电力机动车用电力供给装置 技术领域 本发明涉及电力机动车用电力供给装置， 尤其是涉及用于向要求的负载发生变动 的多个负载装置适当地供供电力的结构及其控制方法。
背景技术 近年来， 从二氧化碳的排出量的减少及能量安全的观点出发， 产生了降低能量源 的石油依赖度的必要性， 为此的技术开发逐渐盛行。在此种技术中， 对使用电源 ( 蓄电池 ) 作为驱动源的混合动力机动车及电力驱动机动车的期待增大。在本说明书中， 将混合动力 机动车和电力驱动机动车总称为电力机动车。 为了提高电力机动车中的电源的电力能量的 利用效率， 而想了各种办法。
在专利文献 1 中， 如图 9 所示， 公开了一种在高电压的电源 101 与驱动用逆变器 104 之间配置有 DC-DC 变换器 103 的系统。在专利文献 1 的系统中， 基于驱动用电动机 110 的转速及转矩而控制装置 109 向 DC-DC 变换器 103 及驱动用逆变器 104 发送控制信号。由 此， 依次变更 DC-DC 变换器 103 的升压比及驱动用逆变器 104 中的 PWM 负荷率。而且， 控制 装置 109 也向压缩机用逆变器 107 发送控制信号， 由此依次变更压缩机用逆变器 107 中的 PWM 负荷率， 从而向压缩机用电动机 111 供给适当的交流电压。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献 1】 日本专利第 4048787 号说明书
在电力机动车中， 在空调系统的起动时， 作用于压缩机 ( コンプレツサ ) 用电动机 的负载变大， 在除此以外的期间， 作用于压缩机用电动机的负载减小。因此， 从空调系统的 高效率化的观点出发， 优选根据压缩机用电动机的负载的大小而将适当的大小的直流电压 向压缩机用逆变器供给。
专利文献 1 的系统通过对应于驱动用电动机 110 的转速及转矩来变更 DC-DC 变换 器 103 的升压比， 而能够对驱动用逆变器 104 及驱动用电动机 110 进行高效率、 高输出的驱 动。然而， 并未公开用于调整作用于压缩机用逆变器 107 的直流电压的具体的对策。
发明内容 本发明鉴于此种情况而作出， 其目的在于提供一种不仅主电动机， 而且副电动机 也能高效率且高输出地驱动的电力机动车用电力供给装置。
为了解决上述课题， 本发明提供一种电力机动车用电力供给装置， 用于将直流电 源的电力向主电动机和副电动机供给， 其具备 ： 主电路， 其具有使所述电源的直流电压升压 的 DC-DC 变换器和使用所述 DC-DC 变换器的输出来驱动所述主电动机的主逆变器 ； 副电路， 其具有驱动所述副电动机的副逆变器、 在所述 DC-DC 变换器的一次侧与所述主电路连接的 第一电路、 在所述 DC-DC 变换器的二次侧与所述主电路连接的第二电路、 能够选择所述第 一电路及所述第二电路中的其中之一作为向所述副逆变器供给直流电压的路径的连接电
路； 控制装置， 其在所述主电动机的动力运行运转时对所述连接电路进行控制， 以使得在所 述副逆变器的要求电压低于所述电源的直流电压的情况下， 通过所述连接电路来选择所述 第一电路， 在所述副逆变器的要求电压为所述电源的直流电压以上的情况下， 通过所述连 接电路来选择所述第二电路。
【发明效果】
根据本发明， 在副逆变器的要求电压低于电源的直流电压的情况下， 通过连接电 路来选择第一电路， 在副逆变器的要求电压为电源的直流电压以上的情况下， 通过连接电 路来选择第二电路。因此， 能够将与副逆变器的要求电压对应的电压向副逆变器供给。其 结果是， 能够提高副电路的电力转换效率。即， 不仅主电动机， 而且副电动机也能以高效率 且高输出来驱动。由此， 能够提高在电力机动车的电源中蓄积的电力能量的利用效率。 附图说明
图 1 是本发明的实施方式的电力机动车用电力供给装置的简要结构图。
图 2 是本发明的实施方式的连接电路的简要结构图。
图 3A 是表示连接电路的控制方法的流程图。
图 3B 是表示连接电路的控制方法的流程图。
图 4 是表示本发明的实施方式的电力机动车用电力供给装置的控制方法的流程 图。
图 5 是表示基于电力机动车的行驶模式及空调系统的运转状态而升压后的输出 电压 Vdc 发生变化的情况的时序图。 图 6 是本发明的变形实施方式的连接电路的简要结构图。
