(57)【要約】【課題】熱電ユニットにおける電力消費を低減する。【解決手段】電力変換装置は、バッテリ（１０）、補機負荷（２０）、及び内燃機関（５０）の排熱と冷却水との温度差を用いて発電する熱電ユニット（３０）の間で電力を変換する電力変換装置であって、バッテリが接続された第１ポートを有する第１回路（１００ａ）と、第１回路とトランス（Ｔ１）を介して磁気結合されており、補機負荷が接続された第２ポート、及び熱電ユニットが接続された第２ポートよりも印加電圧の高い第３ポートを有する第２回路（１００ｂ）と、熱電ユニットと第３ポートとの接続のオンオフを切替える切換え手段（１８０）とを備える。【選択図】図１
2017127130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ、補機負荷、及び内燃機関の排熱と冷却水との温度差を用いて発電する熱電ユニットの間で電力を変換する電力変換装置であって、
前記バッテリが接続された第１ポートを有する第１回路と、
前記第１回路とトランスを介して磁気結合されており、前記補機負荷が接続された第２ポート、及び前記熱電ユニットが接続された前記第２ポートよりも印加電圧の高い第３ポートを有する第２回路と、
前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続のオンオフを切替える切換え手段と
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記切換え手段は、前記熱電ユニットの起電圧が前記補機負荷への印加電圧以下の場合に、前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続をオフに切替えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記切換え手段によって前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続がオフに切替えられた場合に、前記第３ポート側の電圧を、前記バッテリから前記補機負荷への電力変換の効率が最も高くなるように制御する第１制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記切換え手段によって前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続がオンに切替えられた場合に、前記第３ポート側の電圧を、当該電力変換装置における電力損失と前記熱電ユニットの発電量との差分が最も小さくなるように制御する第２制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記内燃機関の冷間始動時に、前記熱電ユニットと前記第３ポートとを逆接させることで、前記熱電ユニットに負電圧を印加する逆接手段を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気素子回路を備えて構成される電力変換装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置の１つとして、１次側回路と２次側回路とが磁気結合されたマルチポート電源回路が知られている。特許文献１では、リアクトル及びトランスを磁気素子として含むマルチポート電源回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されたマルチポート電源回路では、１次側回路の第１ポート、２次側回路の第２ポート（トランスのセンタータップに接続されたポート）及び第３ポート（複数のスイッチング素子に接続されたポート）間で電力変換が行える。よって、ハイブリッド車両のバッテリ、補機負荷、熱電ユニットをマルチポート電源回路の各ポートに接続すれば、各々の間で好適に電力を変換することができる。具体的には、バッテリを第１ポート、補機負荷を第２ポート、熱電ユニットを第３ポートに接続すればよい。
【０００５】
しかしながら上記接続構成では、熱電ユニットへの印加電圧を、補機負荷への印加電圧以下にすることができない。このため、内燃機関の停止等によって熱電ユニットの起電圧が低くなると、マルチポート電源回路から熱電ユニットへ電流が流れてしまい、熱電ユニットの発熱によって無駄に電力が消費されてしまうという技術的問題点が生ずる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱電ユニットにおける電力消費を低減することが可能な電力変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
＜１＞
本発明の電力変換装置は、上記課題を解決するために、バッテリ、補機負荷、及び内燃機関の排熱と冷却水との温度差を用いて発電する熱電ユニットの間で電力を変換する電力変換装置であって、前記バッテリが接続された第１ポートを有する第１回路と、前記第１回路とトランスを介して磁気結合されており、前記補機負荷が接続された第２ポート、及び前記熱電ユニットが接続された前記第２ポートよりも印加電圧の高い第３ポートを有する第２回路と、前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続のオンオフを切替える切換え手段とを備える。
【０００８】
本発明の電力変換装置によれば、切換え手段によって、熱電ユニットと第３ポートとの接続のオンオフを切替えることができる。これにより、熱電ユニットの起電力が低下した場合であっても、熱電ユニットと第３ポートとの接続をオフに切替えることで、第３ポートから熱電ユニットへ電流が流れてしまうことを防止することができる。従って、熱電ユニットの発熱による無駄な電力消費を防止することができる。
【０００９】
＜２＞
