよい。例えば、第１のＰＰＣ２０８ａは、第１のパワーバス２２０に（したがって、第１の前輪１０２用の車輪モータ１５２に）恒久的に接続されていてよい。また、第２のＰＰＣ２０８ｂは、第２のパワーバス２２２に（したがって、第２の前輪１０４用の車輪モータ１５４に）恒久的に接続されていてよい。また、第３のＰＰＣ２０８ｃは、第３のパワーバス２２４に（したがって、第１の後輪１０６用の車輪モータ１５６に）恒久的に接続されていてよい。また、第４のＰＰＣ（例えば、図２Ｂには示されていない第４のＰＰＣ２０８ｄ）は、第４のパワーバス２２６に（したがって、第２の後輪１０８用の車輪モータ１５８に）恒久的に接続されていてよい。残りのＰＰＣ（例えばＰＰＣ２０８ｎ）は、上記のように、コントローラ２１２によって様々なパワーバスに選択的に接続されることができる。

様々な態様において、スイッチングネットワーク２０４内の特定のＰＰＣは、特定のパワーバスのみに限定して接続されてよい。例えば、第１のＰＰＣ２０８ａは、（接点２３４経由で）第１のパワーバス２２０のみに、または（接点２３６経由で）第２のパワーバス２２２のみに、限定して選択的に接続可能であってよい。言い換えると、第３のパワーバス２２４用の接点２３８と第４のパワーバス２２６用の接点２４０は、スイッチ２０４から除外されてよい。結果として第１のＰＰＣ２０８ａは、自動車２００の、それぞれ前輪１０２及び１０４用の車輪モータ１５２及び１５４のパワーバスに、選択的に接続可能である。別の例として、第２のＰＰＣ２０８ｂは、（接点２５０経由で）第３のパワーバス２２４のみに、または（接点２５２経由で）第４のパワーバス２２６のみに、限定して選択的に接続可能であってよい。言い換えると、第１のパワーバス２２０用の接点２４６と第２のパワーバス２２２用の接点２４８は、スイッチ２０４から除外されてよい。結果として第２のＰＰＣ２０８ｂは、自動車２００の、それぞれ後輪１０６及び１０８用の車輪モータ１５６及び１５８のパワーバスに、選択的に接続可能である。特定のＰＰＣを特定のパワーバスに固定すること、及び／または特定のＰＰＣ用に選択可能な接点を限定することによって、スイッチネットワーク２０４は、単純化され得る。

スイッチングネットワーク２０４は使用中、負荷要求及び／または環境条件に基づいて電力を電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８に供給するため、様々なＰＰＣ２０８をパワーバス２２０、２２２、２２４、及び２２６に選択的に接続可能である。第１の例として、自動車２００が加速し、次いで減速するシナリオを検討されたい。加速中、車輪１０２、１０４、１０６、１０８間での自動車の重量の配分は、後輪１０６及び１０８に向かってシフトする。結果として、後輪１０６及び１０８には、前輪１０２及び１０４よりも大きなトラクションがかかる。したがって、後輪１０６及び１０８の電気モータ１５６及び１５８に対して、前輪１０２及び１０４の電気モータ１５２及び１５４に対するよりも大量の電力を供給することが、有利であり得る。例えば、様々な態様において、ＰＭＣは８つのＰＰＣを含むことができ、定常状態の運転条件下では、（電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８に接続されている）スイッチングネットワーク内のパワーバスのそれぞれが、該８つのＰＰＣのうちの２つに選択的に接続されることができる。加速条件下では、（第１の前輪１０２の電気モータ１５２に接続されている）第１のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第１のパワーバスから接続解除することができ、第３のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このＰＰＣからの出力は、第１の後輪１０６の電気モータ１５６に供給されるようになる。また、（第２の前輪１０４の電気モータ１５４に接続されている）第２のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第２のパワーバスから接続解除することができ、第４のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このＰＰＣからの出力は、第２の後輪１０８の電気モータ１５８に供給されるようになる。

