转换装置、转换系统、切换装置、包括这些装置的车辆及控制方法与流程

1.本公开涉及转换装置、转换系统、切换装置、包括这些装置的车辆及控制方法。


背景技术：

2.在电动汽车中存在续航距离的增大及蓄电池充电时间的缩短这样的课题。鉴于这样的课题，预测将来蓄电池容量的增大及蓄电池的高压化(高电压化)会持续发展。
3.由于蓄电池的高压化，期望快速充电输出的提升。另一方面，如果蓄电池高压化，则需要与蓄电池连接的设备(例如dc/dc转换器等)的高耐压化。在下述专利文献1中提出如下技术：通过对电动汽车中的多个蓄电池的连接进行切换而在充电时串联连接且在行驶时并联连接，实现充电时间的缩短且避免设备的高耐压化。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2018
‑
85790号公报


技术实现要素：

7.[本公开要解决的课题]
[0008]
在专利文献1所公开的技术中，如上所述，为了避免与蓄电池连接的设备的高耐压化，在车辆的行驶时将多个蓄电池并联连接。因此，存在将蓄电池串联连接的状态即高电压的状态下无法行驶这样的问题。为了在将蓄电池串联连接的状态下行驶，需要将与蓄电池连接的设备设为与串联连接时的电压(高电压)对应的高耐压的设备。但是，在使用这样的高耐压的设备的情况下，产生使搭载于电动汽车的设备大型化这样的问题。另外，在电动汽车中，电动机输出与系统电压(蓄电池电压)成比例，因此在专利文献1所公开的结构中还存在对电动机的高输出化产生限制的问题。
[0009]
因此，本公开的目的是提供一种在多个蓄电池串联连接而输出高电压的情况下不具备高电压用的设备就能够驱动的转换装置、转换系统、切换装置、包括这些装置的车辆及控制方法。
[0010]
用于解决课题的方案
[0011]
本公开的某一方面涉及一种转换装置，对从包括多个蓄电池单元的电源装置供给的电力进行转换，所述转换装置包括多个电力转换部，多个电力转换部的各电力转换部以被输入该电力转换部的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元。
[0012]
本公开的另一方面涉及一种转换系统，包括：电源装置，包括多个蓄电池单元；及上述转换装置，对从电源装置供给的电力进行转换。
[0013]
本公开的另一方面涉及一种切换装置，对包括电源装置和多个电力转换装置的系统中的多个电力转换装置的连接状态进行切换，所述电源装置包括多个蓄电池单元，所述多个电力转换装置对从多个蓄电池单元供给的电力进行转换，多个电力转换装置的各电力
转换装置以被输入该电力转换装置的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元，切换装置包括多个开关，所述多个开关根据满足了预定条件这一情况，将多个蓄电池单元的连接状态切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的某一种状态，从而将多个电力转换装置的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态中的某一种状态。
[0014]
本公开的另一方面涉及一种车辆，包括：上述转换系统；及负载，被供给由所述转换系统转换后的电力。
[0015]
本公开的另一方面涉及一种控制方法，对包括电源装置和多个电力转换装置的系统中的多个电力转换装置的连接状态的切换进行控制，所述电源装置包括多个蓄电池单元，所述多个电力转换装置对从多个蓄电池单元供给的电力进行转换，多个电力转换装置的各电力转换装置以被输入电力转换装置的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元，控制方法包括如下步骤：根据满足了预定条件这一情况，将多个蓄电池单元的连接状态切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的某一种状态，从而将多个电力转换装置的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态中的某一种状态。
[0016]
[本公开的效果]
[0017]
根据本公开，在多个蓄电池串联连接而输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。进而，在车辆中，在车辆行驶时也能够增加电动机输出。
附图说明
[0018]
图1是表示本公开的实施方式涉及的电力的转换系统的结构的框图。
[0019]
图2是表示本公开的实施方式涉及的车辆的示意图。
[0020]
图3是表示dc/dc转换器的具体结构例的电路图。
[0021]
图4是表示在图1中多个蓄电池单元串联连接的状态的框图。
[0022]
图5是表示在图1中多个蓄电池单元并联连接的状态的框图。
[0023]
图6是表示第一变形例涉及的电力的转换系统的结构的框图。
[0024]
图7是表示第二变形例涉及的电力的转换系统的结构的框图。
[0025]
图8是表示第三变形例涉及的电力的转换系统的结构的一部分的框图。
[0026]
图9是表示第四变形例涉及的电力的转换系统的结构的一部分的框图。
[0027]
图10是表示在图9中多个蓄电池单元串联连接的状态的框图。
[0028]
图11是表示在图9中多个蓄电池单元并联连接的状态的框图。
具体实施方式
[0029]
[本公开的实施方式的说明]
[0030]
首先，列举本公开的实施方式的内容来进行说明。也可以任意地组合以下记载的实施方式中的至少一部分。
[0031]
(1)本公开的第一方面涉及一种转换装置，对从包括多个蓄电池单元的电源装置供给的电力进行转换，所述转换装置包括多个电力转换部，多个电力转换部的各电力转换部以被输入该电力转换部的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元。由此，在多
个蓄电池单元输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。即，能够使用以往的转换装置(例如dc/dc转换器)来应对来自电源装置的高电压输出。
[0032]
(2)优选的是，多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态在串联连接状态和并联连接状态之间切换，多个电力转换部根据多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态而切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的某一种状态。由此，在多个蓄电池单元串联连接而输出高电压的情况下，多个电力转换部也成为串联连接状态，对高电压进行分压而得到的电压被输入到各电力转换部。因此，能够容易地获得不具备高电压用的设备就能够驱动的转换装置。进而，通过这样构成，即使在一个转换装置发生故障的情况下，通过变更多个蓄电池单元的连接状态，也能够利用剩余的转换装置来维持转换电压的功能。由此，也能够提供具备冗余性的系统。
[0033]
(3)更优选的是，多个蓄电池单元的各蓄电池单元具有比多个电力转换部中的任一个电力转换部的耐压都小的额定电压，多个电力转换部的各电力转换部以与多个蓄电池单元的各蓄电池单元对应的方式连接。由此，能够防止电力转换部被输入超过该电力转换部的耐压的电压。
[0034]
(4)进一步优选的是，多个电力转换部包含对从蓄电池单元供给的电力进行降压并输出的降压型的电力转换部。由此，电力转换部能够对输入的电压进行降压并输出。
