特許 7233825 直流電力供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】直流電力供給システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20230228BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230228BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20230228BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 W

H02J7/34 B

H02J7/34 J

H02J1/00 306K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022071053

(22)【出願日】2022-04-22

【審査請求日】2022-04-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000195959

【氏名又は名称】西芝電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145816

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿股 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100196003

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 太郎

(72)【発明者】

【氏名】池田 航

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９１６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１９７８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２０３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１６１７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２１４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１１２９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／００

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｈ０２Ｊ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷および充電用電源の一方または両方が接続される直流母線と、
第１エネルギを貯留し前記第１エネルギから直流電力を出力する第１電源と、
第２エネルギを貯留し前記第２エネルギから直流電力を出力する第２電源と、
前記第１電源と前記直流母線との間に配置され、前記第１電源側の第１電源電圧を前記直流母線側の第１出力電圧に昇降圧する第１変換装置と、
前記第２電源と前記直流母線との間に配置され、前記第２電源側の第２電源電圧を前記直流母線側の第２出力電圧に昇降圧する第２変換装置と、
前記第１電源が貯留する前記第１エネルギの残量に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、前記第１物理量を示す信号を出力する第１出力部と、
前記第２電源が貯留する前記第２エネルギの残量に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、前記第２物理量を示す信号を出力する第２出力部と、
前記第１物理量および前記第２物理量に基づいて、前記第１変換装置に対する第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する第２出力電圧指令値を決定し、決定された前記第１出力電圧指令値を前記第１変換装置に出力し、決定された前記第２出力電圧指令値を前記第２変換装置に出力する制御回路と
を具備し、
前記第１変換装置は、前記第１出力電圧指令値と、第１電圧ドループ特性とに基づいて、前記第１電源電圧を前記第１出力電圧に昇降圧し、
前記第２変換装置は、前記第２出力電圧指令値と、第２電圧ドループ特性とに基づいて、前記第２電源電圧を前記第２出力電圧に昇降圧する
直流電力供給システム。

【請求項2】

前記制御回路は、前記第１電源および前記第２電源のうち、エネルギ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、前記第１変換装置に対する前記第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する前記第２出力電圧指令値を決定する
請求項１に記載の直流電力供給システム。

【請求項3】

前記第１電源は、充電可能な第１バッテリであり、
前記第２電源は、充電可能な第２バッテリであり、
前記第１出力部は、前記第１バッテリの第１バッテリ残量に応じて変化する第１バッテリ電圧を検出する第１電圧検出器を含み、
前記第２出力部は、前記第２バッテリの第２バッテリ残量に応じて変化する第２バッテリ電圧を検出する第２電圧検出器を含み、
前記制御回路は、前記第１バッテリ電圧および前記第１バッテリの放電特性に基づいて、前記第１バッテリ残量を算出し、前記第２バッテリ電圧および前記第２バッテリの放電特性に基づいて、前記第２バッテリ残量を算出し、
前記制御回路は、前記第１バッテリ残量が前記第２バッテリ残量よりも少ないとき、前記第１バッテリの電力負担割合が低減され、前記第２バッテリの電力負担割合が増加されるように、前記第１変換装置に対する前記第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する前記第２出力電圧指令値を決定する
請求項１に記載の直流電力供給システム。

【請求項4】

前記第１電源は、充電可能な第１バッテリであり、
前記第２電源は、充電可能な第２バッテリであり、
前記第１出力部は、前記第１バッテリの第１推定充電量を算出する第１の推定充電量算出部を含み、
前記第２出力部は、前記第２バッテリの第２推定充電量を算出する第２の推定充電量算出部を含み、
前記制御回路は、前記第１推定充電量が、前記第２推定充電量よりも少ないとき、前記第１バッテリの電力負担割合が低減され、前記第２バッテリの電力負担割合が増加されるように、前記第１変換装置に対する前記第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する前記第２出力電圧指令値を決定する
請求項１に記載の直流電力供給システム。

【請求項5】

前記制御回路は、前記第１電源および前記第２電源のうち、エネルギ残量が多い方の電力受電割合が低減されるように、前記第１変換装置に対する前記第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する前記第２出力電圧指令値を決定する
請求項１に記載の直流電力供給システム。

【請求項6】

負荷および充電用電源の一方または両方が接続される直流母線と、
第１エネルギを貯留し前記第１エネルギから直流電力を出力する第１電源と、
第２エネルギを貯留し前記第２エネルギから直流電力を出力する第２電源と、
前記第１電源と前記直流母線との間に配置され、前記第１電源側の第１電源電圧を前記直流母線側の第１出力電圧に昇降圧する第１変換装置と、
前記第２電源と前記直流母線との間に配置され、前記第２電源側の第２電源電圧を前記直流母線側の第２出力電圧に昇降圧する第２変換装置と、
前記第１電源が貯留する前記第１エネルギの残量に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、前記第１物理量を示す信号を出力する第１出力部と、
前記第２電源が貯留する前記第２エネルギの残量に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、前記第２物理量を示す信号を出力する第２出力部と、
前記第１変換装置の第１出力電流を検出し、前記第１出力電流を示す第１電流信号を第１ドループ制御部に出力する第１電流検出器と、
前記第２変換装置の第２出力電流を検出し、前記第２出力電流を示す第２電流信号を第２ドループ制御部に出力する第２電流検出器と、
前記第１物理量および前記第２物理量に基づいて、前記第１ドループ制御部に対する第１ドループ制御値、および、前記第２ドループ制御部に対する第２ドループ制御値を決定し、決定された前記第１ドループ制御値を前記第１ドループ制御部に出力し、決定された前記第２ドループ制御値を前記第２ドループ制御部に出力する制御回路と、
前記制御回路から受け取る前記第１ドループ制御値に基づいて、前記第１変換装置の第１電圧ドループ特性を調整する前記第１ドループ制御部と、
前記制御回路から受け取る前記第２ドループ制御値に基づいて、前記第２変換装置の第２電圧ドループ特性を調整する前記第２ドループ制御部と
を具備し、
前記第１ドループ制御部は、調整後の前記第１電圧ドループ特性と、前記第１出力電流とに基づいて、前記第１変換装置に対する第１出力電圧指令値を決定し、決定された前記第１出力電圧指令値を前記第１変換装置に出力し、
前記第２ドループ制御部は、調整後の前記第２電圧ドループ特性と、前記第２出力電流とに基づいて、前記第２変換装置に対する第２出力電圧指令値を決定し、決定された前記第２出力電圧指令値を前記第２変換装置に出力する
直流電力供給システム。

【請求項7】

前記制御回路は、前記第１電源および前記第２電源のうち、エネルギ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、前記第１ドループ制御部に対する前記第１ドループ制御値、および、前記第２ドループ制御部に対する前記第２ドループ制御値を決定する
請求項６に記載の直流電力供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、直流電力供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

並列に接続されたバッテリから直流母線に電力を出力するシステムにおいて、各バッテリと直流母線との間の変換装置によって、直流母線に出力される出力電流を制御する技術が知られている。

【0003】

関連する技術として、特許文献１には、スイッチング電源システムが開示されている。特許文献１に記載のスイッチング電源システムでは、発電装置と直流母線との間に、出力電流が増加するにつれて出力電圧が降下するドループ特性が付加されたスイッチング電源が配置されている。

【0004】

より具体的には、特許文献１に記載のスイッチング電源システムでは、電力供給源としての各発電装置の電力供給能力に対応して、直流母線への出力電流が適正に分担されるように、変換装置としての各スイッチング電源に、出力電流が増加するにつれて出力電圧が降下するドループ特性が付加され、当該ドループ特性があらかじめ設定されている。各変換装置の作動に際して、制御タイミングのズレや制御誤差等が生じ得る。このため、直流母線への出力の目標値である目標電圧が複数の変換装置間で同一に設定されている場合においても、各変換装置の実際の出力電圧には誤差が生じ得る。そこで、特許文献１に記載のスイッチング電源システムでは、変換装置に、ドループ特性を付加することにより、特定の変換装置の出力電圧が他の変換装置の出力電圧よりも高くなることに起因して当該特定の変換装置から集中的に電流が出力されることを防ぐ。

【0005】

図１４に、従来技術における直流電力供給システムの一例を示す。図１４において、直流電力供給システムは、負荷９１、直流母線９２、第１のバッテリ群９４Ａ、第２のバッテリ群９４Ｂ、第１のバッテリマネジメントユニット９３Ａ、第２のバッテリマネジメントユニット９３Ｂ、第１の変換装置９５Ａ、第２の変換装置９５Ｂ、第１の電流検出器９６Ａ、第２の電流検出器９６Ｂ、第１のドループ制御部９７Ａ、および、第２のドループ制御部９７Ｂを有する。

【0006】

図１４に記載の直流電力供給システムにおいて、第１のドループ制御部９７Ａは、第１の電流検出器９６Ａが検出する出力電流が増加すると第１の変換装置９５Ａの出力電圧が降下するドループ特性が発揮されるように、第１の変換装置９５Ａに出力電圧指令値を送信する。また、第２のドループ制御部９７Ｂは、第２の電流検出器９６Ｂが検出する出力電流が増加すると第２の変換装置９５Ｂの出力電圧が降下するドループ特性が発揮されるように、第２の変換装置９５Ｂに出力電圧指令値を送信する。こうして、第１の変換装置９５Ａおよび第２の変換装置９５Ｂのうちの一方の出力電圧が、第１の変換装置９５Ａおよび第２の変換装置９５Ｂのうちの他方に出力電圧よりも高くなることを防ぎ、第１の変換装置９５Ａおよび第２の変換装置９５Ｂのうちの一方から集中的に電流が出力されることを防ぐ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０２０－２２３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、容量または放電特性が異なるバッテリが組み合わせられる場合、あるいは、同種のバッテリに個体差がある場合等において、特許文献１に示されたスイッチング電源システムでは、先にバッテリ残量がゼロとなる個体が生じる。この場合、バッテリ残量がゼロの個体を電源とする変換装置は動作を停止し、残機の負荷がステップ状に増加する。その結果、残機に過負荷が作用して、システムの停止に至るおそれがある。また、並列配置された動作中の変換装置の数が減少するため、冗長性も損なわれる。

