JP5071519B2 - Power conversion device and vehicle equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、多出力の電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device and a vehicle on which the power conversion device is mounted, and more specifically to a multi-output power conversion device.

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。   2. Description of the Related Art In recent years, as an environmentally friendly vehicle, an electric vehicle that is mounted with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and travels using a driving force generated from electric power stored in the power storage device has attracted attention. Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle. And the technique of charging the electrical storage apparatus mounted in these electric vehicles with a commercial power source with high electric power generation efficiency is proposed.

ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置に充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。   In a hybrid vehicle as well as an electric vehicle, a vehicle capable of charging a power storage device mounted on a vehicle (hereinafter also simply referred to as “external charging”) from a power source outside the vehicle (hereinafter also simply referred to as “external power”). It has been known. For example, a so-called “plug-in hybrid vehicle” is known, in which a power storage device can be charged from a general household power source by connecting a power outlet provided in a house and a charging port provided in the vehicle with a charging cable. ing. This can be expected to increase the fuel consumption efficiency of the hybrid vehicle.

また、このような電動車両には、車両を駆動するための電力を蓄える主蓄電装置の他に、車両に搭載された補機に電力を供給するための補機バッテリが一般的に備えられる。そして、車両が、外部充電時に、外部電源からの電力を用いて主蓄電装置に加えて、補機バッテリも充電することができる構成を有する場合がある。   Such an electric vehicle is generally provided with an auxiliary battery for supplying electric power to an auxiliary machine mounted on the vehicle, in addition to a main power storage device that stores electric power for driving the vehicle. In some cases, the vehicle can be configured to charge the auxiliary battery in addition to the main power storage device using the power from the external power source during external charging.

特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）は、トランスの複数の二次巻線を備え、かつ第２以降の二次巻線にのみ磁気増幅器を接続した多出力共振型ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、各二次巻線から出力整流回路を介して安定した複数の直流出力を取出す構成を開示する。   Japanese Patent Laying-Open No. 2006-211832 (Patent Document 1) is a multi-output resonance type DC / DC converter having a plurality of secondary windings of a transformer and having a magnetic amplifier connected only to second and subsequent secondary windings. A configuration in which a plurality of stable DC outputs are taken out from each secondary winding via an output rectifier circuit is disclosed.

特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）によるＤＣ／ＤＣコンバータによれば、第２以降の二次巻線の磁気増幅器のリセット電流を制御することにより、第２以降の二次巻線からそれぞれ安定した直流出力を得ることができる。   According to the DC / DC converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-211832 (Patent Document 1), by controlling the reset current of the magnetic amplifier of the second and subsequent secondary windings, the second and subsequent secondary windings are controlled. A stable DC output can be obtained.

特開２００６−２１１８３２号公報JP 2006-211832 A 特開平０８−０６５９０４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-065904 実開昭６３−３３３３７号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-33337

上述のような、外部電源からの電力によって主蓄電装置および補機バッテリの充電が可能な車両において、特開２００６−２１１８３２号公報（特許文献１）に記載の多出力のＤＣ／ＤＣコンバータを用いた場合、複数の二次巻線に接続された回路について、その回路が使用されていない場合であっても対応する二次巻線に常に励磁電流が流れる。この励磁電流による損失によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ全体としての電力変換効率が低下するおそれがある。   In a vehicle capable of charging the main power storage device and the auxiliary battery with electric power from an external power source as described above, the multi-output DC / DC converter described in JP-A-2006-211832 (Patent Document 1) is used. If the circuit is connected to a plurality of secondary windings, an exciting current always flows through the corresponding secondary winding even if the circuit is not used. Due to the loss due to this exciting current, the power conversion efficiency of the entire DC / DC converter may be reduced.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力変換効率が改善された多出力の電力変換装置を提供することである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a multi-output power conversion device with improved power conversion efficiency.

本発明による電力変換装置は、外部電源から供給される交流電力と出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを備え、複数の出力が可能である。トランスは、入力巻線と、第１および第２の出力巻線とを含む。電力変換装置は、入力回路と、第１および第２の出力回路とをさらに備える。入力回路は、外部電源からの電力を入力巻線に供給する。第１の出力回路は、第１の出力巻線からの電力を変換して第１の電気機器に電力を供給する。第２の出力回路は、第２の出力巻線からの電力を変換して第２の電気機器に電力を供給する。また、電力変換装置は、外部電源と入力巻線とを結ぶ経路に設けられ外部電源と入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、第１の出力巻線と第１の電気機器とを結ぶ経路に設けられ第１の出力巻線と第１の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、第２の出力巻線と第２の電気機器とを結ぶ経路に設けられ第２の出力巻線と第２の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチをさらに備える。   The power conversion device according to the present invention includes a transformer capable of magnetically isolating AC power supplied from an external power source and an output, and can output a plurality of outputs. The transformer includes an input winding and first and second output windings. The power conversion device further includes an input circuit and first and second output circuits. The input circuit supplies power from an external power source to the input winding. The first output circuit converts power from the first output winding and supplies power to the first electrical device. The second output circuit converts power from the second output winding and supplies power to the second electric device. The power conversion device is provided in a path connecting the external power supply and the input winding, and is capable of electrically disconnecting the external power supply and the input winding, the first output winding, and the first output winding. A second switch provided in a path connecting the first electrical device and the first output winding and the first electrical device, and a second switch capable of electrically disconnecting the first output winding and the second electrical device. It further includes at least one switch of a third switch provided in a path connecting the devices and capable of electrically disconnecting the second output winding and the second electrical device.

好ましくは、電力変換装置は、スイッチを制御するための制御装置をさらに備える。制御装置は、入力回路が使用されない場合は第１のスイッチを電気的に切り離し、第１の出力回路が使用されない場合は第２のスイッチを電気的に切り離し、第２の出力回路が使用されない場合は第３のスイッチを電気的に切り離す。   Preferably, the power conversion device further includes a control device for controlling the switch. The control device electrically disconnects the first switch when the input circuit is not used, electrically disconnects the second switch when the first output circuit is not used, and the second output circuit is not used Electrically disconnects the third switch.

好ましくは、第１のスイッチは、入力回路と入力巻線との間に設けられる。
好ましくは、入力回路は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、整流回路によって変換された直流電力を高周波の交流電力に変換し、入力巻線へ供給するように構成されたインバータとを含む。 Preferably, the first switch is provided between the input circuit and the input winding.
Preferably, the input circuit converts the AC power from the external power source into DC power, converts the DC power converted by the rectifier circuit into high-frequency AC power, and supplies it to the input winding And an inverter configured to.

好ましくは、第１のスイッチは、整流回路とインバータとの間に設けられる。
好ましくは、第２のスイッチは、第１の出力巻線と第１の出力回路との間に設けられる。 Preferably, the first switch is provided between the rectifier circuit and the inverter.
Preferably, the second switch is provided between the first output winding and the first output circuit.

好ましくは、第１の出力回路は、第１の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成されたＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの直流側端子に並列に接続されたコンデンサとを含む。そして、第２のスイッチは、ＡＣ／ＤＣコンバータとコンデンサとの間に設けられる。   Preferably, the first output circuit is connected in parallel to an AC / DC converter configured to convert AC power from the first output winding into DC power, and a DC side terminal of the AC / DC converter. Capacitors. The second switch is provided between the AC / DC converter and the capacitor.

好ましくは、第３のスイッチは、第２の出力巻線と第２の出力回路との間に設けられる。   Preferably, the third switch is provided between the second output winding and the second output circuit.

好ましくは、第２の出力回路は、第２の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、整流回路からの出力電圧を電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータとを含む。そして、第３のスイッチは、整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられる。   Preferably, the second output circuit includes a rectifier circuit configured to convert AC power from the second output winding into DC power, and DC / DC for converting the output voltage from the rectifier circuit into a voltage. Including converters. The third switch is provided between the rectifier circuit and the DC / DC converter.

好ましくは、第１の電気機器は第１の蓄電装置であり、第２の電気機器は第２の蓄電装置である。   Preferably, the first electrical device is a first power storage device, and the second electrical device is a second power storage device.

好ましくは、制御装置は、第２の蓄電装置の充電状態についての第１のしきい値、第２のしきい値および第３のしきい値を有し、第２のしきい値は第１のしきい値よりも大きく、第３のしきい値は第２のしきい値よりも大きく設定される。そして、制御装置は、第１の蓄電装置を充電する場合に、充電状態が第１のしきい値まで低下したときは充電状態が第３のしきい値に到達するまで第１の蓄電装置の充電を中断するとともに第２の蓄電装置の充電を実行し、充電状態が第２のしきい値まで低下したときは充電状態が第３のしきい値に到達するまで第１の蓄電装置の充電および第２の蓄電装置の充電を並行して実行し、充電状態が第３のしきい値に到達したときは第１の蓄電装置の充電を実行するとともに第２の蓄電装置の充電を停止する。   Preferably, the control device has a first threshold value, a second threshold value, and a third threshold value for the state of charge of the second power storage device, and the second threshold value is the first threshold value. The third threshold value is set to be larger than the second threshold value. When the control device charges the first power storage device, and the charge state decreases to the first threshold value, the control device sets the first power storage device until the charge state reaches the third threshold value. Charging is interrupted and the second power storage device is charged. When the state of charge drops to the second threshold value, the first power storage device is charged until the state of charge reaches the third threshold value. And charging the second power storage device in parallel, and when the state of charge reaches the third threshold, charging the first power storage device and stopping charging the second power storage device .

