JP7345060B2 - エネルギー変換装置及び車両 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年９月２５日に提出した、名称「エネルギー変換装置及び車両」の中国特許出願第「２０１９１０９１２６８１．１」号の優先権を主張するものである。

本願は、電子技術の分野に属し、特に、エネルギー変換装置及び車両に関する。

電気自動車の普及に伴い、ますます多くの電気自動車は、社会及び家庭に使用されている。純粋な電気自動車の航続距離の制限のため、車両の使用者は、車両が動力電源を使い果たして走行できなくなるという問題に強い関心を持っている。多くの車両製造企業が、車両運転者に、車両用計器又は他の方式で、電池残量情報及び電池残量が低すぎるという警報情報を提供する。それでも、車両の電池残量が、車両が充電施設位置まで走行することができないか、又は運転者が車両の電力量を無意識に使い切る状況は不可避的に発生する。

車両の使用者が電気自動車を使用する体験に影響を与え、さらに電気自動車の使用及び普及に影響を与えることを回避するために、車両の電力量が使い切られるか又は電力量が車両のエネルギー貯蔵装置が電力量を出力しない程低くならないように、車両に電気エネルギーを補充するべく、移動式充電装置を用いて車両を充電する技術を開発する必要がある。

本願は、関連技術における技術的課題の１つを少なくともある程度解決することを目的とする。

本願の実施例は、電力消費装置に放電し、電源から充電を受けることを実現できるエネルギー変換装置及びその車両を提供する。

本願の第１実施例に係るエネルギー変換装置は、
可逆ＰＷＭ整流器及びモータコイルを含み、モータコイルは、少なくとも第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットを含み、第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットは、いずれも可逆ＰＷＭ整流器に接続され、
外部の電池、可逆ＰＷＭ整流器、モータコイル及び外部の第１直流充放電ポートは、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、第１巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットは、第２巻線ユニットの中性線のうちの少なくとも１本に接続され、少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線は、第１直流充放電ポートの第１端に接続され、可逆ＰＷＭ整流器は、それぞれ電池の第１端、電池の第２端に接続され、第１直流充放電ポートの第２端は、電池の第２端に接続される。

本願の第２実施例に係るエネルギー変換装置は、
少なくとも第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットを含むモータコイルであって、第１巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットが第２巻線ユニットの中性線のうちの少なくとも１本に接続されるモータコイルと、
それぞれ第１巻線ユニット、第２巻線ユニットに接続される可逆ＰＷＭ整流器と、
前記モータコイルにおける少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線に接続される第１充放電接続端及び可逆ＰＷＭ整流器の第２合流端に接続される第２充放電接続端を含む充放電接続端子群と、
可逆ＰＷＭ整流器の第１合流端に接続される第１エネルギー貯蔵接続端及び可逆ＰＷＭ整流器の第２合流端に接続される第２エネルギー貯蔵接続端を含むエネルギー貯蔵接続端子群と、を含む。

本願の第３実施例に係る車両は、本願の第１実施例に係るエネルギー変換装置又は本願の第２実施例に係るエネルギー変換装置を含む。

本願は、エネルギー変換装置及び車両を提供し、可逆ＰＷＭ整流器及びモータコイルを含むエネルギー変換装置を用い、かつ該エネルギー変換装置を外部の電池及び第１直流充放電ポートに接続することにより、該エネルギー変換装置は、直流充電モード、直流放電モード、駆動モードで動作することができ、該エネルギー変換装置が駆動モードで動作する場合、外部の電池、可逆ＰＷＭ整流器及びモータコイルは、駆動回路を形成し、該エネルギー変換装置が直流充電モードで動作する場合、外部の第１直流充放電ポートは、エネルギー変換装置により外部の電池と直流充電回路を形成し、該エネルギー変換装置が直流放電モードで動作する場合、外部の電池は、エネルギー変換装置により外部の第１直流充放電ポートと直流放電回路を形成し、駆動回路によりモータを駆動して動力を出力し、直流放電回路又は直流充電回路により外部に放電するか又は充電を受けて、外部の電池の電力量が十分でない場合に直流電源の充電を受け、外部の電池の電力量が十分である場合に直流電力消費装置に放電することを実現し、かつ駆動回路、加熱回路、直流充電回路及び直流放電回路がいずれも可逆ＰＷＭ整流器及びモータコイルを用いることにより、回路構造を簡略化し、集積度を向上させ、さらに体積を減少させ、コストを低減するという目的を達成し、電池の充電回路及びモータ駆動回路を含む従来の制御回路全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決する。

本願の付加的な態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか、又は、本願の実践により把握される。

本願の上記及び／又は追加の様態及び利点は、以下の図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになり、容易に理解される。

本願の第１実施例のエネルギー変換装置のモジュール構成を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の回路構成の一例を示す図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第１実施例のエネルギー変換装置の別の電流の流れ方向を示す概略図である。 本願の第２実施例のエネルギー変換装置のモジュール構成を示す概略図である。 本願の第３実施例の車両のモジュール構成を示す概略図である。

以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似の符号は、同一又は類似の部品、若しくは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示的なものに過ぎず、本願を解釈するためのものであり、本願を限定するためのものであると理解すべきではない。

本願の技術手段を説明するために、以下、具体的な実施例により説明する。

本願の第１実施例は、エネルギー変換装置を提供し、図１に示すように、該エネルギー変換装置は、可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２を含む。

具体的には、モータコイル１２は、少なくとも第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を含み、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、いずれも可逆ＰＷＭ整流器１１に接続され、第１巻線ユニットＮ１から少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットＮ２から少なくとも１本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１は、第２巻線ユニットＮ２の中性線のうちの少なくとも１本に接続され、少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線は、第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、可逆ＰＷＭ整流器１１は、それぞれ電池２の第１端、電池２の第２端に接続され、第１直流充放電ポート３の第２端は、電池２の第２端に接続される。

本実施例において、第１直流充放電ポート３の第１端は、第１巻線ユニットＮ１に接続されてもよく、第２巻線ユニットＮ２に接続されてもよい。

なお、本実施例において説明される「充放電」が「充電」又は「放電」を指すため、「充放電ポート」は、「充電ポート」であってもよく、「放電ポート」であってもよく、「充放電回路」は、「充電回路」であってもよく、「放電回路」であってもよい。

また、本実施例において説明される「外部の電源」は、エネルギー変換装置が設けられた車両の「外部」でなく、エネルギー変換装置に対して「外部」に位置するものである。

本実施例において、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力する場合、第１直流充放電ポート３が直流電源に接続されていることを前提とすべきであり、直流電流が第１直流充放電ポート３に入力される場合、第１直流充放電ポート３が直流電力消費装置に接続されていることを前提とすべきである。したがって、後の説明において、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力する場合、直流電源に接続されており、直流電流が第１直流充放電ポート３に入力される場合、第１直流充放電ポート３は、直流電力消費装置に接続されている。

可逆ＰＷＭ整流器１１は、制御信号に基づいて、電池２から入力された電流を逆変換するか又は電池２に入力された電流を整流することができ、可逆ＰＷＭ整流器１１は、多相ブリッジアームを含み、ブリッジアームの数は、モータコイル１２の相数に応じて配置され、各相のインバータブリッジアームは、２つのパワースイッチユニットを含み、パワースイッチユニットは、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳトランジスタ、ＳｉＣなどのタイプの素子であってもよく、ブリッジアームにおける２つのパワースイッチユニットの接続点は、モータにおける１相巻線に接続され、可逆ＰＷＭ整流器１１におけるパワースイッチユニットは、外部制御信号に基づいてオンオフを実現して、電池２から入力された直流電流を交流電流に変換することができる。

モータコイル１２は、少なくとも２つの巻線ユニットを含み、各巻線ユニットは、多相巻線を含み、各相巻線は、Ｎ個のコイル分岐回路を含み、各相巻線におけるＮ個のコイル分岐回路は、第１端が共通接続されて相端点を形成し、第２端が他の相巻線におけるＮ個のコイル分岐回路の第２端に一対一に対応して接続されて、Ｎ個の接続点を形成し、Ｎは、１以上の整数である。

第１巻線ユニットＮ１は、２つ以上の接続点で形成された中性点を有するコイルであってもよく、第２巻線ユニットＮ２は、２つ以上の接続点で形成された中性点を有するコイルであってもよく、第１巻線ユニットＮ１を形成する接続点と第２巻線ユニットＮ２を形成する接続点は、異なる接続点であり、すなわち、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、異なる中性点を有する。

第１巻線ユニットＮ１は、少なくとも２つの相端点及び少なくとも１つの中性点を含み、そのうちの少なくとも１つの中性点からそれぞれ少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットＮ２は、少なくとも２つの相端点及び少なくとも１つの中性点を含み、そのうちの少なくとも１つの中性点からそれぞれ少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットＮ２は、該少なくとも１本の中性線により第１巻線ユニットＮ１に接続され、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、いずれも相端点により可逆ＰＷＭ整流器１１に接続される。

本実施例において、１つの中性点から少なくとも１本の中性線が引き出されてもよく、複数の中性点から中性線がそれぞれ引き出されてもよく、また、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、モータの外部で中性線により接続されてもよく、モータの内部で中性線により接続されてもよく、ここでは具体的に限定されない。

なお、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、それぞれ異なるモータのモータコイル１２に位置してもよく、同じモータのモータコイル１２に位置してもよく、すなわち、第１巻線ユニットＮ１が１つのモータのモータコイル１２に位置する場合、第２巻線ユニットＮ２が別のモータのモータコイル１２に位置してもよく、或いは、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２が同じモータのモータコイル１２に位置する。また、各巻線ユニットの全ての相巻線を１つの基本ユニットとし、各基本ユニットに対してモータベクトル制御を用いると、いずれもモータの動作を独立して制御することができる。

また、エネルギー変換装置は、制御モジュールをさらに含み、制御モジュールは、可逆ＰＷＭ整流器１１に接続され、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１に制御信号を送信し、制御モジュールは、車両コントローラ、可逆ＰＷＭ整流器１１の制御回路及びＢＭＳ電池マネージャ回路を含んでよく、三者は、ＣＡＮ線により接続され、制御モジュールにおける異なるモジュールは、取得された情報に基づいて可逆ＰＷＭ整流器１１におけるパワースイッチのオンオフを制御することにより異なる電流回路のオンを実現する。

該エネルギー変換装置は、直流充電モード、直流放電モード、駆動モードで動作することができる。

該エネルギー変換装置が直流充電モードで動作する場合、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力し、直流電流が第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１を流れた後に、電池２を充電し、或いは、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力し、直流電流が第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１を流れた後に、電池２を充電し、或いは、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力し、直流電流が第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１を流れた後に、電池２を充電する。

該エネルギー変換装置が直流放電モードで動作する場合、電池２は、直流電流を出力し、直流電流が可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２及び第１巻線ユニットＮ１を流れた後に、第１直流充放電ポート３に給電し、或いは、電池２は、直流電流を出力し、直流電流が可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１を流れた後に、第１直流充放電ポート３に給電し、或いは、電池２は、直流電流を出力し、直流電流が可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２を流れた後に、第１直流充放電ポート３に給電する。

該エネルギー変換装置が駆動モードで動作する場合、電池２は、可逆ＰＷＭ整流器１１に直流電流を供給し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流電流を多相交流電流に逆変換し、かつ多相交流電流をモータコイル１２に入力して、モータを動かす。

