(57)【要約】      （修正有）【課題】電力変換効率が改善された多出力の電力変換装置およびそれを搭載した車両を提供する。【解決手段】車両１００は、複数の出力が可能な電力変換装置を備え、外部電源からの電力を用いて蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の充電が可能である。電力変換装置は、トランス２００を含み、トランス２００は、入力巻線Ｎ１と出力巻線Ｎ２，Ｎ３とを有する。電力変換装置は、入力回路２０１と、出力回路２０２と、補機バッテリ１８０を充電する出力回路２０３とを含む。電力変換装置は、入力回路２０１と入力巻線Ｎ１とを結ぶ経路に設けられるスイッチＳＷ１、出力回路２０２と出力巻線Ｎ２とを結ぶ経路に設けられるスイッチＳＷ２、および出力回路２０３と出力巻線Ｎ３とを結ぶ経路に設けられるスイッチＳＷ３をさらに含む。そして、入力回路２０１、出力回路２０２，２０３のうちで使用されない回路に対応するスイッチが開放される。【選択図】図１
2011244523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出力が可能な電力変換装置であって、
外部電源から供給される交流電力と前記出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを備え、
前記トランスは、
入力巻線と、
第１および第２の出力巻線とを含み、
前記電力変換装置は、
前記外部電源からの電力を前記入力巻線に供給するための入力回路と、
前記第１の出力巻線からの電力を変換して第１の電気機器に電力を供給するように構成された第１の出力回路と、
前記第２の出力巻線からの電力を変換して第２の電気機器に電力を供給するように構成された第２の出力回路と、
前記外部電源と前記入力巻線とを結ぶ経路に設けられ前記外部電源と前記入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、前記第１の出力巻線と前記第１の電気機器とを結ぶ経路に設けられ前記第１の出力巻線と前記第１の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、前記第２の出力巻線と前記第２の電気機器とを結ぶ経路に設けられ前記第２の出力巻線と前記第２の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチとをさらに備える、電力変換装置。
【請求項２】
前記スイッチを制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記入力回路が使用されない場合は前記第１のスイッチを電気的に切り離し、前記第１の出力回路が使用されない場合は前記第２のスイッチを電気的に切り離し、前記第２の出力回路が使用されない場合は前記第３のスイッチを電気的に切り離す、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチは、前記入力回路と前記入力巻線との間に設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記入力回路は、
前記外部電源からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、
前記整流回路によって変換された直流電力を高周波の交流電力に変換し、前記入力巻線へ供給するように構成されたインバータとを含む、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチは、前記整流回路と前記インバータとの間に設けられる、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第２のスイッチは、前記第１の出力巻線と前記第１の出力回路との間に設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１の出力回路は、
前記第１の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成されたＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流側端子に並列に接続されたコンデンサとを含み、
前記第２のスイッチは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータと前記コンデンサとの間に設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第３のスイッチは、前記第２の出力巻線と前記第２の出力回路との間に設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第２の出力回路は、
前記第２の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、
前記整流回路からの出力電圧を電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、
前記第３のスイッチは、前記整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられる、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１の電気機器は第１の蓄電装置であり、前記第２の電気機器は第２の蓄電装置である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記第２の蓄電装置の充電状態についての第１のしきい値、第２のしきい値および第３のしきい値を有し、前記第２のしきい値は前記第１のしきい値よりも大きく、前記第３のしきい値は前記第２のしきい値よりも大きく設定され、
前記制御装置は、前記第１の蓄電装置を充電する場合に、前記充電状態が前記第１のしきい値まで低下したときは前記充電状態が前記第３のしきい値に到達するまで前記第１の蓄電装置の充電を中断するとともに前記第２の蓄電装置の充電を実行し、前記充電状態が前記第２のしきい値まで低下したときは前記充電状態が前記第３のしきい値に到達するまで前記第１の蓄電装置の充電および前記第２の蓄電装置の充電を並行して実行し、前記充電状態が前記第３のしきい値に到達したときは前記第１の蓄電装置の充電を実行するとともに前記第２の蓄電装置の充電を停止する、請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記第１の出力回路は、前記第１の蓄電装置からの電力を変換して、前記トランスへ電力を供給することができるように構成される、請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記トランスは、
第３の出力巻線をさらに含み、
前記電力変換装置は、
前記第３の出力巻線からの電力を変換して第３の電気機器に電力を供給するように構成された第３の出力回路をさらに備える、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第３の出力巻線と前記第３の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、前記第３の出力巻線と前記第３の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第４のスイッチをさらに備える、請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、
