JP7439412B2

JP7439412B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP7439412B2
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Authority: JP
Inventors: 祐希山田
Original assignee: Denso Corp
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Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2039-08-08
Also published as: JP2021027762A

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

例えば、電力変換を行う電力変換装置として、コンデンサを含む電子部品を備えたものがある。コンデンサには、低温になるに従って大きな値となる等価直列抵抗（以下、「ＥＳＲ」という。）と呼ばれる抵抗成分が存在する。そして、コンデンサが低温である場合において、電力変換装置を稼働する際、コンデンサに電流が出入りすることによってＥＳＲに起因したサージ電圧が発生することがある。サージ電圧の発生により、電力変換装置を構成する電子部品が損傷するおそれがある。

特許文献１に開示された電力変換装置を備えた電動機は、電力変換装置が低温である場合において、電動機を駆動させることなく、まずはコンデンサを昇温させるために少量の電流を流す。そして、コンデンサの温度が上がり、ＥＳＲが小さくなってから電動機の駆動に充分な電流を流す。これにより、サージ電圧による電子部品の損傷を防ぎつつ、電動機を駆動させている。

特開２００９－６０７７６号公報

しかしながら、電動機を駆動させない間に流す電流は、装置の稼働に寄与するものではない。つまり、特許文献１における電動機は、電動機が稼働しない状態でコンデンサの昇温のためだけに電流を流している。すなわち、コンデンサの昇温のためだけに電力消費することとなり、エネルギ効率の観点から改善の余地がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、入力電力を変換して出力する電力変換部（３）と、
上記入力電力の電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
上記電力変換部の出力（Ｐ）の供給先である負荷（６）と、
上記電力変換部の出力を制御する出力制御部（４）とを備えた電力変換装置（１）であって、
上記電力変換装置の稼働中において、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度（Ｔｃ）に関連する温度関連情報に基づいて、上記電力変換部の出力を所定の出力上限値（Ｐｂ）以下に制限するよう構成されており、
上記出力上限値は上記温度関連情報に基づいて設定され、
上記コンデンサの温度を測定又は推定する温度取得部（５）を有し、
上記出力上限値は、上記温度取得部にて取得した上記コンデンサの温度に基づいて算出するよう構成されており、
上記電力変換部が所定の出力を行うよう、上記出力制御部に指令信号を送る上位制御部（４１）を有し、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度が所定の温度（Ｔ１）未満の場合において、上記上位制御部からの上位指令値（Ｐａ）が上記出力上限値よりも大きいとき、上記上位指令値によらず、上記出力上限値以下に上記電力変換部の出力を制限すると共に、上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値以下のとき、上記電力変換部の出力を上記上位指令値とするよう制御し、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度が上記所定の温度以上であるとき、上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限することなく、上記電力変換部の出力を上記上位指令値とするよう制御し、
上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値よりも大きいときに、上記出力制御部が上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限した後、
又は、上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値以下のとき、若しくは、上記コンデンサの温度が上記所定の温度以上であるときに、上記出力制御部が上記電力変換部の出力を上記上位指令値とした後、再び上記コンデンサの温度を取得し、
上記出力制御部は、該出力制御部が、上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限した後、又は上記電力変換部の出力を上記上位指令値とした後に、再び取得した上記コンデンサの温度と、上記出力上限値と、上記上位指令値と、に基づいて、上記電力変換部の出力を、上記出力上限値以下に制限するか、又は上記上位指令値とするよう構成されている、電力変換装置にある。

上記電力変換装置において、出力制御部は、電力変換装置の稼働中に、コンデンサの温度に関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部の出力を所定の出力上限値以下に制限する。それゆえ、電力変換装置を稼働させながらコンデンサの昇温を行うことができる。これにより、低温環境下においても、電力変換装置を稼働させつつコンデンサのＥＳＲを低下させることができる。

換言すると、電力変換装置の稼働のための通電に伴う発熱をコンデンサの昇温に利用することで、低温環境下におけるエネルギ効率を向上させている。その一方で、コンデンサが充分に昇温するまでの間、出力を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しながら電力変換装置を稼働させることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

