TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021103910
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210715
出願番号2019233475
出願日20191224
発明の名称電力変換装置
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20210618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にする。
【解決手段】互いに電気的に並列に接続されて、電源から供給される電力の電圧変換を行う複数の変換部と、前記複数の変換部の内で動作する変換部を設定する制御装置と、を備えた電力変換装置において、前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部に流れる電流を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部に流れる電流に比べて、大きくする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
互いに電気的に並列に接続されて、電源から供給される電力の電圧変換を行う複数の変換部と、
前記複数の変換部の内で動作する変換部を設定する制御装置と、
を備えた電力変換装置において、
前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、
動作していない状態から動作を始める変換部に流れる電流を、
動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部に流れる電流に比べて、大きくする
ことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記制御装置は、
前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部に流れる電流を、
前記期間の後に、前記動作開始変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記期間の開始時刻から、前記開始時刻より後の所定時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部に流れる電流よりも小さくし、
前記所定時刻から前記期間の終了時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作維持変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第1変換部および第2変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第3変換部とが含まれ、
前記第1変換部と前記第2変換部とが動作しており、前記第3変換部が動作していない第2状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作している第3状態になる場合に、
前記制御装置は、
前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部および前記第2変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記第2状態から前記第3状態に切り替わった後に、
前記第1変換部と前記第2変換部との温度差が閾値未満である場合には、
前記制御装置は、
前記第2変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流と等しくし、
前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項5に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第1変換部が動作しており、前記第2変換部と前記第3変換部とが動作していない第1状態から、前記第1変換部と前記第2変換部とが動作しており、前記第3変換部が動作していない前記第2状態になり、次いで前記第2状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作している前記第3状態に切り替わった後に、
前記第1変換部と前記第2変換部との温度差が閾値以上である場合には、
前記制御装置は、
前記第2変換部に流れる電流および前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流よりも大きくし、
前記第3変換部に流れる電流の増加速度を、前記第2変換部に流れる電流の増加速度よりも大きくする、
請求項6に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第1変換部および第2変換部および第3変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第4変換部とが含まれ、
前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作しており、前記第4変換部が動作していない第3状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部と前記第4変換部とが動作している第4状態になる場合に、
前記制御装置は、
前記第4変換部に流れる電流を、前記第1変換部および前記第2変換部および前記第3変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示(約 8,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、電源が供給する電力の電圧変換が可能な変換部を複数有し、複数の変換部が電気的に並列に接続された変換モジュールと、電圧変換を行う変換部の数である動作数を変更する変更部とを備える電源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−153240号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1に記載された電源装置では、電圧変換を行う変換部の数が増加させられる場合に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にしようとする考え方が採用されていない。
そのため、特許文献1に記載された電源装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にすることができない。
【0005】
