JP2009219213A

JP2009219213A - 電動車両用電源装置

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Publication number: JP2009219213A
Application number: JP2008058571A
Authority: JP
Inventors: Masaya Yamamoto; 雅哉山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】二次電池と電圧変換器とを含む電源ユニットが並列に接続された電動車両用電源装置において、各二次電池の出力を効率的に取り出す。
【解決手段】電動車両用電源装置の電圧変換器内の電子部品の温度を取得する温度センサを備え、電動車両用電源装置の二次電池の充放電電力配分を変化させる制御部は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出する基本充放電電力配分を算出し、各温度センサによって取得した各電子部品の温度を比較し、温度の高い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を低減し、温度の低い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を増加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両用電源装置の制御に関する。

近年、エンジンとモータの２種類の駆動源を組み合わせて車両の駆動源とするハイブリッド車両や、二次電池に蓄電した電力によってモータを駆動し、車両を駆動する電気自動車等の電動車両が多く用いられるようになってきている。そして、最近では、これらの電動車両も次第に大型化し、大きな駆動力を得る為に高出力の二次電池を搭載するようになってきている。

しかし、二次電池を負荷に合わせて大型化あるいは高電圧電池とすると、大きな搭載スペースが必要になる上、高い耐電性が必要となることから電源装置全体が大型化してしまうという問題がある。そこで、二次電池と電圧変換器を含む電源ユニットを並列に接続した車両駆動用の電源装置が提案されている。このような電源装置は、低電圧の二次電池の電圧を電圧変換器によって昇圧してモータジェネレータを駆動し、モータジェネレータによって発電した電力の電圧を電圧変換器で降圧して二次電池に蓄電するもので、二次電池をモータジェネレータの駆動電圧よりも低電圧にすることができることと、二次電池の全体容量を大きくすることができるものである。そして、このような電源装置で、各二次電池の劣化特性を改善するために、各電池の残存容量(ＳＯＣ)が同一となるように各二次電池の充放電を制御する方法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

また、電動車両においては、電圧変換器には、リアクトルや、トランジスタなどのスイッチング素子を組み合わせて構成されているものが用いられている。この様な電子部品は流れる電流が大きくなると発熱量が大きくなり、場合によっては過熱によって損傷を受けることがある。このため、電圧変換器のスイッチング素子の電圧からスイッチング素子の最高温度を推定し、その温度がスイッチング素子の破壊温度を超えないように昇圧コンバータの通過電力を制限する方法が提案されている(例えば、特許文献２参照)。

特開２００３−２０９９６９号公報特開２００６−２３００７８号公報

特許文献１に記載された従来技術の電源装置では、並列に接続された各二次電池の残存容量を平準化するように各二次電池からの充放電を制御するようにしているが、各二次電池に接続されている各電圧変換器の電子部品の温度がそれぞれ独立して上昇してしまう場合がある。そして、いずれかの電圧変換器の電子部品の温度が制限温度を超えた場合には特許文献２に記載された従来技術のように、その電圧変換器の通過電力が制限されてしまうので、並列に接続された二次電池全体の出力電力が制限されてしまい、二次電池の出力を十分に取り出すことができなくなるという問題があった。

そこで、本発明は、二次電池と電圧変換器とを含む電源ユニットが並列に接続された電動車両用電源装置において、各二次電池の出力を効率的に取り出すことを目的とする。

本発明の電動車両用電源装置は、二次電池と、二次電池と負荷及び電力源との間に接続されて二次電池と負荷及び電力源との間の電圧を相互に変換する電圧変換器と、電圧変換器内の電子部品の温度を取得する温度センサと、を含む電源ユニットを並列に接続した車両駆動用電源と、各二次電池の充放電電力配分を変化させる制御部と、を備える電動車両用電源装置であって、制御部は、各二次電池の各充放電可能残存容量に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出する基本充放電電力配分算出手段と、各温度センサによって取得した各電子部品の各温度に応じて基本充放電電力配分を補正する補正手段と、を有すること、を特徴とする。

本発明の電動車両用電源装置において、電圧変換器は、チョッパ型電圧変換器であり、電子部品はリアクトルであること、としても好適であるし、電子部品はスイッチング素子であること、としても好適である。

本発明の電動車両用電源装置において、基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、補正手段は、各電子部品の温度を比較し、温度の高い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を低減し、温度の低い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を増加させること、としても好適であるし、補正手段は、各電子部品の温度差に応じて各二次電池の充放電電力配分の低減量または増加量を変化させること、としても好適である。

本発明の電動車両用電源装置において、基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、補正手段は、各電子部品の各温度の平均温度を算出し、平均温度よりも温度の高い電子部品を含む各電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を低減し、平均温度よりも温度の低い電子部品を含む各電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を増加させること、としても好適であるし、補正手段は、平均温度と各電子部品との温度差に応じて各二次電池の充放電電力配分の低減量または増加量を変化させること、としても好適である。

本発明の電動車両用電源装置において、補正手段の各二次電池の充放電電力配分の低減量の合計と充放電電力配分の増加量の合計は等しいこと、としても好適である。

本発明の電動車両用電源装置において、基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、補正手段は、各電子部品の温度に基づく各電圧変換器の各許容負荷率の大きさの割合に応じて１つの二次電池の充放電電力配分の最大割合と最小割合を算出し、その二次電池の基本充放電電力配分と最大割合及び最小割合とを比較し、その二次電池の基本充放電電力配分が最大割合よりも大きい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最大割合に制限し、その二次電池の基本充放電電力配分が最小割合よりも小さい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最小割合に制限すること、としても好適であるし、補正手段は、少なくとも１つの二次電池の基本充放電電力配分が最大割合よりも大きい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最大割合に制限し、残余の二次電池の充放電電力配分の各増加量の合計がその二次電池の基本充放電電力配分と最大割合との差分となるように残余の二次電池の充放電電力配分を増加させ、少なくとも１つの二次電池の基本充放電電力配分が最小割合よりも小さい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最小割合まで増加させ、残余の二次電池の充放電電力配分の各低減量の合計がその二次電池の基本充放電電力配分と最小割合との差分となるように残余の二次電池の充放電電力配分を低減すること、としても好適である。

