一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

电力变换装置的制作方法

2022-03-01 21:33:06 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及电力变换装置。


背景技术:

2.关于在被车载于燃料电池车辆等车辆而使用的燃料电池系统装备的电力变换装置(以下存在称为转换器的情况)进行了各种研究。
3.作为电压变换电路的小型化的项目,研究了将以往独立的多相的电感器(线圈)的绕组集成到单一的磁性体芯而成为耦合电感器的磁耦合电抗器。通过成为磁耦合电抗器,从而存在相互受到对象相的电感器的磁场的影响而能够将电流相对于时间的曲线的斜率减小的部分,能够使因电流的振幅变小而引起的电压变换效率提高。
4.作为使用了磁耦合电抗器的技术,例如在专利文献1~2中公开了具备变换模块的电源装置,该变换模块具备m组2相相互磁耦合的变换部的组。
5.专利文献1:日本专利第6450884号
6.专利文献2:日本专利第6507305号
7.在燃料电池车辆中,由于二次电池的搭载容量存在极限,所以来自车辆的总请求输出中的对燃料电池的请求输出所占的比率即请求输出的范围变宽。
8.对于转换器而言,可获得高的电力变换效率的峰值的位置根据所驱动的电抗器的相数增加而向高电流区域侧漂移(shift)。当仅在窄小的请求输出的范围内使用燃料电池的情况下,由于在仅能够使用磁耦合的相数(各1组)的驱动中,峰值漂移本身也小,所以对应的转换器能够在全部输出范围内几乎不降低效率地运转。另一方面,若请求输出的范围变宽,则伴随着相数增加的峰值漂移本身变大,为了在请求输出范围整体实现高效率,产生以使用了不使用磁耦合的单相等的相数进行驱动的必要性。
9.在上述专利文献1~2的结构中,虽然变换部整体存在2
×
m相,但能够运转的仅为2的倍数的相数,未必能够以最佳的相数运转,存在电力变换效率降低的情况。例如在具备3组2相相互磁耦合的变换部的组的变换模块中,存在能够以2、4、6相驱动,但以3相无法高效地驱动的情况。具体而言,例如在磁耦合变换部2相
×
3组的转换器中,当1个变换组的2相均驱动、其余的2个中的1个变换组仅1相驱动、剩余的1个变换组的任一相均不驱动的情况下,由于1个变换组被磁耦合而运转,剩余的2个中的1个变换组不磁耦合地运转,所以两者间的电力变换效率产生差异。因此,电流(负载)集中在能够高效地电力变换的正磁耦合驱动的1个变换组侧,因被驱动的3相的电流的平衡打破而无法获得电力变换效率的提高效果。另外,由于即便进行了交替控制,输入输出电流的脉动也增大,所以招致控制的不稳定化或者用于脉动抑制的平滑电容器的体积增大。


技术实现要素:

