特許 7748918 電源装置

(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】2025-09-25

(45)【発行日】2025-10-03

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/14 20060101AFI20250926BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20250926BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20250926BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20250926BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250926BHJP

   B60L 9/18 20060101ALN20250926BHJP

【ＦＩ】

H02J7/14 H

B64D27/24

B60L15/20 S

B60L50/61

H02J7/14 N

H02J7/00 B

B60L9/18 P ZHV

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022098126

(22)【出願日】2022-06-17

(65)【公開番号】P2023184148

(43)【公開日】2023-12-28

【審査請求日】2024-11-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】羽賀 久夫

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－７７３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０５２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－５０１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／１４

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６０Ｌ １５／２０

Ｂ６０Ｌ ５０／６１

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ ９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機と、
前記発電機を駆動させる駆動源と、
前記発電機で発電した電力を複数の電気負荷にそれぞれ供給する複数の電力供給ラインと、
電力の供給方向において、前記電気負荷よりも上流でそれぞれの前記電力供給ラインと接続される複数のバッテリと、
各々の前記バッテリの充電量に基づいて各々の前記バッテリに通電可能な電流値を算出する電流値算出部と、
前記電流値算出部で算出された電流値と前記バッテリの容量とに基づいて前記バッテリの要求電力を算出するバッテリ要求電力算出部と、
前記バッテリ要求電力算出部で算出された電力と前記電気負荷に要求される電力とを合計する電力合計部と、
を備え、
前記電力合計部で算出された電力を前記発電機で発電するように前記駆動源が制御されることを特徴とする電源装置。

【請求項2】

複数の前記電力供給ラインの作動状態を検出する作動状態検出部をさらに備え、
前記作動状態検出部により検出された前記電力供給ラインの作動状態に基づいて前記発電機の発電量が制御されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記電源装置は、電気推進式の飛行体の電源であり、
前記電気負荷は、前記飛行体のプロペラを回転させる電気モータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、航空機の電源装置等において、駆動源と、発電機と、複数のバッテリと、発電機又はバッテリの電力により駆動されるモータと、を有する電源装置が知られている。これらの電源装置では、複数のバッテリに対する充電量が平衡化されるように制御するための技術が種々提案されている。

【0003】

例えば特許文献１には、複数のバッテリの充電状態を検出し、検出したバッテリの充電状態に基づいて各バッテリへの給電の優先順位を決定する優先電池電流指令決定部を備える電源装置の構成が開示されている。優先電池電流指令決定部は、複数のバッテリのうち高圧バッテリの電流指令値、低圧バッテリの電流指令値、及びモータの駆動に必要なトルクのトルク指令値、のうちいずれか２つの指令値を優先的に制御することで、残りの１つを従属的に制御する。特許文献１に記載の技術によれば、これにより、各バッテリの充電量の平衡化を図り、電池性能を向上できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－３２４８７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、各バッテリの充電量に基づいて各バッテリへの電力配分を決定する。つまり各バッテリに対して必要な電力を計算し、さらに優先順位を決定する必要があるので、制御システムの構成が複雑になるおそれがある。また、複数のバッテリ間で電力の授受を行うための装置が必要であり、制御装置が複雑化してコストが増加するおそれがあった。さらに、バッテリの充電量を所定値に収めるために緻密な制御が要求されるので、より一層制御が複雑になる。これにより、制御装置が複雑化され高価になるおそれがあった。

【0006】

そこで、本発明は、従来技術と比較して制御システムの複雑化を抑制しつつ、複数のバッテリに対する充電量を平衡化することができる電源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る電源装置（例えば、実施形態における電源装置１）は、発電機（例えば、実施形態における発電機３）と、前記発電機を駆動させる駆動源（例えば、実施形態における駆動源２）と、前記発電機で発電した電力を複数の電気負荷にそれぞれ供給する複数の電力供給ライン（例えば、実施形態における電力供給ライン４）と、電力の供給方向において、前記電気負荷よりも上流でそれぞれの前記電力供給ラインと接続される複数のバッテリ（例えば、実施形態におけるバッテリ５）と、各々の前記バッテリの充電量に基づいて各々の前記バッテリに通電可能な電流値（例えば、実施形態におけるＣレートＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，ＣＲ４）を算出する電流値算出部（例えば、実施形態における電流値算出部１１）と、前記電流値算出部で算出された電流値と前記バッテリの容量（例えば、実施形態におけるバッテリ容量ＢＡ）とに基づいて前記バッテリの要求電力（例えば、実施形態におけるバッテリの要求電力Ｐ，Ｑ）を算出するバッテリ要求電力算出部（例えば、実施形態におけるバッテリ要求電力算出部１２）と、前記バッテリ要求電力算出部で算出された電力と前記電気負荷に要求される電力とを合計する電力合計部（例えば、実施形態における電力合計部１３）と、を備え、前記電力合計部で算出された電力を前記発電機で発電するように前記駆動源が制御されることを特徴としている。

【0008】

また、請求項２に記載の発明に係る電源装置は、複数の前記電力供給ラインの作動状態を検出する作動状態検出部（例えば、実施形態における作動状態検出部１７）をさらに備え、前記作動状態検出部により検出された前記電力供給ラインの作動状態に基づいて前記発電機の発電量が制御されることを特徴としている。

