WO2008072762A1 - 電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法 - Google Patents

Abstract

　電池温度Ｔｂ１＞電池温度Ｔｂ２が成立するときには、蓄電部（６−２）に対する昇温要求が相対的に大きくなる。そのため、蓄電部（６−２）に対する目標電力値Ｐ２ ＊を優先的に決定する。電池温度Ｔｂ１と電池温度Ｔｂ２との温度偏差に応じて決定される分配率Ｐｒ２（０．５≦分配率Ｐｒ２≦１．０）に要求電力値ＰＳ ＊を乗じて、目標電力値Ｐ２ ＊が算出される。一方、目標電力値Ｐ１ ＊は、要求電力値ＰＳ ＊から目標電力値Ｐ２ ＊を減じて算出される。

Description

明細書 電源システムおよびそれを備える車両、 ならびにその制御方法 技術分野

この発明は、 複数の蓄電部を有する電源システムおよびそれを備える車両、 な らびにその制御方法に関し、 特に蓄電部間の温度差を考慮して蓄電部の各々で充 放電される電力を管理する技術に関する。 背景技術

近年、 環境問題を考慮して、 電気自動車、 ハイブリッド自動車、 燃料電池車な どのように、 電動機を駆動力源とする車両が注目されている。 このような車両は、 電動機に電力を供給したり、 回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変 換して蓄えたりするために、 充放電可能な蓄電部を搭載している。 .

このような電動機を駆動力源とする車両において、 加速性能や走行持続距離な どの走行性能を高めるためには、 電源容量をより大きくすることが望ましい。 電 源容量'を大きくするための方法として、 複数の蓄電部を搭載する構成が提案され ている。

たとえば、 米国特許第 6 , 6 0 8 , 3 9 6号公報には、 高電圧車両牽引システ ムに所望の直流高電圧レベルを提供する電動モータ電源管理システムが開示され ている。 この電動モータ電源管理システムは、 それぞれが電池とブースト/バッ ク直流 ·直流コンバータとを有しかつ並列に接続された、 少なくとも 1つのイン バータに直流電力を提供する複数の電源ステージと、 複数の電源ステージの電池 を均等に充放電させて複数の電源ステージが少なくとも 1つのィンバータへの電 池電圧を維持するように複数の電源ステージを制御するコントローラとを備える。 一方で、 化学電池などからなる蓄電部は、 電気化学的な作用を利用して電気工 ネルギーを蓄えるので、 その充放電特性は温度の影響を受けやすい。 一般的に、 低温になるほどその充放電性能が低下する一方、 高温になるほど劣化を促進させ るおそれがある。 そのため、 車両に搭載される蓄電部に対しては、 その温度が所 定の温度範囲内に維持されるように温度管理を行なう必要がある。 そこで、 車両 に搭載される蓄電部は、 令却ファンなどを備えてパッケージ化されることが多い。 しかしながら、 ·複数の蓄電部を車両に搭載する場合のパッケージ構成によって は、 各蓄電部に対する冷却能力に差異を生じ得る。 その結果、 たとえ、 蓄電部の 各々における定格値および充放電電力値を互いに一致させたとしても、 蓄電部間 で温度がばらつく場合がある。 すなわち、 いずれかの蓄電部に対する冷却が相対 的に大きくなってその温度が低下したり、 いずれかの蓄電部に対する冷却が相対 的に低下してその温度が上昇したりする場合がある。

上述の米国特許第 6， 6 0 8， 3 9 6号公報に開示される電動モータ電源管理 システムでは、 電池 （蓄電部） の温度を全く考慮していないため、 このような複 数の蓄電部間の温度ばらつきを回避できないという問題があった。 発明の開示

この発明は、 このような問題点を解決するためになされたものであって、 その 目的は、 負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、 蓄電部間に生じる温度を均 一化して蓄電部全体を効率的に温度管理可能な電源システムおよびそれを備える 車両、 ならびにその制御方法を提供することである。

この発明のある局面によれば、 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を 有する電源システムを提供する。 電源システムは、 負荷装置と電源システムとの 間を電気的に接続するための電力線と、 複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ 設けられ、 各々が対応の蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数 コンバー タ部と、 複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得手段と、 負荷装置からの 要求電力値を温度取得手段によって取得された複数の蓄電部の温度に応じて分配 し、 複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する目標電力値決定手段と、 目標電力値決定手段によつて決定された目標電力値に従って、 複数のコンバータ 部を制御するコンバータ制御手段とを含む。

この発明によれば、 複数の蓄電部の各々に対する目標電力値は、 負荷装置から の要求電力値が複数の蓄電部の温度に応じて分配されることで決定される。 そし て、 複数の蓄電部の各々において対応の目標電力値に従った充放電が行われるよ うに、 複数のコンバータ部が制御される。 これにより、 目標電力値は要求電力値 を分配したものとなるので、 システム全体として見れば、 負荷装置からの要求電 力値を満足させることができる。 同時に、 目標電力値を適切に分配することで、 充放電に伴って生じる抵抗性発熱を利用して、 蓄電部間に生じる温度の不均一を 解消することができる。 よって、 負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、 蓄 電部間に生じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的な温度管理を実現できる。 好ましくは、 目標電力値決定手段は、 他の蓄電部に比較して相対的に温度の高 い蓄電部について、 要求電力ィ直のうち分配される割合がより小さくなるように目 標電力値を決定する。

好ましくは、 目標電力値決定手段は、 他の蓄電部との間の温度差が所定のしき い値以上になっている高温の蓄電部について、 対応の目標電力値を略ゼロに決定 する。

好ましくは、 この局面に従う電源システムは、 複数の蓄電部の各々の充電状態 を示す状態値を取得する状態値取得手段をさらに含み、 目標電力値決定手段は、 複数の蓄電部の温度に加えて、 状態値取得手段によって取得された複数の蓄電部 の状態値に応じて、 複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する。

好ましくは、 目標電力値決定手段は、 他の蓄電部に比較して相対的に充電状態 の高い蓄電部について、 電源システムから負荷装置への電力供給時に、 要求電力 値のうち分配される割合がより大きくなるように目標電力値を決定するとともに、 負荷装置から電源システムへの電力供給時に、 要求電力値のうち分配される割合 がより小さくなるように目標電力値を決定する。

より好ましくは、 複数の蓄電部の各々は、 リチウムイオン電池からなる。

好ましくは、 複数の蓄電部は、 同一の筐体内に配置される。

この発明の別の局面に従えば、 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を 有する電源システムを提供する。 電源システムは、 負荷装置と電源システムとの 間を電気的に接続するための電力線と、 複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ 設けられ、 各々が対応の蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバー タ部と、 複数の蓄電部の各々の温度を取得するための電池温度検出部と、 複数の コンバータ部を制御するための制御ユニットとを含む。 制御ユニットは、 負荷装 置からの要求電力値を電池温度検出部によって取得された複数の蓄電部の温度に 応じて分酉己し、 複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定し、 当該決定した 目標電力値に従つて複数のコンバータ部を制御する。

この発明のさらに別の局面に従えば、 上記の電源システムと、 電源システムか ら竜力の供給を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両を提 供する。