10.本公开是鉴于上述实际情况而完成的,其主要目的在于,提供能够在各相均衡地流动电流、能够在宽广的电流区域获得高的电力变换效率的电力变换装置。
11.在本公开中,提供一种电力变换装置,该电力变换装置具备相互并联连接并能够实现电压变换的多个变换部,且多个该变换部分别具有线圈,
12.所述电力变换装置的特征在于,
13.具有m(m为2以上的自然数)组变换组,该变换组包括n(n为2以上的自然数)相的上述变换部,且各该变换部的各上述线圈相互能够磁耦合,并具有根据系统请求来变更上述变换部的驱动相数x的控制部,
14.在作为条件(a)而上述驱动相数x不为n的倍数且作为条件(b)而上述驱动相数x由y(y为n-1以下的自然数)相的上述变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组的上述变换组的积yz表示时,上述控制部在z组的各上述变换组中驱动各该变换组所包括的n相的上述变换部中的y相的上述变换部,不驱动剩余的(m-z)组的上述变换组的各该变换组所包括的n相全部的上述变换部。
15.在本公开的电力变换装置中,当作为上述条件(a)而上述驱动相数x不为n的倍数且作为条件(b’)而上述驱动相数x由z(z为2以上m以下的自然数)组的上述变换组的组数表示时,上述控制部可以在z组的各上述变换组中驱动各该变换组所包括的n相的上述变换部中的1相的上述变换部,不驱动剩余的(m-z)组的上述变换组的各该变换组所包括的n相全部的上述变换部。
16.在本公开的电力变换装置中,各上述变换组所包括的上述变换部的相数n可以为2。
17.在本公开的电力变换装置中,当作为条件非(a)而上述驱动相数x为n的倍数时,上述控制部可以在x/n组的上述变换组中驱动各该变换组所包括的n相全部的上述变换部,不驱动剩余的(m-x/n)组的上述变换组的各该变换组所包括的n相全部的上述变换部。
18.在本公开的电力变换装置中,当作为上述条件(a)而上述驱动相数x不为n的倍数且作为条件非(b)而上述驱动相数x无法由y(y为n-1以下的自然数)相的上述变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组的上述变换组的积yz表示时,上述控制部可以将上述变换部的驱动相数x变更为与该驱动相数x不同的驱动相数x’。
19.在本公开的电力变换装置中,上述控制部可以将上述变换部的驱动相数x选择为满足作为上述条件非(a)而上述驱动相数x为n的倍数或者作为上述条件(b)而上述驱动相数x由y(y为n-1以下的自然数)相的上述变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组的上述变换组的积yz表示的至少一方。
20.根据本公开的电力变换装置,能够在各相均衡地流动电流,能够在宽广的电流区域获得高的电力变换效率。
附图说明
21.图1是表示具有升压转换器以及周边部件的系统的电路结构的一个例子的图。
22.图2是针对变换部的每个驱动相数比较了燃料电池10的输出电流值与升压转换器20的效率的关系的图表。
23.图3是表示所驱动的相的组合的一个例子的图。
24.图4是表示决定驱动相的方法的一个例子的流程图。
25.附图标记说明:
26.10