本発明は、二次電池と電圧変換器とを含む電源ユニットが並列に接続された電動車両用電源装置において、各二次電池の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

以下、本発明の好適に実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、電動車両用電源装置１００は、充放電可能なマスタ側二次電池１２とマスタ側二次電池１２に接続されたチョッパ型電力変換器であるマスタ側昇圧コンバータ１１とを含むマスタ電源ユニット１０と、充放電可能なスレーブ側二次電池２２とスレーブ側二次電池２２に接続されたチョッパ型電力変換器であるスレーブ側昇圧コンバータ２１とを含むスレーブ電源ユニット２０とが並列に接続され、各電源ユニット１０，２０はインバータ３１に接続されている。インバータ３１は、各二次電池１２，２２の直流出力を車両駆動用のモータジェネレータ３２を駆動する三相交流電力に変換すると共に、モータジェネレータ３２によって発電した三相交流電力を二次電池への蓄電用に直流に変換する。

各電源ユニット１０，２０の各昇圧コンバータ１１，２１は、それぞれ昇圧用のリアクトル１３，２３と、充放電切り替え用のスイッチング素子１４，２４と、昇圧用のスイッチング素子１５，２５と、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５に並列に接続されたダイオード１６，１７，２６，２７とを備えている。各スイッチング素子１４，１５，２４，２５は、スイッチングトランジスタあるいはＧＴＯ等である。充放電切り替え用の各スイッチング素子１４，２４と昇圧用の各スイッチング素子１５，２５とはそれぞれ直列に接続され、各接続の中点は各リアクトル１３，２３を介して各二次電池１２，２２の一端と接続されている。また、各二次電池１２，２２の他端は昇圧用の各スイッチング素子１５，２５と接続されている。また、各リアクトル１３，２３には各リアクトル１３，２３の温度を検出する温度センサ４１，４２が取り付けられている。

各二次電池１２，２２、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５、インバータ３１、モータジェネレータ３２はそれぞれ制御部５０に接続され、制御部５０の指令によって駆動されるよう構成されている。また、制御部５０は各二次電池１２，２２の残存容量(ＳＯＣ)を取得する。各リアクトル１３，２３の温度センサ４１，４２は制御部５０に接続され、制御部５０は各リアクトル１３，２３の温度を取得するよう構成されている。

制御部５０は信号及び情報の処理を行うＣＰＵを備えるコンピュータであり、制御用のデータなどを格納するメモリを含んでいても良いし、外部に記憶装置を備えているように構成されていてもよい。

図２から図４を参照しながら電動車両用電源装置１００の動作について説明する。図２のステップＳ１０１に示すように、制御部５０は各二次電池１２，２２から各二次電池の残存容量(ＳＯＣ)を取得する。制御部は図２のステップＳ１０２に示すように、各二次電池１２，２２の充放電可能残存容量に応じて各二次電池１２，２２の各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２を計算する。

各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２の計算は以下のように行う。図３に示すように、電動車両用電源装置１００が動作を開始した際の時間ｔ_１に制御部５０はマスタ側二次電池１２の残存容量をマスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１、スレーブ側二次電池２２の残存容量をスレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２として取得する。制御部５０はメモリに格納している各二次電池１２，２２の放電可能な下限残存容量ＳＯＣ_０を読み出して、マスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１と下限残存容量ＳＯＣ_０との差を計算し、マスタ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_１としてメモリに格納し、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２と下限残存容量ＳＯＣ_０との差を計算し、スレーブ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ₂としてメモリに格納する。制御部５０は、マスタ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_１とスレーブ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ₂との大きさの割合に応じて、各二次電池１２，２２の各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２を計算する。すなわち、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、はそれぞれ次の式で表わされる。
Ｋｂａｔ_１＝ΔＳＯＣ_１／（ΔＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ₂） ――――― (式１)
Ｋｂａｔ_２＝ΔＳＯＣ_２／（ΔＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ₂） ――――― (式２)

例として、マスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１が５０％で、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２が４０％、下限残存容量ＳＯＣ_０が２０％の場合、マスタ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_１は３０％、スレーブ側二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_２は２０％となり、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は、それぞれ（式１）、（式２）より、
Ｋｂａｔ_１＝３０％／（３０％＋２０％）＝３／５＝６０％ ――――― (式３)
Ｋｂａｔ_２＝２０％／（３０％＋２０％）＝２／５＝４０％ ――――― (式４)
となる。これにより、次に記載する補正がない場合には、各二次電池１２，２２は６：４の割合で要求電力を出力するように制御される。この場合、図３の実線で示すように、各二次電池１２，２２は６：４の放電可能残存容量の割合を保ちながら各二次電池残存容量ＳＯＣ_１，ＳＯＣ_２が下限残存容量ＳＯＣ_０となるまで放電していく。

図２のステップＳ１０３に示すように、制御部５０はマスタ側のリアクトル１３の温度をマスタ側リアクトル温度ＴＨＬ_１として取得し、スレーブ側のリアクトル２３の温度をスレーブ側リアクトル温度ＴＨＬ_２として取得する。図２のステップＳ１０４に示すように、制御部５０は、マスタ側リアクトル温度ＴＨＬ_１からスレーブ側リアクトル温度ＴＨＬ_２を引いた差をリアクトル温度差ΔＴＨＬとしてメモリに格納する。

