(57)【要約】【課題】共通の給電対象に対して並列に接続された２つの電力変換装置を備える電力変換システムに適用され、電力変換効率を最適化することができる電力変換システムの制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】上位制御部４０は、給電対象６０に供給すべき負荷出力を取得する取得部と、負荷出力が、第１負荷領域、第２負荷領域、及び第２負荷領域よりも大きい第３負荷領域のいずれに含まれるかを判定する。上位制御部４０は、負荷出力が第１負荷領域に含まれていると判定した場合に第２電力変換装置のみを動作させ、負荷出力が第２負荷領域に含まれていると判定した場合に第１電力変換装置のみを動作させ、負荷出力が第３負荷領域に含まれていると判定した場合に第１電力変換装置及び第２電力変換装置を共に動作させる。【選択図】      図１
2018117454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の給電対象（６０）に対して並列に接続された第１電力変換装置（１０ａ）及び第２電力変換装置（１０ｂ）を備える電力変換システムに適用され、
前記第２電力変換装置は、第１負荷領域において電力変換効率が最大となり、
前記第１電力変換装置は、前記第１負荷領域よりも大きい第２負荷領域において電力変換効率が最大となり、
前記給電対象に供給すべき電流又は電力のいずれかである負荷出力を取得する負荷出力取得部（Ｓ１２）と、
前記負荷出力が、前記第１負荷領域、前記第２負荷領域、及び前記第２負荷領域よりも大きい第３負荷領域のいずれに含まれるかを判定する負荷判定部（Ｓ１３，Ｓ１５）と、
前記負荷出力が前記第１負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第２電力変換装置のみを動作させ、前記負荷出力が前記第２負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第１電力変換装置のみを動作させ、前記負荷出力が前記第３負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第１電力変換装置及び前記第２電力変換装置を共に動作させる動作制御部（Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７）と、を備える電力変換システムの制御装置。
【請求項２】
前記負荷判定部は、前記負荷出力が前記第２電力変換装置の出力定格値以下の値である場合に前記負荷出力が前記第１負荷領域に含まれていると判定する、請求項１に記載の電力変換システムの制御装置。
【請求項３】
前記第１電力変換装置の出力定格値が、前記第２電力変換装置の出力定格値よりも大きく設定されており、
前記負荷判定部は、前記負荷出力が前記第２電力変換装置の出力定格値以上の値であって、かつ前記第１電力変換装置の出力定格値以下の値である場合に前記負荷出力が前記第２負荷領域に含まれていると判定する、請求項１又は請求項２に記載の電力変換システムの制御装置。
【請求項４】
前記第１電力変換装置の出力電圧を第１出力電圧として取得する第１電圧取得部（Ｓ１０）と、
前記第２電力変換装置の出力電圧を第２出力電圧として取得する第２電圧取得部（Ｓ１１）と、
第１電圧指令値に前記第１出力電圧をフィードバック制御するための操作量として、前記第１電力変換装置の出力電流の目標値である第１目標電流値を算出する第１目標電流算出部（３１ａ）と、
第２電圧指令値に前記第２出力電圧をフィードバック制御するための操作量として、前記第２電力変換装置の出力電流の目標値である第２目標電流値を算出する第２目標電流算出部（３１ｂ）と、
前記第１目標電流値が第１所定値以下となる場合に前記第１電力変換装置の動作を停止させ、前記第２目標電流値が第２所定値以下となる場合に前記第２電力変換装置の動作を停止させる停止制御部（３５ａ，３６ａ）と、を備え、
前記第１目標電流算出部は、前記第１電圧指令値と前記第１出力電圧との偏差に基づく比例制御及び積分制御の少なくとも一方を含むフィードバック制御により、前記第１目標電流値を算出し、
前記第２目標電流算出部は、前記第２電圧指令値と前記第２出力電圧との偏差に基づく比例制御及び積分制御の少なくとも一方を含むフィードバック制御により、前記第２目標電流値を算出し、
前記動作制御部は、前記負荷出力が前記第１負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第１電圧指令値を前記第２電圧指令値よりも低い値に設定することで前記第２電力変換装置のみを動作させ、前記負荷出力が前記第２負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第２電圧指令値を前記第１電圧指令値よりも低い値に設定することで前記第１電力変換装置のみを動作させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換システムの制御装置。
【請求項５】
前記動作制御部は、前記負荷出力が前記第３負荷領域に含まれていると判定された場合に、前記第２電力変換装置の出力電圧が第２電圧指令値になるように前記第２電力変換装置を動作させ、かつ前記第１電力変換装置の出力電流が前記第１電力変換装置の出力定格値となるように前記第１電力変換装置を動作させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換システムの制御装置。
【請求項６】
前記第１電力変換装置の出力電圧を第１出力電圧として取得する第１電圧取得部（Ｓ１０）と、
前記第２電力変換装置の出力電圧を第２出力電圧として取得する第２電圧取得部（Ｓ１１）と、
第１電圧指令値に前記第１出力電圧をフィードバック制御するための操作量として、前記第１電力変換装置の出力電流の目標値である第１目標電流値を算出する第１目標電流算出部（３１ａ）と、
前記第２電圧指令値に前記第２出力電圧をフィードバック制御するための操作量として、前記第２電力変換装置の出力電流の目標値である第２目標電流値を算出する第２目標電流算出部（３１ｂ）と、
前記第２目標電流値が前記第２電力変換装置の出力定格値を超える場合に、前記第２電力変換装置の前記操作量を前記第２電力変換装置の出力定格値とする電流値変更部（３３ｂ）と、を備え、
前記動作制御部は、前記負荷出力が前記第２負荷領域に含まれていると判定された場合は、前記第２電圧指令値を前記第１電圧指令値よりも大きくすることで、前記第２電力変換装置の出力電流が前記第２電力変換装置の出力定格値となるように前記第２電力変換装置を動作させる、請求項５に記載の電力変換システムの制御装置。
【請求項７】
前記負荷出力は負荷電流であり、
前記動作制御部は、前記負荷出力が前記第２負荷領域よりも高い値であり、かつ前記負荷出力が前記第２電力変換装置の定格電流を２倍した値以下である場合に、前記第１電力変換装置及び前記第２電力変換装置に出力電流を均等化して出力するよう動作させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通の給電対象に対して並列接続された複数の電力変換装置を備え、給電対象に対して電力を供給する電力変換システムが知られている。電力変換システムとしては、下記特許文献１に記載されているように、給電対象に対して各電力変換装置の出力電流を均等化して出力するものもある。
【０００３】
