KR101971369B1 - 전기 자동차용의 전원 시스템 - Google Patents

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와타루 나카야마
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Abstract

전기 자동차용의 전원 시스템(100)은, 배터리(11)와, 주행용의 모터에 교류 전력을 공급하는 인버터(20)와, 상기 배터리와 상기 인버터 사이에 접속되어 있는 제1 전압 컨버터(10a)와, 상기 제1 전압 컨버터와 병렬로 접속되어 있는 제2 전압 컨버터(10b)와, 상기 제1 전압 컨버터의 온도를 취득하는 온도 취득부(9a)와, 상기 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류의 크기를 취득하는 전류 취득부(8b)와, 컨트롤러(19)를 구비한다. 상기 제1 전압 컨버터와 상기 제2 전압 컨버터의 각각은, 2개의 스위칭 소자(4a, 5a, 4b, 5b)와, 2개의 다이오드(6a, 7a, 6b, 7b)와, 리액터(3a, 3b)를 구비하고 있다.

Description

전기 자동차용의 전원 시스템{POWER SUPPLY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 개시는, 전기 자동차의 주행용의 모터에 전력을 공급하는 전원 시스템에 관한 것이다. 본 명세서에 있어서의 「전기 자동차」에는, 모터와 엔진 모두를 구비하는 하이브리드 차가 포함된다.
전기 자동차는, 배터리와, 상기 배터리의 직류 전력을 모터 구동용의 교류 전력으로 변환하는 인버터를 포함하는 전원 시스템을 구비한다. 상기와 같은 전원 시스템 중에는, 배터리와 인버터 사이에 전압 컨버터를 구비하는 것이 있다(일본 특허 공개 제2009-159748호, 일본 특허 공개 제2016-100936호). 많은 전기 자동차에서는, 제동 시에 차량의 관성 에너지를 이용하여 모터로 발전하고, 그 전력(회생 전력)을 인버터가 직류로 변환하여, 배터리를 충전한다. 그로 인해, 전원 시스템의 전압 컨버터는, 배터리의 전압을 승압하여 인버터에 출력하는 승압 기능과, 인버터로부터 공급되는 회생 전력의 전압을 강압하여 배터리에 출력하는 강압 기능 모두를 구비할 필요가 있다. 상기와 같은 전압 컨버터는, 쌍방향 DC-DC 컨버터라고 불린다.
전형적인 쌍방향 DC-DC 컨버터는, 2개의 스위칭 소자와, 2개의 다이오드와, 리액터를 구비하고 있다. 2개의 스위칭 소자는, 인버터측의 정극단과 부극단 사이에 직렬로 접속되어 있다. 각각의 다이오드는, 각각의 스위칭 소자에 역병렬로 접속되어 있다. 리액터는, 배터리측의 정극단과, 2개의 스위칭 소자의 직렬 접속의 중간점 사이에 접속되어 있다. 컨트롤러는, 각각의 스위칭 소자를 제어한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 직렬로 접속된 2개의 스위칭 소자 중 정극단측의 스위칭 소자를 상부 아암 소자라고 칭하고, 부극단측의 스위칭 소자를 하부 아암 소자라고 칭하는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2009-159748호, 일본 특허 공개 제2016-100936호에 개시되어 있는 전원 시스템의 전압 컨버터도, 상기한 회로 구성을 구비하고 있다. 컨트롤러는, 각각의 스위칭 소자에 대하여 구동 신호를 공급한다. 구동 신호는, 전형적으로는, 소정의 듀티비의 PWM(Pulse Width Moduration) 신호이다. 일본 특허 공개 제2009-159748호의 전원 시스템의 전압 컨버터는, 리액터의 온도가 높아졌을 때에, 하부 아암 소자의 온오프 동작을 제한하여, 리액터를 흐르는 전류를 억제한다. 또한, 일본 특허 공개 제2016-100936호의 전원 시스템에서는, 전압 컨버터의 부품의 부하를 억제하기 위하여, 2개의 전압 컨버터가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2016-100936호에는, 상부 아암 소자를 온으로 고정하고, 하부 아암 소자를 오프로 고정하는 경우가 있음이 설명되어 있다. 그 경우, 전압 컨버터는, 배터리의 전압을 그대로 인버터측에 출력한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 상부 아암 소자를 온으로 고정하고, 하부 아암 소자를 오프로 고정하는 제어를 상부 아암 온 고정 제어라고 칭한다.
배터리와 인버터 사이에서 2개의 전압 컨버터를 병렬로 접속한 전원 시스템의 경우, 전압 컨버터의 개체차 등에 의해, 한쪽의 전압 컨버터의 온도가 다른 쪽의 전압 컨버터의 온도보다도 높아지는 경우가 있다. 전압 컨버터의 개체차의 예로서는, 전압 컨버터에 부수되는 냉각기의 성능차나, 정격 전류의 차 등이 있다. 본 명세서는, 2개의 전압 컨버터의 병렬 접속을 채용한 전원 시스템에 있어서, 상부 아암 소자를 온으로 고정하고, 하부 아암 소자를 오프로 고정하는 제어(상부 아암 온 고정 제어)를 실행하고 있을 때에, 한쪽의 전압 컨버터의 온도가 너무 높아졌을 때에, 가능한 한 인버터(모터)에 대한 공급 전력을 저하시키지 않고, 상기 전압 컨버터의 온도 상승을 한층 더 억제하는 기술을 제공한다.
