(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に並列に接続されて、電源から供給される電力の電圧変換を行う複数の変換部と、
前記複数の変換部の内で動作する変換部を設定する制御装置と、
を備えた電力変換装置において、
前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、
動作していない状態から動作を始める変換部に流れる電流を、
動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部に流れる電流に比べて、大きくする
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部に流れる電流を、
前記期間の後に、前記動作開始変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記期間の開始時刻から、前記開始時刻より後の所定時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部に流れる電流よりも小さくし、
前記所定時刻から前記期間の終了時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作維持変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第１変換部および第２変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第３変換部とが含まれ、
前記第１変換部と前記第２変換部とが動作しており、前記第３変換部が動作していない第２状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作している第３状態になる場合に、
前記制御装置は、
前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部および前記第２変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第２状態から前記第３状態に切り替わった後に、
前記第１変換部と前記第２変換部との温度差が閾値未満である場合には、
前記制御装置は、
前記第２変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流と等しくし、
前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１変換部が動作しており、前記第２変換部と前記第３変換部とが動作していない第１状態から、前記第１変換部と前記第２変換部とが動作しており、前記第３変換部が動作していない前記第２状態になり、次いで前記第２状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作している前記第３状態に切り替わった後に、
前記第１変換部と前記第２変換部との温度差が閾値以上である場合には、
前記制御装置は、
前記第２変換部に流れる電流および前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流よりも大きくし、
前記第３変換部に流れる電流の増加速度を、前記第２変換部に流れる電流の増加速度よりも大きくする、
請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第１変換部および第２変換部および第３変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第４変換部とが含まれ、
前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作しており、前記第４変換部が動作していない第３状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部と前記第４変換部とが動作している第４状態になる場合に、
前記制御装置は、
前記第４変換部に流れる電流を、前記第１変換部および前記第２変換部および前記第３変換部に流れる電流よりも大きくする、
請求項１から請求項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、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源が供給する電力の電圧変換が可能な変換部を複数有し、複数の変換部が電気的に並列に接続された変換モジュールと、電圧変換を行う変換部の数である動作数を変更する変更部とを備える電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された電源装置では、電圧変換を行う変換部の数が増加させられる場合に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にしようとする考え方が採用されていない。
そのため、特許文献１に記載された電源装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にすることができない。
【０００５】
上述した問題点に鑑み、本発明は、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部の温度と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部の温度とを早期に均一にすることができる電力変換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】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係る電力変換装置は、互いに電気的に並列に接続されて、電源から供給される電力の電圧変換を行う複数の変換部と、前記複数の変換部の内で動作する変換部を設定する制御装置と、を備えた電力変換装置において、前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作していない状態から動作を始める変換部に流れる電流を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部に流れる電流に比べて、大きくすることを特徴とする電力変換装置である。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の電力変換装置では、前記制御装置は、前記複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部に流れる電流を、前記期間の後に、前記動作開始変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【０００８】
（３）上記（２）に記載の電力変換装置では、前記期間の開始時刻から、前記開始時刻より後の所定時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部に流れる電流よりも小さくし、前記所定時刻から前記期間の終了時刻までの間、前記制御装置は、前記動作開始変換部に流れる電流を、前記動作維持変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【０００９】
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の電力変換装置では、前記制御装置は、前記複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【００１０】
（５）上記（１）から（４）のいずれかに記載の電力変換装置では、前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第１変換部および第２変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第３変換部とが含まれ、前記第１変換部と前記第２変換部とが動作しており、前記第３変換部が動作していない第２状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作している第３状態になる場合に、前記制御装置は、前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部および前記第２変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【００１１】
（６）上記（５）に記載の電力変換装置では、前記第２状態から前記第３状態に切り替わった後に、前記第１変換部と前記第２変換部との温度差が閾値未満である場合には、前記制御装置は、前記第２変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流と等しくし、前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【００１２】
