JP2009011138A - Power supply system and vehicle with the same, method of controlling power supply system, and computer readable recording medium recorded with program for making computer perform the control method - Google Patents

Power supply system and vehicle with the same, method of controlling power supply system, and computer readable recording medium recorded with program for making computer perform the control method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system, in which the temperature of a plurality of power storage apparatuses can be raised as rapidly as possible. <P>SOLUTION: The power supply system 1 includes a plurality of batteries 6-1 to 6-n and a plurality of converters 8-1 to 8-n. The converters 8-1 to 8-n are prepared corresponding to the batteries 6-1 to 6-n, respectively, and each converter is structured to enable voltage conversion between corresponding batteries and a main positive bus bar MPL and a main negative bus bar MNL. The converter ECU 5 sets up the number of minimum necessary batteries to assure the electric power P required for the vehicle, and controls the converter corresponding to the battery used, and stops redundant converters. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、複数の蓄電装置を備えた電源システムにおける蓄電装置の暖機制御に関する。   The present invention relates to warm-up control of a power storage device in a power supply system including a plurality of power storage devices.

近年、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）など動力源として電動機を搭載する車両において、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蓄電部の大容量化が進んでいる。そして、蓄電部を大容量化するための手段として、複数の蓄電装置を有する構成が提案されている。   In recent years, in a vehicle equipped with an electric motor as a power source such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, the capacity of the power storage unit has been increased in order to improve the running performance such as acceleration performance and running distance. . And the structure which has a some electrical storage apparatus as a means for enlarging an electrical storage part is proposed.

たとえば、特開２００４−２１５４５９号公報（特許文献１）は、並列接続される複数の蓄電手段を備える電源システムの充放電制御を開示する。この電源システムによると、複数の蓄電手段に対する充電時間の短縮化や放電電流値に対する容量の低減を図ることができ、かつ、蓄電手段に異常が発生しないように充電または放電制御を実行することができる（特許文献１参照）。
特開２００４−２１５４５９号公報 特開２００４−３９５２３号公報 特開２００３−３２９０１号公報 特開２００３−２７４５６５号公報 For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-215459 (Patent Document 1) discloses charge / discharge control of a power supply system including a plurality of power storage units connected in parallel. According to this power supply system, the charging time for a plurality of power storage means can be shortened, the capacity for the discharge current value can be reduced, and charging or discharging control can be performed so that no abnormality occurs in the power storage means. Yes (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-215559 JP 2004-39523 A JP 2003-32901 A JP 2003-274565 A

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。したがって、蓄電装置の温度が低下している場合、所望の充放電特性を得るためには蓄電装置を早期に昇温することが望ましい。特に、複数の蓄電装置を搭載して電力のみで十分な走行性能を有するハイブリッド自動車や電気自動車などにおいては、蓄電部の大容量化のメリットを十分に享受するためには、蓄電装置を速やかに昇温する必要がある。   In general, a power storage device such as a secondary battery or a capacitor decreases in capacity when the temperature decreases, and as a result, charge / discharge characteristics decrease. Therefore, when the temperature of the power storage device is lowered, it is desirable to raise the temperature of the power storage device early in order to obtain desired charge / discharge characteristics. In particular, in a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with a plurality of power storage devices and having sufficient running performance with only electric power, in order to fully enjoy the merit of increasing the capacity of the power storage unit, It is necessary to raise the temperature.

上記特開２００４−２１５４５９号公報に開示される技術は、複数の蓄電手段に対する充電時間の短縮化や放電電流値に対する容量の低減を図り得る点で有用であるが、上記公報では、複数の蓄電装置をできるだけ速やかに昇温させる手法については特に検討されていない。   The technology disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-21559 is useful in that the charging time for a plurality of power storage means can be shortened and the capacity for the discharge current value can be reduced. A technique for raising the temperature of the apparatus as quickly as possible has not been studied.

それゆえに、この発明の目的は、複数の蓄電装置をできるだけ速やかに昇温可能な電源システムおよびそれを備えた車両を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply system capable of raising the temperature of a plurality of power storage devices as quickly as possible, and a vehicle including the same.

また、この発明の別の目的は、複数の蓄電装置をできるだけ速やかに昇温可能な電源システムの制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a control method for a power supply system that can raise the temperature of a plurality of power storage devices as quickly as possible, and a computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute the control method. It is to be.

この発明によれば、電源システムは、負荷装置と電力を授受可能な電源システムであって、当該電源システムと負荷装置との間で電力を授受するための電力線と、充放電可能な複数の蓄電装置と、複数の電力変換装置と、制御装置とを備える。複数の電力変換装置は、複数の蓄電装置に対応して設けられ、各電力変換装置は、対応の蓄電装置と電力線との間で電力変換可能に構成される。制御装置は、負荷装置の必要電力と複数の蓄電装置の各々の状態に基づいて規定される各蓄電装置の許容充放電電力とに基づいて、稼動させる蓄電装置の数を設定し、その設定数の蓄電装置に対応する電力変換装置を駆動するとともに残余の電力変換装置を停止させる。   According to the present invention, the power supply system is a power supply system capable of transferring power to and from the load device, the power line for transferring power between the power supply system and the load device, and the plurality of chargeable and dischargeable power storages. An apparatus, a plurality of power conversion devices, and a control device are provided. The plurality of power conversion devices are provided corresponding to the plurality of power storage devices, and each power conversion device is configured to be capable of power conversion between the corresponding power storage device and the power line. The control device sets the number of power storage devices to be operated based on the required power of the load device and the allowable charge / discharge power of each power storage device defined based on the state of each of the plurality of power storage devices. The power conversion device corresponding to the power storage device is driven and the remaining power conversion devices are stopped.

好ましくは、制御装置は、負荷装置の必要電力を確保するのに最低限必要な蓄電装置の数を上記設定数とする。   Preferably, the control device sets the minimum number of power storage devices necessary for securing the required power of the load device as the set number.

好ましくは、制御装置は、規定の条件が成立するごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替える。   Preferably, the control device switches at least one of the operating power conversion devices to the stopped power conversion device every time a prescribed condition is satisfied.

さらに好ましくは、制御装置は、規定時間ごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替える。   More preferably, the control device switches at least one of the operating power conversion devices to the stopped power conversion device every specified time.

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電源システムと、駆動力発生部と、充電装置とを備える。駆動力発生部は、車両の駆動力を発生する。充電装置は、車両外部の電源から電力の供給を受けて複数の蓄電装置を充電可能に構成される。駆動力発生部は、内燃機関と、電動機とを含む。電動機は、電源システムから電力の供給を受けて駆動力を発生する。   According to the invention, the vehicle includes any one of the power supply systems described above, a driving force generation unit, and a charging device. The driving force generator generates a driving force of the vehicle. The charging device is configured to be able to charge a plurality of power storage devices by receiving power supplied from a power source outside the vehicle. The driving force generation unit includes an internal combustion engine and an electric motor. The electric motor receives driving power from the power supply system and generates driving force.

好ましくは、車両は、空調システムをさらに備える。空調システムは、電源システムから電力の供給を受けて動作する。空調システムが使用可能な電力は、使用中の蓄電装置の許容放電電力の総和から駆動力発生部の消費電力を差引いた電力に制限される。   Preferably, the vehicle further includes an air conditioning system. The air conditioning system operates by receiving power supply from the power supply system. The power that can be used by the air conditioning system is limited to the power obtained by subtracting the power consumption of the driving force generation unit from the sum of the allowable discharge power of the power storage devices in use.