参考形態１における、電力変換装置の回路図。参考形態１における、コンデンサ温度と、上位指令値と、出力上限値との関係を示す図。参考形態１における、出力制御の手順を示すフローチャート。参考形態２における、コンデンサ温度と、上位指令値と、出力上限値との関係を示す図。実施形態１における、コンデンサ温度と、上位指令値と、出力上限値との関係を示す図。実施形態１における、出力制御の手順を示すフローチャート。参考形態３における、コンデンサ温度と、上位指令値と、出力上限値との関係を示す図。

（参考形態１）
電力変換装置に係る参考形態について、図１～図３を参照して説明する。
本形態における電力変換装置１は、図１に示すごとく、電力変換部３と、コンデンサ２と、負荷６と、出力制御部４とを備える。電力変換部３は、入力電力を変換して出力する。コンデンサ２は、入力電力の電圧を平滑化する。負荷６は、電力変換部３の出力Ｐの供給先である。出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを制御する。電力変換装置１の稼働中において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃに関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限するよう構成されている。

本形態における電力変換装置１は、充電装置として用いられる。また、負荷６は、二次電池である。本形態における電力変換装置１は、例えば、車両に搭載される二次電池の充電装置である。

電力変換装置１は、図１に示すごとく、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６を備えている。ＡＣ－ＤＣコンバータ１６は、ダイオードブリッジ回路１４と、昇圧チョッパ回路１５とを備えている。

なお、本形態の電力変換装置１において、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６を構成する配線及びＡＣ－ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ配線のうち、高電位側の配線を高電位側配線７という。また、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６を構成する配線及びＡＣ－ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ配線のうち、低電位側の配線を低電位側配線７１という。

ダイオードブリッジ回路１４は、４個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４で構成されている。ダイオードＤ２のカソードが、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。また、ダイオードＤ４のカソードが、ダイオードＤ３のアノードに接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ３のカソードは、高電位側配線７に接続されている。また、ダイオードＤ２、Ｄ４のアノードは、低電位側配線７１に接続されている。ダイオードブリッジ回路１４は、交流電源１２から送られる交流電力を、全波整流する。

また、昇圧チョッパ回路１５は、図１に示すごとく、リアクトル１３と、半導体スイッチ１１と、ダイオードＤ５とを備える。昇圧チョッパ回路１５は、ダイオードブリッジ回路１４と、コンデンサ２との間に配置される。

リアクトル１３は、高電位側配線７において、一端がダイオードブリッジ回路１４に接続されている。また、リアクトル１３の他端は、ダイオードＤ５のアノードに接続されている。ダイオードＤ５のカソードは、高電位側配線７において、コンデンサ２に接続されている。リアクトル１３には、ダイオードブリッジ回路１４にて全波整流された入力電力が供給される。

半導体スイッチ１１は、リアクトル１３とダイオードＤ５とを繋ぐ高電位側配線７と、ダイオードブリッジ回路１４とコンデンサ２とを繋ぐ低電位側配線７１との間を接続している。半導体スイッチ１１としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）、又はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）を用いることができる。

リアクトル１３は、半導体スイッチ１１がオン操作されることで、磁気エネルギを蓄える。具体的には、半導体スイッチ１１がオン操作されると、ダイオードブリッジ回路１４と、リアクトル１３と、半導体スイッチ１１とを含む閉回路が形成される。リアクトル１３は、当該閉回路に入力電力が供給されることで、磁気エネルギを蓄える。

また、入力電力は、半導体スイッチ１１がオフ操作されることで、リアクトル１３から、ダイオードＤ５を介してコンデンサ２へと供給される。当該入力電力は、リアクトル１３に蓄えられた磁気エネルギが加算されているため、リアクトル１３に入力される前の入力電力よりも電圧が高くなっている。

