JP2009291016A - Power supply for vehicle, and vehicle - Google Patents

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JP2009291016A JP2008142013A JP2008142013A JP2009291016A JP 2009291016 A JP2009291016 A JP 2009291016A JP 2008142013 A JP2008142013 A JP 2008142013A JP 2008142013 A JP2008142013 A JP 2008142013A JP 2009291016 A JP2009291016 A JP 2009291016A
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岳大 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve the automatic uniform use of a plurality of energy storage devices mounted on a vehicle to supply power to a motor which is a source of driving force of the vehicle, regardless of how the user uses the vehicle. <P>SOLUTION: A power supply 10 for a vehicle includes, as a vehicle driving system, a plurality of batteries B1 to Bn connected in parallel in such a manner as to be able to supply power to a motor 12 via respective relays SMR1 to SMRn; and a battery ECU 28 for selective open/close control over the relays SMR1 to SMRn. The battery ECU 28 includes a RAM for storing a battery Bm in use for power supply at the last system operation stop. After the system stops an operation and then resumes the operation, the battery ECU selects a battery Bm+1 having a number next higher than that of the last used battery and executes control to close the relay SMRm+1 corresponding to the battery Bm+1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用電源装置および車両に係り、より詳しくは、車輪に動力を出力するモータへ電力供給するための複数の蓄電装置を含む車両用電源装置およびこれを用いた車両に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device and a vehicle, and more particularly to a vehicle power supply device including a plurality of power storage devices for supplying electric power to a motor that outputs power to wheels, and a vehicle using the same.

従来、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車が知られている。このハイブリッド車は、車輪に駆動力を出力する動力源として、内燃機関であるエンジンと電動機であるモータとを併せ持っている。上記モータは、車両に搭載された蓄電装置またはバッテリから電力供給されて作動し、これにより駆動力を出力するようになっている。   Conventionally, a hybrid vehicle is known as an environment-friendly vehicle. This hybrid vehicle has both an engine that is an internal combustion engine and a motor that is an electric motor as power sources that output driving force to wheels. The motor operates by being supplied with electric power from a power storage device or a battery mounted on the vehicle, thereby outputting a driving force.

上記ハイブリッド車において、蓄電装置を1つだけでなく複数搭載して、安定した電力供給を可能にすることが考えられる。この場合、各蓄電装置について均等に充放電が行われるようにすることが望ましい。しかし、ユーザによる車両の使用の仕方によっては、各蓄電装置の使用状態が均等にはならずに偏り生じ、各蓄電装置の劣化具合や寿命にばらつきが発生する可能性がある。   In the hybrid vehicle described above, it is conceivable that not only one power storage device but also a plurality of power storage devices are mounted to enable stable power supply. In this case, it is desirable to charge and discharge each power storage device equally. However, depending on how the user uses the vehicle, the usage state of each power storage device may be biased instead of being uniform, and there may be variations in the degree of deterioration and the life of each power storage device.

例えば、特許文献1には、充電電源に対してそれぞれ開閉路可能なスイッチ回路を介して並列接続される複数の二次電池モジュールを充電するに当たり、各二次電池モジュールの残容量や装着順序によらず、ユーザの希望に応じた順に二次電池モジュールの充電を行うようにした二次電池の充電装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, when charging a plurality of secondary battery modules connected in parallel via a switch circuit that can be opened and closed with respect to a charging power source, the remaining capacity and the mounting order of each secondary battery module are set. Regardless, a secondary battery charging device is disclosed in which secondary battery modules are charged in the order according to the user's wishes.

また、特許文献2には、並列給電接続される複数個の蓄電池についてそれぞれ残容量を表示させ、この表示を確認して使用者が放電させる蓄電池を順次に切り替えることにより、長時間の連続使用を可能にする蓄電池駆動装置が開示されている。   Further, in Patent Document 2, the remaining capacity is displayed for each of a plurality of storage batteries connected in parallel, and the display is confirmed, and the storage batteries to be discharged by the user are sequentially switched, thereby enabling continuous use for a long time. An enabling storage battery drive is disclosed.