본 개시의 형태에 있어서, 전기 자동차용의 전원 시스템은, 배터리와, 인버터와, 제1 전압 컨버터와, 제2 전압 컨버터와, 컨트롤러를 구비하고 있다. 인버터는, 전기 자동차의 구동력을 발생시키는 모터에 교류 전력을 공급한다. 제1 전압 컨버터는, 배터리와 인버터 사이에 배치되고, 상기 배터리와 인버터에 접속되어 있다. 제2 전압 컨버터는, 제1 전압 컨버터와 병렬로 접속되어 있다. 제1 전압 컨버터와 제2 전압 컨버터의 각각은, 1쌍의 제1, 제2 스위칭 소자와 2개의 다이오드와 리액터를 구비하고 있다. 1쌍의 제1, 제2 스위칭 소자는, 인버터측의 정극단과 부극단 사이에 배치되고, 정극단과 부극단에 직렬로 접속되어 있다. 제1 스위칭 소자는, 인버터의 정극단에 접속되고, 제2 스위칭 소자는, 상기 인버터의 부극단에 접속된다. 2개의 다이오드의 각각은, 각각의 스위칭 소자에 역병렬로 접속되어 있다. 리액터는, 1쌍의 제1, 제2 스위칭 소자의 직렬 접속의 중간점과 배터리측의 정극단 사이에 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, 1쌍의 제1, 제2 스위칭 소자 중 정극단측의 제1 스위칭 소자가 상부 아암 소자에, 부극단측의 제2 스위칭 소자가 하부 아암 소자에 상당한다.
본 개시의 형태에 있어서, 전기 자동차용의 전원 시스템은, 또한, 제1 전압 컨버터의 온도를 취득하는 온도 취득부와, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류의 크기를 취득하는 전류 취득부를 구비하고 있다. 컨트롤러는, 상기 상부 아암 온 고정 제어를 실행하고 있을 때에, 제1 전압 컨버터의 온도와 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류를 모니터하고 있으며, 이하의 (1)과 (2)의 제어가 실행 가능하다. (1) 제1 전압 컨버터의 온도가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 높은 경우는, 컨트롤러는, 제1 및 제2 전압 컨버터에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 계속함과 함께 배터리의 출력을 저감한다. (2) 제1 전압 컨버터의 온도가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 낮은 경우는, 컨트롤러는, 제1 전압 컨버터에 대한 상부 아암 온 고정 제어를 해제한다. 그리고, 컨트롤러는, 제1 전압 컨버터의 제2 스위칭 소자를 제1 듀티비로 스위칭함과 함께, 제1 전압 컨버터의 제1 스위칭 소자를, 제1 전압 컨버터의 제2 스위칭 소자의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 제1 스위칭 제어를 개시한다. 제2 전압 컨버터에 대해서는, 컨트롤러는, 상부 아암 온 고정 제어를 계속하거나, 혹은, 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고 다음의 제2 스위칭 제어를 개시한다. 제2 스위칭 제어란, 제2 전압 컨버터의 제2 스위칭 소자를 제1 듀티비보다도 작은 제2 듀티비로 스위칭함과 함께, 제2 전압 컨버터의 제1 스위칭 소자를, 제2 전압 컨버터의 제2 스위칭 소자의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 제어이다. 또한, 제1 스위칭 소자를 제2 스위칭 소자의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭함으로써, 회생 전력이 생성되었을 때에, 전압 컨버터는 인버터로부터 공급되는 회생 전력의 전압을 강압하여 배터리에 출력하는 것이 가능해진다. 제1 듀티비는 0 이외에서 임의로 선정해도 된다. 제2 듀티비는, 제1 듀티비보다도 작으면, 임의로 선정해도 된다.
(2)의 처리에 의해, 제1 전압 컨버터를 흐르는 전류가 감소하고, 그만큼, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 증가된다. 제1 전압 컨버터를 흐르는 전류가 감소하므로, 제1 전압 컨버터의 온도 상승을 한층 더 억제할 수 있다. 한편, 제1 전압 컨버터의 출력 전력의 감소분은, 제2 전압 컨버터가 보충하므로, 인버터(모터)에 공급되는 전력은 내려가는 일이 없어, 자동차의 주행 성능은 내려가지 않는다. 또한, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 전류 역치와 동등한 경우에 (1)과 (2)의 어느 쪽에 할당할지는 임의여도 된다.
(2)의 처리에 의해 제1 전압 컨버터를 흐르는 전류가 감소하는 것은 다음의 이유에 의한다. 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고 제1 전압 컨버터에 대하여 상기 제1 스위칭 제어를 개시하면, 스위칭에 의해 전류의 방향이 변화하여 교류 전류가 되어, 그 결과, 리액터의 자기 인덕턴스에 의해 전류가 감소한다. 또한, 제2 전압 컨버터의 온도를 모니터하는 것이 아니고, 전류를 모니터하는 것은, 순시로 제2 전압 컨버터에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서, 제2 전압 컨버터의 부하를 알기 위해서이다. 제2 전압 컨버터의 부하에 여유가 있으면(즉, 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 전류 역치보다 작으면), 제1 전압 컨버터의 출력 감소분을 제2 전압 컨버터에서 보충할 수 있기 때문이다.
제2 전압 컨버터를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 높은 경우는(즉, 제2 전압 컨버터의 부하가 큰 경우는), 제1 전압 컨버터에서 감소하는 출력 전력을 제2 전압 컨버터에서 보충할 수 없으므로, 그 경우는, (1)의 처리를 실행하여, 제1 전압 컨버터와 제2 전압 컨버터를 흐르는 전류를 적절하게 억제한다. 이 경우는, 인버터(모터)에 공급되는 전력의 감소를 허용한다. 상기 전원 시스템은, 제1 전압 컨버터가 과열한 경우, 제1 전압 컨버터를 흐르는 전류를 감소시킴과 함께, 가능하면, 제1 전압 컨버터의 출력 전력의 감소분을 제2 전압 컨버터에서 보충하여, 2개의 전압 컨버터의 총 출력을 유지한다.
본 개시의 형태의 전원 시스템에 있어서, 제1 전압 컨버터는, 복수의 부품의 각각의 온도를 취득하는 부품 온도 취득부를 구비하고 있고, 컨트롤러는, 복수의 부품의 어느 온도가 상기 부품에 대응한 상기 온도 역치보다도 높아진 경우, 상기 부품의 온도를 제1 전압 컨버터의 온도로서 설정해도 된다. 그러한 구성에 의해, 제1 전압 컨버터의 복수의 부품을 과열로부터 보호할 수 있다.
본 개시의 형태의 전원 시스템에 있어서, 제1 전압 컨버터의 온도가 제2 전압 컨버터의 온도보다도 높아지는 경향이 있어도 된다. 예를 들어, 전압 컨버터에 부수되는 냉각기의 성능차나, 정격 전류의 차 등에 의해, 제1 전압 컨버터는 제2 전압 컨버터보다도 온도가 높아지기 쉬운 경우가 있다.
