JP7828456B2 - 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７月２９日に出願された日本出願番号２０２２－１２２１２２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。

電力変換装置として、巻線を有する回転電機と、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備えるものが知られている。例えば、特許文献１に記載された電力変換装置では、第１蓄電池の負極側及び第２蓄電池の正極側と、巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、接続経路に設けられる接続スイッチとを備える電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、接続スイッチをオンした状態において、第１蓄電池及び第２蓄電池の温度を上昇させる昇温制御を行う。

特開２０２１－９３８４５号公報

例えば、接続スイッチがオンされた状態において、電力変換装置に異常が生じた場合に、上アームスイッチ及び下アームスイッチのうちいずれか一方がオンされ、他方がオフされる短絡制御が行われることがある。短絡制御は、回転電機におけるロータの回転により、巻線において生じる逆起電圧が第１蓄電池及び第２蓄電池に印加され、過電圧異常が発生することを抑制すべく行われる制御である。しかしながら、接続スイッチがオンされた状態において短絡制御が行われると、巻線において生じる逆起電圧が、接続経路を介して第１蓄電池又は第２蓄電池に印加されてしまう可能性がある。そのため、第１蓄電池及び第２蓄電池の信頼性が低下することが懸念される。

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、直列接続された第１蓄電池及び第２蓄電池の信頼性が低下することを抑制す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である。

本開示は、星形結線された巻線を有する回転電機と、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を有するインバータと、を備える電力変換装置において、直列接続された第１蓄電池及び第２蓄電池において前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路と、前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチと、前記接続スイッチをオンしつつ、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのうちいずれか一方をオンし、他方をオフする短絡制御を行うか否かを判定する判定部と、前記短絡制御を行うと判定された場合、前記接続スイッチをオフする遮断部と、を備える。

接続スイッチがオンされた状態において、上アームスイッチ及び下アームスイッチのスイッチング制御が行われることがある。この場合、例えばスイッチング制御の実施中において電力変換装置の異常に起因して短絡制御を行うと判定されると、接続スイッチがオンされた状態において、短絡制御が行われる可能性がある。

そこで、判定部により短絡制御を行うと判定された場合、接続スイッチがオフされる。これにより、接続スイッチがオンされた状態において、短絡制御が行われる期間の発生が抑制される。そのため、巻線において生じる逆起電圧が、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち少なくとも一方に印加されることを抑制することができる。その結果、第１蓄電池及び第２蓄電池が過電圧状態となることを抑制することができ、第１蓄電池及び第２蓄電池の信頼性が低下することを抑制することができる。

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実施形態に係る電力変換システムの構成図であり、 図２は、スイッチング制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図３は、制御回路及びその周辺構成を示す図であり、 図４は、比較例における相電流の推移を示すタイムチャートであり、 図５は、比較例における電流経路の一例を示す図であり、 図６は、遮断制御の手順示すタイムチャートであり、 図７は、相電流の推移を示すタイムチャートであり、 図８は、電流経路の一例を示すタイムチャートであり、 図９は、第２実施形態に係る電力変換システムの構成図であり、 図１０は、３相短絡制御が行われる前後の制御の一例を示すタイムチャートであり、 図１１は、第３実施形態に係る電力変換システムの構成図であり、 図１２は、スイッチング制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図１３は、第３実施形態の変形例に係るスイッチング制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図１４は、第４実施形態に係る制御回路及びその周辺構成を示す図であり、 図１５は、判定部が行う処理のフローチャートであり、 図１６は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図１７は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図１８は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図１９は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２０は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２１は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２２は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２３は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２４は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２５は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２６は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図であり、 図２７は、その他の実施形態に係る接続経路及びその周辺構成を示す図である。

＜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システムは、例えば電気自動車又はハイブリッド車等の車両に搭載されている。

図１に示すように、電力変換システム１０は、電力変換装置１１と、組電池２０とを備えている。組電池２０は、単電池としての電池セルの直列接続体として構成されており、端子電圧が例えば数百Ｖとなるものである。本実施形態では、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧（例えば定格電圧）が互いに同じに設定されている。電池セルとしては、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池を用いることができる。なお、組電池２０は、例えば電力変換装置１１の外部に設けられている。

電力変換装置１１は、インバータ３０と、回転電機４０とを備えている。回転電機４０は、３相の同期機であり、ステータ巻線として星形結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗを備えている。各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。回転電機４０は、例えば永久磁石同期機である。本実施形態において、回転電機４０は車載主機であり、車両の走行動力源となる。

インバータ３０は、スイッチングデバイス部３１を備えている。スイッチングデバイス部３１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＩＧＢＴが用いられている。このため、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬには、フリーホイールダイオードとしての各ダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬが逆並列に接続されている。

Ｕ相上アームスイッチＱＵＨのエミッタと、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬのコレクタとには、バスバー等のＵ相導電部材３３Ｕを介して、Ｕ相巻線４１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上アームスイッチＱＶＨのエミッタと、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬのコレクタとには、バスバー等のＶ相導電部材３３Ｖを介して、Ｖ相巻線４１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上アームスイッチＱＷＨのエミッタと、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬのコレクタとには、バスバー等のＷ相導電部材３３Ｗを介して、Ｗ相巻線４１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ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、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗは、例えばインダクタンスが同じに設定されている。

各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのコレクタと、組電池２０の正極端子とは、バスバー等の正極側母線Ｌｐにより接続されている。各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのエミッタと、組電池２０の負極端子とは、バスバー等の負極側母線Ｌｎにより接続されている。正極側母線Ｌｐには、正極側遮断スイッチ２３が設けられ、負極側母線Ｌｎには、負極側遮断スイッチ２４が設けられている。各遮断スイッチ２３，２４は、例えば、機械式リレー又は半導体スイッチング素子である。

本実施形態では、制御装置７０は、電力変換システム１０が起動しているか否かに応じて、各遮断スイッチ２３，２４をオンオフする。例えば、制御装置７０は、始動スイッチ５１がオン又はオフされたことを通知する信号が入力可能に構成されている。始動スイッチ５１は、例えばイグニッションスイッチ又はプッシュ式のスタートスイッチであり、車両のユーザにより操作される。ユーザにより始動スイッチ５１がオンされると、制御装置７０は電力変換システム１０を起動する。この場合、各遮断スイッチ２３，２４がオンされる。一方、ユーザにより始動スイッチ５１がオフにされると、制御装置７０は電力変換システム１０を停止する。この場合、各遮断スイッチ２３，２４がオフされる。なお、各遮断スイッチ２３は、制御装置７０に対して上位の制御装置によってオンオフされてもよい。

電力変換装置１１は、正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとを接続する平滑コンデンサ３２を備えている。なお、平滑コンデンサ３２は、インバータ３０に内蔵されていてもよいし、インバータ３０の外部に設けられていてもよい。

組電池２０を構成する電池セルのうち、高電位側の複数の電池セルの直列接続体が第１蓄電池２１を構成し、低電位側の複数の電池セルの直列接続体が第２蓄電池２２を構成している。つまり、組電池２０が２つのブロックに分けられている。組電池２０において、第１蓄電池２１の負極端子と第２蓄電池２２の正極端子とは中間端子Ｂを介して接続されている。本実施形態では、第１蓄電池２１を構成する電池セル数と、第２蓄電池２２を構成する電池セル数とが同じである。このため、第１蓄電池２１の端子電圧（例えば定格電圧）と、第２蓄電池２２の端子電圧（例えば定格電圧）とが同じである。

電力変換装置１１は、監視ユニット５０を備えている。監視ユニット５０は、組電池２０を構成する各電池セルの端子電圧及び温度等を検出し、組電池２０の状態を監視する。本実施形態では、監視ユニット５０は、電力変換装置１１が備える制御装置７０と通信可能とされる。監視ユニット５０は、組電池２０の端子電圧ＶＢ、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬを検出し、これらの検出値が制御装置７０に入力される。

電力変換装置１１は、接続経路６０と、接続スイッチ６１ａとを備えている。接続経路６０は、組電池２０の中間端子Ｂと中性点Ｏとを電気的に接続する。接続スイッチ６１ａは、接続経路６０に設けられ、接続経路６０に流れる電流の導通及び遮断を切り替えるスイッチである。本実施形態では、接続スイッチ６１ａとして機械式リレーが用いられている。接続スイッチ６１ａがオンされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に接続される。一方、接続スイッチ６１ａがオフされることにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとの間が電気的に遮断される。接続スイッチ６１ａは、制御装置７０により駆動される。

