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技術 効率的な地上電気自動車用の並列モジュラーコンバータアーキテクチャ

出願人 ザ・ボーイング・カンパニー
発明者 クロラック,マシュージェー.リウ,ションイー
出願日 2016年7月26日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-145961
公開日 2017年4月20日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2017-077154
状態 特許登録済
技術分野 インバータ装置 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード トラクタートレーラー 中央電源 パワーインバータ マスターコントロール 機械依存 各電気モータ 性能モード ステアリングアクスル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月20日)のものです。
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図面 (7)

課題

自動車の別々の車輪が個別のモータによって駆動されている場合、モータのそれぞれに対して専用のパワーコンバータを必要としない電気自動車を提供する。

解決手段

電気モータ152、154、156、158は、DC電力をAC電力に変換する複数の並列パワーコンバータ208を含む並列モジュラーコンバータ202によって、DC電源210に接続されている。電気モータの負荷条件満足するため電力を十分に供給するように、並列モジュラーコンバータは、別々の並列パワーコンバータを電気モータの別々のものと選択的に接続する。電気モータの負荷条件が動的に変化するのにつれて、並列モジュラーコンバータは、変化する負荷条件を満足するため、特定の並列パワーコンバータを異なるモータに選択的に接続することが可能である。

概要

背景

通常、電気自動車は、バッテリからの直流(DC)電力を、自動車車輪を駆動する電気モータが使用する交流(AC)電力に変換するために、パワーコンバータを利用する。一定量の電力を変換するため、パワーコンバータには定格が定められている。パワーコンバータの定格を増大させると、その結果、パワーコンバータはより重く、より高価になる。自動車の別々の車輪が個別のモータによって駆動されている例においては、モータのそれぞれに対して専用のパワーコンバータが設けられてきた。しかし、専用パワーコンバータ用の適切な定格電力を決定するのには、トレードオフが要求される。例えば、各前輪に設けられたACモータと、100キロワット(kW)のバッテリとを含む前輪駆動の自動車を考察されたい。そうした例示的な自動車の場合、各車輪専用のパワーコンバータは、2つのモータの間でバッテリの電力を等分するため、50kWの定格を有することができる。しかし、もし車輪のうちの1つにトラクションがかかっていない(例えば上または上にある)場合、自動車の電力のうちの50%が使用不能になる。使用不能の電力が発生することを回避するため、専用パワーコンバータの定格は、それぞれ(最大)100kWに増大され得、それによって、車輪のうちの1つにトラクションがかかっていない場合でも、バッテリの電力の全てが1つのモータに対して向けられ得る。しかし、各車輪に対して100kWのパワーコンバータを設けることは、自動車のコストと重量を増大させるであろう。

概要

自動車の別々の車輪が個別のモータによって駆動されている場合、モータのそれぞれに対して専用のパワーコンバータを必要としない電気自動車を提供する。電気モータ152、154、156、158は、DC電力をAC電力に変換する複数の並列パワーコンバータ208を含む並列モジュラーコンバータ202によって、DC電源210に接続されている。電気モータの負荷条件満足するため電力を十分に供給するように、並列モジュラーコンバータは、別々の並列パワーコンバータを電気モータの別々のものと選択的に接続する。電気モータの負荷条件が動的に変化するのにつれて、並列モジュラーコンバータは、変化する負荷条件を満足するため、特定の並列パワーコンバータを異なるモータに選択的に接続することが可能である。A

目的

PPC208の様々なAC電力信号を同期させるため、コントローラ212は、PPC208に対してマスターコントロール信号(例えば、パルス幅変調信号)を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の車輪(102、104、106、108)、前記複数の車輪のそれぞれに連結された複数のモータ(152、154、156、158)、及び、複数の並列パワーコンバータPPC)(208a〜208n)を含む並列モジュラーコンバータ(PMC)(202)を備える電気自動車であって、前記PMCは、前記自動車の前記モータの負荷条件に基づいて、前記PPCのうちの別々のものを前記モータに選択的に接続し、前記PPCは接続された前記モータのそれぞれに対して電力印加する、自動車(200)。

請求項2

前記PMCは前記複数のPPC及び前記複数のモータに接続されたスイッチングネットワーク(204)を含み、前記スイッチングネットワークは前記PPCのうちの別々のものを前記モータに選択的に接続する、請求項1に記載の自動車。

請求項3

前記自動車の前記モータの前記負荷条件は、動作要求及び環境条件のうちの少なくとも1つに基づいて決定される、請求項1に記載の自動車。

請求項4

前記動作要求は、加速要求制動要求、及び方向転換要求のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の自動車。

請求項5

前記PMCは、動作要求の変化に基づいて、PPCの接続を前記複数のモータのうちの第1のモータから、前記複数のモータのうちの第2のモータに選択的に変更する、請求項3に記載の自動車。

請求項6

前記環境条件は、前記複数の車輪のうちのそれぞれが利用可能なトラクションを含む、請求項3に記載の自動車。

請求項7

前記PMCに連結された電源をさらに備える、請求項1に記載の自動車。

請求項8

前記複数のPPCは、少なくとも合計で前記電源の出力容量を満たす複数のPPCを含む、請求項7に記載の自動車。

請求項9

複数の並列パワーコンバータ(PPC)(208a〜208n)を含む並列モジュラーコンバータ(PMC)(202)に接続された複数の受電回路からの負荷要求を検出すること(404)、及び前記負荷要求に基づいて前記受電回路を駆動するため、前記PPCを前記受電回路に選択的に接続すること、を含む方法(400)。

請求項10

前記受電回路は電気モータ(152、154、156、158)を備える、請求項9に記載の方法。

請求項11

前記負荷要求が動的に変化し、前記PPCを前記受電回路に選択的に接続すること(414)が、前記PPCを前記受電回路に動的に接続することを含む、請求項9に記載の方法。

請求項12

前記PPCからの電力を第1の受電回路及び第2の受電回路に分配するため、複数の前記PPCのうちの1つのPPCを、複数の受電回路のうちの前記第1の受電回路と選択的に接続し、次に反復して前記第2の受電回路と選択的に接続することをさらに含む、請求項9に記載の方法。

技術分野

0001

本明細書に記載の諸態様は、電力分配に関し、より具体的には、電気モータに電力を供給するための並列パワーコンバータスイッチングに関する。

背景技術

0002

通常、電気自動車は、バッテリからの直流(DC)電力を、自動車車輪を駆動する電気モータが使用する交流(AC)電力に変換するために、パワーコンバータを利用する。一定量の電力を変換するため、パワーコンバータには定格が定められている。パワーコンバータの定格を増大させると、その結果、パワーコンバータはより重く、より高価になる。自動車の別々の車輪が個別のモータによって駆動されている例においては、モータのそれぞれに対して専用のパワーコンバータが設けられてきた。しかし、専用パワーコンバータ用の適切な定格電力を決定するのには、トレードオフが要求される。例えば、各前輪に設けられたACモータと、100キロワット(kW)のバッテリとを含む前輪駆動の自動車を考察されたい。そうした例示的な自動車の場合、各車輪専用のパワーコンバータは、2つのモータの間でバッテリの電力を等分するため、50kWの定格を有することができる。しかし、もし車輪のうちの1つにトラクションがかかっていない(例えば上または上にある)場合、自動車の電力のうちの50%が使用不能になる。使用不能の電力が発生することを回避するため、専用パワーコンバータの定格は、それぞれ(最大)100kWに増大され得、それによって、車輪のうちの1つにトラクションがかかっていない場合でも、バッテリの電力の全てが1つのモータに対して向けられ得る。しかし、各車輪に対して100kWのパワーコンバータを設けることは、自動車のコストと重量を増大させるであろう。

