特許 7563439 電源システム

(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】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241001BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20241001BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20241001BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20241001BHJP

   B60L 9/18 20060101ALN20241001BHJP

   B60L 50/60 20190101ALN20241001BHJP

   B60L 58/16 20190101ALN20241001BHJP

   B60L 58/18 20190101ALN20241001BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

H02J3/38 110

H02M3/155 H

H02M3/155 U

H02M3/155 W

H02M7/48 E

B60L9/18 P

B60L50/60

B60L58/16

B60L58/18

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022158488

(22)【出願日】2022-09-30

(65)【公開番号】P2024052049

(43)【公開日】2024-04-11

【審査請求日】2023-10-11

(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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大畠 弘嗣

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１１１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０４５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９３１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２４－０５２０５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｂ６０Ｌ ９／１８

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ ５８／１６

Ｂ６０Ｌ ５８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムであって、
前記電池ユニットを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記電池ユニットを、前記電源システムの出力電圧が電圧指令になるよう電圧制御するとともに、前記電圧制御される前記電池ユニットと異なる前記電池ユニットを、前記電源システムの出力電力が電力指令になるよう電力制御し、
所定期間毎に、前記電圧制御される前記電池ユニットを切り替えるよう構成されている、電源システム。

【請求項2】

前記電圧制御される前記電池ユニットは、１個の前記電池ユニットである、請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記コンバータは、三相インバータを転用したものであり、
前記三相インバータの各相アームに、前記電池が接続されている、請求項１に記載の電源システム。

【請求項4】

前記電源システムは、前記三相インバータの各相アームに接続された３個の前記電池から構成された、３個の前記電池ユニットを含む電源サブユニットを複数並列に接続したものであり、
前記制御装置は、前記電源サブユニットの単位で、前記電圧制御および前記電力制御を実行するよう構成されている、請求項３に記載の電源システム。

【請求項5】

前記電圧制御される前記電源サブユニットは、１個の前記電源サブユニットである、請求項４に記載の電源システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記電圧制御される前記電池ユニットの状態に応じて、前記所定期間を設定する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項7】

前記状態は、前記電池ユニットに含まれる前記電池の劣化度合であり、
前記制御装置は、前記電池の劣化度合が大きいほど、前記所定期間を短くする、請求項６に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電源システムに関し、特に、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１４－１０３８０４号公報（特許文献１）には、複数の組電池を並列に接続した電池システムにおいて、複数の組電池の電圧を均等化する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１０３８０４号公報

【文献】特開２０１５－１５４６９２号公報

【文献】特開２０１５－１８６４０５号公報

【文献】国際公開第２０１７／１６３５０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の組電池（電池）を並列に接続した電池システム（電源システム）では、各電池の特性の差や劣化によって各電池の電圧に差が生じ、循環電流が発生する。並列に接続した電池毎にコンバータを設け、循環電流を抑制して、循環電流に起因した電池の劣化を抑制することが考えられる。

【0005】

電池とコンバータを含む電池ユニットを並列に接続した電源システムにおいて、当該電源システムの出力電圧および出力電力を、所望の値に制御することが望まれる。たとえば、電源システムに接続された負荷等から要求される電圧指令および電力指令に基づいて、各電池ユニットのコンバータを制御する。この場合、所定の電池ユニットにおいて、電源システムの出力電圧が電圧指令になるよう電圧制御を実行し、他の電池ユニットにおいて、電源システムの出力電力が電力指令になるよう電力制御を実行することが考えられる。

【0006】

各種センサの誤差や制御の応答遅れ等によって、電力制御における出力電力と電力指令と差が生じる（電力ずれが生じる）と、出力電圧が変動する。電力ずれに起因した出力電圧の変動に応答して、電圧制御が実行されるので、電圧制御を実行する電池ユニットの動作量が増え、所定の電池ユニット（電圧制御が実行される電池ユニット）の負荷（電力負担）が増大し、所定の電池ユニットの劣化が促進される可能性がある。

【0007】

本開示の目的は、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムにおいて、各電池ユニットの負荷（負担）の均一化を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示の電源システムは、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムである。電源システムは、電池ユニットを制御する制御装置を備える。制御装置は、電池ユニットを、電源システムの出力電圧が電圧指令になるよう電圧制御するとともに、電圧制御される電池ユニットと異なる電池ユニットを、電源システムの出力電力が電力指令になるよう電力制御し、所定期間毎に、電圧制御される電池ユニットを切り替えるよう構成されている。

【0009】

この構成によれば、電圧制御される電池ユニットが、所定期間毎に切り替えられる。電力ずれが生じるような場合であっても、電圧制御が実行される電池ユニットが順次切り替えられるので、各電池ユニットの負荷（電力負担）の均一化を図ることができる。

【0010】

（２）好ましくは、（１）において、電圧制御される電池ユニットは、１個の電池ユニットであってよい。

【0011】

この構成によれば、電圧制御される１個の電池ユニット以外の電池ユニットによって電力制御を実行するので、電力制御の応答性を高めることができ、出力電力と電力指令と差を小さくできる。これにより、出力電圧の変動を抑制しつつ、電源システムに接続された負荷の電力変動に応えることができる。

【0012】

（３）好ましくは、（１）において、コンバータは、三相インバータを転用したものであり、三相インバータの各相アームに、電池が接続されるようにしてもよい。

【0013】

近年、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などの電動車両の普及が進んでいる。これら車両の買い換え、解体等に伴って回収されるバッテリ（電池）やＰＣＵ（Power Control Unit）を、リサイクルあるいはリユースすることが望まれる。この構成によれば、回収したＰＣＵの三相インバータを、電源システム（電池ユニット）のコンバータに転用することにより、ＰＣＵのリユースを促進することができる。なお、電源システム（電池ユニット）の電池として、回収したバッテリ（電池）も用いれば、バッテリのリユースを促進することもできる。

【0014】

（４）好ましくは、（３）において、電源システムは、三相インバータの各相アームに接続された３個の電池から構成された、３個の電池ユニットを含む電源サブユニットを複数並列に接続したものであり、制御装置は、電源サブユニットの単位で、電圧制御および電力制御を実行するよう構成されてもよい。

【0015】

この構成によれば、三相インバータと、三相インバータに接続された（３個の）電池によって、電源サブユニットが構成される。電源サブユニットは、３個の電池ユニットから構成される。そして、電源サブユニットを複数並列に接続することにより、電源システムが構成される。電圧制御および電力制御を、電源サブユニットの単位で実行するので、電源サブユニットに含まれる３個の電池ユニットは、同一の制御（電圧制御あるいは電力制御）によって制御される。