下記特許文献１で開示される電力変換システムは、出力電流を均等化する各電力変換装置の動作台数を、電流センサの定格電流に合わせて設定している。この電力変換システムでは、均等化後の電力変換装置の総出力電流が電流センサの定格電流に最も近似するよう動作台数を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２０２２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば定格値が異なる２つの電力変換装置が共通の給電対象に対して並列に接続されている場合、単に出力電流を均等化して各電力変換装置を同時に動作させるだけでは、電力変換システム全体における電力変換効率を最適化できない場合がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、共通の給電対象に対して並列に接続された２つの電力変換装置を備える電力変換システムに適用され、電力変換効率を最適化することができる電力変換システムの制御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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明では、共通の給電対象に対して並列に接続された第１電力変換装置及び第２電力変換装置を備える電力変換システムに適用され、前記第２電力変換装置は、第１負荷領域において電力変換効率が最大となり、前記第１電力変換装置は、前記第１負荷領域よりも大きい第２負荷領域において電力変換効率が最大となり、前記給電対象に供給すべき電流又は電力のいずれかである負荷出力を取得する負荷出力取得部と、前記負荷出力が、前記第１負荷領域、前記第２負荷領域、及び前記第２負荷領域よりも大きい第３負荷領域のいずれに含まれるかを判定する負荷判定部と、前記負荷出力が前記第１負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第２電力変換装置のみを動作させ、前記負荷出力が前記第２負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第１電力変換装置のみを動作させ、前記負荷出力が前記第３負荷領域に含まれていると判定された場合に前記第１電力変換装置及び前記第２電力変換装置を共に動作させる動作制御部と、を備える。
【０００８】
第１負荷領域において電力変換効率が最大となる第２電力変換装置と、第１負荷領域よりも大きい第２負荷領域において電力変換効率が最大となる第１電力変換装置とが共通の給電対象に対して並列に接続されている電力変換システムがある。このシステムにおいて、各電力変換装置を同時に動作させると、電力変換効率が適正値とならない場合がある。この点、上記構成では、給電対象に供給すべき電流又は電力のいずれかである負荷出力が取得され、第１負荷領域、第２負荷領域及び第３負荷領域のいずれに負荷出力が含まれるかが判定される。そして、負荷出力が第１負荷領域に含まれていると判定された場合に第２電力変換装置のみを動作させ、負荷出力が第２負荷領域に含まれていると判定された場合に第１電力変換装置のみを動作させる。そして、負荷出力が第３負荷領域に含まれていると判定された場合には、第１電力変換装置及び第２電力変換装置を共に動作させることとした。この場合、第１電力変換装置と第２電力変換装置とが電力変換効率が高い負荷領域でそれぞれ動作することで、電力変換システムを最適な電力変換効で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電力変換システムの構成図。
【図２】制御部の機能を説明する機能ブロック図。
【図３】第１，第２ＤＤＣの出力電流及び電力変換効率の関係を説明する図。
【図４】負荷に応じた第１，第２ＤＤＣの動作を説明する図。
【図５】上位制御部による各動作の切り替え処理を説明するフローチャート。
【図６】第２ＤＤＣを単独動作させる場合の上位制御部の制御を説明する図。
【図７】第２ＤＤＣを単独動作させる場合の出力電流の波形図。
【図８】第１ＤＤＣを単独動作せる場合の上位制御部の制御を説明する図。
【図９】第１ＤＤＣを単独動作させる場合の出力電流の波形図。
【図１０】第１，第２ＤＤＣを共同動作させる場合の上位制御部の制御を説明する図。
【図１１】第１，第２ＤＤＣを共同動作させる場合の出力電流の波形図。
【図１２】電力変換システムの電力変換効率を説明する図。
【図１３】第２実施形態に係る上位制御部による各動作の切り替え処理を説明するフローチャート。
【図１４】均等化制御を実施する場合の上位制御部の制御を説明する図。
【図１５】均等化制御における出力電流の波形図。
【図１６】負荷に応じた第１，第２ＤＤＣの動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる電力変換システム１０の構成図である。電力変換システム１０は、共通の給電対象としての第１蓄電池６０に対して出力側が並列に接続された第１ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、第１ＤＤＣ１０ａと記載する。）及び第２ＤＣ／ＤＣＤＣコンバータ（以下、第２ＤＤＣ１０ｂと記載する）を備えている。具体的には、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとの出力側は、第１蓄電池６０のプラス側端子及びマイナス側端子に並列接続されている。また、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂの入力側は、共通の直流電源である第２蓄電池１００に並列接続されている。本実施形態では、第１ＤＤＣ１０ａが第１電力変換装置に相当し、第２ＤＤＣ１０ｂが第２電力変換装置に相当する。
【００１１】
第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂは、第２蓄電池１００から供給される直流電圧を降圧することで出力電圧を生成する。本実施形態では、第１蓄電池６０は、鉛蓄電池で構成されている。また、第２蓄電池１００は、リチウムイオン蓄電池で構成されている。なお、第１蓄電池６０には、電力変換システム１０から供給される直流電力により駆動する各種装置が接続されていてもよい。
【００１２】
次に、第１ＤＤＣ１０ａの構成について詳しく説明する。第１ＤＤＣ１０ａは、フルブリッジ型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、平滑コンデンサ１１、第１変換回路１２、トランス１３、第２変換回路１４、リアクトル１５、及びフィルタコンデンサ１６を備えている。
【００１３】
平滑コンデンサ１１は、第２蓄電池１００のプラス側端子とマイナス側端子との間に並列に接続されている。
【００１４】
第１変換回路１２は、第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４を備えており、各スイッチＱ１〜Ｑ４のオン・オフを切り替えることで、第２蓄電池１００からの直流電力を交流電力に変換してトランス１３の一次側コイルＬ１に供給する。第１変換回路１２は、第１スイッチＱ１のソースと第３スイッチＱ３のドレインとを直列接続した第１レグ、及び第２スイッチＱ２のソースと第４スイッチＱ４のドレインとを直列接続した第２レグを備えている。第１レグ及び第２レグは、第２蓄電池１００に並列接続されている。また、第１スイッチＱ１と第３スイッチＱ３との接続点は、トランス１３の一次側コイルＬ１の第１端に接続されており、第２スイッチＱ２と第４スイッチＱ４との接続点は、一次側コイルＬ１の第２端に接続されている。本実施形態では、各スイッチＱ１〜Ｑ４はＭＯＳ−ＦＥＴによって構成されている。
【００１５】
トランス１３は、一次側コイルＬ１に加えて二次側コイルＬ２を備えている。二次側コイルＬ２には、第２変換回路１４が接続されている。第１変換回路１２から一次側コイルＬ１に交流電圧が供給されることで、二次側コイルＬ２には一次側コイルＬ１及び二次側コイルＬ２の巻数比に応じた交流電圧が生じる。
【００１６】
第２変換回路１４は、第５スイッチＱ５及び第６スイッチＱ６を備えている。第２変換回路１４は、各スイッチＱ５，Ｑ６のオン・オフを切り替えることで、トランス１３の二次側コイルＬ２に生じる交流電圧を直流電圧に変換する。また、第５スイッチＱ５のドレインと第６スイッチＱ６のドレインとは、二次側コイルＬ２の両端にそれぞれ接続されている。また、第５スイッチＱ５のソースと第６スイッチＱ６のソースとが接続されている。本実施形態では、各スイッチＱ５，Ｑ６はＭＯＳ−ＦＥＴによって構成されている。
【００１７】