0003

一態様によると、自動車には、複数の車輪、及び該複数の車輪のそれぞれに連結された複数のモータが含まれる。自動車には、並列モジュラーコンバータ(PMC)もまた含まれる。PMCには、複数の並列パワーコンバータ(PPC)が含まれる。PMCは、自動車のモータの負荷条件に基づいて、PPCのうちの別々のものを、複数のモータのうちのあるものに選択的に接続する。PPCは、接続されたモータのそれぞれに、電力を印加する。

0004

一態様によると、システムには並列モジュラーコンバータ(PMC)が含まれる。PMCには、複数の並列パワーコンバータ(PPC)及び、複数の出力が含まれる。PMCは、出力に接続された受電回路の負荷条件に基づいて、PPCのうちのそれぞれのものを、出力に選択的に接続する。

0005

一態様によると、方法には、複数の並列パワーコンバータ(PPC)を含む複数の並列モジュラーコンバータ(PMC)に接続された、複数の受電回路からの負荷要求を検出することが含まれる。方法には、負荷要求に基づいて受電回路を駆動するため、PPCを受電回路に選択的に接続することも、また含まれる。

図面の簡単な説明

0006

図1Aは、内燃機関トランスアクスル、及びドライブシャフトを使用する、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。図1Bは、図1Aの自動車に類似した自動車のドライブトレーンの概略平面図であるが、内燃機関が電気モータ用の装置によって代替されている点が異なっている。
図1Cは、自動車の各車輪が電気モータ及び専用のパワーコンバータによって動力を与えられている、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。
自動車の各車輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも1つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。
図2Aのいくつかの並列パワーコンバータ及び、該並列パワーコンバータを電気モータに選択的に接続するように構成されたスイッチングネットワークの、詳細概略図である。
図3Aは、自動車の前輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも1つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。図3Bは、自動車の後輪が電気モータによって動力を与えられていて、電気モータが、別々の電気モータに選択的に接続可能な並列パワーコンバータの共通の配列をシェアしている少なくとも1つの態様による、自動車のドライブトレーンの概略平面図である。
並列パワーコンバータと電気モータとを選択的に接続する、及び/または接続解除するための、少なくとも1つの態様による方法を示すフローチャートである。

実施例

0007

以下で、本開示で提示される諸態様が参照される。しかし、本開示の範囲は、記載される具体的な諸態様に限定されない。代わりに、検討される諸態様の実装及び実施のため、種々の諸態様に関連しているかどうかに関わらず、以下の特徴及び要素の任意の組み合わせが検討される。さらに、本明細書で開示される諸態様によって他の可能な解決法または先行技術と比べた利点が達成可能であるかもしれないが、具体的な利点が所与の実施態様によって達成されるかどうかは、本開示の範囲を限定するものではない。したがって、以下の態様、特徴、及び利点は、単なる例示であり、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたりまたは特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。同様に、「本発明」への言及は、本明細書で開示された発明のいかなる主題をも一般化するものと解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたりまたは特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。

0008

電気自動車は、より一般的になってきている。いくつかの例では、電気自動車は、内燃機関が電気モータによって代替されているか、内燃機関に対して電気モータが増補されているといった点を除いては、内燃機関の自動車と非常に類似したものであってよい。図1Aは、内燃機関110を有する自動車100の典型的な構成を示す。内燃機関110は、トランスミッションまたはトランスアクスル112に接続されている。トランスアクスル112は、様々なギア比を有するギアのセットを含むことができる。トランスアクスル112は、車輪の駆動輪に連結された出力も、また含むことができる。例えば、示されるように、ドライブシャフト114はトランスアクスル112の出力に接続されている。ドライブシャフト114はディファレンシャル116に連結され、アウトプットシャフト118及び120は、車両100の後端部でディファレンシャル116から延伸している。アウトプットシャフト118は自動車100の第1の後輪106を駆動でき、アウトプット120は自動車100の第2の後輪108を駆動できる。トランスアクスル112は、自動車100の前端部に位置するドライブシャフト126及び128用の出力も、また含むことができる。ドライブシャフト126は第1の前輪102を駆動でき、ドライブシャフト128は第2の前輪104を駆動できる。自動車100にはまた、自動車を減速及び/または停止させるために様々な車輪に配置された、ブレーキも含まれる。例えば、第1のブレーキ130は第1の前輪102に付随し、第2のブレーキ132は第2の前輪104に付随し、第3のブレーキ122は第1の後輪106に付随し、第4のブレーキ124は第2の後輪108に付随する。

0009

上記のように、様々な例において、内燃機関は電気モータに代替されていてよい。図1Bは、図1Aに示す自動車100の内燃機関110が、電気モータ142によって代替されている、自動車140を示す。電気モータ142は、バッテリ148からの直流(DC)電力を電気モータ142による使用に適した交流(AC)電力に変換する、インバータ144に接続されている。電気モータ142はケーブル146によってインバータ144に連結されており、インバータ144は、ケーブル150によってバッテリ148に連結されている。内燃機関110を取り外して電気モータ142、インバータ144及びバッテリ148を追加した他は、図1Bの自動車140は図1Aの自動車100と同様である。

0010

別の態様では、自動車は、全ての車輪を駆動する1つの中央電源ではなく、複数の電源を備えていてよい。例えば図1Cは、各車輪に設けられた各電気モータ(例えばハブモータ)を含む、電気自動車160を示している。例えば、第1の電気モータ162は第1の前輪102を駆動し、第2の電気モータ164は第2の前輪104を駆動し、第3の電気モータ166は第1の後輪106を駆動し、第4の電気モータ168は第2の後輪108を駆動する。各電気モータは、バッテリ180からのDC電力を電気モータによって使用可能なAC電力に変換するため、1または複数のインバータ(即ちパワーコントローラ)とペアになっている。例えば、第1の電気モータ162は第1のインバータ(単数または複数)172に接続され、第2の電気モータ164は第2のインバータ(単数または複数)174に接続され、第3の電気モータ166は第3のインバータ(単数または複数)176に接続され、第4の電気モータ168は第4のインバータ(単数または複数)178に接続されている。パワーインバータは、一定量の電力だけを処理するために、定格が定められている。例えば、バッテリ180は理想的環境下で200kWの電力を出力可能だと仮定すると、モータ162、164、166、及び168のそれぞれには、50kWの電力が供給される。こうした環境下では、各モータにとっては、50kWを処理することができるパワーインバータで十分であろう。言い換えると、第1のパワーインバータ172、第2のパワーインバータ174、第3のパワーインバータ176、及び第4のパワーインバータ178は、それぞれ50kWを処理することが可能である。しかし、特定の環境下では、モータ162、164、166、及び168のうちの1または複数は、バッテリ180から出力される50kWの電力をフルに使用できない可能性がある。例えば、後輪106及び108の下に氷があるといった環境条件によって、利用可能なトラクションが制限されることがある。別の例として、後輪106及び108に付随するモータ166及び168が故障している可能性がある。どちらの例においても、前輪102及び104にそれぞれ付随するモータ162及び164だけが、その定格電力で電力を供給されている(他のモータには全く電力供給されていないか、または定格電力以下で電力供給されている)。後輪用モータ166及び168が全く電力供給されていないこれらの場合には、前輪162及び164に対して200kWの電力がフルに利用可能である。しかし、200kWの電力をフルに使用するためには、各前輪102及び104にそれぞれ付随しているパワーインバータ172及び174が、それぞれ100kWを処理する定格を有していなくてはならない。そうした状況を処理するためのパワーインバータ172、174、176、及び178のサイジングによって、電気自動車160が、ほとんどの動作条件において必要なよりも、著しくより多数のまたはより高定格のパワーインバータを搭載する結果になり得、その結果、電気自動車160のコスト及び/または重量が増大する結果となり得る。

