CN117918044A - 升温控制装置 - Google Patents

Abstract

一种升温控制装置(70)，具有在将电源开关闭合的状态下，通过以使脉动电流在蓄电装置(20)与电容器(31)之间流动的方式对逆变器(30)进行开关控制来使蓄电装置(20)升温的功能。升温控制装置(70)在蓄电装置(20)的升温控制中，对电容器(31)成为过电压状态的过电压条件是否成立进行判定，在判定为过电压条件成立的情况下，在将电源开关闭合的状态下，实施将逆变器(30)的上臂开关和下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的至少一相闭合且使电流流入或流出旋转电机(40)的状态控制。

Description

升温控制装置

相关申请的援引

本申请以2021年9月7日提交申请的日本专利申请第2021-145636号为基础，将其记载内容援引于此。

技术领域

本公开涉及一种对蓄电装置的升温进行控制的升温控制装置。

背景技术

以往，例如专利文献1～3所记载的那样，已知有以经由逆变器与蓄电装置连接的旋转电机为动力源的车辆。在这样的车辆中，为了使处于低温环境下的蓄电装置升温，有时在旋转电机的停止中(车辆停止中)实施蓄电装置的升温控制。在专利文献1中公开了如下结构：在旋转电机的停止中，通过控制逆变器并在蓄电装置与旋转电机之间流过d轴电流来使蓄电装置升温。在该升温控制中，由于d轴电流的上升下降而使蓄电装置反复进行充放电，从而使蓄电装置升温。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2014-72955号公报

专利文献2：日本专利特开2011-55582号公报

专利文献3：日本专利特开2015-198463号公报

发明内容

另外，在升温控制中，通过使在蓄电装置与旋转电机之间流动的d轴电流上升下降，在逆变器的平滑电容器(以下，简称为电容器)中作为d轴电流而流过脉动电流(日文：リップル電流)，并且电容器的电压发生变动。在这种情况下，如果无意中流过较大的脉动电流，则电容器的电压会过度地增大，电容器有时会成为过电压状态。

在专利文献2、3中公开了如下的结构：在旋转电机的动作中发生车辆的事故等而使电容器有可能成为过电压状态的情况下，将设置在蓄电装置与电容器之间的电源开关断开，并且通过逆变器控制来使蓄积在电容器中的电荷放电。但是，在上述结构中，放电后的电容器的电压会过度地降低。因此，如果应用于蓄电装置的升温控制，则在电容器成为过电压状态之后再次开始升温控制的情况下，升温控制所需的电力增大，并且到再次开始为止的期间变长，有可能不能使蓄电装置适当地升温。

本公开是鉴于上述技术问题而作出的，其主要目的在于提供一种能够在保护电容器的同时实现蓄电装置的适当升温的升温控制装置。

用于解决上述技术问题的第一方式是一种升温控制装置，上述升温控制装置适用于电源系统，上述电源系统包括：蓄电装置；旋转电机，上述旋转电机具有多相的绕组；逆变器，上述逆变器针对每相具有串联连接的上臂开关和下臂开关，并且上述上臂开关和上述下臂开关的连接点与各相的上述绕组的一端连接；正极侧电气路径，上述正极侧电气路径将上述上臂开关的高电位侧端子与上述蓄电装置的正极端子连接；负极侧电气路径，上述负极侧电气路径将上述下臂开关的低电位侧端子与上述蓄电装置的负极端子连接；电容器，上述电容器连接在上述正极侧电气路径与上述负极侧电气路径之间；以及电源开关，上述电源开关在上述正极侧电气路径和上述负极侧电气路径的至少一方中，设置在上述蓄电装置与上述电容器之间，在将上述电源开关闭合的状态下，通过以使脉动电流作为d轴电流在上述蓄电装置与上述电容器之间流动的方式对上述逆变器进行开关控制，使上述蓄电装置升温，上述升温控制装置包括：判定部，上述判定部在上述蓄电装置的升温控制中，对上述电容器成为过电压状态的过电压条件是否成立进行判定；以及控制部，上述控制部在由上述判定部判定为上述过电压条件成立的情况下，在将上述电源开关闭合的状态下，实施将上述上臂开关和上述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机的状态控制。

在上述结构中，在蓄电装置的升温控制中，在将电源开关闭合的状态下，以在蓄电装置与电容器之间作为d轴电流而流过脉动电流的方式对逆变器进行开关控制。通过在蓄电装置中作为d轴电流而流过脉动电流，在将旋转电机维持于停止状态的状态下反复进行蓄电装置的充放电而使蓄电装置升温。另外，通过在电容器中流过脉动电流，电容器的电压发生变动。在这种情况下，如果在电容器中无意地流过较大的脉动电流，则电容器的电压会过度地增大，电容器有可能会成为过电压状态。

针对这点，在上述结构中，在判断为电容器成为过电压状态的过电压条件成立的情况下，在将电源开关闭合的状态下，实施将上臂开关和下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的至少一相闭合且使电流流入或流出旋转电机的状态控制。由此，逆变器和电容器被电切断，蓄积在电容器中的电荷向蓄电装置放电。其结果是，能够抑制电容器维持于过电压状态。在这种情况下，放电后的电容器的电压被控制为蓄电装置的电压，能够抑制例如电源开关被断开的情况那样电容器的电压过度地降低。此外，能够抑制在旋转电机的各相的绕组中流动的电流在旋转电机与逆变器之间回流并向电容器回流。因此，能够在保护电容器的同时实施蓄电装置的适当升温。