图 7A 是表示连接电路的控制方法的流程图。
图 7B 是表示连接电路的控制方法的流程图。
图 8 是表示本发明的变形实施方式的电力机动车用电力供给装置的控制方法的 流程图。
图 9 是以往的电力机动车用电力供给装置的简要结构图。
具体实施方式
以下， 基于附图， 详细地说明本发明的实施方式。在实施方式中， 说明用于对驱动 电动机及压缩机用电动机进行驱动的结构， 但本发明也能够适用于其他的设备。
( 实施方式 )
图 1 是本实施方式的电力机动车用电力供给装置 10 的结构图。如图 1 所示， 电力 机动车用电力供给装置 10 具备主电路 13、 副电路 15 及控制装置 16。主电路 13 具有 DC-DC 变换器 18 及驱动电动机用逆变器 17， 并与电源 11 及驱动用电动机 12 连接。副电路 15 具 有连接电路 30 及压缩机用逆变器 19， 并与压缩机用电动机 14 连接。另外， 驱动用电动机 12 构成本发明的主电动机， 驱动电动机用逆变器 17 构成本发明的主逆变器， 压缩机用电动 机 14 构成本发明的副电动机， 压缩机用逆变器 19 构成本发明的副逆变器。
另外， 副电路 15 还具有用于从电源 11 向连接电路 30 供供电力的第一电路 23 及 第二电路 24。第一电路 23 从电源 11 与 DC-DC 变换器 18 之间 ( 即 DC-DC 变换器 18 的一次侧 ) 延伸到连接电路 30。第二电路 24 从 DC-DC 变换器 18 与驱动电动机用逆变器 17 之间 ( 即 DC-DC 变换器 18 的二次侧 ) 延伸到连接电路 30。
电源 11 是直流电源， 能够对电力进行充电及放电。作为电源 11， 可以使用镍氢电 池及锂离子电池等二次电池。而且， 在电源 11 中可以使用电力双层电容器等大容量电容 器。
DC-DC 变换器 18 基于来自控制装置 16 的指令， 调节输出电压 Vdc 而向驱动电动机 用逆变器 17 供给。如后所述， 输出电压 Vdc 基于驱动电动机用逆变器 17 及压缩机用逆变器 19 所要求的转速及转矩来决定。作为 DC-DC 变换器 18， 例如可以使用断路器式非绝缘升压 变换器。而且， 作为 DC-DC 变换器 18 的驱动方式， 可以采用日本专利第 4048787 号所记载 的 PWM 驱动方式等。而且， 输出电压 Vdc 可以使用逐级变化的 DC-DC 变换器 18。
驱动电动机用逆变器 17 将在 DC-DC 变换器 18 中升压后的输出电压 Vdc 转换成所 希望的三相交流电压， 向驱动用电动机 12 供给。作为驱动电动机用逆变器 17， 可以使用三 相交流逆变器等， 该三相交流逆变器使用了功率 MOSFET、 IGBT 等半导体开关元件。
驱动用电动机 12 是电力机动车的行驶用的电动机 ( 感应电动机或同步电动机 )。 驱动用电动机 12 的轴输出向电力机动车的行驶车轮传递。而且， 在电力机动车的制动时， 通过以驱动用电动机 12 为发电机进行再生动作， 而能够向电源 11 或压缩机用逆变器 19 供供电力。作为驱动用电动机 12， 例如， 优选永久磁铁同步电动机。在本实施方式中， 使 用永久磁铁电动机的一种即埋入式磁铁同步电动机 (IPMSM ： Interior PermanentMagnet Synchronous Motor)。埋入式磁铁同步电动机的 d 轴电感 Ld 和 q 轴电感 Lq 具有不同的凸 极性 ( 通常， Lq ＞ Ld 的反凸极性 )， 除了磁转矩之外， 还可以利用磁阻 ( リラクタンス ) 转 矩。因此， 埋入式磁铁同步电动机的电动机效率极高。而且， 驱动用电动机 12 在制动时进 行再生动作， 但再生动作中的发电机效率也极高。
压缩机用逆变器 19 将从连接电路 30 供给的直流电压转换成所希望的三相交流电 压， 向压缩机用电动机 14 供给。作为压缩机用逆变器 19， 例如， 可以使用三相交流逆变器 等， 该三相交流逆变器使用功率 MOSFET、 IGBT 等半导体开关元件。
压缩机用电动机 14 是主要用于使在电力机动车的室内空调中使用的压缩机运转 的电动机。作为压缩机用电动机 14， 例如可以使用埋入式磁铁同步电动机等同步电动机及 感应电动机。