[0035]
(5)优选的是，转换装置还包括对多个蓄电池单元的连接状态进行切换的切换装置。由此，能够根据蓄电池单元的状态来将多个蓄电池单元变更为适当的连接状态。例如，在蓄电池单元的输出电压降低的情况下，能够将多个蓄电池单元串联连接来避免来自电源装置的输出电压的降低。
[0036]
(6)优选的是，转换装置还包括对切换装置进行控制的控制部。切换装置构成为，将多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态，且对多个电力转换部相对于多个蓄电池单元的连接状态进行切换。控制部在对切换装置进行控制以使多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态的情况下，能够使切换装置进行对多个电力转换部的连接状态进行切换的动作，使得基于多个蓄电池单元中的一部分蓄电池单元的两端电压的电压施加于多个电力转换部中的至少一个电力转换部。由此，能够将多个蓄电池单元切换成串联连接状态和并联连接状态，并且能够在多个蓄电池单元为串联连接状态时防止多个蓄电池单元整体的两端电压施加于任一个电力转换部。即，能够防止成为串联连接状态的多个蓄电池单元整体的两端电压以超过任一个电力转换部的耐压的状态施加于该电力转换部这样的情形。而且，能够以使基于一部分蓄电池单元的两端电压的电压施加于任一个电力转换部的方式动作。
[0037]
(7)优选的是，转换装置还包括对切换装置进行控制的控制部。切换装置构成为，将多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态，将多个电力转换部的各电力转换部的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态，且对多个电力转换部相对于多个蓄电池单元的连接状态进行切换。控制部在对切换装置进行控制以使多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态的情况下，能够使切换装置进行对多个电力转换部的连接状态进行切换的动作，使得多个电力转换部中的各个电力转换部的连接状态切换成串联连接状态，并且使得与成为串联连接状态的多个蓄电池单元的两端电压相应的电压施加于成为串联连接状态的多个电力转换部的两端。由
此，能够将多个蓄电池单元切换成串联连接状态和并联连接状态，并且能够在多个蓄电池单元为串联连接状态时防止多个蓄电池单元整体的两端电压仅施加于任一个电力转换部。即，能够防止成为串联连接状态的多个蓄电池单元整体的两端电压以超过任一个电力转换部的耐压的状态施加于该电力转换部这样的情形。而且，能够以使对成为串联连接状态的多个蓄电池单元整体的两端电压进行分压而得到的电压施加于多个电力转换部的各个电力转换部的方式动作。
[0038]
(8)优选的是，控制部在对切换装置进行控制以使多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成并联连接状态的情况下，能够使切换装置进行对多个电力转换部的连接状态进行切换的动作，使得与成为并联连接状态的蓄电池单元的两端电压相应的电压施加于多个电力转换部中的至少一个电力转换部。由此，在通过使多个蓄电池单元成为并联连接状态而不超过电力转换部的耐压的状态时，能够使至少任一个电力转换部良好地动作。
[0039]
(9)优选的是，控制部在对切换装置进行控制以使多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成并联连接状态的情况下，能够使切换装置进行对多个电力转换部的连接状态进行切换的动作，使得与成为并联连接状态的蓄电池单元的两端电压相应的电压施加于成为串联连接状态的多个电力转换部的两端。这样，施加于各个电力转换部的电压更低，耐压方面上的对策变得更充分。
[0040]
(10)优选的是，转换装置还包括：控制部，对切换装置进行控制；及电压检测部，对电压进行检测。电压检测部对多个蓄电池单元成为串联连接状态时的多个蓄电池单元的输出电压进行检测。切换装置构成为，将多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态，且对多个电力转换部相对于多个蓄电池单元的连接状态进行切换。控制部能够将由电压检测部检测的输出电压为阈值以下作为条件，来使切换装置进行对多个电力转换部的连接状态进行切换的动作，使得多个蓄电池单元中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态，且使得与成为串联连接状态的多个蓄电池单元的输出电压相应的电压施加于多个电力转换部中的至少一个电力转换部。这样，在将与成为串联连接状态的多个蓄电池单元的输出电压相应的电压施加于任一个电力转换部来使用这样的情况下，能够防止大幅度超出阈值这样的过高的电压施加于该电力转换部。
[0041]
(11)本公开的第二方面涉及一种转换系统，包括：电源装置，包括多个蓄电池单元；及上述转换装置，对从电源装置供给的电力进行转换。由此，在多个蓄电池单元串联连接而输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。
[0042]
(12)更优选的是，转换系统还包括：从所述电源装置供给电力的逆变器及经由所述逆变器被供给电力的电动机。由此，在搭载有转换系统的车辆高速行驶时，能够将多个蓄电池单元串联连接来供给电动机的高速旋转所需的高电压。
[0043]
(13)本公开的第三方面涉及一种切换装置，对包括电源装置和多个电力转换装置的系统中的多个电力转换装置的连接状态进行切换，所述电源装置包括多个蓄电池单元，所述多个电力转换装置对从多个蓄电池单元供给的电力进行转换，多个电力转换装置的各电力转换装置以被输入该电力转换装置的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元，切换装置包括多个开关，所述多个开关根据满足了预定条件这一情况，将多个蓄电池单元的连接状态切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的
某一种状态，从而将多个电力转换装置的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态中的某一种状态。由此，在多个蓄电池单元串联连接而输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。
[0044]
(14)优选的是，切换装置与系统一起搭载于车辆，预定条件包括与行驶状况相关的条件。由此，例如，在车辆高速行驶时，能够将多个蓄电池单元串联连接来供给电动机的高速旋转所需的高电压。
[0045]
(15)更优选的是，多个开关中的至少之一包括半导体继电器。由此，能够实现寿命长、响应性良好地进行切换且不会成为噪声源的切换装置。
[0046]
(16)本公开的第四方面涉及一种车辆，包括：上述转换系统；及负载，被供给由所述转换系统转换后的电力。由此，在多个蓄电池单元串联连接而输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。另外，如果与蓄电池直接连接的其他设备(空调等)连接于多个蓄电池单元中的一个蓄电池单元，则即使在将多个蓄电池单元串联连接时也不会对设备施加较高的电压，不需要将设备设为高电压规格。
[0047]