充電が可能な第１の蓄電装置および第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置からの電力を用いて前記車両を走行するための駆動力を発生させるように構成された駆動装置と、
複数の出力が可能な電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記外部電源から供給される交流電力と前記出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを含み、
前記トランスは、
入力巻線と、
第１および第２の出力巻線とを有し、
前記電力変換装置は、
前記外部電源からの電力を前記入力巻線に供給するための入力回路と、
前記第１の出力巻線からの電力を変換して前記第１の蓄電装置に電力を供給するように構成された第１の出力回路と、
前記第２の出力巻線からの電力を変換して前記第２の蓄電装置に電力を供給するように構成された第２の出力回路と、
前記外部電源と前記入力巻線とを結ぶ経路に設けられ前記外部電源と前記入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、前記第１の出力巻線と前記第１の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ前記第１の出力巻線と前記第１の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、前記第２の出力巻線と前記第２の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ前記第２の出力巻線と前記第２の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチとをさらに含む、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、多出力の電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置に充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
また、このような電動車両には、車両を駆動するための電力を蓄える主蓄電装置の他に、車両に搭載された補機に電力を供給するための補機バッテリが一般的に備えられる。そして、車両が、外部充電時に、外部電源からの電力を用いて主蓄電装置に加えて、補機バッテリも充電することができる構成を有する場合がある。
【０００５】
特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）は、トランスの複数の二次巻線を備え、かつ第２以降の二次巻線にのみ磁気増幅器を接続した多出力共振型ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、各二次巻線から出力整流回路を介して安定した複数の直流出力を取出す構成を開示する。
【０００６】
特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）によるＤＣ／ＤＣコンバータによれば、第２以降の二次巻線の磁気増幅器のリセット電流を制御することにより、第２以降の二次巻線からそれぞれ安定した直流出力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２１１８３２号公報
【特許文献２】特開平０８−０６５９０４号公報
【特許文献３】実開昭６３−３３３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような、外部電源からの電力によって主蓄電装置および補機バッテリの充電が可能な車両において、特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）に記載の多出力のＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合、複数の二次巻線に接続された回路について、その回路が使用されていない場合であっても対応する二次巻線に常に励磁電流が流れる。この励磁電流による損失によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体としての電力変換効率が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力変換効率が改善された多出力の電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による電力変換装置は、外部電源から供給される交流電力と出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを備え、複数の出力が可能である。トランスは、入力巻線と、第１および第２の出力巻線とを含む。電力変換装置は、入力回路と、第１および第２の出力回路とをさらに備える。入力回路は、外部電源からの電力を入力巻線に供給する。第１の出力回路は、第１の出力巻線からの電力を変換して第１の電気機器に電力を供給する。第２の出力回路は、第２の出力巻線からの電力を変換して第２の電気機器に電力を供給する。また、電力変換装置は、外部電源と入力巻線とを結ぶ経路に設けられ外部電源と入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、第１の出力巻線と第１の電気機器とを結ぶ経路に設けられ第１の出力巻線と第１の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、第２の出力巻線と第２の電気機器とを結ぶ経路に設けられ第２の出力巻線と第２の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、電力変換装置は、スイッチを制御するための制御装置をさらに備える。制御装置は、入力回路が使用されない場合は第１のスイッチを電気的に切り離し、第１の出力回路が使用されない場合は第２のスイッチを電気的に切り離し、第２の出力回路が使用されない場合は第３のスイッチを電気的に切り離す。
【００１２】
好ましくは、第１のスイッチは、入力回路と入力巻線との間に設けられる。
好ましくは、入力回路は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、整流回路によって変換された直流電力を高周波の交流電力に変換し、入力巻線へ供給するように構成されたインバータとを含む。
【００１３】
好ましくは、第１のスイッチは、整流回路とインバータとの間に設けられる。
好ましくは、第２のスイッチは、第１の出力巻線と第１の出力回路との間に設けられる。
【００１４】
好ましくは、第１の出力回路は、第１の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成されたＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの直流側端子に並列に接続されたコンデンサとを含む。そして、第２のスイッチは、ＡＣ／ＤＣコンバータとコンデンサとの間に設けられる。
【００１５】
好ましくは、第３のスイッチは、第２の出力巻線と第２の出力回路との間に設けられる。
【００１６】
好ましくは、第２の出力回路は、第２の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、整流回路からの出力電圧を電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータとを含む。そして、第３のスイッチは、整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられる。
