WO2024252847A1 - 電力変換装置、プログラム - Google Patents

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諒哉 風岡
大祐 倉知
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • This disclosure relates to a power conversion device and a program.
  • a conventional system includes a motor, an inverter, a storage battery, and a control device.
  • the control device performs temperature rise control by switching the inverter so that a ripple current flows through the storage battery.
  • temperature rise control is the technology described in Patent Document 1.
  • the primary objective of this disclosure is to provide a power conversion device and program that can accurately determine abnormalities in temperature rise control.
  • the present disclosure provides an inverter having an upper arm switch and a lower arm switch; a motor having an armature winding electrically connected to a low potential terminal of the upper arm switch and a high potential terminal of the lower arm switch;
  • a power conversion device comprising: a high potential side path electrically connecting a positive electrode terminal of a first power storage unit and a high potential side terminal of the upper arm switch; a low potential side path electrically connecting a negative electrode terminal of the second power storage unit and a low potential side terminal of the lower arm switch; an inter-power storage unit switch that, when turned on, electrically connects the negative electrode terminal of the first power storage unit and the positive electrode terminal of the second power storage unit and, when turned off, electrically disconnects the negative electrode terminal of the first power storage unit and the positive electrode terminal of the second power storage unit; a bypass switch that electrically connects negative electrode terminals of the first power storage unit and the second power storage unit to each other and electrically connects positive electrode terminals of the first power storage unit and the second power storage unit to each
  • the power conversion device disclosed herein includes a switch between the storage units, a bypass switch, a connection path, and a neutral capacitor as components for performing temperature rise control.
  • Temperature rise control is a control that switches at least one of the upper and lower arm switches while turning on the bypass switch and turning off the switch between the storage units in order to pass ripple current through the first storage unit and the second storage unit.
  • the detection value of a current sensor that detects the current flowing through the connection path or the current flowing through the armature winding is input to the control device.
  • the detection value of the current sensor when an abnormality in the temperature rise control occurs behaves differently from the detection value of the current sensor when no abnormality in the temperature rise control occurs. For this reason, the control device can accurately determine that an abnormality in the temperature rise control has occurred based on the detection value of the current sensor.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing a control state of a switch during temperature rise control
  • FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit during temperature rise control
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of the temperature increase control process.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of a battery current calculation process
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a threshold setting mode
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a threshold setting mode
  • FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of a temperature rise control process according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing a control state of a switch during temperature rise control
  • FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit during temperature rise control
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of the temperature increase control process.
  • FIG. 5 is
  • FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of a temperature rise control process according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a time chart showing an example of a voltage transition.
  • FIG. 11 is a diagram showing the overall configuration of a system according to a fourth embodiment;
  • FIG. 12 is a diagram showing a control state of the switch during temperature increase control;
  • FIG. 13 is a diagram showing an equivalent circuit during temperature rise control;
  • FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of the temperature increase control process.
  • FIG. 15 is a diagram showing the overall configuration of a system according to another embodiment;
  • FIG. 16 is a diagram showing the overall configuration of a system according to another embodiment.
  • the power conversion device of the present embodiment is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle to form an in-vehicle system.
  • the power conversion device includes a motor 10, an inverter 20, a high-potential side path 22H, and a low-potential side path 22L.
  • the motor 10 is a three-phase synchronous machine, and includes star-connected armature windings 11 of U, V, and W phases, and a rotor (not shown).
  • the armature windings 11 of each phase are arranged with an electrical angle of 120°.
  • the motor 10 is, for example, a permanent magnet synchronous machine.
  • the rotor is capable of transmitting power to the drive wheels of the vehicle. Therefore, the motor 10 serves as a source of torque for driving the vehicle.
  • the inverter 20 has three phases of series connections of upper arm switches SWH and lower arm switches SWL.
  • An upper arm diode DH which is a freewheel diode, is connected in inverse parallel to the upper arm switch SWH, and a lower arm diode DL, which is also a freewheel diode, is connected in inverse parallel to the lower arm switch SWL.
  • each switch SWH, SWL is an IGBT.
  • the inverter 20 includes a smoothing capacitor 21.
  • a high-potential side path 22H is connected to the high-potential side terminal of the smoothing capacitor 21.
  • a low-potential side path 22L is connected to the low-potential side terminal of the smoothing capacitor 21.
  • the high-potential side path 22H and the low-potential side path 22L are, for example, electrical paths such as bus bars.
  • the smoothing capacitor 21 may be provided outside the inverter 20.
  • a first end of the armature winding 11 is connected to the connection point between the emitter, which is the low potential terminal of the upper arm switch SWH, and the collector, which is the high potential terminal of the lower arm switch SWL, via a conductive member 23 such as a bus bar.
  • the second ends of the armature windings 11 of each phase are connected to each other at the neutral point O.
  • the armature windings 11 of each phase are set to have the same number of turns. As a result, the armature windings 11 of each phase are set to have the same inductance, for example.
  • a high-potential side path 22H is connected to the collector of the upper arm switch SWH of each phase.
  • a low-potential side path 22L is connected to the emitter of the lower arm switch SWL of each phase.
  • the system includes a first storage battery 31 (corresponding to the "first storage unit") and a second storage battery 32 (corresponding to the "second storage unit”).
  • Each storage battery 31, 32 is a power supply source for rotating and driving the rotor of the motor 10.
  • Each storage battery 31, 32 is an assembled battery including a series connection of multiple unit batteries.
  • the unit battery is a single battery cell that is a single cell, or a series connection of multiple battery cells.
  • the positive terminal of the first storage battery 31 is connected to the high potential side path 22H via the first fuse 41, and the negative terminal of the second storage battery 32 is connected to the low potential side path 22L via the second fuse 42.
  • the terminal voltages (e.g., rated voltages) of the battery cells that make up the assembled battery are set to be the same, for example.
  • the battery cells are, for example, secondary batteries such as lithium ion batteries.
  • the rated voltage of the first storage battery 31 is higher than the rated voltage of the second storage battery 32.
  • This rated voltage setting can be achieved, for example, when the rated voltages of the unit batteries constituting the first storage battery 31 and the second storage battery 32 are the same, by making the number of unit batteries constituting the first storage battery 31 greater than the number of unit batteries constituting the second storage battery 32.
  • this rated voltage setting can be achieved, for example, when the number of unit batteries constituting the first storage battery 31 and the second storage battery 32 are the same, by making the rated voltage of the unit batteries constituting the first storage battery 31 higher than the rated voltage of the unit batteries constituting the second storage battery 32.
  • the power conversion device includes a main switch for electrically connecting or disconnecting the first and second storage batteries 31, 32 and the inverter 20. More specifically, the main switches include a high-side main switch SMRH, a low-side main switch SMRL, and a precharge main switch SMRP. In this embodiment, each of the main switches SMRH, SMRL, and SMRP is a mechanical relay. When turned off, each of the main switches SMRH, SMRL, and SMRP blocks bidirectional current flow, and when turned on, allows bidirectional current flow.
  • the high-side main switch SMRH connects the high-side path 22H and the first fuse 41
  • the low-side main switch SMRL connects the low-side path 22L and the second fuse 42.
  • each of the main switches SMRH and SMRL is not limited to a mechanical relay, and may be, for example, a semiconductor switching element.
  • the low-potential side main switch SMRL is connected in parallel to a series connection of the precharge main switch SMRP and the precharge resistor 40. Note that the series connection of the precharge main switch SMRP and the precharge resistor 40 may be connected in parallel to the high-potential side main switch SMRH instead of the low-potential side main switch SMRL.
  • the power conversion device includes an inter-battery switch 50 (corresponding to an "inter-energy storage unit switch"), a bypass switch 60, a first motor side switch 71, a second motor side switch 72, and a connection path 73 as components for switching the connection state of the first storage battery 31 and the second storage battery 32.
  • the inter-battery switch 50, the bypass switch 60, and each of the motor side switches 71, 72 are mechanical relays.
  • the inter-battery switch 50, the bypass switch 60, and each of the motor side switches 71, 72 are turned off, they block the flow of current in both directions, and when they are turned on, they allow the flow of current in both directions.
  • the inter-battery switch 50, the bypass switch 60, and each of the motor side switches 71, 72 are not limited to mechanical relays, and may be, for example, semiconductor switching elements.
  • the inter-battery switch 50 connects the negative terminal of the first storage battery 31 and the positive terminal of the second storage battery 32.
  • the inter-battery switch 50 When the inter-battery switch 50 is turned on, the negative terminal of the first storage battery 31 and the positive terminal of the second storage battery 32 are electrically connected. On the other hand, when the inter-battery switch 50 is turned off, the negative terminal of the first storage battery 31 and the positive terminal of the second storage battery 32 are electrically disconnected.
  • the bypass switch 60 connects the negative terminal of the first storage battery 31 to the low potential side path 22L.
  • the bypass switch 60 When the bypass switch 60 is turned on, the negative terminal of the first storage battery 31 and the negative terminal of the second storage battery 32 are electrically connected.
  • the bypass switch 60 when the bypass switch 60 is turned off, the negative terminal of the first storage battery 31 and the negative terminal of the second storage battery 32 are electrically disconnected.
  • the first storage battery 31 and the second storage battery 32 constitute the battery unit 30.
  • connection path 73 is an electrical path that connects the positive terminal of the second storage battery 32 to the neutral point O.
  • a first motor side switch 71 and a second motor side switch 72 are provided on the connection path 73 in this order from the second storage battery 32.
  • the power conversion device includes a neutral point capacitor 74, which is a capacitor that connects the connection path 73 and the low potential side path 22L.
  • a first end of the neutral point capacitor 74 is connected to a portion of the connection path 73 between the first motor side switch 71 and the second motor side switch 72.
