JP2022158589A - 劣化判定装置、および、電力変換装置 - Google Patents

劣化判定装置、および、電力変換装置 Download PDF

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Abstract

【課題】異種類の受動素子の劣化判定を行うことのできる劣化判定装置、および、電力変換装置を提供する。【解決手段】ＥＶＥＣＵは電力変換装置に含まれるリアクトルと平滑コンデンサの劣化判定を行う。ＥＶＥＣＵは記憶部と演算部を有する。記憶部は、未劣化のリアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の平滑コンデンサの充電時の電圧変化に基づく充電判定値を記憶している。演算部は、リアクトルを介して供給される電源電力による平滑コンデンサの充電時の電圧変化が充電判定値よりも大きい場合、リアクトルおよび平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する。【選択図】図４

Description

本明細書に記載の開示は、劣化判定装置、および、電力変換装置に関するものである。
特許文献１に示されるように、コンデンサ劣化診断装置が知られている。コンデンサ劣化診断装置は、インバータ装置に含まれるアルミ電解コンデンサの周囲空気の湿度に基づいて、アルミ電解コンデンサの劣化判定を行っている。
特開２０１６－１１１０８０号公報
特許文献１に示される技術内容は、アルミ電解コンデンサの劣化判定に特化している。そのため、特許文献１に示される技術内容では、電力変換を行う装置に含まれる他の受動素子の劣化判定を行いがたくなっている。
本開示の目的は、異種類の受動素子の劣化判定を行うことのできる劣化判定装置、および、電力変換装置を提供することである。
本開示の一態様による劣化判定装置は、電力変換装置（４００）に含まれるリアクトル（４２０）と平滑コンデンサ（４４０）の劣化判定を行う劣化判定装置であって、
未劣化のリアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の平滑コンデンサの充電時の電圧変化に基づく充電判定値を記憶する記憶部（４０７）と、
リアクトルを介して供給される電源電力による平滑コンデンサの充電時の電圧変化が充電判定値よりも大きい場合、リアクトルおよび平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する。
本開示の一態様による劣化判定装置は、電力変換装置（４００）に含まれるリアクトル（４２０）と平滑コンデンサ（４４０）の劣化判定を行う劣化判定装置であって、
未劣化のリアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の平滑コンデンサの充電が完了することの期待される充電期待時間を記憶する記憶部（４０７）と、
リアクトルを介して供給される電源電力による平滑コンデンサの充電が開始してから終了するまでの充電時間が充電期待時間よりも短い場合、リアクトルおよび平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する。
本開示の一態様による電力変換装置は、電源電力の供給されるリアクトル（４２０）と、
リアクトルを介して供給される電源電力によって充電される平滑コンデンサ（４４０）と、
未劣化のリアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の平滑コンデンサの充電時の電圧変化に基づく充電判定値を記憶する記憶部（４０７）と、
平滑コンデンサの充電時の電圧変化が充電判定値よりも高い場合、リアクトルおよび平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する。
これによればリアクトル（４２０）と平滑コンデンサ（４４０）の劣化判定を行うことができる。異種類の受動素子の劣化判定を行うことができる。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
車載システムを示す回路図である。 充電時の平滑コンデンサの電圧の時間変化を示すグラフである。 ＰＷＭ制御時の平滑コンデンサの電圧の時間変化を示すグラフである。 劣化判定処理を示すフローチャートである。 劣化判定処理を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。
（第１実施形態）
＜車載システム＞
先ず、図１に基づいて車載システム１００を説明する。この車載システム１００は電気自動車などの電動車両のシステムを構成している。車載システム１００は、バッテリ２００、システムスイッチ３００、電力変換装置４００、および、モータ５００を有する。
車載システム１００には、上記構成要素に含まれる各種電気部品を電気的に接続するための構成要素として、Ｐバスバ６１０、Ｍバスバ６２０、および、Ｎバスバ６３０が含まれている。また車載システム１００には、Ｕバスバ６４１、Ｖバスバ６４２、および、Ｗバスバ６４３が含まれている。
バッテリ２００、システムスイッチ３００、および、電力変換装置４００それぞれに含まれる各種電気部品は、Ｐバスバ６１０、Ｍバスバ６２０、および、Ｎバスバ６３０を介して電気的に接続されている。電力変換装置４００に含まれる各種電気部品とモータ５００は、Ｕバスバ６４１、Ｖバスバ６４２、および、Ｗバスバ６４３を介して電気的に接続されている。
また、車載システム１００は複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に電気信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電動車両を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ５００の力行と回生が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。
＜バッテリ＞
バッテリ２００は第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０を有する。第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０それぞれは複数の電池スタックを有する。複数の電池スタックは電気的に直列接続若しくは並列接続されている。なお、第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０のうちの少なくとも一方が１つの電池スタックを有する構成を採用することもできる。
電池スタックは電気的に直列接続された複数の二次電池を有する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。
第１バッテリ２１０の正極にＰバスバ６１０が接続されている。第２バッテリ２２０の正極にＭバスバ６２０が接続されている。第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０それぞれの負極にＮバスバ６３０が接続されている。
第１バッテリ２１０の負極と第２バッテリ２２０の負極とがＮバスバ６３０を介して常時電気的に接続されている。そのために第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０それぞれの負極側の電位が同一になっている。
