WO2023181372A1

WO2023181372A1 - 電力変換システム、及び充電システム

Info

Publication number: WO2023181372A1
Application number: PCT/JP2022/014513
Authority: WO
Inventors: 孝佳板東; 将義廣田
Original assignee: 住友電気工業株式会社; 住友電装株式会社; 株式会社オートネットワーク技術研究所
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2023-09-28

Abstract

電力変換システムは、第１の蓄電池と電動機との間に接続される第１のインバータと、第２の蓄電池と電動機との間に接続される第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する制御部とを含む。第１の蓄電池と第１のインバータとの間には、第１の蓄電池からの電力が供給される負荷が接続され、制御部は、負荷に供給される電力を考慮して、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する。

Description

電力変換システム、及び充電システム

　本開示は、電力変換システム、及び充電システムに関する。

　ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）に代表される電動車両には、車両を走行させるためのモータ（電動機）に対して電力を供給する蓄電池が搭載されている。

　後掲の特許文献１には、電動車両に搭載される電力変換装置として、２つの蓄電池と２つのインバータとによってモータを駆動するダブルエンド型インバータシステムが開示されている。特許文献１に記載のシステムは、モータの回転数及びトルクに応じて、１つの蓄電池からの電力でモータを駆動する１電源駆動動作と、２つの蓄電池からの電力でモータを駆動する２電源駆動動作とを切替える。

特開２０１６－１２３２２３号公報

　本開示のある局面に係る電力変換システムは、第１の蓄電池と電動機との間に接続される第１のインバータと、第２の蓄電池と電動機との間に接続される第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する制御部とを含む。第１の蓄電池と第１のインバータとの間には、第１の蓄電池からの電力が供給される負荷が接続される。制御部は、負荷に供給される電力を考慮して、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する。

　本開示の他の局面に係る充電システムは、上記ある局面に係る電力変換システムが搭載された車両に設けられる。車両は、第１の蓄電池、第２の蓄電池、電動機、並びに、第１の蓄電池及び第２の蓄電池を充電するための外部電源が接続される電源接続部を含む。充電システムは、外部電源からの電流が、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機を流れる第１の充電経路と、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機を迂回する第２の充電経路とを切替える切替器と、第１の蓄電池及び第２の蓄電池を充電する際に、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する経路設定部とを含む。

　本開示は、このような特徴的な構成を含む電力変換システム又は充電システムとして実現できるだけではなく、本電力変換システム又は本充電システムが実行する特徴的なステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体として実現することもできる。さらに、電力変換システム又は充電システムを含むその他のシステム又は装置として実現することもできる。

図１は、第１の実施の形態に係る電力変換システムが搭載された車両の要部構成の一例を示す図である。図２は、図１に示す電力変換システムの制御部の構成を示すブロック図である。図３は、図１に示す電力変換システムの構成を示す回路図である。図４は、図１に示す電力変換システムにおいて実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。図５は、図４のステップＳ１１００の詳細なフローである。図６は、図５のステップＳ１１６０の詳細なフローである。図７は、図４のステップＳ１２００の詳細なフローである。図８は、図７のステップＳ１２７０の詳細なフローである。図９は、第２の実施の形態に係る充電システムの構成を示す回路図である。図１０は、図９に示す充電システムを説明するための図である。図１１は、図１０に示す充電システムを制御する切替制御部の構成を示すブロック図である。図１２は、切替制御部において実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。図１３は、図９に示す充電システムの動作を説明するための図である。図１４は、図９に示す充電システムの動作を説明するための図である。図１５は、図９に示す充電システムの動作を説明するための図である。図１６は、図９に示す充電システムの動作を説明するための図である。図１７は、第２の実施の形態の変形例１に係る充電システムを説明するための図である。図１８は、第２の実施の形態の変形例１に係る充電システムを説明するための図である。図１９は、第２の実施の形態の変形例２に係る充電システムを説明するための図である。図２０は、第２の実施の形態の変形例３に係る充電システムを説明するための図である。図２１は、両蓄電池間の充電率の差に起因して生じる短絡電流を説明するための図である。図２２は、第３の実施の形態に係る充電システムの構成を示す回路図である。図２３は、図２２に示す充電システムの構成及び動作を説明するための図である。図２４は、図２２に示す充電システムの構成及び動作を説明するための図である。図２５は、制御部及び切替制御部の構成を示すブロック図である。図２６は、切替制御部において実行されるプログラムの制御構造の一例を示すフローチャートである。

　［本開示が解決しようとする課題］
　２つのインバータに対して個別に接続される２つの蓄電池を搭載する上記システムでは、２つの蓄電池の残容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ（充電率））に不平衡が生じ易い。特に、いずれかの蓄電池に補機系の高圧負荷（例えば、エアコン、ヒータ等）が接続されていると、２つの蓄電池間における残容量の不平衡がより生じ易くなる。

　不平衡が生じることによって片方の蓄電池の容量が先になくなると、もう片方の蓄電池に容量が残っている場合でも車両の運転手に対して充電を促す指示が出される、という不都合が生じ得る。不平衡の程度は一定ではないため、運転手が想定したよりも早期に充電を促す指示が出されることもあり得る。これにより、運転手はあとどの程度走行可能かを予測するのが困難となる。加えて、容量の不平衡が大きい状態において蓄電池の充電を行うと、蓄電池の劣化を招くおそれもある。

　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本開示の１つの目的は、蓄電池間の容量不平衡を抑制することが可能な電力変換システムを提供することである。本開示のもう１つの目的は、蓄電池の劣化を抑制することが可能な充電システムを提供することである。

　［本開示の効果］
　本開示によれば、蓄電池間の容量不平衡を抑制することが可能な電力変換システムを提供できる。さらに本開示によれば、蓄電池の劣化を抑制することが可能な充電システムも提供できる。

　［本開示の実施形態の説明］
　本開示の好適な実施形態を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。

　（１）本開示の第１の局面に係る電力変換システムは、第１の蓄電池と電動機との間に接続される第１のインバータと、第２の蓄電池と電動機との間に接続される第２のインバータと、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する制御部とを含み、第１の蓄電池と第１のインバータとの間には、第１の蓄電池からの電力が供給される負荷が接続され、制御部は、負荷に供給される電力を考慮して、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する。

　第１の蓄電池から負荷及び第１のインバータに電力が供給され、第２の蓄電池から第２のインバータに電力が供給される。第１の蓄電池からは負荷にも電力が供給されるため、制御部は、負荷に供給される電力を考慮して、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する。例えば、負荷に供給される電力に応じて、第１のインバータから電動機に供給する電力と、第２のインバータから電動機に供給する電力との比率を変化させる。より具体的には、例えば、第１のインバータから電動機に供給する電力と、第２のインバータから電動機に供給する電力とを、負荷に供給される電力に応じてアンバランスにする。これにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間における容量の不平衡が生じるのを抑制できる。蓄電池間の容量不平衡を抑制することによって、運転手に対する充電を促す指示を、双方の蓄電池の容量がなくなったときに出せる。これにより、運転手に対して、あとどの程度走行可能かを予測し易くできる。

　（２）制御部は、負荷に供給される電力に応じて、第１のインバータから電動機に入力される電力と第２のインバータから電動機に入力される電力との差を調整する構成であってもよい。これにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間における容量の不平衡が生じるのを容易に抑制できる。

　（３）制御部は、第１の蓄電池から負荷及び第１のインバータに供給される電力と、第２の蓄電池から第２のインバータに供給される電力とが等しくなるように、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する構成であってもよい。これにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間における容量の不平衡が生じないように、各蓄電池から電力を供給できる。

　（４）制御部はさらに、第１の蓄電池の充電率及び第２の蓄電池の充電率を取得し、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が所定の充電率しきい値より小さくなるように、第１のインバータ及び第２のインバータを制御する構成であってもよい。これにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間において容量の不平衡が生じた場合に、その不平衡を解消できる。

　（５）制御部は、第１のインバータの駆動時間と第２のインバータの駆動時間とが異なるように、第１のインバータ及び第２のインバータを交互に駆動させる構成であってもよい。これにより、１つの蓄電池からの電力により電動機を駆動する場合でも、制御部は、２つの蓄電池間において容量が平衡となるようにインバータを制御できる。

　（６）制御部は、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が所定の充電率しきい値以上である場合に、充電率の差が所定の充電率しきい値より小さくなるように、第１のインバータ及び第２のインバータのいずれかを駆動させる構成であってもよい。このように構成した場合でも、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間において容量の不平衡が生じた場合にその不平衡を解消できる。

　（７）本開示の第２の局面に係る充電システムは、上記第１の局面に係る電力変換システムが搭載された車両に設けられる充電システムであって、車両は、第１の蓄電池、第２の蓄電池、電動機、並びに、第１の蓄電池及び第２の蓄電池を充電するための外部電源が接続される電源接続部を含み、充電システムは、外部電源からの電流が、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機を流れる第１の充電経路と、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機を迂回する第２の充電経路とを切替える切替器と、第１の蓄電池及び第２の蓄電池を充電する際に、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する経路設定部とを含む。

　例えば、第１の蓄電池と第２の蓄電池とを並列接続した状態においてこれら蓄電池を充電する場合を考える。経路設定部は、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する。車両に搭載される上記電力変換システムにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間における容量の不平衡が生じるのを抑制できる。したがって、通常は、充電時における第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差は小さい。これにより、充電時における蓄電池の劣化を抑制できる。この場合、経路設定部は、例えば、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機を迂回する第２の充電経路を充電に用いる経路として設定する。第２の充電経路を介して充電することにより、第１の充電経路を介して充電する場合に比べて電力損失を低減できる。

　一方、充電するタイミング等によっては、充電時における第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が比較的大きくなる場合もあり得る。この場合、第２の充電経路を充電に用いる経路として設定すると蓄電池間に短絡電流が流れる。経路設定部は、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差に応じて充電経路を切替えることにより、充電率の差がある場合に、第１の充電経路を充電に用いる経路として設定する。第１の充電経路にはインバータが配置されるため、インバータによって蓄電池間に短絡電流が流れるのを防止できる。これにより、切替器に及ぼす短絡電流の影響を回避できるとともに、短絡電流に起因する蓄電池の劣化を抑制できる。