（７）上記（６）に記載の電力変換装置では、前記第１変換部が動作しており、前記第２変換部と前記第３変換部とが動作していない第１状態から、前記第１変換部と前記第２変換部とが動作しており、前記第３変換部が動作していない前記第２状態になり、次いで前記第２状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作している前記第３状態に切り替わった後に、前記第１変換部と前記第２変換部との温度差が閾値以上である場合には、前記制御装置は、前記第２変換部に流れる電流および前記第３変換部に流れる電流を、前記第１変換部に流れる電流よりも大きくし、前記第３変換部に流れる電流の増加速度を、前記第２変換部に流れる電流の増加速度よりも大きくしてもよい。
【００１３】
（８）上記（１）から（４）のいずれかに記載の電力変換装置では、前記複数の変換部には、少なくとも、前記動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部である動作維持変換部としての第１変換部および第２変換部および第３変換部と、前記動作していない状態から動作を始める変換部である動作開始変換部としての第４変換部とが含まれ、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部とが動作しており、前記第４変換部が動作していない第３状態から、前記第１変換部と前記第２変換部と前記第３変換部と前記第４変換部とが動作している第４状態になる場合に、前記制御装置は、前記第４変換部に流れる電流を、前記第１変換部および前記第２変換部および前記第３変換部に流れる電流よりも大きくしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記（１）に記載の電力変換装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、制御装置は、動作していない状態から動作を始める変換部（動作開始変換部）に流れる電流を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部（動作維持変換部）に流れる電流に比べて、大きくする。
そのため、上記（１）に記載の電力変換装置では、動作する変換部の数が増える前の時点で、動作維持変換部よりも低温だった動作開始変換部の温度が、迅速に上昇する。その結果、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増えた後に、動作開始変換部の温度と動作維持変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【００１５】
上記（２）および（３）に記載の電力変換装置では、複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える期間中に動作開始変換部に流れる電流を、その期間の後に動作開始変換部に流れる電流より大きくしてもよい。つまり、動作開始変換部に流れる電流が、その期間中にオーバシュートしてもよい。詳細には、その期間の開始時刻から、開始時刻より後の所定時刻までの間、動作開始変換部に流れる電流を、動作維持変換部に流れる電流より小さくし、その所定時刻からその期間の終了時刻までの間、動作開始変換部に流れる電流を、動作維持変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、動作開始変換部に流れる電流がオーバシュートしない場合よりも迅速に、動作開始変換部の温度を上昇させることができる。その結果、動作開始変換部に流れる電流がオーバシュートしない場合よりも早期に、動作開始変換部の温度と動作維持変換部の温度とを均一にすることができる。
【００１６】
上記（４）に記載の電力変換装置では、複数の変換部の温度差が閾値以上である場合に、温度が低い変換部に流れる電流を、温度が高い変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、複数の変換部の温度差を早期に閾値未満にすることができる。
【００１７】
上記（５）に記載の電力変換装置では、第２状態から第３状態に切り替わる場合に、第３変換部に流れる電流を、第１変換部および第２変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第２状態から第３状態に切り替わった後に第１変換部および第２変換部の温度と第３変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【００１８】
上記（６）および（７）に記載の電力変換装置では、第２状態から第３状態に切り替わった後に、第１変換部と第２変換部との温度差が閾値未満である場合には、第２変換部に流れる電流を、第１変換部に流れる電流と等しくし、第３変換部に流れる電流を、第１変換部に流れる電流より大きくしてもよい。一方、第２状態から第３状態に切り替わった後に、第１変換部と第２変換部との温度差が閾値以上である場合には、第２変換部に流れる電流および第３変換部に流れる電流を、第１変換部に流れる電流より大きくし、第３変換部に流れる電流の増加速度を、第２変換部に流れる電流の増加速度より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第３変換部に流れる電流の増加速度を第２変換部に流れる電流の増加速度より大きくしない場合よりも迅速に、第３変換部の温度を上昇させることができる。
【００１９】
上記（８）に記載の電力変換装置では、第１変換部と第２変換部と第３変換部とが動作しており、第４変換部が動作していない第３状態から、第１変換部と第２変換部と第３変換部と第４変換部とが動作している第４状態になる場合に、第４変換部に流れる電流を、第１変換部および第２変換部および第３変換部に流れる電流より大きくしてもよい。
そのように構成される場合には、第３状態から第４状態に切り替わった後に第１変換部および第２変換部および第３変換部の温度と第４変換部の温度とを早期に均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】第１実施形態の電力変換装置の複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える際に複数の変換部に流れる電流などを示す図である。
【図３】図１に示す第１実施形態の電力変換装置と同様に構成された比較例の電力変換装置の複数の変換部の内で動作する変換部の数が増える際に複数の変換部に流れる電流などを示す図である。
【図４】第１実施形態の電力変換装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１６において実行されるアンバランス制御などの一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２実施形態の電力変換装置の概略構成の一例を示す図である。
【図７】第２実施形態の電力変換装置における第１状態、第２状態および第３状態の一例を説明するための図である。
【図８】第２実施形態の電力変換装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の電力変換装置が適用された車両の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の電力変換装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の電力変換装置１の概略構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、電力変換装置１が、電源ＰＳから供給される電力の電圧変換を行う。電力変換装置１は、変換部１１、１２と、コンデンサＣ１、Ｃ２と、制御装置１５とを備えている。
変換部１１、１２は、電源ＰＳから供給される電力の電圧変換を行う。変換部１１と、変換部１２とは、互いに電気的に並列に接続されている。変換部１１は、リアクトルＬ１と、ダイオードＤ１と、スイッチＳ１とを備えている。変換部１２は、リアクトルＬ２と、ダイオードＤ２と、スイッチＳ２とを備えている。
コンデンサＣ１は、電力変換装置１に入力された電圧の変動を抑制する。コンデンサＣ２は、電力変換装置１から出力される電圧の変動を抑制する。
制御装置１５は、変換部１１、１２の内で動作する変換部を設定する。詳細には、制御装置１５は、変換部１１のスイッチＳ１の制御と、変換部１２のスイッチＳ２の制御とを実行する。
【００２３】
図１に示す例では、電源ＰＳの正極が電力変換装置１の入力端子ＩＴ１に接続され、電源ＰＳの負極が電力変換装置１の入力端子ＩＴ２に接続されている。
入力端子ＩＴ１は、コンデンサＣ１の一端と、リアクトルＬ１の一端と、リアクトルＬ２の一端とに接続されている。
入力端子ＩＴ２は、コンデンサＣ１の他端と、スイッチＳ１の一端と、スイッチＳ２の一端と、コンデンサＣ２の一端と、出力端子ＯＴ２とに接続されている。
リアクトルＬ１の他端は、スイッチＳ１の他端と、ダイオードＤ１の一端とに接続されている。また、スイッチＳ１は、制御装置１５に接続されている。
リアクトルＬ２の他端は、スイッチＳ２の他端と、ダイオードＤ２の一端とに接続されている。また、スイッチＳ２は、制御装置１５に接続されている。
出力端子ＯＴ１は、ダイオードＤ１の他端と、ダイオードＤ２の他端と、コンデンサＣ２の他端とに接続されている。
【００２４】
