(57)【要約】【課題】蓄電デバイスにキャパシタを用いた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して充電電圧を出力するため、ＤＣ／ＤＣコンバータで損失が生じるという問題があった。【解決手段】蓄電部２０の出力電圧が主回路の入力に要求される駆動電圧の最小値以上のときに、バイパス制御部３２はバイパススイッチ５０を出力線６０側と接続させ、蓄電部２０の出力電圧を直接出力線６０側から負荷に供給する。蓄電部２０の出力電圧が、負荷の入力に要求される駆動電圧の最小値を下回ったときに、バイパス制御部３２は、バイパススイッチ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０側と接続させ、蓄電部２０の出力電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０によって、負荷の入力に要求される駆動電圧内の適切な電圧値に変換して負荷に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さない期間では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での損失が生じないため、蓄電装置全体として損失を低減することができる。【選択図】図１
2007236064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力線（６０）と、
蓄電部（２０）と、
入力された電圧を電圧変換して前記出力線に与えるコンバータ（４０）と、
前記蓄電部の出力電圧を、選択的に、前記コンバータまたは前記出力線に与える第１スイッチ（５０）と、
前記蓄電部の前記出力電圧の電圧値に基づいて、前記第１スイッチの切り替え制御を行う制御部（３０）と
を備える、蓄電装置。
【請求項２】
前記蓄電部の前記電圧値が第１の値を下回るときに、前記制御部は前記第１スイッチを切り替えて、前記蓄電部の前記出力電圧を前記コンバータに与える、請求項１記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１の値は、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最小電圧に基づいて選定される、請求項２記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記出力線の電圧に基づいて駆動される負荷（１０，７０）の必要負荷電力を検出できる必要負荷電力検出部（３６）
をさらに備え、
前記第１の値は、前記必要負荷電力に基づいて選定される、請求項２記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記蓄電部（２０）は、
前記電圧を出力する第１端（２０ａ）および第２端（２０ｂ）と、
第１蓄電用キャパシタ（２１）と、
第２蓄電用キャパシタ（２２）と、
前記第１蓄電用キャパシタおよび前記第２蓄電用キャパシタを、前記第１端および第２端の間で、選択的に直列接続または並列接続する第２スイッチ（２３，２４）と
を備える、請求項１ないし４のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記第１蓄電用キャパシタおよび前記第２蓄電用キャパシタが並列接続されている状態での前記蓄電部の前記電圧値が、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最大電圧の半値を下回ったときに、前記制御部は前記第２スイッチを切り替えて、前記第１および第２の蓄電用キャパシタを直列接続させる、請求項５記載の蓄電装置。
【請求項７】
請求項１記載の蓄電装置であって、
前記出力線（６０）の電圧値に基づいて駆動される負荷（１０，７０）の必要負荷電力を検出できる必要負荷電力検出部（３６）をさらに備え、
前記蓄電部（２０）は、
前記電圧を出力する第１端（２０ａ）および第２端（２０ｂ）と、
第１の蓄電用キャパシタ（２１）と、
第２の蓄電用キャパシタ（２２）と、
前記第１の蓄電用キャパシタおよび前記第２の蓄電用キャパシタを、前記第１端および第２端の間で、選択的に直列接続または並列接続する第２スイッチ（２３，２４）と
を備え、
前記第１の蓄電用キャパシタの両端電圧と前記第２の蓄電用キャパシタの両端電圧との和が、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最大電圧以上あり、かつ前記必要負荷電力が予め定められた第２の値を越えたときに、前記制御部（３０）は前記第２スイッチを切り替えて前記第１の蓄電用キャパシタと前記第２の蓄電用キャパシタを直列に接続し、かつ前記第１スイッチを切り替えて前記蓄電部の出力電圧を前記出力線に与える、蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関し、特に、損失を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと蓄電デバイスを動力源とするハイブリッド車両において、蓄電デバイスにキャパシタを用いる場合、キャパシタの容量変化による出力電圧変動を抑えるためにＤＣ／ＤＣコンバータをキャパシタと出力線の間に挿入するが、ＤＣ／ＤＣコンバータでの回路損失により充放電効率が低下する。また、キャパシタの蓄電エネルギーを有効利用するためには、高昇圧比・大電流対応のＤＣ／ＤＣコンバータが必要である。
