特許 7605199 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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20241217BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20241217BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241217BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241217BHJP

   B60L 9/18 20060101ALN20241217BHJP

   B60L 50/60 20190101ALN20241217BHJP

   B60L 53/14 20190101ALN20241217BHJP

   B60L 53/24 20190101ALN20241217BHJP

   B60L 58/13 20190101ALN20241217BHJP

【ＦＩ】

H02J7/34 B

H02J7/02 H

H02J7/34 C

H01M10/44 P

H01M10/48 P

B60L9/18 J

B60L50/60

B60L53/14

B60L53/24

B60L58/13

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022177973

(22)【出願日】2022-11-07

(65)【公開番号】P2024067704

(43)【公開日】2024-05-17

【審査請求日】2023-12-13

(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】野中 勇輝

【審査官】三橋 竜太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０６３７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－００３７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／２０９２４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１０１４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部システムとの間で充放電を行う電源システムであって、
組電池とコンバータとを含む電池ユニットと、
前記電池ユニットを制御する制御装置と、を備え、
前記電池ユニットが複数並列に接続されており、
前記制御装置は、前記組電池の電圧を均等化する均等化制御の要求が発生した場合、一部の前記組電池の前記均等化制御を実施しつつ、残りの前記組電池と前記外部システムとの間で充放電が可能な状態を維持するよう、前記コンバータを制御する、電源システム。

【請求項2】

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組電池が接続されており、
前記制御装置は、前記三相インバータを制御する制御部を有し、
前記制御装置は、前記三相インバータに接続された、３個の前記組電池の前記均等化制御を同時に実行する、請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記組電池の電圧または時間に基づいて、前記均等化制御の要求を生成する、請求項１または請求項２に記載の電源システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記電源システムに含まれる前記組電池の平均電圧を求め、前記平均電圧との差が所定値より大きい電圧を示す前記組電池を、前記均等化制御の対象とする、請求項３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、組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２０１３－７０４４１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に記載された電池システム（電源システム）では、複数の組電池のうち、最も電圧が低い組電池が特定される。そして、特定された（最も電圧が低い）組電池の電圧を基準電圧として、他の組電池が基準電圧に低下するように、均等化制御が実施される。このような均等化制御を採用する場合、基準電圧が、最も電圧が低い組電池の電圧に限定されてしまう。

【0005】

本開示の目的は、電源システムの運用を継続しつつ、組電池の電圧を所望の基準電圧へ均等化可能な電源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】

【0006】

（１）本開示の電源システムは、外部システムとの間で充放電を行う電源システムである。電源システムは、組電池とコンバータとを含む電池ユニットと、電池ユニットを制御する制御装置と、を備え、電池ユニットが複数並列に接続されている。制御装置は、組電池の電圧を均等化する均等化制御の要求が発生した場合、一部の組電池の均等化制御を実施しつつ、残りの組電池と外部システムとの間で充放電が可能な状態を維持するよう、コンバータを制御する。

【0007】

この構成によれば、電池ユニットは、組電池とコンバータから構成される。そして、電源システムは、電池ユニットが複数並列に接続されることによって、構成される。電池ユニットは、組電池とコンバータから構成されるので、コンバータを制御することにより、組電池の電圧を所望の電圧に均等化できる（組電池の電圧を所望の電圧にすることができる）。また、コンバータを制御することにより、組電池と外部システムとの間で充放電を行うことができる。

【0008】

制御装置は、組電池の電圧を均等化する均等化制御の要求が発生した場合、一部の組電池の均等化制御を実施しつつ、残りの組電池と外部システムとの間で充放電が可能な状態を維持するよう、コンバータを制御する。したがって、電源システムの運用を継続しつつ、組電池の電圧を所望の基準電圧へ均等化することができる。

【0009】

（２）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組電池が接続されている。制御装置は、三相インバータを制御する制御部を有する。そして、制御装置は、三相インバータに接続された、３個の組電池の均等化制御を同時に実行するようにしてもよい。

【0010】

この構成によれば、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組電池が接続されている。三相インバータのＵ相アーム、Ｖ相アーム、および、Ｗ相アームの各々に、組電池が接続されるので、３個の電池ユニットが並列に接続された構成になる。制御装置は、三相インバータを制御する制御部を有し、三相インバータに接続された、３個の組電池の均等化制御を同時に実行する。三相インバータを制御する制御部が、三相インバータに接続された３個の組電池の均等化制御を同時に制御するので、制御仕様を比較的シンプルにできる。