図２は第１実施形態の電力変換装置１の変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際に変換部１１、１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２などを示す図である。詳細には、図２（Ａ）は変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際に変換部１１、１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２などを示しており、図２（Ｂ）は変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際における変換部１１、１２の温度Ｔ１、Ｔ２を示しており、図２（Ｃ）は変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際における変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜を示している。
図３は図１に示す第１実施形態の電力変換装置１と同様に構成された比較例の電力変換装置の変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際に変換部１１、１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２などを示す図である。詳細には、図３（Ａ）は比較例の電力変換装置において変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際に変換部１１、１２に流れる電流Ｉ１、Ｉ２などを示しており、図３（Ｂ）は比較例の電力変換装置において変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際の変換部１１、１２の温度Ｔ１、Ｔ２を示しており、図３（Ｃ）は比較例の電力変換装置において変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える際における変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜を示している。
【００２５】
図２および図３に示す例では、時刻ｔ１以前に、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ未満であるため、変換部１１のみが動作しており、変換部１２は動作していない（変換部１２に流れる電流Ｉ２がゼロである）。つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」である。
次いで、時刻ｔ１に、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈに到達し、時刻ｔ１〜時刻ｔ５の期間中に、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が、「１」から「２」に増える。
【００２６】
図２に示す例（第１実施形態の電力変換装置１）では、時刻ｔ１以降に、制御装置１５が、動作していない状態から動作を始める変換部１２の温度Ｔ２と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部１１の温度Ｔ１とを早期に均一にするための制御を実行する。
具体的には、時刻ｔ１〜時刻ｔ４に、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが増加するように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を減少させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を増加させる。詳細には、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間、変換部１１に流れる電流Ｉ１が、変換部１２に流れる電流Ｉ２より大きくなる。次いで、時刻ｔ２〜時刻ｔ４の間には、変換部１２に流れる電流Ｉ２が、変換部１１に流れる電流Ｉ１より大きくなる。その結果、時刻ｔ４に、変換部１１の温度Ｔ１と、変換部１２の温度Ｔ２とが均一になる。
【００２７】
図２に示す例では、時刻ｔ５以降に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になり、かつ、変換部１２に流れる電流Ｉ２が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になるように、変換部１１、１２を制御する。
従って、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間、制御装置１５は、時刻ｔ５に、変換部１１に流れる電流Ｉ１が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になり、かつ、変換部１２に流れる電流Ｉ２が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になるようにするための制御を実行する。具体的には、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を増加させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を減少させる。その結果、時刻ｔ５に、変換部１１に流れる電流Ｉ１が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になり、かつ、変換部１２に流れる電流Ｉ２が、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％になる。
【００２８】
つまり、図２に示す例では、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増えた後（詳細には、時刻ｔ２〜時刻ｔ５）に、制御装置１５は、動作していない状態から動作を始める変換部１２に流れる電流Ｉ２を、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部１１に流れる電流Ｉ１に比べて、大きくする。
そのため、図２に示す例では、動作していない状態から動作を始める変換部１２の温度Ｔ２と、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部１１の温度Ｔ１とを、図３に示す例よりも早期に均一にすることができる。
【００２９】
また、図２に示す例では、制御装置１５は、複数の変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が増える期間中（詳細には、時刻ｔ３Ａ〜時刻ｔ５）に、動作していない状態から動作を始める変換部１２に流れる電流Ｉ２を、時刻ｔ５以降に変換部１２に流れる電流Ｉ２よりも大きくする。つまり、制御装置１５は、時刻ｔ３Ａ〜時刻ｔ５に、変換部１２に流れる電流Ｉ２をオーバシュートさせる。
そのため、図２に示す例では、変換部１２に流れる電流Ｉ２をオーバシュートさせない場合よりも迅速に、変換部１２の温度Ｔ２を上昇させることができる。その結果、変換部１２に流れる電流Ｉ２をオーバシュートさせない場合よりも早期に、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とを均一にすることができる。
【００３０】
詳細には、図２に示す例では、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ５）の開始時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）、制御装置１５は、変換部１２に流れる電流Ｉ２を変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも小さくする。次いで、時刻ｔ２からその期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ５）の終了時刻ｔ５までの間（時刻ｔ２〜時刻ｔ５）、制御装置１５は、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。
【００３１】
また、図２に示す例では、制御装置１５は、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である場合に（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ２｜＞０）期間（時刻ｔ１〜時刻ｔ４）のうちの時刻ｔ２〜ｔ４に）に、温度Ｔ２が低い変換部１２に流れる電流Ｉ２を、温度Ｔ１が高い変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。
そのため、図２に示す例では、図３に示す例（変換部１１よりも低温の変換部１２に流れる電流Ｉ２が、変換部１１に流れる電流Ｉ１より大きくされない例）よりも早期に、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０）状態にすることができる。
【００３２】