【0009】

また、請求項３に記載の発明に係る電源装置は、前記電源装置は、電気推進式の飛行体（例えば、実施形態における飛行体１０）の電源であり、前記電気負荷は、前記飛行体のプロペラ（例えば、実施形態におけるプロペラ８）を回転させる電気モータ（例えば、実施形態における電気モータ７）であることを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の請求項１に記載の電源装置によれば、発電機で発電された電力は、各電力供給ラインを通じて複数のバッテリにそれぞれ供給される。電源装置は、バッテリに通電可能な電流値を算出する電流値算出部と、電流値算出部で算出された電流値及びバッテリ容量に基づいて要求電力を算出するバッテリ要求電力算出部と、これらの電力及び電気負荷に要求される電力を合算する電力合計部と、を有する。電力合計部で算出された電力を発電機で発電するように、駆動源が制御される。よって、バッテリに通電可能な電流値とバッテリ容量とに基づいて、発電機で発電すべき電力（発電電力）を容易に算出することができる。電源装置では、発電機で発電された電力は、バッテリの電位差に応じて各電力供給ラインに分配される。よって、各バッテリの電位差に依らずに、複数のバッテリの充電量が均等となるように充電することができる。さらに、例えば各電力供給ラインにおける電気負荷の出力（消費電力）が互いに異なる場合であっても、充電量の低いバッテリから優先的に充電できる。これにより、充電量が低いバッテリと同じ電力供給ラインに接続された電気負荷の出力を向上できる。結果として、各電力供給ラインにおける出力を平衡化できるとともに、各電気負荷の出力のバラツキを是正できる。換言すれば、電気負荷の出力に依らずバッテリの充電量の平衡化を図ることができる。よって、安定した制御が可能となる。
また、例えばバッテリ毎に充放電を制御する従来技術と比較して、バッテリ毎の充放電を管理（制御）するための制御装置等が不要となる。これにより、電源装置のコストを削減できる。よって、従来よりも簡素かつ廉価な構成により、複数のバッテリに対して万遍なく充電させることができる。
したがって、従来技術と比較して制御システムの複雑化を抑制しつつ、複数のバッテリに対する充電量を平衡化することができる電源装置を提供できる。
充電量の低いバッテリから優先的に充電されるので、充電量の低いバッテリにおける過放電を抑制できる。また、相対的に充電量の高いバッテリへの電力供給が抑制されるので、充電量の高いバッテリにおける過充電を抑制できる。よって、バッテリを最適な使用範囲で使用することができ、バッテリの劣化を抑制できる。
さらに、複数のバッテリ間で電力の授受が行われないので、バッテリ間で電力の授受が行われる従来技術と比較して、制御システムの複雑化を抑制できる。また、バッテリ間で電力の授受を行わずに発電機からの電力のみによりバッテリの充放電を制御することにより、充放電の効率を向上することができる。

【0011】

本発明の請求項２に記載の電源装置によれば、電源装置は、電力供給ラインの作動状態を検出する作動状態検出部をさらに備え、電力供給ラインの作動状態に基づいて発電機の発電電力が制御される。これにより、例えばいずれかのバッテリに故障等の不具合が生じた場合に、不具合が生じた電力供給ラインへの電力供給を抑制することが可能となる。さらに、電力供給がストップされた分の電力を発電電力から減じる制御等を行うことにより、正常な電力供給ラインへの過充電を抑制できる。よって、故障等のアクシデントや不具合にも対応可能な汎用性の高い電源装置とすることができる。

【0012】

本発明の請求項３に記載の電源装置によれば、電源装置は、電気推進式の飛行体の電源として用いられる。ここで、複数のプロペラを回転させて飛行する飛行体では、例えば天候や飛行体の姿勢等により、電力供給ラインごとに消費される電力のバラツキが大きくなり易い。このため、特に電力供給ラインごとに電気負荷（電気モータ）への要求電力の差が大きい飛行体に上記の電源装置を適用した場合には、より好適に使用することができる。すなわち、バッテリを含めた電力供給ラインごとの消費電力に応じた電力供給を行うことができる。
また、各電力供給ラインにおける要求電力に応じて発電機からの電力が分配されるので、飛行体のコントロールを容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る電源装置を搭載した飛行体の外観図。

【図2】実施形態に係る電源装置の概略構成図。

【図3】実施形態に係る電源装置の制御ブロック図。

【図4】電源装置における制御の流れを示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0015】

（飛行体）
図１は、実施形態に係る電源装置１を搭載した飛行体１０の外観図である。
飛行体１０は、例えば、複数のプロペラ８を回転させて飛行する電気推進式の航空機である。飛行体１０は、機体１９と、電源装置１と、を備える。

【0016】

本実施形態において、機体１９には、下方を向く８個のプロペラ（ロータ）５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８と、後方を向く２個の推進用プロペラ３６，３７と、が取り付けられている。以下、複数のプロペラ５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８を互いに区別しない場合は、プロペラ８と称する場合がある。
プロペラ８は、不図示の取り付け部材を介して機体１９に取り付けられている。プロペラ８の基部（回転軸）には、電気モータ７（図２参照）が取り付けられている。電気モータ７は、プロペラ８を駆動させる。電気モータ７は、例えばブラシレスＤＣモータである。プロペラ８は、飛行体１０が水平姿勢である場合に、重力方向と平行な軸線周りに回転するブレードの固定翼である。

【0017】

推進用プロペラ３６，３７は、飛行体１０の後方に取り付けられている。推進用プロペラ３６，３７は、不図示の取り付け部材を介して機体１９に取り付けられている。推進用プロペラ３６，３７の基部（回転軸）には、推進用プロペラ３６，３７を駆動する電気モータ７（図２参照）が取り付けられている。推進用プロペラ３６，３７は、飛行体１０が水平姿勢である場合に、重力方向と交差する軸線（例えば飛行体１０の前後方向に沿う軸線）周りに回転するブレードの固定翼である。