【0009】

そこで、本発明の目的は、変換装置の動作停止を抑制し、変換装置の冗長性を維持することにより、安定した直流電力供給システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の実施形態における直流電力供給システムは、負荷および充電用電源の一方または両方が接続される直流母線と、第１エネルギを貯留し前記第１エネルギから直流電力を出力する第１電源と、第２エネルギを貯留し前記第２エネルギから直流電力を出力する第２電源と、前記第１電源と前記直流母線との間に配置され、前記第１電源側の第１電源電圧を前記直流母線側の第１出力電圧に昇降圧する第１変換装置と、前記第２電源と前記直流母線との間に配置され、前記第２電源側の第２電源電圧を前記直流母線側の第２出力電圧に昇降圧する第２変換装置と、前記第１電源が貯留する前記第１エネルギの残量に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、前記第１物理量を示す信号を出力する第１出力部と、前記第２電源が貯留する前記第２エネルギの残量に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、前記第２物理量を示す信号を出力する第２出力部と、前記第１物理量および前記第２物理量に基づいて、前記第１変換装置に対する第１出力電圧指令値、および、前記第２変換装置に対する第２出力電圧指令値を決定し、決定された前記第１出力電圧指令値を前記第１変換装置に出力し、決定された前記第２出力電圧指令値を前記第２変換装置に出力する制御回路とを具備し、前記第１変換装置は、前記第１出力電圧指令値と、第１電圧ドループ特性とに基づいて、前記第１電源電圧を前記第１出力電圧に昇降圧し、前記第２変換装置は、前記第２出力電圧指令値と、第２電圧ドループ特性とに基づいて、前記第２電源電圧を前記第２出力電圧に昇降圧することを特徴とする。

【0011】

また、上記課題を解決するために、本発明の他の実施形態における直流電力供給システムは、負荷および充電用電源の一方または両方が接続される直流母線と、第１エネルギを貯留し前記第１エネルギから直流電力を出力する第１電源と、第２エネルギを貯留し前記第２エネルギから直流電力を出力する第２電源と、前記第１電源と前記直流母線との間に配置され、前記第１電源側の第１電源電圧を前記直流母線側の第１出力電圧に昇降圧する第１変換装置と、前記第２電源と前記直流母線との間に配置され、前記第２電源側の第２電源電圧を前記直流母線側の第２出力電圧に昇降圧する第２変換装置と、前記第１電源が貯留する前記第１エネルギの残量に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、前記第１物理量を示す信号を出力する第１出力部と、前記第２電源が貯留する前記第２エネルギの残量に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、前記第２物理量を示す信号を出力する第２出力部と、前記第１変換装置の第１出力電流を検出し、前記第１出力電流を示す第１電流信号を第１ドループ制御部に出力する第１電流検出器と、前記第２変換装置の第２出力電流を検出し、前記第２出力電流を示す第２電流信号を第２ドループ制御部に出力する第２電流検出器と、前記第１物理量および前記第２物理量に基づいて、前記第１ドループ制御部に対する第１ドループ制御値、および、前記第２ドループ制御部に対する第２ドループ制御値を決定し、決定された前記第１ドループ制御値を前記第１ドループ制御部に出力し、決定された前記第２ドループ制御値を前記第２ドループ制御部に出力する制御回路と、前記制御回路から受け取る前記第１ドループ制御値に基づいて、前記第１変換装置の第１電圧ドループ特性を調整する前記第１ドループ制御部と、前記制御回路から受け取る前記第２ドループ制御値に基づいて、前記第２変換装置の第２電圧ドループ特性を調整する前記第２ドループ制御部とを具備し、前記第１ドループ制御部は、調整後の前記第１電圧ドループ特性と、前記第１出力電流とに基づいて、前記第１変換装置に対する第１出力電圧指令値を決定し、決定された前記第１出力電圧指令値を前記第１変換装置に出力し、前記第２ドループ制御部は、調整後の前記第２電圧ドループ特性と、前記第２出力電流とに基づいて、前記第２変換装置に対する第２出力電圧指令値を決定し、決定された前記第２出力電圧指令値を前記第２変換装置に出力することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明により、変換装置の動作停止を抑制し、変換装置の冗長性を維持することにより、安定した直流電力供給システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１の実施形態における直流電力供給システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、変換装置の電圧ドループ特性について説明するための図である。

【図3】図３は、比較例に関し、バッテリ残量と、変換装置に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に関し、バッテリ残量と、変換装置に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１変換装置が電圧ドループ特性を有する条件下で、第１変換装置に対する第１出力電圧指令値が変更される様子を模式的に示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態における直流電力供給システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図7】図７は、比較例に関し、バッテリ残量と、変換装置に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。

【図8】図８は、第１の実施形態に関し、バッテリ残量と、変換装置に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。

【図9】図９は、第２の実施形態における直流電力供給システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、第３の実施形態における直流電力供給システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、第３の実施形態における直流電力供給システムの変換装置の電圧ドループ特性の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第１変換装置の電圧ドループ特性が変更された後の状態を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、第３の実施形態における直流電力供給システムの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【図14】図１４は、従来例における直流電力供給システムの回路構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態における直流電力供給システム１００に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。

【0015】

（第１の実施形態）
図１乃至図８を参照して、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａについて説明する。図１は、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａの回路構成の一例を模式的に示す図である。図２は、変換装置（５Ａ、５Ｂ）の電圧ドループ特性について説明するための図である。図３は、比較例に関し、バッテリ残量と、変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。図４は、第１の実施形態に関し、バッテリ残量と、変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。図５は、第１変換装置５Ａが電圧ドループ特性を有する条件下で、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が変更される様子を模式的に示す図である。図６は、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａの回路構成の一例を模式的に示す図である。なお、図６は、バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）への充電が行われている様子を示す。図７は、比較例に関し、バッテリ残量と、変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。図８は、第１の実施形態に関し、バッテリ残量と、変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例を示す図である。

【0016】

（構成）
図１に記載の例では、直流電力供給システム１００Ａは、少なくとも１つの負荷１Ａと、直流母線２と、第１電源４Ａと、第２電源４Ｂと、第１のバッテリマネジメントユニット３Ａ（以下、バッテリマネジメントユニットのことを「ＢＭＵ」という。）と、第２のＢＭＵ３Ｂと、第１変換装置５Ａと、第２変換装置５Ｂと、第１出力部６Ａと、第２出力部６Ｂと、制御回路７と、を具備する。なお、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂのうちの一方、あるいは、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂの両方は、省略されてもよい。

【0017】

また、少なくとも１つの負荷１Ａは、少なくとも１つの充電用電源１Ｂに置換されてもよい。代替的に、直流電力供給システム１００Ａは、少なくとも１つの負荷１Ａに加えて、少なくとも１つの充電用電源１Ｂを備えていてもよい。換言すれば、直流母線２には、負荷１Ａおよび充電用電源１Ｂの一方または両方が接続される。

【0018】

図１に記載の例において、負荷１Ａは、例えば、直流負荷、あるいは、変換装置と交流負荷との組み合わせ等により構成され、直流母線２から供給される電力を消費する。なお、図１に記載の例において、負荷１Ａが充電用電源１Ｂに置換される場合、あるいは、直流電力供給システム１００Ａが、負荷１Ａに加えて充電用電源１Ｂを備える場合、当該充電用電源１Ｂは、直流母線２を介して、第１電源４Ａおよび／または第２電源４Ｂに電力を供給する。こうして、第１電源４Ａおよび／または第２電源４Ｂに貯留されるエネルギ量が増加する。

【0019】

第１電源４Ａは、第１エネルギを貯留し第１エネルギから直流電力を出力する。第１電源４Ａは、例えば、充電可能な第１バッテリ４０Ａ（より具体的には、第１のバッテリ群）である。充電可能な第１バッテリ４０Ａは、例えば、化学反応により、第１エネルギから直流電力を生成する化学電池である。充電可能な第１バッテリ４０Ａは、リチウムイオン電池であってもよい。

【0020】

第１の実施形態（あるいは、後述の第２の実施形態、または、後述の第３の実施形態）において、第１電源４Ａは、燃料電池（燃料電池は、化学電池の一種である。）であっても構わない。当該燃料電池は、水素等の燃料と酸素等とが化学反応することにより、第１エネルギとしての燃料から、直流電力を生成する。代替的に、第１の実施形態（あるいは、後述の第２の実施形態、または、後述の第３の実施形態）において、第１電源４Ａは、フライホイール等のように運動エネルギを貯留する電源であってもよいし、弾性エネルギあるいは熱エネルギを貯留する電源であってもよい。更に代替的に、第１電源４Ａは、超電導コイルのように永久電流を貯留する電源であってもよい。