　（８）経路設定部は、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定の場合、第１の充電経路を充電に用いる経路として設定し、判定結果が否定の場合、第２の充電経路を充電に用いる経路として設定する構成であってもよい。これにより、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間に短絡電流が流れるような充電率の差がある場合に、経路設定部は、第１の充電経路を充電に用いる経路として容易に設定できる。さらに、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間の充電率の差が小さく、短絡電流の影響が小さい場合に、経路設定部は、第２の充電経路を充電に用いる経路として容易に設定できる。

　（９）第１の充電経路は、第１の蓄電池と第２の蓄電池とが並列に接続される経路であり、第１の充電経路を介した外部電源による充電により、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が所定のしきい値より小さくなると、経路設定部は、第１の充電経路から第２の充電経路に充電経路を切替えてもよい。これにより、第１のインバータ、第２のインバータ、及び電動機において生じる電力損失を低減できる。

　（１０）切替器は、電源接続部に対して直列に接続されるとともに、各々が第１端子及び第２端子を含み、第１端子と第２端子との間の開閉を切替える第１の切替器、第２の切替器及び第３の切替器を含み、第１の切替器の第１端子は電源接続部の正極端子及び第２の蓄電池の正極側と接続され、第１の切替器の第２端子は第２の切替器の第１端子に接続され、かつ、第１の切替器と第２の切替器との接続部分は第１の蓄電池の正極側と接続され、第２の切替器の第２端子は第３の切替器の第１端子に接続され、かつ、第２の切替器と第３の切替器との接続部分は第２の蓄電池の負極側と接続され、第３の切替器の第２端子は第１の蓄電池の負極側及び電源接続部の負極端子と接続され、第１の切替器、第２の切替器及び第３の切替器は、外部電源から出力される電力に応じて開閉状態が切替えられる構成であってもよい。このように構成することにより、外部電源から出力される電力に応じて、第１の蓄電池と第２の蓄電池とが並列接続された状態、及び第１の蓄電池と第２の蓄電池とが直列接続された状態のいずれかに切替えることができる。これにより、電圧が異なる種々の外部電源（充電器）により蓄電池の充電を行うことが可能となる。

　（１１）第１の切替器、第２の切替器及び第３の切替器は、ユニット化されていてもよい。これにより、充電システムの車両への搭載を容易化できる。

　［本開示の実施形態の詳細］
　以下の実施形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

　（第１の実施の形態）
　［全体構成］
　［ハードウェア構成］
　図１を参照して、本実施の形態に係る電力変換システム１００は、第１のインバータ１１０、第２のインバータ１２０、及びこれらのインバータを制御する制御部１３０を含む。第１のインバータ１１０は、第１の蓄電池６０と電動機である主機モータ８０との間に接続される。第２のインバータ１２０は、第２の蓄電池７０と主機モータ８０との間に接続される。すなわち、電力変換システム１００は、２つの蓄電池と２つのインバータとによって主機モータ８０を駆動する、ダブルエンド型インバータシステムを構成する。この電力変換システム１００は、第１の蓄電池６０、第２の蓄電池７０、及び主機モータ８０とともに電動車両５０に搭載される。電動車両５０は、主機モータ８０の駆動により走行する。

　第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０は充放電可能な二次電池を含む。二次電池は例えばリチウムイオン電池を含む。第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とは、同じ仕様の蓄電池であるのが好ましい。本実施の形態では、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０は、例えば、４００Ｖ仕様（充電電圧及び出力電圧の定格が４００Ｖ）の蓄電池とする。

　第１の蓄電池６０には、バッテリ管理装置（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）６２が設けられている。バッテリ管理装置６２は、第１の蓄電池６０を管理する。このバッテリ管理装置６２は、蓄電池の過充電・過放電を防ぐ機能、過電流を防ぐ機能、及び電池の残容量（ＳＯＣ）を算出する機能等を持つ。

　第２の蓄電池７０にも同様のバッテリ管理装置７２が設けられている。バッテリ管理装置７２は、第２の蓄電池７０を管理する。このバッテリ管理装置７２も、バッテリ管理装置６２と同様、蓄電池の過充電・過放電を防ぐ機能、過電流を防ぐ機能、及び電池の残容量（ＳＯＣ）を算出する機能等を持つ。

　第１の蓄電池６０と第１のインバータ１１０との間には、第１の蓄電池６０からの電力が供給される補機系の高圧負荷（以下「高圧補機９０」と呼ぶ。）が接続されている。高圧補機９０は、例えば、エアコン、ヒータ、及び降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む。降圧ＤＣ／ＤＣコンバータは、低圧（例えば１２Ｖ）のバッテリに電力を供給する際に、第１の蓄電池６０からの電圧を降圧する。高圧補機９０は、第２の蓄電池７０と第２のインバータ１２０との間に接続される構成であってもよい。その場合、第２の蓄電池７０及び第２のインバータ１２０を、それぞれ、第１の蓄電池及び第２の蓄電池と読み替えてもよい。本実施の形態では、上記のように、第１の蓄電池６０と第１のインバータ１１０との間に高圧補機９０が接続されるものとして説明する。

　制御部１３０は、バッテリ管理装置６２及び７２と通信する。制御部１３０は、バッテリ管理装置６２から第１の蓄電池６０の状態に関する情報を取得するとともに、バッテリ管理装置７２から第２の蓄電池７０の状態に関する情報を取得する。状態に関する情報は、例えば、ＳＯＣ（充電率、又は残容量）等を含む。なお、制御部１３０は、バッテリ管理装置６２及びバッテリ管理装置７２と通信する他の機器（例えば電池ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）等の電子制御装置）を介して間接的に第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０の各々の状態に関する情報を取得する構成であってもよい。

　第１の蓄電池６０の正極側は直流配線９２を介して第１のインバータ１１０の高電位側に接続されている。第１の蓄電池６０の負極側は直流配線９４を介して第１のインバータ１１０の低電位側に接続されている。高圧補機９０は、直流配線９２と直流配線９４とに接続されている。直流配線９２及び９４には、システムメインリレー（ＳＭＲ：Ｓｙｓｔｅｍ　Ｍａｉｎ　Ｒｅｌａｙ、以下、「ＳＭＲ」と記す。）１４０及び１４２がそれぞれ設けられている。ＳＭＲ１４０及び１４２は、高圧補機９０に対して第１の蓄電池６０側に設けられている。

　同様に、第２の蓄電池７０の正極側は直流配線９６を介して第２のインバータ１２０の高電位側に接続されている。第２の蓄電池７０の負極側は直流配線９８を介して第２のインバータ１２０の低電位側に接続されている。直流配線９６及び９８には、ＳＭＲ１４４及び１４６がそれぞれ設けられている。

　主機モータ８０は、交流電力によって駆動する三相交流モータである。本実施の形態では、主機モータ８０は、三相交流モータの一例であるオープンエンド巻線モータとする。主機モータ８０は、第１のインバータ１１０を介して第１の蓄電池６０と電気的に接続されるとともに、第２のインバータ１２０を介して第２の蓄電池７０と電気的に接続される。

　電力変換システム１００はさらに、複数の電流センサ、及び複数の電圧センサを含む。複数の電流センサは、第１の蓄電池６０側に設けられる電流センサ１５０、第２の蓄電池７０側に設けられる電流センサ１５２、及び主機モータ８０に流れる電流を検出する電流センサ１５４を含む。複数の電圧センサは、第１の蓄電池６０側に設けられる電圧センサ１６０及び１６２、並びに、第２の蓄電池７０側に設けられる電圧センサ１６４及び１６６を含む。これらの電流センサ１５０～１５４、及び電圧センサ１６０～１６６からの出力信号は、制御部１３０に入力される。

　電流センサ１５０は、直流配線９２の第１の蓄電池６０側に設けられ、第１の蓄電池６０から出力される電流（電流値）を検出する。電圧センサ１６０及び１６２は、直流配線９２と直流配線９４との間の電圧を検出する。電圧センサ１６０は、ＳＭＲ１４０及び１４２に対して第１の蓄電池６０側に設けられて、第１の蓄電池６０の出力電圧を検出する。電圧センサ１６２は、ＳＭＲ１４０及び１４２に対して第１のインバータ１１０側に設けられて、第１のインバータ１１０への入力電圧を検出する。この実施の形態では、電圧センサ１６２は、高圧補機９０の接続点よりも第１のインバータ１１０側に設けられている。電圧センサ１６０及び電圧センサ１６２は、ＳＭＲ１４０及び１４２を挟んで配置されることによって、ＳＭＲ１４０及び１４２がオン状態か否かを検出する役割も有している。

　第２の蓄電池７０側に設けられる電流センサ１５２、電圧センサ１６４及び電圧センサ１６６は、第１の蓄電池６０側と同様に配置される。具体的には、電流センサ１５２は、直流配線９６の第２の蓄電池７０側に設けられ、第２の蓄電池７０から出力される電流（電流値）を検出する。電圧センサ１６４及び１６６は、直流配線９６と直流配線９８との間の電圧（電圧値）を検出する。電圧センサ１６４は、ＳＭＲ１４４及び１４６に対して第２の蓄電池７０側に設けられて、第２の蓄電池７０の出力電圧を検出する。電圧センサ１６６は、ＳＭＲ１４４及び１４６に対して第２のインバータ１２０側に設けられて、第２のインバータ１２０への入力電圧を検出する。電圧センサ１６４及び電圧センサ１６６は、ＳＭＲ１４４及び１４６を挟んで配置されることによって、ＳＭＲ１４４及び１４６がオン状態か否かを検出する役割も有している。

　電流センサ１５４は、主機モータ８０に流れる電流を検出する。電流センサ１５４は、主機モータ８０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）にそれぞれ設けられるＵ相電流センサ１５４ｕ、Ｖ相電流センサ１５４ｖ、及びＷ相電流センサ１５４ｗを含む。制御部１３０は、電流センサ１５４からの出力信号に基づいて、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０をフィードバック制御する。

　図１及び図２を参照して、制御部１３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の演算素子（プロセッサ）１３２、及び記憶装置（メモリ）１３４を含む。記憶装置１３４には、主機モータ８０の駆動を制御（第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御）するためのソフトウェア（コンピュータプログラム）が予め記憶されている。制御部１３０は、演算素子１３２がコンピュータプログラムを実行することにより、２つの蓄電池（第１の蓄電池６０、及び第２の蓄電池７０）間において容量の不平衡が生じないように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。