図１および図２に示す例では、変換部１１および変換部１２のそれぞれに温度センサ（図示せず）が備えられている。また、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とが一致すべき運転条件下において、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が故障検知閾値△ＴＨ（図２（Ｃ）参照）以上である場合に、変換部１１の温度センサおよび変換部１２の温度センサの少なくともいずれかが故障したと判定される（故障検知）。
図２に示す例では、時刻ｔ３以降に、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が故障検知閾値△ＴＨ以下になるため、上述した故障検知が、時刻ｔ３以降に実施可能になる。
詳細には、図２に示す例では、上述したように、変換部１２の温度Ｔ２と、変換部１１の温度Ｔ１とを、図３に示す例よりも早期に均一にすることができるため、図３に示す例（故障検知が時刻ｔ５Ｒ以降に実施可能になる例）よりも早期に、故障検知を実施することができる。
【００３３】
一方、図３に示す例（比較例の電力変換装置）では、時刻ｔ１以降に、変換部１１に流れる電流Ｉ１と、変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にする制御が実行される。
つまり、図３に示す例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ５に、変換部１２に流れる電流Ｉ２が増加させられるものの、変換部１２に流れる電流Ｉ２の増加速度（図３（Ａ）中の時刻ｔ１〜時刻ｔ５の電流Ｉ２の傾き）が、図２に示す例における変換部１２に流れる電流Ｉ２の増加速度（図２（Ａ）中の時刻ｔ１〜時刻ｔ４の電流Ｉ２の傾き）よりも小さい。
そのため、図３に示す例では、変換部１２の温度Ｔ２の上昇が遅く、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とが均一になるまでに、長い時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ６）がかかってしまう。
詳細には、図３に示す例では、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が故障検知閾値△ＴＨ以下になる時刻ｔ５Ｒ以降でなければ、故障検知を実施することができない。
【００３４】
図４は第１実施形態の電力変換装置１において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図４に示す例では、ステップＳ１１において、制御装置１５が動作相数判定（変換部１１、１２の内で動作する変換部の数の判定）を実行する。
詳細には、ステップＳ１１において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが、相切替閾値Ｉｔｈ（図２（Ａ）参照）未満であるか、あるいは、相切替閾値Ｉｔｈ以上であるか等を判定する。変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ未満である場合に、制御装置１５は、動作相数が１相である（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」である）と判定する。変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ以上である場合に、制御装置１５は、動作相数が２相である（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「２」である）と判定する。変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ未満から相切替閾値Ｉｔｈ以上に変化する場合に、制御装置１５は、動作相数が１相から２相に切り替わる（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える）と判定する。
【００３５】
次いで、ステップＳ１２では、制御装置１５が、ステップＳ１１における判定結果に基づいて、動作相数が１相から２相に切り替わるか否か（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えるか否か）を判定する。動作相数が１相から２相に切り替わらない場合（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えない場合）には、ステップＳ１３に進む。一方、動作相数が１相から２相に切り替わる場合（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える場合）には、ステップＳ１４に進む。
【００３６】
ステップＳ１３では、制御装置１５が、バランス制御を実行する。
詳細には、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ未満である場合に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴと等しくすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２をゼロにする。
変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが相切替閾値Ｉｔｈ以上である場合に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にする）か、あるいは、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にしようとする）（例えば図２（Ａ）の時刻ｔ４〜時刻ｔ５参照）。
【００３７】
ステップＳ１４では、制御装置１５が、変換部１１の温度センサによって検出された変換部１１の温度Ｔ１を読み取ると共に、変換部１２の温度センサによって検出された変換部１２の温度Ｔ２を読み取る。
次いで、ステップＳ１５では、制御装置１５が、ステップＳ１４において読み取られた変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とに基づいて、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上であるか否かを判定する。変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上ではない場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０）場合）には、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３において、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にしようとする）（例えば図２（Ａ）の時刻ｔ４〜時刻ｔ５参照）。一方、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ２｜＞０）場合）には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、制御装置１５が、アンバランス制御を実行する。
【００３８】
図５は図４のステップＳ１６において実行されるアンバランス制御などの一例を説明するためのフローチャートである。図５に示すルーチンは、例えば図４のステップＳ１６の実行時に開始される。
図５に示す例では、ステップＳ２１において、制御装置１５は、図４のステップＳ１４において読み取られた変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とに基づいて、変換部１１の温度Ｔ１が変換部１２の温度Ｔ２より高いか否かを判定する。変換部１１の温度Ｔ１が変換部１２の温度Ｔ２より高い場合には、ステップＳ２２に進む。一方、変換部１１の温度Ｔ１が変換部１２の温度Ｔ２より高くない場合（詳細には、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とが等しい場合）には、ステップＳ２３に進む。
【００３９】
ステップＳ２２において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが増加するように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を減少させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を増加させる（例えば図２（Ａ）の時刻ｔ１〜時刻ｔ４参照）。次いで、ステップＳ２１に戻る。
【００４０】
ステップＳ２３において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが、合計電流目標値ＩＴｔ（図２（Ａ）参照）に到達したか否かを判定する。変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが合計電流目標値ＩＴｔに到達していない場合には、ステップＳ２４に進む。一方、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが合計電流目標値ＩＴｔに到達した場合には、ステップＳ２５に進む。
