JP2016131486A

JP2016131486A - 車両システム用双方向ｄｃ／ｄｃ電力コンバータ

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Publication number: JP2016131486A
Application number: JP2016002139A
Authority: JP
Inventors: シュ・シェ; Xu She; ロバート・ディーン・キング; D King Robert; クム−カン・ヒュー; Kum-Kang Huh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: US9809119B2; MX2016000431A; MX352791B; CN105790588B; US20160200202A1; CA2916815C; CA2916815A1; KR101938331B1; BR102016000601B1; CN105790588A; KR20160087363A; JP6713774B2; BR102016000601A2; EP3046242A1

Abstract

【課題】電力差分を可変的に処理し、伝達する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品を提供すること。【解決手段】コンバータ組立品は、エネルギー貯蔵デバイスとＤＣリンクとに結合され、コンバータ組立品は、エネルギー貯蔵デバイスに結合された第１のコンバータ区分と、ＤＣリンクおよびエネルギー貯蔵デバイスに結合された第２のコンバータ区分とを含む。コンバータ組立品は、電力を負荷に提供するとき、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の第１の部分を処理し、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の未処理の第２の部分を第２のコンバータ区分に提供し、回生電力をエネルギー貯蔵デバイスに提供するとき、負荷からの回生電力の第１の部分を処理し、負荷からの回生電力の未処理の第２の部分を第１のコンバータ区分に提供する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、一般に、電力コンバータに関し、より詳しくは、電力差分を可変的に処理し、伝達する、双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータに関する。双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータは、それによって受け取られた電力を両方の電力の流れの方向に、可変に処理し、それによって受け取られた電力の一部分は、処理せずにコンバータの他方の側に直接供給する。

電気自動車およびハイブリッド電気自動車は、典型的には、単独または内燃エンジンとの組合せのいずれでも、１つまたは複数のエネルギー貯蔵デバイスによって電力が供給される。純粋電気自動車では、１つまたは複数のエネルギー貯蔵デバイスは、駆動システム全体に電力を供給し、それによって、内燃エンジンが必要でなくなる。他方、ハイブリッド電気自動車は、内燃エンジンによって供給される動力を補足するためにエネルギー貯蔵デバイスの電力を含み、それによって、内燃エンジンおよび車両の燃料効率が大幅に増大する。従来、電気またはハイブリッド電気駆動システム内のエネルギー貯蔵デバイスは、電気モータに電力を供給するのに十分なエネルギーを提供するために、蓄電池、超コンデンサ、フライホイール、またはこれらの要素の組合せを含む。

電気およびハイブリッド電気自動車では、エネルギーを、これらのエネルギー貯蔵デバイスのうちの１つまたは複数から、ＤＣ負荷（例えば、電気モータ）に結合されたＤＣリンクに伝達することができる。典型的には、１つまたは複数のＤＣ／ＤＣ電圧コンバータ（例えば、双方向降圧／昇圧コンバータ）をしばしば採用して、エネルギー貯蔵デバイスの電圧をＤＣリンク電圧（ＤＣリンクを電気モータに結合して）から減結合し、この減結合をもたらすために１つまたは複数のコンバータを採用する。双方向ＤＣ／ＤＣ電圧コンバータは、エネルギー貯蔵デバイスからＤＣリンクに提供される電圧を増大または「昇圧」して、電気モータの電力需要を満たす働きをし、回生制動中に電気モータから発生された電圧を低減または「降圧」してから回生電力をエネルギー貯蔵デバイスに提供し、それによってデバイスを再充電する働きをする。

双方向ＤＣ／ＤＣ電圧コンバータの既存の配列により、ＤＣリンクへの電圧の供給を増大させて、または電圧を逓減させて、エネルギー貯蔵デバイスを再充電することが首尾よく可能になるが、ある欠点がそのような電圧コンバータの使用に伴う。すなわち、電気およびハイブリッド電気自動車では、設けられた典型的なＤＣ／ＤＣ電圧コンバータが全電力を搬送する電力変換プロセスに採用されたスイッチを含む全電力定格のＤＣ／ＤＣコンバータである。全電力を搬送する際に、スイッチは、より高い電流を導通させて、より多くの損失を発生し、コンバータの温度管理に対してもより厳しい要件を加える。したがって、システムの体積および重量がさらに増大され、システムの費用も増大する。

ＤＣ／ＤＣコンバータの非効率の問題に対処するためのこれまでの試みは、ＤＣ／ＤＣコンバータのトポロジー、設計方法、および構成要素の材料の改善を利用することを主に重視してきた。しかし、これらの解決策の各々は、限定された量だけしか車両システムの性能を改善することができず、これらの効率の改善は追加費用をかけることによってでしか達成できない。

したがって、体積、重量、および損失の低減と効率の増大とを有する双方向ＤＣ／ＤＣ電圧コンバータであって、関連費用を増大させずに効率の増大を実現するコンバータを提供することが望ましい。