【0018】

制御信号に応じてプロペラ８及び推進用プロペラ３６，３７が回転することで、飛行体１０は、所望の飛行状態で飛行する。制御信号は、操作者の操作または自動操縦における指示に基づく飛行体１０を制御するための信号である。例えば、プロペラ５１，５４，５５，５８が第１方向（例えば時計方向）に回転し、プロペラ５２，５３，５６，５７が第２方向（例えば反時計方向）に回転することで飛行体１０が飛行する。

【0019】

図２は、実施形態に係る電源装置１の概略構成図である。
図２に示すように、電源装置１は、上述した飛行体１０に搭載される。電源装置１は、飛行体１０の電源として使用される。電源装置１は、駆動源２と、発電機３と、複数の電力供給ライン４と、複数のバッテリ５と、ダイオード６と、電気モータ７（請求項の電気負荷）と、上述のプロペラ８と、制御部９（図３参照）と、を備える。

【0020】

（駆動源）
駆動源２は、いわゆるガスタービンエンジンである。駆動源２は、複数（本実施形態では２個）設けられている。２個の駆動源２の構成は同一であるため、以下では１個の駆動源２を例にして説明する。駆動源２は、圧縮機と、タービンと、圧縮機及びタービン間を接続する回転軸（いずれも不図示）と、を有する。圧縮機は、飛行体１０の機体に設けられた不図示の通風孔から吸入される吸入空気を圧縮する。タービンは、圧縮機と接続されて圧縮機と一体回転する。駆動源２には、スタータモータが接続されている。駆動源２の始動時には、まず後述するバッテリ５からの電力でスタータモータが駆動される。これにより、駆動源２は、スタータモータから伝達された回転力によって始動する。

【0021】

（発電機）
発電機３は、駆動源２と対応する個数（本実施形態では２個）設けられている。２個の発電機３の構成は同一であるため、以下では１個の発電機３を例にして説明する。発電機３は、伝達軸２８及び減速機構（不図示）を介して駆動源２と接続されている。発電機３は、駆動源２の軸方向におけるタービン側に配置されている。発電機３は、駆動源２と同軸上に設けられている。発電機３は、駆動源２の駆動によって電力（交流電力）を発電する。発電機３で発電された交流電力は、不図示のパワードライブユニット（ＰＤＵ）のコンバータ２９で直流電力に変換され、電力供給ライン４を介して各バッテリ５に貯留される。

【0022】

（電力供給ライン）
電力供給ライン４は、コンバータ２９を介して複数の発電機３にそれぞれ接続されている。電力供給ライン４は、発電機３で発電された電力を複数の電気モータ７（電気負荷）にそれぞれ供給する。電力供給ライン４は、複数（本実施形態では４個）設けられている。各発電機３で発電された電力は、一旦統合された後、制御部９（図３参照）からの信号に応じて所定の割合で４個の電力供給ライン２１，２２，２３，２４にそれぞれ分配して供給される。具体的に、発電機３で発電された電力は、各電力供給ライン４に設けられたバッテリ５の充電量が低いものから優先的に供給されるようになっている。例えばバッテリ５とダイオード６とを接続することで、充電量が低いバッテリ５ほど優先的に（より多く）電力が供給される。電力供給ライン４は、第一電力供給ライン２１と、第二電力供給ライン２２と、第三電力供給ライン２３と、第四電力供給ライン２４と、を有する。各電力供給ライン４には、ダイオード６と、電気モータ７と、所定のプロペラ８と、が接続される。

【0023】

第一電力供給ライン２１は、８個のプロペラ８のうち、第一プロペラ５１、第八プロペラ５８、及び推進用プロペラ３６を駆動するための電力供給ライン４として使用される。換言すれば、第一プロペラ５１、第八プロペラ５８、及び推進用プロペラ３６は、第一電力供給ライン２１に供給された電力により駆動する。

【0024】

第二電力供給ライン２２は、８個のプロペラ８のうち、第二プロペラ５２、第七プロペラ５７、及び推進用プロペラ３６を駆動するための電力供給ライン４として使用される。換言すれば、第二プロペラ５２、第七プロペラ５７、及び推進用プロペラ３６は、第二電力供給ライン２２に供給された電力により駆動する。

【0025】

第三電力供給ライン２３は、８個のプロペラ８のうち、第三プロペラ５３、第六プロペラ５６、及び推進用プロペラ３７を駆動するための電力供給ライン４として使用される。換言すれば、第三プロペラ５３、第六プロペラ５６、及び推進用プロペラ３７は、第三電力供給ライン２３に供給された電力により駆動する。

【0026】

第四電力供給ライン２４は、８個のプロペラ８のうち、第四プロペラ５４、第五プロペラ５５、及び推進用プロペラ３７を駆動するための電力供給ライン４として使用される。換言すれば、第四プロペラ５４、第五プロペラ５５、及び推進用プロペラ３７は、第四電力供給ライン２４に供給された電力により駆動する。

【0027】

（バッテリ）
バッテリ５は、各電力供給ライン４に１個ずつ設けられている。バッテリ５は複数（本実施形態では４個）設けられている。具体的に、バッテリ５は、第一バッテリ３１と、第二バッテリ３２と、第三バッテリ３３と、第四バッテリ３４と、を有する。第一バッテリ３１は、第一電力供給ライン２１に設けられている。第二バッテリ３２は、第二電力供給ライン２２に設けられている。第三バッテリ３３は、第三電力供給ライン２３に設けられている。第四バッテリ３４は、第四電力供給ライン２４に設けられている。各バッテリ５は、電力の供給方向において、電気モータ７よりも上流に設けられている。各バッテリ５には、発電機３の発電電力のうち電気モータ７へ供給されなかった余剰電力が貯蓄される。一方、電気モータ７の出力に対して発電機３からの発電電力が不足した場合には、バッテリ５からの電力により電気モータ７を駆動させる。