　制御部１３０は、主機モータ８０を制御するための各種の演算処理を実行する電子制御装置（例えば、モータ用ＥＣＵ）により構成することができる。ただし、制御部１３０はこうした構成に限定されない。制御部１３０は、モータ用ＥＣＵ以外の制御装置であってもよい。この場合、制御部１３０は、モータ用ＥＣＵからの指示に基づいて、２つの蓄電池間において容量の不平衡が生じないように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する制御信号を生成する構成としてもよい。なお、制御部１３０は、アナログＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、専用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の制御用ＩＣであってもよいし、その一部又は全部がハードウェア回路によって構成されてもよい。

　図３を参照して、電力変換システム１００の構成についてより詳細に説明する。この図３では、電流センサ、電圧センサ、及びバッテリ管理装置等の記載は省略されている。

　第１のインバータ１１０は、第１の蓄電池６０からの直流電力を三相の交流電力に変換する三相インバータであって、６つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５及びＱ６を含む。６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６にはそれぞれ、並列逆極性に、ダイオードｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、及びｄ６が接続されている。これらのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、Ｕ相の上下アーム１１２、Ｖ相の上下アーム１１４、及びＷ相の上下アーム１１６を構成する。Ｕ相の上下アーム１１２は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ１と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ２とが直列に接続された構成を有している。Ｖ相の上下アーム１１４は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ３と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ４とが直列に接続された構成を有している。Ｗ相の上下アーム１１６は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ５と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ６とが直列に接続された構成を有している。

　同様に、第２のインバータ１２０は、第２の蓄電池７０からの直流電力を三相の交流電力に変換する三相インバータであって、６つのスイッチング素子Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、及びＱ１２を含む。６つのスイッチング素子Ｑ７～Ｑ１２にはそれぞれ、並列逆極性に、ダイオードｄ７、ｄ８、ｄ９、ｄ１０、ｄ１１、及びｄ１２が接続されている。これらのスイッチング素子Ｑ７～Ｑ１２は、Ｕ相の上下アーム１２２、Ｖ相の上下アーム１２４、及びＷ相の上下アーム１２６を構成する。Ｕ相の上下アーム１２２は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ７と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ８とが直列に接続された構成を有している。Ｖ相の上下アーム１２４は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ９と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ１０とが直列に接続された構成を有している。Ｗ相の上下アーム１２６は、上アーム素子であるスイッチング素子Ｑ１１と下アーム素子であるスイッチング素子Ｑ１２とが直列に接続された構成を有している。

　第１のインバータ１１０を構成する各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６、及び第２のインバータ１２０を構成する各スイッチング素子Ｑ７～Ｑ１２は、ここではＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とする。ただし、これらのスイッチング素子は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のＩＧＢＴ以外のスイッチング素子であってもよい。

　主機モータ８０は、三相の巻線（Ｕ相巻線８２、Ｖ相巻線８４、及びＷ相巻線８６）を含む。各巻線８２、８４及び８６の一端は第１のインバータ１１０に接続されている。具体的には、Ｕ相巻線８２の一端は、Ｕ相の上下アーム１１２におけるスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点に接続されている。Ｖ相巻線８４の一端は、Ｖ相の上下アーム１１４におけるスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点に接続されている。Ｗ相巻線８６の一端は、Ｗ相の上下アーム１１６におけるスイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との接続点に接続されている。

　主機モータ８０における各巻線８２、８４及び８６の他端は第２のインバータ１２０に接続されている。具体的には、Ｕ相巻線８２の他端は、Ｕ相の上下アーム１２２におけるスイッチング素子Ｑ７とスイッチング素子Ｑ８との接続点に接続されている。Ｖ相巻線８４の他端は、Ｖ相の上下アーム１２４におけるスイッチング素子Ｑ９とスイッチング素子Ｑ１０との接続点に接続されている。Ｗ相巻線８６の他端は、Ｗ相の上下アーム１２６におけるスイッチング素子Ｑ１１とスイッチング素子Ｑ１２との接続点に接続されている。

　こうした構成において、制御部１３０が各スイッチング素子のオンオフを制御することにより、主機モータ８０の各巻線８２、８４及び８６に電流が流れ、主機モータ８０を駆動する。

　［制御部１３０によるインバータの制御］
　再び図１を参照して、電力変換システム１００は、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０の２つの蓄電池からの電力を用いて主機モータ８０を駆動する。ただし、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０のいずれかの蓄電池からの電力を用いて主機モータ８０を駆動する場合もある。制御部１３０は、車両コントローラ（図示せず。）から送信される、主機モータ８０の駆動に関する指令情報に基づいて、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。

　第１の蓄電池６０から主機モータ８０に供給される電力と、第２の蓄電池７０から主機モータ８０に供給される電力とが等しくなるように目標値を設定して各インバータを制御すると、通常、高圧補機９０が接続されている第１の蓄電池６０の方が第２の蓄電池７０よりも容量の低下が速い。これにより、２つの蓄電池間で残容量（ＳＯＣ）の不平衡が生じる。

　本実施の形態では、こうした不平衡が生じるのを抑制するために、制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力を考慮して、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。制御部１３０は第１の蓄電池６０から出力される電力と第２の蓄電池７０から出力される電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。このような制御を「第１の駆動制御」と呼ぶ。

　第１の蓄電池６０から供給される電力（放電電力）は、電流センサ１５０と電圧センサ１６０又は電圧センサ１６２との出力信号に基づいて算出される。同様に、第２の蓄電池７０から供給される電力（放電電力）は、電流センサ１５２と電圧センサ１６４又は電圧センサ１６６との出力信号に基づいて算出される。

　第１の駆動制御についてより詳細に説明する。第１のインバータ１１０と第２のインバータ１２０とを同じＤｕｔｙ比でＰＷＭ制御した場合（すなわち、第１の蓄電池６０から主機モータ８０に供給される電力と、第２の蓄電池７０から主機モータ８０に供給される電力とが等しくなるように目標値を設定して各インバータを制御した場合）、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒは、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１と第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２との差によって求められる。すなわち、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒは、以下の（１）式により算出される。

　Ｐ_ｒ＝Ｐ_ｂａｔ２－Ｐ_ｂａｔ１　・・・　（１）

　制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを考慮して、各インバータから主機モータ８０に供給される電力の目標値（以下「電力目標値」と呼ぶ）を更新する。具体的には、制御部１３０は、主機モータ８０の駆動に関する指令情報に対して、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を以下のように設定する。

　Ｐ_Ｉｎｖ１　←　Ｐ_Ｉｎｖ１－Ｐ_ｒ／２
　Ｐ_Ｉｎｖ２　←　Ｐ_Ｉｎｖ２＋Ｐ_ｒ／２

　すなわち、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを考慮しない場合の各インバータの電力目標値を、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを考慮する場合の電力目標値に変更する。制御部１３０は、設定した電力目標値に基づいて各インバータを制御する。これにより、第１の蓄電池６０からの電力と第２の蓄電池７０からの電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０が制御される。電力目標値に応じて第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０が制御されることによって主機モータ８０に入力する電圧と周波数が制御され、主機モータ８０の回転速度及びトルクが制御される。

　制御部１３０は、第１の蓄電池６０からの電力及び第２の蓄電池７０からの電力をモニタし、高圧補機９０に供給される電力の変動に応じて、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に入力される電力と第２のインバータ１２０から主機モータ８０に入力される電力との差を調整する。制御部１３０は、高圧補機９０で消費される電力が変動した場合でも、第１の蓄電池６０からの電力と第２の蓄電池７０からの電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。なお、この場合も、インバータの制御により主機モータ８０の駆動が制御される。

　高圧補機９０で消費される電力が変動すると、その変動値が、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１と第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２との差分ΔＰとして算出される。制御部１３０は、この差分ΔＰに応じて、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を以下のように更新する。

　Ｐ_Ｉｎｖ１　←　Ｐ_Ｉｎｖ１－ΔＰ／２
　Ｐ_Ｉｎｖ２　←　Ｐ_Ｉｎｖ２＋ΔＰ／２

　制御部１３０は、更新した電力目標値に基づいて各インバータを制御する。これにより、高圧補機９０で消費される電力が変動した場合でも、第１の蓄電池６０からの電力と第２の蓄電池７０からの電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０が制御される。

　なお、車両の走行速度が変わる場合、車両コントローラからの指令情報に基づいて、例えば、電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１及びＰ_Ｉｎｖ２を同じ値だけ増減させればよい。

　上記制御（第１の駆動制御）は、基本的には、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間においてＳＯＣに差が生じていない場合、又は、差が生じているものの、その差（ΔＳＯＣ）が所定の充電率しきい値よりも小さい場合に実行される。所定の充電率しきい値は、蓄電池の充電時に許容可能な値とすることができる。具体的には、充電率しきい値は、例えば第１の蓄電池６０又は第２の蓄電池７０の容量に対して５％とすることができる。蓄電池の容量に対して３％とすればより好ましい。

　一方、例えば交差点での一時停止等、主機モータ８０が駆動していないときにも、高圧補機９０にて電力が消費される場合がある。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間においてＳＯＣに差が生じることが起こり得る。このような場合、制御部１３０は、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との充電率（ＳＯＣ）の差が所定の充電率しきい値より小さくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。すなわち、制御部１３０は、第２の蓄電池７０から供給される電力がより多くなるよう、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。このような制御を「第２の駆動制御」と呼ぶ。

　第２の駆動制御では、蓄電池間の不平衡を解消するための電力値Ｐ_αを設定し、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を以下のように設定する。

　Ｐ_Ｉｎｖ１　←　Ｐ_Ｉｎｖ１－Ｐ_ｒ／２－Ｐ_α
　Ｐ_Ｉｎｖ２　←　Ｐ_Ｉｎｖ２＋Ｐ_ｒ／２＋Ｐ_α

　制御部１３０は、設定した電力目標値に基づいて各インバータを制御する。これにより、第２の蓄電池７０から供給される電力が、第１の蓄電池６０から供給される電力に対してより多くなる。これにより、第１の蓄電池６０の充電率（ＳＯＣ１）と第２の蓄電池７０の充電率（ＳＯＣ２）との差（ΔＳＯＣ）が徐々に小さくなっていく。両蓄電池の充電率差（ΔＳＯＣ）が充電率しきい値より小さくなったときに、制御部１３０は、第２の駆動制御から第１の駆動制御に切替える。これにより、蓄電池間の不平衡が解消された状態が維持される。

