JP7708322B2 - 電力変換装置、プログラム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０２２年９月９日に出願された日本出願番号２０２２－１４４０１９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、特許文献１に記載されているように、第１バッテリ及び第２バッテリの接続状態を直列接続状態又は並列接続状態に切り替え可能な電源装置が知られている。この電源装置は、外部充電器に対する第１バッテリ及び第２バッテリの接続状態を直列接続状態又は並列接続状態に切り替えるためのリレーを備えている。

電源装置は、第１バッテリ及び第２バッテリの電圧差が閾値以上の場合、第１バッテリ及び第２バッテリのうち電圧が低い方のバッテリのみを外部充電器により充電できるようにリレーを操作する。これにより、第１バッテリ及び第２バッテリの電圧を均等化する。

一方、電源装置は、第１バッテリ及び第２バッテリの電圧差が閾値未満になった場合、第１バッテリ及び第２バッテリの接続状態を並列接続状態に切り替えて第１バッテリ及び第２バッテリの双方を外部充電器により充電できるようにリレーを操作する。これにより、第１バッテリ及び第２バッテリの電圧差が大きい状態で並列接続状態に切り替えられることを防止し、ひいてはこの切り替えに伴い各バッテリに突入電流が流れることを防止している。

特開２０２１－１２６０２７号公報

第１バッテリ等の第１蓄電部と、第２バッテリ等の第２蓄電部との外部充電器に対する接続状態を切り替え可能な新たな電力変換装置が望まれている。

本開示は、外部充電器に対する第１蓄電部及び第２蓄電部の接続状態を切り替えることが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、第１蓄電部の正極端子及び外部充電器の正極端子に電気的に接続可能な高電位側電気経路と、
第２蓄電部の負極端子及び前記外部充電器の負極端子に電気的に接続可能な低電位側電気経路と、
前記高電位側電気経路に電気的に接続された上アームスイッチ、及び前記低電位側電気経路に電気的に接続された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及び前記下アームスイッチの接続点に導電部材を介して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、
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する蓄電部間電気経路に設けられた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、少なくとも一方の電気的な接続を行うバイパススイッチと、
前記電機子巻線又は前記導電部材と、前記蓄電部間電気経路とを電気的に接続するモータ側電気経路と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記蓄電部間スイッチをオフにするとともに前記バイパススイッチをオンにした状態で、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の少なくとも一方を前記外部充電器によって充電し始め、
前記外部充電器による充電開始後、前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との電圧差を判定閾値以下にするための前記インバータのスイッチング処理である電圧調整処理を行う。

本開示では、蓄電部間スイッチがオンされるとともにバイパススイッチがオフされることにより、第１蓄電部及び第２蓄電部が外部充電器に対して直列接続された状態となる。一方、蓄電部間スイッチがオフされるとともにバイパススイッチがオンされることにより、第１蓄電部及び第２蓄電部のいずれか一方が外部充電器に対して並列接続された状態となる。このように、本開示によれば、外部充電器に対する第１蓄電部及び第２蓄電部の接続状態を切り替えることができる。

本開示の制御部は、蓄電部間スイッチをオフにするとともにバイパススイッチをオンにした状態で、第１蓄電部及び第２蓄電部の少なくとも一方を外部充電器によって充電し始める。制御部は、外部充電器による充電開始後、第１蓄電部と第２蓄電部との電圧差を判定閾値以下にするためのインバータのスイッチング処理である電圧調整処理を行う。電圧調整処理では、インバータ及び電機子巻線を介して第１蓄電部と第２蓄電部との間で電力伝達され、上記電圧差が判定閾値以下とされる。これにより、第１蓄電部及び第２蓄電部の電圧差が大きいことに起因して、第１蓄電部及び第２蓄電部のうち、一方から他方へとインバータ及び電機子巻線を介して大電流が流れることを抑制できる。

また、第１蓄電部及び第２蓄電部の電圧差を判定閾値以下にするためにモータ及びインバータの構成が流用される。このため、構成の簡素化を図った電力変換装置を提供することができる。

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、高圧充電モードにおけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図３は、低圧充電モードのモード１におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図４は、低圧充電モードのモード２におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図５は、低圧充電モードのモード３におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図６は、蓄電池の充電処理の手順を示すフローチャートであり、 図７は、充電処理の一例を示すタイムチャートであり、 図８は、充電処理の一例を示すタイムチャートであり、 図９は、充電処理の一例を示すタイムチャートであり、 図１０は、第２実施形態に係るシステムの全体構成図であり、 図１１は、低圧充電モードのモード１におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図１２は、低圧充電モードのモード２におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図１３は、低圧充電モードのモード３におけるスイッチの操作態様を示す図であり、 図１４は、蓄電池の充電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り、 図１７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１８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１９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２０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２１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２２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２３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２４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２５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２６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２７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２８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２９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３０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３１は、各スイッチの操作態様を示す図であり、 図３２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。

車両ＣＡに搭載されたシステムは、電力変換装置を備えている。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、高電位側電気経路２２Ｈと、低電位側電気経路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ＣＡ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ＣＡ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、長尺状の高電位側電気経路２２Ｈの第１端側が接続されている。平滑コンデンサ２１の低電位側端子には、長尺状の低電位側電気経路２２Ｌの第１端側が接続されている。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、高電位側電気経路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、低電位側電気経路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、単電池である電池セルの直列接続体として構成された組電池である。第１蓄電池３１の正極端子は、高電位側電気経路２２Ｈのうち平滑コンデンサ２１の接続点側とは反対側の第２端側に接続され、第２蓄電池３２の負極端子は、低電位側電気経路２２Ｌのうち平滑コンデンサ２１の接続点側とは反対側の第２端側に接続されている。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。

本実施形態の各蓄電池３１，３２は、定格電圧及び満充電容量が同じ蓄電池である。各蓄電池３１，３２は、車両ＣＡ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。高電位側電気経路２２Ｈの第１端側には、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。低電位側電気経路２２Ｌの第１端側には、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，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とが設けられている。また、電力変換装置は、外部充電器とインバータ２０との間を電気的に接続又は遮断するための充電スイッチを備えている。詳しくは、充電スイッチとして、高電位側充電スイッチＤＣＲＨと、低電位側充電スイッチＤＣＲＬとが設けられている。本実施形態において、各スイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＤＣＲＨ，ＤＣＲＬは、機械式のリレーである。各スイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ，ＤＣＲＨ，ＤＣＲＬ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。高電位側電気経路２２Ｈには、第１蓄電池３１側から順に、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ及び高電位側充電スイッチＤＣＲＨが設けられている。低電位側電気経路２２Ｌには、第２蓄電池３２側から順に、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ及び低電位側充電スイッチＤＣＲＬが設けられている。なお、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ、高電位側充電スイッチＤＣＲＨ及び低電位側充電スイッチＤＣＲＬ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。

