JP2008125163A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両外部の電源から蓄電装置を充電するとき、蓄電装置を速やかに昇温して蓄電装置を短時間で充電することができる電動車両を提供する。
【解決手段】充電ステーションから蓄電装置６−１，６−２の充電時、インバータＥＣＵ３２は、中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力を直流電力に変換して電源システム１へ出力するようにインバータ３０−１，３０−２を制御する。コンバータＥＣＵ２は、インバータ３０−１，３０−２から受ける充電電力を電圧変換して蓄電装置６−１，６−２へ出力し、かつ、低温時には蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受するようにコンバータ８−１，８−２を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は電動車両に関し、特に、複数の蓄電装置を備え、車両外部の電源から複数の蓄電装置を充電可能な電動車両に関する。

近年、環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）などの電動車両が注目されている。これらの車両は、動力源として電動機を搭載し、その電力源として二次電池やキャパシタなどの蓄電装置を搭載する。

一般に、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置は、温度が低下すると容量が低下し、その結果、充放電特性が低下する。そこで、蓄電装置の温度が低下している場合、蓄電装置の充放電特性を十分に確保するには、速やかに蓄電装置を昇温する必要がある。

特開２００４−１５８６６号公報（特許文献１）は、短時間で二次電池を昇温可能な充放電制御装置を開示する。この充放電制御装置では、二次電池の発熱量が最大となる充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）になるように蓄電装置の充放電が行なわれる。したがって、二次電池の温度を短時間で上昇させることができ、蓄電装置の放電可能出力および充電可能入力を短時間で向上させることができる（特許文献１参照）。
特開２００４−１５８６６号公報 特開２００３−２７４５６５号公報

電動車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源から充電するとき、電力が安価な深夜に充電が行われることが多い。しかしながら、深夜は気温も低く、蓄電装置の充電特性の低下により、夜間に蓄電装置を満充電状態まで充電できない可能性がある。

上記特開２００４−１５８６６号公報の充放電制御装置は、二次電池の温度を上昇させるために、二次電池の発熱量が最大となるＳＯＣになるように蓄電装置を充放電する。しかしながら、車両外部の電源から蓄電装置を充電するときは、蓄電装置を満充電状態まで充電するのであり、二次電池の発熱量が最大となる値にＳＯＣを制御することはできない。したがって、車両外部の電源から蓄電装置の充電時に特開２００４−１５８６６号公報に記載の手法を用いることはできない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両外部の電源から蓄電装置を充電するとき、蓄電装置を速やかに昇温して蓄電装置を短時間で充電することができる電動車両を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、充電可能な複数の蓄電装置と、電動機と、電力入力部と、電圧変換装置と、制御装置とを備える。電動機は、複数の蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する。電力入力部は、複数の蓄電装置を充電するための電力を車両外部の電源から受ける。電圧変換装置は、電力入力部および複数の蓄電装置に接続され、電力入力部から入力される電力を電圧変換して複数の蓄電装置へ出力するとともに、複数の蓄電装置間で電力を授受可能なように構成される。制御装置は、車両外部の電源から複数の蓄電装置の充電時、複数の蓄電装置間で電力を授受するように電圧変換装置を制御する。

好ましくは、制御装置は、電力入力部から入力される電力に基づいて、複数の蓄電装置間で授受する電力を決定する。

さらに好ましくは、制御装置は、複数の蓄電装置間で電力を授受する際に受電側となる蓄電装置の許容入力電力から、電力入力部から受電側の蓄電装置へ供給される電力を差引いた電力を複数の蓄電装置間で授受する電力とする。

好ましくは、制御装置は、複数の蓄電装置のいずれかの温度が規定温度以下のとき、複数の蓄電装置間で電力を授受するように電圧変換装置を制御する。

好ましくは、車両外部の電源は、商用交流電源である。電圧変換装置は、第１の変換部と、電力線と、複数の第２の変換部とを含む。第１の変換部は、商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する。電力線には、第１の変換部からの直流電力が出力される。複数の第２の変換部は、複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が電力線と対応の蓄電装置との間で電圧変換を行なう。

さらに好ましくは、複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含む。複数の第２の変換部は、第１および第２のコンバータを含む。制御装置は、電流制御部と、電圧制御部とを含む。電流制御部は、第１の蓄電装置の充放電電流が目標電流となるように第１のコンバータを制御する。電圧制御部は、電力線の電圧が目標電圧となるように第２のコンバータを制御する。

また、さらに好ましくは、複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含む。複数の第２の変換部は、第１および第２のコンバータを含む。制御装置は、第１および第２の電流制御部を含む。第１の電流制御部は、第１の蓄電装置の充放電電流が第１の目標電流となるように第１のコンバータを制御する。第２の電流制御部は、第２の蓄電装置の充放電電流が第２の目標電流となるように第２のコンバータを制御する。

また、さらに好ましくは、電動機は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の交流回転電機である。第１の変換部は、第１および第２の交流回転電機と、第１および第２のインバータと、インバータ制御部とから成る。第２の交流回転電機は、星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む。第１および第２のインバータは、第１および第２の交流回転電機にそれぞれ対応して設けられ、互いに並列して電力線に接続される。インバータ制御部は、第１および第２のインバータを制御する。電力入力部は、商用交流電源からの交流電力を第１の多相巻線の第１の中性点および第２の多相巻線の第２の中性点に与える。そして、インバータ制御部は、第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して電力線へ出力するように第１および第２のインバータを制御する。

この発明においては、電圧変換装置は、電力入力部から入力される電力を電圧変換して複数の蓄電装置へ出力する。また、電圧変換装置は、複数の蓄電装置間で電力を授受可能なように構成される。そして、制御装置は、車両外部の電源から複数の蓄電装置の充電時、複数の蓄電装置間で電力を授受するように電圧変換装置を制御するので、車両外部の電源から複数の蓄電装置への充電を行ないつつ、複数の蓄電装置間で電力が授受される。その結果、充電開始後、複数の蓄電装置が速やかに昇温される。

したがって、この発明によれば、充電開始後、蓄電装置の充電特性が速やかに上昇し、車両外部の電源から蓄電装置を短時間で充電することができる。

以下、本発明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返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明による電動車両への電力供給システムの全体図である。図１を参照して、電力供給システム２００は、電動車両１００と、充電ケーブル１１０と、充電ステーション１２０と、住宅１３０と、系統電源１４０とを備える。

