特許 5831371 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5831371

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月9日

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20151119BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20151119BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20151119BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 302C

   B60L11/18 A

   H02J7/00 P

   H01M10/44 P

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-150117(P2012-150117)

(22)【出願日】2012年7月4日

(65)【公開番号】特開2014-14216(P2014-14216A)

(43)【公開日】2014年1月23日

【審査請求日】2014年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 徹

(72)【発明者】

【氏名】平井 誠

【審査官】 田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１９９９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１７５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５６９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００９５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１２５３１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ １１／１８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気負荷と、
昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータを介して前記電気負荷に接続される第１電池と、
前記昇圧コンバータを介さずに前記電気負荷に接続される第２電池と、
前記第１、第２電池の出力を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１、第２電池の電圧と前記第２電池の内部抵抗とを用いて、前記第２電池の電圧が前記第２電池の内部抵抗の影響で降下しても前記第１電池の電圧を下回らないように、前記第２電池の出力上限値を算出し、前記第２電池の出力を前記第２電池の出力上限値未満に制御する、車両。

【請求項2】

前記昇圧コンバータは、前記第１電池の電圧を前記第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して前記電気負荷に出力可能であり、
前記制御装置は、前記第２電池の電圧が前記第２電池の内部抵抗の影響で降下しても前記第１電池の電圧と前記マージン電圧との合計を下回らないように、前記第２電池の出力上限値を算出する、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

電気負荷と、
昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータを介して前記電気負荷に接続される第１電池と、
前記昇圧コンバータを介さずに前記電気負荷に接続される第２電池と、
前記第１、第２電池の出力を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１、第２電池の電圧と前記第２電池の内部抵抗とを用いて前記第２電池の出力上限値を算出し、前記第２電池の出力を前記第２電池の出力上限値未満に制御し、
前記昇圧コンバータは、前記第１電池の電圧を前記第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して前記電気負荷に出力可能であり、
前記制御装置は、前記第２電池の電圧が前記第２電池の内部抵抗の影響で降下しても前記第１電池の電圧と前記マージン電圧との合計を下回らないように、前記第２電池の出力上限値を算出する、車両。

【請求項4】

前記制御装置は、前記第２電池の出力と前記第２電池の出力上限値との差が所定値未満になった場合、前記第１電池の出力を増加させ、前記第１電池の出力増加後の前記第１電池の電圧を用いて前記第２電池の出力上限値を算出し直す、請求項１〜３のいずれかに記載の車両。

【請求項5】

前記制御装置は、前記電気負荷の要求出力と前記第１、２電池の電圧と前記第１、２電池の内部抵抗とを用いて前記第１電池の出力下限値および前記第２電池の出力上限値を算出し、前記第１電池の出力が前記第１電池の出力下限値以上かつ前記第２電池の出力が前記第２電池の出力上限値以下となるように前記第１、第２電池の出力を制御する、請求項１に記載の車両。

【請求項6】

前記昇圧コンバータは、前記第１電池の電圧を前記第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して前記電気負荷に出力可能であり、
前記制御装置は、前記第１電池の電圧および前記マージン電圧の合計と前記第２電池の電圧とが等しくかつ前記第１、２電池の出力合計と前記電気負荷の要求出力とが等しくなるときの前記第１、第２電池の出力を、それぞれ前記第１電池の出力下限値および前記第２電池の出力上限値とする、請求項５に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に関し、特に、複数の電池を備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１１−１９９９３４号公報（特許文献１）には、モータジェネレータを駆動するための電力を蓄える２つの電池を備える電動車両が開示されている。一方の電池（以下「第１電池」という）は昇圧コンバータを介してモータジェネレータに接続され、他方の電池（以下「第２電池」という）は昇圧コンバータを介さずにモータジェネレータに接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１９９９３４号公報

【特許文献2】特開２００７−１８９８２９号公報

【特許文献3】特開２００６−１２１８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された電動車両において、第２電池の電圧が第１電池の電圧よりも高い場合には、第１電池の電圧を昇圧コンバータによって昇圧して第２電池の電圧レベルに合わせることができる。そのため、第１、第２電池の双方からモータジェネレータに電力を出力することができる。

【0005】

しかしながら、第２電池の電圧が第１電池の電圧を下回ると、第１電池の電圧を昇圧によって第２電池の電圧レベルに合わせることができない。そのため、第１、第２電池のどちらか一方からしかモータジェネレータに電力を出力することができない。

【0006】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、第１、第２電池のどちらか一方からしか電気負荷に電力を出力することができなくなることを抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る車両は、電気負荷と、昇圧コンバータと、昇圧コンバータを介して電気負荷に接続される第１電池と、昇圧コンバータを介さずに電気負荷に接続される第２電池と、第１、第２電池の出力を制御する制御装置とを備える。制御装置は、第１、第２電池の電圧と第２電池の内部抵抗とを用いて第２電池の出力上限値を算出し、第２電池の出力を第２電池の出力上限値未満に制御する。