電力変換装置１１は、相電流センサ６２、中性点電流センサ６３及び角度センサ６４を備えている。相電流センサ６２は、各導電部材３３Ｕ～３３Ｗに流れる各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。中性点電流センサ６３は、中性点Ｏに流れる中性点電流ＩＭｒを検出する。角度センサ６４は、角度センサ６４は、例えばレゾルバであり、回転電機４０のロータの回転角度θ（例えば、電気角）を検出する。相電流センサ６２、中性点電流センサ６３及び角度センサ６４の検出値は、制御装置７０に入力される。

電力変換システム１０は、加速度センサ５２及び漏電検知装置５３を備えている。加速度センサ５２は、車両の加速度ａｒを検出する。加速度センサ５２の検出値は、制御装置７０に入力される。

漏電検知装置５３は、カップリングコンデンサ５３ａ、抵抗体５３ｂ、発振部５３ｃ、及び検知部５３ｄを備え、組電池２０、インバータ３０及び回転電機４０を含む高電圧回路の漏電を検知する。高電圧回路は、グランドに対して電気的に絶縁されている。例えば、図１では、インバータ３０の負極側母線Ｌｎとグランドとの間、及びＷ相導電部材３３Ｗとグランドとの間における絶縁状態を絶縁抵抗ＲＬとして表している。高電圧回路の漏電は、高電圧回路とグランドとの間の絶縁抵抗ＲＬを介して電流が流れることにより生じる。なお、グランドは、例えば、車両の金属製のボディフレームにより構成されるボディアースである。

カップリングコンデンサ５３ａは、第２蓄電池２２の負極端子に接続されており、直流成分を絶縁する。抵抗体５３ｂは、第２蓄電池２２とは反対側において、カップリングコンデンサ５３ａに直列接続されているとともに、発振部５３ｃに直列接続されている。検知部５３ｄは、カップリングコンデンサ５３ａと抵抗体５３ｂとの接続点に接続されている。

漏電検知装置５３は、車両の停車中において高電圧回路の漏電検知動作を行う。漏電検知動作において、発振部５３ｃは、所定周波数のパルス電圧（すなわち、交流電圧）を発生し、所定周波数のパルス電圧を抵抗体５３ｂに印加する。検知部５３ｄは、カップリングコンデンサ５３ａと抵抗体５３ｂとの接続点における対地電圧を検知する。この対地電圧は、抵抗体５３ｂに印加された交流電圧を、抵抗体５３ｂにおける抵抗値と高電圧回路の絶縁抵抗ＲＬとで分圧した電圧である。また、検知部５３ｄは、検知した対地電圧に基づいて、高電圧回路の漏電の有無を判定する。なお、漏電検知装置５３は、車両の停車中に漏電検知動作を行うことに限らず、車両の走行中において漏電検知動作を行ってもよい。

高電圧回路の漏電検知動作が行われる場合、検知部５３ｄにより漏電検知動作を行う旨の信号Ｓｇｅが出力される。漏電検知動作を行う旨の信号Ｓｇｅは、制御装置７０に入力される。

制御装置７０は、自身が備える記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御機能を実現する。各種制御機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの双方によって実現されてもよい。

以下では、インバータ３０を構成する各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御について説明する。本実施形態では、スイッチング制御には、モータ駆動制御、昇温制御及び昇温モータ駆動制御が含まれる。

制御装置７０は、スイッチング制御として、回転電機４０の制御量をその指令値にフィードバック制御すべく行われるモータ駆動制御を行う。モータ駆動制御の制御量は、例えばトルクである。この場合、各相において、上，下アームスイッチは交互にオンされる。

制御装置７０は、スイッチング制御として、組電池２０の温度を上昇させる昇温制御を行う。昇温制御では、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、スイッチングデバイス部３１、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に交流電流が流れるように、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオンオフされる。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間で電力の授受が行われ、授受された電力が各蓄電池２１，２２において熱エネルギに変換される。変換された熱エネルギが組電池２０の昇温に用いられる。

制御装置７０は、スイッチング制御として、昇温モータ駆動制御を行う。昇温モータ駆動制御は、回転電機４０の制御量をその指令値にフィードバック制御しつつ、組電池２０の温度を上昇させる制御である。つまり、昇温モータ駆動制御では、モータ駆動制御が行われつつ、昇温制御が行われる。

ここで、図２を用いつつ、制御装置７０が行うスイッチング制御の処理手順について説明する。この制御は、制御装置７０により、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１０では、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の昇温要求があるか否かを判定する。本実施形態では、組電池２０の温度が目標温度以下であると判定した場合、昇温要求があると判断する。ここで、組電池２０の温度は、監視ユニット５０から取得すればよい。なお、組電池２０の温度として、第１蓄電池２１の温度や、第２蓄電池２２の温度、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の平均温度を用いてもよい。

ステップＳ１０において昇温要求がないと判定した場合には、ステップＳ１１に進み、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。回転電機４０の駆動要求は、回転電機４０のロータを回転駆動させる駆動要求である。回転電機４０の駆動要求があるか否かは、例えば制御装置７０に対して上位の制御装置から伝達されるトルク指令値に基づいて判定すればよい。

ステップＳ１１において回転電機４０の駆動要求がないと判定した場合には、ステップＳ１２に進み、待機制御を行う。待機制御では、インバータ３０の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬはオフする。そして、ステップＳ１３において、接続スイッチ６１ａをオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。

ステップＳ１１において回転電機４０の駆動要求があると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、モータ駆動制御を行う。そして、ステップＳ１５において、接続スイッチ６１ａをオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。

ステップＳ１６では、ＰＷＭ処理を行う。ＰＷＭ処理は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率と、キャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング指令を生成する処理である。モータ駆動制御のＰＷＭ処理では、回転電機４０のトルク指令値に基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。

詳しくは、制御装置７０に対して上位の制御装置から出力された回転電機４０のトルク指令値を取得する。回転電機４０のトルク指令値に基づいて、ｄ，ｑ軸指令電流を設定する。また、相電流センサ６２の検出値、及び角度センサ６４の検出値を取得する。相電流センサ６２の検出値、及び角度センサ６４の検出値に基づいて、ｄ，ｑ軸電流を算出する。

ｄ軸電流をｄ軸指令電流にフィードバック制御するための操作量として、ｄ軸指令電圧を算出する。ｑ軸電流をｑ軸指令電流にフィードバック制御するための操作量として、ｑ軸指令電圧を算出する。なお、フィードバック制御は、例えば比例積分制御である。

角度センサ６４の検出値に基づいて、ｄ，ｑ軸指令電圧を、３相固定座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧に変換する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧は、電気角で位相が１２０°ずつずれた波形となる。

Ｕ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｕ相最終指令電圧を算出する。オフセット補正量は、昇温制御が行われる場合にＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧に加算される指令電圧である。モータ駆動制御では、オフセット補正量は０である。つまり、モータ駆動制御では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相最終指令電圧は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧である。Ｕ相最終指令電圧を算出する場合と同様に、Ｖ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｖ相最終指令電圧を算出する。また、Ｗ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｗ相最終指令電圧を算出する。なお、オフセット補正量の算出方法については後述する。

Ｕ，Ｖ，Ｗ相最終指令電圧を、電源電圧で除算することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。なお、電源電圧は、例えば、監視ユニット５０から取得した組電池２０の端子電圧ＶＢの合計値の１／２である。

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Ｓ１７に進む。ステップＳ１７では、ステップＳ１１の処理と同様に、回転電機４０の駆動要求があるか否かを判定する。

ステップＳ１７において回転電機４０の駆動要求がないと判定した場合には、ステップＳ１８に進み、昇温制御を行う。そして、ステップＳ１９において、接続スイッチ６１ａをオンする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが接続経路６０を介して電気的に導通される。

ステップＳ２０では、ＰＷＭ処理を行う。昇温制御のＰＷＭ処理では、組電池２０の目標温度に基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。

詳しくは、制御装置７０に対して上位の制御装置から出力された組電池２０の目標温度を取得する。組電池２０の目標温度に基づいて、中性点指令電流を設定する。中性点指令電流の波形は、例えば正弦波として設定する。この際に、組電池２０の目標温度と、組電池２０の温度との乖離が大きいほど、中性点指令電流の振幅を大きく設定する処理を行ってもよい。

中性点電流センサ６３の検出値を取得する。中性点電流センサ６３の検出値を中性点指令電流にフィードバック制御するための操作量として、オフセット補正量を算出する。なお、フィードバック制御は、例えば比例積分制御である。

Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する処理は、モータ駆動制御の場合と同様である。ただし、昇温制御では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧が０であるため、Ｕ，Ｖ，Ｗ相最終指令電圧は、オフセット補正量である。オフセット補正量を、電源電圧で除算することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。

ステップＳ１７において回転電機４０の駆動要求があると判定した場合には、ステップＳ２１に進み、昇温モータ駆動制御を行う。そして、ステップＳ２２において、接続スイッチ６１ａをオンする。

ステップＳ２３では、ＰＷＭ処理を行う。昇温モータ駆動制御のＰＷＭ処理では、回転電機４０のトルク指令値及び組電池２０の目標温度に基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。具体的には、Ｕ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｕ相最終指令電圧を算出する。Ｖ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｖ相最終指令電圧を算出する。Ｗ相指令電圧にオフセット補正量を加算することにより、Ｗ相最終指令電圧を算出する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相最終指令電圧を、電源電圧で除算することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出する。なお、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧の算出方法は、モータ駆動制御の場合と同様である。また、オフセット補正量の算出用法は、昇温制御の場合と同様である。

次に、制御装置７０が行う３相短絡制御について説明する。３相短絡制御は、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨ及び各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのうちいずれか一方をオンし、他方をオフする制御である。３相短絡制御は、回転電機４０のロータが回転されることに伴い、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が組電池２０及び平滑コンデンサ３２に印加されるのを抑制すべく行われる。本実施形態では、制御装置７０は、３相短絡制御として、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフして、かつ、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオンする制御を行う。

以下、図３を用いつつ、３相短絡制御の実施に関わる制御装置７０の構成について説明する。制御装置７０は、入力回路７１及び電源回路７２を備えている。入力回路７１及び電源回路７２は、低圧領域に設けられている。入力回路７１には、ヒューズ２５を介して低圧電源２６の正極端子が接続されている。低圧電源２６の負極端子には、接地部位としてのグランドが接続されている。低圧電源２６は、その出力電圧（定格電圧）が組電池２０の出力電圧（定格電圧）よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）の２次電池であり、例えば鉛蓄電池である。電源回路７２は、入力回路７１から給電されて第２電圧Ｖ２を生成する。本実施形態において、電源回路７２は、入力回路７１が出力する第１電圧Ｖ１を降圧することにより、第２電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）を生成する。

制御装置７０は、マイコン７３を備えている。マイコン７３は、ＣＰＵと、それ以外の周辺回路とを備えている。周辺回路には、外部と信号をやり取りするための入出力部が含まれている。マイコン７３には、監視ユニット５０、加速度センサ５２、相電流センサ６２、中性点電流センサ６３及び角度センサ６４の検出値と、始動スイッチ５１のオンオフを通知する信号及び検知部５３ｄの漏電検知動作を行う旨の信号Ｓｇｅとが入力される。マイコン７３は、上述したＰＷＭ処理を行うことにより、各相上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨと各相下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬとが交互にオンされるスイッチング指令を生成する。なお、入力回路７１、電源回路７２及びマイコン７３は、制御装置７０の低圧領域に設けられている。

制御装置７０は、絶縁電源７４、上アームドライバ７５及び下アームドライバ７６を備えている。絶縁電源７４及び各ドライバ７５，７６は、制御装置７０において、低圧領域と、低圧領域とは電気的に絶縁された高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。例えば、絶縁電源７４は、３相の上アームドライバ７５それぞれに対して個別に設けられた上アーム絶縁電源と、３相の下アームドライバ７６に共通の下アーム絶縁電源とを備えている。なお、下アーム絶縁電源は、３相の下アームドライバ７６それぞれに対して個別に設けられていてもよい。

絶縁電源７４は、入力回路７１から供給された第１電圧Ｖ１に基づいて、上アームドライバ７５に供給する上アーム駆動電圧ＶｄＨと、下アームドライバ７６に供給する下アーム駆動電圧ＶｄＬとを生成して高圧領域に出力する。絶縁電源７４は、例えばフライバック方式の絶縁電源である。

上アームドライバ７５は、各相上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨに対応して個別に設けられている。上アームドライバ７５は、上アーム駆動部及び上アーム絶縁伝達部を有している。上アーム駆動部は、高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン７３から出力されたスイッチング指令を上アーム駆動部に伝達する。上アーム絶縁伝達部は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。

上アームドライバ７５のうち上アーム駆動部及び上アーム絶縁伝達部の高圧領域側の構成等は、絶縁電源７４の上アーム駆動電圧ＶｄＨが供給されることにより動作可能に構成されている。上アームドライバ７５のうち上アーム絶縁伝達部の低圧領域側の構成等は、電源回路７２の第２電圧Ｖ２が供給されることにより動作可能に構成されている。

上アーム駆動部は、上アーム絶縁伝達部を介して入力された各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのスイッチング指令がオン指令である場合、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲートに充電電流を供給する。これにより、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨがオンされる。一方、上アーム駆動部は、入力された各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのスイッチング指令がオフ指令である場合、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨがオフされる。

各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨは、各上アームセンス端子ＳＵＨ～ＳＷＨを備えている。各上アームセンス端子ＳＵＨ～ＳＷＨには、対応する上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのコレクタ電流と相関を有する微少電流が流れる。各上アームセンス端子ＳＵＨ～ＳＷＨに流れる電流は、そのセンス端子ＳＵＨ～ＳＷＨに接続された上アームセンス抵抗体ＲＵＨ～ＲＷＨの電位差（以下、上アームセンス電圧）として検出され、上アームドライバ７５に入力される。上アームセンス電圧の検出値は、上アームドライバ７５を介してマイコン７３に入力される。

下アームドライバ７６は、各相下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬに対応して個別に設けられている。下アームドライバ７６は、下アーム駆動部及び下アーム絶縁伝達部を有している。下アーム駆動部は、高圧領域に設けられている。下アーム絶縁伝達部は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。下アーム絶縁伝達部は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン７３から出力されたスイッチング指令を下アーム駆動部に伝達する。下アーム絶縁伝達部は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。

下アームドライバ７６のうち下アーム駆動部及び下アーム絶縁伝達部の高圧領域側の構成等は、絶縁電源７４の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されることにより動作可能に構成されている。下アームドライバ７６のうち下アーム絶縁伝達部の低圧領域側の構成等は、電源回路７２の第２電圧Ｖ２が供給されることにより動作可能に構成されている。

下アーム駆動部は、下アーム絶縁伝達部を介して入力された各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのスイッチング指令がオン指令である場合、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのゲートに充電電流を供給する。これにより、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬがオンされる。一方、下アーム駆動部は、入力された各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのスイッチング指令がオフ指令である場合、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬがオフされる。

各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬは、各下アームセンス端子ＳＵＬ～ＳＷＬを備えている。各下アームセンス端子ＳＵＬ～ＳＷＬには、対応する下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのコレクタ電流と相関を有する微少電流が流れる。各下アームセンス端子ＳＵＬ～ＳＷＬに流れる電流は、そのセンス端子ＳＵＬ～ＳＷＬに接続された下アームセンス抵抗体ＲＵＬ～ＲＷＬの電位差（以下、下アームセンス電圧）として検出され、下アームドライバ７６に入力される。下アームセンス電圧の検出値は、下アームドライバ７６を介してマイコン７３に入力される。

制御装置７０は、信号伝達部７７と、判定部８１とを備えている。信号伝達部７７は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。信号伝達部７７は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン７３から出力される短絡要求信号Ｓｇ１を判定部８１に伝達する。ここで、短絡要求信号Ｓｇ１は、３相短絡制御の実行要求の有無を示す信号である。具体的には、短絡要求信号Ｓｇ１の論理がＬの場合、３相短絡制御の実行要求がないことを示し、短絡要求信号Ｓｇ１の論理がＨの場合、３相短絡制御の実行要求があることを示す。

マイコン７３は、３相短絡制御の実行要求があるか否かを判定する。詳しくは、マイコン７３は、電力変換システム１０に異常が発生したと判定した場合、車両の牽引中であると判定した場合、及び漏電検知動作を行う旨の信号Ｓｇｅを取得した場合のうち少なくとも１つの場合であると判定した場合、３相短絡制御の実行要求があると判定する。マイコン７３は、３相短絡制御の実行要求があると判定した場合、論理Ｈの短絡要求信号Ｓｇ１を出力する。一方、マイコン７３は、３相短絡制御の実行要求がないと判定した場合、論理Ｌの短絡要求信号Ｓｇ１を出力する。本実施形態において、マイコン７３が「判定部」に相当する。