本実施例において、可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２を含むエネルギー変換装置を用い、かつ該エネルギー変換装置を外部の電池２及び第１直流充放電ポート３に接続することにより、該エネルギー変換装置は、直流充電モード、直流放電モード、駆動モードで動作することができ、該エネルギー変換装置が駆動モードで動作する場合、外部の電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２は、駆動回路を形成し、該エネルギー変換装置が直流充電モードで動作する場合、外部の第１直流充放電ポート３は、エネルギー変換装置により外部の電池２と直流充電回路を形成し、該エネルギー変換装置が直流放電モードで動作する場合、外部の電池２は、エネルギー変換装置により外部の第１直流充放電ポート３と直流放電回路を形成し、駆動回路によりモータを駆動して動力を出力し、直流放電回路又は直流充電回路により外部に放電するか又は充電を受けて、外部の電池２の電力量が十分でない場合に直流電源の充電を受け、外部の電池２の電力量が十分である場合に直流電力消費装置に放電することを実現し、かつ駆動回路、加熱回路、直流充電回路及び直流放電回路がいずれも可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２を用いることにより、回路構造を簡略化し、集積度を向上させ、さらに体積を減少させ、コストを低減するという目的を達成し、電池２の充電回路及びモータ駆動回路を含む従来の制御回路全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決する。

さらに、実施例の１つの実施形態として、第１直流充放電ポート３は、直流電源に接続されてもよく、直流電力消費装置に接続されてもよい。

第１直流充放電ポート３が直流電源に接続される場合、直流電源は、エネルギー変換装置に電気エネルギーを提供し、この場合、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流充電エネルギー貯蔵回路において、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流充電エネルギー放出回路において、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

また、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流充電エネルギー貯蔵回路において、第１巻線ユニットＮ１は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流充電エネルギー放出回路において、第１巻線ユニットＮ１は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

また、直流電源、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、直流電源、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流充電エネルギー貯蔵回路において、第２巻線ユニットＮ２は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流充電エネルギー放出回路において、第２巻線ユニットＮ２は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

第１直流充放電ポート３が直流電力消費装置に接続される場合、エネルギー変換装置は、直流電力消費装置に電気エネルギーを提供し、この場合、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電回路を形成し、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー貯蔵回路を形成し、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流放電エネルギー貯蔵回路において、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流放電エネルギー放出回路において、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、降圧された直流電流を出力して、直流電力消費装置に給電する。

また、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電回路を形成し、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー貯蔵回路を形成し、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流放電エネルギー貯蔵回路において、第１巻線ユニットＮ１は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流放電エネルギー放出回路において、第１巻線ユニットＮ１は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、第１巻線ユニットＮ１は、降圧された直流電流を出力して、直流電力消費装置に給電する。

また、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電回路を形成し、電池２、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー貯蔵回路を形成し、可逆ＰＷＭ整流器１１、第２巻線ユニットＮ２、第１直流充放電ポート３及び直流電力消費装置は、直流放電エネルギー放出回路を形成する。

上記直流放電エネルギー貯蔵回路において、第２巻線ユニットＮ２は、エネルギーの貯蔵を完了し、上記直流放電エネルギー放出回路において、第２巻線ユニットＮ２は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、第２巻線ユニットＮ２は、降圧された直流電流を出力して、直流電力消費装置に給電する。

本実施形態において、可逆ＰＷＭ整流器１１における各パワースイッチのオンオフ状態を制御することにより、モータコイル１２がエネルギーの貯蔵又は放出のプロセスを完了し、該エネルギー変換装置の直流充電又は直流放電を実現し、かつ直流充電回路又は直流放電回路にモータコイル１２を再使用することにより、直流充電又は直流放電を実現する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、可逆ＰＷＭ整流器１１は、１組のＭ相ブリッジアームを含み、各相ブリッジアームは、第１端が共通接続されて第１合流端を形成し、第２端が共通接続されて第２合流端を形成し、第１合流端は、電池２の第１端に接続され、第２合流端は、電池２の第２端、第１直流充放電ポート３の第２端に接続され、
モータコイル１２は、少なくとも第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を含み、第１巻線ユニットＮ１は、１セットのｍ_１相巻線を含み、ｍ_１相巻線における各相巻線は、ｎ_１個のコイル分岐回路を含み、各相巻線のｎ_１個のコイル分岐回路は、共通接続されて１つの相端点を形成し、ｍ_１相巻線の相端点は、Ｍ個のブリッジアームのうちのｍ_１個のブリッジアームの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、ｍ_１相巻線における各相巻線のｎ_１個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路は、それぞれ他の相巻線におけるｎ_１個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路に接続されて、ｎ_１個の接続点を形成し、ｎ_１個の接続点がＴ_１個の中性点を形成し、Ｔ_１個の中性点からＪ_１本の中性線が引き出され、ｎ_１≧Ｔ_１≧１で、Ｔ_１≧Ｊ_１≧１で、ｍ_１≧２であり、かつｎ_１、ｍ_１、Ｔ_１、Ｊ_１は、いずれも正の整数である。

第２巻線ユニットＮ２は、１セットのｍ_２相巻線を含み、ｍ_２相巻線における各相巻線は、ｎ_２個のコイル分岐回路を含み、各相巻線のｎ_２個のコイル分岐回路は、共通接続されて１つの相端点を形成し、ｍ_２相巻線の相端点は、Ｍ個のブリッジアームのうちのｍ_２個のブリッジアームの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、ｍ_２相巻線における各相巻線のｎ_２個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路は、それぞれ他の相巻線におけるｎ_２個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路に接続されて、ｎ_２個の接続点を形成し、ｎ_２個の接続点がＴ_２個の中性点を形成し、Ｔ_２個の中性点からＪ_２本の中性線が引き出され、ｎ_２≧Ｔ_２≧１で、Ｔ_２≧Ｊ_２≧１で、ｍ_２≧２で、Ｍ≧ｍ_１＋ｍ_２であり、かつｎ_２、ｍ_２、Ｔ_２、Ｊ_２は、いずれも正の整数である。

Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線に接続され、Ｊ_１本の中性線及び／又はＪ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、第１直流充放電ポート３の第１端に接続される。

なお、各巻線ユニットの全ての相巻線を１つの基本ユニットとし、各基本ユニットに対してモータベクトル制御を用いると、いずれもモータの動作を独立して制御することができる。

具体的には、図２に示される回路構成例を例とし、該１組の６個のブリッジアームは、具体的には、第１パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第７パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット、第１１パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットを含み、第１パワースイッチユニットは、第１上ブリッジアームＶＴ１及び第１上ブリッジダイオードＶＤ１を含み、第２パワースイッチユニットは、第２下ブリッジアームＶＴ２及び第２下ブリッジダイオードＶＤ２を含み、第３パワースイッチユニットは、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第３上ブリッジダイオードＶＤ３を含み、第４パワースイッチユニットは、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第４下ブリッジダイオードＶＤ４を含み、第５パワースイッチユニットは、第５上ブリッジアームＶＴ５及び第５上ブリッジダイオードＶＤ５を含み、第６パワースイッチユニットは、第６下ブリッジアームＶＴ６及び第６下ブリッジダイオードＶＤ６を含み、第７パワースイッチユニットは、第７上ブリッジアームＶＴ７及び第７上ブリッジダイオードＶＤ７を含み、第８パワースイッチユニットは、第８下ブリッジアームＶＴ８及び第８下ブリッジダイオードＶＤ８を含み、第９パワースイッチユニットは、第９上ブリッジアームＶＴ９及び第９上ブリッジダイオードＶＤ９を含み、第１０パワースイッチユニットは、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１０下ブリッジダイオードＶＤ１０を含み、第１１パワースイッチユニットは、第１１上ブリッジアームＶＴ１１及び第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１を含み、第１２パワースイッチユニットは、第１２下ブリッジアームＶＴ１２及び第１２下ブリッジダイオードＶＤ１２を含む。

第１パワースイッチユニットの第１端、第３パワースイッチユニットの第１端、第５パワースイッチユニットの第１端、第７パワースイッチユニットの第１端、第９パワースイッチユニットの第１端、第１１パワースイッチユニットの第１端は、共通接続されて第１合流端を形成し、第２パワースイッチユニットの第２端、第４パワースイッチユニットの第２端、第６パワースイッチユニットの第２端、第８パワースイッチユニットの第２端、第１０パワースイッチユニットの第２端、第１２パワースイッチユニットの第２端は、共通接続されて第２合流端を形成し、電池２の第１端は、スイッチＫ１により第１合流端に接続され、電池２の第２端は、スイッチＫ３により第２合流端に接続され、第１合流端と第２合流端との間にキャパシタＣ１が設けられ、直列接続されたスイッチＫ２及び抵抗Ｒは、スイッチＫ１に並列接続される。

第１パワースイッチユニットと第２パワースイッチユニットの中間点、第３パワースイッチユニットと第４パワースイッチユニットの中間点、第５パワースイッチユニットと第６パワースイッチユニットの中間点は、それぞれ第１巻線ユニットＮ１の３つの相端点（Ａ、Ｂ、Ｃ）に一対一に対応して接続され、第７パワースイッチユニットと第８パワースイッチユニットの中間点、第９パワースイッチユニットと第１０パワースイッチユニットの中間点、第１１パワースイッチユニットと第１２パワースイッチユニットの中間点は、それぞれ第２巻線ユニットＮ２の３つの相端点（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に一対一に対応して接続され、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ２本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（接続点ｎ２から引き出される）は、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ３から引き出される）に接続され、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（接続点ｎ１から引き出される）は、スイッチＫ４、スイッチＫ６により第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、第２巻線ユニットＮ２の他の中性線（接続点ｎ４から引き出される）は、スイッチＫ５、スイッチＫ６により第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、第１直流充放電ポート３の第２端は、電池２の第２端に接続され、第１直流充放電ポート３の第１端と第１直流充放電ポート３の第２端との間にキャパシタＣ２が設けられる。

図２に示される回路構成例において、第１直流充放電ポート３の第１端は、第１巻線ユニットＮ１に接続されてもよく、第２巻線ユニットＮ２に接続されてもよく、すなわち、図２に示される回路構成例において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

図３は、本実施形態の回路構成例を示し、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ１本の中性線が引き出される場合、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、中性線により接続され、かつ第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、この場合、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成する。

図４は、本実施形態の別の回路構成例を示し、この場合、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ２本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１の２本の中性線は、共通接続された後に第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、第２巻線ユニットＮ２の２本の中性線は、共通接続された後に第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、この場合、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成する。

図５は、本実施例の別の回路構成例を示し、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ１本の中性線が引き出される場合、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、中性線により接続され、かつ第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、この場合、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成する。

図６は、本実施形態の別の回路構成例を示し、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ２本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２の中性線は、共通接続された後に第１直流充放電ポート３の第１端に接続され、この場合、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成する。

本実施形態において、モータコイル１２における各相巻線のコイル分岐回路の数を設定することにより、モータコイル１２に発生するインダクタンスを調整し、かつ異なる状況で充電電力又は放電電力に対する需要を満たし、該エネルギー変換装置の柔軟性を大幅に向上させるように、異なる第１巻線ユニットＮ１及び／又は第２巻線ユニットＮ２の中性線と第１直流充放電ポート３との接続方式を選択することができる。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、ｎ_１≧Ｔ_１≧２で、Ｔ_１≧Ｊ_１≧２である場合、Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線に接続され、Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも他の１本の中性線は、第１直流充放電ポート３の第１端に接続される。

本実施形態において、第１直流充放電ポート３の第１端は、第１巻線ユニットＮ１に接続され、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

具体的には、図７は、本実施形態の回路構成例を示し、図２に示される回路構成例との違いは、第２巻線ユニットＮ２から引き出された中性線が１本であり、第１直流充放電ポート３の第１端が第２巻線ユニットＮ２に接続されないことである。

図８は、本実施形態の別の回路構成例を示し、図７に示される回路構成例との違いは、第１巻線ユニットＮ１の中性線（接続点ｎ２から引き出される）がスイッチＫ７により第２巻線ユニットＮ２の中性線（接続点ｎ３から引き出される）に接続されることである。スイッチＫ７のオンオフ状態を制御することにより、異なる直流充放電回路を選択して動作することができる。

本実施形態において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２で形成された直流充放電回路を選択するか又は第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２で形成された直流充放電回路を選択して動作することができ、異なる直流充放電の需要に応じて、異なる直流充放電回路を選択する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、ｎ_２≧Ｔ_２≧２で、Ｔ_２≧Ｊ_２≧２である場合、Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも他の１本の中性線は、外部の第２直流充放電ポート４の第１端に接続され、第２直流充放電ポート４、モータコイル１２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成する。