【0008】

好ましくは、制御装置は、第２電池の電圧が第２電池の内部抵抗の影響で降下しても第１電池の電圧を下回らないように、第２電池の出力上限値を算出する。

【0009】

好ましくは、昇圧コンバータは、第１電池の電圧を第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して電気負荷に出力可能である。制御装置は、第２電池の電圧が第２電池の内部抵抗の影響で降下しても第１電池の電圧とマージン電圧との合計を下回らないように、第２電池の出力上限値を算出する。

【0010】

好ましくは、制御装置は、第２電池の出力と第２電池の出力上限値との差が所定値未満になった場合、第１電池の出力を増加させ、第１電池の出力増加後の第１電池の電圧を用いて第２電池の出力上限値を算出し直す。

【0011】

好ましくは、制御装置は、電気負荷の要求出力と第１、２電池の電圧と第１、２電池の内部抵抗とを用いて第１電池の出力下限値および第２電池の出力上限値を算出し、第１電池の出力が第１電池の出力下限値以上かつ第２電池の出力が第２電池の出力上限値以下となるように第１、第２電池の出力を制御する。

【0012】

好ましくは、昇圧コンバータは、第１電池の電圧を第１電池の電圧と所定のマージン電圧との合計以上の電圧に昇圧して電気負荷に出力可能である。制御装置は、第１電池の電圧およびマージン電圧の合計と第２電池の電圧とが等しくかつ第１、２電池の出力合計と電気負荷の要求出力とが等しくなるときの第１、第２電池の出力を、それぞれ第１電池の出力下限値および第２電池の出力上限値とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、第１、第２電池のどちらか一方からしか電気負荷に電力を出力することができなくなることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】車両の全体ブロック図である。

【図2】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。

【図3】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その１）である。

【図4】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。

【図5】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その２）である。

【図6】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。

【図7】電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様を示す図（その３）である。

【図8】電池Ｂ２の接続態様の変形例を示す図（その１）である。

【図9】電池Ｂ２の接続態様の変形例を示す図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両は、電源システム１と、電気負荷２と、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」という）１００とを含む。

【0016】

電気負荷２は、電源システム１からの電力で車両駆動力を発生する。電気負荷２は、インバータ３０と、第１モータジェネレータ３２−１（以下「ＭＧ１」ともいう）と、第２モータジェネレータ３２−２（以下「ＭＧ２」ともいう）とを含む。車両は、エンジン（図示せず）およびＭＧ２の少なくともいずれかの駆動力によって走行するハイブリッド車両である。

【0017】

なお、本発明による車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、電力を用いて駆動力を得ることが可能な車両（電気自動車、プラグインハイブリッド車両、燃料電池車など）であればよい。

【0018】

ＭＧ１は、エンジンの動力を用いて発電可能に構成される。ＭＧ１によって発電された電力は電源システム１およびＭＧ２へ供給される。

【0019】

ＭＧ２は、電源システム１から供給される電力およびＭＧ１により発電された電力の少なくとも一方を用いて車両駆動力を発生する。なお、車両の制動時には、ＭＧ２による回生発電が行なわれる。ＭＧ２により発電された回生電力は、電源システム１へ供給される。

【0020】

インバータ３０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて制御される。インバータ３０は、第１インバータ３０−１と、第２インバータ３０−２とを含む。第１インバータ３０−１、第２インバータ３０−２は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、電源システム１に対して互いに並列に接続される。そして、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、電源システム１から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれＭＧ１およびＭＧ２へ出力する。また、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、それぞれＭＧ１およびＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して電源システム１へ出力する。

【0021】

電源システム１は、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬによって電気負荷２（具体的にはインバータ３０）に接続される。

【0022】

電源システム１は、電池Ｂ１，Ｂ２と、昇圧コンバータ１２と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

【0023】

電池Ｂ１，Ｂ２は、どちらも、ニッケル水素やリチウムイオン等を含んで構成される二次電源である。電池Ｂ１は、昇圧コンバータ１２を介して電気負荷２に接続される。一方、電池Ｂ２は、昇圧コンバータ１２を介さずに電気負荷２に直接接続される。したがって、昇圧コンバータ１２（電池Ｂ１）と電池Ｂ２とは、電気負荷２に対して互いに並列に接続される。

【0024】

一般的に、電池のＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、電流を流さない状態における両端子間電圧）は、電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）や温度に応じて変化する。また、電池のＣＣＶ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ、電流を流している状態における両端子間電圧）は、電池の内部抵抗による電圧降下が生じるため、ＯＣＶよりも低い値となる。具体的には、電池の内部抵抗を「Ｒ」、電池を流れる電流を「Ｉ」とした場合、ＣＣＶ＝ＯＣＶ−ＩＲとなる。