なお、車両の牽引中において３相短絡制御の実行要求があると判定されるのは、車両の牽引により回転電機４０のロータが回転されて、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が高くなる可能性があるためである。漏電検知動作が行われる場合において３相短絡制御の実行要求があると判定されるのは、漏電検知動作を適切に行うためである。詳しくは、３相短絡制御の実施により各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬがオンされるため、漏電検知装置５３と回転電機４０とが電気的に接続される。この場合、漏電検知動作において、インバータ３０よりも回転電機４０側の構成において漏電が発生していることが検知可能となる。

なお、電力変換システム１０の異常には、電力変換装置１１の異常と、組電池２０の異常と、各遮断スイッチ２３，２４のオープン故障とが含まれる。例えば、マイコン７３は、始動スイッチ５１がオンされている期間において、各遮断スイッチ２３，２４がオフしていると判定した場合、各遮断スイッチ２３，２４のオープン故障が発生していると判定すればよい。

組電池２０の異常には、組電池２０、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち少なくとも１つが、過電圧異常又は低電圧異常となることが含まれる。マイコン７３は、監視ユニット５０の検出値に基づいて、組電池２０の異常が発生したか否かの判定を行えばよい。

具体的には、マイコン７３は、組電池２０の端子電圧ＶＢが組電池２０の使用電圧範囲の上限電圧を超えていると判定した場合、組電池２０の過電圧異常が生じていると判定すればよい。一方、マイコン７３は、組電池２０の端子電圧ＶＢが組電池２０の使用電圧範囲の下限電圧を下回っていると判定した場合、組電池２０の低電圧異常が生じていると判定すればよい。マイコン７３は、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨが第１蓄電池２１の使用電圧範囲の上限電圧を超えていると判定した場合、第１蓄電池２１の過電圧異常が生じていると判定すればよい。一方、マイコン７３は、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨが第１蓄電池２１の使用電圧範囲の下限電圧を下回っていると判定した場合、第１蓄電池２１の低電圧異常が生じていると判定すればよい。マイコン７３は、第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬが第２蓄電池２２の使用電圧範囲の上限電圧を超えていると判定した場合、第２蓄電池２２の過電圧異常が生じていると判定すればよい。一方、マイコン７３は、第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬが第２蓄電池２２の使用電圧範囲の下限電圧を下回っていると判定した場合、第２蓄電池２２の低電圧異常が生じていると判定すればよい。

電力変換装置１１の異常には、インバータ３０の異常と、回転電機４０の異常と、制御装置７０の異常とが含まれる。回転電機４０の異常には、意図しない車両の加減速が発生する異常が含まれる。マイコン７３は、加速度センサ５２及び角度センサ６４のうち少なくとも一方の検出値に基づいて、意図しない車両の加減速が発生したか否かの判定を行えばよい。

インバータ３０の異常には、短絡故障が含まれる。短絡故障は、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうち少なくとも１つがオンに維持される故障である。マイコン７３は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、上アームセンス電圧及び下アームセンス電圧の検出値のうち少なくとも１つに基づいて、短絡故障が発生したか否かの判定を行えばよい。

制御装置７０の異常には、低圧電源２６から制御装置７０へと給電できなくなる異常と、制御装置７０内の異常とが含まれる。制御装置７０内の異常には、入力回路７１の異常と、電源回路７２の異常と、マイコン７３から上，下アームドライバ７５，７６へとスイッチング指令を正常に伝達できなくなる異常と、絶縁電源７４から電圧を出力できなくなる異常とが含まれる。絶縁電源７４から電圧を出力できなくなる異常には、絶縁電源７４の異常と、低圧電源２６から絶縁電源７４に給電できなくなる異常とが含まれる。ここで、低圧電源２６から絶縁電源７４に給電できなくなる異常は、例えば、低圧電源２６から絶縁電源７４までの電気経路が断線することにより発生する。また、下アームドライバ７６を例に説明すると、スイッチング指令を正常に伝達できなくなる異常には、マイコン７３から下アーム絶縁伝達部までの信号経路が断線する異常が含まれる。

上述した電力変換システム１０の異常は、例えば、車両の衝突により発生する。マイコン７３は、加速度センサ５２の検出値に基づいて、車両の衝突が発生したか否かを判定してもよい。マイコン７３は、車両の衝突が発生したと判定した場合、３相短絡制御の実行要求があると判定してもよい。また、マイコン７３は、上述した電力変換システム１０の異常のうち少なくとも１つの異常が発生したと判定した場合、３相短絡制御の実行要求があると判定すればよい。

制御装置７０は、その高圧領域に異常用電源８０を備えている。異常用電源８０は、平滑コンデンサ３２の出力電圧が供給されることにより異常用駆動電圧を生成する。異常用電源８０は、例えば、スイッチング電源又はシリーズ電源等である。

制御装置７０は、その高圧領域に、通常用電源経路８２、通常用ダイオード８３、異常用電源経路８４及び異常用スイッチ８５を備えている。通常用電源経路８２は、絶縁電源７４の出力側と下アームドライバ７６とを接続し、下アーム駆動電圧ＶｄＬを下アームドライバ７６に供給する。通常用ダイオード８３は、アノードが絶縁電源７４の出力側に接続された状態で、通常用電源経路８２の中間位置に設けられている。

通常用電源経路８２のうち通常用ダイオード８３よりも下アームドライバ７６側と、異常用電源８０とは、異常用電源経路８４により接続されている。異常用スイッチ８５は、異常用電源経路８４に設けられている。異常用電源経路８４は、異常用駆動電圧を下アームドライバ７６に供給する。

判定部８１には、信号伝達部７７を介して短絡要求信号Ｓｇ１が入力される。また、判定部８１には、絶縁電源７４の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給される。判定部８１は、論理Ｈの短絡要求信号Ｓｇ１が入力されたとの条件、及び下アーム駆動電圧ＶｄＬが所定電圧Ｖｐを下回っているとの条件のうち少なくとも一方が成立していると判定した場合、３相短絡制御を行うと判定する。ここで、所定電圧Ｖｐは、３相短絡制御が行われた場合に上下アーム短絡が生じることを抑制すべく、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨがオフするまでの十分な期間が経過したと判定できる値に設定されていればよい。所定電圧Ｖｐは、例えば、上記閾値電圧Ｖｔｈと同じ値又は閾値電圧Ｖｔｈ未満の値に設定されていればよい。判定部８１は、３相短絡制御を行うと判定した場合、異常用スイッチ８５をオンに切り替える。これにより、下アームドライバ７６に電力が供給される。また、判定部８１は、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬのオン指令を下アームドライバ７６に出力する。これにより、３相短絡制御が行われる。

ところで、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、３相短絡制御の実行要求があると判定されることがある。具体的には、昇温制御又は昇温モータ駆動制御の実行中において、３相短絡制御の実行要求があると判定されることがある。この場合、３相短絡制御が行われることに起因して、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗに生じる逆起電圧が、接続経路６０を介して組電池２０に印加されてしまう可能性がある。そのため、組電池２０の信頼性が低下することが懸念される。

図４及び図５に、本実施形態とは異なり、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬがオンされる３相短絡制御が行われた場合の比較例を示す。図４は、３相短絡制御が実行される前後における各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの推移を示す図であり、図５は、３相短絡制御の実行中に形成される電流経路の一例を示す図である。図４の時刻ｔ１以降において、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、３相短絡制御が行われる。

この場合、例えば図５に示すように、第２蓄電池２２、接続経路６０、Ｖ相巻線４１Ｖ及びＶ相下アームスイッチＱＶＬを含む電流経路が形成される。この状況では、中性点Ｏと中間端子Ｂとが短絡され、第２蓄電池２２から回転電機４０へと電力が供給され続ける。このため、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの直流成分が増大してしまう。その結果、第２蓄電池２２に印加される電圧が増大し、第２蓄電池２２の過電圧異常が発生する可能性がある。

なお、昇温制御又は昇温モータ駆動制御が行われる場合でも、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬがオンされることにより、上述した電流経路が形成され得る。しかしながら、昇温制御又は昇温モータ駆動制御が行われる場合では、３相短絡制御が行われる場合と異なり、各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬが同時にオンされる状況が発生しないため、接続経路６０に大電流が流れることが抑制される。

本実施形態では、電力変換装置１１は、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、３相短絡制御が行われる場合に、接続経路６０に大電流が流れることを抑制する以下の構成を備える。