電力変換装置は、外部充電器に対する第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の接続モードを切り替えるためのスイッチとして、電池間スイッチ４０、負極間バイパススイッチ５０及びモータ側スイッチ６０を備えている。本実施形態において、電池間スイッチ４０、負極間バイパススイッチ５０及びモータ側スイッチ６０は、機械式のリレーである。電池間スイッチ４０、負極間バイパススイッチ５０及びモータ側スイッチ６０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４０、負極間バイパススイッチ５０及びモータ側スイッチ６０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４０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電気経路２４（「蓄電部間電気経路」に相当）に設けられている。電池間スイッチ４０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４０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。

負極間バイパススイッチ５０は、第１蓄電池３１の負極端子と低電位側電気経路２２Ｌとを接続する。負極間バイパススイッチ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の負極端子とが電気的に接続される。一方、負極間バイパススイッチ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の負極端子とが電気的に遮断される。

モータ側スイッチ６０は、電池間電気経路２４のうち電池間スイッチ４０よりも第２蓄電池３２側と、電機子巻線１１の中性点とを接続するモータ側電気経路２５に設けられている。モータ側スイッチ６０がオンされることにより、電機子巻線１１の中性点と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に接続される。一方、モータ側スイッチ６０がオフされることにより、電機子巻線１１の中性点と第２蓄電池３２の正極端子とが電気的に遮断される。

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７１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７２とを備えている。電力変換装置は、第１蓄電池３１に流れる電流を検出する第１電流センサ７３と、第２蓄電池３２に流れる電流を検出する第２電流センサ７４とを備えている。第１電流センサ７３は、第１蓄電池３１の正極端子と高電位側電気経路２２Ｈとを接続する電気経路に設けられている。第２電流センサ７４は、第２蓄電池３２の負極端子と低電位側電気経路２２Ｌとを接続する電気経路に設けられている。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）を検出する回転角センサと、各相の電機子巻線１１に流れる相電流を検出する相電流センサとを備えている。

各センサの検出値は、電力変換装置が備える制御装置１００（「制御部」に相当）に入力される。制御装置１００は、マイコン１０１を主体として構成され、マイコン１０１は、ＣＰＵを備えている。マイコン１０１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、マイコン１０１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、マイコン１０１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６等に示す処理のプログラムが含まれる。プログラム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。

制御装置１００は、各センサの検出値に基づいて、モータ１０の制御量を目標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、ロータの回転動力が車両ＣＡの駆動輪に伝達され、車両ＣＡが走行する。

高電位側電気経路２２Ｈの正極側接続部及び低電位側電気経路２２Ｌの負極側接続部は、外部充電器と接続するためのインターフェースである。本実施形態において、外部充電器は、高圧充電器２００又は低圧充電器２１０である（図２～図５参照）。高圧充電器２００の充電電圧は、第１，第２蓄電池３１，３２の直列接続体の端子間電圧（具体的には定格電圧）と同程度の電圧であり、例えば８００Ｖである。低圧充電器２１０の充電電圧は、第１，第２蓄電池３１，３２の直列接続体の定格電圧よりも低い電圧であり、例えば４００Ｖである。例えばユーザ又は作業者により外部充電器が各接続部に接続され、外部充電器により第１，第２蓄電池３１，３２が充電される場合、高電位側充電スイッチＤＣＲＨ及び低電位側充電スイッチＤＣＲＬは、制御装置１００によりオンに切り替えられる。

一方、外部充電器による充電が実施されない場合又は外部充電器が接続されていない場合、高電位側充電スイッチＤＣＲＨ及び低電位側充電スイッチＤＣＲＬは、制御装置１００によりオフに切り替えられる。正極側接続部及び負極側接続部は、電力変換装置の筐体から外部に露出している場合、ユーザ又は作業者に触れられる可能性がある。高電位側充電スイッチＤＣＲＨ及び低電位側充電スイッチＤＣＲＬがオフにされることにより、感電の発生を防止する。

制御装置１００は、高圧充電器２００により蓄電池を充電する高圧充電モード、又は低圧充電器２１０により蓄電池を充電する低圧充電モードのいずれかを選択して実行する。

まず、図２を用いて、高圧充電モードについて説明する。

制御装置１００は、各接続部に接続された外部充電器が高圧充電器２００であると判定した場合、高圧充電モードを実行する。制御装置１００は、高圧充電モードにおいて、高圧充電器２００に対して第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２が直列接続された状態になるように、電池間スイッチ４０及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンするとともに、負極間バイパススイッチ５０、モータ側スイッチ６０及びインバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフする。これにより、図２に示すように、高圧充電器２００、高電位側電気経路２２Ｈ、第１蓄電池３１、電池間スイッチ４０、第２蓄電池３２及び低電位側電気経路２２Ｌを含む閉回路に電流が流れ、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２が直列接続された状態で充電される。この際、インバータ２０の上アームスイッチＳＷＨ及びモータ側スイッチ６０がオフされているため、高圧充電器２００の充電電流がインバータ２０及び電機子巻線１１に流れることを回避できる。

続いて、図３～図５を用いて、低圧充電モードについて説明する。

制御装置１００は、各接続部に接続された外部充電器が低圧充電器２１０であると判定した場合、低圧充電モードを実行する。低圧充電モードは、図３に示すモード１、図４に示すモード２、及び図５に示すモード３が存在する。

まず、図３を用いてモード１について説明する。制御装置１００は、モード１において、電池間スイッチ４０、モータ側スイッチ６０及びインバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフするとともに、負極間バイパススイッチ５０及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンする。これにより、図３に示すように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第１蓄電池３１のみが低圧充電器２１０により充電される。モード１では、第２蓄電池３２は充電されない。

