JP2022111580A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に影響を与えることなく平滑コンデンサを放電する。【解決手段】電源システム２は、バッテリ１０と、正極線ＰＬ１と、負極線ＮＬと、コンバータ５０と、コンデンサＣ２と、ＳＭＲＢと、ダイオードＤと、スイッチング素子Ｑ０とを備える。コンバータ５０は、各々がスイッチング素子（Ｑ１またはＱ２）を有する上アームおよび下アームと、上アームおよび下アームの接続点と正極線ＰＬ１とに電気的に接続されたリアクトルＬとを含む。コンデンサＣ２は、コンバータ５０により昇圧された電圧を平滑化する。ＳＭＲＢは、正極１１とリアクトルＬとの間を電気的に遮断するように構成されている。ダイオードＤは、ＳＭＲＢに並列に、リアクトルＬから正極１１に向かう方向が順方向となるように接続されている。スイッチング素子Ｑ０は、ダイオードＤとリアクトルＬとの間に設けられ、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に電気的に接続されている。【選択図】図２

Description

本開示は、電源システムに関し、より特定的には、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサを備えた電源システムに関する。

コンバータ、インバータ等の電力変換回路内の平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電する技術が提案されている。たとえば特開２０２０－５３９４号公報（特許文献１）はディスチャージ処理を開示する。このディスチャージ処理では、インバータからモータに無効電流を流し、導通損を利用してコンデンサの充電量を所定値以下にする。このとき、トルクがゼロとなるようにインバータが制御される（段落［００５４］参照）。

特開２０２０－５３９４号公報 特開２０１５－１００２４１号公報

バッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路と、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサとを備える電源システムが広く用いられている。このような電源システムに、昇圧チョッパ回路の負荷として、たとえばインバータおよびモータを接続することが考えられる。昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧がインバータによりＤＣ／ＡＣ変換されてモータに与えられる。

上記構成において、特許文献１に記載されているように、モータが発生するトルクがゼロになるようにインバータを制御しつつ、導通損を利用して平滑コンデンサを放電させることも考えられる。しかしながら、様々な要因によりモータ電流が乱れた場合など、非ゼロのトルクが発生する可能性を否定できない。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、負荷に影響を与えることなく平滑コンデンサを放電可能な電源システムを提供することである。

本開示のある局面に係る電源システムは、バッテリと、正極線と、負極線と、昇圧チョッパ回路と、平滑コンデンサと、リレーと、ダイオードと、スイッチング素子とを備える。バッテリは、正極および負極を含む。正極線は、正極に電気的に接続されている。負極線は、負極に電気的に接続されている。昇圧チョッパ回路は、正極線と負極線との間の電圧を昇圧する。昇圧チョッパ回路は、各々がスイッチング素子を有する上アームおよび下アームと、上アームおよび下アームの接続点と正極線とに電気的に接続されたリアクトルとを含む。平滑コンデンサは、昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を平滑化する。リレーは、正極とリアクトルとの間を電気的に遮断するように構成されている。ダイオードは、リレーに並列に、リアクトルから正極に向かう方向が順方向となるように接続されている。スイッチング素子は、ダイオードとリアクトルとの間に設けられ、正極線と負極線との間に電気的に接続されている。

詳細は後述するが、上記構成においては、ダイオードにより平滑コンデンサの放電経路が確保される。また、放電途中に平滑コンデンサの電圧がバッテリの電圧を下回った場合には電荷が流れなくなるところ、スイッチング素子を用いてリアクトルを充電することで、電荷をさらに流すことが可能になる。よって、上記構成によれば、負荷に影響を与えることなく平滑コンデンサを放電できる。

本開示によれば、負荷に影響を与えることなく平滑コンデンサを放電できる。

本開示の実施の形態に係る電源システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る放電制御を示すフローチャートである。 第１動作モードを説明するための図である。 第２動作モードを説明するための図である。 第３動作モードを説明するための図である。 本実施の形態に係る放電制御における電圧および電流の時間変化の一例を示すタイムチャートである。