0011

様々な態様において、パワーインバータの共通の一群が、複数の電気モータによってシェアされている。種々の複数のパワーインバータを電気モータに選択的に連結するため、スイッチングネットワークが電気モータ及びパワーインバータに接続されている。負荷条件の変化に伴って電気モータ間でパワーインバータを選択的にスイッチすることによって、同じ電力容量を提供しながらも、(図1Cの構成に示すパワーインバータの総数に比べて)より少ない総数のパワーインバータを使用することができる。図2Aは、電気自動車200の車輪102、104、106、及び108用の電気モータ152、154、156、及び158に電力を分配する、並列モジュラーコンバータ(PMC)202を含む電気自動車200を示す。PMC202には、以下でより詳細に記載される、並列に電気的に接続された、集中化された一群の並列パワーコンバータ(PPC)208a、208b、...208n(即ちパワーインバータ)が含まれる。様々な態様において、PMC202は、2と20の間のPPC208を含むことができる。様々な他の態様では、PMC202は、5と10の間のPPC208を含むことができる。PMC202には、電源バス206及びスイッチングネットワーク204もまた、含まれる。PPC208a、208b、...208n(208と総称)は電源バス206に接続され、次に電源バス206は電源210(例えばバッテリ、燃料電池など)に接続されている。PPC208は、スイッチングネットワーク204によって電気モータ152、154、156、及び158に選択的に接続可能である。PMC202は、コントローラ212を含むこともでき、及び/またはコントローラ212と通信することもできる。コントローラ212は、下記のようにスイッチングネットワーク内のスイッチの動作を制御可能であり、PPCの動作もまた制御可能である。

0012

一態様においては、PPC208は、制御にパルス幅変調を使用する、金属酸化物シリコン電界効果トランジスタMOSFET)インバータ、及び/または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)インバータとして配置され得る。例えば、AC電力信号を60Hzで出力するため、MOSFETインバータは、著しくより高い周波数で動作し得る。例えば、MOSFETインバータのトランジスタは、1kHzと1MHzの間の周波数で動作し得る。別の例として、MOSFETインバータのトランジスタは、3kHzと15kHzの間の周波数で動作し得る。AC電力信号用の様々なレベル電圧を供給するため、MOSFETインバータのトランジスタは、様々な割合でスイッチオンオフされる。例えば、電圧が最大レベルであることが予期されているとき、MOSFETインバータのトランジスタは常にオンにされている(即ち、常に電力を通過させている)。電圧が最大レベルの半分であることが予期されているときは、MOSFETインバータのトランジスタは、半分の時間はオンであり半分の時間はオフである。PPC208の様々なAC電力信号を同期させるため、コントローラ212は、PPC208に対してマスターコントロール信号(例えば、パルス幅変調信号)を提供することができる。

0013

図2Bは、PPC208に接続されたスイッチングネットワーク204の概略図である。スイッチングネットワーク204は、第1のパワーバス220、第2のパワーバス222、第3のパワーバス224、及び第4のパワーバス226を含むことができる。第1のパワーバス220は、自動車200の第1の前輪102を駆動する第1の電気モータ152に接続されることができる。第2のパワーバス222は、自動車200の第2の前輪104を駆動する第2の電気モータ154に接続されることができる。第3のパワーバス224は、自動車200の第3の車輪106を駆動する第3の電気モータ156に付随することができる。第4のパワーバス226は、自動車200の第4の車輪108を駆動する第4の電気モータ158に付随することができる。スイッチングネットワーク204は、メカニカルコンタクタ及び/またはソリッドステートリレーを含み得る。

0014

様々な態様において、PPC208は、パワーバス220、222、224、及び226に選択的に接続されることができる。例えば、図2Bに示すスイッチングネットワーク204には、第1のPPC208aに使用される選択可能接続部の第1列230、第2のPPC208bに使用される選択可能接続部の第2列242、第3のPPC208cに使用される選択可能接続部の第3列254、及びn番目のPPC208nに使用される選択可能接続部の第n列266が含まれる。選択可能接続部の第1列230には、第1のパワーバス220に電気的に接続された第1の接点234、第2のパワーバス222に電気的に接続された第2の接点236、第3のパワーバス224に電気的に接続された第3の接点238、及び第4のパワーバス226に電気的に接続された第4の接点240が含まれる。選択可能接続部の第1列230は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点232もまた、含むことができる。第1のPPC208aからの出力を第1のパワーバス220、第2のパワーバス222、第3のパワーバス224、または第4のパワーバス226にそれぞれ連結するため、第1のPPC208aからの出力214aは、コントローラ212によって、第1の接点234、第2の接点236、第3の接点238、または第4の接点240に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第1のPPC208aからの電力が必要ではない場合には、第1のPPC208aからの出力214aは、コントローラ212によって無効接点232に選択的に接続されることができる。

0015

選択可能接続部の第2列242には、第1のパワーバス220に電気的に接続された第1の接点246、第2のパワーバス222に電気的に接続された第2の接点248、第3のパワーバス224に電気的に接続された第3の接点250、及び第4のパワーバス226に電気的に接続された第4の接点252が含まれる。選択可能接続部の第2列242は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点244もまた、含むことができる。第2のPPC208bからの出力を第1のパワーバス220、第2のパワーバス222、第3のパワーバス224、または第4のパワーバス226にそれぞれ連結するため、第2のPPC208bからの出力214bは、コントローラ212によって、第1の接点246、第2の接点248、第3の接点250、または第4の接点252に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第2のPPC208bからの電力が必要ではない場合には、第2のPPC208bからの出力214bは、コントローラ212によって無効接点244に選択的に接続されることができる。