(17)本公开的第五方面涉及一种控制方法，对包括电源装置和多个电力转换装置的系统中的多个电力转换装置的连接状态的切换进行控制，所述电源装置包括多个蓄电池单元，所述多个电力转换装置对从多个蓄电池单元供给的电力进行转换，多个电力转换装置的各电力转换装置以被输入电力转换装置的耐压范围内的电压的方式连接于多个蓄电池单元，控制方法包括如下步骤：根据满足了预定条件这一情况，将多个蓄电池单元的连接状态切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的某一种状态，从而将多个电力转换装置的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态中的某一种状态。由此，在多个蓄电池单元串联连接而输出高电压的情况下，不具备高电压用的设备就能够驱动。
[0048]
[本公开的实施方式的详情]
[0049]
在以下的实施方式中，对相同部件标注相同参考编号。这些部件的名称及功能也相同。因此，不重复关于这些部件的详细说明。
[0050]
(实施方式)
[0051]
参照图1，本公开的实施方式涉及的电力的转换系统100包括蓄电池单元102、蓄电池单元104、转换装置105、第一dc/dc转换器106、第二dc/dc转换器108、低压蓄电池110、负载112、逆变器114、电动机116、电气设备118、车载充电器120、开关200～208及开关部210～214。
[0052]
蓄电池单元102及蓄电池单元104各自为以能够充放电的蓄电池构成的单元。蓄电池单元102及蓄电池单元104构成作为电源装置的一例的高压蓄电池部124。蓄电池单元102及蓄电池单元104例如是400v规格(充电电压及输出电压的额定为400v)的蓄电池单元，且与由开关200～204构成的切换装置125连接。开关200～204例如是半导体继电器。半导体继电器的寿命长，能够响应性良好地进行切换，且不会产生开关时的高频噪声而不会成为噪声源，因此作为开关是优选的。此外，开关200～204也可以是电磁式继电器。蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的一个端子(同极性(正极)的端子)经由开关200彼此连接。蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的另一个端子(与一个端子不同的极性(负极)的端子)经由开关204彼此连接。进而，蓄电池单元102的另一个端子及蓄电池单元104的一个端子(不同的
极性的端子)经由开关202彼此连接。此外，高压蓄电池部124可以是包括切换装置125的结构。另外，蓄电池单元102及蓄电池单元104各自不限于多个蓄电池单元化而成的结构，也可以是通常的一个蓄电池。
[0053]
转换装置105包括至少第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108来构成。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108是将从高压蓄电池部124供给的高电压转换成低电压(例如，12v)的降压型dc/dc转换器。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108将转换后的电压向低压蓄电池110供给。对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108输入各自的耐压范围内的电压。此外，即使如后文所述地切换开关200～204，也对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108输入各自的耐压范围内的电压。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108例如输入电压为400v规格。与第一dc/dc转换器106的输入端子连接的配线130及配线132各自连接于蓄电池单元102的一个端子及蓄电池单元102的另一个端子。与第二dc/dc转换器108的输入端子连接的配线134及配线136各自连接于蓄电池单元104的一个端子及蓄电池单元104的另一个端子。
[0054]
第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的输出端子并联连接，且连接于低压蓄电池110的输入端子。低压蓄电池110的输出端子连接于负载112。低压蓄电池110由从第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108输入的电压充电，且对负载112供给电力。
[0055]
逆变器114的输入端子经由开关部210的开关而与配线130及配线136连接。逆变器114的输出端子连接于电动机116的输入端子。电动机116是主机系统电动机等电气驱动装置。逆变器114将用于驱动电动机116的电力向该电动机116供给。此外，逆变器114例如也可以包括升压dc/dc转换器，对输入电压进行升压而生成适于电动机116的驱动的电压。
[0056]
电气设备118是空调、加热器等。该电气设备118经由开关部212的四个开关而与配线130～136连接。在开关部212的四个开关的输出端子(与电气设备118的输入端子连接的端子)a～d之中，连接于配线130的开关的输出端子a与连接于配线134的开关的输出端子c彼此连接，连接于配线132的开关的输出端子b与连接于配线136的开关的输出端子d彼此连接。这样，通过电气设备118经由开关部212而与配线130～136连接，如后文所述，即使蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态在串联连接及并联连接之间切换，也从任意一个蓄电池单元供给电力。
[0057]
车载充电器120是用于例如从向家庭供给的商用电力对蓄电池单元102及蓄电池单元104进行充电的设备。车载充电器120也可以包括无线电力传输的充电设备。车载充电器120经由开关部214的开关而与蓄电池单元102的一个端子及蓄电池单元104的另一个端子连接。也可以是，在基于车载充电器120进行充电时或无线充电时根据dc/dc转换器等设备的耐电压来切换蓄电池单元的串并联。
[0058]
开关206及开关208是在通过从充电桩等快速充电装置供给的电力来对蓄电池单元102及蓄电池单元104进行充电时接通的开关。蓄电池单元102的一个端子经由开关206而与快速充电装置的一个电力线连接。蓄电池单元104的另一个端子经由开关208而与快速充电装置的另一个电力线连接。
[0059]
开关控制部122与开关200～208和开关部210～214中的开关连接，对各开关的接通、断开进行控制。在图1中，未图示将开关控制部122与各开关连接的配线。
[0060]
参照图2，电力的转换系统100搭载于phev(plug
‑
in hybrid electric vehicle：
插电式混合动力汽车)或ev(electric vehicle：电动汽车)等车辆。电力的转换系统100通过从外部的交流电源供给的交流电力来对高压蓄电池部124及低压蓄电池110进行充电。电力的转换系统100在车辆行驶时将高压蓄电池部124及低压蓄电池110的电力向电动机116及辅机系统负载126等供给。辅机系统负载126是使发动机及电动机等启动所需的附属设备，主要包括启动电动机、交流发电机、散热器冷却风扇等。辅机系统负载126也可以包括负载112(照明、雨刷器驱动部、导航装置等)及电气设备118(空调、加热器等)。