本実施形態において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第２直流充放電ポート４、第２巻線ユニットＮ２、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、或いは、第２直流充放電ポート４、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

なお、本実施形態において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充放電回路を形成することと、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充放電回路を形成することは、同時に行うことができ、すなわち、本実施形態において、該エネルギー変換装置により２つの直流充放電ポートを用いて充電又は放電を行うことができ、また、そのうちの１つの直流充放電ポートにより直流充電を行い、もう１つの直流充放電ポートにより直流放電を行うことができる。

具体的には、図９に示される回路構成例を例とし、第２直流充放電ポート４の第１端は、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）に接続され、第２直流充放電ポート４の第２端は、可逆ＰＷＭ整流器１１の第２合流端に接続される。

本実施形態において、該エネルギー変換装置が外部の第２直流充放電ポート４に接続されることにより、該エネルギー変換装置により２つの直流充放電ポートを同時に用いて充電又は放電を行うことができ、また、そのうちの１つの直流充放電ポートにより直流充電を行い、もう１つの直流充放電ポートにより直流放電を行うことができ、充放電の効率を向上させ、かつ該エネルギー変換装置の使用範囲を拡大する。

本実施例において、モータコイル１２は、少なくとも２セットの巻線ユニットを含むべきであり、すなわち、モータコイル１２は、さらに３セットの巻線ユニットを含んでもよく、４セットの巻線ユニットなどを含んでもよい。

図１０に示される回路構成例において、モータコイル１２は、３セットの巻線ユニットを含み、それぞれ第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、第３巻線ユニットＮ３であり、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、中性線により接続され、第２巻線ユニットＮ２と第３巻線ユニットＮ３も中性線により接続され、第１直流充放電ポート３の第１端は、それぞれ第１巻線ユニットＮ１、第３巻線ユニットＮ３に接続され、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、第３巻線ユニットＮ３、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１又は第３巻線ユニットＮ３、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

図１１に示される回路構成例において、この場合、モータコイル１２は、３セットの巻線ユニットを含み、それぞれ第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２及び第３巻線ユニットＮ３であり、第１直流充放電ポート３の第１端は、第１巻線ユニットＮ１に接続され、第２直流充放電ポート４の第１端は、第３巻線ユニットＮ３に接続され、可逆ＰＷＭ整流器１１の第２合流端は、それぞれ第１直流充放電ポート３の第２端、第２直流充放電ポート４の第２端に接続され、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２は、中性線により接続され、第２巻線ユニットＮ２と第３巻線ユニットＮ３も中性線により接続され、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、第３巻線ユニットＮ３、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第２直流充放電ポート４、第３巻線ユニットＮ３、第２巻線ユニットＮ２、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第２直流充放電ポート４、第２巻線ユニットＮ２、第３巻線ユニットＮ３、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、第２直流充放電ポート４、第３巻線ユニットＮ３、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

図１１に示される回路構成例において、該エネルギー変換装置は、２つの直流充放電ポートを同時に用いて充電又は放電を行うことができ、また、そのうちの１つの直流充放電ポートにより直流充電を行い、もう１つの直流充放電ポートにより直流放電を行うことができる。

本実施例において、直流充電回路の動作中の電流の流れ方向をより明確に理解するために、以下、図２に示される回路構成例において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充電回路を形成することを例として電流の流れを説明する。

図１２に示すように、コントローラは、スイッチＫ１、スイッチＫ５、スイッチＫ４、スイッチＫ６及びスイッチＫ７をオフにし、スイッチＫ２及びスイッチＫ３をオンにするように制御し、抵抗ＲによりキャパシタＣ１の予備充電プロセスを完了し、スイッチＫ２をオフにし、スイッチＫ１、スイッチＫ４、スイッチＫ６及びスイッチＫ７をオンにするように制御し、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２をオンにし、第１パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット及び第１１パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力し、直流電流が第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２を流れて、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、この場合、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の充放電回路に接続された一部のコイル分岐回路は、エネルギーの貯蔵を完了する。

図１３に示すように、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９及び第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１をオンにし、第１パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３は、直流電流を出力し、直流電流が第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９及び第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１を流れて、直流充電エネルギー放出回路を形成し、この場合、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、貯蔵されたエネルギーの放出を完了し、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９及び第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１は、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

他の直流充電回路の動作プロセスは、上記説明と類似するため、ここでは説明を省略する。

直流放電回路の動作プロセスは、直流充電回路の電流の流れ方向と逆であり、制御方法が類似するため、ここでは説明を省略する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、該エネルギー変換装置は、バスキャパシタをさらに含み、バスキャパシタは、可逆ＰＷＭ整流器１１に並列接続される。

具体的には、バスキャパシタは、第１端が可逆ＰＷＭ整流器１１の第１合流端に接続され、第２端が可逆ＰＷＭ整流器１１の第２合流端に接続される。該バスキャパシタは、図２に示される回路構成例に適用される場合、図２に示される回路構成例におけるキャパシタＣ１である。

第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充放電回路を形成する場合、バスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、同時に加熱回路を形成することができる。

図２に示される回路構成例を例とし、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充放電回路を形成する場合、或いは、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充放電回路を形成する場合、キャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱回路を形成する。

本実施形態において、電池２又は第１直流充放電ポート３から入力された電流がモータコイル１２を流れて熱を発して電池２を加熱するか又は外部装置を用いて熱を発して電池を加熱し、モータコイル１２を用いて電池を加熱することにより、従来技術における電気自動車の電池を含む加熱制御回路の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、かつコストが高いという問題を解決し、従来技術における電池加熱専用の装置（例えば、ＰＴＣヒータ、電熱線ヒータ）を省略することができる。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、該エネルギー変換装置は、コントローラをさらに含み、第１直流充放電ポート３は、直流電源に接続され、コントローラは、直流電源、第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット及び可逆ＰＷＭ整流器１１が充電エネルギー貯蔵回路を形成するように制御するとともに、直流電源、第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が充電エネルギー放出回路を形成するように制御し、また、バスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット及びモータコイル１２における他の１セットの巻線ユニットが加熱エネルギー貯蔵回路を形成するように制御するとともに、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、モータコイル１２における他の１セットの巻線ユニット及び可逆ＰＷＭ整流器１１が加熱エネルギー放出回路を形成するように制御する。

バスキャパシタの電気エネルギー源は、電池２が出力した電気エネルギーであってもよく、外部装置が供給した電気エネルギーであってもよく、具体的には、電気エネルギーを供給する外部装置は、直流電源であってもよく、他の電源であってもよい。

図２に示される回路構成例を例とし、この場合、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、かつキャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２は、加熱回路を形成する。

第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２で形成された直流充放電回路において、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電エネルギー放出回路を形成する。上記直流充電エネルギー貯蔵回路は、第２巻線ユニットＮ２によるエネルギー貯蔵プロセスを完了し、上記直流充電エネルギー放出回路は、第２巻線ユニットＮ２による貯蔵されたエネルギーの放出プロセスを完了し、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１により、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

キャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２で形成された加熱回路において、キャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱エネルギー貯蔵回路を形成し、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、加熱エネルギー放出回路を形成する。

上記エネルギー貯蔵及びエネルギー放出のプロセスをより明確に理解するために、以下、図２に示される回路構成例を例として、上記エネルギー貯蔵及びエネルギー放出のプロセスにおける電流の流れ方向を説明する。

図１４に示すように、スイッチＫ１、スイッチＫ５、スイッチＫ４、スイッチＫ６及びスイッチＫ７をオフにし、スイッチＫ２及びスイッチＫ３をオンにし、抵抗ＲによりキャパシタＣ１の予備充電プロセスを完了し、スイッチＫ２をオフにし、スイッチＫ１、スイッチＫ５、スイッチＫ４、スイッチＫ６及びスイッチＫ７をオンにし、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２、第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第５上ブリッジアームＶＴ５をオンにし、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット及び第１１パワースイッチユニットをオフにするように制御し、直流充電エネルギー貯蔵回路の電流の流れ方向は、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ６、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２及びスイッチＫ７を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー貯蔵回路の電流の流れ方向は、キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３、第５上ブリッジアームＶＴ５、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（接続点ｎ１から引き出される）、スイッチＫ４、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２を流れて、キャパシタＣ１に戻り、キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３、第５上ブリッジアームＶＴ５、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（接続点ｎ２から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２の他の中性線（接続点ｎ３から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２を流れて、キャパシタＣ１に戻る。

図１５に示すように、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９、第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１、第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第５上ブリッジアームＶＴ５をオンにし、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットをオフにするように制御し、直流充電エネルギー放出回路の電流の流れ方向は、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ６、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９、第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１、スイッチＫ１、電池２の正極、電池２の負極、スイッチＫ３及びスイッチＫ７を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー放出回路の電流の流れ方向、すなわち、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に貯蔵されたエネルギーが放出される場合の電流の流れ方向は、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（接続点ｎ１から引き出される）、スイッチＫ４、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９、第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１、第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第５上ブリッジアームＶＴ５を流れて、第１巻線ユニットＮ１に戻り、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（接続点ｎ２から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２の他の中性線（接続点ｎ３から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第７上ブリッジダイオードＶＤ７、第９上ブリッジダイオードＶＤ９、第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１、第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第５上ブリッジアームＶＴ５を流れて、第１巻線ユニットＮ１に戻る。

図１６に示すように、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２、第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第５上ブリッジアームＶＴ５をオンにし、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット及び第１１パワースイッチユニットをオフにするように制御し、直流充電エネルギー貯蔵回路の電流の流れ方向は、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ６、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２及びスイッチＫ７を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー貯蔵回路の電流の流れ方向は、キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３、第５上ブリッジアームＶＴ５、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（接続点ｎ１から引き出される）、スイッチＫ４、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２を流れて、キャパシタＣ１に戻り、キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３、第５上ブリッジアームＶＴ５、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（接続点ｎ２から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２の他の中性線（接続点ｎ３から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１２下ブリッジアームＶＴ１２を流れて、キャパシタＣ１に戻る。

図１７に示すように、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２、第２下ブリッジダイオードＶＤ２、第４下ブリッジダイオードＶＤ４及び第６下ブリッジダイオードＶＤ６をオンにし、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット、第１１パワースイッチユニット、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット及び第５パワースイッチユニットをオフにするように制御し、直流充電エネルギー貯蔵回路の電流の流れ方向は、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ６、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２及びスイッチＫ７を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー放出回路の電流の流れ方向、すなわち、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に貯蔵されたエネルギーが放出される場合の電流の流れ方向は、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（接続点ｎ１から引き出される）、スイッチＫ４、スイッチＫ５、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（接続点ｎ４から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２、第２下ブリッジダイオードＶＤ２、第４下ブリッジダイオードＶＤ４及び第６下ブリッジダイオードＶＤ６を流れて、第１巻線ユニットＮ１に戻り、第１巻線ユニットＮ１、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（接続点ｎ２から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２の他の中性線（接続点ｎ３から引き出される）、第２巻線ユニットＮ２、第８下ブリッジアームＶＴ８、第１０下ブリッジアームＶＴ１０、第１２下ブリッジアームＶＴ１２、第２下ブリッジダイオードＶＤ２、第４下ブリッジダイオードＶＤ４及び第６下ブリッジダイオードＶＤ６を流れて、第１巻線ユニットＮ１に戻る。

上記直流充電及び加熱回路において、回路における直流充電エネルギー貯蔵回路と加熱エネルギー貯蔵回路は、同時に動作することができ、該エネルギー変換装置における各スイッチは、互いに干渉せず、同様に、直流充電エネルギー放出回路と加熱エネルギー放出回路は、同時に動作することができ、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１における各パワースイッチのオン時間を制御することにより、上記直流充電及び加熱回路において、同時に充電し加熱する需要を満たすために、第２巻線ユニットＮ２は、充電に用いられてもよく、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱に用いられてもよい。

