JP2008154302A

JP2008154302A - 電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法

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Publication number: JP2008154302A
Application number: JP2006336525A
Authority: JP
Inventors: Hichirosai Oyobe; 七郎斎及部; Shinji Ichikawa; 真士市川; Eiji Sato; 栄次佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: EP2093856B1; CN101558544A; WO2008072762A1; US20100207587A1; CN101558544B; RU2397592C1; EP2093856A1; BRPI0720290B1; JP4600390B2; US8344699B2; BRPI0720290A2; EP2093856A4

Abstract

【課題】負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、蓄電部間に生じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的に温度管理可能な電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法を提供する。
【解決手段】電池温度Ｔｂ１＞電池温度Ｔｂ２が成立するときには、蓄電部６−２に対する昇温要求が相対的に大きくなる。そのため、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊を優先的に決定する。電池温度Ｔｂ１と電池温度Ｔｂ２との温度偏差に応じて決定される分配率Ｐｒ２（０．５≦分配率Ｐｒ２≦１．０）に目標電力値Ｐ_２ ^＊を乗じて、目標電力値Ｐ_２ ^＊が算出される。一方、目標電力値Ｐ_１ ^＊は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊から目標電力値Ｐ_２ ^＊を減じて算出される。
【選択図】図５

Description

この発明は、複数の蓄電部を有する電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法に関し、特に蓄電部間の温度差を考慮して蓄電部の各々で充放電される電力を管理する技術に関する。

近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする車両が注目されている。このような車両は、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄えたりするために、充放電可能な蓄電部を搭載している。

このような電動機を駆動力源とする車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるためには、電源容量をより大きくすることが望ましい。電源容量を大きくするための方法として、複数の蓄電部を搭載する構成が提案されている。

たとえば、特開２００３−２０９９６９号公報（特許文献１）には、高電圧車両牽引システムに所望の直流高電圧レベルを提供する電動モータ電源管理システムが開示されている。この電動モータ電源管理システムは、それぞれが電池とブースト／バック直流・直流コンバータとを有しかつ並列に接続された、少なくとも１つのインバータに直流電力を提供する複数の電源ステージと、複数の電源ステージの電池を均等に充放電させて複数の電源ステージが少なくとも１つのインバータへの電池電圧を維持するように複数の電源ステージを制御するコントローラとを備える。

一方で、化学電池などからなる蓄電部は、電気化学的な作用を利用して電気エネルギーを蓄えるので、その充放電特性は温度の影響を受けやすい。一般的に、低温になるほどその充放電性能が低下する一方、高温になるほど劣化を促進させるおそれがある。そのため、車両に搭載される蓄電部に対しては、その温度が所定の温度範囲内に維持されるように温度管理を行なう必要がある。そこで、車両に搭載される蓄電部は、冷却ファンなどを備えてパッケージ化されることが多い。
特開２００３−２０９９６９号公報特開２００３−３３９１０３号公報特開２０００−０９２６１４号公報特開２０００−０４０５３２号公報

しかしながら、複数の蓄電部を車両に搭載する場合のパッケージ構成によっては、各蓄電部に対する冷却能力に差異を生じ得る。その結果、たとえ、蓄電部の各々における定格値および充放電電力値を互いに一致させたとしても、蓄電部間で温度がばらつく場合がある。すなわち、いずれかの蓄電部に対する冷却が相対的に大きくなってその温度が低下したり、いずれかの蓄電部に対する冷却が相対的に低下してその温度が上昇したりする場合がある。

上述の特開２００３−２０９９６９号公報（特許文献１）に開示される電動モータ電源管理システムでは、電池（蓄電部）の温度を全く考慮していないため、このような複数の蓄電部間の温度ばらつきを回避できないという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、蓄電部間に生じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的に温度管理可能な電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法を提供することである。

この発明のある局面によれば、各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムである。この電源システムは、負荷装置と電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部と、複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得手段と、負荷装置からの要求電力値を温度取得手段によって取得された複数の蓄電部の温度に応じて分配し、複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する目標電力値決定手段と、目標電力値決定手段によって決定された目標電力値に従って、複数のコンバータ部を制御するコンバータ制御手段とを備える。

この発明によれば、複数の蓄電部の各々に対する目標電力値は、負荷装置からの要求電力値が複数の蓄電部の温度に応じて分配されることで決定される。そして、複数の蓄電部の各々において対応の目標電力値に従った充放電が行われるように、複数のコンバータ部が制御される。これにより、目標電力値は、要求電力値を分配したものであるので、システム全体として見れば、負荷装置からの要求電力値を満足させることができる。同時に、目標電力値を適切に分配することで、充放電に伴って生じる抵抗性発熱を利用して、蓄電部間に生じる温度の不均一を解消することができる。よって、負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、蓄電部間に生じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的な温度管理を実現できる。

好ましくは、目標電力値決定手段は、他の蓄電部に比較して相対的に温度の高い蓄電部について、要求電力値のうち分配される割合がより小さくなるように目標電力値を決定する。

好ましくは、目標電力値決定手段は、他の蓄電部との間の温度差が所定のしきい値以上になっている高温の蓄電部について、対応の目標電力値を略ゼロに決定する。

好ましくは、この局面に従う電源システムは、複数の蓄電部の各々の充電状態を示す状態値を取得する状態値取得手段をさらに備え、目標電力値決定手段は、複数の蓄電部の温度に加えて、状態値取得手段によって取得された複数の蓄電部の状態値に応じて、複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する。

好ましくは、目標電力値決定手段は、他の蓄電部に比較して相対的に充電状態の高い蓄電部について、電源システムから負荷装置への電力供給時に、要求電力値のうち分配される割合がより大きくなるように目標電力値を決定するとともに、負荷装置から電源システムへの電力供給時に、要求電力値のうち分配される割合がより小さくなるように目標電力値を決定する。

より好ましくは、複数の蓄電部の各々は、リチウムイオン電池からなる。
好ましくは、複数の蓄電部は、同一の筐体内に配置される。

この発明の別の局面に従えば、上記の電源システムと、電源システムから電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両である。