[0061]
参照图3，第一dc/dc转换器106相当于电力转换部及电力转换装置的一例，包括电容器300、dc/ac转换器302、变压器304及整流部306。第二dc/dc转换器108也相当于电力转换部及电力转换装置的一例，与第一dc/dc转换器106同样地构成。dc/ac转换器302包括构成全桥电路的开关元件320、322、324及326。dc/ac转换器302的输入端子连接于电容器300的两端子。dc/ac转换器302的输出端子连接于变压器304的一次侧绕组的两端子。dc/ac转换器302将从电容器300侧输入的直流电压转换成交流电压并向变压器304的一次侧绕组输出。
[0062]
整流部306包括开关元件340及开关元件342、电感器344和电容器346。整流部306的输入侧连接于变压器304的二次侧绕组的两端子。变压器304的二次侧绕组是中央抽头的线圈。由此，整流部306对变压器304的二次侧绕组所产生的交流电压进行整流，平滑输出为直流电压。由此，第一dc/dc转换器106将从电容器300侧输入的直流的高电压转换成直流的低电压，并向低压蓄电池110供给。
[0063]
各开关元件例如由具有环流二极管的fet(field effect transistor：场效应晶体管)构成。以保护不受浪涌电流损害等为目的，开关元件及环流二极管以正偏压方向彼此反向的方式并联连接。开关元件也可以是fet以外的半导体元件，例如是gan
‑
hemt(high electron mobility transistor：高电子迁移率晶体管)等。
[0064]
参照图4及图5，对于电力的转换系统100的功能进行说明。参照图4，考虑例如从快速充电装置供给超过蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的电压规格的电压(例如800v)来进行充电的情况。在该情况下，通过开关控制部122的控制来使开关202、开关206及开关208接通(on)。开关200、开关204及开关部210～214的各开关断开(off)。在图4中，以粗线表示供给电力的线。由此，蓄电池单元102及蓄电池单元104串联连接。另外，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也串联连接。串联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接节点与串联连接的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接节点连接。因此，能够从快速充电装置供给800v的充电电压来对400v规格的蓄电池单元102及蓄电池单元104进行充电，能够通过来自400v规格的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的输出电压来对低压蓄电池110进行充电。
[0065]
参照图5，考虑例如从快速充电装置供给与蓄电池单元102及蓄电池单元104的规格一致的电压(例如400v)来进行充电的情况。在该情况下，通过开关控制部122的控制来使开关200及开关204和开关206及开关208接通(on)。开关202及开关部210～214的各开关断开(off)。在图5中，以粗线表示供给电力的线。由此，蓄电池单元102及蓄电池单元104并联连接。另外，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也并联连接。因此，能够从快速充电装置供给400v的充电电压来对400v规格的蓄电池单元102及蓄电池单元104进行充电，能够通过来自400v规格的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的输出电压来对低压
蓄电池110进行充电。
[0066]
这样，多个蓄电池单元102及104中的各个蓄电池单元的连接状态被切换成彼此串联连接的串联连接状态和彼此并联连接的并联连接状态中的某一种状态。进而，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108根据蓄电池单元102及104的连接状态来切换成串联连接状态和并联连接状态中的某一种状态。因此，能够防止第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108被输入超过各自的耐压的电压。
[0067]
蓄电池单元102及蓄电池单元104不限于充电时，也可以构成为在所搭载的车辆行驶时如图4所示地串联连接(第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也串联连接)。在行驶时，通过开关控制部122，开关206及开关208断开，开关部210的开关接通。蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的输出电压为400v，但逆变器114被供给串联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的相互未连接的两端子之间的电压(以下，称为串联连接电压)800v。在该情况下，逆变器114不经由内部的升压dc/dc转换器而根据输入的800v直接生成驱动电动机116的电力。即，能够在高速行驶时供给使电动机116高速旋转所需的高电压。
[0068]
如上所述，串联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接节点与串联连接的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接节点连接。因此，第一dc/dc转换器106将从蓄电池单元102供给的400v转换成低电压，第二dc/dc转换器108将从蓄电池单元104供给的400v转换成低电压，且能够供给到低压蓄电池110。另外，通过使开关部212的开关适当地接通，能够向电气设备118的输入端子供给蓄电池单元102的两端子之间的电压(例如400v)或蓄电池单元104的两端子之间的电压(例如400v)。即，在从高压蓄电池部124供给用于电动机116的高电压(800v)的状态下，能够直接使用以往规格(400v)的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108乃至电气设备118，不需要使第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108乃至电气设备118成为高电压规格。以往，只要是电动机输出，就还需要在车辆中搭载升压转换器。另一方面，通过使用电力的转换系统100，能够从高压蓄电池部124供给用于电动机116的高电压，因此也可以不搭载升压转换器。
[0069]
此外，蓄电池单元102及蓄电池单元104也可以构成为根据所搭载的车辆的行驶状况(车速、道路的限制速度、交通堵塞状况等)来切换到串联连接。例如，蓄电池单元102及蓄电池单元104也可以构成为，在所搭载的车辆开始行驶时并联连接，在车辆的速度超过预定速度时切换到串联连接。另外，蓄电池单元102及蓄电池单元104也可以在所搭载的车辆行驶时如图5所示地并联连接(第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也并联连接)。此时，对逆变器114供给蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的输出电压400v。在该情况下，在车辆高速行驶时，逆变器114经由内部的升压dc/dc转换器将输入的400v升压到800v，生成驱动电动机116的电力。