【0011】

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（組電池）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）の組電池として、回収したバッテリ（組電池）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。

【0012】

また、電動車両には、ＰＣＵを制御するための制御装置が搭載される。この制御装置は、ＰＣＵの三相インバータを制御する制御部（制御装置）を含む。この三相インバータを制御する制御部（制御装置）を用いて、コンバータに転用された三相インバータを制御することにより、制御仕様を比較的シンプルにできる。また、車両に搭載されていた制御装置（制御部）を、電源システムに転用すれば、制御装置（制御部）のリユースを促進することもできる。

【0013】

（３）好ましくは、（１）または（２）において、制御装置は、組電池の電圧または時間に基づいて、均等化制御の要求を生成するようにしてもよい。

【0014】

この構成によれば、組電池の電圧に基づいて、あるいは、時間に基づいて、均等化制御の要求が生成される。たとえば、いずれかの組電池の電圧が高くなったとき、あるいは、いずれかの組電池の電圧が低くなったとき、均等化制御の要求を生成すれば、各々の組電池の電圧の差が大きくなることを抑止できる。所定時間毎に、均等化制御の要求を生成し、各組電池の均等化制御を順次繰り返すことにより、各々の組電池の電圧の差が拡大することを抑止できる。また、時間は、時刻であってよく、たとえば、深夜の時間帯に、均等化制御の要求を生成すれば、電源システムに要求される充放電電力を満足しつつ、均等化制御を実行することができる。

【0015】

（４）好ましくは、（３）において、制御装置は、電源システムに含まれる組電池の平均電圧を求め、平均電圧との差が所定値より大きい電圧を示す組電池を、均等化制御の対象とするようにしてもよい。

【0016】

この構成によれば、電源システムに含まれる組電池の平均電圧との差が所定値より大きい電圧を示す組電池を、均等化制御の対象とするので、電源システム全体として、高い均等化効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、電源システムの運用を継続しつつ、組電池の電圧を所望の基準電圧へ均等化可能な電源システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【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】監視ユニットが備える均等化回路の一例を示す図である。

【図4】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5】制御装置において実行される均等化制御の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の制御装置において実行される均等化制御の一例を示すフローチャートである。

【図8】変形例２において制御装置で実行される均等化制御の一例を示す図である。

【図9】変形例３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】

【0019】

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。

【0020】

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図２で説明する。

【0021】

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。

【0022】

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の温度等を検出する。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

監視ユニット１５は、バッテリ１０の電圧（バッテリ電圧）ＶＢおよびセル電圧（単電池電圧）Ｖｂを検出する電圧検出回路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。また、監視ユニット１５は、後述するように、バッテリ１０の単電池（電池セル）の電圧を均等化する均等化回路を備えている。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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

図３は、監視ユニット１５が備える均等化回路ＥＱの一例を示す図である。バッテリ１０においては、複数の単電池（電池セル）１０１～１０Ｍが直列接続されている。電圧検出回路ＶＢは、複数の電圧検出ラインＬ１、分岐ラインＬ１１、および分岐ラインＬ１２を介して、単電池１０１～１０Ｍの電圧を検出する。電圧検出ラインＬ１は、単電池１０１の正極端子と単電池１０Ｍの負極端子に接続される。また、電圧検出ラインＬ１は、単電池１０１～１０Ｍの間において、一方の単電池の負極端子と他方の単電池の負極端子とに接続されている。

【0037】

電圧検出ラインＬ１には、ヒューズＦとチップビーズＣｂが設けられている。ヒューズＦは、過電流の発生時に溶断し、回路を保護する。チップビーズＣｂは、瞬間的にサージ電圧が印加された際に、印加ストレスを低減する。

【0038】

単電池１０１～１０Ｍには、電圧検出ラインＬ１を介してツェナーダイオードＤが並列に接続されている。ツェナーダイオードＤのカソードは、対応の単電池の正極端子側に接続され、アノードは、対応の単電池の負極端子側に接続される。バッテリ１０（単電池）から電圧検出回路ＶＢに過電圧が印加されると、ツェナーダイオードＤに電流が流れることにより、電圧検出回路ＶＢを過電圧から保護する。

