(57)【要約】【課題】限られた艤装スペースにより多くの蓄電池モジュールを設置する。【解決手段】実施形態による車両は、コンバータと、インバータと、一対の直流リンクと、複数の蓄電池モジュールと、降圧チョッパと、切替回路部とを備える。コンバータは、単相交流電力を直流電力に変換可能に構成される。インバータは、直流電力を三相交流電力に変換可能に構成される。一対の直流リンクは、コンバータとインバータとを接続する。複数の蓄電池モジュールは、一対の直流リンクに電気的に接続される。降圧チョッパは、正側の直流リンクから複数の蓄電池モジュールの正側に出力される直流電力を降圧可能に構成される。切替回路部は、交流給電区間と、直流給電区間と、無給電区間とで、複数の蓄電池モジュールの電気的な接続関係を直列または並列に切り替えるとともに、一対の直流リンクと複数の蓄電池モジュールと降圧チョッパとの電気的な接続関係を切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相交流電力を直流電力に変換可能なコンバータと、
直流電力を三相交流電力に変換可能なインバータと、
前記コンバータの直流入出力側と前記インバータの直流入出力側とを接続する一対の直流リンクと、
前記一対の直流リンクに電気的に接続される複数の蓄電池モジュールと、
前記一対の直流リンクのうち正側の直流リンクと前記複数の蓄電池モジュールの正側との間に設けられ、前記正側の直流リンクから前記複数の蓄電池モジュールの正側に出力される直流電力を降圧可能な降圧チョッパと、
交流系統から単相交流電力の供給を受ける交流給電区間と、直流系統から直流電力の供給を受ける直流給電区間と、外部から電力の供給を受けない無給電区間とで、前記複数の蓄電池モジュールの電気的な接続関係を直列または並列に切り替えるとともに、前記一対の直流リンクと前記複数の蓄電池モジュールと前記降圧チョッパとの電気的な接続関係を切り替える切替回路部とを備える、車両。
【請求項２】
前記コンバータの交流入出力側に設けられ、前記車両が前記交流給電区間を走行する場合に前記交流系統に接続される交流給電装置をさらに備え、
前記切替回路部は、前記交流給電装置が前記交流系統に接続され、前記交流系統からの単相交流電力に基づき複数の蓄電池モジュールが充電される場合、前記複数の蓄電池モジュールを直列に接続し、直列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの正側と前記正側の直流リンクとを前記降圧チョッパを介さずに直接接続し、直列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの負側と前記一対の直流リンクのうち負側の直流リンクとを接続する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記蓄電池モジュールの電圧を監視する監視部をさらに備え、
前記コンバータは、前記監視部の監視結果に基づいて、直列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの電圧に合わせて、前記交流系統からの単相交流電力を直流電力に変換する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記一対の直流リンクに接続され、前記車両が直流給電区間を走行する場合に前記直流系統に接続される直流給電装置と、
前記切替回路部は、前記交流給電装置が前記直流系統に接続され、前記直流系統からの直流電力に基づき複数の蓄電池モジュールが充電される場合、前記複数の蓄電池モジュールを並列に接続し、並列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの正側と前記正側の直流リンクとを前記降圧チョッパを介して接続し、並列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの負側と前記一対の直流リンクのうち負側の直流リンクとを接続する、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記蓄電池モジュールの電圧を監視する監視部をさらに備え、
前記降圧チョッパは、前記監視部の監視結果に基づいて、並列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの電圧に合わせて、前記正側の直流リンクから前記蓄電池モジュールの正側に出力される直流電力を降圧する、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記切替回路部は、前記複数の蓄電池モジュールの充電が終了した場合、前記複数の蓄電池モジュールの負側と前記負側の直流リンクとの電気的な接続を遮断する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記切替回路部は、前記車両が前記無給電区間を走行する場合、前記複数の蓄電池モジュールを直列に接続し、直列に接続された前