【００１７】
好ましくは、第１の電気機器は第１の蓄電装置であり、第２の電気機器は第２の蓄電装置である。
【００１８】
好ましくは、制御装置は、第２の蓄電装置の充電状態についての第１のしきい値、第２のしきい値および第３のしきい値を有し、第２のしきい値は第１のしきい値よりも大きく、第３のしきい値は第２のしきい値よりも大きく設定される。そして、制御装置は、第１の蓄電装置を充電する場合に、充電状態が第１のしきい値まで低下したときは充電状態が第３のしきい値に到達するまで第１の蓄電装置の充電を中断するとともに第２の蓄電装置の充電を実行し、充電状態が第２のしきい値まで低下したときは充電状態が第３のしきい値に到達するまで第１の蓄電装置の充電および第２の蓄電装置の充電を並行して実行し、充電状態が第３のしきい値に到達したときは第１の蓄電装置の充電を実行するとともに第２の蓄電装置の充電を停止する。
【００１９】
好ましくは、第１の出力回路は、第１の蓄電装置からの電力を変換して、トランスへ電力を供給することができるように構成される。
【００２０】
好ましくは、トランスは、第３の出力巻線をさらに含む。そして、電力変換装置は、第３の出力巻線からの電力を変換して第３の電気機器に電力を供給するように構成された第３の出力回路をさらに備える。
【００２１】
好ましくは、第３の出力巻線と第３の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、第３の出力巻線と第３の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第４のスイッチをさらに備える。
【００２２】
本発明による車両は、充電が可能な第１の蓄電装置および第２の蓄電装置と、駆動装置と、複数の出力が可能な電力変換装置とを備え、外部電源からの電力を用いて充電が可能である。駆動装置は、第１の蓄電装置からの電力を用いて車両を走行するための駆動力を発生させる。電力変換装置は、外部電源から供給される交流電力と出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを含む。トランスは、入力巻線と、第１および第２の出力巻線とを有する。電力変換装置は、入力回路と、第１および第２の出力回路とを含む。入力回路は、外部電源からの電力を入力巻線に供給する。第１の出力回路は、第１の出力巻線からの電力を変換して第１の蓄電装置に電力を供給する。第２の出力巻線からの電力を変換して第２の蓄電装置に電力を供給する。電力変換装置は、外部電源と入力巻線とを結ぶ経路に設けられ外部電源と入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、第１の出力巻線と第１の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ第１の出力巻線と第１の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、第２の出力巻線と第２の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ第２の出力巻線と第２の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチとをさらに含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、多出力の電力変換装置において、電力変換効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態１に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。
【図２】図１におけるＰＣＵの内部構成の一例を示す図である。
【図３】図１におけるＰＦＣの内部構成の第１の例を示す図である。
【図４】図１におけるＰＦＣの内部構成の第２の例を示す図である。
【図５】本実施の形態における、外部充電制御の概要を説明するための図である。
【図６】本実施の形態１において、ＥＣＵで実行される外部充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施の形態１の変形例に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。
【図８】本実施の形態２に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に従う電力変換装置を搭載した車両１００の全体ブロック図である。
【００２７】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲ（System  Main  Relay）とも称する。）１１５と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とも称する。）３００とを備える。なお、ＰＣＵ１２０、モータジェネレータ１３０、動力伝達ギア１４０および駆動輪１５０により、本発明における「駆動装置」が形成される。
【００２８】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２９】
蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介してモータジェネレータ１３０を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。
【００３０】
ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの他方端は、ＰＣＵ１２０に接続された電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。ＳＭＲ１１５は、車両走行時、および空調機１６０やＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を駆動する場合に閉成される。
【００３１】
図２は、ＰＣＵ１２０の内部構成の一例を示す図である。
図２を参照して、ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００３２】
コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電力変換を行なう。
【００３３】
インバータ１２２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０を駆動する。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータおよびインバータの対が１つ設けられる構成を一例として示すが、モータジェネレータおよびインバータの対を複数備える構成としてもよい。
【００３４】
コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。
【００３５】
再び図１を参照して、モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３６】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３７】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００３８】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、ならびにエンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００３９】