電動車両１００は、充電可能な複数の蓄電装置を直流電源として搭載し、複数の蓄電装置からの電力を用いて電動機により車両の駆動力を発生する。また、電動車両１００は、充電ケーブル１１０を用いて充電ステーション１２０に電気的に接続可能である。そして、電動車両１００は、後述の方法により、充電ステーション１２０から充電ケーブル１１０を介して電力の供給を受け、複数の蓄電装置を充電することができる。

充電ケーブル１１０は、電動車両１００に搭載された複数の蓄電装置を充電ステーション１２０から充電するための電力線である。充電ステーション１２０は、系統電源１４０から供給される電力を住宅１３０から受け、充電ケーブル１１０によって接続された電動車両１００へ電力を供給する。住宅１３０は、系統電源１４０から受ける電力の一部を充電ステーション１２０へ供給する。

図２は、実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。図２を参照して、電動車両１００は、電源システム１と、駆動力発生部３と、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、ＡＣポート３８と、コネクタ４０とを備える。

駆動力発生部３は、インバータ３０−１，３０−２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力伝達機構３４と、駆動軸３６と、インバータＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２とを含む。

インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。そして、インバータ３０−１，３０−２は、電源システム１から供給される駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ３０−１，３０−２は、それぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム１へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれインバータ３０−１，３０−２から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部からの回転力を受けて交流電力を発生する。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータとＹ結線された３相コイルを有するステータとを備える三相交流回転電機から成る。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構３４と連結され、動力伝達機構３４にさらに連結される駆動軸３６を介して回転駆動力が車輪（図示せず）へ伝達される。

なお、駆動力発生部３がハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力伝達機構３４または駆動軸３６を介してエンジン（図示せず）にも連結される。そして、インバータＥＣＵ３２によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。このようなハイブリッド車両に適用される場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。

電力入力線ＡＣＬ１は、モータジェネレータＭＧ１の中性点Ｎ１をＡＣポート３８と電気的に接続する。電力入力線ＡＣＬ２は、モータジェネレータＭＧ２の中性点Ｎ２をＡＣポート３８と電気的に接続する。

ＡＣポート３８は、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とコネクタ４０との接続／切離しを行なうリレーと、コネクタ４０から入力される電力（交流電力）の電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサとを含む（いずれも図示せず）。そして、ＡＣポート３８は、検出した電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣをインバータＥＣＵ３２へ出力する。

コネクタ４０は、充電ステーション１２０（図１）から供給される交流電力を入力するための入力端子であり、コネクタ４０から入力される交流電力は、ＡＣポート３８および電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる。

インバータＥＣＵ３２は、図示されない各センサから送信された信号、走行状況およびアクセル開度などに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を算出する。そして、インバータＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ１の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値ＴＲ１および回転数目標値ＭＲＮ１となるように駆動信号ＰＷＩ１を生成してインバータ３０−１を制御する。また、インバータＥＣＵ３２は、モータジェネレータＭＧ２の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ２となるように駆動信号ＰＷＩ２を生成してインバータ３０−２を制御する。なお、インバータＥＣＵ３２は、算出したトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を電源システム１のコンバータＥＣＵ２（後述）へ出力する。

また、インバータＥＣＵ３２は、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２（後述）の充電時、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる交流電力を直流電力に変換して電源システム１へ出力するように、後述の方法によりインバータ３０−１，３０−２を制御する。なお、インバータＥＣＵ３２は、充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢを電源システム１のコンバータＥＣＵ２へ出力する。

一方、電源システム１は、蓄電装置６−１，６−２と、コンバータ８−１，８−２と、平滑コンデンサＣと、コンバータＥＣＵ２と、電池ＥＣＵ４と、電流センサ１０−１，１０−２と、電圧センサ１２−１，１２−２，１８と、温度センサ１４−１，１４−２とを含む。

蓄電装置６−１，６−２は、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池から成る。蓄電装置６−１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１を介してコンバータ８−１に接続される。蓄電装置６−２は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２を介してコンバータ８−２に接続される。なお、蓄電装置６−１，６−２の少なくとも一方を電気二重層キャパシタで構成してもよい。

コンバータ８−１は、蓄電装置６−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、コンバータＥＣＵ２からの駆動信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置６−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ８−２は、蓄電装置６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に設けられ、コンバータＥＣＵ２からの駆動信号ＰＷＣ２に基づいて、蓄電装置６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。電圧センサ１８は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２およびインバータＥＣＵ３２へ出力する。

電流センサ１０−１，１０−２は、蓄電装置６−１に対して入出力される電流値Ｉｂ１および蓄電装置６−２に対して入出力される電流値Ｉｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。なお、電流センサ１０−１，１０−２は、対応の蓄電装置から出力される電流（放電電流）を正値として検出し、対応の蓄電装置に入力される電流（充電電流）を負値として検出する。なお、図２では、電流センサ１０−１，１０−２がそれぞれ正極線ＰＬ１，ＰＬ２の電流値を検出する場合が示されているが、電流センサ１０−１，１０−２は、それぞれ負極線ＮＬ１，ＮＬ２の電流を検出してもよい。

電圧センサ１２−１，１２−２は、蓄電装置６−１の電圧値Ｖｂ１および蓄電装置６−２の電圧値Ｖｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。温度センサ１４−１，１４−２は、蓄電装置６−１内部の温度Ｔｂ１および蓄電装置６−２内部の温度Ｔｂ２をそれぞれ検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４へ出力する。

電池ＥＣＵ４は、電流センサ１０−１からの電流値Ｉｂ１、電圧センサ１２−１からの電圧値Ｖｂ１および温度センサ１４−１からの温度Ｔｂ１に基づいて、蓄電装置６−１のＳＯＣを示す状態量ＳＯＣ１を算出し、その算出した状態量ＳＯＣ１を温度Ｔｂ１とともにコンバータＥＣＵ２へ出力する。

また、電池ＥＣＵ４は、電流センサ１０−２からの電流値Ｉｂ２、電圧センサ１２−２からの電圧値Ｖｂ２および温度センサ１４−２からの温度Ｔｂ２に基づいて、蓄電装置６−２のＳＯＣを示す状態量ＳＯＣ２を算出し、その算出した状態量ＳＯＣ２を温度Ｔｂ２とともにコンバータＥＣＵ２へ出力する。なお、状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。

コンバータＥＣＵ２は、電流センサ１０−１，１０−２および電圧センサ１２−１，１２−２，１８からの各検出値、電池ＥＣＵ４からの温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２、ならびにインバータＥＣＵ３２からのトルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２、回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２および充電電力指令値ＰＢに基づいて、コンバータ８−１，８−２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成する。そして、コンバータＥＣＵ２は、その生成した駆動信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ８−１，８−２へ出力し、コンバータ８−１，８−２を制御する。なお、コンバータＥＣＵ２の構成については、後ほど詳しく説明する。