在第二方式中，在上述上臂开关和上述下臂开关上分别反向并联连接有二极管，上述控制部在上述状态控制中，将上述上臂开关和上述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的一部分相闭合且将剩余相断开。

在上述结构中，在使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流在旋转电机与逆变器之间回流的情况下，将上臂开关和下臂开关中的电流回流的开关的一部分闭合，并且将剩余的断开。由此，在断开的开关中，电流回流至并联连接的二极管，与电流流过开关的情况相比，能够产生更多的电力损失。因此，能够使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流提前收敛，能够实施蓄电装置的适当升温。

在第三方式中，上述控制部在上述状态控制中，交替地切换第一状态和第二状态，上述第一状态将上述上臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机，并且将上述下臂开关中的所有相断开，上述第二状态将上述上臂开关中的所有相断开，并且将上述下臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机。

在使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流在旋转电机与逆变器之间回流的情况下，需要依次切换各相的上臂开关及下臂开关的开闭状态，需要切换这些开关的切换期间。切换期间是不产生由回流引起的电力损失的期间，因此，优选的是较短。在这种情况下，例如在从第一状态切换到第一状态的情况下，必须在上臂开关的断开完成之后闭合上臂开关，从而延长了切换期间。另一方面，在从第一状态切换到第二状态的情况下，能够在断开上臂开关的期间开始下臂开关的闭合，能够缩短切换期间。即，通过交替地切换第一状态和第二状态，能够产生更多的电力损失，能够使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流提前收敛。其结果是，能够实施蓄电装置的适当升温。

在第四方式中，上述控制部在由上述判定部判定为上述过电压条件成立的情况下，交替地切换不实施上述状态控制而实施上述升温控制的期间和实施上述状态控制的期间。

在电容器成为过电压状态的情况下，如果在不实施状态控制的情况下继续升温控制，则能够使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流向蓄电装置回流，能够使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流提前收敛。在这种情况下，由于电流也回流到电容器，因此，电容器有可能会维持于过电压状态。针对这点，在上述结构中，交替地切换实施升温控制的期间和实施状态控制的期间。由此，能够在抑制电容器维持于过电压状态的同时，使在旋转电机的各相的绕组中流动的电流提前收敛。其结果是，能够在保护电容器的同时实施蓄电装置的适当升温。

在第五方式中，上述电源开关具有主开关以及将副开关和电阻体串联连接且与上述主开关并联连接的串联连接体，上述控制部在上述状态控制中将上述副开关闭合，并且将上述主开关断开。

根据上述结构，在蓄积在电容器中的电荷向蓄电装置放电的情况下，电荷经由电阻体放电，因此，电容器的放电变得缓慢，能够抑制大电流流过蓄电装置而使之劣化。另外，由于电荷经由电阻体放电，因此，能够产生更多的电力损失。由此，能够缩短电容器的放电期间，能够适当地保护电容器。

在第六方式中，上述判定部在产生上述电容器的电压比规定值高、流过上述旋转电机的电流比规定值大以及流过上述蓄电装置的电流比规定值大中的至少一个的情况下，判定为上述过电压条件成立。

根据上述结构，能够使用电容器的电压、在旋转电机中流动的电流以及在蓄电装置中流动的电流中的至少一个，适当地判定电容器成为过电压状态。

在第七方式中，上述判定部在上述蓄电装置的升温期间比规定的期间阈值长的情况下，判定为上述过电压条件成立。

根据上述结构，能够使用蓄电装置的升温期间来适当地判定电容器成为过电压状态，能够抑制电容器成为过电压状态。

在第八方式中，包括设定部，上述设定部基于上述蓄电装置的升温开始时的温度来设定上述期间阈值，上述温度越低，上述设定部将上述期间阈值设定得越短。

蓄电装置的升温开始时的温度越低，蓄电装置的升温期间越长，电容器越容易成为过电压状态。根据上述结构，蓄电装置的升温开始时的温度越低，将期间阈值设定得越短，因此，能够适当地抑制电容器成为过电压状态。

在第九方式中，上述控制部在判定为上述过电压条件成立之后，在产生上述电容器的电压处于规定范围且在上述旋转电机中流动的电流处于规定范围以及上述状态控制的实施期间经过了规定期间以上中的至少一方的情况下，结束上述状态控制。

根据上述结构，能够使用电容器的电压及在旋转电机中流动的电流和状态控制的实施期间中的至少一方来适当地结束状态控制。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是电源系统的整体结构图。

图2是示出第一实施方式中的升温控制处理的步骤的流程图。

图3是示出在升温控制和状态控制中流过电源系统的电流的图。

图4是示出电容器电压的推移的曲线图。

图5是说明第一实施方式的第二变形例中的升温控制处理的图。

图6是说明第一实施方式的第三变形例中的升温控制处理的图。

图7是示出第二实施方式中的升温控制处理的步骤的流程图。

图8是示出升温开始时的电池温度与期间阈值的相关关系的曲线图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图，对将本公开的升温控制装置应用于车载电源系统10的实施方式进行说明。