【0039】

電圧検出ラインＬ１は、ツェナーダイオードＤより監視ユニット１５側において、分岐ラインＬ１１と分岐ラインＬ１２に分岐する。分岐ラインＬ１１は、スイッチＳｏを介してコンパレータＶＢｃに接続され、分岐ラインＬ１２は、スイッチＳｈを介してコンパレータＶＢｃに接続される。スイッチＳｏおよびスイッチＳｈは、たとえば、フォトＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）リレーを用いることができる。なお、バッテリ１０の正極出力端子側に配置された単電池１０１の正極端子に接続される電圧検出ラインＬ１から分岐した分岐ラインＬ１１は、コンパレータＶＢｃに接続されない。また、バッテリ１０の負極出力端子側に配置された単電池１０Ｍの負極端子に接続される電圧検出ラインＬ１は、分岐ラインＬ１２を備えない。

【0040】

分岐ラインＬ１２には、抵抗Ｒ１が設けられている。各単電池の正極端子に接続された分岐ラインＬ１２と、負極端子に接続された分岐ラインＬ１１の間に、キャパシタ（フライングキャパシタ）Ｃが設けられている。分岐ラインＬ１２において、キャパシタＣは、抵抗Ｒ１とスイッチＳｈとの間に接続されており、抵抗Ｒ１とキャパシタＣによってＲＣローパスフィルタを形成している。キャパシタＣは、対応する単電池１０１～１０Ｍと並列に接続されており、対応する単電池１０１～１０Ｍの電荷がキャパシタＣにチャージされ、キャパシタＣの電圧値は、対応する単電池１０１～１０Ｍに電圧値と等しくなる。特定の単電池１０１～１０Ｍに対応したスイッチＳｈおよびスイッチＳｏをＯＮ（閉成）することにより、コンパレータＶＢｃは、特定の単電池１０１～１０Ｍの電圧（セル電圧）Ｖｂを出力する。これにより、監視ユニット１５は、各単電池１０１～１０Ｍに対応したスイッチＳｈおよびＳｏを順次ＯＮすることにより、電圧検出回路ＶＢを用いて、各単電池１０１～１０Ｍのセル電圧Ｖｂを検出することができる。また、単電池１０１のスイッチＳｈと単電池１０Ｍの負極端子に接続されたスイッチＳｏをＯＮ（閉成）することにより、バッテリ１０の電圧ＶＢを検出することができる。

【0041】

均等化回路ＥＱは、分岐ラインＬ１１に設けた放電用抵抗Ｒｄと、隣接する分岐ラインＬ１１の間を導通（閉成）／遮断（開放）するスイッチＳ１から構成される。スイッチＳ１は、ＢＴ－ＥＣＵ２２０からの制御信号を受けることにより、ＯＮ（閉成）およびＯＦＦ（開放）の間で切り替わる。図４において、一点鎖線の矢印は、セル電圧Ｖｂの不均等を解消するため、均等化制御を実行した際の電流の流れを示す。単電池１０２のセル電圧Ｖｂがセル基準電圧より高く、単電池１０２から放電を行い、均等化制御を実行した場合を示している。単電池１０２のセル電圧Ｖｂがセル基準電圧より高い場合、単電池１０２に対応するスイッチＳ１をＯＮ（閉成）する。単電池１０２に対応するスイッチＳ１をＯＮ（閉成）されると、一点鎖線の矢印で示すように、単電池１０２から放電された電流が放電用抵抗Ｒｄ、Ｒｄによって消費されて、単電池１０２のセル電圧Ｖｂが低下し、セル電圧の均等化が実行される。このようにして、バッテリ１０（組電池）の電池セル間の均等化が行われる。

【0042】

再び図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、便宜上、監視ユニット１５の図示を一部省略している。

【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）の電圧を制御するコンバータ２に転用されている。

【0045】

図１において、バッテリパック１、あるいは、バッテリパック１に含まれるバッテリ１０が、本開示の「組電池」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、電源サブユニットＳｕ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、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、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に供給したり逆潮流を行ったりする。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４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（電池ユニットＢｕ）の充放電を制御する。駆動ＥＣＵ４５０は、電源システムＰ（電池ユニットＢｕ）の充放電電力が、電力指令ＲＰになるよう、また、電源システムＰの出力電圧がＲＶになるよう、電池ユニットＢｕ（コンバータ２）をＰＭＷ制御する。また、制御ＥＣＵ４００は、電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の均等化制御を実行する。

【0052】

このように構成された電源システムＰにおいて、電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の間でバッテリ１０の電圧を均等化する（バランスを取る）ことが好ましく、バッテリ１０（組電池）の電池セル間の電圧を均等化することが好ましい。この場合、電源システムＰの運用（電源システムＰの充放電）を継続しつつ、均等化をすることが望まれる。本実施の形態では、電池ユニットＢｕのコンバータ２を制御することにより、バッテリ１０（電池ユニットＢｕ）の電圧を所望の基準電圧に均等化する。また、バッテリ１０（電池ユニットＢｕ）の電池セル間の均等化を行う。