図３は、図２に示したコンバータ８−１，８−２の概略構成図である。なお、コンバータ８−２の構成は、コンバータ８−１と同様であるので、以下ではコンバータ８−１の構成について説明する。図３を参照して、コンバータ８−１は、チョッパ回路４４−１と、正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路４４−１は、トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正母線ＬＮ１Ａは、一方端がトランジスタＱ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。また、負母線ＬＮ１Ｃは、一方端が負極線ＮＬ１に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。インダクタＬ１は、トランジスタＱ１ＡとトランジスタＱ１Ｂとの接続点に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が正極線ＰＬ１に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負母線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

そして、チョッパ回路４４−１は、コンバータＥＣＵ２（図示せず）からの駆動信号ＰＷＣ１に応じて、蓄電装置６−１の放電時には、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１から受ける直流電力（駆動電力）を昇圧し、蓄電装置６−１の充電時には、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬから受ける直流電力（回生電力）を降圧する。

図４は、図２に示したインバータ３０−１，３０−２の概略構成図である。図４を参照して、インバータ３０−１は、Ｕ相アームＵ１、Ｖ相アームＶ１およびＷ相アームＷ１を含む。Ｕ相アームＵ１、Ｖ相アームＶ１およびＷ相アームＷ１は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アームＵ１は、直列に接続されたトランジスタＱ１１，Ｑ１２からなり、Ｖ相アームＶ１は、直列に接続されたトランジスタＱ１３，Ｑ１４からなり、Ｗ相アームＷ１は、直列に接続されたトランジスタＱ１５，Ｑ１６から成る。トランジスタＱ１１〜Ｑ１６には、それぞれダイオードＤ１１〜Ｄ１６が逆並列に接続される。そして、Ｕ相アームＵ１、Ｖ相アームＶ１およびＷ相アームＷ１における上下アームの接続ノードに、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル４１のＵ，Ｖ，Ｗ各相コイルがそれぞれ接続される。

インバータ３０−２は、Ｕ相アームＵ２、Ｖ相アームＶ２およびＷ相アームＷ２を含む。インバータ３０−２の構成はインバータ３０−１と同様であるので、インバータ３０−２の構成の詳細な説明は省略する。

そして、上述のように、モータジェネレータＭＧ１の３相コイル４１の中性点Ｎ１に電力入力線ＡＣＬ１が接続され、モータジェネレータＭＧ２の３相コイル４２の中性点Ｎ２に電力入力線ＡＣＬ２が接続される。

図５は、図２に示したインバータＥＣＵ３２の機能ブロック図である。図５を参照して、インバータＥＣＵ３２は、第１のインバータ制御部４６と、第２のインバータ制御部４８と、充電制御部５０とを含む。第１のインバータ制御部４６は、モータジェネレータＭＧ１のトルク目標値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転位置θ１ならびに電圧センサ１８からの電圧値Ｖｈに基づいて、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための信号ＰＷＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１をインバータ３０−１へ出力する。なお、モータ電流ＭＣＲＴ１およびロータ回転位置θ１の各々については、図示されないセンサによって検出される。

第２のインバータ制御部４８は、モータジェネレータＭＧ２のトルク目標値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転位置θ２ならびに電圧値Ｖｈに基づいて、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための信号ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ２をインバータ３０−２へ出力する。なお、モータ電流ＭＣＲＴ２およびロータ回転位置θ２の各々については、図示されないセンサによって検出される。

ここで、第１および第２のインバータ制御部４６，４８は、充電ステーション１２０（図１）から蓄電装置６−１，６−２（図２）の充電が行なわれるとき、充電制御部５０からの零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２に基づいて信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ３０−１，３０−２へ出力する。

充電制御部５０は、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電が指示されていることを示す外部充電フラグＣＨＲＧがオンしているとき、ＡＣポート３８からの電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、３相コイル４１，４２およびインバータ３０−１，３０−２を単相ＰＷＭコンバータとして動作させるための零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２を生成し、その生成した零相電圧指令ＡＣ１，ＡＣ２をそれぞれ第１および第２のインバータ制御部４６，４８へ出力する。また、充電制御部５０は、充電ステーションからの充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢ（負値）をコンバータＥＣＵ２へ出力する。

図６は、図４に示したインバータ３０−１，３０−２およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の零相等価回路を示す。三相ブリッジ回路から成る各インバータ３０−１，３０−２においては、６個のトランジスタのオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧が零となり、そのような電圧状態は零電圧ベクトルと称される。零電圧ベクトルについては、上アームの３つのトランジスタは互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのトランジスタも互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。したがって、この図６では、インバータ３０−１の上アームの３つのトランジスタは上アーム３０−１Ａとしてまとめて示され、インバータ３０−１の下アームの３つのトランジスタは下アーム３０−１Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ３０−２の上アームの３つのトランジスタは上アーム３０−２Ａとしてまとめて示され、インバータ３０−２の下アームの３つのトランジスタは下アーム３０−２Ｂとしてまとめて示されている。

図６に示されるように、この零相等価回路は、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ３０−１，３０−２の各々において零電圧ベクトルを変化させ、インバータ３０−１，３０−２を単相ＰＷＭコンバータのアームとして動作するようにスイッチング制御することによって、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される交流電力を直流電力に変換して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ出力することができる。

図７は、図２に示したコンバータＥＣＵ２の機能ブロック図である。図７を参照して、コンバータＥＣＵ２は、目標値設定部５２と、電流制御部５４−１と、電圧制御部５４−２とを含む。

電流制御部５４−１は、目標値設定部５２からの目標電流ＩＲ１に基づいてコンバータ８−１を電流制御する。電流制御部５４−１は、減算部５６−１，６０−１と、ＰＩ制御部５８−１と、変調部６２−１とを含む。減算部５６−１は、目標電流ＩＲ１から電流値Ｉｂ１を減算し、その演算結果をＰＩ制御部５８−１へ出力する。ＰＩ制御部５８−１は、減算部５６−１の出力に基づいて比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部６０−１へ出力する。減算部６０−１は、電圧値Ｖｂ１／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ８−１の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部５８−１の出力を減算し、その演算結果を変調部６２−１へ出力する。なお、この減算部６０−１における入力項（電圧値Ｖｂ１／目標電圧ＶＲ）は、コンバータ８−１の理論昇圧比に基づく電圧ＦＦ（フィードフォワード）補償項である。