米国特許第８８６０３５９号公報

本発明の実施形態は、電力差分を負荷に伝達する双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータを対象とする。

本発明の一態様によれば、車両システムが、ＤＣリンクと、ＤＣリンクに結合されＤＣリンクからエネルギーを受け取るように構成された負荷と、ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイスと、エネルギー貯蔵デバイスの各々およびＤＣリンクに結合され、それらの間に配置された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品とを含み、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが、エネルギー貯蔵デバイスに結合された第１のコンバータ区分と、ＤＣリンクに結合された第２のコンバータ区分と備え、第２のコンバータ区分が、エネルギー貯蔵デバイスにも結合される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品は、エネルギー貯蔵デバイスから負荷に電力を提供するとき、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の第１の部分を処理し、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の未処理の第２の部分を第２のコンバータ区分に提供し、負荷からの回生電力をエネルギー貯蔵デバイスに提供するとき、負荷からの回生電力の第１の部分を処理し、負荷からの回生電力の未処理の第２の部分を第１のコンバータ区分に提供するように構成される。

本発明の別の態様によれば、車両システムがＤＣリンクと、ＤＣリンクに結合され、ＤＣリンクからエネルギーを受け取るように構成された負荷と、ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイスと、エネルギー貯蔵デバイスからＤＣリンクへのＤＣ電力の電圧を昇圧する昇圧モードで、およびＤＣリンクからエネルギー貯蔵デバイスへのＤＣ電力の電圧を降圧する降圧モードで、選択的に動作するように構成された双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータとを含む。双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータを昇圧モードおよび降圧モードの各々で動作させる際に、双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第１の部分が、電圧を昇圧または降圧するように処理され、双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第２の部分が処理されない。

本発明のさらに別の態様によれば、エネルギー貯蔵デバイスと、直流（ＤＣ）リンクと、負荷と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品とを含む車両システムにおいて電力を伝達するための方法が提供される。方法は、エネルギー貯蔵デバイスの出力からＤＣリンクへのＤＣ電圧を昇圧する昇圧モードで、またはＤＣリンクからエネルギー貯蔵デバイスへの電圧を降圧する降圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品を動作させるステップを含む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品を昇圧モードまたは降圧モードで動作させる際に、方法は、エネルギー貯蔵デバイスとＤＣリンクとの電圧差を決定するステップと、受け取られた電力を昇圧または降圧するように処理される、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品によって受け取られた電力の第１の部分を決定するステップと、未処理のままにされる双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品によって受け取られた電力の第２の部分を決定するステップと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品に、受け取られた電力の第１の部分を処理させ、受け取られた電力の第２の部分を未処理のままにさせるステップと、処理された第１の部分と未処理の第２の部分とを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品から集合的に出力するステップとをさらに含む。

様々な他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面から明らかとなろう。

図面は本発明を実施するために目下企図されている実施形態を例示する。

本発明の実施形態による、車両駆動システムの概略的構成図である。異なるＤＣ電圧利得に対する、図１の車両駆動システムに含まれる双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータに提供されたＤＣ電力の処理された部分と未処理の部分とを示すグラフである。本発明の実施形態による、取り付けられたエネルギー源／負荷とともに、図１の車両駆動システムに含まれる双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータの概略的構成図である。本発明の実施形態による、取り付けられたエネルギー源／負荷とともに、図１の車両駆動システムに含まれる双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータの概略的構成図である。本発明の実施形態による、取り付けられたエネルギー源／負荷とともに、図１の車両駆動システムに含まれる双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータの概略的構成図である。本発明の実施形態による、車両システムにおける電力を伝達するための技法を示す流れ図である。

本発明の実施形態は、電力差分を可変的に処理し負荷に伝達する双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータを提供する。双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータは、それによって受け取られた電力の一部分を処理し（すなわち、昇圧／降圧し）、それによって受け取られた電力の一部分を処理せずにコンバータの他方の側に直接供給する点において、部分的電力コンバータとして動作する。

図１は本発明の実施形態による車両システム１０を示す。車両システム１０は、電気自動車またはハイブリッド車の適用例に使用することができ、一実施形態により、車両推進（すなわち、駆動）システムの一部として使用されるが、システムは車両の始動システムの一部としても使用され得ることが認識される。車両システム１０は、エネルギーシステム１２と、車両システムコントローラ１４とを含む。エネルギーシステム１２は、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８、すなわち、双方向降圧／昇圧コンバータ組立品とを含む。図１に示す実施形態によれば、エネルギーシステム１２は、任意選択で、第２のエネルギー貯蔵デバイス２０を含むこともできる。一実施形態によれば、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６は、１００Ｗｈ／ｋｇ程度以上のエネルギー密度を達成することが実証されている高比エネルギー電池または高エネルギー密度電池（例えば、リチウムイオン、ナトリウムメタルハライド、ナトリウム塩化ニッケル、ナトリウム硫黄、または空気亜鉛電池）でよいが、超コンデンサ、燃料電池、フライホイールなどの別のタイプのエネルギー貯蔵デバイスも企図されている。第２のエネルギー貯蔵デバイス２０は、例えば、高比電力定格を有する電池または超コンデンサでよい。