本発明の電力変換装置の一態様によれば、前記切換え手段は、前記熱電ユニットの起電圧が前記補機負荷への印加電圧以下の場合に、前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続をオフに切替える。
【００１０】
この態様によれば、第３ポートから熱電ユニットに電流が流れてしまう状況を好適に判定し、熱電ユニットにおける無駄な電力消費を確実に防止できる。
【００１１】
＜３＞
本発明の電力変換装置の他の態様によれば、前記切換え手段によって前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続がオフに切替えられた場合に、前記第３ポート側の電圧を、前記バッテリから前記補機負荷への電力変換の効率が最も高くなるように制御する第１制御手段を更に備える。
【００１２】
この態様によれば、熱電ユニットと第３ポートとの接続オフ時に、第３ポート側の電圧を適切な値に制御することによって、バッテリから補機負荷への電力変換の効率を高めることができる。
【００１３】
＜４＞
本発明の電力変換装置の他の態様によれば、前記切換え手段によって前記熱電ユニットと前記第３ポートとの接続がオンに切替えられた場合に、前記第３ポート側の電圧を、当該電力変換装置における電力損失と前記熱電ユニットの発電量との差分が最も小さくなるように制御する第２制御手段を更に備える。
【００１４】
この態様によれば、熱電ユニットと第３ポートとの接続オン時に、第３ポート側の電圧を適切な値に制御することによって、電力損失を小さくすることができる。
【００１５】
＜５＞
本発明の電力変換装置の他の態様によれば、前記内燃機関の冷間始動時に、前記熱電ユニットと前記第３ポートとを逆接させることで、前記熱電ユニットに負電圧を印加する逆接手段を更に備える。
【００１６】
この態様によれば、熱電ユニットに負電圧を印加することで、冷間始動時における内燃機関の暖機を行うことができる。
【００１７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図２】第１実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図４】第２実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】リレーオフ時のマルチポート電源回路における損失及び熱電ユニットの発電量と熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。
【図６】リレーオフ時のマルチポート電源回路における損失と熱電ユニットの発電量との差分と、熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。
【図７】リレーオン時のマルチポート電源回路における損失と熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。
【図８】第３実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図９】第３実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】通常発電時における熱電ユニットとマルチポート電源回路との接続関係を示す概念図である。
【図１１】冷却水暖気時における熱電ユニットとマルチポート電源回路との接続関係を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の電力変換装置に係る実施形態を、図面に基づいて説明する。以下では、第１実施形態から第３実施形態の３つの実施形態を挙げて説明する。
【００２０】
＜（１）第１実施形態＞
第１実施形態に係る電力変換装置について、図１及び図２を参照して説明する。以下では、第１実施形態に係る電力変換装置の構成、第１実施形態に係る電力変換装置の動作、及び第１実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について、順に説明する。
【００２１】
＜（１−１）電力変換装置の構成＞
先ず、第１実施形態に係る電力変換装置の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、第１実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【００２２】
図１において、第１実施形態に係る電力変換装置は、ハイブリッド車両に搭載される電力変換装置として構成されている。電力変換装置は、マルチポート電源回路１００と、その動作を制御する制御部２００とを備えて構成されている。
【００２３】
マルチポート電源回路１００は、高圧の第１回路１００ａと、低圧の第２回路１００ｂとがトランスＴ１によって磁気結合されることにより構成されている。トランスＴ１は、第１巻線１２０と、第２巻線１３０（具体的には、巻線１３１及び１３２）とを備えて構成されている。トランスＴ１の第１巻線１２０と第２巻線１３０とは、鉄心を共有するなどして磁気的に結合している。マルチポート電源回路１００は、第１回路１００ａ側に第１ポートを有し、第２回路１００ｂ側に第２ポート及び第３ポートを有している。
【００２４】
第１ポートには、ハイブリッド車両の主たる電力源であるＨＶバッテリ１０が接続されている。ＨＶバッテリの正極側は正側母線１０１に接続されており、負極側は負側母線１０２に接続されている。正側母線１０１及び負側母線１０２間には、スイッチング素子１１１及び１１３の直列接続と、スイッチング素子１１２及び１１４の直列接続とが配置されている。スイッチング素子１１１及び１１３の接続点は、トランスＴ１の第１巻線１２０の一端に接続されている。スイッチング素子１１２及び１１４の接続点は、トランスの第１巻線１２０の他端に接続されている。なお、スイッチング素子１１１、１１２、１１３及び１１４の各々は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）として構成されている。