0016

選択可能接続部の第3列254には、第1のパワーバス220に電気的に接続された第1の接点258、第2のパワーバス222に電気的に接続された第2の接点260、第3のパワーバス224に電気的に接続された第3の接点262、及び第4のパワーバス226に電気的に接続された第4の接点264が含まれる。選択可能接続部の第3列254は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点256もまた、含むことができる。第3のPPC208cからの出力を第1のパワーバス220、第2のパワーバス222、第3のパワーバス224、または第4のパワーバス226にそれぞれ連結するため、第3のPPC208cからの出力214cは、コントローラ212によって、第1の接点258、第2の接点260、第3の接点262、または第4の接点264に選択的に接続されることができる。特定の瞬間において第3のPPC208cからの電力が必要ではない場合には、第3のPPC208cからの出力214cは、コントローラ212によって無効接点256に選択的に接続されることができる。

0017

選択可能接続部の第n列266には、第1のパワーバス220に電気的に接続された第1の接点270、第2のパワーバス222に電気的に接続された第2の接点272、第3のパワーバス224に電気的に接続された第3の接点274、及び第4のパワーバス226に電気的に接続された第4の接点276が含まれる。選択可能接続部の第n列266は、いずれのパワーバスにも接続されていない無効接点268もまた、含むことができる。n番目のPPC208nからの出力を第1のパワーバス220、第2のパワーバス222、第3のパワーバス224、または第4のパワーバス226にそれぞれ連結するため、n番目のPPC208nからの出力214nは、コントローラ212によって、第1の接点270、第2の接点272、第3の接点274、または第4の接点276に選択的に接続されることができる。特定の瞬間においてn番目のPPC208nからの電力が必要ではない場合には、n番目のPPC208nからの出力214nは、コントローラ212によって無効接点268に選択的に接続されることができる。

0018

図2Bは、PPC208aの出力214aがコントローラ212によって第1のパワーバス220上の接点234に選択的に接続されている、例示的なシナリオを示す。図2には、コントローラ212によって第1のパワーバス220上の接点246に選択的に接続された第2のPPC208bの出力214b、コントローラ212によって第2のパワーバス222上の接点260に選択的に接続された第3のPPC208cの出力214c、及びコントローラ212によって無効接点268に選択的に接続されたn番目のPPC208nの出力214nも、また示される。図2Bに示されていないPPCの出力は、これらの出力を様々なパワーバスに連結する同様の接点と接続されているか、及び/または、全く何とも接続されていなくてよい。図2Bに示す例示的なシナリオでは、第1のPPC208a及び第2のPPC208bは、並列に、第1のパワーバス220に電気的に接続されている。図2Bでは、MOSFETベースのパワーコンバータの、簡略化された回路図が示されている。様々な態様において、該回路は、例えば三相電流動作用の回路を含むことができる。第1のPPC208aには、第1のMOSFET280及び第2のMOSFET282が含まれる。第1のMOSFET280は、電源210からのDCパワーバス290の負または接地端子294に電気的に接続されている。第2のMOSFET282は、DCパワーバス290の正の端子292に電気的に接続されている。第1のMOSFET280及び第2のMOSFET282はローパスフィルタ296に接続され、次いでローパスフィルタ296は第1のPPC208aの出力214aに接続されている。第2のPPC208bには、第3のMOSFET286及び第4のMOSFET288が含まれる。第3のMOSFET286は、電源210からのDCパワーバス290の負または接地端子294に電気的に接続されている。第4のMOSFET288は、DCパワーバス290の正の端子292に電気的に接続されている。第3のMOSFET286及び第4のMOSFET288はローパスフィルタ298に接続され、次いでローパスフィルタ298は第2のPPC208bの出力214bに接続されている。理解されるように、示されている例示的なシナリオでは、第1のPPC及び第2のPPCのMOSFET回路は、DCパワーバス290と第1のパワーバス220とを、並列に電気的に接続している。第1のMOSFET280及び第3のMOSFET286は、第1の通信チャネル213によってコントローラ212に電気的に接続されている。コントローラ212は、第1のMOSFET280及び第3のMOSFET286を開閉させるため、第1の通信チャネル213に第1のパルス幅変調信号を出力することができる。第2のMOSFET282及び第4のMOSFET288は、第2の通信チャネル215によってコントローラ212に電気的に接続されている。コントローラ212は、第2のMOSFET282及び第4のMOSFET288を開閉させるため、第2の通信チャネル215に第2のパルス幅変調信号を出力することができる。第1のMOSFET280と第3のMOSFET286とが同一の通信チャネル213に接続されているため、第1のMOSFET280と第3のMOSFET286の動作は、第1のパルス幅変調信号によって同期され、それによって第1のMOSFET280と第3のMOSFET286からは、同一の波長を持った電力信号が出力される。第2のMOSFET282と第4のMOSFET288とが同一の通信チャネル215に接続されているため、第2のMOSFET282と第4のMOSFET288の動作は、第2のパルス幅変調信号によって同期され、それによって第2のMOSFET282と第4のMOSFET288からは、同一の波長を持った電力信号が出力される。様々な態様において、各MOSFETは、コントローラ212から専用のパルス幅変調信号を受信することができる。コントローラ212は、PPCの部分集合の動作を同期することができる(例えば、同一のパワーバスに接続されたPPCを同期することができる)。第1のパワーバス220は、第1のPPC208aと第2のPPC208bからの組み合わされた出力を、自動車200の第1の前輪102用の車輪モータ152に伝送することができる。第2のパワーバス222は、第3のPPC208cからの出力を受信する。第2のパワーバス222は、第3のPPC208cからの出力を、自動車200の第2の前輪104用の車輪モータ154に伝送することができる。

0019

様々な態様において、スイッチングネットワーク204内の特定の接続は、固定または既定であり得る。例えば、1つのPPCが車輪モータのそれぞれに恒久的に割り当てられていてよい。例えば、第1のPPC208aは、第1のパワーバス220に(したがって、第1の前輪102用の車輪モータ152に)恒久的に接続されていてよい。また、第2のPPC208bは、第2のパワーバス222に(したがって、第2の前輪104用の車輪モータ154に)恒久的に接続されていてよい。また、第3のPPC208cは、第3のパワーバス224に(したがって、第1の後輪106用の車輪モータ156に)恒久的に接続されていてよい。また、第4のPPC(例えば、図2Bには示されていない第4のPPC208d)は、第4のパワーバス226に(したがって、第2の後輪108用の車輪モータ158に)恒久的に接続されていてよい。残りのPPC(例えばPPC208n)は、上記のように、コントローラ212によって様々なパワーバスに選択的に接続されることができる。

0020

様々な態様において、スイッチングネットワーク204内の特定のPPCは、特定のパワーバスのみに限定して接続されてよい。例えば、第1のPPC208aは、(接点234経由で)第1のパワーバス220のみに、または(接点236経由で)第2のパワーバス222のみに、限定して選択的に接続可能であってよい。言い換えると、第3のパワーバス224用の接点238と第4のパワーバス226用の接点240は、スイッチ204から除外されてよい。結果として第1のPPC208aは、自動車200の、それぞれ前輪102及び104用の車輪モータ152及び154のパワーバスに、選択的に接続可能である。別の例として、第2のPPC208bは、(接点250経由で)第3のパワーバス224のみに、または(接点252経由で)第4のパワーバス226のみに、限定して選択的に接続可能であってよい。言い換えると、第1のパワーバス220用の接点246と第2のパワーバス222用の接点248は、スイッチ204から除外されてよい。結果として第2のPPC208bは、自動車200の、それぞれ後輪106及び108用の車輪モータ156及び158のパワーバスに、選択的に接続可能である。特定のPPCを特定のパワーバスに固定すること、及び/または特定のPPC用に選択可能な接点を限定することによって、スイッチネットワーク204は、単純化され得る。