二次側コイルＬ２の一端には、リアクトル１５の第１端が接続されており、第２変換回路１４により変換された直流電圧がリアクトル１５に供給される。リアクトル１５の第２端には、第１蓄電池６０のプラス側端子が接続されている。第５スイッチＱ５と第６スイッチＱ６との接続点には、第１蓄電池６０のマイナス側端子が接続されている。フィルタコンデンサ１６は、第１蓄電池６０に対して並列接続されている。
【００１８】
第１ＤＤＣ１０ａは、第１下位制御部３０ａを備えている。第１下位制御部３０ａは、第１ＤＤＣ１０ａにおける第１変換回路１２及び第２変換回路１４を構成する各スイッチＱ１〜Ｑ６をオン・オフする。なお、第１下位制御部３０ａは、例えば、複数の機能ブロックを備える集積回路により構成されていればよい。第１下位制御部３０ａの各機能については後述する。
【００１９】
第１ＤＤＣ１０ａは、第１入力電圧センサ２１ａ、第１出力電圧センサ２２ａ、及び第１電流センサ２３ａを備えている。第１入力電圧センサ２１ａは、第２蓄電池１００と平滑コンデンサ１１との間に接続されており、第２蓄電池１００からの第１ＤＤＣ１０ａに入力される電圧を第１入力電圧ＶＨ１として検出する。第１出力電圧センサ２２ａは、フィルタコンデンサ１６と第１蓄電池６０との間に接続されており、第１ＤＤＣ１０ａの出力電圧を第１出力電圧ＶＬ１ｒとして検出する。第１電流センサ２３ａは、平滑コンデンサ１１と第１変換回路１２とを接続する電気経路に流れる電流を第１電流ＩＨ１として検出する。第１入力電圧センサ２１ａ、第１出力電圧センサ２２ａ、及び第１電流センサ２３ａが検出した各検出値ＶＨ１、ＶＬ１ｒ及びＩＨ１は、第１下位制御部３０ａに入力される。
【００２０】
続いて、第２ＤＤＣ１０ｂの構成について説明する。なお、本実施形態において第１，第２ＤＤＣ１０ａ，１０ｂは、基本的な構成が互いに同一であり、第２ＤＤＣ１０ｂの説明を適宜省略している。また、第２ＤＤＣ１０ｂの構成要素には第１ＤＤＣ１０ａの構成要素と共通の符号を付しているものもある。
【００２１】
第２ＤＤＣ１０ｂは、第２下位制御部３０ｂ、第２入力電圧センサ２１ｂ、第２出力電圧センサ２２ｂ、及び第２電流センサ２３ｂを備えている。第２入力電圧センサ２１ｂは、第２蓄電池１００から第２ＤＤＣ１０ｂに入力される電圧を第２入力電圧ＶＨ２として検出する。第２出力電圧センサ２２ｂは、第２ＤＤＣ１０ｂの出力電圧を第２出力電圧ＶＬ２ｒとして検出する。第２電流センサ２３ｂは、第２ＤＤＣ１０ｂにおける平滑コンデンサ１１と第１変換回路１２とを接続する電気経路に流れる電流を第２電流ＩＨ２として検出する。第２入力電圧センサ２１ｂ、第２出力電圧センサ２２ｂ、及び第２電流センサ２３ｂが検出した各検出値ＶＨ２、ＶＬ２ｒ及びＩＨ２は、第２下位制御部３０ｂに入力される。
【００２２】
電力変換システム１０は、上位制御部４０を備えている。上位制御部４０は、周知のマイクロコンピュータにより構成されており、各下位制御部３０ａ,３０ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
次に、各下位制御部３０ａ，３０ｂの機能を説明する。図２（ａ）は、第１下位制御部３０ａを示し、図２（ｂ）は、第２下位制御部３０ｂを示している。第１下位制御部３０ａと第２下位制御部３０ｂとは基本的には同じ構成であるため、以下では、第１下位制御部３０ａの機能ブロックのみを詳細に示し、第２下位制御部３０ｂの機能ブロックを適宜省略して説明する。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、第１下位制御部３０ａは、定電圧制御部３１ａ、定電流制御部３２ａ、最小値選択部３３ａ及びピーク電流制御部３４ａを備えている。本実施形態では、定電圧制御部３１ａが第１目標電流算出部に相当し、最小値選択部３３ａが電流値変更部に相当する。
【００２５】
定電圧制御部３１ａは、第１電圧指令値ＶＬ１＊に第１出力電圧ＶＬ１ｒをフィードバック制御するための操作量として、第１ＤＤＣ１０ａの出力電流の目標値である第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１を算出する。本実施形態では、上位制御部４０から第１下位制御部３０ａに第１電圧指令値ＶＬ１＊が出力される。また、上位制御部４０から第２下位制御部３０ｂに第２電圧指令値ＶＬ２＊が出力される。
【００２６】
定電圧制御部３１ａは、徐変器３１１、電圧偏差算出器３１２及びＰＩ制御器３１３を備えている。まず、第１電圧指令値ＶＬ１＊は、徐変器３１１に入力される。徐変器３１１は、第１電圧指令値ＶＬ１＊の変化に応じて、この第１電圧指令値ＶＬ１＊を徐変させた値を出力する。電圧偏差算出器３１２は、徐変器３１１により変換された第１電圧指令値ＶＬ１＊から第１出力電圧センサ２２ａで検出された第１出力電圧ＶＬ１ｒを減算することにより偏差を算出する。電圧偏差算出器３１２により算出された偏差は、ＰＩ制御器３１３に入力される。ＰＩ制御器３１３は、入力された偏差に比例積分制御を施すことにより第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１を算出する。
【００２７】
定電流制御部３２ａは、第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１を算出する。本実施形態では、第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１は第１ＤＤＣ１０ａが定格電流（例えば１２０Ａ）で動作するように設定されている。具体的には、トランスの巻き数比、リプル電流などを考慮し、第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１が設定されている。
【００２８】
最小値選択部３３ａは、定電圧制御部３１ａから出力される第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１と、定電流制御部３２ａから出力される第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１とを比較し、いずれか小さい方の値を選択して出力する。そのため、第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１が第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１を上回る場合、最小値選択部３３ａは、第１上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ１をピーク電流制御部３４ａへ出力する。以下では、Ｉｒｅｆｃｖ１及びＩｒｅｆｃｃ１の内、最小値選択部３３ａにより選択された電流値を第１電流指令値Ｉｒｅｆ１と記載する。
【００２９】
ピーク電流制御部３４ａは、ＤＡ変換器３４１、コンパレータ３４２及び加算器３４３を備えている。まず、最小値選択部３３ａにより選択された第１電流指令値Ｉｒｅｆ１は、ＤＡ変換器３４１に入力される。ＤＡ変換器３４１は、入力された第１電流指令値Ｉｒｅｆ１をデジタル値からアナログ値に変換する。アナログ値に変換された第１電流指令値Ｉｒｅｆ１は、コンパレータ３４２の反転入力端子に入力される。加算器３４３は、第１電流ＩＨ１とスロープ補償信号とを加算し、補償後スイッチ電流として出力する。加算器３４３の出力信号は、コンパレータ３４２の非反転入力端子に入力される。なお、スロープ補償信号は、リアクトル１５に流れる電流の変動に伴う発振を抑制するものである。
【００３０】
コンパレータ３４２は、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１と補償後スイッチ電流とを比較し、補償後スイッチ電流が第１電流指令値Ｉｒｅｆ１より小さい期間において、ロー状態の信号をＲＳフリップフロップ３４７のＲ端子に入力する。また、コンパレータ３４２は、補償後スイッチ電流が第１電流指令値Ｉｒｅｆ１より大きい期間において、ハイ状態の信号をＲＳフリップフロップ３４７のＲ端子に入力する。更に、ＲＳフリップフロップ３４７のＳ端子には、クロック信号が入力される。ＲＳフリップフロップ３４７の出力は、デューティ制限部３４８によってデューティの上限値を設定された上で、第１，第２，第３，第４スイッチＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４をオン・オフするための駆動信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４として出力される。
