(57)【要約】  電源制御装置（２０）は、第１の蓄電装置（１）と第２の蓄電装置（５）とを電力源として負荷（インバータ（２））の電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置（２０）であって、電力変換器（４）と、第１の蓄電装置（１）の一方の端子と負荷（インバータ（２））の電源端子との間に配置されるスイッチ（６）と、スイッチ（６）の導通状態を制御する制御回路（１０）と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蓄電装置と第２の蓄電装置とを電力源として負荷の電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置であって、
電力変換器と、
前記第１の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置されるスイッチと、
前記スイッチの導通状態を制御する制御回路と、を備える
電源制御装置。
【請求項２】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置される
請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第１の蓄電装置の前記一方の端子と、前記負荷の前記電源端子との電位差が所定値よりも小さい場合に、前記スイッチを導通させる
請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記電力変換器は、双方向に電力伝達可能な昇降圧コンバータである
請求項２又は３に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記昇降圧コンバータは、
第１のハイサイドスイッチと第１のローサイドスイッチとが直列接続される第１の直列回路であって、前記第２の蓄電装置と並列に配置される第１の直列回路と、
第２のハイサイドスイッチと第２のローサイドスイッチとが直列接続される第２の直列回路であって、前記負荷と並列に配置される第２の直列回路と、
前記第１のハイサイドスイッチと前記第１のローサイドスイッチとの接続点と、前記第２のハイサイドスイッチと前記第２のローサイドスイッチとの接続点との間に配置されるインダクタと、を有する
請求項４に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは降圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側へは昇圧するコンバータである
請求項２又は３に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記コンバータは、
ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記第２の蓄電装置と並列に配置される直列回路と、
前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記負荷の前記電源端子との間に配置されるインダクタと、を有する
請求項６に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側へは降圧するコンバータである
請求項２又は３に記載の電源制御装置。
【請求項９】
前記コンバータは、
ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記負荷と並列に配置される直列回路と、
前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子との間に配置されるインダクタと、を有する
請求項８に記載の電源制御装置。
【請求項１０】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の他方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子側へは降圧するコンバータである
請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項１１】
前記コンバータは、
ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記負荷と並列に配置される直列回路と、
前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子との間に配置されるインダクタと、を有する
請求項１０に記載の電源制御装置。
【請求項１２】
前記第１の蓄電装置は、３０Ｖ以上の電圧となる
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１３】
第１の蓄電装置と第２の蓄電装置とを備え、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置とを電力源として負荷の電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置であって、
更に、
電力変換器と、
前記第１の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の電源端子との間に配置されるスイッチと、
前記スイッチの導通状態を制御する制御回路と、を備える
電源装置。
【請求項１４】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置される
請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１５】
前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の他方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子側へは降圧するコンバータである
請求項１３に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源制御装置、及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として注目されている電気自動車、ハイブリッド自動車は、リチウムイオンバッテリーのような二次電池に代表される第１の蓄電装置と、インバータと、インバータによって駆動されるモータとを有する。【０００３】
特許文献１には、第１の蓄電装置を電力源として、負荷であるインバータの電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７３４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される従来の電源制御装置では、第１の蓄電装置と負荷との間の電流経路に電力変換器が配置されている。このため、上記従来の電源制御装置では、第１の蓄電装置と負荷との間の電力伝達において、上記電力変換器による電力損失が生じる。一般に、第１の蓄電装置と負荷との間の電力伝達における電力損失は、抑制されることが望ましい。【０００６】
そこで、本発明は、第１の蓄電装置と負荷との間の電力伝達における電力損失を抑制することができる電源制御装置、及び電源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】
【０００７】
本開示の一態様に係る電源制御装置は、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置とを電力源として負荷の電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置であって、電力変換器と、前記第１の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置されるスイッチと、前記スイッチの導通状態を制御する制御回路と、を備える。【０００８】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置されるとしてもよい。【０００９】
また、前記制御回路は、前記第１の蓄電装置の前記一方の端子と、前記負荷の前記電源端子との電位差が所定値よりも小さい場合に、前記スイッチを導通させるとしてもよい。【００１０】
また、前記電力変換器は、双方向に電力伝達可能な昇降圧コンバータであるとしてもよい。【００１１】
また、前記昇降圧コンバータは、第１のハイサイドスイッチと第１のローサイドスイッチとが直列接続される第１の直列回路であって、前記第２の蓄電装置と並列に配置される第１の直列回路と、第２のハイサイドスイッチと第２のローサイドスイッチとが直列接続される第２の直列回路であって、前記負荷と並列に配置される第２の直列回路と、前記第１のハイサイドスイッチと前記第１のローサイドスイッチとの接続点と、前記第２のハイサイドスイッチと前記第２のローサイドスイッチとの接続点との間に配置されるインダクタと、を有するとしてもよい。【００１２】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは降圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側へは昇圧するコンバータであるとしてもよい。【００１３】
また、前記コンバータは、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記第２の蓄電装置と並列に配置される直列回路と、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記負荷の前記電源端子との間に配置されるインダクタと、を有するとしてもよい。【００１４】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子側へは降圧するコンバータであるとしてもよい。【００１５】
また、前記コンバータは、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記負荷と並列に配置される直列回路と、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記第２の蓄電装置の前記一方の端子との間に配置されるインダクタと、を有するとしてもよい。【００１６】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の他方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子側へは降圧するコンバータであるとしてもよい。【００１７】