0021

スイッチングネットワーク204は使用中、負荷要求及び/または環境条件に基づいて電力を電気モータ152、154、156、及び158に供給するため、様々なPPC208をパワーバス220、222、224、及び226に選択的に接続可能である。第1の例として、自動車200が加速し、次いで減速するシナリオを検討されたい。加速中、車輪102、104、106、108間での自動車の重量の配分は、後輪106及び108に向かってシフトする。結果として、後輪106及び108には、前輪102及び104よりも大きなトラクションがかかる。したがって、後輪106及び108の電気モータ156及び158に対して、前輪102及び104の電気モータ152及び154に対するよりも大量の電力を供給することが、有利であり得る。例えば、様々な態様において、PMCは8つのPPCを含むことができ、定常状態運転条件下では、(電気モータ152、154、156、及び158に接続されている)スイッチングネットワーク内のパワーバスのそれぞれが、該8つのPPCのうちの2つに選択的に接続されることができる。加速条件下では、(第1の前輪102の電気モータ152に接続されている)第1のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第1のパワーバスから接続解除することができ、第3のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このPPCからの出力は、第1の後輪106の電気モータ156に供給されるようになる。また、(第2の前輪104の電気モータ154に接続されている)第2のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第2のパワーバスから接続解除することができ、第4のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このPPCからの出力は、第2の後輪108の電気モータ158に供給されるようになる。

0022

減速中、電気モータ152、154、156、及び158は発電機として動作することができ、電源210を再充電するための電気を供給する。例えば、電気モータ152、154、156、及び158のそれぞれは、スイッチングネットワーク及びPPCに対してAC電力を供給することができる。PPCは、供給されたAC電力をDC電力に変換することができる。次いでDC電力は電源バスに供給され、さらに電源に供給される。減速中、車輪102、104、106、108間での自動車の重量の配分は、前輪102及び104に向かってシフトする。結果として、前輪102及び104には、後輪106及び108よりも大きなトラクションがかかる。したがって、前輪102及び104の電気モータ152及び154から、後輪106及び108の電気モータ156及び158からよりも大量の電力を引き出すことが、有利であり得る。自動車200に8つのPPCが含まれる上記の例を引き続き見ると、減速条件下では、(第1の後輪106の電気モータ156に接続されている)第3のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第1のパワーバスから接続解除することができ、第1のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、第1の前輪102の電気モータ152から引き出される出力は、このPPCに供給されるようになる。また、(第2の後輪108の電気モータ158に接続されている)第4のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第4のパワーバスから接続解除することができ、第2のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、第2の前輪104の電気モータ154から引き出される出力は、このPPCに供給されるようになる。

0023

様々な態様においいて、PMCは、曲がる際の内側よりも外側において、より多くのPPCを電気モータに選択的に接続することができる。例えば、自動車200は右折すると仮定されたい。自動車200に8つのPPCが含まれる上記の例を引き続き見ると、こうした方向転換の条件下では、(第2の前輪104の電気モータ154に接続されている)第2のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第2のパワーバスから接続解除することができ、第1のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このPPCから引き出される出力は、第1の前輪102の電気モータ152に供給されるようになる。また、(第2の後輪108の電気モータ158に接続されている)第4のパワーバスに接続されている2つのPPCのうちの1つは、第4のパワーバスから接続解除することができ、第3のパワーバスに選択的に接続することが可能になる。それによって、このPPCからの出力は、第1の後輪106の電気モータ156に供給されるようになる。左折の場合は、右折に関して上記したものと反対の方法で選択的に接続することが含まれ得る。右側の車輪102及び106それぞれの電気モータ152及び156により多くの電力を供給することにより、PMC202は、自動車200に対してステアリング補助を提供することができる。

0024

様々な態様において、スイッチングネットワーク204は、特定のPPCを1よりも多いパワーバスと選択的に接続することができる。例えば、自動車200が、少し進んでは止まる交通状況下で非常に低速で移動している例示的なシナリオを検討されたい。こうしたシナリオでは、単一のPPCが電気モータの所要電力満足し得る。スイッチングネットワーク204は、同時に及び選択的に、第1のPPC208aを第1のパワーバス220用の接点234と、第2のパワーバス222用の接点236と、第3のパワーバス224用の接点238と、第4のパワーバス226用の接点240とに接続することができる。スイッチングネットワーク204は、残りのPPCを接続解除のままにしておいてよい(即ち、無効接点に接続しておいてよい)。様々な態様において、自動車200の所要電力は、部分的に、自動車の運転者アクセルペダルといった自動車の制御を作動させる程度に基づいて決定されてよい。様々な態様において、自動車の所要電力は、部分的に、選択された運転モード(例えば、市街地モード、性能モードなど)に基づいて決定されることができる。

0025

図3Aでは、自動車300が、それぞれ前輪102及び104の電気モータ152及び154のみによって駆動されている態様が示されている。電気モータ152及び154は、スイッチングネットワーク304、電源バス306、及びPPC308を含むPMC302に接続されている。電源バス306は、電池コンデンサ、燃料電池などといった、電源310に取り付けられている。PMC302は、コントローラ312を含むことができ、及び/またはコントローラ312と通信することができる。図3Bでは、自動車350が、それぞれ後輪106及び108の電気モータ156及び158のみによって駆動されている態様が示されている。電気モータ156及び158は、スイッチングネットワーク354、電源バス356、及びPPC358を含むPMC352に接続されている。電源バス356は、電池、コンデンサ、燃料電池などといった、電源360に取り付けられている。PMC352は、コントローラ362を含むことができ、及び/またはコントローラ362と通信することができる。

0026

スイッチングネットワーク304及び354は、図2A及び2Bに関連して上記されたスイッチングネットワーク204と同様であることができる。ただし、スイッチングネットワーク304及び354は、各自動車に電気モータが2つしかないことから、第1のパワーバス及び第2のパワーバスのみを有するという点は異なる。様々なPPC308及び358を、それぞれ第1のパワーバス及び第2のパワーバスに選択的に接続するためにコントローラ312及び362によって使用される制御ロジックは、図2Aのコントローラ212によって使用される制御ロジックとは異なっていてよい。例えば上記のように、図2Aの自動車200は、その4輪の全てが電気モータによって駆動されており、加速中または減速中の重量の移動に基づいて、特定のPPCが特定のモータに選択的に接続されてよい。こうした重量移動の検討は、それぞれ図3A及び3Bに示される、前輪駆動または後輪駆動の自動車300及び350の場合には無関係であってよい。

