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公開番号2025049820
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158272
出願日2023-09-22
発明の名称電力変換装置及びプログラム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250327BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換装置を過電流から保護できる技術を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、モータ10と、インバータ20と、電池間スイッチ50と、バイパススイッチ60と、接続経路73と、モータECU100とを備える。モータECU100は、インバータ20の上,下アームスイッチSUH～SWLのうちの対象スイッチのスイッチング制御を行う。各ECU90,100,110は、外部充電器又は外部給電対象部と第1蓄電部及び第2蓄電部のうち少なくとも一方とを含む閉回路に電流を流す外部充電制御又は外部給電制御の実行中に、接続経路73及びバイパススイッチ60を含む閉回路に流れる電流を電力変換装置の最大電流以下にする電流抑制制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数相の上，下アームスイッチ（ＳＵＨ～ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
各相の前記上アームスイッチの低電位側端子及び各相の前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線（１１Ｕ～１１Ｗ）を有するモータ（１０）と、
を備える電力変換装置であって、
第１蓄電部（３１）の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路（２２Ｈ）と、
第２蓄電部（３２）の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路（２２Ｌ）と、
オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチ（５０）と、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチ（６０，６１）と、
前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路（７３）と、
前記接続経路に電流を流すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方である対象スイッチのスイッチング制御である電流流通制御を行う制御装置（９０，１００，１１０）と、
を備え、
前記制御装置は、前記電流流通制御の実行中に前記接続経路を含む閉回路に流れる電流を前記電力変換装置の最大電流以下にする電流抑制制御を行う、電力変換装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記バイパススイッチ（６０）は、オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の負極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の負極端子とを電気的に遮断し、
前記接続経路は、前記電機子巻線と、前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記高電位側経路及び前記低電位側経路に外部充電器（２１０）が電気的に接続されている場合、前記電流流通制御として、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記バイパススイッチをオンした状態において、前記対象スイッチである前記上アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記外部充電器、前記インバータ、前記電機子巻線、前記接続経路、前記バイパススイッチ及び前記第２蓄電部を含む閉回路に電流を流して前記第２蓄電部を充電する外部充電制御を行う、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、
前記外部充電制御の実行中において、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つを伝達される電流又は電力である電気パラメータと、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つの温度である温度パラメータと、
のうち、いずれかのパラメータを取得し、
取得した前記パラメータが閾値を超えた場合、前記電流抑制制御として、前記上アームスイッチのデューティ比を低下させる制御を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記上アームスイッチの高電位側端子に前記高電位側経路が電気的に接続され、
前記下アームスイッチの低電位側端子に前記低電位側経路が電気的に接続され、
前記接続経路に設けられたモータ側スイッチ（７２）と、
前記高電位側経路及び前記低電位側経路と前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部との間を電気的に接続するメインスイッチ（ＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記外部充電制御の実行中において、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つを伝達される電流又は電力である電気パラメータと、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つの温度である温度パラメータと、
のうち、いずれかのパラメータを取得し、
取得した前記パラメータが閾値を超えた場合、前記電流抑制制御として、前記モータ側スイッチ及び前記メインスイッチの少なくとも１つをオフする制御を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記外部充電制御の実行中において、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つを伝達される電流又は電力である電気パラメータと、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つの温度である温度パラメータと、
のうち、いずれかのパラメータを取得し、
取得した前記パラメータが閾値を超えた場合、前記電流抑制制御として、前記外部充電器の出力電力を低下させる制御を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記電流抑制制御を行うことにより、前記第２蓄電部の充電電力を前記第２蓄電部の最大充電電力以下にする、請求項４～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記高電位側経路及び前記低電位側経路に外部給電対象部（２３０）が電気的に接続されている場合、前記電流流通制御として、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記バイパススイッチをオンした状態において、前記対象スイッチである前記下アームスイッチのスイッチング制御を行うことにより、前記外部給電対象部、前記第１蓄電部、前記接続経路、前記電機子巻線及び前記インバータを含む閉回路に電流を介して前記外部給電対象部に電流を供給する外部給電制御を行う、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記外部給電制御の実行中において、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第１蓄電部の少なくとも１つを伝達される電流又は電力である電気パラメータと、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つの温度である温度パラメータと、
のうち、いずれかのパラメータを取得し、
取得した前記パラメータが閾値を超えた場合、前記電流抑制制御として、前記下アームスイッチのデューティ比を低下させる制御を行う、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記上アームスイッチの高電位側端子に前記高電位側経路が電気的に接続され、
前記下アームスイッチの低電位側端子に前記低電位側経路が電気的に接続され、
前記接続経路に設けられたモータ側スイッチ（７２）と、
前記高電位側経路及び前記低電位側経路と前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部との間を電気的に接続するメインスイッチ（ＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記外部給電制御の実行中において、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つを伝達される電流又は電力である電気パラメータと、
前記インバータ、前記電機子巻線及び前記第２蓄電部の少なくとも１つの温度である温度パラメータと、
のうち、いずれかのパラメータを取得し、
取得した前記パラメータが閾値を超えた場合、前記電流抑制制御として、前記モータ側スイッチ及び前記メインスイッチの少なくとも１つをオフする制御を行う、請求項８に記載の電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インバータと、インバータに電気的に接続されたモータとを備える電力変換装置が知られている。インバータは、複数相の上，下アームスイッチを有している。電機子巻線は、各相の上アームスイッチの低電位側端子及び各相の下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続されている。このような電力変換装置に関連する技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－４７６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力変換装置を過電流から保護する新たな技術が望まれている。
【０００５】
本開示は、電力変換装置を過電流から保護できる技術を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、複数相の上，下アームスイッチを有するインバータと、
各相の前記上アームスイッチの低電位側端子及び各相の前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線を有するモータと、
を備える電力変換装置であって、
第１蓄電部の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路と、
第２蓄電部の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路と、
オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチと、
前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチと、
前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路と、
前記接続経路に電流を流すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方である対象スイッチのスイッチング制御である電流流通制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記電流流通制御の実行中に前記接続経路を含む閉回路に流れる電流を前記電力変換装置の最大電流以下にする電流抑制制御を行う。
【０００７】
本開示の電力変換装置は、高電位側経路、低電位側経路、蓄電部間スイッチ、バイパススイッチ及び接続経路を備えている。この構成において、制御装置は、上，下アームスイッチのうち少なくとも一方である対象スイッチのスイッチング制御である電流流通制御を行う。これにより、接続経路を含む閉回路に電流が流れる。
【０００８】
制御装置は、電流流通制御の実行中に上記閉回路に流れる電流を電力変換装置の最大電流以下にする電流抑制制御を行う。これにより、電力変換装置を過電流から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係るシステムの全体構成図。
高圧充電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
低圧充電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
外部充電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部充電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部充電時のＥＶＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第２実施形態に係る外部充電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部充電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第３実施形態に係る外部充電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部充電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第４実施形態に係る高圧給電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
低圧給電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
外部給電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部給電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第５実施形態に係る外部給電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部給電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第６実施形態に係る外部充電時のモータＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
外部充電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
第７実施形態に係るシステムの全体構成図。
低圧充電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
低圧給電時におけるスイッチの制御状態を示す図。
外部充電時の電池ＥＣＵによる保護処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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