JP2005160154A

JP2005160154A - ハイブリッド車両の蓄電装置

Info

Publication number: JP2005160154A
Application number: JP2003391991A
Authority: JP
Inventors: Shiyouichi Ieoka; 昇一家岡
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】電気二重層コンデンサと二次電池の両方の特性を生かした蓄電装置を提供する。
【解決手段】電気二重層コンデンサ１６の正側の端子と二次電池１３の正側の端子との間には双方向昇降圧コンバータ１７が接続されている。この双方向昇降圧コンバータ１７は、制御部１１の動作指令に基づいて二次電池１３の電圧を昇圧（または降圧）して主回路電圧Ｖdcとして電気二重層コンデンサ１６と負荷１２に出力し、また、電気二重層コンデンサ１６の電圧を昇圧（または降圧）して二次電池１３に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の蓄電装置に関する。

電気自動車、あるいはハイブリッド車の蓄電池として、ニッケル水素、リチウムイオン、鉛などの二次電池、あるいは大容量コンデンサである電気二重層コンデンサが用いられている。
二次電池は、蓄積できるエネルギー密度（重量当たりの蓄積エネルギー量）は高いが、短時間で大きな電気エネルギーを出力する出力密度（重量当たりの瞬時出力エネルギー量）が低いという特性を持っている。他方、電気二重層コンデンサは、出力密度は高いが、エネルギー密度は低いという特性を持っている。

電気二重層キャパシタセルを複数個直列に接続して使用する場合、各キャパシタセルを充電する際に、各キャパシタセルの放電電圧が均一にならないために、全てのキャパシタセルを同じように充電すると、セルの許容電圧を超えてしまうことがあるという問題点がある。

このような問題を解決するために、特許文献１に記載の発明では、複数のキャパシタセルをそれぞれ個別にDC−DCコンバータで充電することで、各キャパシタセルが過電圧になるのを防止することが記載されている。
また、特許文献２には、発電手段と、バッテリと、キャパシタと、キャパシタに蓄積された電力をバッテリに充電する充電手段とを有するハイブリッド車の電源回路について記載されている。
特開２００１−１７７９１４号公報（図１）特許第３１８０３０４号公報（図１）

特許文献２に記載された発明は、キャパシタに蓄積された電力をバッテリに充電させているだけであり、キャパシタと蓄電池との間で相互に充放電を行うものではない。
また、キャパシタと蓄電池を並列に接続した場合、キャパシタの電圧は、主回路の電圧、あるいは蓄電池の電圧と等しくなるので、キャパシタの保持電圧が高くなる。キャパシタとして使用される電気二重層コンデンサ等の寿命は保持電圧に依存するので、保持電圧が高いほど寿命が短くなるという問題点があった。

本発明の課題は、キャパシタと二次電池の両方の特性を生かした蓄電装置を提供することである。また、他の課題は、キャパシタと二次電池とを用いた蓄電装置において、キャパシタの寿命を延ばすことである。

本発明のハイブリッド車両の蓄電装置は、発電装置と走行用のモータとを有するハイブリッド車両の蓄電装置であって、主回路に接続されるキャパシタと、二次電池と、前記キャパシタと前記二次電池の蓄積される電力を相互に移動させることのできる双方向昇降圧手段とを備える。

この発明によれば、必要に応じてキャパシタに蓄積された電力を二次電池に供給し、また二次電池に蓄積された電力をキャパシタに供給することができるので、瞬時的に大きな電力を供給できるキャパシタと、供給できる電力の総量が大きい二次電池の両方の特徴を生かした蓄電装置を実現できる。また、キャパシタを使用することで、瞬時的に大きな電力を供給するために二次電池の容量を必要以上に大きくする必要がなくなるので、二次電池を小型にして蓄電装置を小型化できる。

なお、キャパシタは、例えば、図１の電気二重層コンデンサ１６に対応し、二次電池は、図１の蓄電池、リチウム電池等の二次電池１３に対応し、双方向昇降圧手段は、図１の双方向昇降コンバータ１７に対応する。
上記の発明において、車両が休止状態か否かを検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により休止状態であることが検出されたとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記キャパシタの保持電圧が所定値以下となるように該キャパシタに蓄積された電力を前記二次電池に移動させる制御手段とを備える。