본 개시의 상세와 더 한층의 개량은 이하의 「발명을 실시하기 위한 형태」에서 설명한다.
본 발명의 예시적 실시예의 기술적 및 산업적 중요성, 특징, 장점에 대하여 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다.　 상기 도면에서 유사한 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 실시예의 전원 시스템을 포함하는 전기 자동차의 전력계의 블록도.
도 2는 제1 전압 컨버터의 리액터의 온도가 온도 역치를 초과했을 때의 제1, 제2 전압 컨버터의 동작 타임차트.
도 3은 제1 전압 컨버터의 리액터의 온도가 온도 역치를 초과했을 때의 제1, 제2 전압 컨버터의 동작 타임차트(변형예).
도 4는 변형예의 전압 컨버터의 블록도.
도면을 참조하여 실시예의 전원 시스템(100)을 설명한다. 도 1에 전원 시스템(100)을 포함하는 전기 자동차의 전력계의 블록도를 도시한다. 도 1에 있어서, 주행용의 모터(30)를 제외한 시스템이 전원 시스템(100)이다. 실시예의 전원 시스템(100)은, 배터리(11), 시스템 메인 릴레이(13), 2개의 전압 컨버터(10a, 10b) 및 인버터(20)를 구비하고 있다. 전기 자동차는, 배터리(11)의 전력으로 모터(30)를 구동하여 주행한다. 인버터(20)가, 배터리(11)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 모터(30)에 공급한다.
배터리(11)와 인버터(20) 사이에는, 제1 전압 컨버터(10a)가 접속되어 있다. 배터리(11)와 인버터(20) 사이에는, 제1 전압 컨버터(10a)와 병렬로 제2 전압 컨버터(10b)가 접속되어 있다. 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)와 배터리(11) 사이에는, 시스템 메인 릴레이(13)가 접속되어 있다. 시스템 메인 릴레이(13), 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b), 인버터(20)는, 컨트롤러(19)에 의해 제어된다. 또한, 도 1에서는, 컨트롤러(19)가 하나의 직사각형으로 그려져 있지만, 컨트롤러(19)의 기능은, 복수의 프로세서가 협동함으로써 실현되어도 된다. 또한, 도 1에서는, 화살표 점선이 신호선을 나타내고 있지만, 컨트롤러(19)와 시스템 메인 릴레이(13) 사이의 신호선과, 컨트롤러(19)와 인버터(20) 사이의 신호선은 도시를 생략하고 있다. 컨트롤러(19)는, 도시하지 않은 차량 메인 스위치가 온되면 시스템 메인 릴레이(13)를 폐쇄한다. 컨트롤러(19)는, 차량의 메인 스위치가 오프되면, 시스템 메인 릴레이(13)를 개방한다.
배터리(11)의 출력단에는 전류 제한기(12)가 구비되어 있다. 전류 제한기(12)는, 컨트롤러(19)로부터의 명령에 의해, 배터리(11)의 출력 전류를 소정의 값 이하로 제한한다. 컨트롤러(19)는, 통상은, 전류 제한기(12)를 동작시키지 않고, 배터리(11)는 그 최대 출력 전류까지 출력하는 것이 가능하게 되어 있다. 전류 제한기(12)를 사용하는 경우에 대해서는 후술한다.
제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)는 병렬로 접속되어 있고, 상기 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 배터리측의 단자를 저전압단(17)이라고 칭하고, 인버터측의 단자를 고전압단(18)이라고 칭한다. 환언하면, 저전압단(17)과 고전압단(18)은, 2개의 전압 컨버터(10a, 10b)가 공통이다. 또한, 저전압단(17)의 부극단(17b)과 고전압단(18)의 부극단(18b)은 직접 접속되어 있다.
저전압단(17)의 정극단(17a)과 부극단(17b) 사이에는 필터 콘덴서(14)가 접속되어 있고, 고전압단(18)의 정극단(18a)과 부극단(18b) 사이에는 평활 콘덴서(15)가 접속되어 있다.
제1 전압 컨버터(10a)의 회로를 설명한다. 고전압단(18)의 정극단(18a)과 부극단(18b) 사이에서 2개의 트랜지스터(4a, 5a)가 직렬로 접속되어 있다. 트랜지스터(4a, 5a)의 각각에 하나씩 합계 2개의 다이오드(6a, 7a)가 역병렬로 접속되어 있다. 2개의 트랜지스터(4a, 5a)의 직렬 접속의 중간점과 저전압단(17)의 정극단(17a) 사이에 리액터(3a)가 접속되어 있다. 트랜지스터(4a, 5a)는, 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이다. 이하에서는, 직렬로 접속된 2개의 트랜지스터(4a, 5a) 중 정극단(18a)측의 트랜지스터(4a)를 상부 아암 트랜지스터(4a)라고 칭하고, 부극단(18b)측의 트랜지스터(5a)를 하부 아암 트랜지스터(5a)라고 칭하는 경우가 있다.