【0021】

第２電源４Ｂは、第２エネルギを貯留し第２エネルギから直流電力を出力する。第２電源４Ｂは、例えば、充電可能な第２バッテリ４０Ｂ（より具体的には、第２のバッテリ群）である。充電可能な第２バッテリ４０Ｂは、例えば、化学反応により、第２エネルギから直流電力を生成する化学電池である。充電可能な第２バッテリ４０Ｂは、リチウムイオン電池であってもよい。

【0022】

第１の実施形態（あるいは、後述の第２の実施形態、または、後述の第３の実施形態）において、第２電源４Ｂは、燃料電池（燃料電池は、化学電池の一種である。）であっても構わない。当該燃料電池は、水素等の燃料と酸素等とが化学反応することにより、第２エネルギとしての燃料から、直流電力を生成する。代替的に、第１の実施形態（あるいは、後述の第２の実施形態、または、後述の第３の実施形態）において、第２電源４Ｂは、フライホイール等のように運動エネルギを貯留する電源であってもよいし、弾性エネルギあるいは熱エネルギを貯留する電源であってもよい。更に代替的に、第２電源４Ｂは、超電導コイルのように永久電流を貯留する電源であってもよい。

【0023】

第１電源４Ａと第２電源４Ｂとは、同じタイプの電源であってもよい（例えば、両者とも、充電可能なバッテリであってもよい。）。代替的に、第１電源４Ａと第２電源４Ｂとは、異なるタイプの電源であってもよい（例えば、前者が充電可能なバッテリであり、後者が、充電可能なバッテリ以外の電源であってもよい。）。

【0024】

以下において、第１電源４Ａが、充電可能な第１バッテリ４０Ａ（例えば、第１のバッテリ群）であり、第２電源４Ｂが、充電可能な第２バッテリ４０Ｂ（例えば、第２のバッテリ群）である場合の例について説明する。ただし、第１の実施形態において、第１電源４Ａおよび第２電源４Ｂのうちの少なくとも一方が、充電可能なバッテリ以外の電源であっても構わない。

【0025】

換言すれば、以下の第１の実施形態の説明において、「第１バッテリ４０Ａ」、「第２バッテリ４０Ｂ」、「バッテリ電圧」、「第１バッテリ電圧」、「第２バッテリ電圧」、「バッテリ残量」、「第１バッテリ残量」、「第２バッテリ残量」は、それぞれ、「第１電源４Ａ」、「第２電源４Ｂ」、「電源電圧」、「第１電源電圧」、「第２電源電圧」、「エネルギ残量」、「第１エネルギ残量」、「第２エネルギ残量」に読み替え可能である。

【0026】

第１のＢＭＵ３Ａは、第１バッテリ４０Ａの状態監視、および／または、第１バッテリ４０Ａの保護を行う。図１に記載の例では、第１のＢＭＵ３Ａは、第１バッテリ４０Ａに装備されている。第２のＢＭＵ３Ｂは、第２バッテリ４０Ｂの状態監視、および／または、第２バッテリ４０Ｂの保護を行う。図１に記載の例では、第２のＢＭＵ３Ｂは、第２バッテリ４０Ｂに装備されている。

【0027】

第１変換装置５Ａは、第１バッテリ４０Ａと直流母線２との間に配置され、第１バッテリ４０Ａ側の第１バッテリ電圧を、直流母線２側の出力電圧（以下、「第１出力電圧」という。）に昇降圧する。より具体的には、第１変換装置５Ａは、直流母線２の目標電圧（あるいは、後述の第１出力電圧指令値）、および、第１電圧ドループ特性に基づいて、第１バッテリ４０Ａ側の第１バッテリ電圧を、直流母線２側の第１出力電圧に昇降圧する。

【0028】

なお、本明細書において、第１電圧ドループ特性とは、第１変換装置５Ａの出力電流（以下、「第１出力電流」という。）が増加することに応じて、第１変換装置５Ａの第１出力電圧が降下する特性を意味する。

【0029】

図１に記載の例では、第１バッテリ４０Ａと第１変換装置５Ａとが第１電線Ｌ１を介して接続され、第１変換装置５Ａと直流母線２とが第２電線Ｌ２を介して接続されている。この場合、第１変換装置５Ａは、第１電線Ｌ１における電圧を、第２電線Ｌ２における電圧に昇降圧する。

【0030】

図２を参照して、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性について説明する。図２に記載の例において、直流母線２の目標電圧は、電圧Ｖ１である。図２に記載の例において、第１変換装置５Ａの第１出力電流の値が、電流値Ｉ１から、電流値Ｉ１’に増加すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値が、電圧値Ｆ１から、電圧値Ｆ１’に低下する（矢印ＡＲ１を参照。）。他方、図２に記載の例において、第１変換装置５Ａの第１出力電流の値が、電流値Ｉ１’から、電流値Ｉ１に減少すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値が、電圧値Ｆ１’から、電圧値Ｆ１に増加する（矢印ＡＲ２を参照。）。

【0031】

第１変換装置５Ａが、第１電圧ドループ特性を発揮するために、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａは、第１変換装置５Ａの第１出力電流（より具体的には、第２電線Ｌ２を流れる電流）を検出可能である。第１変換装置５Ａは、第１出力電流の増加（あるいは、減少）に応じて、第１出力電圧を減少（あるいは、増加）させる。図１に記載の例では、第１出力電流を検出する第１電流検出器９Ａが第１変換装置５Ａに組み込まれているが、第１電流検出器９Ａと第１変換装置５Ａとは別体であってもよい。

【0032】

第２変換装置５Ｂは、第２バッテリ４０Ｂと直流母線２との間に配置され、第２バッテリ４０Ｂ側の第２バッテリ電圧を、直流母線２側の出力電圧（以下、「第２出力電圧」という。）に昇降圧する。より具体的には、第２変換装置５Ｂは、直流母線２の目標電圧（あるいは、後述の第２出力電圧指令値）、および、第２電圧ドループ特性に基づいて、第２バッテリ４０Ｂ側の第２バッテリ電圧を、直流母線２側の第２出力電圧に昇降圧する。

【0033】

なお、本明細書において、第２電圧ドループ特性とは、第２変換装置５Ｂの出力電流（以下、「第２出力電流」という。）が増加することに応じて、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が降下する特性を意味する。

【0034】

図１に記載の例では、第２バッテリ４０Ｂと第２変換装置５Ｂとが第３電線Ｌ３を介して接続され、第２変換装置５Ｂと直流母線２とが第４電線Ｌ４を介して接続されている。この場合、第２変換装置５Ｂは、第３電線Ｌ３における電圧を、第４電線Ｌ４における電圧に昇降圧する。

【0035】

図２を参照して、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性について説明する。図２に記載の例において、直流母線２の目標電圧は、電圧Ｖ１である。図２に記載の例において、第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値が、電流値Ｉ１から、電流値Ｉ１’に増加すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値が、電圧値Ｆ１から、電圧値Ｆ１’に低下する（矢印ＡＲ３を参照。）。他方、図２に記載の例において、第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値が、電流値Ｉ１’から、電流値Ｉ１に減少すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値が、電圧値Ｆ１’から、電圧値Ｆ１に増加する（矢印ＡＲ４を参照。）。

【0036】

第２変換装置５Ｂが、第２電圧ドループ特性を発揮するために、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａは、第２変換装置５Ｂの第２出力電流（より具体的には、第４電線Ｌ４を流れる電流）を検出可能である。第２変換装置５Ｂは、第２出力電流の増加（あるいは、減少）に応じて、第２出力電圧を減少（あるいは、増加）させる。図１に記載の例では、第２出力電流を検出する第２電流検出器９Ｂが第２変換装置５Ｂに組み込まれているが、第２電流検出器９Ｂと第２変換装置５Ｂとは別体であってもよい。

【0037】

図２に記載の例では、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性は、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性と等しい。代替的に、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性は、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性と異なっていてもよい。

【0038】

図２に例示されるように、第１変換装置５Ａおよび第２変換装置５Ｂの各々が電圧ドループ特性を有する場合、第１変換装置５Ａおよび第２変換装置５Ｂが並列運転される際に、第１変換装置５Ａと第２変換装置５Ｂとの間で横流が生じることが抑制される。

【0039】

第１出力部６Ａは、第１電源４Ａが貯留する第１エネルギの残量（より具体的には、第１バッテリ４０Ａのバッテリ残量である第１バッテリ残量）に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、当該第１物理量を示す信号を制御回路７に出力する。第１物理量は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する物理量であれば如何なる物理量であってもよい。第１物理量は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する複数の物理量を含んでいてもよい。第１出力部６Ａは、第１物理量を示す信号を制御回路７に出力する任意の出力部である。なお、第１出力部６Ａから制御回路７への信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。

【0040】

図１に記載の例では、第１物理量は、第１バッテリ４０Ａのバッテリ電圧（以下、「第１バッテリ電圧」という。）であり、第１出力部６Ａは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する第１バッテリ電圧を検出する第１電圧検出器６０Ａである。

【0041】

第１電圧検出器６０Ａとしては、分圧器、アイソレータ等が使用される。図１に記載の例では、第１電圧検出器６０Ａは、第１バッテリ４０Ａと第１変換装置５Ａの間の第１電線Ｌ１における電圧を、第１バッテリ電圧として検出する。

【0042】

なお、第１電圧検出器６０Ａは、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、第１変換装置５Ａ、あるいは、第１のＢＭＵ３Ａ等に組み込まれていてもよい。