この発明のさらに別の局面に従えば、 各々が充放電可能に構成された複数の蓄 電部を有する電源システムの制御方法を提供する。 電源システムは、 負荷装置と 電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、 複数の蓄電部と電力線 との間にそれぞれ設けられ、 各々が対応の蓄電部の充放電を制御可能に構成され た複数のコンバータ部とを含む。 制御方法は、 複数の蓄電部の各々の温度を取得 する温度取得ステツプと、 負荷装置からの要求電力値を温度取得ステップにおい て取得された複数の蓄電部の温度に応じて分配し、 複数の蓄電部の各々に対する 目標電力値を決定する目標電力値決定ステツプと、 目標電力値決定ステップにお いて決定された目標電力値に従って、 複数のコンバータ部を制御するコンバータ 制御ステップとを含む。

この発明によれば、 負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、 蓄電部間に生 じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的に温度管理可能な電源システムおよび それを備える車両、 ならびにその制御方法を実現できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 この発明の実施の形態に従う電源システムを備える車両の要部を示す 概略構成図である。

図 2は、 この発明の実施の形態に従うコンバータ部の概略構成図である。 図 3は、 この発明の実施の形態に従う蓄電部のパッケージ構造を模式的に示す 概略構成図である。

図 4は、 この発明の実施の形態に従うコンバータ E C Uにおける制御構造を示 すブロック図である。

図 5 A〜図 5 Dは、 図 4に示す目標電力値決定部における決定ロジックを示す ブロック図である。

図 6は、 この発明の実施の形態に従う目標電力値の分配関係を示す図である。 図 7は、 本発明の実施の形態に従う制御方法の処理手順を示すフローチャート である。 .

図 8は、 この発明の実施の形態の第 1変形例に従うコンバータ ECUにおける 制御構造の要部を示す図である。

図 9は、 この発明の実施の形態の第 2変形例に従うコンバータ ECUにおける 制御構造の要部を示す図である。

図 10は、 この発明の実施の形態の第 3変形例に従うコンバータ ECUにおけ る制御構造の要部を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態について、 図面を参照しながら詳細に説明する。 なお、 図 中の同一または相当部分については、 同一符号を付してその説明は繰返さない。 図 1は、 この発明の実施の形態に従う電源システム 1を備える車両 100の要 部を示す概略構成図である。

図 1を参照して、 本実施の形態においては、 負荷装置の一例として、 車両 10 0の駆動力を発生するための駆動力発生部 3との間で電力授受を行なう構成につ いて例示する。 車両 100は、 駆動力発生部 3が電源システム 1から供給される 電力を受けて発生する駆動力を車輪 （図示しない） に伝達することで走行する。 本実施の形態においては、 複数の蓄電部の一例として、 2つの蓄電部を有する 電源システム 1について説明する。 電源システム 1は、 主正母線 MP Lおよび主 負母 ί泉 MN Lを介して、 駆動力発生部 3との間で直流電力の授受を行なう。 駆動力発生部 3は、 インバータ （I NV) 30— 1， 30— 2と、 第 1モ タ ジェネレータ (MG 1) 34— 1と、 第 2モータジェネレータ (MG 2) 34— 2とを備え、 制御ュニットである駆動 ECU (Electronic Control Unit) 32 からのスィツチング指令 PWM1， PWM 2に応じて駆動力を発生する。

モータジェネレータ 34— 1， 34— 2は、 それぞれインバータ部 30— 1, 30-2から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生可能であるとともに 外部からの回転駆動力を受けて交流電力を発電可能に構成される。 一例として、 モータジェネレータ 34— 1 , 34— 2は、 永久磁石が埋設されたロータを有す る三相交流回転電機である。 そして、 モータジェネレータ 34— 1， 34— 2は、 それぞれ動力伝達機構 36と連結され、 発生した駆動力を駆動軸 38によって車 輪 （図示しない） へ伝達する。

インバータ部 30— 1， 30— 2は、 主正母線 MP Lおよび主負母線 MN に 並列接続され、 それぞれ電源システム 1と、 モータジェネレータ 34— 1， 34 一 2との間で電力変換を行なう。 一例として、 インバータ部 30— 1, 30-2 は、 三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、 それぞれ駆動 E CU 32から受けたスイッチング指令 PWM1, PWM2に応じて、 スィッチン グ （回路開閉） 動作を行なうことで、 三相交流電力を発生する。

なお、 駆動力発生部 3がハイブリッド車両に適用される場合には、 モータジェ ネレータ 34— 1， 34— 2は、 動力伝達機構 36または駆動軸 38を介してェ ンジン （図示しない） とも機械的に連結される。 そして、 駆動 ECU32によつ て、 エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータ 34— 1， 34— 2の発生 する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。 このようなハイプリ ッド車両に適用される場合には、 一方のモータジェネレータをもっぱら電動機と して機能させ、 他方のモータジェネレータをもっぱら発電機として機能させるよ うに構成することもできる。

駆動 ECU32は、 予め格納されたプログラムを実行することで、 図示しない 各センサから送信された信号、 走行状況、 アクセル開度の変化率、 および格納し ているマップなどに基づいて、 モータジェネレータ 34— 1， 34— 2の目標ト ルクおよび目標回転数を算出する。 そして、 駆動 ECU32は、 モータジエネレ ータ 34— 1， 34-2の発生トルクおよび回転数がそれぞれ当該算出した目標 トルクおよび目標回転数となるように、 スイッチング指令 PWM1, PWM2を 生成して駆動力発生部 3へ与える。

また、 駆動 ECU32は、 当該算出した目標トルクおよび目標回転数に基づい て、 駆動力発生部 3で消費または発生すベき電力値である要求電力値 P s *を算 出して電源システム 1へ出力する。 なお、 駆動 ECU 32は、 要求電力値 P_s* の符号を変化させることで、 電源システム 1から駆動力発生部 3への電力供給 (正値） と、 駆動力発生部 3から電源システム 1への電力供給 （負値） とを切替 えて指示する。

一方、 電源システム 1は、 平滑コンデンサ Cと、 供給電圧検出部 1 8と、 コン バータ部 （CONV) 8— 1, 8— 2と、 蓄電部 6— 1， 6— 2と、 電池電流検 出部 10— 1 , 10— 2と、 電池電圧検出部 12— 1, 1 2— 2と、 電池温度検 出部 14一 1， 14— 2と、 電池 ECU4と、 コンバータ E CU 2とを含む。 平滑コンデンサ Cは、 主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間に接続され、 コ ンバータ部 8— 1， 8— 2からの供給電力に含まれる変動成分 （交流成分） を低 減する。

供給電圧検出部 18は、 主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間に接続され、 駆動力発生部 3への供給電圧 V hを検出し、 その検出結果をコンバータ E C U 2 へ出力する。

