(57)【要約】  本発明は、電気エネルギーがDCネットワーク(6)とACネットワーク(10)との間で伝達されることを可能にする変換デバイス(4)に関し、この変換デバイス(4)は、第1のスイッチ(20)、第2のスイッチ(22)、ならびに、各々が直列の2つのサブ分岐(34)を含み、各サブ分岐(34)がスイッチングモジュール(38)を含む、低電圧分岐(16)および高電圧分岐(18)を備えるDC/DCコンバータ(12)と、AC/DCコンバータ(14)と、第1のスイッチ(20)、第2のスイッチ(22)、および各スイッチングモジュール(38)の閉状態または開状態を制御するように構成されたコントローラ(15)とを備え、コントローラ(15)は、電気エネルギーをDC/DCコンバータ(12)からACネットワーク(10)に、またはACネットワーク(10)からDC/DCコンバータ(12)に伝達するためにAC/DCコンバータ(14)を制御するようにさらに構成される。
2019531043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両のための変換デバイス(4)であって、電気エネルギーがDC電源(6)とN相AC電源(10)との間で伝達されることを可能にし、Nは1以上の整数であり、
前記変換デバイス(4)は、
-  DC-DCコンバータ(12)であって、
-  第1の低電圧端子(26)と第2の低電圧端子(28)との間に接続された低電圧分岐(16)、および第1の高電圧端子(30)と第2の高電圧端子(32)との間に接続された高電圧分岐(18)であって、前記低電圧分岐(16)および前記高電圧分岐(18)の各々は、中点(36)において互いに接続された直列の2つのサブ分岐(34)を含み、各サブ分岐(34)はスイッチングモジュール(38)を含む、低電圧分岐(16)および高電圧分岐(18)と、
-  前記第1の低電圧端子(26)と前記第1の高電圧端子(30)との間に接続された第1のスイッチ(20)、および前記第2の低電圧端子(28)と前記第2の高電圧端子(32)との間に接続された第2のスイッチ(22)と、
-  互いに磁気的に結合された一次巻線(44)および二次巻線(46)を含む変圧器(24)であって、前記一次巻線(44)は、端部のうちの一方を通じて、前記低電圧分岐(16)の中点(36)に接続され、端部のうちの他方を通じて、一次電圧基準に接続され、前記二次巻線(46)は、端部のうちの一方を通じて、前記高電圧分岐(18)の中点(36)に接続され、端部のうちの他方を通じて、二次電圧基準に接続される、変圧器(24)と、
を備える、DC-DCコンバータ(12)と、
-  一方で前記DC-DCコンバータ(12)の前記第1の高電圧端子(30)に、および前記第2の高電圧端子(32)に接続されたAC-DCコンバータ(14)であって、各々が前記AC電源(10)の対応するフェーズに接続されることが可能であるN個の接続点(58)を含む、AC-DCコンバータ(14)と、
-  前記第1のスイッチ(20)、前記第2のスイッチ(22)および各スイッチングモジュール(38)のON状態またはOFF状態を駆動するように構成されたコントローラ(15)であって、前記コントローラ(15)は、前記DC-DCコンバータ(12)から前記AC電源(10)、または前記AC電源(10)から前記DC-DCコンバータ(12)に電気エネルギーを伝達するように前記AC-DCコンバータ(14)を駆動するようにさらに構成される、コントローラ(15)と、
を備えることを特徴とする、変換デバイス(4)。
【請求項２】
前記コントローラ(15)は、引き込みフェーズ中またはエネルギーリストレーションフェーズ中、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  前記低電圧分岐(16)から前記高電圧分岐(18)に電気エネルギーを伝達するように構成されたブーストコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動し、
-  前記高電圧分岐(18)から前記AC-DCコンバータ(14)の前記接続点(58)にエネルギーを伝達するように構成されたインバータの制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動する、
ように構成される、請求項1に記載の変換デバイス(4)。
【請求項３】
前記コントローラ(15)は、急速充電フェーズ中、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の前記接続点(58)から前記高電圧分岐(18)にエネルギーを伝達するように構成された整流器の制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動し、
-  前記高電圧分岐(18)から前記低電圧分岐(16)に電気エネルギーを伝達するように構成されたバックコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動する、
ように構成される、請求項1または2に記載の変換デバイス(4)。
【請求項４】