以下、本開示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、その説明は繰り返さない。

以下の実施の形態では、本開示に係る電源システムが車両に搭載された構成を例に説明する。しかし、本開示に係る電源システムの用途は車両用に限定されず、たとえば定置用であってもよい。

［実施の形態］
＜車両構成＞
図１は、本開示の実施の形態に係る電源システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示す図である。車両１は、この例では電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）である。ただし、車両１の種類は特に限定されない。車両１は、ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle）等であってもよい。

車両１は電源システム２を備える。電源システム２は、バッテリ１０と、電圧センサ２０と、正極線ＰＬ１と、負極線ＮＬと、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）３０と、コンデンサＣ１と、電圧センサ４０と、コンバータ５０と、正極線ＰＬ２と、コンデンサＣ２と、電圧センサ６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。車両１は、電源システム２に加えて、インバータ７０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）８０とをさらに備える。

バッテリ１０は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ１０は、正極１１と、負極１２とを含む。バッテリ１０は、車両１の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ１０は、モータジェネレータ８０により発電された電力を蓄える。

電圧センサ２０は、バッテリ１０の電圧を検出し、その検出値をＥＣＵ１００に出力する。以下、この電圧を「バッテリ電圧ＶＢ」と記載する。バッテリ電圧ＶＢは、たとえば約２００Ｖである。

正極線ＰＬ１は、バッテリ１０の正極１１に電気的に接続されている。負極線ＮＬは、バッテリ１０の負極１２に電気的に接続されている。なお、正極線ＰＬ１は、本開示に係る「正極線」に相当する。

ＳＭＲ３０は、バッテリ１０とコンバータ５０との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ３０は、ＥＣＵ１００からの指令に従って開放または閉成される。ＳＭＲ３０が開放されている場合、バッテリ１０とコンバータ５０との間が電気的に遮断される。ＳＭＲ３０が閉成されることで、バッテリ１０とコンバータ５０との間での電力伝送が可能となる。

本実施の形態において、ＳＭＲ３０は、正極線ＰＬ１に電気的に接続されたＳＭＲＢと、負極線ＮＬに電気的に接続されたＳＭＲＧと、ＳＭＲＧに並列接続されたＳＭＲＰとを含む。ＳＭＲＰには抵抗Ｒが直列接続されている。なお、ＳＭＲＢは、本開示に係る「リレー」に相当する。

コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に接続されている。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

電圧センサ４０は、コンデンサＣ１の電圧ＶＬを検出し、その検出値をＥＣＵ１００に出力する。

コンバータ５０は、昇圧チョッパ回路であって、リアクトルＬと、電流センサ５１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬは正極線ＰＬ１に接続されている。より詳細には、リアクトルＬは、バッテリ１０の正極１１と、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点（接続ノード）との間に電気的に接続されている。

電流センサ５１は、リアクトルＬを流れる電流を検出し、その検出値をＥＣＵ１００に出力する。以下、この電流を「リアクトル電流ＩＬ」と記載する。

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬの間に直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＥＣＵ１００からの駆動信号に従ってスイッチング動作（オン／オフ動作）を行う。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２および後述する各スイッチング素子Ｑ０，Ｑ３～Ｑ８としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。

ダイオードＤ１，Ｄ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ逆並列に接続されている。なお、スイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１は本開示に係る「上アーム」に相当し、スイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２は本開示に係る「下アーム」に相当する。

コンバータ５０は、各スイッチング周期内で、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２が相補的かつ交互にスイッチング動作するように制御される。コンバータ５０は、バッテリ電圧ＶＢを昇圧し、昇圧された電圧（以下、「システム電圧ＶＨ」とも記載する）をインバータ７０に出力する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬに蓄積される磁気エネルギーを、スイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１を介して正極線ＰＬ２へ供給することによって実現される。昇圧動作における電圧変換比（ＶＨとＶＢとの比率）は、スイッチング周期に対するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。