また、前記コンバータは、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとが直列接続される直列回路であって、前記負荷と並列に配置される直列回路と、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点と、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子との間に配置されるインダクタと、を有するとしてもよい。【００１８】
また、前記第１の蓄電装置は、３０Ｖ以上の電圧となるとしてもよい。【００１９】
本開示の一態様に係る電源装置は、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置とを備え、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置とを電力源として負荷の電源端子に電源電圧を供給する電源制御装置であって、更に、電力変換器と、前記第１の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の電源端子との間に配置されるスイッチと、前記スイッチの導通状態を制御する制御回路と、を備える。【００２０】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の一方の端子と前記負荷の前記電源端子との間に配置されるとしてもよい。【００２１】
また、前記電力変換器は、前記第２の蓄電装置の他方の端子側から前記負荷の前記電源端子側へは昇圧し、前記負荷の前記電源端子側から、前記第２の蓄電装置の前記他方の端子側へは降圧するコンバータであるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本開示の一態様に係る電源制御装置、及び電源装置によると、第１の蓄電装置と負荷との間の電力伝達における電力損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施の形態１に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１に係る負荷に電源電圧が供給される様子を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態１に係る第２の蓄電装置に回生電力が蓄電される様子を示す模式図である。
【図３】図３は、比較例に係る電源装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るスイッチ及び制御回路の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る車両の車速、各部の電位、及び、スイッチの導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、実施の形態２に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る車両の車速、各部の電位、及び、スイッチの導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、実施の形態３に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る車両の車速、各部の電位、及び、スイッチの導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態４に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４に係る車両の車速、各部の電位、及び、スイッチの導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本開示の一態様に係る電源制御装置、及び電源装置の具体例について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定するものではない。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る電源装置について説明する。この電源装置は、負荷の電源端子に電源電圧を供給する装置である。ここでは、一例として、負荷が、電気自動車、ハイブリッド自動車等の動力源となるモータを駆動するインバータであるとして説明する。しかしながら、負荷は、モータを駆動するインバータに限定される必要はない。
【００２６】
図１は、実施の形態１に係る電源装置３０の回路構成の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、電源装置３０は、第１の蓄電装置１と、第２の蓄電装置５と、電源制御装置２０とを備え、負荷であるインバータ２の電源端子に電源電圧を供給する。電源装置３０のグラウンドとインバータ２のグラウンドとは共通である。
【００２８】
インバータ２は、電源端子とグラウンド端子とを有し、電源装置３０から電源端子に供給される電源電圧を利用してモータ３を駆動する。グラウンド端子は、グラウンドと接続される。以下では、インバータ２の電源端子の電位をＶｄと称する。
【００２９】
モータ３は、電気自動車又はハイブリッド自動車の動力源であり、例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車を、加速、巡航、減速させる。モータ３は、電気自動車又はハイブリッド自動車を減速させる場合には、発電機として動作して回生電力を生成する。モータ３により生成される回生電力は、インバータ２の電源端子を介して、電源装置３０に供給される。
【００３０】
第１の蓄電装置１は、一方の端子と他方の端子とを有し、一方の端子と他方の端子との間に電力を蓄電する。第１の蓄電装置１は、例えば、二次電池等である。第１の蓄電装置１は、他方の端子がグラウンドに接続される。以下では、第１の蓄電装置１の一方の端子の電位をＶｂと称する。モータ３が動力源となるハイブリッド車がマイルドハイブリッドである場合には、Ｖｂは、例えば、４８Ｖである。
【００３１】
第２の蓄電装置５は、一方の端子と他方の端子とを有し、一方の端子と他方の端子との間に電力を蓄電する。第２の蓄電装置５は、例えば、コンデンサ、二次電池等である。第２の蓄電装置５は、他方の端子がグラウンドに接続される。以下では、第２の蓄電装置５の一方の端子の電位をＶｃと称する。
【００３２】
電源制御装置２０は、第１の蓄電装置１と第２の蓄電装置５とを電力源として、負荷であるインバータ２の電源端子に電源電圧を供給する。電源制御装置２０のグラウンドと電源装置３０のグラウンドとは共通である。
【００３３】
電源制御装置２０は、スイッチ６と、電力変換器４と、制御回路１０とを備える。
【００３４】
スイッチ６は、第１の蓄電装置１の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との間に配置され、第１の蓄電装置１の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との間の導通状態を、導通と遮断とのいずれかに切り替える。
【００３５】
電力変換器４は、第２の蓄電装置５の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との間に配置され、第２の蓄電装置５の一方の端子からインバータ２の電源端子へ、又は、インバータ２の電源端子から第２の蓄電装置５の一方の端子へ、両者の電位の高低に関係なく、電力を伝達する。より具体的には、電力変換器４は、第２の蓄電装置５の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との双方向に電力伝達可能なコンバータ（昇降圧コンバータ）である。
【００３６】
制御回路１０は、スイッチ６の導通状態を制御する。より具体的には、制御回路１０は、第１の蓄電装置１の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との電位差が所定値よりも小さい場合に、スイッチ６を導通させ、所定値よりも大きい場合に、スイッチ６を遮断させる。また、制御回路１０は、電力変換器４の動作、及び、インバータ２の動作を制御する。
【００３７】
図２Ａは、スイッチ６の導通状態が導通である場合、すなわち、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも小さい場合において、電源制御装置２０が、第１の蓄電装置１と第２の蓄電装置５とを電力源として、負荷であるインバータ２の電源端子に電源電圧を供給する様子を示す模式図である。
【００３８】
図２Ａに示すように、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも小さい場合には、第１の蓄電装置１と第２の蓄電装置５との双方から、インバータ２へ電力が供給される。すなわち、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも小さい場合には、第１の蓄電装置１からインバータ２への電力供給は、第２の蓄電装置５からインバータ２への電力供給によりアシストされる。このため、第１の蓄電装置１の急速放電が抑制され、第１の蓄電装置１の劣化が抑制される。
【００３９】
また、図２に示すように、第１の蓄電装置１とインバータ２との間の電流経路には、スイッチ６以外の回路が存在しないため、第１の蓄電装置１とインバータ２との間の電力伝達における電力損失は、スイッチ６による電力損失に限定される。
【００４０】
一方で、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも大きい場合には、スイッチ６の導通状態が遮断となる。これにより、第１の蓄電装置１からインバータ２への電力供給において、ＶｂとＶｄとの電位差が比較的大きいことに起因する、第１の蓄電装置１の急速放電が抑制される。このため、第１の蓄電装置１の劣化が抑制される。
【００４１】