＜システムスイッチ＞
システムスイッチ３００はバッテリ２００と電力変換装置４００との間の電力の通電と遮断を制御する。システムスイッチ３００は、第１ＳＭＲ３１０、第２ＳＭＲ３２０、および、第３ＳＭＲ３３０を有する。ＳＭＲはsystem main relayの略である。
第１ＳＭＲ３１０、第２ＳＭＲ３２０、および、第３ＳＭＲ３３０それぞれは機械式スイッチである。機械式スイッチは、制御信号の非入力の時に通電状態になる、ノーマリクローズ式スイッチである。
第１ＳＭＲ３１０はＰバスバ６１０に設けられる。第２ＳＭＲ３２０はＭバスバ６２０に設けられる。第３ＳＭＲ３３０はＮバスバ６３０に設けられる。
第１ＳＭＲ３１０と第３ＳＭＲ３３０は、第１バッテリ２１０と電力変換装置４００との間の通電と遮断とを制御する。第２ＳＭＲ３２０と第３ＳＭＲ３３０は、第２バッテリ２２０と電力変換装置４００との間の通電と遮断とを制御する。そして、第１ＳＭＲ３１０と第２ＳＭＲ３２０は、第１バッテリ２１０の正極と第２バッテリ２２０の正極との間の通電と遮断とを制御する。
システムスイッチ３００は上記構成要素の他に、プリチャージ回路３４０を有する。プリチャージ回路３４０は充電スイッチ３４１と充電抵抗３４２を有する。これら充電スイッチ３４１と充電抵抗３４２が直列接続されて、直列回路が構成されている。
本実施形態では、プリチャージ回路３４０は第３ＳＭＲ３３０に並列接続される。プリチャージ回路３４０は第３ＳＭＲ３３０の迂回経路を構成している。
充電スイッチ３４１は第３ＳＭＲ３３０が通電状態のときに遮断状態に制御される。充電スイッチ３４１は第３ＳＭＲ３３０が遮断状態のときに通電状態に制御される。充電スイッチ３４１は後述の平滑コンデンサ４４０を充電する際に通電状態に制御される。
＜電力変換装置＞
電力変換装置４００はバッテリ２００とモータ５００との間の電力変換を行う。電力変換装置４００はコンバータ４０１、インバータ４０２、物理量センサ４０３、および、制御基板４０４を備えている。
コンバータ４０１はバッテリ２００の直流電力をモータ５００の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ４０２はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ５００に供給される。
インバータ４０２はモータ５００の発電（回生）によって生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ４０１はこの直流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルに降圧する。この降圧された直流電力がバッテリ２００と各種電気負荷に供給される。
物理量センサ４０３は、コンバータ４０１とインバータ４０２の物理量を検出する。物理量センサ４０３が検出する物理量としては、例えば、温度、電流、電圧などがある。物理量センサ４０３は、コンバータ４０１とインバータ４０２に含まれる各種電気部品や、上記した各種バスバに設けられる。
制御基板４０４は、コンバータ４０１とインバータ４０２に含まれるスイッチを通電状態と遮断状態とに制御する機能を果たす。本実施形態の制御基板４０４は、システムスイッチ３００に含まれるスイッチを通電状態と遮断状態とに制御する機能も果たす。
制御基板４０４にはゲートドライバ４０５が含まれている。本実施形態では、この制御基板４０４に複数のＥＣＵのうちの１つのＥＶＥＣＵ４０６が含まれている。図面では、ゲートドライバ４０５をＧＤと表記している。
なお、ゲートドライバ４０５とＥＶＥＣＵ４０６とが別々の基板に含まれる構成を採用することもできる。係る構成の場合、ゲートドライバ４０５を含む基板とＥＶＥＣＵ４０６を含む基板とは、例えばワイヤハーネスを介して電気的に接続される。
制御基板４０４には、物理量センサ４０３で検出された物理量が入力される。また制御基板４０４には、他のＥＣＵから車両状態が入力される。ＥＶＥＣＵ４０６は入力される各種情報に基づいて、スイッチを制御するための制御信号を生成する。この制御信号が、ゲートドライバ４０５に入力される。図面では、ＥＶＥＣＵ４０６と他のＥＣＵとの間の電気信号の送受信を白抜き矢印で示している。
ゲートドライバ４０５は入力された制御信号を増幅する。この増幅された制御信号が、システムスイッチ３００、コンバータ４０１、および、インバータ４０２に含まれるスイッチに入力される。これによりスイッチが通電状態と遮断状態とに制御される。
＜モータ＞
モータ５００は図示しない電動車両の出力軸に連結されている。モータ５００の回転エネルギーは出力軸を介して電動車両の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ５００に伝達される。
モータ５００は電力変換装置４００から供給される交流電力によって力行する。これにより推進力が走行輪に与えられる。またモータ５００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置４００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電動車両に搭載された各種電気負荷にも供給される。
なお、バッテリ２００が燃料電池を備える構成を採用することもできる。この場合、回生によって発生した交流電力は、バッテリ２００の充電に活用されなくなる。
＜電力変換装置の詳細構成＞
次に、電力変換装置４００の詳細構成を説明する。上記したように電力変換装置４００はコンバータ４０１とインバータ４０２を備えている。
コンバータ４０１はＰバスバ６１０とＮバスバ６３０を介して第１バッテリ２１０と電気的に接続されている。それとともにコンバータ４０１はＭバスバ６２０とＮバスバ６３０を介して第２バッテリ２２０と電気的に接続されている。コンバータ４０１とバッテリ２００との間の電気的な接続はシステムスイッチ３００によって制御される。
インバータ４０２はＰバスバ６１０とＮバスバ６３０を介してコンバータ４０１と電気的に接続されている。それとともにインバータ４０２はＵバスバ６４１、Ｖバスバ６４２、および、Ｗバスバ６４３を介してモータ５００のステータコイルと電気的に接続されている。インバータ４０２とバッテリ２００との間の電気的な接続はシステムスイッチ３００によって制御される。なお、厳密に言えば、インバータ４０２と第２バッテリ２２０との間の電気的な接続状態はコンバータ４０１によっても制御される。
＜コンバータ＞
コンバータ４０１はフィルタコンデンサ４１０、リアクトル４２０、および、Ａ相スイッチモジュール４３０を有する。フィルタコンデンサ４１０の有する２つの電極のうちの一方がＭバスバ６２０に接続されている。フィルタコンデンサ４１０の有する２つの電極のうちの他方がＮバスバ６３０に接続されている。リアクトル４２０はＭバスバ６２０に設けられている。Ａ相スイッチモジュール４３０はＰバスバ６１０、Ｍバスバ６２０、および、Ｎバスバ６３０それぞれに接続されている。
Ａ相スイッチモジュール４３０は第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２を有する。またＡ相スイッチモジュール４３０は第１ダイオード４３３と第２ダイオード４３４を有する。これら半導体素子が封止樹脂によって被覆されている。
