JP2013143788A - Vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle which combines both insulation and efficiency when an on-vehicle power storage device transmits electric power to and from an electric equipment outside the vehicle.SOLUTION: A power converter 50 includes a first cableway, a second cableway, and a relay. The first cableway transmits electric power while electrically insulating between a terminal 75 and the power storage device 10. The second cableway transmits electric power while electrically connecting between the terminal 75 and the power storage device 10. The relay selects the first cableway when an electric load 28 operates, and selects the second cableway when the operation of the electric load 28 stops.

Description

この発明は、車両に関し、特に、車両外部の電気機器との間で電力を伝送する蓄電装置を備える車両に関する。   The present invention relates to a vehicle, and more particularly, to a vehicle including a power storage device that transmits electric power to / from an electric device outside the vehicle.

二次電池に代表される蓄電装置からの電力によって車両駆動用電動機を駆動する電気自動車やハイブリッド自動車等の車両では、車両外部の電源(以下、単に「外部電源」とも称する)によって、車載蓄電装置を充電する構成が提案されている。以下では、外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。   In a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle that drives a motor for driving a vehicle with electric power from a power storage device typified by a secondary battery, the on-vehicle power storage device is powered by a power source outside the vehicle (hereinafter also simply referred to as “external power source”). A configuration for charging the battery has been proposed. Hereinafter, charging of the power storage device by the external power supply is also referred to as “external charging”.

特開2011−055684号公報(特許文献1)は、外部電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した車両において、非絶縁型の充電装置を用いて、外部充電を行うことを開示している。このとき、蓄電装置とPCUとを結ぶ経路上に介挿されたシステムメインリレーが開放される。これにより、外部充電時にPCUと外部電源との間の絶縁性を確保することができる。   Japanese Patent Laying-Open No. 2011-055684 (Patent Document 1) discloses performing external charging using a non-insulating charging device in a vehicle equipped with a power storage device that can be charged by an external power source. At this time, the system main relay inserted on the path connecting the power storage device and the PCU is released. Thereby, the insulation between PCU and an external power supply can be ensured at the time of external charging.

特開2011−055684号公報JP 2011-055684 A 特開2009−201170号公報JP 2009-20170 A 特開2009−225587号公報JP 2009-225587 A

特開2011−055684号公報では、外部充電時に蓄電装置とPCUとを結ぶ経路上に介挿されたシステムメインリレーが開放されることにより、充電装置の回路系から電気負荷が電気的に切り離される。このため、外部充電時に外部電源から電気負荷に電力を供給することができない。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-055684, an electric load is electrically disconnected from the circuit system of the charging device by opening a system main relay inserted on a path connecting the power storage device and the PCU during external charging. . For this reason, electric power cannot be supplied from the external power source to the electric load during external charging.

一方、絶縁トランスを有する絶縁型の充電装置は、充電装置の回路系に電気負荷が接続された場合に、外部電源と電気負荷との間を電気的に絶縁させることができる。このため、外部電源から電気負荷に電力を供給する際に電気負荷と外部電源との間の絶縁性を確保することができる。しかしながら、絶縁トランスを含む充電装置を用いた場合には、絶縁トランスでの電力損失が発生するため、外部充電の効率が低下することが懸念される。   On the other hand, an insulating charging device having an insulating transformer can electrically insulate between an external power source and an electric load when an electric load is connected to the circuit system of the charging device. For this reason, when supplying electric power from the external power supply to the electric load, it is possible to ensure insulation between the electric load and the external power supply. However, when a charging device including an insulating transformer is used, there is a concern that the efficiency of external charging is reduced because power loss occurs in the insulating transformer.

この発明の目的は、車載蓄電装置が車両外部の電気機器との間で電力を伝送する際の絶縁性と効率性とを両立する車両を提供することである。   An object of the present invention is to provide a vehicle that achieves both insulation and efficiency when the in-vehicle power storage device transmits electric power to / from electrical equipment outside the vehicle.

この発明によれば、車両は、蓄電装置と、端子と、電気負荷と、電力変換装置とを備える。端子は、車両外部の電気機器に接続される。電気負荷は、蓄電装置の電力によって動作する。電力変換装置は、電気機器から電力を供給される場合に、電気機器からの電力を蓄電装置へ伝送して蓄電装置を充電し、電気機器へ電力を供給する場合に、蓄電装置からの電力を電気機器へ伝送して蓄電装置を放電する。電力変換装置は、第1電路と、第2電路と、第1開閉器とを含む。第1電路は、端子と蓄電装置との間を電気的に絶縁して電力を伝送する。第2電路は、端子と蓄電装置との間を電気的に接続して電力を伝送する。第1開閉器は、電気負荷が動作する場合に第1電路を選択し、電気負荷の動作が停止する場合に第2電路を選択する。   According to this invention, the vehicle includes a power storage device, a terminal, an electric load, and a power conversion device. The terminal is connected to an electric device outside the vehicle. The electric load is operated by the electric power of the power storage device. When power is supplied from an electrical device, the power conversion device transmits power from the electrical device to the power storage device to charge the power storage device and supplies power to the electrical device. The power storage device is discharged by transmitting to an electric device. The power conversion device includes a first electric circuit, a second electric circuit, and a first switch. The first electric circuit transmits power by electrically insulating the terminal and the power storage device. The second electric circuit transmits power by electrically connecting the terminal and the power storage device. The first switch selects the first electric circuit when the electric load operates, and selects the second electric circuit when the operation of the electric load stops.

好ましくは、電気負荷は、車内温度を調節するための空調機器を含む。電力変換装置は、空調機器が動作する場合に第1電路を選択するように第1開閉器を制御する。   Preferably, the electric load includes an air conditioner for adjusting the temperature inside the vehicle. The power conversion device controls the first switch so as to select the first electric circuit when the air conditioner operates.

好ましくは、車両は、蓄電装置と電気負荷との間に接続された第2開閉器をさらに備える。電力変換装置は、第2開閉器の閉成時に第1電路を選択するように第1開閉器を制御し、第2開閉器の開放時に第2電路を選択するように第1開閉器を制御する。   Preferably, the vehicle further includes a second switch connected between the power storage device and the electric load. The power converter controls the first switch so as to select the first electric circuit when the second switch is closed, and controls the first switch so as to select the second electric circuit when the second switch is opened. To do.

好ましくは、電力変換装置は、絶縁トランスと、第1電力変換部と、第2電力変換部と、第3電力変換部とを含む。絶縁トランスは、電磁誘導によって一次側および二次側の間で電気エネルギを伝達する。第1電力変換部は、端子と第1正極線および第1負極線との間で双方向に電力を伝送する。第2電力変換部は、第1正極線および第1負極線と絶縁トランスの一次側との間で双方向に電力を伝送する。第3電力変換部は、絶縁トランスの二次側と第2正極線および第2負極線との間で双方向に電力を伝送する。第1開閉器は、第1開閉素子と、第2開閉素子とを有する。第1開閉素子は、第1正極線および第2正極線の間に接続される。第2開閉素子は、第1負極線および第2負極線の間に接続される。第1開閉素子および第2開閉素子は、第1電路が選択された場合に開放される一方で第2電路が選択された場合に閉成される。   Preferably, the power conversion device includes an insulating transformer, a first power conversion unit, a second power conversion unit, and a third power conversion unit. The insulating transformer transmits electrical energy between the primary side and the secondary side by electromagnetic induction. The first power converter transmits power in both directions between the terminal and the first positive line and the first negative line. The second power conversion unit transmits power bidirectionally between the first positive electrode line and the first negative electrode line and the primary side of the insulating transformer. The third power conversion unit transmits power bidirectionally between the secondary side of the insulating transformer and the second positive electrode line and the second negative electrode line. The first switch has a first switch element and a second switch element. The first opening / closing element is connected between the first positive electrode line and the second positive electrode line. The second opening / closing element is connected between the first negative electrode line and the second negative electrode line. The first opening / closing element and the second opening / closing element are opened when the first electric circuit is selected, and are closed when the second electric circuit is selected.

さらに好ましくは、電力変換装置は、第1正極線および第1負極線の間の電圧を電気機器の電圧以上の電圧に昇圧する昇圧回路をさらに含む。   More preferably, the power conversion device further includes a booster circuit that boosts the voltage between the first positive electrode line and the first negative electrode line to a voltage equal to or higher than the voltage of the electrical device.

さらに好ましくは、第3電力変換部は、第2正極線および第2負極線の間の電圧を蓄電装置の電圧以上の電圧に昇圧可能に構成される。   More preferably, the third power conversion unit is configured to be able to boost the voltage between the second positive electrode line and the second negative electrode line to a voltage equal to or higher than the voltage of the power storage device.

この発明においては、車両に搭載された電気負荷を動作させる場合に、電力変換装置は、端子と蓄電装置との間を電気的に絶縁して電力を伝送する。これにより、外部電源から電気負荷に電力を供給する際に電気負荷と外部電源との間の絶縁性を確保することができる。一方、電気負荷の動作を停止させる場合に、電力変換装置は、端子と蓄電装置との間を電気的に接続して電力を伝送する。これにより、電力変換装置における損失を低減させて効率を向上させることができる。したがって、この発明によれば、車載蓄電装置が車両外部の電気機器との間で電力を伝送する際の絶縁性と効率性とを両立できる。   In the present invention, when operating an electric load mounted on a vehicle, the power conversion device electrically insulates between the terminal and the power storage device and transmits power. Thereby, when supplying electric power from an external power supply to an electric load, it is possible to ensure insulation between the electric load and the external power supply. On the other hand, when stopping the operation of the electric load, the power conversion device electrically transmits the power by electrically connecting the terminal and the power storage device. Thereby, the loss in a power converter device can be reduced and efficiency can be improved. Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve both insulation and efficiency when the in-vehicle power storage device transmits electric power to / from an electric device outside the vehicle.