図２Ｂは、スイッチ６の導通状態が遮断である場合、すなわち、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも大きい場合において、モータ３により生成される回生電力が、第２の蓄電装置５に蓄電される様子を示す模式図である。
【００４２】
電力変換器４は、Ｖｄ＞Ｖｃの場合には、ＶｄからＶｃへと降圧動作を行う。また、電力変換器４は、Ｖｄ＜Ｖｃの場合には、ＶｄからＶｃへと昇圧動作を行う。これにより、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄとＶｃとの電位の高低に関係なく、第２の蓄電装置５に伝達される。すなわち、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄとＶｃとの電位の高低に関係なく、第２の蓄電装置５に蓄電される。言い換えると、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｃよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５に蓄電される。
【００４３】
ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも大きい場合には、スイッチ６の導通状態が遮断となる。このため、モータ３により生成される回生電力は、第１の蓄電装置１に蓄電されない。これにより、モータ３により生成される回生電力の第１の蓄電装置１への蓄電において、ＶｂとＶｄとの電位差が比較的大きいことに起因する、第１の蓄電装置１の急速充電が抑制される。このため、第１の蓄電装置１の劣化が抑制される。
【００４４】
一方で、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも小さい場合には、スイッチ６の導通状態が導通となる。これにより、モータ３により生成される回生電力は、第１の蓄電装置１にも蓄電される。この際、ＶｂとＶｄとの電位差が所定値よりも小さいため、ＶｂとＶｄとの電位差が比較的大きいことに起因する、第１の蓄電装置１の急速放電が抑制される。このため、第１の蓄電装置１の劣化が抑制される。
【００４５】
図３は、比較例に係る電源装置の回路構成を示すブロック図である。
【００４６】
図３に示すように、比較例に係る電源装置は、第１の蓄電装置１０１と、第２の蓄電装置１０７と、第１の電力変換器１０２と、第２の電力変換器１０６と、制御回路１０５とを備え、負荷であるインバータ１０３の電源端子に電源電圧を供給する。比較例に係る電源装置のグラウンドとインバータ１０３のグラウンドとは共通である。比較例に係る電源装置の構成要素のうち、第１の電力変換器１０２と、第２の電力変換器１０６と、制御回路１０５とは、比較例に係る電源制御装置を構成する。
【００４７】
第１の蓄電装置１０１と、第２の蓄電装置１０７と、インバータ１０３と、モータ１０４とは、それぞれ、第１の蓄電装置１と、第２の蓄電装置５と、インバータ２と、モータ３と同様である。
【００４８】
第１の電力変換器１０２は、第１の蓄電装置１０１の一方の端子の電位Ｖｂを昇圧して、インバータ１０３の電源端子に出力する昇圧モードと、インバータ１０３の電源端子の電位Ｖｄを降圧して、第１の蓄電装置１０１の一方の端子に出力する降圧モードとを有する。
【００４９】
第２の電力変換器１０６は、第２の蓄電装置１０７の一方の端子の電位Ｖｃを昇圧して、第１の蓄電装置１０１の一方の端子に出力する昇圧モードと、第１の蓄電装置１０１の一方の端子の電位Ｖｂを降圧して、第２の蓄電装置の一方の端子に出力する降圧モードとを有する。
【００５０】
制御回路１０５は、第１の電力変換器１０２の動作、第２の電力変換器１０６の動作、及び、インバータ１０３の動作を制御する。
【００５１】
制御回路１０５は、例えば、インバータ１０３が比較的大きな電力を消費する場合、すなわち、電気自動車又はハイブリッド自動車の発進／加速時に、第１の電力変換器１０２と第２の電力変換器１０６とを共に昇圧モードで動作させる。これにより、第１の蓄電装置１０１と第２の蓄電装置１０７との双方を電力源として、インバータ１０３の電源端子に電源電圧が供給される。この際、制御回路１０５は、第１の蓄電装置１０１の急速放電が回避されるように、第１の電力変換器１０２の動作、及び、第２の電力変換器１０６の動作を制御する。
【００５２】
制御回路１０５は、例えば、インバータ１０３が比較的小さな電力を消費する場合、すなわち、電気自動車又はハイブリッド自動車がほぼ定速で走行する巡航時に、第１の電力変換器１０２を昇圧モードで動作させ、第２の電力変換器１０６の動作を停止させる。これにより、第１の蓄電装置１０１を電力源として、インバータ１０３の電源端子に電源電圧が供給される。
【００５３】
制御回路１０５は、例えば、インバータ１０３の電源端子から、モータ１０４により生成される回生電力が供給される場合、すなわち、電気自動車又はハイブリッド自動車の減速時に、第１の電力変換器１０２と第２の電力変換器１０６とを共に降圧モードで動作させる。これにより、モータ１０４により生成される回生電力が、第１の蓄電装置１０１と第２の蓄電装置１０７との双方に蓄電される。この際、制御回路１０５は、第１の蓄電装置１０１の急速充電が回避されるように、第１の電力変換器１０２の動作、及び、第２の電力変換器１０６の動作を制御する。
【００５４】
上記構成の比較例に係る電源制御装置では、第１の蓄電装置１０１とインバータ１０３との間の電力伝達に、第１の電力変換器１０２が介在する。このため、第１の蓄電装置１０１とインバータ１０３との間の電力伝達において、第１の電力変換器１０２による電力変換に伴う電力損失が生じる。これに対して、電源制御装置２０では、上述した通り、第１の蓄電装置１とインバータ２との間の電流経路には、スイッチ６以外の回路が存在しない。このため、第１の蓄電装置１とインバータ２との間の電力伝達において、電力損失は、スイッチ６による電力損失に限定される。
【００５５】
このように、電源制御装置２０によると、比較例に係る電源制御装置よりも、第１の蓄電装置１０１と負荷であるインバータ１０３との間の電力伝達における電力損失を抑制することができる。
【００５６】
また、上記構成の比較例に係る電源制御装置では、モータ１０４により生成される回生電力が、第１の電力変換器１０２を介して、インバータ１０３側から第２の電力変換器１０６側へと伝達される際に、第２の電力変換器１０６側への出力電圧は、第１の蓄電装置１０１の一方の端子の電位Ｖｂにクランプされる。このため、モータ１０４により生成される回生電力は、ＶｄがＶｂよりも低くなる領域では、第２の蓄電装置１０７に蓄電されない。これに対して、電源制御装置２０では、モータ３により生成される回生電力が、インバータ２を介して電力変換器４側へ伝達される際に、電力変換器４側の出力電圧は、第１の蓄電装置１の出力電圧Ｖｂにクラップされない。このため、電源制御装置２０では、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｂよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５に蓄電される。
【００５７】
このように、電源制御装置２０によると、比較例に係る電源制御装置よりも、モータ３により生成される回生電力を、より効率的に、第２の蓄電装置５に蓄電することができる。
【００５８】
図４は、スイッチ６及び制御回路１０の回路構成の一例を示すブロック図である。但し、図４は、制御回路１０のうち、スイッチ６の導通状態を制御する機能を実現するための回路についての構成のみを図示する図面となっている。制御回路１０は、実際には、図４に図示された回路構成以外の回路も含んで構成される。
【００５９】
図４に示すように、スイッチ６は、ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２とを含んで構成される。
【００６０】
ＰＭＯＳＦＥＴ６１のソース端子には、第１の蓄電装置１０１の一方の端子の電位Ｖｂが印加され、ＰＭＯＳＦＥＴ６２のソース端子には、インバータ２の電源端子の電位Ｖｄが印加される。また、ＰＭＯＳＦＥＴ６１のドレイン端子とＰＭＯＳＦＥＴ６２のドレイン端子とが接続される。これにより、ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２とからなる双方向スイッチが構成される。すなわち、スイッチ６は、ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２とにより構成される双方向スイッチである。
【００６１】
図４に示すように、制御回路１０は、ダイオード７０と、ダイオード７１と、ＮＭＯＳＦＥＴ７２と、ＰＭＯＳＦＥＴ７３と、ＰＭＯＳＦＥＴ７４と、抵抗７５と、抵抗７６と、ダイオード７７と、ダイオード７８と、ＮＭＯＳＦＥＴ７９と、インバータ８０と、ＡＮＤゲート８１と、コンパレータ８２と、コンパレータ８３と、電圧源８４と、電圧源８５とを含んで構成される。
【００６２】
ＰＭＯＳＦＥＴ６１のゲート端子とＰＭＯＳＦＥＴ６２のゲート端子とは、それぞれダイオード７０及びダイオード７１を介してＮＭＯＳＦＥＴ７２のドレイン端子に接続される。ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２とは、ＮＭＯＳＦＥＴ７２がオンするとそれらの各ゲート端子が低電位になってオン状態となる。また、ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２との各ソース端子−ゲート端子間には、それぞれＰＭＯＳＦＥＴ７３とＰＭＯＳＦＥＴ７４が接続される。このため、ＰＭＯＳＦＥＴ７３がオンであればＰＭＯＳＦＥＴ６１はオフし、ＰＭＯＳＦＥＴ７４がオンであればＰＭＯＳＦＥＴ６２はオフする。
【００６３】
また、ＰＭＯＳＦＥＴ７３とＰＭＯＳＦＥＴ７４の各ソース−ゲート端子間には、それぞれ抵抗７５と抵抗７６が接続され、ＰＭＯＳＦＥＴ７３とＰＭＯＳＦＥＴ７４の各ゲート端子は、それぞれダイオード７７及びダイオード７８を介してＮＭＯＳＦＥＴ７９のドレイン端子に接続される。ＰＭＯＳＦＥＴ７３とＰＭＯＳＦＥＴ７４とは、ＮＭＯＳＦＥＴ７９がオンするとそれらの各ゲート端子が低電位になってオン状態となる。
【００６４】
従って、ＮＭＯＳＦＥＴ７９がオンすると、ＰＭＯＳＦＥＴ６１とＰＭＯＳＦＥＴ６２はオフ状態となる。
【００６５】
一方、ＮＭＯＳＦＥＴ７９がオフであると、ＰＭＯＳＦＥＴ７３とＰＭＯＳＦＥＴ７４とは、それらの各ゲート端子が抵抗７５及び抵抗７６によって高電位となりオフ状態となる。