【0043】

第２出力部６Ｂは、第２電源４Ｂが貯留する第２エネルギの残量（より具体的には、第２バッテリ４０Ｂのバッテリ残量である第２バッテリ残量）に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、当該第２物理量を示す信号を制御回路７に出力する。第２物理量は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する物理量であれば如何なる物理量であってもよい。第２物理量は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する複数の物理量を含んでいてもよい。第２出力部６Ｂは、第２物理量を示す信号を制御回路７に出力する任意の出力部である。なお、第２出力部６Ｂから制御回路７への信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。

【0044】

図１に記載の例では、第２物理量は、第２バッテリ４０Ｂのバッテリ電圧（以下、「第２バッテリ電圧」という。）であり、第２出力部６Ｂは、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する第２バッテリ電圧を検出する第２電圧検出器６０Ｂである。

【0045】

第２電圧検出器６０Ｂとしては、分圧器、アイソレータ等が使用される。図１に記載の例では、第２電圧検出器６０Ｂは、第２バッテリ４０Ｂと第２変換装置５Ｂの間の第３電線Ｌ３における電圧を、第２バッテリ電圧として検出する。

【0046】

なお、第２電圧検出器６０Ｂは、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、第２変換装置５Ｂ、あるいは、第２のＢＭＵ３Ｂ等に組み込まれていてもよい。

【0047】

制御回路７は、第１物理量および第２物理量に基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。より具体的には、制御回路７は、第１物理量を示す信号を第１出力部６Ａから受け取り、第２物理量を示す信号を第２出力部６Ｂから受け取り、第１物理量および第２物理量に基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0048】

第１出力部６Ａが、第１電圧検出器６０Ａであり、第２出力部６Ｂが、第２電圧検出器６０Ｂである場合には、制御回路７は、第１電圧検出器６０Ａにより検出される第１バッテリ電圧（換言すれば、第１電圧検出器６０Ａから受け取る第１バッテリ電圧を示す第１信号）、および、第２電圧検出器６０Ｂにより検出される第２バッテリ電圧（換言すれば、第２電圧検出器６０Ｂから受け取る第２バッテリ電圧を示す第２信号）に基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0049】

また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値（換言すれば、第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令）を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値（換言すれば、第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令）を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0050】

第１変換装置５Ａは、制御回路７から受け取る第１出力電圧指令値（換言すれば、第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令）と、第１電圧ドループ特性とに基づいて、第１バッテリ４０Ａ側の第１バッテリ電圧を直流母線２側の第１出力電圧に昇降圧する。また、第２変換装置５Ｂは、制御回路７から受け取る第２出力電圧指令値（換言すれば、第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令）と、第２電圧ドループ特性とに基づいて、第２バッテリ４０Ｂ側の第２バッテリ電圧を直流母線２側の第２出力電圧に昇降圧する。

【0051】

（作用：直流母線２への給電）
図１に記載の例において、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。その結果、第１変換装置５Ａの第１出力電圧および／または第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が変化し、バッテリ残量が少ない方のバッテリの電力負担割合が低減される。こうして、バッテリ毎にバッテリ残量がゼロになるタイミングが大きくばらつくことが防止される。

【0052】

より具体的には、図１に記載の例では、制御回路７は、第１電圧検出器６０Ａから第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧を示す第１信号を受け取り、第２電圧検出器６０Ｂから第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ電圧を示す第２信号を受け取る。制御回路７は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧および第１バッテリ４０Ａの放電特性に基づいて、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量を算出し、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ電圧および第２バッテリ４０Ｂの放電特性に基づいて、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量を算出する。

【0053】

制御回路７は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量よりも少ないとき、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0054】

また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0055】

第１制御指令を受け取る第１変換装置５Ａは、第１出力電圧指令値に基づいて、第１出力電圧を減少させる。こうして、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加する。代替的に、あるいは、付加的に、第２制御指令を受け取る第２変換装置５Ｂは、第２出力電圧指令値に基づいて、第２出力電圧を増加させてもよい。

【0056】

他方、制御回路７は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量が、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量よりも少ないとき、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が低減され、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が増加されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0057】

また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0058】

第２制御指令を受け取る第２変換装置５Ｂは、第２出力電圧指令値に基づいて、第２出力電圧を減少させる。こうして、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が低減され、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が増加する。

【0059】

なお、本明細書において、第１バッテリ残量は、第１バッテリ４０Ａの満充電量に対する、第１バッテリ４０Ａの充電量（すなわち、満充電量に対する比率）を意味していてもよいし、代替的に、第１バッテリ残量は、第１バッテリ４０Ａが貯留しているエネルギの量自体（すなわち、充電量自体）を意味していてもよい。また、第２バッテリ残量は、第２バッテリ４０Ｂの満充電量に対する、第２バッテリ４０Ｂの充電量（すなわち、満充電量に対する比率）を意味していてもよいし、代替的に、第２バッテリ残量は、第２バッテリ４０Ｂが貯留しているエネルギの量自体（すなわち、充電量自体）を意味していてもよい。

【0060】

図３および図４を参照して、比較例における各バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）のバッテリ残量と、各変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例（図３）、および、第１の実施形態における各バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）のバッテリ残量と、各変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例（図４）について説明する。なお、図３および図４では、図１に例示されるように、直流母線２に負荷１Ａが接続され、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂが、直流母線２を介して、負荷１Ａに給電する場合の例が想定されている。

【0061】

図３（ａ）および図４（ａ）には、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値の経時変化、および、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量の経時変化が示されている。また、図３（ｂ）および図４（ｂ）には、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値の経時変化、および、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量の経時変化が示されている。なお、図３（ａ）における時間経過と、図３（ｂ）における時間経過とは、同時並行的に進行しているものとする。同様に、図４（ａ）における時間経過と、図４（ｂ）における時間経過とは、同時並行的に進行しているものとする。

【0062】

図３および図４に記載の例において、時刻ｔ２までは、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値は電圧Ｖ１であり、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値は電圧Ｖ１であり、第１出力電圧指令値と第２出力電圧指令値とは同値である。また、図３および図４に記載の例において、第１バッテリ４０Ａのバッテリ容量は、第２バッテリ４０Ｂのバッテリ容量よりも小さいものとする。

【0063】

第１バッテリ４０Ａのバッテリ容量が、第２バッテリ４０Ｂのバッテリ容量よりも小さい場合、直流母線２に供給される電力を各バッテリが等分負担すると、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量と比較して、速く低下する。このため、図３および図４に記載の例では、時刻ｔ２における第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量を残量Ｐ１とし、時刻ｔ２における第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量を残量Ｐ２とするとき、Ｐ１＜Ｐ２となる。

【0064】

この状態で、図３に例示されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を、電圧Ｖ１に維持した場合、時刻ｔ４で第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量はゼロとなり、第１変換装置５Ａは停止する。このような第１変換装置５Ａの停止は、第２変換装置５Ｂにおける過電力の発生、あるいは、変換装置の冗長性の低下に繋がる。

【0065】

そこで、図４に例示されるように、第１の実施形態によれば、制御回路７は、時刻ｔ２において、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値を、電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２に決定し、当該第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力する。第１制御指令を受け取る第１変換装置５Ａは、低下された第１出力電圧指令値に基づいて、第１バッテリ電圧を第１出力電圧に昇降圧する。その結果、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加される。こうして、第１バッテリ４０Ａの充電量がゼロになるタイミングを、時刻ｔ４よりも遅くすることができる。

【0066】

代替的に、制御回路７は、時刻ｔ２において、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を、電圧Ｖ１よりも高い電圧に決定し、当該第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力してもよい。第２制御指令を受け取る第２変換装置５Ｂは、上昇された第２出力電圧指令値に基づいて、第２バッテリ電圧を第２出力電圧に昇降圧する。その結果、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加され、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減される。こうして、第１バッテリ４０Ａのバッテリ残量がゼロになるタイミングを、時刻ｔ４よりも遅くすることができる。

【0067】

なお、第１の実施形態において、各バッテリのバッテリ容量に応じて、各バッテリの電力負担が比例配分される直流電力供給システムが採用される場合には、理論的には、バッテリ容量に対するバッテリ残量の比率がばらつかないように、複数のバッテリを運用することが可能である。しかし、各バッテリの利用方法、あるいは、バッテリの交換などによっては、バッテリ毎に、バッテリ容量に対するバッテリ残量の比率に差が生じる可能性がある。この場合、１つのバッテリのバッテリ残量が、他のバッテリのバッテリ残量に先行して、ゼロになる。

【0068】

第１の実施形態は、このような場合にも対応可能である。より具体的には、制御回路７は、複数のバッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）のうち、バッテリ容量に対するバッテリ残量の比率が小さいバッテリの電力負担割合が低減されるように、各変換装置に対する出力電圧指令値を決定し、決定された出力電圧指令値に対応する制御指令を各変換装置（５Ａ、５Ｂ）に出力する。その結果、相対的にバッテリ残量（％）が少ないバッテリの電力負担割合が低減される。その結果、１つのバッテリのバッテリ残量が、他のバッテリのバッテリ残量に先行して、ゼロになることが防止または抑制される。なお、ここでの「防止」は、複数のバッテリのバッテリ残量が、実質的に同時に、ゼロになること意味する。また、ここでの「抑制」は、１つのバッテリのバッテリ残量が、他のバッテリのバッテリ残量に先行してゼロになるタイミングが遅くなることを意味する。

【0069】

なお、図４に記載の例では、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量（例えば、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧および第１バッテリ４０Ａの放電特性から算出される第１バッテリの第１バッテリ残量）が、所定の残量Ｐ１になるタイミングのみである。