続いて、図４を用いてモード２について説明する。制御装置１００は、モード２において、電池間スイッチ４０、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ及びインバータ２０の下アームスイッチＳＷＬをオフするとともに、負極間バイパススイッチ５０、モータ側スイッチ６０、低電位側メインスイッチＳＭＲＬ及びインバータ２０の少なくとも１相の上アームスイッチＳＷＨをオンする。これにより、図４に示すように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第２蓄電池３２のみが低圧充電器２１０により充電される。この際、低圧充電器２１０からの充電電流は、上アームスイッチＳＷＨ、導電部材２３、電機子巻線１１及びモータ側電気経路２５を流れる。モード２では、第１蓄電池３１は充電されない。

続いて、図５を用いてモード３について説明する。制御装置１００は、モード３において、電池間スイッチ４０をオフするとともに、負極間バイパススイッチ５０、モータ側スイッチ６０及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンする。モード３においては、第１，第２電流センサ７３，７４及び第１，第２電圧センサ７１，７２の検出値に基づいて、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の充電電力を個別に調整することができる。この調整は、低圧充電器２１０から充電電流を出力しつつ、インバータ２０の少なくとも１相分の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンする、又は少なくとも１相分の上アームスイッチＳＷＨのオンオフを繰り返すとともに下アームスイッチＳＷＬをオフすることにより実施できる。ここでは、１スイッチング周期Ｔｓｗに対する上アームスイッチＳＷＨのオン期間Ｔоｎの比率であるデューティ比（Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を調整することにより、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の充電電力を個別に調整できる。モード３によれば、第１，第２蓄電池３１，３２の双方を充電できる。

ここで、モータ側スイッチ６０をオンした状態において低圧充電モードで蓄電池を充電する場合において、第１蓄電池３１の端子間電圧に対して第２蓄電池３２の端子間電圧が高すぎると、第２蓄電池３２からモータ側電気経路２５、電機子巻線１１、上アームスイッチＳＷＨに逆並列接続された上アームダイオードＤＨ、及び高電位側電気経路２２Ｈを介して第１蓄電池３１に大電流が流れ込む現象が発生する。この場合、電力変換装置や各蓄電池３１，３２の信頼性が低下し得る。

そこで、第２蓄電池３２からモータ１０及びインバータ２０を介して第１蓄電池３１に電流が流れ込む現象の発生を抑制したり、この現象が発生したとしても流れ込む電流量を小さくしたりするために、制御装置１００は、低圧充電モードにおいて図６に示す充電処理を行う。この処理は、制御装置１００により例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図６に示す処理は、例えば車両ＣＡの停車中（具体例には例えば駐車中）に実行されることを想定している。

ステップＳ１０では、現在のタイミングが充電制御期間の充電開始タイミングであると判定し、低圧充電モードによる充電を開始する。

ステップＳ１１では、第１電圧センサ７１により検出された第１蓄電池３１の端子間電圧（以下、第１検出電圧ＶＡ）と、第２電圧センサ７２により検出された第２蓄電池３２の端子間電圧（以下、第２検出電圧ＶＢ）との差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下であるか否かを判定する。ステップＳ１１の処理は、第２蓄電池３２からモータ１０及びインバータ２０を介して第１蓄電池３１に流れ込む電流が大きくなる状況であるか否かを判定するための処理である。

なお、判定閾値ΔＶｊｄｅは、例えば、モータ側スイッチ６０をオンした状態において、「第１蓄電池３１と第２蓄電池３２との間に存在する電流経路のインピーダンス（具体的には例えば、第１，第２蓄電池３１，３２のインピーダンスと、インバータ２０及び電機子巻線１１のインピーダンスと、インバータ２０のダイオードの順方向におけるインピーダンス）」と、「第１蓄電池３１と第２蓄電池３２との電圧差」との関係性から定まる突入電流の最大値及び定常値が許容値以下となるような第１蓄電池３１と第２蓄電池３２との電圧差に設定されればよい。ここで、上記許容値とは、例えば、電流経路上の構成部品が安全上耐え得る最大電流である。

また、判定閾値ΔＶｊｄｅは、各蓄電池３１，３２の定格電圧よりも小さい値である。判定閾値ΔＶｊｄｅは、例えば、各蓄電池３１，３２の定格電圧のうち低い方の値の１／１０以下の値、１／２０以下の値、１／５０以下の値又は１／１００以下の値に設定されている。

ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、「ＶＡ≧ＶＢ」及び「｜ＶＡ－ＶＢ｜≦ΔＶｊｄｅ」を維持するように、図５に示すモード３を実行する。ステップＳ１２の処理が電圧調整処理に相当する。

続くステップＳ１３では、現在のタイミングが特定タイミングであるか否かを判定する。特定タイミングは、例えば以下（Ａ）～（Ｅ）のタイミングである。

（Ａ）低圧充電器２１０の出力充電電力のうち第１蓄電池３１に充電される電力Ｗоｕｔが、第１蓄電池３１の許容充電電力Ｗｉｎよりも大きくなるタイミング。

許容充電電力とは、蓄電池の信頼性が低下しない充電電力の最大値のことである。第１蓄電池３１の充電が進行してＳＯＣが高くなると、第１蓄電池３１の許容充電電力が小さくなる。このため、充電が進行すると、低圧充電器２１０の出力充電電力のうち第１蓄電池３１の充電電力Ｗоｕｔが第１蓄電池３１の許容充電電力Ｗｉｎよりも大きくなるタイミングが到来する。このタイミングで後述するステップＳ１７に移行することにより、第１蓄電池３１に対する低圧充電器２１０の余剰出力電力を第２蓄電池３２の充電のために有効活用できる。

（Ｂ）低圧充電器２１０による充電モードが、低圧充電器２１０からの出力電流を一定値とする定電流モードＣＣから、低圧充電器２１０の出力電圧を一定値とする定電圧モードＣＶに切り替わるタイミング。

蓄電池の充電電力は、定電圧モードよりも定電流モードの方が大きい。このため、定電圧モードに切り替えられると、第１蓄電池３１に対する低圧充電器２１０の余剰出力電力が発生し得る。この場合において、この余剰電力を第２蓄電池３２の充電のために有効活用できる。なお、第１検出電圧ＶＡが所定電圧以上になったと判定した場合に定電圧モードに切り替えると判定すればよい。

（Ｃ）低圧充電器２１０による充電モードが、定電流モードＣＣから、低圧充電器２１０の出力電力を一定値にする定電力モードＣＰに切り替わるタイミング。

蓄電池の充電電力は、定電力モードよりも定電流モードの方が大きい。このため、定電力モードに切り替えられると、第１蓄電池３１に対する低圧充電器２１０の余剰出力電力が発生し得る。この場合において、この余剰電力を第２蓄電池３２の充電のために有効活用できる。