上述した問題点に鑑み、本発明は、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にすることができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明の一態様に係る電力変換装置は、互いに電気的に並列に接続されて、電源から供給される電力の電圧変換を行う複数の変換部と、前記複数の変換部の内で動作する変換部を設定する制御装置と、を備えた電力変換装置において、前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部に流れる電流を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部に流れる電流に比べて、大きくすることを特徴とする電力変換装置である。
【0007】
(2)上記(1)に記載の電力変換装置では、前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部に流れる電流を、前記期間の後に、前記動作開始変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【0008】
(3)上記(2)に記載の電力変換装置では、前記期間の開始時刻から、前記開始時刻より後の所定時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部に流れる電流よりも小さくし、前記所定時刻から前記期間の終了時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作維持変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【0009】
(4)上記(1)から(3)のいずれかに記載の電力変換装置では、前記制御装置は、前記複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【0010】
(5)上記(1)から(4)のいずれかに記載の電力変換装置では、前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第1変換部および第2変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第3変換部とが含まれ、前記第1変換部と前記第2変換部とが動作しており、前記第3変換部が動作していない第2状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作している第3状態になる場合に、前記制御装置は、前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部および前記第2変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【0011】
(6)上記(5)に記載の電力変換装置では、前記第2状態から前記第3状態に切り替わった後に、前記第1変換部と前記第2変換部との温度差が閾値未満である場合には、前記制御装置は、前記第2変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流と等しくし、前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【0012】
(7)上記(6)に記載の電力変換装置では、前記第1変換部が動作しており、前記第2変換部と前記第3変換部とが動作していない第1状態から、前記第1変換部と前記第2変換部とが動作しており、前記第3変換部が動作していない前記第2状態になり、次いで前記第2状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作している前記第3状態に切り替わった後に、前記第1変換部と前記第2変換部との温度差が閾値以上である場合には、前記制御装置は、前記第2変換部に流れる電流および前記第3変換部に流れる電流を、前記第1変換部に流れる電流よりも大きくし、前記第3変換部に流れる電流の増加速度を、前記第2変換部に流れる電流の増加速度よりも大きくしてもよい。
【0013】
(8)上記(1)から(4)のいずれかに記載の電力変換装置では、前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第1変換部および第2変換部および第3変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第4変換部とが含まれ、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部とが動作しており、前記第4変換部が動作していない第3状態から、前記第1変換部と前記第2変換部と前記第3変換部と前記第4変換部とが動作している第4状態になる場合に、前記制御装置は、前記第4変換部に流れる電流を、前記第1変換部および前記第2変換部および前記第3変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【発明の効果】
【0014】
上記(1)に記載の電力変換装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、制御装置は、動作していない状態から動作を始める変換部(動作開始変換部)に流れる電流を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部(動作維持変換部)に流れる電流に比べて、大きくする。
そのため、上記(1)に記載の電力変換装置では、動作する変換部の数が増える前の時点で、動作維持変換部よりも低温だった動作開始変換部の温度が、迅速に上昇する。その結果、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作開始変換部の温度と動作維持変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【0015】
上記(2)および(3)に記載の電力変換装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に動作開始変換部に流れる電流を、その期間の後に動作開始変換部に流れる電流より大きくしてもよい。つまり、動作開始変換部に流れる電流が、その期間中にオーバシュートしてもよい。詳細には、その期間の開始時刻から、開始時刻より後の所定時刻までの間、動作開始変換部に流れる電流を、動作維持変換部に流れる電流より小さくし、その所定時刻からその期間の終了時刻までの間、動作開始変換部に流れる電流を、動作維持変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、動作開始変換部に流れる電流がオーバシュートしない場合よりも迅速に、動作開始変換部の温度を上昇させることができる。その結果、動作開始変換部に流れる電流がオーバシュートしない場合よりも早期に、動作開始変換部の温度と動作維持変換部の温度とを均一にすることができる。