[0070]
另外，第一dc/dc转换器106将从蓄电池单元102供给的400v转换成低电压，第二dc/dc转换器108将从蓄电池单元104供给的400v转换成低电压，且能够供给到低压蓄电池110。通过使开关部212的开关适当地接通，能够向电气设备118的输入端子供给蓄电池单元102的两端子之间的电压(例如400v)及蓄电池单元104的两端子之间的电压(例如400v)中的至少一个电压。
[0071]
这样，在上述的结构中，转换装置105包括切换装置125和对切换装置125进行控制的开关控制部122。开关控制部122相当于控制部的一例。切换装置125构成如下结构：将多
个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态，且对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)相对于多个蓄电池单元102、104的连接状态进行切换。开关控制部122(控制部)在对切换装置125进行控制以使多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态如图4所示地切换成串联连接状态的情况下，能够使切换装置125进行对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的动作，使得基于多个蓄电池单元102、104中的一部分蓄电池单元的两端电压的电压施加到第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)的各个转换器。具体地说，开关控制部122对切换装置125进行控制，使得基于一部分蓄电池单元102的两端电压的电压施加到第一dc/dc转换器106，且使得基于多个蓄电池单元104中的一部分蓄电池单元的两端电压的电压施加到第二dc/dc转换器108。
[0072]
此外，第一dc/dc转换器106、第二dc/dc转换器108各自的耐压是预先确定的动作保证电压，且是预先确定的固定值。蓄电池单元102、104的充满电时的两端电压均比第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的耐压低。另一方面，多个蓄电池单元102、104各自充满电时成为串联连接状态时的多个蓄电池单元102、104整体的两端电压比第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的耐压高。
[0073]
进而，开关控制部122(控制部)在对切换装置125进行控制以使多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态如图5所示地切换到并联连接状态的情况下，能够使切换装置125进行对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的动作，使得与成为并联连接状态的蓄电池单元102、104的两端电压相应的电压施加到第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)。由此，在处于通过使多个蓄电池单元102、104成为并联连接状态而不会超过电力转换部的耐压的状态时，能够使第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108良好地动作。
[0074]
(第一变形例)
[0075]
在图1的结构中也可以再设置开关。图1的结构也可以例如图6所示地进行变更。表示第一变形例涉及的电力的转换系统150的图6在图1中追加开关220～226，且使将配线130与开关部210的开关连接的配线变更为将蓄电池单元102的一个端子与开关部210的开关连接的配线152。除此以外的结构与图1相同，因此不重复说明，主要对不同点进行说明。
[0076]
构成转换系统150的一部分的转换装置155至少包括第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108、切换装置125和开关控制部122来构成。
[0077]
开关220连接于配线130与开关200之间，开关222连接于配线132与开关202的一个端子之间，开关224连接于配线134与开关202的另一个端子之间，开关226连接于配线136与开关204之间。由此，通过开关控制部122来控制开关200～204的接通/断开而使蓄电池单元102及蓄电池单元104串联连接(参照图4)或并联连接(参照图5)之后，通过开关控制部122使开关220～224接通，从而如上所述地根据蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态来适当地设定第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。因此，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自被供给适当的电压(例如400v)。在通过开关控制部122使开关部210的开关接通时，对逆变器114供给与蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态相应的电压(例如，800v或400v)。通过开关控制部122使开关部212的开关适当地接通/断开，从而向电气设备118供给蓄电池单元102及蓄电池单元104中的某一个电压(例如400v)
或来自并联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的电压(例如400v)。
[0078]
(第二变形例)
[0079]
图1的结构也可以如图7所示地进行变更。表示第二变形例涉及的电力的转换系统160的图7在图1中追加开关220～226，且使将配线130与开关部210的开关连接的配线变更为将配线134与开关部210的开关连接的配线162。除此以外的结构与图1相同，因此不重复说明，主要对不同点进行说明。
[0080]
构成转换系统160的一部分的转换装置165至少包括第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108、切换装置125和开关控制部122(与图1相同的开关控制部122，在图7中省略图示)来构成。
[0081]
开关220～226与图6同样地连接于配线130～136。因此，与图6同样地，通过开关控制部122来控制开关200～204的接通/断开，通过开关220～224接通，根据蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态来适当地设定第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。因此，向第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108分别供给适当的电压(例如400v)。通过开关控制部122使开关部212的开关适当地接通/断开，从而向电气设备118供给蓄电池单元102及蓄电池单元104中的某一个电压(例如400v)或来自并联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的电压(例如400v)。另一方面，与图6不同地，在通过开关控制部122使开关部210的开关接通时，根据蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态，向逆变器114供给来自蓄电池单元104的电压(例如400v)或来自并联连接的蓄电池单元102及蓄电池单元104的电压(例如400v)。