マイコン７３は、３相短絡制御の実行要求があると判定した場合、接続スイッチ６１ａをオフする。具体的には、制御装置７０は、その高圧領域に、駆動回路８６を備えている。駆動回路８６は、接続スイッチ６１ａのオンオフを切り替える回路である。駆動回路８６には、マイコン７３から出力された短絡要求信号Ｓｇ１が、信号伝達部７７を介して入力される。駆動回路８６は、論理Ｈの短絡要求信号Ｓｇ１が入力された場合、接続スイッチ６１ａをオフに切り替える。また、駆動回路８６は、論理Ｌの短絡要求信号Ｓｇ１が入力された場合、接続スイッチ６１ａのオンオフを現状のまま維持する。なお、駆動回路８６には、絶縁電源７４の駆動電圧が供給されてもよいし、異常用駆動電圧が供給されてもよい。本実施形態において、駆動回路８６が「遮断部」に相当する。

図６に、マイコン７３が行う接続経路６０に流れる電流の遮断制御の処理手順を示す。この制御は、マイコン７３により、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ３０では、３相短絡制御の実行要求があるか否かを判定する。ステップＳ３０において否定判定した場合、本処理を終了する。一方、ステップＳ３０において肯定判定した場合、ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、短絡要求信号Ｓｇ１の論理をＨに切り替える。これにより、駆動回路８６に、論理Ｈの短絡要求信号Ｓｇ１が入力され、接続スイッチ６１ａがオフされる。その結果、接続経路６０に流れる電流が遮断される。

図７及び図８に、接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、３相短絡制御が行われた場合の制御の一例を示す。図７は、３相短絡制御が行われる前後における各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの推移を示す図であり、図８は、３相短絡制御の実行中に形成される電流経路の一例を示す図である。図７の時刻ｔ１以降において、接続スイッチ６１ａがオフされ、かつ、３相短絡制御が行われる。

この場合、例えば図８に示すように、Ｖ相巻線４１Ｖ、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬ、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬ及びＷ相巻線４１Ｗを含む電流経路が形成される。この状況では、回転電機４０とインバータ３０との間で電流が還流することにより、電力が消費される。これにより、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの振幅が低減される。また、接続スイッチ６１ａがオフされることにより、組電池２０と回転電機４０とは電気的に接続されないため、組電池２０に電圧が印加されることが抑制される。

本実施形態によれば、マイコン７３により３相短絡制御の実行要求があると判定された場合、接続スイッチ６１ａがオフされる。これにより、３相短絡制御が行われる期間において、接続スイッチ６１ａがオンされる事態の発生が抑制される。そのため、３相短絡制御が行われる期間において、接続経路６０を介して回転電機４０と組電池２０とが短絡され、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２に電圧が印加されることを抑制することができる。その結果、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２が、過電圧状態となることを抑制でき、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の信頼性が低下することを抑制することができる。

漏電検知動作を行う旨の信号Ｓｇｅが取得された場合、３相短絡制御の実行要求があると判定される。この場合、接続スイッチ６１ａがオフされると共に、３相短絡制御が行われた状態において高電圧回路の漏電検知動作が行われる。この高電圧回路の漏電検知動作では、インバータ３０よりも回転電機４０側の構成において漏電が発生していることが検知可能とされる。そのため、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオフされた状態において漏電検知動作が行われる場合に比べて広範囲の構成を、漏電検知の対象とすることができる。また、３相短絡制御行われる期間において、接続スイッチ６１ａがオフされるため、上述したように第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の信頼性が低下することを抑制できる。つまり、本実施形態によれば、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の信頼性が低下することを抑制しつつ、漏電検知動作を適切に行うことができる。

＜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説明する。本実施形態では、接続スイッチの構成を変更する。ここでは、接続スイッチがオンされた状態において、３相短絡制御が行われる期間の短縮を図る接続スイッチの構成について説明する。

図９に示すように、電力変換装置１１は、第１実施形態の接続スイッチ６１ａに代えて、接続スイッチ６１ｂを備えている。なお、図９において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

本実施形態の接続スイッチ６１ｂは、接続経路６０に流れる電流の導通及び遮断を切り替えるスイッチであり、第１実施形態の接続スイッチ６１ａに比べてターンオフ時間が短く、かつ、第１実施形態の接続スイッチ６１ａに比べてオン抵抗が高い接続スイッチである。例えば、接続スイッチ６１ｂは、双方向での電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子であり、具体的には一対のＩＧＢＴにより構成されている。接続スイッチ６１ｂは、第１実施形態の接続スイッチ６１ａの場合と同様に、駆動回路８６によりオンオフが切り替えられる。

接続スイッチ６１ｂが用いられる場合、第１実施形態の接続スイッチ６１ａが用いられる場合に比べて、接続経路６０に流れる電流の遮断が高速に行われるものの、電流遮断に伴い発生するサージ電圧が増大する可能性がある。そのため、接続スイッチ６１ｂに高電圧が印加されることに起因して、接続スイッチ６１ｂの信頼性が低下することが懸念される。

そこで、電力変換装置１１は、第１ダイオード９１、第２ダイオード９２及び並列コンデンサ９３を備えている。第１ダイオード９１のアノードは、接続スイッチ６１ｂと中性点Ｏとの間に接続されるとともに、第１ダイオード９１のカソードは、正極側母線Ｌｐに接続されている。第２ダイオード９２のアノードは、接続スイッチ６１ｂと中間端子Ｂとの間に接続されるとともに、第２ダイオード９２のカソードは、正極側母線Ｌｐに接続されている。並列コンデンサ９３は、接続経路６０に設けられており、接続スイッチ６１ｂに対して並列接続されている。

図１０に、３相短絡制御が行われる前後の制御の一例を示す。図１０において、（ａ）は電力変換装置１１の制御状態を示し、（ｂ）は組電池２０の端子電圧ＶＢの推移を示し、（ｃ）は各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの推移を示す。なお、図１０（ｂ）では、本実施形態の組電池２０の端子電圧ＶＢの推移を実線で示し、接続スイッチ６１ｂよりもターンオフ期間が長い接続スイッチを用いた比較例における組電池２０の端子電圧ＶＢｒｅｆの推移を破線で示している。

図１０の時刻ｔ１以前では、昇温制御及び昇温モータ駆動制御のうちいずれか一方が行われている。つまり、時刻ｔ１以前では、接続スイッチ６１ｂがオンされている。時刻ｔ１において、マイコン７３により組電池２０の端子電圧ＶＢが上限電圧Ｖαを超えたと判定され、３相短絡制御が行われるとともに、接続スイッチ６１ｂがオフされる。なお、上限電圧Ｖαは、例えば組電池２０の使用電圧範囲の上限電圧である。

時刻ｔ１以降では、接続スイッチ６１ｂが速やかにオフされる。これにより、組電池２０と回転電機４０とが電気的に遮断されるため、３相短絡制御の実行中において組電池２０と回転電機４０とが接続経路６０を介して接続されることに起因して、組電池２０に電圧が印加されることが抑制される。そのため、例えば、組電池２０の端子電圧ＶＢは、充放電停止中の端子電圧Ｖβまで漸減する。この場合に、接続スイッチ６１ｂよりもターンオフ期間が長い接続スイッチが用いられる場合に比べて、組電池２０の端子電圧ＶＢの上昇が的確に抑制される。なお、接続スイッチ６１ｂよりもターンオフ期間が長い接続スイッチが用いられる場合では、組電池２０と回転電機４０とが接続経路６０を介して接続される期間が、接続スイッチ６１ｂが用いられる場合よりも長くなる。このため、比較例の組電池２０の端子電圧ＶＢｒｅｆが、本実施形態の組電池２０の端子電圧ＶＢに比べて上昇してしまう。

時刻ｔ１において、３相短絡制御が行われるとともに、接続スイッチ６１ｂがオフされることに伴い、サージ電圧が発生する。この場合、図１０（ｃ）に示すように、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗには、過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが重畳される。本実施形態では、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２により、過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが還流する経路が確保される。また、並列コンデンサ９３により、過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに起因する電圧の変化が抑制される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

本実施形態では、接続経路６０に接続スイッチ６１ｂが設けられる。この場合、３相短絡制御の実行要求があると判定されてから、接続スイッチ６１ｂがオフされるまでの期間が、接続スイッチ６１ｂよりもターンオフ期間が長いスイッチが設けられる場合に比べて短くされる。これにより、接続スイッチ６１ｂがオンされた状態において、３相短絡制御が行われる期間が、接続スイッチ６１ｂよりもターンオフ期間が長いスイッチが設けられる場合に比べて短くなる。そのため、組電池２０の端子電圧ＶＢが上昇することを的確に抑制することができる。