  • a second end of the neutral point capacitor 74 is connected to a portion of the low potential side path 22L that is closer to the inverter 20 than the low potential side main switch SMRL and the precharge main switch SMRP.
  • the first motor side switch 71 When the first motor side switch 71 is turned on, the first end of the neutral point capacitor 74 is electrically connected to the positive terminal of the second storage battery 32. On the other hand, when the first motor side switch 71 is turned off, the first end of the neutral point capacitor 74 is electrically disconnected from the positive terminal of the second storage battery 32.
  • the second motor side switch 72 When the second motor side switch 72 is turned on, the neutral point O of the armature winding 11 is electrically connected to the first end of the neutral point capacitor 74. On the other hand, when the second motor side switch 72 is turned off, the neutral point O is electrically disconnected from the first end of the neutral point capacitor 74.
  • the power conversion device is equipped with a first current sensor 81, a second current sensor 82, a phase current sensor 83, and a motor current sensor 84 as current sensors that detect the current flowing in each part of the power conversion device.
  • the first current sensor 81 detects the current flowing in the first storage battery 31, and the second current sensor 82 detects the current flowing in the second storage battery 32.
  • the phase current sensor 83 detects the current flowing in the armature winding 11 of each phase.
  • the motor current sensor 84 detects the current flowing in the part of the connection path 73 that is closer to the neutral point O than the connection point with the neutral point capacitor 74.
  • the power conversion device includes a first voltage sensor 86 that detects the terminal voltage of the first storage battery 31, a second voltage sensor 87 that detects the terminal voltage of the second storage battery 32, a capacitor voltage sensor 85 that detects the terminal voltage of the neutral point capacitor 74, and a power supply voltage sensor 89 that detects the terminal voltage of the smoothing capacitor 21.
  • the power conversion device includes a temperature sensor 88 that detects the temperatures of the first storage battery 31 and the second storage battery 32.
  • the power conversion device also includes a rotation angle sensor (not shown) that detects the rotation angle (electrical angle) of the rotor as another sensor.
  • the system comprises a battery ECU 90 which controls the battery unit 30, a motor ECU 100 which controls the inverter 20, and an EVECU 110 which manages the system.
  • the battery ECU 90 is an electronic control unit mainly composed of a microcomputer 91.
  • the motor ECU 100 is an electronic control unit mainly composed of a microcomputer 101.
  • the EVECU 110 is an electronic control unit mainly composed of a microcomputer 111, and is a higher-level control unit than the battery ECU 90 and the motor ECU 100.
  • the battery ECU 90 and the motor ECU 100 are able to exchange information via the EVECU 110.
  • Each microcomputer 91, 101, 111 includes a CPU (Central Processing Unit).
  • the functions provided by each microcomputer 91, 101, 111 can be provided by software recorded in a physical memory device and a computer that executes the software, by software alone, by hardware alone, or by a combination of these.
  • each microcomputer 91, 101, 111 is provided by an electronic circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including a large number of logic circuits, or an analog circuit.
  • each microcomputer 91, 101, 111 executes a program stored in a non-transitory tangible storage medium that serves as a storage unit provided in the microcomputer.
  • the program includes, for example, a program for the process shown in FIG. 5, which will be described later.
  • a method corresponding to the program is executed by executing a set of instructions that constitute the program.
  • the storage unit is, for example, a non-volatile memory.
  • the program stored in the storage unit can be updated via a communication network such as the Internet, for example, OTA (Over The Air).
  • the battery ECU 90 receives the detection values of the first current sensor 81, the second current sensor 82, the first voltage sensor 86, the second voltage sensor 87, and the temperature sensor 88.
  • the detection values of the first current sensor 81, the second current sensor 82, the first voltage sensor 86, the second voltage sensor 87, and the temperature sensor 88 are not directly input to the motor ECU 100 and the EVECU 110.
  • the motor ECU 100 receives detection values from a phase current sensor 83, a motor current sensor 84, a capacitor voltage sensor 85, a power supply voltage sensor 89, and a rotation angle sensor.
  • the motor ECU 100 performs switching control of the switches SWH and SWL that make up the inverter 20 to feedback control the control amount of the motor 10 to a command value based on the detection values of each sensor.
  • the control amount is, for example, torque.
  • the upper arm switch SWH and the lower arm switch SWL are alternately turned on. This feedback control transmits the rotational power of the rotor of the motor 10 to the drive wheels, causing the vehicle to run.
  • each of the main switches SMRH, SMRL, SMRP, the inter-battery switch 50, the bypass switch 60, and each of the motor-side switches 71, 72 may be controlled by either the battery ECU 90, the motor ECU 100, or the EVECU 110, or may be controlled by an ECU other than each of the ECUs 90, 100, 110.
  • each of the main switches SMRH, SMRL, SMRP, the inter-battery switch 50, the bypass switch 60, and each of the motor-side switches 71, 72 are assumed to be controlled by the motor ECU 100.
  • the temperature rise control quickly raises the temperature of the first storage battery 31 and the second storage battery 32, thereby shortening the charging time using an external charger, for example.
  • Figure 2 shows the control state of each switch during temperature rise control.
  • the motor ECU 100 turns on the high potential side main switch SMRH, the bypass switch 60 and each motor side switch 71, 72, and turns off the low potential side main switch SMRL, the pre-charge main switch SMRP and the inter-battery switch 50.
  • Figure 3 is an equivalent circuit of the power conversion device during temperature rise control. In the equivalent circuit, a half-bridge circuit is formed by the upper arm switch SWH and the lower arm switch SWL.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for temperature rise control. This process is executed by the motor ECU 100.
  • step S10 it is determined whether or not there is a request to increase the temperature of at least one of the first storage battery 31 and the second storage battery 32. For example, if it is determined that the battery detected temperature TBr is less than the target temperature TBtgt, it is determined that there is a request to increase the temperature, and if it is determined that the battery detected temperature TBr is equal to or greater than the target temperature TBtgt, it is determined that there is no request to increase the temperature.
  • the battery detected temperature TBr may be, for example, the lower of the temperatures TB1, TB2 of the first and second storage batteries 31, 32 detected by the temperature sensor 88, or may be the average temperature of the temperatures TB1, TB2 of the first and second storage batteries 31, 32.
  • the temperatures TB1, TB2 of the first and second storage batteries 31, 32 are obtained from the battery ECU 90 via the EVECU 110.
  • step S10 If it is determined in step S10 that there is a temperature increase request, the process proceeds to step S11, where the magnitude of the amplitude of the target current Itgt to be passed through the first storage battery 31 and the second storage battery 32 is adjusted.
  • the target current Itgt is an AC signal that fluctuates at a predetermined period. For example, the difference between the battery detection temperature TBr and the target temperature TBtgt may be calculated, and the greater the calculated difference, the greater the amplitude may be.
  • the target current Itgt in this embodiment is a sinusoidal current. For example, the time average value of the target current Itgt over one period is 0.
  • step S12 temperature rise control is started.
  • the low potential side main switch SMRL, the precharge main switch SMRP and the inter-battery switch 50 are turned off, and the high potential side main switch SMRH, the bypass switch 60, the first motor side switch 71 and the second motor side switch 72 are turned on.
  • step S12 the inverter 20 is switched to control the current flowing through the first storage battery 31 and the second storage battery 32 to the target current Itgt.
  • the current detected by the first current sensor 81 or the second current sensor 82 is obtained from the battery ECU 90, and switching is performed to control the obtained current to the target current Itgt.
  • step S12 the upper and lower arm switches SWH, SWL of the inverter 20 may be alternately switched on, or the upper arm switch SWH may be switched on while the lower arm switch SWL is kept off. In this case, switching may be performed on all three phases, only two of the three phases, or only one of the three phases. When switching two or more phases, for example, the timing of switching on and off the upper arm switch SWH may be synchronized for each phase.
  • step S13 the battery current Ibatt, which is the current flowing through the first storage battery 31 and the second storage battery 32, is calculated.
  • Figure 5 is a block diagram of the calculation process for the battery current Ibatt.
  • the first current calculation unit 102 calculates the capacitor current Ic, which is the current flowing through the neutral point capacitor 74, based on the time differential value of the capacitor voltage VN, which is the voltage detected by the capacitor voltage sensor 85, and the capacitance C of the neutral point capacitor 74. This calculation method is based on the following equation (eq1).
  • the second current calculation unit 103 calculates the battery current Ibatt by subtracting the capacitor current Ic calculated by the first current calculation unit 102 from the motor current IN, which is the current detected by the motor current sensor 84. Note that the second current calculation unit 103 may use the current flowing through the connection path 73 (specifically, the portion of the connection path 73 on the neutral point O side relative to the connection point with the neutral point capacitor 74) calculated based on the detection value of the phase current sensor 83, instead of the motor current IN.
  • step S14 it is determined whether or not an abnormality in the temperature rise control has occurred based on the calculated battery current Ibatt.
  • an abnormality in the temperature rise control is, for example, an abnormality in which the magnitude of the current flowing through the first and second storage batteries 31, 32 deviates from the magnitude of the target current Itgt (
  • an overcurrent flows in the closed circuit including the inverter 20, the armature winding 11, the connection path 73, and the first and second storage batteries 31, 32, etc., which can reduce the reliability of the inverter 20 and the first and second storage batteries 31, 32, etc.
  • abnormalities in temperature rise control include the following: (A) to (C)
  • the paths through which the current flows include the first fuse 41, the high potential side main switch SMRH, the high potential side path 22H, the inverter 20, the conductive member 23, the armature winding 11, the second motor side switch 72, the connection path 73, the first motor side switch 71, the second fuse 42, and the bypass switch 60.