また、この発明によれば、制御方法は、負荷装置と電力を授受可能な電源システムの制御方法である。電源システムは、当該電源システムと負荷装置との間で電力を授受するための電力線と、充放電可能な複数の蓄電装置と、複数の電力変換装置とを備える。複数の電力変換装置は、複数の蓄電装置に対応して設けられ、各電力変換装置は、対応の蓄電装置と電力線との間で電力変換可能に構成される。そして、制御方法は、複数の蓄電装置の各々の状態に基づいて規定される各蓄電装置の許容充放電電力を算出するステップと、負荷装置の必要電力と各蓄電装置の許容充放電電力とに基づいて、稼動させる蓄電装置の数を設定するステップと、その設定数の蓄電装置に対応する電力変換装置を駆動するステップと、残余の電力変換装置を停止させるステップとを含む。   Further, according to the present invention, the control method is a control method of a power supply system that can exchange power with a load device. The power supply system includes a power line for transferring power between the power supply system and the load device, a plurality of chargeable / dischargeable power storage devices, and a plurality of power conversion devices. The plurality of power conversion devices are provided corresponding to the plurality of power storage devices, and each power conversion device is configured to be capable of power conversion between the corresponding power storage device and the power line. The control method includes calculating the allowable charge / discharge power of each power storage device defined based on the state of each of the plurality of power storage devices, the required power of the load device, and the allowable charge / discharge power of each power storage device. The method includes a step of setting the number of power storage devices to be operated, a step of driving power conversion devices corresponding to the set number of power storage devices, and a step of stopping the remaining power conversion devices.

好ましくは、蓄電装置の数を設定するステップにおいて、負荷装置の必要電力を確保するのに最低限必要な蓄電装置の数がその設定数とされる。   Preferably, in the step of setting the number of power storage devices, the set number is the minimum number of power storage devices required to secure the required power of the load device.

好ましくは、制御方法は、規定の条件が成立するごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替えるステップをさらに含む。   Preferably, the control method further includes a step of switching at least one of the operating power converters to the stopped power converter every time a prescribed condition is satisfied.

さらに好ましくは、電力変換装置を切替えるステップにおいて、規定時間ごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つが停止中の電力変換装置と切替えられる。   More preferably, in the step of switching the power conversion device, at least one of the operating power conversion devices is switched to the stopped power conversion device every specified time.

また、この発明によれば、記録媒体は、コンピュータ読取可能な記録媒体であって、上述したいずれかの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。   According to the invention, the recording medium is a computer-readable recording medium, and records a program for causing the computer to execute any of the control methods described above.

この発明においては、複数の蓄電装置に対応して複数の電力変換装置が設けられ、複数の電力変換装置は、電力線に並列接続される。そして、負荷装置の必要電力と複数の蓄電装置の各々の状態に基づいて規定される各蓄電装置の許容充放電電力とに基づいて、稼動させる蓄電装置の数が設定され、その設定数の蓄電装置を用いて負荷装置と電力の授受を行なうので、全ての蓄電装置を用いて負荷装置と電力を授受する場合に比べて、蓄電装置１つあたりの充放電電流が大きくなり、その結果、蓄電装置１つあたりの発熱量が大きくなる。したがって、この発明によれば、蓄電装置を速やかに昇温することができる。   In the present invention, a plurality of power conversion devices are provided corresponding to the plurality of power storage devices, and the plurality of power conversion devices are connected in parallel to the power line. The number of power storage devices to be operated is set based on the required power of the load device and the allowable charge / discharge power of each power storage device defined based on the state of each of the plurality of power storage devices. Since power is transferred to and from the load device using the device, the charge / discharge current per power storage device is larger than when power is transferred to and from the load device using all the power storage devices. The amount of heat generated per device increases. Therefore, according to the present invention, the temperature of the power storage device can be quickly raised.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、この発明の実施の形態による車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、電源システム１と、駆動力発生部２と、空調システム３と、ＨＶ−ＥＣＵ（Hybrid Vehicle Electronic Control Unit）４と、充電用コンバータ３４と、充電プラグ３６とを備える。   FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power supply system 1, a driving force generation unit 2, an air conditioning system 3, an HV-ECU (Hybrid Vehicle Electronic Control Unit) 4, a charging converter 34, and a charging plug 36. With.

電源システム１は、電池６−１〜６−ｎ（ｎは２以上の整数、以下同じ。）と、コンバータ８−１〜８−ｎと、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣと、コンバータＥＣＵ５とを含む。また、電源システム１は、電流センサ１０−１〜１０−ｎと、電圧センサ１２−１〜１２−ｎ，１８と、温度センサ１４−１〜１４−ｎとをさらに含む。   The power supply system 1 includes batteries 6-1 to 6-n (n is an integer of 2 or more, the same shall apply hereinafter), converters 8-1 to 8-n, a main positive bus MPL, a main negative bus MNL, Capacitor C and converter ECU 5 are included. The power supply system 1 further includes current sensors 10-1 to 10-n, voltage sensors 12-1 to 12-n and 18, and temperature sensors 14-1 to 14-n.

電池６−１〜６−ｎは、充放電可能な二次電池であり、たとえば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などから成る。コンバータ８−１〜８−ｎは、電池６−１〜６−ｎに対応して設けられ、各コンバータ８−ｉ（ｉは１〜ｎの整数、以下同じ。）は、対応の電池６−ｉと主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間に接続される。そして、各コンバータ８−ｉは、コンバータＥＣＵ５からの駆動信号ＰＷＣｉに基づいて、対応の電池６−ｉ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。   The batteries 6-1 to 6-n are chargeable / dischargeable secondary batteries, and include, for example, nickel-hydrogen secondary batteries or lithium ion secondary batteries. Converters 8-1 to 8-n are provided corresponding to batteries 6-1 to 6-n, and each converter 8-i (i is an integer of 1 to n, the same shall apply hereinafter) corresponds to the corresponding battery 6- i is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL. Each converter 8-i performs voltage conversion between corresponding battery 6-i and main positive bus MPL and main negative bus MNL based on drive signal PWCi from converter ECU 5.

各電流センサ１０−ｉは、電池６−ｉの正極をコンバータ８−ｉと接続する正極線ＰＬｉに流れる電流ＩＢｉを検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ５へ出力する。各電圧センサ１２−ｉは、正極線ＰＬｉと負極線ＮＬｉとの間の電圧ＶＢｉを検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ５へ出力する。各温度センサ１４−ｉは、電池６−ｉの温度ＴＢｉを検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ５へ出力する。   Each current sensor 10-i detects a current IBi flowing through a positive line PLi that connects the positive electrode of battery 6-i to converter 8-i, and outputs the detected value to converter ECU 5. Each voltage sensor 12-i detects voltage VBi between positive line PLi and negative line NLi, and outputs the detected value to converter ECU 5. Each temperature sensor 14-i detects a temperature TBi of battery 6-i and outputs the detected value to converter ECU 5.

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ＶＨを検出し、その検出値をコンバータＥＣＵ５へ出力する。   Smoothing capacitor C is connected between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and reduces power fluctuation components contained in main positive bus MPL and main negative bus MNL. Voltage sensor 18 detects voltage VH between main positive bus MPL and main negative bus MNL, and outputs the detected value to converter ECU 5.

コンバータＥＣＵ５は、上述した各センサによって検出される電圧ＶＢ１〜ＶＢｎ，ＶＨ、電流ＩＢ１〜ＩＢｎおよび温度ＴＢ１〜ＴＢｎの各検出値、ならびにＨＶ−ＥＣＵ４から受ける車両の必要電力Ｐ（駆動力発生部２の必要電力と空調システム３の必要電力との総和）に基づいて、コンバータ８−１〜８−ｎを駆動するための駆動信号ＰＷＣ１〜ＰＷＣｎを生成し、その生成した駆動信号ＰＷＣ１〜ＰＷＣｎをコンバータ８−１〜８−ｎへ出力する。   Converter ECU 5 detects detected values of voltages VB1 to VBn and VH, currents IB1 to IBn and temperatures TB1 to TBn detected by the above-described sensors, and required electric power P (driving force generating unit 2) received from HV-ECU4. Drive signals PWC1 to PWCn for driving converters 8-1 to 8-n, and the generated drive signals PWC1 to PWCn are converted into converters. Output to 8-1 to 8-n.