コンバータ部 8— 1， 8— 2は、 それぞれ対応の蓄電部 6— 1， 6— 2の充放 電を制御可能に構成される。 すなわち、 コンバータ部 8— 1, 8— 2は、 それぞ れ対応の蓄電部 6— 1 , 6— 2と主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lとの間で 電圧変換動作 （降圧動作/昇圧動作） を行なうことで、 蓄電部 6— 1， 6— 2の 充放電を制御する。 具体的には、 蓄電部 6— 1， 6— 2を充電する場合には、 コ ンバータ部 8— 1， 8— 2は、 それぞれ主正母線 M P Lと主負母線 MN Lとの間 の電圧を降圧して、 充電電力を蓄電部 6— 1, 6— 2へ供給する。 一方、 蓄電部 6— 1， 6— 2を放電する場合には、 コンバータ部 8— 1， 8— 2は、 それぞれ 蓄電部 6— 1， 6-2の電池電圧を昇圧して、 主正母線 MP Lおよぴ主負母線 M N Lを介して放電電力を供給する。

図 2は、 この発明の実施の形態に従うコンバータ部 8— 1， 8— 2の概略構成 図である。

図 2を参照して、 コンバータ部 8— 1は、 一例として、 双方向形のチヨツバ回 路を含んで構成され、 チヨッパ回路 40—1と、 平滑コンデンサ C 1とからなる, チヨッパ回路 40— 1は、 スイッチング指令 PWC 1に含まれる下アームスィ ツチング指令 PWC 1 Aおよび上アームスィツチング指令 PWC 1 Bに応じて、 ―

O 2008/072762

昇圧動作および降圧動作を選択的に実行する。 そして、 チヨッパ回路 40— 1は、 正母線 LN1Aと、 負母線 LN1 Cと、 酉己線 LN1 Bと、 スィツチング素子であ るトランジスタ Q 1A， Q1 Bと、 ダイオード D 1A， D I Bと、 インダクタ L 1とを含む。

正母線 LN1 Aは、 その一方端がトランジスタ Q 1 Bのコレクタに接続され、 他方端が主正母線 MP Lに接続される。 また、 負母線 LN1 Cは、 その一方端が 蓄電部 6— 1 (図 1) の負側に接続され、 他方端が主負母線 MNLに接続される。

トランジスタ Q 1 Aおよび Q 1 Bは、 正母線 LN 1 Aと負母線 LN 1 Cとの間 に直列に接続される。 そして、 トランジスタ Q 1 Bのコレクタは正母線 LN 1 A に接続され、 トランジスタ Q 1 Bのェミッタは負母線 LN 1 Cに接続される。 ま た、 各トランジスタ Q 1A， Q 1 Bのコレクターェミッタ間には、 ェミッタ側か らコレクタ側へ電流を流すダイォード D 1 A, D 1 Bがそれぞれ接続されている。 さらに、 ィンダクタ L 1は、 トランジスタ Q 1 Aと トランジスタ Q 1 Bとの接続 点に接続される。

配線 L N 1 Bは、 一方端が蓄電部 6— 1 (図 1 ) の正側に接続され、 他方端が インダクタ L 1に接続される。

平滑コンデンサ C 1は、 配線 LN1 Bと負母線 LN1 Cとの間に接続され、 配 線 LN 1 Bと負母線 LN 1 Cとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

コンバータ部 8— 2についても上述したコンバータ部 8— 1と同様の構成およ び動作であるので、 詳細な説明は繰返さない。

再度、 図 1を参照して、 蓄電部 6— 1， 6— 2は、 それぞれコンバータ部 8— 1， 8— 2による充放電が可能に構成される。 本実施の形態に従う蓄電部 6— 1， 6— 2は、 一例として、 リチウムィォン電池、 二ッケル水素電池および鉛電池な どの化学電池、 もしくは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を用いてもよい。 そして、 蓄電部 6— 1, 6— 2は、 パッケージ化されて車両 100に搭載される。 図 3は、 この発明の実施の形態に従う蓄電部 6— 1， 6— 2のパッケージ構造 を模式的に示す概略構成図である。

図 3を参照して、 蓄電部 6— 1および 6— 2は、 同一の筐体である電池パック 20内で垂直方向に重なるように配置される。 また、 電池パック 20の一側面に は、 蓄電部 6— 1， 6— 2を冷却するための冷却空気 24を取込む取込口 22お よび、 蓄電部 6— 1， 6— 2の冷却に使用された後の廃棄空気 26を排出する排 出口 28が形成される。 そして、 送風機構 （図示しない） により、 取込口 22か ら蓄電部 6— 1， 6— 2を経由して排出口 28まで冷却空気の流れが形成される。 この冷却空気と蓄電部 6— 1， 6— 2との間で熱交換が生じことで、 蓄電部 6— 1, 6— 2が冷去卩される。

図 3に示す電池パック 20では、 2つの蓄電部を垂直方向に重なるように配置 するため、 省スペース化を図ることができる一方、 それぞれの蓄電部に対する冷 却能力に差が生じやすい。 すなわち、 蓄電部 6— 1を冷却した後の冷却空気が蓄 電部 6— 2へ供給されるので、 蓄電部 6— 1の電池温度が比較的高い場合や冷却 空気の風量が少ない場合などには、 蓄電部 6— 2へ供給される冷却空気の温度が 上昇しやすい。 その結果、 蓄電部 6— 1に対する冷却能力に比較して、 蓄電部 6 —2に対する冷却能力が低下し得る。 そこで、 後述するような本実施の形態に従 う方法を用いて、 蓄電部 6— 1, 6— 2に生じる温度の不均一を抑制する。

再度、 図 1を参照して、 電池電流検出部 10— 1， 10— 2は、 それぞれ蓄電 部 6— 1， 6— 2とコンバータ部 8— 1 , 8— 2とを接続する一対の電力線の一 方の線に介揷され、 蓄電部 6— 1， 6_ 2の入出力に係る電池電流 I b 1, l b 2を検出し、 その検出結果をコンバータ ECU 2および電池 ECU 4へ出力する。 電池電圧検出部 12— 1， 12— 2は、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6— 2とコン バータ部 8— 1， 8— 2とを接続する一対の電力線の線間に接続され、 蓄電部 6 —1, 6— 2の電池電圧 Vb l， Vb 2を検出し、 その検出結果をコンバータ E CU 2および電池 ECU 4へ出力する。

電池温度検出部 14一 1， 14—2は、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6— 2を構成 する電池セルなどに近接して配置され、 蓄電部 6— 1， 6— 2の内部における温 度である電池温度 Tb l, Tb 2を検出し、 その検出結果を電池 ECU 4へ出力 する。 なお、 電池温度検出部 14—1， 14一 2は、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6 一 2を構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結 果に基づいて、 平均化処理などにより代表値を出力するように構成されてもよい。 電池 ECU 4は、 蓄電部 6— 1， 6— 2の充電状態を監視するための制御装置 である。 具体的には、 電池 E CU 4は、 それぞれ電池電流検出部 10— 1、 電池 電圧検出部 12— 1および電池温度検出部 14一 1からの電池電流 I b 1、 電池 電圧 Vb 1および電池温度 Tb 1を受けて、 蓄電部 6— 1の充電状態を示す状態 値 （以下、 「SOC (State Of Charge) 1」 とも称す） を算出する。 同様に、 電池 ECU 4は、 電池電流 I b 2、 電池電圧 Vb 2および電池温度 Tb 2を受け て、 蓄電部 6— 2の充電状態を示す状態値 （以下、 「S〇C 2」 とも称す） を算 出する。 さらに、 電池 ECU 4は、 算出した SOC l， SOC2に加えて、 電池 温度 Tb l， T b 2をコンバータ ECU 2へ出力する。