【００４１】
ステップＳ２４において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが増加するように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を増加させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を減少させる（例えば図２（Ａ）の時刻ｔ４〜時刻ｔ５参照）。次いで、ステップＳ２３に戻る。
【００４２】
ステップＳ２５において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが合計電流目標値ＩＴｔに一致するように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を維持すると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を維持する（例えば図２（Ａ）の時刻ｔ５以降参照）。
【００４３】
図２に示す例では、時刻ｔ１以前に、図４のステップＳ１１において、制御装置１５は、動作相数が１相である（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」である）と判定する。また、図４のステップＳ１２において、制御装置１５は、動作相数が１相から２相に切り替わらない（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えない）と判定し、図４のステップＳ１３において、制御装置１５は、バランス制御を実行する（詳細には、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴと等しくすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２をゼロにする）。
【００４４】
図２に示す例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ５に、図４のステップＳ１１およびステップＳ１２において、制御装置１５は、動作相数が１相から２相に切り替わる（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える）と判定し、図４のステップＳ１４において、制御装置１５は、変換部１１の温度Ｔ１を読み取ると共に、変換部１２の温度Ｔ２を読み取る。
【００４５】
図２に示す例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ４に、図４のステップＳ１５において、制御装置１５は、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ２｜＞０））と判定し、図５のステップＳ２１において、制御装置１５は、変換部１１の温度Ｔ１が変換部１２の温度Ｔ２より高いと判定し、図５のステップＳ２２において、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが増加するように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を減少させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を増加させる。
【００４６】
図２に示す例では、時刻ｔ４〜時刻ｔ５に、図４のステップＳ１５において、制御装置１５は、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上ではない（つまり、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０））と判定し、図４のステップＳ１３において、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にしようとする）。詳細には、制御装置１５は、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴが増加するように、かつ、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とが均一になるように、変換部１１に流れる電流Ｉ１を増加させると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を減少させる。
【００４７】
図２に示す例では、時刻ｔ５以降に、図４のステップＳ１１において、制御装置１５は、動作相数が２相である（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「２」である）と判定する。また、図４のステップＳ１２において、制御装置１５は、動作相数が１相から２相に切り替わらない（つまり、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えない）と判定し、図４のステップＳ１３において、制御装置１５は、バランス制御を実行する。詳細には、図４のステップＳ１３において、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１、１２に流れる合計電流ＩＴの５０％にする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にする）。
【００４８】
図３に示すような比較例の電力変換装置（つまり、一般的な電力変換装置）では、電力変換装置に流れる合計電流に応じて、複数の変換部１１、１２の内で動作する変換部の数（動作相数）が決定される。また、複数の変換部１１、１２が動作する場合（つまり、動作相数が２相である場合）に、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とが均一にされる（図３（Ａ）の時刻ｔ１以降参照）。
詳細には、図３に示すような比較例の電力変換装置では、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える期間中（時刻ｔ１〜時刻ｔ５）においても、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とが均一にされる。
そのため、図３に示すような比較例の電力変換装置では、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とが均一になるまでに長い時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ６）を要してしまい、それに伴って、故障検知を実施可能になるまでに長い時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ５Ｒ）を要してしまう。
【００４９】
一方、図２に示す例（第１実施形態の電力変換装置１）では、変換部１１、１２の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える期間中（時刻ｔ１〜時刻ｔ５）に、動作していない状態から動作を始める変換部１２に流れる電流Ｉ２が、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部１１に流れる電流Ｉ１より大きくなる期間（時刻ｔ２〜時刻ｔ５）が含められている。
具体的には、図２に示す例では、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である時刻ｔ１〜時刻ｔ４（つまり、変換部１１と変換部１２とに温度差がある時刻ｔ１〜時刻ｔ４）に、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを異ならせるアンバランス制御が実行される。詳細には、制御装置１５は、時刻ｔ１〜時刻ｔ４に、低温の変換部１１に流れる電流Ｉ１を増加させ、高温の変換部１２に流れる電流Ｉ２を減少させる。
そのため、図２に示す例では、図３に示す例よりも早期に、変換部１２の温度Ｔ２と変換部１１の温度Ｔ１とを均一にすることができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の電力変換装置の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の電力変換装置１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の電力変換装置１によれば、後述する点を除き、上述した第１実施形態の電力変換装置１と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
図６は第２実施形態の電力変換装置１の概略構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、電力変換装置１が２つの変換部１１、１２を備えているが、図６に示す例では、電力変換装置１が４つの変換部１１〜１４を備えている。他の例では、電力変換装置１が４以外の数（ただし、３以上の自然数）の変換部を備えていてもよい。