記複数の蓄電池モジュールの正側と前記正側の直流リンクとを前記降圧チョッパを介さずに直接接続し、前記直列に接続された複数の蓄電池モジュールの負側と前記一対の直流リンクのうち負側の直流リンクとを接続する、請求項１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主電動機などを駆動するためのインバータやコンバータなどを含む主回路システムと、蓄電池モジュールが搭載される蓄電池システムとを備えた車両が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６９６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、主回路システムおよび蓄電池システムは、車両の床上または床下に位置する限られた艤装スペースに設置される。従来から、限られた艤装スペースに設置する蓄電池モジュールの個数を可能な限り増やし、大容量化を図ることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態による車両は、コンバータと、インバータと、一対の直流リンクと、複数の蓄電池モジュールと、降圧チョッパと、切替回路部とを備える。コンバータは、単相交流電力を直流電力に変換可能に構成される。インバータは、直流電力を三相交流電力に変換可能に構成される。一対の直流リンクは、コンバータの直流入出力側とインバータの直流入出力側とを接続する。複数の蓄電池モジュールは、一対の直流リンクに電気的に接続される。降圧チョッパは、一対の直流リンクのうち正側の直流リンクと複数の蓄電池モジュールの正側との間に設けられ、正側の直流リンクから複数の蓄電池モジュールの正側に出力される直流電力を降圧可能に構成される。切替回路部は、交流系統から単相交流電力の供給を受ける交流給電区間と、直流系統から直流電力の供給を受ける直流給電区間と、外部から電力の供給を受けない無給電区間とで、複数の蓄電池モジュールの電気的な接続関係を直列または並列に切り替えるとともに、一対の直流リンクと複数の蓄電池モジュールと降圧チョッパとの電気的な接続関係を切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態による車両の概略的構成を示した例示図である。
【図２】図２は、実施形態による蓄電池箱の内部構成を示した例示図である。
【図３】図３は、実施形態による車両が交流給電区間を走行する場合における車両の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。
【図４】図４は、実施形態による車両が直流給電区間を走行する場合における車両の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。
【図５】図５は、実施形態による車両が無給電区間を走行する場合における車両の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の技術は、交流系統から単相交流電力の供給を受ける交流給電区間と、直流系統から直流電力の供給を受ける直流給電区間と、外部から電力の供給を受けない無給電区間とを走行可能な車両に適用される。このような車両は、交流給電区間および直流給電区間を走行中に充電され、無給電区間を走行中に放電される蓄電池モジュールを搭載した蓄電池システムと、交流系統からの単相交流電力、直流系統からの直流電力、または蓄電池モジュールの放電による直流電力に基づき主電動機などを駆動する主回路システムとを備える。主回路システムおよび蓄電池システムは、それぞれ、車両の床上または床下に位置する限られた艤装スペースに、箱状の構造物として設置される。
【０００８】
上記のような構成を備えた従来の車両においては、蓄電池モジュールの充放電を正常に行うために、昇圧チョッパや降圧チョッパなどといった、主回路システムと蓄電池システムとの間の電圧調整を行うための回路を設ける必要があった。たとえば、直流給電区間では、直流系統から供給される比較的大きい直流電力を蓄電池モジュールの充電用に降圧するための降圧チョッパが必要であり、無給電区間では、蓄電池モジュールの放電による直流電圧を主回路システムの動作用に昇圧するための昇圧チョッパが必要であった。しかしながら、昇圧チョッパおよび降圧チョッパは、比較的サイズの大きい構造物であるため、昇圧チョッパおよび降圧チョッパの両方を艤装スペースに設置すると、当該艤装スペースに設置する蓄電池モジュールの個数を増やしにくい。
【０００９】
そこで、実施形態では、以下で説明するような構成により、昇圧チョッパを省略し、限られた艤装スペースにより多くの蓄電池モジュールを設置することを可能にする。
【００１０】
図１は、実施形態による車両１００の概略的構成を示した例示図である。図１に示すように、車両１００は、主回路システム１０と、蓄電池システム２０とを備える。主回路システム１０は、交流電力または直流電力の供給を受けて動作する。また、蓄電池システム２０は、主回路システム１０に電気的に接続されている。これらの主回路システム１０および蓄電池システム２０は、車両１００の床上または床下に位置する艤装スペースに設置される。