　なお、電力値Ｐ_αは予め定められた一定時であってもよいし、例えばΔＳＯＣに応じて値が変わる変数であってもよい。ΔＳＯＣと電力値Ｐ_αとの関係を示したテーブルを記憶装置に格納しておき、そのテーブルを参照することにより電力値Ｐ_αを決定するようにしてもよい。また、例えば蓄電池の残容量等に応じて電力値Ｐ_αを算出する構成であってもよい。電力値Ｐ_αの値によっては、第１のインバータ１１０を停止させて、第２のインバータ１２０のみ駆動される場合もあり得る。この場合、第２の蓄電池７０からの電力のみで主機モータ８０が駆動されることになる。さらに、各電力目標値に対して重み付けをすることによって、第２の蓄電池７０から供給される電力がより多くなるように設定してもよい。

　高圧補機９０により消費される電力が変動すると、その変動値が算出される。具体的には、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１と第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２との差分ΔＰとした場合に、上記変動値が（ΔＰ＋２Ｐ_α）として算出される。制御部１３０は、この変動値（ΔＰ＋２Ｐ_α）に応じて、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を以下のように更新する。

　Ｐ_Ｉｎｖ１　←　Ｐ_Ｉｎｖ１－（ΔＰ＋２Ｐ_α）／２
　Ｐ_Ｉｎｖ２　←　Ｐ_Ｉｎｖ２＋（ΔＰ＋２Ｐ_α）／２

　制御部１３０は、更新した電力目標値に基づいて各インバータを制御する。これにより、高圧補機９０で消費される電力が変動した場合でも、第２の蓄電池７０から供給される電力が、第１の蓄電池６０から供給される電力に対して一定の割合をもってより多くなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０が制御される。

　［ソフトウェア構成］
　図４を参照して、蓄電池間の容量不平衡を抑制するために、制御部１３０（図１及び図２参照）において実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、車載ＥＣＵからの充電開始の指示に応じて開始する。電動車両５０に電源が投入されたことに応じて開始する。

　このプログラムは、第１の蓄電池６０の残容量（ＳＯＣ１）と第２の蓄電池７０の残容量（ＳＯＣ２）とが同程度か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１０００を含む。同程度か否かは、ＳＯＣ１とＳＯＣ２との差（ΔＳＯＣ）が、蓄電池の充電時に許容し得る差か否かにより判断できる。例えば、ΔＳＯＣが上記した所定の充電率しきい値以下の場合は同程度とすることができる。

　このプログラムはさらに、ステップＳ１０００において、両蓄電池の残容量が同程度であると判定された場合に実行され、第１の駆動制御にてインバータを制御するステップＳ１１００と、ステップＳ１０００において、両蓄電池の残容量が同程度ではないと判定された場合に実行され、所定のイベントが発生するまで第２の駆動制御にてインバータを制御するステップＳ１２００と、ステップＳ１２００の後に実行され、ステップＳ１２００の処理を終了させたイベントに応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１３００とを含む。

　ステップＳ１１００の処理が終了するとこのプログラムは終了する。ステップＳ１３００では、両蓄電池の残容量が同程度となったことによりステップＳ１２００の処理が終了したのか、電源オフの操作がされたことによりステップＳ１２００の処理が終了したのかを判定する。両蓄電池の残容量が同程度となったことによりステップＳ１２００の処理が終了したと判定された場合は、制御はステップＳ１１００に進む。電源オフの操作がされたことによりステップＳ１２００の処理が終了したと判定された場合は、このプログラムは終了する。

　図５は、図４のステップＳ１１００の詳細なフローである。図５を参照して、このルーチンは、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１と第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２とが等しくなるように各電力目標値を設定して、インバータを駆動させるステップＳ１１１０と、ステップＳ１１１０の後に実行され、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出するステップＳ１１２０と、ステップＳ１１２０の後に実行され、上記した（１）式により高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを算出するステップＳ１１３０と、ステップＳ１１３０の後に実行され、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを考慮して、各インバータの電力目標値を更新するステップＳ１１４０と、ステップＳ１１４０の後に実行され、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御するステップＳ１１５０と、ステップＳ１１５０の後に実行され、高圧補機９０において消費される電力に応じた調整処理を実行するステップＳ１１６０と、ステップＳ１１６０の後に実行され、電源オフの操作がされたか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１１７０とを含む。ステップＳ１１６０では、高圧補機９０において消費される電力に応じた調整処理とともに、主機モータ８０の駆動を制御する処理も実行される。ステップＳ１１７０において、電源オフの操作がされていないと判定された場合は、制御はステップＳ１１６０に戻る。ステップＳ１１６０において、電源オフの操作がされたと判定された場合は、このルーチンは終了する。

　図６は、図５のステップＳ１１６０の詳細なフローである。図６を参照して、このルーチンは、以下に説明するステップＳ１５１０～ステップＳ１５４０を所定の回数まで繰返すステップＳ１５００を含む。ステップＳ１５００では、高圧補機９０に供給される電力の変動に応じて、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に入力される電力と第２のインバータ１２０から主機モータ８０に入力される電力との差が調整される。

　ステップＳ１５００において、所定の回数まで繰返される調整処理は、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出するステップＳ１５１０と、ステップＳ１５１０の後に実行され、Ｐ_ｂａｔ１とＰ_ｂａｔ２との差分ΔＰを算出するステップＳ１５２０と、ステップＳ１５２０の後に実行され、算出した差分ΔＰに応じて、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を更新するステップＳ１５３０と、ステップＳ１５３０の後に実行され、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御するステップＳ１５４０とを含む。

　図７は、図４のステップＳ１２００の詳細なフローである。図７を参照して、このルーチンは、蓄電池間の不平衡を解消するための電力値Ｐ_αを設定するステップＳ１２１０と、ステップＳ１２１０の後に実行され、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１と第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２とが等しくなるように各電力目標値を設定して、インバータを駆動するステップＳ１２２０と、ステップＳ１２２０の後に実行され、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出するステップＳ１２３０と、ステップＳ１２３０の後に実行され、上記した（１）式により高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを算出するステップＳ１２４０と、ステップＳ１２４０の後に実行され、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒ及び設定した電力値Ｐ_αに基づいて、各インバータの電力目標値を更新するステップＳ１２５０と、ステップＳ１２５０の後に実行され、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御するステップＳ１２６０と、ステップＳ１２６０の後に実行され、高圧補機９０において消費される電力に応じた調整処理を実行するステップＳ１２７０と、ステップＳ１２７０の後に実行され、電源オフの操作がされたか否か、又は両蓄電池の残容量が同程度になったか否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ１２８０とを含む。ステップＳ１２７０では、高圧補機９０において消費される電力に応じた調整処理とともに、主機モータ８０の駆動を制御する処理も実行される。ステップＳ１２８０において、電源オフの操作がされておらず、かつ、両蓄電池の残容量が同程度でもないと判定された場合は、制御はステップＳ１２７０に戻る。ステップＳ１２８０において、電源オフの操作がされた、又は、両蓄電池の残容量が同程度になったと判定された場合は、このルーチンは終了する。

　図８は、図７のステップＳ１２７０の詳細なフローである。図８を参照して、このルーチンは、以下に説明するステップＳ１６１０～ステップＳ１６４０を所定の回数まで繰返すステップＳ１６００を含む。ステップＳ１６００では、高圧補機９０に供給される電力の変動に応じて、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に入力される電力と第２のインバータ１２０から主機モータ８０に入力される電力との差が調整される。

　ステップＳ１６００において、所定の回数まで繰返される調整処理は、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出するステップＳ１６１０と、ステップＳ１６１０の後に実行され、Ｐ_ｂａｔ１とＰ_ｂａｔ２との差分ΔＰと設定した電力値Ｐ_αとに基づいて、高圧補機９０に供給される電力の変動値（ΔＰ＋２Ｐ_α）を算出するステップＳ１６２０と、ステップＳ１６２０の後に実行され、算出した変動値に応じて、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１、及び第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２を更新するステップＳ１６３０と、ステップＳ１６３０の後に実行され、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御するステップＳ１６４０とを含む。

　［動作］
　本実施の形態に係る電力変換システム１００は以下のように動作する。

　図４を参照して、電動車両５０に電源が投入されると、制御部１３０は第１の蓄電池６０の残容量（ＳＯＣ１）及び第２の蓄電池７０の残容量（ＳＯＣ２）を取得して、両蓄電池の残容量が同程度であるか否かを判定する。両蓄電池の残容量が同程度である場合（ステップＳ１０００においてＹＥＳ）、制御部１３０は、第１の駆動制御でインバータを制御する。

　図５を参照して、制御部１３０は、主機モータ８０の駆動に関する指令情報を車両コントローラから受信し、指令情報に基づいて主機モータ８０を駆動する。制御部１３０は、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１と第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２とが等しくなるように各電力目標値を設定して、インバータを駆動させる（ステップＳ１１１０）。制御部１３０は、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出し（ステップＳ１１２０）、Ｐ_ｂａｔ１とＰ_ｂａｔ２との差分から高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを算出する（ステップＳ１１３０）。制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを考慮して、各インバータの電力目標値を更新し（ステップＳ１１４０）、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御する（ステップＳ１１５０）。

　車両コントローラからの指令情報により車両の走行速度を変化させる場合、制御部１３０は、例えば、電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１及びＰ_Ｉｎｖ２を同程度変化させ、それに応じてインバータを制御する。これにより、車両の走行速度が変化する場合でも、第１の蓄電池６０の放電電力と第２の蓄電池７０の放電電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０が制御される。

　高圧補機９０において消費される電力は高圧補機９０の使用状況に応じて変化するため、制御部１３０は、例えばステップＳ１１５０の処理を所定時間実行した後に、高圧補機９０において消費される電力に応じた調整処理を実行する（ステップＳ１１６０）。この調整処理は、電源オフの操作が検出されるまで繰返される。すなわち、両蓄電池の残容量が同程度である場合、電動車両５０の走行はこの調整処理によるインバータ制御により行われる。