【0016】

電圧制御および電力制御を、電源サブユニットの単位で実行すれば、ＰＣＵ（三相インバータ）の駆動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）のハードウェアを、制御装置として、比較的容易に活用できる。これにより、電動車両のＰＣＵ（三相インバータ）の駆動制御を行うＥＣＵを、制御装置として利活用することを促進できる。

【0017】

（５）好ましくは、（４）において、電圧制御される電源サブユニットは、１個の電源サブユニットであってよい。

【0018】

この構成によれば、電圧制御される１個の電源サブユニット以外の電源サブユニットによって電力制御を実行するので、電力制御の応答性を高めることができ、出力電力と電力指令と差を小さくできる。これにより、出力電圧の変動を抑制しつつ、電源システムに接続された負荷の電力変動に応えることができる。

【0019】

（６）好ましくは、（１）～（５）において、制御装置は、電圧制御される電池ユニットの状態に応じて、所定期間を設定するようにしてもよい。

【0020】

この構成によれば、所定期間は、電圧制御される電池ユニットの状態に応じて設定されるので、たとえば、電圧制御によって劣化が促進され易い電池ユニットの電圧制御の期間を短期間とすることができ、当該電池ユニットの劣化を抑制することが可能になる。

【0021】

（７）好ましくは、（６）において、電圧制御される電池ユニットの状態は、電池ユニットに含まれる電池の劣化度合であり、制御装置は、電池の劣化度合が大きいほど、所定期間を短くするようにしてもよい。

【0022】

この構成によれば、電池の劣化度合が大きいほど、当該電池を含む電池ユニットの電圧制御の期間が短期間になり、当該電池ユニットがさらに劣化することを抑制できる。

【発明の効果】

【0023】

本開示によれば、電池とコンバータとを含む電池ユニットを複数並列に接続した電源システムにおいて、各電池ユニットの負荷（負担）の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本実施の形態の電源システムの全体構成を示す図である。

【図2】電動車両の一例を説明する図である。

【図3】電源システムの制御装置の構成の一例を示す図である。

【図4】本実施の形態における、電源システムの出力電力を制御するブロック線図の一例である。

【図5】制御装置で実行される、電圧制御切替処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】変形例１に係る、電源システムの制御装置を説明する図である。

【図7】変形例１の制御装置で実行される、電圧制御切替処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】変形例２における電源システムの全体構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本開示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。

【0026】

図１は、本実施の形態の電源システムＰの全体構成を示す図である。電源システムＰは、３個のバッテリパック１とコンバータ２とを含む電源サブユニットＳｕと、制御装置３とを備える。本実施の形態において、電源サブユニットＳｕは、電動車両に搭載されるバッテリパックおよびＰＣＵを、電源システムＰに転用したものである。バッテリパックおよびＰＣＵを搭載した電動車両の構成の一例を説明する。

【0027】

図２は、電動車両の一例を説明する図である。図２において、電動車両Ｖは、回転電機とエンジンとを車両の駆動に併用するハイブリッド車である。電動車両Ｖは、バッテリパック１と、ＰＣＵ２０と、エンジン３０と、回転電機としてのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４０と、駆動輪５０と、を含む。

【0028】

バッテリパック１は、バッテリ１０とシステムメインリレー（ＳＭＲ）１１とを備える。バッテリ１０は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、等の二次電池からなる単電池（電池セル）を、電気的に直列に接続した組電池である。バッテリパック１の出力端子（正極端子，負極端子）は、ＰＣＵ２０のバッテリ接続端子２５に接続され、ＳＭＲ１１が閉成すると、バッテリ１０とＰＣＵ２０とが接続され、ＳＭＲ１１が開放されると、バッテリ１０とＰＣＵ２０との接続が遮断される。バッテリパック１には、監視ユニット１５が設けられており、バッテリ１０の電圧ＶＢ、バッテリ１０の入出力電流ＩＢ、および、バッテリ１０の温度ＴＢ等を検出する。

【0029】

ＰＣＵ２０は、昇圧コンバータ２１、インバータ２２およびインバータ２３を含む。昇圧コンバータ２１は、バッテリパック１から入力されるバッテリ電圧ＶＢを昇圧し、インバータ２２およびインバータ２３に出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ２１から昇圧された直流電力を三相交流電力に変換して、たとえばエンジン３０を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ２２は、エンジン３０から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された交流電力を直流電力に変換し昇圧コンバータ２１に戻す。このとき昇圧コンバータ２１は、降圧回路として動作するよう制御される。インバータ２３は、昇圧コンバータ２１から出力された直流電力を三相交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

【0030】

動力分割機構４０は、エンジン３０とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに連結されて、これらの間で動力を分配する機構である。動力分割機構４０として、遊星歯車機構を用いることができ、たとえば、エンジン３０がプラネタリキャリアに、モータジェネレータＭＧ１がサンギヤに、モータジェネレータＭＧ２がリングギヤに接続されている。モータジェネレータＭＧ２のロータ（および動力分割機構４０のリングギヤの回転軸）は、図示しない減速ギヤ、差動ギヤおよびドライブシャフトを介して駆動輪５０に連結されている。

【0031】

ＰＣＵ２０の昇圧コンバータ２１は、リアクトルと、スイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂ，Ｑ２ａ，Ｑ２ｂとを含む。スイッチング素子Ｑ１ａ～Ｑ２ｂは、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子からなり、各ＩＧＢＴ素子と逆並列に接続されるダイオードを含む。スイッチング素子Ｑ１ａとスイッチング素子Ｑ１ｂとが並列に設けられ、スイッチング素子Ｑ２ａとスイッチング素子Ｑ２ｂとが並列に設けられており、スイッチング素子Ｑ１ａとスイッチング素子Ｑ１ｂとは同一の駆動信号で駆動され、スイッチング素子Ｑ２ａとスイッチング素子Ｑ２ｂとは同一の駆動信号で駆動される。スイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂのコレクタが正極線Ｐｌに接続され、スイッチング素子Ｑ２ａ，Ｑ２ｂのエミッタが負極線Ｎｌに接続されている。リアクトルは、スイッチング素子Ｑ１ａ，Ｑ１ｂのエミッタおよびスイッチング素子Ｑ２ａ，Ｑ２ｂのコレクタに接続されている。