この発明のさらに別の局面に従えば、各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有
する電源システムの制御方法である。電源システムは、負荷装置と電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、複数の蓄電部と電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部とを備える。そして、制御方法は、複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得ステップと、負荷装置からの要求電力値を温度取得ステップにおいて取得された複数の蓄電部の温度に応じて分配し、複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する目標電力値決定ステップと、目標電力値決定ステップにおいて決定された目標電力値に従って、複数のコンバータ部を制御するコンバータ制御ステップとを含む。

この発明によれば、負荷装置からの要求電力値を満足させつつ、蓄電部間に生じる温度を均一化して蓄電部全体を効率的に温度管理可能な電源システムおよびそれを備える車両、ならびにその制御方法を実現できる。

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、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態に従う電源システム１を備える車両１００の要部を示す概略構成図である。

図１を参照して、本実施の形態においては、負荷装置の一例として、車両１００の駆動力を発生するための駆動力発生部３との間で電力授受を行なう構成について例示する。そして、車両１００は、駆動力発生部３が電源システム１から供給される電力を受けて発生する駆動力を車輪（図示しない）に伝達することで走行する。

本実施の形態においては、複数の蓄電部の一例として、２つの蓄電部を有する電源システム１について説明する。電源システム１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して、駆動力発生部３との間で直流電力の授受を行なう。

駆動力発生部３は、インバータ（ＩＮＶ）３０−１，３０−２と、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）３４−１と、第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３４−２とを備え、駆動ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２からのスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて駆動力を発生する。

モータジェネレータ３４−１，３４−２は、それぞれインバータ部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可能であるとともに、外部からの回転駆動力を受けて交流電力を発電可能に構成される。一例として、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機である。そして、モータジェネレータ３４−１，３４−２は、それぞれ動力伝達機構３６と連結され、発生した駆動力を駆動軸３８によって車輪（図示しない）へ伝達する。

インバータ部３０−１，３０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続され、それぞれ電源システム１と、モータジェネレータ３４−１，３４−２との間で電力変換を行なう。一例として、インバータ部３０−１，３０−２は、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路で構成され、それぞれ駆動ＥＣＵ３２から受けたスイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２に応じて、スイッチング（回路開閉）動作を行なうことで、三相交流電力を発生する。

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
３４−１，３４−２は、動力伝達機構３６または駆動軸３８を介してエンジン（図示しない）とも機械的に連結される。そして、駆動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３４−１，３４−２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、一方のモータジェネレータをもっぱら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータをもっぱら発電機として機能させるように構成することもできる。

駆動ＥＣＵ３２は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度の変化率、および格納しているマップなどに基づいて、モータジェネレータ３４−１，３４−２の目標トルクおよび目標回転数を算出する。そして、駆動ＥＣＵ３２は、モータジェネレータ３４−１，３４−２の発生トルクおよび回転数がそれぞれ当該算出した目標トルクおよび目標回転数となるように、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成して駆動力発生部３へ与える。

また、駆動ＥＣＵ３２は、当該算出した目標トルクおよび目標回転数に基づいて、駆動力発生部３で消費または発生すべき電力値である要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を算出して電源システム１へ出力する。なお、駆動ＥＣＵ３２は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊の符号を変化させることで、電源システム１から駆動力発生部３への電力供給（正値）と、駆動力発生部３から電源システム１への電力供給（負値）とを切替えて指示する。

一方、電源システム１は、平滑コンデンサＣと、供給電圧検出部１８と、コンバータ部（ＣＯＮＶ）８−１，８−２と、蓄電部６−１，６−２と、電池電流検出部１０−１，１０−２と、電池電圧検出部１２−１，１２−２と、電池温度検出部１４−１，１４−２と、電池ＥＣＵ４と、コンバータＥＣＵ２とを備える。

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、コンバータ部８−１，８−２からの供給電力に含まれる変動成分（交流成分）を低減する。

供給電圧検出部１８は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、駆動力発生部３への供給電圧Ｖｈを検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２へ出力する。

コンバータ部８−１，８−２は、それぞれ対応の蓄電部６−１，６−２の充放電を制御可能に構成される。すなわち、コンバータ部８−１，８−２は、それぞれ対応の蓄電部６−１，６−２と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換動作（降圧動作／昇圧動作）を行なうことで、蓄電部６−１，６−２の充放電を制御する。具体的には、蓄電部６−１，６−２を充電する場合には、コンバータ部８−１，８−２は、それぞれ主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧を降圧して、充電電力を蓄電部６−１，６−２へ供給する。一方、蓄電部６−１，６−２を放電する場合には、コンバータ部８−１，８−２は、それぞれ蓄電部６−１，６−２の電池電圧を昇圧して、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬを介して放電電力を供給する。

図２は、この発明の実施の形態に従うコンバータ部８−１，８−２の概略構成図である。

図２を参照して、コンバータ部８−１は、一例として、双方向形のチョッパ回路を含んで構成され、チョッパ回路４０−１と、平滑コンデンサＣ１とからなる。

チョッパ回路４０−１は、スイッチング指令ＰＷＣ１に含まれる下アームスイッチング指令ＰＷＣ１Ａおよび上アームスイッチング指令ＰＷＣ１Ｂに応じて、昇圧動作および降圧動作を選択的に実行する。そして、チョッパ回路４０−１は、正母線ＬＮ１Ａと、負母
線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、スイッチング素子であるトランジスタ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、その一方端がトランジスタＱ１Ａ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、その一方端が蓄電部６−１（図１）の負側に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

トランジスタＱ１ＡおよびＱ１Ｂは、正母線ＬＮ１Ａと負母線ＬＮ１Ｃとの間に直列に接続される。そして、トランジスタＱ１Ｂのコレクタは正母線ＬＮ１Ａに接続され、トランジスタＱ１Ｂのエミッタは負母線ＬＮ１Ｃに接続される。また、各トランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂがそれぞれ接続されている。さらに、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、一方端が蓄電部６−１（図１）の正側に接続され、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と負母線ＬＮ１Ｃとの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