【０００３】
一方、蓄電デバイスとしてキャパシタと蓄電池を用い、さらにＤＣ／ＤＣコンバータを用いた電源システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの替わりに、選択的に直並列接続できる２つ以上の蓄電池を設けることで、キャパシタの使用効率を向上する技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４３７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高昇圧比・大電流対応のＤＣ／ＤＣコンバータはコストアップの要因となる上、回路損失が大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１記載の技術では、ＤＣ／ＤＣコンバータでの損失は生じないが、きめ細かい電圧変換を実現するには、蓄電池を複数個設ける必要があり、コストアップの要因となるという問題があった。また、蓄電池は化学反応を伴うため、寿命が短いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、蓄電デバイスとしてキャパシタのみを用い、高昇圧比・大電流対応のＤＣ／ＤＣコンバータを必要とせず、さらにＤＣ／ＤＣコンバータで生じる回路損失を低減できる蓄電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】
【０００８】
この発明にかかる蓄電装置の第１の態様は、出力線（６０）と、蓄電部（２０）と、入力された電圧を電圧変換して前記出力線に与えるコンバータ（４０）と、前記蓄電部の出力電圧を、選択的に、前記コンバータまたは前記出力線に与える第１スイッチ（５０）と、前記蓄電部の前記出力電圧の電圧値に基づいて、前記第１スイッチの切り替え制御を行う制御部（３０）とを備える。
【０００９】
この発明にかかる蓄電装置の第２の態様は、第１の態様にかかる蓄電装置であって、前記蓄電部の前記電圧値が第１の値を下回るときに、前記制御部は前記第１スイッチを切り替えて、前記蓄電部の前記出力電圧を前記コンバータに与える。
【００１０】
この発明にかかる蓄電装置の第３の態様は、第２の態様にかかる蓄電装置であって、前記第１の値は、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最小電圧に基づいて選定される。
【００１１】
この発明にかかる蓄電装置の第４の態様は、第２の態様にかかる蓄電装置であって、前記出力線の電圧に基づいて駆動される負荷（１０，７０）の必要負荷電力を検出できる必要負荷電力検出部（３６）をさらに備え、前記第１の値は、前記必要負荷電力に基づいて選定される。
【００１２】
この発明にかかる蓄電装置の第５の態様は、第１ないし第４のいずれかの態様にかかる蓄電装置であって、前記蓄電部（２０）は、前記電圧を出力する第１端（２０ａ）および第２端（２０ｂ）と、第１蓄電用キャパシタ（２１）と、第２蓄電用キャパシタ（２２）と、前記第１蓄電用キャパシタおよび前記第２蓄電用キャパシタを、前記第１端および第２端の間で、選択的に直列接続または並列接続する第２スイッチ（２３，２４）とを備える。
【００１３】
この発明にかかる蓄電装置の第６の態様は、第５の態様にかかる蓄電装置であって、前記第１蓄電用キャパシタおよび前記第２蓄電用キャパシタが並列接続されている状態での前記蓄電部の前記電圧値が、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最大電圧の半値を下回ったときに、前記制御部は前記第２スイッチを切り替えて、前記第１および第２の蓄電用キャパシタを直列接続させる。
【００１４】
この発明にかかる蓄電装置の第７の態様は、第１の態様にかかる蓄電装置であって、前記出力線（６０）の電圧値に基づいて駆動される負荷（１０，７０）の必要負荷電力を検出できる必要負荷電力検出部（３６）をさらに備え、前記蓄電部（２０）は、前記電圧を出力する第１端（２０ａ）および第２端（２０ｂ）と、第１の蓄電用キャパシタ（２１）と、第２の蓄電用キャパシタ（２２）と、前記第１の蓄電用キャパシタおよび前記第２の蓄電用キャパシタを、前記第１端および第２端の間で、選択的に直列接続または並列接続する第２スイッチ（２３，２４）とを備え、前記第１の蓄電用キャパシタの両端電圧と前記第２の蓄電用キャパシタの両端電圧との和が、前記出力線に接続された負荷（１０，７０）の入力に要求される最小電圧以上あり、かつ前記必要負荷電力が予め定められた第２の値を越えたときに、前記制御部（３０）は前記第２スイッチを切り替えて前記第１の蓄電用キャパシタと前記第２の蓄電用キャパシタを直列に接続し、かつ前記第１スイッチを切り替えて前記蓄電部の出力電圧を前記出力線に与える。