車両１００は、さらに低電圧系（補機系）の構成として、空調機１６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、補機バッテリ１８０と、補機負荷１９０とを含む。
【００４０】
空調機１６０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、車両１００の室内を空調する。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ５を介して補機バッテリ１８０、補機負荷１９０およびＥＣＵ３００などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。
【００４２】
補機バッテリ１８０は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１８０の出力電圧は、蓄電装置１１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００４３】
補機負荷１９０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。
【００４４】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含む。ＥＣＵ３００は、イグニッションがオンにされたこと、または充電ケーブル４００が車両１００に接続されたことにより起動され、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４５】
ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢ１および電流ＩＢ１の検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢ１および電流ＩＢ１に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State  of  Charge）１を演算する。また、ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢ２および／または電流ＩＢ２の検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢ２および／または電流ＩＢ２に基づいて、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２を演算する。
【００４６】
車両１００は、外部電源５００からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、トランス２００と、入力回路２０１と、出力回路２０２，２０３と、電圧センサ２３０と、充電リレーＣＨＲ２５０と、接続部２８０と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを含む。なお、トランス２００、入力回路２０１、出力回路２０２，２０３およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３によって、本発明における「電力変換回路」が形成される。
【００４７】
接続部２８０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。接続部２８０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４３０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４１０が、（たとえば、商用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの交流電力が、充電ケーブル４００の電線部４２０を介して車両１００に伝達される。充電ケーブル４００の電線部４２０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging  Circuit  Interrupt  Device）」とも称する。）４４０が介挿される。
【００４８】
トランス２００は、入力巻線Ｎ１と、出力巻線Ｎ２，Ｎ３とを含む。入力巻線Ｎ１および出力巻線Ｎ２，Ｎ３は共通のコアに巻回される。そして、トランス２００は、外部電源５００から供給される交流電力とトランス５００の出力とが磁気的に絶縁されるように構成される。入力巻線Ｎ１から入力される交流電圧は、巻線比に応じた交流電圧に変換されて出力巻線Ｎ２，Ｎ３から出力される。
【００４９】
入力回路２０１は、外部電源５００から伝達された商用電力を高周波の交流電力に変換して、トランス２００へ供給するための回路である。
【００５０】
入力回路２０１は、インバータ２１０と、力率改善回路（以下、ＰＦＣ（Power  Factor  Correction）とも称する。）２２０とを含む。
【００５１】
ＰＦＣ２２０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２により接続部２８０に接続される。ＰＦＣ２２０は、外部電源５００から伝達された交流電力を直流電力に変換して電力線ＰＬ３および接地線ＮＬ３へ出力する。
【００５２】
図３および図４は、ＰＦＣ２２０の内部構成の例を示す図である。
図３に示すＰＦＣ２２０Ａは、リアクトルＬ４１〜Ｌ４３と、ダイオードＤ４１〜Ｄ４４を含んで構成されるダイオードブリッジと、スイッチング素子Ｑ４１およびダイオードＤ４５とを含む。
【００５３】
直列接続されたダイオードＤ４１，Ｄ４２は、直列接続されたダイオードＤ４３，Ｄ４４と並列に接続される。
【００５４】
リアクトルＬ４３の一方端はダイオードＤ４１，Ｄ４３のカソードに接続され、リアクトルＬ４３の他方端は電力線ＰＬ３に接続される。ダイオードＤ４２，Ｄ４４のアノードは、接地線ＮＬ３に接続される。
【００５５】
スイッチング素子Ｑ４１は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に接続される。また、ダイオードＤ４５は、接地線ＮＬ３から電力線ＰＬ３に向かう方向を順方向として、スイッチング素子Ｑ４１に逆並列に接続される。
【００５６】
リアクトルＬ４１の一方端は電力線ＡＣＬ１に接続され、リアクトルＬ４１の他方端はダイオードＤ４１およびダイオードＤ４２の接続ノードに接続される。また、リアクトルＬ４２の一方端は電力線ＡＣＬ２に接続され、リアクトルＬ４２の他方端はダイオードＤ４３およびダイオードＤ４４の接続ノードに接続される。
【００５７】
そして、スイッチング素子Ｑ４１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＨによって駆動され、外部電源５００から伝達される交流電力が直流電力に変換される。
【００５８】
図４に示すＰＦＣ２２０Ｂは、リアクトルＬ５１，Ｌ５２と、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４と、ダイオードＤ５１〜Ｄ５４と、コンデンサＣ５０とを含み、いわゆるフルブリッジ型のコンバータを形成する。
【００５９】
直列接続されたスイッチング素子Ｑ５１，Ｑ５２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ５３，Ｑ５４は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４には、ダイオードＤ５１〜Ｄ５４がそれぞれ逆並列に接続される。コンデンサＣ５０は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に接続される。