【0025】

以下の説明においては、特記しない限り、「Ｖ_１，Ｖ_２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２の実電圧（ＯＣＶとＣＣＶとの区別をしない電圧）を示す。また、「ＯＣＶ_１，ＯＣＶ_２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２のＯＣＶを示し、「ＣＣＶ_１、ＣＣＶ_２」はそれぞれ電池Ｂ１，Ｂ２のＣＣＶを示す。

【0026】

本実施の形態において、電池Ｂ２のＯＣＶ_２は、電池Ｂ１のＯＣＶ_１よりも高い値に設定される。たとえば、ＳＯＣが制御上限値（たとえば８０％）、電池温度が常温（たとえば２５℃）のときに、ＯＣＶ_１＝２００Ｖ程度、ＯＣＶ_２＝４００Ｖ程度に設定してもよい。

【0027】

昇圧コンバータ１２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、主正極線ＭＰＬと主負極線ＭＮＬとの間に互いに直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。

【0028】

ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬ１の一方端は、正極線ＰＬ１を介して電池Ｂ１の正極端子に接続される。リアクトルＬ１の他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の点に接続される。

【0029】

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１の間の電力変動成分を低減する。平滑コンデンサＣ２は、主正極線ＭＰＬと主負極線ＭＮＬとの間に接続され、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。

【0030】

昇圧コンバータ１２のスイッチング動作は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。昇圧コンバータ１２の停止時（スイッチング動作を行なっていない時）は、昇圧コンバータ１２は、電池Ｂ１から入力される電圧Ｖ_１をそのまま主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間に出力する。一方、昇圧コンバータ１２の作動時（スイッチング動作を行なっている時）は、昇圧コンバータ１２は、電池Ｂ１から入力される電圧Ｖ_１を電圧Ｖ_１と昇圧マージンαとの合計以上の電圧に昇圧して、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間に出力する。昇圧マージンαは、昇圧コンバータ１２の個々の仕様によって定まる値である。このように、昇圧コンバータ１２の出力電圧は、停止時には「Ｖ_１」になり、作動時には「Ｖ_１＋α以上の電圧」になる。したがって、昇圧コンバータ１２の出力電圧を、Ｖ_１未満の電圧にすることはできず、また、Ｖ_１とＶ_１＋αとの間の電圧にすることもできない。たとえば、Ｖ_１＝２００Ｖ、α＝３０Ｖとすると、昇圧コンバータ１２の出力電圧は、２００Ｖとなるか、あるいは２３０Ｖ以上となる。

【0031】

昇圧コンバータ１２の出力電圧と電圧Ｖ_２とが同じでない場合、電圧が高い方からの電力が電気負荷２に供給され、電圧が低い方からの電力は電気負荷２には供給されない。すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧が電圧Ｖ_２よりも高い場合は、電池Ｂ１からの電力が電気負荷２に供給される。逆に、昇圧コンバータ１２の出力電圧が電圧Ｖ_２よりも低い場合は、電池Ｂ２からの電力が電気負荷２に供給される。

【0032】

一方、昇圧コンバータ１２の出力電圧と電圧Ｖ_２とが同じである場合、電池Ｂ１，Ｂ２の双方からの電力が電気負荷２に供給される。この際、電池Ｂ１，Ｂ２の出力（単位：ワット）の比率は、昇圧コンバータ１２のスイッチング動作のデューティ比をリアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを用いてフィードバック制御することによって、調整することができる。

【0033】

さらに、車両は、電流センサ２４−１，２４−２，２４−３と、電圧センサ２５−１，２５−２，２６とを備える。電流センサ２４−１は、電池Ｂ１を流れる電流Ｉ_１を検出する。電流センサ２４−２は、電池Ｂ２を流れる電流Ｉ_２を検出する。電流センサ２４−３は、リアクトルＬ１を流れる電流ＩＬを検出する。電圧センサ２５−１は、電池Ｂ１の電圧Ｖ_１を検出する。電圧センサ２５−１は、電池Ｂ２の電圧Ｖ_２を検出する。電圧センサ２６は、主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬの間の電圧ＶＨを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１００へ出力する。

【0034】

ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。

【0035】

ＥＣＵ１００は、車速、アクセル開度（ユーザによるアクセルペダルの操作量）に基づいて車両要求出力Ｐｖ（ユーザが要求する車両駆動力、単位はワット）を算出し、車両要求出力Ｐｖを実現するように車両の各機器（電気負荷２、エンジンなど）を制御する。なお、以下の説明では、車両要求出力Ｐｖを、エンジンを用いずにＭＧ１，ＭＧ２の出力（電池Ｂ１，Ｂ２の電力）で実現する場合を例示的に説明する。

【0036】

以上のような構成を備える車両において、Ｖ_２＞Ｖ_１＋αである場合、昇圧コンバータ１２を作動させて昇圧コンバータ１２の出力電圧を電圧Ｖ_２に合わせることで、電池Ｂ１，Ｂ２の双方からの電力を電気負荷２に出力させることができる。