【００６６】
ＮＭＯＳＦＥＴ７９のゲート端子には、ＮＭＯＳＦＥＴ７２のゲート端子に印加される駆動信号Ｖｇがインバータ８０によって論理反転されて印加される。従って、ＮＭＯＳＦＥＴ７２のゲート端子に印加される駆動信号Ｖｇが論理値“Ｈ”の時にスイッチ６はオンし、駆動信号Ｖｇが論理値“Ｌ”の時にスイッチ６はオフする。
【００６７】
駆動信号Ｖｇは、ＡＮＤゲート８１の出力であり、ＡＮＤゲート８１にはコンパレータ８２とコンパレータ８３との各出力が入力される。コンパレータ８２は、正入力端子に電位Ｖｂが入力され、負入力端子には電位Ｖｄから電圧源８４の電位を減じた電位が入力される。コンパレータ８３は、正入力端子に電位Ｖｄが入力され、負入力端子には電位Ｖｂから電圧源８５の電位を減じた電位が入力される。電圧源８４と電圧源８５の電位が等しくΔＶであるとすると、コンパレータ８２が論理値“Ｈ”を出力するのは、Ｖｂ＞Ｖｄ−ΔＶの時であり、コンパレータ８３が論理値“Ｈ”を出力するのは、Ｖｄ＞Ｖｂ−ΔＶの時である。
【００６８】
従って、−ΔＶ＜Ｖｄ−Ｖｂ＜ΔＶの時、すなわち、ＶｂとＶｄの電位差が所定値ΔＶより小さい時、駆動信号Ｖｇが論理値“Ｈ”となってスイッチ６の導通状態が導通となる。ここでは、所定値ΔＶは、Ｖｂ、Ｖｄに対して十分小さいとする。このため、Ｖｂ≒Ｖｄのときにスイッチ６の導通状態が導通となる。導通状態が導通となるスイッチ６の抵抗値をＲｏｎとすると、第１の蓄電装置１の充放電電流の絶対値はΔＶ／Ｒｏｎに制限される。これにより、第１の蓄電装置１からインバータ２への電力供給、及び、インバータ２から第１の蓄電装置１への電力回生において、Ｖｂ≒Ｖｄの関係が保たれ、第１の蓄電装置１に比較的大きな充放電電流が流れることを抑制することができる。
【００６９】
図５は、電源装置３０の回路構成の一例を示すブロック図である。図５は、図１に対して、電力変換器４の構成をより詳細に図示する図となっている。
【００７０】
電力変換器４は、双方向に電力伝達可能なＨブリッジ型のコンバータ（昇降圧コンバータ）である。
【００７１】
図５に示すように、電力変換器４は、第１のハイサイドスイッチ４１と、第１のローサイドスイッチ４２と、第２のハイサイドスイッチ４３と、第２のローサイドスイッチ４４と、インダクタ４０と、平滑コンデンサ４５とを備える。
【００７２】
第１のハイサイドスイッチ４１と第２のハイサイドスイッチ４３とは、それぞれ、ＰＭＯＳＦＥＴであり、第１のローサイドスイッチ４２と第２のローサイドスイッチ４４とは、それぞれ、ＮＭＯＳＦＥＴである。
【００７３】
第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２とは、直列接続されて第１の直列回路を構成する。第１の直列回路は、第２の蓄電装置５と並列に配置される。第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２とが交互にオン／オフすることにより、それらの接続点ＬＸ１の電位は、第２の蓄電装置５の電位Ｖｃもしくはゼロ電位となる。以下、接続点ＬＸ１の電位をＶＬ１と称する。
【００７４】
第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とは、直列接続されて第２の直列回路を構成する。第２の直列回路は、平滑コンデンサ４５と並列に配置される。平滑コンデンサ４５は、インバータ２と並列に配置される。第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とが交互にオン／オフすることにより、それらの接続点ＬＸ２の電位は、インバータ２の電源端子の電位Ｖｄもしくはゼロ電位となる。以下、接続点ＬＸ２の電位をＶＬ２と称する。
【００７５】
インダクタ４０は、一方の端子が接続点ＬＸ１に接続され、他方の端子が接続点ＬＸ２に接続される。
【００７６】
制御回路１０は、ＶｂとＶｃとＶｄとが入力され、スイッチ６の制御信号と電力変換器４の制御信号と、インバータ２の制御信号とを出力する。
【００７７】
以下、電力変換器４の動作例について説明する。
【００７８】
まず、Ｖｃ＞Ｖｄの場合には、第２のハイサイドスイッチ４３はオン、第２のローサイドスイッチ４４はオフ状態に固定され、第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２とは交互にスイッチングする。
【００７９】
Ｖｃ＞Ｖｄの場合において、第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力供給している場合には、第１のハイサイドスイッチ４１がオンのときに、第２の蓄電装置５→第１のハイサイドスイッチ４１→インダクタ４０→第２のハイサイドスイッチ４３→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第２の蓄電装置５のループで電流が流れ、第１のハイサイドスイッチ４１がオフのときに、第１のローサイドスイッチ４２→インダクタ４０→第２のハイサイドスイッチ４３→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第１のローサイドスイッチ４２のループで電流が流れる。
【００８０】
すなわち、電力変換器４は第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力供給するコンバータ（降圧コンバータ）として動作する。
【００８１】
Ｖｃ＞Ｖｄの場合において、インバータ２から第２の蓄電装置５へ電力回生している場合には、第１のローサイドスイッチ４２がオンの時に、平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第１のローサイドスイッチ４２→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）のループで電流が流れ、第１のローサイドスイッチ４２がオフのときに、平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第１のハイサイドスイッチ４１→第２の蓄電装置５→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）のループで電流が流れる。
【００８２】
すなわち、電力変換器４はインバータ２から第２の蓄電装置５へ電力回生するコンバータ（昇圧コンバータ）として動作する。
【００８３】
次に、Ｖｃ＜Ｖｄの場合には、第１のハイサイドスイッチ４１はオン、第１のローサイドスイッチ４２はオフ状態に固定され、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とは交互にスイッチングする。
【００８４】
Ｖｃ＜Ｖｄの場合において、第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力供給している場合には、第２のローサイドスイッチ４４がオンのとき、第２の蓄電装置５→第１のハイサイドスイッチ４１→インダクタ４０→第２のローサイドスイッチ４４→第２の蓄電装置５のループで電流が流れ、第２のローサイドスイッチ４４のオフのときに、第２の蓄電装置５→第１のハイサイドスイッチ４１→インダクタ４０→第２のハイサイドスイッチ４３→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第２の蓄電装置５のループで電流が流れる。
【００８５】
すなわち、電力変換器４は第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力供給するコンバータ（昇圧コンバータ）として動作する。
【００８６】
Ｖｃ＜Ｖｄの場合において、インバータ２から第２の蓄電装置５へ電力回生している場合には、第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき、平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第１のハイサイドスイッチ４１→第２の蓄電装置５→平滑コンデンサ４５（又はインバータ２）のループで電流が流れ、第２のハイサイドスイッチ４３がオフのとき、第２のローサイドスイッチ４４→インダクタ４０→第１のハイサイドスイッチ４１→第２の蓄電装置５→第２のローサイドスイッチ４４のループで電流が流れる。
【００８７】
すなわち、電力変換器４Ａはインバータ２から第２の蓄電装置５へ電力回生するコンバータ（降圧コンバータ）として動作する。
【００８８】
次に、Ｖｃ≒Ｖｄの場合には、第１のハイサイドスイッチ４１と第２のハイサイドスイッチ４３がオン状態、第１のローサイドスイッチ４２と第２のローサイドスイッチ４４とはオフ状態に固定される。
【００８９】
図６は、電気自動車又はハイブリッド自動車（以下、「車両」とも称する）の車速、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｃ、ＶＬ１、ＶＬ２、及び、スイッチ６の導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。ここでは、第１の蓄電装置１の容量が十分大きく、第１の蓄電装置１の充放電に伴うＶｂの変化は無視できる程度に小さいとして説明する。
【００９０】
時刻ｔ０以前では車両は停止状態である。このとき、電力変換器４及びインバータ２は停止し、スイッチ６の導通状態は遮断である。ここでは、時刻ｔ０以前において、第１の蓄電装置１及び第２の蓄電装置５は十分に充電されており、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄであるとする。
【００９１】
時刻ｔ０〜ｔ３の期間に、車両は発進／加速する。時刻ｔ０になると、制御回路１０は、インバータ２を動作させる。これによりモータ３が回転し、車速が上昇する。また、制御回路１０は、電力変換器４を制御して、電力変換器４を、第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力を供給するコンバータ（降圧コンバータ）として動作させる。これにより、ＶＬ１はＶｃを高電位とするスイッチング波形となり、ＶＬ２はＶｄとなる。第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力の供給が開始されると、Ｖｄは上昇する。これにより、モータ３の回転数が上がり、車速がさらに上昇する。ＶｄがＶｂに至る時刻ｔ１までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄの関係になる。