  • an abnormality in the inverter 20 includes an unintended on of the upper arm switch SWH. If an unintended on occurs, an overcurrent will flow through the connection path 73 and the first and second storage batteries 31, 32, etc. during temperature rise control, and the reliability of the first and second storage batteries 31, 32, etc. may decrease. An unintended on may occur, for example, due to a short circuit failure of the upper arm switch SWH.
  • An abnormality of the motor ECU 100 may lead to an abnormality in the temperature rise control.
  • an abnormality of the motor ECU 100 may cause the upper arm switch SWH to be maintained on even when it is desired to switch the upper arm switch SWH.
  • the upper arm switch SWH may be unintentionally turned on.
  • Abnormality in the signal path from the motor ECU 100 to the gate of the upper arm switch SWH Abnormality in the signal path may lead to abnormality in the temperature rise control.
  • An abnormality in the signal path may include, for example, an abnormality in the drive IC of the upper arm switch SWH. In this case, the upper arm switch SWH may be turned on unintentionally.
  • An upper threshold Ith that is greater than the maximum positive value of the target current Itgt and a lower threshold -Ith that is less than the maximum negative value of the target current Itgt are set. If it is determined that the battery current Ibatt has exceeded the upper threshold Ith, or if it is determined that the battery current Ibatt has fallen below the lower threshold -Ith, it is determined that an abnormality in the heating control has occurred. On the other hand, if it is determined that the battery current Ibatt is equal to or less than the upper threshold Ith and equal to or greater than the lower threshold -Ith, it is determined that no abnormality in the heating control has occurred.
  • An upper threshold IthH that is greater than the target current Itgt and varies along with the target current Itgt, and a lower threshold IthL that is less than the target current Itgt and varies along with the target current Itgt are set.
  • the upper threshold IthH is set by adding a first predetermined value to the target current Itgt
  • the lower threshold IthL is set by subtracting a second predetermined value from the target current Itgt.
  • the first predetermined value and the second predetermined value may be the same value or different values.
  • the battery current Ibatt exceeds the upper threshold IthH, or if it is determined that the battery current Ibatt falls below the lower threshold IthL, it is determined that an abnormality in the heating control has occurred. On the other hand, if it is determined that the battery current Ibatt is equal to or lower than the upper threshold IthH and equal to or higher than the lower threshold IthL, it is determined that no abnormality in the heating control has occurred.
  • step S14 makes it possible to accurately determine that an abnormality has occurred in the temperature rise control.
  • step S15 it is determined whether the battery detection temperature TBr has reached the target temperature TBtgt. If it is determined that the battery detection temperature TBr is less than the target temperature TBtgt, the process proceeds to step S13. On the other hand, if it is determined that the battery detection temperature TBr has reached the target temperature TBtgt, the switching control of the inverter 20 is stopped, and the temperature rise control is terminated.
  • step S16 the switching control of the inverter 20 is stopped, and the temperature rise control is stopped.
  • the motor ECU 100 that performs the temperature rise control determines whether or not there is an abnormality in the temperature rise control based on the detection values of the motor current sensor 84 and the capacitor voltage sensor 85. Therefore, if an abnormality occurs in the temperature rise control, the motor ECU 100 can quickly stop the switching control of the inverter 20.
  • the motor ECU 100 determines whether or not there is an abnormality in the temperature rise control based on the battery current Ibatt.
  • the high-frequency pulsating component contained in the motor current IN is absorbed by the neutral point capacitor 74. Therefore, the pulsating component contained in the battery current Ibatt is smaller than the pulsating component contained in the motor current IN. Therefore, the method of determining whether or not there is an abnormality in the temperature rise control based on the battery current Ibatt can improve the accuracy of determining whether or not there is an abnormality.
  • the motor ECU 100 calculates the capacitor current Ic based on the time differential value of the capacitor voltage sensor 85. This makes it possible to grasp the capacitor current Ic without adding a current sensor that detects the current flowing through the neutral point capacitor 74.
  • the power conversion device may be provided with a capacitor current sensor that detects the current flowing through the neutral point capacitor 74.
  • the first current calculation unit 102 in the block diagram of Fig. 5 is not necessary, and the detection value of the capacitor current sensor may be used in the second current calculation unit 103 instead of the capacitor current Ic.
  • the second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.
  • the motor current IN is used instead of the battery current Ibatt to determine whether there is an abnormality in the temperature rise control.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure for temperature rise control. This process is executed by the motor ECU 100.
  • step S17 the motor current IN is obtained.
  • step S18 it is determined whether or not an abnormality has occurred in the temperature rise control based on the acquired motor current IN.
  • the motor current IN can be used instead of the battery current Ibatt.
  • an abnormality is determined for each unit battery constituting the first storage battery 31 and the second storage battery 32 based on the battery current Ibatt.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the procedure for temperature rise control. This process is executed by the motor ECU 100.
  • step S10 If it is determined in step S10 that there is a temperature increase request, the process proceeds to step S20, where information is acquired from the battery ECU 90. More specifically, information on the open circuit voltage (OCV) of each unit battery constituting the first storage battery 31 and the second storage battery 32, and the impedance (specifically, internal resistance) of each unit battery is acquired from the battery ECU 90.
  • OCV open circuit voltage
  • the impedance specifically, internal resistance
  • step S12 After starting the temperature rise control in step S12, steps S17 and S18 are processed. If it is determined in step S18 that no abnormality has occurred in the temperature rise control, the process proceeds to step S13, where the battery current Ibatt is calculated.
  • step S21 the terminal-to-terminal voltage (CCV) of each unit battery constituting the first storage battery 31 and the second storage battery 32 is calculated based on the calculated battery current Ibatt and the open circuit voltage and impedance obtained in step S20.
  • step S22 if it is determined that any one of the calculated terminal voltages of each unit battery exceeds the upper limit voltage Vmax, it is determined that a voltage abnormality has occurred in the unit battery having a terminal voltage that exceeds the upper limit voltage Vmax (see FIG. 10). Also, if it is determined that any one of the calculated terminal voltages of each unit battery falls below the lower limit voltage Vmin, it is determined that a voltage abnormality has occurred in the unit battery having a terminal voltage that falls below the lower limit voltage Vmin.
  • step S22 If it is determined in step S22 that no voltage abnormality has occurred, the process proceeds to step S15. On the other hand, if it is determined in step S22 that a voltage abnormality has occurred, the process proceeds to step S16, where the temperature rise control is stopped.
  • step S18 the battery current Ibatt may be used instead of the motor current IN, as in the first embodiment.
  • connection path 73 electrically connects the neutral point O of the armature winding 11 to the negative terminal of the first storage battery 31.
  • bypass switch 61 connects the positive terminal of the second storage battery 32 to the high potential side path 22H.
  • a first end of the neutral point capacitor 75 is connected to a portion of the connection path 73 between the first motor side switch 71 and the second motor side switch 72.
  • a second end of the neutral point capacitor 75 is connected to the high potential side path 22H.
  • Figure 12 shows the control state of each switch during temperature rise control.
  • the motor ECU 100 turns on the low potential side main switch SMRL, the bypass switch 61, and each motor side switch 71, 72, and turns off the high potential side main switch SMRH, the pre-charge main switch SMRP, and the battery switch 50.
  • Figure 13 is an equivalent circuit of the power conversion device during temperature rise control.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the procedure for temperature rise control. This process is executed by the motor ECU 100.
  • step S19 temperature rise control is started.
  • the high potential side main switch SMRH, the precharge main switch SMRP and the inter-battery switch 50 are turned off, and the low potential side main switch SMRL, the bypass switch 61, the first motor side switch 71 and the second motor side switch 72 are turned on.
  • step S19 the upper and lower arm switches SWH, SWL of the inverter 20 may be alternately switched on, or the lower arm switch SWL may be switched on while the upper arm switch SWH is kept off. In this case, switching may be performed for all three phases, only two of the three phases, or only one of the three phases. When switching two or more phases, for example, the timing of switching the lower arm switches SWL on and off may be synchronized for each phase.
  • the path through which the current flows includes the first fuse 41, the bypass switch 61, the second fuse 42, the low potential side main switch SMRL, the low potential side path 22L, the inverter 20, the conductive member 23, the armature winding 11, the second motor side switch 72, the connection path 73, and the first motor side switch 71.
  • an abnormality in the inverter 20 includes an unintended on of the lower arm switch SWL. An unintended on can occur, for example, due to a short circuit failure of the lower arm switch SWL.
  • the lower arm switch SWL may be maintained on despite the desire to perform switching control of the lower arm switch SWL due to an abnormality in the motor ECU 100. In other words, the lower arm switch SWL may be unintentionally turned on.
  • Abnormality in the signal path from the motor ECU 100 to the gate of the lower arm switch SWL Abnormalities in the signal path include, for example, an abnormality in the drive IC of the lower arm switch SWL. In this case, the lower arm switch SWL may be unintentionally turned on.
  • steps S13 and S14 in FIG. 14 instead of the processing of steps S13 and S14 in FIG. 14, steps S17 and S18 in FIG. 9 may be executed, as in the second embodiment.
  • the power conversion device shown in FIG. 15 is the power conversion device shown in FIG. 1 without the first and second motor side switches 71, 72.
  • the power conversion device shown in FIG. 16 is the power conversion device shown in FIG. 11 without the first and second motor side switches 71, 72.
  • the system does not need to be equipped with an EVECU 110.
  • the motor ECU 100 and the battery ECU 90 can directly exchange information.
  • the target current Itgt is not limited to a sinusoidal current, but may be, for example, a square wave current.
  • the switches of the inverter 20 are not limited to IGBTs, but may be, for example, N-channel MOSFETs equipped with body diodes. In this case, the high-potential terminal of the N-channel MOSFET becomes the drain, and the low-potential terminal becomes the source.