また、昇圧チョッパ回路１５は、半導体スイッチ１１の制御により、入力電力を昇圧させる。昇圧チョッパ回路１５にて昇圧された入力電力は、コンデンサ２を介して電力変換部３へ入力される。

半導体スイッチ１１は、制御部（図示略）によってオン／オフ制御される。本形態において、制御部は、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。

コンデンサ２は、図１に示すごとく、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６と、電力変換部３との間に配置される。コンデンサ２は、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ高電位側配線７と、ＡＣ－ＤＣコンバータ１６と電力変換部３とを繋ぐ低電位側配線７１との間を接続している。コンデンサ２は、リアクトル１３から供給された入力電力を平滑化する。コンデンサ２によって平滑化された入力電力は、電力変換部３へ供給される。本形態において、コンデンサ２は、電解コンデンサである。

電力変換部３は、コンデンサ２と、負荷６との間に配置される。本形態の電力変換装置１において、電力変換部３は、ＤＣ－ＤＣコンバータである。電力変換部３は、コンデンサ２によって平滑化された入力電力の電圧を変換して、出力電力を負荷６に供給する。

電力変換部３は、開示を省略するが、複数の半導体スイッチと、トランスとを有する。

出力制御部４は、電力変換部３の複数の半導体スイッチを制御することで、電力変換部３の出力Ｐを制御する。つまり、出力制御部４は、電力変換部３の半導体スイッチのオンとオフの時間の割合を変えることで、電力変換部３の出力Ｐを制御する。本形態において、電力変換部３の半導体スイッチは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、又はＩＧＢＴである。また、本形態において、出力制御部４は、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。

また、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。出力上限値Ｐｂは温度関連情報に基づいて設定される。

また、電力変換装置１は、図１に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃを測定又は推定する温度取得部５を有する。出力上限値Ｐｂは、温度取得部５にて取得したコンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて算出するよう構成されている。

温度取得部５は、図１に示すごとく、出力制御部４に接続されている。本形態において、温度取得部５は、温度センサである。温度取得部５としての温度センサは、例えばコンデンサ２の表面に取り付けられ、コンデンサ２の表面の温度を直接測定する。本形態において、温度関連情報は、コンデンサ２の表面温度Ｔｃである。

出力制御部４は、温度関連情報であるコンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて、電力変換部３の出力Ｐを出力上限値Ｐｂ以下に制御する。

また、上位制御部４１は、図１に示すごとく、出力制御部４を介して、電力変換部３が所定の出力を行うよう指令信号を送る。上位制御部４１は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを備えたマイクロコンピュータである。

出力制御部４は、図２に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１（本形態においては０℃。）未満のとき、上位制御部４１からの上位指令値Ｐａによらず、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。つまり、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満のとき、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを、出力上限値Ｐｂ以下とする（図２の出力Ｐのグラフの実線参照）。

また、本形態において、出力上限値Ｐｂは、一定値Ｐｂ０としている。この出力上限値Ｐｂ０は、想定されるＥＳＲに起因するサージ電圧によって、電力変換装置１の構成部品が損傷を受けないよう抑制された一定の値である。また、本形態においては、上位指令値Ｐａも一定値Ｐａ０として説明している。なお、本形態において、上位指令値Ｐａ０は、出力上限値Ｐｂ０よりも大きい値である。

また、出力制御部４は、図２に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上であるとき、上位制御部４１の上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。つまり、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上であるとき、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを出力上限値Ｐｂ（＝Ｐｂ０）に制限することはなく、出力Ｐを上位指令値Ｐａ（＝Ｐａ０）とする（図２の出力Ｐのグラフの実線参照）。

次に、出力制御部４の出力制御について、図３のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ１において、温度取得部５によって、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得する。次に、ステップＳ２に進み、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上か否かを判断する。コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合、ステップＳ３にて、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐが所定の出力上限値Ｐｂ以下となるよう電力変換部３を制御する。

その後、出力制御部４は、再びステップＳ１へと戻る。そして、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となるまで、ステップＳ１～ステップＳ３を繰り返す。