【００１１】
主回路システム１０は、交流給電装置１１と、遮断器１２と、主変圧器１３と、コンバータ１４と、インバータ１５と、ｐ側リンク１６ａと、ｎ側リンク１６ｂと、直流給電装置１７とを備える。なお、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂは、「直流リンク」の一例である。
【００１２】
交流給電装置１１は、交流系統の一例としての交流架線２００に接続可能に構成される。また、遮断器１２は、交流給電装置１１と主変圧器１３との間に設けられる。遮断器１２は、過電流の原因となるような事故などの異常が発生した場合に、過電流が主回路システム１０に流れるのを防止するため、交流架線２００と主回路システム１０との接続を遮断する。
【００１３】
主変圧器１３は、交流架線２００から供給される交流電力を車両１００用に変圧（降圧）し、変圧後の交流電力をコンバータ１４に出力する。なお、主変圧器１３の負側の電位点は、車輪３０を介してレール４００に接地される。
【００１４】
コンバータ１４は、主変圧器１３から交流電力（単相）が入力された場合に、当該交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力をｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂに出力する。ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂは、コンバータ１４の出力側とインバータ１５の入力側とを接続するように設けられる。インバータ１５は、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂを介して直流電力が入力された場合に、当該直流電力を交流電力（三相）に変換し、変換後の交流電力を主電動機１８に出力する。
【００１５】
直流給電装置１７は、直流系統の一例としての直流架線３００に接続可能に構成される。また、直流給電装置１７は、ｐ側リンク１６ａ上の接点Ｐ１と、ｎ側リンク１６ｂ上の接点ｐ２とに接続されている。直流給電装置１７は、直流架線３００に接続された場合、当該直流架線３００からの直流電力を整流し、整流後の直流電力をｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂに出力する。
【００１６】
蓄電池システム２０は、複数の蓄電池箱２１を備える。なお、図１には、蓄電池箱２１の個数が２個である構成が例示されているが、蓄電池箱２１の個数は３個以上であってもよい。複数の蓄電池箱２１は、それぞれ、充放電可能な蓄電池モジュール２２を備える。
【００１７】
ところで、上述したような構成では、車両１００を正常に駆動するために、主回路システム１０と蓄電池システム２０との間の電圧調整を行う必要がある。より具体的に、蓄電池モジュール２２の充放電を正常に行うためには、（１）主回路システム１０が交流架線２００からの交流電力に基づいて動作する場合（すなわち車両１００が交流給電区間を走行する場合）と、（２）主回路システム１０が直流架線３００からの直流電力に基づいて動作する場合（すなわち車両１００が直流給電区間を走行する場合）と、（３）主回路システム１０が蓄電池モジュール２２からの直流電力に基づいて動作する場合（すなわち車両１００が無給電区間を走行する場合）とのいずれの場合においても、蓄電池モジュール２２のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）、もしくは電圧や電流などの充放電を示す情報に合わせて、ｐ側リンク１６ａとｎ側リンク１６ｂとの間の電位差を調整する必要がある。
【００１８】
このような電圧調整を実現するため、従来では、上述したような昇圧チョッパおよび降圧チョッパといった比較的サイズの大きい構造物を、限られた艤装スペースに設置する必要があった。一方、従来では、艤装スペースに設置する蓄電池モジュール２２の個数を可能な限り増やし、大容量化を図りたいという要望があった。
【００１９】
そこで、実施形態では、図１に示すように、昇圧チョッパを省略して降圧チョッパ４０のみを車両１００に設けることで、限られた艤装スペースにより多くの蓄電池モジュール２２を設置できるようにした。また、実施形態では、複数のリレースイッチ５０ａ〜５０ｆを車両１００にさらに設けることで、昇圧チョッパを設けることなく、降圧チョッパ４０のみを用いて、前述した（１）〜（３）のいずれの場合においても、主回路システム１０と蓄電池システム２０との間の電圧調整を行うことができるようにした。
【００２０】
ここで、降圧チョッパ４０およびリレースイッチ５０ａ〜５０ｆの構成について説明する。なお、リレースイッチ５０ａ〜５０ｆは、「切替回路部」の一例である。
【００２１】