【００２５】
第２ポートには、ハイブリッド車両に搭載される各種補機を含んで構成される補機負荷２０が接続されている。補機負荷２０は、トランスＴ１の第２巻線１３０のセンタータップに接続されている。なお、第２ポートと、グラウンド接続された負側母線１６２との間にはコンデンサ１７２が配置されている。
【００２６】
第３ポートには、熱電ユニット３０が接続されている。熱電ユニット３０は、エンジン５０の排気と冷却水との温度差を利用して発電可能なユニットである。熱電ユニット３０は、リレー１８０を介して正側母線１６１に接続されている。リレー１８０は、「切換え手段」の一具体例であり、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００との電気的な接続のオンオフを切替えることが可能とされている。
【００２７】
正側母線１６１及び負側母線１６２間にはコンデンサ１７１が配置されている。また、正側母線１６１及び負側母線１６２間には更に、スイッチング素子１５１及び１５３の直列接続と、スイッチング素子１５２及び１５４の直列接続とが配置されている。スイッチング素子１５１及び１５３の接続点は、リアクトルＬ１を構成する磁気結合インダクタ１４２を介し、トランスＴ１の第１巻線３０の一端（巻線１３２側）に接続されている。スイッチング素子１５２及び１５４の接続点は、リアクトルＬ１を構成する磁気結合インダクタ１４１を介し、トランスＴ１の第１巻線３０の他端（巻線１３１側）に接続されている。なお、スイッチング素子１５１、１５２、１５３及び１５４の各々も、ＭＯＳＦＥＴとして構成されている。
【００２８】
上述した第３ポートの電圧（以下、適宜「熱電ユニット側電圧」と称する）は、マルチポート電源回路１００の構成上、第２ポートの電圧（以下、適宜「補機負荷側電圧」と称する）よりも高くなる。即ち、熱電ユニット側電圧を、補機負荷側電圧以下にすることはできない。なお、ここでの熱電ユニット側電圧は、「第３ポート側の電圧」の一具体例である。
【００２９】
制御部２００は、上述したマルチポート電源回路１００の動作を制御するコントローラとして構成されている。制御部２００は、起電圧推定部２１０、判定部２２０、リレー制御部２３０及び電圧制御部２４０を備えている。
【００３０】
起電圧推定部２１０は、エンジン５０の負荷に基づいて、熱電ユニット３０の起電圧を推定する。なお、起電圧推定部２１０は、エンジン５０の負荷に代えて、エンジン５０の排気と冷却水との温度差や、ハイブリッド車両の車速等に基づいて、熱電ユニット３０の起電圧を推定してもよい。起電圧推定部２１０で推定された熱電ユニット３０の起電圧は、判定部２２０に出力される構成となっている。
【００３１】
判定部２２０は、起電圧推定部２１０で推定された熱電ユニット３０の起電圧が、補機負荷側電圧よりも大きいか否かを判定する。なお、補機負荷側電圧は所定の電圧（例えば、１２Ｖ）であるため、熱電ユニット３０の起電圧のように事前に推定する必要なく、記憶された電圧値を読み込んで比較すればよい。判定部２２０による判定結果は、リレー制御部２３０及び電圧制御部２４０に出力される構成となっている。
【００３２】
リレー制御部２３０は、判定部２２０による判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００のリレー１８０の動作を制御する。具体的には、リレー制御部２３０は、判定結果に基づいてリレー１８０のオンオフを切替えることで、熱電ユニット３０がマルチポート電源回路１００に接続された状態（オン状態）と、熱電ユニット３０がマルチポート電源回路１００から切り離された状態（オフ状態）とを、相互に切替えることが可能に構成されている。リレー制御部２３０のより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００３３】
電圧制御部２４０は、判定部２２０による判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００の各部の電圧を制御する。具体的には、電圧制御部２４０は、判定結果に基づいてスイッチング素子１１１〜１１４、及び１５１〜１５４の各々のオンオフを切替えることで、熱電ユニット側電圧及び補機負荷側電圧を調整することが可能に構成されている。電圧制御部２４０のより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００３４】
＜（１−２）電力変換装置の動作＞
次に、第１実施形態に係る電力変換装置の動作（特に、リレー１８０の切換え及び電圧制御に関する処理）について、図２を参照して説明する。ここに図２は、第１実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
図２において、第１実施形態に係る電力変換装置の動作時には、先ず起電圧推定部２１０において、熱電ユニット３０の電圧が推定される（ステップＳ１０１）。続いて判定部２２０において、推定された熱電ユニット３０の起電圧が、補機負荷側電圧よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００３６】
熱電ユニット３０の起電圧が、補機負荷側電圧よりも大きいと判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、リレー制御部２３０によって、リレー１８０がオンになるよう制御される（ステップＳ１０３）。これにより、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とが接続された状態となり、熱電ユニット３０で発電された電力がマルチポート電源回路１００に供給される。リレー１８０の制御後には、電圧制御部２４０により、熱電ユニット３０の発電量が最大となるようにマルチポート電源１００の各部の電圧が制御される（ステップＳ１０４）。ここでの電圧制御部２４０の制御は、所謂ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御である。