ここで、電池６−１〜６−ｎの温度低下を示す規定温度を電池６−１〜６−ｎの少なくとも１つが下回ると、コンバータＥＣＵ５は、後述の制御構造に従って、車両の必要電力Ｐを確保するのに最低限必要な電池数を設定するとともに、その設定数に応じて動作させるコンバータを決定する。そして、コンバータＥＣＵ５は、動作させるコンバータに対しては、駆動信号ＰＷＣを生成して出力し、残余のコンバータに対しては、コンバータを停止させるためのシャットダウン信号ＳＤを出力する。   Here, when at least one of the batteries 6-1 to 6-n falls below the specified temperature indicating the temperature drop of the batteries 6-1 to 6-n, the converter ECU 5 reduces the required electric power P of the vehicle according to the control structure described later. A minimum number of batteries required to be secured is set, and a converter to be operated is determined according to the set number. Then, converter ECU 5 generates and outputs drive signal PWC for the converter to be operated, and outputs shutdown signal SD for stopping the converter to the remaining converters.

また、コンバータＥＣＵ５は、車両外部の電源３８から電池６−１〜６−ｎの充電が行なわれるとき、充電用コンバータ３４から主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに供給される電力を電池６−１〜６−ｎへ出力するように、駆動信号ＰＷＣ１〜ＰＷＣｎを生成してコンバータ８−１〜８−ｎへ出力する。   Further, converter ECU 5 supplies power supplied to main positive bus MPL and main negative bus MNL from charging converter 34 when battery 6-1 to 6-n is charged from power supply 38 outside the vehicle. Drive signals PWC1 to PWCn are generated and output to converters 8-1 to 8-n so as to be output to 1 to 6-n.

また、コンバータＥＣＵ５は、動作中のコンバータに対応する電池の許容放電電力（放電可能な最大電力）の総和ΣＷｏｕｔを算出し、その算出値をＨＶ−ＥＣＵ４へ出力する。   Further, converter ECU 5 calculates a sum ΣWout of allowable discharge power (maximum dischargeable power) of the battery corresponding to the converter in operation, and outputs the calculated value to HV-ECU 4.

駆動力発生部２は、インバータ２０−１，２０−２と、エンジン２２と、モータジェネレータ２４−１，２４−２と、動力分配機構２６と、駆動軸２８とを含む。   The driving force generator 2 includes inverters 20-1 and 20-2, an engine 22, motor generators 24-1 and 24-2, a power distribution mechanism 26, and a drive shaft 28.

インバータ２０−１，２０−２は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。インバータ２０−１，２０−２は、電源システム１から電力の供給を受け、ＨＶ−ＥＣＵ４からの駆動信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ２４−１，２４−２をそれぞれ駆動する。また、インバータ２０−１，２０−２は、それぞれモータジェネレータ２４−１，２４−２が発電す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。   Inverters 20-1 and 20-2 are connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. Inverters 20-1 and 20-2 receive power from power supply system 1 and drive motor generators 24-1 and 24-2 based on drive signals PWI1 and PWI2 from HV-ECU 4, respectively. Inverters 20-1 and 20-2 convert AC power generated by motor generators 24-1 and 24-2 into DC power and output the power to power supply system 1.

動力分配機構２６は、エンジン２２とモータジェネレータ２４−１，２４−２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、モータジェネレータ２４−１のロータを中空としてその中心にエンジン２２のクランク軸を通すことによって、エンジン２２およびモータジェネレータ２４−１，２４−２を動力分配機構２６に機械的に接続することができる。   The power distribution mechanism 26 is coupled to the engine 22 and the motor generators 24-1 and 24-2 and distributes power between them. For example, the engine 22 and the motor generators 24-1 and 24-2 can be mechanically connected to the power distribution mechanism 26 by hollowing the rotor of the motor generator 24-1 and passing the crankshaft of the engine 22 through the center thereof. it can.

エンジン２２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換して動力分配機構２６へ出力する。そして、エンジン２２が発生する運動エネルギーは、動力分配機構２６によって車両の駆動軸２８とモータジェネレータ２４−１とに分配される。   The engine 22 converts thermal energy generated by fuel combustion into kinetic energy of a moving element such as a piston or a rotor and outputs the kinetic energy to the power distribution mechanism 26. The kinetic energy generated by the engine 22 is distributed to the vehicle drive shaft 28 and the motor generator 24-1 by the power distribution mechanism 26.

モータジェネレータ２４−１は、エンジン２２から出力される運動エネルギーを動力分配機構２６から受けて発電し、その発電電力をインバータ２０−１へ出力する。また、モータジェネレータ２４−１は、インバータ２０−１から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生し、エンジン２２の始動を行なう。   Motor generator 24-1 receives the kinetic energy output from engine 22 from power distribution mechanism 26 to generate power, and outputs the generated power to inverter 20-1. Motor generator 24-1 receives AC power supplied from inverter 20-1 to generate a rotational driving force and starts engine 22.

モータジェネレータ２４−２は、インバータ２０−２から供給される交流電力を受けて車両駆動力を発生する。そして、その発生された車両駆動力は、動力分配機構２６を介して駆動軸２８へ伝達される。また、モータジェネレータ２４−２は、車両の制動時、駆動軸２８の回転エネルギーを動力分配機構２６から受けて発電し、その発電電力をインバータ２０−２へ出力する。   Motor generator 24-2 receives AC power supplied from inverter 20-2 and generates vehicle driving force. The generated vehicle driving force is transmitted to the drive shaft 28 via the power distribution mechanism 26. In addition, when the vehicle is braked, motor generator 24-2 receives the rotational energy of drive shaft 28 from power distribution mechanism 26 to generate power, and outputs the generated power to inverter 20-2.

空調システム３は、エアコン用インバータ３０と、エアコン用コンプレッサ３２とを含む。エアコン用インバータ３０は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続され、電源システム１から電力の供給を受ける。そして、エアコン用インバータ３０は、ＨＶ−ＥＣＵ４からの駆動信号ＰＷＩ３に基づいてエアコン用コンプレッサ３２を駆動する。   The air conditioning system 3 includes an air conditioner inverter 30 and an air conditioner compressor 32. The air conditioner inverter 30 is connected to the main positive bus MPL and the main negative bus MNL and receives power from the power supply system 1. The air conditioner inverter 30 drives the air conditioner compressor 32 based on the drive signal PWI3 from the HV-ECU 4.

なお、後述のように、空調システム３の使用電力は、電源システム１が出力可能な電力（動作中のコンバータに対応する電池の許容放電電力の総和ΣＷｏｕｔに相当する。）から駆動力発生部２の消費電力を差引いた電力に制限される。   As will be described later, the power used by the air conditioning system 3 is derived from the power that can be output by the power supply system 1 (corresponding to the sum ΣWout of the allowable discharge power of the battery corresponding to the converter in operation). It is limited to the power minus the power consumption.

充電用コンバータ３４は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。そして、充電用コンバータ３４は、車両外部の電源３８（たとえば系統電源）から電池６−１〜６−ｎの充電が行なわれるとき、電源３８から充電プラグ３６に与えら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へ供給する。充電プラグ３６は、車両外部の電源３８からの電力を車両１００に入力するための電力インターフェースである。   Charging converter 34 is connected to main positive bus MPL and main negative bus MNL. Charging converter 34 converts AC power applied from power supply 38 to charging plug 36 into DC power when batteries 6-1 to 6-n are charged from power supply 38 (for example, system power supply) outside the vehicle. To the main positive bus MPL and the main negative bus MNL. Charging plug 36 is a power interface for inputting power from power supply 38 outside the vehicle to vehicle 100.