0027

図4は、PPCと電気モータとを選択的に接続及び/または接続解除する方法400を示すフローチャートである。ブロック402で方法400が開始した後、方法400は、ブロック404において電気モータ用の負荷条件を決定する。ここでは、電気モータの負荷条件は、電気モータの駆動に必要な電力の量、または(例えば回生ブレーキの間に)電気モータが生成している電力の量であってよい。例えば、電気モータの負荷条件は、車両の加速、制動、及び/または方向転換の要求によって影響を受け得る。方法400は、ブロック406で、電気モータに接続されたPPCが負荷条件を満足するかどうかを決定する。負荷条件が接続されたPPCによって満足されている場合、方法400はブロック404に戻る。負荷条件が接続されたPPCによって満足されない場合、方法400は、電気モータに接続されているPPCが多すぎるのか、少なすぎるのかを決定するため、ブロック408へと進む。電気モータに接続されたPPCの総数が、電気モータが現在必要としている以上の容量を有している場合には、電気モータに接続されたPPCが多すぎる可能性がある。例えば、様々な態様による例示的な自動車は、それぞれが10kWの電力を伝送する定格を有するPPCを含むことができる。例示的なシナリオでは、自動車の特定の電気モータによって、所与の瞬間に22kWの電力が要求されてよい。こうして、特定の電気モータが3つのPPCに接続される必要がある。しかし、もし特定の電気モータに4つのPPCが接続されていた場合、4つ目のPPCの10kWの容量は無駄となり、もしかすると他の箇所で使用されてしまう可能性がある。4つの10kWのPPCが22kWの電力を要求している電気モータに接続されているこのシナリオでは、電気モータに選択的に接続されているPPCの数は多すぎる。モータの出力が高すぎる(例えばモータによって駆動されている車輪に地面とのトラクションがかかっていない)場合、またはモータが回生ブレーキに使用されていて、且つ生成している電力が大きすぎる(例えば該モータに付随する車輪が横滑りし始めている)場合にもまた、電気モータに接続されているPPCの数は多すぎる可能性がある。こうした事象においては、電気モータに接続されているPPCの数が多すぎる可能性がある。電気モータに接続されているPPCの数が多すぎる場合、方法400は、ブロック410に進み、電気モータから少なくとも1つのPPCを選択的に接続解除する。その後、方法400はブロック404へ戻る。

0028

ブロック408に戻ると、電気モータに接続されているPPCの数が少な過ぎてよい、いくつかの例が示されている。自動車がそれぞれ10kWの定格を有しているPPCを含んでいる上記の例示的な態様を参照すると、電気モータが22kWの出力を要求しているが2つのPPCにしか選択的に接続されていない場合、電気モータに接続されているPPCの数は少なすぎる。要求された22kWの出力を供給するためには、第3のPPCが、電気モータに選択的に接続される必要がある。第3のPPCは、負荷軽減した電力設定で動作することができるが、ただ第3のPPCが必要とする2kWを供給するだけのためである。別の例として、電気モータが自動車の車輪に対して回生ブレーキを提供するために使用されている場合、もし電気モータが10kWのPPC2つに選択的に接続されていれば、該電気モータは、20kWの回生ブレーキを提供していてよい。しかし、車輪が横滑りしていない場合には、電気モータはより多量の回生ブレーキを提供可能であってよい。自動車の運転者によって制動がより多く(即ち、現在提供されている20kWの回生ブレーキよりも多く)要求された場合は、電気モータに接続されているPPCの数は、少なすぎることになる。電気モータに接続されているPPCの数が少なすぎる場合には、方法は、ブロック412で、電気モータに選択的に接続するのに利用できるPPCが存在するかどうかを照会する。電気モータに選択的に接続するのに利用できるPPCが存在しない場合には、方法はブロック404に戻る。ブロック412において電気モータに選択的に接続できるPPCが存在する場合には、方法400は、ブロック414において、少なくとも1つの利用可能なPPCを電気モータに選択的に接続する。方法400はブロック404へ戻る。

0029

自動車に10kWのPPCが複数含まれる上記の例示的な態様において、該PPCの電力容量の少なくとも一部が使用されるという可能性がある。上記の例示的なシナリオを参照すると、動作に必要な電力が22kWである電気モータは、10kWのPPCが3つ、選択的に接続されること(例えば、第1のPPCからの10kWの電力、第2のPPCからの10kWの電力、及び、負荷軽減した電力設定で動作する第3のPPCからの2kW)を必要とする。しかし、第3のPPCが1つの電気モータにしか接続されていない場合は、第3のPPCの8kWの容量は電気モータによって使用されないであろう。上記のように、様々な態様において、PPCを異なるパワーバス間でスイッチするため、PMC(例えば図2AのPMC202)は非常な高周波で動作することが可能である。こうした態様では、この例示的シナリオの第3のPPCは、第3のPPCの電力容量を配分するため、様々な時点で複数のモータに選択的に接続されることができる。例えば、第1の電気モータが22kWの電力を要求し、第2の電気モータが28kWの電力を要求していると仮定されたい。第1の20kWの電力を第1の電気モータに供給するため、第1の2つの10kWのPPCは第1の電気モータに選択的に接続されることができ、第2の20kWの電力を第2の電気モータに供給するため、第2の2つの10kWのPPCは第2の電気モータに選択的に接続されることができる。この他に必要なそれぞれ2kW及び8kWの電力を供給するため、第5の10kWのPPCは、選択的に及び順次、第1の電気モータ及び第2の電気モータに、反復して接続されることができる。例えば、第5のPPCは、特定の期間のうちの20%は第1の電気モータに、また特定の期間のうちの80%は第2のモータに、選択的に接続されることができる。

0030

様々な態様において、PMC(図2Aに示すPMC202、図3Aに示すPMC302、または図3Bに示すPMC352)は、アンチロックブレーキトラクションコントロール、及び/またはスタビリティコントロールといった、様々な自動車の安全機能及び/または安定機能を実装することができる。上記のアンチロックブレーキに関しては、電気モータ152、154、156、及び158は、電源210に対して電力を供給し返す発電機として機能することによって、回生ブレーキを提供することができる。特定の電気モータから引き出される電力が大量すぎる場合(その電気モータに付随する車輪が横滑りし始めるような場合)、コントローラは、該モータから引き出されている電力量を減少させるため、1または複数のPPCの容量を、その電気モータから他に、選択的に再割り当てすることができる。特定の車輪がトラクションを取り戻した(横滑りが止まった)ときには、コントローラは、電気モータから引き出される電力を回復させるため、1または複数のPPCを該電気モータに選択的に接続することができる。回生ブレーキを最大にしながらトラクションを向上させるため、コントローラは、PPCと特定の電気モータとを、1秒間に多数回(例えば1秒間に何十回または何百回)、選択的に接続及び接続解除することができる。トラクションコントロールに関しては、特定の電気モータに送られている電力が大量すぎる(該電気モータに付随する車輪に地面とのトラクションがかかっていない)場合、コントローラは、該モータに送られる電力の量を減少させるため、1またはそれ以上のPPCの容量を、該電気モータから他に、選択的に再割り当てすることができる。特定の車輪がトラクションを取り戻したときには、コントローラは、電気モータへの電力を回復させるため、1または複数のPPCを該電気モータに選択的に接続することができる。電気モータへの出力を最大にしながらトラクションを向上させるため、コントローラは、PPCと特定の電気モータとを、1秒間に多数回(例えば1秒間に何十回または何百回)、選択的に接続及び接続解除することができる。スタビリティコントロールに関しては、自動車は、横滑り(例えば振り)を防止するため、特定の車輪に対してしばしば個別のブレーキを適用し、及び/または動力を伝送する。ここで、PMCは、横スライドを制御するために動力をより多く及び/またはより少なく要求する自動車の車輪に付随する電気モータとPPCとを、選択的に接続または接続解除することができる。例えば、図2Aを参照して、自動車200の後端が右方に横スライドしていると仮定されたい。こうした右方への横スライドを修正するため、第1の前輪102の電気モータ152に印加されている電力を減少することができ(もしくは、第1の前輪102に付随する電気モータ152に対して、回生ブレーキ力を適用することができ)、及び/または、第2の後輪108に付随する電気モータ158に電力を印加することができる。ここで、PMCは、第1の前輪102に付随する第1の電気モータ152に対して送られている電力を減少させるため、PPC208を第1のパワーバス220から選択的に接続解除することができる。また、PMCは、第2の後輪108に付随する第4の電気モータ158に対して送られている電力を増大させるため、PPC208を第4のパワーバス226に選択的に接続することもできる。