如图1所示，电源系统10是经由作为电力转换器的逆变器30在作为蓄电装置的电池组20与旋转电机40之间进行电力的输入输出的系统。

旋转电机40是三相同步机，作为定子绕组，具有星形接线的U相绕组41U、V相绕组41V、W相绕组41W。各相绕组41U、41V、41W以电角度各错开120°的方式配置。旋转电机40例如是永磁体同步机。在本实施方式中，旋转电机40是车载主机，并且为车辆的行驶动力源。旋转电机40也可以是感应机。

逆变器30包括与三相对应的上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL的串联连接体。在本实施方式中，作为各开关，使用电压控制型的半导体开关元件，具体而言，使用IGBT。在各开关上反向并联连接有作为续流二极管的各二极管DUH、DVH、DWH、DUL、DVL、DWL。

在U相上臂开关QUH的低电位侧端子和U相下臂开关QUL的高电位侧端子的连接点，经由母线等U相导电构件32U而连接有旋转电机40的U相绕组41U的第一端。在V相上臂开关QVH的低电位侧端子和V相下臂开关QVL的高电位侧端子的连接点，经由母线等V相导电构件32V而连接有旋转电机40的V相绕组41V的第一端。在W相上臂开关QWH的低电位侧端子和W相下臂开关QWL的高电位侧端子的连接点，经由母线等W相导电构件32W而连接有旋转电机40的W相绕组41W的第一端。U相绕组41U、V相绕组41V、W相绕组41W的第二端彼此在中性点O处连接。另外，在本实施方式中，各相绕组41U、41V、41W的匝数被设定为相同。由此，各相绕组41U、41V、41W的例如电感被设定为相同。

各上臂开关QUH、QVH、QWH的高电位侧端子与电池组20的正极端子通过母线等正极侧电气路径Lp连接。各下臂开关QUL、QVL、QWL的低电位侧端子和电池组20的负极端子通过母线等负极侧电气路径Ln连接。

在逆变器30内设置有连接在正极侧电气路径Lp与负极侧电气路径Ln之间的电容器(平滑化电容器)31。另外，电容器31也可以设置于逆变器30的外部。

电池组20构成为作为单电池的电池单元21的串联连接体，端子电压例如为数百V。在本实施方式中，构成电池组20的各电池单元21的端子电压(例如额定电压)被设定为彼此相同。作为电池单元21，例如能够使用锂离子电池或镍氢蓄电池。

电源系统10包括作为主开关的第一主继电器MR1和第二主继电器MR2。第一主继电器MR1在正极侧电气路径Lp中设置在电池组20与电容器31之间，第二主继电器MR2在负极侧电气路径Ln中设置在电池组20与电容器31之间。通过第一主继电器MR1和第二主继电器MR2，对电池组20与旋转电机40之间的通电和通电切断进行切换。

在第一主继电器MR1上并联连接有作为副开关的预充电继电器PR和电阻Re的串联连接体。在电池组20与旋转电机40之间的通电开始时，通过代替第一主继电器MR1而将预充电继电器PR闭合，能够抑制突入电流流过电池组20与旋转电机40之间。在本实施方式中，作为各继电器，使用机械式的继电器开关。另外，在本实施方式中，第一主继电器MR1、第二主继电器MR2、预充电继电器PR和电阻体Re相当于“电源开关”。

电源系统10包括相电流传感器61、电池电流传感器62、电压传感器63和温度传感器64。相电流传感器61针对各相的导电构件32U、32V、32W而分别各设置有一个，并且分别对流过各相的绕组41U、41V、41W的相电流IU、IV、IW进行检测。

电池电流传感器62设置于负极侧电气路径Ln中的比第二主继电器MR2更靠电池组20侧的位置，并且对流过电池组20的电池电流IB进行检测。电压传感器63对施加于电容器31的电压即电容器电压VC进行检测。温度传感器64对电池组20的温度即电池温度TB进行检测。各传感器61～64的检测值被输入到电源系统10所包括的控制装置70。

作为升温控制装置的控制装置70以微型计算机为主体构成，通过执行存储在自身所包括的存储装置中的程序来实现各种控制功能。控制装置70进行构成逆变器30的各开关的开关控制，以将旋转电机40的控制量反馈控制为其指令值。由此，电源系统10将电池组20的直流电力转换为交流电力并供给至旋转电机40。控制量例如是转矩。

控制装置70对第一主继电器MR1、第二主继电器MR2和预充电继电器PR进行开闭控制。

控制装置70具有实施使电池组20升温的升温控制的功能。升温控制例如在车辆停止时等旋转电机40的停止时实施。在升温控制中，控制装置70在将第一主继电器MR1和第二主继电器MR2闭合的状态下，进行逆变器30的开关控制，以使d轴电流流过电池组20与旋转电机40之间。具体而言，利用电池组20、电气路径Lp、Ln、逆变器30和导电构件32U、32V、32W中的电感分量与电容器31的谐振来使d轴电流上升下降。在升温控制中，由于d轴电流的上升下降而使电池组20反复进行充放电，从而使电池组20升温。另外，即使d轴电流流过旋转电机40，旋转电机40的转矩也维持为零。