コンバータ部８−２についても上述したコンバータ部８−１と同様の構成および動作であるので、詳細な説明は繰返さない。

再度、図１を参照して、蓄電部６−１，６−２は、それぞれコンバータ部８−１，８−２による充放電が可能に構成される。本実施の形態に従う蓄電部６−１，６−２は、一例として、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池および鉛電池などの化学電池、もしくは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を用いてもよい。そして、蓄電部６−１，６−２は、パッケージ化されて車両１００に搭載される。

図３は、この発明の実施の形態に従う蓄電部６−１，６−２のパッケージ構造を模式的に示す概略構成図である。

図３を参照して、蓄電部６−１および６−２は、同一の筐体である電池パック２０内で垂直方向に重なるように配置される。また、電池パック２０の一側面には、蓄電部６−１，６−２を冷却するための冷却空気２４を取込む取込口２２および、蓄電部６−１，６−２の冷却に使用された後の廃棄空気２６を排出する排出口２８が形成される。そして、送風機構（図示しない）により、取込口２２から蓄電部６−１，６−２を経由して排出口２８まで冷却空気の流れが形成される。この冷却空気と蓄電部６−１，６−２との間で熱交換が生じことで、蓄電部６−１，６−２が冷却される。

図３に示す電池パック２０では、２つの蓄電部を垂直方向に重なるように配置するため、省スペース化を図ることができる一方、それぞれの蓄電部に対する冷却能力に差が生じやすい。すなわち、蓄電部６−１を冷却した後の冷却空気が蓄電部６−２へ供給されるので、蓄電部６−１の電池温度が比較的高い場合や冷却空気の風量が少ない場合などには、蓄電部６−２へ供給される冷却空気の温度が上昇しやすい。その結果、蓄電部６−１に対する冷却能力に比較して、蓄電部６−２に対する冷却能力が低下し得る。そこで、後述するような本実施の形態に従う方法を用いて、蓄電部６−１，６−２に生じる温度の不均一を抑制する。

再度、図１を参照して、電池電流検出部１０−１，１０−２は、それぞれ蓄電部６−１
，６−２とコンバータ部８−１，８−２とを接続する一対の電力線の一方の線に介挿され、蓄電部６−１，６−２の入出力に係る電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２を検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。

電池電圧検出部１２−１，１２−２は、それぞれ蓄電部６−１，６−２とコンバータ部８−１，８−２とを接続する一対の電力線の線間に接続され、蓄電部６−１，６−２の電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２を検出し、その検出結果をコンバータＥＣＵ２および電池ＥＣＵ４へ出力する。

電池温度検出部１４−１，１４−２は、それぞれ蓄電部６−１，６−２を構成する電池セルなどに近接して配置され、蓄電部６−１，６−２の内部における温度である電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２を検出し、その検出結果を電池ＥＣＵ４へ出力する。なお、電池温度検出部１４−１，１４−２は、それぞれ蓄電部６−１，６−２を構成する複数の電池セルに対応付けて配置された複数の検出素子の検出結果に基づいて、平均化処理などにより代表値を出力するように構成されてもよい。

電池ＥＣＵ４は、蓄電部６−１，６−２の充電状態を監視するための制御装置である。具体的には、電池ＥＣＵ４は、それぞれ電池電流検出部１０−１、電池電圧検出部１２−１および電池温度検出部１４−１からの電池電流Ｉｂ１、電池電圧Ｖｂ１および電池温度Ｔｂ１を受けて、蓄電部６−１の充電状態を示す状態値（以下、「ＳＯＣ（State Of Charge）１」とも称す）を算出する。同様に、電池ＥＣＵ４は、電池電流Ｉｂ２、電池電圧Ｖｂ２および電池温度Ｔｂ２を受けて、蓄電部６−２の充電状態を示す状態値（以下、「ＳＯＣ２」とも称す）を算出する。さらに、電池ＥＣＵ４は、算出したＳＯＣ１，ＳＯＣ２に加えて、電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２をコンバータＥＣＵ２へ出力する。

なお、ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を算出する方法としては、公知のさまざまな方法を用いることができるが、一例として、開回路電圧値から算出される暫定ＳＯＣと、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２の積算値から算出される補正ＳＯＣとに基づいて算出される。具体的には、各時点における電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２および電池電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２に基づいて蓄電部６−１，６−２の開回路電圧値が導出された上で、予め実験的に測定された基準充放電特性上の当該開回路電圧値に対応する値から蓄電部６−１，６−２の暫定ＳＯＣが決定される。さらに、電池電流Ｉｂ１，Ｉｂ２の積算値から補正ＳＯＣが導出され、この補正ＳＯＣと暫定ＳＯＣとを加算することでＳＯＣ１，ＳＯＣ２が算出される。

コンバータＥＣＵ２は、駆動力発生部３から与えられる要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させるように、コンバータ部８−１，８−２における電圧変換動作を制御するための制御装置である。より具体的には、コンバータＥＣＵ２は、コンバータ部８−１，８−２の入出力電力値が対応の目標電力値と一致するように、スイッチング指令ＰＷＣ１，ＰＷＣ２のデューティ比を調整する。

特に、本実施の形態では、コンバータＥＣＵ２は、蓄電部６−１，６−２に生じる電池温度の不均一（温度ばらつき）を抑制するために、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配し、蓄電部６−１，６−２の各々についての目標電力値を決定する。すなわち、蓄電部の充放電電力が大きくなるほど抵抗性発熱量が増加するため、相対的に昇温させる必要が小さい蓄電部、すなわち他の蓄電部に比較してより電池温度の高い蓄電部については、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊のうち分配される割合がより小さくなるように、目標電力値が決定される。一方、相対的に昇温させる必要が大きい蓄電部、すなわち他の蓄電部に比較してより電池温度の低い蓄電部については、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊のうち分配される割合がより大きくなるように、目標電力値が決定される。