この発明の実施の形態1による車両の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a vehicle according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す電力変換装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the power converter device shown in FIG. 図1に示す制御装置で実行される電力変換装置の制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating control of the power converter device performed with the control apparatus shown in FIG. この発明の実施の形態1による車両における電力変換装置の動作を説明するための図表である。It is a chart for demonstrating operation | movement of the power converter device in the vehicle by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による車両における電力変換装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the power converter device in the vehicle by Embodiment 2 of this invention. 図5に示すPFC回路の動作を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the PFC circuit shown in FIG. 5. この発明の実施の形態2による車両における電力変換装置の動作を説明するための図表である。It is a chart for demonstrating operation | movement of the power converter device in the vehicle by Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による車両の全体構成図である。図1を参照して、車両100は、蓄電装置10と、システムメインリレーSMR1,SMR2と、駆動装置であるPCU(Power Control Unit)20と、モータジェネレータMG1,MG2と、エンジン40と、動力分割装置42と、駆動輪44と、制御装置(以下、ECU(Electronic Control Unit)とも称する)30と、電気負荷28と、電力変換装置50と、端子75と、リレーRY1,RY2とを含む。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power storage device 10, system main relays SMR1, SMR2, a drive unit PCU (Power Control Unit) 20, motor generators MG1, MG2, an engine 40, and a power split. Device 42, drive wheel 44, control device (hereinafter also referred to as ECU (Electronic Control Unit)) 30, electric load 28, power conversion device 50, terminal 75, and relays RY1 and RY2 are included.

蓄電装置10は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置10は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。   The power storage device 10 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable. The power storage device 10 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a lead storage battery, and a power storage element such as an electric double layer capacitor.

蓄電装置10の正極端および負極端は、システムメインリレーSMR1,SMR2を介して、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するためのPCU20に接続される。そして、蓄電装置10は、車両100の駆動力を発生させるための電力をPCU20に供給する。また、蓄電装置10は、モータジェネレータMG1,MG2で発電された電力を蓄電する。さらに、蓄電装置10は、電力変換装置50によって変換された電気機器70からの電力によって充電される。また、蓄電装置10は、放電した電力を電力変換装置50によって変換して電気機器70に供給する。以下では、蓄電装置10の電力の電気機器70への放電を「外部放電」とも称する。   The positive electrode end and the negative electrode end of power storage device 10 are connected to PCU 20 for driving motor generators MG1, MG2 via system main relays SMR1, SMR2. Then, power storage device 10 supplies power for generating driving force of vehicle 100 to PCU 20. Power storage device 10 stores the electric power generated by motor generators MG1 and MG2. Furthermore, the power storage device 10 is charged with the electric power from the electric device 70 converted by the power conversion device 50. In addition, the power storage device 10 converts the discharged power by the power conversion device 50 and supplies it to the electrical device 70. Hereinafter, the discharge of the electric power of the power storage device 10 to the electric device 70 is also referred to as “external discharge”.

システムメインリレーSMR1,SMR2は、蓄電装置10とPCU20とを結ぶ正極線PL1および負極線NLにそれぞれ接続される。そして、システムメインリレーSMR1,SMR2は、ECU30からの制御信号SE1に基づいて、蓄電装置10とPCU20との間での電力の供給と遮断とを切替える。   System main relays SMR1, SMR2 are connected to positive line PL1 and negative line NL connecting power storage device 10 and PCU 20, respectively. System main relays SMR1 and SMR2 switch between power supply and cutoff between power storage device 10 and PCU 20 based on control signal SE1 from ECU 30.

システムメインリレーSMR1,SMR2は、車両100の走行時に、蓄電装置10の電力によってPCU20および電気負荷28を動作させるために閉成される。   System main relays SMR <b> 1 and SMR <b> 2 are closed to operate PCU 20 and electric load 28 with the electric power of power storage device 10 when vehicle 100 is traveling.

PCU20は、コンバータ22と、インバータ21−1,21−2と、コンデンサC1,C2とを含む。   PCU 20 includes a converter 22, inverters 21-1, 21-2, and capacitors C1, C2.

コンバータ22は、ECU30からの制御信号PWCに基づいて、電力線対PL1,NLと電力線対PL2,NLとの間で電力変換を行なう。   Converter 22 performs power conversion between power line pair PL1, NL and power line pair PL2, NL based on control signal PWC from ECU 30.

インバータ21−1,21−2は、互いに並列して電力線対PL2,NLに接続される。インバータ21−1は、ECU30からの信号PWI1に基づいてモータジェネレータMG1を駆動する。インバータ21−2は、ECU30からの信号PWI2に基づいてモータジェネレータMG2を駆動する。   Inverters 21-1, 21-2 are connected in parallel to power line pairs PL2, NL. Inverter 21-1 drives motor generator MG1 based on signal PWI1 from ECU 30. Inverter 21-2 drives motor generator MG2 based on signal PWI2 from ECU 30.

モータジェネレータMG1,MG2は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータMG1,MG2は、動力分割装置42に連結される。動力分割装置42は遊星歯車(図示しない)を含む。遊星歯車は、いずれも図示しないが、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン40のクランクシャフト(図示せず)に連結される。サンギヤは、モータジェネレータMG1の回転軸に連結される。リングギヤは、モータジェネレータMG2の回転軸および駆動輪44に連結される。この動力分割装置42によって、エンジン40が発生する動力は、駆動輪44へ伝達される経路の動力と、モータジェネレータMG1へ伝達される経路の動力とに分割される。   Motor generators MG1 and MG2 are AC motors, for example, permanent magnet type synchronous motors including a rotor in which permanent magnets are embedded. Motor generators MG1 and MG2 are coupled to power split device 42. Power split device 42 includes a planetary gear (not shown). Although not shown, the planetary gear includes a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear. The pinion gear engages with the sun gear and the ring gear. The carrier supports the pinion gear so as to be capable of rotating, and is connected to a crankshaft (not shown) of the engine 40. The sun gear is coupled to the rotation shaft of motor generator MG1. The ring gear is connected to the rotation shaft of motor generator MG2 and drive wheel 44. The power split device 42 divides the power generated by the engine 40 into power for a path transmitted to the drive wheels 44 and power for a path transmitted to the motor generator MG1.

そして、モータジェネレータMG1は、動力分割装置42によって分割されたエンジン40の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置10の充電状態を示すSOC(State Of Charge)が低下すると、エンジン40が始動されてモータジェネレータMG1により発電が行なわれる。そして、その発電された電力が蓄電装置10へ供給される。   Motor generator MG1 generates electric power using the power of engine 40 divided by power split device 42. For example, when SOC (State Of Charge) indicating the state of charge of power storage device 10 decreases, engine 40 is started and motor generator MG1 generates power. Then, the generated power is supplied to the power storage device 10.

一方、モータジェネレータMG2は、蓄電装置10から供給される電力およびモータジェネレータMG1により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータMG2の駆動力は、駆動輪44に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギが駆動輪44からモータジェネレータMG2に伝達され、モータジェネレータMG2が駆動されることによってモータジェネレータMG2が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータMG2は、車両の運動エネルギを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。   On the other hand, motor generator MG2 generates driving force using at least one of the electric power supplied from power storage device 10 and the electric power generated by motor generator MG1. The driving force of motor generator MG2 is transmitted to driving wheels 44. When the vehicle is braked, the kinetic energy of the vehicle is transmitted from the drive wheel 44 to the motor generator MG2, and the motor generator MG2 is driven to operate the motor generator MG2. Thus, motor generator MG2 operates as a regenerative brake that converts kinetic energy of the vehicle into electric power and recovers it.

コンデンサC1は、正極線PL1および負極線NLの間に設けられ、正極線PL1および負極線NL間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサC2は、正極線PL2および負極線NLの間に設けられ、正極線PL2および負極線NL間の電圧変動を減少させる。   Capacitor C1 is provided between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL, and reduces voltage fluctuation between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL. Capacitor C2 is provided between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL, and reduces voltage fluctuation between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL.

電気負荷28は、DC/DCコンバータ23と、補機負荷25と、電動エアコン26とを含む。なお、電気負荷28は、上記構成に限定されず、他の電力を消費する機器を含んでいてもよい。   The electric load 28 includes a DC / DC converter 23, an auxiliary machine load 25, and an electric air conditioner 26. Note that the electrical load 28 is not limited to the above configuration, and may include other devices that consume power.