【0037】

しかしながら、電池Ｂ２に電流Ｉ_２が流れると、電池Ｂ２の内部抵抗Ｒ_２の影響によってＶ_２＝ＯＣＶ_２−Ｉ_２Ｒ_２となり、Ｖ_２は降下する。この影響でＶ_２がＶ_１＋αを下回ってしまうと、昇圧コンバータ１２の出力電圧をＶ_２レベルに合わせることができず、電池Ｂ１，Ｂ２の双方の電力を電気負荷２に出力することができなくなってしまう。たとえばＶ_２の降下によってＶ_１＜Ｖ_２＜Ｖ_１＋αとなった場合を想定すると、昇圧コンバータ１２の作動時は、昇圧コンバータ１２の出力電圧（＝Ｖ_１＋α以上の電圧）がＶ_２よりも高くなるため、電池Ｂ１の電力のみが電気負荷２に出力される。一方、昇圧コンバータ１２の停止時は、昇圧コンバータ１２の出力電圧（＝Ｖ_１）がＶ_２よりも低くなるため、電池Ｂ２の電力のみが電気負荷２に出力される。

【0038】

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、Ｖ_２がＶ_１＋αを下回らないように、電池Ｂ２の出力Ｐ_２を制限する。具体的には、ＥＣＵ１００は、各電池のＳＯＣや温度をパラメータとしてＯＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を算出し、算出されたＯＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を用いてＶ_２がちょうどＶ_１＋αまで降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ_２を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、算出された出力Ｐ_２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１に設定し、実際の出力Ｐ_２を出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１未満に制限する。

【0039】

図２は、ＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。図２に示す各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、ハードウェア処理によって実現してもよいしソフトウェア処理によって実現してもよい。図２のフローチャートは、ＥＣＵ１００の作動中に所定周期で繰り返し実行される。

【0040】

Ｓ１０にて、ＥＣＵ１００は、車速とアクセル開度と車両要求出力Ｐｖとの対応関係が予め定められたマップなどを参照して、実際の車速およびアクセル開度に対応する車両要求出力Ｐｖを算出する。

【0041】

Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、ＯＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を用いてＶ_２がちょうどＶ_１＋αまで降下するときの出力Ｐ_２を算出し、算出された出力Ｐ_２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１に設定する。なお、ＯＣＶ_１，ＯＣＶ_２，Ｒ_２は、各電池のＳＯＣや温度をパラメータとするマップなどを参照して算出される。

【0042】

ここで、出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１の具体的な算出方法の一例を以下に説明する。
電池Ｂ２に電流Ｉ_２が流れる場合、電池Ｂ２の内部抵抗Ｒ_２の影響により、Ｖ_２（＝ＣＣＶ_２）は、ＯＣＶ_２に対してＩ_２Ｒ_２分だけ降下する（Ｖ_２＝ＯＣＶ_２−Ｉ_２Ｒ_２となる）。したがって、電池Ｂ２の許容電圧降下量をＶ_ｄｏｗｎとすると、Ｖ_ｄｏｗｎは下記の式（１ａ）で表わすことができる。

【0043】

Ｖ_ｄｏｗｎ＝Ｉ_２Ｒ_２＝ＯＣＶ_２−（ＯＣＶ_１＋α） …（１ａ）
出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１は、その定義より、Ｖ_２がＯＣＶ_２からＶ_ｄｏｗｎだけ降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ_２であるから、下記の式（１ｂ）の関係式が成立する。

【0044】

Ｐ_２ｍａｘ１＝（ＯＣＶ_２−Ｖ_ｄｏｗｎ）Ｉ_２ …（１ｂ）
ここで、式（１ａ）より、Ｖ_ｄｏｗｎ＝ＯＣＶ_２−（ＯＣＶ_１＋α）、Ｉ_２＝{ＯＣＶ_２−（ＯＣＶ_１＋α）}／Ｒ_２であるから、これらの式を用いて式（１ｂ）を変形すると、下記の式（１ｃ）となる。

【0045】

Ｐ_２ｍａｘ１＝（ＯＣＶ_１＋α）（ＯＣＶ_２−ＯＣＶ_１−α）／Ｒ_２ …（１ｃ）
上記の式（１ｃ）にＯＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を代入することによって、Ｐ_２ｍａｘ１を算出することができる。

【0046】

Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０で算出されたＰｖおよびＳ１１で算出されたＰ_２ｍａｘ１のいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ２の出力Ｐ_２に設定する。したがって、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１未満である場合はＰ_２＝Ｐｖ（＜Ｐ_２ｍａｘ１）となり、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超える場合はＰ_２＝Ｐ_２ｍａｘ１となる。これにより、電池Ｂ２の出力Ｐ_２が出力上限値Ｐ_２ｍａｘ１未満に制限されることになる。