0031

様々な態様において、PMC202、PMC302、及び/またはPMC352といったPMCは、それぞれ図2A、3A、及び3Bに示される四輪自動車200、300、及び350以外の車両でも使用することができる。例えば、PMCは、前輪及び後輪を駆動する電気モータを有するオートバイにも使用することができる。別の例として、PMCは、トラクタートレーラーにも使用することができる。例えば、内燃機関によって動力を与えられたトラクターは、しばしば、運転室の後に位置する2つのドライブアクスルと、運転室の前部の単一のステアリングアクスルとを有する。様々なトラクターの車輪から内燃機関のドライブトレーンを取り外し、電気モータを接続することができる。トラクターの2つのドライブアクスル上の車輪に付随するモータに、PMCを接続することができる。様々な態様において、電気モータをステアリングアクスルに付随する車輪に追加することもでき、PMCをこれらの電気モータに接続することもできる。通常、トラクタートレーラーの構成には、トレーラー後端付近に配置された、1または2つのアクスルが含まれる。通常、これらのアクスルの上の車輪には、動力が与えられていない。しかし、様々な態様において、電気モータをトレーラーアクスルの車輪に追加することができ、これらの電気モータをPMCにも接続することができる。

0032

様々な態様において、PMC202、PMC302、及び/またはPMC354といったPMCは、車両以外の用途に使用することができる。例えば、PMCは様々な空調装置油圧ポンプ送水ポンプ冷蔵モジュール送風ユニットなどに付随する、電気モータ(または他の受電回路)を駆動するのに使用することができる。別の例として、PMCは、商業ビルエレベータ用の電気モータを駆動するのに使用することができる。

0033

図2A、2B、3A、及び3Bの電気モータ、パワーインバータ、及び電源の上記の構成、並びに図4に記載の方法は、総電力容量が他の構成に比べてより少ないパワーコンバータを必要とするため、有利である。例えば、各モータがパワーインバータの専用のセットを有している図1Cに示す構成では、パワーインバータの各セットに、モータに送られ得る最大量の電力を処理するのに十分な電力容量が含まれなくてはならない。例示のため、図1Cに示す自動車160が100kWの電源を有すると仮定されたい。4つの電気モータ162、164、166、及び168のうちの任意のものが100kWの電力全体を引き出すことが可能であるためには(4つの車輪のうちの3つにトラクションがほとんどまたはまったくかかっていない場合)、インバータの各セットが100kWの容量を有する必要がある。言い換えると、インバータ(単数または複数)172は100kWの電力容量を有し、インバータ(単数または複数)174は100kWの電力容量を有し、インバータ(単数または複数)176は100kWの電力容量を有し、インバータ(単数または複数)178は100kWの電力容量を有する。合計すると、自動車160が電源180からの電力全てを電気モータ162、164、166、及び168のうちの任意の1つに伝送できる必要がある場合、自動車160は計400kWのインバータの電力容量を有する。対照的に、図2Aに示す自動車200は、パワーコンバータ208の全てを電気モータ162、164、166、及び168のうちの単一のものに電気的に接続するために、スイッチングネットワーク204を使用することができる。こうして、電源210が100kWの出力容量を有する例示のシナリオを引き続き見ると、図2Aの自動車200は、わずか計100kWのインバータの電力容量で、電源210からの電力の全てを電気モータ162、164、166、及び168のうちの任意の1つに送ることができる。要求されるパワーインバータの容量がこうして減少することによって、コスト、複雑性、及び重量が著しく省かれる結果となり得る。

0034

さらに、本開示は下記の条項による実施例を含む。

0035

条項1.複数の車輪、複数の車輪のそれぞれに連結された複数のモータ、並びに、複数の並列パワーコンバータ(PPC)を含む並列モジュラーコンバータ(PMC)であって、PMCは、自動車のモータの負荷条件に基づいて、PPCのうちの別々のものと複数のモータのうちのモータとを選択的に接続し、PPCは接続されたモータのそれぞれに対して電力を印加する、並列モジュラーコンバータ(PMC)を備える、車両。

0036

条項2.PMCは複数のPPC及び複数のモータに接続されたスイッチングネットワークを含み、スイッチングネットワークはPPCのうちの別々のものをモータに選択的に接続する、条項1に記載の自動車。

0037

条項3.自動車のモータの負荷条件は、動作要求及び環境条件のうちの少なくとも1つに基づいて決定される、条項1に記載の自動車。

0038

条項4.動作要求は、加速要求制動要求、及び方向転換要求のうちの少なくとも1つを含む、条項3に記載の自動車。

0039

条項5.PMCは、動作要求の変化に基づいて、PPCの接続を複数のモータのうちの第1のモータから、複数のモータのうちの第2のモータに選択的に変更する、条項3に記載の自動車。

0040

条項6.環境条件は、複数の車輪のうちのそれぞれが利用可能なトラクションを含む、条項3に記載の自動車。

0041

条項7.PMCに連結された電源をさらに備える、条項1に記載の自動車。

0042

条項8.複数のPPCは、合計で少なくとも電源の出力容量を満足する複数のPPCを含む、条項7に記載の自動車。

0043

条項9.複数の並列パワーコンバータ(PPC)及び複数の出力を含む並列モジュラーコンバータ(PMC)を備えるシステムであって、PMCは、出力に接続された受電回路の負荷条件に基づいて、PPCのうちのそれぞれを出力に選択的に接続する、システム。

0044

条項10.PMCは複数のPPC及び複数の出力に接続されたスイッチングネットワークを含み、スイッチングネットワークはPPCのうちの別々のものを複数の出力に選択的に接続する、条項9に記載のシステム。

0045

条項11.複数のPPCを制御するように構成されたコントローラをさらに備え、コントローラは少なくとも複数のPPCによって出力された電力信号の波長を同期させる、条項9に記載のシステム。

0046

条項12.PPCのうちの少なくとも1つが出力のうちの1つに固定的に接続されている、条項9に記載のシステム。

0047

条項13.出力に接続された受電回路は電気モータを備える、条項9に記載の方法。

0048

条項14.電気モータは、車両、空調装置ユニット、油圧ポンプ、送水ポンプ、エレベータ、冷蔵モジュール、及び送風ユニットのうちの少なくとも1つに動作可能に接続されている、条項13に記載のシステム。

