JP2021069231A - 電気自動車のモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、インバータが出力する三相交流の周波数の６倍の周波数を有するノイズを低減する。【解決手段】本明細書が開示するモータ駆動装置は、バッテリ、燃料電池、インバータ、平滑コンデンサ、第１／第２電圧コンバータ、コントローラを備える。コントローラは、インバータが出力する三相交流の周波数の６倍の周波数の交流成分であって三相交流の各相の振幅ピークに対して逆相となる交流成分を含んでいる目標電流を生成し、第２電圧コンバータの出力電流が目標電流に追従するように第２電圧コンバータの電圧比を調整する。コントローラは、第１電圧コンバータの低電圧端の電圧と高電圧端の電圧の比が目標電圧比に追従するように第１電圧コンバータを制御する。【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、電気自動車のモータ駆動装置に関する。特に、電源としてバッテリと燃料電池と、直流電力を走行用のモータを駆動するための三相交流電力に変換するインバータを備えている電気自動車において、インバータが出力する三相交流に起因するノイズを抑制する技術に関する。

電気自動車は、直流電力をモータ駆動に適した周波数の交流電力に変換するインバータを備える。インバータの直流端には平滑コンデンサが接続されている。インバータはスイッチング素子の動作により、直流電力を交流電力に変換する。インバータのスイッチング動作に起因するノイズ（リプル）が平滑コンデンサに出入りすると、平滑コンデンサが発熱する。そこで、インバータのスイッチング動作に起因するノイズを抑制する技術が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたモータ駆動装置は、バッテリの出力電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧後の直流電力を三相交流に変換する２個のインバータを備えている。特許文献１の技術は、２個のインバータのスイッチング素子に対する駆動信号を生成するのに用いるキャリア波の位相または周波数を調整して、スイッチング動作に伴うノイズを相殺する。

特開２００４−１８７４６８号公報

インバータが発するノイズはスイッチング動作に伴うものだけではない。インバータが出力する三相交流に起因してもノイズが発生する。そのようなノイズは、インバータが出力する三相交流の周波数の６倍の周波数（６次ノイズ）を有している。本明細書は、インバータの６次ノイズを抑制する技術を提供する。特に、走行用のモータの電源としてバッテリと燃料電池を備える電気自動車の構造に適したノイズ抑制技術を提供する。

本明細書は、電気自動車のモータ駆動装置を開示する。本明細書が開示するモータ駆動装置は、バッテリ、燃料電池、インバータ、平滑コンデンサ、第１／第２電圧コンバータ、コントローラを備えている。インバータは、直流端に入力される直流を、走行用のモータを駆動する三相交流に変換する。平滑コンデンサは、インバータの直流端の正極と負極の間に接続されている。第１電圧コンバータは、バッテリと直流端との間に接続されており、バッテリの電圧を昇圧してインバータに供給する昇圧機能と、インバータが出力する回生電力の電圧を降圧してバッテリに供給する降圧機能を備えている。第２電圧コンバータは、燃料電池と直流端との間に接続されており、燃料電池の電圧を昇圧してインバータに供給する。

コントローラは、インバータが出力する三相交流の周波数の６倍の周波数の交流成分であって三相交流の各相の振幅ピークと逆相の交流成分を含んでいる目標電流を生成する。そして、コントローラは、第２電圧コンバータの出力電流が目標電流に追従するように第２電圧コンバータの電圧比を調整する。本明細書が開示するモータ駆動装置では、燃料電池の出力電圧を昇圧してインバータへ供給する第２電圧コンバータを目標電流に基づいて制御する。インバータが発生する６次ノイズをキャンセルするように、目標電流を生成する。一方、コントローラは、第１電圧コンバータに対しては、バッテリ側の電圧（低電圧端の電圧）とインバータ側の電圧（高電圧端の電圧）の比が目標電圧比に追従するように制御する。第１電圧コンバータで６次ノイズをキャンセルするが、その反動で第１電圧コンバータの出力電圧が変動してしまう。そこで、コントローラは、第１電圧コンバータの出力電圧が目標電圧（目標電圧比×バッテリの電圧）に追従するように制御する。本明細書が開示する技術は、第１電圧コンバータがいわゆる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであることを利用する。すなわち、第２電圧コンバータを目標電流で制御することで６次ノイズをキャンセルし、第１電圧コンバータを目標電圧で制御することで、第２電圧コンバータの挙動に伴う電圧変動も抑制する。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のモータ駆動装置を含む電気自動車の電力系の回路図である。 ６次ノイズを説明する図である。 ６次ノイズと目標電流と第２電圧コンバータの出力電圧の関係を示す図である。 第２電圧コンバータの変形例の回路図である。