【0047】

Ｓ１３にて、ＥＣＵ１００は、Ｐｖ−Ｐ_２を電池Ｂ１の出力Ｐ_１に設定する。したがって、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１未満である場合、Ｐ_２＝Ｐｖであるから、Ｐ_１＝０となる。一方、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超える場合、Ｐ_２＝Ｐ_２ｍａｘ１であるから、Ｐ_１＝Ｐｖ−Ｐ_２ｍａｘ１となる。これらの説明から明らかなように、本実施の形態においては、電池Ｂ２の電力が電池Ｂ１の電力よりも優先的に使用される。すなわち、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えるまでは、Ｐｖ相当の電力が電池Ｂ２から出力され、電池Ｂ１の電力は出力されない。一方、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えると、電池Ｂ２の出力はＰ_２ｍａｘ１に制限され、Ｐ_２ｍａｘ１を超える分が電池Ｂ１から出力される。

【0048】

図３は、ＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。

【0049】

時刻ｔ１以前は、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１未満であるため、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。したがって、電池Ｂ２のみに電流Ｉ_２が流れ、Ｖ_２はＯＣＶ_２よりもＩ_２Ｒ_２だけ降下する（Ｖ_２＝ＯＣＶ_２−Ｉ_２Ｒ_２）。一方、電池Ｂ１には電流が流れないため、Ｖ_１はＯＣＶ_１に維持される。ただし、時刻ｔ１以前は、Ｖ_２の電圧降下後においても、Ｖ_２＞Ｖ_１＋αである。

【0050】

時刻ｔ１でＰｖがＰ_２ｍａｘ１まで増加すると、Ｐ_２がＰ_２ｍａｘ１に達し、Ｖ_２＝Ｖ_１＋αとなる。

【0051】

時刻ｔ１〜ｔ２の期間においては、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えている。この期間において、Ｐ_２をＰ_２ｍａｘ１以上にすると、Ｖ_２の電圧降下量がさらに大きくなり、Ｖ_２がＶ_１＋αを下回ってしまう。そこで、本実施の形態では、Ｐ_２がＰ_２ｍａｘ１に制限される。これにより、Ｖ_２はＯＣＶ_１＋αに維持されるので、Ｖ_２がＶ_１＋αを下回ることが回避される。そのため、電池Ｂ１，Ｂ２のどちらか一方からしか電気負荷２に電力を出力することができなくなってしまうことを抑制することができる。

【0052】

なお、時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えた分は、電池Ｂ１の出力Ｐ_１でまかなわれる。そのため、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、図３に示すように、電池Ｂ１にも電流Ｉ_１が流れ、Ｖ_１がＯＣＶ_１よりもＩ_１Ｒ_１分だけ降下することになる。

【0053】

時刻ｔ２以降は、再びＰｖがＰ_２ｍａｘ１未満となるので、時刻ｔ１以前と同様、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。したがって、Ｖ_２＞Ｖ_１＋αとなる。

【0054】

以上のように、本実施の形態では、内部抵抗による電圧降下によってＶ_２がＶ_１＋αを下回らないように、電池Ｂ２の出力Ｐ_２を制限する。そのため、電池Ｂ１，Ｂ２のどちらか一方からしか電気負荷２に電力を出力することができなくなってしまうことを抑制することができる。
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、上述したように、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えた分は電池Ｂ１の出力Ｐ_１でまかなわれる。そのため、電池Ｂ１にも電流Ｉ_１が流れ、Ｖ_１がＯＣＶ_１よりもＩ_１Ｒ_１分だけ降下する（Ｖ_１＝ＯＣＶ_１−Ｉ_１Ｒ_１となる）。このＶ_１の降下分を考慮すれば、Ｖ_２の降下をさらに許容できるはずである。

【0055】

そこで、本実施の形態においては、Ｐ_２がＰ_２ｍａｘ１を超えそうなときには、電池Ｂ１の出力を増加させてＶ_１を降下させ、降下後のＶ_１（＝ＣＣＶ_１）を用いて電池Ｂ２の出力上限値を改めて算出し直す。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

【0056】

図４は、本実施の形態のよるＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示したステップのうち、前述の図２に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

【0057】

Ｓ２０にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０で算出されたＰｖがＳ１１で算出されたＰ_２ｍａｘ１を超えそうか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ＰｖとＰ_２ｍａｘ１との差が所定値未満である場合に、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうであると判定する。

【0058】

ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうではない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１にてＰ_１＝０に設定し、Ｓ２２にてＰ_２＝Ｐｖに設定する。

【0059】

一方、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうである場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２３にて、Ｗｏｕｔ１およびＰｖのいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ１の出力Ｐ_１に設定する。ここで、Ｗｏｕｔ１は、電池Ｂ１の状態（ＳＯＣ、温度など）によって決まる電池Ｂ１の最大出力である。したがって、ＰｖがＷｏｕｔ１未満である場合はＰ_１＝Ｐｖとなり、ＰｖがＷｏｕｔ１を超える場合はＰ_１＝Ｗｏｕｔ１となる。いずれの場合であっても、電池Ｂ１に電流Ｉ_１が流れるため、Ｖ_１（＝ＣＣＶ_１）がＯＣＶ_１−Ｉ_１Ｒ_１に降下する。