減速中、電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８は発電機として動作することができ、電源２１０を再充電するための電気を供給する。例えば、電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８のそれぞれは、スイッチングネットワーク及びＰＰＣに対してＡＣ電力を供給することができる。ＰＰＣは、供給されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換することができる。次いでＤＣ電力は電源バスに供給され、さらに電源に供給される。減速中、車輪１０２、１０４、１０６、１０８間での自動車の重量の配分は、前輪１０２及び１０４に向かってシフトする。結果として、前輪１０２及び１０４には、後輪１０６及び１０８よりも大きなトラクションがかかる。したがって、前輪１０２及び１０４の電気モータ１５２及び１５４から、後輪１０６及び１０８の電気モータ１５６及び１５８からよりも大量の電力を引き出すことが、有利であり得る。自動車２００に８つのＰＰＣが含まれる上記の例を引き続き見ると、減速条件下では、（第１の後輪１０６の電気モータ１５６に接続されている）第３のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第１のパワーバスから接続解除することができ、第１のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、第１の前輪１０２の電気モータ１５２から引き出される出力は、このＰＰＣに供給されるようになる。また、（第２の後輪１０８の電気モータ１５８に接続されている）第４のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第４のパワーバスから接続解除することができ、第２のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、第２の前輪１０４の電気モータ１５４から引き出される出力は、このＰＰＣに供給されるようになる。

様々な態様においいて、ＰＭＣは、曲がる際の内側よりも外側において、より多くのＰＰＣを電気モータに選択的に接続することができる。例えば、自動車２００は右折すると仮定されたい。自動車２００に８つのＰＰＣが含まれる上記の例を引き続き見ると、こうした方向転換の条件下では、（第２の前輪１０４の電気モータ１５４に接続されている）第２のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第２のパワーバスから接続解除することができ、第１のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このＰＰＣから引き出される出力は、第１の前輪１０２の電気モータ１５２に供給されるようになる。また、（第２の後輪１０８の電気モータ１５８に接続されている）第４のパワーバスに接続されている２つのＰＰＣのうちの１つは、第４のパワーバスから接続解除することができ、第３のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このＰＰＣからの出力は、第１の後輪１０６の電気モータ１５６に供給されるようになる。左折の場合は、右折に関して上記したものと反対の方法で選択的に接続することが含まれ得る。右側の車輪１０２及び１０６それぞれの電気モータ１５２及び１５６により多くの電力を供給することにより、ＰＭＣ２０２は、自動車２００に対してステアリングの補助を提供することができる。

様々な態様において、スイッチングネットワーク２０４は、特定のＰＰＣを１よりも多いパワーバスと選択的に接続することができる。例えば、自動車２００が、少し進んでは止まる交通状況下で非常に低速で移動している例示的なシナリオを検討されたい。こうしたシナリオでは、単一のＰＰＣが電気モータの所要電力を満足し得る。スイッチングネットワーク２０４は、同時に及び選択的に、第１のＰＰＣ２０８ａを第１のパワーバス２２０用の接点２３４と、第２のパワーバス２２２用の接点２３６と、第３のパワーバス２２４用の接点２３８と、第４のパワーバス２２６用の接点２４０とに接続することができる。スイッチングネットワーク２０４は、残りのＰＰＣを接続解除のままにしておいてよい（即ち、無効接点に接続しておいてよい）。様々な態様において、自動車２００の所要電力は、部分的に、自動車の運転者がアクセルペダルといった自動車の制御を作動させる程度に基づいて決定されてよい。様々な態様において、自動車の所要電力は、部分的に、選択された運転モード（例えば、市街地モード、性能モードなど）に基づいて決定されることができる。

図３Ａでは、自動車３００が、それぞれ前輪１０２及び１０４の電気モータ１５２及び１５４のみによって駆動されている態様が示されている。電気モータ１５２及び１５４は、スイッチングネットワーク３０４、電源バス３０６、及びＰＰＣ３０８を含むＰＭＣ３０２に接続されている。電源バス３０６は、電池、コンデンサ、燃料電池などといった、電源３１０に取り付けられている。ＰＭＣ３０２は、コントローラ３１２を含むことができ、及び／またはコントローラ３１２と通信することができる。図３Ｂでは、自動車３５０が、それぞれ後輪１０６及び１０８の電気モータ１５６及び１５８のみによって駆動されている態様が示されている。電気モータ１５６及び１５８は、スイッチングネットワーク３５４、電源バス３５６、及びＰＰＣ３５８を含むＰＭＣ３５２に接続されている。電源バス３５６は、電池、コンデンサ、燃料電池などといった、電源３６０に取り付けられている。ＰＭＣ３５２は、コントローラ３６２を含むことができ、及び／またはコントローラ３６２と通信することができる。