このように、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配して蓄電部６−１，６−２の各々に対する目標電力値を決定することで、負荷装置からの要求電力値を満足させることができる。同時に、電池温度が相対的に高い蓄電部に対しては、目標電力値を相対的に小さくすることで、電池温度の異常上昇による劣化の促進を回避できるとともに、電池温度が相対的に低い蓄電部に対しては、目標電力値を相対的に大きくすることで、電池温度の低下による充放電性能の低下を回避できる。

（コンバータＥＣＵ２における制御構造）
図４は、この発明の実施の形態に従うコンバータＥＣＵ２における制御構造を示すブロック図である。

図４を参照して、コンバータＥＣＵ２における制御構造は、モード判定部５０と、目標電力値決定部５２と、乗算部６２，７２と、減算部６０，７０と、ＰＩ制御部（ＰＩ）６４，７４と、変調部（ＭＯＤ）６６，７６とを含む。

モード判定部５０は、蓄電部６−１，６−２の電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて、後述する目標電力値決定部５２における決定モードを判定して指示する。

目標電力値決定部５２は、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配し、それぞれ蓄電部６−１，６−２に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定して出力する。なお、目標電力値決定部５２は、モード判定部５０から指示される決定モードに応じて選択される決定ロジック（後述する）に従って、目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定する。

乗算部６２は、電池電流Ｉｂ１と電池電圧Ｖｂ１とを乗算して、蓄電部６−１で実際に充電または放電された電力である実績電力値Ｐ_１を算出する。

減算部６０およびＰＩ制御部６４は、蓄電部６−１の充放電電力を目標電力値Ｐ_１ ^＊に一致させるためのフィードバック制御系を構成する。具体的には、減算部６０は、目標電力値決定部５２から出力される目標電力値Ｐ_１ ^＊に対して、乗算部６２から出力される実績電力値Ｐ_１を減じて電力偏差を算出する。また、ＰＩ制御部６４は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional element）および積分要素（Ｉ：integral element）を含んで構成され、減算部６０から出力される電力偏差を受けて、所定の比例ゲインおよび積分時間に従ってデューティ比Ｄｔｙ１を生成する。

変調部６６は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とＰＩ制御部６４からのデューティ比Ｄｔｙ１とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ１を生成する。このスイッチング指令ＰＷＣ１によって、コンバータ部８−１は、蓄電部６−１の充放電電力が目標電力値Ｐ_１ ^＊に一致するように電圧変換動作を実行する。

また、乗算部７２は、電池電流Ｉｂ２と電池電圧Ｖｂ２とを乗算して、蓄電部６−２で実際に充電または放電された電力である実績電力値Ｐ_２を算出する。

減算部７０およびＰＩ制御部７４は、蓄電部６−２の充放電電力を目標電力値Ｐ_２ ^＊に一致させるためのフィードバック制御系を構成する。具体的には、減算部７０は、目標電力値決定部５２から出力される目標電力値Ｐ_２ ^＊に対して、乗算部７２から出力される実績電力値Ｐ_２を減じて電力偏差を算出する。また、ＰＩ制御部７４は、少なくとも比例要素および積分要素を含んで構成され、減算部７０から出力される電力偏差を受けて、所定の比例ゲインおよび積分時間に従ってデューティ比Ｄｔｙ２を生成する。

変調部７６は、図示しない発振部が発生する搬送波（キャリア波）とＰＩ制御部７４からのデューティ比Ｄｔｙ２とを比較して、スイッチング指令ＰＷＣ２を生成する。このスイッチング指令ＰＷＣ２によって、コンバータ部８−２は、蓄電部６−２の充放電電力が目標電力値Ｐ_２ ^＊に一致するように電圧変換動作を実行する。

図５は、図４に示す目標電力値決定部５２における決定ロジックを示すブロック図である。

図５（ａ）は、電池温度Ｔｂ１≫電池温度Ｔｂ２のときに選択される決定ロジックを示す。図５（ｂ）は、電池温度Ｔｂ１＞電池温度Ｔｂ２のときに選択される決定ロジックを示す。図５（ｃ）は、電池温度Ｔｂ１＜電池温度Ｔｂ２のときに選択される決定ロジックを示す。図５（ｄ）は、電池温度Ｔｂ１≪電池温度Ｔｂ２のときに選択される決定ロジックを示す。

モード判定部５０（図４）は、電池温度Ｔｂ１およびＴｂ２の相対的な大小関係に応じて、目標電力値決定部５２に対して、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示す決定ロジックのうちいずれか１つの選択を指示する。

図５（ａ）を参照して、電池温度Ｔｂ１≫電池温度Ｔｂ２が成立するとき、すなわち蓄電部６−１が蓄電部６−２に比較して所定のしきい値以上の温度差を有する高温になっている場合には、蓄電部６−１に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊をゼロ（「０」）に決定するとともに、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊を要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に一致させる。すると、蓄電部６−１での充放電電力がゼロになるため、蓄電部６−１では抵抗性発熱が生じず、温度上昇を抑制できる。一方、蓄電部６−２には要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊のすべてが流れるので、駆動力発生部３の要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させる範囲内で最大の抵抗性発熱量を発生させることができ、蓄電部６−２を大きく昇温させることができる。

図５（ｂ）を参照して、電池温度Ｔｂ１＞電池温度Ｔｂ２が成立するときには、蓄電部６−２に対する昇温要求が相対的に大きくなる。そのため、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊を優先的に決定する。

具体的には、図５（ｂ）に示す決定ロジックは、減算部８０，８３と、ＰＩＤ制御部（ＰＩＤ）８１と、乗算部８２とを含む。そして、減算部８０は、電池温度Ｔｂ１に対する電池温度Ｔｂ２の温度偏差（電池温度Ｔｂ１−電池温度Ｔｂ２）を算出する。ＰＩＤ制御部８１は、比例要素（Ｐ：proportional element）、積分要素（Ｉ：integral element）および微分要素（Ｄ：differential element）を含んで構成され、減算部８０から出力される温度偏差を受けて、所定の比例ゲイン、積分時間および微分時間に従って分配率Ｐｒ２を算出する。