このように構成することで、車両が休止状態のとき、キャパシタの保持電圧を低く設定できるのでキャパシタの寿命を延ばすことができる。
なお、状態検出手段及び制御手段は、例えば、図１の制御部１１に対応する。
上記の発明において、前記制御手段は、前記状態検出手段により、車両が休止状態から始動状態に変化したことが検出されたとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記二次電池に蓄積されている電力の一部を前記キャパシタに移動させてキャパシタの電圧を上昇させる。

このように構成することで、休止状態から始動状態に変化したとき、二次電池からキャパシタに電力を移動させ、キャパシタから主回路に必要な電力を供給することができる。また、休止状態のときは、キャパシタの保持電圧を低く設定できるので、キャパシタの寿命をさらに延ばすことができる。

上記の発明において、主回路の電圧を検出する主回路電圧検出手段と、前記主回路電圧検出手段により検出された主回路電圧が所定値以上のとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記キャパシタの電圧が所定値を下回るように前記キャパシタに蓄積された電力を前記二次電池に移動させる制御手段とを備える。

このように構成することで、主回路の電圧が上昇した場合でも、キャパシタの電圧を所定値を下回るように制御することができるので、キャパシタの電圧が高くなり寿命が短くなるのを防止できる。
なお、上記の主回路電圧検出手段及び制御手段は、例えば、図３の電池管理部２１に対応する。

上記の発明において、前記状態検出手段は、運転者により操作されるスイッチであり、前記制御手段は、前記スイッチがオフ状態となったとき、車両が運転状態から休止状態に変化したものと判断し、前記双方向昇降圧手段を制御して、前記キャパシタの保持電圧が所定値以下になるように該キャパシタに蓄積されている電力を前記二次電池に移動させる。

このように構成することで、運手者がスイッチを操作して車両を休止状態にしたとき、キャパシタから二次電池に電力を移動させ、二次電池の保持電圧を低くすることができる。これにより、キャパシタの寿命を長くすることができる。

本発明によれば、キャパシタと二次電池に蓄積された電力を双方向昇降圧手段により相互に移動させることで、キャパシタの出力エネルギー密度が高いという特徴と、二次電池１３のエネルギー密度が大きいという特徴の両方を備えた蓄電装置を実現できる。また、キャパシタの電圧が一定値以上となったときに、キャパシタに蓄積されている電力を二次電池に移動させ、キャパシタの電圧が一定値を下回るようにすることで、キャパシタの寿命を延ばすことができる。さらに、車両が休止状態のとき、キャパシタに蓄積された電力を二次電池に移動させることで、休止時のキャパシタの保持電圧を低く抑え、キャパシタの寿命を延ばすことができる。また、双方向昇降圧手段により二次電池及びキャパシタに流れる充放電電流を制御できるので大電流での充放電を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態のハイブリッド車両の動力源と蓄電装置を示す図である。
図１において、制御部１１には、負荷（走行モータなど）１２で消費される電力を示す負荷電力情報と、二次電池１３の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を示す二次電池ＳＯＣとが入力している。制御部１１は、それらの情報と運転者からの走行速度等の指示に基づいて、エンジン（ガソリンエンジン）１４と発電機１５に回転数指令と発電量指令を与える。エンジン１４と発電機１５を組み合わせたものを発電装置と呼ぶ。発電装置は、例えば、燃料電池などである。

発電機１５は、エンジン１４から与えられる回転力と、制御部１１から与えられる発電量指令に基づいて発電し、あるいは電力を消費し、発生した電圧を主回路電圧Ｖdcとして電気二重層コンデンサ１６と負荷１２に供給する。
電気二重層コンデンサ１６の正側の端子と二次電池１３の正側の端子との間には双方向昇降圧コンバータ１７が接続されている。この双方向昇降圧コンバータ１７は、制御部１１の動作指令に基づいて二次電池１３の電圧を昇圧（または降圧）して主回路電圧Ｖdcとして電気二重層コンデンサ１６と負荷１２に出力し、また、電気二重層コンデンサ１６の電圧を昇圧（または降圧）して二次電池１３に出力する。

発電機１５，電気二重層コンデンサ１６，二次電池１３及び負荷１２の負側の端子は共通電位に接地されている。
次に、上記の回路の動作を、図２を参照して説明する。図２の横軸は時間を示しており、縦軸は、始動時から加速、定速走行及び減速時の主回路電圧Ｖdc、負荷電力及び車速を示している。