スイッチングネットワーク３０４及び３５４は、図２Ａ及び２Ｂに関連して上記されたスイッチングネットワーク２０４と同様であることができる。ただし、スイッチングネットワーク３０４及び３５４は、各自動車に電気モータが２つしかないことから、第１のパワーバス及び第２のパワーバスのみを有するという点は異なる。様々なＰＰＣ３０８及び３５８を、それぞれ第１のパワーバス及び第２のパワーバスに選択的に接続するためにコントローラ３１２及び３６２によって使用される制御ロジックは、図２Ａのコントローラ２１２によって使用される制御ロジックとは異なっていてよい。例えば上記のように、図２Ａの自動車２００は、その４輪の全てが電気モータによって駆動されており、加速中または減速中の重量の移動に基づいて、特定のＰＰＣが特定のモータに選択的に接続されてよい。こうした重量移動の検討は、それぞれ図３Ａ及び３Ｂに示される、前輪駆動または後輪駆動の自動車３００及び３５０の場合には無関係であってよい。

図４は、ＰＰＣと電気モータとを選択的に接続及び／または接続解除する方法４００を示すフローチャートである。ブロック４０２で方法４００が開始した後、方法４００は、ブロック４０４において電気モータ用の負荷条件を決定する。ここでは、電気モータの負荷条件は、電気モータの駆動に必要な電力の量、または（例えば回生ブレーキの間に）電気モータが生成している電力の量であってよい。例えば、電気モータの負荷条件は、車両の加速、制動、及び／または方向転換の要求によって影響を受け得る。方法４００は、ブロック４０６で、電気モータに接続されたＰＰＣが負荷条件を満足するかどうかを決定する。負荷条件が接続されたＰＰＣによって満足されている場合、方法４００はブロック４０４に戻る。負荷条件が接続されたＰＰＣによって満足されない場合、方法４００は、電気モータに接続されているＰＰＣが多すぎるのか、少なすぎるのかを決定するため、ブロック４０８へと進む。電気モータに接続されたＰＰＣの総数が、電気モータが現在必要としている以上の容量を有している場合には、電気モータに接続されたＰＰＣが多すぎる可能性がある。例えば、様々な態様による例示的な自動車は、それぞれが１０ｋＷの電力を伝送する定格を有するＰＰＣを含むことができる。例示的なシナリオでは、自動車の特定の電気モータによって、所与の瞬間に２２ｋＷの電力が要求されてよい。こうして、特定の電気モータが３つのＰＰＣに接続される必要がある。しかし、もし特定の電気モータに４つのＰＰＣが接続されていた場合、４つ目のＰＰＣの１０ｋＷの容量は無駄となり、もしかすると他の箇所で使用されてしまう可能性がある。４つの１０ｋＷのＰＰＣが２２ｋＷの電力を要求している電気モータに接続されているこのシナリオでは、電気モータに選択的に接続されているＰＰＣの数は多すぎる。モータの出力が高すぎる（例えばモータによって駆動されている車輪に地面とのトラクションがかかっていない）場合、またはモータが回生ブレーキに使用されていて、且つ生成している電力が大きすぎる（例えば該モータに付随する車輪が横滑りし始めている）場合にもまた、電気モータに接続されているＰＰＣの数は多すぎる可能性がある。こうした事象においては、電気モータに接続されているＰＰＣの数が多すぎる可能性がある。電気モータに接続されているＰＰＣの数が多すぎる場合、方法４００は、ブロック４１０に進み、電気モータから少なくとも１つのＰＰＣを選択的に接続解除する。その後、方法４００はブロック４０４へ戻る。

ブロック４０８に戻ると、電気モータに接続されているＰＰＣの数が少な過ぎてよい、いくつかの例が示されている。自動車がそれぞれ１０ｋＷの定格を有しているＰＰＣを含んでいる上記の例示的な態様を参照すると、電気モータが２２ｋＷの出力を要求しているが２つのＰＰＣにしか選択的に接続されていない場合、電気モータに接続されているＰＰＣの数は少なすぎる。要求された２２ｋＷの出力を供給するためには、第３のＰＰＣが、電気モータに選択的に接続される必要がある。第３のＰＰＣは、負荷軽減した電力設定で動作することができるが、ただ第３のＰＰＣが必要とする２ｋＷを供給するだけのためである。別の例として、電気モータが自動車の車輪に対して回生ブレーキを提供するために使用されている場合、もし電気モータが１０ｋＷのＰＰＣ２つに選択的に接続されていれば、該電気モータは、２０ｋＷの回生ブレーキを提供していてよい。しかし、車輪が横滑りしていない場合には、電気モータはより多量の回生ブレーキを提供可能であってよい。自動車の運転者によって制動がより多く（即ち、現在提供されている２０ｋＷの回生ブレーキよりも多く）要求された場合は、電気モータに接続されているＰＰＣの数は、少なすぎることになる。電気モータに接続されているＰＰＣの数が少なすぎる場合には、方法は、ブロック４１２で、電気モータに選択的に接続するのに利用できるＰＰＣが存在するかどうかを照会する。電気モータに選択的に接続するのに利用できるＰＰＣが存在しない場合には、方法はブロック４０４に戻る。ブロック４１２において電気モータに選択的に接続できるＰＰＣが存在する場合には、方法４００は、ブロック４１４において、少なくとも１つの利用可能なＰＰＣを電気モータに選択的に接続する。方法４００はブロック４０４へ戻る。