図１に示すように、第２のエネルギー貯蔵デバイス２０は、ＤＣリンク２２を介して負荷２４に結合されて、それに電力を提供する。第１のエネルギー貯蔵デバイス１６も負荷２４に電力を提供し、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８を通じて電力を提供し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は第１のエネルギー貯蔵デバイス１６とＤＣリンク２２との間に配置される。本発明の実施形態によれば、負荷２４は、ＤＣ／ＡＣインバータ２６と、モータまたは電気機械デバイス２８とを含む電気駆動装置である。モータ２８は、好ましくは、ＡＣモータであるが、そのようなものとして限定はされない。図示していないが、モータ２８はそれぞれの車輪または他の負荷に結合することができる、またはモータ２８は回転動力を車輪または他の負荷に配分するために差動装置に結合することができることを理解されたい。

一般に、動作の加速モードでは、エネルギーシステム１２の高電圧側３０に第２のエネルギー貯蔵デバイス２０によって提供される電圧は、駆動モータ２８とのＤＣリンク２２を介してＤＣ／ＡＣインバータ２６に供給される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、エネルギーシステム１２の低電圧側３２によってエネルギーシステム１２の高電圧側３０に提供される電圧を昇圧する働きもする。すなわち、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６からの電圧が、エネルギーシステム１２の低電圧側３２で、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８に、それに結合されたバス３４を介して提供される。以下に、より詳細に説明するように、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６によって提供された電圧の全部または一部分が、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって、動作の昇圧モードで、エネルギーシステム１２の高電圧側３０でＤＣリンク２２に提供される電圧が電気駆動装置２４の動作レベルまで増大されるように昇圧される。

モータ２８の回転の速度がゼロまで、またはその現在の速度より遅い速度まで減少される動作の減速モードでは、システムコントローラ１４が電気駆動装置２４を回生モードで動作させるようにプログラムされ、電力またはエネルギーが回生制動事象の間、ＤＣ／ＡＣインバータ２６を通じてＤＣリンク２２に戻される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、回生制動事象から発生された電力を第１のエネルギー貯蔵デバイス１６を再充電するのに適した電圧まで昇圧する働きをする。以下に、より詳細に説明するように、ＤＣバス２２上の電圧の全部または一部分は、エネルギーシステム１２の低電圧側３２での第１のエネルギー貯蔵デバイス１６に提供された電圧が第１のエネルギー貯蔵デバイス１６の電圧定格まで減少されるように、動作の降圧モードで双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって降圧される。

動作の加速および減速モードに加えて、始動順序手順も車両の動作を開始するために実施され、初期事前充電エネルギーが第２のエネルギー貯蔵システム２０に提供される。最適条件下で、第２のエネルギー貯蔵デバイス２０は、この初期事前充電を、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６を介して提供されたエネルギーから受け取る。すなわち、車両システムコントローラ１４が車両始動を開始させる運転者入力を受け取るとき、車両システムコントローラ１４は、指令を第１のエネルギー貯蔵デバイス１６に送って、事前充電エネルギーを第２のエネルギー貯蔵デバイス２０に提供する。このエネルギーは、第１のエネルギー貯蔵システム１６に結合された専用事前充電回路３６を介して提供され、およびバス３４を介して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８に提供される。上記のように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、ＤＣリンク２２に、最終的に、第２のエネルギー貯蔵システム２０に提供される電圧を昇圧するように構成される。第２のエネルギー貯蔵システム２０は、事前充電されたとき、エネルギーをＤＣリンク２２を介して電気駆動装置２４のＤＣ／ＡＣインバータ２６に提供して、車両始動を開始させ、それによって、車両の始動順序手順を完了させることができる。

図１に示すように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、コンバータ組立品によって受け取られた電力の一部分だけが変換されおよび／または処理されてからそれによって出力されるので、双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータとして機能するようにエネルギーシステム１２内で構築され、接続される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、第１のコンバータ区分３８と第２のコンバータ区分４０を含むものとして全体が図１に示され、少なくとも１つの変圧器４２もコンバータ組立品１８に含まれ、第１および第２のコンバータ区分３８、４０の各々の一部を形成する。変圧器４２は、第１のコンバータ区分３８の一部を形成する少なくとも１つの一次巻線４４と、第２のコンバータ区分４０の一部を形成する少なくとも１つの二次巻線４６とを含む。一実施形態によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、このようにして、変圧器４２を含むプッシュプルタイプのコンバータとして構築することができるが、部分的電力変換をもたらす任意の他の適切なＤＣ／ＤＣコンバータ配列を使用できることが認識される。

動作の昇圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の動作の間、第１のコンバータ区分３８は、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６から電力を受け取る「入力区分」と同様に機能し、第２のコンバータ区分４０は、電力をＤＣリンク２２に提供する「出力区分」として機能する。動作の降圧モードで双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８が動作する間、第２のコンバータ区分４０は、ＤＣリンク２２から電力を受け取る「入力区分」と同様に機能し、第１のコンバータ区分３８は、電力を第１のエネルギー貯蔵デバイス１６に提供する「出力区分」として機能する。