【0053】

図５は、制御装置３（制御ＥＣＵ４００）において実行される均等化制御の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の作動中、所定期間毎に繰り返し処理される。所定期間としては、たとえば、１時間であってよく、１２時間、あるいは、４８時間であってよい。

【0054】

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０では、各電池ユニットＢｕの監視ユニット１５で検出したバッテリ電圧ＶＢを取得する。本実施の形態では、６０個の電池ユニットＢｕを備えるので、バッテリ電圧ＶＢを６０個取得することになる、続くＳ１２では、取得した６０個のバッテリ電圧ＶＢから、平均電圧ＶＢａｖを算出する。平均電圧ＶＢａｂは、単純平均であってよい。

【0055】

Ｓ１３では、Ｓ１２で算出した平均電圧ＶＢａｖと、各電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）のバッテリ電圧ＶＢとの差（｜ＶＢａｖ－ＶＢ｜）が、所定値α以上であるか否かを判定する。所定値αは、電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）間の電圧のバラツキを許容できる値であり、実験等によって予め設定される。すべての電池ユニットＢｕにおいて、平均電圧ＶＢａｂとバッテリ電圧ＶＢとの差が、所定値αより小さい場合（｜ＶＢａｖ－ＶＢ｜＜α）、否定判定され、今回のルーチンを終了する。

【0056】

いずれかの電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）において、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差が、所定値α以上である場合（｜ＶＢａｖ－ＶＢ｜≧α）、Ｓ１３で肯定判定されＳ１４へ進む。

【0057】

Ｓ１４では、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差が所定値α以上であると判定された電池ユニットＢｕに含まれるバッテリ１０の電池セル間の均等化を実行するか否かを判定する。なお、以下において、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差が所定値α以上であると判定された電池ユニットＢｕに含まれるバッテリ１０を、「対象バッテリ」とも称する。たとえば、対象バッテリのセル電圧Ｖｂの最大値と最小値の偏差が、設定値以上であるとき、対象バッテリの電池セル間の均等化を実行すると判定（肯定判定）し、Ｓ１５へ進む。対象バッテリのセル電圧Ｖｂの最大値と最小値の偏差が、設定値未満であるとき、対象バッテリの電池セル間の均等化の実行は不要と判断（否定判断）し、Ｓ１６へ進む。

【0058】

Ｓ１５では、対象バッテリの電池セル間の均等化制御を実行する。たとえば、対象バッテリの電池ユニットＢｕのコンバータ２を停止する（各相アームのスイッチング素子をオフ状態にする）。そして、対象バッテリのセル電圧Ｖｂの最大値と最小値を除いて算出した、セル電圧Ｖｂの平均値を、セル基準電圧として設定し、セル基準電圧より高いセル電圧を示す単電池から放電を行い（放電用抵抗Ｒ１，Ｒ１で電流を消費し）、対象バッテリの電池セル間の均等化制御を実行する。対象バッテリの電池セル間の均等化制御が終了すると、Ｓ１６へ進む。

【0059】

Ｓ１６では、対象バッテリ（組電池）の均等化制御を実行する。均等化制御では、対象バッテリのバッテリ電圧ＶＢが平均電圧ＶＢａｖになるよう、対象バッテリの電池ユニットＢｕのコンバータ２を制御する。たとえば、バッテリ電圧ＶＢが平均電圧ＶＢａｖより高い場合には、電池ユニットＢｕから放電を行うよう、コンバータ２を制御する。また、バッテリ電圧ＶＢが平均電圧ＢＶａｖより低い場合には、電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）を充電するよう、コンバータ２を制御する。なお、電池ユニットＢｕは、電力系統ＰＧから供給される電力によって充電されてよく、あるいは、他の電池ユニットＢｕから供給される電力によって充電されてもよい。そして、バッテリ電圧ＶＢが平均電圧ＶＢａｖになると、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、対象バッテリの電池ユニットＢｕが制御され、Ｓ１０へ戻る。なお、本ルーチンの処理中、対象バッテリ（Ｓ１４およびＳ１３の処理が実行されるバッテリ）を含まない電池ユニットＢｕは、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、コンバータ２が制御されている。