変調部６２−１は、減算部６０−１からの出力と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＣ１としてコンバータ８−１のトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂへ出力する。

電圧制御部５４−２は、目標値設定部５２からの目標電圧ＶＲに基づいてコンバータ８−２を電圧ＦＢ（フィードバック）制御する。電圧制御部５４−２は、減算部５６−２，６０−２と、ＰＩ制御部５８−２と、変調部６２−２とを含む。減算部５６−２は、目標電圧ＶＲから電圧値Ｖｈを減算し、その演算結果をＰＩ制御部５８−２へ出力する。ＰＩ制御部５８−２は、減算部５６−２の出力に基づいて比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部６０−２へ出力する。減算部６０−２は、電圧値Ｖｂ２／目標電圧ＶＲで示されるコンバータ８−２の理論昇圧比の逆数からＰＩ制御部５８−２の出力を減算し、その演算結果を変調部６２−２へ出力する。なお、この減算部６０−２における入力項（電圧値Ｖｂ２／目標電圧ＶＲ）は、コンバータ８−２の理論昇圧比に基づく電圧ＦＦ補償項である。

変調部６２−２は、減算部６０−２からの出力と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいてＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を駆動信号ＰＷＣ２としてコンバータ８−２のトランジスタＱ２Ａ，Ｑ２Ｂへ出力する。

目標値設定部５２は、外部充電フラグＣＨＲＧがオフしているとき、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、電流値Ｉｂ１の目標電流ＩＲ１および電圧値Ｖｈの目標電圧ＶＲを生成し、その生成した目標電流ＩＲ１および目標電圧ＶＲをそれぞれ電流制御部５４−１および電圧制御部５４−２へ出力する。

また、目標値設定部５２は、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしているとき、すなわち、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電が行なわれるときは、充電ステーション１２０からの充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢに基づいて目標電流ＩＲ１および目標電圧ＶＲを生成し、その生成した目標電流ＩＲ１および目標電圧ＶＲをそれぞれ電流制御部５４−１および電圧制御部５４−２へ出力する。

ここで、目標値設定部５２は、蓄電装置６−１，６−２の温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて、蓄電装置６−１，６−２を昇温する昇温制御を実行するか否かを判定する。そして、昇温制御の実行時、目標値設定部５２は、充電電力指令値ＰＢ、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電を実行しつつ蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受するための目標電流ＩＲ１および目標電圧ＶＲを生成し、その生成した目標電流ＩＲ１および目標電圧ＶＲをそれぞれ電流制御部５４−１および電圧制御部５４−２へ出力する。

図８は、図７に示した目標値設定部５２の機能ブロック図である。図８を参照して、目標値設定部５２は、電力指令生成部６４と、昇温用電力指令生成部６６と、加算部６８と、除算部７０と、電圧指令生成部７２とを含む。

電力指令生成部６４は、外部充電フラグＣＨＲＧがオフのとき、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて車両要求パワーを算出し、その算出した車両要求パワーに基づいて、蓄電装置６−１が分担する電力の目標値を示す電力指令値ＰＢ１を算出する。

また、電力指令生成部６４は、外部充電フラグＣＨＲＧがオンのとき、充電電力指令値ＰＢに基づいて、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１への充電電力の目標値を示す電力指令値ＰＢ１を算出する。

昇温用電力指令生成部６６は、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしており、かつ、蓄電装置６−１，６−２の温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の一方または双方が規定値よりも低いとき、蓄電装置の昇温を目的として、コンバータ８−１，８−２ならびに主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受するための昇温用電力指令値Ｐを生成する。ここで、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２の充電を行ないつつ蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受する必要があるところ、昇温用電力指令生成部６６は、蓄電装置６−１，６−２間での電力授受の際に受電側となる蓄電装置の入力電力がその蓄電装置の許容入力電力となるように、充電電力指令値に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。

加算部６８は、電力指令生成部６４からの電力指令値ＰＢ１に昇温用電力指令生成部６６からの昇温用電力指令値Ｐを加算し、その演算結果をコンバータ８−１（電流制御系）に対する電力指令値ＰＲ１として出力する。そして、除算部７０は、加算部６８からの電力指令値ＰＲ１を電圧値Ｖｂ１で除算し、その演算結果を電流制御部５４−１の目標電流ＩＲ１として出力する。

一方、昇温用電力指令生成部６６は、外部充電フラグＣＨＲＧがオフのときは、昇温用電力指令値Ｐを０とする。なお、外部充電フラグＣＨＲＧがオフのときにも昇温用電力指令値Ｐを生成することにより、充電ステーション１２０からの充電が行なわれていないときにも蓄電装置の昇温制御を実行することができる。

電圧指令生成部７２は、外部充電フラグＣＨＲＧがオフのとき、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、電圧値Ｖｈの目標値を示す目標電圧ＶＲを生成する。また、電圧指令生成部７２は、外部充電フラグＣＨＲＧがオンのときは、予め設定された規定値を目標電圧ＶＲとして出力する。

図９，１０は、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２の充電時に蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するときのコンバータ８−１に対する電力指令値を示した図である。図９は、コンバータ８−１（電流制御）に対応の蓄電装置６−１が受電側となるときの電力指令値を示し、図１０は、蓄電装置６−１が授電側となるときの電力指令値を示す。

図９を参照して、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１への充電電力の目標値を示す電力指令値ＰＢ１は、入力される交流電力に応じて変動する。そして、昇温用電力指令生成部６６（図８）は、この充電電力指令値に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。具体的には、昇温用電力指令生成部６６は、受電側の蓄電装置６−１の許容入力電力Ｐ１ｍａｘから電力指令値ＰＢ１を差引いた値を昇温用電力指令値Ｐとして生成する。

そうすると、コンバータ８−１に対する電力指令値ＰＲ１は、電力指令値ＰＢ１に昇温用電力指令値Ｐを加算したものであるから、蓄電装置６−１の許容入力電力Ｐ１ｍａｘとなる。言い換えると、昇温用電力指令生成部６６は、受電側の蓄電装置６−１が入力可能な範囲で蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ最大の電力が授受されるように、充電電力指令値（ＰＢ１）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。これにより、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。

なお、許容入力電力Ｐ１ｍａｘについては、たとえば、蓄電装置６−１のＳＯＣおよび温度ごとに規定値が設定されたテーブルを用いて、状態量ＳＯＣ１および温度Ｔｂ１に基づいて許容入力電力Ｐ１ｍａｘを決定することができる。あるいは、蓄電装置６−１の電圧値Ｖｂ１が上限値となるような蓄電装置６−１の入力電力を算出し、その算出された入力電力を許容入力電力Ｐ１ｍａｘとしてもよい。