例示的な実施形態において、動作の昇圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８が動作する間、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６のＤＣ出力は一次巻線４４と、二次巻線４６とに結合される。さらに、第２のコンバータ区分４０の負端子４８は、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６によって出力されたＤＣ電流の第１の部分（Ｉ_process）５２が第１のコンバータ区分３８に提供され、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６によって出力されたＤＣ電流の第２の部分（Ｉ_unprocess）５４が直接（処理なしで）第２のコンバータ区分４０に提供され、ほとんど損失がなく、すなわち、ほぼ１００％の効率となるように、第１のコンバータ区分３８の正端子５０に直列に接続される。第１のコンバータ区分３８および第２のコンバータ区分４０は、相互誘導結合もされる。より具体的には、一次巻線４４は、二次巻線４６に相互誘導結合される。動作において、一次巻線４４中を流れる時変電流は、二次巻線４６の両端間に電圧を誘導する。

また、動作の昇圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８が動作する間、第１のコンバータ区分３８は、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６によって発生されたＤＣ電流の一部分を抽出する。さらに、第２のコンバータ区分４０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の出力電圧５６（Ｖｓ）が第１のエネルギー貯蔵デバイス１６の出力電圧５８（Ｖ_ESD）と直列になるように、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６と直列に結合される。言い換えれば、本明細書ではＶ_DClink６０と称する、ＤＣリンク２２に供給された電圧は、第１のエネルギー貯蔵デバイス電圧５８（Ｖ_ESD）とＤＣ／ＤＣコンバータ電圧５６（Ｖｓ）との和である。さらに、ＤＣリンク２２に供給された電力は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理されおよび／または変換された電力を超える。したがって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の電力定格は、ＤＣリンク２２に供給された電力の全部が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理されおよび／または変換された場合よりも低くなり得る。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の電力定格がＤＣリンク２２に供給された電力よりも低くても、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、ＤＣリンク電流とも称するＩ_driveを制御する能力を維持する。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の動作をそれの動作の昇圧モードに関して上に説明しているが、コンバータ組立品１８は、動作の降圧モードの間、同様に動作することが認識される。すなわち、動作の降圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８が動作する間、ＤＣリンク２２上のＤＣ電力（回生制動事象により負荷２４から提供される、すなわち、回生電力）が二次巻線４６におよび一次巻線４４に結合される。ＤＣリンク２２上のＤＣ電流の第１の部分は、第２のコンバータ区分４０によって提供／抽出され、ＤＣリンク上のＤＣ電流の第２の部分は、第１のコンバータ区分３８に処理なしで直接提供され、したがって、未処理の第２の部分上には何も損失が存在しない。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の効率は、降圧モードでのその動作に比較して、昇圧モードでのその動作の間、変動することがさらに認識される。

車両システム１０の動作状態により、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理された電力差分は変動する。次に図２を参照すると、複数の異なるＤＣ電圧利得に対するＤＣ／ＤＣコンバータ１８によって処理される電力の部分（すなわち、第１のエネルギー貯蔵デバイス電圧に対するＤＣリンク電圧の比／差）が、例として、動作の昇圧におけるコンバータの動作に対して示される。ＤＣ利得が小さいと、電力の第２の部分の値、すなわち、電力の未処理部分が増大され、したがって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の大半が処理されずに直接他方の側に（昇圧モードのＤＣリンク２２におよび降圧モードの第１のエネルギー貯蔵デバイス１６に）供給されることが図２で分かる。逆に、ＤＣ利得が大きいと、電力の第１の部分の値、すなわち、電力の処理された部分が増大され、したがって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の大半がそれによって降圧／昇圧される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理される電力の値／量の変化に基づいて、コンバータ組立品１８の全体効率が（および車両システム１０が全体として）改善される。

マイルドハイブリッド電気車両システムにおけるＤＣ電圧利得の例は、ＤＣ電圧利得が３である１４Ｖ／４２Ｖデュアル電圧システムである。この状態では、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理される電力（すなわち、処理される「第１の部分」）は７０％未満である。超コンデンサなどの第２のエネルギー貯蔵デバイス２０をＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧側に用いると、この電圧は定格値の半分まで減少し、ＤＣ利得を約１．５にすることがある。したがって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理された電力は、４０％未満である。フルハイブリッド電気車両システムにおけるＤＣ電圧利得の例は、ＤＣ利得が１から３まで変動するように、第１のエネルギー貯蔵デバイス電圧が２００〜３００Ｖの範囲にわたり、高電圧ＤＣリンク電圧が２００〜６００Ｖの範囲にわたるシステムである。したがって、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８は、動作状態により、０〜４０％の定格電力しか処理しない。電力の残り（すなわち、「第２の部分」）は、ほぼ１００％の効率が提供されるように未処理であり、したがって、システム全体の効率が改善される。