  • the motor is not limited to star-connected motors, and may be delta-connected motors.
  • the motor and inverter are not limited to three-phase motors, and may be two-phase motors, or four or more phase motors.
  • the motor is not limited to permanent magnet synchronous machines with a permanent magnet on the rotor as a field pole, and may be a wound field synchronous machine with a field winding on the rotor as a field pole. In this case, the rotor may be provided with both a field winding and a permanent magnet.
  • the motor is not limited to synchronous machines, and may be an induction machine.
  • the power storage unit to be charged by the external charger is not limited to a storage battery, but may be, for example, a large-capacity electric double-layer capacitor, or one that includes both a storage battery and an electric double-layer capacitor.
  • the mobile body on which the power conversion device is mounted is not limited to a vehicle, but may be, for example, an aircraft or a ship. Furthermore, the power conversion device is not limited to being mounted on a mobile body, but may be mounted on a stationary device.
  • control device and method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program.
  • control device and method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • control device and method described in the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.
  • a power conversion device comprising: a high potential side path (22H) electrically connecting a positive terminal of the first storage unit (31) and a high potential side terminal of the upper arm switch; a low potential side path (22L) electrically connecting a negative terminal of the second storage unit (32) and a low potential side terminal of the lower arm switch; an inter-storage unit switch (50) that, when turned on, electrically connects the negative electrode terminal of the first storage unit and the positive electrode terminal of the second storage unit, and, when turned off, electrically disconnects the negative electrode terminal of the first storage unit and the positive electrode terminal of the second storage unit; a bypass switch (60, 61) that electrically connect
  • the bypass switch (60) is a switch that electrically connects a negative terminal of the first power storage unit and a negative terminal of the second power storage unit, the connection path is an electrical path that electrically connects the armature winding and a positive terminal of the second power storage unit, 2.
  • the bypass switch (61) is a switch that electrically connects a positive terminal of the first power storage unit and a positive terminal of the second power storage unit, the connection path is an electrical path that electrically connects the armature winding and a negative electrode terminal of the first power storage unit, 2.
  • the power conversion device according to claim 1, wherein the neutral capacitor (75) electrically connects the connection path and the high potential side path.
  • the power conversion device according to configuration 2 or 3, wherein the control device determines that the abnormality has occurred based on a detection value of the current sensor and a capacitor current that is a current flowing through the neutral point capacitor.
  • a voltage sensor (85) is provided to detect a voltage between the terminals of the neutral capacitor, A detection value of the voltage sensor is input to the control device, 5.
  • the power conversion device according to configuration 4, wherein the control device calculates the capacitor current used for determining the abnormality based on a detection value of the current sensor and a time differential value of a detection value of the voltage sensor.
  • the first power storage unit and the second power storage unit are battery packs including series-connected unit batteries
  • the control device includes: calculating currents flowing through the first power storage unit and the second power storage unit based on the calculated capacitor current; calculating an inter-terminal voltage of each of the unit batteries constituting the first power storage unit and the second power storage unit based on impedance information of the unit batteries and the calculated currents flowing in the first power storage unit and the second power storage unit;
  • the power conversion device according to configuration 5, wherein, when it is determined that any one of the calculated inter-terminal voltages of each of the unit batteries exceeds an upper limit voltage (Vmax) or falls below a lower limit voltage (Vmin), it is determined that an abnormality has occurred in the unit battery having the inter-terminal voltage that exceeds the upper limit voltage or falls below the lower limit voltage.
  • the control device includes: calculating a target current of an AC current to be supplied to the first power storage unit and the second power storage unit; as the temperature rise control, a control is performed to switch on and off at least one of the upper and lower arm switches so as to control a current flowing through the first power storage unit and the second power storage unit to the target current;
  • the power conversion device according to any one of configurations 1 to 5, wherein when it is determined that the magnitude of the current flowing through the first storage unit and the second storage unit exceeds a threshold (Ith) that is greater than the maximum value of the target current, it is determined that the abnormality has occurred.
  • the control device includes: calculating a target current of an AC current to be supplied to the first power storage unit and the second power storage unit; as the temperature rise control, a control is performed to switch on and off at least one of the upper and lower arm switches so as to control a current flowing through the first power storage unit and the second power storage unit to the target current; an upper limit threshold (IthH) that is greater than the target current and varies along with the target current, and a lower limit threshold (IthL) that is less than the target current and varies along with the target current;
  • the power conversion device of any one of configurations 1 to 5, wherein when it is determined that the current flowing through the first power storage unit and the second power storage unit exceeds the upper limit threshold, or when it is determined that the current flowing through the first power storage unit and the second power storage unit falls below the lower limit threshold, it is determined that the abnormality has occurred.