　再び図４を参照して、両蓄電池の残容量が同程度でない場合、すなわち、両蓄電池の残容量に不平衡が生じている場合（ステップＳ１０００においてＮＯ）、制御部１３０は、第２の駆動制御でインバータを制御する（ステップＳ１２００）。

　図７を参照して、制御部１３０は、蓄電池間の不平衡を解消するための電力値Ｐ_αを設定する（ステップＳ１２１０）。制御部１３０は、主機モータ８０の駆動に関する指令情報を車両コントローラから受信し、指令情報に基づいて主機モータ８０を駆動する。制御部１３０は、第１のインバータ１１０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ１と第２のインバータ１２０の電力目標値Ｐ_Ｉｎｖ２とが等しくなるように各電力目標値を設定して、インバータを駆動する（ステップＳ１２２０）。制御部１３０は、第１の蓄電池６０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ１及び第２の蓄電池７０から供給される電力Ｐ_ｂａｔ２を検出し（ステップＳ１２３０）、Ｐ_ｂａｔ１とＰ_ｂａｔ２との差分から高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒを算出する（ステップＳ１２４０）。制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力Ｐ_ｒ及び設定した電力値Ｐ_αに基づいて、各インバータの電力目標値を更新し（ステップＳ１２５０）、更新した電力目標値に基づいて、各インバータをＰＷＭ制御する（ステップＳ１２６０）。

　この場合も同様に、高圧補機９０において消費される電力は高圧補機９０の使用状況に応じて変化する。そのため、制御部１３０は、例えばステップＳ１２６０の処理を所定時間実行した後に、高圧補機９０で消費される電力に応じた調整処理を実行する（ステップＳ１２７０）。この調整処理は、電源オフの操作が検出されるか、両蓄電池の残容量が同程度になるまで繰返される。すなわち、両蓄電池の残容量が同程度ではない場合、電源オフの操作がされない限り、両蓄電池の残容量が同程度になるまで、電動車両５０の走行はこの調整処理によるインバータ制御により行われる。

　再び図４を参照して、第２の駆動制御において、両蓄電池の残容量が同程度になると、制御部１３０は、インバータの制御を第２の駆動制御から第１の駆動制御に切替える。制御部１３０は、上記した第１の駆動制御によりインバータを制御する。

　［本実施の形態の効果］
　以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る電力変換システム１００は以下に述べる効果を奏する。

　第１の蓄電池６０から高圧補機９０及び第１のインバータ１１０に電力が供給され、第２の蓄電池７０から第２のインバータ１２０に電力が供給される。第１の蓄電池６０からは高圧補機９０にも電力が供給されるため、制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力を考慮して、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。すなわち、高圧補機９０に供給される電力に応じて、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に供給する電力と、第２のインバータ１２０から主機モータ８０に供給する電力との比率を変化させる。より具体的には、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に供給する電力と、第２のインバータ１２０から主機モータ８０に供給する電力とを、高圧補機９０に供給される電力に応じてアンバランスにする。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間において容量の不平衡が生じるのを抑制できる。蓄電池間の容量不平衡を抑制することによって、電動車両５０の運転手に対する充電を促す指示を、双方の蓄電池の容量がなくなったときに出せる。これにより、運転手に対して、あとどの程度走行可能かを予測し易くできる。

　制御部１３０は、高圧補機９０に供給される電力に応じて、第１のインバータ１１０から主機モータ８０に入力される電力と第２のインバータ１２０から主機モータ８０に入力される電力との差を調整する。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間において容量の不平衡が生じるのを容易に抑制できる。

　制御部１３０は、第１の蓄電池６０から高圧補機９０及び第１のインバータ１１０に供給される電力と、第２の蓄電池７０から第２のインバータ１２０に供給される電力とが等しくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間において容量の不平衡が生じないように、各蓄電池から電力を供給できる。

　制御部１３０はさらに、第１の蓄電池６０の充電率（ＳＯＣ）及び第２の蓄電池７０の充電率（ＳＯＣ）を取得し、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との充電率の差（ΔＳＯＣ）が所定の充電率しきい値より小さくなるように、第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０を制御する。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間において容量の不平衡が生じた場合に、その不平衡を解消できる。

　（第１の実施の形態の変形例）
　変形例に係る電力変換システムは、主機モータの回転数及びトルクをモニタし、主機モータの回転数及びトルクに応じて、１つの蓄電池からの電力によりモータを駆動する１電源駆動動作と、２つの蓄電池からの電力によりモータを駆動する２電源駆動動作とを切替える。１電源駆動動作と２電源駆動動作との切替えについては、特許文献１に開示されているため、詳細な説明は省略する。

　１電源駆動動作の場合、制御部は、第１の蓄電池のＳＯＣ及び第２の蓄電池のＳＯＣをモニタし、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差（ΔＳＯＣ）が一定以上生じた場合、ＳＯＣが高い蓄電池側のインバータにより主機モータを駆動する。この場合、制御部は、第１のインバータの駆動時間と第２のインバータの駆動時間とが異なるように、第１のインバータ及び第２のインバータを交互に駆動することができる。例えば、高圧補機が第１の蓄電池に接続されており、第２の蓄電池には高圧補機が接続されていない場合に、制御部は、第１の蓄電池から電力が供給される第１のインバータの駆動時間を、第２の蓄電池から電力が供給される第２のインバータの駆動時間よりも短くする。これにより、１つの蓄電池からの電力により主機モータを駆動する１電源駆動動作の場合でも、制御部は、２つの蓄電池間における容量が平衡となるようにインバータを制御できる。

　２電源駆動動作の場合は、上記第１実施の形態において示した制御と同様の制御を行うことができる。

　制御部は、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差が所定の充電率しきい値以上である場合に、充電率の差が所定の充電率しきい値より小さくなるように、第１のインバータ及び第２のインバータのいずれかを駆動する構成であってもよい。このように構成した場合でも、第１の蓄電池と第２の蓄電池との間において容量の不平衡が生じた場合にその不平衡を解消できる。

（第２の実施の形態）
　［全体構成］
　図９を参照して、本実施の形態に係る充電システム２００は、第１の実施の形態において示した電力変換システム１００（図１参照）が搭載される電動車両５０Ａに設けられるシステムである。電動車両５０Ａは、第１の蓄電池６０、第２の蓄電池７０、主機モータ８０、ＤＣリレー１７０、及び入力端子１８０等をさらに含む。入力端子１８０は、外部電源としての充電器１９０が接続される電源接続部である。なお、図９では、電流センサ、電圧センサ、及びバッテリ管理装置等の記載は省略されている。

　充電システム２００は、充電電圧が異なる複数の充電器により蓄電池の充電を可能とする。具体的には、充電システム２００は、例えば４００Ｖ及び８００Ｖのいずれの充電電圧でも第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０の充電を可能とするシステムである。充電システム２００の詳細については後述する。

　入力端子１８０は、充電器１９０の正極側と接続される第１の端子１８０ａ、及び充電器１９０の負極側と接続される第２の端子１８０ｂを含む。充電器１９０は、直流（ＤＣ）電力を出力する急速充電器であって、電動車両５０Ａの充電ソケット（図示せず。）に接続される充電プラグ（図示せず）を含む。充電プラグが充電ソケットに接続されることによって、入力端子１８０が充電器１９０に接続される。

　ＤＣリレー１７０は、入力端子１８０と充電システム２００との間に配される開閉器（スイッチ）である。このＤＣリレー１７０は、第１の端子１８０ａと充電システム２００との間に配される第１のＤＣリレー１７０ａと、第２の端子１８０ｂと充電システム２００との間に配される第２のＤＣリレー１７０ｂとを含む。ＤＣリレー１７０は、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０の充電時に、図示しないスイッチ制御部によってオン／オフ制御される。

　［充電システム２００の構成］
　充電システム２００は切替器２１０を含む。切替器２１０は、充電器１９０からの電流が、第１のインバータ１１０のスイッチング素子、第２のインバータ１２０のスイッチング素子、及び主機モータ８０を迂回するように経路を切替える。この切替器２１０は、第１の切替器、第２の切替器及び第３の切替器を含む。第１～第３の切替器の各々は、例えばリレーから構成されている。そのため、以下では、第１の切替器を第１のリレー２１２、第２の切替器を第２のリレー２１４、第３の切替器を第３のリレー２１６と呼ぶ。充電システム２００は、充電器１９０の充電電圧が４００Ｖか８００Ｖかに応じてこれら３つのリレーのオン／オフ状態の組合せを変えることにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態と、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが直列に接続された状態とを切替える。

　図１０を参照して、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６は、入力端子１８０（第１の端子１８０ａ及び第２の端子１８０ｂ）の間に直列に接続される。第１のリレー２１２は、第１端子２１２ａ及び第２端子２１２ｂを含み、第２のリレー２１４は、第１端子２１４ａ及び第２端子２１４ｂを含み、第３のリレー２１６は、第１端子２１６ａ及び第２端子２１６ｂを含む。

　第１のリレー２１２の第１端子２１２ａは、入力端子１８０の正極側の端子である第１の端子１８０ａ及び第２の蓄電池７０（図９参照）の正極側と接続される。第１のリレー２１２の第２端子２１２ｂは、第２のリレー２１４の第１端子２１４ａに接続され、かつ、第１のリレー２１２と第２のリレー２１４との接続部分が第１の蓄電池６０（図９参照）の正極側と接続される。第２のリレー２１４の第２端子２１４ｂは、第３のリレー２１６の第１端子２１６ａに接続され、かつ、第２のリレー２１４と第３のリレー２１６との接続部分が第２の蓄電池７０の負極側と接続される。第３のリレー２１６の第２端子２１６ｂは、第１の蓄電池６０の負極側及び入力端子１８０の負極側の端子である第２の端子１８０ｂと接続される。

　第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６は、切替制御部２２０からの制御信号により、第１端子と第２端子との間の開閉を切替える。その際、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６は、互いに同じ開閉状態となるように切替えられ、第２のリレー２１４は、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６とは逆の開閉状態となるように切替えられる。そのため、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６を総称して「リレーＲＹ_ｐ」と呼ぶことがあり、第２のリレー２１４を「リレーＲＹ_ｓ」と呼ぶことがある。