【００３１】
第１下位制御部３０ａは、停止制御部として、電流判定部３５ａ及び出力判定部３６ａを備えている。電流判定部３５ａ及び出力判定部３６ａは、最小値選択部３３ａにより選択された第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が、第１ＤＤＣ１０ａを安定的に動作させることができる電流値を下回る場合に、駆動信号Ｇ１〜Ｇ４として第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４をオフするオフ駆動信号を出力する。そのため、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４を安定的に動作させることができないほど小さい場合は、第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４がオフされ、第１ＤＤＣ１０ａの動作が停止される。
【００３２】
具体的には、電流判定部３５ａは、最小値選択部３３ａから出力される第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が所定電流値以下であるか否かを判定する。出力判定部３６ａは、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が所定電流値を上回っている旨の判定結果を電流判定部３５ａから取得した場合、デューティ制限部３４８から出力された各駆動信号Ｇ１〜Ｇ４をそのまま第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４のゲートに対して出力する。一方、出力判定部３６ａは、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が所定電流値以下である旨の判定結果を電流判定部３５ａから取得した場合、デューティ制限部３４８から出力された各駆動信号Ｇ１〜Ｇ４を全てオフ駆動信号に切り替えて出力する。このため、第１ＤＤＣ１０ａの動作が停止される。
【００３３】
なお、第２下位制御部３０ｂは、図２（ｂ）に示すように、第１下位制御部３０ａと同様に、定電圧制御部３１ｂ、定電流制御部３２ｂ、最小値選択部３３ｂ、ピーク電流制御部３４ｂ、電流判定部３５ｂ及び出力判定部３６ｂを備えている。各部３１ｂ〜３６ｂの機能は、第１ＤＤＣ１０ａが備える各部３１ａ〜３６ａの機能と同じであるが、入力及び出力される信号が異なる。すなわち、定電圧制御部３１ｂは、第２電圧指令値ＶＬ２＊に第２出力電圧ＶＬ２ｒをフィードバック制御するための操作量として、出力電流の目標値である第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２を算出する。また、定電流制御部３２ｂは、第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２を算出する。本実施形態では、第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２は第２ＤＤＣ１０ｂが定格電流（例えば３０Ａ）で動作するように設定されている。最小値選択部３３ｂは、第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２と第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２とを比較し、いずれか小さい方の値を選択して出力する。以下では、Ｉｒｅｆｃｖ２及びＩｒｅｆｃｃ２の内、最小値選択部３３ａにより選択された電流値を第２電流指令値Ｉｒｅｆ２と記載する。電流判定部３５ｂ及び出力判定部３６ｂは、第２電流指令値Ｉｒｅｆ２が、第２ＤＤＣ１０ｂを安定的に動作させることができる電流値を下回る場合に、駆動信号Ｇ１〜Ｇ４として第２ＤＤＣ１０ｂの第１〜第４スイッチＱ１〜Ｑ４をオフするオフ駆動信号を出力する。
【００３４】
本実施形態では、第２ＤＤＣ１０ｂにおいて、定電圧制御部３１ｂが第２目標電流算出部に相当し、最小値選択部３３ｂが電流値変更部に相当する。
【００３５】
次に、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂの電力変換効率について説明する。図３は、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂそれぞれの出力電流に対する電力変換効率［％］を示す図である。なお、本実施形態では、電力変換システム１０の電力変換効率が下式（１）により定義されている。
【００３６】
η＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ×１００  …  （１）
上式（１）において、ηは電力変換効率を示し、０［％］〜１００［％］の値である。Ｐｏｕｔは、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂの出力電力を示し、Ｐｉｎは、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂの入力電力を示す。
【００３７】
第１ＤＤＣ１０ａは、第２ＤＤＣ１０ｂと比べて電力変換効率が最大となる負荷が異なっている。図３に示すように、第２ＤＤＣ１０ｂは、第１負荷領域ＬＡ１での電力変換効率が最大となるよう設計され、第１ＤＤＣ１０ａは、第１負荷領域ＬＡ１よりも負荷が大きい第２負荷領域ＬＡ２での電力変換効率が最大となるよう設計されている。また、第１負荷領域ＬＡ１の全域において、第２ＤＤＣ１０ｂの電力変換効率は第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率よりも高くなっている。そして、第２負荷領域ＬＡ２の全域において、第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率は第２ＤＤＣ１０ｂの電力変換効率よりも高くなっている。
【００３８】
本実施形態において、第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流は、第１ＤＤＣ１０ａの定格電流よりも小さな値となる。第１負荷領域ＬＡ１は、０以上であってかつ第１電流閾値Ｔｈ１以下の領域に設定され、第１電流閾値Ｔｈ１は第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流に設定されている。また、第２負荷領域ＬＡ２は、第１電流閾値Ｔｈ１よりも大きくてかつ第２電流閾値Ｔｈ２以下の領域に設定され、第２電流閾値Ｔｈ２は第１ＤＤＣ１０ａの定格電流に設定されている。また、第３負荷領域ＬＡ３は、第２電流閾値Ｔｈ２よりも大きい領域に設定されている。
【００３９】
ここで、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを共に動作させる場合、電力変換システム１０の電力変換効率は、例えば、２つのＤＤＣ１０ａ，１０ｂの平均値により算出される。そのため、例えば、負荷領域ＬＡ１〜ＬＡ３のいずれかにおいて第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率が低く、第２ＤＤＣ１０ｂの電力変換効率が高い場合、電力変換システム１０のトータルでの電力変換効率が低くなる場合がある。また、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂを単独動作させる場合と比べて、２つのＤＤＣ１０ａ，１０ｂを同時に動作させる場合、動作させるＤＤＣ１０ａ，１０ｂの数だけ内部損失が大きくなる。
【００４０】