また、出力制御部４は、ステップＳ２において、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上と判断したとき、ステップＳ４にて上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。すなわち、電力変換部３の出力ＰをＰａとする。

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態の電力変換装置１において、出力制御部４は、電力変換装置１の稼働中に、コンデンサ２の温度Ｔｃに関連する温度関連情報に基づいて、電力変換部３の出力Ｐを所定の出力上限値Ｐｂ以下に制限する。それゆえ、電力変換装置１を稼働させながらコンデンサ２の昇温を行うことができる。これにより、低温環境下においても、電力変換装置１を稼働させつつコンデンサ２のＥＳＲを低下させることができる。すなわち、二次電池への充電を行いながら、ＥＳＲを低下させることができる。

換言すると、電力変換装置１の稼働のための通電に伴う発熱をコンデンサ２の昇温に利用することで、低温環境下におけるエネルギ効率を向上させている。すなわち、充電中に生じる発熱を、コンデンサ２の昇温に利用している。その一方で、コンデンサ２が充分に昇温するまでの間、出力を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しながら電力変換装置１を稼働させることができる。つまり、コンデンサ２が充分に昇温するまでの間、充電速度を制限することで、サージ電圧の発生を抑制しつつ、充電を行うことができる。

また、低温環境下において、コンデンサ２を昇温させることで、コンデンサ２の静電容量を大きくすることができる。それゆえ、大容量のコンデンサ２を用いることなく、低温環境下において、所定の静電容量を得ることができる。それゆえ、コンデンサ２を小型化しやすい。その結果、電力変換装置１を小型化しやすい。つまり、充電装置を小型化することができる。

以上のごとく、本形態によれば、低温環境下のエネルギ効率を向上させることができる電力変換装置１を提供することができる。

（参考形態２）
本形態の電力変換装置１は、図４に示すごとく、出力上限値Ｐｂを、コンデンサ２の温度Ｔｃに応じて変化させるようにした形態である。

本形態においては、例えば、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を定めたマップを用いて、出力上限値Ｐｂを求める。また、当該マップは、予め実験等を行うことによって作成される。図４に示すごとく、出力上限値Ｐｂは、コンデンサ２の温度Ｔｃが高くなるほど、高くなるように算出される。つまり、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃから予想されるＥＳＲに応じて、構成部品の損傷を充分に防ぐことができる出力上限値Ｐｂを算出する。

ただし、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合に出力Ｐを出力上限値Ｐｂに制御し、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上の場合には、出力Ｐを上位指令値Ｐａ（＝Ｐａ０）に制御する（図４の出力Ｐのグラフの実線参照）。
その他は、参考形態１と同様である。
なお、参考形態２以降において用いた符号のうち、既出の参考形態又は実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の参考形態又は実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満のとき、コンデンサ２の温度Ｔｃに応じて出力上限値Ｐｂを変化させるように算出する。それゆえ、電力変換装置１は、低温環境下において、サージ電圧の発生を抑えつつ、効率的に負荷６に入力電力を供給することができる。つまり、サージ電圧の発生を抑えながら、二次電池の充電速度を速めることができる。その結果、低温環境下のエネルギ効率を一層向上させることができる。

また、本形態の電力変換装置１は、低温環境下において、コンデンサ２の温度Ｔｃの上昇に伴って、コンデンサ２に供給される入力電力を大きくすることができる。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃを効率的に上昇させることができる。その結果、コンデンサ２のＥＳＲを効率的に低下させることができる。
その他、参考形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態１）
本形態の電力変換装置１は、図５、図６に示すごとく、上位指令値Ｐａと、出力上限値Ｐｂとの比較も行いながら電力変換部３の出力Ｐを制御する形態である。

出力制御部４は、図５に示すごとく、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合においても、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下であれば、上位指令値Ｐａに出力Ｐを制御する（図５の出力Ｐのグラフの実線参照）。

また、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きいとき、上位指令値Ｐａによらず、出力上限値Ｐｂに出力を制御する（図５の出力Ｐのグラフの実線参照）。