제1 전압 컨버터(10a)는, 저전압단(17)에 인가된 전력의 전압을 승압하여 고전압단(18)에 출력하는 승압 기능과, 고전압단(18)에 인가된 전력의 전압을 강압하여 저전압단(17)에 출력하는 강압 기능 모두를 갖는 쌍방향 DC-DC 컨버터이다. 상부 아암 트랜지스터(4a)의 온오프에 의해 강압 동작이 실현되고, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온오프로 승압 동작이 실현된다. 저전압단(17)의 전압에 대한 고전압단(18)의 전압비는, 트랜지스터(4a, 5a)에 가하는 구동 신호의 듀티비로 결정된다. 트랜지스터(4a, 5a)는 컨트롤러(19)에 의해 제어된다. 컨트롤러(19)는 저전압단(17)의 전압에 대한 고전압단(18)의 목표 전압비에 기초하여, 하부 아암 트랜지스터(5a)를 소정의 듀티비로 온오프 동작시킨다. 이때, 컨트롤러(19)는 하부 아암 트랜지스터(5a)가 온일 때에 상부 아암 트랜지스터(4a)가 오프되고, 하부 아암 트랜지스터(5a)가 오프일 때에 상부 아암 트랜지스터(4a)가 온되도록 트랜지스터(4a, 5a)를 스위칭한다. 환언하면, 컨트롤러(19)는 하부 아암 트랜지스터(5a)를 소정의 듀티비로 스위칭함과 함께, 상부 아암 트랜지스터(4a)를, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭한다. 상술한 바와 같이, 전기 자동차는, 차량의 감속 에너지에 의해 모터(30)가 발전하는 경우가 있다. 컨트롤러(19)는, 한쪽의 트랜지스터가 온(오프)일 때에 다른 쪽이 오프(온)되도록, 2개의 트랜지스터(4a, 5a)를 스위칭 제어한다. 전술에 의해, 회생 전력이 없는 경우에는 배터리(11)의 전력의 전압이 승압되어 인버터(20)에 공급되어, 회생 전력이 발생하면, 인버터(20)로부터 공급되는 회생 전력이 강압되어 배터리(11)로 흐른다. 상부 아암 트랜지스터(4a)에, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 동작의 반전 동작을 행하도록 함으로써, 회생 전력의 유무에 따라 수동으로 승압과 강압이 전환되도록 된다. 전술은, 컨트롤러(19)가, 역행과 회생을 구별하지 않고 전압 컨버터를 제어할 수 있다는 점에서 우수하다. 또한, 「역행」이란, 배터리의 전력으로 모터를 구동하고 있는 상태를 의미하고, 「회생」이란, 모터가 차축측으로부터 역구동되어 발전하고 있는 상태를 의미한다.
제1 전압 컨버터(10a)에는, 온도 센서(9a)와 전류 센서(8a)가 구비되어 있다. 온도 센서(9a)는 리액터(3a)의 온도를 계측한다. 전류 센서(8a)는 리액터(3a)에 흐르는 전류, 즉 제1 전압 컨버터(10a)에 흐르는 전류의 크기를 계측한다.
제2 전압 컨버터(10b)는, 제1 전압 컨버터(10a)와 동일한 회로 구성을 구비하고 있다. 고전압단(18)의 정극단(18a)과 부극단(18b) 사이에 2개의 트랜지스터(4b, 5b)가 직렬로 접속되어 있다. 2개의 트랜지스터(4b, 5b)의 각각에 하나씩 합계 2개의 다이오드(6b, 7b)가 역병렬로 접속되어 있다. 2개의 트랜지스터(4b, 5b)의 직렬 접속의 중간점과 저전압단(17)의 정극단(17a) 사이에, 리액터(3b)가 접속되어 있다. 트랜지스터(4b, 5b)는, 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)이다. 또한, 직렬로 접속된 2개의 트랜지스터(4b, 5b) 중 정극단(18a)측의 트랜지스터(4b)를 상부 아암 트랜지스터(4b)라고 칭하고, 부극단(18b)측의 트랜지스터(5b)를 하부 아암 트랜지스터(5b)라고 칭하는 경우가 있다. 제2 전압 컨버터(10b)에는, 온도 센서(9b)와 전류 센서(8b)가 구비되어 있다. 온도 센서(9b)는 리액터(3b)의 온도를 계측한다. 전류 센서(8b)는 리액터(3b)에 흐르는 전류, 즉 제2 전압 컨버터(10b)에 흐르는 전류의 크기를 계측한다.
컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)의 상부 아암 트랜지스터(4b)와 하부 아암 트랜지스터(5b)도, 제1 전압 컨버터(10a)와 마찬가지로, 한쪽이 온(오프)일 때에 다른 쪽이 오프(온)되도록 스위칭 제어한다.
통상, 컨트롤러(19)는 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 하부 아암 트랜지스터(5b)를 동일한 듀티비로 스위칭시킨다. 상술한 바와 같이, 듀티비는 저전압단(17)의 전압에 대한 고전압단(18)의 목표 전압비에 기초하여 결정된다. 상부 아암 트랜지스터는 하부 아암 트랜지스터의 반전 동작이 되도록 제어되므로, 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 상부 아암 트랜지스터(4b)도 동일한 타이밍에 스위칭된다.
컨트롤러(19)는 액셀러레이터 개방도와 차속으로부터 모터(30)의 목표 출력을 결정하고, 상기 목표 출력으로부터, 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 목표 전압비를 결정한다. 또한, 컨트롤러(19)는, 목표 전압비에 기초하여, 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 하부 아암 트랜지스터(5a, 5b)의 듀티비를 결정한다. 목표 전압비가 클수록, 하부 아암 트랜지스터(5a, 5b)의 듀티비는 커진다.
도 1에 있어서, 부호 A1이 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)에 대한 구동 신호를 나타내고 있으며, 부호 A2가 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)에 대한 구동 신호를 나타내고 있다. 부호 B1이 제2 전압 컨버터(10b)의 상부 아암 트랜지스터(4b)에 대한 구동 신호를 나타내고 있으며, 부호 B2가 제2 전압 컨버터(10b)의 하부 아암 트랜지스터(5b)에 대한 구동 신호를 나타내고 있다.
통상은, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 하부 아암 트랜지스터(5a, 5b)는, 동일한 듀티비로 스위칭 제어된다. 또한, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)는 동일한 사양이며, 목표 전압비가 동일하면, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)는 동일한 듀티비로 구동된다. 상세하게는 후술하겠지만, 한쪽의 전압 컨버터의 온도가 너무 높아졌을 때, 2개의 전압 컨버터(10a, 10b)는, 상이한 듀티비로 스위칭 제어되는 경우가 있다.
컨트롤러(19)는, 액셀러레이터 개방도가 상대적으로 작은 경우 등, 모터(30)의 목표 출력이 상대적으로 작은 경우에는, 목표 전압비=1이 되도록 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)를 구동하는 경우가 있다. 목표 전압비=1이란, 상부 아암 트랜지스터(4a(4b))를 온으로 고정하고, 하부 아암 트랜지스터(5a(5b))를 오프로 고정함을 의미한다. 이하, 컨트롤러(19)가, 상부 아암 트랜지스터(4a(4b))를 온으로 고정하고, 하부 아암 트랜지스터(5a(5b))를 오프로 고정하는 것을, 상부 아암 온 고정 제어라고 칭한다. 컨트롤러(19)는, 모터(30)의 목표 출력이 상대적으로 작은 경우에는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 각각에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 실행한다.