前記コントローラ(15)は、前記AC-DCコンバータ(14)の2つのアクティブな接続点(58)が前記AC電源(10)から電気エネルギーを受信することができる低速充電フェーズ中、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がON状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の前記アクティブな接続点(58)から前記高電圧分岐(18)にエネルギーを伝達するように構成されたHブリッジ整流器の制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動する、
ように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の変換デバイス(4)。
【請求項５】
前記DC-DCコンバータ(12)は、
-  2つの接続端子間を延び、中点(57)において互いに接続された直列の2つのサブ分岐(55)を含む補助分岐(50)であって、各サブ分岐(55)は、電流が流れるのを阻止するOFF位置と、電流が流れるのを可能にするON位置との間で切り替えることが可能なスイッチングモジュール(38)を備える、補助分岐(50)と、
-  前記変圧器(24)の前記一次巻線(44)に磁気的に結合された補助巻線(52)であって、前記一次巻線(44)は、端部のうちの一方を通じて、前記補助分岐(50)の前記中点(57)に接続され、端部のうちの他方を通じて、補助電圧基準に接続される、補助巻線(52)と、
をさらに備え、前記コントローラ(15)は、アキュムレータ充電フェーズ(56)中に、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  前記高電圧分岐(18)から前記補助分岐(50)に電気エネルギーを伝達するように構成されたバックコンバータの制御則に従って前記補助分岐(50)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動する、
ように構成される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の変換デバイス(4)。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の変換デバイス(4)を制御するための方法であって、前記DC-DCコンバータ(12)は、前記第1の低電圧端子(26)および前記第2の低電圧端子(28)を通じてDC電源(6)に接続され、前記方法は、引き込みフェーズ中、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の各接続点(58)を電気モータ(8)の対応するフェーズに接続するステップと、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  前記DC電源(6)から前記高電圧分岐(18)に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)のスイッチングモジュール(38)を駆動するステップと、
-  前記高電圧分岐(18)から前記電気モータ(8)にエネルギーを伝達するために、インバータの制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動するステップと、
を含む、方法。
【請求項７】
エネルギーリストレーションフェーズ中、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の各接続点(58)をAC電源(10)の対応するフェーズに接続するステップと、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  前記DC電源(6)から前記高電圧分岐(18)に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動するステップと、
-  前記高電圧分岐(18)から前記AC電源(10)にエネルギーを伝達するために、インバータの制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動するステップと、
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
急速充電フェーズ中、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の各接続点(58)をAC電源(10)の対応するフェーズに接続するステップと、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  前記AC電源(10)から前記高電圧分岐(18)にエネルギーを伝達するために、整流器の制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動するステップと、
-  前記高電圧分岐(18)から前記DC電源(6)に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動するステップと、
を含む、請求項6または7に記載の方法。
【請求項９】
低速充電フェーズ中、