ハイブリッド車両を始動させるためにキーＳＷがオンされ、アクセルが操作されると、エンジン１４の回転数が上昇する。始動直後は、発電機１５の回転数が低く、発電機１５の出力電力が低いので、負荷１２が必要とする電力の内の一部は電気二重層コンデンサ１６から供給される（図２の期間Ｔ１）。

電気二重層コンデンサ１６と発電機１５から供給される電力が負荷１２が必要とする電力より少ないと、主回路電圧Ｖdcが次第に低下し下限値Ｖ_min以下となる。主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_min以下となると、制御部１１から双方向昇降圧コンバータ１７に二次電池１３の電圧を昇圧（または降圧）して主回路電圧Ｖdcとして供給する指示が与えられる。その結果、二次電池１３に蓄積されている電力が負荷１２に供給される。そして、発電機１５の発電電力と、電気二重層コンデンサ１６の放電電力と、二次電池１３の放電電力とを合計した電力が負荷１２に供給される（図２の期間Ｔ２）。

運転者により指示された走行速度に達し定速走行になり、二次電池１３の放電電力と発電機１５の放電電力の合計値が負荷電力より大きくなると、主回路電圧Ｖdcが次第に上昇する。そして、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minに達するまで、二次電池１３から負荷１２に電力が供給される（図２の期間Ｔ３）。

そして、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minに達すると、制御部１１から双方向昇降圧コンバータ１７に電圧変換動作の中止を指示する動作指令が与えられ、二次電池１３から負荷１２への電力の供給が終了する。定速走行時は、発電機１５の発電電力と負荷１２が必要とする電力が釣り合うようにエンジン１４の運転が制御される（図２の期間Ｔ４）。

次に、運転者により減速が指示され、ハイブリッド車両の速度が減少すると、そのときの発電機１５の発電電力と負荷１２の必要電力との差の電力で電気二重層コンデンサ１６が充電される（図２の期間Ｔ５）。
次に、図３は、制御部１１の構成を示す図である。制御部１１は、電池管理部２１と発電制御部２２と加算器２３とからなる。

電池管理部２１は、二次電池１３の充電状態を示す二次電池ＳＯＣと二次電池電圧Ｖbatを検出して、コンバータ動作指令Ｉ_battを双方向昇降圧コンバータ１７に与える。また、電池管理部２１は、二次電池ＳＯＣ、二次電池電圧Ｖ_batt、主回路電圧Ｖdc等に基づいて二次電池１３の充放電電力Ｐ_battを計算して加算器２３に出力する。

加算器２３は、負荷電力と充放電電力Ｐ_battとを加算した結果を要求発電電力Ｐ_reqとして発電制御部２２に出力する。
発電制御部２２は、主回路電圧Ｖdcと要求発電電力Ｐ_reqとに基づいて回転数指令と発電量指令をエンジン１４及び発電機１５に出力する。

次に、上記の発電制御部２２と電池管理部２１の動作を、図４〜図６のフローチャートを参照して説明する。
図４は、発電制御部２２の動作を示すフローチャートである。ハイブリッド車両を始動させるためのキーＳＷがオンされたか否かを判別する（図４，Ｓ１１）。

キーＳＷがオフ状態のときには（Ｓ１１の判別結果がＯＦＦ）、ステップＳ１２に進み、回転数指令Ｒ_cmdとして「０」を、発電量指令Ｐ_cmdとして「０」を出力し、エンジン１４を停止状態に保つ。
キーＳＷがオン状態のときには（Ｓ１１の判別結果がＯＮ）、ステップＳ１３に進み、主回路電圧ＶdcがＶover（Ｖover＞Ｖ_max）以上か否か、つまり主回路電圧Ｖdcが過電圧状態か否かを判別する。

主回路電圧Ｖdcが過電圧状態と判別されたときには（Ｓ１３、ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進み、要求発電電力Ｐ_reqが「０」より大きいか否かを判別する。
要求発電電力Ｐ_reqが「０」より大きいときには（Ｓ１４，ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進み、回転数指令Ｒ_cmdとしてアイドル回転数Ｉdolを出力し、発電量指令Ｐ_cmdとして「０」を出力する。