正極線ＰＬ２は、コンバータ５０の高電位端とインバータ７０の高電位端とを電気的に接続する。負極線ＮＬは、コンバータ５０の低電位端とインバータ７０の低電位端とを電気的に接続する。

コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、コンバータ５０により昇圧された直流電圧を平滑化し、平滑化された電圧をインバータ７０に供給する。なお、コンデンサＣ２は、本開示に係る「平滑コンデンサ」に相当する。

電圧センサ６０は、コンデンサＣ２の両端の電圧（システム電圧）ＶＨを検出し、その検出値をＥＣＵ１００に出力する。コンデンサＣ２の放電前のシステム電圧ＶＨは、たとえば約６００Ｖである。

インバータ７０は、Ｕ相アーム７１と、Ｖ相アーム７２と、Ｗ相アーム７３とを含む。Ｕ相アーム７１とＶ相アーム７２とＷ相アーム７３とは、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に並列接続されている。各相アームは、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に直列接続された２つのスイッチング素子と、各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとを含む。Ｕ相アーム７１は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、ダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。Ｖ相アーム７２は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、ダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。Ｗ相アーム７３は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、ダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。スイッチング素子Ｑ３～Ｑ８は、それぞれ、ＥＣＵ１００からの駆動信号に従ってスイッチング動作を行う。

インバータ７０は、スイッチング素子Ｑ３～Ｑ８をスイッチング動作させることでコンバータ５０からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力をモータジェネレータ８０に供給する。インバータ７０は、モータジェネレータ８０のトルク指令値が正または０である場合には、インバータ７０からの交流電力によりモータジェネレータ８０が正のトルクを出力するようにモータジェネレータ８０を駆動する。一方、車両１の回生制動時には、モータジェネレータ８０のトルク指令値が負に設定される。この場合には、インバータ７０は、モータジェネレータ８０が発電した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をコンバータ５０に供給する。

モータジェネレータ８０は、代表的には３相の永久磁石型同期電動であって、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成されている。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルの他端は、Ｕ相アーム７１、Ｖ相アーム７２、Ｗ相アーム７３の中間点にそれぞれ接続されている。モータジェネレータ８０の出力トルクは、動力伝達ギヤを通じて駆動輪（いずれも図示せず）に伝達され、車両１を走行させる。また、モータジェネレータ８０は、車両１の回生制動時には駆動輪の回転力によって発電する。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、各種信号を入出力するためのＩ／Ｏポートとを含む（いずれも図示せず）。ＥＣＵ１００は、各センサから受ける信号ならびにメモリに記憶されたプログラムおよびマップ等に基づいて、車両１の構成機器を制御する。より具体的には、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の状態を監視したり、ＳＭＲ３０の開放／閉成を制御したりする。また、ＥＣＵ１００は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）によりコンバータ５０およびインバータ７０を制御する。これにより、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ８０の駆動状態を制御したり、バッテリ１０の充放電を制御したりすることができる。

なお、ＥＣＵ１００は、機能毎に複数のＥＣＵに分割されていてもよい。たとえば、バッテリ１０を監視するバッテリＥＣＵと、コンバータ５０およびインバータ７０を制御するモータＥＣＵとにＥＣＵ１００を分割できる。また、図１には車両１が１モータ式のＥＶである例が示されている。しかし、車両１がＨＶまたはＰＨＶである場合、車両１は２モータ式のシステム構成を有していてもよい。

＜平滑コンデンサの放電＞
以上のように構成された車両１において、モータジェネレータ８０が発生するトルクがゼロになるようにインバータ７０を制御しつつ、導通損（モータジェネレータ８０の巻き線抵抗による損失）を利用して、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電させることも考えられる。しかしながら、様々な要因によりモータ電流が乱れた場合、モータジェネレータ８０により非ゼロのトルクが発生する可能性を否定できない。