乗算部８２は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊にＰＩＤ制御部８１からの分配率Ｐｒ２を乗じて、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊として決定する。また、減算部８３は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊から乗算部８２で決定された目標電力値Ｐ_２ ^＊を減じて、蓄電部６−１に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊として決定する。

図５（ｃ）を参照して、電池温度Ｔｂ１＜電池温度Ｔｂ２が成立するときには、蓄電部６−１に対する昇温要求が相対的に大きくなる。そのため、蓄電部６−１に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊を優先的に決定する。

具体的には、図５（ｃ）に示す決定ロジックは、減算部８４，８７と、ＰＩＤ制御部（ＰＩＤ）８５と、乗算部８６とを含む。そして、減算部８４は、電池温度Ｔｂ２に対する
電池温度Ｔｂ１の温度偏差（電池温度Ｔｂ２−電池温度Ｔｂ１）を算出する。ＰＩＤ制御部８５は、比例要素、積分要素および微分要素を含んで構成され、減算部８４から出力される温度偏差を受けて、所定の比例ゲイン、積分時間および微分時間に従って分配率Ｐｒ１を算出する。

乗算部８６は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊にＰＩＤ制御部８５からの分配率Ｐｒ１を乗じて、蓄電部６−１に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊として決定する。また、減算部８７は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊から乗算部８６で決定された目標電力値Ｐ_１ ^＊を減じて、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊として決定する。

図５（ｄ）を参照して、電池温度Ｔｂ１≪電池温度Ｔｂ２が成立するとき、すなわち蓄電部６−２が蓄電部６−１に比較して所定のしきい値以上の温度差を有する高温になっている場合には、蓄電部６−２に対する目標電力値Ｐ_２ ^＊をゼロ（「０」）に決定するとともに、蓄電部６−１に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊を要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に一致させる。すると、図５（ａ）において説明したようにに、蓄電部６−２における温度上昇を抑制できる一方で、蓄電部６−１を大きく昇温させることができる。

なお、電池温度Ｔｂ１≒電池温度Ｔｂ２が成立するときには、目標電力値Ｐ_１ ^＊およびＰ_２ ^＊は、いずれも要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊の５０％となるように決定される。

図６は、この発明の実施の形態に従う目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊の分配関係を示す図である。なお、図５に示すように目標電力値決定部５２の決定ロジックには、ＰＩＤ制御部８１および８５が含まれるので、実際の目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊は、温度偏差に応じて過渡的に変化するが、図６では定常状態における目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を模式的に示す。

図６を参照して、温度偏差ΔＴｂ（＝電池温度Ｔｂ１−電池温度Ｔｂ２）の絶対値がしきい値Ａの範囲内、すなわち、−Ａ≦温度偏差ΔＴｂ≦Ａが成立する範囲内では、より電池温度の高い蓄電部についての分配率がより小さくなるように目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊が決定される。一方、温度偏差ΔＴｂの絶対値がしきい値Ａの範囲外、すなわち、温度偏差ΔＴｂ＜−Ａ、もしくはＡ＜温度偏差ΔＴｂが成立するときには、目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊のうち一方がゼロに決定され、他方が要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に決定される。

なお、図６に示すように、目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を分配して決定されるため、目標電力値Ｐ_１ ^＊およびＰ_２ ^＊の合計値は、常に要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に一致する。したがって、本実施の形態に従う電源システム１は、蓄電部６−１，６−２における電池温度の不均一にかかわらず、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

図７は、本発明の実施の形態に従う制御方法の処理手順を示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、コンバータＥＣＵ２においてプログラムが実行されることで実現される。

図７を参照して、運転者から車両１００の起動指令ＩＧＯＮが発せられると、コンバータＥＣＵ２は、蓄電部６−１，６−２の電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２を取得する（ステップＳ１００）。また、コンバータＥＣＵ２は、駆動力発生部３から要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を取得する（ステップＳ１０２）。

続いて、コンバータＥＣＵ２は、取得した電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて、使用する決定ロジックを選択する（ステップＳ１０４）。そして、コンバータＥＣＵ２は、選択し
た決定ロジックに従って、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配し、それぞれ蓄電部６−１，６−２に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定する（ステップＳ１０６）。さらに、コンバータＥＣＵ２は、蓄電部６−１，６−２の実績電力値がそれぞれ決定した目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊に一致するように、コンバータ部８−１，８−２における電圧変換動作を制御する（ステップＳ１０８）。

そして、コンバータＥＣＵ２は、起動指令ＩＧＯＮが継続して発せられているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。起動指令ＩＧＯＮが継続して発せられている場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳの場合）には、コンバータＥＣＵ２は、上述のステップＳ１０２〜Ｓ１１０を繰り返し実行する。一方、起動指令ＩＧＯＮの発生が終了している場合（ステップＳ１１０においてＮＯの場合）には、コンバータＥＣＵ２は、処理を終了する。

本実施の形態と本願発明との対応関係は、駆動力発生部３が「負荷装置」に相当し、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬが「電力線」に相当し、コンバータ部８−１，８−２が「複数のコンバータ部」に相当する。また、コンバータＥＣＵ２が「目標電力値決定手段」および「コンバータ制御手段」を実現し、電池温度検出部１４−１，１４−２が「温度取得手段」を実現し、電池ＥＣＵ４が「状態値取得手段」を実現する。

この発明の実施の形態によれば、蓄電部６−１，６−２の各々に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊は、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊が電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配されることで決定される。そして、蓄電部６−１，６−２の各々において対応の目標電力値に従った充放電が行われるように、コンバータ部８−１，８−２が制御される。要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＝目標電力値Ｐ_１ ^＊＋目標電力値Ｐ_２ ^＊が成立するので、電源システム全体として見れば、常に駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

また、この発明の実施の形態によれば、電池温度が相対的に高い蓄電部に対しては、目標電力値を相対的に小さくもしくはゼロに設定することで、電池温度の過度な上昇による蓄電部の劣化の促進を回避できる。

さらに、この発明の実施の形態によれば、電池温度が相対的に低い蓄電部に対しては、目標電力値を相対的に大きく設定することで、電池温度の低下による蓄電部の充放電性能の低下を回避できる。