【0028】

本実施形態において、各バッテリ５の構成（定格）は同等となっている。例えば本実施形態では、４個のバッテリの容量及び最大Ｃレートがそれぞれ同等となっている。但し、電力供給ライン４ごとに要求電力や消費電力が異なるため、ある瞬間における各バッテリ５の充電量やＣレート、消費電力（放電量）等は必ずしも一定とはならない。

【0029】

（ダイオード）
ダイオード６は、各電力供給ライン４に１個ずつ設けられている。つまり、ダイオード６は複数（本実施形態では４個）設けられている。各ダイオード６は、電力供給ライン４のうち、電力の供給方向においてバッテリ５よりも上流に設けられている。ダイオード６は、対応する電力供給ライン４に設けられたバッテリ５の電力を使用している。つまり、バッテリ５の電圧が低下すると、そのバッテリ５と同一の電力供給ライン４上に設けられたダイオード６の電圧も低下する。これにより、電圧の低いダイオード６を有する電力供給ライン４に優先的に発電機からの電力が供給される。ダイオード６は、基本的に、電力を電力供給ライン４の上流から下流の一方向のみに流れることを許容する。換言すれば、ダイオード６は、バッテリ５からの電力の逆流を遮断している。よって、発電機３からの発電が行われている状態では、複数のバッテリ５間で電力の授受が行われない。

【0030】

一方、ダイオード６は、駆動源２の始動時において、制御信号に応じて電力供給ライン４の下流から上流への電力の流れを許容する。これにより、バッテリ５からの電力を用いて駆動源２に接続されたスタータモータを駆動させることが可能となっている。

【0031】

（電気モータ）
電気モータ７は、各電力供給ライン４にそれぞれ設けられている。電気モータ７は、インバータ３９を介して各バッテリ５とそれぞれ接続されている。具体的に、第一電気モータ４１（より詳細には、第一電気モータ４１－１及び４１－２）は、第一電力供給ライン２１に設けられている。第二電気モータ４２（より詳細には、第二電気モータ４２－１及び４２－２）は、第二電力供給ライン２２に設けられている。第三電気モータ４３（より詳細には、第三電気モータ４３－１及び４３－２）は、第三電力供給ライン２３に設けられている。第四電気モータ４４（より詳細には、第四電気モータ４４－１及び４４－２）は、第四電力供給ライン２４に設けられている。よって、本実施形態において、各電力供給ライン４には、それぞれ２個ずつの電気モータ７が設けられている。各電気モータ７は、電力の供給方向において、バッテリ５よりも下流に設けられている。各電気モータ７は、発電機３からの電力及びバッテリ５からの電力の少なくとも一方の電力により、飛行体１０のプロペラ８を回転させる。各電気モータ７の構成は同等となっている。

【0032】

電気モータ７は、上記に加えてさらに４個の推進用電気モータ７１，７２，７３，７４を有する。推進用電気モータ７１は、第一電力供給ライン２１に設けられている。推進用電気モータ７２は、第二電力供給ライン２２に設けられている。推進用電気モータ７３は、第三電力供給ライン２３に設けられている。推進用電気モータ７４は、第四電力供給ライン２４に設けられている。推進用電気モータ７１，７２は、推進用プロペラ３６を回転させる。推進用電気モータ７３，７４は、推進用プロペラ３７を回転させる。

【0033】

（プロペラ）
プロペラ８は、予め決められた所定の電気モータ７にそれぞれ接続されている。プロペラ８は、所定の電力供給ライン４からの電力により駆動する。
上述したとおり、第一プロペラ５１及び第八プロペラ５８は、第一電気モータ４１に接続され、第一電気モータ４１の駆動に伴って回転軸回りに回転する。より詳細には、第一プロペラ５１は、第一電気モータ４１－１に接続され、第八プロペラ５８は、第一電気モータ４１－２に接続される。第二プロペラ５２及び第七プロペラ５７は、第二電気モータ４２に接続され、第二電気モータ４２の駆動に伴って回転軸回りに回転する。より詳細には、第二プロペラ５２は、第二電気モータ４２－１に接続され、第七プロペラ５７は、第二電気モータ４２－２に接続される。第三プロペラ５３及び第六プロペラ５６は、第三電気モータ４３に接続され、第三電気モータ４３の駆動に伴って回転軸回りに回転する。より詳細には、第三プロペラ５３は、第三電気モータ４３－１に接続され、第六プロペラ５６は、第三電気モータ４３－２に接続される。第四プロペラ５４及び第五プロペラ５５は、第四電気モータ４４に接続され、第四電気モータ４４の駆動に伴って回転軸回りに回転する。より詳細には、第四プロペラ５４は、第四電気モータ４４－１に接続され、第五プロペラ５５は、第四電気モータ４４－２に接続される。

【0034】

推進用プロペラ３６は、推進用電気モータ７１及び７２と接続されている。推進用プロペラ３６は、推進用電気モータ７１及び７２の駆動に伴って回転し、水平方向の推進力を発生させる。
推進用プロペラ３７は、推進用電気モータ７３及び７４と接続されている。推進用プロペラ３７は、推進用電気モータ７３及び７４の駆動に伴って回転し、水平方向の推進力を発生させる。

【0035】

（制御部）
図３は、実施形態に係る電源装置１の制御ブロック図である。
制御部９は、ガスタービンエンジンの出力を制御することにより、発電機３の発電電力を制御する。以下の説明では、各電気モータ７（プロペラ８）への出力要求があった場合に、バッテリ５の容量、バッテリ５のＣレート、及び電気モータ７の要求電力に基づいて発電機３での発電電力を決定する際の制御について説明する。なお、制御部９は、例えば発電機３による発電を行わない場合や、飛行体１０の離着陸時、巡航時等にも各種の制御を行ってもよい。