DC/DCコンバータ23は、正極線PL1と負極線NLとに接続される。DC/DCコンバータ23は、蓄電装置10から供給される直流電圧を電圧変換する。そして、DC/DCコンバータ23は、電力線対P1,N1を経由して、補機負荷25およびECU30に電源電流を供給するとともに、補機用バッテリ24に充電電流を供給する。システムメインリレーSMR1,SMR2が開放され、DC/DCコンバータ23が電圧変換動作を中止しているときには、補機用バッテリ24から補機負荷25およびECU30に対して電力の供給が行なわれる。   DC / DC converter 23 is connected to positive electrode line PL1 and negative electrode line NL. The DC / DC converter 23 converts the DC voltage supplied from the power storage device 10 into a voltage. The DC / DC converter 23 supplies a power supply current to the auxiliary load 25 and the ECU 30 via the power line pair P1, N1, and also supplies a charging current to the auxiliary battery 24. When system main relays SMR1 and SMR2 are opened and DC / DC converter 23 stops the voltage conversion operation, power is supplied from auxiliary battery 24 to auxiliary load 25 and ECU 30.

電動エアコン26は、正極線PL1と負極線NLとに接続される。電動エアコン26は、ECU30からの制御信号PWECに基づいて、車両100の室内を空調する。車両システム起動前に予め車室内を空調するプレ空調が実行される場合は、システムメインリレーSMR1,SMR2が閉成され、蓄電装置10または電気機器70から電動エアコン26に電力が供給される。   Electric air conditioner 26 is connected to positive electrode line PL1 and negative electrode line NL. The electric air conditioner 26 air-conditions the interior of the vehicle 100 based on a control signal PWEC from the ECU 30. When pre-air conditioning for pre-conditioning the vehicle interior is performed before the vehicle system is activated, system main relays SMR1 and SMR2 are closed, and electric power is supplied from power storage device 10 or electric device 70 to electric air conditioner 26.

電力変換装置50は、リレーRY1,RY2を介して、蓄電装置10の正極端および負極端に接続される。また、電力変換装置50は、電力線ACL1,ACL2により、車両100に設けられた端子75に接続される。端子75には、車両外部の電気機器70が接続される。電気機器70は、電力を供給する外部電源であってもよく、電力を消費する電気負荷であってもよい。電力変換装置50は、電気機器70から電力を供給される場合に、電気機器70からの電力を蓄電装置10へ伝送して蓄電装置10を充電させる。一方、電力変換装置50は、電気機器70へ電力を供給する場合に、蓄電装置10からの電力を電気機器70へ伝送して蓄電装置10を放電させる。具体的には、電力変換装置50は、電気機器70からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置10を充電する。また、電力変換装置50は、蓄電装置10が放電した直流電力を交流電力に変換して電気機器70へ供給する。   Power conversion device 50 is connected to the positive electrode end and the negative electrode end of power storage device 10 via relays RY1, RY2. In addition, power conversion device 50 is connected to a terminal 75 provided in vehicle 100 through power lines ACL1 and ACL2. An electric device 70 outside the vehicle is connected to the terminal 75. The electric device 70 may be an external power source that supplies electric power or an electric load that consumes electric power. When power is supplied from electrical device 70, power conversion device 50 transmits power from electrical device 70 to power storage device 10 to charge power storage device 10. On the other hand, when power is supplied to the electrical device 70, the power conversion device 50 transmits power from the power storage device 10 to the electrical device 70 to discharge the power storage device 10. Specifically, power conversion device 50 converts AC power from electrical device 70 into DC power and charges power storage device 10. Further, the power conversion device 50 converts the DC power discharged by the power storage device 10 into AC power and supplies the AC power to the electrical device 70.

端子75は、電力線ACL1,ACL2により、電力変換装置50に接続されている。端子75には、車両外部の電気機器70が接続される。   The terminal 75 is connected to the power conversion device 50 by power lines ACL1 and ACL2. An electric device 70 outside the vehicle is connected to the terminal 75.

リレーRY1,RY2は、ECU30からの制御信号SE2に基づいて、蓄電装置10と電力変換装置50との間での電力の供給と遮断とを切替える。リレーRY1,RY2は、車両走行時に、開放される。一方、リレーRY1,RY2は、電気機器70との接続時に、閉成される。   Relays RY <b> 1 and RY <b> 2 switch between power supply and power interruption between power storage device 10 and power conversion device 50 based on control signal SE <b> 2 from ECU 30. Relays RY1 and RY2 are opened when the vehicle travels. On the other hand, relays RY1 and RY2 are closed when connected to electrical device 70.

ECU30は、いずれも図1には図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両100および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。   Although not shown in FIG. 1, the ECU 30 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer. The ECU 30 inputs signals from each sensor and outputs control signals to each device. 100 and each device are controlled. Note that these controls are not limited to software processing, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).

ECU30は、PCU20、電力変換装置50およびDC/DCコンバータ23などを駆動するための制御信号を生成して出力する。また、ECU30は、システムメインリレーSMR1,SMR2およびリレーRY1〜RY4を制御するための制御信号SE1〜SE4を出力する。   ECU 30 generates and outputs a control signal for driving PCU 20, power conversion device 50, DC / DC converter 23, and the like. ECU 30 also outputs control signals SE1 to SE4 for controlling system main relays SMR1 and SMR2 and relays RY1 to RY4.

ECU30は、車両走行時に、システムメインリレーSMR1およびSMR2を閉成する一方で、リレーRY1,RY2を開放する。これにより、蓄電装置10の電力を用いて、電気負荷28を含む走行系の各機器を作動させることができる。また、電力変換装置50を含む電力変換系を、蓄電装置10および走行系から完全に切離すことができる。   ECU 30 closes system main relays SMR1 and SMR2 while the vehicle travels, and opens relays RY1 and RY2. Thereby, each apparatus of the traveling system including the electric load 28 can be operated using the electric power of the power storage device 10. In addition, the power conversion system including power conversion device 50 can be completely disconnected from power storage device 10 and the traveling system.

これに対して、ECU30は、外部充電時に、リレーRY1,RY2を閉成する。これにより、電力変換装置50からの電力によって、蓄電装置10を充電することができる。また、ECU30は、外部放電時に、リレーRY1,RY2を閉成する。これにより、蓄電装置10が放電して、電気機器70に電力を供給することができる。一方で、車両停止時であっても、外部充電時および外部放電時以外では、リレーRY1,RY2は開放される。システムメインリレーSMR1,SMR2は、車両状態に応じて、具体的には、ユーザ操作に応答した走行系での電力消費の状態に応じて、閉成または開放される。   On the other hand, the ECU 30 closes the relays RY1 and RY2 during external charging. Thereby, the power storage device 10 can be charged with the power from the power conversion device 50. ECU 30 closes relays RY1 and RY2 during external discharge. Thereby, the power storage device 10 is discharged, and power can be supplied to the electrical device 70. On the other hand, even when the vehicle is stopped, relays RY1 and RY2 are opened except during external charging and external discharging. System main relays SMR1, SMR2 are closed or opened according to the vehicle state, specifically, depending on the state of power consumption in the traveling system in response to a user operation.

ECU30は、外部充電時または外部放電時であっても、ユーザ操作または電気負荷28の動作状態(あるいは消費電力)に応じて、システムメインリレーSMR1,SMR2を閉成する。たとえば、電動エアコンの動作が要求されたり、補機負荷25の消費電力が大きくなったときには、システムメインリレーSMR1,SMR2が閉成される。   The ECU 30 closes the system main relays SMR1 and SMR2 according to the user operation or the operating state (or power consumption) of the electric load 28 even during external charging or external discharging. For example, when the operation of the electric air conditioner is required or the power consumption of auxiliary load 25 increases, system main relays SMR1, SMR2 are closed.

図2は、図1に示す電力変換装置50の構成例を示す回路図である。図2を参照して、電力変換装置50は、フィルタ51,57と、第1電力変換部52と、第2電力変換部54と、絶縁トランス55と、第3電力変換部56と、平滑コンデンサC3,C4とを含む。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the power conversion device 50 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 2, power converter 50 includes filters 51 and 57, a first power converter 52, a second power converter 54, an insulating transformer 55, a third power converter 56, and a smoothing capacitor. Including C3 and C4.

フィルタ51は、正極端子151pおよび負極端子151gと第1電力変換部52との間に接続される。正極端子151pおよび負極端子151gは、端子75を介して、車両外部の電気機器70に接続される。フィルタ57は、正極端子157pおよび負極端子157gと平滑コンデンサC4との間に接続される。正極端子157pおよび負極端子157gは、リレーRY1,RY2を介して、蓄電装置10に接続される。   The filter 51 is connected between the positive electrode terminal 151p and the negative electrode terminal 151g and the first power converter 52. The positive terminal 151p and the negative terminal 151g are connected to an electric device 70 outside the vehicle via a terminal 75. The filter 57 is connected between the positive terminal 157p and the negative terminal 157g and the smoothing capacitor C4. Positive electrode terminal 157p and negative electrode terminal 157g are connected to power storage device 10 via relays RY1 and RY2.

第1電力変換部52は、電力用半導体スイッチング素子Q1〜Q4によって構成されるフルブリッジ回路を有する。本実施の形態では、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」とも称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を例示するが、電力用MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等、オンオフが制御可能な任意のスイッチング素子を用いることが可能である。スイッチング素子Q1〜Q4に対しては、逆並列ダイオードD1〜D4がそれぞれ配置されている。   The first power conversion unit 52 has a full bridge circuit configured by power semiconductor switching elements Q1 to Q4. In the present embodiment, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is exemplified as a power semiconductor switching element (hereinafter also simply referred to as “switching element”), but a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor or a power Any switching element that can be turned on / off, such as a bipolar transistor, can be used. Anti-parallel diodes D1 to D4 are arranged for switching elements Q1 to Q4, respectively.