　再び図９を参照して、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６は、充電器１９０から出力される電力（電圧）に応じて開閉状態が切替えられる。具体的には、充電器１９０の充電電圧が８００Ｖの場合、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６がオフにされ、第２のリレー２１４がオンにされる。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが直列に接続された状態となる。第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０は、いずれも、４００Ｖ仕様の蓄電池であるため、直列に接続されることにより８００Ｖの充電電圧で充電される。

　充電器１９０の充電電圧が４００Ｖの場合、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６がオンにされ、第２のリレー２１４がオフにされる。これにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態となる。第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０は、４００Ｖの充電電圧で充電される。

　図１１を参照して、切替制御部２２０は、例えば電動車両５０Ａを制御する電子制御装置により構成される。切替制御部２２０は、ＣＰＵ等の演算素子（プロセッサ）２２２、及び記憶装置（メモリ）２２４を含む。記憶装置２２４には、蓄電池の充電時に充電システム２００（図９参照）の各リレーを制御するためのソフトウェア（コンピュータプログラム）が予め記憶されている。切替制御部２２０は、演算素子２２２がコンピュータプログラムを実行することにより、充電器１９０（図９参照）から出力される電力に応じて充電システム２００の各リレーの開閉を制御する。

　［ソフトウェア構成］
　図１２を参照して、電圧が異なる複数の充電器により蓄電池を充電するために、切替制御部２２０（図１１参照）において実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、車載ＥＣＵ（図示せず。）からの充電開始の指示に応じて開始する。

　このプログラムは、ＳＭＲ１４０、１４２、１４４、及び１４６をオンにするステップＳ２０００と、ステップＳ２０００の後に実行され、車載ＥＣＵから受信した充電器１９０の電圧情報に基づいて、充電器１９０の出力電圧（入力電圧）が４００Ｖか８００Ｖかを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ２１００と、ステップＳ２１００において、入力電圧が８００Ｖであると判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓをオンにし、リレーＲＹ_ｐをオフにするステップＳ２２００と、ステップＳ２１００において、入力電圧が４００Ｖであると判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓをオフにし、リレーＲＹ_ｐをオンにするステップＳ２３００と、ステップＳ２２００又はステップＳ２３００の後に実行され、充電が終了するまで待機するステップＳ２４００とを含む。ステップＳ２２００又はステップＳ２３００の処理が終了すると、ＤＣリレー１７０がオンにされて充電が開始する。ステップＳ２４００では、充電が終了するまで待機する。充電が終了すると、ＤＣリレー１７０がオフにされる。

　このプログラムはさらに、ステップＳ２４００において、車載ＥＣＵからの通知により充電が終了したと判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓ及びリレーＲＹ_ｐをオフにするステップＳ２５００と、ステップＳ２５００の後に実行され、ＳＭＲ１４０～１４６をオフにしてこのプログラムを終了するステップＳ２６００とを含む。ステップＳ２５００では、既にオフ状態になっているリレーはその状態が維持される。

　［動作］
　本実施の形態に係る充電システム２００は以下のように動作する。

　図９を参照して、電動車両５０Ａの停車時において、電動車両５０Ａの充電ソケットに充電器１９０の充電プラグが接続されると、車載ＥＣＵがそれを検知して充電器１９０と通信する。車載ＥＣＵは充電器１９０が出力する電圧等の情報を取得して、切替制御部２２０に通知する。ＳＭＲ１４０～１４６がオンされる（図１２のステップＳ２０００）。

　《８００Ｖ充電》
　図１３を参照して、充電器１９０の出力電圧が８００Ｖの場合、第１のリレー２１２（リレーＲＹ_ｐ）及び第３のリレー２１６（リレーＲＹ_ｐ）がオフにされ、第２のリレー２１４（リレーＲＹ_ｓ）がオンにされる（図１２のステップＳ２２００）。

　図１４を参照して、充電システム２００の各リレーがこのように切替えられることにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが直列に接続された状態になる。ＤＣリレー１７０がオンされて充電が開始されると、充電器１９０からの電流が太い実線矢印により示される経路を経由して流れ、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０が８００Ｖの充電電圧で充電される。なお、図１４では、電流センサ、電圧センサ、バッテリ管理装置、及び制御部等の記載は省略されている。

　充電が終了すると（ステップＳ２４００においてＹＥＳ）、充電終了処理が実行される。充電の終了処理では、まず、ＤＣリレー１７０がオフされ、その後、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６がオフされる（ステップＳ２５００）。最後に、ＳＭＲ１４０～１４６がオフにされる（ステップＳ２６００）。

　《４００Ｖ充電》
　図１５を参照して、充電器１９０の出力電圧が４００Ｖの場合、第１のリレー２１２（リレーＲＹ_ｐ）及び第３のリレー２１６（リレーＲＹ_ｐ）がオンにされ、第２のリレー２１４（リレーＲＹ_ｓ）がオフにされる（ステップＳ２３００）。

　図１６を参照して、充電システム２００の各リレーがこのように切替えられることによって、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態となる。ＤＣリレー１７０がオンされて充電が開始されると、充電器１９０からの電流が太い実線矢印及び太い破線矢印により示される経路を経由して流れ、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０がそれぞれ４００Ｖの充電電圧で充電される。なお、図１６でも図１４と同様に、電流センサ、電圧センサ、バッテリ管理装置、及び制御部等の記載は省略されている。

　充電が終了すると、８００Ｖ充電の場合と同様の充電終了処理が実行される。

　［本実施の形態の効果］
　以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る充電システム２００は以下に述べる効果を奏する。

　充電システム２００は、充電器１９０から出力される電力に応じて、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列接続された状態、及び第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが直列接続された状態のいずれかに切替える。これにより、充電電圧が異なる種々の外部電源（充電器１９０）により蓄電池の充電を行うことが可能となる。

　この充電システム２００は、第１の実施の形態で示した電力変換システムが搭載された電動車両５０Ａに設けられる。電力変換システムによって、２つの蓄電池間において容量を平衡に保つことができる。そのため、８００Ｖの充電電圧により充電する場合、過充電を抑制しながら、両蓄電池を満充電状態まで充電できる。４００Ｖの充電電圧により充電する場合、両蓄電池の充電率の差に起因する短絡電流の影響を抑制しながら蓄電池を充電できる。これにより、充電時における蓄電池の劣化を抑制できる。

　（第２の実施の形態の変形例１）
　図１７を参照して、変形例１に係る充電システム２５０は、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６が１つのユニットにユニット化されている点において、上記した実施の形態とは異なる。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。

　充電システム２５０は、給電口（入力端子１８０：図９参照）に接続される接続端子２６０及び２６２、第１の蓄電池６０（図９参照）に接続される接続端子２６４及び２６６、並びに、第２の蓄電池７０（図９参照）に接続される接続端子２６８及び２７０をさらに含む。第１のリレー２１２の第１端子２１２ａは、接続端子２６０及び２６８に接続されており、第１のリレー２１２と第２のリレー２１４との接続部分が、接続端子２６４に接続されている。第３のリレー２１６の第２端子２１６ｂは、接続端子２６２及び２６６に接続されており、第２のリレー２１４と第３のリレー２１６との接続部分が、接続端子２７０に接続されている。

　図１８は、変形例１に係る充電システム２５０を電動車両５０Ｂに搭載する場合の構成を示す図である。図１８では、高圧補機、電圧センサ、電流センサ、制御部等の記載は省略されている。図１７及び図１８を参照して、接続端子２６０は、第１のＤＣリレー１７０ａを介して、入力端子１８０の第１の端子１８０ａに接続され、接続端子２６２は、第２のＤＣリレー１７０ｂを介して、入力端子１８０の第２の端子１８０ｂに接続される。接続端子２６４は、ＳＭＲ１４０を介して、第１の蓄電池６０の正極側に接続され、接続端子２６６は、ＳＭＲ１４２を介して、第１の蓄電池６０の負極側に接続される。接続端子２６８は、ＳＭＲ１４４を介して、第２の蓄電池７０の正極側に接続され、接続端子２７０は、ＳＭＲ１４６を介して、第２の蓄電池７０の負極側に接続される。

　このように、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６がユニット化することにより、充電システム２５０の電動車両への搭載を容易化できる。

　（第２の実施の形態の変形例２）
　図１９を参照して、変形例２に係る充電システム２８０は、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６のみならず、ＳＭＲ１４０、１４２、１４４、及び１４６をも含めて１つのユニットにユニット化されている点において、上記した実施の形態とは異なる。その他の構成は、第２の実施の形態と同様である。

　充電システム２８０はジャンクションボックスであって、変形例１において示した構成において、ＳＭＲ１４０～１４６、並びに、接続端子２７２、２７４、２７６及び２７８をさらに含む。ＳＭＲ１４０は、接続端子２６４と接続端子２７２との間に設けられており、ＳＭＲ１４０と接続端子２７２との接続部分は、第１のリレー２１２と第２のリレー２１４との接続部分に接続されている。ＳＭＲ１４２は、接続端子２６６と接続端子２７４との間に設けられており、ＳＭＲ１４２と接続端子２７４との接続部分は、第３のリレー２１６と接続端子２６２との接続部分に接続されている。

　ＳＭＲ１４４は、接続端子２６８と接続端子２７６との間に設けられており、ＳＭＲ１４４と接続端子２７６との接続部分は、接続端子２６０と第１のリレー２１２との接続部分に接続されている。ＳＭＲ１４６は、接続端子２７０と接続端子２７８との間に設けられており、ＳＭＲ１４６と接続端子２７８との接続部分は、第２のリレー２１４と第３のリレー２１６との接続部分に接続されている。

　ＳＭＲ１４０～１４６を含むことによって追加された接続端子２７２、２７４、２７６及び２７８はインバータに接続される。具体的には、接続端子２７２は、第１のインバータの高電位側に接続され、接続端子２７４は、第１のインバータの低電位側に接続される。接続端子２７６は、第２のインバータの高電位側に接続され、接続端子２７８は、第２のインバータの低電位側に接続される。