すなわち、主回路電圧Ｖdcが過電圧状態で、かつ負荷１２で電力が消費されているときには、発電機１５による発電を停止させて負荷１２による電力消費により主回路電圧Ｖdcを下げる。
ステップＳ１４において、要求発電電力Ｐ_reqが「０」と判別されたときには（Ｓ１４，ＮＯ）、ステップＳ１６に進み、回転数指令Ｒ_cmdとしてアイドル回転数Ｉdolを出力し、発電量指令Ｐ_cmdとして要求発電電力Ｐ_reqを出力する。

すなわち、主回路電圧Ｖdcが過電圧状態で、かつ負荷１２で電力が消費されていないときには、発電機１５をモータとして動作させ、エンジンブレーキをかけて電力を消費させる。これにより、主回路電圧Ｖdcを下げる。
ステップＳ１３において、主回路電圧Ｖdcが過電圧状態ではないと判別されたときには（Ｓ１３，ＮＯ）、ステップＳ１７に進み、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minより高いか否かを判別する。

主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_min以下のときには（Ｓ１７，ＮＯ）、ステップＳ１８に進み、回転数指令Ｒ_cmdとして最大回転Ｐ_maxをエンジン１４に与え、発電量指令Ｐ_cmdとして最大発電量Ｐ_maxを発電機１５に与える。
すなわち、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_min以下のときには、エンジン１４を最大回転数で回転させ、発電機１５から最大発電量が得られるようにする。

ステップＳ１７において、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minより高いと判別されたときには（Ｓ１７，ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進み、負荷電力と充放電電力を合計した要求発電電力Ｐ_req発電力に基づいて必要なエンジン回転数を計算する。
そして、回転数指令Ｒ_cmdとして、目的とする発電量を得るための回転数Ｒ_regをエンジン１４に与え、発電量指令Ｐ_cmdとして要求発電電力Ｐ_reqを発電機１５に与える。

すなわち、主回路電圧Ｖdcが上限値Ｖ_max以下で、かつ下限値Ｖ_minより高いときには、通常発電状態となり、エンジン１４の回転数と発電機１５の発電量を制御して、負荷１２に必要な電力を供給する。
次に、図５は、電池管理部２１の動作を示すフローチャートである。図５（Ａ）は、キーＳＷがオンされた後に実行される電気二重層コンデンサ１６の充電モードの処理のフローチャートであり、図５（Ｂ）は、電気二重層コンデンサ１６の電力の回収モードの処理のフローチャートである。

最初に、電気二重層コンデンサ１６の充電モードの処理について図５（Ａ）のフローチャートを参照して説明する。
電池管理部２１は、主回路電圧Ｖdcが所定値Ｕ_V未満か否かを判別する（図５（Ａ）、Ｓ３１）。主回路電圧ＶdcがＵ_V未満のときには、次のステップＳ３２において、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝Ｉ_dschgを与え、二次電池１３を放電させて電気二重層コンデンサ１６を充電する。

このとき電池管理部２１から双方向昇降圧コンバータ１７に出力されるコンバータ動作指令Ｉ_battは、二次電池１３の放電電流がＩ_dschgとなるように双方向昇降圧コンバータ１７の動作を制御する指令である。従って、電気二重層コンデンサ１６は、二次電池１３の電圧Ｖ_battと放電電流Ｉ_dschgの積で決まる充電電力Ｐ_battで充電される。

以上の処理により、キーＳＷがオンされたことが検出されたとき、双方向昇降圧コンバータ１７により二次電池１３から電気二重層コンデンサ１６への充電が行われ、電気二重層コンデンサ１６の電圧が所定値Ｕ_V以上になるように充電される。
次に、通常モード時の動作を、図６のフローチャートを参照して説明する。

電池管理部２１は、主回路電圧Ｖdcが上限値Ｖ_maxより高いか否かを判別する（図６，Ｓ４１）。主回路電圧Ｖdcが上限値Ｖ_maxより高いときには（Ｓ４１，ＹＥＳ）、ステップＳ４２に進み、二次電池ＳＯＣが、上限値ＳＯＣ_max未満か否かを判別する。
二次電池ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_max未満のときには（Ｓ４２，ＹＥＳ）、ステップＳ４３に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝Ｉ_chgを与え、二次電池１３を充電電流Ｉ_chgで充電させる。これにより、そのときの二次電池１３の電圧Ｖ_battと、充電電流Ｉ_chgの積で決まる充電電力Ｐ_battが、主回路側の発電機１５から双方向昇降圧コンバータ１７を介して二次電池１３に供給される。