【0036】

図３に示すように、制御部９は、電流値算出部１１と、バッテリ要求電力算出部１２と、作動状態検出部１７と、要求電力出力部１４と、電力合計部１３と、発電機ＥＣＵ１５と、を有する。

【0037】

電流値算出部１１は、各々のバッテリ５の充電量に基づいて各々のバッテリ５に通電可能な電流値（以下、通電可能な電流値のことを単に「Ｃレート」という場合がある。）を算出する。具体的に、電流値算出部１１は、まず各々のバッテリ５の充電量をそれぞれ検出する。バッテリ５の充電量は、例えばバッテリ端子の電圧を測定することにより、電圧から一意的に決定される。なお、バッテリ５の充電量を検出する方法として、例えばバッテリ５の充放電電流の積算値に基づいてバッテリ５の充電量を推定する、いわゆるクーロンカウント法（電流積算法）等を用いてもよい。

【0038】

次に、電流値算出部１１は、検出したバッテリ５の充電量に基づいてバッテリ５のＣレートを算出する。電流値算出部１１は、第一電流値算出部６１と、第二電流値算出部６２と、第三電流値算出部６３と、第四電流値算出部６４と、を有する。
第一電流値算出部６１は、第一バッテリ３１のＣレートＣＲ１を算出する。第一バッテリ３１のＣレートＣＲ１は、第一バッテリ３１の充電量に応じて一意的に決定される値である。
第二電流値算出部６２は、第二バッテリ３２のＣレートＣＲ２を算出する。第二バッテリ３２のＣレートＣＲ２は、第二バッテリ３２の充電量に応じて一意的に決定される値である。

【0039】

第三電流値算出部６３は、第三バッテリ３３のＣレートＣＲ３を算出する。第三バッテリ３３のＣレートＣＲ３は、第三バッテリ３３の充電量に応じて一意的に決定される値である。
第四電流値算出部６４は、第四バッテリ３４のＣレートＣＲ４を算出する。第四バッテリ３４のＣレートＣＲ４は、第四バッテリ３４の充電量に応じて一意的に決定される値である。

【0040】

バッテリ要求電力算出部１２は、電流値算出部１１で算出された電流値（Ｃレート）及びバッテリ５の容量ＢＡに基づいてバッテリ５の要求電力Ｐを算出する。バッテリ要求電力算出部１２は、電流値算出部１１にて算出された各Ｃレートを加算した値に、バッテリ１個当たりのバッテリ容量ＢＡを乗じることにより、要求電力Ｐを算出する（Ｐ＝ＢＡ×（ＣＲ１＋ＣＲ２＋ＣＲ３＋ＣＲ４））。

【0041】

作動状態検出部１７は、各電力供給ライン４にそれぞれ接続されている。また作動状態検出部１７は、バッテリ要求電力算出部１２と接続されている。作動状態検出部１７は、複数の電力供給ライン４の作動状態をそれぞれ検出し、検出結果をバッテリ要求電力算出部１２に出力する。作動状態検出部１７は、例えば各々の電力供給ライン４におけるバッテリ５の不具合（失陥や故障等）の有無等を含む作動状態を検出する。

【0042】

制御部９は、作動状態検出部１７により検出された電力供給ライン４の作動状態に基づいて、発電機３の発電量を制御する。具体的に、本実施形態において、バッテリ要求電力算出部１２は、上述したバッテリ５のＣレート及びバッテリ５の容量ＢＡに加え、さらに作動状態検出部１７からの検出結果に基づいて、バッテリ５の第二の要求電力Ｑを算出する。バッテリ５の第二の要求電力Ｑは、全ての電力供給ライン４（バッテリ５）が正常である場合のバッテリ５の要求電力Ｐに対して、少なくとも一部の電力供給ライン４（バッテリ５）に不具合が生じた場合のバッテリ５の要求電力である。換言すれば、要求電力Ｐは、システムが正常に機能している場合に算出されるバッテリ５の要求電力であり、第二の要求電力Ｑは、システムが正常に機能していない場合に算出されるバッテリ５の要求電力である。

【0043】

例えば複数のバッテリ５のうち第一バッテリ３１のみに不具合が生じている場合、バッテリ要求電力算出部１２は、上述したバッテリ５の要求電力Ｐに代えてバッテリ５の第二の要求電力Ｑを算出する。バッテリ要求電力算出部１２は、電流値算出部１１にて算出された各Ｃレートのうち、正常と判断されたバッテリ（ここでは第二バッテリ３２、第三バッテリ３３及び第四バッテリ３４）のＣレート（ＣＲ２、ＣＲ３及びＣＲ４）を加算した値に、バッテリ１個当たりのバッテリ容量ＢＡを乗じることにより、第二の要求電力Ｑを算出する（Ｑ＝ＢＡ×（ＣＲ２＋ＣＲ３＋ＣＲ４））。

【0044】

バッテリ要求電力算出部１２は、上述した要求電力Ｐ及び第二の要求電力Ｑのいずれか一方をバッテリ５の要求電力として選択する。より詳細に、全ての電力供給ライン４が正常に動作している場合、バッテリ要求電力算出部１２は、要求電力Ｐをバッテリ５の要求電力として選択する。一方、複数の電力供給ライン４のうち少なくとも一部が正常に動作していない場合、バッテリ要求電力算出部１２は、第二の要求電力Ｑをバッテリ５の要求電力として選択する。バッテリ要求電力算出部１２は、選択したバッテリ５の要求電力（Ｐ又はＱ）を、後述する電力合計部１３に出力する。