そのため、本実施形態において、上位制御部４０は、負荷電流に応じて電力変換システム１０の動作を、第１ＤＤＣ１０ａの単独動作、第２ＤＤＣ１０ｂの単独動作及び各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂの共同動作のいずれかに切り替えることで、電力変換効率を最適化している。
【００４１】
図４は、上位制御部４０により切り替えられる各動作を説明する図である。本実施形態では、上位制御部４０は、低負荷領域である第１負荷領域ＬＡ１では、定格出力が小さい第２ＤＤＣ１０ｂのみを単独動作させる。また、第１負荷領域よりも負荷が高い第２負荷領域ＬＡ２では、上位制御部４０は、定格出力が大きい第１ＤＤＣ１０ａのみを単独動作させる。そして、第２負荷領域よりも大きい第３負荷領域ＬＡ３では、上位制御部４０は、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂを共同で動作させる。
【００４２】
次に、上位制御部４０により実施される各動作の切替処理を説明する。図５は、この切替処理を説明するフローチャートである。図５に示す処理は、上位制御部４０により所定周期毎に繰り返し実施される。
【００４３】
ステップＳ１０では、第１入力電圧ＶＨ１，第１出力電圧ＶＬ１ｒ及び第１電流ＩＨ１を取得する。本実施形態では、第１下位制御部３０ａが取得した各検出値ＶＨ１，ＶＬ１ｒ，ＩＨ１が上位制御部４０に出力されることで、各検出値ＶＨ１，ＶＬ１ｒ，ＩＨ１を取得する。ステップＳ１０が第１電圧取得部として機能する。
【００４４】
ステップＳ１１では、第２入力電圧ＶＨ２，第２出力電圧ＶＬ２ｒ及び第２電流ＩＨ２を取得する。本実施形態では、第２下位制御部３０ｂが取得した各検出値ＶＨ２，ＶＬ２ｒ及びＩＨ２が上位制御部４０に出力されることで、各検出値ＶＨ２，ＶＬ２ｒ，ＩＨ２を取得する。ステップＳ１１が第２電圧取得部として機能する。
【００４５】
ステップＳ１２では、第１蓄電池６０の負荷出力として負荷電流Ｉｏを推定する。負荷電流Ｉｏは、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂのそれぞれから第１蓄電池６０へと出力される電流の合計値である。本実施形態では、ステップＳ１０，Ｓ１１で取得した各検出値と、一次側コイルＬ１と二次側コイルＬ２との巻数比とに基づいて、負荷電流Ｉｏを推定する。ステップＳ１２が、負荷出力取得部に相当する。
【００４６】
ステップＳ１３，Ｓ１５では、ステップＳ１２により推定した負荷電流Ｉｏが、第１負荷領域ＬＡ１に含まれる値であるか、第２負荷領域ＬＡ２に含まれる値であるかを判定する。ステップＳ１３，Ｓ１５が、負荷判定部として機能する。また、ステップＳ１３，Ｓ１５での各判定結果に応じて実施する処理Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７が動作制御部として機能する。
【００４７】
まず、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で推定した負荷電流Ｉｏが第１電流閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判定する。第１電流閾値Ｔｈ１は、第１負荷領域ＬＡ１と第２負荷領域ＬＡ２との境界を区別する値である。
【００４８】
なお、第１電流閾値Ｔｈ１は、第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流に所定のマージンを加えた値としてもよい。この場合において、第１電流閾値Ｔｈ１は、図３で示す第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率が最大となる出力電流よりも大きい値であることが望ましい。
【００４９】
ステップＳ１３において、負荷電流Ｉｏが第１電流閾値Ｔｈ１以下であると判定した場合、負荷電流Ｉｏが第１負荷領域ＬＡ１に含まれると判定し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、第２ＤＤＣ１０ｂのみを単独動作させる。上位制御部４０は、第１電圧指令値ＶＬ１＊を第２電圧指令値ＶＬ２＊よりも低い値に設定することで、第２ＤＤＣ１０ｂのみを単独動作させる。
【００５０】
図６は、第２ＤＤＣ１０ｂを単独動作させる場合に、上位制御部４０が実施する各電圧指令値ＶＬ１＊，ＶＬ２＊の設定処理を説明する図である。上位電圧指令値ＶＰは、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂ共に同じ値であり、例えば、第１蓄電池６０の定格電圧に応じた電圧（例えば１４Ｖ）に設定されている。この上位電圧指令値ＶＰは、例えば、上位制御部４０に接続された不図示のＥＣＵから出力される。
【００５１】
上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰから第１所定値ΔＶ１（例えば０．５Ｖ）を引いた値を第１ＤＤＣ１０ａの第１電圧指令値ＶＬ１＊（例えば１３．５Ｖ）に設定する。一方、上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰをそのまま第２ＤＤＣ１０ｂの第２電圧指令値ＶＬ２＊として設定する。設定された第２電圧指令値ＶＬ２＊に基づいて第２下位制御部３０ｂの定電圧制御部３１ｂが第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２を算出することで、第２出力電圧ＶＬ２ｒが第２電圧指令値ＶＬ２＊に制御される。
【００５２】
一方、設定された第１電圧指令値ＶＬ１＊に基づいて第１下位制御部３０ａの定電圧制御部３１ａが第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１を算出する。ここで、第１電圧指令値ＶＬ１＊が、第１出力電圧センサ２２ａにより検出された第１出力電圧ＶＬ１ｒよりも低い値となるため、先の図２の電圧偏差算出器３１２において、第１出力電圧ＶＬ１ｒと第１電圧指令値ＶＬ１＊との偏差がマイナスの値となる。そのため、定電圧制御部３１ａから出力される第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１は、マイナスの偏差がＰＩ制御器３１３において比例積分された値となる。この第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１は、最小値選択部３３ａにより選択され、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１として電流判定部３５ａへと出力される。電流判定部３５ａは、入力された第１電流指令値Ｉｒｅｆ１が所定電流値以下になると判定する。その結果、出力判定部３６ａは、デューティ制限部３４８から出力された各駆動信号Ｇ１〜Ｇ４を全てオフ駆動信号に切り替えて出力する。これにより、第１ＤＤＣ１０ａの動作が停止され、第２ＤＤＣ１０ｂのみが単独動作する。
【００５３】
図７は、第２ＤＤＣ１０ｂの単独動作モードにおける第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流の推移を示す図である。図７に示すように、第２ＤＤＣ１０ｂが単独動作することで、第２ＤＤＣ１０ｂからの出力電流が第１蓄電池６０に流れているが、第１ＤＤＣ１０ａからの出力電流が第１蓄電池６０に流れていない。
【００５４】
先の図５の説明に戻り、ステップＳ１３において負荷電流Ｉｏが第１電流閾値Ｔｈ１を超えていると判定した場合には、ステップＳ１５に進み、負荷電流Ｉｏが第２電流閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する。第２電流閾値Ｔｈ２は、第２負荷領域ＬＡ２と第３負荷領域ＬＡ３とを区別する値である。
【００５５】
なお、第２電流閾値Ｔｈ２は第１ＤＤＣ１０ａの定格電流に所定マージンを加えたに設定されていてもよい。この場合において、第２電流閾値Ｔｈ２は、図３で示す第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率が最大となる出力電流よりも大きい値であることが望ましい。
【００５６】