次に、出力制御部４の出力制御について、図６のフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ１１において、温度取得部５によって、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得する。次に、ステップＳ１２に進み、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上か否かを判断する。コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の場合、ステップＳ１３に進み、出力制御部４は、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きいか否かを判断する。上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂよりも大きい場合、ステップＳ１４にて、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐが所定の出力上限値Ｐｂとなるよう電力変換部３を制御する。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。

また、出力制御部４は、ステップＳ１２において、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上と判断したとき、ステップＳ１５にて上位指令値Ｐａに従って電力変換部３の出力Ｐを制御する。すなわち、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。

また、出力制御部４は、ステップＳ１３において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下と判断したときも、ステップＳ１５にて、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。その後、出力制御部４は、再びステップＳ１１へと戻る。
その他は、参考形態２と同様である。

本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満であって、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下の場合、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとする。それゆえ、本形態の電力変換装置１は、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１未満の状態において、上位指令値Ｐａが出力上限値Ｐｂ以下となる可能性が充分に想定される場合に、特に有効である。

また、出力制御部４は、電力変換部３の出力Ｐを上位指令値Ｐａとした後、再びコンデンサ２の温度Ｔｃを取得して制御を行う。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となった後、所定の温度Ｔ１未満となる可能性が充分に想定される場合に、特に有効である。
その他、参考形態２と同様の作用効果を有する。

（参考形態３）
本形態は、図７に示すごとく、電力変換部３への入力電力の入力開始時点から、所定の時間ｔ０が経過するまで、出力を制限するよう構成した形態である。

本形態の電力変換装置１において、温度関連情報は、電力変換部３への入力電力の入力開始時点からの経過時間ｔである。そして、経過時間ｔが所定の時間ｔ０未満の間は、電力変換部３の出力Ｐが出力上限値Ｐｂ以下に制限されるよう構成されている。なお、所定の時間ｔ０は、電力変換部３の出力Ｐが出力上限値Ｐｂとなるよう出力することによって、コンデンサ２の温度Ｔｃが所定の温度Ｔ１以上となるのに充分な時間である。

すなわち、本形態の制御の仕方は、入力開始直後においては、入力開始時点からの経過時間ｔが長い程、コンデンサ２の温度Ｔｃが高いと推定される（図７のコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフ参照）ことに基づく。かかる観点から、経過時間ｔは、温度関連情報である。そして、ｔ≧ｔ０であれば、コンデンサ２のＥＳＲが充分に低くなっていると推定して、上記の制御を行う。

なお、図７には参考のためにコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフを載せているが、本形態では、特にコンデンサ２の温度Ｔｃを検出する必要はない。図７のコンデンサ２の温度Ｔｃのグラフは、概略の推定温度を表すものと考えることができる。

また、出力制御部４は、図７に示すごとく、コンデンサ２のインピーダンスや、出力上限値Ｐｂ等から予め算出した所定の時間ｔ０が経過するまでは、上位指令値Ｐａによらず、出力Ｐが出力上限値Ｐｂとなるように電力変換部３を制御する。つまり、所定の時間ｔ０が経過するまでは、出力Ｐは、出力上限値Ｐｂ（＝Ｐｂ０）である（図７の出力Ｐのグラフの実線参照）。本形態において、出力上限値Ｐｂは、低温環境下において想定されるＥＳＲに起因するサージ電圧によって、電力変換装置１の構成部品が損傷を受けないよう抑制された一定の値Ｐｂ０である。
その他は、参考形態１と同様である。

本形態において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃによらず電力変換部３を制御する。それゆえ、コンデンサ２の温度Ｔｃを測定又は推定する温度取得部５は特に不要である。また、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を示すマップ等も特に不要である。その結果、電力変換装置１を簡素化しやすいと共に、電力変換装置１の組み付けを容易にすることができる。
その他、参考形態１と同様の作用効果を有する。