図２のステップＳ１０５に示すように、制御部５０はメモリに格納している補正マップからスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２を読み出す。図４に示すように、補正マップはリアクトル温度差ΔＴＨＬを横軸とし、補正量Ｋａｄｊ_２を縦軸として、リアクトル温度差ΔＴＨＬに対する補正量Ｋａｄｊ_２の変化を示したものである。図４に示すように補正量Ｋａｄｊ_２は、リアクトル温度差ΔＴＨＬが大きいほど大きく、リアクトル温度差ΔＴＨＬが小さいほど小さくなるようになっている。そして、リアクトル温度差ΔＴＨＬの絶対値の小さい領域では、補正量Ｋａｄｊ_２はゼロとなり、補正量の最大値は１００％、最小値は―１００％となるような特性となっている。リアクトル温度差ΔＴＨＬは、マスタ側リアクトル温度ＴＨＬ_１からスレーブ側リアクトル温度ＴＨＬ_２を引いたものであることから、リアクトル温度差ΔＴＨＬが正の場合は、マスタ側のリアクトル１３の温度が高い状態で、リアクトル温度差ΔＴＨＬが負の場合は、スレーブ側のリアクトル２３の温度が高い状態を示す。従って、図４に示す補正マップは、スレーブ側のリアクトル２３の温度がマスタ側リアクトル１３の温度よりも高い場合にはスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２がマイナスとなり、スレーブ側二次電池２２からの充放電を減少させ、逆に、マスタ側のリアクトル１３の温度がスレーブ側リアクトル２３の温度よりも高い場合にはスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２がプラスとなり、スレーブ側二次電池２２からの充放電を増加させるような特性となっている。例えば、図４に示すように、リアクトル温度差ΔＴＨＬがΔＴＬ_１の様にマイナスの場合は、スレーブ側のリアクトル２３の温度がマスタ側リアクトル１３の温度よりも高く、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２は、―１０％となる。

図２のステップＳ１０６に示すように、制御部５０は、先に計算したスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２に補正量Ｋａｄｊ_２を加えて、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を次式により計算する。
Ｋｂａｔ_２’＝Ｋｂａｔ_２＋Ｋａｄｊ_２ ―――――――― (式５)
先に示した例によると、Ｋｂａｔ_２は４０％、Ｋａｄｊ_２は−１０％であるから、Ｋｂａｔ_２’は３０％となる。

図２のステップＳ１０７に示すように、制御部５０はスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’が負あるいは１００％を超えていないかを判断する。そして、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’がゼロと１００％との間にある場合には、図２のステップＳ１０８に示すように、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’の変更は行なわずに、図２のステップＳ１１１に示すように、１００％からスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を引いてマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を計算する。

図２のステップＳ１１２に示すように、制御部５０は補正したマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’の割合で各二次電池１２，２２からの電力出力の配分を行う。先に示した例によれば、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’はゼロと１００％の間の３０％であるので変更は行なわれず、そのまま３０％となり、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’は１００％−３０％＝７０％で、７０％となる。

以上の動作によって、制御部５０は６０％のマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１と、４０％のスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、を各リアクトル１３，２３の温度差によって補正し、温度の高いスレーブ側二次電池２２の充放電配分を低減してスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を３０％とし、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を７０％として各二次電池１２，２２からの出力電力の配分を行う。具体的には、制御部５０は各二次電池１２，２２からの出力が各充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’，Ｋｂａｔ_２’となるように各電源ユニット１０，２０の各スイッチング素子１４，１５，２４，２５のオンオフのタイミングを調整する。

図３の１点鎖線で示すように、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’はマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１よりも大きいので、基本充放電電力配分による場合よりも早く放電し、逆にリアクトル２３の温度が高いスレーブ側は、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’がスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２よりも小さいので、基本充放電電力配分による場合よりもゆっくりと放電することとなる。

また、制御部５０は、図２のステップＳ１０６に示す補正によってスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’が負となった場合には、図２のステップＳ１０９に示すようにスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’をゼロとする。また、図２のステップＳ１０６に示す補正によってスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’が１００％を超えた場合には、図２のステップＳ１１０に示すように、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を１００％として図２のステップＳ１１１に示すように１００％からスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を引いてマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を計算する。スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’がゼロの場合は、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’は１００％で、逆に、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’が１００％の場合は、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’はゼロとなる。

以上説明したように、本実施形態の電動車両用電源装置１００は、リアクトルの温度の高い方の電源ユニットの二次電池の電力配分を低減し、リアクトルの温度が低い方の電源ユニットの二次電池の電力配分を増加させることによって、リアクトルの温度を平均化し、各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力が制限されることを抑制することができる。このため、各リアクトル１３，２３の温度上昇による各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力の制限により並列に接続された各二次電池１２，２２の出力電力が制限されることが抑制され、各二次電池１２，２２の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

以上説明した実施形態では、各二次電池１２，２２の放電の際の電力配分について説明したが、充電の場合も同様で、補正したマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’の割合で各二次電池１２，２２への充電を行う。この場合、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、はマスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２と各二次電池１２，２２の充電可能な上限残存容量である上限残存容量ＳＯＣ_９に基づいて計算する。上限残存容量ＳＯＣ_９は例えば８０％などである。制御部５０は、上限残存容量ＳＯＣ_９とマスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１の差を計算し、マスタ側二次電池充電可能残存容量ΔＳＯＣ_１９としてメモリに格納し、上限残存容量ＳＯＣ_９とスレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２の差を計算し、スレーブ側二次電池充電可能残存容量ΔＳＯＣ_２９としてメモリに格納する。そして、
Ｋｂａｔ_１＝ΔＳＯＣ_１９／（ΔＳＯＣ_１９＋ΔＳＯＣ_2９） ―――― (式６)
Ｋｂａｔ_２＝ΔＳＯＣ_２９／（ΔＳＯＣ_１９＋ΔＳＯＣ_2９） ―――― (式７)
としてマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を計算する。図４に示したマップに基づく補正によってマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を計算する方法は放電の際の電力配分の計算と同様である。

図５及び図６を参照しながら他の実施形態について説明する。図１から図４を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図１に示す各昇圧コンバータ１１，２１は、各リアクトル１３，２３の温度が一定以上に上昇してきた場合には、その出力電力が制限されてしまう。このような場合には、各リアクトル１３，２３の温度差ではなく、各リアクトル１３，２３の温度によって、各二次電池１２，２２の電力配分の制限を行う。