上記図１４～図１７に示される電流の流れ概略図において、図１４は、直流充電エネルギー貯蔵回路と加熱エネルギー貯蔵回路の電流の流れを説明し、図１５は、直流充電エネルギー放出回路と加熱エネルギー放出回路の電流の流れを説明し、図１６は、直流充電エネルギー貯蔵回路と加熱エネルギー貯蔵回路の電流の流れを説明し、図１７は、直流充電エネルギー貯蔵回路と加熱エネルギー放出回路の電流の流れを説明する。該エネルギー変換装置が直流充電エネルギー貯蔵プロセスで動作する場合、加熱回路は、加熱エネルギー貯蔵プロセス又は加熱エネルギー放出プロセスで動作することができ、該エネルギー変換装置が直流充電エネルギー放出プロセスで動作する場合、加熱回路は、加熱エネルギー放出プロセスで動作することができる。したがって、直流充電回路と加熱回路のプロセスは、独立して制御することができ、すなわち、同じ回路構造で行われる加熱及び直流充電の方法も１種類に限定されるべきではない。

図７に示される回路構成例を例とし、この場合、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成し、かつキャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱回路を形成する。

第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２で形成された直流充放電回路において、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電エネルギー放出回路を形成する。上記直流充電エネルギー貯蔵回路は、第１巻線ユニットＮ１によるエネルギー貯蔵プロセスを完了し、上記直流充電エネルギー放出回路は、第１巻線ユニットＮ１による貯蔵されたエネルギーの放出プロセスを完了し、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１により、昇圧された直流電流を出力して、電池２を充電する。

キャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２で形成された加熱回路において、キャパシタＣ１、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱エネルギー貯蔵回路を形成し、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２及び可逆ＰＷＭ整流器１１は、加熱エネルギー放出回路を形成する。

上記エネルギー貯蔵及びエネルギー放出のプロセスをより明確に理解するために、以下、図７に示される回路構成例を例として、上記エネルギー貯蔵及びエネルギー放出のプロセスにおける電流の流れ方向を説明する。

図１８に示すように、スイッチＫ１、スイッチＫ５、スイッチＫ４及びスイッチＫ６をオフにし、スイッチＫ２及びスイッチＫ３をオンにするように制御し、抵抗ＲによりキャパシタＣ１の予備充電プロセスを完了し、スイッチＫ２をオフにし、スイッチＫ１、スイッチＫ５、スイッチＫ４及びスイッチＫ６をオンにし、第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９、第１１上ブリッジアームＶＴ１１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第６下ブリッジアームＶＴ６をオンにし、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ５、スイッチＫ４、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（ｎ１から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４、第６下ブリッジアームＶＴ６及びスイッチＫ６を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９、第１１上ブリッジアームＶＴ１１、第２巻線ユニットＮ２、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（ｎ３から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（ｎ２から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第６下ブリッジアームＶＴ６を流れて、キャパシタＣ１に戻る。

図１９に示すように、第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９、第１１上ブリッジアームＶＴ１１、第１上ブリッジダイオードＶＤ１、第３上ブリッジダイオードＶＤ３及び第５上ブリッジダイオードＶＤ５をオンにし、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ５、スイッチＫ４、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（ｎ１から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第１上ブリッジダイオードＶＤ１、第３上ブリッジダイオードＶＤ３、第５上ブリッジダイオードＶＤ５、スイッチＫ１、電池２、スイッチＫ３及びスイッチＫ６を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー放出回路の電流の流れ方向、すなわち、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に貯蔵されたエネルギーが放出される場合の電流の流れ方向は、第２巻線ユニットＮ２、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（ｎ３から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（ｎ２から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第１上ブリッジダイオードＶＤ１、第３上ブリッジダイオードＶＤ３、第５上ブリッジダイオードＶＤ５、第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９及び第１１上ブリッジアームＶＴ１１を流れて、第２巻線ユニットＮ２に戻る。

図２０に示すように、第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９、第１１上ブリッジアームＶＴ１１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第６下ブリッジアームＶＴ６をオンにし、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ５、スイッチＫ４、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（ｎ１から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４、第６下ブリッジアームＶＴ６及びスイッチＫ６を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。キャパシタＣ１が直流電流を出力し、直流電流が順に第７上ブリッジアームＶＴ７、第９上ブリッジアームＶＴ９、第１１上ブリッジアームＶＴ１１、第２巻線ユニットＮ２、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（ｎ３から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（ｎ２から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第６下ブリッジアームＶＴ６を流れて、キャパシタＣ１に戻る。

図２１に示すように、第８下ブリッジダイオードＶＤ８、第１０下ブリッジダイオードＶＤ１０、第１２下ブリッジダイオードＶＤ１２、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第６下ブリッジアームＶＴ６をオンにし、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット、第１１パワースイッチユニット、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット及び第５パワースイッチユニットをオフにするように制御し、第１直流充放電ポート３が直流電流を出力し、直流電流が順にスイッチＫ５、スイッチＫ４、第１巻線ユニットＮ１の１本の中性線（ｎ１から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４、第６下ブリッジアームＶＴ６及びスイッチＫ６を流れて、第１直流充放電ポート３に戻る。加熱エネルギー放出回路の電流の流れ方向、すなわち、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に貯蔵されたエネルギーが放出される場合の電流の流れ方向は、順に、第２巻線ユニットＮ２、第２巻線ユニットＮ２の１本の中性線（ｎ３から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１の他の中性線（ｎ２から引き出される）、第１巻線ユニットＮ１、第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４、第６下ブリッジアームＶＴ６、第８下ブリッジダイオードＶＤ８、第１０下ブリッジダイオードＶＤ１０及び第１２下ブリッジダイオードＶＤ１２を流れて、第２巻線ユニットＮ２に戻る。

上記図１８～図２１に示される電流の流れ方向の概略図は、図７に示される回路構成例が同時に直流充電及び加熱を行う電流の流れを説明する。なお、本実施形態に係る他の回路構成例は、同時に直流充電及び加熱を行うことができ、その電流の流れは、上記図１４～図１７、図１８～図２１に示される電流の流れと類似し、ここでは説明を省略する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、コントローラは、第１直流充放電ポート３及びバスキャパシタにより出力された電流又は電池２及びバスキャパシタにより出力された電流がモータコイル１２における巻線ユニットを流れてトルクが発生するように、外部信号に基づいて可逆ＰＷＭ整流器１１を制御し、各セットの巻線ユニットの電流によってモータロータの磁場で配向された同期回転座標系の直軸、横軸に形成された電流ベクトルを制御することによりトルクの大きさ及び方向を制御するとともに、各セットの巻線ユニットの全ての相巻線から他のセットの巻線ユニットの全ての相巻線に流入する電流によってモータロータの磁場で配向された同期回転座標系のゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさを制御する。

１つの巻線ユニットの各相巻線に電流が流れると、電流を電流ベクトルとし、かつ該電流ベクトルをモータロータの磁場で配向された同期回転座標系で分解し、該電流ベクトルの直軸、横軸、ゼロ軸上の対応するベクトルを取得し、ベクトルの方向が該電流の方向を表すことにより、モータロータの磁場で配向された同期回転座標系の直軸、横軸、ゼロ軸上の各相巻線の電流に対応するベクトルを取得する。さらに、１つの巻線ユニットにおける各相巻線の電流をモータロータの磁場で配向された同期回転座標系の直軸、横軸、ゼロ軸で解くことにより、直軸、横軸、ゼロ軸上の巻線ユニットの電流に対応するベクトルの大きさを取得する。

同様に、１つの巻線ユニットにおける各相巻線にいずれもインダクタンス、抵抗が存在し、電流が流れると、各相巻線の両端に電圧があり、インダクタンス、抵抗、電圧をモータロータの磁場で配向された同期回転座標系で解いて、直軸、横軸、ゼロ軸上の対応するインダクタンス、抵抗、電圧の値を取得することができる。

各セットの巻線ユニットに発生するトルクの大きさ及び方向は、以下の式（１）に従って計算することができる。

ここで、Ｔ_ｅｘは、第ｘセットの巻線ユニットに発生するトルクを表し、ｍ_ｘは、第ｘセットの巻線ユニットの巻線の相数を表し、Ｐ_ｎは、モータの極対の数を表し、

は、モータの永久磁石の鎖交磁束を表し、ｉ_ｑｘは、第ｘセットの巻線ユニットの横軸に形成された電流ベクトルを表し、ｉ_ｄｘは、第ｘセットの巻線ユニットの直軸に形成された電流ベクトルを表し、Ｌ_ｄｘは、第ｘセットの巻線ユニットの直軸に形成されたインダクタンスを表し、Ｌ_ｑｘは、第ｘセットの巻線ユニットの横軸に形成されたインダクタンスを表す。

モータコイルに発生するトルクの大きさ及び方向は、以下の式（２）に従って計算することができる。

ここで、Ｔ_ｅは、各セットの巻線に発生するトルクの和を表し、ｘは、モータコイル１２における巻線ユニットの数を表し、Ｔ_ｅｋは、モータコイル１２における第ｋセットの巻線ユニットに発生するトルクを表し、ｋ≧１であり、かつｋは、正の整数である。

なお、各相巻線に電流が流れ、かつ各相巻線に抵抗が存在する場合、各相巻線は、熱を発し、この場合、加熱電力は、Ｉ^２Ｒであり、Ｉは、ある相巻線を流れる電流を表し、Ｒは、ある相巻線の抵抗を表す。

モータコイル１２がｘセットの巻線ユニットを含む場合、各セットの巻線ユニットを１つの基本ユニットとし、次に各セットの巻線ユニットに対して類似のベクトル制御方法を用いることにより、各セットの巻線ユニットを制御することを実現する。

本実施形態において、各相巻線ユニットの電流、抵抗、電圧、インダクタンスをモータロータの磁場で配向された同期回転座標系で具体的に換算して、各相巻線ユニットの電流、抵抗、電圧、インダクタンスの直軸、横軸、ゼロ軸上の対応する成分を取得し、各相巻線ユニットの電流の直軸、横軸、ゼロ軸上の対応する成分を制御することにより、各巻線ユニットに発生するトルク及びモータコイルに発生する加熱電力を制御することを実現する。

本実施形態において、図２、図９、図１０、図１１に示される回路構成例を例とし、この場合、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２からそれぞれ２本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１は、中性線により第２巻線ユニットＮ２に接続され、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

上記直流充放電回路において、回路における電流の間の関係は、以下の式（３）で表すことができる。

ここで、ｉ_ｎは、モータコイル１２に流入する電流を表し、ｉ_ｎ１は、第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）の電流を表し、ｉ_ｎ２は、第２巻線ユニットＮ２の中性線（ｎ４から引き出される）の電流を表し、ｉａは、第１巻線ユニットＮ１におけるＡ相巻線を流れる電流を表し、ｉｂは、第１巻線ユニットＮ１におけるＢ相巻線を流れる電流を表し、ｉｃは、第１巻線ユニットＮ１におけるＣ相巻線を流れる電流を表し、ｉｕは、第２巻線ユニットＮ２におけるＵ相巻線を流れる電流を表し、ｉｖは、第２巻線ユニットＮ２におけるＶ相巻線を流れる電流を表し、ｉｗは、第２巻線ユニットＮ２におけるＷ相巻線を流れる電流を表し、相数ｍ１＝ｍ２＝３であり、ｉ_０１は、第１巻線ユニットＮ１における各相巻線を流れる電流を表し、ｉ_０２は、第２巻線ユニットＮ２における各相巻線を流れる電流を表し、ｉは、第１巻線ユニットＮ１から第２巻線ユニットＮ２に流れる電流を表す。

該エネルギー変換装置が直流充電モードで動作する場合、ｉ_ｎがゼロに等しくなく、かつｉ_ｎ１及びｉ_ｎ２がいずれもゼロより大きく、該エネルギー変換装置が直流放電モードで動作する場合、ｉ_ｎがゼロに等しくなく、かつｉ_ｎ１及びｉ_ｎ２がいずれもゼロより小さい。本実施例において、電池２の正極に流入する電流を正方向の電流とし、この場合、電流がゼロより大きく、電池２の正極から流出する電流を負方向の電流とし、この場合、電流がゼロより小さい。