【0032】

インバータ２２は、三相インバータであり、正極線Ｐｌと負極線Ｎｌとの間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４からなるＵ相アームと、正極線Ｐｌと負極線Ｎｌとの間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６からなるＶ相アームと、正極線Ｐｌと負極線Ｎｌとの間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８からなるＷ相アームとを備える。スイッチング素子Ｑ３～Ｑ８は、スイッチング素子Ｑ１ａと同様に、ＩＧＢＴ素子と逆並列に接続されるダイオードを含むスイッチング素子である。

【0033】

各相のアームの中間点は、ＭＧ１接続端子２６を介して、モータジェネレータＭＧ１の各相のコイルに接続されている。モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、たとえばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）同期電動機であってよい。

【0034】

インバータ２３の構成は、各相のアームのスイッチング素子が並列に設けられている他は、インバータ２２の構成と同様な三相インバータである。スイッチング素子Ｑ９ａ，Ｑ９ｂがスイッチング素子Ｑ３に相当し、スイッチング素子Ｑ１０ａ，Ｑ１０ｂがスイッチング素子Ｑ４に相当してＵ相アームを構成する。スイッチング素子Ｑ１１ａ，Ｑ１１ｂがスイッチング素子Ｑ５に相当し、スイッチング素子Ｑ１２ａ，Ｑ１２ｂがスイッチング素子Ｑ６に相当してＶ相アームを構成する。スイッチング素子Ｑ１３ａ，Ｑ１３ｂがスイッチング素子Ｑ７に相当し、スイッチング素子Ｑ１４ａ，Ｑ１４ｂがスイッチング素子Ｑ８に相当してＷ相アームを構成する。

【0035】

各相のアームの中間点は、ＭＧ２接続端子２７を介して、モータジェネレータＭＧ２の各相のコイルに接続されている。モータジェネレータＭＧ２も、ＩＰＭ同期電動機であってよい。

【0036】

ＰＣＵ２０には、インバータ２２およびインバータ２３の各々のＵ相電流ｉｕを検出する電流センサｉｕ、Ｖ相電流ｉｖを検出する電流センサｉｖ、Ｗ相電流ｉｗを検出する電流センサｉｗが設けられている。また、ＰＣＵ２０は、昇圧コンバータ２１からインバータ２２、２３へ供給される電圧であるシステム電圧ＶＨを検出する電圧センサＶＨ、および、バッテリパック１から昇圧コンバータ２１に入力される電圧ＶＬを検出する電圧センサＶＬを備えている。

【0037】

電動車両Ｖは、制御装置として、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）（ＨＶ－ＥＣＵ）２００、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ－ＥＣＵ）２１０、バッテリＥＣＵ（ＢＴ－ＥＣＵ）２２０、および、エンジンＥＣＵ（ＥＧ－ＥＣＵ）２３０を備える。各ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、バッファ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。

【0038】

監視ユニット１５は、バッテリ１０の電圧ＶＢを検出する電圧センサＶＢ、入出力電流ＩＢを検出する電流センサＩＢ、等を備えている。ＢＴ－ＥＣＵ２２０は、監視ユニット１５で検出した電圧ＶＢおよび入出力電流ＩＢ等に基づいて、バッテリ１０のＳＯＣ（State Of Charge）を演算し、ＨＶ－ＥＣＵ２００へ送信する。また、ＢＴ－ＥＣＵ２２０は、電圧ＶＢ、入出力電流ＩＢ、温度ＴＢの履歴等に基づいて、バッテリ１０の状態であるＳＯＨ（States Of Health）を演算し、ＨＶ－ＥＣＵ２００へ送信する。ＳＯＨは、たとえば、バッテリ１０の容量維持率や内部抵抗上昇率であってよく、バッテリ１０の劣化度合を示すパラメータである。

【0039】

ＨＶ－ＥＣＵ２００は、電動車両Ｖの走行制御のために、たとえば、アクセル開度、車速等に基づいて要求駆動トルクＴｒを算出し、要求駆動トルクＴｒに駆動輪５０の回転速度を乗じて、要求パワーＰｄを求める。要求パワーＰｄからバッテリ１０のＳＯＣに基づく充放電パワーＰｂ（バッテリ１０から放電するときに正の値）を減じて、エンジン３０に要求される要求パワーＰｅを設定する。そして、エンジン３０から要求パワーＰｅが出力されるとともに、要求駆動トルクＴｒが駆動輪５０に出力されるよう、目標エンジン回転速度Ｎｅ、目標エンジントルクＴｅ、モータジェネレータＭＧ１の指令トルクＴｍ１およびモータジェネレータＭＧ２の指令トルクＴｍ２を設定する。

【0040】

ＭＧ－ＥＣＵ２１０は、モータジェネレータＭＧ１から指令トルクＴｍ１が出力されるよう、インバータ２２の各スイッチング素子をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。また、ＭＧ－ＥＣＵ２１０は、モータジェネレータＭＧ２から指令トルクＴｍ２が出力されるよう、インバータ２３の各スイッチング素子をＰＷＭ制御する。

【0041】

ＥＧ－ＥＣＵ２３０は、エンジン３０が目標エンジン回転速度Ｎｅおよび目標エンジントルクＴｅで運転されるようエンジン３０を制御する。

【0042】

図１を参照して、電源システムＰにおいて、バッテリパック１およびコンバータ２は、電動車両Ｖに搭載されたバッテリパック１およびＰＣＵ２０を転用したものである。３個のバッテリパック１（１－１－１、１－１－２、１－１－３）の出力端子の正極端子が、ＰＣＵ２０のインバータ２３（三相インバータ）の各相アーム（Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、Ｗ相アーム）の中間点が接続されたＭＧ２接続端子２７に、コイル（インダクタ）５を介して接続される。バッテリパック１の正極端子とコイル５との間の電力線は、コンデンサ６を介して、バッテリパック１の出力端子の負極端子と接続される。バッテリパック１の負極端子は、電力線Ｎｌ１によって、ＰＣＵ２０の負極線Ｎｌに接続される。なお、図１においては、監視ユニット１５の図示を省略している。