また、ステップＳ４２において、二次電池ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_max以上と判別されたときには（Ｓ４２，ＮＯ）、ステップＳ４４に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝０を与え、双方向昇降圧コンバータ１７の動作を停止させる。この場合、二次電池１３の充電は行われない。

上述した処理により、主回路電圧Ｖdcが上限値Ｖ_maxより高く、かつ二次電池ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_maxより低いときには、主回路側から供給される電力が双方向昇降圧コンバータ１７により二次電池１３に供給されて二次電池１３が充電される。そして、二次電池１３の電圧が上限値ＳＯＣ_maxに達すると、双方向昇降圧コンバータ１７の動作が停止する。

ステップＳ４１において、主回路電圧Ｖdcが上限値Ｖ_max以下と判別されたときには（Ｓ４１，ＮＯ）、ステップＳ４５に進み、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minより低いか否かを判別する。
主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minより低いときには（Ｓ４５，ＹＥＳ）、次のステップＳ４６に進み、二次電池ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minより大きいか否かを判別する。

二次電池ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minより大きいときには、ステップＳ４７に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝Ｉ_dschgを与え、二次電池１３を放電電流Ｉ_dschgで放電させる。これにより、そのときの二次電池１３の電圧Ｖ_battと、放電電流Ｉ_dschgの積で決まる電力Ｐ_battが、二次電池１３から双方向昇降圧コンバータ１７を介して主回路側へ供給される。

また、ステップＳ４６において、二次電池Ｓ０Ｃが下限値ＳＯＣ_min以下と判別されたときには（Ｓ４６，ＮＯ）、ステップＳ４８に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝０を与え、双方向昇降圧コンバータ１７の動作を停止させる。

上述した処理により、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_minより低く、かつ二次電池ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_minより大きいときには、二次電池１３に蓄積された電力を双方向昇降圧コンバータ１７を介して主回路側に供給し、主回路電圧Ｖdcを上げることができる。
ステップＳ４５において、主回路電圧Ｖdcが下限値Ｖ_min以上と判別されたときには（Ｓ４５，ＮＯ）、ステップＳ４９に進み、二次電池ＳＯＣが標準値ＳＯＣ_cent未満か否かを判別する。

ステップＳ４９において、二次電池ＳＯＣがＳＯＣ_cent未満と判別されたときには（Ｓ４９，ＹＥＳ）、ステップＳ５０に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝Ｉ_chgを与え、二次電池１３を充電電流Ｉ_chgで充電する。これにより、そのときの二次電池１３の電圧Ｖ_battと充電電流Ｉ_chgとの積で決まる電力Ｐ_battが、双方向昇降圧コンバータ１７により主回路側から二次電池１３へ供給される。

他方、ステップＳ４９において、二次電池ＳＯＣがＳＯＣ_cent以上と判別されたときには（Ｓ４９，ＮＯ）、ステップＳ５１に進み、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝０を与え、双方向昇降圧コンバータ１７の動作を停止させる。

上記の処理により、主回路電圧Ｖdcが標準範囲内にあるときには、主回路側の発電機１５の発電電力により二次電池１３が充電される。
次に、キーＳＷをオフにして運転状態から休止状態に切り換えたときの電力回収モードの処理を、図５（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。

電池管理部２１は、主回路電圧Ｖdcが電気二重層コンデンサ１６の保持電圧Ｖ_holdより高いか否かを判別する（図５，Ｓ６１）。
主回路電圧Ｖdcが保持電圧Ｖ_holdより高い時には（Ｓ６１，ＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、二次電池ＳＯＣが、二次電池ＳＯＣの上限値ＳＯＣ_max未満か否かを判別する。

二次電池ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_max未満のときには（Ｓ６２，ＹＥＳ）、双方向昇降圧コンバータ１７にコンバータ動作指令Ｉ_battとしてＩ_batt＝Ｉ_chgを与え、電気二重層コンデンサ１６に蓄積されている電力を二次電池１３に移動させる。これにより、そのときの二次電池１３の電圧Ｖ_battと充電電流Ｉ_chgとの積で決まる電力Ｐ_battで二次電池１３が充電される。