控制装置 16 控制 DC-DC 变换器 18、 驱动电动机用逆变器 17、 压缩机用逆变器 19 及连接电路 30。通过将油门的开度 ( 即要求转矩 )、 当前的驱动用电动机 12 的转速及驱 动用电动机 12 的设备参数等的值代入电动机的电压方程式而容易决定驱动电动机用逆变 器 17 的要求电压 Vmain。通过将根据设定温度 Tref 及当前的室内温度 T 所计算的必要的能 力 ( 即压缩负载所需的转矩及转速 )、 当前的压缩机用电动机 14 的转速及压缩机用电动机 14 的设备参数等的值代入电动机的电压方程式， 而容易决定压缩机用逆变器 19 的要求电 压 Vcomp。另外， 可以取代使用电压方程式而使用预先保存在存储器等中的表等， 也可以使用 电压方程式和表这两者。DC-DC 变换器 18 的升压比及连接电路 30 如后述那样基于电源电 压 Vbatt、 驱动电动机用逆变器 17 的要求电压 Vmain 及压缩机用逆变器 19 的要求电压 Vcomp 来 控制。作为控制装置 16， 可以使用例如微型计算机或 DSP(digitalsignal processor)。
连接电路 30 基于来自控制装置 16 的指令， 选择第一电路 23 或第二电路 24， 向压缩机用逆变器 19 供供电力。图 2 是实施方式的连接电路 30 的结构图。连接电路 30 具有 非接地侧的第一开关 32、 接地侧的第二开关 34 及冲击防止电阻 33。第一开关 32 及第二开 关 34 可以是例如单极双掷开关。
第一开关 32 将第一电路 23 的非接地侧的电路和第二电路 24 的非接地侧的电路 中的其中之一选择性地与压缩机用逆变器 19 的非接地侧的端子连接。第二开关 34 将第一 电路 23 的接地侧的电路和第二电路 24 的接地侧的电路中的其中之一选择性地与压缩机用 逆变器 19 的接地侧的端子连接。
而且， 在连接电路 30 设置与冲击防止电阻 33 及冲击防止电阻 33 并列的单极单投 开关即第三开关 31。通过设置冲击防止电阻 33 并适当地控制第三开关 31， 来防止将向连 接电路 30 的电力的供给路径从第一电路 23 切换成第二电路 24 时产生的冲击电流。
另外， 冲击防止电阻 33 优选能应对大电力， 可以由例如绕组电阻构成。而且， 第一 开关 32、 第二开关 34 及开关 33 也优选能应对大电力。各个开关机可以使机械开关也可以 是半导体开关， 还可以是将它们组合而得到的混合动力开关等。
接下来， 在切换向压缩机用逆变器 19 的供电路径时， 使用图 3 的流程图来说明控 制装置 16 进行的第一开关 32、 第二开关 34、 第三开关 31 及压缩机用逆变器 19 的控制。
图 3A 是从连接电路 30 连接第一电路 23 和压缩机用逆变器 19 的第一状态向连接 第二电路 24 和压缩机用逆变器 19 的第二状态切换时的流程图。在第一状态下， 第三开关 31 处于切断状态。而且， 第一开关 32 及第二开关 34 选择第一电路 23 侧。
从第一状态向第二状态移动时， 首先， 停止压缩机用逆变器 19 向压缩机用电动 机 14 的供电 ( 步骤 101)。接着， 使第一开关 32 及第二开关 34 选择第二电路 24 侧 ( 步骤 102)。接着， 从步骤 102 经过了一定时间后， 使第三开关 31 为连接状态 ( 步骤 103)。最后， 再次开始压缩机用逆变器 19 向压缩机用电动机 14 的供电 ( 步骤 104)。
如上所述， 将第一开关 32 及第二开关 34 从第一电路 23 侧向第二电路 24 侧切换 时， 第三开关 31 为切断状态。由此， 切换时产生的冲击电流通过冲击防止电阻 33。即， 通过 基于本流程进行控制， 而能够抑制冲击电流， 从而能够防止冲击电流对压缩机用逆变器 19 的损伤。
另外， 将连接电路 30 从第二状态向第一状态切换时， 进行基于图 3B 的流程的控 制。在第二状态下， 第三开关 31 为连接状态。而且， 第一开关 32 及第二开关 34 选择第二 电路 24 侧。
从第二状态向第一状态移动时， 首先， 停止压缩机用逆变器 19 向压缩机用电动 机 14 的供电 ( 步骤 201)。接着， 使第一开关 32 及第二开关 34 选择第一电路 23 侧 ( 步骤 202)。接着， 从步骤 202 经过了一定时间后， 使第三开关 31 为切断状态 ( 步骤 203)。最后， 再次开始压缩机用逆变器 19 向压缩机用电动机 14 的供电 ( 步骤 204)。