好ましくは、第１の出力回路は、第１の蓄電装置からの電力を変換して、トランスへ電力を供給することができるように構成される。   Preferably, the first output circuit is configured to convert power from the first power storage device and supply power to the transformer.

好ましくは、トランスは、第３の出力巻線をさらに含む。そして、電力変換装置は、第３の出力巻線からの電力を変換して第３の電気機器に電力を供給するように構成された第３の出力回路をさらに備える。   Preferably, the transformer further includes a third output winding. The power converter further includes a third output circuit configured to convert power from the third output winding and supply power to the third electrical device.

好ましくは、第３の出力巻線と第３の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、第３の出力巻線と第３の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第４のスイッチをさらに備える。   Preferably, a fourth switch provided in a path connecting the third output winding and the third electrical device, and capable of electrically disconnecting the third output winding and the third electrical device is provided. Further prepare.

本発明による車両は、充電が可能な第１の蓄電装置および第２の蓄電装置と、駆動装置と、複数の出力が可能な電力変換装置とを備え、外部電源からの電力を用いて充電が可能である。駆動装置は、第１の蓄電装置からの電力を用いて車両を走行するための駆動力を発生させる。電力変換装置は、外部電源から供給される交流電力と出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを含む。トランスは、入力巻線と、第１および第２の出力巻線とを有する。電力変換装置は、入力回路と、第１および第２の出力回路とを含む。入力回路は、外部電源からの電力を入力巻線に供給する。第１の出力回路は、第１の出力巻線からの電力を変換して第１の蓄電装置に電力を供給する。第２の出力巻線からの電力を変換して第２の蓄電装置に電力を供給する。電力変換装置は、外部電源と入力巻線とを結ぶ経路に設けられ外部電源と入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチ、第１の出力巻線と第１の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ第１の出力巻線と第１の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチ、および、第２の出力巻線と第２の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ第２の出力巻線と第２の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチとをさらに含む。   A vehicle according to the present invention includes a first power storage device and a second power storage device that can be charged, a drive device, and a power conversion device that can output a plurality of outputs, and can be charged using power from an external power source. Is possible. The driving device generates driving force for traveling the vehicle using electric power from the first power storage device. The power conversion device includes a transformer capable of magnetically isolating AC power supplied from an external power source and output. The transformer has an input winding and first and second output windings. The power conversion device includes an input circuit and first and second output circuits. The input circuit supplies power from an external power source to the input winding. The first output circuit converts power from the first output winding and supplies power to the first power storage device. The electric power from the second output winding is converted to supply electric power to the second power storage device. The power converter is provided in a path connecting the external power source and the input winding, and is capable of electrically disconnecting the external power source and the input winding, the first output winding, and the first power storage. A second switch provided in a path connecting the devices and capable of electrically disconnecting the first output winding and the first power storage device; and a second output winding and the second power storage device; And at least one switch among the third switches provided in a path connecting the second output winding and the second output winding and the second power storage device.

本発明によれば、多出力の電力変換装置において、電力変換効率を改善することができる。   According to the present invention, power conversion efficiency can be improved in a multi-output power conversion device.

本実施の形態１に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle including a power conversion device according to a first embodiment. 図１におけるＰＣＵの内部構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the internal structure of PCU in FIG. 図１におけるＰＦＣの内部構成の第１の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the internal structure of PFC in FIG. 図１におけるＰＦＣの内部構成の第２の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the internal structure of PFC in FIG. 本実施の形態における、外部充電制御の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the external charge control in this Embodiment. 本実施の形態１において、ＥＣＵで実行される外部充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for illustrating details of an external charging control process executed by an ECU in the first embodiment. 本実施の形態１の変形例に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。It is a whole block diagram of the vehicle provided with the power converter device according to the modification of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態２に従う電力変換装置を備えた車両の全体ブロック図である。It is a whole block diagram of the vehicle provided with the power converter device according to the second embodiment.

以下、本発明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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に従う電力変換装置を搭載した車両１００の全体ブロック図である。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle 100 equipped with a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲ（System Main Relay）とも称する。）１１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称する。）３００とを備える。なお、ＰＣＵ１２０、モータジェネレータ１３０、動力伝達ギア１４０および駆動輪１５０により、本発明における「駆動装置」が形成される。   Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power storage device 110, a system main relay (hereinafter also referred to as SMR (System Main Relay)) 115, a PCU (Power Control Unit) 120, a motor generator 130, a power A transmission gear 140, drive wheels 150, and a control device (hereinafter also referred to as an ECU (Electronic Control Unit)) 300 are provided. The PCU 120, the motor generator 130, the power transmission gear 140, and the drive wheel 150 form a “drive device” in the present invention.

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。   The power storage device 110 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable. The power storage device 110 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a lead storage battery, and a power storage element such as an electric double layer capacitor.

蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介してモータジェネレータ１３０を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。   Power storage device 110 is connected to PCU 120 for driving motor generator 130 via SMR 115. Then, power storage device 110 supplies power for generating driving force of vehicle 100 to PCU 120. The power storage device 110 stores the electric power generated by the motor generator 130. The output of power storage device 110 is, for example, 200V.

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの他方端は、ＰＣＵ１２０に接続された電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。ＳＭＲ１１５は、車両走行時、および空調機１６０やＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を駆動する場合に閉成される。   One end of the relay included in SMR 115 is connected to the positive terminal and the negative terminal of power storage device 110, respectively. The other end of the relay included in SMR 115 is connected to power line PL1 and ground line NL1 connected to PCU 120, respectively. SMR 115 switches between power supply and cutoff between power storage device 110 and PCU 120 based on control signal SE <b> 1 from ECU 300. The SMR 115 is closed when the vehicle is traveling and when the air conditioner 160 and the DC / DC converter 170 are driven.

図２は、ＰＣＵ１２０の内部構成の一例を示す図である。
図２を参照して、ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the PCU 120.
Referring to FIG. 2, PCU 120 includes a converter 121, an inverter 122, and capacitors C1 and C2.

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電力変換を行なう。   Converter 121 performs power conversion between power line PL1 and ground line NL1, power line HPL and ground line NL1, based on control signal PWC from ECU 300.

インバータ１２２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０を駆動する。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータおよびインバータの対が１つ設けられる構成を一例として示すが、モータジェネレータおよびインバータの対を複数備える構成としてもよい。   Inverter 122 is connected to power line HPL and ground line NL1. Inverter 122 converts DC power supplied from converter 121 into AC power based on control signal PWI from ECU 300 and drives motor generator 130. In the present embodiment, a configuration in which one motor generator and inverter pair is provided is shown as an example, but a configuration in which a plurality of motor generator and inverter pairs are provided may be employed.

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。   Capacitor C1 is provided between power line PL1 and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power line PL1 and ground line NL1. Capacitor C2 is provided between power line HPL and ground line NL1, and reduces voltage fluctuation between power line HPL and ground line NL1.

再び図１を参照して、モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。   Referring to FIG. 1 again, motor generator 130 is an AC rotating electric machine, for example, a permanent magnet type synchronous motor including a rotor in which permanent magnets are embedded.

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。   The output torque of motor generator 130 is transmitted to drive wheels 150 via power transmission gear 140 configured by a speed reducer and a power split mechanism, and causes vehicle 100 to travel. The motor generator 130 can generate electric power by the rotational force of the drive wheels 150 during the regenerative braking operation of the vehicle 100. Then, the generated power is converted into charging power for power storage device 110 by PCU 120.

また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。   In a hybrid vehicle equipped with an engine (not shown) in addition to motor generator 130, necessary vehicle driving force is generated by operating this engine and motor generator 130 in a coordinated manner. In this case, it is also possible to charge the power storage device 110 using the power generated by the rotation of the engine.

すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、ならびにエンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。   In other words, vehicle 100 in the present embodiment represents a vehicle equipped with an electric motor for generating vehicle driving force, and is a hybrid vehicle that generates vehicle driving force by an engine and an electric motor, and an electric vehicle not equipped with an engine. And fuel cell vehicles.

車両１００は、さらに低電圧系（補機系）の構成として、空調機１６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、補機バッテリ１８０と、補機負荷１９０とを含む。   Vehicle 100 further includes an air conditioner 160, a DC / DC converter 170, an auxiliary battery 180, and an auxiliary load 190 as a configuration of a low voltage system (auxiliary system).

空調機１６０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、車両１００の室内を空調する。   Air conditioner 160 is connected to power line PL1 and ground line NL1, and air-conditions the interior of vehicle 100.

ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ５を介して補機バッテリ１８０、補機負荷１９０およびＥＣＵ３００などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。   DC / DC converter 170 is connected to power line PL1 and ground line NL1, and reduces the DC voltage supplied from power storage device 110 based on control signal PWD from ECU 300. DC / DC converter 170 supplies power to the low-voltage system of the entire vehicle such as auxiliary battery 180, auxiliary load 190, and ECU 300 via power line PL5.

補機バッテリ１８０は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１８０の出力電圧は、蓄電装置１１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。   Auxiliary battery 180 is typically formed of a lead storage battery. The output voltage of auxiliary battery 180 is lower than the output voltage of power storage device 110, for example, about 12V.

補機負荷１９０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。   The auxiliary machine load 190 includes, for example, lamps, wipers, heaters, audio, a navigation system, and the like.