【００６０】
リアクトルＬ５１の一方端は電力線ＡＣＬ１に接続され、リアクトルＬ５１の他方端はスイッチング素子Ｑ５１およびスイッチング素子Ｑ５２の接続ノードに接続される。また、リアクトルＬ５２の一方端は電力線ＡＣＬ２に接続され、リアクトルＬ５２の他方端はスイッチング素子Ｑ５３およびスイッチング素子Ｑ５４の接続ノードに接続される。
【００６１】
そして、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＨによって駆動され、外部電源５００から伝達される交流電力が直流電力に変換される。
【００６２】
なお、ＰＦＣ２２０の構成は、図３および図４の構成には限らない。
再び図１を参照して、インバータ２１０は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４およびダイオードＤ１１〜Ｄ１４を含む。
【００６３】
直列接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４には、ダイオードＤ１１〜Ｄ１４がそれぞれ逆並列に接続される。
【００６４】
スイッチング素子Ｑ１１およびスイッチング素子Ｑ１２の接続ノードには、入力巻線Ｎ１の一方端が接続され、スイッチング素子Ｑ１３およびスイッチング素子Ｑ１４の接続ノードには、入力巻線Ｎ１の他方端が接続される。
【００６５】
そして、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＦによって駆動され、ＰＦＣ２２０からの直流電力を高周波の交流電力に変換してトランス２００の入力巻線Ｎ１に供給する。
【００６６】
また、インバータ２１０と入力巻線Ｎ１とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御されるスイッチＳＷ１が設けられる。このスイッチＳＷ１によって、入力回路２０１を入力巻線Ｎ１から電気的に切り離すことができる。
【００６７】
出力回路２０２は、出力巻線Ｎ２から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換するための回路である。
【００６８】
出力回路２０２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４を含むＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と、コンデンサＣ３とを含む。
【００６９】
直列接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４には、ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続される。
【００７０】
スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の接続ノードには、出力巻線Ｎ２の一方端が接続され、スイッチング素子Ｑ３およびスイッチング素子Ｑ４の接続ノードには、出力巻線Ｎ２の他方端が接続される。
【００７１】
そして、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって駆動され、出力巻線Ｎ２から供給される交流電力を直流電力に変換して電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に出力する。
【００７２】
また、出力回路２０２は、蓄電装置１０１からの直流電力を交流電力に変換して、出力巻線Ｎ２を介してトランス２００に供給することも可能である。
【００７３】
コンデンサＣ３は電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に接続され、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧変動を低減する。
【００７４】
ＣＨＲ２５０に含まれるリレーの一方端は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ接続される。また、ＣＨＲ２５０に含まれるリレーの他方端は、蓄電装置１１０の正極端および負極端にそれぞれ接続される。
【００７５】
ＣＨＲ２５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置１１０と出力回路２０２との間での電力の供給と遮断とを切替える。ＣＨＲ２５０は、出力回路２０２からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電する場合に閉成される。
【００７６】
また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と出力巻線Ｎ２とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ４によって制御されるスイッチＳＷ２が設けられる。このスイッチＳＷ２によって、出力回路２０２を出力巻線Ｎ２から電気的に切り離すことができる。
【００７７】
出力回路２０３は、外部充電時に、出力巻線Ｎ３から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を補機系の電力線ＰＬ５に供給するための回路である。
【００７８】
出力回路２０３は、ダイオードＤ２１〜Ｄ２４を含むダイオードブリッジ２６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０とを含む。
【００７９】
直列接続されたダイオードＤ２１，Ｄ２２は、直列接続されたダイオードＤ２３，Ｄ２４と並列に接続される。ダイオードＤ２１およびＤ２３のカソード、ならびに、ダイオードＤ２２およびＤ２４のアノードは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０へ接続される。
【００８０】
ダイオードＤ２１およびダイオードＤ２２の接続ノードには、出力巻線Ｎ３の一方端が接続され、ダイオードＤ２３およびダイオードＤ２４の接続ノードには、出力巻線Ｎ３の他方端が接続される。
【００８１】
そして、ダイオードブリッジ２６０は、出力巻線Ｎ３から供給される交流電力を整流してＤＣ／ＤＣコンバータ２７０へ供給する。
【００８２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０は、たとえばチョッパ回路を含んで構成され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＧによって制御されることによって、ダイオードブリッジ２６０で整流された直流電圧を所定の電圧に昇圧または降圧して電力線ＰＬ４に出力する。電力線ＰＬ４は、補機系の電力線ＰＬ５に接続される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０を昇圧回路とするか降圧回路とするかは、入力巻線Ｎ１と出力巻線Ｎ３との巻線比に依存する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と比較して小容量のものが採用される。また、出力回路２０３は、出力回路２０２のような、フルブリッジ型のＡＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。