本実施形態では、第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。図１に示すように第１スイッチ４３１のエミッタ電極と第２スイッチ４３２のコレクタ電極とが接続されている。これにより第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２が電気的に直列接続されている。
また、第１スイッチ４３１のコレクタ電極に第１ダイオード４３３のカソード電極が接続されている。第１スイッチ４３１のエミッタ電極に第１ダイオード４３３のアノード電極が接続されている。これにより第１スイッチ４３１に第１ダイオード４３３が逆並列接続されている。
同様にして、第２スイッチ４３２のコレクタ電極に第２ダイオード４３４のカソード電極が接続されている。第２スイッチ４３２のエミッタ電極に第２ダイオード４３４のアノード電極が接続されている。これにより第２スイッチ４３２に第２ダイオード４３４が逆並列接続されている。
第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに端子が接続されている。これら複数の端子の先端が封止樹脂の外に露出されている。これら複数の端子の先端がＰバスバ６１０、Ｍバスバ６２０、Ｎバスバ６３０、および、制御基板４０４に選択的に接続されている。
第１スイッチ４３１のコレクタ電極がＰバスバ６１０に接続されている。第１スイッチ４３１のエミッタ電極と第２スイッチ４３２のコレクタ電極とがＭバスバ６２０に接続されている。第２スイッチ４３２のエミッタ電極がＮバスバ６３０に接続されている。
これにより第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２はＰバスバ６１０からＮバスバ６３０へ向かって順に直列接続されている。第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２との間の中点に、Ｍバスバ６２０に設けられたリアクトル４２０が接続されている。
Ｐバスバ６１０における第１バッテリ２１０との接続点と第１スイッチ４３１との接続点との間に第１ＳＭＲ３１０が設けられている。Ｍバスバ６２０における第２バッテリ２２０との接続点とリアクトル４２０との間に第２ＳＭＲ３２０が設けられている。Ｎバスバ６３０における第１バッテリ２１０との接続点と第２スイッチ４３２との接続点との間に第３ＳＭＲ３３０が設けられている。また、Ｎバスバ６３０における第２バッテリ２２０との接続点と第２スイッチ４３２との接続点との間に第３ＳＭＲ３３０が設けられている。
そのため、第２ＳＭＲ３２０の遮断状態において、第１ＳＭＲ３１０と第３ＳＭＲ３３０が通電状態になると、直列接続された第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２の両端に第１バッテリ２１０の電源電圧が印加される。第１ＳＭＲ３１０の遮断状態において、第２ＳＭＲ３２０と第３ＳＭＲ３３０が通電状態になると、第２スイッチ４３２の両端に第２バッテリ２２０の電源電圧が印加される。
第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２それぞれのゲート電極は制御基板４０４に接続されている。このゲート電極に制御信号が入力される。これにより、第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２それぞれが通電状態と遮断状態とに制御される。
なお、コンバータ４０１に含まれる半導体素子の構成材料としては、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体を採用することができる。半導体素子の構成材料は特に限定されない。
そして、この半導体素子に含まれる第１スイッチ４３１と第２スイッチ４３２としては、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。採用するスイッチ素子の種類は特に限定されない。
＜インバータ＞
インバータ４０２は平滑コンデンサ４４０と放電抵抗４５０を有する。またインバータ４０２はＵ相スイッチモジュール４６１、Ｖ相スイッチモジュール４６２、および、Ｗ相スイッチモジュール４６３を有する。これら各種構成要素はＰバスバ６１０とＮバスバ６３０との間で電気的に並列接続されている。
平滑コンデンサ４４０はフィルタコンデンサ４１０よりも静電容量が多くなっている。電力変換装置４００の使用時において、平滑コンデンサ４４０は満充電状態にされる。電力変換装置４００の非使用時において、平滑コンデンサ４４０は放電状態にされる。
平滑コンデンサ４４０の有する２つの電極のうちの一方がＰバスバ６１０に接続されている。平滑コンデンサ４４０の有する２つの電極のうちの他方がＮバスバ６３０に接続されている。
放電抵抗４５０は、電力変換装置４００の非使用時に、平滑コンデンサ４４０に蓄電された電荷を熱エネルギーに変換する機能を果たす。放電抵抗４５０の一端がＰバスバ６１０に接続されている。放電抵抗４５０の他端がＮバスバ６３０に接続されている。
平滑コンデンサ４４０と放電抵抗４５０とがＰバスバ６１０とＮバスバ６３０を介して接続されている。平滑コンデンサ４４０と放電抵抗４５０とを含む閉ループが構成されている。電力変換装置４００の非使用時に、平滑コンデンサ４４０に蓄電された電荷がこの閉ループを流動する。この閉ループを流れる電荷が放電抵抗４５０で熱エネルギーに変換される。
Ｕ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３それぞれは第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２を有する。また、Ｕ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３それぞれは第３ダイオード４７３と第４ダイオード４７４を有する。これら半導体素子が封止樹脂によって被覆されている。
本実施形態では、第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。図１に示すように第３スイッチ４７１のエミッタ電極と第４スイッチ４７２のコレクタ電極とが接続されている。これにより第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２が電気的に直列接続されている。
第３スイッチ４７１のコレクタ電極に第３ダイオード４７３のカソード電極が接続されている。第３スイッチ４７１のエミッタ電極に第３ダイオード４７３のアノード電極が接続されている。これにより第３スイッチ４７１に第３ダイオード４７３が逆並列接続されている。
同様にして、第４スイッチ４７２のコレクタ電極に第４ダイオード４７４のカソード電極が接続されている。第４スイッチ４７２のエミッタ電極に第４ダイオード４７４のアノード電極が接続されている。これにより第４スイッチ４７２に第４ダイオード４７４が逆並列接続されている。
これら第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに端子が接続されている。これら複数の端子の先端が封止樹脂の外に露出されている。これら複数の端子の先端がＰバスバ６１０、Ｎバスバ６３０、Ｕバスバ６４１、Ｖバスバ６４２、Ｗバスバ６４３、および、制御基板４０４に選択的に接続されている。