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含む。ＥＣＵ３００は、イグニッションがオンにされたこと、または充電ケーブル４００が車両１００に接続されたことにより起動され、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, all of which are not shown in FIG. The ECU 300 is activated when the ignition is turned on or when the charging cable 400 is connected to the vehicle 100, and inputs signals from the sensors and the like and outputs control signals to the devices. And control each device. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢ１および電流ＩＢ１の検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢ１および電流ＩＢ１に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）１を演算する。また、ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢ２および／または電流ＩＢ２の検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢ２および／または電流ＩＢ２に基づいて、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２を演算する。   ECU 300 receives detected values of voltage VB1 and current IB1 from a sensor (not shown) included in power storage device 110. ECU 300 calculates a state of charge (SOC) 1 of power storage device 110 based on voltage VB1 and current IB1. ECU 300 receives a detected value of voltage VB2 and / or current IB2 from a sensor (not shown) included in auxiliary battery 180. ECU 300 calculates charge state SOC2 of auxiliary battery 180 based on voltage VB2 and / or current IB2.

車両１００は、外部電源５００からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、トランス２００と、入力回路２０１と、出力回路２０２，２０３と、電圧センサ２３０と、充電リレーＣＨＲ２５０と、接続部２８０と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを含む。なお、トランス２００、入力回路２０１、出力回路２０２，２０３およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３によって、本発明における「電力変換回路」が形成される。   As a configuration for charging power storage device 110 with electric power from external power supply 500, vehicle 100 includes transformer 200, input circuit 201, output circuits 202 and 203, voltage sensor 230, charging relay CHR250, and connection unit. 280 and switches SW1 to SW3. The transformer 200, the input circuit 201, the output circuits 202 and 203, and the switches SW1 to SW3 form a “power conversion circuit” in the present invention.

接続部２８０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。接続部２８０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４３０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４１０が、（たとえば、商用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの交流電力が、充電ケーブル４００の電線部４２０を介して車両１００に伝達される。充電ケーブル４００の電線部４２０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）４４０が介挿される。   Connection unit 280 is provided on the body of vehicle 100 in order to receive AC power from external power supply 500. Charging connector 430 of charging cable 400 is connected to connecting portion 280. Then, the plug 410 of the charging cable 400 is connected to the outlet 510 of the external power source 500 (for example, a commercial power source), so that the AC power from the external power source 500 passes through the electric wire portion 420 of the charging cable 400. Transmitted to the vehicle 100. A charging circuit interruption device (hereinafter also referred to as “CCID (Charging Circuit Interrupt Device)”) 440 for switching between supply and interruption of power from the external power supply 500 to the vehicle 100 is provided in the electric wire portion 420 of the charging cable 400. Is inserted.

トランス２００は、入力巻線Ｎ１と、出力巻線Ｎ２，Ｎ３とを含む。入力巻線Ｎ１および出力巻線Ｎ２，Ｎ３は共通のコアに巻回される。そして、トランス２００は、外部電源５００から供給される交流電力とトランス５００の出力とが磁気的に絶縁されるように構成される。入力巻線Ｎ１から入力される交流電圧は、巻線比に応じた交流電圧に変換されて出力巻線Ｎ２，Ｎ３から出力される。   Transformer 200 includes an input winding N1 and output windings N2, N3. The input winding N1 and the output windings N2 and N3 are wound around a common core. The transformer 200 is configured such that the AC power supplied from the external power source 500 and the output of the transformer 500 are magnetically insulated. The AC voltage input from the input winding N1 is converted into an AC voltage corresponding to the winding ratio and output from the output windings N2 and N3.

入力回路２０１は、外部電源５００から伝達された商用電力を高周波の交流電力に変換して、トランス２００へ供給するための回路である。   The input circuit 201 is a circuit for converting commercial power transmitted from the external power supply 500 into high-frequency AC power and supplying it to the transformer 200.

入力回路２０１は、インバータ２１０と、力率改善回路（以下、ＰＦＣ（Power Factor Correction）とも称する。）２２０とを含む。   Input circuit 201 includes an inverter 210 and a power factor correction circuit (hereinafter also referred to as PFC (Power Factor Correction)) 220.

ＰＦＣ２２０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２により接続部２８０に接続される。ＰＦＣ２２０は、外部電源５００から伝達された交流電力を直流電力に変換して電力線ＰＬ３および接地線ＮＬ３へ出力する。   The PFC 220 is connected to the connection unit 280 by the power lines ACL1 and ACL2. PFC 220 converts AC power transmitted from external power supply 500 into DC power and outputs it to power line PL3 and ground line NL3.

図３および図４は、ＰＦＣ２２０の内部構成の例を示す図である。
図３に示すＰＦＣ２２０Ａは、リアクトルＬ４１〜Ｌ４３と、ダイオードＤ４１〜Ｄ４４を含んで構成されるダイオードブリッジと、スイッチング素子Ｑ４１およびダイオードＤ４５とを含む。 3 and 4 are diagrams showing examples of the internal configuration of the PFC 220. FIG.
PFC 220A shown in FIG. 3 includes reactors L41 to L43, a diode bridge including diodes D41 to D44, a switching element Q41, and a diode D45.

直列接続されたダイオードＤ４１，Ｄ４２は、直列接続されたダイオードＤ４３，Ｄ４４と並列に接続される。   The diodes D41 and D42 connected in series are connected in parallel with the diodes D43 and D44 connected in series.

リアクトルＬ４３の一方端はダイオードＤ４１，Ｄ４３のカソードに接続され、リアクトルＬ４３の他方端は電力線ＰＬ３に接続される。ダイオードＤ４２，Ｄ４４のアノードは、接地線ＮＬ３に接続される。   Reactor L43 has one end connected to the cathodes of diodes D41 and D43, and reactor L43 has the other end connected to power line PL3. The anodes of the diodes D42 and D44 are connected to the ground line NL3.

スイッチング素子Ｑ４１は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に接続される。また、ダイオードＤ４５は、接地線ＮＬ３から電力線ＰＬ３に向かう方向を順方向として、スイッチング素子Ｑ４１に逆並列に接続される。   Switching element Q41 is connected between power line PL3 and ground line NL3. Diode D45 is connected in antiparallel to switching element Q41 with the direction from ground line NL3 toward power line PL3 as the forward direction.

リアクトルＬ４１の一方端は電力線ＡＣＬ１に接続され、リアクトルＬ４１の他方端はダイオードＤ４１およびダイオードＤ４２の接続ノードに接続される。また、リアクトルＬ４２の一方端は電力線ＡＣＬ２に接続され、リアクトルＬ４２の他方端はダイオードＤ４３およびダイオードＤ４４の接続ノードに接続される。   Reactor L41 has one end connected to power line ACL1, and reactor L41 has the other end connected to a connection node of diode D41 and diode D42. Reactor L42 has one end connected to power line ACL2 and the other end connected to a connection node of diode D43 and diode D44.

そして、スイッチング素子Ｑ４１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＨによって駆動され、外部電源５００から伝達される交流電力が直流電力に変換される。   Switching element Q41 is driven by a control signal PWH from ECU 300, and AC power transmitted from external power supply 500 is converted to DC power.

図４に示すＰＦＣ２２０Ｂは、リアクトルＬ５１，Ｌ５２と、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４と、ダイオードＤ５１〜Ｄ５４と、コンデンサＣ５０とを含み、いわゆるフルブリッジ型のコンバータを形成する。   PFC 220B shown in FIG. 4 includes reactors L51 and L52, switching elements Q51 to Q54, diodes D51 to D54, and a capacitor C50, and forms a so-called full bridge type converter.

直列接続されたスイッチング素子Ｑ５１，Ｑ５２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ５３，Ｑ５４は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４には、ダイオードＤ５１〜Ｄ５４がそれぞれ逆並列に接続される。コンデンサＣ５０は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に接続される。   Switching elements Q51 and Q52 connected in series and switching elements Q53 and Q54 connected in series are connected in parallel between power line PL3 and ground line NL3. Diodes D51-D54 are connected in antiparallel to switching elements Q51-Q54, respectively. Capacitor C50 is connected between power line PL3 and ground line NL3.

リアクトルＬ５１の一方端は電力線ＡＣＬ１に接続され、リアクトルＬ５１の他方端はスイッチング素子Ｑ５１およびスイッチング素子Ｑ５２の接続ノードに接続される。また、リアクトルＬ５２の一方端は電力線ＡＣＬ２に接続され、リアクトルＬ５２の他方端はスイッチング素子Ｑ５３およびスイッチング素子Ｑ５４の接続ノードに接続される。   Reactor L51 has one end connected to power line ACL1, and reactor L51 has the other end connected to a connection node of switching element Q51 and switching element Q52. Reactor L52 has one end connected to power line ACL2 and the other end connected to switching element Q53 and a connection node of switching element Q54.

そして、スイッチング素子Ｑ５１〜Ｑ５４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＨによって駆動され、外部電源５００から伝達される交流電力が直流電力に変換される。   Switching elements Q51 to Q54 are driven by a control signal PWH from ECU 300, and AC power transmitted from external power supply 500 is converted to DC power.

なお、ＰＦＣ２２０の構成は、図３および図４の構成には限らない。
再び図１を参照して、インバータ２１０は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４およびダイオードＤ１１〜Ｄ１４を含む。 Note that the configuration of the PFC 220 is not limited to the configurations of FIGS. 3 and 4.
Referring to FIG. 1 again, inverter 210 includes switching elements Q11-Q14 and diodes D11-D14.