図５のステップＳ２０１からＳ２０２に示すように、制御部５０は先に図２を参照して説明した実施形態と同様、各二次電池１２，２２の残存容量（ＳＯＣ）を取得し、これからマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、を計算する。先の例と同様、マスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１が５０％で、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２が４０％、下限残存容量ＳＯＣ_０が２０％の場合、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１は６０％、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は４０％となる。図５のステップＳ２０３に示すように、制御部５０は各リアクトル１３，２３の温度を取得する。

図５のステップＳ２０４に示すように、制御部５０はメモリに格納している各リアクトル１３，２３の温度に対する各昇圧コンバータ１１，２１の各許容負荷率のマップを読み出して、このマップによって各昇圧コンバータ１１，２１のマスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１、スレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２を取得する。

図６に示すように、各昇圧コンバータの許容負荷率は、例えば、リアクトルの温度が所定の温度Ｔ以上となった場合には、温度が上昇すると共に低減される特性となっている。

以下、マスタ側のリアクトル１３の温度がＴ以下でマスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１が１００％で、スレーブ側のリアクトル２３の温度がＴ以上のＴ’であり、スレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２が６０％に制限されている場合について説明する。

図５のステップＳ２０５に示すように、制御部５０は、取得した各リアクトル１３，２３の温度と図６に示す許容負荷率のマップから、いずれかの昇圧コンバータ１１，２１の負荷率が制限されているかを判断する。上記の例の場合、スレーブ側のリアクトル２３の温度によってスレーブ側の昇圧コンバータ２１の負荷率が制限されているがマスタ側の昇圧コンバータ１１の負荷率は制限されていないので、制御部５０は図５のステップＳ２０６に示す場合と判断して、図５のステップＳ２０７に示すように、負荷率が制限されているスレーブ側の二次電池２２の充放電電力配分の最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２とを計算する。最大割合Ｋｍａｘ_２は、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１とスレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２とによって以下の式で計算される。
Ｋｍａｘ_２＝Ｋｌｉｍ_２／（Ｋｌｉｍ_１＋Ｋｌｉｍ_２） ――――― (式８)
スレーブ側は負荷率が制限されているので最小割合Ｋｍｉｎ_２はゼロに設定される。本例では、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１＝１００％、スレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２＝６０％なので、Ｋｍａｘ_２は、
Ｋｍａｘ_２＝６０％／（１００％＋６０％）＝３７．５％ ――― (式９)
となる。

図５のステップＳ２１２に示すように、制御部５０は、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２との間にあるかどうか判断する。例の場合には、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２＝４０％、最大割合Ｋｍａｘ_２＝３７．５％となり、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最大割合Ｋｍａｘ_２を超えている。制御部５０は、図５のステップＳ２１５に示すように、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を最大割合Ｋｍａｘ_２の３７．５％に補正してスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とする。そして、図５のステップＳ２１６に示すように、制御部５０は、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を１００％―Ｋｂａｔ_２’＝１００％―３７.５％＝６２．５％に補正する。

この様に、スレーブ側のリアクトル２３の温度が高く、負荷率の制限を受けている場合には、４０％のスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は３７．５％に低減されてスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’となり、負荷率の制限のないマスタ側は６０％のマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１は６２．５％に増加されてスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’となる。図５のステップＳ２１７に示すように、制御部５０は補正されたマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’とスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’によって各二次電池１２，２２からの出力電力の配分を行う。

なお、制御部５０は、図５のステップＳ２１２において、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２との間にあるような場合には、図５のステップＳ２１３に示すように、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を補正せずそのままスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とする。

他の例としてマスタ側のリアクトル１３の温度がＴ以上のＴ’で、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１が６０％に制限され、スレーブ側のリアクトル２３の温度がＴ以下でスレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２は制限されていない場合について説明する。

本例の場合、マスタ側のリアクトル１３の温度によってマスタ側の昇圧コンバータ１１の負荷率は制限されているがスレーブ側の昇圧コンバータ２１の負荷率は制限されていないので、制御部５０は図５のステップＳ２０８に示す場合と判断して、図５のステップＳ２０９に示すように、スレーブ側の二次電池２２の充放電電力配分の最小割合Ｋｍｉｎ_２を計算する。最小割合Ｋｍｉｎ_２は、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１とスレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２とによって以下の式で計算される。
Ｋｍｉｎ_２＝Ｋｌｉｍ_２／（Ｋｌｉｍ_１＋Ｋｌｉｍ_２） ――――― (式１０)
スレーブ側は負荷率が制限されないので最大割合Ｋｍａｘ_２は１００％に設定される。本例では、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１＝６０％、スレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２＝１００％なので、最小割合Ｋｍｉｎ_２は、
Ｋｍｉｎ_２＝１００％／（１００％＋６０％）＝６２．５％ ―― (式１１)
となる。

図５のステップＳ２１２に示すように、制御部５０は、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２との間にあるかどうか判断する。この場合には、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２＝４０％、最小割合Ｋｍｉｎ_２＝６２．５％となり、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最小割合Ｋｍｉｎ_２よりも小さくなっている。制御部５０は、図５のステップＳ２１４に示すように、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を最小割合Ｋｍｉｎ_２の６２．５％に補正してスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とする。そして、図５のステップＳ２１６に示すように、制御部５０は、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を１００％―Ｋｂａｔ_２’＝１００％―６２．５％＝３７．５％に補正する。

この様に、マスタ側のリアクトル１３の温度が高く、負荷率の制限を受けている場合には、４０％のスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を６２．５％に増加してマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とすることによって、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を３７．５％に低減する。制御部５０は補正されたマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’とスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’によって各二次電池１２，２２からの出力電力の配分を行う。

別の例として、各リアクトル１３，２３の温度が共にＴ’で各昇圧コンバータ１１，２１の各許容負荷率Ｋｌｉｍ_１，Ｋｌｉｍ_２が共に６０％に制限されている場合について説明する。