図面を参照して実施例のモータ駆動装置２を説明する。モータ駆動装置２は、電気自動車１００に搭載されている。図１に、モータ駆動装置２を含む電気自動車１００の回路図を示す。

電気自動車１００は、走行用の三相交流式のモータ７０で走行する。モータ駆動装置２は、２種類の電源（バッテリ１０と燃料電池２０）を備えており、それら２個の電源の直流電力からモータ７０を駆動するための三相交流電力を生成する。

走行用のモータ７０の目標出力は運転者のアクセルワークに応じて機敏に変化する。一方、燃料電池２０の出力応答の時定数は、モータ７０の目標出力に変化に比べて長い。そこで、モータ駆動装置２では、モータ７０の目標出力の変動の高帯域成分をバッテリ１０で補う。モータ７０の目標出力が急激に下がり、燃料電池２０の出力電力が余るときには余剰の電力はバッテリ１０の充電に使われる。

また、運転者がブレーキを踏んだとき、モータ７０で発電する。発電で得た電力（回生電力）もバッテリ１０で吸収する（すなわちバッテリ１０を充電する）。

上記の電力収支を実現するため、モータ駆動装置２は、バッテリ１０とインバータ３０の間には、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである第１電圧コンバータ４０を備えており、燃料電池２０とインバータ３０の間には昇圧コンバータである第２電圧コンバータ５０を備えている。

インバータ３０について説明する。インバータ３０は、直流端３０ａ、３０ｂに入力された直流電力を三相交流電力に変換するデバイスである。インバータ３０は、６個のトランジスタ３１と６個のダイオード３２を備えている。６個のトランジスタ３１は、２個ずつ直列に接続されており、３組の直列接続が直流端３０ａ、３０ｂの間に並列に接続されている。各トランジスタ３１にダイオード３２が逆並列に接続されている。

６個のトランジスタ３１はコントローラ６０によって制御される。図１の破線矢印線は信号線を表しているが、コントローラ６０からトランジスタ３１への信号線は図示を省略した。コントローラ６０が６個のトランジスタ３１を適宜にオンオフすると、２個のトランジスタの直列接続の中点から交流が出力される。よく知られているように、モータ７０を駆動する三相交流は、互いに１２０度の位相がずれた３種類の交流で構成される。コントローラ６０は、アクセル開度と車速から、モータ７０の目標出力を決定し、その目標出力が実現されるように６個のトランジスタ３１を駆動する。モータ７０の目標出力には、インバータ３０が出力する三相交流の周波数（目標周波数）が含まれる。インバータ３０の交流端には三相各相の出力電流を計測する電流センサ４が備えられており、コントローラ６０は、インバータ３０の出力交流を電流センサ４によって取得し、取得した出力交流に基づいてトランジスタ３１をフィードバック制御する。

モータ７０は、運転者がブレーキを踏んだときには逆駆動されて発電する。インバータ３０は、モータ７０が発電した交流電力を直流電力に変換することもある。モータ７０の逆駆動によって得られる電力は回生電力と呼ばれる。直流に変換された回生電力は直流端３０ａ、３０ｂから出力される。