  • the power conversion device according to any one of configurations 1 to 8, wherein the control device stops switching of the inverter and stops the temperature rise

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Abstract

電力変換装置は、第１蓄電部（３１）と上アームスイッチ（ＳＷＨ）とを電気的に接続する高電位側経路（２２Ｈ）と、第２蓄電部（３２）と下アームスイッチ（ＳＷＬ）とを電気的に接続する低電位側経路（２２Ｌ）と、蓄電部間スイッチ（５０）と、バイパススイッチ（６０，６１）と、接続経路（７３）と、中性点コンデンサ（７４，７５）と、接続経路に流れる電流又は電機子巻線（１１）に流れる電流を検出する電流センサ（８４，８３）と、制御装置（１００）と、を備える。制御装置は、第１，第２蓄電部にリプル電流を流すべく、バイパススイッチをオンするとともに蓄電部間スイッチをオフした状態で、上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする昇温制御を行い、昇温制御の実行中において、電流センサの検出値に基づいて、昇温制御の異常が発生していることを判定する。

Description

電力変換装置、プログラム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２３年６月７日に出願された日本出願番号２０２３－０９４０７３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、電力変換装置及びプログラムに関する。
　従来、モータ、インバータ、蓄電池及び制御装置を備えるシステムが知られている。制御装置は、蓄電池にリプル電流を流すべく、インバータをスイッチングする昇温制御を行う。なお、昇温制御としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。
特開２０１１－１８５３２号公報
　昇温制御の異常を的確に判定できる技術が望まれている。
　本開示は、昇温制御の異常を的確に判定できる電力変換装置及びプログラムを提供することを主たる目的とする。
　本開示は、上アームスイッチ及び下アームスイッチを有するインバータと、
　前記上アームスイッチの低電位側端子及び前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線を有するモータと、
を備える電力変換装置において、
　第１蓄電部の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路と、
　第２蓄電部の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路と、
　オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチと、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチと、
　前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路と、
　前記接続経路に接続された中性点コンデンサと、
　前記接続経路に流れる電流又は前記電機子巻線に流れる電流を検出する電流センサと、
　前記電流センサの検出値が入力される制御装置と、
を備え、
　前記制御装置は、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部にリプル電流を流すべく、前記バイパススイッチをオンするとともに前記蓄電部間スイッチをオフした状態で、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする昇温制御を行い、
　前記昇温制御の実行中において、前記電流センサの検出値に基づいて、前記昇温制御の異常が発生していることを判定する。
　本開示の電力変換装置は、昇温制御を行うための構成として、蓄電部間スイッチ、バイパススイッチ、接続経路及び中性点コンデンサを備えている。昇温制御は、第１蓄電部及び第２蓄電部にリプル電流を流すべく、バイパススイッチをオンするとともに蓄電部間スイッチをオフした状態で、上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする制御である。
　昇温制御の実行中において、接続経路に流れる電流又は電機子巻線に流れる電流を検出する電流センサの検出値が制御装置に入力される。昇温制御の異常が発生した場合における電流センサの検出値は、昇温制御の異常が発生していない場合における電流センサの検出値とは異なる挙動を示す。このため、制御装置は、電流センサの検出値に基づいて、昇温制御の異常が発生していることを的確に判定できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係るシステムの全体構成図であり、 図２は、昇温制御時におけるスイッチの制御状態を示す図であり、 図３は、昇温制御時における等価回路を示す図であり、 図４は、昇温制御処理の手順を示すフローチャートであり、 図５は、電池電流の算出処理の機能ブロック図であり、 図６は、閾値の設定態様の一例を示す図であり、 図７は、閾値の設定態様の一例を示す図であり、 図８は、第２実施形態に係る昇温制御処理の手順を示すフローチャートであり、 図９は、第３実施形態に係る昇温制御処理の手順を示すフローチャートであり、 図１０は、電圧推移の一例を示すタイムチャートであり、 図１１は、第４実施形態に係るシステムの全体構成図であり、 図１２は、昇温制御時におけるスイッチの制御状態を示す図であり、 図１３は、昇温制御時における等価回路を示す図であり、 図１４は、昇温制御処理の手順を示すフローチャートであり、 図１５は、その他の実施形態に係るシステムの全体構成図であり、 図１６は、その他の実施形態に係るシステムの全体構成図である。
　図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には同一の参照符号、又は百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
　＜第１実施形態＞
　以下、本開示に係る電力変換装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載され、車載システムを構成する。
　電力変換装置は、図１に示すように、モータ１０と、インバータ２０と、高電位側経路２２Ｈと、低電位側経路２２Ｌとを備えている。モータ１０は、３相の同期機であり、星形結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相の電機子巻線１１と、図示しないロータとを備えている。各相の電機子巻線１１は、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。モータ１０は、例えば永久磁石同期機である。ロータは、車両の駆動輪と動力伝達可能になっている。このため、モータ１０は、車両を走行させるトルクの発生源となる。
　インバータ２０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。上アームスイッチＳＷＨには、フリーホイールダイオードである上アームダイオードＤＨが逆並列に接続され、下アームスイッチＳＷＬには、フリーホイールダイオードである下アームダイオードＤＬが逆並列に接続されている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬはＩＧＢＴである。
　インバータ２０は、平滑コンデンサ２１を備えている。平滑コンデンサ２１の高電位側端子には、高電位側経路２２Ｈが接続されている。平滑コンデンサ２１の低電位側端子には、低電位側経路２２Ｌが接続されている。高電位側経路２２Ｈ及び低電位側経路２２Ｌは、例えば、バスバー等の電気経路である。なお、平滑コンデンサ２１は、インバータ２０の外部に設けられていてもよい。
　各相において、上アームスイッチＳＷＨの低電位側端子であるエミッタと、下アームスイッチＳＷＬの高電位側端子であるコレクタとの接続点には、バスバー等の導電部材２３を介して、電機子巻線１１の第１端が接続されている。各相の電機子巻線１１の第２端同士は、中性点Ｏで接続されている。なお、本実施形態において、各相の電機子巻線１１は、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相の電機子巻線１１は、例えばインダクタンスが同じに設定されている。
　各相の上アームスイッチＳＷＨのコレクタには、高電位側経路２２Ｈが接続されている。各相の下アームスイッチＳＷＬのエミッタには、低電位側経路２２Ｌが接続されている。
　システムは、第１蓄電池３１（「第１蓄電部」に相当）及び第２蓄電池３２（「第２蓄電部」に相当）を備えている。各蓄電池３１，３２は、モータ１０のロータを回転駆動させるための電力供給源となる。各蓄電池３１，３２は、複数の単位電池の直列接続体を備える組電池である。単位電池は、単電池である１つの電池セル、又は複数の電池セルの直列接続体である。第１蓄電池３１の正極端子は、第１ヒューズ４１を介して高電位側経路２２Ｈに接続され、第２蓄電池３２の負極端子は、第２ヒューズ４２を介して低電位側経路２２Ｌに接続されている。組電池を構成する各電池セルの端子電圧（例えば定格電圧）は、例えば互いに同じに設定されている。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池である。第１蓄電池３１の定格電圧は、第２蓄電池３２の定格電圧よりも高い。この定格電圧の設定は、例えば、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を構成する各単位電池の定格電圧が同じ場合において、第１蓄電池３１を構成する単位電池の数を、第２蓄電池３２を構成する単位電池の数よりも多くすることにより実現できる。また、この定格電圧の設定は、例えば、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を構成する単位電池の数が同じ場合において、第１蓄電池３１を構成する単位電池の定格電圧を、第２蓄電池３２を構成する単位電池の定格電圧よりも高くすることにより実現できる。
　電力変換装置は、第１，第２蓄電池３１，３２とインバータ２０との間を電気的に接続又は遮断するためのメインスイッチを備えている。詳しくは、メインスイッチとして、高電位側メインスイッチＳＭＲＨと、低電位側メインスイッチＳＭＲＬと、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰとが設けられている。本実施形態において、各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＳＭＲＰは、機械式のリレーである。各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＳＭＲＰは、オフされると双方向の電流の流通を阻止し、オンされると双方向の電流の流通を許容する。高電位側メインスイッチＳＭＲＨは、高電位側経路２２Ｈと第１ヒューズ４１とを接続し、低電位側メインスイッチＳＭＲＬは、低電位側経路２２Ｌと第２ヒューズ４２とを接続する。なお、各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬは、機械式のリレーに限らず、例えば半導体スイッチング素子であってもよい。低電位側メインスイッチＳＭＲＬには、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及びプリチャージ抵抗体４０の直列接続体が並列接続されている。なお、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及びプリチャージ抵抗体４０の直列接続体は、低電位側メインスイッチＳＭＲＬに代えて、高電位側メインスイッチＳＭＲＨに並列接続されていてもよい。
　なお、各蓄電池３１，３２は、車両の外部に備えられた後述する外部充電器により充電可能である。外部充電器は、例えば定置式の充電器である。高電位側経路２２Ｈには、外部充電器の正極端子が接続可能な正極側接続部が設けられている。低電位側経路２２Ｌには、外部充電器の負極端子が接続可能な負極側接続部が設けられている。
　電力変換装置は、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の接続状態を切り替えるための構成として、電池間スイッチ５０（「蓄電部間スイッチ」に相当）、バイパススイッチ６０、第１モータ側スイッチ７１、第２モータ側スイッチ７２及び接続経路７３を備えている。本実施形態において、電池間スイッチ５０、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２は、機械式のリレーである。電池間スイッチ５０、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２は、オフされると双方向の電流の流通を阻止し、オンされると双方向の電流の流通を許容する。なお、電池間スイッチ５０、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２は、機械式のリレーに限らず、例えば半導体スイッチング素子であってもよい。
　電池間スイッチ５０は、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の正極端子とを接続する。電池間スイッチ５０がオンされることにより、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に接続される。一方、電池間スイッチ５０がオフされることにより、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に遮断される。
　バイパススイッチ６０は、第１蓄電池３１の負極端子と低電位側経路２２Ｌとを接続する。バイパススイッチ６０がオンされることにより、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の負極端子とが電気的に接続される。一方、バイパススイッチ６０がオフされることにより、第１蓄電池３１の負極端子と第２蓄電池３２の負極端子とが電気的に遮断される。