（Ｄ）充電制御期間の充電終了タイミングから所定期間前のタイミング。

（Ｄ）のタイミングは、例えば、充電制御期間が予め決められた固定期間（例えば２０分）に設定される場合に用いられる。例えば、所定期間が５分に設定されると、特定タイミングは、充電開始タイミングから１５分経過したタイミングとなる。（Ｄ）のタイミングによれば、例えば、第１，第２蓄電池３１，３２を満充電せずに充電処理が終了される場合においても、第１，第２蓄電池３１，３２の残容量、充電率又は端子間電圧を均等化できる。ここで、残容量とは、蓄電池の新品時の容量や劣化度合い、充電率を加味した電池容量のことを言い、例えば下式で表される。下式において、ＳＯＨは蓄電池の劣化度合いを示す。

残容量［Ａｈ］＝満充電容量［Ａｈ］×充電率ＳＯＣ［％］
＝（新品時の容量［Ａｈ］×ＳＯＨ［％］）×ＳＯＣ［％］
（Ｅ）第１蓄電池３１の充電率（ＳＯＣ）が、充電終了タイミングにおける第１，第２蓄電池３１，３２の目標充電率（例えば８０％）から所定充電率を差し引いた値になるタイミング。なお、例えば、第１蓄電池３１の充電率は、第１電圧センサ７１及び第１電流センサ７３の検出値に基づいて算出されればよい。

ステップＳ１３において現在のタイミングが特定タイミングではないと判定した場合には、ステップＳ１１に移行する。一方、現在のタイミングが特定タイミングであると判定した場合には、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、充電制御期間のうち特定タイミング以降の期間における電圧調整処理を行う。詳しくは、「ＶＡ≧ＶＢ」及び「｜ＶＡ－ＶＢ｜≦ΔＶｊｄｅ」を維持しつつ、充電制御期間の充電終了タイミングにおける第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差が特定タイミングにおける第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差よりも小さくなるように、モード３を実行する。また、第２蓄電池３２の充電電流ＩＢを第１蓄電池３１の充電電流ＩＡよりも大きくするようにモード３を実行する。ステップＳ１７の処理によれば、例えば、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差が徐々に小さくなる。これにより、第１，第２蓄電池３１，３２の残容量、充電率又は端子間電圧を均等化することができる。

ステップＳ１８では、現在のタイミングが充電終了タイミングになったか否かを判定する。ステップＳ１８において肯定判定するまで、ステップＳ１７の処理を継続する。

ところで、充電開始タイミングにおいて、第１蓄電池３１の端子間電圧と第２蓄電池３２の端子間電圧とが大きく異なる場合がある。この場合、ステップＳ１１において否定判定し、ステップＳ１１の電圧調整処理の実行に先立ち、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差を小さくすべく、ステップＳ１４～Ｓ１６においてプレ充電処理を行う。詳しくは、まず、ステップＳ１４において、第２検出電圧ＶＢが第１検出電圧ＶＡよりも高いか否かを判定する。

ステップＳ１４において第２検出電圧ＶＢが第１検出電圧ＶＡよりも高いと判定した場合には、ステップＳ１５に進む。換言すると、第１検出電圧ＶＡが、第２検出電圧ＶＢから判定閾値ΔＶｊｄｅを差し引いた値よりも低いと判定した場合には、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第１蓄電池３１のみを低圧充電器２１０で充電するモード１を実行する（図３参照）。その後、ステップＳ１３に進む。なお、ステップＳ１５において、更に「ＶＡ≧ＶＢ」となるようにモード１を実行してもよい。これにより、第１，第２蓄電池３１，３２の充電率が大きく異なる状態を早期に解消しつつ、第２蓄電池３２から電機子巻線１１及びインバータ２０を介して第１蓄電池３１に電流が流れることを的確に抑制できる。

一方、ステップＳ１４において第２検出電圧ＶＢが第１検出電圧ＶＡよりも低いと判定した場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第２蓄電池３２のみを低圧充電器２１０で充電するモード２を実行する（図４参照）。その後、ステップＳ１３に進む。これにより、第１，第２蓄電池３１，３２の充電率が大きく異なる状態を早期に解消できる。なお、ステップＳ１６において、更に「ＶＡ≧ＶＢ」となるようにモード２を実行してもよい。

なお、ステップＳ１６において、モード２に代えてモード３が実行されてもよい。詳しくは、第１蓄電池３１よりも第２蓄電池３２の充電電流が大きくなってかつ第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるようにモード３を実行してもよい。これにより、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差を小さくしつつ、第１，第２蓄電池３１，３２の充電期間を短縮できる。

次に、図７～図９を用いて、充電処理の一例について説明する。

まず、図７の例について説明する。

制御装置１００は、時刻ｔ１において充電処理を開始する。ここで、充電開始時において、制御装置１００は、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅを超えていると判定する。また、制御装置１００は、第１検出電圧ＶＡが第２検出電圧ＶＢよりも低いと判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１５のモード１を実行する。これにより、第１蓄電池３１が充電され、第１検出電圧ＶＡが上昇し始める。一方、第２蓄電池３２は充電されないため、第２検出電圧ＶＢは一定になる。

制御装置１００は、時刻ｔ２において、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下になると判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１２のモード３を実行する。

制御装置１００は、時刻ｔ３において特定タイミングになったと判定する。このため、制御装置１００は、充電制御期間の充電終了タイミングである時刻ｔ４まで、ステップＳ１７のモード３を実行する。第２蓄電池３２の充電電流ＩＢの方が第１蓄電池３１の充電電流ＩＡよりも大きいため、第２検出電圧ＶＢの上昇速度は、第１検出電圧ＶＡの上昇速度よりも高い。時刻ｔ４に近づくにつれて、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差は小さくなる。時刻ｔ４における第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差は、時刻ｔ３における第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差よりも小さく、例えば判定閾値ΔＶｊｄｅよりも小さい。

続いて、図８の例について説明する。

制御装置１００は、時刻ｔ１において充電処理を開始する。ここで、充電開始時において、制御装置１００は、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅを超えていると判定する。また、制御装置１００は、第２検出電圧ＶＢが第１検出電圧ＶＡよりも低いと判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１６のモード２を実行する。これにより、第２蓄電池３２が充電され、第２検出電圧ＶＢが上昇し始める。