燃料电池;20

升压转换器;21

电抗器;22

电流传感器;23

开关元件;24

二极管;25

电容器;50

外部负载。
具体实施方式
27.在本公开中,提供一种电力变换装置,具备相互并联连接并能够进行电压变换的多个变换部,多个该变换部分别具有线圈,
28.上述电力变换装置的特征在于,
29.具有m(m为2以上的自然数)组变换组,该变换组包括n(n为2以上的自然数)相的上述变换部,且各该变换部的各上述线圈相互能够磁耦合,并具有根据系统请求来变更上述变换部的驱动相数x的控制部,
30.在作为条件(a)而上述驱动相数x不为n的倍数且作为条件(b)而上述驱动相数x由y(y为n-1以下的自然数)相的上述变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组的上述变换组之积yz表示时,上述控制部在z组的各上述变换组中驱动各该变换组所包括的n相的上述变换部中的y相的上述变换部,不驱动剩余的(m-z)组的上述变换组的各该变换组所包括的n相全部的上述变换部。
31.根据本公开,当根据输出以及适于其的驱动相的数量来选择以什么相进行驱动时,通过使磁耦合的变换组与非磁耦合的变换组不混合存在,能够简化控制。
32.在本公开的电力变换装置中被选择的变换部全部未相互磁耦合,或者各变换组的相同相数的变换部被磁耦合。因此,根据本公开,由于不产生因磁耦合的有无、磁耦合的程度的不同(例如3相磁耦合与2相磁耦合混合存在等)引起的电流的不均衡,所以能够在各相均衡地流动电流。另外,由于所驱动的相数可以不为n的倍数,所以能够在宽广的电流区域获得高的电力变换效率。
33.本公开的电力变换装置至少具备变换部、变换组以及控制部。
34.转换器可以为升压转换器,也可以为降压转换器,还可以为升降压转换器。
35.本公开的电力变换装置具有多相的变换部,多相的该变换部相互并联连接,分别具有1个线圈。该线圈可以卷绕于任意的电抗器的芯。
36.变换部是用于进行电压变换的电路,具备:电抗器,包括芯以及卷绕于该芯的线圈;开关部,用于切换电流向卷绕于电抗器所包括的芯的1个线圈的流动的接通或者断开;以及二极管等,并根据需要具备对在电抗器或者线圈流动的电流进行检测的电流传感器等。
37.电抗器可以具有1个芯和卷绕于该芯的1个或者多个线圈。电抗器的各线圈可以是各变换部的电路的结构的一部分。另外,相互磁耦合的各磁耦合变换部的各线圈可以共用1个电抗器的芯。芯以及线圈不特别限定,可以采用在以往公知的电抗器中使用的芯以及线圈。
38.开关部可以为开关元件。作为开关元件,可以是igbt以及mosfet等。
39.变换组包括多个变换部中的n(n为2以上的自然数)相的变换部,各该变换部的各线圈相互能够磁耦合。
40.在本公开的电力变换装置中,变换组具有m(m为2以上的自然数)组。m只要为2以上的自然数即可,不特别限定,可以根据对电力变换装置请求的输出来适当地设定。m例如可
以为100以下,可以为20以下,可以为15以下,可以为10以下,可以为6以下,可以为4以下,可以为3以下。
41.各线圈相互能够磁耦合的状态是指多个线圈共用电抗器的芯的状态。
42.各线圈相互磁耦合的状态是指多个线圈共用电抗器的芯且在多个该线圈流动有电流、各线圈分别被电连接的状态。
43.另一方面,各线圈相互未磁耦合的状态可以是即便多个线圈共用电抗器的芯、在具有共用该芯的各线圈的变换部的组亦即变换组中也仅驱动该变换组所包括的多个该变换部中的1相的变换部的状态。另外,也可以是在电抗器的芯仅卷绕有1个线圈并驱动具有该电抗器的变换部的状态。
44.在本公开中,存在将磁耦合的状态的变换部称为磁耦合变换部的情况,存在将未磁耦合的状态的变换部称为非磁耦合变换部的情况。
45.此外,本公开的电力变换装置所具有的变换部的共计相数可以为n
×
m相。
46.图1是表示具有升压转换器以及周边部件的系统的电路结构的一个例子的图。
47.图1所示的系统例如被搭载于车辆,经由逆变器连接有车辆的驱动用马达作为外部负载50。另外,虽未图示,但可以与燃料电池10以及升压转换器20并联而具备蓄电池。燃料电池10的输出电力在被升压转换器20升压之后,进而被逆变器从直流变换为交流、供给至马达。图1所示的升压转换器20相当于本公开的电力变换装置。升压转换器20具备相互并联连接的6相的升压电路(变换部),升压电路具备电抗器21、电流传感器22、开关元件23、二极管24以及电容器25。6相的升压电路中的每2相共用1个电抗器21的芯并能够相互磁耦合。