ＨＶ−ＥＣＵ４は、アクセル開度や車両速度などの車両状態に基づいて車両の要求駆動力を算出し、その算出された要求駆動力および電源システム１の電池６−１〜６−ｎの充電要求量に基づいて、モータジェネレータ２４−１，２４−２のトルク目標値および回転数目標値を算出する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ４は、算出されたトルク目標値および回転数目標値に基づいて、インバータ２０−１，２０−２をそれぞれ駆動するための駆動信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成するとともに、モータジェネレータ２４−１，２４−２の必要電力すなわち駆動力発生部２の必要電力を算出する。   The HV-ECU 4 calculates the required driving force of the vehicle based on the vehicle state such as the accelerator opening and the vehicle speed, and calculates the required driving force and the charging request for the batteries 6-1 to 6-n of the power supply system 1. Based on the quantity, torque target values and rotation speed target values of motor generators 24-1 and 24-2 are calculated. The HV-ECU 4 generates drive signals PWI1 and PWI2 for driving the inverters 20-1 and 20-2, respectively, based on the calculated torque target value and rotation speed target value, and a motor generator 24- The required power of 1,24-2, that is, the required power of the driving force generator 2 is calculated.

また、ＨＶ−ＥＣＵ４は、車両の要求駆動力および電池６−１〜６−ｎの充電要求量に基づいて、エンジン２２を動作させるか否かを判定し、エンジン２２を動作させないものと判定するとエンジン２２を停止させる。すなわち、この車両１００では、エンジン２２を停止させ、電源システム１から供給される電力を用いてモータジェネレータ２４−２のみで走行することができる。   Further, when the HV-ECU 4 determines whether or not to operate the engine 22 based on the required driving force of the vehicle and the required charging amount of the batteries 6-1 to 6-n, and determines that the engine 22 is not operated. The engine 22 is stopped. That is, in the vehicle 100, the engine 22 can be stopped and the vehicle can travel only by the motor generator 24-2 using the electric power supplied from the power supply system 1.

また、ＨＶ−ＥＣＵ４は、利用者による空調システム３の作動要求に基づいて、エアコン用インバータ３０を駆動するための駆動信号ＰＷＩ３を生成するとともに、エアコン用コンプレッサ３２の必要電力すなわち空調システム３の必要電力を算出する。   Further, the HV-ECU 4 generates a drive signal PWI3 for driving the air conditioner inverter 30 based on an operation request of the air conditioner system 3 by the user, and the necessary power of the air conditioner compressor 32, that is, the necessity of the air conditioner system 3. Calculate power.

ここで、ＨＶ−ＥＣＵ４は、電源システム１のコンバータＥＣＵ５から受ける値ΣＷｏｕｔすなわち電源システム１が出力可能な電力から駆動力発生部２の必要電力を差引いた電力を空調システム３の消費電力が超えないように、空調システム３の使用電力を制限する。すなわち、電池６−１〜６−ｎの温度が低く、電源システム１の出力電力が十分でないと、空調システム３の使用電力が制限されて空調性能が抑制され得る。   Here, HV-ECU 4 does not exceed the power consumption of air conditioning system 3 by the value ΣWout received from converter ECU 5 of power supply system 1, that is, the power obtained by subtracting the necessary power of driving force generating unit 2 from the power that can be output by power supply system 1. As described above, the power consumption of the air conditioning system 3 is limited. That is, if the temperature of the batteries 6-1 to 6-n is low and the output power of the power supply system 1 is not sufficient, the power consumption of the air conditioning system 3 is limited and the air conditioning performance can be suppressed.

また、ＨＶ−ＥＣＵ４は、駆動力発生部２の必要電力に空調システム３の必要電力を加算して車両の必要電力Ｐを算出し、その算出された車両の必要電力Ｐを電源システム１のコンバータＥＣＵ５へ出力する。   Further, the HV-ECU 4 calculates the required power P of the vehicle by adding the required power of the air conditioning system 3 to the required power of the driving force generation unit 2, and the calculated required power P of the vehicle is converted to the converter of the power supply system 1. It outputs to ECU5.

この車両１００においては、電源システム１は、複数の電池６−１〜６−ｎを含むとともに車両外部の電源３８から電池６−１〜６−ｎを充電可能であり、大電力を電池６−１〜６−ｎに蓄電可能である。そして、エンジン２２を停止させ、電源システム１から供給される電力を用いてモータジェネレータ２４−２のみで走行可能である。   In vehicle 100, power supply system 1 includes a plurality of batteries 6-1 to 6-n and can charge batteries 6-1 to 6-n from power supply 38 outside the vehicle. 1 to 6-n can be charged. Then, the engine 22 is stopped, and the vehicle can run only by the motor generator 24-2 using the electric power supplied from the power supply system 1.

ここで、電池６−１〜６−ｎの温度が低下すると容量が低下し、その結果、電池６−１〜６−ｎの充放電特性が低下する。したがって、電池６−１〜６−ｎの温度が低下していると、複数の電池６−１〜６−ｎを備えたことによる大容量化のメリットを十分に享受できなくなるので、電池６−１〜６−ｎの温度が低下している場合には、電池６−１〜６−ｎを速やかに昇温する必要がある。   Here, when the temperature of the batteries 6-1 to 6-n decreases, the capacity decreases, and as a result, the charge / discharge characteristics of the batteries 6-1 to 6-n deteriorate. Therefore, if the temperature of the batteries 6-1 to 6-n is lowered, it becomes impossible to fully enjoy the merit of increasing the capacity due to the provision of the plurality of batteries 6-1 to 6-n. When the temperature of 1-6-n is lowered, it is necessary to quickly raise the temperature of the batteries 6-1-6-n.

そこで、この実施の形態では、電池６−１〜６−ｎの温度が低下している場合には、車両の必要電力Ｐを確保可能な範囲で電池の使用数を最低限に抑制し、電池１つあたりの充放電量を増加させることで電池の発熱量の増加させ、電池を速やかに昇温させることとしたものである。   Therefore, in this embodiment, when the temperature of the batteries 6-1 to 6-n is lowered, the number of batteries used is suppressed to the minimum within a range in which the required power P of the vehicle can be secured. The amount of heat generated by the battery is increased by increasing the charge / discharge amount per unit, and the temperature of the battery is quickly raised.

図２は、３つの電池６−１〜６−３を交替的に使用した場合の発熱量を示した図である。図２を参照して、電池６−１〜６−３から合計で電流Ｉを駆動力発生部２および／または空調システム３へ供給するものとする。   FIG. 2 is a diagram showing the amount of heat generated when the three batteries 6-1 to 6-3 are used alternately. Referring to FIG. 2, current I in total is supplied from batteries 6-1 to 6-3 to driving force generation unit 2 and / or air conditioning system 3.

時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔにおいては、コンバータ８−１を動作させ、かつ、残余のコンバータを停止させることによって、電池６−１のみから電流Ｉが放電される。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔにおいては、コンバータ８−２を動作させ、かつ、残余のコンバータを停止させることによって、電池６−２のみから電流Ｉが放電される。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間Ｔにおいては、コンバータ８−３を動作させ、かつ、残余のコンバータを停止させることによって、電池６−３のみから電流Ｉが放電される。   During a time T from time t0 to time t1, the converter 8-1 is operated and the remaining converters are stopped, so that the current I is discharged only from the battery 6-1. In a time T from time t1 to time t2, the current I is discharged only from the battery 6-2 by operating the converter 8-2 and stopping the remaining converters. During time T from time t2 to time t3, the current I is discharged only from the battery 6-3 by operating the converter 8-3 and stopping the remaining converters.

この場合、各電池からは、放電中、Ｉ２×Ｒ（Ｒは電池の内部抵抗）の発熱量が発生する。したがって、電池１つあたりの平均発熱量は、（１／３）×Ｉ２×Ｒとなる。 In this case, each battery generates a heating value of I 2 × R (R is an internal resistance of the battery) during discharging. Therefore, the average calorific value per battery is (1/3) × I 2 × R.