【0070】

代替的に、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、複数設定されてもよい。例えば、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第１の所定値になるタイミングで、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ１から電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２に変更され、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第１の所定値より更に低い第２の所定値になるタイミングで、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ２から電圧Ｖ２よりも低い電圧に変更されてもよい。

【0071】

更に代替的に、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量のみに依存して決定されるのではなく、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量と、時間（例えば、第１バッテリ４０Ａからの放電時間、あるいは、第１出力電圧指令値が変更されない場合に第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量がゼロになるまでの時間等）との組み合わせに基づいて決定されてもよい。

【0072】

また、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変更された後、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量と第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量とが一致するタイミングで、第１変換装置５Ａの第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に戻されてもよい。

【0073】

図１に記載の例では、直流母線２に、並列的に接続される変換装置（５Ａ、５Ｂ）の数が２つであるが、直流母線２に並列的に接続される変換装置の数は、３つ以上であってもよい。

【0074】

第１の実施形態では、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値および／または第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値が変更されることに加え、第１変換装置５Ａおよび第２変換装置５Ｂの各々が電圧ドループ特性を有する。

【0075】

図２および図５を参照して、変換装置（５Ａ、５Ｂ）が電圧ドループ特性を有する条件下で、変換装置（５Ａ、５Ｂ）の出力電圧指令値が変更される例について説明する。

【0076】

図２は、制御回路７が、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合を低減させるための第１制御指令および第２制御指令を出力する前の時点（以下、「時点ｔ１」という。）における、第１変換装置５Ａの第１出力電流と第１変換装置５Ａの第１出力電圧との間の関係の一例、および、第２変換装置５Ｂの第２出力電流と第２変換装置５Ｂの第２出力電圧との間の関係の一例を示すグラフである。なお、時点ｔ１は、図４に記載の例における時刻ｔ０と時刻ｔ２との間の任意の時点である。

【0077】

他方、図５は、制御回路７が、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合を低減させるための第１制御指令および第２制御指令を出力した後の時点（以下、「時点ｔ３」という。）における、第１変換装置５Ａの第１出力電流と第１変換装置５Ａの第１出力電圧との間の関係の一例、および、第２変換装置５Ｂの第２出力電流と第２変換装置５Ｂの第２出力電圧との間の関係の一例を示すグラフである。なお、時点ｔ３は、図４に記載の例における時刻ｔ２と時刻ｔ４との間の任意の時点である。

【0078】

図２に記載の例では、時点ｔ１において、第１変換装置５Ａが制御回路７から受け取る第１出力電圧指令値と、第２変換装置５Ｂが制御回路７から受け取る第２出力電圧指令値とは同一であり、第１出力電圧指令値および第２出力電圧指令値は、それぞれ、直流母線２の目標電圧Ｖ１の値と一致している。第１変換装置５Ａは、第１電圧ドループ特性を有するため、時点ｔ１における第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値は電圧値Ｆ１であり、時点ｔ１における第１変換装置５Ａの第１出力電流の値は電流値Ｉ１である。第２変換装置５Ｂは、第２電圧ドループ特性を有するため、時点ｔ１における第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値は電圧値Ｆ１であり、時点ｔ１における第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値は電流値Ｉ１である。なお、簡略化のため、時点ｔ１において、第１電圧ドループ特性と第２電圧ドループ特性とが同一であり、第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値と、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値とが同一であり、第１変換装置５Ａの第１出力電流の値と、第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値とが同一であるものとする。

【0079】

時点ｔ１では、第１変換装置５Ａの第１出力電流が増加すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧が低下し（矢印ＡＲ１を参照。）、第１変換装置５Ａの第１出力電流が減少すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧が上昇する。また、時点ｔ１では、第２変換装置５Ｂの第２出力電流が増加すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が低下し（矢印ＡＲ３を参照。）、第２変換装置５Ｂの第２出力電流が減少すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が上昇する。これらの電圧ドループ特性は、各バッテリのバッテリ残量とは関係なく発揮される。

【0080】

図５に記載の例では、時刻ｔ２より後の時点ｔ３において、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、充電量が少ない方のバッテリの電力負担割合を低減させるために、第１変換装置５Ａが制御回路７から受け取る第１出力電圧指令値は、電圧Ｖ１（より具体的には、直流母線２の目標電圧Ｖ１の値）から、電圧Ｖ２に低下され（矢印ＡＲ５を参照。）、第２変換装置５Ｂが制御回路７から受け取る第２出力電圧指令値は、電圧Ｖ１（より具体的には、直流母線２の目標電圧Ｖ１の値）に維持されている。

【0081】

第１変換装置５Ａは、第１電圧ドループ特性を有するため、時点ｔ３における第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値は第２電圧値Ｆであり、時点ｔ３における第１変換装置５Ａの第１出力電流の値は電流値Ｉ２である。第２変換装置５Ｂは、第２電圧ドループ特性を有するため、時点ｔ３における第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値は第２電圧値Ｆであり、時点ｔ３における第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値は電流値Ｉ３である。

【0082】

図５に記載の例では、電流値Ｉ２は電流値Ｉ３よりも小さい。よって、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の第１バッテリ４０Ａの電力負担割合（ドットによるハッチングが付与された領域を参照。）が低減され、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が多い方の第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合（斜線によるハッチングが付与された領域を参照。）が増加されている。

【0083】

時点ｔ３では、第１変換装置５Ａの第１出力電流が増加すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧が低下し（矢印ＡＲ６を参照。）、第１変換装置５Ａの第１出力電流が減少すると、第１変換装置５Ａの第１出力電圧が上昇する（矢印ＡＲ７を参照。）。また、時点ｔ３では、第２変換装置５Ｂの第２出力電流が増加すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が低下し（矢印ＡＲ８を参照。）、第２変換装置５Ｂの第２出力電流が減少すると、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が上昇する（矢印ＡＲ９を参照。）。これらのドループ特性は、各バッテリのバッテリ残量に基づいた変換装置（５Ａ、５Ｂ）の出力電圧指令値の変更が行われた後においても、発揮される。

【0084】

（作用：直流母線２からの受電）
図６に記載の例において、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が多い方の電力受電割合が低減されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0085】

また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。その結果、第１変換装置５Ａの第１出力電圧および／または第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が変化し、エネルギ残量が多い方のバッテリの電力受電割合が低減される。こうして、バッテリ毎に満充電になるタイミングが大きくばらつくことが防止される。

【0086】

より具体的には、図６に記載の例では、制御回路７は、第１電圧検出器６０Ａから第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧を示す第１信号を受け取り、第２電圧検出器６０Ｂから第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ電圧を示す第２信号を受け取る。制御回路７は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧および第１バッテリ４０Ａの放電特性に基づいて、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量を算出し、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ電圧および第２バッテリ４０Ｂの放電特性に基づいて、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量を算出する。

【0087】

制御回路７は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量よりも多いとき、第１バッテリ４０Ａの電力受電割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力受電割合が増加されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0088】

また、制御回路７は、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力し、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0089】

第１制御指令を受け取る第１変換装置５Ａは、第１出力電圧指令値に基づいて、第１出力電圧を増加させる。こうして、第１バッテリ４０Ａの電力受電割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力受電割合が増加する。

【0090】

図７および図８を参照して、比較例における各バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）のバッテリ残量と、各変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例（図７）、および、第１の実施形態における各バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）のバッテリ残量と、各変換装置（５Ａ、５Ｂ）に対する出力電圧指令値との関係の一例（図８）について説明する。なお、図７および図８では、図６に例示されるように、直流母線２に充電用電源１Ｂが接続され、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂが、直流母線２を介して、充電用電源１Ｂから受電する場合の例が想定されている。

【0091】

図７（ａ）および図８（ａ）には、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値の経時変化、および、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量の経時変化が示されている。また、図７（ｂ）および図８（ｂ）には、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値の経時変化、および、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量の経時変化が示されている。なお、図７（ａ）における時間経過と、図７（ｂ）における時間経過とは、同時並行的に進行しているものとする。同様に、図８（ａ）における時間経過と、図８（ｂ）における時間経過とは、同時並行的に進行しているものとする。

【0092】

図７および図８に記載の例において、時刻ｔ２までは、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値は電圧Ｖ１であり、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値は電圧Ｖ１であり、第１出力電圧指令値と第２出力電圧指令値とは同値である。

【0093】

図７に記載の例では、時刻ｔ２において、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量Ｐは、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量Ｐ’よりも多い。図７に記載の例において、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂの各々について、直流母線２からの電力受電割合が維持されると、時刻ｔ４において、第１バッテリ４０Ａが、第２バッテリ４０Ｂに先行して満充電となる。

【0094】

第１バッテリ４０Ａが満充電になると、第１変換装置５Ａは停止する。このような第１変換装置５Ａの停止は、第２変換装置５Ｂにおける過電力の発生、あるいは、変換装置の冗長性の低下に繋がる。

【0095】

そこで、図８に例示されるように、第１の実施形態によれば、制御回路７は、時刻ｔ２において、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値を、電圧Ｖ１よりも高い電圧Ｖ３に決定し、当該第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力する。第１制御指令を受け取る第１変換装置５Ａは、増加された第１出力電圧指令値に基づいて、第１バッテリ電圧を第１出力電圧に昇降圧する。その結果、第１バッテリ４０Ａの電力受電割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力受電割合が増加される。こうして、第１バッテリ４０Ａが満充電になるタイミングを、時刻ｔ４よりも遅くすることができる。

【0096】

図８に記載の例では、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、所定の残量（Ｐ）になるタイミングのみである。