48.燃料电池10的输出电力根据车辆的请求(速度、加速度、装载量以及道路的坡度等)而大幅变化,输出电流也据此大幅变化。在燃料电池10的输出电流大的情况下,若将该电流流动至1个升压电路,则发热增大而电力变换效率降低。另外,在可耐受大电流的升压电路中仅流动小的电流的情况下,损耗增大,电力变换效率也降低。鉴于此,升压转换器20具备多相的升压电路(在图1所示的例子中为6相),根据燃料电池10的输出电流的大小,在电流小的情况下向1相的升压电路流动电流,在电流大的情况下,分割为多相的升压电路来流动电流。由此,能够在宽广的电流区域高效地升压。
49.控制部根据系统请求来变更正驱动的变换部的相数亦即驱动相数x。
50.控制部在物理上例如具有cpu(中央运算处理装置)等运算处理装置、存储由cpu处理的控制程序以及控制数据等的rom(只读存储器)及主要作为用于控制处理的各种工作区域使用的ram(随机访问存储器)等存储装置、以及输入输出接口。另外,控制部例如可以是ecu(发动机控制单元)等控制装置。
51.控制部可以经由输入输出接口与开关部、电流传感器等连接。另外,控制部可以与可被搭载于车辆的点火开关电连接。
52.控制部与开关部电连接,根据系统请求来控制转换器的输出电压,满足从车辆等请求的所需电压。控制部例如通过将变换部的开关部切换控制为接通或者断开,从而控制变换部的驱动相数来控制转换器的输出电压。
53.系统请求例如可以是根据车辆的速度、车辆的加速器开度、以及系统辅机以及车辆辅机的负载等信息获得的系统整体的请求输出等。
54.当作为条件(a)而上述驱动相数x不为n的倍数且作为条件(b)而驱动相数x由y(y
为n-1以下的自然数)相的变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组的变换组之积yz表示时,控制部可以在z组的各变换组中驱动各该变换组所包括的n相的变换部中的y相的变换部,不驱动剩余的(m-z)组变换组的各该变换组所包括的n相全部的变换部。
55.驱动y相的变换部是指仅驱动n相的变换部中的y相,而并非驱动变换组所包括的n相的变换部中的n相全部。
56.另外,yz是指y与z的积亦即yxz。
57.此外,在作为条件(c)而驱动相数x为1的情况下,控制部可以驱动任意1相的变换部。
58.各变换组所包括的变换部的相数n只要为2以上的自然数则不特别限定,可以为2或者3,也可以为2。
59.在n为3以上的情况下,满足条件(a)以及条件(b)的驱动相数的比例减少,无法使用的驱动相数的比例变多,但通过n为2,在变换部的整体的相数存在2xm相的情况下,若包括条件(c)的1相驱动,则能够实现以m相以下的全部的相数的驱动,能够在宽的电流区域获得高的电力变换效率。
60.另外,各变换组所包括的变换部的相数n只要为2以上的自然数即可,可以相互为不同的相数,也可以为相同的相数,但从简化控制的观点考虑,全部变换组所包括的变换部的相数n可以相同。
61.以下,可举出几个满足条件(a)以及条件(b)的情况的具体例,但本公开并不仅限定于以下的具体例,满足条件(a)以及条件(b)的情况均包括在本公开的实施方式中。
62.首先,示出2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的例子。
63.例如,在具有4组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计8相的变换部中的3相的变换部的情况下,x为3,n为2,m为4,y为1,z为3,yz为3,驱动在4组的变换组中的3组各变换组中各该变换组所包括的2相的变换部中的1相的变换部,剩余的1组变换组的2相的变换部均不驱动。即,以被4组变换组分别驱动的变换部的相数成为(1,1,1,0)、(1,1,0,1)、(1,0,1,1)、(0,1,1,1)的任一个的方式选择所驱动的相。