【0060】

Ｓ２４にて、ＥＣＵ１００は、ＣＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を用いてＶ_２がちょうどＶ_１＋αまで降下するときの出力Ｐ_２を算出し、算出された出力Ｐ_２を電池Ｂ２の出力上限値Ｐ_２ｍａｘ２に設定する。

【0061】

出力上限値Ｐ_２ｍａｘ２は、上述のＰ_２ｍａｘ１と同様の考え方で算出することができる。すなわち、電池Ｂ１，Ｂ２にそれぞれ電流Ｉ_１，Ｉ_２が流れる場合、内部抵抗Ｒ_１，Ｒ_２の影響により、Ｖ_１（＝ＣＣＶ_１）＝ＯＣＶ_１−Ｉ_１Ｒ_１、Ｖ_２（＝ＣＣＶ_２）＝ＯＣＶ_２−Ｉ_２Ｒ_２となる。したがって、電池Ｂ２の許容電圧降下量Ｖ_ｄｏｗｎは下記の式（２ａ）で表わすことができる。

【0062】

Ｖ_ｄｏｗｎ＝Ｉ_２Ｒ_２＝ＯＣＶ_２−（ＣＣＶ_１＋α） …（２ａ）
出力上限値Ｐ_２ｍａｘ２は、その定義より、Ｖ_２がＯＣＶ_２からＶ_ｄｏｗｎだけ降下するときの電池Ｂ２の出力Ｐ_２であるから、下記の式（２ｂ）の関係式が成立する。

【0063】

Ｐ_２ｍａｘ２＝（ＯＣＶ_２−Ｖ_ｄｏｗｎ）Ｉ_２ …（２ｂ）
ここで、式（３ａ）より、Ｖ_ｄｏｗｎ＝ＯＣＶ_２−（ＣＣＶ_１＋α）、Ｉ_２＝{ＯＣＶ_２−（ＣＣＶ_１＋α）}／Ｒ_２であるから、これらの式を用いて上記の式（２ｂ）を変形すると、下記の式（２ｃ）となる。

【0064】

Ｐ_２ｍａｘ２＝（ＣＣＶ_１＋α）（ＯＣＶ_２−ＣＣＶ_１−α）／Ｒ_２ …（２ｃ）
上記の式（２ｃ）にＣＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_２を代入することによって、Ｐ_２ｍａｘ２を算出することができる。なお、式（２ｃ）は、上述した式（１ｃ）の「ＯＣＶ_１」を「ＣＣＶ_１」に代えたものである。

【0065】

Ｓ２５にて、ＥＣＵ１００は、Ｐｖ−Ｐ_１およびＰ_２ｍａｘ２のいずれか小さい方を選択し、選択された値を電池Ｂ２の出力Ｐ_２に設定する。これにより、電池Ｂ２の出力Ｐ_２は、Ｖ_１の降下分を考慮して算出し直された出力上限値Ｐ_２ｍａｘ２未満に制限されることになる。

【0066】

図５は、本実施の形態によるＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。

【0067】

時刻ｔ１１以前は、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうではないと判定され、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。

【0068】

時刻ｔ１１でＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうであると判定されると、電池Ｂ１の出力Ｐ_１が０から所定のレートでＷｏｕｔ１まで増加される。これにより、電池Ｂ１に電流Ｉ_１が流れるため、Ｖ_１はＯＣＶ_１よりも降下する。このＶ_１の降下分だけ、Ｖ_２の降下（Ｐ_２の増加）が可能になる。

【0069】

そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、時刻ｔ１１以降において、Ｖ_２＝Ｖ_１（＝ＣＣＶ_１）＋αとなるときのＰ_２を、出力上限値Ｐ_２ｍａｘ２として算出し直す。Ｐ_２ｍａｘ２は、Ｖ_１の降下が考慮されているので、Ｐ_２ｍａｘ１よりも高い値となる。そのため、上述の実施の形態１と同様にＶ_２がＶ_１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、上述の実施の形態１よりも多くの電力を電池Ｂ１，Ｂ２から引き出すことが可能となる。すなわち、上述の実施の形態１では、電池Ｂ１，Ｂ２の合計最大出力はＰ_２ｍａｘ１＋Ｗｏｕｔ１となるが、本実施の形態では、電池Ｂ１，Ｂ２の合計最大出力をＰ_２ｍａｘ２＋Ｗｏｕｔ１（＞Ｐ_２ｍａｘ１＋Ｗｏｕｔ１）にまで高めることができる。

【0070】

なお、本実施の形態では、時刻ｔ１１〜ｔ１２の期間は、Ｐ_１が最大出力Ｗｏｕｔ１とされ、不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）がＰ_２でまかなわれる。そのため、Ｐ_２は不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）に応じて変化するので、Ｖ_２も不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）に応じて変化する。

【0071】

時刻ｔ１２以降は、再びＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうではないと判定される。そのため、時刻ｔ１１以前と同様、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。したがって、Ｖ_２はＶ_１＋αよりも高い値となる。