制御装置１００は、時刻ｔ２において、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下になると判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１２のモード３を実行する。

制御装置１００は、時刻ｔ３において特定タイミングになったと判定する。このため、制御装置１００は、充電制御期間の充電終了タイミングである時刻ｔ４まで、ステップＳ１７のモード３を実行する。

続いて、図９の例について説明する。図９は、ステップＳ１６において、モード２に代えて、第１蓄電池３１よりも第２蓄電池３２の充電電流が大きくなってかつ第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるようにモード３を実行する場合の例である。

制御装置１００は、時刻ｔ１において充電処理を開始する。ここで、充電開始時において、制御装置１００は、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅを超えていると判定する。また、制御装置１００は、第２検出電圧ＶＢが第１検出電圧ＶＡよりも低いと判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１６のモード３を実行する。これにより、第１，第２蓄電池３１，３２が充電され、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢが上昇し始める。この際、第１蓄電池３１よりも第２蓄電池３２の充電電流が大きいため、第１検出電圧ＶＡよりも第２検出電圧ＶＢの上昇速度の方が高い。

制御装置１００は、時刻ｔ２において、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下になると判定する。このため、制御装置１００は、ステップＳ１２のモード３を実行する。

制御装置１００は、時刻ｔ３において特定タイミングになったと判定する。このため、制御装置１００は、充電制御期間の充電終了タイミングである時刻ｔ４まで、ステップＳ１７のモード３を実行する。

以上説明した本実施形態によれば、第２蓄電池３２からモータ１０及びインバータ２０を介して第１蓄電池３１に電流が流れ込む現象の発生を抑制したり、この現象が発生したとしても流れ込む電流量を小さくしたりできる。

また、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値を判定閾値ΔＶｊｄｅ以下にするためにモータ１０及びインバータ２０の構成が流用される。これにより、第２蓄電池３２からモータ１０及びインバータ２０を介して第１蓄電池３１に電流が流れ込む現象の発生を抑制したり、この現象が発生したとしても流れ込む電流量を小さくしたりするために、追加の電気機器（例えばＤＣＤＣコンバータ）を電力変換装置が備える必要がない。したがって、構成の簡素化を図った電力変換装置を提供することができる。

＜第１実施形態の変形例＞
図６のステップＳ１２，Ｓ１５～Ｓ１７において、「｜ＶＡ－ＶＢ｜≦ΔＶｊｄｅ」の関係が維持されていれば、「ＶＡ＜ＶＢ」になってもよい。

＜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、図１０に示すように、電力変換装置は、正極間バイパススイッチ５１を備えており、先の図１に示した負極間バイパススイッチ５０を備えていない。また、モータ側電気経路２５は、電機子巻線１１の中性点と、電池間電気経路２４のうち電池間スイッチ４０よりも第１蓄電池３１側の部分とを接続する。モータ側電気経路２５には、モータ側スイッチ６１が設けられている。

次に、本実施形態の高圧充電モードについて説明する。

制御装置１００は、高圧充電モードにおいて、高圧充電器２００に対して第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２が直列接続された状態になるように、電池間スイッチ４０及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンするとともに、正極間バイパススイッチ５１、モータ側スイッチ６１及びインバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフする。

続いて、図１１～図１３を用いて、低圧充電モードについて説明する。

まず、図１１を用いてモード１について説明する。制御装置１００は、モード１において、電池間スイッチ４０、モータ側スイッチ６１及びインバータ２０の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフするとともに、正極間バイパススイッチ５１及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンする。これにより、図１１に示すように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第２蓄電池３２のみが低圧充電器２１０により充電される。モード１では、第１蓄電池３１は充電されない。

続いて、図１２を用いてモード２について説明する。制御装置１００は、モード２において、電池間スイッチ４０、及びインバータ２０の上アームスイッチＳＷＨをオフするとともに、正極間バイパススイッチ５１、モータ側スイッチ６１、高電位側メインスイッチＳＭＲＨ及びインバータ２０の少なくとも１相の下アームスイッチＳＷＬをオンする。これにより、図１２に示すように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第１蓄電池３１のみが低圧充電器２１０により充電される。この際、低圧充電器２１０からの充電電流は、モータ側電気経路２５、電機子巻線１１、導電部材２３及び下アームスイッチＳＷＬを流れる。モード２では、第２蓄電池３２は充電されない。なお、モード２において、低電位側メインスイッチＳＭＲＬは、オン又はオフのいずれでもよい。

続いて、図１３を用いてモード３について説明する。制御装置１００は、モード３において、電池間スイッチ４０をオフするとともに、正極間バイパススイッチ５１、モータ側スイッチ６１及び各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬをオンする。モード３においては、第１，第２電流センサ７３，７４及び第１，第２電圧センサ７１，７２の検出値に基づいて、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の充電電力を個別に調整することができる。この調整は、低圧充電器２１０から充電電流を出力しつつ、インバータ２０の少なくとも１相分の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンする、又は少なくとも１相分の下アームスイッチＳＷＬのオンオフを繰り返すとともに上アームスイッチＳＷＨをオフすることにより実施できる。ここでは、１スイッチング周期Ｔｓｗに対する下アームスイッチＳＷＬのオン期間Ｔоｎの比率であるデューティ比（Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）を調整することにより、第１蓄電池３１及び第２蓄電池３２の充電電力を個別に調整できる。モード３によれば、第１，第２蓄電池３１，３２の双方を充電できる。

ここで、モータ側スイッチ６１をオンした状態において低圧充電モードで蓄電池を充電する場合において、第２蓄電池３２の端子間電圧に対して第１蓄電池３１の端子間電圧が高すぎると、第１蓄電池３１、正極間バイパススイッチ５１、下アームスイッチＳＷＬに逆並列接続された下アームダイオードＤＬ、電機子巻線１１及びモータ側電気経路２５を含む閉回路が形成され、第１蓄電池３１から第２蓄電池３２に電流が流れ込む現象が発生する。

そこで、制御装置１００は、低圧充電モードにおいて図１４に示す充電処理を行う。この処理は、制御装置１００により例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図１４に示す処理は、例えば車両ＣＡの停車中（具体例には例えば駐車中）に実行されることを想定している。