そこで、本実施の形態においては、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷をコンバータ５０を介してバッテリ１０に流すことでコンデンサＣ２を放電させる構成を採用する。この放電のための回路構成として、電源システム２は、ダイオードＤと、スイッチング素子Ｑ０とをさらに備える。

ダイオードＤは、ＳＭＲ３０を構成するＳＭＲＢに並列に、リアクトルＬからバッテリ１０の正極１１に向かう方向が順方向となるように接続されている。

スイッチング素子Ｑ０は、コンデンサＣ１に並列接続されている。スイッチング素子Ｑ０は、たとえば、還流ダイオードＤ０付きのＩＧＢＴである。スイッチング素子Ｑ０も他のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ８と同様に、ＥＣＵ１００からの駆動信号に従ってオン／オフされる。

ＥＣＵ１００は、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電させるための「放電制御」を実行するように構成されている。放電制御ではスイッチング素子Ｑ０およびコンバータ５０に含まれるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が３つの動作モード（第１動作モード～第３動作モード）に従って制御される。以下、各動作モードの内容、および、動作モード間の切替について、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。

＜放電制御フロー＞
図２は、本実施の形態に係る放電制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば予め定められた放電条件が成立した場合にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。たとえば、車両１の停車中または駐車中に、インバータ７０が停止（スイッチング素子Ｑ３～Ｑ８がいずれもオフ）しており、かつ、システム電圧ＶＨが所定値よりも高い場合に、放電条件が成立する。フローチャート内の各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ１００内に配置されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

Ｓ１において、ＥＣＵ１００は、コンデンサＣ２の電荷がバッテリ１０に流入可能な一方で、バッテリ１０の電荷が外部に流出しない状態が作り出されるように、ＳＭＲ３０を制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ＳＭＲＧを閉成（オン）する一方で、ＳＭＲＢおよびＳＭＲＰを開放（オフ）する。ＳＭＲＢが開放されることで、コンデンサＣ２の電荷はバッテリ１０がダイオードＤを介してバッテリ１０に流出し得るようになる。一方で、バッテリ１０からの電荷の流出はダイオードＤの整流機能により防止される。

続いて、ＥＣＵ１００は、第１放電処理（Ｓ２）および第２放電処理（Ｓ３）を、この順に実行する。第１放電処理は、第１動作モードと第２動作モードとが繰り返されるようにスイッチング素子Ｑ０～Ｑ２を制御する処理である。

図３は、第１動作モードを説明するための図である。図４は、第２動作モードを説明するための図である。図３および図４ならびに後述する図５では、図面が煩雑になるのを防ぐため、センサ類など一部機器を図示せず、簡略化している。また、理解を容易にするため、電荷が流れる方向を矢印で示すとともに、電荷が流れる経路の線幅を太く図示している。

図３を参照して、第１動作モードにおいては、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ２のうちスイッチング素子Ｑ１のみがオンされる。すなわち、スイッチング素子Ｑ０はオフされる。また、スイッチング素子Ｑ１がオンされ、スイッチング素子Ｑ２はオフされる。

上記スイッチングにより、コンデンサＣ２－スイッチング素子Ｑ１－リアクトルＬ－ダイオードＤ－バッテリ１０－ＳＭＲＧ－コンデンサＣ２との経路が形成される。リアクトルＬを流れた電荷の一部は、コンデンサＣ１の電圧ＶＬがバッテリ電圧ＶＢと等しくなるまでコンデンサＣ１にも蓄えられる。電荷が上記経路を流れることで、コンデンサＣ２に蓄積された静電エネルギーの一部がバッテリ１０に移動する。また、コンデンサＣ２からの他の一部の静電エネルギーが磁気エネルギーに変換されてリアクトルＬに蓄積される。