具体的には、ｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２、ｉ＝０であるように制御する場合、計算せず、かつｉ_ｄ＊及びｉ_ｑ＊の大きさを制御せず、ここで、ｉ_ｎ＊は、モータコイル１２に流入する目標電流を表し、ｉ_ｎ１＊は、第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）の目標電流を表し、ｉ_ｎ２＊は、第２巻線ユニットＮ２の中性線（ｎ４から引き出される）の目標電流を表す。

この場合、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２により出力された電流の振幅値が等しいため、２セットの巻線の出力電力が一致することを保証することができる。

具体的には、ｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２－ｉ、ｉ＝ｉ_ｎ＊／２であるように制御し、すなわち、ｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊、ｉ_ｎ２＊＝０、ｉ_ｄ＊＝ｉ_ｄ１＊＝ｉ_ｄ２＊＝０、ｉ_ｑ＊＝ｉ_ｑ１＊＝ｉ_ｑ２＊＝０又はｉ_ｎ１＊＝０、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊であるように制御する場合、ｉ_ｄ＊及びｉ_ｑ＊は、解かされず、制御されず、ここで、ｉ_ｄ１＊は、第１巻線ユニットＮ１における各相巻線を流れる電流によって直軸に形成された目標電流ベクトルを表し、_ｉｑ１＊は、第１巻線ユニットＮ１における各相巻線を流れる電流によって横軸に形成された目標電流ベクトルを表し、ｉ_ｄ２＊は、第２巻線ユニットＮ２における各相巻線を流れる電流によって直軸に形成された目標電流ベクトルを表し、ｉ_ｑ２＊は、第２巻線ユニットＮ２における各相巻線を流れる電流によって横軸に形成された目標電流ベクトルを表し、ｉ_ｄ＊は、モータの全ての巻線ユニットを流れる電流によって直軸に形成された目標電流ベクトルを表し、ｉ_ｑ＊は、モータの全ての巻線ユニットを流れる電流によって横軸に形成された目標電流ベクトルを表す。

この場合、直流充放電回路において、モータコイル１２における１セットの巻線ユニットのみを用い、毎回充放電に２セットの巻線を交互に用いることにより、巻線の耐用年数を均衡させることができ、また、毎回、１セットの巻線のみを用いることにより、電子部品のスイッチング損失を低減することができる。

本実施形態において、図７、図８に示される回路構成例を例とし、この場合、第１巻線ユニットＮ１から２本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットＮ２から１本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１は、中性線により第２巻線ユニットＮ２に接続され、第１直流充放電ポート３、第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充放電回路を形成する。

上記直流充放電回路において、回路における電流の間の関係は、以下の式（４）で表すことができる。

ここで、ｉ_ｎは、モータコイル１２に流入する電流を表し、ｉ_ｎ１は、第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）から流入する電流を表し、ｉａは、第１巻線ユニットＮ１におけるＡ相巻線を流れる電流を表し、ｉｂは、第１巻線ユニットＮ１におけるＢ相巻線を流れる電流を表し、ｉｃは、第１巻線ユニットＮ１におけるＣ相巻線を流れる電流を表し、ｉｕは、第２巻線ユニットＮ２におけるＵ相巻線を流れる電流を表し、ｉｖは、第２巻線ユニットＮ２におけるＶ相巻線を流れる電流を表し、ｉｗは、第２巻線ユニットＮ２におけるＷ相巻線を流れる電流を表し、相数ｍ１＝ｍ２＝３であり、ｉ_０１は、第１巻線ユニットＮ１における各相巻線を流れるゼロ軸電流を表し、ｉ_０２は、第２巻線ユニットＮ２における各相巻線を流れるゼロ軸電流を表し、ｉは、第１巻線ユニットＮ１から第２巻線ユニットＮ２に流れる電流を表す。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、第１巻線ユニットＮ１を流れる電流によってゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくないように制御することにより、第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつバスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱回路を形成する。

なお、本実施形態における各相巻線は、モータロータの磁場で配向された同期回転座標系の直軸、横軸平面に、各相巻線に対応する各垂直投影を形成し、隣接する各垂直投影の間の差は、３６０／ｍ_ｘである。第ｘセットの巻線ユニットにおける各相巻線ユニットの電流の大きさが等しい場合、各相巻線を流れる電流は、直軸に電流ベクトルを形成し、同様に横軸に電流ベクトルを形成し、直軸に形成された電流ベクトルと横軸に同様に形成された電流ベクトルを加算して、各相巻線を流れる電流によって直軸－横軸に形成された電流ベクトルの和を取得し、この場合、各相巻線を流れる電流によって直軸－横軸に形成された電流ベクトルの和の大きさは等しく、かつ隣接する各巻線を流れる電流によって直軸－横軸に形成された電流ベクトルの和の方向の差は３６０／ｍ_ｘであるため、第ｘセットの巻線ユニットにおける各相巻線によって形成された電流ベクトルを加算して、該第ｘセットの巻線ユニットの直軸－横軸に形成された電流ベクトルがゼロであることを知り、すなわち、第ｘセットの巻線ユニットに発生するトルクは、ゼロである。

また、第ｘセットの巻線ユニットにおける各相巻線ユニットがゼロ軸に電流ベクトルを形成し、かつ各相巻線ユニットのゼロ軸に発生する電流の方向が一致するため、第ｘセットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する各電流ベクトルが互いに相殺されないため、第ｘセットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する電流ベクトルがゼロではない。

したがって、第ｘセットの巻線ユニットにおける各相巻線を流れる電流の大きさが等しいように制御する場合、第ｘセットの巻線ユニットに発生するトルクは、ゼロであり、上記式（２）の計算方法に従って、この場合、Ｔ_ｅは、ゼロであり、トルクは、発生せず、車両は、駐車状態にあるべきであり、モータコイルの電流が電池を充電し、電池を電気加熱するように制御し、モータは、回転しない。

本実施形態において、各セットの巻線ユニットの直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和がゼロであるように制御することにより、各セットの巻線ユニットに発生する総トルクは、ゼロであり、モータコイル１２には、トルクが発生せず、かつ各セットの巻線ユニットのゼロ軸に形成された電流ベクトルを用いて加熱することにより、モータコイル１２は、熱を発して、電池２を加熱する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、第ｘセットの巻線ユニットに発生する加熱電力は、ｍ_ｘＲｓ_０（ｉ_０ｘ^＊）^２であり、ここで、ｍ_ｘは、第ｘセットの巻線ユニットの巻線相数を表し、ｉ_０ｘ^＊は、第ｘセットの巻線ユニットを流れる電流によってゼロ軸に形成された電流ベクトルの振幅値を表し、Ｒｓ_０は、第ｘセットの巻線ユニットにおける中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗を表す。

具体的には、図２に示される回路構成例を例とし、該モータコイル１２に発生するトルクをゼロにするために、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を流れる電流の直軸、横軸上の電流ベクトルがゼロであるように制御することができるか、又は第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２における各相巻線を流れる電流の大きさが等しいように制御することができる。この場合、ｉ_ｄ＊＝ｉ_ｄ１＊＝ｉ_ｄ２＊＝０、ｉ_ｑ＊＝ｉ_ｑ１＊＝ｉ_ｑ２＊＝０であり、或いは、ｉ_ｄ＊及びｉ_ｑ＊は、解かされず、制御されない。

本実施形態において、図２に示される回路構成例を例とし、第１巻線ユニットＮ１の加熱電力、第２巻線ユニットＮ２の加熱電力、モータコイル１２の加熱電力は、以下の式（５）に従って計算することができる。

ここで、モータ相数ｍ１＝ｍ２＝３であり、Ｐは、モータコイルの目標加熱電力を表し、Ｐ_１は、第１巻線ユニットＮ１のゼロ軸に発生する目標加熱電力を表し、Ｐ_２は、第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸に発生する目標加熱電力を表し、Ｒ_ｓｎは、中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗（本実施形態において、中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗がいずれも等しい）を表し、なお、ｉは、第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２との間に流入する不平衡電流を表す。

該エネルギー変換装置が直流充放電モード及び加熱モードで動作する場合、ｉ_ｎ＊＝ｉ_ｎ１＊＋ｉ_ｎ２＊≠０であるように制御して、充電電力の需要を満たし、かつｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２－ｉ、ｉ≠０であるか又はｉ_ｎ１＊＝２＊ｉ_ｎ＊／３＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／３－ｉ、ｉ≠０であるように制御し、すなわち、ｉ_ｎ＊＝ｉ_ｎ１＊＋ｉ_ｎ２＊≠０が満たされればよい。同時に、ｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２－ｉ、ｉ≠０であるように制御する。

本実施形態において、電池２が位置する環境の温度に基づいて、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力を取得し、式（５）における各セットの上記巻線ユニットの全ての相巻線から他の１セットの巻線ユニットの全ての相巻線に流入する電流ｉの大きさを調整することにより、電池２を加熱する要件を満たし、かつ第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に必要な充放電電流に基づいて、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸に発生する実際のゼロ軸電流を取得し、上記式（３）に従って、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２における各相巻線のゼロ軸に発生するゼロ軸電流と第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）の電流ｉ_ｎ１、第２巻線ユニットＮ２の中性線（ｎ４から引き出される）の電流ｉ_ｎ２との間の関係を取得し、かつ上記（５）に従って、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生する実際の加熱電力を計算して取得し、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生する実際の加熱電力の和が目標加熱電力以上である場合、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に必要な充放電電流を調整せず、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生する実際の加熱電力の和が目標加熱電力より小さい場合、式（５）における各セットの上記巻線ユニットの全ての相巻線から他の１セットの巻線ユニットの全ての相巻線に流入する電流ｉの大きさを調整することにより、式（５）に従ってｉ_ｎ１、ｉ_ｎ２及びｉを計算して取得し、かつ第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を流れるゼロ軸上の電流がｉ_ｎ１、ｉ_ｎ２及びｉの条件を満たすように制御する。

本実施形態において、モータコイル１２における各巻線ユニットを流れる電流によって直軸、横軸、ゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさを制御することにより、該エネルギー変換装置は、充放電を行うと同時に、電池２を加熱することができ、電池２の充放電効率を向上させ、かつ電池２におけるリチウムイオンの電気的活性を向上させることにより、電池２の安全性を向上させる。

さらに、本実施例の１つの実施形態とし、第１巻線ユニットＮ１を流れる電流によってゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくなく、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生するトルクの大きさが等しく、かつゼロではないように制御することにより、第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつバスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２は、駆動回路を形成する。

図２に示される回路構成例を例とし、この場合、モータコイル１２は、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を含み、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２には、いずれもトルクが発生することができ、上記式（１）に従って第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生するトルクを取得することができ、具体的には、以下の式（６）に従って計算して取得することができる。

ここで、モータ相数ｍ１＝ｍ２＝３であり、Ｔ_ｅ１は、第１巻線ユニットＮ１に発生するトルクを表し、Ｔ_ｅ２は、第２巻線ユニットＮ２に発生するトルクを表し、ｉ_ｑは、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の横軸上の電流ベクトルの和を表し、ｉ_ｄは、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の直軸上の電流ベクトルの和を表し、Ｐ_ｎは、モータの極対の数を表し、

は、モータの永久磁石の鎖交磁束を表し、ｉ_ｑ１は、第１巻線ユニットＮ１の横軸に形成された電流ベクトルを表し、ｉ_ｄ１は、第１巻線ユニットＮ１の直軸に形成された電流ベクトルを表し、ｉ_ｄ２は、第２巻線ユニットＮ２の直軸に形成された電流ベクトルを表し、ｉ_ｑ２は、第２巻線ユニットＮ２の横軸に形成された電流ベクトルを表し、Ｌ_ｄ１は、第１巻線ユニットＮ１の直軸に形成されたインダクタンスを表し、Ｌ_ｑ１は、第１巻線ユニットＮ１の横軸に形成されたインダクタンスを表し、Ｌ_ｄ２は、第２巻線ユニットＮ２の直軸に形成されたインダクタンスを表し、Ｌ_ｑ２は、第２巻線ユニットＮ２の横軸に形成されたインダクタンスを表し、Ｌ_ｄは、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の直軸に形成されたインダクタンスの和を表し、Ｌ_ｑは、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の横軸に形成されたインダクタンスの和を表す。