在基于图 3B 的流程的控制中， 将第一开关 32 及第二开关 34 从第二电路 24 侧向 第一电路 23 侧切换时， 压缩机用逆变器 19 向压缩机用电动机 14 的供电停止。因此， 能够 防止由连接电路 30 产生的过渡现象波及到压缩机用逆变器 19。另外， 在本流程中， 交换步 骤 202 和步骤 203 不会产生问题。
接下来， 详细地说明控制装置 16 进行的 DC-DC 变换器 18 及连接电路 30 的控制。 控 制装置 16 基于电力机动车的行驶模式及空调系统的运转状态， 来控制连接电路 30 及 DC-DC变换器 18。以下， 参照图 4 的流程图进行说明。
首先， 基于空调系统中的设定温度 Tref 和当前的室内温度 T 来决定压缩机用电动 机 14 的目标转速 ( 步骤 301)。接着， 为了使压缩机用电动机 14 以决定的目标转速进行旋 转， 而决定应向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp( 步骤 302)。在步骤 302 中， 例如， 控制装置 16 参照当前的压缩机用电动机 14 的转速和在步骤 301 中决定的转速， 使用存储 在控制装置 16 内的程序中的电动机的电压方程式或表而能够决定要求电压 Vcomp。另外， 在 本实施方式中， 向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 高于向压缩机用电动机 14 供给 的交流电压的有效值。
接下来， 对决定的要求电压 Vcomp 和电源电压 Vbatt 进行比较 ( 步骤 303)。
在要求电压 Vcomp 小于电源电压 Vbatt 时， 连接电路 30 选择第一电路 23( 步骤 304)。 另一方面， 在要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上时， 向步骤 305 前进。
在步骤 305 中， 对要求电压 Vcomp 和驱动电动机用逆变器 17 要求的要求电压 Vmain 进 行比较。在要求电压 Vcomp 小于要求电压 Vmain 时， 连接电路 30 选择第二电路 24( 步骤 306)。 另一方面， 在要求电压 Vcomp 为要求电压 Vmain 以上时， 以使输出电压 Vdc 成为要求电压 Vcomp 的 方式调节输出电压 Vdc( 步骤 307)。然后， 选择第二电路 24( 步骤 306)。 接下来， 使用图 5 具体地说明基于上述流程的由控制引起的输出电压 Vdc 的变化。 图 5 表示使电力机动车的行驶模式 ( 停止 / 加速 / 减速 ) 及空调系统的负载 ( 低负载 / 中 负载 / 高负载 ) 变化时的输出电压 Vdc 的变化。
在空调系统的负载为低负载时， 若电力机动车起步 ( 加速 )， 则向期间 1 前进。在 期间 1 中， 要求电压 Vcomp 小于电源电压 Vbatt。因此， 连接电路 30 选择第一电路 23( 图 4 的 步骤 303 为是 )。而且， 在电力机动车的加速的同时， 要求电压 Vmain 上升。在期间 1 中， 输 出电压 Vdc 与压缩机用逆变器 19 的动作无关， 仅由驱动电动机用逆变器 17 的要求来决定。 因此， 在期间 1 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而上升。
接着， 当电力机动车减速 ( 制动 ) 时， 要求电压 Vmain 下降 ( 期间 2)。在期间 2 中， 要求电压 Vcomp 小于电源电压 Vbatt。因此， 连接电路 30 选择第一电路 23( 图 4 的步骤 303 为 是 )。在期间 2 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而下降。