自動車に１０ｋＷのＰＰＣが複数含まれる上記の例示的な態様において、該ＰＰＣの電力容量の少なくとも一部が使用されるという可能性がある。上記の例示的なシナリオを参照すると、動作に必要な電力が２２ｋＷである電気モータは、１０ｋＷのＰＰＣが３つ、選択的に接続されること（例えば、第１のＰＰＣからの１０ｋＷの電力、第２のＰＰＣからの１０ｋＷの電力、及び、負荷軽減した電力設定で動作する第３のＰＰＣからの２ｋＷ）を必要とする。しかし、第３のＰＰＣが１つの電気モータにしか接続されていない場合は、第３のＰＰＣの８ｋＷの容量は電気モータによって使用されないであろう。上記のように、様々な態様において、ＰＰＣを異なるパワーバス間でスイッチするため、ＰＭＣ（例えば図２ＡのＰＭＣ２０２）は非常な高周波で動作することが可能である。こうした態様では、この例示的シナリオの第３のＰＰＣは、第３のＰＰＣの電力容量を配分するため、様々な時点で複数のモータに選択的に接続されることができる。例えば、第１の電気モータが２２ｋＷの電力を要求し、第２の電気モータが２８ｋＷの電力を要求していると仮定されたい。第１の２０ｋＷの電力を第１の電気モータに供給するため、第１の２つの１０ｋＷのＰＰＣは第１の電気モータに選択的に接続されることができ、第２の２０ｋＷの電力を第２の電気モータに供給するため、第２の２つの１０ｋＷのＰＰＣは第２の電気モータに選択的に接続されることができる。この他に必要なそれぞれ２ｋＷ及び８ｋＷの電力を供給するため、第５の１０ｋＷのＰＰＣは、選択的に及び順次、第１の電気モータ及び第２の電気モータに、反復して接続されることができる。例えば、第５のＰＰＣは、特定の期間のうちの２０％は第１の電気モータに、また特定の期間のうちの８０％は第２のモータに、選択的に接続されることができる。

様々な態様において、ＰＭＣ（図２Ａに示すＰＭＣ２０２、図３Ａに示すＰＭＣ３０２、または図３Ｂに示すＰＭＣ３５２）は、アンチロックブレーキ、トラクションコントロール、及び／またはスタビリティコントロールといった、様々な自動車の安全機能及び／または安定機能を実装することができる。上記のアンチロックブレーキに関しては、電気モータ１５２、１５４、１５６、及び１５８は、電源２１０に対して電力を供給し返す発電機として機能することによって、回生ブレーキを提供することができる。特定の電気モータから引き出される電力が大量すぎる場合（その電気モータに付随する車輪が横滑りし始めるような場合）、コントローラは、該モータから引き出されている電力量を減少させるため、１または複数のＰＰＣの容量を、その電気モータから他に、選択的に再割り当てすることができる。特定の車輪がトラクションを取り戻した（横滑りが止まった）ときには、コントローラは、電気モータから引き出される電力を回復させるため、１または複数のＰＰＣを該電気モータに選択的に接続することができる。回生ブレーキを最大にしながらトラクションを向上させるため、コントローラは、ＰＰＣと特定の電気モータとを、１秒間に多数回（例えば１秒間に何十回または何百回）、選択的に接続及び接続解除することができる。トラクションコントロールに関しては、特定の電気モータに送られている電力が大量すぎる（該電気モータに付随する車輪に地面とのトラクションがかかっていない）場合、コントローラは、該モータに送られる電力の量を減少させるため、１またはそれ以上のＰＰＣの容量を、該電気モータから他に、選択的に再割り当てすることができる。特定の車輪がトラクションを取り戻したときには、コントローラは、電気モータへの電力を回復させるため、１または複数のＰＰＣを該電気モータに選択的に接続することができる。電気モータへの出力を最大にしながらトラクションを向上させるため、コントローラは、ＰＰＣと特定の電気モータとを、１秒間に多数回（例えば１秒間に何十回または何百回）、選択的に接続及び接続解除することができる。スタビリティコントロールに関しては、自動車は、横滑り（例えば尻振り）を防止するため、特定の車輪に対してしばしば個別のブレーキを適用し、及び／または動力を伝送する。ここで、ＰＭＣは、横スライドを制御するために動力をより多く及び／またはより少なく要求する自動車の車輪に付随する電気モータとＰＰＣとを、選択的に接続または接続解除することができる。例えば、図２Ａを参照して、自動車２００の後端が右方に横スライドしていると仮定されたい。こうした右方への横スライドを修正するため、第１の前輪１０２の電気モータ１５２に印加されている電力を減少することができ（もしくは、第１の前輪１０２に付随する電気モータ１５２に対して、回生ブレーキ力を適用することができ）、及び／または、第２の後輪１０８に付随する電気モータ１５８に電力を印加することができる。ここで、ＰＭＣは、第１の前輪１０２に付随する第１の電気モータ１５２に対して送られている電力を減少させるため、ＰＰＣ２０８を第１のパワーバス２２０から選択的に接続解除することができる。また、ＰＭＣは、第２の後輪１０８に付随する第４の電気モータ１５８に対して送られている電力を増大させるため、ＰＰＣ２０８を第４のパワーバス２２６に選択的に接続することもできる。