【0043】

図１において、ＰＣＵ２０のインバータ２２のスイッチング素子Ｑ４、スイッチング素子Ｑ５、および、スイッチング素子Ｑ７が短絡されている。インバータ２２の各相アームの中間点が接続されたＭＧ１接続端子２６において、Ｕ相アームが接続された端子が、電力線Ｎｌ２によって、バッテリ接続端子２５の負極端子に接続される。バッテリ接続端子２５の負極端子は、電源サブユニットＳｕの負極端子２８ｂに接続される。ＭＧ１接続端子２６において、Ｖ相アームおよびＷ相アームが接続される端子が、電力線Ｐｌ１によって、電源サブユニットＳｕの正極端子２８ａに接続される。

【0044】

このようにＰＣＵ２０のインバータ２３の各相アームをバッテリパック１に接続し、インバータ２２の一部のスイッチング素子を短絡させ、ＭＧ１接続端子２６を電源サブユニットＳｕの正極端子２８ａ、負極端子２８ｂに接続することによって、ＰＣＵ２０は、インバータ２３の各相アームに接続されたバッテリパック１（バッテリ１０）の電圧を昇圧するコンバータ２に転用されている。

【0045】

図１において、バッテリパック１が、本開示の「電池」の一例に相当する。１個のバッテリパック１に対応する（１個のバッテリパック１に接続された）各相アーム、コイル５およびコンデンサ６からなるチョッパ回路が、本開示の「コンバータ」に相当する。なお、図１においては、便宜上、３個のコンバータをまとめて、符号２を付している。そして、バッテリパック１と１個のコンバータ２を含む構成が、本開示の「電池ユニット」に相当する。たとえば、図１において、バッテリパック１－１－１、Ｕ相アーム（スイッチング素子Ｑ９ａ，Ｑ９ｂ，Ｑ１０ａ，Ｑ１０ｂ）、Ｕ相アームの中間点に接続されたコイル５、および、バッテリパック１－１－１の正極端子とコイル５との間の電力線に設けたコンデンサ６が、本開示の「電池ユニット」に相当する。なお、本実施の形態の説明では、各電池ユニットを区別することなく、電池ユニットに符号Ｂｕを用いる。

【0046】

電源サブユニットＳｕは、ＰＣＵ２０を転用したコンバータ２を含む、３個の電池ユニットＢｕから構成される。電源サブユニットＳｕにおいて、各電池ユニットＢｕは並列に接続されている。電源システムＰは、電源サブユニットＳｕを複数備え、各電源サブユニットＳｕはＰＣＳ１００に対して並列に接続される。本実施の形態において、電源システムＰは、ｎ個（ｎは正の整数）の電源サブユニットＳｕを備えており、たとえば、２０個の電源サブユニットＳｕを備えてよい。電源サブユニットＳｕには、３個の電池ユニットＢｕ（バッテリパック１）が並列に接続されており、２０個の電源サブユニットＳｕを備えた電源システムＰでは、６０個の電池ユニットＢｕ（バッテリパック１）が並列に接続されている。図１において、符号Ｓｕ－ｎのｎは、ｎ番目の電源サブユニットＳｕであることを表している。符号１－ｎ－１、１－ｎ－２および１－ｎ－３のｎは、ｎ番目の電源サブユニットＳｕに含まれるバッテリパック１を表している。

【0047】

各電源サブユニットＳｕの正極端子２８ａは、正極線ＰＬを介して、ＰＣＳ１００の入出力端子に接続される。各電源サブユニットＳｕの負極端子２８ｂは、負極線ＮＬを介して、ＰＣＳ１００の入出力端子に接続される。

【0048】

ＰＣＳ１００は、電源システムＰに加え、電力系統ＰＧ、太陽光発電装置６５０、および、負荷（電気負荷）３００に接続されている。電力系統ＰＧは、発電所や送電網からなる、たとえば商用電源である。ＰＣＳ１００は、電力変換装置を含み、太陽光発電装置６５０で発電した電力を負荷３００に供給したり、逆潮流を行ったりする。ＰＣＳ１００は、上げＤＲの要請があると、電力系統ＰＧの交流電力を直流電力に変換し、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）の充電を行う。ＰＣＳ１００は、下げＤＲの要請があると、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）の放電電力（出力電力）を交流電力に変換し、負荷３００への電力の供給や逆潮流を行う。負荷３００は、家庭負荷（家電）であってよく、事業所や工場の電気負荷であってよい。

【0049】

電源システムＰは、電力系統ＰＧとの間で電力の授受を行う連系運転と、電力系統ＰＧと解列された（遮断された）自立運転とを行う。連系運転時、負荷３００への電力供給は、主に、電力系統ＰＧの電力が供給される。連系運転時、電源システムＰは、下げＤＲあるいは上げＤＲの要請に応じて、電力系統ＰＧと電力の授受を行う。電源システムＰの自立運転時には、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）の出力電力（放電電力）が、負荷３００に供給される。

【0050】

図３は、電源システムＰの制御装置３の構成の一例を示す図である。制御装置３は、制御ＥＣＵ４００と駆動ＥＣＵ４５０とを備える。各ＥＣＵは、ＣＰＵと、メモリと、バッファ（いずれも図示せず）とを含んで構成される。ＰＣＳ－ＥＣＵ５００は、ＰＣＳ１００を制御する制御装置であり、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）から出力される電力の要求値、あるいは、電源システムＰに入力される電力の要求値である電力指令ＲＰ、および、電源システムＰから出力される電圧の指令値である電圧指令ＲＶを、制御ＥＣＵ４００に出力する。

【0051】

制御ＥＣＵ４００は、電源システムＰから電力を出力するとき（電池ユニットＢｕから放電するとき）、電力指令ＲＰおよび電圧指令ＲＶに基づいて出力電力指令ＴＰを生成する。駆動ＥＣＵ４５０は、電源システムＰの出力電力が、出力電力指令ＴＰになるよう、電池ユニット（コンバータ２）をＰＷＭ制御する。

【0052】

図４は、本実施の形態における、電源システムＰの出力電力を制御するブロック線図の一例である。このブロック線図は、制御ＥＣＵ４００および駆動ＥＣＵ４５０に、ソフトウェアおよび／またはハードウェアとして、構成されてよい。図４において、電圧指令ＲＶおよび電力指令ＲＰは、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００から入力される。電圧指令ＲＶは、電源システムＰの出力電圧の要求値（目標電圧）であり、たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ、あるいは、６００Ｖであってよい。また、電力指令ＲＰは、ＰＣＳ１００に接続されている負荷等によって要求される（負荷等に供給する）電力であってよい。