［第１変形例］
上述したこの発明の実施の形態に従う電源システム１において、目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊の決定に用いられる決定ロジックに代えて、代替の決定ロジックを採用してもよい。以下では、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配して目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定するための、本実施の形態の第１変形例に従う構成を説明する。

この発明の実施の形態の第１変形例に従う電源システムの構成は、図１に示すこの発明の実施の形態に従う電源システム１において、コンバータＥＣＵ２に代えて、その処理内容の異なるコンバータＥＣＵ２Ａを設けたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図８は、この発明の実施の形態の第１変形例に従うコンバータＥＣＵ２Ａにおける制御構造の要部を示す図である。なお、本第１変形例では、コンバータＥＣＵ２Ａにおいて、図４に示すようなモード判定部５０を設ける必要はない。

図８を参照して、コンバータＥＣＵ２Ａでは、蓄電部６−１，６−２（図１）の電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の温度偏差ΔＴｂに応じて、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を変更し、それぞれ蓄電部６−１，６−２に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定する。より詳細には、コンバータＥＣＵ２Ａの制御構造は、減算部８８，９０と、加算部９２と、乗算部８９，９１，９３とを含む。

減算部８８は、電池温度Ｔｂ１から電池温度Ｔｂ２を減じて温度偏差ΔＴｂ（電池温度Ｔｂ１−電池温度Ｔｂ２）を算出する。乗算部８９は、減算部８８で算出された温度偏差ΔＴｂに係数αを乗じて得られた補正値を出力する。

減算部９０は、目標電力値Ｐ_１ ^＊を決定するために要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を算出する一方、加算部９２は、目標電力値Ｐ_２ ^＊を決定するために要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を算出する。

すなわち、減算部９０は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部８９で算出された補正値（α・ΔＴｂ）を減じて、目標電力値Ｐ_１ ^＊のための分配率として出力する。そして、乗算部９１は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に減算部９０で算出された分配率を乗じた値を目標電力値Ｐ_１ ^＊として出力する。したがって、目標電力値Ｐ_１ ^＊＝（０．５−α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となる。

また、加算部９２は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部８９で算出された補正値（α・ΔＴｂ）を加えて、目標電力値Ｐ_２ ^＊のための分配率として出力する。そして、乗算部９３は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に加算部９２で算出された分配率を乗じた値を目標電力値Ｐ_２ ^＊として出力する。したがって、目標電力値Ｐ_２ ^＊＝（０．５＋α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となる。

以上のような制御構造によって算出された目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊と要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊との間には、Ｐ_１ ^＊＋Ｐ_２ ^＊＝Ｐ_Ｓ ^＊の関係が成立するため、蓄電部６−１，６−２における電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の不均一にかかわらず、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

さらに、上述したこの発明の実施の形態と同様に、電池温度Ｔｂ１＞電池温度Ｔｂ２のときには、目標電力値Ｐ_１ ^＊＜０．５Ｐ_Ｓ ^＊、かつ目標電力値Ｐ_２ ^＊＞０．５Ｐ_Ｓ ^＊が成立する。また、電池温度Ｔｂ１＜電池温度Ｔｂ２のときには、目標電力値Ｐ_１ ^＊＞０．５Ｐ_Ｓ ^＊、かつ目標電力値Ｐ_２ ^＊＜０．５Ｐ_Ｓ ^＊が成立する。すなわち、他の蓄電部に比較してより電池温度の高い蓄電部については、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊のうち分配される割合がより小さくなるように目標電力値が決定される一方、他の蓄電部に比較してより電池温度の低い蓄電部については、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊のうち分配される割合がより大きくなるように、目標電力値が決定される。

この発明の実施の形態の第１変形例によれば、上述のこの発明の実施の形態における効果と同様の効果を得られる上に、目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊の決定過程をより簡素化できる。

［第２変形例］
上述したこの発明の実施の形態およびその第１変形例では、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を電池温度Ｔｂ１，Ｔｂ２に応じて分配して目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定する構成について例示したが、蓄電部を構成する電池の種類によっては、その充電状態に応じて目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定することが望ましい。

この発明の実施の形態の第２変形例に従う電源システムの構成は、図１に示すこの発明の実施の形態に従う電源システム１において、コンバータＥＣＵ２に代えて、その処理内容の異なるコンバータＥＣＵ２Ｂを設けたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

特に本第２変形例および後述する第３変形例においては、蓄電部６−１，６−２は、いずれもリチウムイオン電池からなる。リチウムイオン電池では、満充電に近い状態、すなわちＳＯＣが高い状態が継続すると、劣化が促進する特性を有している。そのため、リチウムイオン電池からなる蓄電部６−１，６−２は適度なＳＯＣに維持される必要がある。

ここで、複数の蓄電部を有する電源システムにおいて、各蓄電部のＳＯＣが互いに略同一となっているとは限らない。そのため、一方の蓄電部のＳＯＣが他方の蓄電部のＳＯＣに比べて高くなっている場合などにおいて、目標電力値を互いに同一の値に決定してしまうと、元々のＳＯＣが高い上に、充電などによりさらにＳＯＣが増加し、当該蓄電部における劣化が急速に進行するおそれがある。そのため、蓄電部間に生じるＳＯＣの不均一を抑制して、蓄電部全体を適切なＳＯＣに維持することが望ましい。

そこで、この発明の実施の形態の第２変形例に従う電源システムでは、他の蓄電部に比較してよりＳＯＣの高い蓄電部に対して、電源システムから駆動力発生部３への電力供給時に、より大きな電力目標値を決定して積極的にＳＯＣを低下させるとともに、駆動力発生部３から電源システムへの電力供給時に、より小さな電力目標値を決定してＳＯＣの増加を抑制する。

図９は、この発明の実施の形態の第２変形例に従うコンバータＥＣＵ２Ｂにおける制御構造の要部を示す図である。なお、本第２変形例では、コンバータＥＣＵ２Ｂにおいて、図４に示すようなモード判定部５０を設ける必要はない。