64.另外,在具有5组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计10相的变换部中的3相的变换部的情况下,x为3,n为2,m为5,y为1,z为3,yz为3,驱动在5组变换组中的3组各变换组中各该变换组所包括的2相的变换部中的1相的变换部,剩余的2组各变换组的2相的变换部均不驱动。
65.并且,在具有5组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计10相的变换部中的5相的变换部的情况下,x为5,n为2,m为5,y为1,z为5,yz为5,驱动在5组变换组中各该变换组所包括的2相的变换部中的1相的变换部。此外,在n为2、x为7以上的奇数的情况下也能够进行同样的控制。
66.接着,以下表示3相以上的变换部相互能够磁耦合的变换组的例子。
67.例如,在具有2组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计6相的变换部中的2相的变换部的情况下,x为2,n为3,m为2,y为1,z为2,yz为2,从2组变换组驱动各自1相的变换部。
68.假设x为2,在驱动2相的变换部的情况下,若仅驱动2组变换组中的任一组的2相的变换部,另一方的变换组的任何相的变换部也不驱动,则在从1相至3相为止变更变换部的
驱动相数时,一方的变换组进行切换为仅驱动1相的变换部、或者仅驱动2相的变换部(磁耦合)、或者驱动3相的变换部全部(磁耦合)中的任一方的控制。在这样的情况下,由于反馈增益等控制条件按各种情形而不同,所以控制变复杂。
69.另一方面,在如本公开那样驱动2相的变换部的情况下,由于当从2组变换组分别驱动各自1相的变换部的情况下,控制条件与仅驱动1相变换部时相同,所以能够使控制简单。
70.这里,在仅驱动4相的变换部的情况下,x为4,n为3,m为2,y为2,z为2,yz为4,2组变换组均驱动各自2相的变换部。
71.另外,例如在具有4组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计12相的变换部中的2相的情况下,x为2,n为3,m为4,y为1,z为2,yz为2,4组的变换组中的2组驱动各自1相的变换部,剩余的2组的任何变换部也不驱动。
72.另外,在仅驱动4相的变换部的情况下,x为4,n为3,m为4,y为1或者2,z为4或者2,yz为4,从4组变换组分别驱动各自1相的变换部,或者4组的变换组中的2组驱动各自2相的变换部,剩余的2组的任何变换部均不驱动。
73.并且,在仅驱动8相的变换部的情况下,x为8,n为3,m为4,y为2,z为4,yz为8,从4组变换组分别驱动各自2相的变换部。
74.由此,由于例如不产生因3相磁耦合与2相磁耦合混合存在等引起的电流的不均衡,所以能够在各相均衡地流动电流。另外,当控制部选择利用哪一相进行驱动时,在变换组中,例如若仅磁耦合驱动2相的情况与磁耦合驱动3相的情况混合存在,则控制变复杂,但通过以磁耦合的变换组与非磁耦合的变换组不混合存在的方式选择驱动相,能够简化控制。并且,由于所驱动的相数并不限定于n的倍数,所以能够在宽广的电流区域获得高的电力变换效率。
75.在作为条件(a)而驱动相数x不为n的倍数且作为条件(b’)而驱动相数x由z(z为2以上m以下的自然数)组的变换组的组数表示时,控制部可以使在z组各变换组中各该变换组所包括的n相的变换部中的1相的变换部驱动,不驱动剩余的(m-z)组变换组的各该变换组所包括的n相全部的变换部。
76.条件(b’)是条件(b)中的y为1的情况,只要进行仅切换因满足条件(a)以及条件(b’)而在变换组之中以非磁耦合仅驱动1相的变换部的情况与因满足条件非(a)(not(a))而磁耦合驱动n相全部的情况的控制即可,能够简化控制。例如在n为3以上时,由于例如不需要在变换组内切换3相磁耦合与2相磁耦合,所以能够使控制简单。
77.在作为条件非(a)而驱动相数x为n的倍数时,控制部可以驱动在x/n组变换组中各该变换组所包括的n相全部的变换部,不驱动剩余的(m-x/n)组变换组的各该变换组所包括的n相全部的变换部。
78.在同时满足条件非(a)与条件(b)的情况下,可以进行满足条件非(a)的情况下的控制。