本例の場合、各昇圧コンバータ１１，２１の負荷率が制限されているので、制御部５０は図５のステップＳ２１０に示す場合と判断して、図５のステップＳ２１１に示すように、スレーブ側の二次電池２２の充放電電力配分の最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２を計算する。この場合、最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２は、マスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１とスレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２とによって以下の同一の式で計算される。
Ｋｍａｘ_２＝Ｋｍｉｎ_２＝Ｋｌｉｍ_２／（Ｋｌｉｍ_１＋Ｋｌｉｍ_２） ―― (式１２)
本例では、Ｋｌｉｍ_１＝６０％、Ｋｌｉｍ_２＝６０％なので、Ｋｍａｘ_２、Ｋｍｉｎ_２は、
Ｋｍａｘ_２＝Ｋｍｉｎ_２＝６０％／（６０％＋６０％）＝５０％ ――― (式１３)
となる。

本例の場合、最大割合Ｋｍａｘ_２＝最小割合Ｋｍｉｎ_２＝５０％でスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２＝４０％であるので、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は最小割合Ｋｍｉｎ_２＝５０％よりも小さくなる。制御部５０は、図５のステップＳ２１４に示すように、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を最小割合Ｋｍｉｎ_２の５０％に補正してスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とする。そして、図５のステップＳ２１６に示すように、制御部５０は、マスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を１００％―Ｋｂａｔ_２’＝１００％―５０％＝５０％に補正する。

この様に、各リアクトル１３，２３の温度が高く、各昇圧コンバータ１１，２１が負荷率の制限を受けている場合には、制御部５０は各昇圧コンバータ１１，２１の負荷率の割合に応じてマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’とスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を決定し、これによって各二次電池１２，２２からの出力電力の配分を行う。

以上説明した本実施形態は、先に図１から図４を参照して説明した実施形態と同様、各リアクトル１３，２３の温度上昇による各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力の制限により並列に接続された各二次電池１２，２２の出力電力が制限されることが抑制され、各二次電池１２，２２の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

以上説明した本実施形態では、各二次電池１２，２２の放電の際の電力配分について説明したが、充電の場合はマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、はマスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２と各二次電池１２，２２の充電可能な上限残存容量である上限残存容量ＳＯＣ_９に基づいて計算し、放電の場合と同様に補正を行い、補正したマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’の割合で各二次電池１２，２２への充電を行う。

図７から図９を参照しながら、他の実施形態について説明する。先に図１から図４を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態の電動車両用電源装置２００の構成は、先に図１を参照して説明した実施形態と同様であり、各リアクトル１３，２３の温度センサに代わって各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度を測定する温度センサ４３，４４，４５，４６が設けられている点が異なっている。各温度センサ４３〜４６はいずれも制御部５０に接続され、制御部５０は各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度を取得することができるよう構成されている。

図８のステップＳ３０１からＳ３０２に示すように、制御部５０は先に図２を参照して説明した実施形態と同様、各二次電池１２，２２の残存容量（ＳＯＣ）を取得し、これからマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、を計算する。先の例と同様、マスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１が５０％で、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２が４０％、下限残存容量ＳＯＣ_０が２０％の場合、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１は６０％、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は４０％となる。

図８のステップＳ３０３に示すように、制御部５０は各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の各温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１，ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２を各温度センサ４３〜４６によって取得する。制御部５０はマスタ側の充放電切り替え用のスイッチング素子１４の温度ＴＨＣｐ_１と昇圧用のスイッチング素子１５の温度ＴＨＣｎ_１の高いほうの温度をマスタ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_１としてメモリに格納し、スレーブ側の充放電切り替え用のスイッチング素子２４の温度ＴＨＣｐ_２と昇圧用のスイッチング素子２５の温度ＴＨＣｎ_２の高いほうの温度をスレーブ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_２としてメモリに格納する。図８のステップＳ３０４に示すように、制御部５０は、メモリから各温度ＴＨＣ_１，ＴＨＣ_２を読み出し、マスタ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_１からスレーブ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_２を引いてスイッチング素子温度差ΔＴＨＣを計算する。

図８のステップＳ３０５に示すように、制御部５０は、図９に示すスイッチング素子温度差ΔＴＨＣに対するスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２のマップを参照して、補正量Ｋａｄｊ_２を取得する。図９に示すマップは図４で説明したリアクトルの温度差ΔＴＨＬに対する補正量Ｋａｄｊ_２の特性と同様の特性を備えており、補正量Ｋａｄｊ_２は、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣが大きいほど大きく、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣが小さいほど小さくなるようになっている。そして、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣの絶対値の小さい領域では、補正量Ｋａｄｊ_２はゼロとなり、補正量の最大値は１００％、最小値は―100％となるような特性となっている。スイッチング素子温度差ΔＴＨＣは、マスタ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_１からスレーブ側スイッチング素子温度ＴＨＣ_２を引いたものであることから、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣが正の場合は、マスタ側のスイッチング素子１４，１５温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１の高い方の温度がスレーブ側のスイッチング素子２４，２５温度ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２の高い方よりも高い状態を示し、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣが負の場合は、スレーブ側のスイッチング素子２４，２５温度ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２の高い方の温度がマスタ側のスイッチング素子１４，１５温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１の高い方のよりも高い状態を示す。従って、図９に示す補正マップは、スレーブ側のスイッチング素子２４，２５の温度がマスタ側スイッチング素子１４，１５よりも高い場合にはスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２がマイナスとなり、スレーブ側二次電池２２からの充放電を減少させ、逆に、マスタ側のスイッチング素子１４，１５の温度がスレーブ側スイッチング素子２４，２５温度よりも高い場合にはスレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２がプラスとなり、スレーブ側二次電池２２からの充放電を増加させるような特性となっている。例えば、図９に示すように、スイッチング素子温度差ΔＴＨＣがΔＴＣ_１の様にマイナスの場合は、スレーブ側のいずれかのスイッチング素子２４，２５の温度がマスタ側のスイッチング素子１４，１５の温度よりも高く、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２の補正量Ｋａｄｊ_２は、―１０％となる。