제1 전압 컨버터(10a)는, 제2 전압 컨버터(10b)보다도 온도가 높아지기 쉬운 경향이 있다. 예를 들어, 각각의 컨버터에 부수되는 냉각기의 성능이나 정격 전류의 상위 등에 따라, 제1 전압 컨버터(10a)는 제2 전압 컨버터(10b)보다도 온도가 높아지기 쉬운 경향이 있다. 실시예의 전압 컨버터의 경우, 리액터가 다른 부품보다도 열 조건이 엄격하며, 리액터의 온도가 전압 컨버터의 온도를 대표한다. 그로 인해, 제1 전압 컨버터(10a)는, 리액터(3a)의 온도를 계측하는 온도 센서(9a)를 구비하고 있고, 제2 전압 컨버터(10b)는, 리액터(3b)의 온도를 계측하는 온도 센서(9b)를 구비하고 있다. 온도 센서(9a, 9b)의 계측값은, 컨트롤러(19)로 보내진다. 지금, 제1 전압 컨버터(10a)의 온도(리액터(3a)의 온도)가 제2 전압 컨버터(10b)의 온도(리액터(3b)의 온도)보다도 높은 상황을 상정한다. 컨트롤러(19)는, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도가 소정의 온도 역치보다도 높은 경우, 리액터(3a)를 흐르는 전류를 보다 작게 하여, 리액터(3a)의 온도 상승을 한층 더 억제한다. 이때, 컨트롤러(19)는, 가능하면, 리액터(3a)를 흐르는 전류의 감소분(제1 전압 컨버터(10a)가 출력하는 전력의 감소분)을, 제2 전압 컨버터(10b)에서 보충한다. 제1 전압 컨버터(10a)의 출력의 감소분을 제2 전압 컨버터(10b)가 보충함으로써, 주행 성능이 저하되는 것을 회피한다.
컨트롤러(19)는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 각각에 대하여, 상기 상부 아암 온 고정 제어를 실시하고 있을 때에, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도가 소정의 온도 역치보다도 높아진 경우, 다음의 (1)과 (2)의 어느 처리를 실행한다. (1) 제1 전압 컨버터(10a)의 온도(리액터(3a)의 온도)가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 높은 경우는, 제1 및 제2 전압 컨버터(10a, 10b)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 계속함과 함께 배터리(11)의 출력을 저감한다. (2) 제1 전압 컨버터(10a)의 온도(리액터(3a)의 온도)가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 낮은 경우는, 제1 전압 컨버터(10a)에 대한 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)를 제1 듀티비로 스위칭함과 함께, 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)를, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 스위칭 제어(제1 스위칭 제어)를 개시한다. 이때, 컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는 상부 아암 온 고정 제어를 계속한다. 또한, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류는, 전류 센서(8b)(도 1 참조)에 의해 계측된다. 또한, 배터리(11)의 출력은, 전류 제한기(12)(도 1 참조)에 의해 제한된다.
상기 (1)의 처리에서는, 배터리(11)의 출력이 적절하게 억제되므로, 제1 전압 컨버터(10a), 제2 전압 컨버터(10b)의 어느 쪽에나 공급되는 전력이 적절하게 억제된다. 그 결과, 제1 전압 컨버터(10a)의 온도 상승이 한층 더 억제된다. 단, 이 경우는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 합계의 출력이 저하되기 때문에, 인버터(20)에 대한 공급 전력, 즉 모터(30)의 출력 저하를 허용하지 않을 수 없다.
한편, 상기 (2)의 처리에서는, 제1 전압 컨버터(10a)를 흐르는 전류가 적절하게 억제됨과 함께, 상기 억제된 만큼, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전력이 증가한다. 그 결과, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 합계의 출력은 유지되고, 모터(30)의 출력도 유지된다.
상기 (2)의 처리에 있어서, 제1 전압 컨버터(10a)의 스위칭 동작을 개시하면 리액터(3a)를 흐르는 전류가 감소하는 것은, 다음의 이유에 의한다. 즉, 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고 제1 전압 컨버터(10a)에 대하여 제1 스위칭 제어를 개시하면, 스위칭에 의해 전류의 방향이 변화하여 교류 전류가 된다. 그 결과, 리액터의 자기 인덕턴스에 의해 전류가 감소한다. 하부 아암 트랜지스터(5a)에 대한 제1 듀티비는 임의여도 된다.
상기 (2)의 처리에 있어서, 제2 전압 컨버터(10b)의 온도(리액터(3b)의 온도)를 모니터하는 것이 아니라, 전류 IL2를 모니터하는 것은, 순시에 제2 전압 컨버터(10b)에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서, 제2 전압 컨버터(10b)의 부하를 알기 위해서이다. 제2 전압 컨버터(10b)의 부하에 여유가 있으면(즉, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 전류 역치보다 작으면), 제1 전압 컨버터(10a)의 출력 감소분을 제2 전압 컨버터(10b)에서 보충할 수 있기 때문이다.
또한, 컨트롤러(19)는, 상기 (2)에 있어서, 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는 상부 아암 온 고정 제어를 계속하는 대신, 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 제2 전압 컨버터(10b)의 하부 아암 트랜지스터(5b)를 제1 듀티비보다도 작은 제2 듀티비로 스위칭함과 함께, 제2 전압 컨버터(10b)의 상부 아암 트랜지스터(4b)를, 하부 아암 트랜지스터(5b)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 스위칭 제어(제2 스위칭 제어)를 개시해도 된다. 이 점에 대해서는 후술한다.
도 2를 참조하여, 상기 (2)의 동작을, 구체예를 사용하여 설명한다. 도 2는 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도가 온도 역치를 초과했을 때의 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 동작의 타임차트이다. 도 2의 위에서부터 1번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)의 동작의 타임차트를 나타내고 있다. 도 2의 위에서부터 2번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)의 동작의 타임차트를 나타내고 있다. 또한, 제2 전압 컨버터(10b)는, 상부 아암 온 고정 제어가 계속되므로, 타임차트는 생략했다.