３相短絡制御が行われるとともに、接続スイッチ６１ｂがオフされることに伴い、サージ電圧が発生する。サージ電圧の発生に起因して、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが重畳し、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が増大し得る。その結果、接続スイッチ６１ｂの信頼性が低下してしまう懸念がある。

この点、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２を介して、接続経路６０に流れる電流が還流されるようにした。これにより、過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの発生に起因して、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が増大することが抑制される。また、接続スイッチ６１ｂに対して並列コンデンサ９３が並列接続されるようにした。これにより、過渡電流Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの発生に起因して、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が変化することが抑制される。そのため、３相短絡制御が行われるとともに、接続スイッチ６１ｂがオフされる際に、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が増大することが抑制される。その結果、接続スイッチ６１ｂの信頼性が低下する事態の発生を抑制することができる。

接続スイッチ６１ｂの両側にダイオードが設けられる。これにより、接続スイッチ６１ｂがオフされる際に、中性点Ｏから中間端子Ｂへと向かう向きに電流が流れている場合、第１ダイオード９１を介して、接続経路６０に流れる電流が還流される。また、接続スイッチ６１ｂがオフされる際に、中間端子Ｂから中性点Ｏへと向かう向きに電流が流れている場合、第２ダイオード９２を介して、接続経路６０に流れる電流が還流される。つまり、接続経路６０に流れる電流の方向が、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向き及び中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きのどちらであっても、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２のうちいずれか一方を介して、接続経路６０に流れる電流が還流される。そのため、接続スイッチ６１ｂがオフされる際に、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が増大することを的確に抑制することができる。

本実施形態では、接続スイッチ６１ｂがオンされた状態において昇温制御が行われる。この場合、接続経路６０には交流電流が流れるため、接続経路６０には、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向き、及び中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きのどちらにも電流が流れる。この点、接続スイッチ６１ｂの両側にダイオードが設けられる本実施形態は、接続スイッチ６１ｂがオフされる際に、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧の増大を抑制するのに好適な構成である。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、接続スイッチの構成を変更する。ここでは、接続経路６０に流れる電流の高速遮断と、接続スイッチがオンされている間に生じる導通損失の低減との両立を図る構成について説明する。

３相短絡制御が実行されても、組電池２０の過電圧異常が発生する程まで、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が高くならない状況があると考えられる。この状況では、接続経路６０に流れる電流を速やかに遮断することよりも、接続スイッチが導通している間に生じる導通損失の低減を優先することが望ましいと考えられる。

そこで、図１１に示すように、電力変換装置１１は、互いに並列接続されている第１接続スイッチ６１ａ及び第２接続スイッチ６１ｂを備えている。第１接続スイッチ６１ａは、第１実施形態で説明した接続スイッチ６１ａであり、第２接続スイッチ６１ｂは、第２実施形態で説明した接続スイッチ６１ｂである。第２接続スイッチ６１ｂは、接続経路６０に設けられている。第１接続スイッチ６１ａは、第２接続スイッチ６１ｂに対して並列接続されている。なお、図１１において、先の図１及び図９に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

図１２に、制御装置７０が行うスイッチング制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置７０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１２において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ１２の処理の後、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、第１接続スイッチ６１ａをオフするとともに、第２接続スイッチ６１ｂをオフする。これにより、中間端子Ｂと中性点Ｏとが電気的に遮断される。ステップＳ４０の処理の後、本処理を終了する。また、ステップＳ１４の処理の後、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１の処理は、ステップＳ４０の処理内容と同様である。ステップＳ４１の処理の後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１８の処理の後、ステップＳ４２に進む。ステップＳ４２では、第１接続スイッチ６１ａをオンするとともに、第２接続スイッチ６１ｂをオフする。ステップＳ４２の処理の後、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２１の後、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、第１接続スイッチ６１ａをオフするとともに、第２接続スイッチ６１ｂをオンする。ステップＳ４３の処理の後、ステップＳ２３に進む。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

第２接続スイッチ６１ｂが接続経路６０に設けられ、第１接続スイッチ６１ａが第２接続スイッチ６１ｂに対して並列接続されている。ここで、第２接続スイッチ６１ｂは、第２実施形態で説明したように、第１接続スイッチ６１ａに比べてターンオフ時間が短く、かつ、第１接続スイッチ６１ａに比べてオン抵抗が高い接続スイッチである。この場合、電力変換装置１１の動作条件に応じて第１接続スイッチ６１ａ及び第２接続スイッチ６１ｂのうちいずれか一方がオンされることにより、接続経路６０に流れる電流の高速遮断と、接続スイッチがオンされている間に生じる導通損失の低減とを両立することが可能となる。

回転電機４０のロータが回転している状況では、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて逆起電圧が発生しているため、３相短絡制御の実行要求があると判定された場合において接続スイッチを速やかにオフすることが望ましい。一方、回転電機４０のロータの回転が停止している状況では、接続スイッチがオンされた状態において短絡制御が行われても、組電池２０が過電圧状態となる可能性は低いと考えられる。この場合、接続経路６０に流れる電流の高速遮断よりも、接続スイッチがオンされている間に生じる導通損失の低減を図る方が望ましい。

そこで、回転電機４０のロータを回転駆動させる駆動要求があるか否かが判定される。駆動要求があると判定された場合、第１接続スイッチ６１ａがオフされるとともに、第２接続スイッチ６１ｂがオンされつつ、モータ駆動制御又は昇温モータ駆動制御が行われる。この場合、第１接続スイッチ６１ａよりもターンオフ期間の短い第２接続スイッチ６１ｂがオンされる。これにより、３相短絡制御を実行すると判定された場合に、第１接続スイッチ６１ａがオンされる場合に比べて、第２接続スイッチ６１ｂを速やかにオフすることができる。その結果、第１接続スイッチ６１ａを用いる場合に比べて、接続経路６０に流れる電流の高速遮断を行うことができる。

一方、回転電機４０のロータを回転駆動させる駆動要求がないと判定された場合、第１接続スイッチ６１ａがオンされるとともに、第２接続スイッチ６１ｂがオフされる。この場合、第２接続スイッチ６１ｂよりもオン抵抗が低い第１接続スイッチ６１ａがオンされつつ、昇温制御が行われる。これにより、第１接続スイッチ６１ａが導通している間に生じる導通損失を、第２接続スイッチ６１ｂの場合に比べて低減することができる。このように回転電機４０の駆動要求の有無に応じてオンさせる接続スイッチを変更することにより、接続経路６０に流れる電流の高速遮断と、接続スイッチがオンされている間に生じる導通損失の低減とを両立することができる。

＜第３実施形態の変形例＞
回転電機４０のロータが回転している状況であっても、ロータの回転速度が低い場合には、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が低いと考えられる。この場合、接続スイッチがオンされた状態において３相短絡制御が行われても、組電池２０が過電圧状態となる可能性は低いと考えられる。

そこで、本実施形態では、制御装置７０が行う制御の処理手順を変更する。図１３に、制御装置７０が行う制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置７０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１３において、先の図１２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ２１の処理の後、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗのおいて生じる逆起電圧に関する電圧情報を取得する。本実施形態では、電圧情報は、角度センサ６４の検出値である。なお、電圧情報は、角度センサ６４の検出値に限らず、相電流センサ６２の検出値であってもよいし、相電流センサ６２の検出値及び角度センサ６４の検出値のうち少なくとも一方に基づいて推定された、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧の推定値であってもよい。また、ステップＳ４４の処理は、ステップＳ２１の処理の後に限らず、例えばステップＳ１０の処理の後に行われてもよい。

ステップＳ４５では、電圧情報に基づいて、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が許容値以下であるか否かを判定する。本実施形態では、角度センサ６４の検出値に基づいて、回転電機４０の回転速度を算出する。算出した回転電機４０の回転速度が、許容回転速度以下であるか否かを判定する。許容回転速度は、組電池２０及び平滑コンデンサ３２のうち少なくとも一方の耐圧に基づいて設定されるとよい。算出した回転電機４０の回転速度が、許容回転速度以下であると判定した場合、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が許容値以下であると判定する。ステップＳ４５において否定判定した場合、ステップＳ４３に進む。一方、ステップＳ４５において肯定判定した場合、ステップＳ４６に進む。

なお、ステップＳ４４において、電圧情報として、相電流センサ６２の検出値を取得した場合には、取得した検出値に基づいて、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの実効値を算出してもよい。この場合、算出した各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの実効値が、許容実効値以下であるか否かを判定してもよい。また、電圧情報として、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧の推定値を取得した場合には、取得した推定値が、許容逆起電圧以下であるか否かを判定してもよい。許容実効値及び許容逆起電圧は、組電池２０及び平滑コンデンサ３２のうち少なくとも一方の耐圧に基づいて設定されるとよい。