【0053】

たとえば、所定の電池ユニットＢｕにおいて、電源システムＰの出力電圧ＶＰが電圧指令ＲＶになるよう電圧制御を実行し、他の電池ユニットＢｕにおいて、電源システムＰの出力電力ＯＰが電力指令ＲＰなるよう電力制御を実行すると、電流センサの誤差や電力制御の応答遅れ等によって出力電力ＯＰと電力指令ＲＰとの差が生じ（電力ズレが生じ）、出力電圧ＶＰが変動する。この出力電圧ＶＰの変動に応答して電圧制御が実行されるので、電圧制御を実行する所定の電池ユニットＢｕの動作量が増え、当該電池ユニットＢｕの負荷（負担）が増大し、当該電池ユニットＢｕ（に含まれるバッテリパック１）の劣化が促進される可能性がある。このため、実施の形態１では、各電池ユニットＢｕ（バッテリパック１）の負荷（負担）の均一化を図るため、電圧制御を実行する電池ユニットＢｕを所定期間毎に切り替える。

【0054】

図４において、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００から入力された電力指令ＲＰと出力電力ＯＰが差し引き点３０１に入力される。出力電力ＯＰは、電源システムＰの出力電力であり、電源システムの出力電力ＶＰと出力電流ＩＰとから算出されてよい。差し引き点３０１から電力指令ＲＰと出力電力ＯＰの偏差ΔＲＰが出力され、ＰＩ制御器３０２へ入力される。ＰＩ制御器３０２は、比例積分制御（ＰＩ制御）によってフィードバック制御を行うものであり、偏差ΔＲＰが０になるよう（出力電力ＯＰが電力指令ＲＰに一致するよう）電力補正Ｆｒｐを出力する。

【0055】

加え合わせ点３０３には、電力指令ＲＰと電力補正Ｆｒｐとが入力され、加え合わせ点３０３は、電源システムＰの出力電力指令ＴＰを出力する。加え合わせ点３０３から出力された出力電力指令ＴＰは、配分器３０４に入力される。配分器３０４は、各電池ユニットＢｕの出力電力（ユニット出力電力）の指令値であるユニット電力指令ＴＰ（Ｎ）を出力する。本実施の形態の電源システムＰにおいて、電池ユニットＢｕは６０個並列に接続されており、配分器３０４は、出力電力指令ＴＰの１／６０を、各電池ユニットＢｕに配分する。たとえば、出力電力指令ＴＰに「１／６０」を乗算して、ユニット電力指令ＴＰ（Ｎ）を出力する。なお、ユニット電力指令ＴＰ（Ｎ）の「Ｎ」は、当該電池ユニットＢｕに含まれるバッテリパックの符号に対応するものであり、たとえば、バッテリパック１－ｎ－１を含む電池ユニットＢｕのユニット電力指令ＴＰ（Ｎ）は、ユニット電力指令ＴＰ（１－ｎ－１）と表される。以下、「Ｎ」を同様に扱い、「Ｎ」はバッテリパックの符号に対応するものとする。

【0056】

ユニット電力指令ＴＰ（Ｎ）の算出以外は、各電池ユニットＢｕにおいて共通であるので、以下、バッテリパック１－１－１を含む電池ユニットＢｕについて説明する。

【0057】

ＰＣＳ－ＥＣＵ５００から入力された電圧指令ＲＶと電池ユニットＢｕの出力電圧であるユニット出力電圧ＶＯ（１－１－１）が差し引き点４０１に入力され、差し引き点４０１から、電圧指令ＲＶとユニット出力電圧ＶＯ（１－１－１）の偏差ΔＲＶが、ＰＩ制御器４０２へ出力される。ユニット出力電圧ＶＯ（１－１－１）は、電源サブユニットＳｕ－１に転用されたＰＣＵ２０が備えている、システム電圧ＶＨを検出する電圧センサＶＨの検出値であってよい。

【0058】

ＰＩ制御器４０２は、比例積分制御（ＰＩ制御）によってフィードバック制御を行うものであり、偏差ΔＲＶが０になるよう（ユニット出力電圧ＶＯ（１－１－１）が電圧指令ＲＶに一致するよう）、電圧フィードバック量（電圧ＦＢ量）ＩＬｆｂ（１－１－１）を出力する。電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）は、偏差ΔＲＶが０になるように、電池ユニットＢｕの出力電流を制御するものである。電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）は、開閉器４０３を介して、加え合わせ点４０４に入力される。

【0059】

開閉器４０３が閉じると、加え合わせ点４０４に、電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）が入力される。開閉器４０３が開くと、加え合わせ点４０４には、電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）は、入力されない。この場合（開閉器４０３が開いている場合）、加え合わせ点４０４において、電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）は、０として扱われる。

【0060】

配分器３０４から出力されたユニット電力指令ＴＰ（１－１－１）、および、バッテリパック１－１－１に含まれるバッテリ１０の電圧ＶＢ（１－１－１）が、乗算器（除算器）４０５に入力される。電圧ＶＢ（１－１－１）は、バッテリパック１－１－１のバッテリ１０の電圧ＶＢを検出する電圧センサＶＢの検出値であってよい。乗算器（除算器）４０５では、ユニット電力指令ＴＰ（１－１－１）を電圧ＶＢ（１－１－１）で除算することにより、電流フィードフォワード量（電流ＦＦ量）ＩＬｆｆ（１－１－１）が算出される。算出された電流ＦＦ量ＩＬｆｆ（１－１－１）は、加え合わせ点４０４に入力される。電流ＦＦ量ＩＬｆｆ（１－１－１）は、出力電力ＯＰが電力指令ＲＰになるよう、電池ユニットＢｕの出力電流を制御するものである。

【0061】

加え合わせ点４０４では、電流ＦＦ量ＩＬｆｆ（１－１－１）に電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）が加算され、ＩＬ指令を出力する。加え合わせ点４０４から出力されたＩＬ指令と電池ユニットＢｕの出力電流であるＩＬ（１－１－１）が差し引き点４０６に入力され、差し引き点４０６から、ＩＬ指令とＩＬ（１－１－１）の偏差ΔＩＬが、ＰＩ制御器４０７へ出力される。ＩＬ（１－１－１）は、バッテリパック１－１－１を含む電池ユニットＢｕの出力電流であり、バッテリパック１－１－１が接続されたＵ相のＵ相電流ｉｕを検出する電流センサｉｕの検出値であってよく、バッテリパック１－１－１のバッテリ１０の入出力電流ＩＢを検出する電流センサＩＢの検出値であってもよい。