第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつバスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１及びモータコイル１２が駆動回路を形成する場合、Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｅ１＋Ｔ_ｅ２であるように制御すれば、Ｔ_ｅ／２＝Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ２であるか、又は、Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ／２＋Ｔ、Ｔ_ｅ２＝Ｔ_ｅ／２－Ｔ、Ｔ≠０であるか、又は、Ｔ_ｅ１＝２＊Ｔ_ｅ／３＋Ｔ、Ｔ_ｅ２＝１＊Ｔ_ｅ／３－Ｔ、Ｔ≠０であり、すなわち、Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｅ１＋Ｔ_ｅ２が満たされればよい。

好ましくは、Ｔ_ｅ／２＝Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ２、ｉ_ｄ＊＝ｉ_ｄ１＝ｉ_ｄ２、ｉ_ｑ＊＝ｉ_ｑ１＝ｉ_ｑ２であるように制御し、この場合、モータコイル１２における２セットの巻線ユニットの出力電流は、正弦で、振幅値が等しいため、２セットの巻線の出力電力が一致することを保証することができ、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１における各ブリッジアームが均衡に用いられ、可逆ＰＷＭ整流器１１の耐用年数を延長する。

具体的には、モータコイル１２に発生する目標トルク及びＴ_ｅ＝Ｔ_ｅ１＋Ｔ_ｅ２に基づいて、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２の目標トルクを取得し、かつ第１巻線ユニットＮ１の目標トルクに基づいてテーブルルックアップを行って、最も小さいｉ_ｄ１＊、ｉ_ｑ１＊を取得し、第２巻線ユニットＮ２の目標トルクに基づいてテーブルルックアップを行って、最も小さいｉ_ｄ２＊、ｉ_ｑ２＊を取得して、ｉ_ｄ１＊、ｉ_ｑ１＊、ｉ_ｄ２＊、ｉ_ｑ２＊を取得する。テーブルルックアップは、トルクの大きさを満たすと同時に、最も小さいｉ_ｄ１＊、ｉ_ｑ１＊、ｉ_ｄ２＊、ｉ_ｑ２＊を取得するように、内蔵式の永久磁石同期モータの動作中の電流、電圧追跡テーブルをクエリすることであってもよい。

また、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に必要な充放電電流を取得し、かつ必要な充放電電流に基づいて、上記式（３）に従って、第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）の電流ｉ_ｎ１及び第２巻線ユニットＮ２の中性線（ｎ４から引き出される）の電流ｉ_ｎ２を取得する。

本実施形態において、充放電を行うと同時に駆動することを実現することができ、該エネルギー変換装置の使用の柔軟性を拡大する。

さらに、本実施例の１つの実施形態とし、第１巻線ユニットＮ１を流れる電流によってゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくなく、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生するトルクの大きさが等しく、かつゼロではないように制御することにより、第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつバスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２は、加熱回路及び駆動回路を形成する。

第１直流充放電ポート３、モータコイル１２における１セットの巻線ユニット、可逆ＰＷＭ整流器１１及び電池２が直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつバスキャパシタ、可逆ＰＷＭ整流器１１、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２が加熱回路及び駆動回路を形成する場合、該エネルギー変換装置は、充放電、加熱及び駆動プロセスを同時に行い、該プロセスにおいて、第ｘセットの巻線ユニットに発生する加熱電力は

であり、ここで、ｍは、第ｘセットの巻線ユニットの巻線相数を示し、ｉ０ｘ^＊は、第ｘセットの巻線ユニットを流れる電流によってゼロ軸に形成された電流ベクトルの振幅値を表し、Ｒｓは、第ｘセットの巻線ユニットの各相巻線の相抵抗を表し、Ｒｓ_０は、第ｘセットの巻線ユニットにおける中性線に接続された各相のコイル分岐回路の相抵抗を表し、

は、第ｘセットの巻線ユニットの電流によって上記直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和を表す。図２に示される回路構成例を例とし、この場合、Ｒｓは、第１巻線ユニットＮ１における第１相巻線Ａのコイル分岐回路Ａ１及びコイル分岐回路Ａ２で形成された相抵抗、又は第１巻線ユニットＮ１における第２相巻線Ｂのコイル分岐回路Ｂ１及びコイル分岐回路Ｂ２で形成された相抵抗、又は第１巻線ユニットＮ１における第３相巻線Ｃのコイル分岐回路Ｃ１及びコイル分岐回路Ｃ２で形成された相抵抗を表し、Ｒｓ_０は、第１巻線ユニットＮ１における第１相巻線Ａのコイル分岐回路Ａ１の相抵抗、第１巻線ユニットＮ１における第１相巻線Ａのコイル分岐回路Ａ２の相抵抗、又は第１巻線ユニットＮ１における第２相巻線Ｂのコイル分岐回路Ｂ１の相抵抗、第１巻線ユニットＮ１における第２相巻線Ｂのコイル分岐回路Ｂ２の相抵抗、又は第１巻線ユニットＮ１における第３相巻線Ｃのコイル分岐回路Ｃ１の相抵抗、第１巻線ユニットＮ１における第３相巻線Ｃのコイル分岐回路Ｃ２の相抵抗を表す。

この場合、モータコイル１２における各巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸上の電流は、いずれも熱を発することができる。図２に示される回路構成例を例とし、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２に発生する加熱電力は、以下の式（７）に従って計算して取得することができる。

ここで、Ｐ_１は、第１巻線ユニットＮ１のゼロ軸に発生する目標加熱電力を表し、Ｐ_２は、第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸に発生する目標加熱電力を表し、Ｐ_３は、第１巻線ユニットＮ１の直軸及び横軸に発生する目標加熱電力を表し、Ｐ_４は、第２巻線ユニットＮ２の直軸及び横軸に発生する目標加熱電力を表し、ｉ_ｓ１＊は、第１巻線ユニットＮ１を流れる電流によって直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和を表し、ｉ_ｓ２＊は、第２セットの巻線ユニットＮ２を流れる電流によって直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和を表し、ｉ_ｓ＊は、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を流れる電流によって直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和を表し、Ｒ_ｓは、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットの各相巻線の相抵抗を表し、Ｒ_ｓｎは、中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗（本実施形態において、中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗がいずれも等しい）を表す。

具体的には、ｉ_ｎ＊＝ｉ_ｎ１＊＋ｉ_ｎ２＊≠０であり、かつｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２－ｉ、ｉ≠０であるか、又は、ｉ_ｎ１＊＝２＊ｉ_ｎ＊／３＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／３－ｉ、ｉ≠０であるように制御し、すなわち、ｉ_ｎ＊＝ｉ_ｎ１＊＋ｉ_ｎ２＊≠０が満たされればよい。また、ｉ_ｎ１＊＝ｉ_ｎ＊／２＋ｉ、ｉ_ｎ２＊＝ｉ_ｎ＊／２－ｉ、ｉ≠０であるように制御し、かつＴ_ｅ＝Ｔ_ｅ１＋Ｔ_ｅ２であるように制御すれば、Ｔ_ｅ／２＝Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ２であるか、又は、Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ／２＋Ｔ、Ｔ_ｅ２＝Ｔ_ｅ／２－Ｔ、Ｔ≠０であるか、又は、Ｔ_ｅ１＝２＊Ｔ_ｅ／３＋Ｔ、Ｔ_ｅ２＝１＊Ｔ_ｅ／３－Ｔ、Ｔ≠０であり、すなわち、Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｅ１＋Ｔ_ｅ２が満たされればよい。

好ましくは、Ｔ_ｅ／２＝Ｔ_ｅ１＝Ｔ_ｅ２、ｉ_ｄ＊＝ｉ_ｄ１＝ｉ_ｄ２、ｉ_ｑ＊＝ｉ_ｑ１＝ｉ_ｑ２であるように制御し、この場合、モータコイル１２における２セットの巻線ユニットの出力電流は、正弦で、振幅値が等しいため、２セットの巻線の出力電力が一致することを保証することができ、かつ可逆ＰＷＭ整流器１１における各ブリッジアームが均衡に用いられ、可逆ＰＷＭ整流器１１の耐用年数を延長する。

本実施例において、各巻線ユニットのゼロ軸、横軸、直軸上の電流は、いずれも加熱電力を発生することができ、かつ加熱電力をより柔軟に制御することができる。

さらに、本実施例の１つの実施形態とし、可逆ＰＷＭ整流器１１は、コントローラに接続され、コントローラは、各セットの巻線ユニットにおける各相巻線の実際の電流を取得し、またモータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力を取得し、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸で必要とされる目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流を取得し、目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流及び各相巻線ユニットを流れる実際の電流に基づいて、各セットの巻線ユニットに接続された可逆ＰＷＭ整流器１１のブリッジアームのデューティ比を取得し、各セットの巻線ユニットのゼロ軸電流に対して閉ループ制御を行って取得されたデューティ比をそれぞれ直軸電流、横軸電流に対してベクトル制御を行って取得された各相のデューティ比と加算して、各相の総デューティ比を取得する。

本実施形態において、収集及び計算により各セットの巻線ユニットにおける各相巻線を流れる実際の電流を取得し、また電池２が位置する環境の環境の温度及び電池２から出力された直流電流、直流電圧に基づいて、モータコイル１２に発生する必要がある熱量を計算し、かつ該熱量に基づいて、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力を取得し、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸で必要とされる目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流を取得し、目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流及び各セットの巻線の直軸、横軸、ゼロ軸に形成された実際の電流ベクトルに基づいて、各セットの巻線ユニットに接続された可逆ＰＷＭ整流器１１のブリッジアームのデューティ比を取得し、各セットの巻線ユニットのゼロ軸電流に対して閉ループ制御を行って取得されたデューティ比をそれぞれ直軸電流、横軸電流に対してベクトル制御を行って取得された各相ブリッジアームのデューティ比と加算して、各相ブリッジアームの総デューティ比を取得する。

本実施形態において、可逆ＰＷＭ整流器１１のブリッジアームのデューティ比を調整することにより、モータコイル１２の加熱電力を調整するという目的を達成する。

さらに、本実施例の１つの実施形態として、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力を取得し、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸で必要とされる目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流を取得するステップは、
電池が位置する環境の温度に基づいて、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力を取得するステップと、
各セットの巻線ユニットに発生する必要があるトルクに基づいて、各セットの巻線ユニットの直軸、横軸で必要とされる目標直軸電流及び目標横軸電流を取得し、目標直軸電流及び目標横軸電流に基づいて、各セットの巻線ユニットに発生する第１加熱電力を取得するステップと、
各セットの巻線ユニットに必要な充放電電流に基づいて、各セットの巻線ユニットのゼロ軸上の実際のゼロ軸電流を取得し、各セットの巻線ユニットに発生する実際のゼロ軸電流に基づいて、各セットの巻線ユニットに発生する第２加熱電力を取得し、かつ各セットの巻線ユニットに発生する第１加熱電力及び第２加熱電力を加算してモータコイル１２に発生する実際の加熱電力を取得するステップと、
モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力がモータコイル１２に発生する実際の加熱電力より大きい場合、モータコイル１２に発生する実際の加熱電力とモータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力を計算して取得し、かつ各セットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットのゼロ軸上の目標ゼロ軸電流を計算して取得するステップとを含む。

いくつかの例において、図２に示される回路構成例を例とし、具体的には、各セットの巻線ユニットに発生する必要があるトルクに基づいて、トルクＭＴＰＡ＆ＭＴＰＶテーブルルックアップを行って、最も小さいｉ_ｄ１＊、ｉ_ｑ１＊、ｉ_ｄ２＊、ｉ_ｑ２＊を取得し、式（７）に従ってＰ_３及びＰ_４を算出し、Ｐ_３とＰ_４を加算して、モータコイル１２の直軸、横軸に発生する第１加熱電力を取得し、第１加熱電力が目標加熱電力以上である場合、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流を調整しない。