第３スイッチ４７１のコレクタ電極がＰバスバ６１０に接続されている。第４スイッチ４７２のエミッタ電極がＮバスバ６３０に接続されている。これにより第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２はＰバスバ６１０からＮバスバ６３０へ向かって順に直列接続されている。
以上に示した接続構成のため、第２ＳＭＲ３２０の遮断状態において、第１ＳＭＲ３１０と第３ＳＭＲ３３０が通電状態になると、直列接続された第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２の両端に第１バッテリ２１０の電源電圧が印加される。第１ＳＭＲ３１０の遮断状態において、第２ＳＭＲ３２０と第３ＳＭＲ３３０が通電状態になると、コンバータ４０１が昇降圧動作をしていない場合、直列接続された第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２の両端に第２バッテリ２２０の電源電圧が印加される。
また、Ｕ相スイッチモジュール４６１の備える第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２との間の中点がＵバスバ６４１を介してモータ５００のＵ相ステータコイルに接続されている。Ｖ相スイッチモジュール４６２の備える第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２との間の中点がＶバスバ６４２を介してモータ５００のＶ相ステータコイルに接続されている。Ｗ相スイッチモジュール４６３の備える第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２との間の中点がＷバスバ６４３を介してモータ５００のＷ相ステータコイルに接続されている。これにより、Ｕ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３がモータ５００のＵ相ステータコイル～Ｗ相ステータコイルに個別に接続されている。
第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２それぞれのゲート電極が制御基板４０４に接続されている。これにより、第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２それぞれの通電状態と遮断状態とが制御基板４０４によって制御可能になっている。
なお、これら第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２としては、コンバータ４０１と同様にしてＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。インバータ４０２に含まれる半導体素子の構成材料としては、コンバータ４０１と同様にして、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体などを採用することができる。インバータ４０２に含まれる半導体素子の構成材料と、コンバータ４０１に含まれる半導体素子の構成材料とは、同一でも不同でもよい。
＜物理量センサ＞
上記したように物理量センサ４０３は、コンバータ４０１とインバータ４０２の物理量を検出する。具体的には、物理量センサ４０３は、平滑コンデンサ４４０の電圧とリアクトル４２０の温度を検出する。
物理量センサ４０３は、平滑コンデンサ４４０やＰバスバ６１０に設けられた電圧センサを有する。この電圧センサによって平滑コンデンサ４４０の電圧が検出される。
物理量センサ４０３は、リアクトル４２０や電力変換装置４００のスイッチに設けられた温度センサを有する。この温度センサによってリアクトル４２０の温度が検出される。
なお、物理量センサ４０３は、Ｐバスバ６１０とＭバスバ６２０を流れる直流電流を検出する電流センサを有してもよい。物理量センサ４０３は、Ｕバスバ６４１、Ｖバスバ６４２、および、Ｗバスバ６４３を流れる交流電流を検出する電流センサを有してもよい。
＜制御基板＞
上記したように、制御基板４０４にはゲートドライバ４０５とＥＶＥＣＵ４０６が含まれている。ＥＶＥＣＵ４０６は図１に示す記憶部４０７と演算部４０８を有する。
記憶部４０７はコンピュータやプロセッサによって読み取り可能なデータとプログラムを非一時的に記憶する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶部４０７は揮発性メモリと不揮発性メモリとを有している。記憶部４０７は制御基板４０４に入力された諸情報や演算部４０８の処理結果を記憶する。記憶部４０７は演算部４０８が演算処理するための各種プログラムと各種参照値を記憶している。
演算部４０８にはプロセッサが含まれている。演算部４０８は制御基板４０４に入力された諸情報を記憶部４０７に記憶する。演算部４０８は記憶部４０７に記憶された情報に基づいて各種演算処理を実行する。
演算部４０８は制御信号を生成する。この制御信号がゲートドライバ４０５で増幅される。この制御信号によって、システムスイッチ３００、コンバータ４０１、および、インバータ４０２に含まれるスイッチが通電状態と遮断状態とに制御される。
＜スイッチ制御＞
平滑コンデンサ４４０を充電する場合、ＥＶＥＣＵ４０６は第１ＳＭＲ３１０を遮断状態、第２ＳＭＲ３２０を通電状態にする。それとともに、ＥＶＥＣＵ４０６は第３ＳＭＲ３３０を遮断状態、充電スイッチ３４１を通電状態にする。そして、ＥＶＥＣＵ４０６はコンバータ４０１とインバータ４０２に含まれるスイッチを遮断状態にする。
これにより、平滑コンデンサ４４０がリアクトル４２０を介して第２バッテリ２２０から供給される電源電力によって充電される。なお、第２バッテリ２２０の正極と平滑コンデンサ４４０との間の通電経路には、リアクトル４２０の他に、第１スイッチ４３１と第１ダイオード４３３がある。ＥＶＥＣＵ４０６はこの第１スイッチ４３１を通電状態にしてもよい。
例えば第２バッテリ２２０のＳＯＣが著しく低下した場合、ＥＶＥＣＵ４０６は第１ＳＭＲ３１０を通電状態、第２ＳＭＲ３２０を遮断状態にしてもよい。これにより、第１バッテリ２１０から供給される電源電力によって平滑コンデンサ４４０が充電される。
平滑コンデンサ４４０の充電が終了した後、ＥＶＥＣＵ４０６は第３ＳＭＲ３３０を遮断状態から通電状態に切り換える。またＥＶＥＣＵ４０６は充電スイッチ３４１を通電状態から遮断状態に切り換える。これにより充電抵抗３４２での電力消費がなくなる。第２バッテリ２２０の電源電力が各種電気負荷に供給される。
モータ５００を駆動する場合、ＥＶＥＣＵ４０６は第１ＳＭＲ３１０を遮断状態、第２ＳＭＲ３２０を通電状態にする。それとともに、ＥＶＥＣＵ４０６は第３ＳＭＲ３３０を通電状態、充電スイッチ３４１を遮断状態にする。そして、ＥＶＥＣＵ４０６はコンバータ４０１とインバータ４０２に含まれるスイッチを通電状態と遮断状態とに制御する。なお、ＥＶＥＣＵ４０６は第１ＳＭＲ３１０を通電状態、第２ＳＭＲ３２０を遮断状態にしてもよい。
ＥＶＥＣＵ４０６はコンバータ４０１とインバータ４０２に含まれるスイッチの制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＶＥＣＵ４０６はこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整している。このオンデューティ比と周波数は物理量センサ４０３で検出される物理量、および、他のＥＣＵから入力される車両情報に基づいて決定される。この車両情報には、モータ５００の回転角、モータ５００の目標トルク、および、バッテリ２００のＳＯＣなどが含まれている。