【００９２】
時刻ｔ１になると、スイッチ６の導通状態が遮断から導通となり、第１の蓄電装置１からもインバータ２へ電力が供給される。ＶｃがＶｄに至る時刻ｔ２までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ＞Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【００９３】
時刻ｔ２になると、Ｖｃ≒Ｖｄとなるので、電力変換器４は、第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２とのスイッチングを停止し、第１のハイサイドスイッチ４１と第２のハイサイドスイッチ４３がオン状態に固定され、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が巡航を開始する時刻ｔ３までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ≒Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【００９４】
時刻ｔ３になると、電源装置３０は、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間と同様の動作を行う。このため、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が減速を開始する時刻ｔ４までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ≒Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【００９５】
時刻ｔ４になると、モータ３が回生電力を生成し、Ｖｄは上昇する。これにより、スイッチ６の導通状態が導通から遮断となる。このため、第１の蓄電装置１に過大な回生電流が流れることが抑制され、第１の蓄電装置１の急速充電が抑制される。また、制御回路１０は、電力変換器４を制御して、電力変換器４を、インバータ２から第２の蓄電装置５へ回生電力を伝達するコンバータ（降圧コンバータ）として動作させる。これにより、モータ３により生成される回生電力が、第２の蓄電装置５に蓄電される。ＶｄがＶｃに至る時刻ｔ５までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｄ＞Ｖｃ＞Ｖｂの関係になる。
【００９６】
時刻ｔ５を過ぎて、ＶｄがＶｃを下回ると、制御回路１０は、電力変換器４を制御して、電力変換器４を、インバータ２から第２の蓄電装置５へ回生電力を伝達するコンバータ（昇圧コンバータ）として動作させる。これにより、モータ３により生成される回生電力が、第２の蓄電装置５に蓄電される。Ｖｄが所定の閾値に至る時刻ｔ６までがこの期間であり、各部の電位は、時系列順に、Ｖｃ＞Ｖｄ＞Ｖｂの関係、Ｖｃ＞Ｖｂ≒Ｖｄの関係、又は、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄの関係になる。なお、図６では図示を省略しているが、Ｖｂ≒Ｖｄとなると、スイッチ６の導通状態は、一時的に導通となる。このスイッチ６の導通状態が一時的に導通となる期間には、モータ３により生成される回生電力が、第１の蓄電装置１にも蓄電される。
【００９７】
時刻ｔ６になり、Ｖｄが所定の閾値に至ると、制御回路１０は、電力変換器４を停止させる。これにより、第２の蓄電装置５へのモータ３により生成される回生電力の蓄電は終了する。一方で、機械ブレーキにより車両はさらに減速し、時刻ｔ７に車両は停止する。
【００９８】
以上のように、電力変換器４を、双方向に電力伝達可能なコンバータ（昇降圧コンバータ）とすることで、より具体的には、電力変換器４を、第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２とが直列接続される第１の直列回路であって、第２の蓄電装置５と並列に配置される第１の直列回路と、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とが直列接続される第２の直列回路であって、負荷であるインバータ２と並列に配置される第２の直列回路と、第１のハイサイドスイッチ４１と第１のローサイドスイッチ４２との接続点ＬＸ１と、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４との接続点ＬＸ２との間に配置されるインダクタ４０と、を有する構成とすることで、電源装置３０において、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｃよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５に蓄電される。
【００９９】
（実施の形態２）
以下、実施の形態１に係る電源装置３０の一部が変更されて構成される実施の形態２に係る電源装置について説明する。
【０１００】
図７は、実施の形態２に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。以下では、実施の形態２に係る電源装置について、実施の形態１に係る電源装置３０と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、電源装置３０との相違点を中心に説明する。
【０１０１】
図７に示すように、実施の形態２に係る電源装置は、実施の形態１に係る電源装置３０から、電力変換器４が電力変換器４Ａに変更され、制御回路１０が制御回路１０Ａに変更されて構成される。また、実施の形態２に係る電源装置では、Ｖｃは常にＶｄ以上に維持される。
【０１０２】
制御回路１０Ａは、実施の形態１に係る制御回路１０と同様に、スイッチ６の導通状態を制御する。また、制御回路１０Ａは、電力変換器４Ａの動作、及び、インバータ２の動作を制御する。より具体的には、制御回路１０Ａは、ＶｂとＶｃとＶｄとが入力され、スイッチ６の制御信号と、電力変換器４Ａの制御信号と、インバータ２の制御信号とを出力する。
【０１０３】
電力変換器４Ａは、第２の蓄電装置５の一方の端子側から、負荷であるインバータ２の電源端子側へは降圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の一方の端子側へは昇圧するコンバータである。
【０１０４】
図７に示すように、電力変換器４Ａは、ハイサイドスイッチ４７と、ローサイドスイッチ４８と、インダクタ４６と、平滑コンデンサ４５とを備える。
【０１０５】
ハイサイドスイッチ４７は、ＰＭＯＳＦＥＴであり、ローサイドスイッチ４８は、ＮＭＯＳＦＥＴである。
【０１０６】
ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８とは、直列接続されて直列回路を構成する。直列回路は、第２の蓄電装置５と並列に配置される。ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８とが交互にオン／オフすることにより、それらの接続点ＬＸの電位は、第２の蓄電装置５の電位Ｖｃもしくはゼロ電位となる。以下、接続点ＬＸの電位をＶＬと称する。
【０１０７】
インダクタ４０は、一方の端子が接続点ＬＸに接続され、他方の端子がインバータ２の電源端子に接続される。
【０１０８】
図８は、車両の車速、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｃ、ＶＬ、及び、スイッチ６の導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。ここでは、第１の蓄電装置１の容量が十分大きく、第１の蓄電装置１の充放電に伴うＶｂの変化は無視できる程度に小さいとして説明する。
【０１０９】
時刻ｔ０以前では車両は停止状態である。このとき、電力変換器４Ａ及びインバータ２は停止し、スイッチ６の導通状態は遮断である。ここでは、時刻ｔ０以前において、第１の蓄電装置１及び第２の蓄電装置５は十分に充電されており、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄであるとする。
【０１１０】
時刻ｔ０〜ｔ３の期間に、車両は発進／加速する。時刻ｔ０になると、制御回路１０Ａは、インバータ２を動作させる。これによりモータ３が回転し、車速が上昇する。また、制御回路１０Ａは、電力変換器４Ａを制御して、電力変換器４Ａを、第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力を供給するコンバータ（降圧コンバータ）として動作させる。これにより、ＶＬはＶｃを高電位とするスイッチング波形となる。第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力の供給が開始されると、Ｖｄは上昇する。これにより、モータ３の回転数が上がり、車速がさらに上昇する。ＶｄがＶｂに至る時刻ｔ１までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄの関係になる。
【０１１１】
時刻ｔ１になると、スイッチ６の導通状態が遮断から導通となり、第１の蓄電装置１からもインバータ２へ電力が供給される。ＶｃがＶｄに至る時刻ｔ２までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ＞Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【０１１２】
時刻ｔ２になると、Ｖｃ≒Ｖｄとなるので、電力変換器４は、ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８とのスイッチングを停止し、ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８がオン状態に固定され、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が巡航を開始する時刻ｔ３までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ≒Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【０１１３】