次に図３〜５を参照すると、いくつかの本発明の実施形態による双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の構造がより詳細に示される。図３〜５の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品６２、６４、６６では、それぞれ、各コンバータ組立品内の第１のコンバータ区分３８および第２のコンバータ区分４０が、それの中に電力変圧器４２の巻線４４、４６を流れる電流を集合的に制御するスイッチングデバイス７０が形成されたスイッチング回路網６８を含むことが分かる。例示的な実施形態によれば、スイッチングデバイス７０は、それを通る電流の流れを制御するためにオン状態とオフ状態とで動作可能な金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）として設けられる。しかし、本発明の実施形態はＭＯＳＦＥＴに限定されない。例えば、ダイオードと逆並列の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、および金属酸化膜半導体制御サイリスタ（ＭＣＴ）などの任意の適当な電子スイッチを使用することができる。スイッチングデバイス（およびダイオード）は、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、または任意の適切なワイドバンドギャップ（ＷＢＧ）材料で製作することができる。

図３の実施形態によれば、第１のコンバータ区分３８および第２のコンバータ区分４０の各々におけるスイッチング回路網６８は、ハーフブリッジ回路トポロジー７２を設けるように配列された２つのスイッチングデバイス７０（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）を含み、スイッチングデバイス７０は所望の電力変換を行うように制御される。

図４の実施形態によれば、第１のコンバータ区分３８内のスイッチング回路網６８は、ハーフブリッジ回路トポロジー７２を設けるように配列された２つのスイッチングデバイス７０を含み、第２のコンバータ区分４０は、フルブリッジ回路トポロジー７４を設けるように配列された４つのスイッチングデバイス７０を含み、スイッチングデバイス７０は所望の電力変換を行うように制御される。

図５の実施形態によれば、第１のコンバータ区分３８および第２のコンバータ区分４０の各々におけるスイッチング回路網６８は、フルブリッジ回路トポロジー７４を設けるように配列された４つのスイッチングデバイス７０を含み、スイッチングデバイス７０は所望の電力変換を行うように制御される。

図３および４にさらに示すように、第１のコンバータ区分３８および第２のコンバータ区分４０の一方または両方は、そのそれぞれのコンバータ区分で受け取られたＤＣ電力を貯蔵し放出する、スイッチングデバイス７０と（すなわち、ハーフブリッジ回路７２と）並列に配列された一対のコンデンサ７６も含む。スイッチングデバイス７０の制御は、コンデンサ７６によるＤＣ電力の貯蔵および放出をもたらし、ＤＣ電力は、変圧器４２の一次または二次巻線４４、４６に選択的に提供される。

次に図６を参照し、図１〜５を引き続き参照すると、本発明の実施形態による、車両システム１０における電力を伝達するための技法８０が示されている。例示的な実施形態によれば、技法８０は、車両システムコントローラ１４を介して実施される（部分的に）が、車両システムコントローラ１４と別個のコントローラを代わりに採用して技法を実施し得ることが認識される。技法８０はステップ８２から開始され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８を第１のエネルギー貯蔵デバイス１６からＤＣリンク２２へのＤＣ出力電圧を昇圧する昇圧モードか、またはＤＣリンク２２から第１のエネルギー貯蔵デバイス１６への電圧を降圧する降圧モードのどちらかで動作させる。昇圧モードで動作させるかまたは降圧モードで動作させるかの決定は、車両の現在の動作状態、すなわち、車両が動作の加速または高速モード（その場合、昇圧モードが実施される）であるのか、または動作の減速モード（その場合、降圧モードが実施される）であるのかに基づいて行われる。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８を昇圧モードでまたは降圧モードで動作させる際に、技法８０は、ステップ８４において、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６から流れるおよび第１のエネルギー貯蔵デバイス１６に流れるエネルギーを制御するように、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６とＤＣリンク２２との電圧差を決定する。そのような決定は、車両システム１０に含まれる電圧センサを介して第１のエネルギー貯蔵デバイス１６およびＤＣリンク２２からコントローラ１４によって受け取られた電圧測定値に基づいて行うことができる。第１のエネルギー貯蔵デバイス１６とＤＣリンク２２との電圧差を決定した後、技法は、引き続きステップ８６において、処理される（すなわち、昇圧または降圧される）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の第１の部分と、未処理のままにされる、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の第２の部分とを決定する。図２に関して以前に示したように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって処理された電力差分は、車両システム１０の動作状態により変動し、処理される電力の部分は、第１のエネルギー貯蔵デバイス１６とＤＣリンク２２との間の電圧利得が増大するにつれて増大する。