接着， 当空调系统切换为高负载运转时， 要求电压 Vcomp 上升。 在要求电压 Vcomp 的大 小与电源电压 Vbatt 的大小翻转的时刻， 虽然要求电压 Vmain 下降， 但要求电压 Vcomp 比 Vmain 小。 因此， 连接电路 30 在此时刻内选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 为否， 步骤 305 为是 )， 向 期间 3 前进。在期间 3 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而下降。
在期间 3 中， 当电力机动车减速 ( 制动 ) 时， 要求电压 Vmain 下降。在要求电压 Vmain 的大小与要求电压 Vcomp 的大小翻转的时间内， 要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上。因此， 以使输出电压 Vdc 上升为电压 Vcomp 的方式调节 DC-DC 变换器 18 的升压比 ( 期间 4)。而且， 连接电路 30 选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 为否， 步骤 305 为否 )。
接着， 当电力机动车加速时， 向期间 5 前进。在期间 5 中， 要求电压 Vcomp 为电源电 压 Vbatt 以上。而且， 在期间 5 中， 要求电压 Vcomp 为要求电压 Vmain 以上。因此， 输出电压 Vdc 上升为要求电压 Vcomp。而且， 连接电路 30 选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 中为否， 步骤 305 中为否 )。
在期间 5 中， 当电力机动车加速时， 要求电压 Vmain 上升。 在要求电压 Vmain 的大小与
要求电压 Vcomp 的大小翻转的时间中， 要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上。因此， 连接电路 30 选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 为否， 步骤 305 为是 )， 向期间 6 前进。在期间 6 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而上升。
接着， 当电力机动车减速 ( 制动 ) 时， 向期间 7 前进。在期间 7 中， 虽然要求电压 Vmain 下降， 但要求电压 Vcomp 比 Vmain 小。而且， 在期间 7 中， 要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以 上。因此， 连接电路 30 选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 为否， 步骤 305 为是 )。在期间 7 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而下降。
接着， 空调系统大致成为所希望的温度 Tref， 当空调系统切换为中负载运转时， 要 求电压 Vcomp 下降 ( 期间 8)。在期间 8 中， 要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上。而且， 在期 间 8 中， 虽然要求电压 Vmain 下降， 但要求电压 Vcomp 比要求电压 Vmain 小。因此， 连接电路 30 选择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 为否， 步骤 305 为是 )。在期间 8 中， 输出电压 Vdc 追随 要求电压 Vmain 而下降。
接着， 当空调系统切换为低负载运转时， 要求电压 Vcomp 下降， 电源电压 Vbatt 的大小 与要求电压 Vcomp 的大小翻转， 要求电压 Vcomp 小于电源电压 Vbatt。因此， 连接电路 30 选择第 一电路 23( 图 4 的步骤 303 为是 )， 向期间 9 前进。在期间 9 中， 输出电压 Vdc 追随要求电 压 Vmain 而下降。 在期间 9 之后， 当电力机动车停止时， 要求电压 Vmain 成为零 ( 期间 10)。在期间 10 中， 要求电压 Vcomp 小于电源电压 Vbatt。因此， 连接电路 30 选择第一电路 23( 图 4 的步骤 303 为是 )。在期间 10 中， 输出电压 Vdc 与电源电压 Vbatt 相等 ( 即， DC-DC 变换器 18 不进行升 压动作 )。