第１加熱電力が目標加熱電力より小さい場合、各セットの巻線ユニットに必要な充放電電流に基づいて、各セットの巻線ユニットのゼロ軸上の実際のゼロ軸電流を取得し、各セットの巻線ユニットに発生する実際のゼロ軸電流に基づいて、各セットの巻線ユニットに発生する第２加熱電力、すなわちＰ_１とＰ_２の和を取得し、かつ各セットの巻線ユニットに発生する第１加熱電力及び第２加熱電力を加算して、モータコイル１２に発生する実際の加熱電力を取得する。具体的には、式（３）に従って、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸上の電流を取得し、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸上の電流に基づいて、式（５）に従って、第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸に発生する第２加熱電力を取得し、かつモータコイル１２の直軸、横軸に発生する第１加熱電力と第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２のゼロ軸に発生する第２加熱電力を加算して、モータコイル１２の実際の加熱電力を取得する。

さらに、モータコイル１２の実際の加熱電力とモータコイル１２の目標加熱電力を比較し、モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力がモータコイル１２に発生する実際の加熱電力より大きい場合、モータコイル１２に発生する実際の加熱電力とモータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力、すなわち、Ｐ_１とＰ_２の和を計算して取得し、また、各セットの巻線ユニットのゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、式（７）の計算方法に従って、第１巻線ユニットＮ１の中性線（ｎ１から引き出される）の電流ｉ_ｎ１、第２巻線ユニットＮ２の中性線（ｎ４から引き出される）の電流ｉ_ｎ２及び第１巻線ユニットＮ１と第２巻線ユニットＮ２との間に流入する電流ｉを取得することにより、各セットの巻線ユニットのゼロ軸上の目標ゼロ軸電流を取得し、各巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸上の電流を調整することにより目標直軸電流、目標横軸電流、目標ゼロ軸電流を達成する。

モータコイル１２に発生する必要がある目標加熱電力がモータコイル１２に発生する実際の加熱電力以下である場合、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流の大きさを調整し、モータコイル１２に発生する熱を減少させることにより、モータコイル１２に発生する熱が目標加熱電力を満たすことを保証する。

本実施形態において、該エネルギー変換装置は、直流充放電及び加熱モードで動作するか、又は、直流充放電、加熱、駆動モードで動作する場合、いずれも各巻線ユニットの直軸、横軸、ゼロ軸上の電流を計算して取得し、直流充放電及び加熱、又は直流充放電、加熱、駆動の要件を達成できることにより、該エネルギー変換装置は、同時に直流充放電及び加熱状態に動作することができ、同時に直流充放電、加熱、駆動状態に動作することもでき、異なる使用シーンにおいてエネルギー変換装置に対する需要を満たす。

なお、該エネルギー変換装置は、単独で駆動モードで動作してもよく、この場合、電池２は、電気エネルギーを提供し、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流がゼロであるように制御し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流電流を交流電流に変換して、モータを駆動する。

また、該エネルギー変換装置は、さらに加熱及び駆動モードで動作してもよく、この場合、電池２は、電気エネルギーを供給し、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流がゼロであるように制御し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流電流を交流電流に変換して、モータを駆動し、かつ各巻線ユニットにおける各相巻線の直軸、横軸上の電流により加熱電力を発生することにより、モータコイル１２は、熱を発し、或いは、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流がゼロではないように制御し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流電流を交流電流に変換して、モータを駆動し、かつ各巻線ユニットにおける各相巻線のゼロ軸上の電流により加熱電力を発生することにより、モータコイル１２は、熱を発し、各巻線ユニットのゼロ軸上の電流がゼロではないように制御し、可逆ＰＷＭ整流器１１は、直流電流を交流電流に変換して、モータを駆動し、かつ各巻線ユニットにおける各相巻線のゼロ軸上の電流により加熱電力を発生し、各巻線ユニットにおける各相巻線の直軸、横軸上の電流により加熱電力を発生することにより、モータコイル１２は、熱を発する。

本実施例において、可逆ＰＷＭ整流器１１、モータコイル１２を含むエネルギー変換装置を用いることにより、該エネルギー変換装置は、外部の電池２、第１直流充放電ポート３及び第２充放電ポート４に接続された後、２つの充放電ポートにより同時に充放電を行うことができ、また、そのうちの１つの充放電ポートにより充電し、もう１つの充放電ポートにより放電することができ、かつ該エネルギー変換装置は、加熱モード、加熱／駆動モード、加熱／駆動／充放電モード、充放電／駆動モード、充放電／加熱モード及び充放電モードのうちの１つを選択して動作することができ、各セットの巻線ユニットを流れる電流がモータロータの磁場で配向された同期回転座標系に、対応する電流ベクトルを形成し、かつ直軸、横軸、ゼロ軸上の電流ベクトル及び方向を制御することによりモータコイル１２のトルク及び加熱電力を制御して、モータコイル１２には、加熱電力及び／又はトルクが発生して、電池２を加熱することができるか、或いは、外部装置を用いて熱を発して電池を加熱することができ、さらにモータ駆動を実現することができ、従来技術における電気自動車の電池を含む加熱制御回路の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、かつコストが高いという問題を解決する。

図２２に示すように、本願の第２実施例に係るエネルギー変換装置は、
少なくとも第１巻線ユニットＮ１及び第２巻線ユニットＮ２を含むモータコイル１２であって、第１巻線ユニットＮ１から少なくとも１本の中性線が引き出され、第２巻線ユニットＮ２から少なくとも１本の中性線が引き出され、第１巻線ユニットＮ１が第２巻線ユニットＮ２の中性線のうちの少なくとも１本に接続されるモータコイル１２と、
それぞれ第１巻線ユニットＮ１、第２巻線ユニットＮ２に接続される可逆ＰＷＭ整流器１１と、
上記モータコイル１２における少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線に接続される第１充放電接続端５１及び可逆ＰＷＭ整流器１１の第２合流端に接続される第２充放電接続端５２を含む充放電接続端子群５と、
可逆ＰＷＭ整流器１１の第１合流端に接続される第１エネルギー貯蔵接続端６１及び可逆ＰＷＭ整流器１１の第２合流端に接続される第２エネルギー貯蔵接続端６２を含むエネルギー貯蔵接続端子群６とを含む。

外部の第１直流充放電ポート３は、第１端が第１充放電接続端５１に接続され、第２端が第２充放電接続端５２に接続され、外部の電池２は、第１端が第１エネルギー貯蔵接続端６１に接続され、第２端が第２エネルギー貯蔵接続端６２に接続され、本実施例の具体的な動作方式について、本願の第１実施例を参照することができ、ここでは説明を省略する。

さらに、本願の第３実施例に係る車両は、本願の第１実施例に記載のエネルギー変換装置又は本願の第２実施例に記載のエネルギー変換装置を含む。

本実施例の車両におけるエネルギー変換装置の具体的な動作原理について、前述の第１実施例におけるエネルギー変換装置の詳細な説明を参照することができ、ここでは説明を省略する。

図２３に示すように、モータドライブの冷却システムと電池パックの冷却システムとは、連通状態にあり、具体的には、電池パックの加熱及び冷却回路は、モータ駆動システム冷却回路、電池冷却システム回路、及びエアコンシステム冷却回路を含む。電池冷却システム回路は、熱交換板によりエアコン冷却システムと組み合わせられ、電池冷却システム回路は、四方弁によりモータ駆動システム冷却回路と貫通する。モータ駆動システム冷却回路は、三方弁の切り替えによりラジエータとの接続・遮断を行う。モータ駆動システム冷却回路と電池冷却システム回路は、弁体により切り替えられて、管路内の冷却液の流れ方向を変更することにより、モータ駆動システムにより加熱された後の冷却液が電池冷却システムに流れ、熱量がモータ駆動システムから電池冷却システムへの伝達を完了し、モータが非加熱モードにある場合、三方弁及び四方弁により切り替えられ、モータ駆動システムの冷却液がＡ回路を流れ、電池冷却システムの冷却液がＣ回路を流れ、モータが加熱モードにある場合、三方弁及び四方弁により切り替えられ、モータ駆動システムの冷却液がＢ回路を流れ、モータ駆動システムにより加熱された後の冷却液が電池パック冷却回路に流れて電池を加熱することを実現する。

本実施例において、可逆ＰＷＭ整流器１１、モータコイル１２を含むエネルギー変換装置を用いることにより、該エネルギー変換装置は、外部の電池２、第１直流充放電ポート３に接続された後、加熱モード、加熱／駆動モード、加熱／駆動／充放電モード、充放電／駆動モード、充放電／加熱モード及び充放電モードのうちの１つを選択して動作することができ、各セットの巻線ユニットを流れる電流がモータロータの磁場で配向された同期回転座標系に、対応する電流ベクトルを形成し、かつ直軸、横軸、ゼロ軸上の電流ベクトル及び方向を制御することによりモータコイル１２のトルク及び加熱電力を制御して、モータコイル１２には、加熱電力及び／又はトルクが発生して、電池２を加熱することができ、従来技術における電池加熱専用の装置を省略することができ、さらにモータ駆動を実現することができ、従来技術における電気自動車の電池を含む加熱制御回路の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、かつコストが高いという問題を解決する。

なお、本願の説明において、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」などで示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は素子が特定の方位を有するとともに、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを指示するか又は示唆するものではないため、本願を限定するものであると理解すべきではない。

また、用語「第１」、「第２」は、説明のためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示するか又は示唆し、或いは指示された技術的特徴の数を暗示的に指示すると理解してはならない。これにより、「第１」、「第２」で限定された特徴は、１つ以上の該特徴を明示的又は暗示的に含んでよい。本願の説明において、「複数」とは、明確かつ具体的な限定がない限り、２つ以上を意味する。

本願において、明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などは、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、一体的な接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接的な連結であってもよく、中間媒体を介した間接的な連結であってもよく、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

本願において、明確な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することであってもよく、第１特徴と第２特徴とが中間媒体を介して間接的に接触することであってもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上又は斜め上にあることであってもよく、第１特徴の水平方向における高さが第２特徴より高いことを単に示すことであってもよい。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下又は斜め下にあることであってもよく、第１特徴の水平方向における高さが第２特徴より低いことを単に示すことであってもよい。

本明細書の説明において、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などを参照する説明は、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施例又は例を示すものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ以上の実施例又は例において適切な形態で結合することができる。また、互いに矛盾しない限り、当業者であれば、本明細書で説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例や例の特徴を結合し、組み合わせることができる。

以上、本願の実施例を示し、説明したが、上記実施例は、例示的なものであり、本願を限定するものと理解すべきではなく、当業者であれば、本願の範囲で上記実施例に対して変更、修正、交換及び変形を行うことができる。

Claims (16)