【0016】
上記(4)に記載の電力変換装置では、複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、複数の変換部の温度差を早期に閾値未満にすることができる。
【0017】
上記(5)に記載の電力変換装置では、第2状態から第3状態に切り替わる場合に、第3変換部に流れる電流を、第1変換部および第2変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第2状態から第3状態に切り替わった後に第1変換部および第2変換部の温度と第3変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【0018】
上記(6)および(7)に記載の電力変換装置では、第2状態から第3状態に切り替わった後に、第1変換部と第2変換部との温度差が閾値未満である場合には、第2変換部に流れる電流を、第1変換部に流れる電流と等しくし、第3変換部に流れる電流を、第1変換部に流れる電流より大きくしてもよい。一方、第2状態から第3状態に切り替わった後に、第1変換部と第2変換部との温度差が閾値以上である場合には、第2変換部に流れる電流および第3変換部に流れる電流を、第1変換部に流れる電流より大きくし、第3変換部に流れる電流の増加速度を、第2変換部に流れる電流の増加速度より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第3変換部に流れる電流の増加速度を第2変換部に流れる電流の増加速度より大きくしない場合よりも迅速に、第3変換部の温度を上昇させることができる。
【0019】
上記(8)に記載の電力変換装置では、第1変換部と第2変換部と第3変換部とが動作しており、第4変換部が動作していない第3状態から、第1変換部と第2変換部と第3変換部と第4変換部とが動作している第4状態になる場合に、第4変換部に流れる電流を、第1変換部および第2変換部および第3変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第3状態から第4状態に切り替わった後に第1変換部および第2変換部および第3変換部の温度と第4変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
第1実施形態の電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
第1実施形態の電力変換装置の複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える際に複数の変換部に流れる電流などを示す図である。
図1に示す第1実施形態の電力変換装置と同様に構成された比較例の電力変換装置の複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える際に複数の変換部に流れる電流などを示す図である。
第1実施形態の電力変換装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図4のステップS16において実行されるアンバランス制御などの一例を説明するためのフローチャートである。
第2実施形態の電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
第2実施形態の電力変換装置における第1状態、第2状態および第3状態の一例を説明するための図である。
第2実施形態の電力変換装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
第2実施形態の電力変換装置が適用された車両の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の電力変換装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【0022】
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の電力変換装置1の概略構成の一例を示す図である。
図1に示す例では、電力変換装置1が、電源PSから供給される電力の電圧変換を行う。電力変換装置1は、変換部11、12と、コンデンサC1、C2と、制御装置15とを備えている。
変換部11、12は、電源PSから供給される電力の電圧変換を行う。変換部11と、変換部12とは、互いに電気的に並列に接続されている。変換部11は、リアクトルL1と、ダイオードD1と、スイッチS1とを備えている。変換部12は、リアクトルL2と、ダイオードD2と、スイッチS2とを備えている。
コンデンサC1は、電力変換装置1に入力された電圧の変動を抑制する。コンデンサC2は、電力変換装置1から出力される電圧の変動を抑制する。
制御装置15は、変換部11、12の内で動作する変換部を設定する。詳細には、制御装置15は、変換部11のスイッチS1の制御と、変換部12のスイッチS2の制御とを実行する。
【0023】
図1に示す例では、電源PSの正極が電力変換装置1の入力端子IT1に接続され、電源PSの負極が電力変換装置1の入力端子IT2に接続されている。
入力端子IT1は、コンデンサC1の一端と、リアクトルL1の一端と、リアクトルL2の一端とに接続されている。
入力端子IT2は、コンデンサC1の他端と、スイッチS1の一端と、スイッチS2の一端と、コンデンサC2の一端と、出力端子OT2とに接続されている。
リアクトルL1の他端は、スイッチS1の他端と、ダイオードD1の一端とに接続されている。また、スイッチS1は、制御装置15に接続されている。
リアクトルL2の他端は、スイッチS2の他端と、ダイオードD2の一端とに接続されている。また、スイッチS2は、制御装置15に接続されている。
出力端子OT1は、ダイオードD1の他端と、ダイオードD2の他端と、コンデンサC2の他端とに接続されている。
【0024】
図2は第1実施形態の電力変換装置1の変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際に変換部11、12に流れる電流I1、I2などを示す図である。詳細には、図2(A)は変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際に変換部11、12に流れる電流I1、I2などを示しており、図2(B)は変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際における変換部11、12の温度T1、T2を示しており、図2(C)は変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際における変換部11、12の温度差|T1−T2|を示している。