【0045】

要求電力出力部１４は、機体１９の要求電力を検出し、後述する電力合計部１３へ出力する。機体１９の要求電力は、各電力供給ライン４の電気モータ７に対する要求電力の合計である。具体的に、要求電力出力部１４は、第一電力供給ライン２１の第一電気モータ４１に対する要求電力である第一要求電力Ｅ１と、第二電力供給ライン２２の第二電気モータ４２に対する要求電力である第二要求電力Ｅ２と、第三電力供給ライン２３の第三電気モータ４３に対する要求電力である第三要求電力Ｅ３と、第四電力供給ライン２４の第四電気モータ４４に対する要求電力である第四要求電力Ｅ４と、をそれぞれ検出する。さらに、要求電力出力部１４は、検出した要求電力Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を加算することにより、機体１９の要求電力として、合計要求電力Ｅ５を算出する（Ｅ５＝Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋Ｅ４）。

【0046】

電力合計部１３は、バッテリ要求電力算出部１２で算出されたバッテリの要求電力（Ｐ又はＱ）と、要求電力出力部１４で算出された電気モータ７からの要求電力である合計要求電力Ｅ５と、を合計する。電力合計部１３は、バッテリの要求電力（Ｐ又はＱ）と電気モータ７の合計要求電力Ｅ５とを足し合わせた電力を目標発電電力として設定する。

【0047】

発電機ＥＣＵ１５は、駆動源２の駆動を制御することにより、発電機３における発電電力を制御する。発電機ＥＣＵ１５には、電力合計部１３で算出された目標発電電力が入力される。発電機ＥＣＵ１５は、電力合計部１３で算出された目標発電電力を発電機３で発電するように駆動源２を制御する。

【0048】

発電機３で発電された電力の一部は、各電気モータ７における要求電力に応じて各電力供給ライン４にそれぞれ供給される。発電機３で発電された電力の残りの一部は、充電量の低いバッテリ５が優先的に（より多く）充電されるように、各電力供給ライン４に分配されて各バッテリ５に充電される。よって、要求された出力を満たしつつ、各バッテリ５の充電量を回復又は維持することが可能となる。

【0049】

図４は、電源装置１における制御の流れを示すフローチャートである。以下、図４を参照して電源装置１の制御部９が実行する制御について詳細に説明する。
始めに制御部９は、システムを起動させる（ステップＳ０１）。次に制御部９は、システムが正常か否かを判断する（ステップＳ０２）。システムが正常であるとは、複数の電力供給ライン４、より詳細には電力供給ライン４における各バッテリ５、のいずれにも失陥が見つからず、各バッテリ５が正常に機能している状態を指す。

【0050】

システムが正常である場合（ステップＳ０２でＹＥＳ）、発電機３により発電が行われているか否かを判断する（ステップＳ０３）。発電中でない場合（ステップＳ０３でＮＯ）、ステップＳ０２に戻って、システムが正常かつ発電中となるまで待機する。発電中であると判断された場合（ステップＳ０３でＹＥＳ）、電流値算出部１１により各バッテリ５の充電量及びＣレートが算出される。具体的に、第一電流値算出部６１により、第一バッテリ３１の充電量が検出され（ステップＳ０４）、検出された充電量から第一バッテリ３１のＣレートＣＲ１が算出される（ステップＳ０５）。また、第二電流値算出部６２により、第二バッテリ３２の充電量が検出され（ステップＳ０６）、検出された充電量から第二バッテリ３２のＣレートＣＲ２が算出される（ステップＳ０７）。同様に、図４では図示を省略するが、第三電流値算出部６３により第三バッテリ３３の充電量が検出され、検出された充電量から第三バッテリ３３のＣレートＣＲ３が算出される。第四電流値算出部６４により第四バッテリ３４の充電量が検出され、検出された充電量から第四バッテリ３４のＣレートＣＲ４が算出される。なお、図４に示す本実施形態の構成では、各バッテリ５の充電量及びＣレートの算出を並列して行う例について説明したが、各バッテリ５の充電量及びＣレートの算出を第一バッテリ３１から第四バッテリ３４まで順番に行ってもよい。

【0051】

すべてのバッテリ５のＣレートが算出されると、バッテリ要求電力算出部１２は、算出されたＣレートを合算する（ステップＳ０８）。さらにバッテリ要求電力算出部１２は、合算されたＣレートの合計値に１個当たりのバッテリ容量ＢＡを乗じることにより、バッテリ要求電力Ｐを算出する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理が終わると、ステップＳ１１に進む。

【0052】

ここで、ステップＳ０２においてシステムが正常でないと判断された場合（ステップＳ０２でＮＯ）、ステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、どのバッテリ５に失陥があるのかを検出する。具体的に、本実施形態では、第一バッテリ３１、第二バッテリ３２、第三バッテリ３３及び第四バッテリ３４のうちどのバッテリに失陥が生じているのかを検出する。ステップＳ２１では、バッテリ５に失陥が生じていることが検出された場合に、残りの正常なバッテリによりシステムの起動状態を続行可能か否か（例えば機体１９の飛行が可能か否か）を判断する。例えば４個のバッテリ５のうち１個のみに失陥が生じている場合、制御部９は、残りの３個のバッテリ５によりシステムを続行可能であると判断し、ステップＳ２２に進む。一方、例えば４個のバッテリ５のうち２個以上に失陥が生じている場合、制御部９は、残りのバッテリ５だけではシステムを続行不能であると判断する。この場合、ステップＳ１４に進み、システムを停止するとともにこのフローを終了する。

【0053】

ステップＳ２２に進むと、次に、制御部９は、正常と判断した残りのバッテリ５の充電量を検出する（ステップＳ２２）。さらに、制御部９は、検出した正常なバッテリ５の充電量に基づいて、正常なバッテリ５のＣレートを算出する（ステップＳ２３）。次に、制御部９は、算出したバッテリ５のＣレート及びバッテリ５の容量に基づいて、バッテリ５の第二の要求電力Ｑを算出し（ステップＳ２４）、ステップＳ１１に進む。