另外，通过使在电池组20与旋转电机40之间流动的d轴电流上升下降，在电容器31中作为d轴电流而流过脉动电流IR，并且电容器电压VC发生变动。在这种情况下，如果在电容器31中无意地流过较大的脉动电流IR，则电容器31的电压会过度地上升，电容器31有可能会成为过电压状态。

因此，在本实施方式中，在判断为电容器31成为过电压状态的过电压条件成立的情况下，在将第一主继电器MR1和第二主继电器MR2闭合的状态下，实施将上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL中的一方断开且将另一方闭合的状态控制。具体而言，在状态控制中，设为将所有相的上臂开关QUH、QVH、QWH断开，并且将所有相的下臂开关QUL、QVL、QWL闭合的所谓零矢量输出状态。由此，能够将逆变器30与电容器31电切断，能够在保护电容器31的同时实施电池组20的适当升温。

图2示出了本实施方式的升温控制处理的流程图。控制装置70在车辆的起动时刻处的电池温度TB低于规定的温度阈值TBth的情况下，在旋转电机40的动作开始之前的期间内，每隔规定周期反复实施升温控制处理。

在开始升温控制处理时，在步骤S11中，对是否结束电池组20的升温控制进行判定。具体而言，对规定的升温结束条件是否成立进行判定。在本实施方式中，升温结束条件包括：(1)电池温度TB变得比温度阈值TBth高；以及(2)从设置于电源系统10的外部的上位控制装置接收到升温控制停止命令。在升温结束条件的至少一个成立的情况下，暂时结束本处理。另一方面，在升温结束条件全部不成立的情况下，前进至步骤S12。

在步骤S12中，对过电压标志Fg是否设定为“0”进行判定。过电压标志Fg在车辆的起动时刻处设定为“0”，在电容器31不是过电压状态的情况下，设定为“0”。另一方面，在升温控制处理中的电容器31处于过电压状态的情况下，过电压标志Fg设定为“1”。在过电压标志Fg设定为“0”的情况下，前进至步骤S13。另一方面，在过电压标志Fg设定为“1”的情况下，前进至步骤S21。

在步骤S13中，对电容器31是否处于过电压状态进行判定。具体而言，对电容器31成为过电压状态的过电压条件是否成立进行判定。在本实施方式中，过电压条件包括：(1)电容器电压VC变得比规定的电压阈值VCth高；(2)相电流IU、IV、IW中的至少一个变得比规定的相电流阈值ISth大；以及(3)电池电流IB变得比规定的电池电流阈值IBth大。

在过电压条件全部不成立的情况下，判定为电容器31不处于过电压状态，并且前进至步骤S14。在步骤S14中，实施升温控制，并且暂时结束本处理。

另一方面，在过电压条件中的至少一个成立的情况下，判定为电容器31处于过电压状态，并且前进至步骤S15。另外，电容器31成为过电压状态的原因包括从控制装置70向逆变器30输出的开关控制指令由于噪声等而暂时没有传递。在步骤S15中，将过电压标志Fg设定为“1”，并且前进至步骤S24。在步骤S24中，实施状态控制，并且暂时结束本处理。另外，在本实施方式中，步骤S13的处理相当于“判定部”，步骤S24的处理相当于“控制部”。

在步骤S21中，对电容器31是否处于异常状态进行判定。异常状态是指尽管在电容器31成为过电压状态之后实施了状态控制，但是电容器电压VC上升到比电压阈值VCth高的状态。在步骤S21中，对规定的异常条件是否成立进行判定。在本实施方式中，异常条件包括(1)电容器电压VC变得比设定为高于电压阈值VCth的值的电压异常阈值VCXth高；(2)相电流IU、IV、IW中的至少一个变得比设定为大于相电流阈值ISth的值的相电流异常阈值ISXth大；以及(3)电池电流IB变得比设定为大于电池电流阈值IBth的值的电池电流异常阈值IBXth大。

在异常条件中的至少一个成立的情况下，判定为电容器31处于异常状态，并且前进至步骤S22。另外，电容器31成为异常状态的原因包括在构成逆变器30的至少一个开关中发生了非暂时的异常。在步骤S22中，实施将第一主继电器MR1、第二主继电器MR2和预充电继电器PR断开的断开控制，并且暂时结束本处理。

另一方面，在异常条件全部不成立的情况下，判定为电容器31不处于异常状态，并且前进至步骤S23。在步骤S23中，对电容器31是否从过电压状态恢复而不再处于过电压状态进行判定。具体而言，对规定的恢复条件是否成立进行判定。在本实施方式中，恢复条件包括：(1)电容器电压VC在以电池电压为基准的规定的电压范围内一定时间以上，并且相电流IU、IV、IW全部在以零为基准的规定的电流范围内一定时间以上；以及(2)状态控制的实施期间经过了规定期间以上。电池电压例如是车辆的起动时刻处的电容器电压VC。