第2電力変換部54は、スイッチング素子Q7〜Q10によって構成されたフルブリッジ回路を有する。スイッチング素子Q7〜Q10に対しては、逆並列ダイオードD7〜D10がそれぞれ接続されている。   The second power conversion unit 54 has a full bridge circuit configured by the switching elements Q7 to Q10. Antiparallel diodes D7 to D10 are connected to switching elements Q7 to Q10, respectively.

絶縁トランス55は、第2電力変換部に接続された一次側と、第3電力変換部に接続された二次側とを有する。絶縁トランス55は、一次側および二次側を電気的に絶縁した上で、電磁誘導によって一次側および二次側の間で電気エネルギを伝達する。   Insulation transformer 55 has a primary side connected to the second power conversion unit and a secondary side connected to the third power conversion unit. The insulating transformer 55 electrically insulates the primary side and the secondary side, and transmits electric energy between the primary side and the secondary side by electromagnetic induction.

第3電力変換部56は、スイッチング素子Q12〜Q15によって構成されたフルブリッジ回路を有する。スイッチング素子Q12〜Q15に対しては、逆並列ダイオードD12〜D15がそれぞれ接続されている。   The third power conversion unit 56 has a full bridge circuit configured by the switching elements Q12 to Q15. Antiparallel diodes D12 to D15 are connected to switching elements Q12 to Q15, respectively.

平滑コンデンサC3は、正極線153pおよび負極線153gの間に電気的に接続される。平滑コンデンサC4は、正極線155pおよび負極線155gの間に電気的に接続される。   Smoothing capacitor C3 is electrically connected between positive electrode line 153p and negative electrode line 153g. Smoothing capacitor C4 is electrically connected between positive electrode line 155p and negative electrode line 155g.

ECU30は、第1電力変換部52と、第2電力変換部54と、第3電力変換部56とを制御する制御信号PWEを電力変換装置50に出力する。   The ECU 30 outputs a control signal PWE for controlling the first power conversion unit 52, the second power conversion unit 54, and the third power conversion unit 56 to the power conversion device 50.

電力変換装置50には、リレーRY3,RY4が設けられている。リレーRY3,RY4の開閉はECU30からの制御信号SE3,SE4によって制御される。リレーRY3,RY4は、以下に詳細に説明する、「絶縁型充電モード」および「絶縁型放電モード」での電力変換経路(第1電路)と「非絶縁型充電モード」および「非絶縁型放電モード」での電力変換経路(第2電路)との切換を制御するように配置される。   The power conversion device 50 is provided with relays RY3 and RY4. Opening / closing of relays RY3, RY4 is controlled by control signals SE3, SE4 from ECU 30. The relays RY3 and RY4 are described in detail below. The power conversion path (first electric circuit) and the “non-insulated charge mode” and “non-insulated discharge” in the “insulated charge mode” and “insulated discharge mode” are described in detail below. It is arrange | positioned so that switching with the power conversion path | route (2nd electric circuit) in a mode may be controlled.

図2の構成例では、リレーRY3は、正極線153pと正極線155pとの間に接続される。リレーRY4は、負極線153gと負極線155gとの間に接続される。これにより、リレーRY3,RY4が開放されると、絶縁トランス55を経由する第1電路を形成することができる。一方、リレーRY3,RY4が閉成されると、絶縁トランス55をバイパスする第2電路を形成することができる。このように、リレーRY3,RY4を設けることで、第1電路と第2電路との切り替えをすることができる。また、リレーRY3が正極線153pと正極線155pとの間に接続され、リレーRY4が負極線153gと負極線155gとの間に接続されることにより、リレーRY3,RY4が閉成されるときに絶縁トランス55に電流が流れない。これにより、電力変換装置50の電力変換効率を高めることができる。   In the configuration example of FIG. 2, the relay RY3 is connected between the positive electrode line 153p and the positive electrode line 155p. Relay RY4 is connected between negative electrode line 153g and negative electrode line 155g. Thereby, when the relays RY3 and RY4 are opened, the first electric circuit passing through the insulating transformer 55 can be formed. On the other hand, when the relays RY3 and RY4 are closed, a second electric circuit that bypasses the insulating transformer 55 can be formed. As described above, by providing the relays RY3 and RY4, the first electric circuit and the second electric circuit can be switched. When relay RY3 is connected between positive line 153p and positive line 155p, and relay RY4 is connected between negative line 153g and negative line 155g, relays RY3 and RY4 are closed. No current flows through the insulation transformer 55. Thereby, the power conversion efficiency of the power converter device 50 can be improved.

図3は、図1に示すECU30で実行される電力変換装置50の制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。   FIG. 3 is a flowchart for illustrating control of power conversion device 50 executed by ECU 30 shown in FIG. The processing routine of this flowchart from the main routine is executed every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.

図3を参照して、まず処理が開始されると、ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU30は、外部充電中であるかどうかを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると(S100にてYES)、処理がS110に進められる。一方、S100で否定的な判断がなされると(S100にてNO)、処理がS150に進められる。   Referring to FIG. 3, when the process is started, ECU 30 determines in step (hereinafter, step is referred to as S) 100 whether external charging is being performed. If a positive determination is made in this process (YES in S100), the process proceeds to S110. On the other hand, if a negative determination is made in S100 (NO in S100), the process proceeds to S150.

S110にて、ECU30は、外部充電の充電モードを選択する。具体的には、絶縁型充電が必要な車両状態であるか否かが判定される。たとえば、ECU30は、プレ空調が実行されるためシステムメインリレーSMR1,SMR2を閉成する必要があるときには、S110をYES判定として、絶縁型充電モードを選択する(S120)。一方、ECU30は、プレ空調が実行されないためシステムメインリレーSMR1,SMR2が開放されているときには、S110をNO判定として、非絶縁型充電モードを選択する(S130)。   In S110, ECU 30 selects a charging mode for external charging. Specifically, it is determined whether or not the vehicle state requires insulation charging. For example, when pre-air conditioning is executed, ECU 30 determines that S110 is YES and selects the insulated charging mode when it is necessary to close system main relays SMR1 and SMR2 (S120). On the other hand, when system main relays SMR1 and SMR2 are opened because pre-air conditioning is not executed, ECU 30 determines S110 as NO and selects the non-insulated charging mode (S130).

ECU30は、絶縁型充電モードを選択したときには、リレーRY3,RY4を開放する(S122)。これにより、絶縁トランス55を経由する第1電路が形成される。一方、ECU30は、非絶縁型充電モードを選択したときには、リレーRY3,RY4を閉成する(S132)。これにより、絶縁トランス55をバイパスする第2電路が形成される。   The ECU 30 opens the relays RY3 and RY4 when the insulated charging mode is selected (S122). As a result, a first electric circuit passing through the insulating transformer 55 is formed. On the other hand, when selecting the non-insulated charging mode, the ECU 30 closes the relays RY3 and RY4 (S132). As a result, a second electric circuit that bypasses the insulating transformer 55 is formed.

S150にて、ECU30は、外部放電中であるかどうかを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると(S150にてYES)、処理がS160に進められる。   In S150, ECU 30 determines whether or not external discharge is being performed. If a positive determination is made in this process (YES in S150), the process proceeds to S160.

S160にて、ECU30は、外部放電の放電モードを選択する。具体的には、絶縁型放電が必要な車両状態であるか否かが判定される。たとえば、ECU30は、プレ空調が実行されるためシステムメインリレーSMR1,SMR2を閉成する必要があるときには、S160をYES判定として、絶縁型放電モードを選択する(S170)。一方、ECU30は、プレ空調が実行されないためシステムメインリレーSMR1,SMR2が開放されているときには、S160をNO判定として、非絶縁型放電モードを選択する(S180)。   In S160, ECU 30 selects a discharge mode for external discharge. Specifically, it is determined whether or not the vehicle state requires an insulated discharge. For example, when pre-air-conditioning is executed, ECU 30 needs to close system main relays SMR1 and SMR2, and determines S160 as YES, and selects the insulated discharge mode (S170). On the other hand, when the system main relays SMR1 and SMR2 are opened because pre-air conditioning is not executed, the ECU 30 determines S160 as NO and selects the non-insulated discharge mode (S180).

ECU30は、絶縁型放電モードを選択したときには、リレーRY3,RY4を開放する(S172)。一方、ECU30は、非絶縁型放電モードを選択したときには、リレーRY3,RY4を閉成する(S182)。   The ECU 30 opens the relays RY3 and RY4 when the insulated discharge mode is selected (S172). On the other hand, when selecting the non-insulated discharge mode, the ECU 30 closes the relays RY3 and RY4 (S182).

図4は、この発明の実施の形態1による車両における電力変換装置50の動作を説明するための図表である。図4および図2を参照して、絶縁型充電モードでの電力変換装置50の動作を説明する。   FIG. 4 is a chart for illustrating the operation of power conversion device 50 in the vehicle according to the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 4 and FIG. 2, operation | movement of the power converter device 50 in insulation type charging mode is demonstrated.