도 2의 위에서부터 3번째는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 고전압단(18)(도 1 참조)의 전압 VH의 변화를 나타내고 있다. 도 2의 위에서부터 4번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)를 흐르는 전류 IL1의 시간 변화를 나타내고 있다. 도 2의 아래에서부터 3번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도 T1의 시간 변화를 나타내고 있다. 도 2의 아래에서부터 2번째는, 제2 전압 컨버터(10b)의 리액터(3b)를 흐르는 전류 IL2의 시간 변화를 나타내고 있다. 도 2의 아래에서부터 1번째는, 부하(모터)의 전력의 시간 변화를 나타내고 있다. 횡축은 시간이다.
도 2의 아래에서부터 1번째의 굵은 선의 그래프 Gf는, 부하 전력(모터(30)의 출력)을 나타내고 있다. 시각 t1까지는, 부하 전력이 비교적 작으므로, 컨트롤러(19)는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 실행하고 있다. 지금, 시각 t1에 있어서, 부하 전력이 상승했다고 하자. 부하 전력이 상승되므로, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)를 흐르는 전류 IL1과, 제2 전압 컨버터(10b)의 리액터(3b)를 흐르는 전류 IL2가 모두 상승한다(도 2의 위에서부터 4번째, 도 2의 아래에서부터 2번째 참조). 도 2의 아래에서부터 1번째의 그래프 Ge는, 제1 전압 컨버터(10a)와 제2 전압 컨버터(10b)의 합계의 출력 전력을 나타내고 있으며, 그래프 Gd는, 제1 전압 컨버터(10a)의 출력 전력을 나타내고 있다. 즉, 그래프 Ge와 그래프 Gd의 차가, 제2 전압 컨버터(10b)의 출력 전력을 나타낸다. 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 합계의 출력(그래프 Ge)은, 일정한 시간 지연과 오버슈트를 수반하여, 부하 전력을 추종한다. 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 합계의 출력(그래프 Ge)과 부하 전력(그래프 Gf)의 차분은, 평활 콘덴서(15)(도 1 참조)에 충전된 전력으로 조정된다. 2개의 전압 컨버터(10a, 10b)의 고전압단(18)의 전압 VH(도 2의 위에서부터 3번째)가 일시적으로 떨어지는 것은, 부하 전력에 대한 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 합계의 출력(그래프 Ge)의 부족분을 보충하도록 평활 콘덴서(15)가 방전되기 때문이다. 평활 콘덴서(15)의 차지가 회복함에 따라 전압 VH도 원래의 크기로 되돌아간다.
부하 전력이 증가하고, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)를 흐르는 전류 IL1이 증가하므로(도 2의 위에서부터 4번째), 리액터(3a)의 온도 T1이 상승한다(도 2의 아래에서부터 3번째). 시각 tx에서, 리액터(3a)의 온도 T1이 온도 역치 Th를 초과한다. 이때, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류는 전류 역치 Ih를 초과하지 않는다. 컨트롤러(19)는, 상기 (2)의 처리, 즉 제1 전압 컨버터(10a)의 온도(리액터(3a)의 온도 T1)가 온도 역치 Th보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류(리액터(3b)를 흐르는 전류 IL2)가 전류 역치 Ih보다도 낮은 경우의 처리를 실행한다. 이때, 컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는 상부 아암 온 고정 제어를 계속하면서, 제1 전압 컨버터(10a)에 대한 상부 아암 온 고정 제어를 해제한다. 그리고, 컨트롤러(19)는, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)를 제1 듀티비로 스위칭함과 함께, 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)를, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 스위칭 제어(제1 스위칭 제어)를 개시한다. 컨트롤러(19)는, 시각 t2에 제1 스위칭 제어를 개시한다. 도 2에 있어서의 시간 간격 tp가 트랜지스터(4a, 5a)에 대한 구동 신호(PWM 신호)의 제어 주기를 나타내고, 시간 간격 td가 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온 시간을 나타내고 있다. td/tp가 제1 듀티비에 상당한다.
시각 t2부터 시각 t3 동안, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)가 온되어 있으며, 그 동안, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)를 흐르는 전류가 감소됨과 함께, 리액터(3a)의 온도 T1도 저하된다. 이 사이, 리액터(3a)의 전류가 감소하는 만큼, 제2 전압 컨버터(10b)의 리액터(3b)를 흐르는 전류 IL2가 증가하고, 제1 전압 컨버터(10a)의 출력 저하분을 제2 전압 컨버터(10b)가 보충한다. 이후, 시각 t4부터 시각 t5 동안, 시각 t6부터 시각 t7 동안에도 마찬가지이다. 그 결과, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도 T1은, 온도 역치 Th를 하회할 때까지 저하된다. 이렇게 하여, 상기 (2)의 처리를 행함으로써, 부하(모터(30))에 공급하는 전력을 유지하면서, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도 상승을 한층 더 억제할 수 있다.
또한, 도 2에 있어서, 그래프 Ga는, 제1 스위칭 제어를 개시하지 않고, 제1 전압 컨버터(10a)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 계속했을 때의 리액터(3a)의 전류 IL1의 시간 변화를 나타내고 있다. 또한, 그래프 Gb는, 그때의 리액터(3b)의 전류 IL2를 나타내고 있다. 그래프 Gc는, 그때의 제1 전압 컨버터(10a)의 출력 전력을 나타내고 있다. 그래프 Ga, Gb, Gc와, 굵은 선 그래프를 대비하면 이해되는 바와 같이, 상기 (2)의 제어(제1 스위칭 제어)를 실시함으로써, 제1 전압 컨버터(10a)를 흐르는 전류가 감소하고, 그만큼, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 증가된다.