図３は、３つの電池６−１〜６−３を同時に使用した場合の発熱量を示した図である。図３を参照して、図２の場合と同様に、電池６−１〜６−３から合計で電流Ｉを駆動力発生部２および／または空調システム３へ供給するものとする。   FIG. 3 is a diagram showing the amount of heat generated when three batteries 6-1 to 6-3 are used simultaneously. Referring to FIG. 3, in the same manner as in FIG. 2, current I is supplied from driving cells 6-1 to 6-3 to driving force generation unit 2 and / or air conditioning system 3 in total.

この場合、各電池から均等に電流Ｉ／３が放電されるとすると、電池１つあたりの平均発熱量は（Ｉ／３）２×Ｒ＝（１／９）×Ｉ２×Ｒ（電池６−１〜６−３の合計の平均発熱量は（１／３）×Ｉ２×Ｒ）となる。 In this case, if the current I / 3 is uniformly discharged from each battery, the average heat generation amount per battery is (I / 3) 2 × R = (1/9) × I 2 × R (battery 6 The total average calorific value of −1 to 6-3 is (1/3) × I 2 × R).

このように、使用電池数を少なくする方が速やかに電池は昇温する。そこで、この実施の形態では、車両の必要電力Ｐを確保可能な範囲で最小数の電池を稼動させることとするものである。   As described above, the temperature of the battery quickly increases as the number of used batteries decreases. Therefore, in this embodiment, the minimum number of batteries are operated within a range in which the required power P of the vehicle can be secured.

図４は、図１に示したコンバータＥＣＵ５の機能ブロック図である。図４を参照して、コンバータＥＣＵ５は、ＳＯＣ算出部４０と、電池許容電力算出部４２と、切替制御部４４と、コンバータ制御部４６と、タイマー４８とを含む。   FIG. 4 is a functional block diagram of converter ECU 5 shown in FIG. Referring to FIG. 4, converter ECU 5 includes an SOC calculation unit 40, a battery allowable power calculation unit 42, a switching control unit 44, a converter control unit 46, and a timer 48.

ＳＯＣ算出部４０は、電池６−１〜６−ｎの電圧ＶＢ１〜ＶＢｎおよび電流ＩＢ１〜ＩＢｎの各検出値に基づいて、電池６−１〜６−ｎの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）をそれぞれ示す状態量ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎを算出する。なお、ＳＯＣの算出方法については、公知の手法を用いることができる。   The SOC calculation unit 40 determines the state of charge (SOC) of the batteries 6-1 to 6-n based on the detected values of the voltages VB1 to VBn and the currents IB1 to IBn of the batteries 6-1 to 6-n. State quantities SOC1 to SOCn, respectively, are calculated. As a method for calculating the SOC, a known method can be used.

電池許容電力算出部４２は、電池６−１〜６−ｎの温度ＴＢ１〜ＴＢｎの各検出値、およびＳＯＣ算出部４０から受ける状態量ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎに基づいて、電池６−１〜６−ｎの許容充放電電力ＰＢ１〜ＰＢｎを算出する。具体的には、電池の温度およびＳＯＣをパラメータとする許容放電電力（電池の最大放電電力）および許容充電電力（電池の最大充電電力）が各電池ごとに予めマップ化されており、そのマップを用いて、温度ＴＢ１〜ＴＢｎの各検出値および状態量ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎに基づいて許容充放電電力ＰＢ１〜ＰＢｎが算出される。   The battery allowable power calculation unit 42 is based on the detected values of the temperatures TB1 to TBn of the batteries 6-1 to 6-n and the state quantities SOC1 to SOCn received from the SOC calculation unit 40. The allowable charge / discharge powers PB1 to PBn are calculated. Specifically, the allowable discharge power (battery maximum discharge power) and the allowable charge power (battery maximum charge power) using the battery temperature and SOC as parameters are mapped in advance for each battery. The allowable charge / discharge powers PB1 to PBn are calculated based on the detected values of the temperatures TB1 to TBn and the state quantities SOC1 to SOCn.

切替制御部４４は、ＨＶ−ＥＣＵ４（図１）から受ける車両の必要電力Ｐ、温度ＴＢ１〜ＴＢｎの各検出値、および電池許容電力算出部４２から受ける許容充放電電力ＰＢ１〜ＰＢｎに基づいて、車両の必要電力Ｐを確保するのに最低限必要な電池数および動作させるコンバータを設定する。たとえば、切替制御部４４は、温度ＴＢ１〜ＴＢｎに基づいて温度の低い順に電池を選定し、温度の低い電池から許容充放電電力ＰＢを加算して車両の必要電力Ｐを超えるまでの電池数を算出するとともに、その電池数の算出に用いられた電池に対応するコンバータを動作させるコンバータとする。   The switching control unit 44 is based on the required power P of the vehicle received from the HV-ECU 4 (FIG. 1), the detected values of the temperatures TB1 to TBn, and the allowable charge / discharge powers PB1 to PBn received from the battery allowable power calculation unit 42. A minimum number of batteries and a converter to be operated are set to secure the necessary power P of the vehicle. For example, the switching control unit 44 selects batteries in ascending order of temperature based on the temperatures TB1 to TBn, and adds the allowable charge / discharge power PB from the battery with the lowest temperature to the number of batteries until the required power P of the vehicle is exceeded. In addition to the calculation, the converter corresponding to the battery used for calculating the number of batteries is operated.

そして、切替制御部４４は、コンバータ８−１〜８−ｎをそれぞれ動作させるか停止させるかを示す信号ＣＴＬ１〜ＣＴＬｎを生成してコンバータ制御部４６へ出力する。   Then, switching control unit 44 generates signals CTL <b> 1 to CTLn indicating whether converters 8-1 to 8-n are to be operated or stopped, and outputs them to converter control unit 46.

また、切替制御部４４は、タイマー４８から規定時間Ｔ（図２）ごとに通知を受ける。そして、切替制御部４４は、タイマー４８から通知を受けると、使用電池の少なくとも１つを不使用電池と切替える。たとえば、切替制御部４４は、最も温度の高い使用電池を最も温度の低い不使用電池と切替えるように、対応の信号ＣＴＬの状態を切替える。なお、使用電池の切替に伴ない車両の必要電力Ｐを確保できなくなる場合には、必要電力Ｐを確保できるまで、不使用電池のうち温度の低い方から順に使用電池として追加される。   In addition, the switching control unit 44 receives a notification from the timer 48 every specified time T (FIG. 2). Then, upon receiving notification from the timer 48, the switching control unit 44 switches at least one of the used batteries to an unused battery. For example, the switching control unit 44 switches the state of the corresponding signal CTL so that the used battery having the highest temperature is switched to the unused battery having the lowest temperature. In addition, when the required electric power P of the vehicle cannot be secured due to the switching of the used battery, the batteries are added as the used batteries in order from the lowest temperature among the unused batteries until the required power P can be secured.