絶縁型充電モードでは、第1電力変換部52は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。第2電力変換部54は、スイッチング素子Q7〜Q10のオンオフ制御によって、直流電圧vdcを交流電圧に変換して、絶縁トランス55の一次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56の間は、電気的に切り離される。第3電力変換部56は、絶縁トランス55の二次側の交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置10に出力する。スイッチング素子Q7〜Q10のオンオフは、蓄電装置10へ入力される直流電流または直流電圧が制御指令値に従うように制御される。   In the insulated charging mode, the first power converter 52 converts the AC voltage of the electric device 70 into the DC voltage vdc. The second power conversion unit 54 converts the DC voltage vdc into an AC voltage by on / off control of the switching elements Q7 to Q10, and outputs the AC voltage to the primary side of the insulating transformer 55. Since relays RY3 and RY4 are opened, the second power converter 54 and the third power converter 56 are electrically disconnected. Third power conversion unit 56 converts the AC voltage on the secondary side of insulation transformer 55 into a DC voltage and outputs the DC voltage to power storage device 10. Switching elements Q7 to Q10 are turned on / off so that the direct current or direct current voltage input to power storage device 10 follows the control command value.

このように、絶縁型充電モードでは、電力変換装置50は、電気的な絶縁を確保して電気エネルギを伝達する絶縁トランスを経由した電力変換経路によって、電気機器70からの電力を蓄電装置10の充電電力に変換する。この結果、電気機器70が蓄電装置10から電気的に絶縁された状態で外部充電が実行できるので、システムメインリレーSMR1,SMR2が閉成されていても、電気負荷28および電気機器70の間で確実に絶縁を確保できる。   As described above, in the isolated charging mode, the power conversion device 50 transmits the electric power from the electric device 70 to the power storage device 10 through the power conversion path via the insulation transformer that ensures electrical insulation and transmits electric energy. Convert to charging power. As a result, external charging can be performed in a state where the electric device 70 is electrically insulated from the power storage device 10, so that the electric load 28 and the electric device 70 can be connected even when the system main relays SMR 1 and SMR 2 are closed. Insulation can be ensured reliably.

次に、非絶縁型充電モードでの電力変換装置50の動作を説明する。
非絶縁型充電モードでは、第1電力変換部52は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線153pおよび負極線153gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線155pおよび負極線155gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54および第3電力変換部56は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10およびスイッチング素子Q12〜Q15がオフに固定される。
Next, the operation of the power conversion device 50 in the non-insulated charging mode will be described.
In the non-insulated charging mode, the first power converter 52 converts the AC voltage of the electrical device 70 into the DC voltage vdc. Since the relays RY3 and RY4 are closed, the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g bypass the insulating transformer 55 and are electrically connected to the positive electrode line 155p and the negative electrode line 155g. Therefore, transmission of electric energy by the insulating transformer 55 is not executed. Then, the second power converter 54 and the third power converter 56 are stopped. That is, switching elements Q7 to Q10 and switching elements Q12 to Q15 are fixed off.

このように、非絶縁型充電モードでは、電力変換装置50は、絶縁トランス55をバイパスして、電気機器70および蓄電装置10の間が電気的に接続された電力変換経路によって、電気機器70からの電力を蓄電装置10の充電電力に変換する。この結果、絶縁トランス55での損失を生じさせることなく、絶縁型充電モードよりも高効率で外部充電を実行できる。特に、システムメインリレーSMR1,SMR2の開放によって、蓄電装置10および電気負荷28の間の絶縁が確保されている場合には、非絶縁型充電モードを適用することによって、電気負荷28および電気機器70の間での絶縁を確保した上で、外部充電の効率を高めることができる。   As described above, in the non-insulated charging mode, the power conversion device 50 bypasses the insulation transformer 55 and is separated from the electric device 70 by the power conversion path in which the electric device 70 and the power storage device 10 are electrically connected. Is converted into charging power for the power storage device 10. As a result, external charging can be performed with higher efficiency than in the insulating charging mode without causing loss in the insulating transformer 55. In particular, when insulation between power storage device 10 and electric load 28 is ensured by opening system main relays SMR1 and SMR2, electric load 28 and electric device 70 are applied by applying the non-insulated charging mode. It is possible to increase the efficiency of external charging while ensuring insulation between the two.

次に、絶縁型放電モードでの電力変換装置50の動作を説明する。
絶縁型放電モードでは、第3電力変換部56は、スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフ制御によって、蓄電装置10の直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランス55の二次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56の間は、電気的に切り離される。第2電力変換部54は、絶縁トランス55の一次側の交流電圧を直流電圧に変換する。第1電力変換部52は、スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフは、電気機器70へ入力される交流電流または交流電圧が制御指令値に従うように制御される。
Next, operation | movement of the power converter device 50 in insulation type discharge mode is demonstrated.
In the insulated discharge mode, the third power conversion unit 56 converts the DC voltage of the power storage device 10 into an AC voltage by on / off control of the switching elements Q12 to Q15, and outputs it to the secondary side of the insulation transformer 55. Since relays RY3 and RY4 are opened, the second power converter 54 and the third power converter 56 are electrically disconnected. The second power converter 54 converts the primary side AC voltage of the insulating transformer 55 into a DC voltage. The first power conversion unit 52 converts the DC voltage of the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g into an AC voltage and outputs the AC voltage to the electric device 70 by the on / off control of the switching elements Q1 to Q4. Switching elements Q12 to Q15 are controlled to be turned on / off so that the alternating current or the alternating voltage input to electrical device 70 follows the control command value.

このように、絶縁型放電モードでは、電力変換装置50は、電気的な絶縁を確保して電気エネルギを伝達する絶縁トランスを経由した電力変換経路によって、蓄電装置10からの電力を電気機器70への供給電力に変換する。この結果、蓄電装置10が電気機器70から電気的に絶縁された状態で外部放電が実行できるので、システムメインリレーSMR1,SMR2が閉成されていても、電気負荷28および電気機器70の間で確実に絶縁を確保できる。   As described above, in the insulated discharge mode, the power conversion device 50 supplies the electric power from the power storage device 10 to the electric device 70 through the power conversion path via the insulation transformer that ensures electrical insulation and transmits electric energy. Convert to the supplied power. As a result, the external discharge can be performed in a state where the power storage device 10 is electrically insulated from the electric device 70, so that the electric load 28 and the electric device 70 can be connected even when the system main relays SMR 1 and SMR 2 are closed. Insulation can be ensured reliably.

次に、非絶縁型放電モードでの電力変換装置50の動作を説明する。
非絶縁型放電モードでは、リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線155pおよび負極線155gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線153pおよび負極線153gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54および第3電力変換部56は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10およびスイッチング素子Q12〜Q15がオフに固定される。第1電力変換部52は、スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。
Next, the operation of the power conversion device 50 in the non-insulated discharge mode will be described.
In the non-insulated discharge mode, the relays RY3 and RY4 are closed, so that the positive electrode line 155p and the negative electrode line 155g bypass the insulating transformer 55 and are electrically connected to the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g. Therefore, transmission of electric energy by the insulating transformer 55 is not executed. Then, the second power converter 54 and the third power converter 56 are stopped. That is, switching elements Q7 to Q10 and switching elements Q12 to Q15 are fixed off. The first power conversion unit 52 converts the DC voltage of the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g into an AC voltage and outputs the AC voltage to the electric device 70 by the on / off control of the switching elements Q1 to Q4.

このように、非絶縁型放電モードでは、電力変換装置50は、絶縁トランス55をバイパスして、蓄電装置10および電気機器70の間が電気的に接続された電力変換経路によって、蓄電装置10からの電力を電気機器70への供給電力に変換する。この結果、絶縁トランス55での損失を生じさせることなく、絶縁型放電モードよりも高効率で外部放電を実行できる。特に、システムメインリレーSMR1,SMR2の開放によって、蓄電装置10および電気負荷28の間の絶縁が確保されている場合には、非絶縁型放電モードを適用することによって、電気負荷28および電気機器70の間での絶縁を確保した上で、外部放電の効率を高めることができる。   As described above, in the non-insulated discharge mode, the power conversion device 50 bypasses the insulation transformer 55 and is separated from the power storage device 10 by the power conversion path in which the power storage device 10 and the electric device 70 are electrically connected. Is converted into power supplied to the electric device 70. As a result, external discharge can be performed with higher efficiency than in the insulating discharge mode without causing loss in the insulating transformer 55. In particular, when insulation between power storage device 10 and electric load 28 is ensured by opening system main relays SMR1 and SMR2, electric load 28 and electric device 70 are applied by applying a non-insulating discharge mode. It is possible to increase the efficiency of external discharge while ensuring insulation between the two.

このように、実施の形態1による車両では、絶縁トランス55を介した電力変換経路による絶縁性能を確保した外部充電(絶縁型充電モード)および外部放電(絶縁型放電モード)と、絶縁トランス55をバイパスした電力変換経路による高効率を優先した外部充電(非絶縁型充電モード)および外部放電(非絶縁型放電モード)とを選択的に適用できる。   As described above, in the vehicle according to the first embodiment, external charging (insulating charging mode) and external discharging (insulating discharging mode) that ensure insulation performance by the power conversion path via the insulating transformer 55, and the insulating transformer 55 are provided. External charging (non-insulated charging mode) and external discharging (non-insulating discharge mode) giving priority to high efficiency by the bypassed power conversion path can be selectively applied.