【0062】

ＰＩ制御器４０７は、比例積分制御（ＰＩ制御）によってフィードバック制御を行うものであり、偏差ΔＩＬが０になるよう（ＩＬ（１－１－１）がＩＬ指令に一致するよう）、比例項と積分項を加算した、デューティ比Ｄｕ（１－１－１）を出力する。そして、バッテリパック１－１－１を含む電池ユニットＢｕのコンバータ２（Ｕ相アーム（スイッチング素子Ｑ９ａ，Ｑ９ｂ，Ｑ１０ａ，Ｑ１０ｂ））が、デューティ比Ｄｕ（１－１－１）によって、ＰＷＭ制御される。なお、すべての電池ユニットＢｕが同様に制御される。

【0063】

開閉器４０３が閉じているとき、ＩＬ指令に、電圧ＦＢ量ＩＬｆｂ（１－１－１）が加算されるので、デューティ比Ｄｕ（１－１－１）は、ユニット出力電圧ＶＯ（１－１－１）が電圧指令ＲＶになるよう、当該電池ユニットＢｕが制御される。これにより、電源システムＰの出力電圧ＶＰが電圧指令ＲＶになるよう電圧制御される。開閉器４０３が閉じているとき、差し引き点４０１～ＰＩ制御器４０７は、電圧制御部３１０としての機能を奏する。

【0064】

開閉器４０３が開いているとき、ＩＬ指令は、電流ＦＦ量ＩＬｆｆ（１－１－１）であるので、デューティ比Ｄｕ（１－１－１）は、当該電池ユニットＢｕの出力電力がユニット電力指令ＴＰ（１－１－１）になるよう、当該電池ユニットＢｕが制御される。これにより、電源システムＰの出力電力ＯＰが電力指令ＲＰになるよう電力制御される。開閉器４０３が開いているとき、加え合わせ点４０４～ＰＩ制御器４０７は、電力制御部３２０として機能する。

【0065】

図５は、制御装置３で実行される、電圧制御切替処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）の放電時に実行され、たとえば、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００から入力される電力指令ＲＰが放電電力であるとき、実行される。

【0066】

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０では、ｎを「Ｍ＋１」に設定する。Ｍの初期値は０に設定されており、最初にＳ１０が処理されるとき、ｎは１に設定される。

【0067】

続くＳ１１では、Ｍをｎに設定する。なお、Ｓ１１が最初に処理されるとき、ｎは１であるので、Ｍは１に設定される。

【0068】

Ｓ１２では、電源サブユニットＳｕ－ｎに含まれる３個の電池ユニットＢｕを電圧制御するとともに、電源サブユニットＳｕ－ｎ以外の電源サブユニットＳｕに含まれる電池ユニットＢｕを電流制御する。なお、Ｓ１２が最初に処理されるとき、ｎは１であるので、電源サブユニットＳｕ－１に含まれる３個の電池ユニットＢｕが電圧制御されるとともに、電源サブユニットＳｕ－１以外の電源サブユニットＳｕに含まれる電池ユニットＢｕは電流制御される。

【0069】

制御装置３は、電源サブユニットＳｕ－ｎに含まれる３個の電池ユニットＢｕに接続された開閉器４０３を閉じることにより、電源サブユニットを電圧制御する。制御装置３は、電源サブユニットＳｕ－ｎ以外の電源サブユニットＳｕに含まれる電池ユニットＢｕに接続される開閉器４０３を開くことにより、電源サブユニットＳｕ－ｎ以外の電源サブユニットＳｕを電流制御する。

【0070】

続くＳ１３では、電源サブユニットＳｕ－ｎの電圧制御を開始してから所定期間Ｔ経過したか否かを判定する。所定期間Ｔは、任意の期間であってよい。たとえば、電源システムＰからの放電が、１コマ３０分単位の下げＤＲの要請に基づいており、下げＤＲの要請が２コマ（６０分）である場合、所定期間Ｔを３分に設定してよい。本実施の形態において、電源サブユニットＳｕは２０個であり、３分毎に電圧制御される電源サブユニットＳｕ（電池ユニットＢｕ）を切り替えることにより、放電期間中にすべての電源サブユニットＳｕ（電池ユニットＢｕ）に対して電圧制御を行うことができる。

【0071】

電源サブユニットＳｕ－ｎの電圧制御を開始してから所定期間Ｔが経過すると、Ｓ１３で肯定判定され、Ｓ１４へ進む。Ｓ１４では、Ｍが２０以上であるか否かを判定する。「２０」は、電源システムＰに並列に接続された電源サブユニットＳｎの数である。Ｍが２０未満であるときは、否定判定されて、Ｓ１０から処理を再開する。Ｍが２０以上であるときには、肯定判定され、Ｓ１５においてＭを０に設定したあと、Ｓ１０から処理を再開する。

【0072】

なお、本電圧制御切替処理の途中で、電源システムＰからの放電が停止した場合、そのときのＭを保持して、電圧制御切替処理を終了する。そして、電源システムＰ空の放電が再開したとき、保持しているＭを用いて、Ｓ１０の処理から処理が再開される。

【0073】

この実施形態によれば、電圧制御される電源サブユニットＳｎ（電池ユニットＢｕ）が、所定期間Ｔ毎に切り替えられる。電力ずれが生じるような場合であっても、電圧制御が実行される電池ユニットＢｕが順次切り替えられるので、各電池ユニットＢｕの負荷（電力負担）の均一化を図ることができる。また、電圧制御される１個の電源サブユニットＳｕ以外の電源サブユニットＳｕによって電力制御を実行するので、電力制御の応答性を高めることができ、出力電力ＯＰと電力指令ＲＰと差を小さくできる。これにより、出力電圧ＯＶの変動を抑制しつつ、電源システムに接続された負荷の電力変動に応えることができる。

【0074】

この実施の形態によれば、電源サブユニットＳｕのコンバータ２は、電動車両ＶのＰＣＵ２０に含まれるインバータ２３（三相インバータ）を転用したものである。また、電源サブユニットＳｕのバッテリパック１として、電動車両Ｖのバッテリパック１を用いている。したがって、電動車両Ｖの買い換え、解体等に伴って回収されるバッテリやＰＣＵのリユースを促進することができる。