【００３７】
一方、熱電ユニット３０の起電圧が、補機負荷側電圧よりも大きくないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、リレー制御部２３０によって、リレー１８０がオフになるよう制御される（ステップＳ１０５）。これにより、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とが切り離された状態となる。よって、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００との間では電力の授受は行われなくなる。リレー１８０の制御後には、電圧制御部２４０により、熱電ユニット側電圧が補器負荷側電圧の２倍になるように制御される（ステップＳ１０６）。このような電圧制御によれば、ＨＶバッテリ１０から補機負荷２０への電力変換の効率を最大化できる。なお、ここでの電圧制御部２４０は、「第１制御手段」の一具体例である。
【００３８】
なお、電圧制御部２４０は、熱電ユニット側電圧を補器負荷側電圧の２倍にする制御に代えて、事前に補機消費電力や補機側電圧毎に熱電ユニット側電圧を変化させた時の損失を測定しておき、その損失が小さくなるように熱電ユニット側電圧を制御するようにしてもよい。或いは、補機負荷２０の出力が一定の時に、ＨＶバッテリ１０からの入力電力が最小となるように熱電ユニット側電圧を制御するようにしてもよい。
【００３９】
＜（１−３）実施形態の効果＞
次に、第１実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について説明する。
【００４０】
図１及び図２で説明したように、第１実施形態に係る電力変換装置によれば、熱電ユニット３０の起電圧が補機負荷側電圧よりも大きい場合には、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とを接続するリレー１８０がオンになるよう制御される。これにより、熱電ユニット３０で発電された電力をマルチポート電源回路１００介して変換し、補機負荷２０等に供給することが可能となる。
【００４１】
また、第１実施形態に係る電力変換装置では特に、熱電ユニット３０の起電圧が補機負荷側電圧よりも大きくない場合には、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とを接続するリレー１８０がオフになるよう制御される。これにより、エンジン５０が停止している場合等に熱電ユニット３０の起電圧が低下しても、マルチポート電源１００から熱電ユニット３０に電力が供給されてしまうことを防止できる。
【００４２】
仮に、マルチポート電源１００から熱電ユニット３０に電力が供給されてしまうと、熱電ユニット３０における発熱が生じ、無駄な電力が消費されてしまうことになる。よって、マルチポート電源１００から熱電ユニット３０に電力が供給されてしまうことを防止すれば、消費電力を効果的に低減することが可能である。
【００４３】
なお、熱電ユニット側電圧を極めて低い値にできるのであれば、リレー１８０を用いずとも（即ち、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とを切り離さずとも）熱電ユニット３０への電力供給を防止することができると考えられる。しかしながら、本実施形態に係るマルチポート電源回路１００は、その構成上、熱電ユニット側電圧を補機負荷側電圧以下にすることができない。従って、本実施形態に係るリレー１８０を用いた制御は、極めて有益なものであると言える。
【００４４】
＜（２）第２実施形態＞
第２実施形態に係る電力変換装置について、図３から図７を参照して説明する。なお、第２実施形態は、既に説明した第１実施形態と比べると、その構成及び動作は多くの部分で共通しており、一部についてのみ異なっている。このため、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。以下では、第２実施形態に係る電力変換装置の構成、第２実施形態に係る電力変換装置の動作、及び第２実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について、順に説明する。
【００４５】
＜（２−１）電力変換装置の構成＞
先ず、第２実施形態に係る電力変換装置の構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、第２実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【００４６】
図３において、第２実施形態に係る電力変換装置は、第１実施形態（図１参照）と比べると、制御部２００ｂの構成が一部異なっている。制御部２００ｂは、最小損失算出部２５０、判定部２２０ｂ、リレー制御部２３０ｂ、及び電圧制御部２４０ｂを備えている。
【００４７】
最小損失算出部２５０は、リレー１８０がオンとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ、及び損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎを実現するための電圧Ｖｍｉｎ、並びにリレー１８０がオフとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２、及び損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２を実現するための電圧Ｖｍｉｎ２を夫々算出する。なお、これらの各値の算出方法については、後の動作の説明で詳述する。最小損失算出部２５０で算出された値は、判定部２２０ｂに出力される構成となっている。