ステップ８６における、処理される、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の第１の部分と、未処理のままにされる、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８によって受け取られた電力の第２の部分との決定に基づいて、技法は引き続きステップ８８において、コントローラ１４により、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８が、受け取られた電力の第１の部分を処理し、受け取られた電力の第２の部分を未処理のままにする。電力の第１の部分を処理する際に、コントローラ１４は、第１および第２のコンバータ区分３８、４０の一方または両方におけるスイッチングデバイス７０の動作を制御する。例えば、コントローラ１４は、スイッチングデバイス７０を形成する半導体素子に制御／ゲート信号を提供することができ、制御信号のデューティサイクルは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の電圧出力を制御する。電力の第２の部分を未処理のままにする際に、コントローラ１４により、電力のある一定の量／パーセンテージが、それに対する処理を実施する第１／第２のコンバータ区分３８、４０を迂回する。

コントローラ１４を介して、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８に、受け取られた電力の第１の部分を処理させ、受け取られた電力の第２の部分を未処理のままにさせることに続いて、技法８０は、次に、ステップ９０において、処理された第１の部分と、未処理の第２の部分とを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８から集合的に出力することによって完了する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の出力は、ＤＣバス２２に提供される（昇圧モードで動作しているとき）か、または第１のエネルギー貯蔵デバイスに提供される（降圧モードで動作しているとき）。

有益には、本発明の実施形態は、このようにして、両方の電力の流れの方向に、それによって受け取られた電力を可変に処理する双方向ＤＣ／ＤＣ電力コンバータを提供し、それによって受け取られた電力の一部分を処理せずにコンバータの他方の側に直接供給する。双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータは、それの体積および重量が全電力定格コンバータに比較して低減され、より良好な電力密度をもたらすように、小電力定格コンバータ（すなわち、全電力定格未満）として提供される。さらに、システム／コンバータ効率が、処理されないこの電力の部分が、ほとんど損失がなく、すなわち、ほぼ１００％の効率で伝達されるので、コンバータに提供された電力の一部分を未処理のままにすることによって改善される。したがって、コンバータの効率が、任意の関連する費用を増大させずに改善される。

本発明の一実施形態によれば、車両システムが、ＤＣリンクと，ＤＣリンクに結合され、ＤＣリンクからエネルギーを受け取るように構成された負荷と、ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイスと、エネルギー貯蔵デバイスの各々およびＤＣリンクに結合され、それらの間に配置された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品とを含み、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが、エネルギー貯蔵デバイスに結合された第１のコンバータ区分とＤＣリンクに結合された第２のコンバータ区分とを備え、第２のコンバータ区分が、エネルギー貯蔵デバイスにも結合される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品は、エネルギー貯蔵デバイスから負荷に電力を提供するとき、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の第１の部分を処理し、エネルギー貯蔵デバイスのＤＣ出力の未処理の第２の部分を第２のコンバータ区分に提供し、負荷からの回生電力をエネルギー貯蔵デバイスに提供するとき、負荷からの回生電力の第１の部分を処理し、負荷からの回生電力の未処理の第２の部分を第１のコンバータ区分に提供するように構成される。

本発明の別の実施形態によれば、車両システムが、ＤＣリンクと、ＤＣリンクに結合され、ＤＣリンクからエネルギーを受け取るように構成された負荷と、ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイスと、エネルギー貯蔵デバイスからＤＣリンクへのＤＣ電力の電圧を昇圧する昇圧モードで、およびＤＣリンクからエネルギー貯蔵デバイスへのＤＣ電力の電圧を降圧する降圧モードで、選択的に動作するように構成された双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータとを含む。双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータを昇圧モードおよび降圧モードの各々で動作させる際に、双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第１の部分が、電圧を昇圧または降圧するように処理され、双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第２の部分が、処理されない。

本発明のさらに別の実施形態によれば、エネルギー貯蔵デバイスと、直流（ＤＣ）リンクと、負荷と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品とを含む車両システムにおける電力を伝達するための方法が提供される。方法は、エネルギー貯蔵デバイスの出力からＤＣリンクへのＤＣ電圧を昇圧する昇圧モードで、またはＤＣリンクからエネルギー貯蔵デバイスへの電圧を降圧する降圧モードで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品を動作させるステップを含む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品を昇圧モードまたは降圧モードで動作させる際に、方法は、エネルギー貯蔵デバイスとＤＣリンクとの電圧差を決定するステップと、受け取られた電力を昇圧または降圧するように処理される、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品によって受け取られた電力の第１の部分を決定するステップと、未処理のままにされる、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品によって受け取られた電力の第２の部分を決定するステップと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品に、受け取られた電力の第１の部分を処理させ、受け取られた電力の第２の部分を未処理のままにさせるステップと、処理された第１の部分と未処理の第２の部分とを双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品から集合的に出力するステップとをさらに含む。

この書面による説明は、例を使用して、最良の態様を含む本発明を開示し、任意の当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用することおよび任意の組み込まれた方法を実施することを含む本発明を実施することも可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者には思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言語との非実質的な相違を有する等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。

本発明を限定された数の実施形態だけに関連して詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本発明をこれまでに説明していない、任意の数の変形、改変、代替、または等価の配列を組み込むように変更することができるが、それらは本発明の精神および範囲に相応する。さらに、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の態様は、説明した実施形態の一部だけを含むことができることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されるものとして理解されるべきでなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