なお、 SOC l, SOC 2を算出する方法としては、 公知のさまざまな方法を 用いることができるが、 一例として、 開回路電圧値から算出される暫定 S〇Cと、 電池電流 I b 1, I b 2の積算値から算出される補正 SOCとに基づいて算出さ れる。 具体的には、 各時点における電池電流 I b 1, l b 2および電池電圧 Vb 1， Vb 2に基づいて蓄電部 6— 1， 6— 2の開回路電圧値が導出された上で、 予め実験的に測定された基準充放電特性上の当該開回路電圧値に対応する値から 蓄電部 6— 1， 6— 2の暫定 SOCが決定される。 さらに、 電池電流 l b 1， I b 2の積算値から補正 S O Cが導出され、 この補正 SOCと暫定 SOCとを加算 することで SOC l， SOC2が算出される。

コンバータ E CU 2は、 駆動力発生部 3から与えられる要求電力値 P _s*を満 足させるように、 コンバータ部 8— 1， 8— 2における電圧変換動作を制御する ための制御装置である。 より具体的には、 コンバータ ECU 2は、 コンバータ部 8— 1， 8— 2の入出力電力値が対応の目標電力値と一致するように、 スィッチ ング指令 PWC 1 , PWC 2のデューティ比を調整する。

特に、 本実施の形態では、 コンバータ ECU 2は、 蓄電部 6— 1， 6— 2に生 じる電池温度の不均一 （温度ばらつき） を抑制するために、 要求電力値 P_s*を 電池温度 Tb l, T b 2に応じて分配し、 蓄電部 6— 1, 6— 2の各々について の目標電力値を決定する。 すなわち、 蓄電部の充放電電力が大きくなるほど抵抗 性発熱量が増加するため、 相対的に昇温させる必要が小さい蓄電部、 すなわち他 の蓄電部に比較してより電池温度の高い蓄電部については、 要求電力値 P _s*の うち分配される割合がより小さくなるように、 目標電力値が決定される。 一方、 相対的に昇温させる必要が大きい蓄電部、 すなわち他の蓄電部に比較してより電 池温度の低い蓄電部については、 要求電力値 P _s *のうち分配される割合がより 大きくなるように、 目標電力値が決定される。

このように、 要求電力値 P _s *を電池温度 T b 1， T b 2に応じて分配して蓄 電部 6— 1， 6— 2の各々に対する目標電力値を決定することで、 負荷装置から の要求電力値を満足させることができる。 同時に、 電池温度が相対的に高い蓄電 部に対しては、 目標電力値を相対的に小さくすることで、 電池温度の異常上昇に よる劣化の促進を回避できるとともに、 電池温度が相対的に低い蓄電部に対して は、 目標電力値を相対的に大きくすることで、 電池温度の低下による充放電性能 の低下を回避できる。

(コンバータ E C U 2における制御構造）

図 4は、 この発明の実施の形態に従うコンバータ E C U 2における制御構造を 示すプロック図である。

図 4を参照して、 コンバータ E C U 2における制御構造は、 モード判定部 5 0 と、 目標電力値決定部 5 2と、 乗算部 6 2， 7 2と、 減算部 6 0， 7 0と、 P I 制御部 （P I ) 6 4， 7 4と、 変調部 （MO D) 6 6 , 7 6とを含む。

モード判定部 5 0は、 蓄電部 6— 1 , 6 - 2の電池温度 T b 1， T b 2に応じ て、 後述する目標電力値決定部 5 2における決定モードを判定して指示する。 目標電力値決定部 5 2は、 駆動力発生部 3からの要求電力値 P _s *を電池温度 T b 1， T b 2に応じて分配し、 それぞれ蓄電部 6— 1 , 6— 2に対する目標電 力値 P ， P ₂ *を決定して出力する。 なお、 目標電力値決定部 5 2は、 モード 判定部 5 0から指示される決定モードに応じて選択される決定ロジック （後述す る） に従って、 目標電力値 P , P ₂ *を決定する。

乗算部 6 2は、 電池電流 I b 1と電池電圧 V b 1とを乗算して、 蓄電部 6— 1 で実際に充電または放電された電力である実績電力値 P iを算出する。

減算部 6 0および P I制御部 6 4は、 蓄電部 6— 1の充放電電力を目標電力値 に一致させるためのフィードバック制御系を構成する。 具体的には、 減算 部 6 0は、 目標電力値決定部 5 2から出力される目標電力値 に対して、 乗 算部 6 2から出力される実績電力値 を減じて電力偏差を算出する。 また、 p I制御部 6 4は、 少なくとも比例要素 （P ： proportional element) および積分 要素 （I ： integral element) を含んで構成され、 減算部 6 0から出力される電 力偏差を受けて、 所定の比例ゲインおよび積分時間に従ってデューティ比 D t y 1を生成する。

変調部 6 6は、 図示しない発振部が発生する搬送波 （キヤリァ波） と P I制御 部 6 4からのデューティ比 D t y 1とを比較して、 スィツチング指令 P WC 1を 生成する。 このスイッチング指令 P WC 1によって、 コンバータ部 8— 1は、 蓄 電部 6— 1の充放電電力が目標電力値 P i *に一致するように電圧変換動作を実 行する。

また、 乗算部 7 2は、 電池電流 I b 2と電池電圧 V b 2とを乗算して、 蓄電部

6— 2で実際に充電または放電された電力である実績電力値 P ₂を算出する。 減算部 7 0および P I制御部 7 4は、 蓄電部 6— 2の充放電電力を目標電力値

P ₂ *に一致させるためのフィードバック制御系を構成する。 具体的には、 減算 部 7 0は、 目標電力値決定部 5 2から出力される目標電力値 P ₂ *に対して、 乗 算部 7 2から出力される実績電力値 P ₂を減じて電力偏差を算出する。 また、 P I制御部 7 4は、 少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、 減算部

7 0から出力される電力偏差を受けて、 所定の比例ゲインおよび積分時間に従つ てデューティ比 D t y 2を生成する。

変調部 7 6は、 図示しない発振部が発生する搬送波 （キャリア波） と P I制御 部 7 4からのデューティ比 D t y 2とを比較して、 スイッチング指令 P WC 2を 生成する。 このスイッチング指令 PWC 2によって、 コンバータ部 8— 2は、 蓄 電部 6— 2の充放電電力が目標電力値 P ₂ *に一致するように電圧変換動作を実 行する。

図 5 A〜図 5 Dは、 図 4に示す目標電力値決定部 5 2における決定ロジックを 示すブロック図である。

図 5 Aは、 電池温度 T b 1》電池温度 T b 2のときに選択される決定ロジック を示す。 図 5 Bは、 電池温度 T b 1 >電池温度 T b 2のときに選択される決定口 ジックを示す。 図 5 Cは、 電池温度 T b 1く電池温度 T b 2のときに選択される 決定ロジックを示す。 図 5 Dは、 電池温度 T b 1《電池温度 T b 2のときに選択 される決定ロジックを示す。