-  前記AC-DCコンバータ(14)の2つのアクティブな接続点(58)をAC電源(10)の対応するフェーズに接続するステップと、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がON状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  前記AC電源(10)から前記DC電源(6)にエネルギーを伝達するために、Hブリッジの制御則に従って前記AC-DCコンバータ(14)を駆動するステップと、
を含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
補助充電フェーズ中、
-  前記第1のスイッチ(20)および前記第2のスイッチ(22)がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  前記DC電源(6)から前記補助分岐(50)に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの制御則に従って前記DC-DCコンバータ(12)および前記補助分岐(50)の前記スイッチングモジュール(38)を駆動するステップと、
を含む、請求項5に従属するときの請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
バッテリ(6)、電気モータ(8)、および請求項1〜5のいずれか一項に記載の変換デバイス(4)を含む電気車両またはハイブリッド車両であって、前記DC-DCコンバータ(12)は、前記第1の低電圧端子(26)および前記第2の低電圧端子(28)を通じてバッテリ(6)に接続され、前記AC-DCコンバータ(14)の各接続点(58)は、前記電気モータ(8)の対応するフェーズに接続されるようになっている、電気車両またはハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、DC電源と、N相AC電源(Nは、1以上の整数)との間で電気エネルギーが伝達されることを可能にする、電気車両のための変換デバイスに関する。また、本発明は、そのような変換デバイスを制御するための方法、およびそのようなデバイスを含む車両に関する。
【０００２】
本発明は、電気コンバータの分野、特に、電気車両またはハイブリッド車両のための電気コンバータに適用可能である。
【背景技術】
【０００３】
電気車両、またはハイブリッド車両は、車両推進を確保するように主電動機を作動させるのに必要なエネルギーを提供するための電気エネルギー源を含む。エネルギー源は、通常、インバータを通じて主電動機に給電するための車載バッテリである。
【０００４】
しかし、バッテリは限られた量のエネルギーしか蓄積することができず、このため、家庭用電源などの、別のより強力なエネルギー源から定期的に充電されることを必要とする。充電動作中、充電器は、バッテリを充電するために電源からバッテリにエネルギーを送る。
【０００５】
電気車両またはハイブリッド車両は、蓄積したエネルギーを電源に戻す可能性も高い。これは「V2G」(「Vehicle to Grid」の略)と呼ばれる。この事例では、このエネルギーを電源に送信するためのパワーエレクトロニクス素子が提供される。
【０００６】
これらの全ての動作は、電磁互換性およびセキュリティ標準に準拠して行われるべきであり、効率的な制御システムによって制御されるべきである。
【０００７】
通常、これらの動作は、例えば、インバータ、充電器、DC-DCコンバータなどの別個のパワーエレクトロニクスデバイスによって確保される。
【０００８】
多数のそのような機器により、結果として大容積となり、冷却システムがこれらの全ての機器を冷却可能であることを必要とする熱応力が生じ、高い製造コストが生じる。
【０００９】
文献WO2010/057892A1は、電気車両のインバータおよび充電器の機能が同じ部材において統合されている電気車両のための変換デバイスについて記載している。
【００１０】
しかしながら、そのような変換デバイスは、完全に満足にいくものではない。
【００１１】
実際に、そのようなデバイスは、3つのフェーズのための2つの別個の分岐を含み、これによって製造が複雑で高価なものとなっている。さらに、そのような変換デバイスは、特定の電気モータが1つの動作モードから別の動作モードに切り替えるための特定の機械的動作を必然的に行うことを必要とする。さらに、そのような変換デバイスは、人間および機器に対する電気的リスクを防ぐ可能性が高いガルバニック絶縁素子を一切含まない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】WO2010/057892A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このため、本発明の1つの目的は、従来技術の変換デバイスよりも単純で安全な動作を有しながら、より小さい容積および製造コストを有する変換デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このために、本発明の1つの目的は、上述したタイプの変換デバイスであり、この変換デバイスは、
-  DC-DCコンバータであって、