図3は図1に示す第1実施形態の電力変換装置1と同様に構成された比較例の電力変換装置の変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際に変換部11、12に流れる電流I1、I2などを示す図である。詳細には、図3(A)は比較例の電力変換装置において変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際に変換部11、12に流れる電流I1、I2などを示しており、図3(B)は比較例の電力変換装置において変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際の変換部11、12の温度T1、T2を示しており、図3(C)は比較例の電力変換装置において変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える際における変換部11、12の温度差|T1−T2|を示している。
【0025】
図2および図3に示す例では、時刻t1以前に、変換部11、12に流れる合計電流ITが相切替閾値Ith未満であるため、変換部11のみが動作しており、変換部12は動作していない(変換部12に流れる電流I2がゼロである)。つまり、変換部11、12の内で動作する変換部の数が「1」である。
次いで、時刻t1に、変換部11、12に流れる合計電流ITが相切替閾値Ithに到達し、時刻t1〜時刻t5の期間中に、変換部11、12の内で動作する変換部の数が、「1」から「2」に増える。
【0026】
図2に示す例(第1実施形態の電力変換装置1)では、時刻t1以降に、制御装置15が、動作していない状態から動作を始める変換部12の温度T2と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部11の温度T1とを早期に均一にするための制御を実行する。
具体的には、時刻t1〜時刻t4に、制御装置15は、変換部11、12に流れる合計電流ITが増加するように、変換部11に流れる電流I1を減少させると共に、変換部12に流れる電流I2を増加させる。詳細には、時刻t1〜時刻t2の間、変換部11に流れる電流I1が、変換部12に流れる電流I2より大きくなる。次いで、時刻t2〜時刻t4の間には、変換部12に流れる電流I2が、変換部11に流れる電流I1より大きくなる。その結果、時刻t4に、変換部11の温度T1と、変換部12の温度T2とが均一になる。
【0027】
図2に示す例では、時刻t5以降に、制御装置15は、変換部11に流れる電流I1が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になり、かつ、変換部12に流れる電流I2が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になるように、変換部11、12を制御する。
従って、時刻t4〜時刻t5の間、制御装置15は、時刻t5に、変換部11に流れる電流I1が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になり、かつ、変換部12に流れる電流I2が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になるようにするための制御を実行する。具体的には、時刻t4〜時刻t5の間に、制御装置15は、変換部11に流れる電流I1を増加させると共に、変換部12に流れる電流I2を減少させる。その結果、時刻t5に、変換部11に流れる電流I1が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になり、かつ、変換部12に流れる電流I2が、変換部11、12に流れる合計電流ITの50%になる。
【0028】
つまり、図2に示す例では、変換部11、12の内で動作する変換部の数が増えた後(詳細には、時刻t2〜時刻t5)に、制御装置15は、動作していない状態から動作を始める変換部12に流れる電流I2を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部11に流れる電流I1に比べて、大きくする。
そのため、図2に示す例では、動作していない状態から動作を始める変換部12の温度T2と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部11の温度T1とを、図3に示す例よりも早期に均一にすることができる。
【0029】
また、図2に示す例では、制御装置15は、複数の変換部11、12の内で動作する変換部の数が増える期間中(詳細には、時刻t3A〜時刻t5)に、動作していない状態から動作を始める変換部12に流れる電流I2を、時刻t5以降に変換部12に流れる電流I2よりも大きくする。つまり、制御装置15は、時刻t3A〜時刻t5に、変換部12に流れる電流I2をオーバシュートさせる。
そのため、図2に示す例では、変換部12に流れる電流I2をオーバシュートさせない場合よりも迅速に、変換部12の温度T2を上昇させることができる。その結果、変換部12に流れる電流I2をオーバシュートさせない場合よりも早期に、変換部11の温度T1と変換部12の温度T2とを均一にすることができる。
【0030】
詳細には、図2に示す例では、変換部11、12の内で動作する変換部の数が「1」から「2」に増える期間(時刻t1〜時刻t5)の開始時刻t1から時刻t2までの間(時刻t1〜時刻t2)、制御装置15は、変換部12に流れる電流I2を変換部11に流れる電流I1よりも小さくする。次いで、時刻t2からその期間(時刻t1〜時刻t5)の終了時刻t5までの間(時刻t2〜時刻t5)、制御装置15は、変換部12に流れる電流I2を、変換部11に流れる電流I1よりも大きくする。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

本田技研工業株式会社
灯体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
灯体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
操作子
本田技研工業株式会社
移動体
本田技研工業株式会社
構造体
本田技研工業株式会社
構造体
本田技研工業株式会社
作業機
本田技研工業株式会社
作業機
本田技研工業株式会社
草刈機
本田技研工業株式会社
移動体
本田技研工業株式会社
移動体
本田技研工業株式会社
発電機
本田技研工業株式会社
移動体
本田技研工業株式会社
移動体
本田技研工業株式会社
作業機
本田技研工業株式会社
エンジン
本田技研工業株式会社
回転電機
本田技研工業株式会社
電子機器
本田技研工業株式会社
電子機器
本田技研工業株式会社
加振装置
本田技研工業株式会社
加振装置
本田技研工業株式会社
加振装置
本田技研工業株式会社
管理装置
本田技研工業株式会社
車載装置
本田技研工業株式会社
収容装置
本田技研工業株式会社
吸着装置
本田技研工業株式会社
駆動機構
本田技研工業株式会社
動力装置
本田技研工業株式会社
蓄電装置
続きを見る