79.以下,举出几个满足条件非(a)的情况的具体例,但本公开并不仅限定于以下的具体例,满足条件非(a)的情况均包括在本公开的实施方式中。
80.例如,在具有2组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计4相的变换部中的2相的情况下,x为2,n为2,m为2,驱动2组变换组中的1组变换组所包括
的2相的变换部中的2相全部的变换部,剩余的1组变换组所包括的2相的变换部均不驱动。
81.另外,例如在具有3组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当驱动共计6相的变换部中的仅2相的情况下,x为2,n为2,m为3,驱动3组变换组中的1组的变换组所包括的2相的变换部中的2相全部的变换部,剩余的2组变换组分别包括的2相的变换部均不驱动。
82.另外,例如在具有3组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计6相的变换部中的4相的情况下,x为4,n为2,m为3,驱动3组变换组中的2组变换组分别包括的2相的变换部中的2相全部的变换部,剩余的1组变换组所包括的2相的变换部均不驱动。
83.另外,例如在具有2组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计6相的变换部中的3相的情况下,x为3,n为3,m为2,驱动2组变换组中的1组变换组所包括的3相变换部中的3相全部的变换部,剩余的1组变换组所包括的3相的变换部均不驱动。
84.另外,例如在具有3组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计9相的变换部中的6相的情况下,x为6,n为3,m为3,驱动3组变换组中的2组变换组分别包括的3相的变换部中的3相全部的变换部,剩余的1组变换组所包括的3相的变换部均不驱动。
85.图2是针对变换部的每个驱动相数比较了燃料电池10的输出电流值与升压转换器20的效率的关系的图表。
86.升压转换器20根据所驱动的变换部的相数而可获得高的效率的电流区域不同。例如在来自燃料电池的输出电流值为α以上且小于β的情况下,由于在驱动3相的变换部的情况下效率最佳,所以可以驱动3相的变换部。
87.这里,在本公开的情况下,当满足条件(a)以及条件(b)的情况下,图1所示的共计6相中的所驱动的3相的变换部分别从相互能够磁耦合的(u-v相)、(w-x相)、(y-z相)的各变换组选择各自1相的变换部来驱动。
88.另一方面,在如专利文献1~2那样仅以磁耦合的相数的倍数进行运转的情况下,当各自2相的变换部磁耦合的情况下,仅能够以2的倍数的相数进行运转,在电流为α以上且小于β的情况下,效率降低。
89.因此,根据本公开,由于能够驱动3相的变换部,所以即便在输出电流为α以上且小于β的范围也能够以高的效率升压,并且由于所驱动的3相的变换部未相互磁耦合,所以能够分别均衡地流动电流。
90.此外,在所驱动的变换部的相数为2的倍数的情况下,满足条件非(a),可以与专利文献1~2同样各2相地驱动各变换组的相互磁耦合的变换部。该情况下,也能够在所驱动的各相均衡地流动电流。
91.通过如上述那样对所驱动的相在满足条件(a)以及条件(b)的情况与满足条件非(a)的情况下切换控制,由此若包括图1所示的共计6相中的条件(c)的1相驱动,则能够实现以1相、2相、3相、4相或者6相的驱动。此时,虽然以5相的驱动被排除,但例如在如4相与6相那样驱动的相数相对大的情况下,由于一般两者之间的效率的下降小,所以即便以5相的驱动被排除,效率的降低也能够抑制得低。另一方面,在如2相与4相那样驱动的相数相对小的
情况下,虽然两者之间的效率的下降大,但由于能够实现以3相的驱动,所以效率的降低能够抑制得低。
92.图3是表示所驱动的相的组合的一个例子的图。
93.其中,当决定驱动相时,在从6相的变换部之中选择所驱动的3相的情况下,可以以相位差各自错开120度(各相的相位差相互均衡)的方式进行选择。