【００４８】
判定部２２０ｂは、最小損失算出部２５０で算出されたリレー１８０がオンとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが、リレー１８０がオフとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きいか否かを判定する。判定部２２０ｂによる判定結果は、リレー制御部２３０ｂ及び電圧制御部２４０ｂに出力される構成となっている。また判定部２２０ｂは、最小損失算出部２５０で算出された電圧Ｖｍｉｎ及びＶｍｉｎ２の各々を電圧制御部２４０ｂに出力可能に構成されている。
【００４９】
リレー制御部２３０ｂは、判定部２２０ｂによる判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００のリレー１８０の動作を制御する。リレー制御部２３０ｂのより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００５０】
電圧制御部２４０ｂは、判定部２２０ｂによる判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００の各部の電圧を制御する。具体的には、電圧制御部２４０ｂは、判定結果に基づいて、熱電ユニット側電圧をＶｍｉｎ又はＶｍｉｎ２のいずれかになるように制御する。電圧制御部２４０ｂのより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００５１】
＜（２−２）電力変換装置の動作＞
次に、第２実施形態に係る電力変換装置の動作（特に、リレー１８０の切換え及び電圧制御に関する処理）について、図４を参照して説明する。ここに図４は、第２実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
図４において、第２実施形態に係る電力変換装置の動作時には、先ず最小損失算出部２５０において、リレー１８０がオンとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが算出される（ステップＳ２０１）。また、最小損失算出部２５０においては、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎを実現するための電圧Ｖｍｉｎも算出される（ステップＳ２０２）。
【００５３】
ここで、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ及び電圧Ｖｍｉｎの算出方法について、図５及び図６を参照して具体的に説明する。ここに図５は、リレーオフ時のマルチポート電源回路における損失及び熱電ユニットの発電量と熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。また図６は、リレーオフ時のマルチポート電源回路における損失と熱電ユニットの発電量との差分と、熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。
【００５４】
図５に示すように、リレー１８０がオンとされた場合のマルチポート電源回路１００における損失（以下、適宜「マルチポート電源損失」と称する）及び熱電ユニット３０の発電量（以下、適宜「熱電ユニット発電量」と称する）と、熱電ユニット側電圧との間の関係が事前のシミュレーション等により判明しているとする。この場合、これらの関係を用いて、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎを算出することができる。
【００５５】
図６において、リレー１８０がオンとされた場合の損失は、マルチポート電源損失と熱電ユニット発電量との差分であると考えることができる。よって、「マルチポート電源損失−熱電ユニット発電量」が最も小さくなる時の値を損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎとして決定することができる。また、その時の電圧値をＶｍｉｎとして決定することができる。
【００５６】
図４に戻り、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ及び電圧Ｖｍｉｎの算出後には、最小損失算出部２５０において、リレー１８０がオフとされた場合の損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２が算出される（ステップＳ２０３）。また、最小損失算出部２５０においては、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２を実現するための電圧Ｖｍｉｎ２も算出される（ステップＳ２０４）。
【００５７】
ここで、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２及び電圧Ｖｍｉｎ２の算出方法について、図７を参照して具体的に説明する。ここに図７は、リレーオン時のマルチポート電源回路における損失と熱電ユニット側電圧との関係を示すグラフである。
【００５８】
図７において、リレー１８０がオフとされた場合の損失は、リレー１８０がオンとされた場合とは異なり熱電ユニット発電量を考慮せずともよいため、マルチポート電源損失の値をそのまま使うことができる。よって、マルチポート電源損失と、熱電ユニット側電圧との間の関係が事前のシミュレーション等により判明していれば、マルチポート電源損失が最も小さくなる時の値を損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２として決定することができる。また、その時の電圧値をＶｍｉｎ２として決定することができる。
【００５９】