-  第1の低電圧端子と第2の低電圧端子との間に接続された低電圧分岐、および第1の高電圧端子と第2の高電圧端子との間に接続された高電圧分岐であって、低電圧分岐および高電圧分岐の各々は、中点において互いに接続された直列の2つのサブ分岐を含み、各サブ分岐はスイッチングモジュールを含む、低電圧分岐および高電圧分岐と、
-  第1の低電圧端子と第1の高電圧端子との間に接続された第1のスイッチ、および第2の低電圧端子と第2の高電圧端子との間に接続された第2のスイッチと、
-  互いに磁気的に結合された一次巻線および二次巻線を含む変圧器であって、一次巻線は、端部のうちの一方を通じて、低電圧分岐の中点に接続され、端部のうちの他方を通じて、一次電圧基準に接続され、二次巻線は、端部のうちの一方を通じて、高電圧分岐の中点に接続され、端部のうちの他方を通じて、二次電圧基準に接続される、変圧器と、
を備える、DC-DCコンバータと、
-  一方でDC-DCコンバータの第1の高電圧端子に、および第2の高電圧端子に接続されたAC-DCコンバータであって、各々がAC電源の対応するフェーズに接続されることが可能であるN個の接続点を含む、AC-DCコンバータと、
-  第1のスイッチ、第2のスイッチおよび各スイッチングモジュールのON状態またはOFF状態を駆動するように構成されたコントローラであって、コントローラは、DC-DCコンバータからAC電源、またはAC電源からDC-DCコンバータに電気エネルギーを伝達するようにAC-DCコンバータを駆動するようにさらに構成される、コントローラと、
を備える。
【００１５】
実際に、そのような変換デバイスにより、1つの動作モードから別の動作モードに切り替えるのに機械的作動が必要とされない。このため、そのような変換デバイスの動作は単純化される。
【００１６】
さらに、そのような変換デバイスにおいて、単一の回路が様々な変換動作を行うことができ、この結果、従来技術の変換デバイスよりも低いバルクおよび低い製造コストとなる。機能のそのような統合は、さらには単一の冷却回路の使用につながり、これにより、変換デバイスに起因した容積がさらに低減する。
【００１７】
さらに、変圧器の存在により、直流素子と交流素子との間にガルバニック絶縁が確保され、この結果、人間および機器に対する電気的リスクが制限される。
【００１８】
本発明の他の有利な態様によれば、変換デバイスは、以下の特徴のうちの1つまたは複数を、単独で、または任意の技術的に可能な組み合わせで含む。
-  コントローラは、引き込みフェーズ中またはエネルギーリストレーション(energy restoration)フェーズ中、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  低電圧分岐から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するように構成されたブーストコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータのスイッチングモジュールを駆動し、
-  高電圧分岐からAC-DCコンバータの接続点に電気エネルギーを伝達するように構成されたインバータの制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動する。
-  コントローラは、急速充電フェーズ中、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  AC-DCコンバータの接続点から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するように構成された整流器の制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動し、
-  高電圧分岐から低電圧分岐に電気エネルギーを伝達するように構成されたバックコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータのスイッチングモジュールを駆動する、
ように構成される。
-  コントローラは、AC-DCコンバータの2つのアクティブな接続点がAC電源から電気エネルギーを受信することができる低速充電フェーズ中、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがON状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  AC-DCコンバータのアクティブな接続点から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するように構成されたHブリッジ整流器の制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動する、
ように構成される。
-  DC-DCコンバータは、
-  2つの接続端子間を延び、中点において互いに接続された直列の2つのサブ分岐を含む補助分岐であって、各サブ分岐は、電流が流れるのを阻止するOFF位置と、電流が流れるのを可能にするON位置との間で切り替えることが可能なスイッチングモジュールを備える、補助分岐と、