第１電圧コンバータ４０について説明する。第１電圧コンバータ４０は、バッテリ１０とインバータ３０の間に接続されている。低電圧端４８ａ、４８ｂがバッテリ１０に接続されており、高電圧端４９ａ、４９ｂがインバータ３０の直流端３０ａ、３０ｂに接続されている。

第１電圧コンバータ４０は、２個のトランジスタ４３ａ、４３ｂ、２個のダイオード４４、リアクトル４２、フィルタコンデンサ４１を備えている。フィルタコンデンサ４１は、低電圧端の正極４８ａと負極４８ｂの間に接続されている。２個のトランジスタ４３ａ、４３ｂは、高電圧端の正極４９ａと４９ｂの間に直列に接続されている。トランジスタ４３ａ、４３ｂのそれぞれにダイオード４４が逆並列に接続されている。リアクトル４２の一端は低電圧端の正極４８ａに接続されており、他端は、２個のトランジスタ４３ａ、４３ｂの直列接続の中点に接続されている。

トランジスタ４３ａ、４３ｂもコントローラ６０によって制御される。モータ７０の目標出力には、電圧（目標電圧）が含まれており、コントローラ６０は、バッテリ１０の電圧と目標電圧から第１電圧コンバータ４０の目標電圧比を決定する。コントローラ６０は、低電圧端の正極４８ａと負極４８ｂの間の電圧（バッテリ１０の側の電圧）と高電圧端の正極４９ａと負極４９ｂの間の電圧（インバータ３０の側の電圧）の比が目標電圧比に追従するようにトランジスタ４３ａ、４３ｂを制御する。

第１電圧コンバータ４０は、低電圧端４８ａ、４８ｂから高電圧端４９ａ、４９ｂへ向けて電圧を昇圧する昇圧機能と、高電圧端４９ａ、４９ｂから低電圧端４８ａ、４８ｂへ向けて電圧を降圧する降圧機能の両方を有する双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。すなわち、第１電圧コンバータ４０は、バッテリ１０の出力電力の電圧を昇圧してインバータ３０に供給することができる。また、第１電圧コンバータ４０は、インバータ３０から供給される回生電力の電圧を降圧してバッテリ１０へ供給することができる。

高電圧端の正極４９ａの側に接続されたトランジスタ４３ａが降圧動作に関与し、負極４９ｂの側に接続されたトランジスタ４３ｂが昇圧動作に関与する。トランジスタ４３ａ、４３ｂは、所定のデューティ比を有するＰＷＭ信号（Pulse Width Modulation信号）で駆動される。コントローラ６０は、目標電圧比に基づいてトランジスタ４３ｂのデューティ比を決定する。コントローラ６０は、トランジスタ４３ｂに対する駆動信号の相補信号（すなわち、信号のＨＩＧＨレベルとＬＯＷレベルを反転させた信号）を生成し、それをトランジスタ４３ａに対する駆動信号にする。

トランジスタ４３ａ、４３ｂのそれぞれに与える駆動信号を相補的な信号とすることで、低電圧端４８ａ、４８ｂと高電圧端４９ａ、４９ｂの電圧バランスに応じて昇圧動作と降圧動作が受動的に切り替えられる。すなわち、低電圧端４８ａ、４８ｂに対する高電圧端４９ａ、４９ｂの電圧の比（実際の電圧比）が目標電圧よりも低い場合は昇圧動作が実現され、バッテリ１０の電力の電圧が昇圧されてインバータ３０へ供給される。インバータ３０は供給された直流電力を交流電力に変換してモータ７０へ送る。すなわち、バッテリ１０からモータ７０へ電力が供給され、モータ７０がトルクを出力する。

一方、インバータ３０から回生電力が出力されると、実際の電圧比が目標電圧比を上回る。そうすると、降圧動作が実現し、回生電力の電圧が降圧されてバッテリ１０へ供給される。すなわち、回生電力でバッテリ１０が充電される。