一方、図１０を参照して、蓄電装置６−１が授電側のときは、昇温用電力指令生成部６６は、受電側の蓄電装置６−２の許容入力電力Ｐ２ｍａｘから蓄電装置６−２への充電電力（ＰＢ−ＰＢ１）を差引いた値について符号を反転した値を昇温用電力指令値Ｐとして生成する。

そうすると、受電側の蓄電装置６−２には、蓄電装置６−２への充電電力（ＰＢ−ＰＢ１）に値（−Ｐ）で示される電力を加算した電力、すなわち許容入力電力Ｐ２ｍａｘに相当する電力が供給される。

なお、コンバータ８−１に対する電力指令値ＰＲ１は、電力指令値ＰＢ１に昇温用電力指令値Ｐを加算したものであるから、許容入力電力Ｐ２ｍａｘの符号を反転した値から充電電力指令値ＰＢを差引いた値となる。

すなわち、昇温用電力指令生成部６６は、受電側の蓄電装置６−２が入力可能な範囲で蓄電装置６−１から蓄電装置６−２へ最大の電力が授受されるように、充電電力指令値（ＰＢ，ＰＢ１）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。これにより、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。

なお、許容入力電力Ｐ２ｍａｘについても、許容入力電力Ｐ１ｍａｘと同様に、蓄電装置６−２のＳＯＣおよび温度ごとに規定値が設定されたテーブルを用いて決定してもよいし、蓄電装置６−２の電圧値Ｖｂ２が上限値となるような蓄電装置６−２の入力電力を算出して許容入力電力Ｐ２ｍａｘとしてもよい。

図１１は、図２に示したコンバータＥＣＵ２の制御構造を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図１１を参照して、コンバータＥＣＵ２は、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしているか否かをチェックする（ステップＳ１０）。外部充電フラグＣＨＲＧがオンのとき（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ２は、充電ステーション１２０からの充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢに基づいて、蓄電装置６−１への充電電力指令値（ＰＢ１）を算出する（ステップＳ２０）。

次いで、コンバータＥＣＵ２は、蓄電装置の温度Ｔｂ１またはＴｂ２が予め設定されたしきい温度Ｔｔｈ（たとえば−１０℃）よりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。コンバータＥＣＵ２は、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２がいずれもしきい温度Ｔｔｈ以上であると判定すると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ７０へ処理を移行する。

ステップＳ３０において温度Ｔｂ１またはＴｂ２がしきい温度Ｔｔｈよりも低いと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ２は、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するため、充電電力指令値（ＰＢ，ＰＢ１）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する（ステップＳ４０）。具体的には、コンバータＥＣＵ２は、たとえば状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の少ない方の蓄電装置を昇温制御における受電側に決定し、次式に基づいて昇温用電力指令値Ｐを算出する。

Ｐ＝Ｐ１ｍａｘ−ＰＢ１ ：蓄電装置６−１が受電側のとき
Ｐ＝−（Ｐ２ｍａｘ−（ＰＢ−ＰＢ１））：蓄電装置６−２が受電側のとき
そして、コンバータＥＣＵ２は、蓄電装置６−１への充電電力指令値（ＰＢ１）に昇温用電力指令値Ｐを加算して、コンバータ８−１（電流制御系）に対する電力指令値ＰＲ１を算出する（ステップＳ５０）。

電力指令値ＰＲ１が算出されると、コンバータＥＣＵ２は、電力指令値ＰＲ１を蓄電装置６−１の電圧値Ｖｂ１で除算して目標電流ＩＲ１を算出する（ステップＳ７０）。さらに、コンバータＥＣＵ２は、目標電圧ＶＲを算出する（ステップＳ８０）。そして、コンバータＥＣＵ２は、目標電流ＩＲ１に基づいてコンバータ８−１を電流制御し、目標電圧ＶＲに基づいてコンバータ８−２を電圧制御する（ステップＳ９０）。

一方、ステップＳ１０において外部充電フラグＣＨＲＧがオフのときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、コンバータＥＣＵ２は、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、コンバータ８−１（電流制御系）に対する電力指令値ＰＲ１を算出する（ステップＳ６０）。そして、コンバータＥＣＵ２は、ステップＳ７０へ処理を移行する。

以上のように、この実施の形態１においては、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２の充電時、蓄電装置６−１，６−２の温度が低い場合には、蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受することにより蓄電装置６−１，６−２を昇温する昇温制御を実行する。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置６−１，６−２の充電開始後、蓄電装置６−１，６−２の充電特性が速やかに上昇し、蓄電装置６−１，６−２を短時間で充電することができる。

また、この実施の形態１においては、コンバータＥＣＵ２は、充電ステーション１２０からの充電電力に基づいて、昇温制御において受電側の蓄電装置の入力電力が最大の許容入力電力となるように、蓄電装置６−１，６−２間で授受する電力を決定する。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置６−１，６−２を最短時間で昇温することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２では、コンバータ８−１，８−２の双方とも電流制御される構成が示される。この実施の形態２による電動車両の全体構成は、図２に示した電動車両１００と同じである。

図１２は、実施の形態２におけるコンバータＥＣＵ２Ａの機能ブロック図である。図１２を参照して、コンバータＥＣＵ２Ａは、目標値設定部５２Ａと、電流制御部５４−１，５４−２Ａとを含む。

電流制御部５４−２Ａは、目標値設定部５２Ａからの目標電流ＩＲ２に基づいてコンバータ８−２を電流制御する。電流制御部５４−２Ａは、減算部７４，６０−２と、ＰＩ制御部７６と、変調部６２−２とを含む。減算部７４は、目標電流ＩＲ２から電流値Ｉｂ２を減算し、その演算結果をＰＩ制御部７６へ出力する。ＰＩ制御部７６は、減算部７４の出力に基づいて比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部６０−２へ出力する。なお、減算部６０−２および変調部６２−２については、図７で説明したとおりである。

目標値設定部５２Ａは、外部充電フラグＣＨＲＧがオフしているとき、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、電流値Ｉｂ１，Ｉｂ２の目標電流ＩＲ１，ＩＲ２をそれぞれ生成し、その生成した目標電流ＩＲ１，ＩＲ２をそれぞれ電流制御部５４−１，５４−２Ａへ出力する。

また、目標値設定部５２Ａは、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしているとき、すなわち、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電が行なわれるときは、充電電力指令値ＰＢに基づいて目標電流ＩＲ１，ＩＲ２を生成し、その生成した目標電流ＩＲ１，ＩＲ２をそれぞれ電流制御部５４−１，５４−２Ａへ出力する。