ステップＳ１５において負荷電流Ｉｏが第２電流閾値Ｔｈ２以下であると判定した場合には、負荷電流が第２負荷領域ＬＡ２に含まれると判定し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、第１ＤＤＣ１０ａを単独動作させる。具体的には、上位制御部４０は、第２電圧指令値ＶＬ２＊を第２電圧指令値ＶＬ１＊よりも低い値に設定することで、第１ＤＤＣ１０ａを単独動作させる。
【００５７】
図８は、第１ＤＤＣ１０ｂを単独動作させる場合に、上位制御部４０により実施される各電圧指令値ＶＬ１＊，ＶＬ２＊の設定処理を説明する図である。図８においても、上位電圧指令値ＶＰは、例えば、第１蓄電池６０の定格電圧に応じた電圧に設定されている。
【００５８】
上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰから第２所定値ΔＶ２（例えば０．５Ｖ）を引いた値を第２ＤＤＣ１０ａの第２電圧指令値ＶＬ２＊（例えば１３．５Ｖ）に設定する。一方、上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰをそのまま第１ＤＤＣ１０ｂの第１電圧指令値ＶＬ１＊として設定する。設定された第１電圧指令値ＶＬ１＊に基づいて第１ＤＤＣ１０ａの定電圧制御部３１ａが第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１を算出することで、第１出力電圧ＶＬ１ｒが第１電圧指令値ＶＬ１＊に制御される。
【００５９】
一方、設定された第２電圧指令値ＶＬ２＊に基づいて第２ＤＤＣ１０ｂの定電圧制御部３１ｂが第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２を算出する。ここで、第２電圧指令値ＶＬ２＊が検出された第２出力電圧ＶＬ２ｒよりも低い値となるため、先の図２の電圧偏差算出器３１２において、第２出力電圧ＶＬ２ｒと第２電圧指令値ＶＬ２＊との偏差がマイナスの値となる。そのため、定電圧制御部３１ｂから出力される第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２は、マイナスの偏差がＰＩ制御器３１３において比例積分された値となる。この第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２は、最小値選択部３３ｂにより選択され、第２電流指令値Ｉｒｅｆ２として電流判定部３５ｂへと出力される。電流判定部３５ｂは、入力された第２電流指令値Ｉｒｅｆ２が所定電流値以下になると判定する。その結果、出力判定部３６ｂは、デューティ制限部３４８から出力された各駆動信号Ｇ１〜Ｇ４を全てオフ駆動信号に切り替えて出力する。これにより、第２ＤＤＣ１０ａの動作が停止され、第１ＤＤＣ１０ｂが単独動作する。
【００６０】
図９は、第１ＤＤＣ１０ａの単独動作モードにおける第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流を示す図である。図９では、第１ＤＤＣ１０ａが動作することで、この第１ＤＤＣ１０ａからの出力電流が第１蓄電池６０に流れ、第２ＤＤＣ１０ｂからの出力電流が第１蓄電池６０に流れていない。
【００６１】
先の図５の説明に戻り、負荷電流Ｉｏが第２電流閾値Ｔｈ２を超えていると判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、負荷電流Ｉｏが第３負荷領域ＬＡ３に含まれると判定し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを共同で動作させる。本実施形態では、第２ＤＤＣ１０ｂをその定格電流で動作させ、第１ＤＤＣ１０ａを第１電圧指令値ＶＬ１＊で動作させる。
【００６２】
図１０は、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを共同動作させる場合に、上位制御部４０により実施される各電圧指令値ＶＬ１＊，ＶＬ２＊の設定処理を説明する図である。図１１は、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとの出力波形を説明する図である。
【００６３】
上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰから第３所定値ΔＶ３（例えば０．５Ｖ）を加えた値を第２ＤＤＣ１０ａの第２電圧指令値ＶＬ２＊（例えば１４．５Ｖ）に設定する。一方、上位制御部４０は、上位電圧指令値ＶＰをそのまま第１ＤＤＣ１０ｂの第１電圧指令値ＶＬ１＊として設定する。設定された第１電圧指令値ＶＬ１＊に基づいて第１下位制御部３０ａの定電圧制御部３１ａが第１目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ１を算出することで、第１出力電圧ＶＬ１ｒが第１電圧指令値ＶＬ１＊に制御される。
【００６４】
一方、設定された第２電圧指令値ＶＬ２＊に基づいて第２下位制御部３０ｂの定電圧制御部３１ｂは、第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２を算出する。しかし、第２電圧指令値ＶＬ２＊が、第２出力電圧ＶＬ２ｒよりも高い値となるため、第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２は、第２出力電圧ＶＬ２ｒと第２電圧指令値ＶＬ２＊とのプラスの偏差を比例積分した値となる。そのため、最小値選択部３３ｂは、定電圧制御部３１ｂから出力された第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２よりも小さい値である第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２を選択し、この第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２を第２電流指令値Ｉｒｅｆ２としてピーク電流制御部３４ｂに出力する。ピーク電流制御部３４ｂは、第２電流指令値Ｉｒｅｆ２に応じて、各スイッチＱ１〜Ｑ４をオン・オフする。これにより、第１出力電圧ＶＬ１ｒが第１電圧指令値ＶＬ１＊に制御されるよう定電圧制御により第１ＤＤＣ１０ａが動作し、第２ＤＤＣ１０ａの出力電流がその定格電流に制御されるよう定電流制御により第２ＤＤＣ１０ｂが動作する。
【００６５】
そして、ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７のいずれかの処理を終了した場合、図５の処理を一旦終了する。
【００６６】
上記構成により、本実施形態に係る電力変換システム１０は、以下の効果を奏する。
【００６７】
図１２は、電力変換システム１０の電力変換効率を説明する図である。図１２では、横軸を負荷である出力電流とし、縦軸を電力変換効率とする図である。図１２では、第１ＤＤＣ１０ａを単独で動作させた場合の効率カーブと、第２ＤＤＣ１０ｂを単独で動作させた場合の効率カーブと、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂを共に動作させた場合の効率カーブとをそれぞれ示している。
【００６８】
第１蓄電池６０に並列に接続された第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣｂとを同時に動作させる場合、第１負荷領域ＬＡ１及び第２負荷領域ＬＡ２において、ＤＤＣ１０ａ，１０ｂを単独で動作させる場合よりも電力変換効率が低下している。これは、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂを共同動作させる場合では、トランスの鉄損といった内部損失が、単独で動作させる場合よりも大きくなるためである。
【００６９】