降圧チョッパ４０は、ｐ側リンク１６ａと蓄電池モジュール２２との間に設けられている。降圧チョッパ４０は、ｐ側リンク１６ａ上の接点Ｐ１に接続された入力配線４０ａを介して入力される直流電圧を蓄電池モジュール２２用に降圧し、降圧後の直流電圧を、出力配線４０ｂを介して蓄電池モジュール２２に出力可能に構成されている。なお、出力配線４０ｂは、蓄電池モジュール２２のｐ側配線２１ａに接続されている。
【００２２】
リレースイッチ５０ａは、蓄電池モジュール２２のｐ側配線２１ａ上に設けられている。リレースイッチ５０ｂは、蓄電池モジュール２２のｎ側配線２１ｂ上に設けられている。リレースイッチ５０ｃは、ｐ側配線２１ａとｎ側配線２１ｂとを接続する接続配線２１ｃ上に設けられている。これら３個のリレースイッチ５０ａ〜５０ｃは、２個の蓄電池モジュール２２の直並列を切り替え可能に構成されている。具体的に、リレースイッチ５０ａおよび５０ｂがオン状態で、かつリレースイッチ５０ｃがオフ状態となっている場合、２個の蓄電池モジュール２２が並列に接続される。逆に、リレースイッチ５０ａおよび５０ｂがオフ状態で、かつリレースイッチ５０ｃがオン状態となっている場合、２個の蓄電池モジュール２２が直列に接続される。
【００２３】
また、リレースイッチ５０ｄは、降圧チョッパ４０の入力配線４０ａ上に設けられている。リレースイッチ５０ｅは、降圧チョッパ４０の入力配線４０ａと出力配線４０ｂとを接続する接続配線４０ｃ上に設けられている。これら２個のリレースイッチ５０ｄおよび５０ｅは、ｐ側リンク１６ａと蓄電池モジュール２２とを、降圧チョッパ４０を介して接続するか、降圧チョッパ４０を介さずに接続するかを切り替え可能に構成されている。具体的に、リレースイッチ５０ｄがオン状態で、かつリレースイッチ５０ｅがオフ状態となっている場合、ｐ側リンク１６ａと蓄電池モジュール２２とが降圧チョッパ４０を介して接続される。逆に、リレースイッチ５０ｄがオフ状態で、かつリレースイッチ５０ｅがオン状態となっている場合、ｐ側リンク１６ａと蓄電池モジュール２２とが降圧チョッパ４０を介さずに接続される。
【００２４】
なお、リレースイッチ５０ｆは、蓄電池モジュール２２とｎ側リンク１６ｂとの間に設けられている。具体的に、リレースイッチ５０ｆは、蓄電池モジュール２２のｎ側配線２１ｂとｎ側リンク１６ｂ上の接点Ｐ２とを接続する接続配線２１ｄ上に設けられている。リレースイッチ５０ｆがオン状態となっている場合、蓄電池モジュール２２とｎ側リンク１６ｂとが電気的に接続され、リレースイッチ５０ｆがオフ状態となっている場合、蓄電池モジュール２２とｎ側リンク１６ｂとの電気的な接続が遮断される。
【００２５】
次に、図２を参照して、蓄電池箱２１の内部構成について説明する。図２は、蓄電池箱２１の内部構成を示した例示図である。図２に示すように、蓄電池箱２１は、蓄電池モジュール２２と、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）２３と、コンタクタ２４とを備える。ＢＭＳ２３は、「監視部」の一例である。
【００２６】
蓄電池モジュール２２は、複数の蓄電池２２ａと、これら複数の蓄電池２２ａに１対１で対応するように設けられた複数のＣＭＵ（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２ｂとを備える。複数の蓄電池２２ａは、互いに直列に接続されている。また、複数のＣＭＵ２２ｂは、それぞれ、自身に対応する蓄電池２２ａの電圧値や温度などを検出可能に構成されている。
【００２７】
ＢＭＳ２３は、複数のＣＭＵ２２ｂが検出した情報を取得し、取得した情報に基づいて、蓄電池モジュール２２の電圧値を監視し、ＳＯＣなどを算出する。そして、ＢＭＳ２３は、算出したＳＯＣなどを、通信インターフェース２３ａを介して主回路システム１０に通知する。
【００２８】
コンタクタ２４は、蓄電池モジュール２２のｐ側配線２１ａとｎ側配線２１ｂとに１個ずつ設けられている。これら２個のコンタクタ２４は、蓄電池モジュール２２に故障などの異常が発生した場合に開放状態となることで、当該異常による影響が主回路システム１０側に及ぶのを抑制する。
【００２９】
なお、図２には、１個の蓄電池箱２１に１個の蓄電池モジュール２２が設けられた構成を例示したが、１個の蓄電池箱２１に複数の蓄電池モジュール２２が設けられてもよい。
【００３０】
次に、図３〜図５を参照して、実施形態によるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆの動作を説明する。前述したように、リレースイッチ５０ａ〜５０ｆは、（１）車両１００が交流給電区間を走行する場合と、（２）車両１００が直流給電区間を走行する場合と、（３）車両１００が無給電区間を走行する場合とのそれぞれの場合で、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂと蓄電池モジュール２２と降圧チョッパ４０との電気的な接続関係の切り替えを行う。
【００３１】
実施例（１）車両１００が交流給電区間を走行する場合