次に、ステップＳ６１に戻り、主回路電圧Ｖdcが保持電圧Ｖ_holdより高いか否かを再度判別する。上述したステップＳ６１〜６３の処理を、主回路電圧Ｖdcが保持電圧Ｖ_hold以下となるまで繰り返す。
上述した電力回収モードの処理により、キーＳＷがオフされ、ハイブリッド車両が運転状態から休止状態に切り換わると、電気二重層コンデンサ１６に蓄積された電力が、双方向昇降圧コンバータ１７により二次電池１３に移動される。これにより、ハイブリッド車両が休止状態のとき、電気二重層コンデンサ１６の電圧を保持電圧Ｖ_hold以下に保つことができるので、電気二重層コンデンサ１６の寿命を延長させることができる。

なお、保持電圧Ｖ_holdを主回路電圧Ｖdcの下限値Ｖ_minより小さいな電圧に設定しておき、ハイブリッド車両の始動時に、二次電池１３に蓄積されている電力を電気二重層コンデンサ１６に移動させるようにしても良い。このようにすることで、電気二重層コンデンサ１６の保持電圧Ｖ_holdを、始動時に必要な主回路の電圧より低く設定できるので、電気二重層コンデンサ１６の寿命を更に延ばすことができる。

上述した実施の形態によれば、主回路電圧Ｖdcが所定値を超えて過電圧となったときには、主回路側の発電機１５で発生する電気エネルギーで二次電池１３を充電することができる。これにより、主回路電圧Ｖdcと同電位となる電気二重層コンデンサ１６の電圧を制限して電気二重層コンデンサ１６の寿命を延ばすことができる。さらに、キーＳＷをオンからオフにして車両を休止状態にしたときに、電気二重層コンデンサ１６に蓄えられた電力を双方向昇降圧コンバータ１７により二次電池１３に移動させることにより、ハイブリッド車両が休止状態のときの電気二重層コンデンサ１６の電圧を低く抑えることができる。これにより、電気二重層コンデンサ１６の寿命をより延ばすことができる。

本発明は、電気二重層コンデンサ１６に限らず、高い出力エネルギーを得ることのできる容量素子であれば、どのような容量素子にも適用できる。
また、乗用車等の一般の車両に限らずフォークリフト等の車両にも適用できる。フォークリフトにおいては、発進、停止等の頻度が高いので、回生エネルギーを蓄電装置に蓄電してエネルギーをより有効に利用できる。

実施の形態の蓄電装置の構成を示す図である。充放電の説明図である。制御部の構成を示す図である。発電制御部の動作を示すフローチャートである。電池管理部の処理示すフローチャートである。電池管理部の通常モードの処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１１制御部
１２負荷
１３二次電池
１４エンジン
１５発電機
１６電気二重層コンデンサ
１７双方向昇降圧コンバータ
２１電池管理部
２２発電制御部
２３加算器

Claims

発電装置と走行用のモータとを有する車両の蓄電装置であって、
主回路に接続されるキャパシタと、
二次電池と、
前記キャパシタと前記二次電池の蓄積される電力を相互に移動させることのできる双方向昇降圧手段とを備えるハイブリッド車両の蓄電装置。
車両が休止状態か否かを検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段により休止状態であることが検出されたとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記キャパシタの保持電圧が所定値以下となるように該キャパシタに蓄積された電力を前記二次電池に移動させる制御手段とを備える請求項１記載のハイブリッド車両の蓄電装置。
前記制御手段は、前記状態検出手段により、車両が休止状態から始動状態に変化したことが検出されたとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記二次電池に蓄積されている電力の一部を前記キャパシタに移動させ該キャパシタの電圧を上昇させる請求項２記載のハイブリッド車両の蓄電装置。
主回路の電圧を検出する主回路電圧検出手段と、
前記主回路電圧検出手段により検出された主回路電圧が所定値以上のとき、前記双方向昇降圧手段を制御して前記キャパシタの電圧が所定値を下回るように前記キャパシタに蓄積された電力を前記二次電池に移動させる制御手段とを備える請求項１または２記載のハイブリッド車両の蓄電装置。
前記状態検出手段は、運転者により操作されるスイッチであり、
前記制御手段は、前記スイッチがオフ状態となったとき、車両が休止状態となったものと判断し、前記双方向昇降圧手段を制御して、前記キャパシタの保持電圧が所定値以下になるように該キャパシタに蓄積されている電力を前記二次電池に移動させる請求項２または３記載のハイブリッド車両の蓄電装置。