第２電圧コンバータ５０について説明する。第２電圧コンバータ５０は、燃料電池２０とインバータ３０の間に接続されている。低電圧端５８ａ、５８ｂが燃料電池２０に接続されており、高電圧端５９ａ、５９ｂがインバータ３０の直流端３０ａ、３０ｂに接続されている。第２電圧コンバータ５０は、燃料電池２０が出力する電力の電圧を昇圧してインバータ３０へ供給する昇圧コンバータである。

第２電圧コンバータ５０は、トランジスタ５３、ツェナーダイオード５４、リアクトル５２、フィルタコンデンサ５１を備えている。フィルタコンデンサ５１は、低電圧端の正極５８ａと負極５８ｂの間に接続されている。リアクトル５２の一端が低電圧端の正極５８ａに接続されており、他端はツェナーダイオード５４のアノードに接続されている。ツェナーダイオード５４のカソードは高電圧端の正極５９ａに接続されている。リアクトル５２とツェナーダイオード５４の直列接続の中点と高電圧端の負極５９ｂの間にトランジスタ５３が接続されている。高電圧端の負極５９ｂと低電圧端の負極５８ｂは直接に接続されている。

トランジスタ５３もコントローラ６０によって制御される。第２電圧コンバータ５０は昇圧コンバータであり、トランジスタ５３をオンオフするタイミング（デューティ比）を変えることで、昇圧比が変化する。先に述べたように、コントローラ６０は、第１電圧コンバータ４０の実際の電圧比が目標電圧比に追従するようにトランジスタ４３ａ、４３ｂを制御する。第２電圧コンバータ５０の場合、出力電流を計測する電流センサ５を備えており、コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０の目標電流を定め、第２電圧コンバータ５０の出力電流が目標電流に追従するように、トランジスタ５３を制御する。ツェナーダイオード５４は、高電圧端の正極５９ａから低電圧端の正極５８ａへ電流が逆流することを阻止するために挿入されている。

第２電圧コンバータ５０の目標電流は、モータ７０の目標出力から定まる。コントローラ６０は、モータ７０の目標出力（目標電力）を目標電圧と目標電流に分け、目標電圧から第１電圧コンバータ４０の目標電圧比を定め、目標電流に基づいて第２電圧コンバータ５０を制御する。なお、目標電流には直流成分と交流成分を含んでいる。目標電流の直流成分は、モータ７０の目標出力から定まる。目標電流の交流成分については後述する。

コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０の出力電流（電流センサ５の計測値）が目標電流に追従するようにトランジスタ５３を制御する。具体的には、電流センサ５の計測値が目標電流よりも低ければ、トランジスタ５３への駆動信号のデューティ比を大きくする。逆に、電流センサ５の計測値が目標電流よりも高ければ、トランジスタ５３への駆動信号のデューティ比を小さくする。

ところで、燃料電池２０は、水素と酸素の反応により電力を生成する。それゆえ、燃料電池２０の出力電流の応答速度はモータ７０に要求される応答速度よりも低い。別言すれば、燃料電池２０の出力の応答帯域は、モータ７０に要求される応答帯域よりも低い。一方、バッテリ１０の出力は、モータ７０に要求される応答速度で変化することができる。そこで、モータ駆動装置２では、モータ７０の目標出力のうち、低周波成分は燃料電池２０で賄い、高周波成分はバッテリ１０で補完する。

先に述べたように、バッテリ１０に接続されている第１電圧コンバータ４０は双方向ＤＣ−ＤＣ電圧コンバータである。燃料電池２０の出力電流がモータ７０の目標出力から定まる目標電流に満たない場合は、第１電圧コンバータ４０が昇圧動作を行い、バッテリ１０から電力が供給される。燃料電池２０の出力電流がモータ７０の目標出力から定まる目標電流を上回る場合は、第１電圧コンバータ４０が降圧動作を行い、余剰の電力でバッテリ１０が充電される。第２電圧コンバータ５０のトランジスタ５３を目標電流に基づいて制御し、第１電圧コンバータ４０のトランジスタ４３ａ、４３ｂを目標電圧比に基づいて制御することで、第１電圧コンバータ４０は、燃料電池２０の出力電流を補完するように昇圧と降圧が受動的に切り替わる。