ステップＳ２０では、現在のタイミングが充電制御期間の充電開始タイミングであると判定し、低圧充電モードによる充電を開始する。

ステップＳ２１では、第２検出電圧ＶＢと第１検出電圧ＶＡとの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ２１において肯定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、「ＶＢ≧ＶＡ」及び「｜ＶＢ－ＶＡ｜≦ΔＶｊｄｅ」を維持するように、図１３に示すモード３を実行する。

続くステップＳ２３では、現在のタイミングが特定タイミングであるか否かを判定する。特定タイミングは、例えば上記（Ａ）～（Ｅ）のタイミングである。

なお、上記（Ａ）のタイミングは、低圧充電器２１０の出力充電電力のうち第２蓄電池３２への充電電力Ｗоｕｔが、第２蓄電池３２の許容充電電力Ｗｉｎよりも大きくなるタイミングとすればよい。また、上記（Ｅ）のタイミングは、第２蓄電池３２の充電率が、充電終了タイミングにおける第１，第２蓄電池３１，３２の目標充電率から所定充電率を差し引いた値になるタイミングとすればよい。第２蓄電池３２の充電率は、例えば、第２電圧センサ７２及び第２電流センサ７４の検出値に基づいて算出されればよい。

ステップＳ２３において現在のタイミングが特定タイミングではないと判定した場合には、ステップＳ２１に移行する。一方、現在のタイミングが特定タイミングであると判定した場合には、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７では、充電制御期間のうち特定タイミング以降の期間における電圧調整処理を行う。詳しくは、「ＶＢ≧ＶＡ」及び「｜ＶＢ－ＶＡ｜≦ΔＶｊｄｅ」を維持しつつ、充電制御期間の充電終了タイミングにおける第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差が特定タイミングにおける第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差よりも小さくなるように、モード３を実行する。また、第１蓄電池３１の充電電流ＩＡを第２蓄電池３２の充電電流ＩＢよりも大きくするようにモード３を実行する。

ステップＳ２８では、現在のタイミングが充電終了タイミングになったか否かを判定する。ステップＳ２８において肯定判定するまで、ステップＳ２７の処理を継続する。

ところで、充電開始タイミングにおいて、第２蓄電池３２の端子間電圧と第１蓄電池３１の端子間電圧とが大きく異なる場合がある。この場合、ステップＳ２１において否定判定し、ステップＳ２１の電圧調整処理の実行に先立ち、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差を小さくすべく、ステップＳ２４～Ｓ２６においてプレ充電処理を行う。詳しくは、まず、ステップＳ２４において、第１検出電圧ＶＡが第２検出電圧ＶＢよりも高いか否かを判定する。

ステップＳ２４において第１検出電圧ＶＡが第２検出電圧ＶＢよりも高いと判定した場合には、ステップＳ２５に進む。換言すると、第２検出電圧ＶＢが、第１検出電圧ＶＡから判定閾値ΔＶｊｄｅを差し引いた値よりも低いと判定した場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第２蓄電池３２のみを低圧充電器２１０で充電するモード１を実行する（図１１参照）。その後、ステップＳ２３に進む。なお、ステップＳ２５において、更に「ＶＢ≧ＶＡ」となるようにモード１を実行してもよい。

一方、ステップＳ２４において第１検出電圧ＶＡが第２検出電圧ＶＢよりも低いと判定した場合には、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるように、第１，第２蓄電池３１，３２のうち第１蓄電池３１のみを低圧充電器２１０で充電するモード２を実行する（図１２参照）。その後、ステップＳ２３に進む。なお、ステップＳ２６において、更に「ＶＢ≧ＶＡ」となるようにモード２を実行してもよい。

また、ステップＳ２６において、モード２に代えてモード３が実行されてもよい。詳しくは、第２蓄電池３２よりも第１蓄電池３１の充電電流が大きくなってかつ第１，第２検出電圧ＶＡ，ＶＢの差の絶対値が判定閾値ΔＶｊｄｅ以下となるようにモード３を実行してもよい。

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２実施形態の図１４のステップＳ２２，Ｓ２５～Ｓ２７において、「｜ＶＢ－ＶＡ｜≦ΔＶｊｄｅ」の関係が維持されていれば、「ＶＢ＜ＶＡ」になってもよい。

・電力変換装置の構成は、以下に説明する構成であってもよい。

図１５に示すように、先の図１に示した構成において、モータ側電気経路２５にモータ側スイッチ６０が設けられていなくてもよい。

図１６に示すように、先の図１０に示した構成において、モータ側電気経路２５にモータ側スイッチ６１が設けられていなくてもよい。

図１７に示すように、先の図１に示した構成において、正極間バイパススイッチ５１が更に備えられていてもよい。この場合、高圧充電モード及び先の図６に示した処理において、例えば、正極間バイパススイッチ５１がオフされていればよい。

図１８に示すように、先の図１７に示した構成において、モータ側電気経路２５にモータ側スイッチ６０が設けられていなくてもよい。

図１９に示すように、先の図１０に示した構成において、負極間バイパススイッチ５０が更に備えられていてもよい。この場合、高圧充電モード及び先の図１４に示した処理において、例えば、負極間バイパススイッチ５０がオフされていればよい。

図２０に示すように、先の図１９に示した構成において、モータ側電気経路２５にモータ側スイッチ６１が設けられていなくてもよい。

図２１に示すように、モータ側スイッチとして、電機子巻線１１の中性点と第１蓄電池３１の負極端子とを接続するスイッチに加え、電機子巻線１１の中性点と第２蓄電池３２の正極端子とを接続するスイッチが備えられていてもよい。

詳しくは、電機子巻線１１の中性点には、共通経路２６の第１端が接続されている。共通経路２６の第２端には第１電気経路２７の第１端が接続され、第１電気経路２７の第２端には、電池間電気経路２４のうち電池間スイッチ４０よりも第２蓄電池３２側が接続されている。また、共通経路２６の第２端には第２電気経路２８の第１端が接続され、第２電気経路２８の第２端には、電池間電気経路２４のうち電池間スイッチ４０よりも第１蓄電池３１側が接続されている。第１電気経路２７には、第１モータ側スイッチ６０が設けられている。第２電気経路２８には、第２モータ側スイッチ６１が設けられている。なお、共通経路２６が設けられず、第１電気経路２７及び第２電気経路２８それぞれの第１端が電機子巻線１１の中性点に接続されていてもよい。