第２バッテリ２２０から供給される直流の電源電力を昇圧する場合、ＥＶＥＣＵ４０６はＡ相スイッチモジュール４３０の第１スイッチ４３１を遮断状態に固定する。それとともにＥＶＥＣＵ４０６はＡ相スイッチモジュール４３０の第２スイッチ４３２を通電状態と遮断状態とに順次切り換える。
供給される直流電力を降圧する場合、ＥＶＥＣＵ４０６はＡ相スイッチモジュール４３０の第２スイッチ４３２を遮断状態に固定する。それとともにＥＶＥＣＵ４０６はＡ相スイッチモジュール４３０の第１スイッチ４３１を通電状態と遮断状態とに順次切り換える。
モータ５００を力行する場合、ＥＶＥＣＵ４０６はＵ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３の備える第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２それぞれをＰＷＭ制御する。これによりインバータ４０２で３相交流が生成される。
モータ５００が発電（回生）する場合、ＥＶＥＣＵ４０６は例えばＵ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３の備える第３スイッチ４７１と第４スイッチ４７２それぞれへの制御信号の出力を停止する。これによりモータ５００の発電によって生成された交流電力がＵ相スイッチモジュール４６１～Ｗ相スイッチモジュール４６３の備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。
モータ５００の駆動制御を終えて、平滑コンデンサ４４０を放電する場合、ＥＶＥＣＵ４０６は、システムスイッチ３００、コンバータ４０１、および、インバータ４０２それぞれに含まれるスイッチを遮断状態にする。この結果、平滑コンデンサ４４０に蓄電された電荷が放電抵抗４５０を流れる。この電荷が放電抵抗４５０で積極的に熱エネルギーに変換される。
なお、第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０のＳＯＣを調整する場合、ＥＶＥＣＵ４０６は第１ＳＭＲ３１０と第２ＳＭＲ３２０を通電状態にする。それとともに、ＥＶＥＣＵ４０６は第３ＳＭＲ３３０と充電スイッチ３４１を遮断状態にする。ＥＶＥＣＵ４０６は第１スイッチ４３１を通電状態にする。そしてＥＶＥＣＵ４０６はその他のコンバータ４０１とインバータ４０２に含まれるスイッチを遮断状態にする。
これにより、第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０を含む閉ループが構成される。第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０のうち、出力電圧の高いほうから低いほうへと、第１スイッチ４３１とリアクトル４２０を介して電源電力が供給される。第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０のうちの一方のＳＯＣが減る代わりに、他方のＳＯＣが増大する。
＜要望＞
近年、電動車両の自動運転化により、走行距離が増加傾向にある。そして、電動車両に搭載されるモータ５００の高出力化に伴い、バッテリ２００の電源電力の電圧レベルが増大傾向にある。係る状況下で使用される電力変換装置４００に故障が発生することを未然に防ぐために、電力変換装置４００に含まれる電気部品の劣化を検出することが望まれている。
＜平滑コンデンサの劣化＞
平滑コンデンサ４４０は、誘電体を含む絶縁性の樹脂部材と、樹脂部材の一面に設けられた正極と、その裏面に設けられた負極と、を有する。例えば、高電流の通電による発熱などによって、この樹脂部材の一部が劣化すると、その劣化場所で電荷が蓄えられがたくなる。この結果、平滑コンデンサ４４０の静電容量が減少する。
このように平滑コンデンサ４４０の静電容量が減少すると、平滑コンデンサ４４０の充電が早く完了しやすくなる。例えば図２に示すように、平滑コンデンサ４４０の充電時の電圧変化が速くなる。
図２の縦軸は電圧、横軸は時間を示している。電圧をＶで表記している。時間をＴで表記している。劣化した平滑コンデンサ４４０の電圧変化を実線で示している。未劣化の平滑コンデンサ４４０の電圧変化を破線で示している。
図２に示す時間ｔ１、時間ｔ２それぞれにおいて、劣化した平滑コンデンサ４４０と未劣化の平滑コンデンサ４４０とでは、電圧が異なるとともに、電圧の時間変化（電圧変化）が異なっている。充電を開始してから終了するまでの過渡期（充電時）における劣化した平滑コンデンサ４４０の電圧変化が、未劣化の平滑コンデンサ４４０の電圧変化よりも大きくなっている。
また、平滑コンデンサ４４０の静電容量が減少すると、平滑コンデンサ４４０による電圧の平滑化が損なわれる。例えば図３に示すように、満充電状態の平滑コンデンサ４４０の使用時の電圧が時間変動しやすくなる。使用時における、劣化した平滑コンデンサ４４０の電圧変化が、未劣化の平滑コンデンサ４４０の電圧変化よりも大きくなる。
図３の縦軸は電圧、横軸は時間を示している。電圧をＶで表記し、時間をＴで表記している。劣化した平滑コンデンサ４４０の電圧変化を実線、未劣化の平滑コンデンサ４４０の電圧変化を破線で示している。
なお、平滑コンデンサ４４０の使用時とは、電力変換装置４００に含まれる複数のスイッチが通電状態と遮断状態とに切り換え制御されることで、電力変換装置４００で電力変換が行われている時である。平滑コンデンサ４４０の使用時とは、電力変換のために、平滑コンデンサ４４０を流れる電流の流動方向がマイクロセカンドオーダーで変化する時である。電力変換のために、平滑コンデンサ４４０の充放電がマイクロセカンドオーダーで変化する時である。
＜リアクトルの劣化＞
リアクトル４２０は、巻き芯と、巻き線と、を有する。巻き線は、導電線と、この導電線を被覆する絶縁被膜と、を有する絶縁電線である。この巻き線が巻き芯に巻きまわされることで、リアクトル４２０が構成されている。リアクトル４２０のインダクタンスは、この巻き線の巻き数に比例する。
係る構成のため、例えば、巻き線の絶縁被膜の絶縁性が部分的に損なわれると、巻き回された巻き線が部分的にショートする虞がある。係るショートが起こると、巻き線の巻き数が実質的に減少する。この結果、リアクトル４２０のインダクタンスが減少する。
このようにリアクトル４２０のインダクタンスが減少すると、リアクトル４２０を電流が流れやすくなる。そのため、リアクトル４２０を介した第２バッテリ２２０の電源電力による平滑コンデンサ４４０の充電が早く完了しやすくなる。図２に示すように、平滑コンデンサ４４０の充電時の電圧変化が速くなる。また、部分的なショートのため、リアクトル４２０は通電によって昇温しやすくなる。
＜劣化判定＞
ＥＶＥＣＵ４０６の演算部４０８は、これら平滑コンデンサ４４０とリアクトル４２０の劣化を検出するために、物理量センサ４０３から平滑コンデンサ４４０の電圧を順次取得している。演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の電圧の時間変化（電圧変化）を算出している。
また、演算部４０８は物理量センサ４０３からリアクトル４２０の温度を順次取得している。演算部４０８はリアクトル４２０の温度の時間変化（温度変化）を算出している。