【0097】

代替的に、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、複数設定されてもよい。例えば、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第１の所定値になるタイミングで、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ１から電圧Ｖ１よりも高い電圧Ｖ３に変更され、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第１の所定値より更に高い第２の所定値になるタイミングで、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ３から電圧Ｖ３よりも高い電圧に変更されてもよい。

【0098】

更に代替的に、第１出力電圧指令値が変更されるタイミングは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量のみに依存して決定されるのではなく、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量と、時間（例えば、第１バッテリ４０Ａの充電時間、あるいは、第１出力電圧指令値が変更されない場合に第１バッテリ４０Ａが満充電になるまでの時間等）との組み合わせに基づいて決定されてもよい。

【0099】

また、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ１から電圧Ｖ３に変更された後、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量と第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量とが一致するタイミングで、第１変換装置５Ａの第１出力電圧指令値が、電圧Ｖ３から電圧Ｖ１に戻されてもよい。

【0100】

第１の実施形態では、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が多い方の電力受電割合が低減されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値および／または第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値が変更されることに加え、第１変換装置５Ａおよび第２変換装置５Ｂの各々が電圧ドループ特性を有する。電圧ドループ特性については、図２、図５等を用いて説明済みであるため、電圧ドループ特性についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0101】

（効果）
第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａでは、各電源のエネルギ容量あるいは各電源の特性が異なる場合において、各電源のエネルギ残量に応じて、少なくとも１つの変換装置の出力電圧指令値が変更されることにより、各電源の電力負担割合が調整される。こうして、１つの電源のエネルギ残量が、他の電源のエネルギ残量に先行して、ゼロになることが防止または抑制される。その結果、複数の変換装置の動作が維持され、特定の変換装置において過電力が生じることが防止され、且つ、変換装置の冗長性が維持される。こうして、第１の実施形態では、安定した直流電力供給システムが提供される。

【0102】

また、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａでは、各電源のエネルギ残量に応じて、少なくとも１つの変換装置の出力電圧指令値が変更されることと、各変換装置の電圧ドループ特性に基づいて変換装置の出力電圧が変更されることとの両方が実行される。よって、各電源のエネルギ残量に応じた少なくとも１つの変換装置の出力電圧指令値の変更前においても、各電源のエネルギ残量に応じた少なくとも１つの変換装置の出力電圧指令値の変更後においても、複数の変換装置間で横流が生じることが抑制される。

【0103】

また、第１の実施形態において、充電用電源１Ｂから、直流母線２を介して、複数の電源（４Ａ、４Ｂ）に給電される場合において、各電源のエネルギ残量（換言すれば、各電源のエネルギ蓄積量）に応じて、少なくとも１つの変換装置の出力電圧指令値が変更されることにより、各電源の電力受電割合が調整される。こうして、１つの電源のエネルギ蓄積量が、他の電源のエネルギ蓄積量に先行して、ＦＵＬＬになることが防止または抑制される。その結果、複数の変換装置の動作が維持され、特定の変換装置において過電力が生じることが防止され、且つ、変換装置の冗長性が維持される。こうして、第１の実施形態では、安定した直流電力供給システムが提供される。

【0104】

（第２の実施形態）
図９を参照して、第２の実施形態における直流電力供給システム１００Ｂについて説明する。図９は、第２の実施形態における直流電力供給システム１００Ｂの回路構成の一例を模式的に示す図である。

【0105】

第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第２の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態において説明済みの事項を第２の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0106】

（構成）
第２の実施形態では、第１出力部６Ａが、「第１の推定充電量算出部６２Ａ」であり、第２出力部６Ｂが、「第２の推定充電量算出部６２Ｂ」であり、第１出力部６Ａ（第１の推定充電量算出部６２Ａ）が検出または算出する第１物理量が「第１バッテリ４０Ａの推定充電量（以下、「第１推定充電量」という。）」であり、第２出力部６Ｂ（第２の推定充電量算出部６２Ｂ）が検出または算出する第２物理量が「第２バッテリ４０Ｂの推定充電量（以下、「第２推定充電量」という。）」である点で、第１の実施形態とは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。

【0107】

第２の実施形態における直流電力供給システム１００Ｂは、負荷１Ａおよび充電用電源１Ｂの一方または両方が接続される直流母線２と、第１電源４Ａとしての第１バッテリ４０Ａと、第２電源４Ｂとしての第２バッテリ４０Ｂと、第１のＢＭＵ３Ａと、第２のＢＭＵ３Ｂと、第１変換装置５Ａと、第２変換装置５Ｂと、第１出力部６Ａとしての第１の推定充電量算出部６２Ａと、第２出力部６Ｂとしての第２の推定充電量算出部６２Ｂと、制御回路７と、を具備する。なお、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂのうちの一方、あるいは、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂの両方は、省略されてもよい。

【0108】

（作用）
第２の実施形態では、第１の推定充電量算出部６２Ａおよび第２の推定充電量算出部６２Ｂに付随する構成あるいは制御を中心に説明し、それ以外の事項についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0109】

第１の推定充電量算出部６２Ａは、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ））を算出し、当該第１推定充電量を示す第３信号を制御回路７に出力する。なお、第１の推定充電量算出部６２Ａから制御回路７への第３信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。

【0110】

第２の推定充電量算出部６２Ｂは、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量（例えば、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ））を算出し、当該第２推定充電量を示す第４信号を制御回路７に出力する。なお、第２の推定充電量算出部６２Ｂから制御回路７への第４信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。

【0111】

図９に記載の例では、第１の推定充電量算出部６２Ａは、第１のＢＭＵ３Ａから受信する信号に基づいて、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量を算出し、第２の推定充電量算出部６２Ｂは、第２のＢＭＵ３Ｂから受信する信号に基づいて、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量を算出する。代替的に、第１の推定充電量算出部６２Ａは、第１変換装置５Ａから受信する信号に基づいて、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量を算出してもよく、第２の推定充電量算出部６２Ｂは、第２変換装置５Ｂから受信する信号に基づいて、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量を算出してもよい。例えば、第１電線Ｌ１を通過する電流の積算値、あるいは、当該積算値と温度等の環境条件との組合せに基づいて、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量が算出されてもよい。また、第３電線Ｌ３を通過する電流の積算値、あるいは、当該積算値と温度等の環境条件との組合せに基づいて、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量が算出されてもよい。

【0112】

更に代替的に、第１の推定充電量算出部６２Ａは、制御回路７とは別の他の制御回路やＰＬＣ等から受信する第１バッテリ充電量またはその推定のための電気量情報に基づいて、第１バッテリ４０Ａの推定充電量を算出してもよい。同様に、第２の推定充電量算出部６２Ｂは、制御回路７とは別の他の制御回路やＰＬＣ等から受信する第２バッテリ充電量またはその推定のための電気量情報に基づいて、第２バッテリ４０Ｂの推定充電量を算出してもよい。

【0113】

なお、「推定充電量の算出」には、第１のＢＭＵ３Ａ、第２のＢＭＵ３Ｂ、第１変換装置５Ａ、第２変換装置５Ｂ、制御回路７とは別の他の制御回路、あるいは、ＰＬＣ等によって算出された推定充電量をそのまま利用することも含まれる。

【0114】

図９に記載の例では、制御回路７は、第１推定充電量および第２推定充電量に基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値および第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。より具体的には、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量が、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量よりも少ないとき、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加されるように、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。

【0115】

（効果）
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

【0116】

（第３の実施形態）
図１０乃至図１３を参照して、第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃについて説明する。図１０は、第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃの回路構成の一例を模式的に示す図である。図１１は、第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃの変換装置（５Ａ、５Ｂ）の電圧ドループ特性の一例を示す図である。図１２は、第１変換装置５Ａの電圧ドループ特性が変更された後の状態を模式的に示す図である。図１３は、第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃの回路構成の一例を模式的に示す図である。なお、図１３は、バッテリ（４０Ａ、４０Ｂ）への充電が行われている様子を示す。

【0117】

第３の実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第３の実施形態では、第１の実施形態または第２の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第３の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みの事項を第３の実施形態に適用できることは言うまでもない。

【0118】

（構成）
第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃは、第１電圧ドループ特性を調整する第１ドループ制御部１０Ａ、および、第２電圧ドループ特性を調整する第２ドループ制御部１０Ｂを有する点で、第１の実施形態における直流電力供給システム１００Ａおよび第２の実施形態における直流電力供給システム１００Ｂとは異なる。その他の点では、第３の実施形態は、第１の実施形態、または、第２の実施形態と同様である。

【0119】

第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃは、図１０に例示されるように、負荷１Ａおよび充電用電源１Ｂの一方または両方が接続される直流母線２と、第１電源４Ａ（例えば、第１バッテリ４０Ａ）と、第２電源４Ｂ（例えば、第２バッテリ４０Ｂ）と、第１のＢＭＵ３Ａと、第２のＢＭＵ３Ｂと、第１変換装置５Ａと、第２変換装置５Ｂと、第１出力部６Ａと、第２出力部６Ｂと、第１電流検出器９Ａと、第２電流検出器９Ｂと、第１ドループ制御部１０Ａと、第２ドループ制御部１０Ｂと、を具備する。なお、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂのうちの一方、あるいは、第１のＢＭＵ３Ａおよび第２のＢＭＵ３Ｂの両方は、省略されてもよい。