先に説明した実施形態と同様、図８のステップＳ３０６からＳ３１１に示すように、制御部５０は、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２に補正量Ｋａｄｊ_２を加えてスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を計算し、１００％からスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を差し引いてマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’を求める。図８のステップＳ３１２に示すように、制御部５０は、各二次電池１２，２２からの出力が各充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’，Ｋｂａｔ_２’となるように各電源ユニット１０，２０の各スイッチング素子１４，１５，２４，２５のオンオフのタイミングを調整する。

以上説明したように、本実施形態の電動車両用電源装置２００は、スイッチング素子の温度の高い方の電源ユニットの二次電池の電力配分を低減し、スイッチング素子の温度が低い方の電源ユニットの二次電池の電力配分を増加させることによって、スイッチング素子の温度を平均化し、各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力が制限されることを抑制することができる。このため、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度上昇による各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力の制限により並列に接続された各二次電池１２，２２の出力電力が制限されることが抑制され、各二次電池１２，２２の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

以上説明した本実施形態では、各二次電池１２，２２の放電の際の電力配分について説明したが、充電の場合も同様で、補正したマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’、スレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’の割合で各二次電池１２，２２への充電を行う。

図１０及び図１１を参照しながら他の実施形態について説明する。図１から図９を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図７に示す昇圧コンバータ１１，２１は、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の各温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１，ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２が一定以上に上昇してきた場合には、その出力電力が制限されてしまう。このような場合には、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１，ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２によって、電力配分の制限を行う。

図１０のステップＳ４０１からＳ４０２に示すように、制御部５０は先に図２を参照して説明した実施形態と同様、各二次電池１２，２２の残存容量（ＳＯＣ）を取得し、これからマスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、を計算する。先の例と同様、マスタ側二次電池残存容量ＳＯＣ_１が５０％で、スレーブ側二次電池残存容量ＳＯＣ_２が４０％、下限残存容量ＳＯＣ_０が２０％の場合、マスタ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１は６０％、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２は４０％となる。

図１０のステップＳ４０３に示すように、制御部５０は各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度ＴＨＣｐ_１，ＴＨＣｎ_１，ＴＨＣｐ_２，ＴＨＣｎ_２を取得する。

図１０のステップＳ４０４及び、図１１に示すように、制御部５０は、メモリに格納しているマスタ側のスイッチング素子１４の温度ＴＨＣｐ_１に対するマスタ側の昇圧コンバータ１１の許容負荷率のマップを読み出して、マスタ側のスイッチング素子１４の温度ＴＨＣｐ_１に対するマスタ側昇圧コンバータ１１の許容負荷率Ｋｌｉｍｃｐ_１を取得し、メモリに格納しているマスタ側のスイッチング素子１５の温度ＴＨＣｎ_１に対するマスタ側の昇圧コンバータ１１の許容負荷率のマップを読み出して、マスタ側のスイッチング素子１５の温度ＴＨＣｎ_１に対するマスタ側昇圧コンバータ１１の許容負荷率Ｋｌｉｍｃｎ_１を取得し、スレーブ側のスイッチング素子２４の温度ＴＨＣｐ₂に対するスレーブ側の昇圧コンバータ２１の許容負荷率のマップを読み出して、スレーブ側のスイッチング素子２４の温度ＴＨＣｐ₂に対するスレーブ側昇圧コンバータ２１の許容負荷率Ｋｌｉｍｃｐ₂を取得し、メモリに格納しているスレーブ側のスイッチング素子２５の温度ＴＨＣｎ₂に対するスレーブ側の昇圧コンバータ２１の許容負荷率のマップを読み出して、スレーブ側のスイッチング素子２５の温度ＴＨＣｎ₂に対するスレーブ側昇圧コンバータ２１の許容負荷率Ｋｌｉｍｃｎ₂を取得する。すなわち、制御部５０は４つのスイッチング素子１４，１５，２４，２５の各温度に基づいて、図１１に示す４つの特性マップから昇圧コンバータ１１，２１に関する４つの許容負荷率を取得する。

制御部５０は、取得した４つの許容負荷率の内、マスタ側の昇圧コンバータ１１についての２つの許容負荷率Ｋｌｉｍｃｐ_１，Ｋｌｉｍｃｎ_１の小さいほうをマスタ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_１とし、スレーブ側の昇圧コンバータ２１についての２つの許容負荷率Ｋｌｉｍｃｐ_２，Ｋｌｉｍｃｎ_２の小さいほうをスレーブ側許容負荷率Ｋｌｉｍ_２とする。

図１０のステップＳ４０５からステップＳ４１７に示すように、制御部５０は先に図５を参照して説明した実施形態と同様、各昇圧コンバータ１１，１２のいずれかの負荷率が制限されている場合には、各昇圧コンバータ１１，１２の各許容負荷率Ｋｌｉｍ_１，Ｋｌｉｍ_２に応じて最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２を計算或いは設定し、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２が最大割合Ｋｍａｘ_２と最小割合Ｋｍｉｎ_２との間にない場合には、スレーブ側基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２を最大割合Ｋｍａｘ_２または最小割合Ｋｍｉｎ_２に制限してスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’を決定し、１００％からスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’引いてマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’とし、このスレーブ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_２’とマスタ側補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’によって各二次電池１２，２２からの出力電力の配分を行う。

本実施形態の電動車両用電源装置２００は先に図７から図９を参照して説明した実施形態と同様、各スイッチング素子１４，１５，２４，２５の温度上昇による各昇圧コンバータ１１，２１の通過電力の制限により並列に接続された各二次電池１２，２２の出力電力が制限されることが抑制され、各二次電池１２，２２の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