94.例如,在具有u相、v相、w相、x相、y相以及z相这6相的变换部的转换器中,u相与v相、w相与x相、y相与z相分别磁耦合。这里,如图3所示,以u相为基准而固定为v相、w相、x相、y相、z相的相位差分别错开180度、60度、240度、120度、300度。其中,磁耦合的相间的相位差为180度。此时,对于所驱动的3相,选择(u相、x相、y相)的组合(=图3的双层圈的组合)或者(v相、w相、z相)的组合(=图3的涂黑菱形的组合)中的任一方。由此,能够减小脉动电流而抑制来自电容器的发热。另外,由于如上述那样固定各相的相位差,所以不需要在中途变更各相的相位差,能够使控制程序简单。
95.此外,在仅驱动6相的变换部中的2相的情况下,从(u相 v相)、(w相 x相)、(y相 z相)的组合之中选择1个。在这种情况下,由于所驱动的相的相位差也均以180度均衡,所以可抑制脉动电流。
96.另外,在驱动6相的变换部中的4相的情况下,可以不变更各相的相位差地从(u相 v相)、(w相 x相)、(y相 z相)的组合之中选择任意2个变换组来驱动。
97.并且,也可以以各相的相位差各自为90度的方式变更相位差,来从(u相 v相)、(w相 x相)、(y相 z相)的组合之中选择任意2个变换组来驱动。在这种情况下,由于至少在相数为1~3相的范围中可以不变更相位差,所以能够使控制程序简单。
98.此外,在上述的任何情况下,所驱动的相的彼此的相位差都可以被分割为均衡或者接近均衡。在上述的任何情况下,都能够在所驱动的变换部的相数x为被磁耦合的变换部的相数n的倍数的情况下,与驱动被磁耦合的相彼此的情况组合来应用。
99.在图1~3所示的实施方式中,由于特别在变换部的驱动相数小的区域中能够以任意的相数进行驱动,所以能够抑制效率的降低。另外,在如上述那样仅驱动3相的变换部的情况下,能够选择各自的升压电路未被磁耦合的升压电路来驱动。因此,在磁耦合的情况下与非磁耦合的情况下,能够变更反馈增益等控制条件来实施升压控制。
100.另外,在5相驱动的情况下,由于若3相磁耦合与2相磁耦合混合存在,则各自的电流波形不同,所以存在脉动电流增大的情况,但通过避免驱动相数在变换组间不同这一情况,能够抑制脉动电流的增大。并且,若磁耦合的相数变化,则需要变更控制软件,切换控制的频度增加,由此控制变复杂,但通过避免驱动相数在多个变换组间不同,能够简化控制。另外,能够抑制控制在切换的时机产生振荡等。
101.在作为条件(a)而驱动相数x不为n的倍数且作为条件非(b)而驱动相数x无法由y(y为n-1以下的自然数)相的变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组变换组的积yz表示时,控制部可以将变换部的驱动相数x变更为与该驱动相数x不同的驱动相数x’。
102.驱动相数x’可以大于x,也可以小于x。
103.例如,可以以满足条件非(a)或者条件(b)的方式使驱动相数x’为x 1。在即便如此也不满足条件非(a)或者条件(b)的情况下,可以进一步使驱动相数x’为x 2。可以反复进行此处理,直至满足条件非(a)或者条件(b)为止。使驱动相数x’大于x的理由是因为通过使驱
动相数增加能够使每1相的电流值降低而使发热量减少。
104.此外,也可以以满足条件非(a)或者条件(b)的方式使驱动相数x’为x-1。在即便如此也不满足条件非(a)或者条件(b)的情况下,可以进一步使驱动相数x’为x-2。可以反复进行此处理,直至满足条件非(a)或者条件(b)为止。
105.另外,在作为条件(a)而驱动相数x不为n的倍数且作为条件非(b)而驱动相数x无法由y(y为n-1以下的自然数)相的变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组变换组的积yz表示且作为条件非(c)而驱动相数x不为1时,控制部可以将变换部的驱动相数x变更为与该驱动相数x不同的驱动相数x’。
106.以下,举出几个满足条件(a)以及条件非(b)的情况的具体例,但本公开并不仅限定于以下的具体例,满足条件(a)以及条件非(b)的情况均包括在本公开的实施方式中。