特に、プレ空調が実行される場合に、絶縁トランス55を介した電力変換経路によって、蓄電装置10または電気機器70から電動エアコン26に電力を供給してもよい。これにより、プレ空調時に車両ボデーと外部電源のアースとの間の絶縁性を確保することができる。   In particular, when pre-air conditioning is executed, power may be supplied from the power storage device 10 or the electric device 70 to the electric air conditioner 26 through a power conversion path via the insulating transformer 55. Thereby, the insulation between a vehicle body and the earth | ground of an external power supply is securable at the time of pre air conditioning.

また、蓄電装置10および電気負荷28の間の電気的接続を制御するシステムメインリレーSMR1,SMR2の開閉に連動して、絶縁型充電モードおよび非絶縁型充電モードを切換えてもよい。これにより、電気負荷28と電気機器70との間の絶縁を確保した上で、高効率の外部充電および外部放電を実行できるようになる。   In addition, insulative charging mode and non-insulating charging mode may be switched in conjunction with opening and closing of system main relays SMR1 and SMR2 that control electrical connection between power storage device 10 and electrical load 28. Thereby, it is possible to perform highly efficient external charging and external discharging while ensuring insulation between the electric load 28 and the electric device 70.

[実施の形態2]
図5は、この発明の実施の形態2による車両における電力変換装置50Aの構成例を示す回路図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device 50A in a vehicle according to Embodiment 2 of the present invention.

図5を図2と比較して、実施の形態2による電力変換装置50Aにおける、昇圧回路53および第3電力変換部56Aの構成が図2の構成(実施の形態1)と異なる。   Compared with FIG. 2, the configuration of booster circuit 53 and third power conversion unit 56 </ b> A in power conversion device 50 </ b> A according to the second embodiment is different from the configuration in FIG. 2 (first embodiment).

電力変換装置50Aでは、第1電力変換部52と平滑コンデンサC3との間に昇圧回路53が設けられている。昇圧回路53は、インダクタL1と、スイッチング素子Q5および逆並列ダイオードD5と、スイッチング素子Q6および逆並列ダイオードD6とを含む。   In the power converter 50A, a booster circuit 53 is provided between the first power converter 52 and the smoothing capacitor C3. Boost circuit 53 includes an inductor L1, a switching element Q5 and an antiparallel diode D5, and a switching element Q6 and an antiparallel diode D6.

インダクタL1は、第1電力変換部52の正極端およびノードN1の間に接続される。
スイッチング素子Q5は、ノードN1および負極線153gの間に接続される。スイッチング素子Q5に対しては、逆並列ダイオードD5が設けられる。スイッチング素子Q6は、ノードN1および正極線153pの間に接続される。スイッチング素子Q6に対しては、逆並列ダイオードD6が設けられる。
Inductor L1 is connected between the positive terminal of first power converter 52 and node N1.
Switching element Q5 is connected between node N1 and negative electrode line 153g. An antiparallel diode D5 is provided for switching element Q5. Switching element Q6 is connected between node N1 and positive electrode line 153p. An antiparallel diode D6 is provided for switching element Q6.

第1電力変換部52と昇圧回路53と平滑コンデンサC3とは、AC−DC変換の力率を改善するためのPFC(Power Factor Correction)回路58を構成する。   The first power converter 52, the booster circuit 53, and the smoothing capacitor C3 constitute a PFC (Power Factor Correction) circuit 58 for improving the power factor of AC-DC conversion.

図6は、図5に示すPFC回路58の外部充電時の動作を説明するための波形図である。   FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation during external charging of the PFC circuit 58 shown in FIG.

図6を参照して、電気機器70からの電源電圧vacは、所定周波数(以下、「電源周波数」と称する)の交流電圧である。PFC回路58では、インダクタL1の電流iLが、スイッチング素子Q5のオン期間には増加する一方で、スイッチング素子Q5のオフ期間には減少する。したがって、電流iLを検出するための図示しない電流センサの出力に基づくスイッチング素子Q5のオンオフ制御により、インダクタL1の電流iLを目標電流iL*に合致させることができる。   Referring to FIG. 6, power supply voltage vac from electric device 70 is an AC voltage having a predetermined frequency (hereinafter referred to as “power supply frequency”). In the PFC circuit 58, the current iL of the inductor L1 increases during the ON period of the switching element Q5, but decreases during the OFF period of the switching element Q5. Therefore, the current iL of the inductor L1 can be matched with the target current iL * by the on / off control of the switching element Q5 based on the output of a current sensor (not shown) for detecting the current iL.

ここで、目標電流iL*を、電源電圧vacと同位相の交流電流の絶対値に設定すると、電源電流iacおよび電源電圧vacが同位相となるように、電流iLを制御できる。これにより、電源電流iacおよび電源電圧vacの積で示される瞬時電力VAが常に正値となるので、瞬時電力VAの平均値である有効電力が大きくなる。すなわち、電気機器70から供給される電力の力率を1に近付けることができる。   Here, when the target current iL * is set to an absolute value of an alternating current having the same phase as the power supply voltage vac, the current iL can be controlled so that the power supply current iac and the power supply voltage vac are in phase. As a result, the instantaneous power VA indicated by the product of the power supply current iac and the power supply voltage vac is always a positive value, so that the effective power that is the average value of the instantaneous power VA increases. That is, the power factor of the electric power supplied from the electric device 70 can be brought close to 1.

平滑コンデンサC3は、ダイオードD6を経由して供給される電流により充電される。また、平滑コンデンサC3から放電される電流は、第2電力変換部54へ供給されて蓄電装置10の充電に用いられる。これらの充放電により、平滑コンデンサC3の電圧、すなわち直流電圧vdcは、電源周波数の2倍の周波数で変動することになる。   The smoothing capacitor C3 is charged by a current supplied via the diode D6. Further, the current discharged from the smoothing capacitor C <b> 3 is supplied to the second power conversion unit 54 and used for charging the power storage device 10. By these charging / discharging, the voltage of the smoothing capacitor C3, that is, the DC voltage vdc fluctuates at a frequency twice the power supply frequency.

ここで、電流iLの積分値は、平滑コンデンサC3へ供給される電荷に相当するので、目標電流iL*の大きさ(振幅)iLAに応じて、直流電圧vdcを制御することができる。すなわち、PFC回路58は、スイッチング素子Q5のオンオフによる電流iLの制御に伴って、電圧指令値vdc*に従って直流電圧vdcを制御することができる。   Here, since the integrated value of the current iL corresponds to the charge supplied to the smoothing capacitor C3, the DC voltage vdc can be controlled according to the magnitude (amplitude) iLA of the target current iL *. That is, the PFC circuit 58 can control the DC voltage vdc according to the voltage command value vdc * along with the control of the current iL by turning on and off the switching element Q5.

再び図5を参照して、第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q12〜Q15および逆並列ダイオードD12〜D15と、インダクタL2と、スイッチング素子Q11および逆並列ダイオードD11とを含む。   Referring to FIG. 5 again, third power conversion unit 56A includes switching elements Q12 to Q15 and antiparallel diodes D12 to D15, inductor L2, switching element Q11 and antiparallel diode D11.

インダクタL2は、スイッチング素子Q12〜Q15および逆並列ダイオードD12〜D15と平滑コンデンサC4との間に接続される。   Inductor L2 is connected between switching elements Q12-Q15 and antiparallel diodes D12-D15, and smoothing capacitor C4.

スイッチング素子Q11は、リレーRY3とスイッチング素子Q12〜Q15および逆並列ダイオードD12〜D15との間に接続される。スイッチング素子Q11に対しては、逆並列ダイオードD11が設けられる。   Switching element Q11 is connected between relay RY3, switching elements Q12 to Q15, and antiparallel diodes D12 to D15. An antiparallel diode D11 is provided for the switching element Q11.

以上の構成により、第3電力変換部は、第2正極線および第2負極線の間の電圧を蓄電装置の電圧以上の電圧に昇圧可能なチョッパ回路を形成する。   With the above configuration, the third power conversion unit forms a chopper circuit capable of boosting the voltage between the second positive line and the second negative line to a voltage equal to or higher than the voltage of the power storage device.

実施の形態2の車両においても、絶縁型充電モードおよび非絶縁型充電モードと絶縁型放電モードおよび非絶縁型放電モードとの選択が、図3のS100−S182と同様に実行される。   Also in the vehicle of the second embodiment, selection between the insulated charging mode, the non-insulated charging mode, the insulated discharge mode, and the non-insulated discharge mode is performed in the same manner as S100-S182 in FIG.

図7は、この発明の実施の形態2による車両における電力変換装置50Aの動作を説明するための図表である。図7および図5を参照して、絶縁型充電モードでの電力変換装置50Aの動作を説明する。   FIG. 7 is a table for illustrating the operation of power conversion device 50A in the vehicle according to the second embodiment of the present invention. With reference to FIGS. 7 and 5, the operation of power conversion device 50 </ b> A in the insulated charging mode will be described.

絶縁型充電モードでは、PFC回路58は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。第2電力変換部54は、スイッチング素子Q7〜Q10のオンオフ制御によって、直流電圧vdcを交流電圧に変換して、絶縁トランス55の一次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56Aの間は、電気的に切り離される。第3電力変換部56Aは、絶縁トランス55の二次側の交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置10に出力する。スイッチング素子Q7〜Q10のオンオフは、蓄電装置10へ入力される直流電流または直流電圧が制御指令値に従うように制御される。   In the isolated charging mode, the PFC circuit 58 converts the AC voltage of the electrical device 70 into the DC voltage vdc. The second power conversion unit 54 converts the DC voltage vdc into an AC voltage by on / off control of the switching elements Q7 to Q10, and outputs the AC voltage to the primary side of the insulating transformer 55. Since relays RY3 and RY4 are opened, the second power conversion unit 54 and the third power conversion unit 56A are electrically disconnected. Third power conversion unit 56 </ b> A converts the AC voltage on the secondary side of insulating transformer 55 into a DC voltage and outputs the DC voltage to power storage device 10. Switching elements Q7 to Q10 are turned on / off so that the direct current or direct current voltage input to power storage device 10 follows the control command value.