【発明の効果】
【００１５】
この発明にかかる蓄電装置の第１の態様によれば、蓄電部の出力電圧がコンバータを介さず出力されるときは、コンバータでの損失がなくなるため、蓄電装置全体としてコンバータで生じる損失を低減することができる。
【００１６】
この発明にかかる蓄電装置の第２の態様によれば、蓄電部の出力電圧が高い場合にはコンバータを介さずに出力電圧を出力線に与えるので、コンバータで生じる損失を低減することができる。
【００１７】
この発明にかかる蓄電装置の第３の態様によれば、負荷からの電圧についての要求を損なわずにコンバータで生じる損失を低減することができる。
【００１８】
この発明にかかる蓄電装置の第４の態様によれば、負荷からの電力についての要求を損なわずにコンバータで生じる損失を低減することができる。
【００１９】
この発明にかかる蓄電装置の第５の態様によれば、第１および第２の蓄電用キャパシタが並列接続から直列接続に切り替わると、蓄電部の出力電圧が上昇する。コンバータを介さずに蓄電部の出力電圧が出力線に与えられるべき当該出力電圧の範囲が広がるため、蓄電装置全体として、コンバータで生じる損失をさらに低減することができる。
【００２０】
この発明にかかる蓄電装置の第６の態様によれば、第１および第２の蓄電用キャパシタが直列接続された場合であっても、蓄電部の電圧値は負荷の入力に要求される最大電圧を上回らないので、負荷にダメージを与えることなくコンバータで生じる損失を低減することができる。
【００２１】
この発明にかかる蓄電装置の第７の態様によれば、第１および第２の蓄電用キャパシタの両端電圧の和が、負荷の入力に要求される最小電圧以上あり、負荷の必要負荷電力が所定の値以上のときに、第１および第２の蓄電用キャパシタを直列接続して蓄電部の出力電圧を上昇させ、コンバータを介さずに出力できるので、コンバータで生じる損失を伴わずに負荷のパワーアップ駆動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
第１の実施の形態．
本発明にかかる第１の実施の形態の蓄電装置の概略構成図を図１に示す。本第１の実施の形態にかかる蓄電装置は、出力線６０と、蓄電部２０と、入力された電圧を電圧変換して出力線６０に与えるＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、蓄電部２０の出力電圧を、選択的に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０または出力線６０に与えるバイパススイッチ５０と、蓄電装置の挙動を制御するシステム制御部３０とで構成されている。なお、本蓄電装置は、図示しないインバータの主回路が接続され、ハイブリッド車両用の動力源として機能している。
【００２３】
蓄電部２０は、２つの蓄電用キャパシタ２１および２２と、蓄電用キャパシタ２１および２２を、ノード２０ａおよび２０ｂの間で、選択的に直列接続または並列接続するスイッチ２３、２４とで構成されている。蓄電部２０は、ノード２０ａおよび２０ｂの間の電圧を出力する。
【００２４】
システム制御部３０は、本蓄電装置に接続される主回路の電圧を検出できる主回路電圧検出部３１と、蓄電部２０の電圧値を検出する蓄電部電圧検出部３３と、蓄電部電圧検出部３３で検出した電圧値に基づいて、バイパススイッチ５０を制御するバイパス制御部３２と、スイッチ２３、２４を制御するキャパシタ直並列切替制御部３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５とで構成されている。なお、システム制御部３０は、例えば、ワンチップマイコンで構成されており、各機能部は、ソフトウェアで実現することができる。
【００２５】
バイパス制御部３２は、蓄電部電圧検出部３３で検出した蓄電部２０の出力電圧が第１の所定値以上のときに、バイパススイッチ５０を出力線６０側に接続させ、第１の所定値を下回っているときに、バイパススイッチ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に接続させる。なお、本第１の実施の形態では、第１の所定値は、本蓄電装置に接続される主回路の入力に要求される最小電圧が選定される。
【００２６】
キャパシタ直並列切替接続制御部３４は、蓄電用キャパシタ２１および２２が並列接続された状態での蓄電部２０の出力電圧が、本蓄電装置に接続される主回路の入力に要求される最大電圧の半値を下回っているときに、スイッチ２３、２４を切り替えて、蓄電用キャパシタ２１および２２を直列接続する。