[0082]
(第三变形例)
[0083]
图1的结构也可以如图8所示地进行变更。表示第三变形例涉及的电力的转换系统170的图8在图1中追加开关240～244，且变更配线132及配线134的连接关系。除此以外的结构包括图8未图示的结构在内都与图1相同，因此不重复说明，主要对不同点进行说明。
[0084]
构成转换系统170的一部分的转换装置175至少包括第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108、切换装置125、127和开关控制部122(与图1相同的开关控制部122，在图8中省略图示)来构成。
[0085]
开关240～244构成用于对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的切换装置127。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的一个端子(输入一个电压水平(例如高电压)的端子)(与配线130及配线134对应)经由开关244来连接。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的另一个端子(输入与一个电压水平不同的电压水平(例如低电压)的端子)(与配线132及配线136对应)经由开关240来连接。第一dc/dc转换器106的另一个端子及第二dc/dc转换器108的一个端子(输入彼此不同的电压水平的端子)(与配线132及配线134对应)经由开关242来连接。此外，第二dc/dc转换器108的一个端子(与配线134对应)连接于蓄电池单元104的一个端子。
[0086]
通过如图8所示地构成，能够各自独立地变更蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态和第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。即，如上所述，蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态能够在开关200及开关204断开的状态下通过使开关202接通而成为串联连接状态，且能够在开关202断开的状态下通过使开关200及开关204接通而成为并联连接状态。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态能够在开
关240及开关244断开的状态下通过使开关242接通而成为串联连接状态，且能够在开关242断开的状态下通过使开关240及开关244接通而成为并联连接状态。即，在将蓄电池单元102及蓄电池单元104串联连接的状态下，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108能够成为串联连接状态，也能够成为并联连接状态。另外，在将蓄电池单元102及蓄电池单元104并联连接的状态下，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108能够成为串联连接状态，也能够成为并联连接状态。
[0087]
在本结构中，开关控制部122(控制部)对切换装置125、127进行控制。而且，切换装置125、127构成将多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态的结构，并且构成将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)各自的连接状态切换成串联连接状态和并联连接状态的结构。而且，切换装置125、127构成对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108相对于多个蓄电池单元102、104的连接状态进行切换的结构。
[0088]
开关控制部122(控制部)在对切换装置125、127进行控制以使多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态切换成串联连接状态的情况下，也能够将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108中的各个dc/dc转换器的连接状态切换成串联连接状态。在该情况下，开关控制部122(控制部)能够使切换装置125、127进行对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的动作，使得与成为串联连接状态的多个蓄电池单元102、104的两端电压相应的电压施加到成为串联连接状态的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的两端。在该情况下，对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108分别施加将成为串联连接状态的多个蓄电池单元102、104整体的两端电压分压而得到的电压。此外，即使多个蓄电池单元102、104各自为充满电状态，也调整为分别施加到第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的电压(分压后的电压)为第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的耐压以下。
[0089]
进而，开关控制部122(控制部)在对切换装置125、127进行控制以使多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态切换成并联连接状态的情况下，能够使切换装置125、127进行对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的动作(将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108并联连接的动作)，使得与成为并联连接状态的多个蓄电池单元102、104的两端电压相应的电压施加到第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)的各个dc/dc转换器。
[0090]
进而，开关控制部122(控制部)在对切换装置125、127进行控制以使多个蓄电池单元102、104中的各个蓄电池单元的连接状态切换成并联连接状态的情况下，能够使切换装置125、127进行对第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态进行切换的动作(将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108串联连接的动作)，使得与成为并联连接状态的多个蓄电池单元102、104的两端电压相应的电压施加到成为串联连接状态的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108(多个电力转换部)的两端。