【0060】

Ｓ１０に戻ると、再度、各電池ユニットＢｕの監視ユニット１５で検出したバッテリ電圧ＶＢを取得し、Ｓ１０～Ｓ１６の各ステップが処理される。そして、すべての対象バッテリの均等化制御（Ｓ１６）が終了すると、すべての電池ユニットＢｕにおいて、平均電圧ＶＢａｂとバッテリ電圧ＶＢとの差が所定値αより小さくなるので（｜ＶＢａｖ－ＶＢ｜＜α）、Ｓ１３で否定判定され、今回のルーチンを終了する。

【0061】

本実施の形態によれば、電池ユニットＢｕは、バッテリ１０（組電池）とコンバータ２から構成される。そして、電池ユニットＢｕが複数並列に接続され、電源システムＰが構成される。電池ユニットＢｕは、バッテリ１０とコンバータ２から構成されるので、コンバータ２を制御することにより、バッテリ１０の電圧を所望の電圧に均等化できる（Ｓ１６）。

【0062】

制御装置３は、バッテリ１０の電圧を均等化する均等化制御の要求が発生した場合（Ｓ１３で肯定判定）、一部のバッテリ１０（対象バッテリ）の均等化制御を実施しつつ、残りのバッテリ１０（電池ユニットＢｕ）とＰＣＳ１００との間で充放電が可能な状態を維持するよう、コンバータ２を制御する。したがって、電源システムＰの運用を継続しつつ、バッテリ１０の電圧を所望の基準電圧へ均等化することができる。

【0063】

上記の実施の形態によれば、電池ユニットＢｕ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、電池ユニットＢｕ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。

【0064】

（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－ＥＣＵ２２０ａ、および、ＨＶ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１～ＨＶ－ＥＣＵ（３）２２０ａ－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。

【0065】

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ＲＰ、等を演算する。また、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の均等化制御の指令を出力する。

【0066】

ＭＧ－ＥＣＵ２１０ａ、ＨＶ－ＥＣＵ（１）２２０ａ－１～ＨＶ－ＥＣＵ（３）２２０ａ－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、電源サブユニットＳｕ毎にサブ制御装置３ａ１が設けられる。すなわち、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。

【0067】

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、電池セル間の均等化制御を実行する。ＨＶ－ＥＣＵ（１）２００ａ－１は、電力指令ＲＰ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－ＥＣＵ２００（１）ａ－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ＲＰ等に基づいて、あるいは、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａからの均等化制御の指令に基づいて、コンバータ２を制御する（インバータ２３の各相アームのスイッチング素子を駆動する）。

【0068】

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。

【0069】

図７は、変形例１の制御装置３ａにおいて実行される均等化制御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のフローチャートと同様に、電源システムＰの作動中、所定期間毎に繰り返し処理される。

【0070】

図７において、Ｓ１０～Ｓ１３は、図５のフローチャートと同様の処理であり、たとえば、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａにおいて処理される。Ｓ１３で肯定判定されると、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差が所定値α以上であると判定された電池ユニットＢｕを含む電源サブユニットＳｕを制御するサブ制御装置３ａ１へ均等化制御の指令を出力する（Ｓ２０）。

【0071】

また、Ｓ２０においては、均等化制御の指令を受けたサブ制御装置３ａ１のＭＧ－ＥＣＵ２１０ａは、電源サブユニットＳｕに含まれる３個の電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）のバッテリ電圧Ｖｂが平均電圧ＶＢａｖになるよう、電源サブユニットＳｕのコンバータ２（インバータ２３の各相アーム）を制御する。そして、電源サブユニットＳｕに含まれる３個の電池ユニットＢｕのバッテリ電圧ＶＢが平均電圧ＶＢａｖになると、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、電源サブユニットＳｕ－ｎが制御され、Ｓ１０へ戻る。なお、本ルーチンが処理中、均等化制御の処理が行われていない電源サブユニットＳｕは、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、コンバータ２が制御されている。

【0072】

この変形例１によれば、制御装置３ａは、インバータ２３（三相インバータ）を制御するサブ制御装置３ａ１（ＭＧ－ＥＣＵ２１０ａ）を有する。そして、インバータ２３に接続された、３個のバッテリ１０の均等化制御を同時に実行する。インバータ２３を制御するサブ制御装置３ａ１が、インバータ２３に接続された、３個のバッテリ１０の均等化制御を同時に制御するので、制御仕様を比較的シンプルにできる。さらに、３個のバッテリ１０（電池ユニットＢｕ）を同時に均等化制御するので、均等化制御に要する時間を短縮できる。