【００２７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５は、蓄電部２０の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４０に入力されたときに、その出力電圧を、主回路の入力に要求される電圧範囲内の適切な電圧値に変換するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。
【００２８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３５は、主回路電圧検出部３１で検出された主回路の電圧値に応じて、蓄電部２０の放電電流を制御する。具体的には、主回路に接続されているモータ（図示せず）で消費される電力が蓄電部２０の最大放電電力よりも大きければ、蓄電部２０の放電電流を、要求される負荷電力に対して最大の電流値で駆動し、モータで消費される電力が軽いときは、主回路電圧検出部３１で検出した電圧が主回路の入力に要求される電圧範囲内となるように蓄電部２０の放電電流を制御する。なお、主回路およびモータが出力線６０に接続された負荷と見なすことができる。
【００２９】
続いて、本第1の実施の形態にかかる蓄電装置の具体的な動作について説明する。主回路の入力に要求される電圧範囲を、例えば、電圧２８０Ｖ±１０％とする。なお、この値は一般的な商用交流電源が２００Ｖの場合に使用される値の一例であって、これ以外でも構わない。また、この電圧範囲は主回路が定格出力を必ず出力できるという範囲を意味する。
【００３０】
２つの蓄電用キャパシタ２１および２２には、それぞれ２８０Ｖの電圧が充電されており、お互い並列接続で接続されている。すなわち、このとき蓄電部２０が出力する電圧は、２８０Ｖである。
【００３１】
図２は、蓄電用キャパシタ２１の両端電圧と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失の関係を示す図である。図２において、実線が本蓄電装置における当該関係を示し、比較のために、バイパススイッチ５０を備えずに常時ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を用いて出力線６０に電圧を供給する蓄電装置（以下、第１蓄電装置と呼ぶ）における当該関係を破線で示す。
【００３２】
まず、第１蓄電装置の動作について述べる。蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧が２８０Ｖの時、蓄電部２０の出力電圧は２８０Ｖであり、この出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して、主回路に供給される。蓄電部２０の出力電圧が２８０Ｖの時にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を流れる電流をＩとすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失はＩ２Ｒ（Ｒは定数）と表される。
【００３３】
その後、蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧は下降する。すなわち、蓄電部２０の出力電圧も下降し、その電圧下降に伴ってＤＣ／ＤＣコンバータ４０を流れる電流が増大するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失は上昇する。
【００３４】
蓄電用キャパシタ２１の両端電圧が１４０Ｖの時、蓄電装置２０の出力電圧は当初の電圧の半分（１４０Ｖ）である。そうすると、蓄電部２０からは２Ｉの電流が流れるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失は４Ｉ２Ｒとなる。なお、このような回路損失上昇を考慮に入れると、実質的に、蓄電部２０の出力電圧は、１４０Ｖ以上で使用するのが望ましい。
【００３５】
蓄電用キャパシタ２１の両端電圧が１４０Ｖを下回ると、キャパシタ直並列切替制御部３４は、スイッチ２３、２４を切り替えて、蓄電用キャパシタ２１および２２を直列接続する。すると、蓄電部２０の出力電圧は、再び２８０Ｖとなる。蓄電部２０の出力電圧上昇に伴い、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を流れる電流値が再びＩとなるため、回路損失はＩ２Ｒまで低下する。その後、蓄電キャパシタ２１および２２の両端電圧の下降に伴って、蓄電部２０の出力電圧が下降し、再び回路損失が上昇する。
【００３６】
続いて、本蓄電装置の動作について述べる。蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧が２８０Ｖの時、蓄電部２０の出力電圧は２８０Ｖである。これは主回路の入力に要求される電圧範囲内（２８０Ｖ±１０％）であるため、バイパス制御部３２は、バイパススイッチ５０を出力線６０側に接続する。当該出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さず、直接出力線６０から主回路に供給される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失は生じない。