ここで、目標値設定部５２Ａは、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に基づいて蓄電装置の昇温制御を実行するか否かを判定する。そして、昇温制御の実行時、目標値設定部５２Ａは、充電電力指令値ＰＢ、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２および状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２に基づいて、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電を実行しつつ蓄電装置６−１，６−２間で電力を授受するための目標電流ＩＲ１，ＩＲ２を生成し、その生成した目標電流ＩＲ１，ＩＲ２をそれぞれ電流制御部５４−１，５４−２Ａへ出力する。

図１３は、図１２に示した目標値設定部５２Ａの機能ブロック図である。図１３を参照して、目標値設定部５２Ａは、電圧指令生成部７２と、減算部７８と、ＰＩ制御部８０と、加算部８２，８６，９０と、分配部８４と、昇温用電力指令生成部６６Ａと、除算部８８，９２とを含む。

電圧指令生成部７２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧値Ｖｈの目標値を示す目標電圧ＶＲを生成する。なお、電圧指令生成部７２については、図８で説明したとおりである。

減算部７８は、目標電圧ＶＲから電圧値Ｖｈを減算し、その演算結果をＰＩ制御部８０へ出力する。ＰＩ制御部８０は、減算部７８の出力に基づいて比例積分演算を行ない、その演算結果を加算部８２へ出力する。加算部８０は、充電ステーションからの充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢにＰＩ制御部８０の出力を加算し、その演算結果を分配部８４へ出力する。

分配部８４は、所定の分配比α（０≦α≦１）に従って、コンバータ８−１に対する電力指令値ＰＢ１およびコンバータ８−２に対する電力指令値ＰＢ２に加算部８２からの出力を分配し、その電力指令値ＰＢ１，ＰＢ２をそれぞれ加算部８６，９０へ出力する。なお、分配比αは、たとえば、車両の走行時は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の要求パワーに基づいて決定することができ、充電ステーション１２０からの充電時は、蓄電装置６−１，６−２のＳＯＣに基づいて決定することができる。

昇温用電力指令生成部６６Ａは、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしており、かつ、蓄電装置６−１，６−２の温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の一方または双方が規定値よりも低いとき、昇温用電力指令値Ｐを生成する。ここで、昇温用電力指令生成部６６Ａは、蓄電装置６−１，６−２間での電力授受の際に受電側となる蓄電装置の入力電力がその蓄電装置の許容入力電力となるように、充電電力指令値（ＰＢ１，ＰＢ２）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。そして、昇温用電力指令生成部６６Ａは、その生成した昇温用電力指令値Ｐを加算部８６へ出力するとともに、昇温用電力指令値Ｐの符号を反転した指令値（−Ｐ）を加算部９０へ出力する。

加算部８６は、分配部８４からの電力指令値ＰＢ１に昇温用電力指令生成部６６Ａからの昇温用電力指令値Ｐを加算し、その演算結果をコンバータ８−１に対する電力指令値ＰＲ１として出力する。また、加算部９０は、分配部８４からの電力指令値ＰＢ２に昇温用電力指令生成部６６Ａからの指令値（−Ｐ）を加算し、その演算結果をコンバータ８−２に対する電力指令値ＰＲ２として出力する。

そして、除算部８８は、加算部８６からの電力指令値ＰＲ１を電圧値Ｖｂ１で除算し、その演算結果を電流制御部５４−１の目標電流ＩＲ１として出力する。また、除算部９２は、加算部９０からの電力指令値ＰＲ２を電圧値Ｖｂ２で除算し、その演算結果を電流制御部５４−２Ａの目標電流ＩＲ２として出力する。

図１４は、実施の形態２において、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２の充電時に蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するときのコンバータに対する電力指令値を示した図である。なお、以下では、昇温制御について蓄電装置６−１が受電側となる場合について説明するが、蓄電装置６−２が受電側となる場合についても同様に説明できる。

図１４を参照して、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２への充電電力の目標値を示す電力指令値ＰＢ１，ＰＢ２は、入力される交流電力に応じて変動する。そして、昇温用電力指令生成部６６Ａ（図１３）は、受電側の蓄電装置６−１に対応する充電電力指令値（ＰＢ１）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する。具体的には、昇温用電力指令生成部６６Ａは、受電側の蓄電装置６−１の許容入力電力Ｐ１ｍａｘから電力指令値ＰＢ１を差引いた値を昇温用電力指令値Ｐとして生成する。

そうすると、コンバータ８−１に対する電力指令値ＰＲ１は、電力指令値ＰＢ１に昇温用電力指令値Ｐを加算したものであるから、蓄電装置６−１の許容入力電力Ｐ１ｍａｘとなる。一方、コンバータ８−２に対する電力指令値ＰＲ２は、電力指令値ＰＢ２（＝ＰＢ−ＰＢ１）に指令値（−Ｐ）を加算したものであるから、−Ｐ１ｍａｘ＋ＰＢとなる。

このように、昇温用電力指令生成部６６Ａは、受電側の蓄電装置６−１が入力可能な範囲で蓄電装置６−２から蓄電装置６−１へ最大の電力が授受されるように、充電電力指令値（ＰＢ１）に基づいて昇温用電力指令値Ｐ，−Ｐを生成する。これにより、蓄電装置６−１，６−２を速やかに昇温することができる。

なお、昇温制御において蓄電装置６−１，６−２のいずれを受電側とするかは、状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の少ない方の蓄電装置を受電側とすればよい。

図１５は、実施の形態２におけるコンバータＥＣＵ２Ａの制御構造を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件の成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図１５を参照して、コンバータＥＣＵ２Ａは、外部充電フラグＣＨＲＧがオンしているか否かをチェックする（ステップＳ１１０）。外部充電フラグＣＨＲＧがオンのとき（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ２Ａは、目標電圧ＶＲ（電圧ＦＦ項用）を算出する（ステップＳ１２０）。さらに、コンバータＥＣＵ２Ａは、充電ステーション１２０からの充電電力の目標値を示す充電電力指令値ＰＢおよぶ分配比αに基づいて、蓄電装置６−１，６−２への充電電力指令値（ＰＢ１，ＰＢ２）を算出する（ステップＳ１３０）。

次いで、コンバータＥＣＵ２Ａは、蓄電装置の温度Ｔｂ１またはＴｂ２が予め設定されたしきい温度Ｔｔｈよりも低いか否かを判定する（ステップＳ１４０）。コンバータＥＣＵ２Ａは、温度Ｔｂ１，Ｔｂ２がいずれもしきい温度Ｔｔｈ以上であると判定すると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１９０へ処理を移行する。