【0075】

上記の実施の形態では、制御装置３は、電源サブユニットＳｕの単位で、電圧制御および電力制御を実行し、電源サブユニットＳｕに含まれる３個の電池ユニットＢｕは、同一の制御（電圧制御あるいは電力制御）によって制御されていた。しかし、制御装置３は、１個の電池ユニットＢｕに対して電圧制御を実行し、電圧制御する電池ユニットＢｕを順次切り替えるようにしてもよい。これにより、電圧制御される１個の電池ユニットＢｕ以外の電池ユニットＢｕによって電力制御を実行するので、電力制御の応答性を高めることができ、出力電力ＯＰと電力指令ＲＰと差を小さくできる。これにより、出力電圧ＯＶの変動を抑制しつつ、電源システムＰに接続された負荷の電力変動に応えることができる。なお、同時に電圧制御される電池ユニットＢｕは、２個であってよく、４個であってもよい。

【0076】

（変形例１）
図６は、変形例１に係る、電源システムＰの制御装置３ａを説明する図である。変形例１の制御装置３ａは、電動車両Ｖに搭載された、ＨＶ－ＥＣＵ２００、ＭＧ－ＥＣＵ２１０、および、ＢＴ－ＥＣＵ２２０を利活用したものである。図６において、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａ、および、ＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１～ＨＶ－ＥＣＵ（３）２００ａ－３は、電動車両Ｖに搭載されたＨＶ－ＥＣＵ２００を利活用したものである。ＭＧ－ＥＣＵ２１０ａは、ＭＧ－ＥＣＵ２１０を利活用したものである。ＢＴ－ＥＣＵ２２０ａ１～ＢＴ－ＥＣＵ２２０ａ－３は、ＢＴ－ＥＣＵ２２０を利活用したものである。

【0077】

図６において、インターフェースＥＣＵ（Ｉ／Ｆ－ＥＣＵ）６００は、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００と制御装置３ａ（Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａ）との間を接続し、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００の通信プロトコルと制御装置３ａの通信プロトコルとの間の整合を行っている。Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、Ｉ／Ｆ－ＥＣＵ６００を介して、ＰＣＳ－ＥＣＵ５００から受信した、電力指令ＲＰ、電圧指令ＲＶ、等から、各電池ユニットＢｕに対する電力指令ＴＰ（Ｎ）、等を演算する。

【0078】

ＭＧ－ＥＣＵ２１０ａ、ＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１～ＨＶ－ＥＣＵ（３）２００ａ－３、および、ＢＴ－ＥＣＵ２２０ａ１～ＢＴ－ＥＣＵ２２０ａ－３から構成された、サブ制御装置３ａ１は、電源サブユニットＳｕを制御する制御装置であり、図４におけるサブユニット制御部Ｓｕｃの機能を奏する。図６において、サブ制御装置３ａ１－１は、図１における電源サブユニットＳｕ－１を制御する制御装置であり、図４におけるサブユニット制御部Ｓｕｃ－１における機能を有する。電源サブユニットＳｕ毎にサブ制御装置３ａ１が設けられ、制御装置３ａは、サブ制御装置３ａ１－１～サブ制御装置３ａ１－ｎのｎ個のサブ制御装置３ａ１を有する。

【0079】

図６において、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１は、電源サブユニットＳｕ－１のバッテリパック１－１－１のバッテリ１０の電圧ＶＢ、入出力電流ＩＢ、温度等を監視するとともに、ＳＯＣを算出する。また、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１は、電圧ＶＢ、入出力電流ＩＢ、温度ＴＢの履歴等に基づいて、電源サブユニットＳｕ－１のバッテリパック１－１－１のバッテリ１０の状態であるＳＯＨ（States Of Health）を演算する。ＳＯＨは、たとえば、バッテリ１０の容量維持率や内部抵抗上昇率であってよく、バッテリ１０の劣化度合を示すパラメータである。ＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１は、電力指令ＴＰ（１－１－１）や電圧指令ＲＶに基づいて、バッテリパック１－１－１のＳＭＲ１１の開閉制御を行う。また、ＨＶ－ＥＣＵ２００ａ－１は、バッテリパック１－１－１のバッテリ１０の劣化度合の検出等を行う。ＢＴ－ＥＣＵ（２）２２０ａ－２およびＨＶ－ＥＣＵ（２）２００ａ－２は、バッテリパック１－１－２に対して、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１およびＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１と同様の処理を行う。ＢＴ－ＥＣＵ（３）２２０ａ－３およびＨＶ－ＥＣＵ（３）２００ａ－３は、バッテリパック１－１－３に対して、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１およびＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１と同様の処理を行う。ＭＧ－ＥＣＵ２１０ａは、電圧指令ＲＶ、電力指令ＴＰ（１－１－１）、等に基づいて、上記で説明したように、デューティ比Ｄｕ（１－１－１）を求め、コンバータ２を制御する（インバータ２３のＵ相アームのスイッチング素子を駆動する）。

【0080】

サブ制御装置３ａ１－２～サブ制御装置３ａ１－ｎも、電源サブユニットＳｕ－２～電源サブユニットＳｕ－ｎに関して、サブ制御装置３ａ１－１と同様の処理を行う。

【0081】

図７は、変形例１の制御装置３ａで実行される、電圧制御切替処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図５におけるフローチャートのＳ１２とＳ１３の間に、Ｓ２０を追加したものである。

【0082】

Ｓ２０では、電源サブユニットＳｕ－ｎに含まれる、３個の電池ユニットＢｕのバッテリパック１（バッテリ１０）の劣化度合に基づいて、所定期間Ｔを設定する。変形例１では、たとえば、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１～ＢＴ－ＥＣＵ（３）２２０ａ－３で求めた容量維持率のうち、最も小さい容量維持率に基づいて、所定期間Ｔを設定する。所定期間Ｔは、容量維持率が小さいほど（劣化度合が大きいほど）、短くなるよう設定される。なお、劣化度合として、内部抵抗上昇率を採用する場合は、ＢＴ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１～ＢＴ－ＥＣＵ（３）２２０ａ－３で求めた内部抵抗上昇率のうち、最も大きい内部抵抗上昇率に基づいて、所定期間Ｔを設定する。所定期間Ｔは、内部抵抗上昇率が大きいほど（劣化度合が大きいほど）、短く設定される。