様々な態様において、ＰＭＣ２０２、ＰＭＣ３０２、及び／またはＰＭＣ３５２といったＰＭＣは、それぞれ図２Ａ、３Ａ、及び３Ｂに示される四輪自動車２００、３００、及び３５０以外の車両でも使用することができる。例えば、ＰＭＣは、前輪及び後輪を駆動する電気モータを有するオートバイにも使用することができる。別の例として、ＰＭＣは、トラクタートレーラーにも使用することができる。例えば、内燃機関によって動力を与えられたトラクターは、しばしば、運転室の後に位置する２つのドライブアクスルと、運転室の前部の単一のステアリングアクスルとを有する。様々なトラクターの車輪から内燃機関のドライブトレーンを取り外し、電気モータを接続することができる。トラクターの２つのドライブアクスル上の車輪に付随するモータに、ＰＭＣを接続することができる。様々な態様において、電気モータをステアリングアクスルに付随する車輪に追加することもでき、ＰＭＣをこれらの電気モータに接続することもできる。通常、トラクタートレーラーの構成には、トレーラーの後端付近に配置された、１または２つのアクスルが含まれる。通常、これらのアクスルの上の車輪には、動力が与えられていない。しかし、様々な態様において、電気モータをトレーラーアクスルの車輪に追加することができ、これらの電気モータをＰＭＣにも接続することができる。

様々な態様において、ＰＭＣ２０２、ＰＭＣ３０２、及び／またはＰＭＣ３５４といったＰＭＣは、車両以外の用途に使用することができる。例えば、ＰＭＣは様々な空調装置、油圧ポンプ、送水ポンプ、冷蔵モジュール、送風ユニットなどに付随する、電気モータ（または他の受電回路）を駆動するのに使用することができる。別の例として、ＰＭＣは、商業ビルのエレベータ用の電気モータを駆動するのに使用することができる。

図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂの電気モータ、パワーインバータ、及び電源の上記の構成、並びに図４に記載の方法は、総電力容量が他の構成に比べてより少ないパワーコンバータを必要とするため、有利である。例えば、各モータがパワーインバータの専用のセットを有している図１Ｃに示す構成では、パワーインバータの各セットに、モータに送られ得る最大量の電力を処理するのに十分な電力容量が含まれなくてはならない。例示のため、図１Ｃに示す自動車１６０が１００ｋＷの電源を有すると仮定されたい。４つの電気モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のうちの任意のものが１００ｋＷの電力全体を引き出すことが可能であるためには（４つの車輪のうちの３つにトラクションがほとんどまたはまったくかかっていない場合）、インバータの各セットが１００ｋＷの容量を有する必要がある。言い換えると、インバータ（単数または複数）１７２は１００ｋＷの電力容量を有し、インバータ（単数または複数）１７４は１００ｋＷの電力容量を有し、インバータ（単数または複数）１７６は１００ｋＷの電力容量を有し、インバータ（単数または複数）１７８は１００ｋＷの電力容量を有する。合計すると、自動車１６０が電源１８０からの電力全てを電気モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のうちの任意の１つに伝送できる必要がある場合、自動車１６０は計４００ｋＷのインバータの電力容量を有する。対照的に、図２Ａに示す自動車２００は、パワーコンバータ２０８の全てを電気モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のうちの単一のものに電気的に接続するために、スイッチングネットワーク２０４を使用することができる。こうして、電源２１０が１００ｋＷの出力容量を有する例示のシナリオを引き続き見ると、図２Ａの自動車２００は、わずか計１００ｋＷのインバータの電力容量で、電源２１０からの電力の全てを電気モータ１６２、１６４、１６６、及び１６８のうちの任意の１つに送ることができる。要求されるパワーインバータの容量がこうして減少することによって、コスト、複雑性、及び重量が著しく省かれる結果となり得る。