ステップＳ１４０において温度Ｔｂ１またはＴｂ２がしきい温度Ｔｔｈよりも低いと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ２Ａは、蓄電装置６−１，６−２の昇温制御を実行するため、充電電力指令値（ＰＢ１，ＰＢ２）に基づいて昇温用電力指令値Ｐを生成する（ステップＳ１５０）。具体的には、コンバータＥＣＵ２Ａは、たとえば状態量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２の少ない方の蓄電装置を昇温制御における受電側に決定し、次式に基づいて昇温用電力指令値Ｐを算出する。

Ｐ＝Ｐ１ｍａｘ−ＰＢ１ ：蓄電装置６−１が受電側のとき
Ｐ＝−（Ｐ２ｍａｘ−ＰＢ２）：蓄電装置６−２が受電側のとき
そして、コンバータＥＣＵ２Ａは、蓄電装置６−１への充電電力指令値（ＰＢ１）に昇温用電力指令値Ｐを加算して、コンバータ８−１に対する電力指令値ＰＲ１を算出する（ステップＳ１６０）。また、コンバータＥＣＵ２Ａは、蓄電装置６−２への充電電力指令値（ＰＢ２）に昇温用電力指令値Ｐの符号を反転した指令値（−Ｐ）を加算して、コンバータ８−２に対する電力指令値ＰＲ２を算出する（ステップＳ１７０）。

電力指令値ＰＲ１，ＰＲ２が算出されると、コンバータＥＣＵ２Ａは、電力指令値ＰＲ１を蓄電装置６−１の電圧値Ｖｂ１で除算して目標電流ＩＲ１を算出し、電力指令値ＰＲ２を蓄電装置６−２の電圧値Ｖｂ２で除算して目標電流ＩＲ２を算出する（ステップＳ１９０）。そして、コンバータＥＣＵ２Ａは、目標電流ＩＲ１，ＩＲ２に基づいてそれぞれコンバータ８−１，８−２を電流制御する（ステップＳ２００）。

一方、ステップＳ１１０において外部充電フラグＣＨＲＧがオフのときは（ステップＳ１１０においてＮＯ）、コンバータＥＣＵ２Ａは、トルク目標値ＴＲ１，ＴＲ２および回転数目標値ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいて、目標電圧ＶＲ（電圧ＦＦ項用）および各コンバータ８−１，８−２に対する電力指令値ＲＲ１，ＰＲ２を算出する（ステップＳ１８０）。そして、ステップＳ１９０へ処理を移行する。

以上のように、コンバータ８−１，８−２の双方とも電流制御される実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

［実施の形態３］
図１６は、実施の形態３による電動車両の全体ブロック図である。図１６を参照して、この電動車両１００Ａは、図２に示した実施の形態１による電動車両１００の構成において、電源システム１に代えて電源システム１Ａを備える。電源システム１Ａは、電源システム１の構成において、コンバータ８−２、電流センサ１０−２および電圧センサ１２−２を含まず、コンバータＥＣＵ２に代えてコンバータＥＣＵ２Ｂを含む。すなわち、蓄電装置６−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに直接接続される。なお、電動車両１００Ａのその他の構成は、電動車両１００と同じである。

図１７は、図１６に示したコンバータＥＣＵ２Ｂの機能ブロック図である。図１７を参照して、コンバータＥＣＵ２Ｂの構成は、電圧制御部５４−２を備えていない点を除いて、図７に示したコンバータＥＣＵ２と同じである。

この実施の形態３においても、実施の形態１と同様にコンバータ８−１が制御され（電流制御）、充電ステーション１２０から蓄電装置６−１，６−２の充電時、蓄電装置の温度が低い場合には、蓄電装置間で電力を授受することにより蓄電装置を昇温する昇温制御を実行する。したがって、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、この実施の形態３によれば、実施の形態１に比べてコンバータが少ない分、電動車両を低コスト化できる。

なお、上記の各実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の中性点Ｎ１，Ｎ２に充電ステーションからの交流電力を与え、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびインバータ３０−１，３０−２を用いて直流電力に変換して電源システム１へ出力するものとしたが、充電ステーションからの交流電力を入力するための充電専用コンバータを別途設けてもよい。

図１８は、充電専用コンバータが設けられた電動車両の全体ブロック図である。図１８を参照して、この電動車両１００Ｂは、図２に示した実施の形態１による電動車両１００の構成において、中性点Ｎ１，Ｎ２にそれぞれ接続される電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を備えず、充電専用コンバータ３１をさらに備える。

充電専用コンバータ３１は、ＡＣポート３８と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に配設される。充電専用コンバータ３１は、コネクタ４０から入力される交流電力を直流電力に変換して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬへ出力する。

なお、特に図示しないが、実施の形態２による電動車両や、図１７に示した実施の形態３による電動車両１００Ａの構成において、中性点Ｎ１，Ｎ２にそれぞれ接続される電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を備えずに充電専用コンバータ３１を備えてもよい。

なお、上記の各実施の形態においては、電源システム１，１Ａは、２つの蓄電装置６−１，６−２を含むものとしたが、さらに多くの蓄電装置を備えてもよい。その場合、少なくとも一方がコンバータを有する２つの蓄電装置を選択して、上述した手法により外部充電時の昇温制御を実現することができる。

また、上記においては、コンバータＥＣＵ２（２Ａ，２Ｂ）およびインバータＥＣＵ３２は、別々のＥＣＵで構成するものとしたが、コンバータＥＣＵ２（２Ａ，２Ｂ）およびインバータＥＣＵ３２を１つのＥＣＵで構成してもよい。

なお、上記において、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応し、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２、ＡＣポート３８およびコネクタ４０は、この発明における「電力入力部」を形成する。また、インバータ３０−１，３０−２およびコンバータ８−１，８−２は、この発明における「電圧変換装置」を形成し、コンバータＥＣＵ２，２Ａ，２Ｂは、この発明における「制御装置」に対応する。

さらに、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬは、この発明における「電力線」に対応し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれこの発明における「第１の交流回転電機」および「第２の交流回転電機」に対応する。また、さらに、インバータＥＣＵ３２は、この発明における「インバータ制御部」に対応する。