【0054】

ステップＳ１１では、ステップＳ１０で算出されたバッテリ５の要求電力Ｐ又はステップＳ２４で算出されたバッテリ５の第二の要求電力Ｑと、要求電力出力部１４により算出された機体１９の要求電力（つまり電気モータ７に供給される電力）Ｅ５と、を加算することにより、目標発電電力を算出する。ここで制御部９は、例えばステップＳ０２におけるシステムが正常か否かの判定結果を記録可能であり、ステップＳ０２でシステムが正常であると判断された場合は、バッテリ５の要求電力Ｐを用いてステップＳ１１における目標発電電力を算出する。一方、制御部９は、例えばステップＳ０２においてシステムが正常でないと判断された場合は、バッテリ５の第二の要求電力Ｑを用いてステップＳ１１における目標発電電力を算出する。

【0055】

次に、発電機ＥＣＵ１５は、駆動源２の駆動を制御することにより、発電機３を駆動し、発電機３による発電を行う（ステップＳ１２）。このとき、発電機ＥＣＵ１５は、発電機３による発電電力が目標発電電力と一致するように発電機３を駆動する。
発電機３による発電が完了すると、システムから停止要求があるか否か判断する（ステップＳ１３）。停止要求がある場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、システムを停止し（ステップＳ１４）、この制御フローを終了する。一方、停止要求が無い場合（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳＳ０２に戻って再び上述した制御フローを繰り返す。

【0056】

なお、上述の実施形態では、ステップＳ２１において４個のバッテリ５のうち２個以上のバッテリ５に失陥が生じた場合にシステムを停止したが、システムを停止するか否かの条件（すなわち、ステップＳ２１においてＹＥＳに進むかＮＯに進むかの条件）は、これに限られない。システムを停止させるバッテリ５の個数の閾値が１個又は３個等に設定されてもよい。また、例えば失陥が生じたバッテリ５の組み合わせに応じてステップＳ２１における判定が変わるように予め設定されていてもよい。その他、失陥が生じたバッテリ５の個数以外の条件によりステップＳ２１の判断を行ってもよい。

【0057】

（作用、効果）
次に、上述の電源装置１の作用、効果について説明する。
本実施形態の電源装置１によれば、発電機３で発電された電力は、各電力供給ライン４を通じて複数のバッテリ５にそれぞれ供給される。電源装置１は、バッテリ５に通電可能な電流値を算出する電流値算出部１１と、電流値算出部１１で算出された電流値及びバッテリ容量に基づいて要求電力（Ｐ又はＱ）を算出するバッテリ要求電力算出部１２と、これらの電力及び電気モータ（電気負荷）７に要求される電力を合算する電力合計部１３と、を有する。電力合計部１３で算出された電力を発電機３で発電するように、駆動源２が制御される。よって、バッテリ５に通電可能な電流値とバッテリ容量とに基づいて、発電機３で発電すべき電力（目標発電電力）を容易に算出することができる。電源装置１では、発電機３で発電された電力は、バッテリ５の電位差に応じて各電力供給ライン４に分配される。よって、各バッテリ５の電位差に依らずに、複数のバッテリ５の充電量が均等となるように充電することができる。さらに、例えば各電力供給ライン４における電気モータ７の出力（消費電力）が互いに異なる場合であっても、充電量の低いバッテリ５から優先的に充電できる。これにより、充電量が低いバッテリ５と同じ電力供給ライン４に接続された電気モータ７の出力を向上できる。結果として、各電力供給ライン４における出力を平衡化できるとともに、各電気モータ７の出力のバラツキを是正できる。換言すれば、電気モータ７の出力に依らずバッテリ５の充電量の平衡化を図ることができる。よって、安定した制御が可能となる。
また、例えばバッテリ５毎に充放電を制御する従来技術と比較して、バッテリ５毎の充放電を管理（制御）するための制御装置等が不要となる。これにより、電源装置１のコストを削減できる。よって、従来よりも簡素かつ廉価な構成により、複数のバッテリ５に対して万遍なく充電させることができる。
したがって、従来技術と比較して制御システムの複雑化を抑制しつつ、複数のバッテリ５に対する充電量を平衡化することができる電源装置１を提供できる。
充電量の低いバッテリ５から優先的に充電されるので、充電量の低いバッテリ５における過放電を抑制できる。また、相対的に充電量の高いバッテリ５への電力供給が抑制されるので、充電量の高いバッテリ５における過充電を抑制できる。よって、バッテリ５を最適な使用範囲で使用することができ、バッテリ５の劣化を抑制できる。
さらに、複数のバッテリ５間で電力の授受が行われないので、バッテリ５間で電力の授受が行われる従来技術と比較して、制御システムの複雑化を抑制できる。また、バッテリ５間で電力の授受を行わずに発電機３からの電力のみによりバッテリ５の充放電を制御することにより、充放電の効率を向上することができる。

【0058】

電源装置１は、電力供給ライン４の作動状態を検出する作動状態検出部１７をさらに備え、電力供給ライン４の作動状態に基づいて発電機３の発電電力が制御される。これにより、例えばいずれかのバッテリ５に故障等の不具合が生じた場合に、不具合が生じた電力供給ライン４への電力供給を抑制することが可能となる。さらに、電力供給がストップされた分の電力を発電電力から減じる制御等を行うことにより、正常な電力供給ライン４への過充電を抑制できる。よって、故障等のアクシデントや不具合にも対応可能な汎用性の高い電源装置１とすることができる。