在恢复条件全部不成立的情况下，判定为电容器31处于过电压状态，并且前进至步骤S24。另一方面，在恢复条件中的至少一个成立的情况下，判定为电容器31不处于过电压状态，并且前进至步骤S25。在步骤S25中，将过电压标志Fg设定为“0”，并且前进至步骤S14。

接着，在图3、图4中，对升温控制和状态控制中的电容器电压VC的变动的推移进行说明。另外，在图3中，省略了各传感器61～64和控制装置70等的记载。对于图5～图7也是同样的。

如图3的(A)所示，在升温控制中，由于电容器31的谐振作用，在电池组20与旋转电机40之间流动的d轴电流上升下降，相电流IU、IV、IW发生变动。另外，如图4的(B)所示，由于将相电流IU、IV、IW控制为d轴电流，因此，不会成为例如旋转电机40的动作时那样电角度各错开120°的波形。

如图4的(C)所示，电池电流IB与相电流IU、IV、IW的变动同步地发生变动。由于电池电流IB正负地变动，电池组20反复进行充放电，并且电池组20升温。

如图4的(A)所示，通过使电池组20与旋转电机40之间流动的d轴电流上升下降，在电容器31中作为d轴电流而流过脉动电流IR，并且电容器电压VC发生变动。在图4的(A)所示的示例中，在时刻t1～t2的期间中，将电容器电压VC控制为比电压阈值VCth低，但是在时刻t2处，电容器电压VC变得比电压阈值VCth高并成为过电压状态。

在成为过电压状态时，实施状态控制。如图3的(B)所示，在状态控制中，将所有相的上臂开关QUH、QVH、QWH断开(关闭)，将所有相的下臂开关QUL、QVL、QWL闭合(接通)。由此，逆变器30和电容器31被电切断，蓄积在电容器31中的电荷向电池组20放电。由此，如图4的(A)所示，电容器电压VC以规定的时间常数降低，能够抑制电容器31维持于过电压状态。

在这种情况下，放电后的电容器电压VC被控制为电池电压，能够抑制例如第一主继电器MR1和第二主继电器MR2被断开的情况那样电容器电压VC过度地降低。在放电后的电容器电压VC过度地降低时，电容器31从过电压状态恢复，在再次开始升温控制的情况下，需要对电容器31充电，直到电容器电压VC成为电池电压，升温控制所需的电力增大，并且到再次开始升温控制为止的期间变长。在本实施方式中，由于能够抑制电容器电压VC过度地降低，因此，能够使电池组20适当地升温。

另外，能够抑制在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW在旋转电机40与逆变器30的下臂开关QUL、QVL、QWL之间回流，并且经由与构成逆变器30的各开关反并联连接的二极管向电容器31回流。

在本实施方式中，由于作为第一主继电器MR1和第二主继电器MR2而使用机械式的继电器开关，因此，第一主继电器MR1和第二主继电器MR2的开闭控制所需的期间比作为半导体开关元件的上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL的断开控制所需的期间更长。因此，在电容器电压VC成为过电压状态的情况下，即使断开第一主继电器MR1和第二主继电器MR2，电容器31的保护也有可能会延迟。在本实施方式中，在电容器电压VC成为过电压状态的情况下，将上臂开关QUH、QVH、QWH断开，并且将下臂开关QUL、QVL、QWL闭合，因此，能够适当地保护电容器31。

根据以上详细说明的本实施方式，能够得到以下效果。

在判定为电容器31成为过电压状态的过电压条件成立的情况下，在将第一主继电器MR1和第二主继电器MR2闭合的状态下，实施将上臂开关QUH、QVH、QWH中的所有相断开，并且将下臂开关QUL、QVL、QWL中的所有相闭合的状态控制。由此，逆变器30和电容器31被电切断，蓄积在电容器31中的电荷向电池组20放电。其结果是，能够抑制电容器31成为过电压状态。在这种情况下，放电后的电容器电压VC被控制为电池电压，能够抑制例如第一主继电器MR1和第二主继电器MR2被断开的情况那样电容器电压VC过度地降低。此外，能够抑制在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW在旋转电机40与逆变器30的下臂开关QUL、QVL、QWL之间回流并向电容器31回流。因此，能够在保护电容器31的同时实施电池组20的适当升温。

根据本实施方式，能够使用电容器电压VC、相电流IU、IV、IW和电池电流IB中的至少一个，适当地判定电容器31处于过电压状态。另外，能够使用电容器电压VC及相电流IU、IV、IW和状态控制的实施期间中的至少一方来适当地结束状态控制。

(第一实施方式的第一变形例)

如图3的(B)所示，在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW在旋转电机40与逆变器30之间回流的情况下，在被闭合的下臂开关QUL、QVL、QWL中的一相或两相(在图3的(B)中为U相下臂开关QUL)中，电流从低电位侧端子流向高电位侧端子。在这种情况下，也可以断开供电流从低电位侧端子流向高电位侧端子的开关。即，在下臂开关QUL、QVL、QWL中，也可以将一部分相闭合且将剩余的相断开。

通过断开供电流从低电位侧端子流向高电位侧端子的开关，电流流过与该开关反向并联连接的二极管，与电流流过开关的情况相比，能够产生更多的电力损失。因此，能够使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW提前收敛，能够实施电池组20的适当升温。