さらに、本開示は下記の条項による実施例を含む。

条項１．複数の車輪、複数の車輪のそれぞれに連結された複数のモータ、並びに、複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）を含む並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）であって、ＰＭＣは、自動車のモータの負荷条件に基づいて、ＰＰＣのうちの別々のものと複数のモータのうちのモータとを選択的に接続し、ＰＰＣは接続されたモータのそれぞれに対して電力を印加する、並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）を備える、車両。

条項２．ＰＭＣは複数のＰＰＣ及び複数のモータに接続されたスイッチングネットワークを含み、スイッチングネットワークはＰＰＣのうちの別々のものをモータに選択的に接続する、条項１に記載の自動車。

条項３．自動車のモータの負荷条件は、動作要求及び環境条件のうちの少なくとも１つに基づいて決定される、条項１に記載の自動車。

条項４．動作要求は、加速要求、制動要求、及び方向転換要求のうちの少なくとも１つを含む、条項３に記載の自動車。

条項５．ＰＭＣは、動作要求の変化に基づいて、ＰＰＣの接続を複数のモータのうちの第１のモータから、複数のモータのうちの第２のモータに選択的に変更する、条項３に記載の自動車。

条項６．環境条件は、複数の車輪のうちのそれぞれが利用可能なトラクションを含む、条項３に記載の自動車。

条項７．ＰＭＣに連結された電源をさらに備える、条項１に記載の自動車。

条項８．複数のＰＰＣは、合計で少なくとも電源の出力容量を満足する複数のＰＰＣを含む、条項７に記載の自動車。

条項９．複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）及び複数の出力を含む並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）を備えるシステムであって、ＰＭＣは、出力に接続された受電回路の負荷条件に基づいて、ＰＰＣのうちのそれぞれを出力に選択的に接続する、システム。

条項１０．ＰＭＣは複数のＰＰＣ及び複数の出力に接続されたスイッチングネットワークを含み、スイッチングネットワークはＰＰＣのうちの別々のものを複数の出力に選択的に接続する、条項９に記載のシステム。

条項１１．複数のＰＰＣを制御するように構成されたコントローラをさらに備え、コントローラは少なくとも複数のＰＰＣによって出力された電力信号の波長を同期させる、条項９に記載のシステム。

条項１２．ＰＰＣのうちの少なくとも１つが出力のうちの１つに固定的に接続されている、条項９に記載のシステム。

条項１３．出力に接続された受電回路は電気モータを備える、条項９に記載の方法。

条項１４．電気モータは、車両、空調装置ユニット、油圧ポンプ、送水ポンプ、エレベータ、冷蔵モジュール、及び送風ユニットのうちの少なくとも１つに動作可能に接続されている、条項１３に記載のシステム。

条項１５．ＰＭＣに連結された電源をさらに備える、条項９に記載のシステム。

条項１６．複数のＰＰＣは、合計で少なくとも電源の出力容量を満足する複数のＰＰＣを含む、条項１５に記載のシステム。

条項１７．複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）を含む並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）に接続された複数の受電回路からの負荷要求を検出すること、及び負荷要求に基づいて受電回路を駆動するため、ＰＰＣを受電回路に選択的に接続すること、を含む方法。

条項１８．受電回路は電気モータを備える、条項１７に記載の方法。

条項１９．負荷要求が動的に変化し、ＰＰＣを受電回路に選択的に接続することが、ＰＰＣを受電回路に動的に接続することを含む、条項１７に記載の方法。

条項２０．ＰＰＣからの電力を第１の受電回路及び第２の受電回路に分配するため、複数のＰＰＣのうちの１つのＰＰＣを、複数の受電回路のうちの第１の受電回路と選択的に接続し、次に反復して第２の受電回路と選択的に接続することをさらに含む、条項１７に記載の方法。