ＥＶＥＣＵ４０６の記憶部４０７には、参照値として、充電判定値と平滑判定値が記憶されている。充電判定値は、未劣化のリアクトル４２０を介した第２バッテリ２２０の電源電力によって、未劣化の平滑コンデンサ４４０が充電されるときの、平滑コンデンサ４４０の電圧変化に基づいて決定される。平滑判定値は、コンバータ４０１とインバータ４０２に含まれる複数のスイッチが切り換え制御されている際における、未劣化の満充電状態の平滑コンデンサ４４０の電圧変化に基づいて決定される。
また、記憶部４０７には、参照値として、第１温度判定値と第２温度判定値のうちの少なくとも一方が記憶されている。第１温度判定値は未劣化のリアクトル４２０の通電時の温度変化に基づいて決定される。第２温度判定値はリアクトル４２０の耐久温度に基づいて決定される。ＥＶＥＣＵ４０６が劣化判定装置に相当する。
＜平滑コンデンサの電圧＞
演算部４０８は、平滑コンデンサ４４０の充電時に平滑コンデンサ４４０の電圧変化を取得する。そして演算部４０８はその電圧変化が充電判定値よりも高い（速い）か否かを判定する。電圧変化が充電判定値よりも高い場合、演算部４０８はリアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０のうちの少なくとも一方が劣化していると判定する。電圧変化が充電判定値以下の場合、演算部４０８はリアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０が正常であると判定する。
図２に示すように、平滑コンデンサ４４０の劣化状態にかかわらずに、充電の開始時は充電の終了時に比べて電圧変化が急激になっている。時間ｔ１での電圧変化は、時間ｔ２での電圧変化よりも急激になっている。時間によって、電圧変化が著しく異なっている。
そのために演算部４０８は、例えば、平滑コンデンサ４４０の充電が終了することの期待される時間（充電期待時間）での電圧変化を算出して、その電圧変化と充電判定値とを比較してもよい。
この充電期待時間は、未劣化の平滑コンデンサ４４０が充電されるときに要する時間に基づいて決定される。充電期待時間は、参照値として、記憶部４０７に記憶されている。充電判定値はこの充電期待時間での電圧変化に基づいて決定される。
なお、充電期待時間は、未劣化の平滑コンデンサ４４０が充電されるときに要する時間そのものでもよいし、その時間よりも短い時間でもよい。充電期待時間は、例えば、その時間の９／１０、７／８程度の時間でもよい。
演算部４０８は、電力変換装置４００を駆動している際に、満充電状態の平滑コンデンサ４４０の電圧変化を取得する。そして演算部４０８はその電圧変化が平滑判定値よりも高い（速い）か否かを判定する。電圧変化が平滑判定値よりも高い場合、演算部４０８は平滑コンデンサ４４０が劣化していると判定する。電圧変化が平滑判定値以下の場合、演算部４０８は平滑コンデンサ４４０が正常であると判定する。
＜リアクトルの温度＞
演算部４０８は、通電状態のリアクトル４２０の温度変化を取得する。演算部４０８はその温度変化が第１温度判定値よりも高い（速い）か否かを判定する。温度変化が第１温度判定値よりも高い場合、演算部４０８はリアクトル４２０が劣化していると判定する。温度変化が第１温度判定値以下の場合、演算部４０８はリアクトル４２０が正常であると判定する。
図示しないが、リアクトル４２０の劣化状態にかかわらずに、未通電状態から通電状態に変わった際、リアクトル４２０の温度は指数関数的に急増することが想定される。
そのために演算部４０８は、例えば、リアクトル４２０の温度が所定温度以上になった場合にリアクトル４２０の温度変化を算出して、その温度変化と第１温度判定値とを比較してもよい。この所定温度は、参照値として記憶部４０７に記憶されている。
なお、演算部４０８はリアクトル４２０の温度が第２温度判定値よりも高いか否かを判定してもよい。温度が第２温度判定値よりも高い場合、演算部４０８はリアクトル４２０が劣化していると判定する。温度が第２温度判定値以下の場合、演算部４０８はリアクトル４２０が正常であると判定する。第２温度判定値は上記の所定温度よりも高い温度である。
＜劣化判定処理＞
次に、図４に基づいて劣化判定処理を説明する。電動車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換わると、演算部４０８は劣化判定処理を実行する。演算部４０８は劣化判定処理をサイクルタスクで繰り返し実行している。なお、図面では開始をＳで表記している。終了をＥで表記している。
ステップＳ１０で演算部４０８は、平滑コンデンサ４４０が充電状態か否かを判定する。平滑コンデンサ４４０が充電状態である場合、演算部４０８はステップＳ２０へ進む。平滑コンデンサ４４０が充電状態ではない場合、演算部４０８はステップＳ３０へ進む。
なお、平滑コンデンサ４４０の充電を制御するのは演算部４０８である。係る平滑コンデンサ４４０の充電を実行している場合、その充電の開始時間を演算部４０８は取得している。この充電開始時間は記憶部４０７に記憶される。
ステップＳ２０へ進むと演算部４０８は、物理量センサ４０３から平滑コンデンサ４４０の電圧を取得する。この際、演算部４０８は異なる時間で電圧を検出する。これら複数の電圧に基づいて、演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の電圧変化を算出する。この後に演算部４０８はステップＳ４０へ進む。
なお演算部４０８は、平滑コンデンサ４４０の充電開始時間から時間を計測してもよい。そして演算部４０８は、ステップＳ２０において充電開始時間から充電期待時間経過後の電圧変化を算出してもよい。
ステップＳ４０へ進むと演算部４０８は、電圧変化が記憶部４０７に記憶されている充電判定値よりも大きいか否かを判定する。電圧変化が充電判定値よりも大きい場合、演算部４０８はステップＳ５０へ進む。電圧変化が充電判定値以下の場合、演算部４０８はステップＳ６０へ進む。
ステップＳ５０へ進むと演算部４０８は、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０のうちの少なくとも一方が劣化していると判定する。そして演算部４０８はその劣化判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８はその劣化判定を電動車両の報知装置に出力する。これにより、劣化判定が電動車両のユーザに通知される。係る劣化判定の通知の後に演算部４０８は劣化判定処理を終了する。
ステップＳ６０へ進むと演算部４０８は、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０は正常であると判定する。そして演算部４０８はその正常判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８はその正常判定を報知装置に出力する。これにより、正常判定がユーザに通知される。係る正常判定の通知の後に演算部４０８は劣化判定処理を終了する。
フローを遡って、ステップＳ１０で平滑コンデンサ４４０が充電状態ではないと判定してステップＳ３０へ進むと演算部４０８は、電力変換装置４００が電力変換を行っているか否かを判定する。すなわち演算部４０８は、電力変換装置４００に含まれるスイッチが切り換え制御されているか否かを判定する。切り換え制御されている場合、演算部４０８はステップＳ７０へ進む。切り換え制御されていない場合、演算部４０８は劣化判定処理を終了する。