なお、図２１に示す構成では、高圧充電モード及び先の図６に示した処理において、例えば、正極間バイパススイッチ５１及び第２モータ側スイッチ６１がオフされていればよい。また、図２１に示す構成では、高圧充電モード及び先の図１４に示した処理において、例えば、負極間バイパススイッチ５０及び第１モータ側スイッチ６０がオフされていればよい。

図２２に示すように、先の図２１に示した構成において、第１電気経路２７に第１モータ側スイッチ６０が設けられていなくてもよい。

図２３に示すように、先の図２１に示した構成において、第２電気経路２８に第２モータ側スイッチ６１が設けられていなくてもよい。

図２４に示すように、先の図２２に示した構成において、正極間バイパススイッチ５１が備えられていなくてもよい。

図２５に示すように、先の図２１に示した構成において、正極間バイパススイッチ５１が備えられていなくてもよい。

図２６に示すように、先の図２３に示した構成において、負極間バイパススイッチ５０が備えられていなくてもよい。

図２７に示すように、先の図２１に示した構成において、負極間バイパススイッチ５０が備えられていなくてもよい。

・図２８に示すように、高電位側電気経路２２Ｈのうちインバータ２０よりも高電位側充電スイッチＤＣＲＨ側の部分に第３電流センサ７５が設けられていてもよい。また、モータ側電気経路２５の任意の位置に第４電流センサ７６を設けることができ、例えば、モータ側電気経路２５のうちモータ側スイッチ６０よりも中性点側に第４電流センサ７６が設けられていてもよい。ここで、第１～第４電流センサ７３～７６のうち、少なくとも２つ以上の電流センサが設けられていればよい。これにより、極力少ない電流センサにより各蓄電池３１，３２の充電制御が可能となる。また、各導電部材２３を流れる電流を検出する電流センサが設けられ、第４電流センサ７６の検出値に代えて、各導電部材２３に流れる電流検出値の合計値が用いられてもよい。

・モータ側電気経路２５の接続先は、電機子巻線１１の中性点に限らず、例えば図２９に示すように、電機子巻線１１の中間部であってもよい。

また、モータ側電気経路２５の接続先は、例えば図３０に示すように、導電部材２３であってもよい。この場合、先の図６のステップＳ１２，Ｓ１７におけるインバータ２０のスイッチングとして、図３１に示すように、各相のうち、モータ側電気経路２５が導電部材２３に接続された相の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフし、モータ側電気経路２５が導電部材２３に接続された相以外の少なくとも１相における上，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えばよい。

・図３２に示すように、高電位側電気経路２２Ｈのうち高電位側メインスイッチＳＭＲＨよりも第１蓄電池３１側に高電位側充電スイッチＤＣＲＨ及び正極側接続部が設けられ、低電位側電気経路２２Ｌのうち低電位側メインスイッチＳＭＲＬよりも第２蓄電池３２側に低電位側充電スイッチＤＣＲＬ及び負極側接続部が設けられていてもよい。

・第１蓄電池３１の正極端子と高電位側電気経路２２Ｈとが第１ヒューズにより接続されていてもよい。また、第２蓄電池３２の負極端子と低電位側電気経路２２Ｌとが第２ヒューズにより接続されていてもよい。

・各メインスイッチＳＭＲＨ，ＳＭＲＬ、各充電スイッチＤＣＲＨ，ＤＣＲＬ、電池間スイッチ４０、バイパススイッチ及びモータ側スイッチとしては、１つのスイッチで構成されているものに限らず、複数のスイッチの直列接続体又は複数のスイッチの並列接続体で構成されていてもよい。

・インバータ２０のスイッチとしては、フリーホイールダイオードが逆並列接続された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部及びその手法は、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部及びその手法は、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部及びその手法は、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。

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 (22)