コンバータ制御部４６は、車両の必要電力Ｐ、電圧ＶＨの検出値、および切替制御部４４から受ける信号ＣＴＬ１〜ＣＴＬｎに基づいて、駆動信号ＰＷＣ１〜ＰＷＣｎまたはシャットダウン信号ＳＤ１〜ＳＤｎを生成してコンバータ８−１〜８−ｎへ出力する。たとえば、コンバータ制御部４６は、信号ＣＴＬ１〜ＣＴＬｎによって示される使用電池数で車両の必要電力Ｐを除算し、動作させるコンバータの１つを電圧ＶＨに基づいて電圧制御するとともに、動作させる残余の各コンバータを先の除算結果に基づいて電力制御（電流制御）する。そして、コンバータ制御部４６は、動作させるコンバータに対しては、対応の駆動信号ＰＷＣを生成して出力するとともに、停止させるコンバータに対しては、対応のシャットダウン信号ＳＤを生成して出力する。   Converter control unit 46 generates drive signals PWC1 to PWCn or shutdown signals SD1 to SDn based on required power P of the vehicle, detected value of voltage VH, and signals CTL1 to CTLn received from switching control unit 44, and converter 8 Output to -1 to 8-n. For example, the converter control unit 46 divides the required power P of the vehicle by the number of used batteries indicated by the signals CTL1 to CTLn, controls the voltage of one of the converters to be operated based on the voltage VH, and operates each remaining The converter performs power control (current control) based on the previous division result. Then, converter control unit 46 generates and outputs a corresponding drive signal PWC for the converter to be operated, and generates and outputs a corresponding shutdown signal SD for the converter to be stopped.

図５は、図１に示したコンバータＥＣＵ５による電池の昇温制御に関する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成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing a control structure related to battery temperature rise control by converter ECU 5 shown in FIG. The processing shown in this flowchart is called from the main routine and executed at regular time intervals or when a predetermined condition is satisfied.

図５を参照して、コンバータＥＣＵ５は、電池６−１〜６−ｎの温度ＴＢ１〜ＴＢｎの少なくとも１つが規定温度Ｔ０以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、規定温度Ｔ０は、たとえば、常温時の電池出力のＡ％（Ａは１００よりも小さい規定値）を出力可能な電池温度に設定される。   Referring to FIG. 5, converter ECU 5 determines whether or not at least one of temperatures TB1 to TBn of batteries 6-1 to 6-n is equal to or lower than a specified temperature T0 (step S10). The specified temperature T0 is set to a battery temperature at which, for example, A% of battery output at normal temperature (A is a specified value smaller than 100) can be output.

ステップＳ１０において温度ＴＢ１〜ＴＢｎの全てが規定温度Ｔ０よりも高いと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、コンバータＥＣＵ５は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１２０へ処理を移行し、メインルーチンに処理を返す。   When it is determined in step S10 that all of temperatures TB1 to TBn are higher than specified temperature T0 (NO in step S10), converter ECU 5 proceeds to step S120 without executing a series of subsequent processes. Return processing to the main routine.

一方、ステップＳ１０において温度ＴＢ１〜ＴＢｎの少なくとも１つが規定温度Ｔ０以下であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ５は、車両の必要電力ＰをＨＶ−ＥＣＵ４から取得する（ステップＳ２０）。次いで、コンバータＥＣＵ５は、電池６−１〜６−ｎの電圧ＶＢ１〜ＶＢｎおよび電流ＩＢ１〜ＩＢｎの各検出値に基づいて、各電池のＳＯＣを算出する（ステップＳ３０）。さらに、コンバータＥＣＵ５は、各電池ごとに予め規定された許容充放電マップを用いて、電池６−１〜６−ｎの温度ＴＢ１〜ＴＢｎおよび状態量ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎに基づいて電池６−１〜６−ｎの許容充放電電力ＰＢ１〜ＰＢｎをそれぞれ算出する（ステップＳ４０）。   On the other hand, when it is determined in step S10 that at least one of temperatures TB1 to TBn is equal to or lower than specified temperature T0 (YES in step S10), converter ECU 5 obtains required electric power P of the vehicle from HV-ECU 4 (step S20). ). Next, converter ECU 5 calculates the SOC of each battery based on the detected values of voltages VB1 to VBn and currents IB1 to IBn of batteries 6-1 to 6-n (step S30). Furthermore, converter ECU 5 uses batteries 6-1 to 6-6 based on temperatures TB 1 -TBn and state quantities SOC 1 -SOCn of batteries 6-1-6 -n using an allowable charge / discharge map defined in advance for each battery. -N allowable charge / discharge powers PB1 to PBn are calculated (step S40).

そして、コンバータＥＣＵ５は、車両の必要電力Ｐ、ならびに温度ＴＢ１〜ＴＢｎの各検出値および許容充放電電力ＰＢ１〜ＰＢｎに基づいて、車両の必要電力Ｐを確保するのに最低限必要な電池数を設定するとともに（ステップＳ５０）、使用電池（すなわち動作させるコンバータ）を決定する（ステップＳ６０）。   Then, converter ECU 5 determines the minimum number of batteries required to secure the required power P of the vehicle based on the required power P of the vehicle, the detected values of temperatures TB1 to TBn and the allowable charge / discharge powers PB1 to PBn. In addition to setting (step S50), a battery to be used (that is, a converter to be operated) is determined (step S60).

次いで、コンバータＥＣＵ５は、使用電池の切替時間を計時するタイマーの値がしきい値（時間Ｔに相当）を超えたか否かを判定する（ステップＳ７０）。タイマー値がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、コンバータＥＣＵ５は、ステップＳ１００へ処理を移行する。   Next, converter ECU 5 determines whether or not the value of the timer for measuring the switching time of the battery used exceeds a threshold value (corresponding to time T) (step S70). If it is determined that the timer value is equal to or smaller than the threshold value (NO in step S70), converter ECU 5 proceeds to step S100.

一方、タイマー値がしきい値を超えたと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、コンバータＥＣＵ５は、使用電池の少なくとも１つを不使用電池と切替える（ステップＳ８０）。その後、コンバータＥＣＵ５は、タイマー値を初期値０にリセットする（ステップＳ９０）。   On the other hand, when it is determined that the timer value has exceeded the threshold value (YES in step S70), converter ECU 5 switches at least one of the used batteries to an unused battery (step S80). Thereafter, converter ECU 5 resets the timer value to initial value 0 (step S90).

そして、コンバータＥＣＵ５は、選定された使用電池と駆動力発生部２および／または空調システム３との間で必要電力Ｐに相当する電力を授受するように、使用電池に対応するコンバータに対して駆動信号ＰＷＣを生成し、該当のコンバータを制御する（ステップＳ１００）。さらに、コンバータＥＣＵ５は、不使用電池に対応する残余のコンバータに対してシャットダウン信号ＳＤを生成し、該当のコンバータを停止させる（ステップＳ１１０）。   And converter ECU5 drives with respect to the converter corresponding to a use battery so that the electric power equivalent to the required electric power P may be exchanged between the selected use battery and the driving force generation part 2 and / or the air-conditioning system 3. A signal PWC is generated and the corresponding converter is controlled (step S100). Furthermore, converter ECU 5 generates shutdown signal SD for the remaining converters corresponding to the unused batteries, and stops the corresponding converter (step S110).

以上のように、この実施の形態においては、複数の電池６−１〜６−ｎに対応して複数のコンバータ８−１〜８−ｎが設けられ、コンバータ８−１〜８−ｎは、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに並列接続される。そして、車両の必要電力Ｐを確保するのに最低限必要な電池数が設定され、その設定数の電池を用いて負荷（駆動力発生部２および／または空調システム３）と電力の授受を行なうので、全ての電池６−１〜６−ｎを用いて負荷と電力を授受する場合に比べて、電池１つあたりの充放電電流が大きくなり、その結果、電池１つあたりの発熱量が大きくなる。したがって、この実施の形態によれば、電池を速やかに昇温することができる。   As described above, in this embodiment, a plurality of converters 8-1 to 8-n are provided corresponding to the plurality of batteries 6-1 to 6-n. Connected in parallel to main positive bus MPL and main negative bus MNL. Then, the minimum number of batteries required to secure the required power P of the vehicle is set, and power is exchanged with the load (driving force generating unit 2 and / or air conditioning system 3) using the set number of batteries. As a result, the charge / discharge current per battery is larger than when all the batteries 6-1 to 6-n are used to transfer the load and power, and as a result, the amount of heat generated per battery is large. Become. Therefore, according to this embodiment, it is possible to quickly raise the temperature of the battery.