(第一实施方式的第二变形例)

在状态控制中，代替将上臂开关QUH、QVH、QWH中的所有相断开，将下臂开关QUUL、QVL、QWL中的所有相闭合，也可以将上臂开关QUH、QVH、QWH中的所有相闭合，将下臂开关QUL、QVL、QWL中的所有相断开。另外，如图5所示，也可以交替地切换第一状态和第二状态，上述第一状态将上臂开关QUH、QVH、QWH中的所有相闭合，将下臂开关QUL、QVL、QWL中的所有相断开，上述第二状态将上臂开关QUH、QVH、QWH中的所有相断开，将下臂开关QUL、QVL、QWL中的所有相闭合。

在使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW在旋转电机40与逆变器30之间回流的情况下，需要依次切换各相的上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL的开闭状态，需要切换这些开关的切换期间。切换期间是不产生由回流引起的电力损失的期间，因此，优选的是较短。

在这种情况下，例如在从第一状态切换到第一状态的情况下，必须在上臂开关QUH、QVH、QWH的断开完成之后闭合上臂开关QUH、QVH、QWH，从而延长了切换期间。另一方面，在从第一状态切换到第二状态的情况下，在上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL没有同时地闭合的范围内，在将上臂开关QUH、QVH、QWH断开的期间中，能够开始下臂开关QUL、QVL、QWL的闭合，能够缩短切换期间。即，通过交替地切换第一状态和第二状态，能够产生更多的电力损失，能够使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW提前收敛。其结果是，能够实施电池组20的适当升温。

(第一实施方式的第三变形例)

如图6所示，在状态控制中，也可以代替第一主继电器MR1而闭合预充电继电器PR。由此，在蓄积在电容器31中的电荷向电池组20放电的情况下，电荷经由电阻体Re放电，因此，电容器31的放电变得缓慢，能够抑制大电流流向电池组20而使之劣化。另外，由于电荷经由电阻体Re放电，因此，能够产生更多的电力损失。由此，能够在不追加新结构的情况下缩短电容器31的放电期间，能够适当地保护电容器31。

(第一实施方式的第四变形例)

在电容器31成为过电压状态的情况下，代替仅实施升温控制，也可以交替地实施升温控制和状态控制。即，也可以交替地切换不实施状态控制而实施升温控制的期间和实施状态控制的期间。

在电容器31成为过电压状态的情况下，如果在不实施状态控制的情况下继续升温控制，则能够使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW向电池组20回流，能够使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW提前收敛。在这种情况下，由于电流也回流到电容器31，因此，电容器31有可能会维持于过电压状态。

另一方面，在电容器31成为过电压状态的情况下，如果在不实施升温控制的情况下实施状态控制，则由于状态控制而使电容器电压VC降低，能够抑制电容器31维持于过电压状态。但是，例如根据在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW的大小，有可能不能使这些相电流IU、IV、IW提前收敛，并且升温控制的再次开始有可能会延迟。

针对这点，在本变形例中，交替地切换实施升温控制的期间和实施状态控制的期间。由此，能够在抑制电容器31维持于过电压状态的同时，使在旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W中流动的相电流IU、IV、IW提前收敛。其结果是，能够在保护电容器31的同时实施电池组20的适当升温。另外，实施升温控制的期间与实施状态控制的期间的比例例如基于电容器31成为过电压状态的时刻处的相电流IU、IV、IW的大小来设定即可。

(第二实施方式)

以下，对于第二实施方式，参照图7、图8，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。

在本实施方式中，升温控制处理中的过电压条件与第一实施方式不同。在本实施方式中，过电压条件包括电池组20的升温期间LS变得比规定的期间阈值LSth长。本实施方式的升温控制处理包括设定该期间阈值LSth的处理。

在图8中示出了本实施方式的升温控制处理的流程图。在图7中，为了方便，对于与先前的图2所示的处理相同的处理，标注相同的步骤编号并省略说明。

在本实施方式的升温控制处理中，如果在步骤S11中作出否定判定，则在步骤S31中设定期间阈值LSth，并且前进至步骤S12。在电源系统10中，如果继续升温动作，则随着电池温度TB的上升，流向电容器31的脉动电流IR无意中增大，电容器31有时会成为过电压状态。期间阈值LSth设定为比在继续升温动作的情况下电容器31成为过电压状态的期间短的期间。因此，通过使用期间阈值LSth，能够在电容器31成为过电压状态之前，对是否存在电容器31成为过电压状态的危险进行判定。另外，在本实施方式中，步骤S31的处理相当于“设定部”。

在步骤S13中，对电容器31是否处于过电压状态进行判定。在本实施方式中，除了第一实施方式中的(1)～(3)的过电压条件之外，还判定(4)电池组20的升温期间LS是否变得比期间阈值LSth长。因此，在电池组20的升温期间LS变得比期间阈值LSth长的情况下，判定为电容器31不处于过电压状态，并且前进至步骤S14。