図１２から図１４を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、図１に示した電動車両用電源装置１００で電源ユニットが３つ並列になった場合である。図１２に示すように、本実施形態の電動車両用電源装置３００は、第１の二次電池３１２と第１の昇圧コンバータ３１１を含む第１の電源ユニット３１０と、第２の二次電池３２２と第２の昇圧コンバータ３２１を含む第２の電源ユニット３２０と、第３の二次電池３６２と第３の昇圧コンバータ３６１を含む第３の電源ユニット３６０と、を並列に接続したものである。第１、第２の電源ユニット３１０，３２０は図１を参照して説明した実施形態のマスタ電源ユニット１０、スレーブ電源ユニット２０と同様の構成であり、各符号を３００番台として示したものであるので、詳細な説明は省略する。第３の昇圧コンバータ３６１は第１の昇圧コンバータ３１１と同様の構成で、スイッチング素子３６４，３６５とダイオード３６６，３６７と昇圧用のリアクトル３６３とを含んでいる。昇圧用のリアクトル３６３には温度センサ３４７が取り付けられている。第３の二次電池３６２、温度センサ３４７、スイッチング素子３６４，３６５は制御部３５０に接続されている。

図１３、図１４を参照しながら本実施形態の動作について説明する。図１３のステップＳ５０１に示すように、制御部５０は各二次電池３１２，３２２，３６２から各二次電池の残存容量(ＳＯＣ)を取得する。制御部は図１３のステップＳ５０２に示すように、各二次電池３１２，３２２，３６２の充放電可能残存容量に応じて各二次電池３１２，３２２，３６２の第１二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、第２二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、第３二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_３を計算する。

第１二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、第２二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、第３二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_３の計算は以下のように行う。先に説明した実施形態と同様、電動車両用電源装置３００が動作を開始した際の時間ｔ_１に制御部５０は第１の二次電池３１２の残存容量を第１二次電池残存容量ＳＯＣ_１、第２の二次電池３２２の残存容量を第２二次電池残存容量ＳＯＣ_２、第３の二次電池３６２の残存容量を第３二次電池残存容量ＳＯＣ_３として取得する。制御部５０はメモリに格納している各二次電池３１２，３２２、３６２の放電可能な下限残存容量ＳＯＣ_０を読み出して、第１二次電池残存容量ＳＯＣ_１と下限残存容量ＳＯＣ_０との差を計算し、第１二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_１としてメモリに格納し、第２二次電池残存容量ＳＯＣ_２と下限残存容量ＳＯＣ_０との差を計算し、第２二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ₂としてメモリに格納し、第３二次電池残存容量ＳＯＣ_３と下限残存容量ＳＯＣ_０との差を計算し、第３二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ₃としてメモリに格納する。制御部５０は、第１二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_１と第２二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ₂と第３二次電池放電可能残存容量ΔＳＯＣ_３の各大きさの割合に応じて、各二次電池３１２，３２２，３６２の各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２，Ｋｂａｔ₃を計算する。すなわち、第１二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、第２二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、第３二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_３はそれぞれ以下のようになる。
Ｋｂａｔ_１＝ΔＳＯＣ_１／（ΔＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ₂＋ΔＳＯＣ_３） ――― (式１４)
Ｋｂａｔ_２＝ΔＳＯＣ_２／（ΔＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ₂＋ΔＳＯＣ_３） ――― (式１５)
Ｋｂａｔ_３＝ΔＳＯＣ_３／（ΔＳＯＣ_１＋ΔＳＯＣ₂＋ΔＳＯＣ_３） ――― (式１６)
として計算される。

図１３のステップＳ５０３に示すように、制御部５０は第１のリアクトル３１３の温度を第１リアクトル温度ＴＨＬ_１として取得し、第２のリアクトル３２３の温度を第２リアクトル温度ＴＨＬ_２として取得し、第３のリアクトル３６３の温度を第３リアクトル温度ＴＨＬ_３として取得する。図１３のステップＳ５０４に示すように、制御部５０は、各リアクトルの平均温度ＴＨＬＡを計算する。そして、図１３のステップＳ５０５に示すように、平均温度ＴＨＬＡと第１のリアクトル３１３の温度ＴＨＬ_１との差を第１温度差ΔＴＨＡ_１としてメモリに格納し、平均温度ＴＨＬＡと第２のリアクトル３２３の温度ＴＨＬ_２との差を第２温度差ΔＴＨＡ₂としてメモリに格納し、そして平均温度ＴＨＬＡと第３のリアクトル３６３の温度ＴＨＬ_３との差を第３温度差ΔＴＨＡ₃としてメモリに格納する。

図１３のステップＳ５０６に示すように、制御部５０は、図１４に示す各温度差ΔＴＨＡ_１，ΔＴＨＡ₂，ΔＴＨＡ₃に対する各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２，Ｋｂａｔ₃の各補正量Ｋａｄｊ_１，Ｋａｄｊ_２，Ｋａｄｊ_３を取得して、図１３のステップＳ５０７、Ｓ５０８に示すように、各二次電池３１２，３２２，３６２の各基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１，Ｋｂａｔ_２，Ｋｂａｔ₃に加算し、各補正充放電電力配分Ｋｂａｔ₁’，Ｋｂａｔ_２’，Ｋｂａｔ_３’とする。この際、各補正量Ｋａｄｊ_１，Ｋａｄｊ_２，Ｋａｄｊ_３のうちのプラスの補正量の合計とマイナスの補正量の合計が等しくなり、全補正量の合計がゼロとなるように各補正量Ｋａｄｊ_１，Ｋａｄｊ_２，Ｋａｄｊ_３を決定する。例えば、第１の二次電池３１２の補正量Ｋａｄｊ_１がマイナスの場合、第２、第３の二次電池３２２，３６２の各補正量Ｋａｄｊ_２，Ｋａｄｊ_３は補正量Ｋａｄｊ_１の絶対値を各二次電池３２２，３２３の基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２，Ｋｂａｔ₃の大きさの割合に応じて配分するようにしてもよい。そして、図１３のステップＳ５０８に示すように、制御部５０は、各二次電池３１２，３２２，３６２からの出力が各補正充放電電力配分Ｋｂａｔ_１’，Ｋｂａｔ_２’ ，Ｋｂａｔ_３’となるように各電源ユニット３１０，３２０，３６０の各スイッチング素子３１４，３１５，３２４，３２５，３６４，３６５のオンオフのタイミングを調整する。