図４を参照して、第２動作モードにおいては、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ２のうちスイッチング素子Ｑ２のみがオンされる。すなわち、スイッチング素子Ｑ０は、第１動作モードと同様にオフされる。そして、スイッチング素子Ｑ１がオンからオフに切り替えられるとともに、スイッチング素子Ｑ２がオフからオンに切り替えられる。

上記スイッチングにより、リアクトルＬ－ダイオードＤ－バッテリ１０－ＳＭＲＧ－スイッチング素子Ｑ２－リアクトルＬとの経路が形成される。これにより、第１動作モードによりリアクトルＬに蓄積された磁気エネルギーがバッテリ１０に移動する。また、コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷もスイッチング素子Ｑ２がオンすることで放電され、コンデンサＣ１の電圧ＶＬは０になる。

図２に戻り、ＥＣＵ１００は、まず第１動作モードを開始する（Ｓ２１）。システム電圧ＶＨがバッテリ電圧ＶＢよりも高い場合（Ｓ２２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、リアクトル電流ＩＬが基準値以下に低下するか、第１動作モードの開始時から所定時間が経過するまでは処理をＳ２１に戻し（Ｓ２３においてＮＯ）、第１動作モードを継続する。

リアクトル電流ＩＬが基準値以下に低下するか、第１動作モードの開始時から所定時間が経過すると（Ｓ２３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２動作モードを開始する（Ｓ２４）。ＥＣＵ１００は、コンデンサＣ１の電圧ＶＬが正電圧である間、第２動作モードを継続し（Ｓ２５においてＹＥＳ）する。電圧ＶＬが０Ｖに達すると（Ｓ２５においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２１に戻す。これにより、第１動作モードが再び開始される。

第１動作モードの実行中にシステム電圧ＶＨがバッテリ電圧ＶＢまで低下すると（Ｓ２２においてＮＯ）、それ以上、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷をバッテリ１０に移動させることができなくなる。したがって、ＥＣＵ１００は、第１放電処理（Ｓ２）を終了し、第２放電処理（Ｓ３）を開始する。第２放電処理は、第２動作モードと第３動作モードとが繰り返されるようにスイッチング素子Ｑ０～Ｑ２を制御する処理である。

図５は、第３動作モードを説明するための図である。第３動作モードにおいては、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ２のうち、スイッチング素子Ｑ０とスイッチング素子Ｑ１とがオンされる。スイッチング素子Ｑ２はオフされる。

上記スイッチングにより、コンデンサＣ２－スイッチング素子Ｑ１－リアクトルＬ－スイッチング素子Ｑ０－コンデンサＣ２との経路が形成される。これにより、コンデンサＣ２に蓄積された静電エネルギーの一部が磁気エネルギーに変換されてリアクトルＬに蓄積される。このとき、スイッチング素子Ｑ０をオンすることで、コンデンサＣ１の電圧ＶＬが０Ｖになる。そうすると、スイッチング素子Ｑ０がオフされている場合と比べて、リアクトルＬの両端間の電位差が大きくなるため、大きな磁気エネルギーをリアクトルＬに蓄積できる。その結果、次の第２動作モードへの切り替え時に、電圧ＶＬがバッテリ電圧ＶＢよりも十分に高い状態を作り出すことができる。

図２を再び参照して、ＥＣＵ１００は、第２放電処理における第２動作モードを開始する（Ｓ３１）。システム電圧ＶＨが正電圧である場合（Ｓ３２においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、コンデンサＣ１の電圧ＶＬが０Ｖに達するまで処理をＳ３１に戻し（Ｓ３３においてＮＯ）、第２動作モードを継続する。