ステップＳ４６では、第１接続スイッチ６１ａをオンするとともに、第２接続スイッチ６１ｂをオフする。ステップＳ４６の処理の後、ステップＳ２３に進む。

本実施形態によれば、回転電機４０のロータを回転駆動させる駆動要求があると判定された場合に、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が許容値以下であるか否かが判定される。各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗにおいて生じる逆起電圧が許容値以下であると判定された場合に、第１接続スイッチ６１ａがオンされるとともに、第２接続スイッチ６１ｂがオフされる。この場合、第２接続スイッチ６１ｂよりもオン抵抗が低い第１接続スイッチ６１ａがオンされる。つまり、回転電機４０のロータが回転している状況であっても、組電池２０が過電圧状態となる可能性が低いと判定される場合には、接続経路６０に流れる電流の高速遮断と、接続スイッチがオンされている間に生じる導通損失の低減とのうち、接続スイッチの導通損失の低減を優先させることができる。

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、遮断制御の制御主体を、マイコン７３から判定部８１へと変更する。図１４に、制御装置７０の構成を示す。なお、図１４において、先の図３に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

判定部８１は、論理Ｈの短絡要求信号Ｓｇ１が入力されたと判定した場合、遮断信号Ｓｇｆの論理をＬからＨに切り替える。ここで、遮断信号Ｓｇｆは、第１接続スイッチ６１ａをオフする要求の有無を示す信号である。具体的には、遮断信号Ｓｇｆの論理がＬの場合、第１接続スイッチ６１ａをオフする要求がないことを示し、遮断信号Ｓｇｆの論理がＨの場合、第１接続スイッチ６１ａをオフする要求が有ることを示す。

駆動回路８６には、短絡要求信号Ｓｇ１に代えて、遮断信号Ｓｇｆが入力される。駆動回路８６は、論理Ｈの遮断信号Ｓｇｆが入力された場合、第１接続スイッチ６１ａをオフに切り替える。また、駆動回路８６は、論理Ｌの遮断信号Ｓｇｆが入力された場合、第１接続スイッチ６１ａのオンオフを現状のまま維持する。

図１５に、判定部８１が行う処理の手順を示す。この処理は、判定部８１により、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ５０では、３相短絡制御を行うか否かを判定する。本実施形態では、短絡要求信号Ｓｇ１の論理がＨであるとの条件、及び下アーム駆動電圧ＶｄＬが所定電圧Ｖｐを下回っているとの条件のうち少なくとも一方が成立しているか否かを判定する。ステップＳ５０において否定判定した場合、本処理を終了する。一方、ステップＳ５０において肯定判定した場合、ステップＳ５１に進む。

ステップＳ５１では、遮断信号Ｓｇｆの論理をＨに切り替える。これにより、駆動回路８６に、論理Ｈの遮断信号Ｓｇｆが入力され、第１接続スイッチ６１ａがオフされる。その結果、接続経路６０に流れる電流が遮断される。

ステップＳ５２では、３相短絡制御を実施する。具体的には、各下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのオン指令を下アームドライバ７６に出力する。これにより、３相短絡制御が行われる。

本実施形態によれば、各下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのオン指令が下アームドライバ７６に出力されるのに先立ち、遮断信号Ｓｇｆの論理をＨに切り替える処理が行われる。これにより、第１接続スイッチ６１ａがオフされる処理のタイミングを、各下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨのオン指令が出力されるタイミングよりも前にすることが可能となる。その結果、第１接続スイッチ６１ａがオンされた状態において、３相短絡制御が行われる事態の発生を的確に抑制することができる。

＜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１実施形態において、第１接続スイッチ６１ａをオンした状態において行われるスイッチング制御は、昇温制御及び昇温モータ駆動制御に限られない。制御装置７０は、第１接続スイッチ６１ａをオンした状態において、エネルギ管理制御を行ってもよい。制御装置７０は、エネルギ管理制御として、第１接続スイッチ６１ａをオンした状態において、スイッチングデバイス部３１、各相巻線４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ及び接続経路６０を介して、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２の間に直流電流が流れるように、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンオフする。これにより、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち一方から他方へと電力が授受される。

昇温制御に代えて、エネルギ管理制御が行われる場合、先の図２で説明した処理を以下のように変更するとよい。ここでは、エネルギ管理制御として、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬの均等化を目的とする均等化制御が行われる場合について説明する。

ステップＳ１０では、昇温要求があるか否かを判定することに代えて、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬの均等化要求があるか否かを判定するとよい。具体的には、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨと第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬとの差の絶対値が、所定値を超えていると判定した場合、均等化要求があると判定する。

ステップＳ１８では、昇温制御に代えて、均等化制御を行うとよい。ステップＳ２０において、均等化制御のＰＷＭ処理では、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出するとよい。詳しくは、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨから第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬを減算することにより、判定電圧を算出する。算出した判定電圧が正の値の場合、中性点指令電流を正の値に設定する。一方、算出した判定電圧が負の値の場合、中性点指令電流を負の値に設定する。中性点指令電流を設定する際に、判定電圧の絶対値が大きいほど、中性点指令電流の絶対値を大きく設定する処理を行ってもよい。なお、本実施形態の中性点指令電流は直流電流である。また、中性点指令電流が設定された後のＰＷＭ処理は、昇温制御の場合と同様である。

ステップＳ２１では、昇温モータ駆動制御に代えて、均等化モータ駆動制御を行うとよい。ステップＳ２３のＰＷＭ制御では、回転電機４０のトルク指令値、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率を算出するとよい。均等化モータ駆動制御では、均等化制御の場合と同様に、中性点指令電流を設定するよい。

・エネルギ管理制御では、第１蓄電池２１の端子電圧ＶＨ及び第２蓄電池２２の端子電圧ＶＬの均等化を目的とすることなく、第１蓄電池２１と第２蓄電池２２との間でエネルギの授受が行われてもよい。均等化を目的とすることなくエネルギの授受が行われる状況としては、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうちいずれか一方が、電力変換システム１０の外部に設けられる充電器に接続可能とされる状況を想定している。この状況において、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち、充電器により充電された方の蓄電池から、他方の蓄電池へと電力が授受される状況を想定している。

上述した状況では、エネルギ管理制御が行われることにより、接続経路６０には、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向き、及び中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きのうちいずれか一方の向きに電流が流れる。具体的には、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へと電力が授受されるエネルギ管理制御が行われることにより、接続経路６０には、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向きに電流が流れる。また、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へと電力が授受されるエネルギ管理制御が行われる場合ことにより、接続経路６０には、中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きに電流が流れる。

・第２実施形態及び第３実施形態において、第２接続スイッチ６１ｂは、双方向での電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子に代えて、一方向での電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子でもよい。第２接続スイッチ６１ｂが一方向での電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子とされる状況としては、上述したように、エネルギ管理制御として、第１蓄電池２１及び第２蓄電池２２のうち一方から他方のみへと電力が授受される制御が行われる状況を想定している。

例えば、エネルギ管理制御として、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へと電力が授受される制御が行われる場合、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向きに流れる電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子が用いられるとよい。図１６及び図１７には、第２接続スイッチ６１ｂとして、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向きに流れる電流の導通及び遮断を行うＩＧＢＴが用いられる場合の構成を示す。また、例えば、エネルギ管理制御として、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へと電力が授受される制御が行われる場合、中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きに流れる電流の導通及び遮断を行う半導体スイッチング素子が用いられるとよい。図１８及び図１９には、第２接続スイッチ６１ｂとして、中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きに流れる電流の導通及び遮断を行うＩＧＢＴが用いられる場合の構成を示す。

・第２実施形態において、第２接続スイッチ６１ｂは、ＩＧＢＴに代えて、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。図２０には、先の図９に示す構成において、第２接続スイッチ６１ｂが、互いのソースが接続された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成される例を示す。また、図２１に示すように、先の図１１に示す構成において、第２接続スイッチ６１ｂが、ＩＧＢＴに代えて、互いのソースが接続された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。

・第２実施形態において、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２のうち少なくとも一方を備えていなくてもよい。例えば、エネルギ管理制御として、第１蓄電池２１から第２蓄電池２２へと電力が授受される制御が行われる場合、接続経路６０には、中性点Ｏから中間端子Ｂへ向かう向きに電流が流れる。この場合、図２２に示すように、第２ダイオード９２が備えられていなくてもよい。また、例えば、エネルギ管理制御として、第２蓄電池２２から第１蓄電池２１へと電力が授受される制御が行われる場合、中間端子Ｂから中性点Ｏへ向かう向きに電流が流れる。この場合、図２３に示すように、第１ダイオード９１が備えられていなくてもよい。