【００５２】
図６に示す例では、電力変換装置１が、変換部１１〜１４と、コンデンサＣ１、Ｃ２と、制御装置１５とを備えている。詳細には、電力変換装置１は、複数の変換部として、動作する変換部の数が増える前及び後で動作し続ける変換部１１と、動作していない状態から動作を始める変換部１２〜１４とを備えている。
変換部１１〜１４は、電源ＰＳから供給される電力の電圧変換を行う。変換部１１と、変換部１２と、変換部１３と、変換部１４とは、互いに電気的に並列に接続されている。変換部１１は、リアクトルＬ１と、ダイオードＤ１と、スイッチＳ１とを備えている。変換部１２は、リアクトルＬ２と、ダイオードＤ２と、スイッチＳ２とを備えている。変換部１３は、リアクトルＬ３と、ダイオードＤ３と、スイッチＳ３とを備えている。変換部１４は、リアクトルＬ４と、ダイオードＤ４と、スイッチＳ４とを備えている。
制御装置１５は、変換部１１〜１４の内で動作する変換部を設定する。詳細には、制御装置１５は、変換部１１のスイッチＳ１の制御と、変換部１２のスイッチＳ２の制御と、変換部１３のスイッチＳ３の制御と、変換部１４のスイッチＳ４の制御とを実行する。
【００５３】
図６に示す例では、入力端子ＩＴ１が、コンデンサＣ１の一端と、リアクトルＬ１の一端と、リアクトルＬ２の一端と、リアクトルＬ３の一端と、リアクトルＬ４の一端とに接続されている。
入力端子ＩＴ２は、コンデンサＣ１の他端と、スイッチＳ１の一端と、スイッチＳ２の一端と、スイッチＳ３の一端と、スイッチＳ４の一端と、コンデンサＣ２の一端と、出力端子ＯＴ２とに接続されている。
リアクトルＬ１の他端は、スイッチＳ１の他端と、ダイオードＤ１の一端とに接続されている。また、スイッチＳ１は、制御装置１５に接続されている。リアクトルＬ２の他端は、スイッチＳ２の他端と、ダイオードＤ２の一端とに接続されている。また、スイッチＳ２は、制御装置１５に接続されている。リアクトルＬ３の他端は、スイッチＳ３の他端と、ダイオードＤ３の一端とに接続されている。また、スイッチＳ３は、制御装置１５に接続されている。リアクトルＬ４の他端は、スイッチＳ４の他端と、ダイオードＤ４の一端とに接続されている。また、スイッチＳ４は、制御装置１５に接続されている。
出力端子ＯＴ１は、ダイオードＤ１の他端と、ダイオードＤ２の他端と、ダイオードＤ３の他端と、ダイオードＤ４の他端と、コンデンサＣ２の他端とに接続されている。
【００５４】
図７は第２実施形態の電力変換装置１における第１状態、第２状態および第３状態の一例を説明するための図である。詳細には、図７（Ａ）は変換部１１が動作しており、変換部１２〜１４が動作していない電力変換装置１の第１状態（１相動作状態）を示しており、図７（Ｂ）は変換部１１、１２が動作しており、変換部１３、１４が動作していない電力変換装置１の第２状態（２相動作状態）を示しており、図７（Ｃ）は変換部１１〜１４が動作している電力変換装置１の第３状態（４相動作状態）を示している。
図６および図７に示す例では、電力変換装置１に流れる合計電流が例えばゼロから増加していくと、電力変換装置１が、図７（Ａ）に示す第１状態（１相動作状態）になり、電力変換装置１に流れる合計電流が更に増加して第１状態−第２状態切替閾値（図２に示す例の相切替閾値Ｉｔｈに相当するもの）に到達すると、電力変換装置１が、図７（Ｂ）に示す第２状態（２相動作状態）になり、電力変換装置１に流れる合計電流が更に増加して第２状態−第３状態切替閾値に到達すると、電力変換装置１が、図７（Ｃ）に示す第３状態（４相動作状態）になる。
【００５５】
図６および図７に示す例では、電力変換装置１が第１状態から第３状態まで変化する場合、電力変換装置１が第１状態から第２状態に切り替わった後に、制御装置１５は、変換部１１より低温の変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１に流れる電流Ｉ１より大きくする。そのため、図６および図７に示す例においても、図２に示す例と同様に、変換部１２の温度Ｔ２と変換部１１の温度Ｔ１とを早期に均一にすることができる。
次いで、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後に、制御装置１５は、変換部１１より低温の変換部１３に流れる電流Ｉ３、および、変換部１１より低温の変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１１に流れる電流Ｉ１より大きくする。そのため、図６および図７に示す例では、変換部１３の温度Ｔ３および変換部１４の温度Ｔ４と、変換部１１の温度Ｔ１とを早期に均一にすることができる。
【００５６】
また、図６および図７に示す例では、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後に、制御装置１５は、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１３の温度Ｔ３および変換部１４の温度Ｔ４と変換部１１の温度Ｔ１とが均一になった後に変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４よりも大きくする。つまり、制御装置１５は、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後に、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４をオーバシュートさせる。
そのため、図６および図７に示す例では、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４をオーバシュートさせない場合よりも迅速に、変換部１３の温度Ｔ３および変換部１４の温度Ｔ４を上昇させることができる。その結果、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４をオーバシュートさせない場合よりも早期に、変換部１３の温度Ｔ３および変換部１４の温度Ｔ４と、変換部１１の温度Ｔ１とを均一にすることができる。
【００５７】
ところで、図６および図７に示す例（第２実施形態の電力変換装置１）では、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後に、変換部１２の温度Ｔ２が変換部１１の温度Ｔ１と既に均一になっている第１の場合（つまり、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が既に閾値未満になっている場合）と、変換部１２の温度Ｔ２が変換部１１の温度Ｔ１と均一になっていない第２の場合（つまり、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である場合）とがあり得る。
従って、図６および図７に示す例（第２実施形態の電力変換装置１）では、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後に、制御装置１５が、第１の場合と第２の場合とで異なる制御を実行する。
【００５８】
図６および図７に示す例（第２実施形態の電力変換装置１）では、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後、変換部１２の温度Ｔ２が変換部１１の温度Ｔ１と既に均一になっている第１の場合（つまり、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が既に閾値未満になっている場合）に、制御装置１５は、変換部１２に流れる電流Ｉ２を変換部１１に流れる電流Ｉ１と等しくすると共に、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。
一方、電力変換装置１が第２状態から第３状態に切り替わった後、変換部１２の温度Ｔ２が変換部１１の温度Ｔ１と均一になっていない第２の場合（つまり、変換部１１と変換部１２との温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である場合）には、制御装置１５が、変換部１２に流れる電流Ｉ２、変換部１３に流れる電流Ｉ３、および、変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。更に、制御装置１５は、変換部１３に流れる電流Ｉ３の増加速度および変換部１４に流れる電流Ｉ４の増加速度を、変換部１２に流れる電流Ｉ２の増加速度（図２（Ａ）中の電流Ｉ２の傾きに相当するもの）よりも大きくする。
そのため、図６および図７に示す例では、変換部１３に流れる電流Ｉ３の増加速度および変換部１４に流れる電流Ｉ４の増加速度を変換部１２に流れる電流Ｉ２の増加速度より大きくしない場合よりも迅速に、変換部１３の温度Ｔ３および変換部１４の温度Ｔ４を上昇させることができ、変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２と変換部１３の温度Ｔ３と変換部１４の温度Ｔ４とを早期に均一にすることができる。
【００５９】
図８は第２実施形態の電力変換装置１において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図８に示す例では、ステップＳ３１において、制御装置１５が動作相数判定（変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数の判定）を実行する。