107.例如,在具有3组2相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计6相的变换部中的5相的情况下,x为5,n为2,m为3,y为1,z为2或者3,yz为2或者3,无法用yz表示x,不满足条件(b),但通过将x从5变更为6,从而满足条件非(a)。
108.另外,例如在具有3组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计9相的变换部中的5相的情况下,x为5,n为3,m为3,y为1或者2,z为2、3或者4,yz为2、3、4、6或者8,无法用yz表示x,不满足条件(b),但通过将x从5变更为6,从而满足条件非(a)。
109.另外,例如在具有3组3相的变换部相互能够磁耦合的变换组的转换器中,当仅驱动共计9相的变换部中的7相的情况下,x为7,n为3,m为3,y为1或者2,z为2、3或者4,yz为2、3、4、6或者8,无法用yz表示x,不满足条件(b),但通过将x从7变更为8,从而满足条件(a)以及条件(b)。
110.控制部可以将变换部的驱动相数x选择为满足作为条件非(a)而驱动相数x为n的倍数或者作为条件(b)而驱动相数x由y(y为n-1以下的自然数)相的变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组变换组的积yz表示的至少一方。
111.另外,控制部可以将变换部的驱动相数x选择为满足作为条件非(a)而驱动相数x为n的倍数或者作为条件(b)而驱动相数x由y(y为n-1以下的自然数)相的变换部与z(z为2以上m以下的自然数)组变换组的积yz表示或者作为条件(c)而驱动相数x为1中的任1个条件。
112.由此,不需要将变换部的驱动相数x变更为驱动相数x’的控制,能够简化控制。
113.图4是表示决定驱动相的方法的一个例子的流程图。
114.可以在燃料电池(fc)系统的起动中每隔规定的间隔便重复执行图4的用流程图所示的程序。
115.在步骤1中,控制部根据车辆的速度、加速器开度、fc系统辅机以及车辆辅机的负载等信息取得fc系统整体的请求输出。这里,fc系统包括燃料电池组以及蓄电池,fc系统整体的请求输出相当于两者的合计输出。蓄电池只要能够充放电即可,例如可举出镍氢二次电池以及锂离子二次电池等以往公知的蓄电池。另外,蓄电池也可以包括双电层电容器等蓄电元件。
116.在步骤2中,控制部考虑蓄电池的充电状态值(soc)等,计算系统整体中的燃料电池应该输出的请求输出。其中,充电状态值(soc:state of charge)表示充电容量相对于二次电池的满充电容量的比例,满充电容量为soc100%。
117.在步骤3中,控制部使用燃料电池的请求输出与燃料电池的i-v特性或者i-p特性来取得输出电流值。i-v特性或者i-p特性可以被预先存储于ecu。i-v特性或者i-p特性也可以根据此时的燃料电池的状态(劣化状态以及干湿等运转条件等)而被随时更新。
118.在步骤4中,控制部计算升压转换器的驱动相数x。控制部例如可以根据图2所示的特性来决定驱动相数x。其中,电流值与驱动相数x的关系可以作为映射被记录于ecu。
119.在步骤5中,控制部对驱动相数x是否为n的倍数进行判定,在为“是”(满足条件非(a))的情况下进入至步骤6,在为“否”(满足条件(a))的情况下进入至步骤7。
120.在步骤6中,控制部驱动(x/n)组的全部相,其他(m-x/n)组的相均不驱动,然后结束控制。
121.在步骤7中,控制部对x是否能够由yz表示进行判定,在为“是”(满足条件(b))的情况下进入至步骤8,在为“否”(满足条件非(b))的情况下进入至步骤9。
122.在步骤8中,控制部从z组驱动各自的y相,其他(m-z)组相均不驱动,然后结束控制。
123.在步骤9中,控制部选择x以外的驱动相数x’,并返回至步骤5。
124.此外,在步骤4中,控制部可以不选择在步骤7中为“否”(满足条件非(b))那样的驱动相数。例如可选择的驱动相数被存储于映射上,从映射选择驱动相数x。该情况下,当在步骤5中为“否”的情况下,能立即执行步骤8,不存在步骤7以及步骤9,能缩短用于决定驱动相的时间。
再多了解一些

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