直列接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４は、電力線ＰＬ３と接地線ＮＬ３との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４には、ダイオードＤ１１〜Ｄ１４がそれぞれ逆並列に接続される。   Switching elements Q11 and Q12 connected in series and switching elements Q13 and Q14 connected in series are connected in parallel between power line PL3 and ground line NL3. Diodes D11-D14 are connected in antiparallel to switching elements Q11-Q14, respectively.

スイッチング素子Ｑ１１およびスイッチング素子Ｑ１２の接続ノードには、入力巻線Ｎ１の一方端が接続され、スイッチング素子Ｑ１３およびスイッチング素子Ｑ１４の接続ノードには、入力巻線Ｎ１の他方端が接続される。   One end of the input winding N1 is connected to the connection node of the switching element Q11 and the switching element Q12, and the other end of the input winding N1 is connected to the connection node of the switching element Q13 and the switching element Q14.

そして、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＦによって駆動され、ＰＦＣ２２０からの直流電力を高周波の交流電力に変換してトランス２００の入力巻線Ｎ１に供給する。   Switching elements Q11 to Q14 are driven by a control signal PWF from ECU 300, convert DC power from PFC 220 into high-frequency AC power, and supply it to input winding N1 of transformer 200.

また、インバータ２１０と入力巻線Ｎ１とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御されるスイッチＳＷ１が設けられる。このスイッチＳＷ１によって、入力回路２０１を入力巻線Ｎ１から電気的に切り離すことができる。   A switch SW1 controlled by a control signal SE3 from ECU 300 is provided on a path connecting inverter 210 and input winding N1. With this switch SW1, the input circuit 201 can be electrically disconnected from the input winding N1.

出力回路２０２は、出力巻線Ｎ２から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換するための回路である。   The output circuit 202 is a circuit for converting AC power supplied from the output winding N <b> 2 into charging power for the power storage device 110.

出力回路２０２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４を含むＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と、コンデンサＣ３とを含む。   Output circuit 202 includes an AC / DC converter 240 including switching elements Q1 to Q4 and diodes D1 to D4, and a capacitor C3.

直列接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、および直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に並列に接続される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４には、ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続される。   Switching elements Q1, Q2 connected in series and switching elements Q3, Q4 connected in series are connected in parallel between power line PL2 and ground line NL2. Diodes D1-D4 are connected in antiparallel to switching elements Q1-Q4, respectively.

スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の接続ノードには、出力巻線Ｎ２の一方端が接続され、スイッチング素子Ｑ３およびスイッチング素子Ｑ４の接続ノードには、出力巻線Ｎ２の他方端が接続される。   One end of output winding N2 is connected to the connection node of switching element Q1 and switching element Q2, and the other end of output winding N2 is connected to the connection node of switching element Q3 and switching element Q4.

そして、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって駆動され、出力巻線Ｎ２から供給される交流電力を直流電力に変換して電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に出力する。   Switching elements Q1-Q4 are driven by a control signal PWE from ECU 300, convert AC power supplied from output winding N2 into DC power, and output it to power line PL2 and ground line NL2.

また、出力回路２０２は、蓄電装置１０１からの直流電力を交流電力に変換して、出力巻線Ｎ２を介してトランス２００に供給することも可能である。   The output circuit 202 can also convert DC power from the power storage device 101 into AC power and supply it to the transformer 200 via the output winding N2.

コンデンサＣ３は電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に接続され、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧変動を低減する。   Capacitor C3 is connected between power line PL2 and ground line NL2, and reduces voltage fluctuation between power line PL2 and ground line NL2.

ＣＨＲ２５０に含まれるリレーの一方端は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ接続される。また、ＣＨＲ２５０に含まれるリレーの他方端は、蓄電装置１１０の正極端および負極端にそれぞれ接続される。   One end of the relay included in CHR 250 is connected to power line PL2 and ground line NL2. In addition, the other end of the relay included in CHR 250 is connected to the positive electrode end and the negative electrode end of power storage device 110, respectively.

ＣＨＲ２５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置１１０と出力回路２０２との間での電力の供給と遮断とを切替える。ＣＨＲ２５０は、出力回路２０２からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電する場合に閉成される。   CHR 250 switches between power supply and cutoff between power storage device 110 and output circuit 202 based on control signal SE2 from ECU 300. The CHR 250 is closed when the power storage device 110 is charged using the power from the output circuit 202.

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と出力巻線Ｎ２とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ４によって制御されるスイッチＳＷ２が設けられる。このスイッチＳＷ２によって、出力回路２０２を出力巻線Ｎ２から電気的に切り離すことができる。   A switch SW2 controlled by a control signal SE4 from ECU 300 is provided on a path connecting AC / DC converter 240 and output winding N2. By this switch SW2, the output circuit 202 can be electrically disconnected from the output winding N2.

出力回路２０３は、外部充電時に、出力巻線Ｎ３から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を補機系の電力線ＰＬ５に供給するための回路である。   The output circuit 203 is a circuit for converting AC power supplied from the output winding N3 into DC power and supplying the converted DC power to the auxiliary power line PL5 during external charging.

出力回路２０３は、ダイオードＤ２１〜Ｄ２４を含むダイオードブリッジ２６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０とを含む。   The output circuit 203 includes a diode bridge 260 including diodes D21 to D24 and a DC / DC converter 270.

直列接続されたダイオードＤ２１，Ｄ２２は、直列接続されたダイオードＤ２３，Ｄ２４と並列に接続される。ダイオードＤ２１およびＤ２３のカソード、ならびに、ダイオードＤ２２およびＤ２４のアノードは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０へ接続される。   The diodes D21 and D22 connected in series are connected in parallel with the diodes D23 and D24 connected in series. The cathodes of diodes D21 and D23 and the anodes of diodes D22 and D24 are connected to DC / DC converter 270.

ダイオードＤ２１およびダイオードＤ２２の接続ノードには、出力巻線Ｎ３の一方端が接続され、ダイオードＤ２３およびダイオードＤ２４の接続ノードには、出力巻線Ｎ３の他方端が接続される。   One end of the output winding N3 is connected to the connection node of the diode D21 and the diode D22, and the other end of the output winding N3 is connected to the connection node of the diode D23 and the diode D24.

そして、ダイオードブリッジ２６０は、出力巻線Ｎ３から供給される交流電力を整流してＤＣ／ＤＣコンバータ２７０へ供給する。   The diode bridge 260 rectifies the AC power supplied from the output winding N3 and supplies it to the DC / DC converter 270.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０は、たとえばチョッパ回路を含んで構成され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＧによって制御されることによって、ダイオードブリッジ２６０で整流された直流電圧を所定の電圧に昇圧または降圧して電力線ＰＬ４に出力する。電力線ＰＬ４は、補機系の電力線ＰＬ５に接続される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０を昇圧回路とするか降圧回路とするかは、入力巻線Ｎ１と出力巻線Ｎ３との巻線比に依存する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と比較して小容量のものが採用される。また、出力回路２０３は、出力回路２０２のような、フルブリッジ型のＡＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。   DC / DC converter 270 includes, for example, a chopper circuit, and is controlled by control signal PWG from ECU 300 to boost or step down the DC voltage rectified by diode bridge 260 to a predetermined voltage to power line PL4. Output to. Power line PL4 is connected to auxiliary system power line PL5. Here, whether the DC / DC converter 270 is a step-up circuit or a step-down circuit depends on the winding ratio between the input winding N1 and the output winding N3. Note that the DC / DC converter 270 has a smaller capacity than the DC / DC converter 170. The output circuit 203 may be a full-bridge AC / DC converter like the output circuit 202.

ダイオードブリッジ２６０と出力巻線Ｎ３とを結ぶ経路上には、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ５によって制御されるスイッチＳＷ３が設けられる。このスイッチＳＷ３によって、出力回路２０３を出力巻線Ｎ３から電気的に切り離すことができる。   A switch SW3 controlled by a control signal SE5 from the ECU 300 is provided on a path connecting the diode bridge 260 and the output winding N3. By this switch SW3, the output circuit 203 can be electrically disconnected from the output winding N3.

電圧センサ２３０は、電力線ＡＣＬ１とＡＣＬ２との間に接続される。電圧センサ２３０は、外部電源５００から伝達された交流電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。   Voltage sensor 230 is connected between power lines ACL1 and ACL2. Voltage sensor 230 detects AC voltage VAC transmitted from external power supply 500 and outputs the detected value to ECU 300.

車両１００において、通常の車両走行時には、上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ１７０によって、補機系に電力が供給される。このＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、車両走行時に補機負荷１９０を駆動する必要があるので、比較的大容量のものが備えられる場合が多い。ところが、外部充電中には補機負荷１９０による消費電力は車両走行時に比べて非常に少ないため、このように必要電力が少ないときに大容量のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を使用すると、運転効率が悪くなるおそれがある。   When the vehicle 100 is traveling normally, electric power is supplied to the auxiliary system by the DC / DC converter 170 as described above. Since the DC / DC converter 170 needs to drive the auxiliary load 190 during traveling of the vehicle, a DC / DC converter 170 having a relatively large capacity is often provided. However, since the power consumed by the auxiliary load 190 is very small during external charging compared to when the vehicle is running, using the large capacity DC / DC converter 170 when the required power is small in this way results in poor driving efficiency. There is a risk.