【００３７】
そして、蓄電キャパシタ２１の両端電圧が２５２Ｖ（２８０Ｖ−１０％）を下回ると、つまり蓄電部２０の出力電圧が第１の所定値（主回路の入力に要求される電圧の最小値２５２Ｖ）を下回ると、バイパス制御部３２は、バイパススイッチ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に接続する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電部２０の出力電圧を、主回路の入力に要求される電圧範囲内（２８０Ｖ±１０％）の適切な電圧値に変換して、主回路に供給する。そのため、第１蓄電装置と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失が生じ、蓄電キャパシタ２１および２２の両端電圧下降に伴う電流の増加により、回路損失が上昇する。
【００３８】
そして、蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧はさらに下降し、両端電圧が１５４Ｖを下回ると、つまり、蓄電部２０の出力電圧が、主回路の入力に要求される電圧の最大値３０８Ｖ（２８０Ｖ＋１０％）の半値を下回ると、キャパシタ直並列切替制御部３４は、スイッチ２３、２４を切り替えて、蓄電用キャパシタ２１および２２を直列接続する。この時、蓄電部２０の出力電圧は、３０８Ｖであり、主回路の入力に要求される電圧の最大値（２８０Ｖ＋１０％）である。
【００３９】
蓄電部２０の出力電圧が再び主回路の入力に要求される電圧範囲内（２８０Ｖ±１０％）となるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介す必要がない。そこで、バイパス制御部３２は、再びバイパススイッチ５０を出力線６０側に接続させ、蓄電部２０の出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さずに、出力線６０から主回路に供給する。このときＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失は生じない。
【００４０】
そして、さらに蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧は下降し、両端電圧が１２６Ｖを下回ると、つまり、蓄電部２０の出力電圧が第１の所定値（主回路の入力に要求される電圧の最小値２５２Ｖ）を下回ると、バイパス制御部３２は、再びバイパススイッチ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に接続させる。蓄電部２０の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して、主回路の入力に要求される電圧範囲内（２８０Ｖ±１０％）の適切な電圧値に変換され、主回路に供給される。そのため、第１蓄電装置と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失が再び生じることになる。
【００４１】
以上のように、蓄電部２０の出力電圧が直接出力線６０に出力される場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失が発生しないため、蓄電装置全体として、損失を低減することができる。なお、図２中、斜線で示す領域が、第１蓄電装置と比較して低減された損失である。
【００４２】
なお、蓄電部２０は、一つの蓄電用キャパシタ２１のみからなる構成でも構わない。この場合も、一つの蓄電用キャパシタ２１のみからなる第１蓄電装置と比較して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失を低減することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失と、蓄電キャパシタの両端電圧の関係は、図２で示す２８０Ｖ〜１５４Ｖの範囲で表され、この場合は２８０Ｖ〜２５２Ｖまでに生じる回路損失を低減することができる。
【００４３】
また、蓄電部２０は、例えば、４つの蓄電用キャパシタから構成されてもよい。この場合、並列接続された４つの蓄電用キャパシタ（図３（ａ）参照）の各々の両端電圧が、当初の半分の電圧付近を下回ると、並列接続された２つの蓄電用キャパシタによる２組みをそれぞれ直列接続し（図３（ｂ）参照）、さらに各蓄電用キャパシタの両端電圧が当初の４分の１の電圧付近を下回ると、４つの蓄電用キャパシタをそれぞれ直列接続する（図３（ｃ）参照）。直列接続時に、蓄電部２０の出力電圧を上昇できるため、その都度ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での回路損失を回避でき、蓄電装置全体として、さらに損失を低減することができる。