そのため、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第１負荷領域ＬＡ１に含まれる値であると判定した場合に、第２ＤＤＣ１０ｂを単独動作させる。また、負荷電流Ｉｏが第２負荷領域ＬＡ２に含まれる値であると判定した場合に、第１ＤＤＣ１０ａを単独動作させる。その結果、第１負荷領域ＬＡ１及び第２負荷領域ＬＡ２において、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂを共同で動作させる場合よりも、電力変換効率を高めている。なお、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第２負荷領域ＬＡ２よりも大きい第３負荷領域ＬＡ３に含まれると判定した場合は、第１ＤＤＣ１０ａ、及び第２ＤＤＣ１０ｂを共に動作させる。そのため、負荷電流Ｉｏに応じて、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを電力変換効率が高い負荷領域でそれぞれ単独で動作させることができるため、各負荷において最適な効率カーブを組み合わせたものが電力変換システム１０の電力変換効率となる。その結果、電力変換システム１０の電力変換効率を最適化することができる。
【００７０】
また、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂは定格電流付近において電力変換効率が最大となるよう設計されている。この点、上記構成では、負荷電流Ｉｏが第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流以下の値である場合に負荷電流Ｉｏが第１負荷領域ＬＡ１に含まれていると判定することとした。この場合、定格電流という数値化された値を用いて、負荷電流がいずれの負荷領域に含まれるかを判定することができるため、負荷電流がいずれの負荷領域に含まれているかの判定精度を高め、高い電力変換効率で第２ＤＤＣ１０ｂを動作させることができる。
【００７１】
また、第１ＤＤＣ１０ａの定格電流が、第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流よりも大きく設定されており、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流以上の値であって、かつ第１ＤＤＣ１０ａの定格電流以下の値である場合に負荷電流Ｉｏが第２負荷領域ＬＡ２に含まれていると判定することとした。この場合も同様に、負荷電流Ｉｏがいずれの負荷領域に含まれているかの判定精度を高めることができ、高い電力変換効率で第１ＤＤＣ１０ａを動作させることができる。
【００７２】
上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第１負荷領域ＬＡ１に含まれていると判定した場合に第１電圧指令値ＶＬ１＊を第２電圧指令値ＶＬ２＊よりも低い値に設定することで第２ＤＤＣ１０ｂのみを動作させることとした。また、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第２負荷領域ＬＡ２に含まれていると判定した場合に第２電圧指令値ＶＬ２＊を第１電圧指令値ＶＬ１＊よりも低い値に設定することで第１ＤＤＣ１０ｂのみを動作させることとした。
【００７３】
この場合、第１電圧指令値ＶＬ１＊を第２電圧指令値ＶＬ２＊よりも低い値に設定することで、第１電圧指令値ＶＬ１＊と第１出力電圧ＶＬ１ｒとの偏差が比例積分された値が第１ＤＤＣ１０ａの出力電圧を設定するフィードバック制御の操作量として算出される。また、第２電圧指令値ＶＬ２＊を第１電圧指令値ＶＬ１＊よりも低い値に変更することで、第２電圧指令値ＶＬ２＊と第２出力電圧ＶＬ２ｒとの偏差が比例積分された値が第２ＤＤＣ１０ｂの出力電圧を設定するフィードバック制御の操作量として算出される。そして、停止制御部である電流判定部３５ａ，３５ｂと出力判定部３６ａ，３６ｂとが操作量を所定閾値と比較し、操作量が所定閾値を下回る場合は第１ＤＤＣ１０ａ又は第２ＤＤＣ１０ｂの動作を停止する。この場合、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂが互いに情報をやりとりすることのない簡易な手法により、いずれかのＤＤＣ１０ａ，１０ｂを単独動作させることができる。
【００７４】
また、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第３負荷領域ＬＡ３に含まれていると判定した場合に、第１ＤＤＣ１０ａの出力電圧が第１電圧指令値ＶＬ１＊となるように第１ＤＤＣ１０ａを動作させ、かつ第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流がその定格電流となるように第２ＤＤＣ１０ｂを動作させることとした。この場合、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを共に動作させている状況において、第２ＤＤＣ１０ｂを定格電流付近で動作させることができ、第２ＤＤＣ１０ｂを高い電力変換効率で動作させることができる。
【００７５】
また、上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第３負荷領域ＬＡ３に含まれていると判定した場合は、第２電圧指令値ＶＬ２＊を第１電圧指令値ＶＬ１＊よりも大きくすることで、第２ＤＤＣ１０ｂを定格電流付近で動作させることとした。
【００７６】
この場合、第１下位制御部３０ａは、第１電圧指令値ＶＬ１＊に出力電圧ＶＬ１ｒをフィードバック制御する。その結果、第１蓄電池６０の電圧値は、この第１電圧指令値ＶＬ１＊により指定された値となる。一方、第２電圧指令値ＶＬ２＊は第１蓄電池６０を検出した第２出力電圧ＶＬ２ｒよりも高い値となるため、第２出力電圧ＶＬ２ｒと第２電圧指令値ＶＬ２＊との偏差がプラスの値となる。そのため、第２下位制御部３０ｂの定電圧制御部３１ｂから出力される第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２は、プラスの偏差が比例積分された値となる。そして、第２下位制御部３０ｂの最小値選択部３３ｂは、第２目標電流値Ｉｒｅｆｃｖ２と第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２の内、値の小さい第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２を選択し、この第２上限電流値Ｉｒｅｆｃｃ２を第２電流指令値Ｉｒｅｆ２として第２ＤＤＣ１０ｂを動作させる。これにより、第１ＤＤＣ１０ａが第１電圧指令値ＶＬ１＊で動作し、第２ＤＤＣ１０ａが定格電流付近で動作する。そのため、電圧指令値を変更するだけの簡易な手法により、第２ＤＤＣ１０ｂを定格電流付近で動作させることができる。
【００７７】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００７８】
本実施形態では、負荷電流Ｉｏが第３負荷領域ＬＡ３であり、かつ負荷電流Ｉｏが第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流の２倍以下の場合は、上位制御部４０は、第１ＤＤＣ１０ａの出力電流と第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流とを均等化する均等化制御を行う。図１３は、本実施形態において、上位制御部４０が各動作の切替え処理を説明するフローチャートである。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１６までの処理は、第１実施形態と同様であり、その説明を適宜省略している。
【００７９】
本実施形態では、ステップＳ１３の第１電流閾値Ｔｈ１１が、第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流よりも小さい値（例えば２０Ａ）に設定されている。また、ステップＳ１５の第２電流閾値Ｔｈ１２が、第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流よりも大きくてかつ第１ＤＤＣ１０ｂの定格電流よりも小さい値（例えば４０Ａ）に設定されている。
