JP4655611B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
1)低回転域での損失
昇圧が不要な低回転域のような動作領域であってもバッテリからインバータへ供給される電力はDCDCコンバータを通って供給されるため、バッテリに直接インバータが接続された構成と比べ昇圧コンバータでの損失分だけ損失が大きい。
2)昇圧コンバータのサイズ
インバータに供給する電力と同等以上の変換能力を備えた昇圧コンバータが必要となるため、昇圧コンバータのサイズが大きくなってしまう。
以上の点を鑑みて、本発明は、バッテリ電圧から負荷(モータなど)への印加電圧を生成する電力変換装置トータルの損失を低減するとともに、そのサイズを低減する電力変換装置を提供することを目的とする。
直流電圧源と、
直流電圧源から出力された電圧を昇圧して出力する昇圧手段と、
前記直流電圧源から出力された電圧と前記昇圧手段の出力電圧とが、それぞれの一方の端子が共通電位にされて3レベルの電圧として入力され、この3レベル電圧からパルス状の交流電圧を生成し出力する電力変換器と、
をそなえ、
前記電力変換器が、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧以下である場合には、前記直流電圧源から直接入力した電圧で前記交流電圧を生成し、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧を超える場合には、前記昇圧手段によって昇圧された電圧を使って前記交流電圧を生成する、
ことを特徴とする。
直流電圧源と、
前記直流電圧源から出力された電圧を昇圧して出力する昇圧手段と、
前記直流電圧源から出力された電圧と前記昇圧手段の出力電圧とが、それぞれの一方の端子が共通電位にされて3レベルの電圧として入力され、この3レベルの電圧からパルス状の交流電圧(交流出力電圧)を生成し出力する複数の電力変換器と、
をそなえ、
前記電力変換器が、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧以下である場合には、前記直流電圧源から直接入力した電圧で前記交流電圧を生成し、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧を超える場合には、前記昇圧手段によって昇圧された電圧を使って前記交流電圧を生成する、
ことを特徴とする。
さらにまた、第4の発明による電力変換装置は、前記直流電圧源は燃料電池であり、前記昇圧手段の出力端子間にはバッテリが接続されている、ことを特徴とする。
さらにまた、第5の発明による電力変換装置は、前記昇圧手段がDCDCコンバータである、ことを特徴とする。
例えば、第1の発明を方法として実現させると、電力変換方法は、
直流電圧源から出力された電圧を昇圧手段を使って昇圧して出力する昇圧ステップと、
前記直流電圧源から出力された電圧と前記昇圧手段の出力電圧とが、それぞれの一方の端子が共通電位にされて3レベルの電圧として入力され、この3レベル電圧からパルス状の交流電圧を電力変換器を使って生成し出力する電力変換ステップと、
を含むことを特徴とする。
また、第2の発明によれば、モータを2つ駆動するシステムにおいても、昇圧手段の損失低減と、小型化が可能である。
また、第4の発明によれば、HEVやEVなどの電動駆動車両にはエネルギー保存手段としてバッテリが用いられるが、バッテリの電圧変動を考慮した場合、昇圧機能を備えながら昇圧手段の損失・サイズを低減できる。
また、第5の発明によれば、燃料電池と昇圧手段とバッテリとがカスケードに接続される構成においても、昇圧手段の損失とサイズを低減することが可能である。
また、第6の発明によれば、昇圧機能で必要な電力変換量を低減できるので、昇圧を実現するためにコイルが必要なDCDCコンバータでは、サイズ低減効果が大きい。
(1)モータを駆動するためのパルス状電圧をバッテリ電圧以下の電圧から生成可能な場合には、バッテリ電圧を使って直接パルス状電圧を生成しモータを駆動する。
(2)モータを駆動するためのパルス状電圧を生成するにはバッテリ電圧を超える電圧が必要な場合には、DCDCコンバータの出力電圧も使ってパルス状電圧を生成する。
(1)の場合には、従来例の構成では存在していたDCDCコンバータの損失を0にすることができ、(2)の場合には、DCDCコンバータの出力電圧とバッテリの出力電圧とからパルス状電圧を生成するので、DCDCコンバータの定格・損失を小さくすることができる。
以上のような動作をするため、DCDCコンバータ20を通過する電力を0とすることができるため、従来例で発生していたDCDCコンバータの損失を0にすることができる。
10fc 燃料電池
20 DCDCコンバータ
30 電力変換器
30U,30V,30W U相、V相、W相のスイッチ手段
40 モータ
50 制御装置
5A DCDCコンバータ制御手段
5A モータ制御手段
51 トルク制御手段
52 電流制御手段
53 dq/3相電圧変換手段
54 電圧分配手段
55 変調率演算手段
56 変調率補正手段
57 PWMパルス生成手段
58 3相/dq変換手段
59a 電圧指令生成手段
59b 電圧制御手段
Claims (5)
- 直流電圧源と、
直流電圧源から出力された電圧を昇圧して出力する昇圧手段と、
前記直流電圧源から出力された電圧と前記昇圧手段の出力電圧とが、それぞれの一方の端子が共通電位にされて3レベルの電圧として入力され、この3レベル電圧からパルス状の交流電圧を生成し出力する電力変換器と、
をそなえ、
前記電力変換器が、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧以下である場合には、前記直流電圧源から直接入力した電圧で前記交流電圧を生成し、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧を超える場合には、前記昇圧手段によって昇圧された電圧を使って前記交流電圧を生成する、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 直流電圧源と、
前記直流電圧源から出力された電圧を昇圧して出力する昇圧手段と、
前記直流電圧源から出力された電圧と前記昇圧手段の出力電圧とが、それぞれの一方の端子が共通電位にされて3レベルの電圧として入力され、この3レベルの電圧からパルス状の交流電圧を生成し出力する複数の電力変換器と、
をそなえ、
前記電力変換器が、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧以下である場合には、前記直流電圧源から直接入力した電圧で前記交流電圧を生成し、
前記交流電圧のピーク値が前記直流電圧源の出力電圧を超える場合には、前記昇圧手段によって昇圧された電圧を使って前記交流電圧を生成する、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1または2に記載の電力変換装置において、
前記直流電圧源がバッテリである、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1または2に記載の電力変換装置において、
前記直流電圧源は燃料電池であり、前記昇圧手段の出力端子間にはバッテリが接続されている、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1または2に記載の電力変換装置において、
前記昇圧手段がDCDCコンバータである、
ことを特徴とする電力変換装置。
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ID=36667980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004353972A Active JP4655611B2 (ja) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | 電力変換装置 |
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2004
- 2004-12-07 JP JP2004353972A patent/JP4655611B2/ja active Active
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