次に、非絶縁型充電モードでの電力変換装置50Aの動作を説明する。
非絶縁型充電モードでは、PFC回路58は、電気機器70の交流電圧を直流電圧vdcに変換する。リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線153pおよび負極線153gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線155pおよび負極線155gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。そして、第2電力変換部54は、停止される。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10がオフに固定される。第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q11を上アームとし、スイッチング素子Q12〜Q15を下アームとする非絶縁型チョッパ回路として動作する。たとえば、スイッチング素子Q11およびスイッチング素子Q12〜Q15を所定のスイッチング周期に従って相補にオンオフするとともに、これらのオンオフ比(デューティ比)を制御することによって蓄電装置10へ入力される直流電流または直流電圧が制御指令値に従うように制御される。
Next, the operation of the power conversion device 50A in the non-insulated charging mode will be described.
In the non-insulated charging mode, the PFC circuit 58 converts the AC voltage of the electrical device 70 into a DC voltage vdc. Since the relays RY3 and RY4 are closed, the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g bypass the insulating transformer 55 and are electrically connected to the positive electrode line 155p and the negative electrode line 155g. Therefore, transmission of electric energy by the insulating transformer 55 is not executed. Then, the second power conversion unit 54 is stopped. That is, switching elements Q7 to Q10 are fixed off. The third power conversion unit 56A operates as a non-insulated chopper circuit having the switching element Q11 as an upper arm and the switching elements Q12 to Q15 as lower arms. For example, switching element Q11 and switching elements Q12 to Q15 are complementarily turned on and off in accordance with a predetermined switching cycle, and the DC current or DC voltage input to power storage device 10 is controlled by controlling their on / off ratio (duty ratio). It is controlled to follow the command value.

このように、絶縁型充電モードおよび非絶縁型充電モードでは、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Thus, the effects similar to those of the first embodiment can be obtained in the insulated charging mode and the non-insulated charging mode.

さらに、昇圧回路53を設けることにより、第1電力変換部52と昇圧回路53と平滑コンデンサC3とは、PFC回路58を構成する。これにより、AC−DC変換の力率を改善することができる。   Furthermore, by providing the booster circuit 53, the first power converter 52, the booster circuit 53, and the smoothing capacitor C3 constitute a PFC circuit 58. Thereby, the power factor of AC-DC conversion can be improved.

次に、絶縁型放電モードでの電力変換装置50Aの動作を説明する。
絶縁型放電モードでは、第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフ制御によって、蓄電装置10の直流電圧を交流電圧に変換して、絶縁トランス55の二次側に出力する。リレーRY3,RY4が開放されるため、第2電力変換部54および第3電力変換部56の間は、電気的に切り離される。第2電力変換部54は、絶縁トランス55の一次側の交流電圧を直流電圧に変換する。PFC回路58は、スイッチング素子Q1〜Q4,Q6のオンオフ制御によって、正極線153pおよび負極線153gの直流電圧を交流電圧に変換して電気機器70に出力する。すなわち、PFC回路58は、スイッチング素子Q5をオフとし、スイッチング素子Q6をスイッチングする。このとき、スイッチング素子Q6のスイッチングのデューティ比を制御することで、正弦波を全波整流した電圧波形を生成できる。そして、上記全波整流した電圧が0Vになる度に、スイッチング素子Q1,Q4のオンオフとスイッチング素子Q2,Q3のオンオフとを交互に切替える。ここで、スイッチング素子Q1はスイッチング素子Q4と同期してスイッチングし、スイッチング素子Q2はスイッチング素子Q3と同期してスイッチングする。スイッチング素子Q12〜Q15のオンオフは、電気機器へ入力される交流電流または交流電圧が制御指令値に従うように制御される。
Next, the operation of the power conversion device 50A in the insulation discharge mode will be described.
In the insulated discharge mode, the third power conversion unit 56A converts the DC voltage of the power storage device 10 into an AC voltage and outputs it to the secondary side of the insulation transformer 55 by the on / off control of the switching elements Q12 to Q15. Since relays RY3 and RY4 are opened, the second power converter 54 and the third power converter 56 are electrically disconnected. The second power converter 54 converts the primary side AC voltage of the insulating transformer 55 into a DC voltage. The PFC circuit 58 converts the DC voltage of the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g into an AC voltage and outputs it to the electric device 70 by ON / OFF control of the switching elements Q1 to Q4 and Q6. That is, the PFC circuit 58 turns off the switching element Q5 and switches the switching element Q6. At this time, a voltage waveform obtained by full-wave rectifying the sine wave can be generated by controlling the switching duty ratio of the switching element Q6. Each time the full-wave rectified voltage becomes 0 V, the switching elements Q1, Q4 are alternately switched on and off and the switching elements Q2, Q3 are switched on and off. Here, the switching element Q1 switches in synchronization with the switching element Q4, and the switching element Q2 switches in synchronization with the switching element Q3. Switching elements Q12 to Q15 are controlled to be turned on / off so that the alternating current or the alternating voltage input to the electrical equipment follows the control command value.

次に、非絶縁型放電モードでの電力変換装置50Aの動作を説明する。
非絶縁型放電モードでは、リレーRY3,RY4が閉成されるので、正極線155pおよび負極線155gが、絶縁トランス55をバイパスして、正極線153pおよび負極線153gと電気的に接続される。したがって、絶縁トランス55による電気エネルギの伝達は実行されない。第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q11を上アームとし、スイッチング素子Q12〜Q15を下アームとする非絶縁型チョッパ回路として動作する。たとえば、スイッチング素子Q11およびスイッチング素子Q12〜Q15を所定のスイッチング周期に従って相補にオンオフするとともに、これらのオンオフ比(デューティ比)を制御することによって蓄電装置10の電圧を所望の電圧に制御することができる。第2電力変換部54は、動作を停止する。すなわち、スイッチング素子Q7〜Q10がオフに固定される。PFC回路58は、正極線153pおよび負極線153gの間の交流電圧を直流電圧に変換して電気機器70に出力する。
Next, the operation of the power conversion device 50A in the non-insulated discharge mode will be described.
In the non-insulated discharge mode, the relays RY3 and RY4 are closed, so that the positive electrode line 155p and the negative electrode line 155g bypass the insulating transformer 55 and are electrically connected to the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g. Therefore, transmission of electric energy by the insulating transformer 55 is not executed. The third power conversion unit 56A operates as a non-insulated chopper circuit having the switching element Q11 as an upper arm and the switching elements Q12 to Q15 as lower arms. For example, switching element Q11 and switching elements Q12 to Q15 are complementarily turned on and off according to a predetermined switching cycle, and the voltage of power storage device 10 is controlled to a desired voltage by controlling the on / off ratio (duty ratio). it can. The second power converter 54 stops operating. That is, switching elements Q7 to Q10 are fixed off. The PFC circuit 58 converts the AC voltage between the positive electrode line 153p and the negative electrode line 153g into a DC voltage and outputs the DC voltage to the electric device 70.

このように、絶縁型放電モードおよび非絶縁型放電モードでは、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Thus, in the insulated discharge mode and the non-insulated discharge mode, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

さらに、第3電力変換部56Aは、スイッチング素子Q12〜Q15および逆並列ダイオードD12〜D15と、インダクタL2と、スイッチング素子Q11および逆並列ダイオードD11とを含む。これにより、第3電力変換部は、第2正極線および第2負極線の間の電圧を蓄電装置の電圧以上の電圧に昇圧可能である。   Furthermore, the third power conversion unit 56A includes switching elements Q12 to Q15 and antiparallel diodes D12 to D15, an inductor L2, a switching element Q11, and an antiparallel diode D11. Thereby, the third power conversion unit can boost the voltage between the second positive electrode line and the second negative electrode line to a voltage equal to or higher than the voltage of the power storage device.

このように、実施の形態2による車両では、実施の形態1と同様に、絶縁トランス55を介した電力変換経路による絶縁性能を確保した外部充電(絶縁型充電モード)および外部放電(絶縁型放電モード)と、絶縁トランス55をバイパスした電力変換経路による高効率を優先した外部充電(非絶縁型充電モード)および外部放電(非絶縁型放電モード)とを選択的に適用できる。さらに、実施の形態2による車両では、蓄電装置10および電気機器70の電圧を昇圧することが可能である。   As described above, in the vehicle according to the second embodiment, as in the first embodiment, the external charging (insulating charging mode) and the external discharging (insulating discharging) that ensure the insulating performance by the power conversion path via the insulating transformer 55 are performed. Mode) and external charging (non-insulating charging mode) and external discharging (non-insulating discharging mode) giving priority to high efficiency by the power conversion path bypassing the insulating transformer 55 can be selectively applied. Furthermore, in the vehicle according to the second embodiment, the voltages of power storage device 10 and electric device 70 can be boosted.