0049

条項15.PMCに連結された電源をさらに備える、条項9に記載のシステム。

0050

条項16.複数のPPCは、合計で少なくとも電源の出力容量を満足する複数のPPCを含む、条項15に記載のシステム。

0051

条項17.複数の並列パワーコンバータ(PPC)を含む並列モジュラーコンバータ(PMC)に接続された複数の受電回路からの負荷要求を検出すること、及び負荷要求に基づいて受電回路を駆動するため、PPCを受電回路に選択的に接続すること、を含む方法。

0052

条項18.受電回路は電気モータを備える、条項17に記載の方法。

0053

条項19.負荷要求が動的に変化し、PPCを受電回路に選択的に接続することが、PPCを受電回路に動的に接続することを含む、条項17に記載の方法。

0054

条項20.PPCからの電力を第1の受電回路及び第2の受電回路に分配するため、複数のPPCのうちの1つのPPCを、複数の受電回路のうちの第1の受電回路と選択的に接続し、次に反復して第2の受電回路と選択的に接続することをさらに含む、条項17に記載の方法。

0055

様々な態様の記載は、例示を目的として提示されているものであり、網羅的であること、または開示された態様に限定されることは意図されていない。当業者には、記載した態様の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正形態及び変形形態が明らかであろう。本書で使用される用語は、市場において見られる技術の諸態様、実際的な施用、もしくは技術的改良の原理を最も良く説明するため、または本明細書で開示する諸態様を他の当業者に理解せしめるために、選択されたものである。

0056

諸態様は、専らハードウェアである態様、専らソフトウェアファームウェア常駐ソフトウェアマイクロコードなどを含む)である態様、またはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた態様の形式をとり得る。本書では、それらは全て「回路」、「モジュール」または「システム」と広く称され得る。

0057

諸態様とは、システム、方法、及び/またはコンピュータプログラム製品であり得る。コンピュータプログラム製品は、本書に記載の諸態様をプロセッサに実行させるコンピュータ可読プログラム命令を内に有する、コンピュータ可読記憶媒体(単数または複数)を含み得る。

0058

コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置によって使用される命令を保持及び記憶することが可能な、有形の装置であることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、限定しないが例として、電子記憶装置磁気記憶装置光学記憶装置電磁記憶装置半導体記憶装置、またはこれらの任意の適切な組み合わせであり得る。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な非網羅的リストには、ポータブルコンピュータフロッピーディスクハードディスクランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可プログラマブル読出し専用メモリEPROMまたはフラッシュメモリ)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、持ち運び可能なコンパクトディスク読出し専用メモリ(CD−ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、メモリースティック、フロッピーディスク、パンチカードまたは記録された命令を有する溝内の隆起構造といった機械的にエンコードされた装置、及びこれらの任意の適切な組み合わせ、が含まれる。コンピュータ可読記憶媒体とは、本明細書で使用される場合、電波もしくは他の自由に伝播する電磁波、導波管もしくは他の伝送媒体を通って伝播する電磁波(例えば光ファイバーケーブルを通過する光パルス)、または電線を通って伝送される電気信号といった、一過性信号それ自体と解釈されるべきではない。

0059

本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピューティング装置プロセッシング装置に対して、または、例えばインターネットローカルエリアネットワークワイドエリアネットワーク及び/もしくはワイヤレスネットワークといったネットワークを経由して外部のコンピュータもしくは外部記憶装置に対して、ダウンロード可能である。ネットワークは、銅の伝送ケーブル光伝送ファイバー無線伝送ルータファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、及び/またはエッジサーバを含み得る。各コンピューティング/プロセッシング装置のネットワークアダプタカードまたはネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、各コンピューティング/プロセッシング装置内のコンピュータ可読記憶媒体内に保存するために、該コンピュータ可読プログラム命令を転送する。

0060

様々な態様の動作を実行するコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令命令セットアーキテクチャISA)命令、機械語命令機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、または、スモールトーク、C++などといったオブジェクト指向プログラミング言語、及び、プログラミング言語「C」または同様のプログラミング言語といった従来型手続き型プログラミング言語を含む、1以上のプログラミング言語の任意の組み合わせによって書かれたソースコードもしくはオブジェクトコードであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上且つ部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートのコンピュータもしくはサーバ上で、実行され得る。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク(LAN)もしくはワイドエリアネットワーク(WAN)を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得るか、または、(例えば、インターネットサービスプロバイダを利用してインターネットを介して)外部のコンピュータへの接続がなされてもよい。いくつかの態様では、例えば、プログラム可能論理回路フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)、またはプログラム可能論理アレイPLA)を含む電子回路は、諸態様を実行する目的で該電子回路をカスタマイズするために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによってコンピュータ可読プログラム命令を実行してよい。

0061

諸態様による方法、装置(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び/またはブロック図を参照して、本明細書で諸態様が記載される。フロー図及び/またはブロック図の各ブロック、並びにフロー図及び/またはブロック図のブロックの組み合わせが、コンピュータ可読プログラム命令によって実行可能であることは、理解されよう。

0062

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行を行う命令が、フロー図及び/またはブロック図の1または複数のブロック内で特定されている機能/作用を実装するための手段を生成するように、汎用コンピュータ特殊用途コンピュータ、または、機器を作製するための他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに、提供され得る。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータに命令可能なコンピュータ可読記憶媒体内、プログラム可能なデータ処理装置内、及び/または特有の方法で機能する他の装置内にもまた、記憶され得る。それによって、命令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体には、該フロー図及び/またはブロック図の単数もしくは複数のブロックで明記されている機能/動作の態様を実装する命令を含む製品が、含まれる。

0063

コンピュータ可読プログラム命令は、一連動作ステップをコンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、またはコンピュータに実装される処理を生み出す他の装置上で実行させるために、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置に搭載されてもまた、よい。これによって、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他の装置上で実行される命令は、該フロー図及び/またはブロック図の単数もしくは複数のブロックで明記されている機能/動作を実装する。

0064

図面のフロー図及びブロック図は、本開示の様々な態様によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実装態様アーキテクチャ、機能性、及び操作を示すものである。この点に関して、フロー図及びブロック図の各ブロックは、特定の論理機能を実装するための1または複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、または部分を表わし得る。いくつかの代替的な実施態様では、ブロックに記載された機能は図面に記載された順序を逸脱して現われてよい。例えば、場合によっては、連続して示されている2つのブロックはほぼ同時に実行されてもよく、または、含まれる機能によってはブロックは逆順に実行されてもよい。ブロック図及び/またはフロー図の各ブロック、並びにブロック図及び/またはフロー図のブロックの組み合わせは、特定機能または作業を行う特殊用途のハードウェアベースのシステムによって実装可能であるか、または特殊用途のハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実行可能であることもまた、留意されるであろう。

0065

前記は本発明の諸態様を対象としているが、本発明の他の、及びさらなる態様は、その基本的な範囲及び以下の特許請求の範囲によって決定されるその範囲を逸脱することなく、考案され得る。

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