詳細には、ステップＳ３１において、制御装置１５は、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが、第１状態−第２状態切替閾値未満であるか、あるいは、第１状態−第２状態切替閾値以上、第２状態−第３状態切替閾値未満であるか、あるいは、第２状態−第３状態切替閾値以上であるか等を判定する。変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値未満である場合に、制御装置１５は、動作相数が１相である（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「１」である）と判定する。変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値以上、第２状態−第３状態切替閾値未満である場合に、制御装置１５は、動作相数が２相である（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「２」である）と判定する。変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第２状態−第３状態切替閾値以上である場合に、制御装置１５は、動作相数が４相である（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「４」である）と判定する。
変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値未満から第１状態−第２状態切替閾値以上、第２状態−第３状態切替閾値未満に変化する場合に、制御装置１５は、動作相数が１相から２相に切り替わる（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える）と判定する。変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値以上、第２状態−第３状態切替閾値未満から第２状態−第３状態切替閾値以上に変化する場合に、制御装置１５は、動作相数が２相から４相に切り替わる（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「２」から「４」に増える）と判定する。
【００６０】
次いで、ステップＳ３２では、制御装置１５が、ステップＳ３１における判定結果に基づいて、動作相数が１相から２相に切り替わるか否か（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えるか否か）を判定する。動作相数が１相から２相に切り替わらない場合（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増えない場合）には、ステップＳ３２Ａに進む。一方、動作相数が１相から２相に切り替わる場合（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「１」から「２」に増える場合）には、ステップＳ３４に進む。
【００６１】
ステップＳ３２Ａでは、制御装置１５が、ステップＳ３１における判定結果に基づいて、動作相数が２相から４相に切り替わるか否か（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「２」から「４」に増えるか否か）を判定する。動作相数が２相から４相に切り替わらない場合（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「２」から「４」に増えない場合）には、ステップＳ３３に進む。一方、動作相数が２相から４相に切り替わる場合（つまり、変換部１１〜１４の内で動作する変換部の数が「２」から「４」に増える場合）には、ステップＳ３７Ａに進む。
【００６２】
ステップＳ３３では、制御装置１５が、バランス制御を実行する。
詳細には、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値未満である場合に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴと等しくすると共に、変換部１２〜１４に流れる電流Ｉ２〜Ｉ４をゼロにする。
変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第１状態−第２状態切替閾値以上、第２状態−第３状態切替閾値未満である場合に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にする）か、あるいは、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にしようとする）。
変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴが第２状態−第３状態切替閾値以上である場合に、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１、変換部１２に流れる電流Ｉ２、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４のそれぞれを、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの２５％にする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２と変換部１３に流れる電流Ｉ３と変換部１４に流れる電流Ｉ４とを均一にする）か、あるいは、変換部１１に流れる電流Ｉ１、変換部１２に流れる電流Ｉ２、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４のそれぞれを、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの２５％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２と変換部１３に流れる電流Ｉ３と変換部１４に流れる電流Ｉ４とを均一にしようとする）。
【００６３】
ステップＳ３４では、制御装置１５が、変換部１１の温度センサによって検出された変換部１１の温度Ｔ１を読み取ると共に、変換部１２の温度センサによって検出された変換部１２の温度Ｔ２を読み取る。
次いで、ステップＳ３５では、制御装置１５が、ステップＳ３４において読み取られた変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２とに基づいて、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上であるか否かを判定する。変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上ではない場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０）場合）には、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３３において、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとすると共に、変換部１２に流れる電流Ｉ２を、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの５０％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２とを均一にしようとする）。一方、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上である場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ２｜＞０）場合）には、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、制御装置１５が、図４のステップＳ１６と同様に、アンバランス制御を実行する。
【００６４】
ステップＳ３７Ａでは、制御装置１５が、変換部１１の温度センサによって検出された変換部１１の温度Ｔ１を読み取り、変換部１２の温度センサによって検出された変換部１２の温度Ｔ２を読み取り、変換部１３の温度センサによって検出された変換部１３の温度Ｔ３を読み取る。
図８に示す例では、制御装置１５は、変換部１３の温度Ｔ３と変換部１４の温度Ｔ４とが等しいと推定する。他の例では、制御装置１５が、変換部１４の温度センサによって検出された変換部１４の温度Ｔ４を読み取ってもよい。
【００６５】