そのため、図１のように、多出力が可能なトランス２００の出力巻線Ｎ３に接続された、小容量のＤＣ／ＤＣコンバータ２７０を含む出力回路２０３からの電力を用いて補機系に電力を供給する構成とすることで、外部充電時に、大容量のＤＣ／ＤＣコンバータ１７０を駆動することなく、ＥＣＵ３００の駆動および補機バッテリ１８０の充電を行なうことができる。   Therefore, as shown in FIG. 1, power is supplied to the auxiliary system using the power from the output circuit 203 including the small capacity DC / DC converter 270 connected to the output winding N3 of the transformer 200 capable of multiple outputs. With the configuration of supply, it is possible to drive ECU 300 and charge auxiliary battery 180 without driving large-capacity DC / DC converter 170 during external charging.

このような、多出力の電力変換装置を用いて、外部充電時に蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の充電が可能な構成とすることで、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０にそれぞれ対応する充電装置を有する構成の場合と比較して、部品の共有化によるコスト低減や、機器の小型化による省スペース化が期待できる。   By using such a multi-output power conversion device so that the power storage device 110 and the auxiliary battery 180 can be charged during external charging, the charging devices corresponding to the power storage device 110 and the auxiliary battery 180, respectively. Compared to the case of the configuration having the above, cost reduction by sharing parts and space saving by miniaturization of equipment can be expected.

しかしながら、トランス２００において各巻線が磁気的に結合されているため、使用されていない回路においても巻線を通して励磁電流が流れてしまう。その結果、この励磁電流によって回路内で損失が生じてしまい、外部充電時における充電効率が低下する要因になるおそれがある。   However, since each winding is magnetically coupled in the transformer 200, an exciting current flows through the winding even in a circuit that is not used. As a result, this excitation current causes a loss in the circuit, which may cause a reduction in charging efficiency during external charging.

そこで本実施の形態においては、上述のように入力回路および出力回路と、それに対応する巻線との間にスイッチを設け、外部充電時に使用されていない回路については、このスイッチを開放するような制御を行なう。このようにすることによって、不要な励磁電流を低減することが期待できる。   Therefore, in the present embodiment, as described above, a switch is provided between the input circuit and the output circuit and the corresponding winding, and this switch is opened for a circuit that is not used during external charging. Take control. By doing so, it can be expected to reduce unnecessary excitation current.

図５は、本実施の形態における、外部充電制御の概要を説明するための図である。図５においては、横軸に時間が示され、縦軸には、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ１、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２、およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の動作状態が示される。なお、補機バッテリ１８０の充電状態ＳＯＣ２に代えて、補機バッテリ１８０の電圧ＶＢ２としてもよい。   FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the external charging control in the present embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the charging state SOC1 of power storage device 110, the charging state SOC2 of auxiliary battery 180, and the operating states of switches SW1 to SW3. Note that voltage VB2 of auxiliary battery 180 may be used instead of charging state SOC2 of auxiliary battery 180.

図５を参照して、外部充電が行なわれる前の蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の各充電状態が、それぞれ図５中のＳ１０（β１＜Ｓ１０＜β２）およびＳ２０（α２＜Ｓ２０＜α３）であったとする。ここで、β１およびβ２は、蓄電装置１１０のＳＯＣ１の上下限値を示すしきい値である。また、α１およびα３は、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２の上下限値を示すしきい値であり、α２は補機バッテリ１８０の充電が必要か否かを判定するためのしきい値である。   Referring to FIG. 5, the charged states of power storage device 110 and auxiliary battery 180 before external charging are performed are S10 (β1 <S10 <β2) and S20 (α2 <S20 <α3) in FIG. 5, respectively. Suppose that Here, β1 and β2 are threshold values indicating the upper and lower limit values of SOC1 of power storage device 110. Α1 and α3 are threshold values indicating the upper and lower limit values of SOC2 of auxiliary battery 180, and α2 is a threshold value for determining whether or not auxiliary battery 180 needs to be charged.

時刻ｔ１において外部充電が開始されるが、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２は、上述のようにしきい値α２よりも大きいのでこの時点では充電が開始されず、蓄電装置１１０のみの充電が開始される。そのため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉成（オン）され、スイッチＳＷ３は開放されたままとされる。以下、このような状態を「メインバッテリ充電モード」と称する（図５中の状態（１））。   Although external charging is started at time t1, since SOC2 of auxiliary battery 180 is larger than threshold value α2 as described above, charging is not started at this time, and only power storage device 110 is started to be charged. Therefore, the switches SW1 and SW2 are closed (turned on), and the switch SW3 is kept open. Hereinafter, such a state is referred to as a “main battery charging mode” (state (1) in FIG. 5).

これによって、蓄電装置１１０の充電が開始される。その一方で、ＥＣＵ３００の駆動およびその他の補機負荷１９０による電力消費によって、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２は低下する。   Thereby, charging of power storage device 110 is started. On the other hand, the SOC2 of the auxiliary battery 180 decreases due to the driving of the ECU 300 and the power consumption by the other auxiliary load 190.

そして、時刻ｔ２において、ＳＯＣ２がしきい値α２まで低下すると、スイッチＳＷ３がさらに閉成されて、外部電源５００からの電力によって、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の両方が充電される。以下、このような状態を「同時充電モード」と称する（図５中の状態（２））。なお、このときは、蓄電装置１１０が優先的に充電されるように、出力回路２０２，２０３への電力分配が行なわれる。   When SOC2 decreases to threshold value α2 at time t2, switch SW3 is further closed, and both power storage device 110 and auxiliary battery 180 are charged with power from external power supply 500. Hereinafter, such a state is referred to as a “simultaneous charging mode” (state (2) in FIG. 5). At this time, power is distributed to output circuits 202 and 203 so that power storage device 110 is preferentially charged.

時刻ｔ３において、ＳＯＣ２が満充電を示す上限のしきい値α３に到達すると、スイッチＳＷ３が開放されて、再び蓄電装置１１０のみを充電する「メインバッテリ充電モード」となる。   When the SOC2 reaches the upper limit threshold value α3 indicating full charge at time t3, the switch SW3 is opened, and the “main battery charging mode” in which only the power storage device 110 is charged again is set.

時刻ｔ３から時刻ｔ４の間においては、補機バッテリ１８０に蓄えられた電力が消費されるが、たとえば、ユーザがオーディオなどを使用することによって補機負荷１９０の消費電力が増加したような場合は、ＳＯＣ２の時間当たりの低下率が増加する。そのため、時刻ｔ４でＳＯＣ２がしきい値α２まで低下して再び「同時充電モード」となっても、出力回路２０３から供給される電力が補機負荷１９０によって消費され、補機バッテリ１８０が充電されない場合が発生し得る。   Between time t3 and time t4, power stored in auxiliary battery 180 is consumed. For example, when the user uses audio or the like, the power consumption of auxiliary load 190 increases. The rate of decrease of SOC2 per hour increases. Therefore, even if SOC2 drops to threshold value α2 at time t4 and again enters the “simultaneous charging mode”, the power supplied from output circuit 203 is consumed by auxiliary load 190 and auxiliary battery 180 is not charged. Cases can occur.

そして、ＳＯＣ２がさらに低下して、時刻ｔ５にて下限を示すしきい値α１まで低下すると、補機バッテリ１８０を優先的に充電するために、スイッチＳＷ２を開放して蓄電装置１１０の充電を中断する。以下、このような状態を「補機バッテリ充電モード」と称する（図５中の状態（３））。これによって、補機バッテリ１８０に対して、出力回路２０３から定格出力に近い電力を供給することが可能となるので、補機バッテリ１８０を短時間で充電することができる。   When SOC2 further decreases to a threshold value α1 indicating the lower limit at time t5, the switch SW2 is opened and charging of the power storage device 110 is interrupted in order to preferentially charge the auxiliary battery 180. To do. Hereinafter, such a state is referred to as an “auxiliary battery charging mode” (state (3) in FIG. 5). As a result, since it is possible to supply power close to the rated output from the output circuit 203 to the auxiliary battery 180, the auxiliary battery 180 can be charged in a short time.

時刻ｔ６において、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２がしきい値α３に到達すると、再び「メインバッテリ充電モード」が再開される。そして、時刻ｔ７において蓄電装置１１０が満充電となったところで充電が終了し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のすべてが開放される。   When SOC2 of auxiliary battery 180 reaches threshold value α3 at time t6, “main battery charging mode” is resumed. Then, when power storage device 110 is fully charged at time t7, charging ends, and all switches SW1 to SW3 are opened.

図６は、本実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される外部充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示されるフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部または全部のステップを、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。   FIG. 6 is a flowchart for illustrating the details of the external charging control process executed by ECU 300 in the first embodiment. In the flowchart shown in FIG. 6, the processing is realized by a program stored in advance in ECU 300 being called from the main routine and executed in a predetermined cycle. Alternatively, part or all of the steps can be realized by dedicated hardware (electronic circuit).

図１および図６を参照して、充電ケーブル４００が接続部２８０へ接続されて外部電源５００からの電力を用いて外部充電の準備が完了すると、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の少なくともいずれか一方からの充電要求があるか否かを判定する。   Referring to FIGS. 1 and 6, when charging cable 400 is connected to connection portion 280 and preparation for external charging is completed using electric power from external power supply 500, ECU 300 performs steps (hereinafter, step is abbreviated as S). .) At 100, it is determined whether or not there is a charge request from at least one of power storage device 110 and auxiliary battery 180.

蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０のいずれからも充電要求がない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理がＳ２１０に進められ、ＥＣＵ３００は、充電動作が必要ないと判断してスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のすべてをオフ（すなわち、開放）とする。その後、メインルーチンに処理が戻される。   If there is no charge request from either power storage device 110 or auxiliary battery 180 (NO in S100), the process proceeds to S210, and ECU 300 determines that a charging operation is not necessary and determines all of switches SW1 to SW3. Is off (ie, open). Thereafter, the process is returned to the main routine.

蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の少なくともいずれか一方からの充電要求がある場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、まずスイッチＳＷ１を閉成し、入力回路２０１と入力巻線Ｎ１とを電気的に接続する。   When there is a charge request from at least one of power storage device 110 and auxiliary battery 180 (YES in S100), ECU 300 first closes switch SW1 in S110, and input circuit 201 and input winding N1 is electrically connected.

次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、補機バッテリ１８０のＳＯＣ２が、満充電を示すしきい値α３より大きいか否かを判定する。   Next, in S120, ECU 300 determines whether or not SOC2 of auxiliary battery 180 is greater than threshold value α3 indicating full charge.

ＳＯＣ２がしきい値α３より大きい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４０に進められる。ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０の充電は不要であり、メインバッテリである蓄電装置１１０のみを充電するためにスイッチＳＷ２を閉成する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、メインバッテリ充電モードを選択して、入力回路２０１および出力回路２０２を制御することによって、蓄電装置１１０の充電を実行する。   If SOC2 is greater than threshold value α3 (YES in S120), the process proceeds to S140. The ECU 300 does not need to charge the auxiliary battery 180, and closes the switch SW2 to charge only the power storage device 110 that is the main battery. In S150, ECU 300 selects main battery charging mode and controls input circuit 201 and output circuit 202 to execute charging of power storage device 110.

一方、ＳＯＣ２がしきい値α３以下の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、ＳＯＣ２がしきい値α２より大きいか否かを判定する。   On the other hand, when SOC2 is equal to or smaller than threshold value α3 (NO in S120), ECU 300 determines in S130 whether SOC2 is larger than threshold value α2.

ＳＯＣ２がしきい値α２より大きい場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４０に進められ、上述のように蓄電装置１１０のみの充電が実行される。   If SOC2 is greater than threshold value α2 (YES in S130), the process proceeds to S140, and only power storage device 110 is charged as described above.

ＳＯＣ２がしきい値α２以下の場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１６０に進められる。ＥＣＵ３００は、この場合、補機バッテリ１８０の充電が必要であると判断するが、Ｓ１６０にて、さらにＳＯＣ２が下限を示すしきい値α１（α２＞α１）より大きいか否かを判定する。   If SOC2 is equal to or less than threshold value α2 (NO in S130), the process proceeds to S160. In this case, ECU 300 determines that auxiliary battery 180 needs to be charged. In S160, ECU 300 further determines whether or not SOC2 is larger than threshold value α1 (α2> α1) indicating the lower limit.

ＳＯＣ２がしきい値α１より大きい場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、Ｓ１７０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３の両方を閉成する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０にて、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の同時充電モードを選択する。そして、ＥＣＵ３００は、入力回路２０１および出力回路２０２，２０３を制御することによって、蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の充電を実行する。なお、この同時充電モードにおいては、蓄電装置１１０の充電が補機バッテリ１８０よりも優先され、入力回路２０１から供給される電力のうち、できるだけ多くの電力が出力回路２０２から取出されるように、出力回路２０２，２０３のデューティが制御される。   If SOC2 is greater than threshold value α1 (YES in S160), the process proceeds to S170, and ECU 300 closes both switches SW2 and SW3. Then, ECU 300 selects a simultaneous charging mode for power storage device 110 and auxiliary battery 180 in S180. ECU 300 controls input circuit 201 and output circuits 202 and 203 to charge power storage device 110 and auxiliary battery 180. In this simultaneous charging mode, charging of the power storage device 110 is prioritized over the auxiliary battery 180, and as much power as possible out of the power supplied from the input circuit 201 is taken out from the output circuit 202. The duty of the output circuits 202 and 203 is controlled.

一方、ＳＯＣ２がしきい値α１以下の場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１９０に進められる。ＥＣＵ３００は、この場合、補機バッテリ１８０の充電が急務であると判断する。ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１８０の充電を優先的に実行するために、Ｓ１９０にてスイッチＳＷ２を開放するとともに、スイッチＳＷ３を閉成するように制御する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、補機バッテリ充電モードを選択して、入力回路２０１および出力回路２０３を制御することによって、補機バッテリ１８０を充電する。このとき、ＥＣＵ３００は、できるだけ短時間で補機バッテリ１８０を充電するために、出力回路２０３がその定格出力に近い電力を出力するように出力回路２０３を制御する。   On the other hand, when SOC2 is equal to or smaller than threshold value α1 (NO in S160), the process proceeds to S190. In this case, ECU 300 determines that charging of auxiliary battery 180 is urgent. In order to preferentially charge the auxiliary battery 180, the ECU 300 controls the switch SW2 to be opened and the switch SW3 to be closed in S190. In S200, ECU 300 selects auxiliary battery charging mode and controls input circuit 201 and output circuit 203 to charge auxiliary battery 180. At this time, the ECU 300 controls the output circuit 203 so that the output circuit 203 outputs electric power close to its rated output in order to charge the auxiliary battery 180 in as short a time as possible.

なお、図６では、ＳＯＣ２がしきい値α１以下の場合（Ｓ１６０にてＮＯ）に、スイッチＳＷ２を開放して蓄電装置１１０の充電を停止するようにしたが、入力回路２０１から供給される電力が出力回路２０３の定格出力電力よりも大きいときには、これに代えて、Ｓ１７０のようにスイッチＳＷ２，ＳＷ３の両方を閉成して蓄電装置１１０および補機バッテリ１８０の同時充電を実行しつつ、補機バッテリ１８０へ供給される電力の割合を増加させるようにしてもよい。このようにすることによって、補機バッテリ１８０の充電中も蓄電装置１１０の充電ができるので、蓄電装置１１０の充電時間をさらに短縮することが可能となる。   In FIG. 6, when SOC2 is equal to or less than threshold value α1 (NO in S160), switch SW2 is opened to stop charging power storage device 110, but power supplied from input circuit 201 is shown. Is larger than the rated output power of the output circuit 203, instead, both the switches SW2 and SW3 are closed as in S170, and the power storage device 110 and the auxiliary battery 180 are simultaneously charged, and the auxiliary power is output. The proportion of power supplied to the machine battery 180 may be increased. By doing so, since the power storage device 110 can be charged even while the auxiliary battery 180 is being charged, the charging time of the power storage device 110 can be further shortened.

また、充電ケーブル４００が車両１００に接続されていないときに、補機バッテリ１８０の充電が必要となった場合には、出力回路２０２を用いてトランス２００へ蓄電装置１１０の電力を供給し、出力回路２０３によって補機バッテリ１８０を充電することも可能である。この場合は、スイッチＳＷ１が開放され、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が閉成される。   When charging of auxiliary battery 180 is necessary when charging cable 400 is not connected to vehicle 100, power of power storage device 110 is supplied to transformer 200 using output circuit 202 and output. The auxiliary battery 180 can be charged by the circuit 203. In this case, the switch SW1 is opened and the switches SW2 and SW3 are closed.

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、多出力の電力変換装置を用いた外部充電時において、補機バッテリの充電状態に応じて、蓄電装置１１０および補機バッテリの充電を切替えることができる。そして、この切替えの際に、入力回路および出力回路のうち使用されない回路のスイッチを開放することによって、対応する巻線に生じる励磁電流を削減することが可能となる。その結果、外部充電時に、蓄電装置および補機バッテリの充電状態を適切に管理しつつ、外部充電の充電効率を改善することが可能となる。   By performing control according to the above-described processing, charging of power storage device 110 and the auxiliary battery can be switched according to the charging state of the auxiliary battery during external charging using the multi-output power conversion device. . At the time of this switching, it is possible to reduce the exciting current generated in the corresponding winding by opening the switch of the unused circuit among the input circuit and the output circuit. As a result, it is possible to improve the charging efficiency of external charging while appropriately managing the charging state of the power storage device and the auxiliary battery during external charging.

なお、入力巻線および出力巻線に対応するスイッチが少なくとも１つ設けられる構成であれば、トランスの励磁電流を低減する効果は得ることができる。しかしながら、図１に示すように、入力巻線および出力巻線にそれぞれ対応するスイッチを設けることがより好ましい。   If at least one switch corresponding to the input winding and the output winding is provided, the effect of reducing the excitation current of the transformer can be obtained. However, as shown in FIG. 1, it is more preferable to provide switches corresponding to the input winding and the output winding, respectively.

［実施の形態１の変形例］
上述の図１においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、入力回路２０１および出力回路２０２，２０３と、トランス２００のそれぞれに対応する巻線との間に設けられる構成について説明した。 [Modification of Embodiment 1]
In FIG. 1 described above, the switches SW <b> 1 to SW <b> 3 have been described with respect to the configuration provided between the input circuit 201 and the output circuits 202 and 203 and the windings corresponding to each of the transformers 200.

実施の形態１の変形例においては、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が他の位置に設けられる構成について説明する。   In the modification of the first embodiment, a configuration in which the switches SW1 to SW3 are provided at other positions will be described.