【0120】

負荷１Ａ、充電用電源１Ｂ、直流母線２、第１電源４Ａ（例えば、第１バッテリ４０Ａ）、第２電源４Ｂ（例えば、第２バッテリ４０Ｂ）、第１のＢＭＵ３Ａ、第２のＢＭＵ３Ｂ、第１変換装置５Ａ、第２変換装置５Ｂ、第１出力部６Ａ、第２出力部６Ｂについては、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みであるため、これらの構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0121】

以下において、第１電源４Ａが、充電可能な第１バッテリ４０Ａ（例えば、第１のバッテリ群）であり、第２電源４Ｂが、充電可能な第２バッテリ４０Ｂ（例えば、第２のバッテリ群）である場合の例について説明する。ただし、第３の実施形態において、第１電源４Ａおよび第２電源４Ｂのうちの少なくとも一方が、充電可能なバッテリ以外の電源であっても構わない。

【0122】

換言すれば、以下の第３の実施形態の説明において、「第１バッテリ４０Ａ」、「第２バッテリ４０Ｂ」、「バッテリ電圧」、「第１バッテリ電圧」、「第２バッテリ電圧」、「バッテリ残量」、「第１バッテリ残量」、「第２バッテリ残量」は、それぞれ、「第１電源４Ａ」、「第２電源４Ｂ」、「電源電圧」、「第１電源電圧」、「第２電源電圧」、「エネルギ残量」、「第１エネルギ残量」、「第２エネルギ残量」に読み替え可能である。

【0123】

第１出力部６Ａは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する第１物理量を検出または算出し、第１物理量を示す信号を制御回路７に出力する。第１物理量は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する物理量であれば如何なる物理量であってもよい。第１物理量は、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量に応じて変化する複数の物理量を含んでいてもよい。第１出力部６Ａは、第１物理量を示す信号を制御回路７に出力する任意の出力部である。なお、第１出力部６Ａから制御回路７への信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。第１出力部６Ａは、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ電圧を検出する第１電圧検出器６０Ａを含んでいてもよく、第１バッテリ４０Ａの第１推定充電量を算出する第１の推定充電量算出部６２Ａを含んでいてもよく、第１電圧検出器６０Ａおよび第１の推定充電量算出部６２Ａの両方を含んでいてもよい。

【0124】

第２出力部６Ｂは、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する第２物理量を検出または算出し、第２物理量を示す信号を制御回路７に出力する。第２物理量は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する物理量であれば如何なる物理量であってもよい。第２物理量は、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量に応じて変化する複数の物理量を含んでいてもよい。第２出力部６Ｂは、第２物理量を示す信号を制御回路７に出力する任意の出力部である。なお、第２出力部６Ｂから制御回路７への信号の出力は、任意の素子または任意の構成を介して行われてもよいことは言うまでもない。第２出力部６Ｂは、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ電圧を検出する第２電圧検出器６０Ｂを含んでいてもよく、第２バッテリ４０Ｂの第２推定充電量を算出する第２の推定充電量算出部６２Ｂを含んでいてもよく、第２電圧検出器６０Ｂおよび第２の推定充電量算出部６２Ｂの両方を含んでいてもよい。

【0125】

第１電圧検出器６０Ａ、第２電圧検出器６０Ｂ、第１の推定充電量算出部６２Ａ、および、第２の推定充電量算出部６２Ｂについては、第１の実施形態または第２の実施形態において説明済みであるため、これらの構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

【0126】

第１電流検出器９Ａは、第１変換装置５Ａが直流母線２に出力する第１出力電流を検出する。より具体的には、第１電流検出器９Ａは、第１変換装置５Ａと直流母線２との間の第２電線Ｌ２を流れる第１出力電流を検出する。また、第１電流検出器９Ａは、第１出力電流を示す第１電流信号を第１ドループ制御部１０Ａに出力する。第１電流検出器９Ａとしては、例えば、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、または、電流プローブ等が使用される。なお、第１電流検出器９Ａは、ＰＬＣ、第１変換装置５Ａ、第１のＢＭＵ３Ａ等に組み込まれていてもよい。

【0127】

第２電流検出器９Ｂは、第２変換装置５Ｂが直流母線２に出力する第２出力電流を検出する。より具体的には、第２電流検出器９Ｂは、第２変換装置５Ｂと直流母線２との間の第４電線Ｌ４を流れる第２出力電流を検出する。また、第２電流検出器９Ｂは、第２出力電流を示す第２電流信号を第２ドループ制御部１０Ｂに出力する。第２電流検出器９Ｂとしては、例えば、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、または、電流プローブ等が使用される。なお、第２電流検出器９Ｂは、ＰＬＣ、第２変換装置５Ｂ、第２のＢＭＵ３Ｂ等に組み込まれていてもよい。

【0128】

制御回路７は、第１物理量、および、第２物理量に基づいて、第１ドループ制御部１０Ａに対する第１ドループ制御値、および、第２ドループ制御部１０Ｂに対する第２ドループ制御値を決定する。より具体的には、制御回路７は、第１物理量を示す信号（例えば、第１バッテリ電圧を示す第１信号、および／または、第１推定充電量を示す第３信号）、および、第２物理量を示す信号（例えば、第２バッテリ電圧を示す第２信号、および／または、第２推定充電量を示す第４信号）を受信し、第１物理量、および、第２物理量に基づいて、第１ドループ制御部１０Ａに対する第１ドループ制御値、および、第２ドループ制御部１０Ｂに対する第２ドループ制御値を決定する。

【0129】

また、制御回路７は、決定された第１ドループ制御値に対応する第１ドループ制御指令を第１ドループ制御部１０Ａに出力し、決定された第２ドループ制御値に対応する第２ドループ制御指令を第２ドループ制御部１０Ｂに出力する。

【0130】

第１ドループ制御部１０Ａは、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性を調整する。より具体的には、第１ドループ制御部１０Ａは、制御回路７から受け取る第１ドループ制御値に基づいて、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性を調整する。

【0131】

また、第１ドループ制御部１０Ａは、第１電流検出器９Ａから第１出力電流を示す第１電流信号を受け取り、第１ドループ制御値に基づいて調整された第１電圧ドループ特性と、第１出力電流とに基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値を決定する。更に、第１ドループ制御部１０Ａは、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力する。

【0132】

第２ドループ制御部１０Ｂは、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性を調整する。より具体的には、第２ドループ制御部１０Ｂは、制御回路７から受け取る第２ドループ制御値に基づいて、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性を調整する。

【0133】

また、第２ドループ制御部１０Ｂは、第２電流検出器９Ｂから第２出力電流を示す第２電流信号を受け取り、第２ドループ制御値に基づいて調整された第２電圧ドループ特性と、第２出力電流とに基づいて、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。更に、第２ドループ制御部１０Ｂは、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0134】

なお、第１ドループ制御部１０Ａの一部または全体が、第１変換装置５Ａ、または、制御回路７に組み込まれていてもよい。また、第２ドループ制御部１０Ｂの一部または全体が、第２変換装置５Ｂ、または、制御回路７に組み込まれていてもよい。

【0135】

（作用：直流母線２への給電）
図１０に記載の例において、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、第１ドループ制御部１０Ａに対する第１ドループ制御値、および、第２ドループ制御部１０Ｂに対する第２ドループ制御値を決定する。また、制御回路７は、決定された第１ドループ制御値に対応する第１ドループ制御指令を第１ドループ制御部１０Ａに出力し、決定された第２ドループ制御値に対応する第２ドループ制御指令を第２ドループ制御部１０Ｂに出力する。

【0136】

第１ドループ制御部１０Ａは、第１ドループ制御値に基づいて調整された第１電圧ドループ特性と、第１変換装置５Ａの第１出力電流とに基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値を決定する。また、第１ドループ制御部１０Ａは、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力する。

【0137】

第２ドループ制御部１０Ｂは、第２ドループ制御値に基づいて調整された第２電圧ドループ特性と、第２変換装置５Ｂの第２出力電流とに基づいて、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。また、第２ドループ制御部１０Ｂは、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0138】

その結果、第１変換装置５Ａの第１出力電圧、および／または、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が変化し、バッテリ残量が少ない方のバッテリの電力負担割合が低減される。こうして、バッテリ毎にバッテリ残量がゼロになるタイミングが大きくばらつくことが防止される。

【0139】

図１１および図１２を参照して、電圧ドループ特性の調整の一例について説明する。

【0140】

図１１は、制御回路７が、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合を低減させるための第１ドループ制御指令および第２ドループ制御指令を出力する前の時点ｔ１における、第１変換装置５Ａの第１出力電流と第１変換装置５Ａの第１出力電圧との間の関係の一例、および、第２変換装置５Ｂの第２出力電流と第２変換装置５Ｂの第２出力電圧との間の関係の一例を示すグラフである。

【0141】

簡略化のため、時点ｔ１において、第１変換装置５Ａの電圧ドループ特性と、第２変換装置５Ｂの電圧ドループ特性とは等しいものとする。また、時点ｔ１において、第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値は、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値と等しく、第１出力電圧の値および第２出力電圧の値は、それぞれ、電圧値Ｆ２である。また、時点ｔ１において、第１変換装置５Ａの第１出力電流の値は、第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値と等しく、第１出力電流の値および第２出力電流の値は、それぞれ、電流値Ｉ１である。

【0142】

図１１に記載の例では、第１変換装置５Ａの出力電力と、第２変換装置５Ｂの出力電力は、共に、Ｆ２×Ｉ１となる。図１１に記載の例において、第１バッテリ４０Ａのバッテリ残量が、第２バッテリ４０Ｂのバッテリ残量に比べて少ない場合を想定する。この場合、第１の実施形態における説明と同様に、各変換装置の出力電力が等しければ、第１バッテリ４０Ａのバッテリ残量が、先にゼロとなり、第１変換装置５Ａは停止する。このような第１変換装置５Ａの停止は第２変換装置５Ｂにおける過電力の発生、あるいは、変換装置の冗長性の低下に繋がる。