まず、図３を参照して、（１）車両１００が交流給電区間を走行する場合におけるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆの動作を説明する。図３は、（１）の場合における車両１００の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。（１）の場合、主回路システム１０は、交流架線２００からの交流電圧の供給を受けて動作し、蓄電池システム２０の蓄電池モジュール２２は、主回路システム１０からの電圧供給を受けて充電される。
【００３２】
図３に示すように、実施形態によるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆは、（１）の場合、２個の蓄電池モジュール２２を直列に接続し、当該直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂとを、降圧チョッパ４０を介さずに直接接続する。
【００３３】
より具体的に、（１）の場合では、リレースイッチ５０ａおよび５０ｂがオフ状態で、かつリレースイッチ５０ｃがオン状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２が直列に接続される。また、（１）の場合では、リレースイッチ５０ｄがオフ状態となり、かつリレースイッチ５０ｅがオン状態となることで、直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａとが、降圧チョッパ４０を介さずに直接接続される。さらに、（１）の場合では、リレースイッチ５０ｆがオン状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２と、ｎ側リンク１６ｂとが接続される。
【００３４】
ここで、（１）の場合では、主回路システム１０のコンバータ１４は、ＢＭＳ２３（図２参照）の監視結果に基づいて、直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２の電圧に合わせて、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂに直流電力を出力する。これにより、コンバータ１４から出力される直流電力が、直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２の電圧、電流に対応した大きさに調整されるので、２個の蓄電池モジュール２２を正常に充電することができる。なお、（１）の場合においては、蓄電池モジュール２２の充電が終了すると、リレースイッチ５０ｆがオフ状態となる。
【００３５】
実施例（２）車両１００が直流給電区間を走行する場合
次に、図４を参照して、（２）車両１００が直流給電区間を走行する場合におけるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆの動作を説明する。図４は、（２）の場合における車両１００の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。（２）の場合、主回路システム１０は、直流架線３００からの直流電圧の供給を受けて動作し、蓄電池システム２０の蓄電池モジュール２２は、主回路システム１０からの電圧供給を受けて充電される。
【００３６】
図４に示すように、実施形態によるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆは、（２）の場合、２個の蓄電池モジュール２２を並列に接続し、当該並列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂとを、降圧チョッパ４０を介して接続する。
【００３７】
より具体的に、（２）の場合では、リレースイッチ５０ａおよび５０ｂがオン状態で、かつリレースイッチ５０ｃがオフ状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２が並列に接続される。さらに、（２）の場合では、リレースイッチ５０ｄがオン状態となり、かつリレースイッチ５０ｅがオフ状態となることで、並列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａとが、降圧チョッパ４０を介して接続される。さらに、（２）の場合では、リレースイッチ５０ｆがオン状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２と、ｎ側リンク１６ｂとが接続される。
【００３８】
ここで、（２）の場合では、主回路システム１０のコンバータ１４は、ＢＭＳ２３（図２参照）の監視結果に基づいて、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂから２個の蓄電池モジュール２２に出力される直流電圧を降圧する。これにより、直流架線３００からｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂに供給される大電圧が、降圧チョッパ４０によって降圧され、並列に接続された２個の蓄電池モジュール２２の電圧、電流に対応した大きさに調整されるので、２個の蓄電池モジュール２２を正常に充電することができる。なお、上述した（１）の場合と同様に、（２）の場合においても、蓄電池モジュール２２の充電が終了すると、リレースイッチ５０ｆがオフ状態となる。