図７は、本実施の形態１の変形例に従う電力変換装置を備えた車両１００Ａの全体ブロック図である。図７では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が、入力回路２０１Ａ、出力回路２０２Ａ，２０３Ａにそれぞれ含まれる構成となっている。図７において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。   FIG. 7 is an overall block diagram of a vehicle 100A provided with the power conversion device according to the modification of the first embodiment. In FIG. 7, the switches SW1 to SW3 are included in the input circuit 201A and the output circuits 202A and 203A, respectively. In FIG. 7, the description of the elements overlapping with those in FIG. 1 will not be repeated.

スイッチＳＷ１は、入力回路２０１ＡにおけるＰＦＣ２２０とインバータ２１０とを結ぶ電力線ＰＬ３に介挿される。また、スイッチＳＷ２は、出力回路２０２Ａにおける、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と電力線ＰＬ２のコンデンサＣ３の接続ノードとの間に設けられる。さらに、スイッチＳＷ３は、出力回路２０３Ａにおける、ダイオードブリッジ２６０とＤＣ／ＤＣコンバータ２７０との間に設けられる。   Switch SW1 is inserted in power line PL3 connecting PFC 220 and inverter 210 in input circuit 201A. Switch SW2 is provided in output circuit 202A between AC / DC converter 240 and the connection node of capacitor C3 of power line PL2. Further, the switch SW3 is provided between the diode bridge 260 and the DC / DC converter 270 in the output circuit 203A.

このような構成とすると、インバータ２１０、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０およびダイオードブリッジ２６０が対応する巻線と電気的に接続された状態となるので、実施の形態１に比べると各巻線の励磁電流が多少増加する可能性もある。しかし、一方で、たとえばスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を入力回路の基板などに予め組み込んだ設計とすることができる。これによって、機器全体の小型化、結線部分の削減による製造過程における作業の簡略化、および／または故障発生の抑制などの効果を得ることができる。   With such a configuration, the inverter 210, the AC / DC converter 240, and the diode bridge 260 are electrically connected to the corresponding windings, so that the excitation current of each winding is slightly more than that of the first embodiment. There is also a possibility of increase. However, on the other hand, for example, a design in which the switches SW1 to SW3 are incorporated in advance in the substrate of the input circuit can be used. As a result, it is possible to obtain effects such as miniaturization of the entire device, simplification of work in the manufacturing process by reducing the number of connected portions, and / or suppression of failure occurrence.

［実施の形態２］
実施の形態１およびその変形例においては、トランスの２つの出力を有する場合について説明したが、トランスの出力数は２つに限らず、より多くの出力を有するようにしてもよい。 [Embodiment 2]
In the first embodiment and the modification thereof, the case of having two outputs of the transformer has been described. However, the number of outputs of the transformer is not limited to two, and more outputs may be provided.

図８は、本実施の形態２に従う電力変換装置を備えた車両１００Ｂの全体ブロック図である。図８では、図１のトランス２００が、出力巻線Ｎ２〜Ｎ４を有する３出力のトランス２００Ａに置き換わるとともに、出力巻線Ｎ４からの交流電力を直流電力に変換するための出力回路２０４が追加されたものとなっている。また、出力巻線Ｎ４と出力回路２０４との間には、スイッチＳＷ４が設けられる。図８において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。   FIG. 8 is an overall block diagram of a vehicle 100B provided with the power conversion device according to the second embodiment. In FIG. 8, the transformer 200 of FIG. 1 is replaced with a three-output transformer 200A having output windings N2 to N4, and an output circuit 204 for converting AC power from the output winding N4 into DC power is added. It has become. A switch SW4 is provided between the output winding N4 and the output circuit 204. In FIG. 8, the description of the same elements as those in FIG. 1 will not be repeated.

トランス２００Ａの入力巻線Ｎ１には、スイッチＳＷ１を介して入力回路２０１が接続される。トランス２００Ａの出力巻線Ｎ２には、スイッチＳＷ２を介して出力回路２０２が接続される。トランス２００Ａの出力巻線Ｎ３には、スイッチＳＷ３を介して出力回路２０３が接続される。そして、トランス２００Ａの出力巻線Ｎ４には、スイッチＳＷ４を介して出力回路２０４が接続される。   The input circuit 201 is connected to the input winding N1 of the transformer 200A via the switch SW1. The output circuit 202 is connected to the output winding N2 of the transformer 200A via the switch SW2. An output circuit 203 is connected to the output winding N3 of the transformer 200A via the switch SW3. The output circuit 204 is connected to the output winding N4 of the transformer 200A via the switch SW4.

出力回路２０４は、ダイオードＤ３１〜Ｄ３４を含むダイオードブリッジ２６０Ａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７０Ａとを含む。ダイオードブリッジ２６０ＡおよびＤＣ／ＤＣコンバータ２７０Ａは、出力回路２０３のダイオードブリッジ２６０およびＤＣ／ＤＣコンバータ２７０と基本的な構成は同じであり、詳細な説明は繰り返さない。   Output circuit 204 includes a diode bridge 260A including diodes D31 to D34, and a DC / DC converter 270A. Diode bridge 260A and DC / DC converter 270A have the same basic configuration as diode bridge 260 and DC / DC converter 270 of output circuit 203, and detailed description thereof will not be repeated.

出力回路２０４の出力は、外部充電時に使用される他の電気機器、たとえば空調機１６０などに接続される。このようにすることによって、外部充電中に空調を行なういわゆるプレ空調の場合に、ＳＭＲ１１５を閉成する必要がなくなる。これによって、ＰＣＵ１２０などの寄生容量による漏れ電流を抑制することができるので、プレ空調を行なう場合でも、充電効率の低下を防止することができる。   The output of the output circuit 204 is connected to other electrical equipment used during external charging, such as the air conditioner 160. By doing so, it is not necessary to close the SMR 115 in the case of so-called pre-air conditioning in which air conditioning is performed during external charging. As a result, leakage current due to parasitic capacitances such as the PCU 120 can be suppressed, so that a reduction in charging efficiency can be prevented even when pre-air conditioning is performed.

なお、本実施の形態における「出力巻線Ｎ２」および「出力巻線Ｎ３」は、それぞれ本発明における「第１の出力巻線」および「第２の出力巻線」の一例である。本実施の形態における「蓄電装置１１０」および「補機バッテリ１８０」は、それぞれ本発明における「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」の一例である。   The “output winding N2” and “output winding N3” in the present embodiment are examples of the “first output winding” and the “second output winding” in the present invention, respectively. “Power storage device 110” and “auxiliary battery 180” in the present embodiment are examples of “first power storage device” and “second power storage device” in the present invention, respectively.

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。本発明の範囲は、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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２１ コンバータ、１２２，２１０ インバータ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１６０ 空調機、１７０，２７０，２７０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８０ 補機バッテリ、１９０ 補機負荷、２００，２００Ａ トランス、２０１，２０１Ａ 入力回路、２０２，２０３，２０２Ａ，２０３Ａ，２０４ 出力回路、２２０ ＰＦＣ、２３０ 電圧センサ、２４０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、２５０ ＣＨＲ、２６０，２６０Ａ ダイオードブリッジ、２８０ 接続部、３００ ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ プラグ、４２０ 電線部、４３０ 充電コネクタ、４４０ ＣＣＩＤ、５００ 外部電源、５１０ コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ 電力線、Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ５０ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ４，Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４５，Ｄ５１〜Ｄ５４ ダイオード、Ｌ４１〜Ｌ４３，Ｌ５１，Ｌ５２ リアクトル、Ｎ１ 入力巻線、Ｎ２〜Ｎ４ 出力巻線、ＮＬ１〜ＮＬ３ 接地線、ＰＬ１〜ＰＬ５ 電力線、Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ４１，Ｑ５１〜Ｑ５４ スイッチング素子、ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ。   110 power storage device, 115 SMR, 121 converter, 122, 210 inverter, 130 motor generator, 140 power transmission gear, 150 driving wheel, 160 air conditioner, 170, 270, 270A DC / DC converter, 180 auxiliary battery, 190 auxiliary machine Load, 200, 200A transformer, 201, 201A input circuit, 202, 203, 202A, 203A, 204 output circuit, 220 PFC, 230 voltage sensor, 240 AC / DC converter, 250 CHR, 260, 260A diode bridge, 280 connection , 300 ECU, 400 charging cable, 410 plug, 420 electric wire part, 430 charging connector, 440 CCID, 500 external power supply, 510 outlet, ACL1, ACL2, HPL power line, C1 ~ C3, C50 capacitor, D1 ~ D4, D11 ~ D14, D21 ~ D24, D31 ~ D34, D41 ~ D45, D51 ~ D54 diode, L41 ~ L43, L51, L52 reactor, N1 input winding, N2 ~ N4 output winding Line, NL1-NL3 ground line, PL1-PL5 power line, Q1-Q4, Q11-Q14, Q41, Q51-Q54 switching element, SW1-SW4 switch.