次いで、ステップＳ３７Ｂでは、制御装置１５が、ステップＳ３７Ａにおいて読み取られた変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２と変換部１３の温度Ｔ３とに基づいて、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上であるか否か、および、変換部１１、１３の温度差｜Ｔ１−Ｔ３｜が閾値以上であるか否かを判定する。変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上ではない場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０）場合）であって、変換部１１、１３の温度差｜Ｔ１−Ｔ３｜が閾値以上ではない場合（実質的には、変換部１１と変換部１３とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ３≒０）場合）には、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３３において、制御装置１５は、変換部１１に流れる電流Ｉ１、変換部１２に流れる電流Ｉ２、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４のそれぞれを、変換部１１〜１４に流れる合計電流ＩＴの２５％にしようとする（つまり、変換部１１に流れる電流Ｉ１と変換部１２に流れる電流Ｉ２と変換部１３に流れる電流Ｉ３と変換部１４に流れる電流Ｉ４とを均一にしようとする）。一方、変換部１１、１３の温度差｜Ｔ１−Ｔ３｜が閾値以上である場合（実質的には、変換部１１と変換部１３とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ３｜＞０）場合）には、ステップＳ３７Ｃに進む。
【００６６】
ステップＳ３７Ｃでは、制御装置１５が、ステップＳ３７Ａにおいて読み取られた変換部１１の温度Ｔ１と変換部１２の温度Ｔ２と変換部１３の温度Ｔ３とに基づいて、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上であり、かつ、変換部１１、１３の温度差｜Ｔ１−Ｔ３｜が閾値以上であるか否かを判定する。変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上であり、かつ、変換部１１、１３の温度差｜Ｔ１−Ｔ３｜が閾値以上である場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差があり（｜Ｔ１−Ｔ２｜＞０）、かつ、変換部１１と変換部１３とに温度差がある（｜Ｔ１−Ｔ３｜＞０）場合）には、ステップＳ３７Ｄに進む。一方、変換部１１、１２の温度差｜Ｔ１−Ｔ２｜が閾値以上ではない場合（実質的には、変換部１１と変換部１２とに温度差がない（Ｔ１−Ｔ２≒０）場合）には、ステップＳ３７Ｅに進む。
【００６７】
ステップＳ３７Ｄでは、制御装置１５が、変換部１２に流れる電流Ｉ２、変換部１３に流れる電流Ｉ３、および、変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。つまり、制御装置１５は、変換部１１と変換部１２との間でアンバランス制御を実行すると共に、変換部１１と、変換部１３および変換部１４との間でアンバランス制御を実行する。
更に、制御装置１５は、変換部１３に流れる電流Ｉ３の増加速度および変換部１４に流れる電流Ｉ４の増加速度を、変換部１２に流れる電流Ｉ２の増加速度（図２（Ａ）中の電流Ｉ２の傾きに相当するもの）よりも大きくする。
【００６８】
ステップＳ３７Ｅでは、制御装置１５が、変換部１２に流れる電流Ｉ２を変換部１１に流れる電流Ｉ１と等しくすると共に、変換部１３に流れる電流Ｉ３および変換部１４に流れる電流Ｉ４を、変換部１１に流れる電流Ｉ１よりも大きくする。つまり、制御装置１５は、変換部１１と変換部１２との間でバランス制御を実行すると共に、変換部１１と、変換部１３および変換部１４との間でアンバランス制御を実行する。
【００６９】
比較例の電力変換装置では、２相動作に移行したあとの故障検知開始が遅れ、変換部の温度上昇を招くおそれなどがあるのに対し、第１または第２実施形態の電力変換装置１では、そのようなおそれを抑制することができる。
また、第１または第２実施形態の電力変換装置１では、故障を早く検知できるようになり、センサ故障による異常な動作のリスクが軽減され、商品性向上につなげることができる。
【００７０】
＜適用例＞
図９は第２実施形態の電力変換装置１が適用された車両Ｖの一例を示す図である。詳細には、図９（Ａ）は電力変換装置１の動作相数が１相の状態（図７（Ａ）に示す状態）における車両Ｖを示しており、図９（Ｂ）は電力変換装置１の動作相数が２相または４相の状態（図７（Ｂ）または図７（Ｃ）に示す状態）における車両Ｖを示している。
図９に示す例では、車両Ｖが、走行モータＶ１と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）Ｖ２と、ＦＣ−ＶＣＵ（Fuel Cell Voltage Control Unit）Ｖ３と、ＦＣ制御部Ｖ４と、ＦＣスタックＶ５と、水素インジェクタＶ６と、エアポンプＶ７と、バッテリＶＣＵＶ８と、バッテリ制御部Ｖ９と、バッテリＶ１０と、電動空調Ｖ１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータＶ１２とを備えている。
走行モータＶ１は、例えば特開２０１８−２０７６２０号公報に記載された走行モータと同様の機能を有する。ＰＤＵ（Power Drive Unit）Ｖ２は、例えば特許文献１に記載されたＰＤＵと同様の機能を有する。ＦＣ−ＶＣＵ（Fuel Cell Voltage Control Unit）Ｖ３は、例えば特許文献１に記載されたＦＣ−ＶＣＵと同様の機能を有する。ＦＣ制御部Ｖ４は、例えば特開２０１０−１２４５８８号公報に記載された燃料電池制御部（ＦＣ制御部）と同様の機能を有する。ＦＣスタックＶ５は、例えば特許文献１に記載されたＦＣスタックと同様の機能を有する。水素インジェクタＶ６は、ＦＣスタックＶ５に対して水素を供給する。エアポンプＶ７は、ＦＣスタックＶ５に対して空気（酸素）を供給する。
バッテリＶＣＵＶ８は、例えば特許文献１に記載されたＶＣＵと同様の機能を有する。バッテリ制御部Ｖ９は、例えば特開２０１０−１２４５８８号公報に記載されたバッテリ制御部と同様の機能を有する。バッテリＶ１０は、例えば特許文献１に記載されたバッテリと同様の機能を有する。電動空調Ｖ１１およびＤＣ／ＤＣコンバータＶ１２は、車両Ｖの補機の一部を構成する。
【００７１】
図９に示す例では、第２実施形態の電力変換装置１が、ＦＣ−ＶＣＵ（Fuel Cell Voltage Control Unit）Ｖ３として用いられる。
車両Ｖのアイドル運転時あるいは低速運転時には、電力変換装置１（ＦＣ−ＶＣＵＶ３）が上述した第１状態（１相動作状態）になる。また、図９（Ａ）に示すように、ＦＣスタックＶ５によって発電が行われ、ＦＣスタックＶ５の発電電力が、走行モータＶ１と、補機としてのエアポンプＶ７、電動空調Ｖ１１およびＤＣ／ＤＣコンバータＶ１２とに供給されると共に、必要に応じてバッテリＶ１０に充電される。
車両Ｖの中速運転時あるいは高速運転時（ＷＯＴ（ワイドオープンスロットル）運転時を含む）には、電力変換装置１（ＦＣ−ＶＣＵＶ３）が上述した第２状態（２相動作状態）または第３状態（４相動作状態）になる。また、図９（Ｂ）に示すように、ＦＣスタックＶ５によって発電が行われ、ＦＣスタックＶ５の発電電力およびバッテリＶ１０からの電力が、走行モータＶ１に供給される。更に、バッテリＶ１０からの電力は、補機としてのエアポンプＶ７、電動空調Ｖ１１およびＤＣ／ＤＣコンバータＶ１２にも供給される。
本発明者の鋭意研究において、図９に示す適用例では、車両Ｖの運転中の損失を、比較例の電力変換装置が適用された車両と比較して３０％低減することができた。
【００７２】
図９に示す例では、第２実施形態の電力変換装置１が、ＦＣ−ＶＣＵＶ３として用いられているが、他の例では、第１実施形態の電力変換装置１が、ＦＣ−ＶＣＵＶ３として用いられてもよい。更に他の例では、第１または第２実施形態の電力変換装置１が、バッテリＶ１０から走行モータＶ１に供給される電力の電圧変換を行ってもよい。
【００７３】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００７４】
１…電力変換装置、１１、１２、１３、１４…変換部、１５…制御装置、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…リアクトル、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４…ダイオード、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…スイッチ、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ、ＩＴ１、ＩＴ２…入力端子、ＯＴ１、ＯＴ２…出力端子、ＰＳ…電源、Ｖ…車両、Ｖ１…走行モータ、Ｖ２…ＰＤＵ、Ｖ３…ＦＣ−ＶＣＵ、Ｖ４…ＦＣ制御部、Ｖ５…ＦＣスタック、Ｖ６…水素インジェクタ、Ｖ７…エアポンプ、Ｖ８…バッテリＶＣＵ、Ｖ９…バッテリ制御部、Ｖ１０…バッテリ、Ｖ１１…電動空調、Ｖ１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ
【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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