　なお、本実施形態において、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２が電池ユニット３０を構成する。
　接続経路７３は、第２蓄電池３２の正極端子と中性点Ｏとを接続する電気経路である。接続経路７３には、第２蓄電池３２から順に、第１モータ側スイッチ７１及び第２モータ側スイッチ７２が設けられている。
　電力変換装置は、接続経路７３と低電位側経路２２Ｌとを接続するコンデンサである中性点コンデンサ７４を備えている。中性点コンデンサ７４の第１端は、接続経路７３のうち、第１モータ側スイッチ７１と第２モータ側スイッチ７２との間の部分に接続されている。中性点コンデンサ７４の第２端は、低電位側経路２２Ｌのうち、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ及びプリチャージメインスイッチＳＭＲＰよりもインバータ２０側の部分に接続されている。
　第１モータ側スイッチ７１がオンされることにより、中性点コンデンサ７４の第１端と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に接続される。一方、第１モータ側スイッチ７１がオフされることにより、中性点コンデンサ７４の第１端と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に遮断される。第２モータ側スイッチ７２がオンされることにより、電機子巻線１１の中性点Ｏと中性点コンデンサ７４の第１端とが電気的に接続される。一方、第２モータ側スイッチ７２がオフされることにより、中性点Ｏと中性点コンデンサ７４の第１端とが電気的に遮断される。
　電力変換装置は、自身の各部に流れる電流を検出する電流センサとして、第１電流センサ８１、第２電流センサ８２、相電流センサ８３及びモータ電流センサ８４を備えている。第１電流センサ８１は、第１蓄電池３１に流れる電流を検出し、第２電流センサ８２は、第２蓄電池３２に流れる電流を検出する。相電流センサ８３は、各相の電機子巻線１１に流れる電流を検出する。モータ電流センサ８４は、接続経路７３のうち中性点コンデンサ７４との接続点よりも中性点Ｏ側の部分に流れる電流を検出する。
　電力変換装置は、第１蓄電池３１の端子間電圧を検出する第１電圧センサ８６と、第２蓄電池３２の端子間電圧を検出する第２電圧センサ８７と、中性点コンデンサ７４の端子間電圧を検出するコンデンサ電圧センサ８５と、平滑コンデンサ２１の端子間電圧を検出する電源電圧センサ８９とを備えている。電力変換装置は、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の温度を検出する温度センサ８８を備えている。なお、電力変換装置は、その他のセンサとして、ロータの回転角（電気角）を検出する図示しない回転角センサを備えている。
　システムは、電池ユニット３０を制御対象とする電池ＥＣＵ９０と、インバータ２０を制御対象とするモータＥＣＵ１００と、システムを統括するＥＶＥＣＵ１１０とを備えている。電池ＥＣＵ９０は、マイコン９１を主体として構成される電子制御装置（Electronic Control Unit）である。モータＥＣＵ１００は、マイコン１０１を主体として構成される電子制御装置である。ＥＶＥＣＵ１１０は、マイコン１１１を主体として構成される電子制御装置であり、電池ＥＣＵ９０及びモータＥＣＵ１００よりも上位の制御装置である。電池ＥＣＵ９０とモータＥＣＵ１００とは、ＥＶＥＣＵ１１０を介して情報のやり取りが可能になっている。
　各マイコン９１，１０１，１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。各マイコン９１，１０１，１１１が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、各マイコン９１，１０１，１１１がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、各マイコン９１，１０１，１１１は、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述する図５等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラムを構成するインストラクションのセットが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えばＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。
　電池ＥＣＵ９０には、第１電流センサ８１、第２電流センサ８２、第１電圧センサ８６、第２電圧センサ８７及び温度センサ８８の検出値が入力される。本実施形態において、第１電流センサ８１、第２電流センサ８２、第１電圧センサ８６、第２電圧センサ８７及び温度センサ８８の検出値は、モータＥＣＵ１００及びＥＶＥＣＵ１１０には直接入力されない。
　モータＥＣＵ１００には、相電流センサ８３、モータ電流センサ８４、コンデンサ電圧センサ８５、電源電圧センサ８９及び回転角センサの検出値が入力される。
　モータＥＣＵ１００は、各センサの検出値に基づいて、モータ１０の制御量を指令値にフィードバック制御すべく、インバータ２０を構成する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。制御量は例えばトルクである。各相において、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとは交互にオンされる。このフィードバック制御により、モータ１０が有するロータの回転動力が駆動輪に伝達され、車両が走行する。
　なお、各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＳＭＲＰ、電池間スイッチ５０、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２は、電池ＥＣＵ９０、モータＥＣＵ１００又はＥＶＥＣＵ１１０のいずれかにより制御されてもよいし、各ＥＣＵ９０，１００，１１０以外のＥＣＵにより制御されてもよい。本実施形態では、以降、各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＳＭＲＰ、電池間スイッチ５０、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２は、モータＥＣＵ１００により制御されるものとする。
　続いて、モータＥＣＵ１００により実行される蓄電池の昇温制御について説明する。昇温制御により、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を迅速に昇温させ、例えば、外部充電器による充電時間の短縮を図る。
　図２に、昇温制御時における各スイッチの制御状態を示す。昇温制御時において、モータＥＣＵ１００は、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、バイパススイッチ６０及び各モータ側スイッチ７１，７２をオンし、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及び電池間スイッチ５０をオフする。図３は、昇温制御時における電力変換装置の等価回路である。等価回路では、上アームスイッチＳＷＨ，下アームスイッチＳＷＬによってハーフブリッジ回路が構成されている。
　図４は、昇温制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モータＥＣＵ１００により実行される。
　ステップＳ１０では、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の少なくとも一方の昇温要求があるか否かを判定する。例えば、電池検出温度ＴＢｒが目標温度ＴＢｔｇｔ未満であると判定した場合、昇温要求があると判定し、電池検出温度ＴＢｒが目標温度ＴＢｔｇｔ以上であると判定した場合、昇温要求がないと判定する。ここで、電池検出温度ＴＢｒは、例えば、温度センサ８８により検出された第１，第２蓄電池３１，３２の温度ＴＢ１，ＴＢ２のうち低い方の温度としてもよいし、第１，第２蓄電池３１，３２の温度ＴＢ１，ＴＢ２の平均温度としてもよい。第１，第２蓄電池３１，３２の温度ＴＢ１，ＴＢ２は、ＥＶＥＣＵ１１０を介して電池ＥＣＵ９０から取得される。
　ステップＳ１０において昇温要求があると判定した場合には、ステップＳ１１に進み、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２に流す目標電流Ｉｔｇｔの振幅の大きさを調整する。目標電流Ｉｔｇｔは、所定の周期で変動する交流信号である。例えば、電池検出温度ＴＢｒと目標温度ＴＢｔｇｔとの差を算出し、算出した差が大きいほど振幅を大きくしてもよい。本実施形態の目標電流Ｉｔｇｔは、正弦波状の電流である。例えば、目標電流Ｉｔｇｔの１周期における時間平均値は０である。
　ステップＳ１２では、昇温制御を開始する。詳しくは、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及び電池間スイッチ５０をオフするとともに、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、バイパススイッチ６０、第１モータ側スイッチ７１及び第２モータ側スイッチ７２をオンする。
　また、ステップＳ１２では、インバータ２０のスイッチングを行うことにより、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２に流れる電流を目標電流Ｉｔｇｔに制御する。例えば、第１電流センサ８１又は第２電流センサ８２により検出された電流を電池ＥＣＵ９０から取得し、取得した電流を目標電流Ｉｔｇｔに制御するようにスイッチングを行う。
　ステップＳ１２では、インバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンするスイッチングを行ってもよいし、下アームスイッチＳＷＬのオフを維持しつつ上アームスイッチＳＷＨのスイッチングを行ってもよい。この場合、３相全て、３相のうち２相のみ、又は３相のうち１相のみスイッチングを行ってもよい。２相以上のスイッチングを行う場合、例えば、各相において、上アームスイッチＳＷＨのオンへの切り替えタイミングを同期させるとともにオフへの切り替えタイミングを同期させてもよい。
　ステップＳ１３では、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２に流れる電流である電池電流Ｉｂａｔｔを算出する。図５は、電池電流Ｉｂａｔｔの算出処理のブロック図である。
　第１電流算出部１０２は、コンデンサ電圧センサ８５により検出された電圧であるコンデンサ電圧ＶＮの時間微分値と、中性点コンデンサ７４の静電容量Ｃとに基づいて、中性点コンデンサ７４に流れる電流であるコンデンサ電流Ｉｃを算出する。この算出方法は、下式（ｅｑ１）に基づくものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　第２電流算出部１０３は、第１電流算出部１０２により算出されたコンデンサ電流Ｉｃを、モータ電流センサ８４により検出された電流であるモータ電流ＩＮから差し引くことにより、電池電流Ｉｂａｔｔを算出する。なお、第２電流算出部１０３において、相電流センサ８３の検出値に基づいて算出した接続経路７３（具体的には、接続経路７３のうち中性点コンデンサ７４との接続点よりも中性点Ｏ側の部分）に流れる電流を、モータ電流ＩＮに代えて用いてもよい。
　ステップＳ１４では、算出した電池電流Ｉｂａｔｔに基づいて、昇温制御の異常が発生しているか否かを判定する。ここで、昇温制御の異常は、例えば、第１，第２蓄電池３１，３２に流れる電流の大きさが目標電流Ｉｔｇｔの大きさ（｜Ｉｔｇｔ｜）から所定値を超えてずれる異常のことである。昇温制御の異常が発生すると、インバータ２０、電機子巻線１１、接続経路７３及び第１，第２蓄電池３１，３２等を含む閉回路に過電流が流れ、インバータ２０や第１，第２蓄電池３１，３２等の信頼性が低下し得る。
　昇温制御の異常は、具体的には例えば、以下（Ａ）～（Ｃ）の要因によって発生する。
　（Ａ）昇温制御中において電流が流れる経路の異常。
　電流が流れる経路には、第１ヒューズ４１、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、高電位側経路２２Ｈ、インバータ２０、導電部材２３、電機子巻線１１、第２モータ側スイッチ７２、接続経路７３、第１モータ側スイッチ７１、第２ヒューズ４２及びバイパススイッチ６０が含まれる。例えば、電流が流れる経路のうち、インバータ２０の異常には、上アームスイッチＳＷＨの意図しないオンが含まれる。意図しないオンが発生すると、昇温制御時において接続経路７３及び第１，第２蓄電池３１，３２等に過電流が流れ、第１，第２蓄電池３１，３２等の信頼性が低下し得る。意図しないオンは、例えば、上アームスイッチＳＷＨのショート故障によって発生し得る。
　（Ｂ）モータＥＣＵ１００の異常
　モータＥＣＵ１００の異常は、昇温制御の異常につながり得る。例えば、モータＥＣＵ１００の異常により、上アームスイッチＳＷＨのスイッチングを行いたいにもかかわらず、上アームスイッチＳＷＨがオンに維持され得る。つまり、上アームスイッチＳＷＨの意図しないオンが発生し得る。
　（Ｃ）モータＥＣＵ１００から上アームスイッチＳＷＨのゲートまでの信号経路の異常
　信号経路の異常は、昇温制御の異常につながり得る。信号経路の異常には、例えば、上アームスイッチＳＷＨのドライブＩＣの異常が含まれる。この場合、上アームスイッチＳＷＨの意図しないオンが発生し得る。
　ステップＳ１４の処理の具体例として、以下２つの例を説明する。
　図６を用いて、１つ目の例について説明する。
　目標電流Ｉｔｇｔの正側の最大値よりも大きい上限閾値Ｉｔｈと、目標電流Ｉｔｇｔの負側の最大値よりも小さい下限閾値－Ｉｔｈとを設定する。電池電流Ｉｂａｔｔが上限閾値Ｉｔｈを超えたと判定した場合、又は電池電流Ｉｂａｔｔが下限閾値－Ｉｔｈを下回ったと判定した場合、昇温制御の異常が発生していると判定する。一方、電池電流Ｉｂａｔｔが、上限閾値Ｉｔｈ以下であって、かつ、下限閾値－Ｉｔｈ以上であると判定した場合、昇温制御の異常が発生していないと判定する。
　図７を用いて、２つ目の例について説明する。