【００８３】
ダイオードブリッジ２６０と出力巻線Ｎ３とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ５によって制御されるスイッチＳＷ３が設けられる。このスイッチＳＷ３によって、出力回路２０３を出力巻線Ｎ３から電気的に切り離すことができる。
【００８４】
電圧センサ２３０は、電力線ＡＣＬ１とＡＣＬ２との間に接続される。電圧センサ２３０は、外部電源５００から伝達された交流電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。
【００８５】
車両１００において、通常の車両走行時には、上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ１７０によって、補機系に電力が供給される。このＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、車両走行時に補機負荷１９０を駆動する必要があるので、比較的大容量のものが備えられる場合が多い。ところが、外部充電中には補機負荷１９０による消費電力は車両走行時に比べて非常に少ないため、このように必要電力が少ないときに大容量のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を使用すると、運転効率が悪くなるおそれがある。
【００８６】
そのため、図１のように、多出力が可能なトランス２００の出力巻線Ｎ３に接続された、小容量のＤＣ／ＤＣコンバータ２７０を含む出力回路２０３からの電力を用いて補機系に電力を供給する構成とすることで、外部充電時に、大容量のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を駆動することなく、ＥＣＵ３００の駆動および補機バッテリ１８０の充電を行なうことができる。
【００８７】
このような、多出力の電力変換装置を用いて、外部充電時に蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の充電が可能な構成とすることで、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０にそれぞれ対応する充電装置を有する構成の場合と比較して、部品の共有化によるコスト低減や、機器の小型化による省スペース化が期待できる。
【００８８】
しかしながら、トランス２００において各巻線が磁気的に結合されているため、使用されていない回路においても巻線を通して励磁電流が流れてしまう。その結果、この励磁電流によって回路内で損失が生じてしまい、外部充電時における充電効率が低下する要因になるおそれがある。
【００８９】
そこで本実施の形態においては、上述のように入力回路および出力回路と、それに対応する巻線との間にスイッチを設け、外部充電時に使用されていない回路については、このスイッチを開放するような制御を行なう。このようにすることによって、不要な励磁電流を低減することが期待できる。
【００９０】
図５は、本実施の形態における、外部充電制御の概要を説明するための図である。図５においては、横軸に時間が示され、縦軸には、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ１、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２、およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の動作状態が示される。なお、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２に代えて、補機バッテリ１８０の電圧ＶＢ２としてもよい。
【００９１】
図５を参照して、外部充電が行なわれる前の蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の各充電状態が、それぞれ図５中のＳ１０（β１＜Ｓ１０＜β２）およびＳ２０（α２＜Ｓ２０＜α３）であったとする。ここで、β１およびβ２は、蓄電装置１１０のＳＯＣ１の上下限値を示すしきい値である。また、α１およびα３は、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２の上下限値を示すしきい値であり、α２は補機バッテリ１８０の充電が必要か否かを判定するためのしきい値である。
【００９２】
時刻ｔ１において外部充電が開始されるが、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２は、上述のようにしきい値α２よりも大きいのでこの時点では充電が開始されず、蓄電装置１１０のみの充電が開始される。そのため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉成（オン）され、スイッチＳＷ３は開放されたままとされる。以下、このような状態を「メインバッテリ充電モード」と称する（図５中の状態（１））。
【００９３】
これによって、蓄電装置１１０の充電が開始される。その一方で、ＥＣＵ３００の駆動およびその他の補機負荷１９０による電力消費によって、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２は低下する。
【００９４】
そして、時刻ｔ２において、ＳＯＣ２がしきい値α２まで低下すると、スイッチＳＷ３がさらに閉成されて、外部電源５００からの電力によって、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の両方が充電される。以下、このような状態を「同時充電モード」と称する（図５中の状態（２））。なお、このときは、蓄電装置１１０が優先的に充電されるように、出力回路２０２，２０３への電力分配が行なわれる。
【００９５】
時刻ｔ３において、ＳＯＣ２が満充電を示す上限のしきい値α３に到達すると、スイッチＳＷ３が開放されて、再び蓄電装置１１０のみを充電する「メインバッテリ充電モード」となる。
【００９６】
時刻ｔ３から時刻ｔ４の間においては、補機バッテリ１８０に蓄えられた電力が消費されるが、たとえば、ユーザがオーディオなどを使用することによって補機負荷１９０の消費電力が増加したような場合は、ＳＯＣ２の時間当たりの低下率が増加する。そのため、時刻ｔ４でＳＯＣ２がしきい値α２まで低下して再び「同時充電モード」となっても、出力回路２０３から供給される電力が補機負荷１９０によって消費され、補機バッテリ１８０が充電されない場合が発生し得る。
【００９７】
そして、ＳＯＣ２がさらに低下して、時刻ｔ５にて下限を示すしきい値α１まで低下すると、補機バッテリ１８０を優先的に充電するために、スイッチＳＷ２を開放して蓄電装置１１０の充電を中断する。以下、このような状態を「補機バッテリ充電モード」と称する（図５中の状態（３））。これによって、補機バッテリ１８０に対して、出力回路２０３から定格出力に近い電力を供給することが可能となるので、補機バッテリ１８０を短時間で充電することができる。
【００９８】
時刻ｔ６において、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２がしきい値α３に到達すると、再び「メインバッテリ充電モード」が再開される。そして、時刻ｔ７において蓄電装置１１０が満充電となったところで充電が終了し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のすべてが開放される。
【００９９】