【0143】

そこで、第３の実施形態によれば、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電力負担割合が低減されるように、第１ドループ制御部１０Ａに対する第１ドループ制御値および第２ドループ制御部１０Ｂに対する第２ドループ制御値を決定する。また、第１ドループ制御値を受け取る第１ドループ制御部１０Ａ、および、第２ドループ制御値を受け取る第２ドループ制御部１０Ｂのうちの少なくとも一方は、対応する変換装置の電圧ドループ特性を変更する（換言すれば、対応する変換装置の電圧ドループ特性を補正する。）。

【0144】

より具体的に説明する。図１２に記載の例において、第１バッテリ４０Ａの第１バッテリ残量が、第２バッテリ４０Ｂの第２バッテリ残量よりも少ない場合を想定する。この場合、第１ドループ制御値に対応する第１ドループ制御指令を受け取る第１ドループ制御部１０Ａは、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性が強化されるように（換言すれば、第１変換装置５Ａの第１出力電流の増加（あるいは、減少）に対する、第１変換装置５Ａの第１出力電圧の減少（あるいは、増加）の割合が大きくなるように）、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性を補正する（矢印ＡＲ１０を参照。）。

【0145】

図１２に記載の例では、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性が強化されることにより、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加される。より具体的には、図１２に記載の例では、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性が強化されることにより、（１）第１変換装置５Ａの第１出力電圧の値および第２変換装置５Ｂの第２出力電圧の値が、共に、電圧値Ｆ２から電圧値Ｆ３に変更され、（２）第１変換装置５Ａの第１出力電流の値が、電流値Ｉ１から電流値Ｉ２に減少され、（３）第２変換装置５Ｂの第２出力電流の値が、電流値Ｉ１から電流値Ｉ３に増加される。その結果、第１変換装置５Ａの出力電力は、Ｆ３×Ｉ２に変化し、第２変換装置５Ｂの出力電力はＦ３×Ｉ３に変化する、電流値Ｉ２＜電流値Ｉ３であるため、第１変換装置５Ａの出力電力（Ｆ３×Ｉ２）＜第２変換装置５Ｂの出力電力（Ｆ３×Ｉ３）となる。なお、第１変換装置５Ａの出力電力と第２変換装置５Ｂの出力電力の合計「Ｆ３×（Ｉ２＋Ｉ３）」は、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性が強化される前の両者の出力電力の合計「２×Ｆ２×Ｉ１」と等しい。

【0146】

以上のとおり、図１２に記載の例では、第１変換装置５Ａの第１電圧ドループ特性が強化されることにより、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加される。代替的に、あるいは、付加的に、第２変換装置５Ｂの第２電圧ドループ特性が弱められることにより、第１バッテリ４０Ａの電力負担割合が低減され、第２バッテリ４０Ｂの電力負担割合が増加されてもよい。

【0147】

なお、第３の実施形態において、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が少ない方の電圧ドループ特性が、連続的に強化されてもよく、段階的に強化されてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、第３の実施形態において、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が多い方の電圧ドループ特性が、連続的に弱められてもよく、段階的に弱められてもよい。

【0148】

（作用：直流母線２からの受電）
図１３に記載の例において、制御回路７は、第１バッテリ４０Ａおよび第２バッテリ４０Ｂのうち、バッテリ残量が多い方の電力受電割合が低減されるように、第１ドループ制御部１０Ａに対する第１ドループ制御値、および、第２ドループ制御部１０Ｂに対する第２ドループ制御値を決定する。また、制御回路７は、決定された第１ドループ制御値に対応する第１ドループ制御指令を第１ドループ制御部１０Ａに出力し、決定された第２ドループ制御値に対応する第２ドループ制御指令を第２ドループ制御部１０Ｂに出力する。

【0149】

第１ドループ制御部１０Ａは、第１ドループ制御値に基づいて調整された第１電圧ドループ特性と、第１変換装置５Ａの第１出力電流とに基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値を決定する。また、第１ドループ制御部１０Ａは、決定された第１出力電圧指令値に対応する第１制御指令を第１変換装置５Ａに出力する。

【0150】

第２ドループ制御部１０Ｂは、第２ドループ制御値に基づいて調整された第２電圧ドループ特性と、第２変換装置５Ｂの第２出力電流とに基づいて、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。また、第２ドループ制御部１０Ｂは、決定された第２出力電圧指令値に対応する第２制御指令を第２変換装置５Ｂに出力する。

【0151】

その結果、第１変換装置５Ａの第１出力電圧、および／または、第２変換装置５Ｂの第２出力電圧が変化し、バッテリ残量が多い方のバッテリの電力受電割合が低減され、バッテリ残量が少ない方のバッテリの電力受電割合が増加される。その結果、バッテリ毎に満充電となるタイミングが大きくばらつくことが防止される。

【0152】

（効果）
第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃでは、各電源のエネルギ容量あるいは各電源の特性が異なる場合において、各電源のエネルギ残量に応じて、少なくとも１つの変換装置の電圧ドループ特性が変更されることにより、各電源の電力負担割合が調整される。こうして、１つの電源のエネルギ残量が、他の電源のエネルギ残量に先行して、ゼロになることが防止または抑制される。その結果、複数の変換装置の動作が維持され、特定の変換装置において過電力が生じることが防止され、且つ、変換装置の冗長性が維持される。こうして、第３の実施形態では、安定した直流電力供給システムが提供される。

【0153】

また、第３の実施形態における直流電力供給システム１００Ｃでは、各電源のエネルギ残量に応じて、少なくとも１つの変換装置の電圧ドループ特性が変更されることと、電圧ドループ特性に基づいて変換装置の出力電流に応じて出力電圧が変更されることとの両方が実行される。よって、各電源のエネルギ残量に応じた少なくとも１つの変換装置の電圧ドループ特性の変更前においても、各電源のエネルギ残量に応じた少なくとも１つの変換装置の電圧ドループ特性の変更後においても、複数の変換装置間で横流が生じることが抑制される。

【0154】

また、第３の実施形態において、充電用電源１Ｂから、直流母線２を介して、複数の電源（４Ａ、４Ｂ）に給電される場合において、各電源のエネルギ残量（換言すれば、各電源のエネルギ蓄積量）に応じて、少なくとも１つの変換装置の電圧ドループ特性が変更されることにより、各電源の電力受電割合が調整される。こうして、１つの電源のエネルギ蓄積量が、他の電源のエネルギ蓄積量に先行して、ＦＵＬＬになることが防止または抑制される。その結果、複数の変換装置の動作が維持され、特定の変換装置において過電力が生じることが防止され、且つ、変換装置の冗長性が維持される。こうして、第３の実施形態では、安定した直流電力供給システムが提供される。

【0155】

本発明は上記各実施形態または各変形例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態又は各変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は各変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は他の変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態又は各変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。

【符号の説明】

【0156】

１Ａ…負荷、１Ｂ…充電用電源、２…直流母線、３Ａ…第１のＢＭＵ、３Ｂ…第２のＢＭＵ、４Ａ…第１電源、４Ｂ…第２電源、５Ａ…第１変換装置、５Ｂ…第２変換装置、６Ａ…第１出力部、６Ｂ…第２出力部、７…制御回路、９Ａ…第１電流検出器、９Ｂ…第２電流検出器、１０Ａ…第１ドループ制御部、１０Ｂ…第２ドループ制御部、４０Ａ…第１バッテリ、４０Ｂ…第２バッテリ、６０Ａ…第１電圧検出器、６０Ｂ…第２電圧検出器、６２Ａ…第１の推定充電量算出部、６２Ｂ…第２の推定充電量算出部、９１…負荷、９２…直流母線、９３Ａ…第１のバッテリマネジメントユニット、９３Ｂ…第２のバッテリマネジメントユニット、９４Ａ…第１のバッテリ群、９４Ｂ…第２のバッテリ群、９５Ａ…第１の変換装置、９５Ｂ…第２の変換装置、９６Ａ…第１の電流検出器、９６Ｂ…第２の電流検出器、９７Ａ…第１のドループ制御部、９７Ｂ…第２のドループ制御部、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ…直流電力供給システム、Ｌ１…第１電線、Ｌ２…第２電線、Ｌ３…第３電線、Ｌ４…第４電線

【要約】

【課題】変換装置の動作停止を抑制し、変換装置の冗長性を維持することにより、安定した直流電力供給システムを提供する。
【解決手段】直流電力供給システムは、直流母線２と、第１電源４Ａと、第２電源４Ｂと、第１変換装置５Ａと、第２変換装置５Ｂと、制御回路７と、を具備する。制御回路７は、第１電源４Ａが貯留するエネルギ残量に応じて変化する第１物理量、および、第２電源４Ｂが貯留するエネルギ残量に応じて変化する第２物理量に基づいて、第１変換装置５Ａに対する第１出力電圧指令値、および、第２変換装置５Ｂに対する第２出力電圧指令値を決定する。第１変換装置５Ａは、第１出力電圧指令値と第１電圧ドループ特性とに基づいて、第１電源電圧を第１出力電圧に昇降圧する。第２変換装置５Ｂは、第２出力電圧指令値と第２電圧ドループ特性とに基づいて、第２電源電圧を第２出力電圧に昇降圧する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】