　目標電流Ｉｔｇｔよりも大きくてかつ目標電流Ｉｔｇｔに沿って変化する上限閾値ＩｔｈＨと、目標電流Ｉｔｇｔよりも小さくてかつ目標電流Ｉｔｇｔに沿って変化する下限閾値ＩｔｈＬとを設定する。詳しくは、目標電流Ｉｔｇｔに第１所定値を加算することにより上限閾値ＩｔｈＨを設定し、目標電流Ｉｔｇｔから第２所定値を差し引くことにより下限閾値ＩｔｈＬを設定する。第１所定値と第２所定値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　電池電流Ｉｂａｔｔが上限閾値ＩｔｈＨを超えたと判定した場合、又は電池電流Ｉｂａｔｔが下限閾値ＩｔｈＬを下回ったと判定した場合、昇温制御の異常が発生していると判定する。一方、電池電流Ｉｂａｔｔが、上限閾値ＩｔｈＨ以下であって、かつ、下限閾値ＩｔｈＬ以上であると判定した場合、昇温制御の異常が発生していないと判定する。
　昇温制御の異常が発生した場合における電池電流Ｉｂａｔｔは、昇温制御の異常が発生していない場合における電池電流Ｉｂａｔｔとは異なる挙動を示す。このため、ステップＳ１４の処理により、昇温制御の異常が発生していることを的確に判定できる。
　図４の説明に戻り、ステップＳ１４において肯定判定した場合には、昇温制御の異常が発生していないと判定し、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、電池検出温度ＴＢｒが目標温度ＴＢｔｇｔに到達したか否かを判定する。電池検出温度ＴＢｒが目標温度ＴＢｔｇｔ未満であると判定した場合には、ステップＳ１３に進む。一方、電池検出温度ＴＢｒが目標温度ＴＢｔｇｔに到達したと判定した場合には、インバータ２０のスイッチング制御を停止して昇温制御を終了する。
　一方、ステップＳ１４において否定判定した場合には、昇温制御の異常が発生していると判定し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、インバータ２０のスイッチング制御を停止して昇温制御を停止する。
　以上説明した本実施形態では、昇温制御を行うモータＥＣＵ１００が、モータ電流センサ８４及びコンデンサ電圧センサ８５の検出値に基づいて昇温制御の異常の有無を判定する。このため、昇温制御の異常が発生した場合において、モータＥＣＵ１００によりインバータ２０のスイッチング制御を迅速に停止させることができる。
　モータＥＣＵ１００は、電池電流Ｉｂａｔｔに基づいて昇温制御の異常の有無を判定する。モータ電流ＩＮに含まれる高周波の脈動成分が中性点コンデンサ７４により吸収される。このため、電池電流Ｉｂａｔｔに含まれる脈動成分はモータ電流ＩＮに含まれる脈動成分よりも小さい。したがって、電池電流Ｉｂａｔｔに基づく昇温制御の異常判定方法によれば、異常の有無の判定精度を高めることができる。
　モータＥＣＵ１００は、コンデンサ電圧センサ８５の時間微分値に基づいてコンデンサ電流Ｉｃを算出する。これにより、中性点コンデンサ７４に流れる電流を検出する電流センサを追加することなく、コンデンサ電流Ｉｃを把握することができる。
　＜第１実施形態の変形例＞
　中性点コンデンサ７４に流れる電流を検出するコンデンサ電流センサが電力変換装置に備えられていてもよい。この場合、図５のブロック図において、第１電流算出部１０２は不要となり、第２電流算出部１０３において、コンデンサ電流Ｉｃに代えてコンデンサ電流センサの検出値が用いられればよい。
　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、昇温制御の異常判定に、電池電流Ｉｂａｔｔに代えて、モータ電流ＩＮが用いられる。
　図８は、昇温制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モータＥＣＵ１００により実行される。
　ステップＳ１７では、モータ電流ＩＮを取得する。
　ステップＳ１８では、取得したモータ電流ＩＮに基づいて、昇温制御の異常が発生しているか否かを判定する。具体的には例えば、図６及び図７で説明した方法において、電池電流Ｉｂａｔｔに代えて、モータ電流ＩＮを用いればよい。
　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電池電流Ｉｂａｔｔに基づいて、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を構成する各単位電池の異常を判定する。
　図９は、昇温制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モータＥＣＵ１００により実行される。
　ステップＳ１０において昇温要求があると判定した場合には、ステップＳ２０に進み、電池ＥＣＵ９０から情報を取得する処理を行う。詳しくは、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を構成する各単位電池の開放端電圧（ＯＣＶ）と、各単位電池のインピーダンス（具体的には、内部抵抗）との情報を電池ＥＣＵ９０から取得する。昇温制御が開始された後、初回のステップＳ２０においてのみ電池ＥＣＵ９０からの情報取得処理が行われ、２回目以降のステップＳ２０においては、電池ＥＣＵ９０からの情報取得処理が行われず、モータＥＣＵ１００が主体となって昇温制御が行われる。ステップＳ２０の完了後、ステップＳ１１に進む。
　ステップＳ１２において昇温制御を開始した後、ステップＳ１７，Ｓ１８の処理を行う。ステップＳ１８において昇温制御の異常が発生していないと判定した場合には、ステップＳ１３に進み、電池電流Ｉｂａｔｔを算出する。
　ステップＳ２１では、算出した電池電流Ｉｂａｔｔと、ステップＳ２０で取得した開放端電圧及びインピーダンスに基づいて、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２を構成する各単位電池の端子間電圧（ＣＣＶ）を算出する。
　ステップＳ２２では、算出した各単位電池の端子間電圧のうちいずれか１つが上限電圧Ｖｍａｘを超えたと判定した場合、上限電圧Ｖｍａｘを超えた端子間電圧を有する単位電池に電圧異常が発生していると判定する（図１０参照）。また、算出した各単位電池の端子間電圧のうちいずれか１つが下限電圧Ｖｍｉｎを下回ったと判定した場合、下限電圧Ｖｍｉｎを下回った端子間電圧を有する単位電池に電圧異常が発生していると判定する。
　ステップＳ２２において電圧異常が発生していないと判定した場合には、ステップＳ１５に進む。一方、ステップＳ２２において電圧異常が発生していると判定した場合には、ステップＳ１６に進み、昇温制御を停止する。
　以上説明した本実施形態によれば、昇温制御の異常判定に用いる電池電流Ｉｂａｔｔに基づいて、各蓄電池３１，３２における電圧異常の有無を判定することができる。
　＜第３実施形態の変形例＞
　ステップＳ１８において、モータ電流ＩＮに代えて、第１実施形態と同様に電池電流Ｉｂａｔｔが用いられてもよい。
　＜第４実施形態＞
　以下、第４実施形態について、第３実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１１に示すように、接続経路７３は、電機子巻線１１の中性点Ｏと、第１蓄電池３１の負極端子とを電気的に接続する。また、バイパススイッチ６１は、第２蓄電池３２の正極端子と高電位側経路２２Ｈとを接続する。中性点コンデンサ７５の第１端は、接続経路７３のうち、第１モータ側スイッチ７１と第２モータ側スイッチ７２との間の部分に接続されている。中性点コンデンサ７５の第２端は、高電位側経路２２Ｈに接続されている。
　続いて、本実施形態の昇温制御について説明する。
　図１２に、昇温制御時における各スイッチの制御状態を示す。昇温制御時において、モータＥＣＵ１００は、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、バイパススイッチ６１及び各モータ側スイッチ７１，７２をオンし、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及び電池間スイッチ５０をオフする。図１３は、昇温制御時における電力変換装置の等価回路である。
　図１４は、昇温制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、モータＥＣＵ１００により実行される。
　ステップＳ１９では、昇温制御を開始する。詳しくは、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、プリチャージメインスイッチＳＭＲＰ及び電池間スイッチ５０をオフするとともに、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、バイパススイッチ６１、第１モータ側スイッチ７１及び第２モータ側スイッチ７２をオンする。
　ステップＳ１９では、インバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンするスイッチングを行ってもよいし、上アームスイッチＳＷＨのオフを維持しつつ下アームスイッチＳＷＬのスイッチングを行ってもよい。この場合、３相全て、３相のうち２相のみ、又は３相のうち１相のみスイッチングを行ってもよい。２相以上のスイッチングを行う場合、例えば、各相において、下アームスイッチＳＷＬのオンへの切り替えタイミングを同期させるとともにオフへの切り替えタイミングを同期させてもよい。
　本実施形態の昇温制御の異常は、具体的には例えば、以下（Ｄ）～（Ｅ）の要因によって発生する。
　（Ｄ）昇温制御中において電流が流れる経路の異常。
　電流が流れる経路には、第１ヒューズ４１、バイパススイッチ６１、第２ヒューズ４２、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、低電位側経路２２Ｌ、インバータ２０、導電部材２３、電機子巻線１１、第２モータ側スイッチ７２、接続経路７３及び第１モータ側スイッチ７１が含まれる。例えば、電流が流れる経路のうち、インバータ２０の異常には、下アームスイッチＳＷＬの意図しないオンが含まれる。意図しないオンは、例えば、下アームスイッチＳＷＬのショート故障によって発生し得る。
　（Ｅ）モータＥＣＵ１００の異常
　例えば、モータＥＣＵ１００の異常により、下アームスイッチＳＷＬのスイッチング制御を行いたいにもかかわらず、下アームスイッチＳＷＬがオンに維持され得る。つまり、下アームスイッチＳＷＬの意図しないオンが発生し得る。
　（Ｆ）モータＥＣＵ１００から下アームスイッチＳＷＬのゲートまでの信号経路の異常
　信号経路の異常には、例えば、下アームスイッチＳＷＬのドライブＩＣの異常が含まれる。この場合、下アームスイッチＳＷＬの意図しないオンが発生し得る。
　以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・第４実施形態において、図１４のステップＳ１３，１４の処理に代えて、第２実施形態と同様に、図９のステップＳ１７，Ｓ１８が実行されてもよい。
　・第１，第２モータ側スイッチ７１，７２のいずれかが電力変換装置に備えられていなくてもよい。また、第１，第２モータ側スイッチ７１，７２の双方が電力変換装置に備えられていなくてもよい。図１５に示す電力変換装置は、図１に示した電力変換装置から第１，第２モータ側スイッチ７１，７２を除いたものである。また、図１６に示す電力変換装置は、図１１に示した電力変換装置から第１，第２モータ側スイッチ７１，７２を除いたものである。
　・システムにＥＶＥＣＵ１１０が備えられていなくてもよい。この場合、モータＥＣＵ１００と電池ＥＣＵ９０とが直接情報のやりとりを行えばよい。
　・目標電流Ｉｔｇｔは、正弦波状の電流に限らず、例えば矩形波状の電流であってもよい。
　・インバータ２０のスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばボディダイオードを備えるＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴの高電位側端子がドレインとなり、低電位側端子がソースとなる。
　・モータとしては、星形結線されるものに限らず、Δ結線されるものであってもよい。また、モータ及びインバータとしては、３相のものに限らず、２相のもの、又は４相以上のものであってもよい。また、モータとしては、ロータに界磁極として永久磁石を有する永久磁石型の同期機に限らず、ロータに界磁極として界磁巻線を有する巻線界磁型の同期機であってもよい。この場合、ロータに界磁巻線及び永久磁石の双方が備えられていてもよい。また、モータとしては、同期機に限らず、誘導機であってもよい。
　・外部充電器による充電対象となる蓄電部としては、蓄電池に限らず、例えば、大容量の電気二重層キャパシタ、又は蓄電池及び電気二重層キャパシタの双方を備えるものであってもよい。
　・電力変換装置が搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。また、電力変換装置の搭載先は、移動体に限らず、定置式の装置であってもよい。
　・本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
　上アームスイッチ（ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
　前記上アームスイッチの低電位側端子及び前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線（１１）を有するモータ（１０）と、
を備える電力変換装置において、
　第１蓄電部（３１）の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路（２２Ｈ）と、
　第２蓄電部（３２）の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路（２２Ｌ）と、
　オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチ（５０）と、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチ（６０，６１）と、
　前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路（７３）と、
　前記接続経路に接続された中性点コンデンサ（７４，７５）と、
　前記接続経路に流れる電流又は前記電機子巻線に流れる電流を検出する電流センサ（８４，８３）と、
　前記電流センサの検出値が入力される制御装置（１００）と、
を備え、
　前記制御装置は、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部にリプル電流を流すべく、前記バイパススイッチをオンするとともに前記蓄電部間スイッチをオフした状態で、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする昇温制御を行い、
　前記昇温制御の実行中において、前記電流センサの検出値に基づいて、前記昇温制御の異常が発生していることを判定する、電力変換装置。
［構成２］