図６は、本実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される外部充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示されるフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部または全部のステップを、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。
【０１００】
図１および図６を参照して、充電ケーブル４００が接続部２８０へ接続されて外部電源５００からの電力を用いて外部充電の準備が完了すると、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の少なくともいずれか一方からの充電要求があるか否かを判定する。
【０１０１】
蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０のいずれからも充電要求がない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理がＳ２１０に進められ、ＥＣＵ３００は、充電動作が必要ないと判断してスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のすべてをオフ（すなわち、開放）とする。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【０１０２】
蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の少なくともいずれか一方からの充電要求がある場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、まずスイッチＳＷ１を閉成し、入力回路２０１と入力巻線Ｎ１とを電気的に接続する。
【０１０３】
次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２が、満充電を示すしきい値α３より大きいか否かを判定する。
【０１０４】
ＳＯＣ２がしきい値α３より大きい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４０に進められる。ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０の充電は不要であり、メインバッテリである蓄電装置１１０のみを充電するためにスイッチＳＷ２を閉成する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、メインバッテリ充電モードを選択して、入力回路２０１および出力回路２０２を制御することによって、蓄電装置１１０の充電を実行する。
【０１０５】
一方、ＳＯＣ２がしきい値α３以下の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、ＳＯＣ２がしきい値α２より大きいか否かを判定する。
【０１０６】
ＳＯＣ２がしきい値α２より大きい場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４０に進められ、上述のように蓄電装置１１０のみの充電が実行される。
【０１０７】
ＳＯＣ２がしきい値α２以下の場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１６０に進められる。ＥＣＵ３００は、この場合、補機バッテリ１８０の充電が必要であると判断するが、Ｓ１６０にて、さらにＳＯＣ２が下限を示すしきい値α１（α２＞α１）より大きいか否かを判定する。
【０１０８】
ＳＯＣ２がしきい値α１より大きい場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、Ｓ１７０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３の両方を閉成する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０にて、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の同時充電モードを選択する。そして、ＥＣＵ３００は、入力回路２０１および出力回路２０２，２０３を制御することによって、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の充電を実行する。なお、この同時充電モードにおいては、蓄電装置１１０の充電が補機バッテリ１８０よりも優先され、入力回路２０１から供給される電力のうち、できるだけ多くの電力が出力回路２０２から取出されるように、出力回路２０２，２０３のデューティが制御される。
【０１０９】
一方、ＳＯＣ２がしきい値α１以下の場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１９０に進められる。ＥＣＵ３００は、この場合、補機バッテリ１８０の充電が急務であると判断する。ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０の充電を優先的に実行するために、Ｓ１９０にてスイッチＳＷ２を開放するとともに、スイッチＳＷ３を閉成するように制御する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、補機バッテリ充電モードを選択して、入力回路２０１および出力回路２０３を制御することによって、補機バッテリ１８０を充電する。このとき、ＥＣＵ３００は、できるだけ短時間で補機バッテリ１８０を充電するために、出力回路２０３がその定格出力に近い電力を出力するように出力回路２０３を制御する。
【０１１０】
なお、図６では、ＳＯＣ２がしきい値α１以下の場合（Ｓ１６０にてＮＯ）に、スイッチＳＷ２を開放して蓄電装置１１０の充電を停止するようにしたが、入力回路２０１から供給される電力が出力回路２０３の定格出力電力よりも大きいときには、これに代えて、Ｓ１７０のようにスイッチＳＷ２，ＳＷ３の両方を閉成して蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の同時充電を実行しつつ、補機バッテリ１８０へ供給される電力の割合を増加させるようにしてもよい。このようにすることによって、補機バッテリ１８０の充電中も蓄電装置１１０の充電ができるので、蓄電装置１１０の充電時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１１１】
また、充電ケーブル４００が車両１００に接続されていないときに、補機バッテリ１８０の充電が必要となった場合には、出力回路２０２を用いてトランス２００へ蓄電装置１１０の電力を供給し、出力回路２０３によって補機バッテリ１８０を充電することも可能である。この場合は、スイッチＳＷ１が開放され、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が閉成される。
【０１１２】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、多出力の電力変換装置を用いた外部充電時において、補機バッテリの充電状態に応じて、蓄電装置１１０および補機バッテリの充電を切替えることができる。そして、この切替えの際に、入力回路および出力回路のうち使用されない回路のスイッチを開放することによって、対応する巻線に生じる励磁電流を削減することが可能となる。その結果、外部充電時に、蓄電装置および補機バッテリの充電状態を適切に管理しつつ、外部充電の充電効率を改善することが可能となる。