また、この実施の形態によれば、車両の必要電力Ｐと各電池の状態（温度，ＳＯＣ等）に基づいて規定される各電池の許容充放電電力とに基づいて必要電池数が設定されるので、車両の必要電力Ｐを確実に確保することができる。   Further, according to this embodiment, the required number of batteries is set based on the required power P of the vehicle and the allowable charge / discharge power of each battery defined based on the state (temperature, SOC, etc.) of each battery. Therefore, the required power P of the vehicle can be ensured reliably.

さらに、この実施の形態によれば、規定時間Ｔごとに使用電池の少なくとも１つが不使用電池と切替えられるので（すなわち、動作中のコンバータの少なくとも１つが停止中のコンバータと切替えられる。）、各電池のＳＯＣのばらつきを低減できるとともに、全ての電池を規定温度よりも高い温度に昇温することができる。   Furthermore, according to this embodiment, since at least one of the used batteries is switched to a non-use battery at a specified time T (that is, at least one of the operating converters is switched to a stopped converter), each Variations in battery SOC can be reduced, and all batteries can be heated to a temperature higher than a specified temperature.

また、さらに、この実施の形態においては、車両外部の電源３８から電池６−１〜６−ｎを充電可能であり、大電力を電池６−１〜６−ｎに蓄電可能である。また、エンジン２２を停止させ、電源システム１から供給される電力を用いてモータジェネレータ２４−２のみで走行可能である。そして、この実施の形態によれば、上述のように電池６−１〜６−ｎを速やかに昇温可能であるので、電池６−１〜６−ｎの温度低下による充放電特性の低下を抑制することができる。その結果、車両の走行性能が向上する。   Furthermore, in this embodiment, the batteries 6-1 to 6-n can be charged from the power supply 38 outside the vehicle, and a large amount of power can be stored in the batteries 6-1 to 6-n. Further, the engine 22 is stopped and the vehicle can run only by the motor generator 24-2 using the electric power supplied from the power supply system 1. According to this embodiment, since the batteries 6-1 to 6-n can be quickly heated as described above, the charge / discharge characteristics are reduced due to the temperature drop of the batteries 6-1 to 6-n. Can be suppressed. As a result, the running performance of the vehicle is improved.

また、さらに、この実施の形態においては、電源システム１から電力の供給を受けて動作する空調システム３が設けられる。そして、空調システム３が使用可能な電力は、使用電池の許容放電電力の総和ΣＷｏｕｔから駆動力発生部２の消費電力を差引いた電力に制限されるところ、この実施の形態によれば、上述のように電池６−１〜６−ｎを速やかに昇温可能であり、電池６−１〜６−ｎの放電特性の低下を抑制できるので、空調システム３の使用電力が制限されるのを抑制することができる。その結果、空調システム３の空調性能が向上する。   Furthermore, in this embodiment, an air conditioning system 3 that operates upon receiving power supply from the power supply system 1 is provided. Then, the power that can be used by the air conditioning system 3 is limited to the power obtained by subtracting the power consumption of the driving force generator 2 from the sum ΣWout of the allowable discharge power of the used battery. As described above, since the batteries 6-1 to 6-n can be quickly heated and the deterioration of the discharge characteristics of the batteries 6-1 to 6-n can be suppressed, the power consumption of the air conditioning system 3 is suppressed from being limited. can do. As a result, the air conditioning performance of the air conditioning system 3 is improved.

なお、上記の実施の形態において、電池６−１〜６−ｎの少なくとも１つをキャパシタで構成してもよい。たとえば、電気二重層キャパシタなども、低温下では、電池と同様に充放電特性が低下する。   In the above-described embodiment, at least one of the batteries 6-1 to 6-n may be a capacitor. For example, the charge / discharge characteristics of an electric double layer capacitor and the like deteriorate at a low temperature as in the case of a battery.

また、上記の実施の形態においては、規定時間Ｔごとに使用電池の少なくとも１つを不使用電池と切替えるものとしたが、その他の条件成立時に使用電池の少なくとも１つを不使用電池と切替えるようにしてもよい。たとえば、使用電池の温度と電池６−１〜６−ｎの平均温度との差が規定値を超えた場合に、その使用電池を不使用電池と切り替えるようにしてもよい。あるいは、使用電池のＳＯＣが規定値を超えた場合に、その使用電池を不使用電池と切り替えるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, at least one of the used batteries is switched to the unused battery at each specified time T. However, when other conditions are satisfied, at least one of the used batteries is switched to the unused battery. It may be. For example, when the difference between the temperature of the used battery and the average temperature of the batteries 6-1 to 6-n exceeds a specified value, the used battery may be switched to an unused battery. Alternatively, when the SOC of the used battery exceeds a specified value, the used battery may be switched to an unused battery.

また、上記においては、動力分配機構２６によりエンジン２２の動力を車軸とモータジェネレータ２４−１とに分配して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、モータジェネレータ２４−１を駆動するためにのみエンジン２２を用い、モータジェネレータ２４−２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両にも適用可能である。   In the above description, a series / parallel type hybrid vehicle has been described in which the power distribution mechanism 26 can distribute and transmit the power of the engine 22 to the axle and the motor generator 24-1. -1 is used only to drive the engine 22, and only the motor generator 24-2 generates the driving force of the vehicle, a so-called series type hybrid vehicle, or a motor that uses the engine as the main power and assists the motor as needed. The present invention is also applicable to assist type hybrid vehicles.

さらに、この発明の適用範囲は、上記のようなハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジンを搭載しない電気自動車や、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池（Fuel Cell）を搭載した燃料電池車などの電動車両にも、この発明は適用可能である。   Further, the scope of application of the present invention is not limited to the hybrid vehicle as described above, but an electric vehicle not equipped with an engine, or a fuel equipped with a fuel cell (Fuel Cell) that generates electric energy using fuel. The present invention is also applicable to an electric vehicle such as a battery car.

なお、上記において、コンバータＥＣＵ５における制御は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、図５に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行して図５に示したフローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、図５に示したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。   In the above, control in converter ECU 5 is actually performed by a CPU (Central Processing Unit), and CPU reads out a program including each step of the flowchart shown in FIG. 5 from a ROM (Read Only Memory), The read program is executed and processing is executed according to the flowchart shown in FIG. Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium in which a program including each step of the flowchart shown in FIG. 5 is recorded.

なお、上記において、駆動力発生部２および空調システム３は、この発明における「負荷装置」の一実施例を形成し、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」の一実施例に対応する。また、電池６−１〜６−ｎは、この発明における「複数の蓄電装置」の一実施例に対応し、コンバータ８−１〜８−ｎは、この発明における「複数の電力変換装置」の一実施例に対応する。   In the above, the driving force generator 2 and the air conditioning system 3 form one example of the “load device” in the present invention, and the main positive bus MPL and the main negative bus MNL are one of the “power lines” in the present invention. This corresponds to the embodiment. Batteries 6-1 to 6-n correspond to an example of “a plurality of power storage devices” in the present invention, and converters 8-1 to 8-n correspond to “a plurality of power conversion devices” in the present invention. This corresponds to one embodiment.

さらに、コンバータＥＣＵ５は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、充電用コンバータ３４および充電プラグ３６は、この発明における「充電装置」の一実施例を形成する。また、さらに、エンジン２２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ２４−２は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。   Further, converter ECU 5 corresponds to an embodiment of “control device” in the present invention, and charging converter 34 and charging plug 36 form an embodiment of “charging device” in the present invention. Furthermore, engine 22 corresponds to an embodiment of “internal combustion engine” in the present invention, and motor generator 24-2 corresponds to an embodiment of “electric motor” in the present invention.