【0072】

以上のように、本実施の形態では、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうになると、電池Ｂ１の出力Ｐ_１を増加させてＶ_１を降下させ、降下後のＶ_１（＝ＣＣＶ_１）を用いて電池Ｂ２の出力上限値を改めて算出し直す。そのため、上述の実施の形態１と同様にＶ_２がＶ_１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、上述の実施の形態１よりも多くの電力を電池Ｂ１，Ｂ２から引き出すことが可能となる。
［実施の形態３］
上述の実施の形態２においては、電池Ｂ１，Ｂ２の併用時に、Ｐ_１を最大出力Ｗｏｕｔ１に固定し、不足分（＝Ｐｖ−Ｗｏｕｔ１）をＰ_２でまかなっていた。

【0073】

これに対し、本実施の形態では、電池Ｂ１，Ｂ２の併用時に、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すように、Ｐ_１とＰ_２とを協調させて決定する。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

【0074】

図６は、本実施の形態によるＥＣＵ１００が電池Ｂ１，Ｂ２の出力を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示したステップのうち、前述の図２、４に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

【0075】

ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうである場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０にて、ＯＣＶ_１、ＯＣＶ_２、Ｒ_１、Ｒ_２を用いて、Ｖ_２＝Ｖ_１＋αかつＰ_１＋Ｐ_２＝ＰｖとなるときのＰ_１、Ｐ_２を算出し、算出したＰ_１、Ｐ_２をそれぞれ電池Ｂ１の出力下限値Ｐ_１ｍｉｎ、電池Ｂ２の出力上限値Ｐ_２ｍａｘ３に設定する。

【0076】

以下、Ｖ_２＝Ｖ_１＋αかつＰ_１＋Ｐ_２＝ＰｖとなるときのＰ_１、Ｐ_２の算出手法の一例について説明する。なお、下記の式（３ａ）〜（３ｎ）に限っては、「Ｖ_１」はＯＣＶ_１を示し、「Ｖ_２」はＯＣＶ_２を示すものとする。

【0077】

Ｐ_１、Ｐ_２は、その定義より下記の式（３ａ）〜（３ｄ）を同時に満たす値でなければならない。

【0078】

Ｖ_２−Ｉ_２Ｒ_２＝Ｖ_１−Ｉ_１Ｒ_１＋α …（３ａ）
Ｐ_１＝（Ｖ_１−Ｉ_１Ｒ_１）Ｉ_１ …（３ｂ）
Ｐ_２＝（Ｖ_２−Ｉ_２Ｒ_２）Ｉ_２ …（３ｃ）
Ｐｖ＝Ｐ_１＋Ｐ_２ …（３ｄ）
式（３ａ）を変形すると、下記の式（３ｅ）が導かれる。

【0079】

Ｉ_２Ｒ_２＝Ｖ_２−Ｖ_１−α＋Ｉ_１Ｒ_１ …（３ｅ）
また、式（３ｂ）〜（３ｄ）より、下記の式（３ｆ）〜（３ｈ）が導かれる。

【0080】

Ｐｖ＝（Ｖ_１−Ｉ_１Ｒ_１）Ｉ_１＋（Ｖ_２−Ｉ_２Ｒ_２）Ｉ_２ …（３ｆ）
Ｒ_２Ｐｖ＝（Ｖ_１−Ｉ_１Ｒ_１）Ｉ_１Ｒ_２＋（Ｖ_２−Ｉ_２Ｒ_２）Ｉ_２Ｒ_２ …（３ｇ）
Ｒ_２Ｐｖ＝（Ｖ_１−Ｉ_１Ｒ_１）Ｉ_１Ｒ_２
＋（Ｖ_１＋α−Ｉ_１Ｒ_１）（Ｖ_２−Ｖ_１−α＋Ｉ_１Ｒ_１） …（３ｈ）
式（３ｈ）をＩ_１について整理すると、下記の式（３ｉ）となる。

【0081】

【数1】

【0082】

ここで、Ｂ＝Ｒ_２Ｖ_１−Ｒ_１Ｖ_２＋２Ｒ_１（Ｖ_１＋α）、Ｃ＝（Ｖ_１＋α）^２−（Ｖ_１＋α）Ｖ_２＋Ｒ_２Ｐｖとすれば、Ｉ_２は下記の式（３ｊ）で表わされる。

【0083】

【数2】

【0084】

また、式（３ｃ）より、下記の式（３ｋ）が導かれる。

【0085】

【数3】

【0086】

これらから、Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ下記の式（３ｍ）、（３ｎ）で表わされる。

【0087】

【数4】

【0088】

ＥＣＵ１００は、上記の式（３ｍ）、（３ｎ）で算出されるＰ_１、Ｐ_２を、それぞれＰ_１ｍｉｎ、Ｐ_２ｍａｘ３に設定する。

【0089】

Ｓ３１にて、ＥＣＵ１００は、電池Ｂ１の出力Ｐ_１を、出力下限値Ｐ_１ｍｉｎに設定する。Ｓ３２にて、ＥＣＵ１００は、電池Ｂ２の出力Ｐ_２を、出力上限値Ｐ_２ｍａｘ３に設定する。このように、Ｐ_１＝Ｐ_１ｍｉｎ、Ｐ_２＝Ｐ_２ｍａｘ３とすることで、Ｖ_２＝Ｖ_１＋αとし、かつＰ_１＋Ｐ_２を最大にすることができる。