時刻ｔ３になると、実施の形態２に係る電源装置は、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間と同様の動作を行う。このため、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が減速を開始する時刻ｔ４までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｃ≒Ｖｂ≒Ｖｄの関係になる。
【０１１４】
時刻ｔ４になると、モータ３が回生電力を生成し、Ｖｄは上昇する。これにより、スイッチ６の導通状態が導通から遮断となる。このため、第１の蓄電装置１に過大な回生電流が流れることが抑制され、第１の蓄電装置１の急速充電が抑制される。モータ３により生成される回生電力は、電力変換器４Ａを介して、第２の蓄電装置５に蓄電される。この際、回生電流は、オン状態であるハイサイドスイッチ４７を流れてもよいし、オフ状態であるハイサイドスイッチ４７のボディダイオードを流れてもよい。制御回路１０Ａが、電力変換器４Ａを制御して、電力変換器４Ａを、インバータ２から第２の蓄電装置５へ回生電力を伝達するコンバータ（昇圧コンバータ）としての動作を開始させる時刻ｔ５までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｄ≒Ｖｃ＞Ｖｂの関係になる。
【０１１５】
時刻ｔ５になると制御回路１０Ａは、電力変換器４Ａを制御して、電力変換器４を、インバータ２から第２の蓄電装置５へ回生電力を伝達するコンバータ（昇圧コンバータ）として動作させる。これにより、モータ３により生成される回生電力が、第２の蓄電装置５に蓄電される。Ｖｄが所定の閾値に至る時刻ｔ６までがこの期間であり、各部の電位は、時系列順に、Ｖｃ＞Ｖｄ＞Ｖｂの関係、Ｖｃ＞Ｖｂ≒Ｖｄの関係、又は、Ｖｃ＞Ｖｂ＞Ｖｄの関係になる。なお、図８では図示を省略しているが、Ｖｂ≒Ｖｄとなると、スイッチ６の導通状態は、一時的に導通となる。このスイッチ６の導通状態が一時的に導通となる期間には、モータ３により生成される回生電力が、第１の蓄電装置１にも蓄電される。
【０１１６】
時刻ｔ６になり、Ｖｄが所定の閾値に至ると、制御回路１０Ａは、電力変換器４Ａを停止させる。これにより、第２の蓄電装置５へのモータ３により生成される回生電力の蓄電は終了する。一方で、機械ブレーキにより車両はさらに減速し、時刻ｔ７に車両は停止する。
【０１１７】
以上のように、Ｖｃが常にＶｄ以上に維持される場合には、電力変換器４Ａを、第２の蓄電装置５の一方の端子側から負荷であるインバータ２の電源端子側へは降圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の一方の端子側へは昇圧するコンバータとすることで、より具体的には、電力変換器４Ａを、ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８とが直列接続される直列回路であって、第２の蓄電装置５と並列に配置される直列回路と、ハイサイドスイッチ４７とローサイドスイッチ４８との接続点ＸＬと、負荷であるインバータ２の電源端子との間に配置されるインダクタ４６と、を有する構成とすることで、実施の形態２に係る電源装置において、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｃよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５に蓄電される。
【０１１８】
（実施の形態３）
以下、実施の形態１に係る電源装置３０の一部が変更されて構成される実施の形態３に係る電源装置について説明する。
【０１１９】
図９は、実施の形態３に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。以下では、実施の形態３に係る電源装置について、実施の形態１に係る電源装置３０と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、電源装置３０との相違点を中心に説明する。
【０１２０】
図９に示すように、実施の形態３に係る電源装置は、実施の形態１に係る電源装置３０から、電力変換器４が電力変換器４Ｂに変更され、制御回路１０が制御回路１０Ｂに変更されて構成される。また、実施の形態３に係る電源装置では、ＶｃはＶｄと同等か低く維持される。
【０１２１】
制御回路１０Ｂは、実施の形態１に係る制御回路１０と同様に、スイッチ６の導通状態を制御する。また、制御回路１０Ｂは、電力変換器４Ｂの動作、及び、インバータ２の動作を制御する。より具体的には、制御回路１０Ｂは、ＶｂとＶｃとＶｄとが入力され、スイッチ６の制御信号と、電力変換器４Ｂの制御信号と、インバータ２の制御信号とを出力する。
【０１２２】
電力変換器４Ｂは、第２の蓄電装置５の一方の端子側から負荷であるインバータ２の電源端子側へは昇圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の一方の端子側へは降圧するコンバータである。
【０１２３】
図９に示すように、電力変換器４Ｂは、第２のハイサイドスイッチ４３と、第２のローサイドスイッチ４４と、インダクタ４０と、平滑コンデンサ４５と、スイッチ４９と、第３の蓄電装置５０とを備える。
【０１２４】
スイッチ４９は、ＰＭＯＳＦＥＴであって、第２の蓄電装置５の一方の端子と、負荷であるインバータ２の電源端子との間に配置される。
【０１２５】
第３の蓄電装置５０は、スイッチ４９と並列に配置される。すなわち、第３の蓄電装置５０は、一方の端子が第２の蓄電装置５の一方の端子と接続され、他方の端子が負荷であるインバータ２の電源端子と接続される。第３の蓄電装置５０の静電容量は、第２の蓄電装置５の静電容量よりも小さい。
【０１２６】
以下では、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とが直列接続されて構成される第２の直列回路における、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４との接続点をＬＸと称し、接続点ＬＸの電位をＶＬと称する。
【０１２７】
インダクタ４０は、一方の端子が第２の蓄電装置５の一方の端子に接続され、他方の端子が接続点ＬＸに接続される。
【０１２８】
図１０は、車両の車速、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｃ、ＶＬ、及び、スイッチ６の導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。ここでは、第１の蓄電装置１の容量が十分大きく、第１の蓄電装置１の充放電に伴うＶｂの変化は無視できる程度に小さいとして説明する。
【０１２９】
時刻ｔ０以前では車両は停止状態である。このとき、電力変換器４Ｂ及びインバータ２は停止し、スイッチ６の導通状態は遮断である。ここでは、時刻ｔ０以前において、Ｖｂ＞Ｖｃ≒Ｖｄであるとする。
【０１３０】
時刻ｔ０〜ｔ３の期間に、車両は発進／加速する。時刻ｔ０になると、制御回路１０Ａは、インバータ２を動作させる。これによりモータ３が回転し、車速が上昇する。このとき、第２の蓄電装置５からインバータ２へ、スイッチ４９のボディダイオードを介して電力が供給され、Ｖｃが低下する。Ｖｃが低下してスイッチ４９のボディダイオードがオフとなる時刻ｔ１までがこの期間である、各部の電位は、Ｖｂ＞Ｖｃ≒Ｖｄの関係になる。
【０１３１】
時刻ｔ１になると、スイッチ４９のボディダイオードがオフとなり、制御回路１０Ｂは、電力変換器４Ｂを制御して、電力変換器４Ｂを、第２の蓄電装置５からインバータ２へ電力を供給するコンバータ（昇圧コンバータ）として動作させる。このため、Ｖｃが低下する。電力変換器４Ｂの昇圧動作では、第２のローサイドスイッチ４４がオンのとき（第２のハイサイドスイッチ４３がオフのとき）に、第２の蓄電装置５→インダクタ４０→第２のローサイドスイッチ４４→第２の蓄電装置５の経路で電流が流れ、インダクタ４０に磁気エネルギーが蓄えられる。そして、第２のローサイドスイッチがオフのとき（第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき）に、第２の蓄電装置５→インダクタ４０→第２のハイサイドスイッチ４３→平滑コンデンサ４５→第２の蓄電装置５の経路で電流が流れ、インダクタ４０に蓄えられた磁気エネルギーが平滑コンデンサ４５に放出される。これにより、平滑コンデンサ４５は充電されて、Ｖｄが上昇する。ＶｄがＶｂに至る時刻ｔ２までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ＞Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１３２】
時刻ｔ２になると、スイッチ６の導通状態が遮断から導通となり、第１の蓄電装置１からもインバータ２へ電力が供給される。このため、インバータ２への電力は、主に第１の蓄電装置１から供給される。一方で、第２の蓄電装置５からインバータ２への電力の供給も継続される。このため、Ｖｃの低下が継続する。車両が巡航を開始する時刻ｔ３までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１３３】
時刻ｔ３になると、実施の形態３に係る電源装置は、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間と同様の動作を行う。このため、インバータ２への電力は、主に第１の蓄電装置１から供給される。一方で、第２の蓄電装置５からインバータ２への電力の供給も継続される。このため、Ｖｃの低下が継続する。Ｖｃが所定値まで低下する時刻ｔ４までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。ここで、この所定値は、例えば、電力変換器４Ｂの動作下限値としてもよい。
【０１３４】
時刻ｔ４になると、制御回路１０Ｂは、電力変換器４Ｂを制御して、電力変換器４Ｂの動作を停止させる。このため、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が減速を開始する時刻ｔ５までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１３５】