ここから、６次ノイズの抑制について説明する。インバータ３０の直流端の正極３０ａと負極３０ｂの間には、平滑コンデンサ３が接続されている。平滑コンデンサ３は、インバータ３０に供給される電力の電圧／電流を一定に保つ役割を担う。別言すれば、平滑コンデンサ３は、インバータ３０（および、第１電圧コンバータ４０、第２電圧コンバータ５０）のトランジスタが発するノイズに起因する電圧／電流の脈動を抑える。

平滑コンデンサ３に出入りする電流の脈動が大きいと、平滑コンデンサ３が発熱する。実施例のモータ駆動装置２では、第２電圧コンバータ５０を使って平滑コンデンサ３に出入りする脈動電流（ノイズ）を抑える。モータ駆動装置２では、第２電圧コンバータ５０が目標電流を実現するように制御されるという特徴を活用してノイズを抑える。そして、第２電圧コンバータ５０がノイズを抑える反動で生じる電圧変動を、第１電圧コンバータ４０を目標電圧比が実現するように制御することで抑える。

平滑コンデンサ３に出入りする脈動電流を抑制するメカニズムについて説明する前に、平滑コンデンサ３に出入りするノイズ電流について説明する。

インバータ３０は、出力交流の周波数の６倍の周波数の脈動電流（６次ノイズ）を発生する。図２を参照しつつ６次ノイズが発生する理由を説明する。

図２（Ａ）は、インバータ３０が出力する三相交流を位相で表したグラフである。理解を助けるため、図２では、正弦波を三角波で模式的に表してある。図２の横軸は位相を示しており、縦軸は電流を示している。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれ相互の位相差は１２０度である。

ノイズ電流は振幅のピークで表れるので、各相の波のボトムもノイズ電流のピークとなる。それゆえ、ノイズ電流の波は、図２（Ａ）の縦軸のマイナス側をプラス側に折り返したグラフとなる（図２（Ｂ））。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のノイズ電流の成分だけを示したグラフである。ノイズ電流の１周期は、インバータ３０の出力交流における６０度の位相に相当する。すなわち、ノイズ電流の周期は出力交流の周期の１／６となる。別言すれば、ノイズ電流の周波数は、インバータ３０の出力交流の周波数の６倍となる。図３（Ｃ）に示す電流波形が６次ノイズである。

図２（Ｃ）に示した６次ノイズが平滑コンデンサ３に加わると、平滑コンデンサ３が発熱する。図２（Ｃ）に示した６次ノイズに対して逆相の電流を平滑コンデンサ３に供給できれば、６次ノイズが相殺され、平滑コンデンサ３の発熱を抑えられる。図２から理解されるように、図２（Ｃ）の６次ノイズに対して逆相となるのは、三相交流の周波数の６倍の周波数を有する交流成分であって、各相の振幅ピークに対して逆相となる交流成分である、と表現することができる。

実施例のモータ駆動装置２では、第２電圧コンバータ５０が、目標値を電流で与える電流制御型であることに着目する。すなわち、コントローラ６０は、インバータ３０が出力する三相交流の周波数の６倍の周波数の交流成分であって三相交流の各相の振幅ピークに対して逆相となる交流成分を有する目標電流を生成する。なお、目標電流の直流成分は、先に述べたように、モータ７０に要求される電力（目標電力）から決定される。そして、コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０の出力電流が目標電流に追従するように第２電圧コンバータ５０の電圧比を調整する。