図９を参照して、コンバータＥＣＵ２Ｂでは、蓄電部６−１，６−２（図１）の充電状態を示すＳＯＣ１，ＳＯＣ２の状態値偏差ΔＳＯＣに応じて、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を変更し、それぞれ蓄電部６−１，６−２に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊を決定する。より詳細には、コンバータＥＣＵ２Ｂの制御構造は、減算部９４と、乗算部９５，９７，９９と、加減算部９６，９８とを含む。

減算部９４は、電池ＥＣＵ４（図１）から取得した蓄電部６−１のＳＯＣ１から蓄電部６−２のＳＯＣ２を減じて状態値偏差ΔＳＯＣ（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２）を算出する。乗算部９５は、減算部９４で算出された状態値偏差ΔＳＯＣに係数βを乗じて得られた補正値を出力する。

加減算部９６は、目標電力値Ｐ_１ ^＊を決定するために要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を算出する一方、加減算部９６は、目標電力値Ｐ_２ ^＊を決定するために要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に対する分配率を算出する。そして、加減算部９６，９８は、いずれも要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊の符号に応じて加算または減算を選択的に実行する演算部である。より詳細には、加減算部９６は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊が正値、すなわち電源システムから駆動力発生部３への電力供給時において、「加算器」として機能する一方、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊が負値、すなわち駆動力発生部３から電源システムへの電力供給時において、「減算器」として機能する。また、加減算部９８は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊が負値において、「加算器」として機能する一方、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊が正値において、「減算器」として機能する。以下、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊の符号に応じて場合分けして説明する。

（ｉ）電源システムから駆動力発生部３への電力供給時（要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＞０）
加減算部９６は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部９５で算出された補正値（β・ΔＳＯＣ）を加えて、目標電力値Ｐ_１ ^＊のための分配率として出力する。また、加減算部９８は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部９５で算出された補正値（β・ΔＳＯＣ）を減じて、目標電力値Ｐ_２ ^＊のための分配率として出力する。そして、乗算部９７は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に加減算部９６で算出された分配率を乗じた値を目標電力値Ｐ_１ ^＊として出力し、乗算部９９は、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊に加減算部９８で算出された分配率を乗じた値を目標電力値Ｐ_２ ^＊として出力する。

したがって、目標電力値Ｐ_１ ^＊＝（０．５＋β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となり、目標電力値Ｐ_２ ^＊＝（０．５−β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となる。

（ｉｉ）駆動力発生部３から電源システムへの電力供給時（要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＜０）
加減算部９６は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部９５で算出された補正値（β・ΔＳＯＣ）を減じて、目標電力値Ｐ_１ ^＊のための分配率として出力する。また、加減算部９８は、「０．５」（５０％）に対して、乗算部９５で算出された補正値（β・ΔＳＯＣ）を加えて、目標電力値Ｐ_２ ^＊のための分配率として出力する。乗算部９７，９９での処理は、上述と同様である。

したがって、目標電力値Ｐ_１ ^＊＝（０．５−β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となり、目標電力値Ｐ_２ ^＊＝（０．５＋β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となる。

以上のように、（ｉ）および（ｉｉ）のいずれの場合であっても、Ｐ_１ ^＊＋Ｐ_２ ^＊＝Ｐ_Ｓ ^＊の関係が成立するため、蓄電部６−１，６−２におけるＳＯＣ１，ＳＯＣ２の不均一にかかわらず、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

この発明の実施の形態の第２変形例によれば、蓄電部６−１，６−２の各々に対する目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊は、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊がＳＯＣ１，ＳＯＣ２に応じて分配されることで決定される。そのため、要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＝目標電力値Ｐ_１ ^＊＋目標電力値Ｐ_２ ^＊が成立するので、電源システム全体として見れば、常に駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

また、この発明の実施の形態の第２変形例によれば、ＳＯＣが相対的に高い蓄電部に対しては、当該蓄電部からの放電要求時に、より大きな電力目標値を決定して積極的にＳＯＣを低下させるとともに、当該蓄電部への充電要求時に、より小さな電力目標値を決定してＳＯＣの増加を抑制する。これにより、ＳＯＣが過剰に高くなることによる蓄電部の劣化の促進を回避できる。

［第３変形例］
さらに、上述したこの発明の実施の形態の第１変形例および第２変形例の特徴的構成を併せ持つような決定ロジックを採用してもよい。

この発明の実施の形態の第３変形例に従う電源システムの構成は、図１に示すこの発明の実施の形態に従う電源システム１において、コンバータＥＣＵ２に代えて、その処理内容の異なるコンバータＥＣＵ２Ｃを設けたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図１０は、この発明の実施の形態の第３変形例に従うコンバータＥＣＵ２Ｃにおける制御構造の要部を示す図である。なお、本第３変形例では、コンバータＥＣＵ２Ｃにおいて、図４に示すようなモード判定部５０を設ける必要はない。

図１０を参照して、コンバータＥＣＵ２Ｃにおける制御構造は、図９に示すコンバータＥＣＵ２Ｂにおける制御構造において、図８に示すコンバータＥＣＵ２Ａにおける制御構造の減算部８８，９０、乗算部８９および加算部９２を付加したものと等価である。すなわち、コンバータＥＣＵ２Ｃにおける制御構造によって算出される目標電力値Ｐ_１ ^＊，Ｐ_２ ^＊は次のように示される。

（ｉ）電源システムから駆動力発生部３への電力供給時（要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＞０）
目標電力値Ｐ_１ ^＊＝（０．５−α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２）＋β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊
目標電力値Ｐ_２ ^＊＝（０．５＋α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２）−β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊となる。

（ｉｉ）駆動力発生部３から電源システムへの電力供給時（要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊＜０）
目標電力値Ｐ_１ ^＊＝（０．５−α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２）−β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊
目標電力値Ｐ_２ ^＊＝（０．５＋α・（Ｔｂ１−Ｔｂ２）＋β・（ＳＯＣ１−ＳＯＣ２））×Ｐ_Ｓ ^＊
また、（ｉ）および（ｉｉ）のいずれの場合であっても、Ｐ_１ ^＊＋Ｐ_２ ^＊＝Ｐ_Ｓ ^＊の関係が成立するため、蓄電部６−１，６−２におけるＳＯＣ１，ＳＯＣ２の不均一にかかわらず、駆動力発生部３からの要求電力値Ｐ_Ｓ ^＊を満足させることができる。