-  変圧器の一次巻線に磁気的に結合された補助巻線であって、一次巻線は、端部のうちの一方を通じて、補助分岐の中点に接続され、端部のうちの他方を通じて、補助電圧基準に接続される、補助巻線と、
をさらに備え、コントローラは、アキュムレータ充電フェーズ中に、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御し、
-  高電圧分岐から補助分岐に電気エネルギーを伝達するように構成されたバックコンバータの制御則に従って補助分岐のスイッチングモジュールを駆動する、
ように構成される。
【００１９】
さらに、本発明の1つの目的は、上記で定義した変換デバイスを制御するための方法であり、DC-DCコンバータは、第1の低電圧端子および第2の低電圧端子を通じてDC電源に接続され、本方法は、引き込みフェーズ中、
-  AC-DCコンバータの各接続点を電気モータの対応するフェーズに接続するステップと、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  DC電源から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータのスイッチングモジュールを駆動するステップと、
-  高電圧分岐から電気モータに電気エネルギーを伝達するために、インバータの制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動するステップと、
を含む。
【００２０】
本発明の他の有利な態様によれば、本方法は、以下の特徴のうちの1つまたは複数を、単独で、または任意の技術的に可能な組み合わせで含む。
-  本方法は、エネルギーリストレーションフェーズ中、
-  AC-DCコンバータの各接続点をAC電源の対応するフェーズに接続するステップと、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  DC電源から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータのスイッチングモジュールを駆動するステップと、
-  高電圧分岐からAC電源に電気エネルギーを伝達するために、インバータの制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動するステップと、
を含む。
-  本方法は、急速充電フェーズ中、
-  AC-DCコンバータの各接続点をAC電源の対応するフェーズに接続するステップと、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  AC電源から高電圧分岐に電気エネルギーを伝達するために、整流器の制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動するステップと、
-  高電圧分岐からDC電源に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータのスイッチングモジュールを駆動するステップと、
を含む。
-  本方法は、低速充電フェーズ中、
-  AC-DCコンバータの2つのアクティブな接続点をAC電源の対応するフェーズに接続するステップと、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがON状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  AC電源からDC電源に電気エネルギーを伝達するために、Hブリッジの制御則に従ってAC-DCコンバータを駆動するステップと、
を含む。
-  本方法は、補助充電フェーズ中、
-  第1のスイッチおよび第2のスイッチがOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御するステップと、
-  DC電源から補助分岐に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの制御則に従ってDC-DCコンバータおよび補助分岐のスイッチングモジュールを駆動するステップと、
を含む。
【００２１】
さらに、本発明の別の目的は、バッテリ、電気モータ、および上記で定義した変換デバイスを含む電気車両またはハイブリッド車両であり、DC-DCコンバータは、第1の低電圧端子および第2の低電圧端子を通じてバッテリに接続され、AC-DCコンバータの各接続点は、電気モータの対応するフェーズに接続されるようになっている。
【００２２】
本発明は、非限定的な例としてのみ与えられ、添付の図面を参照してなされる、以下の説明を読むとより良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による電気車両またはハイブリッド車両のための電化回路(electrification line)の概略表現である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明による電化回路2が図1に表されている。電化回路2は、特に、電気車両またはハイブリッド車両、例えば電気自動車またはハイブリッド自動車に搭載するためのものである。
【００２５】