電圧ＶＬが０Ｖに達すると（Ｓ３３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第３動作モードを開始する（Ｓ３４）。電圧ＶＬが０Ｖに達するまで第３動作モードの開始を待つことで、前述したように必要な磁気エネルギーをリアクトルＬに蓄積できるのに加えて、電荷が残っているコンデンサＣ１の両端がスイッチング素子Ｑ０のオンに伴って短絡することも防止できる。ＥＣＵ１００は、リアクトル電流ＩＬが基準値以下に低下するか、第３動作モードの開始時から所定時間が経過するまで第３動作モードを継続する（Ｓ３５においてＮＯ）。リアクトル電流ＩＬが基準値以下に低下するか、第３動作モードの開始時から所定時間が経過すると（Ｓ３５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ３１に戻す。これにより、第２動作モードが再び開始される。

第２動作モードの実行中にシステム電圧ＶＨが０Ｖまで低下すると（Ｓ３２においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２放電処理を終了し、コンデンサＣ２の放電が完了したと判定する（Ｓ４）。これにより、放電制御に関する一連の処理が終了する。よって、ＥＣＵ１００は、処理をメインルーチンに戻す。

＜放電中の電圧・電流＞
図６は、本実施の形態に係る放電制御の実行中の電圧および電流の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図６において、横軸は経過時間を表す。上の縦軸は電圧（バッテリ電圧ＶＢ、コンデンサＣ１の電圧ＶＬ、システム電圧ＶＨ）を表し、下の縦軸はリアクトル電流ＩＬを表す。

図６に示すように、第１放電処理において第１動作モードと第２動作モードとが交互に繰り返されるうちにシステム電圧ＶＨがバッテリ電圧ＶＢまで低下する。これに伴い、放電制御は、第１放電処理から第２放電処理へと移行する。その後、第２動作モードと第３動作モードとが交互に繰り返されることでシステム電圧ＶＨが０Ｖに達する。

以上のように、本実施の形態においては、電荷の流れを一方向に規制しつつコンデンサＣ２の放電経路を確保するためのダイオードＤが設けられている。それに加えて、リアクトルＬを充電して、システム電圧ＶＨ＞バッテリ電圧ＶＢを実現するためのスイッチング素子Ｑ０が設けられている。このような回路構成を採用した上で、スイッチング素子Ｑ０～Ｑ２の動作を第１動作モード～第３動作モードに従って適宜切り替えることにより、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷をインバータ７０およびモータジェネレータ８０に代えてバッテリ１０へと移動させることができる。よって、本実施の形態によれば、モータジェネレータ８０が非ゼロトルクを発生するなど負荷に影響を与えることなく、コンデンサＣ２を放電できる。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。

１ 車両、２ 電源システム、１０ バッテリ、１１ 正極、１２ 負極、２０ 電圧センサ、３０ ＳＭＲ、４０ 電圧センサ、５０ コンバータ、５１ 電流センサ、６０ 電圧センサ、７０ インバータ、７１～７３ アーム、８０ モータジェネレータ、１００ ＥＣＵ、Ｒ 抵抗、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ リアクトル、Ｄ，Ｄ１～Ｄ８ ダイオード、Ｄ０ 還流ダイオード、Ｑ０，Ｑ１～Ｑ８ スイッチング素子、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ 負極線。

Claims (1)

1. 正極および負極を含むバッテリと、
   前記正極に電気的に接続された正極線と、
   前記負極に電気的に接続された負極線と、
   前記正極線と前記負極線との間の電圧を昇圧して負荷に出力する昇圧チョッパ回路とを備え、
   前記昇圧チョッパ回路は、
   各々がスイッチング素子を有する上アームおよび下アームと、
   前記上アームおよび前記下アームの接続点と前記正極線とに電気的に接続されたリアクトルとを含み、さらに、
   前記昇圧チョッパ回路により昇圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記正極と前記リアクトルとの間を電気的に遮断するように構成されたリレーと、
   前記リレーに並列に、前記リアクトルから前記正極に向かう方向が順方向となるように接続されたダイオードと、
   前記ダイオードと前記リアクトルとの間に設けられ、前記正極線と前記負極線との間に電気的に接続されたスイッチング素子とを備える、電源システム。
   

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