モード判定部 5 0 (図 4 ) は、 電池温度 T b 1および T b 2の相対的な大小関 係に応じて、 目標電力値決定部 5 2に対して、 図 5 A〜図 5 Dに示す決定ロジッ クのうちいずれか 1つの選択を指示する。

図 5 Aを参照して、 電池温度 T b 1》電池温度 T b 2が成立するとき、 すなわ ち蓄電部 6— 1が蓄電部 6— 2に比較して所定のしきい 以上の温度差を有する 高温になっている場合には、 蓄電部 6— 1に対する目標電力値 P をゼロ ( 「0」 ） に決定するとともに、 蓄電部 6— 2に対する目標電力値 P ₂ *を要求 電力値 P _s *に一致させる。 すると、 蓄電部 6— 1での充放電電力がゼロになる ため、 蓄電部 6— 1では抵抗性発熱が生じず、 温度上昇を抑制できる。 一方、 蓄 電部 6— 2には要求電力値 P _s *のすべてが流れるので、 駆動力発生部 3の要求 電力値 P _s *を満足させる範囲内で最大の抵抗性究熱量を発生させることができ、 蓄電部 6— 2を大きく昇温させることができる。

図 5 Bを参照して、 電池温度 T b 1 >電池温度 T b 2が成立するときには、 蓄 電部 6— 2に対する昇温要求が相対的に大きくなる。 そのため、 蓄電部 6— 2に 対する目標電力値 P ₂ *を優先的に決定する。

具体的には、 図 5 Bに示す決定口ジックは、 減算部 8 0， 8 3と、 P I D制御 部 （P I D) 8 1と、 乗算部 8 2とを含む。 そして、 減算部 8 0は、 電池温度 T b 1に対する電池温度 T b 2の温度偏差 （電池温度 T b 1一電池温度 T b 2 ) を 算出する。 P I D制御部 8 1は、 比例要素 （P ： proportional element) 、 積分 要素 （I ： integral element) および微分要素 （D： differential element) を 含んで構成され、 減算部 8 0から出力される温度偏差を受けて、 所定の比例ゲイ ン、 積分時間および微分時間に従って分配率 P r 2を算出する。

乗算部 8 2は、 要求電力値 P _s *に P I D制御部 8 1からの分配率 P r 2を乗 じて、 蓄電部 6— 2に対する目標電力値 Ρ ₂ *として決定する。 また、 減算部 8 3は、 要求電力値 P _s *から乗算部 8 2で決定された目標電力値 Ρ ₂ *を減じて、 蓄電部 6— 1に対する目標電力値 Ρ として決定する。

図 5 Cを参照して、 電池温度 T b 1く電池温度 T b 2が成立するときには、 蓄 電部 6— 1に対する昇温要求が相対的に大きくなる。 そのため、 蓄電部 6— 1に 対する目標電力値 P i *を優先的に決定する。

具体的には、 図 5 Cに示す決定ロジックは、 減算部 84， 87と、 P I D制御 部 （P I D) 85と、 乗算部 86とを含む。 そして、 減算部 84は、 電池温度 T b 2に対する電池温度 T b 1の温度偏差 （電池温度 T b 2一電池温度 T b 1 ) を 算出する。 P I D制御部 85は、 比例要素、 積分要素および微分要素を含んで構 成され、 減算部 84から出力される温度偏差を受けて、 所定の比例ゲイン、 積分 時間および微分時間に従って分配率 P r 1を算出する。

乗算部 86は、 要求電力値 P_s*に P I D制御部 85からの分配率 P r 1を乗 じて、 蓄電部 6— 1に対する目標電力値 として決定する。 また、 減算部 8 7は、 要求電力値 P _s *から乗算部 86で決定された目標電力値 P i *を減じて、 蓄電部 6 _ 2に対する目標電力値 P ₂*として決定する。

図 5Dを参照して、 電池温度 Tb 1《電池温度 Tb 2が成立するとき、 すなわ ち蓄電部 6— 2が蓄電部 6— 1に比較して所定のしきい値以上の温度差を有する 高温になっている場合には、 蓄電部 6 _ 2に対する目標電力値 P ₂*をゼロ

( 「0」 ) に決定するとともに、 蓄電部 6— 1に対する目標電力値 を要求 電力値 P_s*に一致させる。 すると、 図 5 Aにおいて説明したようにに、 蓄電部 6— 2における温度上昇を抑制できる一方で、 蓄電部 6— 1を大きく昇温させる ことができる。

なお、 電池温度 Tb 1 電池温度 Tb 2が成立するときには、 目標電力値 Pi *および P₂*は、 いずれも要求電力値 P_s*の 50%となるように決定される。 図 6は、 この発明の実施の形態に従う目標電力値 P ， P₂*の分配関係を示 す図である。 なお、 図 5 Bまたは図 5 Cに示すよう決定ロジックが選択された場 合には、 目標電力値決定部 52は、 P I D制御部 8 1および 85を含むので、 実 際の目標電力値 P ， P₂*は、 温度偏差に応じて過渡的に変化するが、 図 6で は定常状態における目標電力値 P i *， P ₂ *を模式的に示す。

図 6を参照して、 温度偏差 ATb (二電池温度 Tb 1—電池温度 Tb 2) の絶 対値がしきい値 Aの範囲内、 すなわち、 一 A≤温度偏差 ATb≤Aが成立する範 囲内では、 より電池温度の高い蓄電部についての分配率がより小さくなるように 目標電力値 P ， P ₂*が決定される。 一方、 温度偏差 ATbの絶対値がしきい 値 Aの範囲外、 すなわち、 温度偏差 ΔΤΙ)く— A、 もしくは A<温度偏差 ATb が成立するときには、 目標電力値 P^, P₂*のうち一方がゼロに決定され、 他 方が要求電力値 P s *に決定される。

なお、 図 6に示すように、 目標電力値 P^, P₂*は、 要求電力値 P_s*を分配 して決定されるため、 目標電力値 および P₂*の合計値は、 常に要求電力値 P_s*に一致する。 したがって、 本実施の形態に従う電源システム 1は、 蓄電部 6— 1, 6— 2における電池温度の不均一にかかわらず、 駆動力発生部 3からの 要求電力値 P _s*を満足させることができる。

図 7は、 本発明の実施の形態に従う制御方法の処理手順を示すフローチャート である。 なお、 図 7に示すフローチャートは、 コンバータ ECU 2においてプロ グラムが実行されることで実現される。

図 7を参照して、 運転者から車両 100の起動指令 I G ONが発せられると、 コンバータ ECU2は、 蓥電部 6— 1, 6— 2の電池温度 Tb l， T b 2を取得 する （ステップ S 100) 。 また、 コンバータ ECU 2は、 駆動力発生部 3から 要求電力値 P_s*を取得する （ステップ S 102) 。