[0091]
因此，能够根据蓄电池单元102及蓄电池单元104的状态(例如输出电压)来变更蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态乃至第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。例如，在将蓄电池单元102及蓄电池单元104串联连接的状态下串联连接电压降低的情况下，也可以将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108从串联连接变更为
并联连接。另外，在将蓄电池单元102及蓄电池单元104并联连接的状态下输出电压降低的情况下，也可以将蓄电池单元102及蓄电池单元104从并联连接变更为串联连接。由此，能够避免来自高压蓄电池部124的输出电压的降低。关于蓄电池单元102及蓄电池单元104的串联连接电压，可以对蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的输出电压进行监视并将它们加起来进行计算，也可以对蓄电池单元102及蓄电池单元104成为串联连接状态时整体的输出电压进行检测。
[0092]
具体地说，能够如下所述地构成。
[0093]
在图8的例子中，电压检测部260构成为能够检测蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的输出电压。进而，电压检测部260构成为能够将蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的输出电压相加来计算“蓄电池单元102及蓄电池单元104成为串联连接状态的情况下的输出电压”(蓄电池单元102及蓄电池单元104成为串联连接状态时的串联结构部分整体的两端电压)。
[0094]
开关控制部122(控制部)监视由电压检测部260检测的上述输出电压是否达到阈值以下，在上述输出电压达到阈值以下的情况下，对切换装置125、127进行控制，使得蓄电池单元102及蓄电池单元104的连接状态成为串联连接状态，并且使得第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108并联连接于成为串联连接状态的蓄电池单元102及蓄电池单元104的两端(串联结构部分整体的两端)。在该情况下，与成为串联连接状态的蓄电池单元102及蓄电池单元104的上述输出电压(串联结构部分整体的两端电压)相应的电压施加于第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的各dc/dc转换器。上述的阈值设定为比第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的耐压低的值，因此，即使串联连接的蓄电池单元102、104的两端电压施加于各转换器，也不会超过耐压。
[0095]
(第四变形例)
[0096]
在上述内容中，说明了蓄电池单元的数量与dc/dc转换器的数量相同的情况，但不限于此。蓄电池单元的数量与dc/dc转换器的数量也可以不同。例如，图1的结构也可以如图9所示地进行变更。
[0097]
参照图9，第四变形例涉及的电力的转换系统180在图1中追加蓄电池单元182、开关240～250，且变更配线132及配线134的连接关系。在图1中构成切换装置125的开关200～204在图9中包含在高压蓄电池部184中。除此以外的结构包括图9未图示的结构在内都与图1相同，因此不重复说明，主要对不同点进行说明。
[0098]
构成转换系统180的一部分的转换装置185至少包括第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108、切换装置125、129和开关控制部122(与图1相同的开关控制部122，在图9中省略图示)来构成。
[0099]
蓄电池单元182是与蓄电池单元102及蓄电池单元104同样地以能够充放电的蓄电池构成的单元。蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182通过开关200～204及开关246～250来连接，构成作为电源装置的一例的高压蓄电池部184。此外，在图9的例子中，从高压蓄电池部184去除蓄电池单元102、104、182而得到的部分为切换装置125。蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的一个端子(同极性(正极)的端子)经由开关200来连接。蓄电池单元102及蓄电池单元104各自的另一个端子(与一个端子不同的极性(负极)的端子)经由开关204来连接。蓄电池单元102的另一个端子及蓄电池单元182的一个端子(不同的极性的
端子)经由开关248来连接。蓄电池单元182的一个端子及蓄电池单元104的一个端子(同极性(正极)的端子)经由开关246来连接。蓄电池单元182的另一个端子及蓄电池单元104的另一个端子(同极性(负极)的端子)经由开关250来连接。蓄电池单元182的另一个端子及蓄电池单元104的一个端子(不同的极性的端子)经由开关202来连接。
[0100]
构成切换装置129的开关240～244与第三变形例(参照图8)同样地连接于第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108。通过如图9所示地构成，与第三变形例同样地，能够各自独立地变更多个蓄电池单元(蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182)的连接状态和第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。即，在将蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182串联连接的状态下，能够将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108串联连接，也能够并联连接。另外，在将蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182并联连接的状态下，能够将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108串联连接，也能够并联连接。
[0101]
在图10及图11中示出一例。参照图10，通过开关控制部122(参照图1)的控制，使开关202、开关242及开关248接通(on)。其他开关维持断开。由此，蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182串联连接。另外，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也串联连接。因此，从在串联连接的蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182的串联连接中彼此未连接的两端子供给的电压(串联连接电压)能够由串联连接的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108分担，输入到第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的各dc/dc转换器的电压比串联连接电压小。