１０車両システム
１２エネルギーシステム
１４車両システムコントローラ、システムコントローラ
１６第１のエネルギー貯蔵デバイス
１８双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品
２０第２のエネルギー貯蔵デバイス
２２ＤＣリンク
２４負荷、電気駆動装置
２６ＤＣ／ＡＣインバータ
２８モータ、電気機械デバイス
３０エネルギーシステム１２の高電圧側
３２エネルギーシステム１２の低電圧側
３４バス
３６専用事前充電回路
３８第１のコンバータ区分
４０第２のコンバータ区分
４２変圧器、電力変圧器
４４一次巻線
４６二次巻線
４８負端子
５０正端子
５２ＤＣ電流の第１の部分
５４ＤＣ電流の第２の部分
５６双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品１８の出力電圧
５８第１のエネルギー貯蔵デバイス１６の出力電圧
６０Ｖ_DClink
６２双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品
６８スイッチング回路網
７０スイッチングデバイス
７２ハーフブリッジ回路トポロジー
７４フルブリッジ回路トポロジー
７６コンデンサ
８０技法
８２、８４、８６、８８、９０ステップ

Claims

車両システム（１０）であって、
直流（ＤＣ）リンク（２２）と
前記ＤＣリンク（２２）に結合され、前記ＤＣリンク（２２）からエネルギーを受け取るように構成された負荷（２４）と、
ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の各々および前記ＤＣリンク（２２）に結合され、それらの間に配置された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）であって、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（１８）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に結合された第１のコンバータ区分（３８）と、前記ＤＣリンク（２２）に結合された第２のコンバータ区分（４０）とを備え、前記第２のコンバータ区分（４０）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）にも結合される、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）とを備える車両システム（１０）であって、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）が、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記負荷（２４）に電力を提供するとき、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の前記ＤＣ出力の第１の部分を処理し、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の前記ＤＣ出力の未処理の第２の部分を前記第２のコンバータ区分（４０）に提供し、
前記負荷（２４）からの回生電力を前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に提供するとき、前記負荷（２４）からの回生電力の第１の部分を処理し、前記負荷からの前記回生電力の未処理の第２の部分を前記第１のコンバータ区分（３８）に提供するように構成される、車両システム（１０）。
前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の各々が、正端子（５０）と負端子（４８）とを備え、前記第２のコンバータ区分（４０）の前記負端子（４８）が、前記第１のコンバータ区分（３８）の前記正端子（５０）に直列に接続される、請求項１記載の車両システム（１０）。
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）が、少なくとも１つの変圧器（４２）を備え、前記第１のコンバータ区分（３８）が、前記少なくとも１つの変圧器（４２）の一次巻線（４４）を備え、前記第２のコンバータ区分（４０）が、前記少なくとも１つの変圧器（４２）の二次巻線（４６）を備える、請求項１記載の車両システム（１０）。
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記負荷（２４）に電力を提供するとき、前記一次巻線（４４）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の前記ＤＣ出力の前記第１の部分を受け取り、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の前記ＤＣ出力の前記第２の未処理の部分に組み合わされて、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから組み合わされた出力を発生する電圧を前記二次巻線（４６）の両端間に誘導する、請求項３記載の車両システム（１０）。
前記負荷（２４）からの回生電力を前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に提供するとき、前記二次巻線（４６）が、前記回生電力の前記第１の部分を前記負荷（２４）から受け取り、前記負荷（２４）からの前記回生電力の前記第２の未処理部分に組み合わされ、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータから組み合わされた出力として提供される電圧を前記一次巻線（４４）の両端間に誘導する、請求項３記載の車両システム（１０）。
前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の各々が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６、２０）から前記負荷（２４）に電力を提供するとき、および前記負荷（２４）からの回生電力を前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に提供するとき、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）の前記一次および二次巻線（４４、４６）を流れる電流を制御するためにスイッチング回路網（６８）を備える、請求項３記載の車両システム（１０）。
前記スイッチング回路網（６８）が、ハーフブリッジ回路とフルブリッジ回路とのうちの一方を備える、請求項６記載の車両システム（１０）。
前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の各々が、電圧供給または電流供給コンバータを備える、請求項３記載の車両システム（１０）。
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６、２０）と前記ＤＣリンク（２２）との電圧差に基づいて、前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の動作を制御するために、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）に動作可能に接続されたコントローラ（１４）をさらに備える、請求項１記載の車両システム（１０）。
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記負荷（２４）に電力を提供するとき、前記コントローラ（１４）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と前記ＤＣリンク（２２）との前記電圧差が増大するにつれて、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の前記ＤＣ出力の前記処理された第１の部分の値を増大させ、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６、２０）の前記ＤＣ出力の前記未処理の第２の部分の値を低減するようにプログラムされる、請求項９記載の車両システム（１０）。