続いて、 コンバータ ECU 2は、 取得した電池温度 Tb l， Tb 2に応じて、 使用する決定ロジックを選択する （ステップ S 104) 。 そして、 コンバータ E CU2は、 選択した決定ロジックに従って、 要求電力値 P_s*を電池温度 Tb 1 , T b 2に応じて分配し、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6— 2に対する目標電力値 *, P₂*を決定する （ステップ S 106) 。 さらに、 コンバータ ECU2は、 蓄 電部 6— 1， 6— 2の実績電力値がそれぞれ決定した目標電力値 P , P₂*に 一致するように、 コンバータ部 8— 1, 8— 2における電圧変換動作を制御する (ステップ S 108) 。

そして、 コンバータ ECU 2は、 起動指令 I G ONが継続して発せられている か否かを判断する （ステップ S 1 10) 。 起動指令 I G ONが継続して発せられ ている場合 （ステップ S 1 10において YE Sの場合） には、 コンバータ ECU • 2は、 上述のステップ S 102〜S 1 10を繰り返し実行する。 一方、 起動指令 I GONの発生が終了している場合 （ステップ S 1 10において NOの場合） に は、 コンバータ ECU 2は、 処理を終了する。 本実施の形態と本願発明との対応関係は、 駆動力発生部 3が 「負荷装置」 に相 当し、 主正母線 MP Lおよび主負母線 MN が 「電力線」 に相当し、 コンバータ 部 8— 1， 8— 2カ 「複数のコンバータ部」 に相当する。 また、 コンバータ EC U 2が 「目標電力値決定手段」 および 「コンバータ制御手段」 を実現し、 電池温 度検出部 14一 1， 14一 2カ 「温度取得手段」 を実現し、 電池 E C U 4が 「状 態 取得手段」 を実現する。

この発明の実施の形態によれば、 蓄電部 6— 1， 6— 2の各々に対する目標電 力値 P ， P₂*は、 駆動力発生部 3からの要求電力値 P_s*が電池温度 T b 1， T b 2に応じて分配されることで決定される。 そして、 蓄電部 6— 1， 6— 2の 各々において対応の目標電力値に従った充放電が行われるように、 コンバータ部 8 - 1 , 8— 2が制御される。 要求電力値 P_s*==目標電力値 目標電力値 P₂*が成立するので、 電源システム全体として見れば、 常に駆動力発生部 3か らの要求電力値 P_s*を満足させることができる。

また、 この発明の実施の形態によれば、 電池温度が相対的に高い蓄電部に対し ては、 目標電力値を相対的に小さくもしくはゼロに設定することで、 電池温度の 過度な上昇による蓄電部の劣化の促進を回避できる。

さらに、 この発明の実施の形態によれば、 電池温度が相対的に低い蓄電部に対 しては、 目標電力値を相対的に大きく設定することで、 電池温度の低下による蓄 電部の充放電性能の低下を回避できる。

[第 1変形例]

上述したこの発明の実施の形態に従う電源システム 1において、 目標電力値 P ， P₂*の決定に用いられる決定ロジックに代えて、 代替の決定ロジックを採 用してもよい。 以下では、 要求電力値 P_s*を電池温度 T b 1， T b 2に応じて 分配して目標電力値 P^, P₂*を決定するための、 本実施の形態の第 1変形例 に従う構成を説明する。

この発明の実施の形態の第 1変形例に従う電源システムの構成は、 図 1に示す この発明の実施の形態に従う電源システム 1において、 コンバータ E CU 2に代 えて、 その処理内容の異なるコンバータ ECU 2 Aを設けたものであり、 その他 の部位は図 1と同様であるので、 詳細な説明は繰返さなレ、。 図 8は、 この発明の実施の形態の第 1変形例に従うコンバータ ECU 2 Aにお ける制御構造の要部を示す図である。 なお、 本第 1変形例では、 コンバータ EC U 2 Aにおいて、 図 4に示すようなモード判定部 50を設ける必要はない。

図 8を参照して、 コンバータ ECU2Aでは、 蓄電部 6— 1, 6— 2 (図 1 ) の電池温度 Tb l, Tb 2の温度偏差 AT bに応じて、 要求電力値 P_s*に対す る分配率を変更し、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6— 2に対する目標電力値

P₂*を決定する。 より詳細には、 コンバータ ECU 2 Aの制御構造は、 減算部 88， 90と、 加算部 92と、 乗算部 89， 91， 93とを含む。

減算部 88は、 電池温度 T b 1から電池温度 T b 2を減じて温度偏差 AT b (電池温度 Tb 1_電池温度 Tb 2) を算出する。 乗算部 89は、 減算部 88で 算出された温度偏差 Δ T bに係数 を乗じて得られた補正値を出力する。

減算部 90は、 目標電力値 を決定するために要求電力値 P_s*に対する分 配率を算出する一方、 加算部 92は、 目標電力値 P₂*を決定するために要求電 力値 P_s*に対する分配率を算出する。

すなわち、 減算部 90は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 89で算出 された補正値 （α ■ AT b) を減じて、 目標電力値 P のための分配率として 出力する。 そして、 乗算部 9 1は、 要求電力値 P_s*に減算部 90で算出された 分配率を乗じた値を目標電力値 として出力する。 したがって、 目標電力値 P_x*= (0. 5-α - (Tb l— Tb 2) ) XP_s*となる。

また、 加算部 92は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 89で算出され た補正値 （ひ · ATb) を加えて、 目標電力値 P₂*のための分配率として出力 する。 そして、 乗算部 9 3は、 要求電力値 P_s*に加算部 92で算出された分配 率を乗じた値を目標電力値 P₂*として出力する。 したがって、 目標電力値 P₂* = (0. 5 + α ■ (T b 1 -Tb 2) ) XP_S*となる。

以上のような制御構造によって算出された目標電力値 P ， P ₂ *と要求電力 値 P_s*との間には、 P₂*=P_S*の関係が成立するため、 蓄電部 6— 1, 6— 2における電池温度 Tb 1, Tb 2の不均一にかかわらず、 駆動力発生部 3 からの要求電力値 P_s*を満足させることができる。

さらに、 上述したこの発明の実施の形態と同様に、 電池温度 Tb l >電池温度 Tb 2のときには、 目標電力値 5 P_s*、 かつ目標電力値 P₂*> 0. 5 P_s*が成立する。 また、 電池温度 Tb 1 <電池温度 Tb 2のときには、 目標 電力値 P 〉0. 5 P_s*、 かつ目標電力値 P₂*く 0. 5 P_S*が成立する。 すな わち、 他の蓄電部に比較してより電池温度の高い蓄電部については、 要求電力ィ直 P _s *のうち分配される割合がより小さくなるように目標電力値が決定される一 方、 他の蓄電部に比較してより電池温度の低い蓄電部については、 要求電力値 P _s *のうち分配される割合がより大きくなるように、 目標電力値が決定される。 この発明の実施の形態の第 1変形例によれば、 上述のこの発明の実施の形態に おける効果と同様の効果を得られる上に、 目標電力値 P^, P₂*の決定過程を より簡素化できる。

[第 2変形例]