　前記バイパススイッチ（６０）は、前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の負極端子とを電気的に接続するスイッチであり、
　前記接続経路は、前記電機子巻線と、前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続する電気経路であり、
　前記中性点コンデンサ（７４）は、前記接続経路と前記低電位側経路とを電気的に接続する、構成１に記載の電力変換装置。
［構成３］
　前記バイパススイッチ（６１）は、前記第１蓄電部の正極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続するスイッチであり、
　前記接続経路は、前記電機子巻線と、前記第１蓄電部の負極端子とを電気的に接続する電気経路であり、
　前記中性点コンデンサ（７５）は、前記接続経路と前記高電位側経路とを電気的に接続する、構成１に記載の電力変換装置。
［構成４］
　前記制御装置は、前記電流センサの検出値と、前記中性点コンデンサに流れる電流であるコンデンサ電流とに基づいて、前記異常が発生していることを判定する、構成２又は３に記載の電力変換装置。
［構成５］
　前記中性点コンデンサの端子間電圧を検出する電圧センサ（８５）を備え、
　前記電圧センサの検出値は、前記制御装置に入力され、
　前記制御装置は、前記電流センサの検出値と、前記電圧センサの検出値の時間微分値とに基づいて、前記異常の判定に用いる前記コンデンサ電流を算出する、構成４に記載の電力変換装置。
［構成６］
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部は、単位電池の直列接続体を備える組電池であり、
　前記制御装置は、
　算出した前記コンデンサ電流に基づいて、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を算出し、
　前記単位電池のインピーダンス情報と、算出した前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流とに基づいて、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を構成する前記各単位電池の端子間電圧を算出し、
　算出した前記各単位電池の端子間電圧のうちいずれか１つが上限電圧（Ｖｍａｘ）を超えた又は下限電圧（Ｖｍｉｎ）を下回ったと判定した場合、前記上限電圧を超えた又は前記下限電圧を下回った端子間電圧を有する前記単位電池に異常が発生していると判定する、構成５に記載の電力変換装置。
［構成７］
　前記制御装置は、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流す交流の目標電流を算出し、
　前記昇温制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を前記目標電流に制御すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする制御を行い、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流の大きさが、前記目標電流の大きさの最大値よりも大きい閾値（Ｉｔｈ）を超えたと判定した場合、前記異常が発生していると判定する、構成１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
［構成８］
　前記制御装置は、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流す交流の目標電流を算出し、
　前記昇温制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を前記目標電流に制御すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする制御を行い、
　前記目標電流よりも大きくてかつ前記目標電流に沿って変化する上限閾値（ＩｔｈＨ）、及び前記目標電流よりも小さくてかつ前記目標電流に沿って変化する下限閾値（ＩｔｈＬ）を設定し、
　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流が前記上限閾値を超えた、又は前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流が前記下限閾値を下回ったと判定した場合、前記異常が発生していると判定する、構成１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
［構成９］
　前記制御装置は、前記異常が発生したと判定した場合、前記インバータのスイッチングを停止して前記昇温制御を停止する、構成１～８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

  1. 　上アームスイッチ（ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
    　前記上アームスイッチの低電位側端子及び前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線（１１）を有するモータ（１０）と、
    を備える電力変換装置において、
    　第１蓄電部（３１）の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路（２２Ｈ）と、
    　第２蓄電部（３２）の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路（２２Ｌ）と、
    　オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチ（５０）と、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチ（６０，６１）と、
    　前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路（７３）と、
    　前記接続経路に接続された中性点コンデンサ（７４，７５）と、
    　前記接続経路に流れる電流又は前記電機子巻線に流れる電流を検出する電流センサ（８４，８３）と、
    　前記電流センサの検出値が入力される制御装置（１００）と、
    を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部にリプル電流を流すべく、前記バイパススイッチをオンするとともに前記蓄電部間スイッチをオフした状態で、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする昇温制御を行い、
    　前記昇温制御の実行中において、前記電流センサの検出値に基づいて、前記昇温制御の異常が発生していることを判定する、電力変換装置。
  2. 　前記バイパススイッチ（６０）は、前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の負極端子とを電気的に接続するスイッチであり、
    　前記接続経路は、前記電機子巻線と、前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続する電気経路であり、
    　前記中性点コンデンサ（７４）は、前記接続経路と前記低電位側経路とを電気的に接続する、請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記バイパススイッチ（６１）は、前記第１蓄電部の正極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続するスイッチであり、
    　前記接続経路は、前記電機子巻線と、前記第１蓄電部の負極端子とを電気的に接続する電気経路であり、
    　前記中性点コンデンサ（７５）は、前記接続経路と前記高電位側経路とを電気的に接続する、請求項１に記載の電力変換装置。
  4. 　前記制御装置は、前記電流センサの検出値と、前記中性点コンデンサに流れる電流であるコンデンサ電流とに基づいて、前記異常が発生していることを判定する、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
  5. 　前記中性点コンデンサの端子間電圧を検出する電圧センサ（８５）を備え、
    　前記電圧センサの検出値は、前記制御装置に入力され、
    　前記制御装置は、前記電流センサの検出値と、前記電圧センサの検出値の時間微分値とに基づいて、前記異常の判定に用いる前記コンデンサ電流を算出する、請求項４に記載の電力変換装置。
  6. 　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部は、単位電池の直列接続体を備える組電池であり、
    　前記制御装置は、
    　算出した前記コンデンサ電流に基づいて、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を算出し、
    　前記単位電池のインピーダンス情報と、算出した前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流とに基づいて、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を構成する前記各単位電池の端子間電圧を算出し、
    　算出した前記各単位電池の端子間電圧のうちいずれか１つが上限電圧（Ｖｍａｘ）を超えた又は下限電圧（Ｖｍｉｎ）を下回ったと判定した場合、前記上限電圧を超えた又は前記下限電圧を下回った端子間電圧を有する前記単位電池に異常が発生していると判定する、請求項５に記載の電力変換装置。
  7. 　前記制御装置は、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流す交流の目標電流を算出し、
    　前記昇温制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を前記目標電流に制御すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする制御を行い、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流の大きさが、前記目標電流の大きさの最大値よりも大きい閾値（Ｉｔｈ）を超えたと判定した場合、前記異常が発生していると判定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  8. 　前記制御装置は、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流す交流の目標電流を算出し、
    　前記昇温制御として、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流を前記目標電流に制御すべく、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする制御を行い、
    　前記目標電流よりも大きくてかつ前記目標電流に沿って変化する上限閾値（ＩｔｈＨ）、及び前記目標電流よりも小さくてかつ前記目標電流に沿って変化する下限閾値（ＩｔｈＬ）を設定し、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流が前記上限閾値を超えた、又は前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部に流れる電流が前記下限閾値を下回ったと判定した場合、前記異常が発生していると判定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  9. 　前記制御装置は、前記異常が発生したと判定した場合、前記インバータのスイッチングを停止して前記昇温制御を停止する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  10. 　上アームスイッチ（ＳＷＨ）及び下アームスイッチ（ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
    　前記上アームスイッチの低電位側端子及び前記下アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続された電機子巻線（１１）を有するモータ（１０）と、
    を備える電力変換装置に適用されるプログラムにおいて、
    　前記電力変換装置は、
    　第１蓄電部（３１）の正極端子と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側経路（２２Ｈ）と、
    　第２蓄電部（３２）の負極端子と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側経路（２２Ｌ）と、
    　オンされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電部の負極端子と前記第２蓄電部の正極端子との間を電気的に遮断する蓄電部間スイッチ（５０）と、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の負極端子同士の電気的な接続と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の正極端子同士の電気的な接続とのうち、いずれか一方を行うバイパススイッチ（６０，６１）と、
    　前記第１蓄電部の負極端子又は前記第２蓄電部の正極端子と、前記電機子巻線とを電気的に接続する接続経路（７３）と、
    　前記接続経路に接続された中性点コンデンサ（７４）と、
    　前記接続経路に流れる電流又は前記電機子巻線に流れる電流を検出する電流センサ（８４，８３）と、
    　前記電流センサの検出値が入力されるコンピュータ（１０１）と、
    を備え、
    　前記コンピュータに、
    　前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部にリプル電流を流すべく、前記バイパススイッチをオンするとともに前記蓄電部間スイッチをオフした状態で、前記上，下アームスイッチのうち少なくとも一方のスイッチをスイッチングする昇温制御を行う処理と、
    　前記昇温制御の実行中において、前記電流センサの検出値に基づいて、前記昇温制御の異常が発生していることを判定する処理と、
    を実行させる、プログラム。
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