ステップＳ７０へ進むと演算部４０８は、物理量センサ４０３から平滑コンデンサ４４０の電圧とリアクトル４２０の温度を取得する。この際、演算部４０８は異なる時間で電圧と温度を検出する。これに基づいて、演算部４０８は電圧変化と温度変化を算出する。この後に演算部４０８はステップＳ８０へ進む。
なお、温度変化の算出は、リアクトル４２０の温度が所定温度以上になった場合に行ってもよい。また、リアクトル４２０の劣化判定をリアクトル４２０の温度に基づいて行う場合、温度変化を算出しなくともよい。
ステップＳ８０へ進むと演算部４０８は、電圧変化が記憶部４０７に記憶されている平滑判定値よりも大きいか否かを判定する。電圧変化が平滑判定値よりも大きい場合、演算部４０８はステップＳ９０へ進む。電圧変化が平滑判定値以下の場合、演算部４０８はステップＳ１００へ進む。
ステップＳ９０へ進むと演算部４０８は、平滑コンデンサ４４０が劣化していると判定する。そして演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の劣化判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の劣化判定を報知装置に出力する。これにより、平滑コンデンサ４４０の劣化判定がユーザに通知される。この後に演算部４０８はステップＳ１１０へ進む。
ステップＳ１００へ進むと演算部４０８は、平滑コンデンサ４４０は正常であると判定する。そして演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の正常判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８は平滑コンデンサ４４０の正常判定を報知装置に出力する。これにより、平滑コンデンサ４４０の正常判定がユーザに通知される。この後に演算部４０８はステップＳ１１０へ進む。
ステップＳ１１０へ進むと演算部４０８は、温度変化若しくは温度が記憶部４０７に記憶されている第１温度判定値若しくは第２温度判定値よりも大きいか否かを判定する。温度変化に基づいて劣化判定を行う場合、演算部４０８は、温度変化が第１温度判定値よりも大きいか否かを判定する。温度に基づいて劣化判定を行う場合、演算部４０８は温度が第２温度判定値よりも大きいか否かを判定する。
温度変化と温度とをまとめて温度状態、第１温度判定値と第２温度判定値とをまとめて温度判定値と表記すると、ステップＳ１１０において演算部４０８は、リアクトル４２０の温度状態が温度判定値よりも大きい（高い）か否かを判定する。温度状態が温度判定値よりも大きい場合、演算部４０８はステップＳ１２０へ進む。温度状態が温度判定値以下の場合、演算部４０８はステップＳ１３０へ進む。
ステップＳ１２０へ進むと演算部４０８は、リアクトル４２０が劣化していると判定する。そして演算部４０８はリアクトル４２０の劣化判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８はリアクトル４２０の劣化判定を報知装置に出力する。これにより、リアクトル４２０の劣化判定がユーザに通知される。係るリアクトル４２０の劣化通知の後に演算部４０８は劣化判定処理を終了する。
ステップＳ１３０へ進むと演算部４０８は、リアクトル４２０は正常であると判定する。そして演算部４０８はリアクトル４２０の正常判定を記憶部４０７に記憶する。それとともに演算部４０８はリアクトル４２０の正常判定を報知装置に出力する。これにより、リアクトル４２０の正常判定がユーザに通知される。係るリアクトル４２０の正常通知の後に演算部４０８は劣化判定処理を終了する。
なお、ステップＳ８０～ステップＳ１００の平滑コンデンサ４４０の状態判定処理と、ステップＳ１１０～ステップＳ１３０のリアクトル４２０の状態判定処理の実行順序は特に限定されない。これら２種類の状態判定処理の実行順序を図４に示す実行順序とは逆にしてもよい。
これまでに説明したように、平滑コンデンサ４４０の充電は、電力変換装置４００の未使用時に行われる。平滑コンデンサ４４０の充電後に、電力変換装置４００が使用される。そのため、図４に示すステップＳ２０、ステップＳ４０～ステップＳ６０の処理の後に、ステップＳ３０、ステップＳ７０～ステップＳ１３０の処理が実行される。すなわち、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０を合わせた劣化判定の後に、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０の個別の劣化判定が行われる。
したがって、例えば、ステップＳ５０の劣化判定が実行された場合、ステップＳ９０とステップＳ１２０のうちの少なくとも１つが実行されることが期待される。ステップＳ６０の正常判定が実行された場合、ステップＳ１００とステップＳ１３０それぞれが実行されることが期待される。
これらの期待が外れた場合、演算部４０８は劣化判定と正常判定の信頼性が低いと判定する。判定の信頼性が低い場合、演算部４０８は判定のエラー表示を放置装置に出力してもよい。これにより、判定のエラーがユーザに通知される。
なお、図４に示す劣化判定処理とは異なり、リアクトル４２０の劣化判定は、電力変換装置４００で電力変換が実行されていない時に実行されてもよい。リアクトル４２０の劣化判定は、リアクトル４２０に電流が流れている時であれば、実行することができる。
例えば、ステップＳ５０若しくはステップＳ６０の後に、リアクトル４２０の劣化判定を行ってもよい。第１バッテリ２１０と第２バッテリ２２０のＳＯＣを調整するために第１ＳＭＲ３１０と第２ＳＭＲ３２０が通電状態に制御されている際に、リアクトル４２０の劣化判定を行ってもよい。
そして、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０のうちの少なくとも一方が劣化していると判定した場合、演算部４０８は電力変換装置４００の駆動制限を決定してもよい。駆動制限とは、例えば、電力変換装置４００の通電電流量や印加電圧の制限である。また、演算部４０８は冷却器による電力変換装置４００の冷却を強めることを決定してもよい。
＜作用効果＞
これまでに説明したように、充電時の平滑コンデンサ４４０の電圧変化が充電判定値よりも大きい場合、演算部４０８はリアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０のうちの少なくとも一方が劣化していると判定する。逆に、充電時の平滑コンデンサ４４０の電圧変化が充電判定値以下の場合、演算部４０８はリアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０が正常であると判定する。
このように、充電時の電圧変化を検出するだけで、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０の劣化判定を合わせて行うことができる。異種類の受動素子の劣化判定を行うことができる。
通電状態のリアクトル４２０の温度状態が温度判定値よりも高い場合、演算部４０８はリアクトル４２０が劣化していると判定する。切り換え制御時の満充電状態の平滑コンデンサ４４０の電圧変化が平滑判定値よりも高い場合、演算部４０８は平滑コンデンサ４４０が劣化していると判定する。