【0083】

Ｓ１３では、Ｓ２０で設定された所定期間Ｔを用いて、電源サブユニットＳｕ－ｎの電圧制御を開始してから所定期間Ｔ経過したか否かを判定する。

【0084】

この変形例１によれば、電源システムＰの制御装置として、電動車両Ｖに搭載された、ＨＶ－ＥＣＵ２００、ＭＧ－ＥＣＵ２１０、および、ＢＴ－ＥＣＵ２２０のハードウェアを利活用することが促進できる。また、電動車両Ｖに搭載された、ＨＶ－ＥＣＵ２００、ＭＧ－ＥＣＵ２１０、および、ＢＴ－ＥＣＵ２２０等で利用していたＣＡＮ（Controller Area Network）通信の資源も活用でき、信頼性の高い、多重系の通信や監視を、比較的容易に実行することができる。

【0085】

また、三相インバータと三相インバータに接続された３個の電池によって構成された、電源サブユニットＳｕの単位で、電圧制御および電力制御を行う際、ＰＣＵ２０（三相インバータ）の駆動制御を行うＥＣＵのハードウェアを、制御装置３ａとして、比較的容易に活用できる。これにより、電動車両のＰＣＵ２０（三相インバータ）の駆動制御を行うＥＣＵを、制御装置３ａとして利活用することを促進できる。

【0086】

この変形例１によれば、電圧制御される電池ユニットＢｕの状態に応じて、所定期間Ｔを設定しており、電池ユニットＢｕに含まれるバッテリパック１（バッテリ１０）の劣化度合が大きいほど、所定期間Ｔを短くしている。バッテリ１０の劣化度合が大きいほど、そのバッテリ１０を含む電池ユニットＢｕの電圧制御の期間が短期間になり、当該電池ユニットＢｕがさらに劣化することを抑制できる。

【0087】

なお、所定期間Ｔは、バッテリパック１（バッテリ１０）のＳＯＣによって設定されてもよい。たとえば、電圧制御される電池ユニットＢｕに含まれるバッテリパック１（バッテリ１０）の電圧制御開始時のＳＯＣが小さいほど、所定期間Ｔを短く設定するようにしてもよい。

【0088】

変形例１においても、制御装置３ａは、１個の電池ユニットＢｕに対して電圧制御を実行し、電圧制御する電池ユニットＢｕを順次切り替えるようにしてもよい。また、上記実施の形態の制御装置３において、電池ユニットＢｕに含まれるバッテリパック１（バッテリ１０）の劣化度合を算出し、劣化度合が大きいほど所定期間Ｔを短くしてもよい。

【0089】

（変形例２）
図８は、変形例２における電源システムＰａの全体構成を示す図である。上記の実施の形態では、昇圧コンバータ２１、インバータ２２およびインバータ２３を備えたＰＣＵ２０を、電源システムＰのコンバータ２に転用した例を説明した。上記の実施の形態では、特に、大電力を通電可能とするために、並列にスイッチング素子が設けられたインバータ２３を、コンバータ２のスイッチング素子として利用していた。しかし、電動車両に搭載されるＰＣＵには、インバータがひとつ設けられるもの、あるいは、昇圧コンバータを備えないＰＣＵが存在する。

【0090】

変形例２における電源システムＰａは、ひとつのインバータのみを備えるＰＣＵ、あるいは、ＰＣＵからインバータ部分を抜き出した回路を、電源システムＰａのコンバータ２Ａに転用したものである。

【0091】

図８において、コンバータ２Ａは、電動車両に搭載されたＰＣＵのインバータ（三相インバータ）を転用したものである。図８において、バッテリパック１のＳＲ１およびＳＲ２は、システムメインリレー（ＳＭＲ）である。上記実施の形態と同様に、３個のバッテリパック１（１－１－１、１－１－２、１－１－３）の出力端子の正極端子が、ＰＣＵの三相インバータの各相アーム（Ｕ相アーム２Ａ１、Ｖ相アーム２Ａ２、Ｗ相アーム２Ａ３）の中間点に、コイル（インダクタ）５を介して接続される。バッテリパック１の正極端子とコイル５との間の電力線は、コンデンサ６を介して、バッテリパック１の出力端子の負極端子と接続される。三相インバータの各相アーム（Ｕ相アーム２Ａ１、Ｖ相アーム２Ａ２、Ｗ相アーム２Ａ３）の上アームは正極線ＰＬに接続され、ＰＣＳ１００の入出力端子に接続される。三相インバータの各相アーム（Ｕ相アーム２Ａ１、Ｖ相アーム２Ａ２、Ｗ相アーム２Ａ３）の下アームは負極線ＮＬに接続され、ＰＣＳ１００の入出力端子に接続される。バッテリパック１の負極端子は、負極線ＮＬに接続される。

【0092】

このように、変形例２における電源システムＰａでは、ＰＣＵの三相インバータの各相アームをバッテリパック１に接続し、三相インバータをコンバータ２Ａに転用して、３個の電池ユニットＢｕを有する電源サブユニットＳｕａを構成している。電源システムＰａは、上記実施の形態と同様に、電源サブユニットＳｕａを複数備え、各電源サブユニットＳｕａは並列に接続されている。この変形例２においても、制御装置３ｂにおいて、上記の実施の形態と同様な電圧制御を実行することにより、上記の実施の形態と同様の作用効果を奏する。

【0093】

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、上記した実施の形態の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】

【0094】

１ バッテリパック、２，２Ａ コンバータ、３，３ａ，３ｂ 制御装置、５ コイル（インダクタ）、６ コンデンサ、１０ バッテリ、１１ ＳＭＲ、１５ 監視ユニット、２０ ＰＣＵ、２１ 昇圧コンバータ、２２，２３ インバータ、２５ バッテリ接続端子、２６ ＭＧ１接続端子、２７ ＭＧ２接続端子、２８ａ 正極端子、２８ｂ 負極端子、３０ エンジン、４０ 動力分割機構、５０ 駆動輪、１００ ＰＣＳ、２００ ＨＶ－ＥＣＵ、２１０ ＭＧ－ＥＣＵ、２２０ ＢＴ－ＥＣＵ ２３０ ＥＧ－ＥＣＵ、３００ 負荷、３１０ 電圧制御部、３２０ 電力制御部、４００ 制御ＥＣＵ、４５０ 駆動ＥＣＵ、５００ ＰＣＳ－ＥＣＵ、６００ Ｉ／Ｆ－ＥＣＵ、６５０ 太陽光発電装置、Ｂｕ 電池ユニット、ＭＧ１ モータジェネレータ、ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｓｕ，Ｓｕａ 電源サブユニット、Ｐ，Ｐａ 電源システム、ＰＧ 電力系統、Ｖ 電動車両。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】