【0059】

電源装置１は、電気推進式の飛行体１０の電源であり、電気負荷は、飛行体１０のプロペラ８を回転させる電気モータ７である。このように電源装置１は、電気推進式の飛行体１０の電源として用いられる。ここで、複数のプロペラ８を回転させて飛行する飛行体１０では、例えば天候や飛行体の姿勢等により、電力供給ライン４ごとに消費される電力のバラツキが大きくなり易い。このため、特に電力供給ライン４ごとに電気モータへの要求電力の差が大きい飛行体１０に上記の電源装置１を適用した場合には、より好適に使用することができる。すなわち、バッテリ５を含めた電力供給ライン４ごとの消費電力に応じた電力供給を行うことができる。
また、各電力供給ライン４における要求電力に応じて発電機３からの電力が分配されるので、飛行体１０のコントロールを容易にすることができる。

【0060】

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上述の各実施形態では、２個の発電機３に対して４個の電力供給ライン４がそれぞれ接続される構成としたが、これに限られない。例えば、１個の発電機３に対して２個の電力供給ライン４が接続されてもよい。つまり、２個の発電機３のうち一方の発電機３に第一電力供給ライン２１及び第二電力供給ライン２２が接続され、２個の発電機３のうち他方の発電機３に第三電力供給ライン２３及び第四電力供給ライン２４が接続されてもよい。この場合、第一電力供給ライン２１及び第二電力供給ライン２２と、第三電力供給ライン２３及び第四電力供給ライン２４と、が互いに独立していてもよい。

【0061】

発電機３や駆動源２の個数は２個に限定されない。同様に、プロペラ８の数は８個に限定されない。また、各プロペラ８と電力供給ライン４との組み合わせは上述した実施形態に限定されない。また、ダイオード６は設けなくてもよい。ダイオード６を設けない場合、例えば電力供給を制御することにより、バッテリ５間での電力の授受を規制する構成としてもよい。

【0062】

各バッテリ５の容量や定格がそれぞれ異なっていてもよい。この場合、各バッテリ５のＣレートを算出した後、バッテリ５毎にＣレートとバッテリ容量を乗じた値を算出し、これらを加算することにより要求電力Ｐを算出してもよい。つまり、第一バッテリ３１、第二バッテリ３２、第三バッテリ３３及び第四バッテリ３４のバッテリ容量をそれぞれＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３及びＢＡ４とした場合、Ｐ＝ＢＡ１×ＣＲ１＋ＢＡ２×ＣＲ２＋ＢＡ３×ＣＲ３＋ＢＡ４×ＣＲ４の式により要求電力Ｐを算出してもよい。第二の要求電力Ｑについても同様である。

【0063】

第一電流値算出部６１、第二電流値算出部６２、第三電流値算出部６３及び第四電流値算出部６４はまとめられてもよい。すなわち、単一の電流値算出部１１により各バッテリ５のＣレート（ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３及びＣＲ４）が算出されてもよい。
作動状態検出部１７は無くてもよい。但し、作動状態検出部１７における検出結果を用いて制御することで過充電を抑制し、かつ汎用性を向上できる点で、作動状態検出部１７を有する本実施形態の構成は優位性がある。

【0064】

上述の実施形態では、第一バッテリ３１のみに不具合が生じた場合を例に説明したが、これに限られない。例えば第二バッテリ３２のみに不具合が生じた場合、第二バッテリ３２以外のＣレートを用いて第二の要求電力Ｑを算出してもよい（この場合、Ｑ＝ＢＡ×（ＣＲ１＋ＣＲ３＋ＣＲ４））。同様に、第三バッテリ３３のみに不具合が生じた場合、第三バッテリ３３以外のＣレートを用いて第二の要求電力Ｑを算出してもよい（この場合、Ｑ＝ＢＡ×（ＣＲ１＋ＣＲ２＋ＣＲ４））。同様に、第四バッテリ３４のみに不具合が生じた場合、第四バッテリ３４以外のＣレートを用いて第二の要求電力Ｑを算出してもよい（この場合、Ｑ＝ＢＡ×（ＣＲ１＋ＣＲ２＋ＣＲ３））。
また、例えば第一バッテリ３１及び第二バッテリ３２に不具合が生じた場合、第一バッテリ３１及び第二バッテリ３２以外のＣレートを用いて第二の要求電力Ｑを算出してもよい（この場合、Ｑ＝ＢＡ×（ＣＲ３＋ＣＲ４））。他の組み合わせにおいても同様である。

【0065】

上述の実施形態では、不具合が生じたバッテリ５のＣレートを計算から除くことにより第二の要求電力Ｑを算出したが、これに限られない。例えば各々の電力供給ライン４の作動状態に応じてＣレートの値に係数（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４）を乗じることにより、電力供給ライン４の状態に応じてＣレートの値を補正してもよい。つまり、Ｑ＝ＢＡ×（Ｋ１・ＣＲ１＋Ｋ２・ＣＲ２＋Ｋ３・ＣＲ３＋Ｋ４・ＣＲ４）としてもよい。ここで、係数Ｋ１からＫ４は、電力供給ライン４の作動状態に対応して変化する値であってもよい。係数Ｋ１からＫ４は、予め設定された値であってもよく、例えば機械学習等により適宜変化する値であってもよい。

【0066】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 電源装置
２ 駆動源
３ 発電機
４ 電力供給ライン
５ バッテリ
７ 電気モータ（電気負荷）
８ プロペラ
１０ 飛行体
１１ 電流値算出部
１２ バッテリ要求電力算出部
１３ 電力合計部
１７ 作動状態検出部
ＢＡ，ＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３，ＢＡ４ バッテリ容量
ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，ＣＲ４ Ｃレート（バッテリに通電可能な電流値）
Ｐ，Ｑ バッテリの要求電力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】