　このように、ＳＭＲ１４０～１４６をも含めてユニット化することにより、充電システム２８０の電動車両への搭載をより容易化できる。

　（第２の実施の形態の変形例３）
　上記第２の実施の形態、変形例１及び変形例２では、充電システムを構成する第１のリレー、第２のリレー及び第３のリレーが、ＳＭＲを介して、第１の蓄電池又は第２の蓄電池に接続される例を示した。しかし、本開示はそのような実施の形態には限定されない。

　図２０を参照して、変形例３に係る充電システム２９０は、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６が、ＳＭＲ１４０～１４６を介されず、第１の蓄電池６０又は第２の蓄電池７０に接続される。このように構成した場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。なお、図２０においても、図９と同様に、電流センサ、電圧センサ、及びバッテリ管理装置等の記載は省略されている。

　（第３の実施の形態）
　本実施の形態に係る充電システムは、充電器からの電流が、第１のインバータ、第２のインバータ、及び主機モータを流れる第１の充電経路と、第１のインバータ、第２のインバータ、及び主機モータを迂回する第２の充電経路とを切替える。充電システムは、第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率の差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する。

　例えば、充電するタイミング等によっては、充電時における第１の蓄電池と第２の蓄電池との充電率（ＳＯＣ）の差が比較的大きくなる場合もあり得る。図２１を参照して、例えば、第１の蓄電池６０のＳＯＣが第２の蓄電池７０のＳＯＣより小さい場合、充電システムのリレーを切替えることによって第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とを並列に接続すると、充電率の差に起因する短絡電流が第２の蓄電池７０から第１の蓄電池６０に流れる。

　本実施の形態に係る充電システムは、許容しがたい短絡電流が流れるようなＳＯＣの差が両蓄電池間にある場合、インバータを経由して充電する第１の充電経路を充電に用いる経路として設定する。これにより、両蓄電池間にＳＯＣ差がある場合でも、インバータに含まれるダイオードによって短絡電流の発生が抑制される。

　［ハードウェア構成］
　図２２を参照して、本実施の形態に係る充電システム３００は、第２の実施の形態において示した充電システムと同様のハードウェア構成を有する。充電システム３００の切替器２１０は、上記した第１の充電経路と第２の充電経路とを切替える機能を持つ。

　ここで、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とを並列接続してこれら蓄電池を充電する場合を考える。図２３を参照して、切替器２１０を構成する第１のリレー２１２、第２のリレー２１４及び第３のリレー２１６の各々をオフにすると、第１の充電経路が充電に用いる経路として設定される。第１の充電経路は、上記のように、充電器からの電流が、第１のインバータ１１０、第２のインバータ１２０、及び主機モータ８０を流れる経路である。第１の充電経路は少なくとも太い実線矢印が示す経路を含む。第１のインバータ１１０の所定のスイッチング素子、及び第２のインバータ１２０の所定のスイッチング素子がオンされると、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態となる。

　図２４を参照して、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６をオンにし、第２のリレー２１４をオフにすると、第２の充電経路が充電に用いる経路として設定される。第２の充電経路は、上記のように、充電器からの電流が、第１のインバータ１１０、第２のインバータ１２０、及び主機モータ８０を迂回する経路である。第２の充電経路は少なくとも太い実線矢印が示す経路を含む。この場合も、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態となる。

　図２５を参照して、充電システム３００を構成する各リレーは切替制御部２２０Ａによって制御される。切替制御部２２０Ａは、第２の実施の形態で示した切替制御部２２０（図１１参照）と同様の構成を有する。ただし、本実施の形態では、切替制御部２２０Ａの記憶装置２２４に記憶されているコンピュータプログラムが第２の実施の形態とは異なる。本実施の形態の切替制御部２２０Ａは、第１の蓄電池６０及び第２の蓄電池７０を充電する際に、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する経路設定部としても機能する。そのため、切替制御部２２０Ａは、少なくとも充電時において、第１の蓄電池６０のＳＯＣ及び第２の蓄電池７０のＳＯＣをモニタする機能を持つ。

　第１のインバータ１１０及び第２のインバータ１２０は制御部１３０Ａによって制御される。制御部１３０Ａは、第１の実施の形態で示した制御部１３０（図２参照）と同様の構成を有する。ただし、本実施の形態の制御部１３０Ａは、第１の実施の形態で示した機能に加えて、切替制御部２２０Ａからの指示に応じて、第１のインバータ１１０の所定のスイッチング素子、及び第２のインバータ１２０の所定のスイッチング素子をオン／オフする機能をも持つ。この点において、制御部１３０Ａは、第１の実施の形態で示した制御部とは異なる。なお、所定のスイッチング素子は１つでもよく複数でもよい。また所定のスイッチング素子は適宜変更する構成であってもよい。

　本実施の形態のその他の構成は、第１又は第２の実施の形態と同様である。なお、図２１～図２４では、電流センサ、電圧センサ、バッテリ管理装置、及び制御部等の記載は省略されている。

　［ソフトウェア構成］
　図２６を参照して、充電率の差に起因する短絡電流の発生を抑制するために、切替制御部２２０Ａ（図２５参照）において実行されるコンピュータプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、車載ＥＣＵからの充電開始の指示に応じて開始する。

　このプログラムは、ＳＭＲをオンにするステップＳ３０００と、ステップＳ３０００の後に実行され、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差（ΔＳＯＣ）が所定のしきい値以上か否かを判定し、判定結果に応じて制御の流れを分岐させるステップＳ３１００とを含む。

　所定のしきい値は、例えば、第１の実施の形態において示した「充電率しきい値」と同じ値を用いることができる。具体的には、しきい値は、例えば第１の蓄電池６０又は第２の蓄電池７０の容量に対して３％から５％の範囲とすることができる。各蓄電池の容量を例えば５０ｋＷｈとした場合、ΔＳＯＣが５％だと短絡電流は定格電流の１／１０以下となり、リレーオン時の耐久に問題のないレベルとなる。ΔＳＯＣが３％だと短絡電流は定格電流の１／１５以下となり、より好ましい。

　このプログラムはさらに、両蓄電池のＳＯＣの差（ΔＳＯＣ）が所定のしきい値以上であると判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓ（第２のリレー）及びリレーＲＹ_ｐ（第１及び第３のリレー）をオフにするステップＳ３２００と、ステップＳ３２００の後に実行され、制御部１３０Ａ（図２５参照）に対して所定のスイッチング素子のオンを指示するステップＳ３３００と、ステップＳ３３００の後に実行され、ΔＳＯＣがしきい値より小さくなるまで待機するステップＳ３４００とを含む。ステップＳ３３００の処理が終了すると、ＤＣリレーがオンにされて充電が開始する。ＳＯＣの小さい蓄電池の方が電流が流れ易いため、充電の経過に伴ってΔＳＯＣが小さくなっていく。ステップＳ３４００では、両蓄電池のＳＯＣをモニタすることによって、例えば両蓄電池のＳＯＣが同じになるまで充電を継続する。

　このプログラムはさらに、ステップＳ３４００において、ΔＳＯＣがしきい値より小さくなったと判定された場合に実行され、車載ＥＣＵに対して充電の一時停止を指示するステップＳ３５００と、ステップＳ３５００の後に実行され、制御部１３０Ａ（図２５参照）に対して所定のスイッチング素子のオフを指示するステップＳ３６００と、ステップＳ３６００の後に実行され、リレーＲＹ_ｓをオフにし、リレーＲＹ_ｐをオンにするステップＳ３７００と、ステップＳ３７００の後に実行され、車載ＥＣＵに対して充電の再開を指示するステップＳ３８００とを含む。

　このプログラムはさらに、両蓄電池のＳＯＣの差（ΔＳＯＣ）が所定のしきい値以上ではない（ΔＳＯＣがしきい値より小さい）と判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓをオフにし、リレーＲＹ_ｐをオンにするステップＳ３９００と、ステップＳ３８００又はステップＳ３９００の後に実行され、充電が終了するまで待機するステップＳ４０００と、ステップＳ４０００において、車載ＥＣＵからの通知により充電が終了したと判定された場合に実行され、リレーＲＹ_ｓ及びリレーＲＹ_ｐをオフにするステップＳ４１００と、ステップＳ４１００の後に実行され、ＳＭＲをオフにしてこのプログラムを終了するステップＳ４２００とを含む。

　［動作］
　本実施の形態に係る充電システム３００は以下のように動作する。第２の実施の形態において示した動作と重複する部分は説明を適宜省略する。以下では、出力電圧が４００Ｖの充電器を用いて充電する場合の充電システム３００の動作について説明する。

　図２２を参照して、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差が所定のしきい値以上である場合（図２６のステップＳ３１００においてＹＥＳ）、第１のリレー２１２、第２のリレー２１４、及び第３のリレー２１６の全てがオフにされて（ステップＳ３２００）、第１の充電経路が充電に用いる経路として設定される。

　図２３を参照して、第１の充電経路はインバータを経由して充電する経路であるため、インバータに含まれるダイオードによって短絡電流の発生が抑制される。充電開始時に、所定のスイッチング素子がオンされると、充電器からの電流が太い実線矢印及び太い破線矢印が示す経路を流れて、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態において両蓄電池が充電される。充電の経過に伴って両蓄電池のＳＯＣの差が小さくなっていき、その差が十分に小さくなると（例えばＳＯＣの差がなくなると）（ステップＳ３４００においてＹＥＳ）、切替制御部２２０Ａ（図２５参照）は、充電経路を第１の充電経路から第２の充電経路に切替える。切替制御部２２０Ａは、第２の充電経路に切替える前に車載ＥＣＵに対して充電の一時停止を指示する（ステップＳ３５００）。車載ＥＣＵは、充電器と通信して充電を一時停止させる。切替制御部２２０Ａは、制御部１３０Ａ（図２５参照）に対して所定のスイッチング素子のオフを指示する（ステップＳ３６００）。

　図２４を参照して、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６がオンにされて、第２のリレー２１４のオフの状態が維持される（ステップＳ３７００）。これにより、充電経路が第２の充電経路に切替えられる。両蓄電池のＳＯＣの差が十分に小さくなっているため、リレー（切替器２１０）をこのように切替えた場合でもリレーに及ぼす短絡電流の影響が回避される。