なお、上記の実施の形態においては、動力分割装置42によりエンジン40の動力を駆動輪44とモータジェネレータMG1,MG2とに分割して伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータMG1を駆動するためにのみエンジン40を用い、モータジェネレータMG2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン40が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。   In the above embodiment, the series / parallel type hybrid vehicle has been described in which the power split device 42 can transmit the power of the engine 40 to the drive wheels 44 and the motor generators MG1 and MG2. The invention is also applicable to other types of hybrid vehicles. That is, for example, a so-called series-type hybrid vehicle that uses the engine 40 only to drive the motor generator MG1 and generates the driving force of the vehicle only by the motor generator MG2, or regenerative energy among the kinetic energy generated by the engine 40 The present invention can also be applied to a hybrid vehicle in which only the electric energy is recovered, a motor assist type hybrid vehicle in which a motor assists the engine as the main power if necessary.

また、上記の実施の形態では、モータジェネレータMG1,MG2とエンジン40とを搭載したハイブリッド車を用いて説明したが、本発明は、ハイブリッド車に限定されず、電気自動車や燃料電池車などに適用してもよい。   In the above-described embodiment, the description has been made using the hybrid vehicle equipped with the motor generators MG1, MG2 and the engine 40. However, the present invention is not limited to the hybrid vehicle, and is applied to an electric vehicle, a fuel cell vehicle, and the like. May be.

なお、上記において、リレーRY3,RY4は、この発明における「第1開閉器」の一実施例に対応し、システムメインリレーSMR1,SMR2は、この発明における「第2開閉器」の一実施例に対応する。また、リレーRY3は、この発明における「第1開閉素子」の一実施例に対応し、リレーRY4は、この発明における「第2開閉素子」の一実施例に対応する。また、正極線153pは、この発明における「第1正極線」の一実施例に対応し、負極線153gは、この発明における「第1負極線」の一実施例に対応する。また、正極線155pは、この発明における「第2正極線」の一実施例に対応し、負極線155gは、この発明における「第2負極線」の一実施例に対応する。また、電動エアコン26は、この発明における「空調機器」の一実施例に対応する。   In the above, relays RY3 and RY4 correspond to one embodiment of the “first switch” in the present invention, and system main relays SMR1 and SMR2 correspond to one embodiment of the “second switch” in the present invention. Correspond. Relay RY3 corresponds to an example of “first switching element” in the present invention, and relay RY4 corresponds to an example of “second switching element” in the present invention. Positive electrode line 153p corresponds to an example of “first positive electrode line” in the present invention, and negative electrode line 153g corresponds to an example of “first negative electrode line” in the present invention. Positive electrode line 155p corresponds to an example of “second positive electrode line” in the present invention, and negative electrode line 155g corresponds to an example of “second negative electrode line” in the present invention. Electric air conditioner 26 corresponds to an example of “air conditioner” in the present invention.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 蓄電装置、23 DC/DCコンバータ、24 補機バッテリ、25 補機負荷、26 電動エアコン、28 電気負荷、30 制御装置(ECU)、42 動力分割装置、44 駆動輪、50,50A 電力変換装置、52 第1電力変換部、53 昇圧回路、54 第2電力変換部、55 絶縁トランス、56 第3電力変換部、58 PFC回路、70 電気機器、75 端子、100 車両、151g,153g,155g,157g 負極線、151p,153p,155p,157p 正極線、C1〜C4 コンデンサ、D1〜D15 逆並列ダイオード、L1,L2 インダクタ、MG1,MG2 モータジェネレータ、Q1〜Q15 電力用半導体スイッチング素子、RY1,RY2 リレー、RY3,RY4 リレー(第1開閉器)、SMR1,SMR2 システムメインリレー(第2開閉器)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power storage device, 23 DC / DC converter, 24 Auxiliary battery, 25 Auxiliary machine load, 26 Electric air conditioner, 28 Electric load, 30 Control apparatus (ECU), 42 Power split device, 44 Driving wheel, 50, 50A Power converter , 52 1st power conversion part, 53 Booster circuit, 54 2nd power conversion part, 55 Insulation transformer, 56 3rd power conversion part, 58 PFC circuit, 70 Electrical equipment, 75 terminal, 100 vehicle, 151g, 153g, 155g, 157g Negative electrode wire, 151p, 153p, 155p, 157p Positive electrode wire, C1-C4 capacitor, D1-D15 anti-parallel diode, L1, L2 inductor, MG1, MG2 motor generator, Q1-Q15 Power semiconductor switching element, RY1, RY2 relay , RY3, RY4 relay (first switch), MR1, SMR2 system main relay (second switch).

Claims (6)

蓄電装置と、
車両外部の電気機器に接続される端子と、
前記蓄電装置の電力によって動作する電気負荷と、
前記電気機器から電力を供給される場合に、前記電気機器からの電力を前記蓄電装置へ伝送して前記蓄電装置を充電し、前記電気機器へ電力を供給する場合に、前記蓄電装置からの電力を前記電気機器へ伝送して前記蓄電装置を放電する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記端子と前記蓄電装置との間を電気的に絶縁して電力を伝送する第1電路と、
前記端子と前記蓄電装置との間を電気的に接続して電力を伝送する第2電路と、
前記電気負荷が動作する場合に前記第1電路を選択し、前記電気負荷の動作が停止する場合に前記第2電路を選択する第1開閉器とを含む、車両。
A power storage device;
Terminals connected to electrical equipment outside the vehicle;
An electrical load that operates with electric power of the power storage device;
When power is supplied from the electrical device, power from the electrical device is transmitted to the power storage device to charge the power storage device, and when power is supplied to the electrical device, power from the power storage device A power conversion device that transmits the electric power to the electrical device and discharges the power storage device,
The power converter is
A first electric circuit that electrically insulates between the terminal and the power storage device and transmits electric power;
A second electric circuit for transmitting electric power by electrically connecting the terminal and the power storage device;
A vehicle comprising: a first switch that selects the first electric circuit when the electric load operates, and selects the second electric circuit when the operation of the electric load stops.
前記電気負荷は、車内温度を調節するための空調機器を含み、
前記電力変換装置は、前記空調機器が動作する場合に前記第1電路を選択するように前記第1開閉器を制御する、請求項1に記載の車両。
The electric load includes an air conditioner for adjusting the temperature inside the vehicle,
The vehicle according to claim 1, wherein the power conversion device controls the first switch to select the first electric circuit when the air conditioner operates.
前記蓄電装置と前記電気負荷との間に接続された第2開閉器をさらに備え、
前記電力変換装置は、前記第2開閉器の閉成時に前記第1電路を選択するように前記第1開閉器を制御し、前記第2開閉器の開放時に前記第2電路を選択するように前記第1開閉器を制御する、請求項1に記載の車両。
A second switch connected between the power storage device and the electrical load;
The power conversion device controls the first switch to select the first electric circuit when the second switch is closed, and selects the second electric circuit when the second switch is opened. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle controls the first switch.
前記電力変換装置は、
電磁誘導によって一次側および二次側の間で電気エネルギを伝達する絶縁トランスと、
前記端子と第1正極線および第1負極線との間で双方向に電力を伝送する第1電力変換部と、
前記第1正極線および前記第1負極線と前記絶縁トランスの一次側との間で双方向に電力を伝送する第2電力変換部と、
前記絶縁トランスの二次側と第2正極線および第2負極線との間で双方向に電力を伝送する第3電力変換部とを含み、
前記第1開閉器は、
前記第1正極線および前記第2正極線の間に接続された第1開閉素子と、
前記第1負極線および前記第2負極線の間に接続された第2開閉素子とを有し、
前記第1開閉素子および前記第2開閉素子は、前記第1電路が選択された場合に開放される一方で前記第2電路が選択された場合に閉成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の車両。
The power converter is
An insulating transformer that transmits electrical energy between the primary side and the secondary side by electromagnetic induction;
A first power converter that transmits power bidirectionally between the terminal and the first positive electrode line and the first negative electrode line;
A second power converter for transmitting power bidirectionally between the first positive electrode line and the first negative electrode line and a primary side of the insulating transformer;
A third power converter that transmits power bidirectionally between the secondary side of the insulating transformer and the second positive electrode line and the second negative electrode line;
The first switch is
A first switching element connected between the first positive electrode line and the second positive electrode line;
A second opening / closing element connected between the first negative electrode line and the second negative electrode line,
4. The device according to claim 1, wherein the first switching element and the second switching element are opened when the first electric circuit is selected, and are closed when the second electric circuit is selected. 5. The vehicle according to claim 1.
前記電力変換装置は、前記第1正極線および前記第1負極線の間の電圧を前記電気機器の電圧以上の電圧に昇圧する昇圧回路をさらに含む、請求項4に記載の車両。   The vehicle according to claim 4, wherein the power conversion device further includes a boosting circuit that boosts a voltage between the first positive electrode line and the first negative electrode line to a voltage equal to or higher than a voltage of the electric device. 前記第3電力変換部は、前記第2正極線および前記第2負極線の間の電圧を前記蓄電装置の電圧以上の電圧に昇圧可能に構成される、請求項4または5に記載の車両。   6. The vehicle according to claim 4, wherein the third power conversion unit is configured to be able to boost a voltage between the second positive electrode line and the second negative electrode line to a voltage equal to or higher than a voltage of the power storage device.
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