このように、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０それぞれの劣化を個別に判定することができる。そのため、例えば、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０それぞれが電力変換装置４００から個別に交換可能なモジュールの場合、これら２つのモジュールのうち、故障しているモジュールだけを交換することができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５に基づいて説明する。
第１実施形態では、平滑コンデンサ４４０の充電時に電圧変化と充電判定値とに基づいて、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０の劣化判定を行う例を示した。これに対し本実施形態では、平滑コンデンサ４４０の充電時間に基づいて、リアクトル４２０と平滑コンデンサ４４０の劣化判定を行う。
この場合、演算部４０８は図５に示す劣化判定処理を実行する。平滑コンデンサ４４０が充電されている際に、演算部４０８はステップＳ４０に代わって、ステップＳ２１０～ステップＳ２３０を実行する。
第１実施形態で説明したように演算部４０８は、ステップＳ２０において充電状態の平滑コンデンサ４４０の電圧を異なる時間で取得する。そして演算部４０８は電圧変化を算出する。この後に演算部４０８はステップＳ２１０へ進む。
ステップＳ２１０へ進むと演算部４０８は、電圧変化が所定値よりも小さくなったか否かを判定する。電圧変化が所定値よりも小さくない場合、演算部４０８はステップＳ２０とステップＳ２１０を繰り返し実行する。演算部４０８は待機状態になる。平滑コンデンサ４４０が満充電状態に近づいたために、電圧変化が所定値よりも小さくなった場合、演算部４０８はステップＳ２２０へ進む。
なお、上記した所定値は電圧の検出誤差よりも大きな値である。所定値は平滑コンデンサ４４０の満充電状態を判定するための値である。所定値は参照値として記憶部４０７に記憶されている。
ステップＳ２２０へ進むと演算部４０８は、電圧変化が所定値よりも小さくなった際の時間と、平滑コンデンサ４４０の充電開始時間と、に基づいて平滑コンデンサ４４０の充電時間を算出する。この後、演算部４０８はステップＳ２３０へ進む。
ステップＳ２３０へ進むと演算部４０８は、充電時間が充電期待時間よりも短いか否かを判定する。充電時間が充電期待時間よりも短い場合、演算部４０８はステップＳ５０へ進む。充電時間が充電期待時間以上の場合、演算部４０８はステップＳ６０へ進む。
本実施形態に記載の電力変換装置４００には、第１実施形態に記載の電力変換装置４００と同等の構成要素が含まれている。そのために本実施形態の電力変換装置４００が第１実施形態に記載の電力変換装置４００と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。そのためにその記載を省略する。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
１００…電源システム、２００…バッテリ、２１０…第１バッテリ、２２０…第２バッテリ、３００…システムスイッチ、４００…電力変換装置、４０１…コンバータ、４０２…インバータ、４０３…物理量センサ、４０４…制御基板、４０５…ゲートドライバ、４０６…ＥＶＥＣＵ、４０７…記憶部、４０８…演算部、４２０…リアクトル、４３１…第１スイッチ、４３２…第２スイッチ、４７１…第３スイッチ、４７２…第４スイッチ、４４０…平滑コンデンサ、５００…モータ

Claims (6)

  1. 電力変換装置（４００）に含まれるリアクトル（４２０）と平滑コンデンサ（４４０）の劣化判定を行う劣化判定装置であって、
    未劣化の前記リアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の前記平滑コンデンサの充電時の電圧変化に基づく充電判定値を記憶する記憶部（４０７）と、
    前記リアクトルを介して供給される前記電源電力による前記平滑コンデンサの充電時の電圧変化が前記充電判定値よりも大きい場合、前記リアクトルおよび前記平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する劣化判定装置。
  2. 電力変換装置（４００）に含まれるリアクトル（４２０）と平滑コンデンサ（４４０）の劣化判定を行う劣化判定装置であって、
    未劣化の前記リアクトルを介して供給される電源電力による未劣化の前記平滑コンデンサの充電が完了することの期待される充電期待時間を記憶する記憶部（４０７）と、
    前記リアクトルを介して供給される前記電源電力による前記平滑コンデンサの充電が開始してから終了するまでの充電時間が前記充電期待時間よりも短い場合、前記リアクトルおよび前記平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する劣化判定装置。
  3. 前記記憶部は、前記リアクトルの温度状態を判定するための温度判定値を記憶しており、
    前記演算部は、前記リアクトルの温度が前記温度判定値よりも高い場合、前記リアクトルが劣化していると判定する請求項１または請求項２に記載の劣化判定装置。
  4. 前記記憶部は、前記電力変換装置に含まれる複数のスイッチ（４３１，４３２，４７１，４７２）が通電状態と遮断状態とに切り換え制御される際における未劣化の満充電状態の前記平滑コンデンサの電圧変化に基づく平滑判定値を記憶しており、
    前記演算部は、前記切り換え制御の際における満充電状態の前記平滑コンデンサの電圧変化が前記平滑判定値よりも大きい場合、前記平滑コンデンサが劣化していると判定する請求項１～３のいずれか１項に記載の劣化判定装置。
  5. 前記記憶部は、前記リアクトルの温度状態を判定するための温度判定値と、前記電力変換装置に含まれる複数のスイッチ（４３１，４３２，４７１，４７２）が通電状態と遮断状態とに切り換え制御される際における未劣化の満充電状態の前記平滑コンデンサの電圧変化に基づく平滑判定値と、を記憶しており、
    前記演算部は、
    前記リアクトルの温度が前記温度判定値よりも高く、なおかつ、前記切り換え制御の際における満充電状態の前記平滑コンデンサの電圧変化が前記平滑判定値よりも低い場合、前記リアクトルおよび前記平滑コンデンサのうち前記リアクトルのみが劣化していると判定し、
    前記リアクトルの温度が前記温度判定値よりも低く、なおかつ、前記切り換え制御の際における満充電状態の前記平滑コンデンサの電圧変化が前記平滑判定値よりも高い場合、前記リアクトルおよび前記平滑コンデンサのうち前記平滑コンデンサのみが劣化していると判定する請求項１または請求項２に記載の劣化判定装置。
  6. 電源電力の供給されるリアクトル（４２０）と、
    前記リアクトルを介して供給される前記電源電力によって充電される平滑コンデンサ（４４０）と、
    未劣化の前記リアクトルを介して供給される前記電源電力による未劣化の前記平滑コンデンサの充電時の電圧変化に基づく充電判定値を記憶する記憶部（４０７）と、
    前記平滑コンデンサの充電時の電圧変化が前記充電判定値よりも高い場合、前記リアクトルおよび前記平滑コンデンサのうちの少なくとも一方が劣化していると判定する演算部（４０８）と、を有する電力変換装置。
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