なお、インバータ３０は、モータ７０の目標出力に含まれる周波数（目標周波数）の交流を出力するように制御されるから、第２電圧コンバータ５０の目標電流に含まれるべき交流成分の位相もインバータ３０の目標周波数と同時に決定される。それゆえ、コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０のトランジスタ５３に与える駆動信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比を目標電流の交流成分に応じて周期的に変化させることで、６次ノイズをキャンセルする交流成分を有する電流を第２電圧コンバータ５０から出力させることができる。すなわち、コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０の出力電流が目標電流に追従するように第２電圧コンバータ５０の電圧比を調整するのであるが、その制御はフィードフォワード的に実施されてもよい。別言すれば、コントローラ６０は、第２電圧コンバータ５０のトランジスタ５３を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を目標電流の交流成分に基づいて周期的に変化させることで、６次ノイズをキャンセルする交流成分を含む電流を第２電圧コンバータ５０から出力させることができる。

図３（Ａ）に、６次ノイズと目標電流の関係を示し、図３（Ｂ）に、第２電圧コンバータ５０の出力電圧の変化を示す。図３の横軸は時間を示している。図３（Ａ）の縦軸は電流を示しており、図３（Ｂ）の縦軸は電圧を示している。グラフＧ１は６次ノイズを示しており、グラフＧ２は、第２電圧コンバータ５０の目標電流を示している。目標電流（グラフＧ２）は、直流成分Ｉｄｃと、振幅ｄＩの交流成分を含んでいる。交流成分の周波数は６次ノイズと同じ、すなわち、インバータ３０の出力交流の６倍の周波数である。直流成分Ｉｄｃは、先に述べたように、モータ７０の目標出力から決定される。

目標電流（グラフＧ２）を実現するため、コントローラ６０は、６次ノイズと同じ周波数でデューティ比が周期的に変動する駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成し、第２電圧コンバータ５０のトランジスタ５３に供給する。そうすると、図３（Ｂ）のグラフＧ３に示すような電圧変動が第２電圧コンバータ５０の高電圧端５９ａ、５９ｂに表れる。なお、先に述べたように、インバータ３０が出力する三相交流の各相の振幅ピークに対して逆相となる交流成分を有するようにトランジスタ５３の駆動信号が生成される。それゆえ、例えば時刻Ｔ１において、６次ノイズはボトムとなるが、目標電流の交流成分と電圧変動はピークとなる。電圧変動（グラフＧ３）の直流成分Ｖｄｃは、目標電流の直流成分Ｉｄｃに対応した値となる。

なお、電圧変動の交流成分の振幅ｄＶ、目標電流の交流成分の振幅ｄＩは、解析やシミュレーションの結果に基づいて予め定められる。

モータ７０に与える三相交流の周波数は最大で概ね１［ｋＨｚ］程度である。従って６次ノイズの周波数も最大で６［ｋＨｚ］程度である。第２電圧コンバータ５０で実現すべきで電圧変動も最大で６［ｋＨｚ］程度である。デジタル回路理論では、回路のサンプリング周波数は、実現すべき信号の周波数の２０倍程度以上であることが望まれる。従って、第２電圧コンバータ５０のトランジスタ５３には、１２０［ｋＨｚ］程度以上の応答速度が要求される。トランジスタ５３の駆動信号を生成するときに用いるキャリア信号の周波数は数［ＭＨｚ］から数十［ＭＨｚ］程度であるから、第２電圧コンバータ５０は、６次ノイズをキャンセルするには十分な応答速度を有する。

（変形例）第２電圧コンバータ５０の変形例を説明する。先に述べたように、第２電圧コンバータに要求される応答速度は１２０［ｋＨｚ］程度であり、通常の電圧コンバータで十分に実現可能である。ただし、第２電圧コンバータが有するトランジスタの動作速度を抑えて負荷を軽減することは有効である。そこで、図４に示すように、第２電圧コンバータの変形例（第２電圧コンバータ１５０）として、複数の電圧コンバータ回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが並列に接続されているタイプを採用してもよい。複数の電圧コンバータ回路５０ａ−５０ｄは、いずれも先の第２電圧コンバータ５０と同様に、トランジスタ５３、ツェナーダイオード５４、リアクトル５２を備えている。また、４個の電圧コンバータ回路５０ａ−５０ｄは、共用のフィルタコンデンサ５１を備えている。