Claims (14)

複数の出力が可能な電力変換装置であって、
外部電源から供給される交流電力と前記出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを備え、
前記トランスは、
入力巻線と、
第１および第２の出力巻線とを含み、
前記電力変換装置は、
前記外部電源からの電力を前記入力巻線に供給するための入力回路と、
前記第１の出力巻線からの電力を変換して第１の電気機器に電力を供給するように構成された第１の出力回路と、
前記第２の出力巻線からの電力を変換して第２の電気機器に電力を供給するように構成された第２の出力回路と、
前記外部電源と前記入力巻線とを結ぶ経路に設けられ、前記外部電源と前記入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチと、
前記第１の出力巻線と前記第１の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、前記第１の出力巻線と前記第１の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチと、
前記第２の出力巻線と前記第２の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、前記第２の出力巻線と前記第２の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチと、
前記第１、第２および第３のスイッチを制御するための制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記入力回路が使用されない場合は前記第１のスイッチを電気的に切り離し、前記第１の出力回路が使用されない場合は前記第２のスイッチを電気的に切り離し、前記第２の出力回路が使用されない場合は前記第３のスイッチを電気的に切り離す、電力変換装置。 A power conversion device capable of multiple outputs,
A transformer capable of magnetically isolating AC power supplied from an external power source and the output,
The transformer is
An input winding;
First and second output windings;
The power converter is
An input circuit for supplying power from the external power source to the input winding;
A first output circuit configured to convert power from the first output winding to supply power to the first electrical device;
A second output circuit configured to convert power from the second output winding to supply power to a second electrical device;
Wherein provided on a path connecting the external power supply and with said input winding, and said external power supply and the input winding and first switch capable of disconnecting electrically the,
A second switch provided on a path connecting the first output winding and the first electric device, and capable of electrically disconnecting the first output winding and the first electric device. When,
A third switch provided in a path connecting the second output winding and the second electric device, and capable of electrically disconnecting the second output winding and the second electric device When,
A control device for controlling the first, second and third switches;
The control device electrically disconnects the first switch when the input circuit is not used, and electrically disconnects the second switch when the first output circuit is not used. A power conversion device for electrically disconnecting the third switch when an output circuit is not used . 前記第１のスイッチは、前記入力回路と前記入力巻線との間に設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein the first switch is provided between the input circuit and the input winding. 前記入力回路は、
前記外部電源からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、
前記整流回路によって変換された直流電力を高周波の交流電力に変換し、前記入力巻線へ供給するように構成されたインバータとを含む、請求項１に記載の電力変換装置。 The input circuit is
A rectifier circuit configured to convert AC power from the external power source into DC power;
2. The power conversion device according to claim 1 , further comprising: an inverter configured to convert DC power converted by the rectifier circuit into high-frequency AC power and supply the DC power to the input winding. 前記第１のスイッチは、前記整流回路と前記インバータとの間に設けられる、請求項３に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3 , wherein the first switch is provided between the rectifier circuit and the inverter. 前記第２のスイッチは、前記第１の出力巻線と前記第１の出力回路との間に設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein the second switch is provided between the first output winding and the first output circuit. 前記第１の出力回路は、
前記第１の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成されたＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの直流側端子に並列に接続されたコンデンサとを含み、
前記第２のスイッチは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータと前記コンデンサとの間に設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。 The first output circuit includes:
An AC / DC converter configured to convert AC power from the first output winding to DC power;
A capacitor connected in parallel to the DC side terminal of the AC / DC converter,
The power converter according to claim 1 , wherein the second switch is provided between the AC / DC converter and the capacitor. 前記第３のスイッチは、前記第２の出力巻線と前記第２の出力回路との間に設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein the third switch is provided between the second output winding and the second output circuit. 前記第２の出力回路は、
前記第２の出力巻線からの交流電力を直流電力に変換するように構成された整流回路と、
前記整流回路からの出力電圧を電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、
前記第３のスイッチは、前記整流回路と前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間に設けられる、請求項１に記載の電力変換装置。 The second output circuit includes:
A rectifier circuit configured to convert AC power from the second output winding to DC power;
A DC / DC converter for converting the output voltage from the rectifier circuit,
The power converter according to claim 1 , wherein the third switch is provided between the rectifier circuit and the DC / DC converter. 前記第１の電気機器は第１の蓄電装置であり、前記第２の電気機器は第２の蓄電装置である、請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 , wherein the first electrical device is a first power storage device, and the second electrical device is a second power storage device. 前記制御装置は、前記第２の蓄電装置の充電状態についての第１のしきい値、第２のしきい値および第３のしきい値を有し、前記第２のしきい値は前記第１のしきい値よりも大きく、前記第３のしきい値は前記第２のしきい値よりも大きく設定され、
前記制御装置は、前記第１の蓄電装置を充電する場合に、前記充電状態が前記第１のしきい値まで低下したときは前記充電状態が前記第３のしきい値に到達するまで前記第１の蓄電装置の充電を中断するとともに前記第２の蓄電装置の充電を実行し、前記充電状態が前記第２のしきい値まで低下したときは前記充電状態が前記第３のしきい値に到達するまで前記第１の蓄電装置の充電および前記第２の蓄電装置の充電を並行して実行し、前記充電状態が前記第３のしきい値に到達したときは前記第１の蓄電装置の充電を実行するとともに前記第２の蓄電装置の充電を停止する、請求項９に記載の電力変換装置。 The control device has a first threshold value, a second threshold value, and a third threshold value for a charging state of the second power storage device, and the second threshold value is the second threshold value. Greater than a threshold of 1, the third threshold is set greater than the second threshold;
When charging the first power storage device, the control device, when the state of charge falls to the first threshold value, until the state of charge reaches the third threshold value. Charging of the first power storage device is interrupted and charging of the second power storage device is executed, and when the state of charge drops to the second threshold value, the state of charge becomes the third threshold value. The first power storage device and the second power storage device are charged in parallel until the first power storage device is reached, and when the state of charge reaches the third threshold value, the first power storage device The power conversion device according to claim 9 , wherein charging is performed and charging of the second power storage device is stopped. 前記第１の出力回路は、前記第１の蓄電装置からの電力を変換して、前記トランスへ電力を供給することができるように構成される、請求項９に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 9 , wherein the first output circuit is configured to convert power from the first power storage device and supply power to the transformer. 前記トランスは、
第３の出力巻線をさらに含み、
前記電力変換装置は、
前記第３の出力巻線からの電力を変換して第３の電気機器に電力を供給するように構成された第３の出力回路をさらに備える、請求項１に記載の電力変換装置。 The transformer is
A third output winding;
The power converter is
The power conversion device according to claim 1, further comprising a third output circuit configured to convert power from the third output winding to supply power to a third electrical device. 前記第３の出力巻線と前記第３の電気機器とを結ぶ経路に設けられ、前記第３の出力巻線と前記第３の電気機器とを電気的に切り離すことが可能な第４のスイッチをさらに備える、請求項１２に記載の電力変換装置。 A fourth switch provided in a path connecting the third output winding and the third electrical device, and capable of electrically disconnecting the third output winding and the third electrical device; The power conversion device according to claim 12 , further comprising: 外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、
充電が可能な第１の蓄電装置および第２の蓄電装置と、
前記第１の蓄電装置からの電力を用いて前記車両を走行するための駆動力を発生させるように構成された駆動装置と、
複数の出力が可能な電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記外部電源から供給される交流電力と前記出力とを磁気的に絶縁可能なトランスを含み、
前記トランスは、
入力巻線と、
第１および第２の出力巻線とを有し、
前記電力変換装置は、
前記外部電源からの電力を前記入力巻線に供給するための入力回路と、
前記第１の出力巻線からの電力を変換して前記第１の蓄電装置に電力を供給するように構成された第１の出力回路と、
前記第２の出力巻線からの電力を変換して前記第２の蓄電装置に電力を供給するように構成された第２の出力回路と、
前記外部電源と前記入力巻線とを結ぶ経路に設けられ、前記外部電源と前記入力巻線とを電気的に切り離すことが可能な第１のスイッチと、
前記第１の出力巻線と前記第１の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ、前記第１の出力巻線と前記第１の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第２のスイッチと、
前記第２の出力巻線と前記第２の蓄電装置とを結ぶ経路に設けられ、前記第２の出力巻線と前記第２の蓄電装置とを電気的に切り離すことが可能な第３のスイッチと、
前記第１、第２および第３のスイッチを制御するための制御装置とをさらに含み、
前記制御装置は、前記入力回路が使用されない場合は前記第１のスイッチを電気的に切り離し、前記第１の出力回路が使用されない場合は前記第２のスイッチを電気的に切り離し、前記第２の出力回路が使用されない場合は前記第３のスイッチを電気的に切り離す、車両。 A vehicle that can be charged using electric power from an external power source,
A first power storage device and a second power storage device capable of charging;
A driving device configured to generate a driving force for traveling the vehicle using electric power from the first power storage device;
With a power converter capable of multiple outputs,
The power converter is
Including a transformer capable of magnetically insulating the AC power supplied from the external power source and the output;
The transformer is
An input winding;
First and second output windings;
The power converter is
An input circuit for supplying power from the external power source to the input winding;
A first output circuit configured to convert power from the first output winding and supply power to the first power storage device;
A second output circuit configured to convert power from the second output winding to supply power to the second power storage device;
Wherein provided on a path connecting the external power supply and with said input winding, and said external power supply and the input winding and first switch capable of disconnecting electrically the,
A second switch provided on a path connecting the first output winding and the first power storage device, and capable of electrically disconnecting the first output winding and the first power storage device When,
A third switch provided in a path connecting the second output winding and the second power storage device, and capable of electrically disconnecting the second output winding and the second power storage device When,
A control device for controlling the first, second and third switches;
The control device electrically disconnects the first switch when the input circuit is not used, and electrically disconnects the second switch when the first output circuit is not used. The vehicle, wherein the third switch is electrically disconnected when the output circuit is not used .
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