時刻ｔ５になると、モータ３が回生電力を生成し、Ｖｄは上昇する。これにより、スイッチ６の導通状態が導通から遮断となる。このため、第１の蓄電装置１に過大な回生電流が流れることが抑制され、第１の蓄電装置１の急速充電が抑制される。このとき、回生電流は第３の蓄電装置５０と第２の蓄電装置５との直列容量に流れる。このため、Ｖｃが上昇する。同時に、制御回路１０Ｂは、電力変換器４Ｂを制御して、電力変換器４Ｂを、インバータ２から第２の蓄電装置５へ回生電力を伝達するコンバータ（降圧コンバータ）として動作させる。電力変換器４Ｂの降圧動作では、第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき（第２のローサイドスイッチ４４がオフのとき）に、平滑コンデンサ４５→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第２の蓄電装置５→平滑コンデンサ４５の経路で電流が流れるとともに、第３の蓄電装置５０→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第３の蓄電装置５０の経路で電流が流れ、第３の蓄電装置５０を放電し、回生電流による第３の蓄電装置５０の電位上昇を抑えて、むしろ低下させる。第３の蓄電装置５０の電位を低下させる為に、スイッチ４９によって第３の蓄電装置５０に蓄電される電力を放電させてもよい。そして、第２のハイサイドスイッチ４３がオフのとき（第２のローサイドスイッチ４４がオンのとき）には、インダクタ４０→第２の蓄電装置５→第２のローサイドスイッチ４４→インダクタ４０の経路電流が流れ、インダクタ４０の磁気エネルギーを第２の蓄電装置５へ放出する。すなわち、電力変換器４Ｂは、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５に蓄電し、他方、第３の蓄電装置５０を放電する。ＶｄがＶｃに至る時刻ｔ６までがこの期間であり、各部の電位は、時系列順に、Ｖｄ＞Ｖｂ＞Ｖｃの関係、Ｖｄ≒Ｖｂ＞Ｖｃの関係、又は、Ｖｂ＞Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。なお、図１０では図示を省略しているが、Ｖｂ≒Ｖｄとなると、スイッチ６の導通状態は、一時的に導通となる。このスイッチ６の導通状態が一時的に導通となる期間には、モータ３により生成される回生電力が、第１の蓄電装置１にも蓄電される。
【０１３６】
時刻ｔ６になり、ＶｄがＶｃに至ると、制御回路１０Ｂは、電力変換器４Ｂを制御して、電力変換器４Ｂの動作を停止させる。これにより、第２の蓄電装置５へのモータ３により生成される回生電力の蓄電は終了する。一方で、機械ブレーキにより車両はさらに減速し、時刻ｔ７に車両は停止する。
【０１３７】
以上のように、ＶｃＶｄと同等か低く維持される場合には、電力変換器４Ｂを、第２の蓄電装置５の一方の端子側から負荷であるインバータ２の電源端子側へは昇圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の一方の端子側へは降圧するコンバータとすることで、より具体的には、電力変換器４Ｂを、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とが直列接続される直列回路であって、負荷であるインバータ２と並列に配置される直列回路と、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４との接続点ＸＬと、第２の蓄電装置５の一方の端子との間に配置されるインダクタ４０と、を有する構成とすることで、実施の形態３に係る電源装置において、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｃよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５に蓄電される。
【０１３８】
また、第１の蓄電装置１の他方の端子と、第２の蓄電装置５の他方の端子とは、グラウンドに接続され、実施の形態３に係る電源装置は、一方の端子が第２の蓄電装置５の一方の端子と接続され、他方の端子が負荷であるインバータ２の電源端子と接続される第３の蓄電装置を利用して、負荷であるインバータ２の電源端子に電源電圧を供給するとしてもよい。この第３の蓄電装置５０は、第２の蓄電装置５より小さな容量でよく、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とのスイッチング動作によって、第３の蓄電装置５０と第２の蓄電装置５との間で電力の授受が可能であり、電圧調整に利用できる。
【０１３９】
また、電力変換器４Ｂは、第３の蓄電装置５０を放電させる放電回路であるスイッチ４９を有するとしてもよい。これにより、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５に蓄電する際に、第３の蓄電装置５０を積極的に放電させることで、より速やかに、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５に蓄電することができる。
【０１４０】
（実施の形態４）
以下、実施の形態３に係る電源装置の一部が変更されて構成される実施の形態４に係る電源装置について説明する。
【０１４１】
図１１は、実施の形態４に係る電源装置の回路構成の一例を示すブロック図である。以下では、実施の形態４に係る電源装置について、実施の形態３に係る電源装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、実施の形態３に係る電源装置との相違点を中心に説明する。
【０１４２】
図１１に示すように、実施の形態４に係る電源装置は、実施の形態３に係る電源装置から、第２の蓄電装置５が第２の蓄電装置５Ａに変更され、電力変換器４Ｂが電力変換器４Ｃに変更され、制御回路１０Ｂが制御回路１０Ｃに変更されて構成される。また、実施の形態４に係る電源装置では、ＶｃはＶｄと同等か低く維持される。
【０１４３】
第２の蓄電装置５Ａは、一方の端子と他方の端子とを有し、一方の端子と他方の端子との間に電力を蓄電する。第２の蓄電装置５Ａは、例えば、コンデンサ、二次電池等である。第２の蓄電装置５Ａは、一方の端子が負荷であるインバータ２の電源端子に接続され、他方の端子が、後述する第３の蓄電装置５２の一方の端子に接続される。以下では、第２の蓄電装置５の、他方の端子に対する一方の端子の電位をＶｃと称する。
【０１４４】
制御回路１０Ｃは、実施の形態３に係る制御回路１０Ｂと同様に、スイッチ６の導通状態を制御する。また、制御回路１０Ｃは、電力変換器４Ｃの動作、及び、インバータ２の動作を制御する。より具体的には、制御回路１０Ｃは、ＶｂとＶｄ−ＶｃとＶｄとが入力され、スイッチ６の制御信号と、電力変換器４Ｂの制御信号と、インバータ２の制御信号とを出力する。
【０１４５】
電力変換器４Ｃは、第２の蓄電装置５の他方の端子側から負荷であるインバータ２の電源端子側へは昇圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の他方の端子側へは降圧するコンバータである。
【０１４６】
図１１に示すように、電力変換器４Ｃは、第２のハイサイドスイッチ４３と、第２のローサイドスイッチ４４と、インダクタ４０と、平滑コンデンサ４５と、スイッチ５１と、第３の蓄電装置５２とを備える。
【０１４７】
スイッチ５１は、ＮＭＯＳＦＥＴであって、第２の蓄電装置５Ａの他方の端子と、グラウンドとの間に配置される。
【０１４８】
第３の蓄電装置５２は、スイッチ５１と並列に配置される。すなわち、第３の蓄電装置５２は、一方の端子が第２の蓄電装置５Ａの他方の端子と接続され、他方の端子がグラウンドと接続される。第３の蓄電装置５２の静電容量は、第２の蓄電装置５Ａの静電容量よりも小さい。
【０１４９】
インダクタ４０は、一方の端子が第２の蓄電装置５Ａの他方の端子に接続され、他方の端子が接続点ＬＸに接続される。
【０１５０】
図１２は、車両の車速、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｃ、ＶＬ、及び、スイッチ６の導通状態が時間の経過とともに変化する様子を示すタイミングチャートである。ここでは、第１の蓄電装置１の容量が十分大きく、第１の蓄電装置１の充放電に伴うＶｂの変化は無視できる程度に小さいとして説明する。
【０１５１】
時刻ｔ０以前では車両は停止状態である。このとき、電力変換器４Ｂ及びインバータ２は停止し、スイッチ６の導通状態は遮断である。ここでは、時刻ｔ０以前において、Ｖｂ＞Ｖｃ≒Ｖｄであるとする。
【０１５２】
時刻ｔ０〜ｔ３の期間に、車両は発進／加速する。時刻ｔ０になると、制御回路１０Ａは、インバータ２を動作させる。これによりモータ３が回転し、車速が上昇する。このとき、第２の蓄電装置５Ａからインバータ２へ、スイッチ５１のボディダイオードを介して電力が供給され、Ｖｃが低下する。Ｖｃが低下してスイッチ５１のボディダイオードがオフとなる時刻ｔ１までがこの期間である、各部の電位は、Ｖｂ＞Ｖｃ≒Ｖｄの関係になる。
【０１５３】
時刻ｔ１になると、スイッチ５１のボディダイオードがオフとなり、制御回路１０Ｃは、電力変換器４Ｃを制御して、電力変換器４Ｃを、第２の蓄電装置５Ａから第３の蓄電装置５２へ電力を供給するコンバータ（反転コンバータ）として動作させる。電力変換器４Ｃの反転動作では、第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき（第２のローサイドスイッチ４４がオフの時）に、第２の蓄電装置５Ａ→第２のハイサイドスイッチ４３→インダクタ４０→第２の蓄電装置５Ａの経路で電流が流れ、インダクタ４０に磁気エネルギーを蓄えられる。そして、第２のハイサイドスイッチ４３がオフのとき（第２のローサイドスイッチ４４がオンのとき）に、インダクタ４０→第３の蓄電装置５２→第２のローサイドスイッチ４４→インダクタ４０の経路で電流が流れ、インダクタ４０に蓄えられた磁気エネルギーが第３の蓄電装置５２に放出される。これにより第３の蓄電装置５２は充電されて、第３の蓄電装置５２の一方の端子の電位（Ｖｄ−Ｖｃ）は上昇する。
【０１５４】