【0090】

なお、Ｐ_１＋Ｐ_２を最大にする必要がない場合は、Ｐ_１≧Ｐ_１ｍｉｎの範囲でＰ_１を変更したり、Ｐ_２≦Ｐ_２ｍａｘ３の範囲でＰ_２を変更したりすることは可能である。たとえば、Ｐ_１＞Ｐ_１ｍｉｎ、Ｐ_２＜Ｐ_２ｍａｘ３とした場合、Ｖ_２＞Ｖ_１＋αとなるため、問題はない。一方、Ｐ_１＜Ｐ_１ｍｉｎ、Ｐ_２＞Ｐ_２ｍａｘ３としてしまうと、Ｖ_２＜Ｖ_１＋αとなってしまうため、このような範囲にＰ_１、Ｐ_２を設定することはできない。

【0091】

図７は、本実施の形態によるＥＣＵ１００によって制御される電池Ｂ１，Ｂ２の出力および電圧の変化態様の一例を示す図である。

【0092】

時刻ｔ２１以前は、Ｐｖ＜Ｐ_２ｍａｘ１のため、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。この期間はＶ_２＞Ｖ_１＋αとなる。

【0093】

時刻ｔ２１〜ｔ２２の期間は、Ｐｖ＞Ｐ_２ｍａｘ１となる。この期間は、電池Ｂ１，Ｂ２の双方の出力でＰｖがまかなわれる。この際、本実施の形態では、Ｐ_１と協調させてＰ_２を決定する。具体的には、Ｐ_１＝Ｐ_１ｍｉｎ、Ｐ_２＝Ｐ_２ｍａｘ３とする。これにより、Ｖ_２＝Ｖ_１＋αとしつつ、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すことができる。

【0094】

時刻ｔ２２以降は、再びＰｖ＜Ｐ_２ｍａｘ１となるため、時刻ｔ２１以前と同様、Ｐ_２＝Ｐｖ、Ｐ_１＝０となる。この期間もＶ_２＞Ｖ_１＋αとなる。

【0095】

以上のように、本実施の形態では、ＰｖがＰ_２ｍａｘ１を超えそうになると、電池Ｂ１の出力Ｐ_１を増加させて、電池Ｂ１，Ｂ２を併用する。この際、電池Ｂ１，Ｂ２の電力を最大限まで引き出すように、Ｐ_１とＰ_２とを協調させて決定する。そのため、Ｖ_２がＶ_１＋αを下回ってしまうことを回避しつつ、電池Ｂ１，Ｂ２から最大限の電力を引き出すことができる。
［電池Ｂ２の接続態様の変形例］
上述の実施の形態１〜３では、図１に示すように、電池Ｂ２を電気負荷２（主正極線ＭＰＬおよび主負極線ＭＮＬ）に直接接続していた。この回路構成においては、ＭＧ２の回生電力を用いて電池Ｂ１，Ｂ２の双方を充電できる。

【0096】

しかしながら、電池Ｂ２と電気負荷２との接続態様は図１に示す態様に限定されるものではない。

【0097】

たとえば、図８に示すように、電池Ｂ２の正極と主正極線ＭＰＬとの間に、電池Ｂ２の正極から主正極線ＭＰＬに向かう方向を順方向とするダイオードＤ３を設けてもよい。この回路構成では、ＭＧ２の回生発電時に電池Ｂ２に過電流が流れ込むのを防ぐことができる。

【0098】

また、図９に示すように、電池Ｂ２の正極と主正極線ＭＰＬとの間に、上述のダイオードＤ３と、ダイオードＤ３に並列接続されるスイッチング素子Ｑ３とを設けるようにしてもよい。この回路構成では、ＭＧ２の回生発電時において、電池Ｂ２の充電と過電流防止とをスイッチング素子Ｑ３のオンオフを制御することによって選択的に実現することができる。

【0099】

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て特許請求の範囲によって示され、特許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。

【符号の説明】

【0100】

１ 電源システム、２ 電気負荷、１２ 昇圧コンバータ、２４−１〜２４−３ 電流センサ、２５−１，２５−２，２６ 電圧センサ、３０ インバータ、３０−１ 第１インバータ、３０−２ 第２インバータ、３２−１ 第１モータジェネレータ、３２−２ 第２モータジェネレータ、Ｂ１，Ｂ２ 電池、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＮＬ 主負極線、ＭＰＬ 主正極線、ＮＬ１ 負極線、ＰＬ１ 正極線、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ スイッチング素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】