前記負荷からの回生電力を前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に提供するとき、前記コントローラ（１４）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と前記ＤＣリンク（２２）との前記電圧差が増大するにつれて、前記負荷（２４）からの前記回生電力の前記処理された第１の部分の値を増大させ、前記負荷（２４）からの前記回生電力の前記未処理の第２の部分の値を低減するようにプログラムされる、請求項９記載の車両システム（１０）。
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記負荷（２４）に電力を提供するとき、第２のエネルギー貯蔵デバイス（２０）が、前記ＤＣリンク（２２）と前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）とに結合され、それらの間に配置され、前記第２のコンバータ区分（４０）が前記ＤＣリンク（２２）と前記負荷（２４）とに結合される、請求項１記載の車両システム（１０）。
車両システム（１０）であって、
直流（ＤＣ）リンク（２２）と、
前記ＤＣリンク（２２）に結合され、前記ＤＣリンク（２２）からエネルギーを受け取るように構成された負荷（２４）と、
ＤＣ出力を発生するように構成されたエネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記ＤＣリンク（２２）への前記ＤＣ電力の電圧を昇圧する昇圧モードで、および前記ＤＣリンク（２２）から前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）への前記ＤＣ電力の電圧を降圧する降圧モードで、選択的に動作するように構成された双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータとを備える車両システム（１０）であって、
前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータを前記昇圧モードおよび前記降圧モードの各々で動作させる際に、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第１の部分が、前記電圧を昇圧または降圧するように処理され、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の第２の部分が、処理されない、車両システム（１０）。
前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータが、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）に結合された第１のコンバータ区分（３８）と
前記ＤＣリンクに結合された第２のコンバータ区分（４０）とを備え、
前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の各々が、正端子（５０）と負端子（４８）とを備え、前記第２のコンバータ区分（４０）の前記負端子（４８）が、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の前記第２の部分が前記第１および第２のコンバータ区分の一方を処理されないように迂回するように、前記第１のコンバータ区分の前記正端子（５０）に直列に接続される、請求項１３記載の車両システム（１０）。
前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータが、少なくとも１つの変圧器（４２）を備え、前記第１のコンバータ区分（３８）が、前記少なくとも１つの変圧器（４２）の一次巻線（４４）を備え、前記第２のコンバータ区分（４０）が、前記少なくとも１つの変圧器（４２）の二次巻線（４６）を備える、請求項１４記載の車両システム（１０）。
前記第１のコンバータ区分（３８）および前記第２のコンバータ区分（４０）の各々が、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータの前記一次および二次巻線（４４，４６）を流れる電流を制御するためにスイッチング回路網（６８）を備える、請求項１３記載の車両システム（１０）。
前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータと動作可能に接続されたコントローラ（１４）をさらに備え、前記コントローラ（１４）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と前記ＤＣリンク（２２）との電圧差に基づいて、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の前記処理された第１の部分の値と、前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータによって受け取られた電力の前記未処理の第２の部分の値とを決定するようにプログラムされる、請求項１３記載の車両システム（１０）。
第２のエネルギー貯蔵デバイス（２０）が、前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）から前記負荷に電力を提供するとき、前記ＤＣリンク（２２）と前記双方向ＤＣ／ＤＣ部分的電力コンバータとに結合され、それらの間に配置され、前記第２のコンバータ区分（４０）が、前記ＤＣリンク（２２）と前記負荷（２４）とに結合される、請求項１３記載の車両システム（１０）。
エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と、直流（ＤＣ）リンク（２２）と、負荷（２４）と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）とを含む車両システム（１０）における電力を伝達する方法であって、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）の出力から前記ＤＣリンク（２２）へのＤＣ電圧を昇圧する昇圧モードで、または前記ＤＣリンク（２２）から前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）への電圧を降圧する降圧モードで、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）を動作させるステップを含む方法であって、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）を昇圧モードまたは降圧モードで動作させるステップが、
前記エネルギー貯蔵デバイス（１６，２０）と前記ＤＣリンク（２２）との電圧差を決定するステップと、
受け取られた電力を昇圧または降圧するように処理される、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）によって受け取られた電力の第１の部分を決定するステップと、
未処理のままにされる、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）によって受け取られた電力の第２の部分を決定するステップと、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）に、前記受け取られた電力の前記第１の部分を処理させ、前記受け取られた電力の前記第２の部分を未処理のままにさせるステップと、
前記処理された第１の部分と未処理の第２の部分とを前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）から集合的に出力するステップとを含む、方法。
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）に、前記受け取られた電力の前記第２の部分を未処理のままにさせるステップが、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品（１８）によって受け取られた電力の前記第２の部分に、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ組立品の第１のコンバータ区分（３８）と第２のコンバータ区分（４０）とのうちの一方を迂回させるステップを含み、前記第２のコンバータ区分（４０）の負端子（４８）が、前記第１のコンバータ区分（３８）と前記第２のコンバータ区分（４０）とのうちの前記一方の迂回をもたらすように、前記第１のコンバータ区分（３８）の正端子（５０）に直列に接続される、請求項１７記載の多エネルギー源システム。