再び図４に戻り、上述した最小損失算出部２５０における処理が終了すると（即ち、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ及び電圧Ｖｍｉｎ、並びに損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２及び電圧Ｖｍｉｎ２
の全てが算出されると）、判定部２２０ｂにおいて、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２０５）。
【００６０】
損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きくないと判定された場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、リレー制御部２３０によって、リレー１８０がオンになるよう制御される（ステップＳ２０６）。これにより、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とが接続された状態となり、熱電ユニット３０で発電された電力がマルチポート電源回路１００に供給される。リレー１８０の制御後には、電圧制御部２４０により、熱電ユニット側電圧がＶｍｉｎとなるように制御される（ステップＳ２０７）。なお、ここでの電圧制御部２４０は、「第２制御手段」の一具体例である。
【００６１】
一方、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きいと判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、リレー制御部２３０によって、リレー１８０がオフになるよう制御される（ステップＳ２０８）。これにより、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とが切り離された状態となる。よって、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００との間では電力の授受は行われなくなる。リレー１８０の制御後には、電圧制御部２４０により、熱電ユニット側電圧がＶｍｉｎ２となるように制御される（ステップＳ２０９）。
【００６２】
＜（２−３）実施形態の効果＞
次に、第２実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について説明する。
【００６３】
図３から図７で説明したように、第２実施形態に係る電力変換装置によれば、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きくない場合に、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とを接続するリレー１８０がオンになるよう制御される。また一方で、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きい場合に、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００とを接続するリレー１８０がオフになるよう制御される。
【００６４】
ここで特に、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きくない場合とは、リレー１８０をオフにするよりもリレー１８０をオンにした方が、装置全体で見た場合の損失が小さくなる場合であると言える。同様に、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２よりも大きい場合とは、リレー１８０をオンにするよりもリレー１８０をオフにした方が、装置全体で見た場合の損失が小さくなる場合であると言える。
【００６５】
この結果、上述したように、損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎと損失最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２との大小関係に基づいてリレー１８０のオンオフ（及び熱電ユニット側電圧）を制御すれば、装置全体で見た場合の損失を最小化し、極めて効率的に電力の供給が行える。
【００６６】
＜（３）第３実施形態＞
第３実施形態に係る電力変換装置について、図８から図１１を参照して説明する。なお、第３実施形態は、既に説明した第１及び第２実施形態と比べると、その構成及び動作は多くの部分で共通しており、一部についてのみ異なっている。このため、第３実施形態については、第１及び第２実施形態と異なる部分について詳細に説明し、その他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。以下では、第３実施形態に係る電力変換装置の構成、第３実施形態に係る電力変換装置の動作、及び第３実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について、順に説明する。
【００６７】
＜（３−１）電力変換装置の構成＞
先ず、第３実施形態に係る電力変換装置の構成について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第３実施形態に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。
【００６８】
図８において、第３実施形態に係る電力変換装置は、第１実施形態（図１参照）及び第２実施形態（図３参照）と比べると、制御部２００ｃの構成が一部異なっている。制御部２００ｃは、判定部２２０ｃ、リレー制御部２３０ｃ、及び電圧制御部２４０ｃを備えている。
【００６９】
判定部２２０ｃは、エンジン２００から冷却水暖機要求が出力されているか否かを判定する。判定部２２０ｃによる判定結果は、リレー制御部２３０ｃ及び電圧制御部２４０ｃに出力される構成となっている。