1. 可逆ＰＷＭ整流器及びモータコイルを含み、
   前記モータコイルは、少なくとも第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットを含み、前記第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットは、いずれも前記可逆ＰＷＭ整流器に接続され、
   外部の電池、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記モータコイル及び外部の第１直流充放電ポートは、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、前記第１巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、前記第２巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、前記第１巻線ユニットの少なくとも１本の中性線は、前記第２巻線ユニットの中性線のうちの少なくとも１本に接続され、少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線は、前記第１直流充放電ポートの第１端に接続され、前記可逆ＰＷＭ整流器は、前記電池の第１端、及び前記電池の第２端に接続され、前記第１直流充放電ポートの第２端は、前記電池の第２端に接続されることを特徴とする、エネルギー変換装置。
2. 前記可逆ＰＷＭ整流器は、１組のＭ相ブリッジアームを含み、各相ブリッジアームは、第１端が共通接続されて第１合流端を形成し、第２端が共通接続されて第２合流端を形成し、前記第１合流端は、前記電池の第１端に接続され、前記第２合流端は、前記電池の第２端及び前記第１直流充放電ポートの第２端に接続され、
   前記モータコイルは、少なくとも第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットを含み、前記第１巻線ユニットは、１セットのｍ_１相巻線を含み、ｍ_１相巻線における各相巻線は、ｎ_１個のコイル分岐回路を含み、各相巻線のｎ_１個のコイル分岐回路は、共通接続されて１つの相端点を形成し、ｍ_１相巻線の相端点は、Ｍ個のブリッジアームのうちのｍ_１個のブリッジアームの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、ｍ_１相巻線における各相巻線のｎ_１個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路は、それぞれ他の相巻線におけるｎ_１個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路に接続されて、ｎ_１個の接続点を形成し、Ｔ_１個の中性点が前記ｎ_１個の接続点から形成され、前記Ｔ_１個の中性点からＪ_１本の中性線が引き出され、ｎ_１≧Ｔ_１≧１で、Ｔ_１≧Ｊ_１≧１で、ｍ_１≧２であり、かつｎ_１、ｍ_１、Ｔ_１、Ｊ_１は、いずれも正の整数であり、
   前記第２巻線ユニットは、１セットのｍ_２相巻線を含み、ｍ_２相巻線における各相巻線は、ｎ_２個のコイル分岐回路を含み、各相巻線のｎ_２個のコイル分岐回路は、共通接続されて１つの相端点を形成し、ｍ_２相巻線の相端点は、Ｍ個のブリッジアームのうちのｍ_２個のブリッジアームの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、ｍ_２相巻線における各相巻線のｎ_２個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路は、それぞれ他の相巻線におけるｎ_２個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路に接続されて、ｎ_２個の接続点を形成し、Ｔ_２個の中性点が前記ｎ_２個の接続点がから形成され、前記Ｔ_２個の中性点からＪ_２本の中性線が引き出され、ｎ_２≧Ｔ_２≧１で、Ｔ_２≧Ｊ_２≧１で、ｍ_２≧２で、Ｍ≧ｍ_１＋ｍ_２であり、かつｎ_２、ｍ_２、Ｔ_２、Ｊ_２は、いずれも正の整数であり、
   前記Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、前記Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線に接続され、前記Ｊ_１本の中性線及び／又は前記Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、前記第１直流充放電ポートの第１端に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換装置。
3. ｎ_１≧Ｔ_１≧２で、Ｔ_１≧Ｊ_１≧２である場合、前記Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線は、前記Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも１本の中性線に接続され、前記Ｊ_１本の中性線のうちの少なくとも他の１本の中性線は、前記第１直流充放電ポートの第１端に接続されることを特徴とする、請求項２に記載のエネルギー変換装置。
4. ｎ_２≧Ｔ_２≧２で、Ｔ_２≧Ｊ_２≧２である場合、前記Ｊ_２本の中性線のうちの少なくとも他の１本の中性線は、外部の第２直流充放電ポートの第１端に接続され、前記第２直流充放電ポート、前記モータコイル、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路又は直流放電回路を形成することを特徴とする、請求項３に記載のエネルギー変換装置。
5. 前記第１直流充放電ポートが直流電源に接続される場合、前記直流電源、前記第１直流充放電ポート、前記第１巻線ユニット、前記第２巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路を形成し、前記直流電源、前記第１直流充放電ポート、前記第１巻線ユニット、前記第２巻線ユニット及び前記可逆ＰＷＭ整流器は、直流充電エネルギー貯蔵回路を形成し、前記直流電源、前記第１直流充放電ポート、前記第１巻線ユニット、前記第２巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電エネルギー放出回路を形成することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
6. 前記第１直流充放電ポートが直流電力消費装置に接続される場合、前記電池、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第２巻線ユニット、前記第１巻線ユニット、前記第１直流充放電ポート及び前記直流電力消費装置は、直流放電回路を形成し、前記電池、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第２巻線ユニット、前記第１巻線ユニット、前記第１直流充放電ポート及び前記直流電力消費装置は、直流放電エネルギー貯蔵回路を形成し、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第２巻線ユニット、前記第１巻線ユニット、前記第１直流充放電ポート及び前記直流電力消費装置は、直流放電エネルギー放出回路を形成することを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
7. 前記可逆ＰＷＭ整流器に並列接続されるバスキャパシタをさらに含み、
   前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつ前記バスキャパシタ、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第１巻線ユニット及び前記第２巻線ユニットは、加熱回路を形成することを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
8. コントローラをさらに含み、
   前記第１直流充放電ポートは、直流電源に接続され、前記コントローラは、前記直流電源、前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット及び可逆ＰＷＭ整流器が充電エネルギー貯蔵回路を形成するように制御するとともに、前記直流電源、前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池が充電エネルギー放出回路を形成するように制御し、また、前記バスキャパシタ、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット及び前記モータコイルにおける他の１セットの巻線ユニットが加熱エネルギー貯蔵回路を形成するように制御するとともに、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記モータコイルにおける他の１セットの巻線ユニット及び前記可逆ＰＷＭ整流器が加熱エネルギー放出回路を形成するように制御することを特徴とする、請求項７に記載のエネルギー変換装置。
9. 前記コントローラは、前記第１直流充放電ポート及び前記バスキャパシタにより出力された電流、又は前記電池及び前記バスキャパシタにより出力された電流が、前記モータコイルにおける巻線ユニットを流れてトルクが発生するように、外部信号に基づいて前記可逆ＰＷＭ整流器を制御し、各セットの巻線ユニットの電流によってモータロータの磁場で配向された同期回転座標系の直軸、横軸に形成された電流ベクトルを制御することによりトルクの大きさ及び方向を制御するとともに、各セットの前記巻線ユニットの全ての相巻線から他の１セットの巻線ユニットの全ての相巻線に流入する電流によって前記モータロータの磁場で配向された同期回転座標系のゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさを制御することを特徴とする、請求項８に記載のエネルギー変換装置。
10. 前記第１巻線ユニットを流れる電流によって前記ゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくないように制御することにより、前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつ前記バスキャパシタ、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第１巻線ユニット及び前記第２巻線ユニットは、加熱回路を形成し、第ｘセットの前記巻線ユニットに発生する加熱電力は、ｍ_ｘＲｓ_０（ｉ_０ｘ^＊）^２であり、ここで、ｍ_ｘは、第ｘセットの前記巻線ユニットの巻線相数を表し、ｉ_０ｘ^＊は、第ｘセットの前記巻線ユニットを流れる電流によって前記ゼロ軸に形成された電流ベクトルの振幅値を表し、Ｒｓ_０は、前記第ｘセットの巻線ユニットにおける中性線に接続された各相巻線分岐回路の相抵抗を表すことを特徴とする、請求項９に記載のエネルギー変換装置。
11. 前記第１巻線ユニットを流れる電流によって前記ゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくなく、前記第１巻線ユニット及び前記第２巻線ユニットに発生するトルクの大きさが等しく、かつゼロではなくいように制御することにより、前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつ前記バスキャパシタ、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記モータコイルは、駆動回路を形成することを特徴とする、請求項９に記載のエネルギー変換装置。
12. 前記第１巻線ユニットを流れる電流によって前記ゼロ軸に形成された電流ベクトルの大きさがゼロに等しくなく、前記第１巻線ユニット及び前記第２巻線ユニットに発生するトルクの大きさが等しく、かつゼロではないように制御することにより、前記第１直流充放電ポート、前記モータコイルにおける１セットの巻線ユニット、前記可逆ＰＷＭ整流器及び前記電池は、直流充電回路又は直流放電回路を形成し、かつ前記バスキャパシタ、前記可逆ＰＷＭ整流器、前記第１巻線ユニット及び前記第２巻線ユニットは、加熱回路及び駆動回路を形成し、第ｘセットの前記巻線ユニットに発生する加熱電力は、
    

    

    
    であり、ここで、ｍは、第ｘセットの前記巻線ユニットの巻線相数を表し、ｉ０ｘ^＊は、第ｘセットの前記巻線ユニットを流れる電流によって前記ゼロ軸に形成された電流ベクトルの振幅値を表し、Ｒｓは、第ｘセットの前記巻線ユニットの各相巻線の相抵抗を表し、Ｒｓ_０は、前記第ｘセットの巻線ユニットにおける中性線に接続された各相のコイル分岐回路の相抵抗を表し、
    

    

    
    は、第ｘセットの巻線ユニットの電流によって前記直軸、横軸に形成された電流ベクトルの和を表すことを特徴とする、請求項９に記載のエネルギー変換装置。
13. 前記可逆ＰＷＭ整流器は、コントローラに接続され、前記コントローラは、各セットの前記巻線ユニットにおける各相巻線の実際の電流を取得し、また前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力を取得し、前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットの前記直軸、前記横軸、前記ゼロ軸で必要とされる目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流を取得し、前記目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流及び前記各相巻線ユニットを流れる実際の電流に基づいて、各セットの前記巻線ユニットに接続された前記可逆ＰＷＭ整流器のブリッジアームのデューティ比を取得し、各セットの前記巻線ユニットのゼロ軸電流に対して閉ループ制御を行って取得されたデューティ比を、それぞれ直軸電流、横軸電流に対してベクトル制御を行って取得された各相のブリッジアームのデューティ比と加算して、各相のブリッジアームの総デューティ比を取得することを特徴とする、請求項９～１２のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
14. 前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力を取得し、前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの巻線ユニットの前記直軸、前記横軸、前記ゼロ軸で必要とされる目標ゼロ軸電流、目標直軸電流、目標横軸電流を取得するステップは、
    前記電池が位置する環境の温度に基づいて、前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力を取得するステップと、
    各前記巻線ユニットに発生する必要があるトルクに基づいて、各セットの前記巻線ユニットの前記直軸、前記横軸で必要とされる目標直軸電流及び目標横軸電流を取得し、前記目標直軸電流及び前記目標横軸電流に基づいて、各セットの巻線ユニットに発生する第１加熱電力を取得するステップと、
    各セットの前記巻線ユニットに必要な充放電電流に基づいて、各セットの前記巻線ユニットの前記ゼロ軸上の実際のゼロ軸電流を取得し、前記各セットの前記巻線ユニットに発生する実際のゼロ軸電流に基づいて、各セットの前記巻線ユニットに発生する第２加熱電力を取得し、かつ各セットの前記巻線ユニットに発生する第１加熱電力及び第２加熱電力を加算して前記モータコイルに発生する実際の加熱電力を取得するステップと、
    前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力が前記モータコイルに発生する実際の加熱電力より大きい場合、前記モータコイルに発生する実際の加熱電力と前記モータコイルに発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの前記巻線ユニットの前記ゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力を計算して取得し、かつ各セットの前記巻線ユニットの前記ゼロ軸に発生する必要がある目標加熱電力に基づいて、各セットの前記巻線ユニットの前記ゼロ軸上の目標ゼロ軸電流を計算して取得するステップとを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のエネルギー変換装置。
15. 少なくとも第１巻線ユニット及び第２巻線ユニットを含むモータコイルであって、前記第１巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、前記第２巻線ユニットから少なくとも１本の中性線が引き出され、前記第１巻線ユニットが前記第２巻線ユニットの中性線のうちの少なくとも１本に接続されるモータコイルと、
    前記第１巻線ユニット、前記第２巻線ユニットに接続される可逆ＰＷＭ整流器と、
    前記モータコイルにおける少なくとも１つの巻線ユニットの少なくとも１本の中性線に接続される第１充放電接続端及び前記可逆ＰＷＭ整流器の第２合流端に接続される第２充放電接続端を含む充放電接続端子群と、
    前記可逆ＰＷＭ整流器の第１合流端に接続される第１エネルギー貯蔵接続端及び前記可逆ＰＷＭ整流器の第２合流端に接続される第２エネルギー貯蔵接続端を含むエネルギー貯蔵接続端子群とを含むことを特徴とする、エネルギー変換装置。
16. 請求項１～１５に記載のエネルギー変換装置をさらに含むことを特徴とする、車両。