電化回路2は、DC電源とN相AC電源(Nは1以上の整数)との間で電気エネルギーを伝達するように構成された変換デバイス4を含む。
【００２６】
DC電源は、バッテリ6からなる。
【００２７】
AC電源は、電気モータ8または交流配電系統10からなる。
【００２８】
変換デバイス4は、DC-DCコンバータ12、AC-DCコンバータ14およびコントローラ15を備える。
【００２９】
DC-DCコンバータ12は、第1のDC電圧を第2の異なるDC電圧に変換するように構成される。
【００３０】
AC-DCコンバータ14は、DC電圧をAC電圧に変換し、AC電圧をDC電圧に変換するように構成される。
【００３１】
DC-DCコンバータ12は、低電圧分岐16、高電圧分岐18、第1のスイッチ20、第2のスイッチ22および変圧器24を備える。
【００３２】
低電圧分岐16は、第1の低電圧端子26と第2の低電圧端子28との間に接続される。さらに、高電圧分岐18は、第1の高電圧端子30と第2の高電圧端子32との間に接続される。
【００３３】
図1において明らかであるように、DC-DCコンバータ12は、第1の低電圧端子26および第2の低電圧端子28を通じてバッテリ6に接続される。
【００３４】
低電圧分岐16および高電圧分岐18は各々、中点36で互いに接続された、直列の2つのサブ分岐34を含む。
【００３５】
各サブ分岐34は、電流が流れるのを阻止するOFF状態と、電流が流れるのを可能にするON状態との間で切り替えることが可能なスイッチングモジュール38を含む。
【００３６】
例えば、各スイッチングモジュール38は、並列のトランジスタ40およびダイオード42を含み、ダイオードはトランジスタ40に対し逆に接続されている。例えば、トランジスタ40は、MOSFETトランジスタまたはIGBTトランジスタである。
【００３７】
第1のスイッチ20は、第1の低電圧端子26と第1の高電圧端子30との間に接続される。さらに、第2のスイッチ22は、第2の低電圧端子28と第2の高電圧端子32との間に接続される。
【００３８】
第1のスイッチ20および第2のスイッチ22は各々、電流が流れるのを阻止するOFF状態と、電流が流れるのを可能にするON状態との間で切り替えることが可能である。
【００３９】
変圧器24は、互いに磁気的に結合された一次巻線44および二次巻線46を含む。
【００４０】
一次巻線44は、端部のうちの一方を通じて、低電圧分岐16の中点36に接続され、端部のうちの他方を通じて、一次電圧基準に接続される。
【００４１】
例えば、図1によって示されるように、一次電圧基準は、第1の低電圧端子26と第2の低電圧端子28との間で低電圧分岐16と並列に接続された直列の2つのコンデンサ48間の中点36からなる。
【００４２】
二次巻線46は、端部のうちの一方を通じて、高電圧分岐18の中点36に接続され、端部のうちの他方を通じて、二次電圧基準に接続される。
【００４３】
例えば、図1によって示されるように、二次電圧基準は、第1の高電圧端子30と第2の低電圧端子32との間で高電圧分岐18と並列に接続された直列の2つのコンデンサ48間の中点36からなる。
【００４４】
有利には、DC-DCコンバータは、補助分岐50および補助巻線52をさらに含む。
【００４５】
補助分岐50は、2つの端子54間を延び、中点57において互いに接続された直列の2つのサブ分岐55を含む。補助分岐50の各サブ分岐55は、低電圧分岐16または高電圧分岐18のサブ分岐34と同様である。
【００４６】
補助巻線52は、変圧器24の一次巻線44に磁気的に結合される。さらに、補助巻線52は、端部のうちの一方を通じて、補助分岐50の中点57に接続され、端部のうちの他方を通じて、補助電圧基準に接続される。
【００４７】
例えば、図1によって示されるように、補助電圧基準は、双方の接続端子54間で補助分岐50と並列に接続された直列の2つのコンデンサ59間の中点からなる。
【００４８】
図1に示されるように、アキュムレータ56が、補助分岐50の接続端子54に接続される。
【００４９】
AC-DCコンバータ14は、N個の接続点58を含み、各接続点が対応するスイッチ60に接続される。
【００５０】
各スイッチ60は、AC-DCコンバータ14の接続点58を、モータ8または配電系統10の対応するフェーズに接続するように制御されることが可能である。
【００５１】
さらに、AC-DCコンバータ14は、第1の高電圧端子30および第2の高電圧端子32においてDC-DCコンバータに接続される。
【００５２】
AC-DCコンバータ14は、インバータ、整流器またはHブリッジとしての動作を可能にする既知のアーキテクチャを有する。
【００５３】
コントローラ15は、第1のスイッチ20、第2のスイッチ22および各スイッチングモジュール38のON状態またはOFF状態を駆動するように構成される。
【００５４】
コントローラ15は、インバータ、整流器またはHブリッジとしてAC-DCコンバータを動作させるようにこのAC-DCコンバータを駆動するようにさらに構成される。
【００５５】
ここで、電化回路2の動作を説明する。
【００５６】
エネルギーがバッテリ6から電気モータ8に伝達されるべき引き込みフェーズ中、コントローラ15は、AC-DCコンバータ14の各接続点58を電気モータ8の対応するフェーズ62に接続するようにスイッチ60を制御する。