本実施形態によれば、エネルギ管理制御の実行態様に応じて、電力変換装置１１にダイオードを備えることが省略される。これにより、電力変換装置１１に備えられるダイオードの数を低減しつつ、接続スイッチ６１ｂに印加される電圧が増大することを抑制することができる。

・第２実施形態において、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２の両方を備えていなくてもよい。

・第２実施形態において、並列コンデンサ９３を備えていなくてもよい。

・第１実施形態及びその変形例と、第２実施形態及びその変形例と、第３実施形態及びその変更例と、第４実施形態とを組み合わせて実施してもよい。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施すべく、図２４に示すように、電力変換装置１１が、第１接続スイッチ６１ａ、第２接続スイッチ６１ｂ、第１ダイオード９１、第２ダイオード９２、及び並列コンデンサ９３を備える構成としてもよい。また、例えば、第２実施形態の変形例と第３実施形態とを組み合わせて実施すべく、図２５、図２６及び図２７に示す構成としてもよい。図２５では、電力変換装置１１が、第１接続スイッチ６１ａ、第２接続スイッチ６１ｂ、第２ダイオード９２及び並列コンデンサ９３を備えている。図２６では、電力変換装置１１が、第１接続スイッチ６１ａ、第２接続スイッチ６１ｂ、第１ダイオード９１及び並列コンデンサ９３を備えている。図２７では、電力変換装置１１が、第１接続スイッチ６１ａ、第２接続スイッチ６１ｂ、第１ダイオード９１及び第２ダイオード９２を備えている。

・制御装置７０は、３相短絡制御として、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオンするとともに、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオフする制御を行ってもよい。

・スイッチングデバイス部３１を構成する上，下アームスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、高電位側端子はドレインとなり、低電位側端子はソースとなる。

・電力変換システム１０の搭載先としては、車両に限られず、例えば航空機又は船舶等の移動体であってもよい。移動体が航空機の場合、回転電機４０は航空機の飛行動力源となり、移動体が船舶の場合、回転電機４０は船舶の航行動力源となる。また、電力変換システム１０の搭載先としては、移動体に限られない。

・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］
星形結線された巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）の直列接続体を有するインバータ（３０）と、を備える電力変換装置（１１）において、
直列接続された第１蓄電池（２１）及び第２蓄電池（２２）において前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１ａ，６１ｂ）と、
前記接続スイッチをオンしつつ、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのうちいずれか一方をオンし、他方をオフする短絡制御を行うか否かを判定する判定部（７３，８１）と、
前記短絡制御を行うと判定された場合、前記接続スイッチをオフする遮断部（８６）と、を備える電力変換装置。
［構成２］
前記接続スイッチは、互いに並列接続されている第１接続スイッチ（６１ａ）及び第２接続スイッチ（６１ｂ）であり、
前記第２接続スイッチは、前記第１接続スイッチに比べてターンオフ時間が短く、かつ、前記第１接続スイッチに比べてオン抵抗が高い構成１に記載の電力変換装置。
［構成３］
前記制御部は、
前記回転電機のロータを回転駆動させる駆動要求があるか否かを判定し、
前記駆動要求があると判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第２接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行い、
前記駆動要求がないと判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第１接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行う構成２に記載の電力変換装置。
［構成４］
前記制御部は、
前記巻線において生じる逆起電圧に関する電圧情報を取得し、
前記駆動要求があると判定した場合、前記電圧情報に基づいて、前記巻線において生じる逆起電圧が許容値以下であるか否かを判定し、
前記巻線において生じる逆起電圧が前記許容値以下であると判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第１接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行う構成３に記載の電力変換装置。
［構成５］
ダイオード（９１，９２）を備え、
前記ダイオードのアノードは、前記接続スイッチの両側のうちいずれか一方に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続されている構成１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
［構成６］
前記ダイオードは、第１ダイオード（９１）及び第２ダイオード（９２）であり、
前記第１ダイオードのアノードは、前記接続スイッチと前記中性点との間に電気的に接続され、前記第１ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続され、
前記第２ダイオードのアノードは、前記接続スイッチと前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側との間に電気的に接続され、前記第２ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続されている構成５に記載の電力変換装置。
［構成７］
前記制御部は、前記接続スイッチをオンしつつ、前記接続経路に交流電流を流すように、前記スイッチング制御を行う構成６に記載の電力変換装置。
［構成８］
前記接続スイッチに対して並列に接続されているコンデンサ（９３）を備える構成１～７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 (9)

1. 星形結線された各相の巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
   上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）の直列接続体を相数分有するインバータ（３０）と、を備える電力変換装置（１１）において、
   直列接続された第１蓄電池（２１）及び第２蓄電池（２２）において前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
   前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１ａ，６１ｂ）と、
   前記接続スイッチをオンしつつ、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
   各相の前記上アームスイッチをオフしてかつ各相の前記下アームスイッチをオンする、又は各相の前記上アームスイッチをオンしてかつ各相の前記下アームスイッチをオフする短絡制御を行うか否かを判定する判定部（７３，８１）と、
   前記短絡制御を行うと判定された場合、前記接続スイッチをオフする遮断部（８６）と、を備える電力変換装置。
2. 前記接続スイッチは、互いに並列接続されている第１接続スイッチ（６１ａ）及び第２接続スイッチ（６１ｂ）であり、
   前記第２接続スイッチは、前記第１接続スイッチに比べてターンオフ時間が短く、かつ、前記第１接続スイッチに比べてオン抵抗が高い請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記制御部は、
   前記回転電機のロータを回転駆動させる駆動要求があるか否かを判定し、
   前記駆動要求があると判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第２接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行い、
   前記駆動要求がないと判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第１接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行う請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御部は、
   前記巻線において生じる逆起電圧に関する電圧情報を取得し、
   前記駆動要求があると判定した場合、前記電圧情報に基づいて、前記巻線において生じる逆起電圧が許容値以下であるか否かを判定し、
   前記巻線において生じる逆起電圧が前記許容値以下であると判定した場合、前記第１接続スイッチ及び前記第２接続スイッチのうち前記第１接続スイッチをオンしつつ前記スイッチング制御を行う請求項３に記載の電力変換装置。
5. ダイオード（９１，９２）を備え、
   前記ダイオードのアノードは、前記接続スイッチの両側のうちいずれか一方に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続されている請求項１に記載の電力変換装置。
6. 前記ダイオードは、第１ダイオード（９１）及び第２ダイオード（９２）であり、
   前記第１ダイオードのアノードは、前記接続スイッチと前記中性点との間に電気的に接続され、前記第１ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続され、
   前記第２ダイオードのアノードは、前記接続スイッチと前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側との間に電気的に接続され、前記第２ダイオードのカソードは、前記上アームスイッチの高電位側端子に電気的に接続されている請求項５に記載の電力変換装置。
7. 前記制御部は、前記接続スイッチをオンしつつ、前記接続経路に交流電流を流すように、前記スイッチング制御を行う請求項６に記載の電力変換装置。
8. 前記接続スイッチに対して並列に接続されているコンデンサ（９３）を備える請求項１に記載の電力変換装置。
9. 星形結線された各相の巻線（４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ）を有する回転電機（４０）と、
   上アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ）及び下アームスイッチ（ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）の直列接続体を相数分有するインバータ（３０）と、
   制御装置（７０）と、
   を備える電力変換装置（１１）に適用されるプログラムにおいて、
   前記電力変換装置は、
   直列接続された第１蓄電池（２１）及び第２蓄電池（２２）において前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する接続経路（６０）と、
   前記接続経路に設けられ、オンされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に接続し、オフされることにより前記第１蓄電池の負極側及び前記第２蓄電池の正極側と前記中性点とを電気的に遮断する接続スイッチ（６１ａ，６１ｂ）と、
   を備え、
   前記制御装置に、
   前記接続スイッチをオンしつつ、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのスイッチング制御を行う処理と、
   各相の前記上アームスイッチをオフしてかつ各相の前記下アームスイッチをオンする、又は各相の前記上アームスイッチをオンしてかつ各相の前記下アームスイッチをオフする短絡制御を行うか否かを判定する処理と、
   前記短絡制御を行うと判定された場合、前記接続スイッチをオフする処理と、
   を実行させる、プログラム。