【００４４】
なお、本第1の実施の形態にかかる蓄電装置に接続する主回路の入力に要求される電圧は２８０Ｖ±１０％であるとして説明したが、例えば、上限が２８０Ｖ＋１０％、下限が−１５％であってもよい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さない期間を広くすることができ、蓄電装置全体として、さらに損失を低減することができる。
【００４５】
第２の実施の形態．
本発明にかかる第２の実施の形態の蓄電装置の概略構成図を図４に示す。なお、同一符号は同一または相当部分を指し、重畳する説明は省略する。図４は、本第２の実施の形態にかかる蓄電装置をインバータ１０に接続し、インバータ１０がモータ７０を駆動する態様で示している。本第２の実施の形態にかかる蓄電装置は、第１の実施の形態にかかる蓄電装置と比較して、システム制御部３０がモータ７０の必要負荷電力を検出できる必要負荷電力検出部３６をさらに備えている。
【００４６】
第１の実施の形態では、蓄電部２０の出力電圧が、第１の所定値（主回路の入力に要求される最小電圧）を下回ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して出力されているが、本第２の実施の形態では、主回路が必要とする必要負荷電力を考慮することで、蓄電部２０の出力電圧が、主回路の入力に要求される電圧の最小値を下回った範囲でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さずに出力電圧を主回路に供給する。
【００４７】
通常、蓄電装置から供給される電圧が、インバータ１０の入力に要求する電圧の最小値を下回ると、インバータ１０は定格出力が満足されない。しかし、インバータ１０の負荷が小さい（軽負荷）時の運転では、定格出力より小さい出力でモータ７０を駆動できるため、インバータ１０に供給する電圧がインバータ１０の入力に要求される電圧の最小値より小さくとも構わない場合がある。
【００４８】
そこで、必要負荷電力検出部３６は、モータ７０の必要負荷電力を検出し、その必要負荷電力に基づいて、第１の所定値を選定する。蓄電部２０の出力電圧が、第１の所定値を下回ったときに、バイパス制御部３２は、バイパススイッチ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０側に切り替える。
【００４９】
具体的に、インバータ１０は、電圧２８０Ｖ±１０％で駆動されるものとする。例えば、モータ７０の必要負荷電力が１００Ｗを下回っているときに、蓄電装置からインバータ１０に供給される出力電圧が２３０Ｖ以上あれば、問題なくモータ７０を駆動できるとする。すなわち、必要負荷電力が１００Ｗを下回っているとき、第１の所定値は２３０Ｖが選定され、必要負荷電力が１００Ｗ以上のときは、第１の所定値は、当然に第１の実施の形態と同様、インバータ１０の入力に要求される電圧の最小値２５２Ｖが選定される。
【００５０】
図５は、本第２の実施の形態にかかる蓄電装置において、蓄電用キャパシタの両端電圧とＤＣ／ＤＣコンバータ４０で生じる回路損失の関係を示す図である。図５において、実線が本蓄電装置を示し、比較のために、第１の実施の形態にかかる蓄電装置を一点鎖線で、第１の実施の形態で述べた第１蓄電装置を破線で示している。なお、簡単のために、モータ７０の必要負荷電力は常に１００Ｗを下回っているとして図示している。
【００５１】
第１の実施の形態と同様、蓄電用キャパシタ２１および２２が並列接続された状態で、蓄電用キャパシタの両端電圧が下降し、蓄電部２０の出力電圧が２５２Ｖを下回っても、モータ７０の必要負荷電力は１００Ｗを下回っているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さずに、直接インバータ１０に供給され、蓄電装置２０の出力電圧が第１の所定値（２３０Ｖ）を下回ったときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して、インバータ１０に供給される。
【００５２】
従って、蓄電部２０の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さずに出力線６０から出力される範囲がさらに広くなり、蓄電装置全体として、損失をさらに低減することができる。なお、図５中、散点で示す領域が第１の実施の形態にかかる蓄電装置と比較して、さらに低減された損失である。
【００５３】
なお、本第３の実施の形態では、必要負荷電力が１００Ｗを下回っているか否かで第１の所定値を選定しているが、これに限らず、必要負荷電力を段階的に複数の範囲に分け、各々の範囲に応じて、それぞれ第１の所定値を選定する態様でもかまわない。これにより必要負荷電力の要求を損なわずに、蓄電装置全体として、さらに損失を低減することができる。