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態による車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention. ３つの電池を交替的に使用した場合の発熱量を示した図である。It is the figure which showed the emitted-heat amount at the time of using three batteries by turns. ３つの電池を同時に使用した場合の発熱量を示した図である。It is the figure which showed the emitted-heat amount at the time of using three batteries simultaneously. 図１に示すコンバータＥＣＵの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of converter ECU shown in FIG. 図１に示すコンバータＥＣＵによる電池の昇温制御に関する制御構造を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a control structure related to battery temperature rise control by converter ECU shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電源システム、２ 駆動力発生部、３ 空調システム、４ ＨＶ−ＥＣＵ、５ コンバータＥＣＵ、６−１〜６−ｎ 電池、８−１〜８−ｎ コンバータ、１０−１〜１０−ｎ 電流センサ、１２−１〜１２−ｎ，１８ 電圧センサ、１４−１〜１４−ｎ 温度センサ、２０−１，２０−２ インバータ、２２ エンジン、２４−１，２４−２ モータジェネレータ、２６ 動力分配機構、２８ 駆動軸、３０ エアコン用インバータ、３２ エアコン用コンプレッサ、３４ 充電用コンバータ、３６ 充電プラグ、３８ 電源、４０ ＳＯＣ算出部、４２ 電池許容電力算出部、４４ 切替制御部、４６ コンバータ制御部、４８ タイマー、ＭＰＬ 主正母線、ＭＮＬ 主負母線、Ｃ 平滑コンデンサ、ＰＬ１〜ＰＬｎ 正極線、ＮＬ１〜ＮＬｎ 負極線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply system, 2 Driving force generation part, 3 Air conditioning system, 4 HV-ECU, 5 Converter ECU, 6-1 to 6-n battery, 8-1 to 8-n converter, 10-1 to 10-n Current sensor 12-1 to 12-n, 18 voltage sensor, 14-1 to 14-n temperature sensor, 20-1, 20-2 inverter, 22 engine, 24-1, 24-2 motor generator, 26 power distribution mechanism, 28 Drive shaft, 30 Air conditioner inverter, 32 Air conditioner compressor, 34 Charging converter, 36 Charging plug, 38 Power supply, 40 SOC calculation unit, 42 Battery allowable power calculation unit, 44 Switching control unit, 46 Converter control unit, 48 Timer , MPL main positive bus, MNL main negative bus, C smoothing capacitor, PL1-PLn positive line, NL1-NLn negative line

Claims (11)

負荷装置と電力を授受可能な電源システムであって、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するための電力線と、
充放電可能な複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が対応の蓄電装置と前記電力線との間で電力変換可能に構成された複数の電力変換装置と、
前記負荷装置の必要電力と前記複数の蓄電装置の各々の状態に基づいて規定される各蓄電装置の許容充放電電力とに基づいて、稼動させる蓄電装置の数を設定し、その設定数の蓄電装置に対応する電力変換装置を駆動するとともに残余の電力変換装置を停止させる制御装置とを備える電源システム。 A power supply system capable of transferring power to and from a load device,
A power line for transferring power between the power supply system and the load device;
A plurality of chargeable / dischargeable power storage devices;
A plurality of power conversion devices provided corresponding to the plurality of power storage devices, each configured to be capable of power conversion between the corresponding power storage device and the power line;
Based on the required power of the load device and the allowable charge / discharge power of each power storage device defined based on the state of each of the plurality of power storage devices, the number of power storage devices to be operated is set, and the set number of power storages A power supply system provided with the control apparatus which drives the power converter device corresponding to an apparatus and stops a remaining power converter device. 前記制御装置は、前記負荷装置の必要電力を確保するのに最低限必要な蓄電装置の数を前記設定数とする、請求項１に記載の電源システム。   2. The power supply system according to claim 1, wherein the control device sets the minimum number of power storage devices required to secure the necessary power of the load device as the set number. 前記制御装置は、規定の条件が成立するごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替える、請求項１または請求項２に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the control device switches at least one of the operating power conversion devices to a stopped power conversion device every time a prescribed condition is satisfied. 前記制御装置は、規定時間ごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替える、請求項３に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 3, wherein the control device switches at least one of the operating power conversion devices to a stopped power conversion device every specified time. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電源システムと、
車両の駆動力を発生する駆動力発生部と、
車両外部の電源から電力の供給を受けて前記複数の蓄電装置を充電可能に構成された充電装置とを備え、
前記駆動力発生部は、
内燃機関と、
前記電源システムから電力の供給を受けて前記駆動力を発生する電動機とを含む、車両。 The power supply system according to any one of claims 1 to 4,
A driving force generator for generating the driving force of the vehicle;
A charging device configured to be able to charge the plurality of power storage devices by receiving power from a power source outside the vehicle,
The driving force generator is
An internal combustion engine;
And a motor that receives the supply of electric power from the power supply system and generates the driving force. 前記電源システムから電力の供給を受けて動作する空調システムをさらに備え、
前記空調システムが使用可能な電力は、使用中の蓄電装置の許容放電電力の総和から前記駆動力発生部の消費電力を差引いた電力に制限される、請求項５に記載の車両。 An air conditioning system that operates by receiving power from the power supply system;
The vehicle according to claim 5, wherein electric power that can be used by the air conditioning system is limited to electric power that is obtained by subtracting electric power consumed by the driving force generation unit from a sum of allowable discharge electric power of a power storage device in use. 負荷装置と電力を授受可能な電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
当該電源システムと前記負荷装置との間で電力を授受するための電力線と、
充放電可能な複数の蓄電装置と、
前記複数の蓄電装置に対応して設けられ、各々が対応の蓄電装置と前記電力線との間で電力変換可能に構成された複数の電力変換装置とを備え、
前記制御方法は、
前記複数の蓄電装置の各々の状態に基づいて規定される各蓄電装置の許容充放電電力を算出するステップと、
前記負荷装置の必要電力と各蓄電装置の前記許容充放電電力とに基づいて、稼動させる蓄電装置の数を設定するステップと、
その設定数の蓄電装置に対応する電力変換装置を駆動するステップと、
残余の電力変換装置を停止させるステップとを含む、電源システムの制御方法。 A method for controlling a power supply system capable of transferring power to and from a load device,
The power supply system includes:
A power line for transferring power between the power supply system and the load device;
A plurality of chargeable / dischargeable power storage devices;
A plurality of power conversion devices provided corresponding to the plurality of power storage devices, each configured to be capable of power conversion between the corresponding power storage device and the power line,
The control method is:
Calculating an allowable charge / discharge power of each power storage device defined based on a state of each of the plurality of power storage devices;
Setting the number of power storage devices to be operated based on the required power of the load device and the allowable charge / discharge power of each power storage device;
Driving a power conversion device corresponding to the set number of power storage devices;
And stopping the remaining power conversion device. 前記蓄電装置の数を設定するステップにおいて、前記負荷装置の必要電力を確保するのに最低限必要な蓄電装置の数がその設定数とされる、請求項７に記載の電源システムの制御方法。   8. The method of controlling a power supply system according to claim 7, wherein in the step of setting the number of power storage devices, the minimum number of power storage devices required to secure the required power of the load device is the set number. 規定の条件が成立するごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つを停止中の電力変換装置と切替えるステップをさらに含む、請求項７または請求項８に記載の電源システムの制御方法。   The method for controlling a power supply system according to claim 7 or 8, further comprising a step of switching at least one of the operating power converters to a stopped power converter each time a prescribed condition is satisfied. 前記電力変換装置を切替えるステップにおいて、規定時間ごとに、動作中の電力変換装置の少なくとも１つが停止中の電力変換装置と切替えられる、請求項９に記載の電源システムの制御方法。   The method of controlling a power supply system according to claim 9, wherein, in the step of switching the power conversion device, at least one of the operating power conversion devices is switched to a stopped power conversion device at a specified time. 請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。   The computer-readable recording medium which recorded the program for making a computer perform the control method of any one of Claims 7-10.
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