以上説明したように、本実施形態の電動車両用電源装置３００は、先に説明した実施形態と同様の効果を奏すると共に、３つ以上の電源ユニットが並列に接続された場合でも各二次電池の出力を効率的に取り出すことができるという効果を奏する。

以上説明した本実施形態では、各二次電池３１２，３２２，３６２の放電の際の電力配分について説明したが、充電の場合は、第１二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_１、第２二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_２、第３二次電池基本充放電電力配分Ｋｂａｔ_３を第１二次電池残存容量ＳＯＣ_１、第２二次電池残存容量ＳＯＣ_２、第３二次電池残存容量ＳＯＣ_３と各二次電池３１２，３２２，３６２の充電可能な上限残存容量である上限残存容量ＳＯＣ_９に基づいて計算し、放電の場合と同様に補正を行い、補正した各補正充放電電力配分Ｋｂａｔ₁’，Ｋｂａｔ_２’，Ｋｂａｔ_３’の割合で各二次電池３１２，３２２，３６２への充電を行う。

本発明の実施形態における電動車両用電源装置の構成を示す説明図である。本発明の実施形態における電動車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態における電動車両用電源装置の二次電池の放電を示すグラフである。本発明の実施形態における電動車両用電源装置において、リアクトル温度差と補正量との関係を示すマップである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置において、リアクトル温度と許容負荷率との関係を示すマップである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置の構成を示す説明図である。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態における電動車両用電源装置において、スイッチング素子温度差と補正量との関係を示すマップである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置において、スイッチング素子温度と許容負荷率との関係を示すマップである。本発明の他の実施形態における電動車両用電源装置の構成を示す説明図である。本発明の実施形態における電動車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態における電動車両用電源装置において、リアクトル平均温度との温度差に対する補正量との関係を示すマップである。

符号の説明

１０マスタ電源ユニット、１１マスタ側昇圧コンバータ、１２マスタ側二次電池、１３マスタ側リアクトル、１４，１５，２４，２５スイッチング素子、１６，１７，２６，２７ダイオード、２０スレーブ電源ユニット、２１スレーブ側昇圧コンバータ、２２スレーブ側二次電池、２３スレーブ側リアクトル、３１インバータ、３２モータジェネレータ、４１〜４６温度センサ、５０制御部、１００，２００，３００電動車両用電源装置、３１０，３２０，３６０電源ユニット、３６１昇圧コンバータ。

Claims

二次電池と、二次電池と負荷及び電力源との間に接続されて二次電池と負荷及び電力源との間の電圧を相互に変換する電圧変換器と、電圧変換器内の電子部品の温度を取得する温度センサと、を含む電源ユニットを並列に接続した車両駆動用電源と、
各二次電池の充放電電力配分を変化させる制御部と、を備える電動車両用電源装置であって、
制御部は、
各二次電池の各充放電可能残存容量に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出する基本充放電電力配分算出手段と、
各温度センサによって取得した各電子部品の各温度に応じて基本充放電電力配分を補正する補正手段と、を有すること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項１に記載の電動車両用電源装置であって、
電圧変換器は、チョッパ型電圧変換器であり、
電子部品はリアクトルであること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項１に記載の電動車両用電源装置であって、
電圧変換器は、チョッパ型電圧変換器であり、
電子部品はスイッチング素子であること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両用電源装置であって、
基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、
補正手段は、各電子部品の温度を比較し、温度の高い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を低減し、温度の低い方の電子部品を含む電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を増加させること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項４に記載の電動車両用電源装置であって、
補正手段は、各電子部品の温度差に応じて各二次電池の充放電電力配分の低減量または増加量を変化させること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両用電源装置であって、
基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、
補正手段は、各電子部品の各温度の平均温度を算出し、平均温度よりも温度の高い電子部品を含む各電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を低減し、平均温度よりも温度の低い電子部品を含む各電圧変換器が接続されている二次電池の充放電電力配分を増加させること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項６に記載の電動車両用電源装置であって、
補正手段は、平均温度と各電子部品との温度差に応じて各二次電池の充放電電力配分の低減量または増加量を変化させること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項５または７に記載の電動車両用電源装置であって、
補正手段の各二次電池の充放電電力配分の低減量の合計と充放電電力配分の増加量の合計は等しいこと、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両用電源装置であって、
基本充放電電力配分算出手段は、各二次電池の各充放電可能残存容量の大きさの割合に応じて各二次電池の基本充放電電力配分を算出し、
補正手段は、各電子部品の温度に基づく各電圧変換器の各許容負荷率の大きさの割合に応じて１つの二次電池の充放電電力配分の最大割合と最小割合を算出し、その二次電池の基本充放電電力配分と最大割合及び最小割合とを比較し、その二次電池の基本充放電電力配分が最大割合よりも大きい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最大割合に制限し、その二次電池の基本充放電電力配分が最小割合よりも小さい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最小割合に制限すること、
を特徴とする電動車両用電源装置。
請求項９に記載の電動車両用電源装置であって、
補正手段は、少なくとも１つの二次電池の基本充放電電力配分が最大割合よりも大きい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最大割合に制限し、残余の二次電池の充放電電力配分の各増加量の合計がその二次電池の基本充放電電力配分と最大割合との差分となるように残余の二次電池の充放電電力配分を増加させ、少なくとも１つの二次電池の基本充放電電力配分が最小割合よりも小さい場合にはその二次電池の基本充放電電力配分を最小割合まで増加させ、残余の二次電池の充放電電力配分の各低減量の合計がその二次電池の基本充放電電力配分と最小割合との差分となるように残余の二次電池の充放電電力配分を低減すること、
を特徴とする電動車両用電源装置。