상술한 바와 같이, 상기 (2)에 있어서, 컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는 상부 아암 온 고정 제어를 계속하는 대신, 다음의 제2 스위칭 제어를 실행해도 된다. 제2 스위칭 제어에서는, 컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 하부 아암 트랜지스터(5b)를 제1 듀티비보다도 작은 제2 듀티비로 스위칭함과 함께, 상부 아암 트랜지스터(4b)를, 하부 아암 트랜지스터(5b)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭한다. 또한, 제1 듀티비는, 제1 전압 컨버터(10a)에 대한 스위칭 제어(제1 스위칭 제어)에 있어서의 하부 아암 트랜지스터(5a)의 듀티비이다. 이때의 트랜지스터(4a, 5a, 4b, 5b)의 타임차트를 도 3에 도시한다.
도 3의 위에서부터 1번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 상부 아암 트랜지스터(4a)의 동작의 타임차트이다. 도 3의 위에서부터 2번째는, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)의 동작의 타임차트이다. 도 3의 아래에서부터 2번째는, 제2 전압 컨버터(10b)의 상부 아암 트랜지스터(4b)의 동작의 타임차트이다. 도 3의 아래에서부터 1번째는, 제2 전압 컨버터(10b)의 하부 아암 트랜지스터(5b)의 동작의 타임차트이다. 횡축은 모두 시간이다. 시각 t1까지는, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도는 온도 역치를 하회하고 있다. 시각 t1에 리액터(3a)의 온도가 온도 역치를 상회했다고 하자. 시각 t1까지는, 컨트롤러(19)는 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 각각에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 실행한다. 즉, 시각 t1까지는, 컨트롤러(19)는 제1, 제2 전압 컨버터(10a, 10b)의 각각의 상부 아암 트랜지스터(4a, 4b)를 온으로 고정하고, 하부 아암 트랜지스터(5a, 5b)를 오프로 고정한다. 시각 t1로 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도가 온도 역치를 초과한 것이 검지된다. 이때, 제2 전압 컨버터(10b)의 리액터(3b)를 흐르는 전류는 전류 역치를 초과하지 않음이 검지된다. 즉, 시각 t1에 있어서, 제1 전압 컨버터(10a)의 온도(리액터(3a)의 온도)가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 낮은 것이 검지된다. 그래서, 컨트롤러(19)는, 제1 전압 컨버터(10a)에 대한 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 제1 전압 컨버터(10a)의 하부 아암 트랜지스터(5a)를 제1 듀티비로 스위칭함과 함께, 상부 아암 트랜지스터(4a)를, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 제어(제1 스위칭 제어)를 개시한다. 도 3에 있어서, 시간 W가, 트랜지스터의 PWM 제어의 주기를 나타내고 있다. 시간 D1이, 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온의 시간이다. 제1 듀티비는 D1/W가 된다. 컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는, 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 다음의 제2 스위칭 제어를 개시한다. 즉, 컨트롤러(19)는, 하부 아암 트랜지스터(5b)를 제1 듀티비보다도 작은 제2 듀티비로 스위칭함과 함께, 상부 아암 트랜지스터(4b)를, 하부 아암 트랜지스터(5b)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭한다. 도 3에 있어서, 시간 W가, 트랜지스터의 PWM 제어의 주기를 나타내고 있다. 시간 D2가, 하부 아암 트랜지스터(5b)의 온의 시간이다. 제2 듀티비는, D2/W가 된다. D1>D2이기 때문에, 명백하게 제2 듀티비<제1 듀티비이다. 전술한 듀티비의 관계가 만족되면, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)를 흐르는 전류는 제1, 제2 스위칭 제어 개시 전보다도 저하되어, 리액터(3a)의 온도 상승이 한층 더 억제된다. 그리고, 제1 전압 컨버터(10a)의 출력의 저하분을, 제2 전압 컨버터(10b)가 보충한다. 그 결과, 모터(30)에 공급되는 전력은 제1, 제2 스위칭 제어 개시 전의 상태를 유지할 수 있다.
컨트롤러(19)는, 제2 전압 컨버터(10b)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 유지하는 대신, 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고 제2 스위칭 제어를 개시해도 된다. 단, 제2 전압 컨버터(10b)에 대하여 상부 아암 온 고정 제어를 유지하는 것이, 제1 전압 컨버터(10a)의 리액터(3a)의 온도 상승을 한층 더 억제하는 데 가장 효과가 있다.
도 4를 참조하여, 전압 컨버터의 변형예를 설명한다. 도 4는 제1 전압 컨버터(110a)와, 제2 전압 컨버터(110b)의 회로도이다. 저전압단(17)부터 배터리측과, 고전압단(18)부터 인버터측은, 도 1과 동일하므로 도시를 생략했다. 상기 변형예의 제1 전압 컨버터(110a)는, 3개의 온도 센서(9a, 109a, 119a)를 구비하고 있다. 온도 센서(9a)는 리액터(3a)의 온도를 계측한다. 온도 센서(109a)는 상부 아암 트랜지스터(4a)의 온도를 계측한다. 온도 센서(119a)는 하부 아암 트랜지스터(5a)의 온도를 계측한다. 3개의 온도 센서(9a, 109a, 119a)의 계측 결과는, 컨트롤러(219)로 보내진다. 컨트롤러(219)에는, 리액터(3a)에 대응하는 제1 온도 역치와, 상부 아암 트랜지스터(4a)에 대응하는 제2 온도 역치와, 하부 아암 트랜지스터(5a)에 대응하는 제3 온도 역치가 기억되어 있다. 컨트롤러(219)는, 3개의 온도 센서(9a, 109a, 119a)의 어느 계측값이, 대응하는 온도 역치를 초과했을 때에, 상기 계측값을 제1 전압 컨버터(10a)의 온도로서 취급하여, 전술한 (1)과 (2)의 처리의 어느 것을 실행한다. 변형예의 전압 컨버터(110a, 110b)와 컨트롤러(219)를 구비하는 전원 시스템은, 제1 전압 컨버터(110a)의 복수의 부품에 대하여 과열을 보다 방지할 수 있다.