すなわち、インバータ２へは、第２の蓄電装置５Ａと第３の蓄電装置５２との直列容量から電力供給されるが、同時に第３の蓄電装置５２には第２の蓄電装置５Ａから電力供給され、第３の蓄電装置５２の電位（Ｖｄ−Ｖｃ）の上昇がＶｃの低下を補って電位Ｖｄが上昇する。ＶｄがＶｂに至る時刻ｔ２までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ＞Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１５５】
時刻ｔ２になると、スイッチ６の導通状態が遮断から導通となり、第１の蓄電装置１からもインバータ２へ電力が供給される。このため、インバータ２への電力は、主に第１の蓄電装置１から供給される。一方で、第２の蓄電装置５Ａと第３の蓄電装置５２との直列容量からインバータ２への電力の供給も継続される。このため、Ｖｃの低下が継続する。車両が巡航を開始する時刻ｔ３までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１５６】
時刻ｔ３になると、実施の形態４に係る電源装置は、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間と同様の動作を行う。このため、インバータ２への電力は、主に第１の蓄電装置１から供給される。一方で、第２の蓄電装置５Ａと第３の蓄電装置５２との直列容量からインバータ２への電力の供給も継続される。このため、Ｖｃの低下が継続する。Ｖｃが所定値まで低下する時刻ｔ４までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。ここで、この所定値は、例えば、電力変換器４Ｂの動作下限値としてもよい。
【０１５７】
時刻ｔ４になると、制御回路１０Ｃは、電力変換器４Ｃを制御して、電力変換器４Ｃの動作を停止させる。このため、インバータ２への電力は、第１の蓄電装置１から供給される。車両が減速を開始する時刻ｔ５までがこの期間であり、各部の電位は、Ｖｂ≒Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。
【０１５８】
時刻ｔ５になると、モータ３が回生電力を生成し、Ｖｄは上昇する。これにより、スイッチ６の導通状態が導通から遮断となる。このため、第１の蓄電装置１に過大な回生電流が流れることが抑制され、第１の蓄電装置１の急速充電が抑制される。このとき、回生電流は第２の蓄電装置５Ａと第３の蓄電装置５２との直列容量に流れる。このため、Ｖｃが上昇する。同時に、制御回路１０Ｃは、電力変換器４Ｃを制御して、電力変換器４Ｃを、第３の蓄電装置５２から第２の蓄電装置５Ａへ電力を供給するコンバータ（反転コンバータ）として動作させる。電力変換器４Ｃの反転動作では、第２のローサイドスイッチ４４がオンのとき（第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき）に、第３の蓄電装置５２→インダクタ４０→第２のローサイドスイッチ４４→第３の蓄電装置５２の経路で電流が流れ、インダクタ４０に磁気エネルギーが蓄えられる。そして、第２のローサイドスイッチ４４がオフのとき（第２のハイサイドスイッチ４３がオンのとき）に、インダクタ４０→第２のハイサイドスイッチ４３→第２の蓄電装置５Ａ→インダクタ４０の経路で電流が流れ、第２の蓄電装置５Ａに蓄電される。これにより、回生電流による第３の蓄電装置５２の電位上昇を抑えて、むしろ低下させる。第３の蓄電装置５２の電位を低下させる為に、スイッチ５１によって第３の蓄電装置５２に蓄電される電力を放電させてもよい。すなわち、電力変換器４Ｃは、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５Ａに蓄電し、他方、第３の蓄電装置５２を放電する。ＶｄがＶｃに至る時刻ｔ６までがこの期間であり、各部の電位は、時系列順に、Ｖｄ＞Ｖｂ＞Ｖｃの関係、Ｖｄ≒Ｖｂ＞Ｖｃの関係、又は、Ｖｂ＞Ｖｄ＞Ｖｃの関係になる。なお、図１２では図示を省略しているが、Ｖｂ≒Ｖｄとなると、スイッチ６の導通状態は、一時的に導通となる。このスイッチ６の導通状態が一時的に導通となる期間には、モータ３により生成される回生電力が、第１の蓄電装置１にも蓄電される。
【０１５９】
時刻ｔ６になり、ＶｄがＶｃに至ると、制御回路１０Ｃは、電力変換器４Ｃを制御して、電力変換器４Ｃの動作を停止させる。これにより、第２の蓄電装置５Ａへのモータ３により生成される回生電力の蓄電は終了する。一方で、機械ブレーキにより車両はさらに減速し、時刻ｔ７に車両は停止する。
【０１６０】
以上のように、ＶｃはＶｄと同等か低く維持される場合には、電力変換器４Ｃを、第２の蓄電装置５の他方の端子側から負荷であるインバータ２の電源端子側へは昇圧し、負荷であるインバータ２の電源端子側から、第２の蓄電装置５の他方の端子側へは降圧するコンバータとすることで、より具体的には、電力変換器４Ｃを、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とが直列接続される直列回路であって、負荷であるインバータ２と並列に配置される直列回路と、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４との接続点ＸＬと第２の蓄電装置５Ａの他方の端子との間に配置されるインダクタと、を有する構成とすることで、実施の形態４に係る電源装置において、モータ３により生成される回生電力は、ＶｄがＶｃよりも低くなる領域であっても、第２の蓄電装置５Ａに蓄電される。
【０１６１】
また、第１の蓄電装置１の他方の端子は、グラウンドに接続され、第２の蓄電装置５Ａの一方の端子は、負荷であるインバータ２の電源端子に接続され、実施の形態４に係る電源装置は、一方の端子が第２の蓄電装置５Ａの一方の端子と接続され、他方の端子がグラウンドに接続される第３の蓄電装置５２を利用して、負荷であるインバータ２の電源端子に電源電圧を供給するとしてもよい。この第３の蓄電装置５２は、第２の蓄電装置５Ａより小さな容量でよく、第２のハイサイドスイッチ４３と第２のローサイドスイッチ４４とのスイッチング動作によって、第３の蓄電装置５２と第２の蓄電装置５Ａとの間で電力の授受が可能であり、電圧調整に利用できる。
【０１６２】
また、電力変換器４Ｃは、第３の蓄電装置５２を放電させる放電回路であるスイッチ５１を有するとしてもよい。これにより、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５Ａに蓄電する際に、第３の蓄電装置５２を積極的に放電させることで、より速やかに、モータ３により生成される回生電力を第２の蓄電装置５Ａに蓄電することができる。
【０１６３】
（その他の実施の形態）
実施の形態１〜実施の形態４において、スイッチ６は、図４に例示されるように、半導体回路で実現される双方向スイッチであるとして説明した。しかしながら、スイッチ６は、必ずしも半導体回路で実現される双方向スイッチに限定される必要はない。例えば、スイッチ６は、リレーといった機械式スイッチであってもよい。但し、スイッチ６は、第１の蓄電装置１への過大な充放電電流を抑制し、第１の蓄電装置１の長寿命化を図るものであるため、導通電流を制御することができる能動素子であることが望ましい。
【０１６４】
実施の形態３に係る電源装置又は実施の形態４に係る電源装置において、第２の蓄電装置５又は第２の蓄電装置５Ａに直列に接続される、第２の蓄電装置５又は第２の蓄電装置５Ａよりも静電容量の小さいコンデンサを設けて、第２の蓄電装置５又は第２の蓄電装置５Ａとそのコンデンサとの間で電荷の授受を行うことによって、各電位を適切に制御するとしてもよい。
【０１６５】
上述したように、実施の形態１〜実施の形態４に係る電源装置では、第１の蓄電装置１０１と負荷との間の電力伝達における電力損失を抑制することができる。また、実施の形態１〜実施の形態４に係る電源装置では、ＶｄがＶｂよりも低い領域であっても、モータ３により生成される回生電力を、第２の蓄電装置５又は第２の蓄電装置５Ａに蓄電することができる。これらのことから、バッテリの電圧が３０Ｖ以上の比較的高い電圧となる電気自動車やハイブリッド自動車への、実施の形態１〜実施の形態４に係る電源装置の適用が特に有効である。
【０１６６】
以上、本開示の一態様に係る電源装置について、実施の形態１〜実施の形態４に基づいて説明してきたが、本開示は、これら実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形をこれら実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本開示は、電源装置に広く有用である。
【符号の説明】
【０１６８】
１  第１の蓄電装置
２  インバータ
３  モータ
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ  電力変換器
５、５Ａ  第２の蓄電装置
６  スイッチ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  制御回路
２０  電源制御装置
３０  電源装置
４０、４６  インダクタ
４１  第１のハイサイドスイッチ
４２  第１のローサイドスイッチ
４３  第２のハイサイドスイッチ
４４  第２のローサイドスイッチ
４５  平滑コンデンサ
４７  ハイサイドスイッチ
４８  ローサイドスイッチ
４９、５１  スイッチ
５０、５２  第３の蓄電装置
６１、６２、７３、７４  ＰＭＯＳＦＥＴ
７０、７１、７７、７８  ダイオード
７２、７９  ＮＭＯＳＦＥＴ
７５、７６  抵抗
８０  インバータ
８１  ＡＮＤゲート
８２、８３  コンパレータ
８４、８６  電圧源
【図１】
2020059645.tif 000003
【図２Ａ】
2020059645.tif 000004
【図２Ｂ】
2020059645.tif 000005
【図３】
2020059645.tif 000006
【図４】
2020059645.tif 000007
【図５】
2020059645.tif 000008
【図６】
2020059645.tif 000009
【図７】
2020059645.tif 000010
【図８】
2020059645.tif 000011
【図９】
2020059645.tif 000012
【図１０】
2020059645.tif 000013
【図１１】
2020059645.tif 000014
【図１２】
2020059645.tif 000015
【国際調査報告】
2020059645.tif 000016
2020059645.tif 000017
2020059645.tif 000018