【０１１３】
なお、入力巻線および出力巻線に対応するスイッチが少なくとも１つ設けられる構成であれば、トランスの励磁電流を低減する効果は得ることができる。しかしながら、図１に示すように、入力巻線および出力巻線にそれぞれ対応するスイッチを設けることがより好ましい。
【０１１４】
［実施の形態１の変形例］
上述の図１においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、入力回路２０１および出力回路２０２，２０３と、トランス２００のそれぞれに対応する巻線との間に設けられる構成について説明した。
【０１１５】
実施の形態１の変形例においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が他の位置に設けられる構成について説明する。
【０１１６】
図７は、本実施の形態１の変形例に従う電力変換装置を備えた車両１００Ａの全体ブロック図である。図７では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が、入力回路２０１Ａ、出力回路２０２Ａ，２０３Ａにそれぞれ含まれる構成となっている。図７において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。
【０１１７】
スイッチＳＷ１は、入力回路２０１ＡにおけるＰＦＣ２２０とインバータ２１０とを結ぶ電力線ＰＬ３に介挿される。また、スイッチＳＷ２は、出力回路２０２Ａにおける、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と電力線ＰＬ２のコンデンサＣ３の接続ノードとの間に設けられる。さらに、スイッチＳＷ３は、出力回路２０３Ａにおける、ダイオードブリッジ２６０とＤＣ／ＤＣコンバータ２７０との間に設けられる。
【０１１８】
このような構成とすると、インバータ２１０、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０およびダイオードブリッジ２６０が対応する巻線と電気的に接続された状態となるので、実施の形態１に比べると各巻線の励磁電流が多少増加する可能性もある。しかし、一方で、たとえばスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を入力回路の基板などに予め組み込んだ設計とすることができる。これによって、機器全体の小型化、結線部分の削減による製造過程における作業の簡略化、および／または故障発生の抑制などの効果を得ることができる。
【０１１９】
［実施の形態２］
実施の形態１およびその変形例においては、トランスの２つの出力を有する場合について説明したが、トランスの出力数は２つに限らず、より多くの出力を有するようにしてもよい。
【０１２０】
図８は、本実施の形態２に従う電力変換装置を備えた車両１００Ｂの全体ブロック図である。図８では、図１のトランス２００が、出力巻線Ｎ２〜Ｎ４を有する３出力のトランス２００Ａに置き換わるとともに、出力巻線Ｎ４からの交流電力を直流電力に変換するための出力回路２０４が追加されたものとなっている。また、出力巻線Ｎ４と出力回路２０４との間には、スイッチＳＷ４が設けられる。図８において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。
【０１２１】
トランス２００Ａの入力巻線Ｎ１には、スイッチＳＷ１を介して入力回路２０１が接続される。トランス２００Ａの出力巻線Ｎ２には、スイッチＳＷ２を介して出力回路２０２が接続される。トランス２００Ａの出力巻線Ｎ３には、スイッチＳＷ３を介して出力回路２０３が接続される。そして、トランス２００Ａの出力巻線Ｎ４には、スイッチＳＷ４を介して出力回路２０４が接続される。
【０１２２】
出力回路２０４は、ダイオードＤ３１〜Ｄ３４を含むダイオードブリッジ２６０Ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０Ａとを含む。ダイオードブリッジ２６０ＡおよびＤＣ／ＤＣコンバータ２７０Ａは、出力回路２０３のダイオードブリッジ２６０およびＤＣ／ＤＣコンバータ２７０と基本的な構成は同じであり、詳細な説明は繰り返さない。
【０１２３】
出力回路２０４の出力は、外部充電時に使用される他の電気機器、たとえば空調機１６０などに接続される。このようにすることによって、外部充電中に空調を行なういわゆるプレ空調の場合に、ＳＭＲ１１５を閉成する必要がなくなる。これによって、ＰＣＵ１２０などの寄生容量による漏れ電流を抑制することができるので、プレ空調を行なう場合でも、充電効率の低下を防止することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態における「出力巻線Ｎ２」および「出力巻線Ｎ３」は、それぞれ本発明における「第１の出力巻線」および「第２の出力巻線」の一例である。本実施の形態における「蓄電装置１１０」および「補機バッテリ１８０」は、それぞれ本発明における「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」の一例である。
【０１２５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１１０  蓄電装置、１１５  ＳＭＲ、１２１  コンバータ、１２２，２１０  インバータ、１３０  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギア、１５０  駆動輪、１６０  空調機、１７０，２７０，２７０Ａ  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８０  補機バッテリ、１９０  補機負荷、２００，２００Ａ  トランス、２０１，２０１Ａ  入力回路、２０２，２０３，２０２Ａ，２０３Ａ，２０４  出力回路、２２０  ＰＦＣ、２３０  電圧センサ、２４０  ＡＣ／ＤＣコンバータ、２５０  ＣＨＲ、２６０，２６０Ａ  ダイオードブリッジ、２８０  接続部、３００  ＥＣＵ、４００  充電ケーブル、４１０  プラグ、４２０  電線部、４３０  充電コネクタ、４４０  ＣＣＩＤ、５００  外部電源、５１０  コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ  電力線、Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ５０  コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４，Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４５，Ｄ５１〜Ｄ５４  ダイオード、Ｌ４１〜Ｌ４３，Ｌ５１，Ｌ５２  リアクトル、Ｎ１  入力巻線、Ｎ２〜Ｎ４  出力巻線、ＮＬ１〜ＮＬ３  接地線、ＰＬ１〜ＰＬ５  電力線、Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ４１，Ｑ５１〜Ｑ５４  スイッチング素子、ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ。
【図１】
2011244523.tif 000003
【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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