제2 전압 컨버터(110b)도, 3개의 온도 센서(9b, 109b, 119b)를 구비하고 있다. 온도 센서(9b)는, 리액터(3b)의 온도를 계측한다. 온도 센서(109b)는, 상부 아암 트랜지스터(4b)의 온도를 계측한다. 온도 센서(119b)는, 하부 아암 트랜지스터(5b)의 온도를 계측한다. 3개의 온도 센서(9b, 109b, 119b)의 계측 결과는, 컨트롤러(219)로 보내진다. 컨트롤러(219)는, 제2 전압 컨버터(110b)에 대해서도, 상기 제1 전압 컨버터(110a)에 대한 온도 관리의 처리를 실행한다. 또한, 도 4에서는, 3개의 온도 센서(9b, 109b, 119b)로부터 컨트롤러(219)로의 신호선은 도중부터 생략했다.
실시예에서 설명한 기술에 관한 유의점을 설명한다. 실시예의 온도 센서(9a, 109a, 119a)가, 온도 취득부의 일례이다. 온도 취득부는, 전형적으로는 서미스터이다. 온도 취득부는, 제1 전압 컨버터(10a)를 냉각하는 냉매의 온도로부터, 제1 전압 컨버터(10a)의 온도를 추정하는 것이어도 된다. 실시예의 전류 센서(8a)가 전류 취득부의 일례이다. 실시예의 상부 아암 트랜지스터(4a, 4b)가 상부 아암 소자의 일례이다. 하부 아암 트랜지스터(5a, 5b)가 하부 아암 소자의 일례이다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않으며, 특허 청구 범위를 한정하는 것은 아니다. 특허 청구 범위에 기재된 기술에는, 이상에서 예시한 구체예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다. 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원 시 청구항 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

Claims (3)

  1. 전기 자동차용의 전원 시스템(100)에 있어서,
    배터리(11):
    상기 전기 자동차의 구동력을 발생시키는 모터에 교류 전력을 공급하는 인버터(20):
    상기 배터리(11)와 상기 인버터(20) 사이에 배치되고, 상기 배터리(11)와 상기 인버터(20)에 접속되어 있는 제1 전압 컨버터(10a):
    상기 배터리(11)와 상기 인버터(20) 사이에 배치되고, 상기 배터리(11)와 상기 인버터(20)에 접속되어 있고, 상기 제1 전압 컨버터(10a)와 병렬로 접속되어 있는 제2 전압 컨버터(10b):
    상기 제1 전압 컨버터(10a)의 온도를 취득하는 온도 취득부(9a):
    상기 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류의 크기를 취득하는 전류 취득부(8b):
    컨트롤러(19)
    를 포함하고,
    상기 제1 전압 컨버터(10a)와 상기 제2 전압 컨버터(10b)의 각각은, 상기 인버터(20)측의 정극단과 부극단 사이에 직렬로 접속되어 있는 1쌍의 제1, 제2 스위칭 소자(4a, 5a, 4b, 5b), 상기 제1 스위칭 소자는, 상기 인버터의 정극단에 접속되고, 상기 제2 스위칭 소자는, 상기 인버터의 부극단에 접속되고, 1쌍의 상기 제1, 제2 스위칭 소자(4a, 5a, 4b, 5b)의 각각에 하나씩 역병렬로 접속되어 있는 2개의 다이오드(6a, 7a, 6b, 7b)와, 상기 배터리(11)측의 정극단과, 1쌍의 상기 제1, 제2 스위칭 소자(4a, 5a, 4b, 5b)의 직렬 접속의 중간점 사이에 접속되어 있는 리액터(3a, 3b)를 구비하고 있으며,
    상기 컨트롤러(19)는,
    상기 제1 전압 컨버터(10a)와 상기 제2 전압 컨버터(10b)의 각각에 대하여, 정극단측의 상기 제1 스위칭 소자(4a, 4b)를 온으로 고정함과 함께 부극단측의 상기 제2 스위칭 소자(5a, 5b)를 오프로 고정하는 상부 아암 온 고정 제어를 실행하고 있을 때에,
    (1) 상기 제1 전압 컨버터(10a)의 온도가 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 상기 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 전류 역치보다도 높은 경우는, 상기 제1 및 제2 전압 컨버터에 대하여 상기 상부 아암 온 고정 제어를 계속함과 함께 상기 배터리(11)의 출력을 저감하고,
    (2) 상기 제1 전압 컨버터(10a)의 온도가 상기 온도 역치보다도 높아지며, 또한, 상기 제2 전압 컨버터(10b)를 흐르는 전류가 상기 전류 역치보다도 낮은 경우는, 상기 제1 전압 컨버터(10a)에 대한 상기 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 상기 제1 전압 컨버터(10a)의 상기 제2 스위칭 소자(5a)를 제1 듀티비로 스위칭함과 함께, 상기 제1 전압 컨버터(10a)의 상기 제1 스위칭 소자(4a)를, 상기 제1 전압 컨버터(10a)의 상기 제2 스위칭 소자(5a)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 제1 스위칭 제어를 개시하고, 상기 제2 전압 컨버터(10b)에 대해서는 상기 상부 아암 온 고정 제어를 계속하거나, 혹은, 상기 상부 아암 온 고정 제어를 해제하고, 상기 제2 전압 컨버터(10b)의 상기 제2 스위칭 소자(5b)를 상기 제1 듀티비보다도 작은 제2 듀티비로 스위칭함과 함께, 상기 제2 전압 컨버터(10b)의 상기 제1 스위칭 소자(4b)를, 상기 제2 전압 컨버터(10b)의 상기 제2 스위칭 소자(5b)의 온오프 동작의 반전 동작이 되도록 스위칭하는 제2 스위칭 제어를 개시하는, 전원 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전압 컨버터(110a)는, 복수의 부품의 각각의 온도를 취득하는 부품 온도 취득부(9a, 109a, 119a)를 구비하고 있고,
    상기 컨트롤러(219)는, 상기 복수의 부품의 어느 온도가 상기 부품에 대응한 상기 온도 역치보다도 높아진 경우, 상기 부품의 온도를 상기 제1 전압 컨버터(110a)의 온도로서 설정하는, 전원 시스템(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 전압 컨버터(10a, 110a)의 온도가 상기 제2 전압 컨버터(10b, 110b)의 온도보다도 높아지는 경향이 있는, 전원 시스템(100).
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