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。

この発明による電動車両への電力供給システムの全体図である。 実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。 図２に示すコンバータの概略構成図である。 図２に示すインバータの概略構成図である。 図２に示すインバータＥＣＵの機能ブロック図である。 図４に示すインバータおよびモータジェネレータの零相等価回路を示す。 図２に示すコンバータＥＣＵの機能ブロック図である。 図７に示す目標値設定部の機能ブロック図である。 充電ステーションから蓄電装置の充電時に蓄電装置の昇温制御を実行するときのコンバータに対する電力指令値を示した第１の図である。 充電ステーションから蓄電装置の充電時に蓄電装置の昇温制御を実行するときのコンバータに対する電力指令値を示した第２の図である。 図２に示すコンバータＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるコンバータＥＣＵの機能ブロック図である。 図１２に示す目標値設定部の機能ブロック図である。 実施の形態２において、充電ステーションから蓄電装置の充電時に蓄電装置の昇温制御を実行するときのコンバータに対する電力指令値を示した図である。 実施の形態２におけるコンバータＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 実施の形態３による電動車両の全体ブロック図である。 図１６に示すコンバータＥＣＵの機能ブロック図である。 充電専用コンバータが設けられた電動車両の全体ブロック図である。

符号の説明

１，１Ａ 電源システム、２，２Ａ，２Ｂ コンバータＥＣＵ、３ 駆動力発生部、４ 電池ＥＣＵ、６−１，６−２ 蓄電装置、８−１，８−２ コンバータ、１０−１，１０−２ 電流センサ、１２−１，１２−２，１８ 電圧センサ、１４−１，１４−２ 温度センサ、３０−１，３０−２ インバータ、３０−１Ａ，３０−２Ａ 上アーム、３０−１Ｂ，３０−２Ｂ 下アーム、３１ 充電専用コンバータ、３２ インバータＥＣＵ、３４ 動力伝達機構、３６ 駆動軸、３８ ＡＣポート、４０ コネクタ、４１，４２ ３相コイル、４４−１，４４−２ チョッパ回路、４６ 第１のインバータ制御部、４８ 第２のインバータ制御部、 ５０ 充電制御部、５２，５２Ａ 目標値設定部、５４−１，５４−２Ａ 電流制御部、５４−２ 電圧制御部、５６−１，５６−２，６０−１，６０−２，７４，７８ 減算部、５８−１，５８−２，７６，８０ ＰＩ制御部、６２−１，６２−２ 変調部、６４ 電力指令生成部、６６，６６Ａ 昇温用電力指令生成部、６８，８０，８６，９０ 加算部、７０，８８，９２ 除算部、７２ 電圧指令生成部、８４ 分配部、１００，１００Ａ，１００Ｂ 電動車両、１１０ 充電ケーブル、１２０ 充電ステーション、１３０ 住宅、１４０ 系統電源、２００ 電力供給システム、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力入力線、ＭＰＬ 主正母線、ＭＮＬ 主負母線、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、ＬＮ１Ａ，ＬＮ２Ａ 正母線、ＬＮ１Ｃ，ＬＮ２Ｃ 負母線、ＬＮ１Ｂ，ＬＮ２Ｂ 配線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２６ トランジスタ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂ，Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ダイオード、Ｌ１，Ｌ２ インダクタ、Ｕ１，Ｕ２ Ｕ相アーム、Ｖ１，Ｖ２ Ｖ相アーム、Ｗ１，Ｗ２ Ｗ相アーム。

Claims (8)

1. 充電可能な複数の蓄電装置と、
   前記複数の蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生する電動機と、
   前記複数の蓄電装置を充電するための電力を車両外部の電源から受ける電力入力部と、
   前記電力入力部および前記複数の蓄電装置に接続され、前記電力入力部から入力される電力を電圧変換して前記複数の蓄電装置へ出力するとともに、前記複数の蓄電装置間で電力を授受可能なように構成された電圧変換装置と、
   前記電源から前記複数の蓄電装置の充電時、前記複数の蓄電装置間で電力を授受するように前記電圧変換装置を制御する制御装置とを備える電動車両。
2. 前記制御装置は、前記電力入力部から入力される電力に基づいて、前記複数の蓄電装置間で授受する電力を決定する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記制御装置は、前記複数の蓄電装置間で電力を授受する際に受電側となる蓄電装置の許容入力電力から、前記電力入力部から前記受電側の蓄電装置へ供給される電力を差引いた電力を前記複数の蓄電装置間で授受する電力とする、請求項２に記載の電動車両。
4. 前記制御装置は、前記複数の蓄電装置のいずれかの温度が規定温度以下のとき、前記複数の蓄電装置間で電力を授受するように前記電圧変換装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 前記車両外部の電源は、商用交流電源であり、
   前記電圧変換装置は、
   前記商用交流電源からの交流電力を直流電力に変換する第１の変換部と、
   前記第１の変換部からの前記直流電力が出力される電力線と、
   前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が前記電力線と対応の蓄電装置との間で電圧変換を行なう複数の第２の変換部とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両。
6. 前記複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含み、
   前記複数の第２の変換部は、第１および第２のコンバータを含み、
   前記制御装置は、
   前記第１の蓄電装置の充放電電流が目標電流となるように前記第１のコンバータを制御する電流制御部と、
   前記電力線の電圧が目標電圧となるように前記第２のコンバータを制御する電圧制御部とを含む、請求項５に記載の電動車両。
7. 前記複数の蓄電装置は、第１および第２の蓄電装置を含み、
   前記複数の第２の変換部は、第１および第２のコンバータを含み、
   前記制御装置は、
   前記第１の蓄電装置の充放電電流が第１の目標電流となるように前記第１のコンバータを制御する第１の電流制御部と、
   前記第２の蓄電装置の充放電電流が第２の目標電流となるように前記第２のコンバータを制御する第２の電流制御部とを含む、請求項５に記載の電動車両。
8. 前記電動機は、星形結線された第１の多相巻線を固定子巻線として含む第１の交流回転電機であり、
   前記第１の変換部は、
   前記第１の交流回転電機と、
   星形結線された第２の多相巻線を固定子巻線として含む第２の交流回転電機と、
   前記第１および第２の交流回転電機にそれぞれ対応して設けられ、互いに並列して前記電力線に接続される第１および第２のインバータと、
   前記第１および第２のインバータを制御するインバータ制御部とから成り、
   前記電力入力部は、前記商用交流電源からの交流電力を前記第１の多相巻線の第１の中性点および前記第２の多相巻線の第２の中性点に与え、
   前記インバータ制御部は、前記第１および第２の中性点に与えられる交流電力を直流電力に変換して前記電力線へ出力するように前記第１および第２のインバータを制御する、請求項５に記載の電動車両。

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