接着， 在电力机动车停止中， 当空调系统切换为高负载运转时， 要求电压 Vcomp 上升 ( 期间 11)。在期间 11 中， 要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上。而且， 在期间 11 中， 要求 电压 Vcomp 为要求电压 Vmain 以上。因此， 输出电压 Vdc 上升为电压 Vcomp。而且， 连接电路 30 选 择第二电路 24( 图 4 的步骤 303 中为否， 步骤 305 中为否 )。
如上所述， 根据本实施方式， 在应向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 小于 电源电压 Vbatt 时， 选择第一电路 23， 在要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上时， 选择第二电路 24。由此， 即使应该向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 发生变动， 也能够将适当的 电压向压缩机用逆变器 19 供给。
此外， 根据本实施方式， 在要求电压 Vcomp 为电源电压 Vbatt 以上， 且要求电压 Vcomp 为 驱动电动机用逆变器 17 所要求的要求电压 Vmain 以上时， 在 DC-DC 变换器 18 中， 控制装置 16 控制 DC-DC 变换器 18， 以使输出电压 Vdc 成为要求电压 Vcomp。根据此种控制， 即使应向压缩 机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 变大， 电力机动车用电力供给装置 10 也能够将必要的 电压向压缩机用逆变器 19 供给。
另外， 在要求电压 Vcomp 比电源电压 Vbatt 小时 ( 低负载运转时 )， 从 DC-DC 变换器 18 的一次侧供给电力， 因此能够从电源 11 不经由 DC-DC 变换器 18 而向压缩机用逆变器 19 供给电力。即， 能够减少 DC-DC 变换器 18 的损失。由此， 能够提高空调系统的 COP( 效率系 数 )。
另外， 在本实施方式中， 如图 5 所示， 输出电压 Vdc 成为要求电压 Vmain 以上且成为 要求电压 Vcomp 以上。这是为了向驱动用电动机 12 和压缩机用电动机 14 分别供给最低限度
应供给的电压。可是， 为了使驱动用电动机 12 及压缩机用电动机 14 稳定动作， 也可以在要 求电压 Vmain 及要求电压 Vcomp 设置一定的余量 ΔV1 及 ΔV2( 例如 2 ～ 3V)。即， 在图 4 的步 骤 303、 305 及 307 以及图 5 中， 也可以取代要求电压 Vmain 及要求电压 Vcomp， 而使用要求电压 Vmain+ΔV1( ＝要求电压 Vmain’ ) 及要求电压 Vcomp+ΔV2( ＝要求电压 Vcomp’ )。由此， 向驱动用 电动机 12 及压缩机用电动机 14 供给的电压分别大于最低限度应供给的电压， 从而能够使 驱动用电动机 12 及压缩机用电动机 14 稳定地动作。
另外， 也可以不设置连接电路 30 的第二开关 34， 而将第一电路 23 的接地侧的电路 和第二电路 24 的接地侧的电路这双方始终与压缩机用逆变器 19 的接地侧的端子连接。由 此， 与设置第二开关 34 的情况相比， 连接电路 30 的结构部件减少， 因此连接电路 30 的可靠 性更高， 材料成本更廉价。另外， 在冲击电流十分小时， 也可以省去冲击防止电阻 33。
( 变形实施方式 )
以下， 说明了本发明的变形实施方式。变形实施方式的电力机动车用电力供给装 置 10 如后述那样能够将驱动用电动机 12 因制动动作而作为发电机进行动作 ( 进行再生动 作 ) 所得到的电力高效率地向压缩机用逆变器 19 供给。另外， 在本实施方式中， 对与实施 方式同样的部分标注同一符号， 省略说明。 变形实施方式的电力机动车用电力供给装置 10 的结构与实施方式相比， 连接电 路不同。图 6 表示变形实施方式中的连接电路 40 的结构。