1. 第１蓄電部（３１）の正極端子及び外部充電器（２００，２１０）の正極端子に電気的に接続可能な高電位側電気経路（２２Ｈ）と、
   第２蓄電部（３２）の負極端子及び前記外部充電器の負極端子に電気的に接続可能な低電位側電気経路（２２Ｌ）と、
   前記高電位側電気経路に電気的に接続された上アームスイッチ（ＳＷＨ）、及び前記低電位側電気経路に電気的に接続された下アームスイッチ（ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
   前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの接続点に導電部材（２３）を介して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、
   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する蓄電部間電気経路（２４）に設けられた蓄電部間スイッチ（４０）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、少なくとも一方の電気的な接続を行うバイパススイッチ（５０，５１）と、
   前記電機子巻線又は前記導電部材と、前記蓄電部間電気経路とを電気的に接続するモータ側電気経路（２５～２８）と、
   制御部（１００）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記蓄電部間スイッチをオフにするとともに前記バイパススイッチをオンにした状態で、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の少なくとも一方を前記外部充電器によって充電し始め、
   前記外部充電器による充電開始後、前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との電圧差を判定閾値以下にするための前記インバータのスイッチング処理である電圧調整処理を行う、電力変換装置。
2. 前記バイパススイッチは、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負極間バイパススイッチ（５０）であり、
   前記モータ側電気経路は、前記電機子巻線と、前記蓄電部間電気経路のうち前記蓄電部間スイッチよりも前記第２蓄電部側とを電気的に接続する経路（２５～２７）である、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記電圧調整処理は、前記電圧差を前記判定閾値以下にして、かつ、前記第１蓄電部の電圧を前記第２蓄電部の電圧以上にするための前記インバータのスイッチング処理である、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第１蓄電部の電圧が、前記第２蓄電部の電圧から前記判定閾値を差し引いた値よりも低いと判定した場合、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記負極間バイパススイッチをオンした状態で、前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記第１蓄電部のみを前記外部充電器により充電するプレ充電処理を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第２蓄電部の電圧が、前記第１蓄電部の電圧から前記判定閾値を差し引いた値よりも低いと判定した場合、前記蓄電部間スイッチ及び前記負極間バイパススイッチをオフするとともに前記上アームスイッチをオンした状態で、前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記第２蓄電部のみを前記外部充電器により充電するプレ充電処理を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
6. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第２蓄電部の電圧が前記第１蓄電部の電圧よりも低い、又は前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との電圧差が前記判定閾値以下であると判定した場合、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記負極間バイパススイッチをオンした状態で、前記第１蓄電部よりも前記第２蓄電部の充電電力が大きくなってかつ前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記外部充電器から充電電流を出力しつつ、前記インバータのスイッチングを行うプレ充電処理を行う、請求項３に記載の電力変換装置。
7. 前記制御部は、
   充電開始タイミングから充電終了タイミングまでの充電制御期間において、前記外部充電器から充電電流を出力し、
   前記充電制御期間のうち、前記充電開始タイミングと前記充電終了タイミングとの間のタイミングである特定タイミングよりも前の期間において前記プレ充電処理を行い、
   前記充電制御期間のうち前記特定タイミング以降の期間における前記電圧調整処理は、前記充電終了タイミングの前記電圧差が前記特定タイミングの前記電圧差よりも小さくなるように、前記第２蓄電部の充電電力を前記第１蓄電部の充電電力よりも大きくする前記インバータのスイッチング処理である、請求項４～６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記特定タイミングは、前記外部充電器から出力される充電電力のうち前記第１蓄電部への充電電力が、前記第１蓄電部の許容充電電力よりも大きくなるタイミングである、請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記特定タイミングは、前記外部充電器による充電モードが、定電流モードから定電圧モード又は定電力モードに切り替わるタイミングである、請求項７に記載の電力変換装置。
10. 前記特定タイミングは、前記充電終了タイミングから所定期間前のタイミングである、請求項７に記載の電力変換装置。
11. 前記特定タイミングは、前記第１蓄電部の現在の充電率が、前記充電終了タイミングにおける前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の目標充電率から所定充電率を差し引いた値になるタイミングである、請求項７に記載の電力変換装置。
12. 前記バイパススイッチは、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正極間バイパススイッチ（５１）であり、
    前記モータ側電気経路は、前記電機子巻線と、前記蓄電部間電気経路のうち前記蓄電部間スイッチよりも前記第１蓄電部側とを電気的に接続する経路（２５，２６，２８）である、請求項１に記載の電力変換装置。
13. 前記電圧調整処理は、前記電圧差を前記判定閾値以下にして、かつ、前記第２蓄電部の電圧を前記第１蓄電部の電圧以上にするための前記インバータのスイッチング処理である、請求項１２に記載の電力変換装置。
14. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第２蓄電部の電圧が、前記第１蓄電部の電圧から前記判定閾値を差し引いた値よりも低いと判定した場合、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記正極間バイパススイッチをオンした状態で、前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記第２蓄電部のみを前記外部充電器により充電するプレ充電処理を行う、請求項１３に記載の電力変換装置。
15. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第１蓄電部の電圧が、前記第２蓄電部の電圧から前記判定閾値を差し引いた値よりも低いと判定した場合、前記蓄電部間スイッチ及び前記正極間バイパススイッチをオフするとともに前記下アームスイッチをオンした状態で、前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のうち前記第１蓄電部のみを前記外部充電器により充電するプレ充電処理を行う、請求項１３に記載の電力変換装置。
16. 前記制御部は、前記電圧調整処理の実行に先立ち、前記第１蓄電部の電圧が前記第２蓄電部の電圧よりも低い、又は前記第２蓄電部と前記第１蓄電部との電圧差が前記判定閾値以下であると判定した場合、前記蓄電部間スイッチをオフするとともに前記正極間バイパススイッチをオンした状態で、前記第２蓄電部よりも前記第１蓄電部の充電電力が大きくなってかつ前記電圧差が前記判定閾値以下になるように、前記外部充電器から充電電流を出力しつつ、前記インバータのスイッチングを行うプレ充電処理を行う、請求項１３に記載の電力変換装置。
17. 前記制御部は、
    充電開始タイミングから充電終了タイミングまでの充電制御期間において、前記外部充電器から充電電流を出力し、
    前記充電制御期間のうち、前記充電開始タイミングと前記充電終了タイミングとの間のタイミングである特定タイミングよりも前の期間において前記プレ充電処理を行い、
    前記充電制御期間のうち前記特定タイミング以降の期間における前記電圧調整処理は、前記充電終了タイミングの前記電圧差が前記特定タイミングの前記電圧差よりも小さくなるように、前記第１蓄電部の充電電力を前記第２蓄電部の充電電力よりも大きくする前記インバータのスイッチング処理である、請求項１４～１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
18. 前記特定タイミングは、前記外部充電器から出力される充電電力のうち前記第２蓄電部への充電電力が、前記第２蓄電部の許容充電電力よりも大きくなるタイミングである、請求項１７に記載の電力変換装置。
19. 前記特定タイミングは、前記外部充電器による充電モードが、定電流モードから定電圧モード又は定電力モードに切り替わるタイミングである、請求項１７に記載の電力変換装置。
20. 前記特定タイミングは、前記充電終了タイミングから所定期間前のタイミングである、請求項１７に記載の電力変換装置。
21. 前記特定タイミングは、前記第２蓄電部の現在の充電率が、前記充電終了タイミングにおける前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の目標充電率から所定充電率を差し引いた値になるタイミングである、請求項１７に記載の電力変換装置。
22. 第１蓄電部（３１）の正極端子及び外部充電器（２００，２１０）の正極端子に電気的に接続可能な高電位側電気経路（２２Ｈ）と、
    第２蓄電部（３２）の負極端子及び前記外部充電器の負極端子に電気的に接続可能な低電位側電気経路（２２Ｌ）と、
    前記高電位側電気経路に電気的に接続された上アームスイッチ（ＳＷＨ）、及び前記低電位側電気経路に電気的に接続された下アームスイッチ（ＳＷＬ）を有するインバータ（２０）と、
    前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの接続点に導電部材（２３）を介して電気的に接続された電機子巻線（１１）を有するモータ（１０）と、
    コンピュータ（１０１）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、
    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する蓄電部間電気経路（２４）に設けられた蓄電部間スイッチ（４０）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、少なくとも一方の電気的な接続を行うバイパススイッチ（５０，５１）と、
    前記電機子巻線又は前記導電部材と、前記蓄電部間電気経路とを電気的に接続するモータ側電気経路（２５～２８）と、
    を備え、
    前記コンピュータに、
    前記蓄電部間スイッチをオフにするとともに前記バイパススイッチをオンにした状態で、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の少なくとも一方を前記外部充電器によって充電し始める処理と、
    前記外部充電器による充電開始後、前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との電圧差を判定閾値以下にするための前記インバータのスイッチング処理である電圧調整処理と、
    を実行させる、プログラム。