【００５４】
なお、必要負荷電力検出部３６は、モータ７０の必要負荷電力を検出しているが、これに限らず、インバータ１０の必要負荷電力を検出し、インバータ１０の必要負荷電力に基づいて、第１の所定値を選定してもよい。
【００５５】
第３の実施の形態．
本第３の実施の形態にかかる蓄電装置について説明する。本第３の実施の形態にかかる蓄電装置は、第２の実施の形態と同一構成である。第２の実施の形態では、軽負荷時にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さない期間を広くとることで、さらに蓄電装置全体として損失を低減していたが、本第３の実施の形態は、モータ７０の必要負荷電力が大きくなった場合に、インバータ１０に高い電圧を供給して、インバータ１０の出力を上げてモータ７０を駆動する。
【００５６】
通常、モータ７０の必要負荷電力が大きくなると、インバータ１０は出力を上げてモータ７０を駆動する。インバータ１０の最大出力は、主回路電圧と、最大許容電流の積で決まるが、出力を上げるために最大許容電流を上げることは、インバータ１０を構成するパワーデバイスのコストアップと、損失アップを招く。
【００５７】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の昇圧比をあげて主回路電圧を上昇させる方法は、コストアップは伴わないが、蓄電用キャパシタ２１および２２からの電流を増加させるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での損失アップは避けられない。そこで、本第３の実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介さずに蓄電部２０の出力電圧を上げてインバータ１０に供給することで、インバータ１０の出力を上げる。
【００５８】
具体的には、蓄電用キャパシタ２１および２２が並列接続された状態で、蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧の和が、インバータ１０の入力に要求される最大電圧以上あり、かつ必要負荷電力が第２の所定値を越えたときに、キャパシタ直並列切替制御部３４は、スイッチ２３、２４を切り替えて蓄電用キャパシタ２１および２２を直列接続し、かつバイパス制御部３２は、バイパススイッチ５０を出力線６０側に切り替える。
【００５９】
すると、直列接続によって蓄電装置２０の出力電圧は並列接続時の２倍になり、ＤＣ／ＤＣコンデンサ４０を介さずに、出力線６０からインバータ１０へ供給することができる。従って、モータ７０の必要負荷電力が大きくなった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０での損失を伴わず、インバータ１０に高い電圧を供給して、インバータ１０のパワーアップ駆動を行うことができる。
【００６０】
なお、蓄電用キャパシタ２１および２２の両端電圧の和が、インバータ１０の規格（許容される最大の印加電圧）を越えているときは、インバータ１０の保護のため、上記動作を行わないことは言うまでもない。
【００６１】
なお、必要負荷電力検出部３６は、モータ７０の必要負荷電力を検出しているが、これに限らず、インバータ１０の必要負荷電力を検出し、インバータ１０の必要負荷電力が第２の所定値を越えたときに、上述した方法で蓄電装置の出力電圧を上げてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の実施の形態にかかる蓄電装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態において、蓄電用キャパシタの両端電圧とＤＣ／ＤＣコンバータで生じる回路損失の関係を示す図である。
【図３】４つの蓄電用キャパシタから成る蓄電部２０の構成図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる蓄電装置の概略構成図である。
【図５】第２の実施の形態において、蓄電用キャパシタの両端電圧とＤＣ／ＤＣコンバータで生じる回路損失の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
２０  蓄電部
２０ａ，２０ｂ  ノード
２１，２２  蓄電用キャパシタ
２３，２４  スイッチ
３３  蓄電部電圧検出部
３６  必要負荷電力検出部
４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０  バイパススイッチ
６０  出力線
【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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