连接电路 40 具有的开关全部是单极单投开关。第四开关 42 对第二电路 24 的非 接地侧的电路与压缩机用逆变器 19 的非接地侧的端子进行连接或切断。第五开关 44 对第 一电路 23 的非接地侧的电路与压缩机用逆变器 19 的非接地侧的端子进行连接或切断。第 六开关 45 对第二电路 24 的接地侧的电路与压缩机用逆变器 19 的接地侧的端子进行连接 或切断。第七开关 46 对第一电路 23 的接地侧的电路与压缩机用逆变器 19 的接地侧的端 子进行连接或切断。
另外， 第八开关 41 及冲击防止电阻 43 对应于实施方式的第三开关 31 及冲击防止 电阻 33， 它们的功能也与实施方式相同。
接着， 使用图 7 的流程图， 说明在对连接电路 40 的第一电路 23 和第二电路 24 进 行切换时， 控制装置 16 进行的第四开关 42、 第五开关 44、 第六开关 45、 第七开关 46 及第八 开关 41 的控制。
图 7A 是从连接电路 40 将第一电路 23 和压缩机用逆变器 19 连接的第一状态切换 成将第二电路 24 和压缩机用逆变器 19 连接的第二状态时的流程图。在第一状态中， 第八 开关 41 为切断状态。而且， 第四开关 42 及第六开关 45 为切断状态， 第五开关 44 及第七开 关 46 为连接状态。
从第一状态向第二状态移动时， 首先， 使第四开关 42 及第六开关 45 为连接状态 ( 步骤 401)。 从步骤 401 经过了一定时间后， 使第五开关 44 及第七开关 46 为切断状态 ( 步 骤 402)。然后， 使第八开关 41 为连接状态 ( 步骤 403)。
基于图 7 的流程图来控制本结构的连接电路 40 时， 第一电路 23 和第二电路 24 的 至少一方始终与压缩机用逆变器 19 连接。 换言之， 始终向压缩机用电动机 14 供给电压。 由 此， 能够不使压缩机用电动机 14 的运转停止而进行从第一电路 23 向第二电路 24 的切换。 另外， 冲击防止电阻 43 与冲击防止电阻 33 同样地对冲击电流进行抑制。
另外， 将连接电路 40 从第二状态切换为第一状态时， 进行基于图 7B 的流程的控 制。在第二状态下， 第八开关 41 为连接状态。而且， 第四开关 42 及第六开关 45 为连接状 态， 第五开关 44 及第七开关 46 为切断状态。
从第二状态向第一状态移动时， 首先， 使第八开关 41 为切断状态 ( 步骤 501)。然 后， 使第五开关 44 及第七开关 46 为连接状态 ( 步骤 502)。从步骤 502 经过了一定时间后， 使第四开关 42 及第六开关 45 为切断状态 ( 步骤 503)。
与基于图 7A 的流程的控制同样地， 在基于图 7B 的流程的控制中， 第一电路 23 与 第二电路 24 的至少一方始终与压缩机用逆变器 19 连接， 因此能够不停止向压缩机用电动 机 14 的供电而进行从第二电路 24 向第一电路 23 的切换。
接着， 参照图 8 的流程图， 说明变形实施方式的控制装置 16 所进行的 DC-DC 变换 器 18 及连接电路 40 的控制。另外， 图 8 的流程中的步骤 601 ～ 603 及步骤 605 ～ 607 对 应于图 4 的流程中的步骤 301 ～ 303 及步骤 305 ～ 307。以下， 仅说明与图 4 的流程不同的 部分 ( 步骤 604、 608 及 609)。
在步骤 603 中， 当要求电压 Vcomp 比电源电压 Vbatt 小时， 向步骤 608 前进。在步骤 608 中， 判定驱动用电动机 12 是否进行制动运转。在驱动用电动机 12 进行制动 ( 再生 ) 运 转时， 连接电路 40 选择第二电路 24( 步骤 609)。另一方面， 在驱动用电动机 12 不进行制动 运转而进行动力运行运转时， 连接电路 40 选择第一电路 23( 步骤 604)。
接着， 使用图 5， 具体说明基于上述流程的控制所引起的输出电压 Vdc 的变化。另 外， 以下， 在图 8 的流程中， 仅说明与图 4 的流程不同的部分 ( 步骤 604、 608 及 609) 所关联 的期间 ( 期间 1、 2、 9 及 10)。