第２電圧コンバータ１５０は、低電圧端１５８ａ、１５８ｂが燃料電池２０に接続され、高電圧端１５９ａ、１５９ｂがインバータ３０の直流端３０ａ、３０ｂに接続される。第２電圧コンバータ１５０は、燃料電池２０の出力電力の電圧を昇圧してインバータ３０に供給することができる。

また、４個の電圧コンバータ回路５０ａ−５０ｄを有する第２電圧コンバータ１５０では、それぞれの電圧コンバータ回路５０ａ−５０ｄの目標電圧比を、６次ノイズの４周期に１回の割合で位相をずらして変化させる。そうすることで、６次ノイズをキャンセルする電流を出力することができる。すなわち、複数の電圧コンバータを並列に接続することで、第２電圧コンバータのトランジスタの応答帯域を下げることができる。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。第１電圧コンバータ４０は、２個のトランジスタ４３ａ、４３ｂの直列接続を含むチョッパタイプの双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。第２電圧コンバータ５０（１５０）も、トランジスタのオンオフによって電圧を昇圧するチョッパタイプの電圧コンバータである。電圧変換用のトランジスタは、パワートランジスタとも呼ばれる。

第２電圧コンバータの目標電流の直流成分と、第１電圧コンバータ４０の目標電圧比は、モータ７０の目標出力に基づいて決定される。モータ７０の目標出力を目標電圧と目標電流に分解し、目標電圧とバッテリ１０の出力電圧から目標電圧比が決定される。目標電流の直流成分は、モータ７０の目標電流（三相交流）の実効電流値から決定される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：モータ駆動装置 ３：平滑コンデンサ ４、５：電流センサ １０：バッテリ ２０：燃料電池 ３０：インバータ ３１、４３ａ、４３ｂ、５３：トランジスタ ３２、４４：ダイオード ４０：第１電圧コンバータ ４１、５１：フィルタコンデンサ ４２、５２：リアクトル ５０、１５０：第２電圧コンバータ ５０ａ−５０ｄ：電圧コンバータ回路 ５４：ツェナーダイオード ６０：コントローラ ７０：モータ １００：電気自動車

Claims (3)

1. バッテリと、
   直流端に入力される直流を、走行用のモータを駆動する三相交流に変換するインバータと、
   前記直流端の正極と負極の間に接続されている平滑コンデンサと、
   前記バッテリと前記直流端との間に接続されており、前記バッテリの電圧を昇圧して前記インバータに供給する昇圧機能と、前記インバータが出力する回生電力の電圧を降圧して前記バッテリに供給する降圧機能を備えている第１電圧コンバータと、
   燃料電池と、
   前記燃料電池と前記直流端との間に接続されており、前記燃料電池の電圧を昇圧して前記インバータに供給する第２電圧コンバータと、
   コントローラと、
   を備えており、
   前記コントローラは、
   前記インバータが出力する前記三相交流の周波数の６倍の周波数の交流成分であって三相交流の各相の振幅ピークに対して逆相となる交流成分を含んでいる目標電流を生成し、
   第２電圧コンバータの出力電流が前記目標電流に追従するように第２電圧コンバータの電圧比を調整し、
   前記第１電圧コンバータの低電圧端の電圧と高電圧端の電圧の比が目標電圧比に追従するように前記第１電圧コンバータを制御する、
   電気自動車のモータ駆動装置。
2. 前記第２電圧コンバータは、複数の電圧コンバータ回路が並列に接続されている多相型の電圧コンバータである、請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記目標電圧比と前記目標電流の直流成分は、前記モータの目標出力に基づいて決定される、請求項１または２に記載のモータ駆動装置。

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