[0102]
参照图11，通过开关控制部122(图1参照)的控制，使开关200、开关204、开关240、开关244、开关246及开关250接通(on)。其他开关维持断开。由此，蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182并联连接。另外，第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也并联连接。因此，从并联连接的蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182各自供给的电压(例如400v)供给到并联连接的第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的各dc/dc转换器。
[0103]
因此，能够根据蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182的状态(例如输出电压)来变更蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182的连接状态乃至第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的连接状态。例如，在将蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182串联连接的状态(参照图10)下串联连接电压降低的情况下，也可以将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108从串联连接变更为并联连接。为了将第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108从串联连接变更为并联连接，将开关242从接通变更为断开且将开关240及开关244从断开变更为接通即可(图11参照)。另外，在将蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182并联连接的状态下输出电压降低的情况下，也可以将蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182从并联连接变更为串联连接。关于蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182的串联连接的电压，可以对蓄电池单元102、蓄电池单元104及蓄电池单元182各自的输出电压进行监视并将它们相加来进行计算，也可以对图10那样的串联连接状态时的整体的输出电压进行检测。
[0104]
在图9的例子中，电压检测部260也能够构成为能够对蓄电池单元102、104、182各自的输出电压进行检测。进而，电压检测部260构成为能够将蓄电池单元102、104、182各自
的输出电压相加来计算“蓄电池单元102、104、182成为串联连接状态的情况下的输出电压”(蓄电池单元102、104、182成为串联连接状态时的串联结构部分整体的两端电压)。
[0105]
开关控制部122(控制部)监视由电压检测部260检测的上述输出电压是否达到阈值以下，在上述输出电压达到阈值以下的情况下，对切换装置125、127进行控制，使得蓄电池单元102、104、182的连接状态成为串联连接状态，并且使得第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108并联连接于成为直接连接状态的蓄电池单元102、104、182的两端(串联结构部分整体的两端)。在该情况下，与成为串联连接状态的蓄电池单元102、104、182的上述输出电压(串联结构部分整体的两端电压)相应的电压施加于第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的各dc/dc转换器。在该例子中，上述的阈值也设定为比第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108各自的耐压低的值，因此，即使串联连接的蓄电池单元102、104的两端电压施加于各转换器，也不会超过耐压。
[0106]
在上述内容中，说明了蓄电池单元为三个且dc/dc转换器为两个的情况，但不限于此。蓄电池单元也可是四个以上，dc/dc转换器也可以是三个以上。通过设置将多个蓄电池单元的端子之间连接的开关，能够将多个蓄电池单元的连接状态在串联连接状态和并联连接状态之间进行变更。另外，对于多个dc/dc转换器也是同样的。即，能够将多个蓄电池单元的连接状态和多个dc/dc转换器的连接状态独立地在串联连接状态和并联连接状态之间进行变更。
[0107]
在上述内容中，示出了图3的电路作为第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108的具体电路，但不限于此。第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108是公知的dc/dc转换器即可。另外，在上述内容中，说明了各蓄电池单元乃至第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108为400v规格且从快速充电装置供给800v或400v的充电电压的情况，但不限于此。各蓄电池单元乃至第一dc/dc转换器106及第二dc/dc转换器108也可以是400v以外的规格。也可以从快速充电装置供给与800v或400v不同的充电电压。
[0108]
在上述内容中，说明了电力的转换系统搭载于车辆的情况，但不限于此。电力的转换系统也可以用于车载以外的用途。
[0109]
以上，通过说明实施方式来说明了本发明，但上述的实施方式为例示，本发明并非仅限于上述的实施方式。本发明的范围在参考发明的详细说明的记载的基础上由权利要求书的各权利要求示出，包括与其中记载的语句等同含义及范围内的全部变更。
[0110]
附图标记说明
[0111]
100、150、160、170、180电力的转换系统
[0112]
102、104、182蓄电池单元
[0113]
105、155、165、175、185转换装置
[0114]
106第一dc/dc转换器(电力转换部、电力转换装置)
[0115]
108第二dc/dc转换器(电力转换部、电力转换装置)
[0116]
110低压蓄电池
[0117]
112负载
[0118]
114逆变器
[0119]
116电动机
[0120]
118电气设备
[0121]
120车载充电器
[0122]
122开关控制部(控制部)
[0123]
124、184高压蓄电池部(电源装置)
[0124]
125、127、129切换装置
[0125]
126辅机系统负载
[0126]
130、132、134、136、152、162配线
[0127]
200、202、204、206、208、220、222、224、226、240、242、244、246、248、250开关
[0128]
210、212、214开关部
[0129]
260电压检测部
[0130]
300、346电容器
[0131]
302dc/ac转换器
[0132]
304变压器
[0133]
306整流部
[0134]
320、322、324、326、340、342开关元件
[0135]
344电感器。