在空调系统的负载为低负载时， 若电力机动车起步 ( 加速 )， 则向期间 1 前进。在 期间 1 中， 要求电压 Vcomp 比电源电压 Vbatt 小。而且， 在期间 1 中， 电力机动车不进行制动运 转。因此， 连接电路 40 选择第一电路 23( 图 8 的步骤 603 中为是， 步骤 608 中为否 )。而 且， 在电力机动车的加速的同时， 驱动电动机用逆变器 17 所要求的要求电压 Vmain 上升。在 期间 1 中， 输出电压 Vdc 与压缩机用逆变器 19 的动作无关， 仅由驱动电动机用逆变器 17 的 要求来决定。因此， 在期间 1 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而上升。
接着， 当电力机动车减速 ( 制动 ) 时， 要求电压 Vmain 下降 ( 期间 2)。在期间 2 中， 要求电压 Vcomp 比电源电压 Vbatt 小。而且， 在期间 2 中， 电力机动车进行制动运转。因此， 连 接电路 40 选择第二电路 24( 图 8 的步骤 603 为是， 步骤 608 为是 )， 将由驱动用电动机 12 所得到的电力经由第二电路 24 向压缩机用逆变器 19 供给 ( 进行再生运转 )。在期间 2 中， 输出电压 Vdc 追随要求电压 Vmain 而下降。
空调系统从期间 8 的状态切换为低负载运转时， 要求电压 Vcomp 下降。在电源电压 Vbatt 的大小与要求电压 Vcomp 的大小发生翻转的时间内， 电力机动车进行制动运转。因此， 连 接电路 40 选择第二电路 24( 图 8 的步骤 603 为是， 步骤 608 为是 )， 由驱动用电动机 12 所 得到的电力经由第二电路 24 向压缩机用逆变器 19 供给 ( 进行再生运转 )( 期间 9)。在期 间 9 中， 输出电压 Vdc 追随着要求电压 Vmain 而下降。
在期间 9 中， 当电力机动车停止时， 要求电压 Vmain 成为零 ( 期间 10)。在期间 10 中， 要求电压 Vcomp 比电源电压 Vbatt 小。而且， 电力机动车未进行制动运转。因此， 连接电路 40 选择第一电路 23( 图 8 的步骤 603 为是， 步骤 608 为否 )。在期间 10 中， 输出电压 Vdc 与电源电压 Vbatt 相等。
通过上述那样的控制， 即使应向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 上升， 电 力机动车用电力供给装置 10 也能够将必要的电压向压缩机用逆变器 19 供给。而且， 即使 应向压缩机用逆变器 19 供给的要求电压 Vcomp 发生变动， 电力机动车用电力供给装置 10 也 能够将适当的电压向压缩机用逆变器 19 供给。而且， 本实施方式的电力机动车用电力供给 装置 10 在进行制动运转 ( 再生运转 ) 时， 在连接电路 40 中选择第二状态。由此， 由驱动用 电动机 12 所得到的电力 ( 再生电力 ) 能够不经由 DC-DC 变换器 18 而向压缩机用逆变器 19 供给。因此， 能够消除 DC-DC 变换器 18 的再生电力的损失。
另外， 虽然变形实施方式的连接电路 40 的结构与实施方式的连接电路 30 的结构 不同， 但在实施方式的连接电路 30 的结构中也能够进行变形实施方式那样的包含再生动 作的控制。 但是， 根据电力机动车的行驶状态的不同， 有时会对动力运行动作和再生动作进 行频繁的切换。在采用连接电路 40 的情况下， 在切换时， 无需停止向压缩机用逆变器 19 的 电力供给， 而能够使压缩机用电动机 14 连续动作。因此， 在进行变形实施方式那样的包含 再生动作的控制时， 优选采用变形实施方式的形态的连接电路 40。
另外， 也可以与连接电路 30 同样地， 不设置连接电路 40 的第六开关 45 及第七开 关 46， 而将第一电路 23 的接地侧的电路和第二电路 24 的接地侧的电路这双方始终与压缩 机用逆变器 19 的接地侧的端子连接。而且， 在冲击电流十分小时， 可以省去冲击防止电阻 43。 【工业实用性】
本发明可以适用于以电动机为动力而使用的混合动力机动车及电力驱动机动车 的电力系统。而且， 本发明也可以适用于其他的电力系统。