上述したこの発明の実施の形態およびその第 1変形例では、 要求電力値 P_s* を電池温度 Tb l， Tb 2に応じて分配して目標電力値 P ， P₂*を決定する 構成について例示したが、 蓄電部を構成する電池の種類によっては、 その充電状 態に応じて目標電力値 Ρ^, Ρ₂*を決定することが望ましい。

この発明の実施の形態の第 2変形例に従う電源システムの構成は、 図 1に示す この発明の実施の形態に従う電源システム 1において、 コンバータ ECU 2に代 えて、 その処理内容の異なるコンバータ ECU 2 Bを設けたものであり、 その他 の部位は図 1と同様であるので、 詳細な説明は繰返さない。

特に本第 2変形例および後述する第 3変形例においては、 蓄電部 6— 1， 6— 2は、 いずれもリチウムイオン電池からなる。 リチウムイオン電池では、 満充電 に近い状態、 すなわち SOCが高い状態が継続すると、 劣化が促進する特性を有 している。 そのため、 リチウムイオン電池からなる蓄電部 6— 1， 6— 2は適度 な S O Cに維持される必要がある。

ここで、 複数の蓄電部を有する電源システムにおいて、 各蓄電部の SOCが互 いに略同一となっているとは限らない。 そのため、 一方の蓄電部の SO Cが他方 の蓄電部の SO Cに比べて高くなって'いる場合などにおいて、 目標電力値を互い に同一の値に決定してしまうと、 元々の SOCが高い上に、 充電などによりさら に SOCが増加し、 当該蓄電部における劣化が急速に進行するおそれがある。 そ のため、 蓄電部間に生じる SOCの不均一を抑制して、 蓄電部全体を適切な s〇

Cに維持することが望ましい。

そこで、 この発明の実施の形態の第 2変形例に従う電源システムでは、 他の蓄 電部に比較してより SOCの高い蓄電部に対して、 電源システムから駆動力発生 部 3への電力供給時に、 より大きな電力目標値を決定して積極的に SOCを低下 させるとともに、 駆動力発生部 3から電源システムへの電力供給時に、 より小さ な電力目標値を決定して S O Cの増加を抑制する。

図 9は、 この発明の実施の形態の第 2変形例に従うコンバータ E C U 2 Bにお ける制御構造の要部を示す図である。 なお、 本第 2変形例では、 コンバータ EC U2Bにおいて、 図 4に示すようなモード判定部 50を設ける必要はない。

図 9を参照して、 コンバータ ECU 2 Bでは、 蓄電部 6— 1， 6-2 (図 1 ) の充電状態を示す SOC 1, SOC 2の状態値偏差 Δ SOCに応じて、 要求電力 値 P_s*に対する分配率を変更し、 それぞれ蓄電部 6— 1， 6— 2に対する目標 電力値 P₂*を決定する。 より詳細には、 コンバータ ECU 2 Bの制御構 造は、 減算部 94と、 乗算部 95, 97, 99と、 加減算部 96 , 98とを含む。 減算部 94は、 電池 ECU 4 (図 1) から取得した蓄電部 6— 1の SOC 1か ら蓄電部 6— 2の SOC 2を減じて状態値偏差 Δ SOC (SOC 1— SOC 2) を算出する。 乗算部 95は、 減算部 94で算出された状態値偏差 AS OCに係数 βを乗じて得られた補正値を出力する。

加減算部 96は、 目標電力値 を決定するために要求電力値 P_s*に対する 分配率を算出する一方、 加減算部 96は、 目標電力値 P₂*を決定するために要 求電力値 P_s*に対する分配率を算出する。 そして、 加減算部 96， 98は、 い ずれも要求電力値 P_s*の符号に応じて加算または減算を選択的に実行する演算 部である。 より詳細には、 加減算部 96は、 要求電力値 P_s*が正値、 すなわち 電源システムから駆動力発生部 3への電力供給時において、 「加算器」 として機 能する一方、 要求電力値 P_s*が負値、 すなわち駆動力発生部 3から電源システ ムへの電力供給時において、 「減算器」 として機能する。 また、 加減算部 98は、 要求電力値 P_s*が負値において、 「加算器」 として機能する一方、 要求電力値 P_s*が正値において、 「減算器」 として機能する。 以下、 要求電力値 P_s*の符 号に応じて場合分けして説明する。

( i ) 電源システムから駆動力発生部 3への電力供給時 （要求電力値 P_s*>

0)

加減算部 96は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 95で算出された補 正値 (β · Δ SOC) を加えて、 目標電力値 のための分配率として出力す る。 また、 加減算部 98は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 95で算出 された補正値 (P · Δ SOC) を減じて、 目標電力値 P₂*のための分配率とし て出力する。 そして、 乗算部 9 7は、 要求電力値 P_s*に加減算部 96で算出さ れた分配率を乗じた値を目標電力値 として出力し、 乗算部 99は、 要求電 力値 P _s *に加減算部 98で算出された分配率を乗じた値を目標電力値 P ₂ *とし て出力する。

したがって、 目標電力値 P^ (0. 5 + β · (SOC 1 -SOC 2) ) X P_s*となり、 目標電力値 P₂*= (0. 5— 13 ■ (SOC 1-SOC 2) ) X P_s

*となる。

( i i ) 駆動力発生部 3から電源システムへの電力供給時 （要求電力値 P_s* <0)

加減算部 96は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 95で算出された捕 正値 (β . Δ SOC) を減じて、 目標電力値 P のための分配率として出力す る。 また、 加減算部 98は、 「0. 5」 （50%) に対して、 乗算部 95で算出 された補正値 (13 · Δ SOC) を加えて、 目標電力値 P₂*のための分配率とし て出力する。 乗算部 97, 99での処理は、 上述と同様である。

したがって、 目標電力値 Pi *= (0. 5-/3 - (SOC 1-SOC 2) ) X P_s*となり、 目標電力値 P₂*= (0. 5 + ■ (SOC 1-SOC2) ) XP_S *となる。 . 以上のように、 （i) および （i i ) のいずれの場合であっても、 P +P₂ *=P_S*の関係が成立するため、 蓄電部 6— 1 , 6— 2における SOC l, SO C 2の不均一にかかわらず、 駆動力発生部 3からの要求電力値 P_s*を満足させ ることができる。

この発明の実施の形態の第 2変形例によれば、 蓄電部 6— 1 , 6-2の各々に 対する目標電力値 Pi *， P₂*は、 駆動力発生部 3からの要求電力値 P_s*が S〇 C 1, SOC 2に応じて分配されることで決定される。 そのため、 要求電力値 P s * =目標電力値 P i * +目標電力値 P ₂ *が成立するので、 電源システム全体とし て見れば、 常に駆動力発生部 3からの要求電力値 P s *を満足させることができ る。

また、 この発明の実施の形態の第 2変形例によれば、 SOCが相対的に高い蓄 電部に対しては、 当該蓄電部からの放電要求時に、 より大きな電力目標値を決定 して積極的に S〇Cを低下させるとともに、 当該蓄電部への充電要求時に、 より 小さな電力目標値を決定して SO Cの増加を抑制する。 これにより、 SOCが過 剰に高くなることによる蓄電部の劣化の促進を回避できる。

[第 3変形例]