この発明の実施の形態の第３変形例によれば、上述のこの発明の実施の形態の第１変形例における効果と、同第２変形例における効果とを同時に発揮することができる。

なお、この発明の実施の形態およびその変形例においては、２つの蓄電部を備える電源システムについて例示したが、３つ以上の蓄電部を備える電源システムについても同様に拡張することが可能である。

また、この発明の実施の形態およびその変形例においては、負荷装置の一例として、２つのモータジェネレータを含む駆動力発生部を用いる構成について説明したが、モータジェネレータの数は制限されない。さらに、負荷装置としては、車両の駆動力を発生する駆動力発生部に限られず、電力消費のみを行なう装置および電力消費および発電の両方が可能な装置のいずれにも適用することができる。

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、上記した説明ではなく、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。

この発明の実施の形態に従う電源システムを備える車両の要部を示す概略構成図である。この発明の実施の形態に従うコンバータ部の概略構成図である。この発明の実施の形態に従う蓄電部のパッケージ構造を模式的に示す概略構成図である。この発明の実施の形態に従うコンバータＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。図４に示す目標電力値決定部における決定ロジックを示すブロック図である。この発明の実施の形態に従う目標電力値の分配関係を示す図である。本発明の実施の形態に従う制御方法の処理手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態の第１変形例に従うコンバータＥＣＵにおける制御構造の要部を示す図である。この発明の実施の形態の第２変形例に従うコンバータＥＣＵにおける制御構造の要部を示す図である。この発明の実施の形態の第３変形例に従うコンバータＥＣＵにおける制御構造の要部を示す図である。

符号の説明

１電源システム、２，２Ａ，２Ｂ，２ＣコンバータＥＣＵ、３駆動力発生部、４
電池ＥＣＵ、６−１，６−２蓄電部、８−１，８−２コンバータ部（ＣＯＮＶ）、１０−１，１０−２電池電流検出部、１２−１，１２−２電池電圧検出部、１４−１，１４−２電池温度検出部、１８供給電圧検出部、２０電池パック、２２取込口、２４冷却空気、２６廃棄空気、２８排出口、３０−１，３０−２インバータ部（ＩＮＶ）、３２駆動ＥＣＵ、３４−１，３４−２モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）、３６動力伝達機構、３８駆動軸、４０−１，４０−２チョッパ回路、５０
モード判定部、５２目標電力値決定部、６０，７０，８０，８３，８４，８７，８８，９０，９４減算部、６２，７２，８２，８６，８９，９１，９３，９５，９７，９９
乗算部、６４，７４ＰＩ制御部、６６，７６変調部（ＭＯＤ）、８１，８５ＰＩＤ制御部、９２加算部、９６，９８加減算部、１００車両、Ｃ，Ｃ１平滑コンデンサ、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂダイオード、Ｌ１インダクタ、ＬＮ１Ａ正母線、ＬＮ１Ｂ配線、ＬＮ１Ｃ負母線、ＭＮＬ主負母線、ＭＰＬ主正母線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂトランジスタ。

Claims

各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムであって、
負荷装置と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、
前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部と、
前記複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得手段と、
前記負荷装置からの要求電力値を前記温度取得手段によって取得された前記複数の蓄電部の温度に応じて分配し、前記複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する目標電力値決定手段と、
前記目標電力値決定手段によって決定された前記目標電力値に従って前記複数のコンバータ部を制御するコンバータ制御手段とを備える、電源システム。
前記目標電力値決定手段は、他の蓄電部に比較して相対的に温度の高い蓄電部について、前記要求電力値のうち分配される割合がより小さくなるように前記目標電力値を決定する、請求項１に記載の電源システム。
前記目標電力値決定手段は、他の蓄電部との間の温度差が所定のしきい値以上になっている高温の蓄電部について、対応の前記目標電力値を略ゼロに決定する、請求項１または２に記載の電源システム。
前記電源システムは、前記複数の蓄電部の各々の充電状態を示す状態値を取得する状態値取得手段をさらに備え、
目標電力値決定手段は、前記複数の蓄電部の温度に加えて、前記状態値取得手段によって取得された前記複数の蓄電部の状態値に応じて、前記複数の蓄電部の各々に対する前記目標電力値を決定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システム。
前記目標電力値決定手段は、他の蓄電部に比較して相対的に充電状態の高い蓄電部について、前記電源システムから前記負荷装置への電力供給時に、前記要求電力値のうち分配される割合がより大きくなるように前記目標電力値を決定するとともに、前記負荷装置から前記電源システムへの電力供給時に、前記要求電力値のうち分配される割合がより小さくなるように前記目標電力値を決定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源システム。
前記複数の蓄電部の各々は、リチウムイオン電池からなる、請求項４または５に記載の電源システム。
前記複数の蓄電部は、同一の筐体内に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システム。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源システムと、
前記電源システムから電力の供給を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える、車両。
各々が充放電可能に構成された複数の蓄電部を有する電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
負荷装置と前記電源システムとの間を電気的に接続するための電力線と、
前記複数の蓄電部と前記電力線との間にそれぞれ設けられ、各々が対応の前記蓄電部の充放電を制御可能に構成された複数のコンバータ部とを備え、
前記制御方法は、
前記複数の蓄電部の各々の温度を取得する温度取得ステップと、
前記負荷装置からの要求電力値を前記温度取得ステップにおいて取得された前記複数の蓄電部の温度に応じて分配し、前記複数の蓄電部の各々に対する目標電力値を決定する目標電力値決定ステップと、
前記目標電力値決定ステップにおいて決定された前記目標電力値に従って前記複数のコンバータ部を制御するコンバータ制御ステップとを含む、制御方法。