【0073】

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。

【0074】

（変形例２）
変形例１では、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差が所定値α以上であると判定された電池ユニットＢｕがあったとき、電源サブユニットＳｕに含まれる３個の電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の均等化制御を同時に実行していた。変形例２では、平均電圧ＶＢａｖとバッテリ電圧ＶＢとの差に係わらず、均等化制御の処理を実行する。

【0075】

変形例２の制御装置３ａは、変形例１の制御装置３ａと同様である。図８は、変形例２において、制御装置３ａで実行される均等化制御の一例を示す図である。このフローチャートは、所定の時刻になると開始される。所定の時刻は、たとえば、深夜０時であってよい。時刻が深夜０時になると、Ｓ３０において、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、カウンタＣをインクリメントし、インクリメントしたカウンタＣをｎに設定する。カウンタＣの初期値は０であり、Ｓ３０が初めて処理されるとき、ｎは１に設定される。

【0076】

続くＳ３１では、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、サブ制御装置３ａ１－ｎへ均等化制御の指令を出力する。ｎは、Ｓ３０で設定された値であり、以下、変形例２の説明において同様である。また、Ｓ３１においては、均等化制御の指令を受けたサブ制御装置３ａ１－ｎのＭＧ－ＥＣＵ２１０ａ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（バッテリ１０）のバッテリ電圧Ｖｂが基準電圧ＶＢｂｅになるよう、電源サブユニットＳｕ－ｎのコンバータ２（インバータ２３の各相アーム）を制御する。そして、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のバッテリ電圧ＶＢが基準電圧ＶＢｂｅになると、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、電源サブユニットＳｕ－ｎが制御され、Ｓ３３へ進む。基準電圧ＶＢｂｅは、電源システムＰあるいは電源サブユニットＳｕ－ｎの仕様や電池（バッテリ１０）の種類等によって予め設定された値であってよく、上述の平均電圧ＶＢａｖであってもよい。なお、均等化制御の処理が行われていない電源サブユニットＳｕは、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、コンバータ２が制御されている。

【0077】

Ｓ３３では、Ｈ／ＨＶ－ＥＣＵ２００ａは、ｎが２０以上であるか否かを判定する。ｎが２０未満である場合（ｎ＜２０）、否定判定されＳ３４へ進んで、カウンタＣをｎに設定し、今回のルーチンを終了する。カウンタＣに。ｎが２０以上であれば（ｎ≧２０）、肯定判定されＳ３５進み、カウンタＣを０に設定して、今回のルーチンを終了する。なお、本ルーチンが処理中、均等化制御の処理が行われていない電源サブユニットＳｕは、電源システムＰに要求される動作モード（充電あるいは放電）になるよう、コンバータ２が制御されている。

【0078】

この変形例２によれば、電源サブユニットＳｕに含まれる電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の電圧の均等化を、定期的、かつ、順次、繰り返し実行するので、各電池ユニットＢｕ（バッテリ１０）の電圧差が拡大することを抑止できる。また、負荷３００の消費電力が小さくなる深夜時間帯に、均等化制御を実行しているので、電源サブユニットＳｕの単位（３個の電池ユニットＢｕ）を同時に均等化制御しても、電源システムＰに要求される電力を、確実に確保できる。また、変形例１と同様に、インバータ２３を制御するサブ制御装置３ａ１が、インバータ２３に接続された３個のバッテリ１０の均等化制御を同時に制御するので、制御仕様を比較的シンプルにできる。さらに、３個のバッテリ１０（電池ユニットＢｕ）を同時に均等化制御するので、均等化制御に要する時間を短縮できる。

【0079】

（変形例３）
図９は、変形例３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。

【0080】

変形例３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。

【0081】

図９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９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。なお、監視ユニット１５の図示は、省略している。

【0082】

このように、変形例３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３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均等化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。

【0083】

上記の実施の形態および変形例においては、三相インバータをコンバータに転用した電源システムを説明した。しかし、電池ユニットＢｕを構成するコンバータは、三相インバータを転用したものでなくともよく、電池ユニットＢｕ毎に、独立したチョッパ回路（コンバータ）を備えてもよい。また、四相インバータをコンバータに転用してもよい。この場合、変形例１および変形例２では、四相インバータの各相アームに接続された４個の電池ユニット（バッテリ）を同時に均等化制御するようにしてよい。

【0084】

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】

【0085】

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 ＭＥＧ－ＥＣＵ、２２０ ＢＴ－ＥＣＵ ２３０ ＥＧ－ＥＣＵ、３００ 負荷、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】

【図9】