【００３９】
実施例（３）車両１００が無給電区間を走行する場合
次に、図５を参照して、（３）車両１００が無給電区間を走行する場合におけるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆの動作を説明する。図５は、（３）の場合における車両１００の各部の電気的な接続関係を示した例示図である。（３）の場合、蓄電池システム２０の蓄電池モジュール２２は、主回路システム１０に向けて放電し、主回路システム１０は、蓄電池モジュール２２からの直流電圧の供給を受けて動作する。
【００４０】
図５に示すように、実施形態によるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆは、（３）の場合、２個の蓄電池モジュール２２を直列に接続し、当該直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂとを、降圧チョッパ４０を介さずに直接接続する。
【００４１】
より具体的に、（３）の場合では、リレースイッチ５０ａおよび５０ｂがオフ状態で、かつリレースイッチ５０ｃがオン状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２が直列に接続される。また、（３）の場合では、リレースイッチ５０ｄがオフ状態となり、かつリレースイッチ５０ｅがオン状態となることで、直列に接続された２個の蓄電池モジュール２２と、ｐ側リンク１６ａとが、降圧チョッパ４０を介さずに直接接続される。さらに、（３）の場合では、リレースイッチ５０ｆがオン状態となることで、２個の蓄電池モジュール２２と、ｎ側リンク１６ｂとが接続される。これらの結果、２個の蓄電池モジュール２２が直列に接続されることで、蓄電池システム２０側の電圧が大きくなるので、昇圧チョッパを設けることなく、蓄電池システム２０側の電圧を主回路システム１０の動作電圧に対応した大きさに調整することができる。
【００４２】
以上説明したように、実施形態による車両１００は、車両１００が交流給電区間を走行する場合（図３の場合）と、車両１００が直流給電区間を走行する場合（図４参照）と、車両１００が無給電区間を走行する場合（図５参照）とで、蓄電池モジュール２２の直並列の接続関係を切り替えるとともに、ｐ側リンク１６ａおよびｎ側リンク１６ｂと蓄電池モジュール２２と降圧チョッパ４０との電気的な接続関係を切り替えるリレースイッチ５０ａ〜５０ｆを備えている。これにより、昇圧チョッパを設けることなく、降圧チョッパ４０とリレースイッチ５０ａ〜５０ｆとによって、状況に応じて、主回路システム１０と蓄電池システム２０との間の電圧調整を行うことができる。この結果、昇圧チョッパの省略によって生じる余剰スペースにより多くの蓄電池モジュール２２を設置することができる。すなわち、実施形態によれば、限られた艤装スペースにより多くの蓄電池モジュール２２を設置することができる。
【００４３】
上述した実施形態の技術は、交流給電区間、直流給電区間、および無給電区間を走行可能な車両であれば、鉄道車両やトロリーバスやＬＲＶ（Ｌｉｇｈｔ  Ｒａｉｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などといった各種車両に適用可能である。また、上述した実施形態では、電力系統（交流系統および直流系統）として架線（交流架線および直流架線）が用いられる例を示した。しかしながら、実施形態では、たとえば走行用のレールとは別個に設けられる給電用のレール（いわゆる第三軌条）などといった、架線以外の電力系統が用いられてもよい。
【００４４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  主回路システム
１４  コンバータ
１５  インバータ
１６ａ  ｐ側リンク（直流リンク）
１６ｂ  ｎ側リンク（直流リンク）
２２  蓄電池モジュール
２３  ＢＭＳ（監視部）
４０  降圧チョッパ
５０ａ〜５０ｆ  リレースイッチ（切替回路部）
１００  車両
２００  交流架線
３００  直流架線
【図１】
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【図２】
2017112795.tif 000004
【図３】
2017112795.tif 000005
【図４】
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【図５】
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