　切替制御部２２０Ａは車載ＥＣＵに対して充電再開を指示する（ステップＳ３８００）。車載ＥＣＵは、充電器と通信して充電を再開させる。充電が再開されると、充電器からの電流が太い実線矢印及び太い破線矢印が示す経路を流れて、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態において両蓄電池が充電される。充電が終了すると（ステップＳ４０００においてＹＥＳ）、充電終了処理が実行される（ステップＳ４１００及びステップＳ４２００）。

　一方、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差が所定のしきい値より小さい場合（ステップＳ３１００においてＮＯ）、第１のリレー２１２及び第３のリレー２１６がオンされ、第２のリレー２１４がオフにされて（ステップＳ３９００）、第２の充電経路が充電に用いる経路として設定される。充電が開始されると、充電器からの電流が太い実線矢印及び太い破線矢印が示す経路を流れて、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とが並列に接続された状態において両蓄電池が充電される。充電が終了すると（ステップＳ４０００においてＹＥＳ）、充電終了処理が実行される（ステップＳ４１００及びステップＳ４２００）。

　［本実施の形態の効果］
　本実施の形態に係る充電システム３００は以下に述べる効果を奏する。

　切替制御部２２０Ａは、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差に応じて、第１の充電経路及び第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する。電動車両に搭載される電力変換システムにより、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０との間において容量の不平衡が生じるのを抑制できる。したがって、通常は、充電時における第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差は小さい。これにより、充電時における蓄電池の劣化を抑制できる。この場合、切替制御部２２０Ａは第２の充電経路を充電に用いる経路として設定する。第２の充電経路を介して充電することにより、第１の充電経路を介して充電する場合に比べて電力損失を低減できる。

　一方、充電するタイミング等によっては、充電時における第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差が比較的大きくなる場合もあり得る。この場合、第２の充電経路を充電に用いる経路として設定すると蓄電池間に短絡電流が流れる。切替制御部２２０Ａは、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差に応じて充電経路を切替えることにより、充電率の差がある場合に、第１の充電経路を充電に用いる経路として設定する。第１の充電経路にはインバータが配置されるため、インバータによって蓄電池間に短絡電流が流れるのを防止できる。これにより、切替器２１０に及ぼす短絡電流の影響を回避できるとともに、短絡電流に起因する蓄電池の劣化を抑制できる。

　第１の充電経路を介した充電器による充電により、第１の蓄電池６０と第２の蓄電池７０とのＳＯＣの差が所定のしきい値より小さくなると、第１の充電経路から第２の充電経路に充電経路が切替えられる。これにより、第１のインバータ１１０、第２のインバータ１２０、及び主機モータ８０において生じる電力損失を低減できる。

　その他の効果は、第１又は第２の実施の形態と同様である。

　（変形例）
　上記実施の形態では、第１の蓄電池の放電電力と第２の蓄電池の放電電力との差分ΔＰから高圧補機に供給される電力を算出する例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。例えば、高圧補機に供給される電力を直接計測して、両蓄電池間の容量が平衡になるようにインバータを制御するようにしてもよい。また、各インバータの制御は、上記実施の形態で示した制御方法以外の方法を用いてもよい。

　上記実施の形態では、１電源駆動動作の場合に、第１のインバータの駆動時間と第２のインバータの駆動時間とが異なるように、第１のインバータ及び第２のインバータを交互に駆動させる例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。１電源駆動動作の場合に、いずれか一方のインバータ及び蓄電池により主機モータを駆動させるようにしてもよい。また、第１のインバータ及び第２のインバータを交互に駆動させる場合に、第１のインバータの駆動時間と第２のインバータの駆動時間とを同じにしてもよい。

　上記実施の形態では、２つの蓄電池の一方に高圧補機を接続する例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。２つの蓄電池の両方に高圧補機が接続されていてもよい。この場合でも、両蓄電池間に容量の不平衡が生じ得る。本開示の電力変換システムを用いることにより、このような構成でも蓄電池間の容量不平衡を抑制できる。

　上記実施の形態では、２つのインバータを１つの制御部が制御する統合型の制御部を用いた例について示したが、本開示はそのような実施の形態には限定されない。例えば、別々の制御部が各々のインバータを制御する構成であってもよい。

　上記実施の形態では、リチウムイオン二次電池を含む蓄電池を用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。蓄電池はリチウムイオン電池以外の二次電池であってもよい。

　なお、上記で開示された技術を適宜組合せて得られる実施の形態についても、本開示の技術的範囲に含まれる。

　今回開示された実施の形態は単に例示であって、本開示が上記した実施の形態のみに限定されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

　５０、５０Ａ、５０Ｂ　　電動車両
　６０　　第１の蓄電池
　６２、７２　　バッテリ管理装置
　７０　　第２の蓄電池
　８０　　主機モータ
　８２　　Ｕ相巻線
　８４　　Ｖ相巻線
　８６　　Ｗ相巻線
　９０　　高圧補機
　９２～９８　　直流配線
　１００　　電力変換システム
　１１０　　第１のインバータ
　１１２～１１６、１２２～１２６　　上下アーム
　１２０　　第２のインバータ
　１３０、１３０Ａ　　制御部
　１３２、２２２　　演算素子
　１３４、２２４　　記憶装置
　１４０～１４６　　システムメインリレー（ＳＭＲ）
　１５０～１５４　　電流センサ
　１５４ｕ　　Ｕ相電流センサ
　１５４ｖ　　Ｖ相電流センサ
　１５４ｗ　　Ｗ相電流センサ
　１６０～１６６　　電圧センサ
　１７０　　ＤＣリレー
　１７０ａ　　第１のＤＣリレー
　１７０ｂ　　第２のＤＣリレー
　１８０　　入力端子
　１８０ａ　　第１の端子
　１８０ｂ　　第２の端子
　１９０　　充電器
　２００、２５０、２８０、２９０、３００　　充電システム
　２１０　　切替器
　２１２　　第１のリレー（リレーＲＹ_ｐ）
　２１２ａ、２１４ａ、２１６ａ　　第１端子
　２１２ｂ、２１４ｂ、２１６ｂ　　第２端子
　２１４　　第２のリレー（リレーＲＹ_ｓ）
　２１６　　第３のリレー（リレーＲＹ_ｐ）
　２２０、２２０Ａ　　切替制御部
　２６０～２７８　　接続端子
　ｄ１～ｄ１２　　ダイオード
　Ｑ１～Ｑ１２　　スイッチング素子

Claims

　第１の蓄電池と電動機との間に接続される第１のインバータと、
　第２の蓄電池と前記電動機との間に接続される第２のインバータと、
　前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御する制御部とを含み、
　前記第１の蓄電池と前記第１のインバータとの間には、前記第１の蓄電池からの電力が供給される負荷が接続され、
　前記制御部は、前記負荷に供給される電力を考慮して、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御する、電力変換システム。
　前記制御部は、前記負荷に供給される電力に応じて、前記第１のインバータから前記電動機に入力される電力と前記第２のインバータから前記電動機に入力される電力との差を調整する、請求項１に記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記第１の蓄電池から前記負荷及び前記第１のインバータに供給される電力と、前記第２の蓄電池から前記第２のインバータに供給される電力とが等しくなるように、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御する、請求項１又は請求項２に記載の電力変換システム。
　前記制御部はさらに、前記第１の蓄電池の充電率及び前記第２の蓄電池の充電率を取得し、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との充電率の差が所定の充電率しきい値より小さくなるように、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記第１のインバータの駆動時間と前記第２のインバータの駆動時間とが異なるように、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを交互に駆動させる、請求項４に記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との充電率の差が前記所定の充電率しきい値以上である場合に、前記充電率の差が前記所定の充電率しきい値より小さくなるように、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータのいずれかを駆動させる、請求項４に記載の電力変換システム。
　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電力変換システムが搭載された車両に設けられる充電システムであって、
　前記車両は、前記第１の蓄電池、前記第２の蓄電池、前記電動機、並びに、前記第１の蓄電池及び前記第２の蓄電池を充電するための外部電源が接続される電源接続部を含み、
　前記充電システムは、
　　前記外部電源からの電流が、前記第１のインバータ、前記第２のインバータ、及び前記電動機を流れる第１の充電経路と、前記第１のインバータ、前記第２のインバータ、及び前記電動機を迂回する第２の充電経路とを切替える切替器と、
　　前記第１の蓄電池及び前記第２の蓄電池を充電する際に、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との充電率の差に応じて、前記第１の充電経路及び前記第２の充電経路のいずれかを充電に用いる経路として設定する経路設定部とを含む、充電システム。
　前記経路設定部は、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との前記充電率の差が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定の場合、前記第１の充電経路を充電に用いる経路として設定し、前記判定結果が否定の場合、前記第２の充電経路を充電に用いる経路として設定する、請求項７に記載の充電システム。
　前記第１の充電経路は、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池とが並列に接続される経路であり、
　前記第１の充電経路を介した前記外部電源による充電により、前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との前記充電率の差が前記所定のしきい値より小さくなると、前記経路設定部は、前記第１の充電経路から前記第２の充電経路に充電経路を切替える、請求項８に記載の充電システム。
　前記切替器は、前記電源接続部に対して直列に接続されるとともに、各々が第１端子及び第２端子を含み、前記第１端子と前記第２端子との間の開閉を切替える第１の切替器、第２の切替器及び第３の切替器を含み、
　前記第１の切替器の第１端子は前記電源接続部の正極端子及び前記第２の蓄電池の正極側と接続され、
　前記第１の切替器の第２端子は前記第２の切替器の第１端子に接続され、かつ、前記第１の切替器と前記第２の切替器との接続部分は前記第１の蓄電池の正極側と接続され、
　前記第２の切替器の第２端子は前記第３の切替器の第１端子に接続され、かつ、前記第２の切替器と前記第３の切替器との接続部分は前記第２の蓄電池の負極側と接続され、
　前記第３の切替器の第２端子は前記第１の蓄電池の負極側及び前記電源接続部の負極端子と接続され、
　前記第１の切替器、前記第２の切替器及び前記第３の切替器は、前記外部電源から出力される電力に応じて開閉状態が切替えられる、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の充電システム。
　前記第１の切替器、前記第２の切替器及び前記第３の切替器は、ユニット化されている、請求項１０に記載の充電システム。