様々な態様の記載は、例示を目的として提示されているものであり、網羅的であること、または開示された態様に限定されることは意図されていない。当業者には、記載した態様の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正形態及び変形形態が明らかであろう。本書で使用される用語は、市場において見られる技術の諸態様、実際的な施用、もしくは技術的改良の原理を最も良く説明するため、または本明細書で開示する諸態様を他の当業者に理解せしめるために、選択されたものである。

諸態様は、専らハードウェアである態様、専らソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）である態様、またはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた態様の形式をとり得る。本書では、それらは全て「回路」、「モジュール」または「システム」と広く称され得る。

諸態様とは、システム、方法、及び／またはコンピュータプログラム製品であり得る。コンピュータプログラム製品は、本書に記載の諸態様をプロセッサに実行させるコンピュータ可読プログラム命令を内に有する、コンピュータ可読記憶媒体（単数または複数）を含み得る。

コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置によって使用される命令を保持及び記憶することが可能な、有形の装置であることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、限定しないが例として、電子記憶装置、磁気記憶装置、光学記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、またはこれらの任意の適切な組み合わせであり得る。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な非網羅的リストには、ポータブルコンピュータ用フロッピーディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ またはフラッシュメモリ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、持ち運び可能なコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリースティック、フロッピーディスク、パンチカードまたは記録された命令を有する溝内の***構造といった機械的にエンコードされた装置、及びこれらの任意の適切な組み合わせ、が含まれる。コンピュータ可読記憶媒体とは、本明細書で使用される場合、電波もしくは他の自由に伝播する電磁波、導波管もしくは他の伝送媒体を通って伝播する電磁波（例えば光ファイバーケーブルを通過する光パルス）、または電線を通って伝送される電気信号といった、一過性信号それ自体と解釈されるべきではない。

本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピューティング装置／プロセッシング装置に対して、または、例えばインターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク及び／もしくはワイヤレスネットワークといったネットワークを経由して外部のコンピュータもしくは外部記憶装置に対して、ダウンロード可能である。ネットワークは、銅の伝送ケーブル、光伝送ファイバー、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、及び／またはエッジサーバを含み得る。各コンピューティング／プロセッシング装置のネットワークアダプタカードまたはネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、各コンピューティング／プロセッシング装置内のコンピュータ可読記憶媒体内に保存するために、該コンピュータ可読プログラム命令を転送する。

様々な態様の動作を実行するコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械語命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、または、スモールトーク、Ｃ^＋＋などといったオブジェクト指向プログラミング言語、及び、プログラミング言語「Ｃ」または同様のプログラミング言語といった従来型の手続き型プログラミング言語を含む、１以上のプログラミング言語の任意の組み合わせによって書かれたソースコードもしくはオブジェクトコードであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上且つ部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートのコンピュータもしくはサーバ上で、実行され得る。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得るか、または、（例えば、インターネットサービスプロバイダを利用してインターネットを介して）外部のコンピュータへの接続がなされてもよい。いくつかの態様では、例えば、プログラム可能論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、諸態様を実行する目的で該電子回路をカスタマイズするために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによってコンピュータ可読プログラム命令を実行してよい。

諸態様による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び／またはブロック図を参照して、本明細書で諸態様が記載される。フロー図及び／またはブロック図の各ブロック、並びにフロー図及び／またはブロック図のブロックの組み合わせが、コンピュータ可読プログラム命令によって実行可能であることは、理解されよう。

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行を行う命令が、フロー図及び／またはブロック図の１または複数のブロック内で特定されている機能／作用を実装するための手段を生成するように、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、または、機器を作製するための他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに、提供され得る。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータに命令可能なコンピュータ可読記憶媒体内、プログラム可能なデータ処理装置内、及び／または特有の方法で機能する他の装置内にもまた、記憶され得る。それによって、命令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体には、該フロー図及び／またはブロック図の単数もしくは複数のブロックで明記されている機能／動作の態様を実装する命令を含む製品が、含まれる。

コンピュータ可読プログラム命令は、一連の動作ステップをコンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、またはコンピュータに実装される処理を生み出す他の装置上で実行させるために、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置に搭載されてもまた、よい。これによって、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他の装置上で実行される命令は、該フロー図及び／またはブロック図の単数もしくは複数のブロックで明記されている機能／動作を実装する。