另外，在步骤S31中，例如基于车辆的起动时刻处的电池温度TB等升温开始时的电池温度TB来设定期间阈值LSth。在图8中示出了升温开始时的电池温度TB与期间阈值LSth的相关关系。在本实施方式中，升温开始时的电池温度TB越低，将期间阈值LSth设定得越短。升温开始时的电池温度TB越低，电池组20的升温期间LS越长，电容器31越容易成为过电压状态。由于升温开始时的电池温度TB越低，将期间阈值LSth设定得越短，能够适当地抑制电容器31成为过电压状态。

根据以上详细说明的本实施方式，能够得到以下效果。

根据本实施方式，能够使用电池组20的升温期间LS来适当地判定电容器31成为过电压状态，能够抑制电容器31成为过电压状态。

在过电压状态的判定中，判定电池组20的升温期间LS是否变得比期间阈值LSth长。在本实施方式中，电池组20的升温开始时的电池温度TB越低，将期间阈值LSth设定得越短。由此，在电池组20的升温期间LS容易变长的低温时，能够适当地抑制电容器31成为过电压状态。

＜其他实施方式＞

另外，上述各实施方式也可以进行以下变更来实施。

·在上臂开关QUH、QVH、QWH和下臂开关QUL、QVL、QWL中，二极管DUH、DVH、DWH、DUL、DVL、DWL不是必须的。在下臂开关QUL、QVL、QWL中存在二极管DUL、DVL、DWL的情况下，为了使电流在下臂开关QUL、QVL、QWL与旋转电机40之间回流，将至少一个相中的下臂开关QUL、QVL、QWL闭合即可。另一方面，在下臂开关QUL、QVL、QWL中不存在二极管DUL、DVL、DWL的情况下，为了使电流在下臂开关QUL、QVL、QWL与旋转电机40之间回流，需要将至少两相中的下臂开关QUL、QVL、QWL闭合。

·第二主继电器MR2不是必须的。另外，在第一实施方式的第三变形例以外的实施方式和变形例中，预充电继电器PR不是必须的。

·作为旋转电机40和逆变器30，也可以是五相或七相等三相以外的结构。

·旋转电机40的各相的绕组41U、41V、41W也可以不是星形接线而是三角形接线。

·作为构成逆变器30的各开关，不限于IGBT，例如也可以是N通道MOSFET。

·本公开所记载的升温控制装置及其方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供，上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者，本公开所记载的升温控制装置及其方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机是通过由一个以上的专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的。或者也可以是，本公开所记载的升温控制装置及其方法由一个以上的专用计算机来实现，该专用计算机通过被编程为执行一个至多个功能的处理器及存储器与由一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成。此外，计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质，以作为由计算机执行的指令。

以下，记载从上述各实施方式提取的特征性结构。

[结构1]

一种升温控制装置，上述升温控制装置(70)适用于电源系统，上述电源系统包括：

蓄电装置(20)；

旋转电机(40)，上述旋转电机具有多相的绕组(41U、41V、41W)；

逆变器(30)，上述逆变器针对每相具有串联连接的上臂开关(QUH、QVH、QWH)和下臂开关(QUL、QVL、QWL)，上述上臂开关和上述下臂开关的连接点与各相的上述绕组的一端连接；

正极侧电气路径(Lp)，上述正极侧电气路径将上述上臂开关的高电位侧端子与上述蓄电装置的正极端子连接；

负极侧电气路径(Ln)，上述负极侧电气路径将上述下臂开关的低电位侧端子与上述蓄电装置的负极端子连接；

电容器(31)，上述电容器连接在上述正极侧电气路径与上述负极侧电气路径之间；以及

电源开关(MR1、MR2、PR、Re)，上述电源开关在上述正极侧电气路径和上述负极侧电气路径的至少一方中，设置在上述蓄电装置与上述电容器之间，在将上述电源开关闭合的状态下，通过以使脉动电流作为d轴电流在上述蓄电装置与上述电容器之间流动的方式对上述逆变器进行开关控制，使上述蓄电装置升温，

上述升温控制装置包括：

判定部，上述判定部在上述蓄电装置的升温控制中，对上述电容器成为过电压状态的过电压条件是否成立进行判定；以及

控制部，上述控制部在由上述判定部判定为上述过电压条件成立的情况下，在将上述电源开关闭合的状态下，实施将上述上臂开关和上述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机的状态控制。

[结构2]

在结构1所记载的升温控制装置的基础上，

在上述上臂开关和上述下臂开关上分别反向并联连接有二极管(DUH、DVH、DWH、DUL、DVL、DWL)，

上述控制部在上述状态控制中，将上述上臂开关和上述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的一部分相闭合且将剩余相断开。

[结构3]

在结构1或结构2所记载的升温控制装置的基础上，

上述控制部在上述状态控制中，交替地切换第一状态和第二状态，

上述第一状态将上述上臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机，并且将上述下臂开关中的所有相断开，

上述第二状态将上述上臂开关中的所有相断开，并且将上述下臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出上述旋转电机。

[结构4]

在结构1至结构3中的任一项所记载的升温控制装置的基础上，

上述控制部在由上述判定部判定为上述过电压条件成立的情况下，交替地切换不实施上述状态控制而实施上述升温控制的期间和实施上述状态控制的期间。

[结构5]