【００７０】
リレー制御部２３０ｃは、判定部２２０ｃによる判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００のリレー１８０ｃの動作を制御する。リレー制御部２３０ｃのより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００７１】
電圧制御部２４０ｃは、判定部２２０ｃによる判定結果に基づいて、マルチポート電源回路１００の各部の電圧を制御する。電圧制御部２４０ｃのより詳細な動作については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００７２】
第３実施形態に係る電力変換装置では更に、リレー１８０ｃの構成についても、第１及び第２実施形態とは異なっている。具体的には、リレー１８０ｃは、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００との電気的な接続のオンオフを切替えるだけではなく、熱電ユニット３０とマルチポート電源回路１００との接続の極性を逆にすることが可能に構成されている。このリレー１８０ｃによる極性を逆に接続する動作（以下、適宜「逆接」と称する）については、後の動作に関する説明で詳述する。
【００７３】
＜（３−２）電力変換装置の動作＞
次に、第３実施形態に係る電力変換装置の動作（特に、冷間始動時の逆接に関する処理）について、図９を参照して説明する。ここに図９は、第３実施形態に係る電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【００７４】
図９において、第３実施形態に係る電力変換装置の動作時には、先ず判定部２２０ｃにおいて、エンジン５０から冷却水暖機要求があるか否かが判定される（ステップＳ３０１）。なお、冷却水暖機要求がないと判定された場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の処理は終了することになる。
【００７５】
冷却水暖機要求があると判定された場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、リレー制御部２３０によって、熱電ユニット３０及びマルチポート電源回路１００を通常とは逆の極性で接続するようにリレー１８０ｃが制御される（ステップＳ３０２）。そして、逆接時には、電圧制御部２４０ｃによって、熱電ユニット３０に適切な負電圧が印加されるように熱電ユニット側電圧が制御される（ステップＳ３０３）。
【００７６】
以下では、リレー１８０ｃによる逆接について、図１０及び図１１を参照して具体的に説明する。ここに図１０は、通常発電時における熱電ユニットとマルチポート電源回路との接続関係を示す概念図である。また図１１は、冷却水暖気時における熱電ユニットとマルチポート電源回路との接続関係を示す概念図である。
【００７７】
図１０に示すように、熱電ユニット３０が通常の発電を行う際には、高温（例えば、４００℃〜６００℃）の排気側から、低温（例えば、８０℃）の冷却水側に熱が移動することによって流れる電流が、マルチポート電源回路１００の正極側に供給されるように接続されている。
【００７８】
一方、図１１に示すように、リレー１８０ｃによる逆接時には、マルチポート電源回路１００の正極側から流れる電流が、熱電ユニット３０の冷却水側から排気側に流れるように接続される。即ち、通常とは逆の極性で接続されることにより、熱電ユニット３０には負電圧が印加される。この結果、熱電ユニット３０のペルチェ効果を利用したヒートポンプ現象により、排気側から冷却水側への熱の移動が実現される。なお、ここでの１８０ｃは、「逆接手段」の一具体例である。
【００７９】
＜（３−３）実施形態の効果＞
次に、第３実施形態に係る電力変換装置によって得られる技術的効果について説明する。
【００８０】
図８から図１１で説明したように、第３実施形態に係る電力変換装置によれば、エンジン２００から冷却水暖機要求がある場合には、リレー１８０ｃによって熱電ユニット３０及びマルチポート電源回路１００が逆接され、熱電ユニット３０に負電圧が印加される。この制御により、熱電ユニット３０では、高温の排気側から低温の冷却水側に熱が移動される。よって、冷間始動時における暖気制御を、熱電ユニット３０を利用して好適に実行することが可能となる。
【００８１】
以上、第１から第３実施形態について夫々説明したが、各実施形態の構成は組み合わせて利用することも可能である。即ち、１つの電力変換装置において、第１実施形態から第３実施形態の動作を全て実行することも可能である。
【００８２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電力変換装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８３】
１０  ＨＶバッテリ
２０  補機負荷
３０  熱電ユニット
５０  エンジン
１００  マルチポート電源回路
１８０  リレー
２００  制御部
２１０  起電圧推定部
２２０  判定部
２３０  リレー制御部
２４０  電圧制御部
２５０  最小損失算出部
Ｔ１  トランス
Ｌ１  リアクトル
Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ  第１損失最小値
Ｖｍｉｎ  第１最小損失電圧
Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ２  第２損失最小値
Ｖｍｉｎ２  第２最小損失電圧
【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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