さらに、 上述したこの発明の実施の形態の第 1変形例および第 2変形例の特徴 的構成を併せ持つような決定ロジックを採用してもよい。

この発明の実施の形態の第 3変形例に従う電源システムの構成は、 図 1に示す この発明の実施の形態に従う電源システム 1において、 コンバータ ECU 2に代 えて、 その処理内容の異なるコンバータ ECU 2 Cを設けたものであり、 その他 の部位は図 1と同様であるので、 詳細な説明は繰返さない。

図 10は、 この発明の実施の形態の第 3変形例に従うコンバータ ECU 2 Cに おける制御構造の要部を示す図である。 なお、 本第 3変形例では、 コンバータ E CU2Cにおいて、 図 4に示すようなモード判定部 50を設ける必要はない。 図 10を参照して、 コンバータ ECU 2 Cにおける制御構造は、 図 9に示すコ ンバータ E CU 2 Bにおける制御構造において、 図 8に示すコンバータ E CU 2 Aにおける制御構造の減算部 88, 90、 乗算部 89および加算部 9 2を付加し たものと等価である。 すなわち、 コンバータ ECU 2 Cにおける制御構造によつ て算出される目標電力値 P , P₂*は次のように示される。

( i) 電源システムから駆動力発生部 3への電力供給時 （要求電力値 P_s*>

0)

目標電力値 P *= (0. 5- a - (T b 1 -T b 2) + β - (SOC 1— S OC 2) ) X P_s* 目標電力値 P ₂*= (0. 5 +ひ ' (T b 1 -T b 2) - β - (S OC l—S OC 2) ) X P_s*となる。

( i i ) 駆動力発生部 3から電源システムへの電力供給時 （要求電力値 P_s* < 0)

目標電力値 ニ （0. 5 -CK - (T b 1 -T b 2) - β - (S OC 1— S

OC 2) ) X P_s*

目標電力値 P₂*= (0. 5 + a ■ (T b 1 -T b 2) + ]3 - (S OC 1— S OC 2) ) X P_s*

また、 （ i ) および （i i ) のいずれの場合であっても、 P + P^-Ps* の関係が成立するため、 蓄電部 6— 1， 6— 2における SOC l, SOC 2の不 均一にかかわらず、 駆動力発生部 3からの要求電力値 P s *を満足させること力 S できる。

この発明の実施の形態の第 3変形例によれば、 上述のこの発明の実施の形態の 第 1変形例における効果と、 同第 2変形例における効果とを同時に発揮すること ができる。

なお、 この発明の実施の形態およびその変形例においては、 2つの蓄電部を備 える電源システムについて例示したが、 3つ以上の蓄電部を備える電源システム についても同様に拡張することが可能である。

また、 この発明の実施の形態およびその変形例においては、 負荷装置の一例と して、 2つのモータジェネレータを含む駆動力発生部を用いる構成について説明 したが、 モータジェネレータの数は制限されない。 さらに、 負荷装置としては、 車両の駆動力を発生する駆動力発生部に限られず、 電力消費のみを行なう装置お よび電力消費および発電の両方が可能な装置のいずれにも適用することができる。 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない と考えられるべきである。 本発明の範囲は、 上記した説明ではなく、 請求の範囲 によって示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま れることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムであって、 負荷装置と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、 前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、 各々が対応の前記 蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンパータ部と、

前記複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得手段と、

前記負荷装置からの要求電力値を前記温度取得手段によつて取得された前記複 数の蓄電部の温度に応じて分配し、 前記複数の蓄電部の各々に対する目標電力値 を決定する目標電力ィ直決定手段と、

前記目標電力値決定手段によつて決定された前記目標電力値に従つて前記複数 のコンバータ部を制御するコンバータ制御手段とを備える、 電源システム。

2 . 前記目標電力値決定手段は、 他の蓄電部に比較して相対的に温度の高い蓄電 部について、 前記要求電力値のうち分配される割合がより小さくなるように前記 目標電力値を決定する、 請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

3 . 前記目標電力値決定手段は、 他の蓄電部との間の温度差が所定のしきい値以 上になっている高温の蓄電部について、 対応の前記目標電力値を略ゼロに決定す る、 請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

4 . 前記電源システムは、 前記複数の蓄電部の各々の充電状態を示す状態値を取 得する状態値取得手段をさらに備え、

目標電力 ί直決定手段は、 前記複数の蓄電部の温度に加えて、 前記状態 取得手 段によって取得された前記複数の蓄電部の状態値に応じて、 前記複数の蓄電部の 各々に対する前記目標電力値を決定する、 請求の範囲第 1項に記載の電源システ ム。

5 . 前記目標電力値決定手段は、 他の蓄電部に比較して相対的に充電状態の高い 蓄電部について、 前記電源システムから前記負荷装置への電力供給時に、 前記要 求電力値のうち分配される割合がより大きくなるように前記目標電力値を決定す るとともに、 前記負荷装置から前記電源システムへの電力供給時に、 前記要求電 力値のうち分配される割合がより小さくなるように前記目標電力値を決定する、 請求の範囲第 1項に記載の電源システム。

6 . 前記複数の蓄電部の各々は、 リチウムイオン電池からなる、 請求の範囲第 4 項または第 5項に記載の電源システム。

7 . 前記複数の蓄電部は、 同一の筐体内に配置される、 請求の範囲第 1項に記載 の電源システム。

8 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムであって、 負荷装置と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、 前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、 各々が対応の前記 蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部と、

前記複数の蓄電部の各々の温度を取得するための電池温度検出部と、

前記複数のコンバータ部を制御するための制御ュ-ットとを備え、

前記制御ュニットは、 前記負荷装置からの要求電力値を前記電池温度検出部に よつて取得された前記複数の蓄電部の温度に応じて分配し、 前記複数の蓄電部の 各々に対する目標電力値を決定し、 当該決定した前記目標電力値に従って前記複 数のコンバータ部を制御する、 電源システム。

9 . 電源システムと、 前記電源システムから電力の供給を受けて駆動力を発生す る駆動力発生部とを備える車両であって、

前記電源システムは、

前記駆動力発生部と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線 と、

前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、 各々が対応の前記 蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部と、

前記複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得手段と、

前記駆動力発生部からの要求電力値を前記温度取得手段によって取得された前 記複数の蓄電部の温度に応じて分配し、 前記複数の蓄電部の各々に対する目標電 力値を決定する目標電力値決定手段と、

前記目標電力値決定手段によつて決定された前記目標電力値に従つて前記複数 のコンバータ部を制御するコンバータ制御手段とを含む、 車両。

1 0 . 各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムの制御 方法であって、

前記電源システムは、

負荷装置と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、 前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、 各々が対応の前記 蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部とを備え、

前記制御方法は、

前記複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得ステップと、

前記負荷装置からの要求電力値を前記温度取得ステツプにおいて取得された前 記複数の蓄電部の温度に応じて分配し、 前記複数の蓄電部の各々に対する目標電 力値を決定する目標電力値決定ステツプと、

前記目標電力値決定ステップにおいて決定された前記目標電力値に従って前記 複数のコンバータ部を制御するコンバータ制御ステップとを含む、 制御方法。