在结构1至结构4中的任一项所记载的升温控制装置的基础上，

上述电源开关具有主开关(MR1)以及将副开关(PR)和电阻体(Re)串联连接且与上述主开关并联连接的串联连接体，

上述控制部在上述状态控制中将上述副开关闭合，并且将上述主开关断开。

[结构6]

在结构1至结构5中的任一项所记载的升温控制装置的基础上，

上述判定部在产生上述电容器的电压比规定值高、流过上述旋转电机的电流比规定值大以及流过上述蓄电装置的电流比规定值大中的至少一个的情况下，判定为上述过电压条件成立。

[结构7]

在结构1至结构6中的任一项所记载的升温控制装置的基础上，

上述判定部在上述蓄电装置的升温期间比规定的期间阈值长的情况下，判定为上述过电压条件成立。

[结构8]

在结构7所记载的升温控制装置的基础上，

包括设定部，上述设定部基于上述蓄电装置的升温开始时的温度来设定上述期间阈值，

上述温度越低，上述设定部将上述期间阈值设定得越短。

[结构9]

在结构1至结构8中的任一项所记载的升温控制装置的基础上，

上述控制部在判定为上述过电压条件成立之后，在产生上述电容器的电压处于规定范围且在上述旋转电机中流动的电流处于规定范围以及上述状态控制的实施期间经过了规定期间以上中的至少一方的情况下，结束上述状态控制。

虽然基于实施例对本公开进行了记述，但是应当理解，本公开并不限定于上述实施例、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进而在它们中包含仅一个要素、其以上或其以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (9)

1.一种升温控制装置，所述升温控制装置(70)适用于电源系统，所述电源系统包括：

蓄电装置(20)；

旋转电机(40)，所述旋转电机具有多相的绕组(41U、41V、41W)；

逆变器(30)，所述逆变器针对每相具有串联连接的上臂开关(QUH、QVH、QWH)和下臂开关(QUL、QVL、QWL)，所述上臂开关和所述下臂开关的连接点与各相的所述绕组的一端连接；

正极侧电气路径(Lp)，所述正极侧电气路径将所述上臂开关的高电位侧端子与所述蓄电装置的正极端子连接；

负极侧电气路径(Ln)，所述负极侧电气路径将所述下臂开关的低电位侧端子与所述蓄电装置的负极端子连接；

电容器(31)，所述电容器连接在所述正极侧电气路径与所述负极侧电气路径之间；以及

电源开关(MR1、MR2、PR、Re)，所述电源开关在所述正极侧电气路径和所述负极侧电气路径的至少一方中，设置在所述蓄电装置与所述电容器之间，

所述升温控制装置在将所述电源开关闭合的状态下，通过以使脉动电流作为d轴电流在所述蓄电装置与所述电容器之间流动的方式对所述逆变器进行开关控制，使所述蓄电装置升温，

所述升温控制装置包括：

判定部，所述判定部在所述蓄电装置的升温控制中，对所述电容器成为过电压状态的过电压条件是否成立进行判定；以及

控制部，所述控制部在由所述判定部判定为所述过电压条件成立的情况下，在将所述电源开关闭合的状态下，实施将所述上臂开关和所述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的至少一相闭合且使电流流入或流出所述旋转电机的状态控制。

2.如权利要求1所述的升温控制装置，其特征在于，

在所述上臂开关和所述下臂开关上分别反向并联连接有二极管(DUH、DVH、DWH、DUL、DVL、DWL)，

所述控制部在所述状态控制中，将所述上臂开关和所述下臂开关的一方中的所有相断开，并且将另一方中的一部分相闭合且将剩余相断开。

3.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述控制部在所述状态控制中，交替地切换第一状态和第二状态，

所述第一状态将所述上臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出所述旋转电机，并且将所述下臂开关中的所有相断开，

所述第二状态将所述上臂开关中的所有相断开，并且将所述下臂开关中的至少一相闭合且使电流流入或流出所述旋转电机。

4.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述控制部在由所述判定部判定为所述过电压条件成立的情况下，交替地切换不实施所述状态控制而实施所述升温控制的期间和实施所述状态控制的期间。

5.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述电源开关具有主开关(MR1)以及将副开关(PR)和电阻体(Re)串联连接且与所述主开关并联连接的串联连接体，

所述控制部在所述状态控制中将所述副开关闭合，并且将所述主开关断开。

6.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述判定部在产生所述电容器的电压比规定值高、流过所述旋转电机的电流比规定值大以及流过所述蓄电装置的电流比规定值大中的至少一个的情况下，判定为所述过电压条件成立。

7.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述判定部在所述蓄电装置的升温期间比规定的期间阈值长的情况下，判定为所述过电压条件成立。

8.如权利要求7所述的升温控制装置，其特征在于，

包括设定部，所述设定部基于所述蓄电装置的升温开始时的温度来设定所述期间阈值，

所述温度越低，所述设定部将所述期间阈值设定得越短。

9.如权利要求1或2所述的升温控制装置，其特征在于，

所述控制部在判定为所述过电压条件成立之后，在产生所述电容器的电压处于规定范围且在所述旋转电机中流动的电流处于规定范围以及所述状态控制的实施期间经过了规定期间以上中的至少一方的情况下，结束所述状态控制。