【００８０】
図１３のステップＳ１５において負荷電流Ｉｏが第２電流閾値Ｔｈ１２を超えていると判定した場合には、ステップＳ２１に進み、負荷電流Ｉｏが第３電流閾値Ｔｈ１３以下であるか否かを判定する。本実施形態において、第３電流閾値Ｔｈ１３は、第２電流閾値Ｔｈ１２よりも大きく、かつ第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流を２倍した値（例えば６０Ａ）に設定されている。すなわち、負荷電流Ｉｏが第３電流閾値Ｔｈ１３以下であれば、均等化制御を実施する場合に、第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流を定格電流以下にできる。
【００８１】
ステップＳ２１において負荷電流Ｉｏが第３電流閾値Ｔｈ１３以下であると判定した場合には、ステップＳ２２に進み、均等化制御を実施する。
【００８２】
図１４は、均等化制御を実施する場合の上位制御部４０の制御を説明する図である。図１４においても、上位電圧指令値ＶＰは、例えば、第１蓄電池６０の定格電圧に応じた電圧に設定されている。
【００８３】
電流偏差算出器４０１は、出力電流平均値Ｉａｖｅ＊から第１電流ＩＨ１を減算することにより偏差を算出する。ここで、出力電流平均値Ｉａｖｅ＊は、第１電流センサ２３ａで検出された第１電流ＩＨ１と、第２電流センサ２３ｂで検出された第２電流ＩＨ２との平均値である。ＰＩ制御器４０２は、電流偏差算出器４０１により算出された偏差に基づく比例積分制御により、補正電圧ＶＬＢを算出する。徐変器４０３は、ＰＩ制御器４０２により算出された補正電圧ＶＬＢに徐変処理を施して出力する。第１加算器４０４は、徐変処理が施された補正電圧ＶＬＢと上位電圧指令値ＶＰとの加算値を、第１電圧指令値ＶＬ１＊に設定する。第２加算器４０５は、徐変処理が施された補正電圧ＶＬＢの符号反転値と上位電圧指令値ＶＰとの加算値を、第２電圧指令値ＶＬ２＊に設定する。
【００８４】
図１４に示す処理によれば、第１電圧指令値ＶＬ１＊と第２電圧指令値ＶＬ２＊とは、出力電流を均等化させるよう補正される。これにより、図１５に示すように、第１ＤＤＣ１０ａの出力電流と第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流とが均等化されて出力される。そのため、図１６に示すように、負荷電流が第３負荷領域ＬＡ３であり、かつ負荷電流が第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流の２倍以下の場合は、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとの出力電流は第１蓄電池６０に対して均等に出力される。
【００８５】
先の図１３の説明に戻り、ステップＳ２１において負荷電流Ｉｏが第３電流閾値Ｔｈ１３を超えていると判定した場合には、ステップＳ１７に進む。そのため、図１６に示すように、負荷電流が第３負荷領域ＬＡ３であり、かつ負荷電流が第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流を２倍した値を上回る場合は、第１ＤＤＣ１０ａは電圧指令値ＶＬ２＊で動作し、第２ＤＤＣ１０ｂは定格電流付近で動作する。
【００８６】
上記構成により、本実施形態に係る電力変換システム１０は、以下の効果を奏する。
【００８７】
上位制御部４０は、負荷電流Ｉｏが第２負荷領域ＬＡ２よりも高い値であり、かつ負荷電流Ｉｏが第２ＤＤＣ１０ｂの定格電流を２倍した値以下である場合に、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流を均等化するように第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂとを動作させることとした。この場合、各ＤＤＣ１０ａ，１０ｂのいずれかに負荷が偏るのを抑制でき、ＤＤＣ１０ａ，１０ｂ間で寿命がばらつくのを抑制することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
・各電流閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３を、電力変換システム１０の電力変換効率、第１ＤＤＣ１０ａの電力変換効率、及び第２ＤＤＣ１０ｂの電力変換効率の関係に基づいて決定するものであってもよい。この場合、第１電流閾値Ｔｈ１は第１負荷領域ＬＡ１において、以下の式（２）を満たす、第２ＤＤＣ１０ｂの最大出力電流に基づいて決定される。
η１２≧（η１１＋η１２）／２  …  （２）
ここで、η１１は、第１負荷領域における第１ＤＤＣ１０ａの出力電流に応じた電力変換効率、η１２は、第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流Ｉｏ２に応じた電力変換効率である。
【００８９】
第２電流閾値Ｔｈ２は、第２負荷領域において、以下の式（３）を満たす、第１ＤＤＣ１０ａの最大出力電流に基づいて決定される。
η２１≧（η２１＋η２２）／２  …  （３）
ここで、η２１は、第２負荷領域における第１ＤＤＣ１０ａの出力電流に応じた電力変換効率、η２２は、第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流Ｉｏ２に応じた電力変換効率である。
【００９０】
・第２実施形態において、上位制御部４０が実施する均等化制御を以下のように構成してもよい。具体的には、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂのいずれかの電圧指令値ＶＬ＊を、他方の電圧指令値ＶＬ＊に合わせることで、第１ＤＤＣ１０ａと第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流を第１蓄電池６０に対して均等化する。この場合において、値の大きい電圧指令値ＶＬ＊を値の小さい電圧指令値ＶＬ＊に合わせることで負荷電流を低減することができる。
【００９１】
・上位制御部４０は、各電流ＩＨ１，ＩＨ２に基づいて出力電流（負荷電流）を推定する以外にも、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂの出力電流を負荷電流として検出してもよい。この場合、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂは、リアクトル１５から出力される電流量を検出する電流検出部を備えており、この電流検出部の検出結果を出力電流として検出し、上位制御部４０に出力する。
【００９２】
・定電圧制御部３１ａ，３１ｂは、電圧指令値ＶＬ＊と出力電圧ＶＬｒとの偏差を比例積分制御した値に基づいて目標電流値を算出することに代えて、電圧指令値ＶＬ＊と出力電圧ＶＬｒとの偏差を比例制御及び積分制御した値のいずれかに基づいて目標電流値を算出するものであってもよい。
【００９３】
・上位制御部４０が推定する負荷出力としては、第１ＤＤＣ１０ａ及び第２ＤＤＣ１０ｂのそれぞれから出力される電力であってもよい。この場合、出力定格値として、定格電流に代えて、定格電力が用いられる。
【００９４】
・制御装置を、上位制御部４０、下位制御部３０ａ，３０ｂにより分割して構成したことは一例に過ぎない。これに代えて、一つの制御部が、上位制御部４０及び下位制御部３０ａ，３０ｂの各機能を備える構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０…電力変換システム、１０ａ…第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、１０ｂ…第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０ａ，３０ｂ…下位制御部、４０…上位制御部、６０…第１蓄電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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