図面のフロー図及びブロック図は、本開示の様々な態様によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実装態様のアーキテクチャ、機能性、及び操作を示すものである。この点に関して、フロー図及びブロック図の各ブロックは、特定の論理機能を実装するための１または複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、または部分を表わし得る。いくつかの代替的な実施態様では、ブロックに記載された機能は図面に記載された順序を逸脱して現われてよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックはほぼ同時に実行されてもよく、または、含まれる機能によってはブロックは逆順に実行されてもよい。ブロック図及び／またはフロー図の各ブロック、並びにブロック図及び／またはフロー図のブロックの組み合わせは、特定機能または作業を行う特殊用途のハードウェアベースのシステムによって実装可能であるか、または特殊用途のハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実行可能であることもまた、留意されるであろう。

前記は本発明の諸態様を対象としているが、本発明の他の、及びさらなる態様は、その基本的な範囲及び以下の特許請求の範囲によって決定されるその範囲を逸脱することなく、考案され得る。

Claims (10)

1. 複数の車輪（１０２、１０４、１０６、１０８）、
   前記複数の車輪のそれぞれに連結された複数の電気モータ（１５２、１５４、１５６、１５８）、及び、
   複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）（２０８ａ〜２０８ｎ）を含む並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）（２０２）
   を備える車両であって、
   前記ＰＭＣは、前記車両の前記電気モータの負荷条件に基づいて、前記ＰＰＣのうちの別々のものを前記電気モータに選択的に接続し、前記ＰＰＣは接続された前記電気モータのそれぞれに対して電力を印加し、
   複数の前記電気モータのうちの第１のモータと第２のモータとの双方の電力が不足している特定の期間中、前記ＰＭＣは、複数の前記ＰＰＣのうちの少なくとも１つのＰＰＣを、順次前記第１のモータと前記第２のモータとに反復して接続して、前記少なくとも１つのＰＰＣからの電力を前記第１のモータと前記第２のモータとに分配する
   車両（２００）。
2. 前記ＰＭＣは前記複数のＰＰＣ及び前記複数の電気モータに接続されたスイッチングネットワーク（２０４）を含み、前記スイッチングネットワークは前記ＰＰＣのうちの別々のものを前記電気モータに選択的に接続する、請求項１に記載の車両。
3. 前記車両の前記電気モータの前記負荷条件は、
   動作要求及び
   環境条件のうちの少なくとも１つに基づいて決定される、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記車両の前記電気モータの前記負荷条件は、少なくとも前記動作要求に基づいて決定され、
   前記動作要求は、加速要求、制動要求、及び方向転換要求のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の車両。
5. 前記ＰＭＣは、前記動作要求の変化に基づいて、ＰＰＣの接続を前記複数の電気モータのうちの１つのモータから、前記複数の電気モータのうちの別のモータに選択的に変更する、請求項３に記載の車両。
6. 前記車両の前記電気モータの前記負荷条件は、少なくとも前記環境条件に基づいて決定され、
   前記環境条件は、前記複数の車輪のうちのそれぞれが利用可能なトラクションを含む、請求項３に記載の車両。
7. 前記ＰＭＣに連結された電源をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両。
8. 前記複数のＰＰＣは、少なくとも合計で前記電源の出力容量を満たす複数のＰＰＣを含む、請求項７に記載の車両。
9. 複数の並列パワーコンバータ（ＰＰＣ）（２０８ａ〜２０８ｎ）を含む並列モジュラーコンバータ（ＰＭＣ）（２０２）に接続された複数の電気モータであって、車両の複数の車輪のそれぞれに連結された複数の電気モータからの負荷要求を検出すること（４０４）、
   前記負荷要求に基づいて複数の前記電気モータを駆動するため、前記ＰＰＣを前記電気モータに選択的に接続すること、及び
   複数の前記電気モータのうちの第１のモータと第２のモータとの双方の電力が不足している特定の期間中、複数の前記ＰＰＣのうちの少なくとも１つのＰＰＣを、順次前記第１のモータと前記第２のモータとに反復して接続して、前記少なくとも１つのＰＰＣからの電力を前記第１のモータと前記第２のモータとに分配すること
   を含む方法（４００）。
10. 前記負荷要求が動的に変化し、前記ＰＰＣを前記電気モータに選択的に接続すること（４１４）が、前記ＰＰＣを前記電気モータに動的に接続することを含む、請求項９に記載の方法。

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