上記実施形態１及び上記参考形態１、２の電力変換装置１は、温度取得部５がコンデンサ２の温度Ｔｃを直接測定することで、コンデンサ２の温度Ｔｃを取得している。ただし、出力制御部４は、温度取得部５が測定した電力変換装置１内の雰囲気温度から、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するよう構成することもできる。また、出力制御部４は、温度取得部５が測定した外気温度から、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。また、例えば、電力変換装置１が車両に搭載される充電装置である場合、出力制御部４は、車両に設置された各種センサの情報や、運転時間等の車両運転情報をもとに、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。また、出力制御部４は、コンデンサ２以外の温度と、車両運転情報を組み合わせることで、コンデンサ２の温度Ｔｃの推定値を算出するようにすることもできる。

上記実施形態１及び上記参考形態２において、出力制御部４は、コンデンサ２の温度Ｔｃと出力上限値Ｐｂとの関係を示すマップに基づいて、電力変換部３の出力Ｐを制御している。ただし、出力制御部４は、マップによらず、コンデンサ２の温度Ｔｃに基づいて演算することによって、出力上限値Ｐｂを求めることができる。

上記実施形態１及び上記参考形態１～３において、上位指令値Ｐａが一定の場合を例にとって説明したが、本発明の電力変換装置１は、上位指令値Ｐａが時間変動する場合においても適用することが可能である。

また、電力変換装置１が複数のコンデンサを備える場合、出力制御部４は、複数のコンデンサの温度の測定結果について、その平均値や、最低温度等を基準として、電力変換部３を制御することができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１電力変換装置
２コンデンサ
３電力変換部
４出力制御部
６負荷
Ｔｃコンデンサの温度
Ｐ電力変換部の出力
Ｐｂ出力上限値

Claims

入力電力を変換して出力する電力変換部（３）と、
上記入力電力の電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
上記電力変換部の出力（Ｐ）の供給先である負荷（６）と、
上記電力変換部の出力を制御する出力制御部（４）とを備えた電力変換装置（１）であって、
上記電力変換装置の稼働中において、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度（Ｔｃ）に関連する温度関連情報に基づいて、上記電力変換部の出力を所定の出力上限値（Ｐｂ）以下に制限するよう構成されており、
上記出力上限値は上記温度関連情報に基づいて設定され、
上記コンデンサの温度を測定又は推定する温度取得部（５）を有し、
上記出力上限値は、上記温度取得部にて取得した上記コンデンサの温度に基づいて算出するよう構成されており、
上記電力変換部が所定の出力を行うよう、上記出力制御部に指令信号を送る上位制御部（４１）を有し、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度が所定の温度（Ｔ１）未満の場合において、上記上位制御部からの上位指令値（Ｐａ）が上記出力上限値よりも大きいとき、上記上位指令値によらず、上記出力上限値以下に上記電力変換部の出力を制限すると共に、上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値以下のとき、上記電力変換部の出力を上記上位指令値とするよう制御し、
上記出力制御部は、上記コンデンサの温度が上記所定の温度以上であるとき、上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限することなく、上記電力変換部の出力を上記上位指令値とするよう制御し、
上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値よりも大きいときに、上記出力制御部が上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限した後、
又は、上記コンデンサの温度が上記所定の温度未満の場合において、上記上位指令値が上記出力上限値以下のとき、若しくは、上記コンデンサの温度が上記所定の温度以上であるときに、上記出力制御部が上記電力変換部の出力を上記上位指令値とした後、再び上記コンデンサの温度を取得し、
上記出力制御部は、該出力制御部が、上記電力変換部の出力を上記出力上限値以下に制限した後、又は上記電力変換部の出力を上記上位指令値とした後に、再び取得した上記コンデンサの温度と、上記出力上限値と、上記上位指令値と、に基づいて、上記電力変換部の出力を、上記出力上限値以下に制限するか、又は上記上位指令値とするよう構成されている、電力変換装置。
上記電力変換装置は、充電装置として用いられ、上記負荷は、二次電池である、請求項１に記載の電力変換装置。