【００５７】
コントローラ15はまた、第1のスイッチ20および第2のスイッチ22がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御する。
【００５８】
さらに、コントローラ15は、バッテリ6から高電圧分岐18に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの既知の制御則に従ってDC-DCコンバータ12のスイッチングモジュール38を駆動する。コントローラ15はまた、高電圧分岐18から電気モータ8に電気エネルギーを伝達するために、インバータの既知の制御則に従ってAC-DCコンバータ14を駆動する。
【００５９】
電気エネルギーがバッテリ6から配電系統10に伝達されるべき、「V2G」とも呼ばれるエネルギーリストレーションフェーズ中、コントローラ15は、AC-DCコンバータ14の各接続点58を配電系統10の対応するフェーズ64に接続するようにスイッチ60を制御する。
【００６０】
コントローラ15はまた、第1のスイッチ20および第2のスイッチ22がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御する。
【００６１】
さらに、コントローラ15は、バッテリ6から高電圧分岐18に電気エネルギーを伝達するために、ブーストコンバータの既知の制御則に従ってDC-DCコンバータ12のスイッチングモジュール38を駆動する。コントローラ15はまた、高電圧分岐18から配電系統10に電気エネルギーを伝達するために、インバータの既知の制御則に従ってAC-DCコンバータ14を駆動する。
【００６２】
バッテリ6を充電するために、エネルギーが配電系統10の全てのフェーズ64からバッテリ6に伝達されるべき急速充電フェーズ中、コントローラ15は、AC-DCコンバータ14の各接続点58を配電系統10の対応するフェーズ64に接続するようにスイッチ60を制御する。
【００６３】
コントローラ15はまた、第1のスイッチ20および第2のスイッチ22がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御する。
【００６４】
さらに、コントローラ15は、配電系統10から高電圧分岐18に電気エネルギーを伝達するために、整流器の既知の制御則に従ってAC-DCコンバータ12を駆動する。コントローラ15はまた、高電圧分岐18からバッテリ6に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの既知の制御則に従ってDC-DCコンバータ12のスイッチングモジュール38を駆動する。
【００６５】
バッテリ6を充電するために、エネルギーが配電系統10の2つのフェーズ64からバッテリ6に伝達されるべき低速充電フェーズ中、コントローラ15は、上記2つのフェーズ64を、「アクティブ接続点」と呼ばれるAC-DCコンバータ14の対応する接続点58に接続するようにスイッチ60を制御する。AC-DCコンバータ14の他の接続点58は接続されない。
【００６６】
コントローラ15はまた、第1のスイッチ20および第2のスイッチ22がON状態になるようにこれらのスイッチを制御し、変圧器24がバイパスされる、すなわち回路外(off-circuit)となるようにする。
【００６７】
さらに、コントローラ15は、配電系統からバッテリ6に電気エネルギーを伝達するために、Hブリッジの既知の制御則に従ってAC-DCコンバータ12を駆動する。
【００６８】
電気エネルギーがバッテリ6からアキュムレータ56に伝達されるべき補助充電フェーズ中、コントローラ15は、第1のスイッチ20および第2のスイッチ22がOFF状態になるようにこれらのスイッチを制御する。
【００６９】
さらに、コントローラ15は、バッテリ6からアキュムレータ56に電気エネルギーを伝達するために、バックコンバータの既知の制御則に従ってDC-DCコンバータ12および補助分岐50のスイッチングモジュール38を駆動する。
【符号の説明】
【００７０】
4  変換デバイス
6  DC電源  バッテリ
8  電気モータ
10  AC電源  配電系統  ACネットワーク
12  DC-DCコンバータ  DC/DCコンバータ
14  AC-DCコンバータ  AC/DCコンバータ
15  コントローラ
16  低電圧分岐
18  高電圧分岐
20  第1のスイッチ
22  第2のスイッチ
24  変圧器
26  第1の低電圧端子
28  第2の低電圧端子
30  第1の高電圧端子
32  第2の高電圧端子
34  サブ分岐
36  中点
38  スイッチングモジュール
40  トランジスタ
42  ダイオード
44  一次巻線
46  二次巻線
48  コンデンサ
50  補助分岐
52  補助巻線
54  端子
55  サブ分岐
56  アキュムレータ
57  中点
58  接続点
59  コンデンサ
60  スイッチ
【図１】
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【国際調査報告】
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