特開2004−364388号公報JP 2004-364388 A 特開平5−135805号公報JP-A-5-135805

上記特許文献1および2には、ユーザの選択操作によって所望する順序で切り替えて複数の二次電池について充電を順次に行うことが記載されているが、上述したような複数の蓄電装置を搭載したハイブリッド車において駆動システム作動時や走行中にユーザが、使用すなわち電力供給する蓄電装置を自ら選択操作するのは非現実的であるとともに煩雑さおよび危険性を伴うものであり、しかも、ユーザの操作によって使用する蓄電装置を選択するのでは各蓄電装置についての均等な使用は到底望めない。   Patent Documents 1 and 2 describe that charging is performed sequentially for a plurality of secondary batteries by switching in a desired order by a user's selection operation, and a plurality of power storage devices as described above are mounted. In a hybrid vehicle, it is unrealistic and complicated and dangerous for the user to select and use the power storage device that is used, that is, to supply power, during operation of the drive system or during traveling. If the power storage device to be used is selected by the above, it is difficult to expect equal use for each power storage device.

本発明の目的は、車両の駆動力源であるモータへ電力供給するために搭載された複数の蓄電装置について、ユーザによる車両の使用の仕方にかかわらず、自動的に均等な使用を実現する車両用電源装置と、これを用いた車両を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vehicle that automatically realizes equal use of a plurality of power storage devices mounted to supply electric power to a motor that is a driving force source of the vehicle, regardless of how the user uses the vehicle. Power supply apparatus and a vehicle using the same.

本発明は、車輪の駆動力を出力可能なモータに対してそれぞれ閉開路部を介して電力供給可能に並列接続される第1ないし第n(nは2以上の自然数)の蓄電装置と、前記閉開路部を選択的に開閉制御する制御部とを車両駆動システムとして有する車両用電源装置であって、制御部は、前回システム作動停止時直前に電力供給を行っていた第m(mは1ないしnのいずれかの自然数)の蓄電装置を記憶する記憶部を有し、前回システム作動停止時後にシステム作動開始するとき第m+1(ここでm=nのときm+1は1となる)の蓄電装置を選択して該蓄電装置に対応する開閉路部を閉路する制御を実行することを特徴とする。   The present invention includes first to n-th (n is a natural number of 2 or more) power storage devices connected in parallel so as to be able to supply power to a motor capable of outputting driving force of a wheel via a closed circuit portion, A vehicle power supply apparatus having a control unit that selectively controls opening and closing of a closed circuit unit as a vehicle drive system, wherein the control unit supplies power immediately before the previous system stoppage (m is 1). Or a natural number of any one of n) power storage devices, and the m + 1th power storage device (where m + 1 is 1 when m = n) when the system operation is started after the previous system operation stop. And controlling to close the open / close path corresponding to the power storage device.

本発明に係る車両用電源装置において、制御部は、各蓄電装置の残容量を監視しており、現在給電中の第mの蓄電装置の残容量が所定値以下に低下したとき、電力供給する蓄電装置を第mの蓄電装置から第m+1の蓄電装置に切り替える制御を実行してもよい。   In the vehicle power supply device according to the present invention, the control unit monitors the remaining capacity of each power storage device, and supplies power when the remaining capacity of the m-th power storage device that is currently being fed falls below a predetermined value. Control for switching the power storage device from the mth power storage device to the (m + 1) th power storage device may be executed.

また、本発明に係る車両用電源装置において、システム作動停止中に前記蓄電装置を充電するために、車両外部電源に接続する給電部材が接続される充電口をさらに有しており、制御部は、前回システム作動停止時後にシステム作動開始するときに使用されることとなる第m+1の蓄電装置を充電対象として選択して該蓄電装置に対応する開閉路部を閉路する制御を実行してもよい。   The vehicle power supply device according to the present invention further includes a charging port to which a power supply member connected to a vehicle external power supply is connected in order to charge the power storage device while the system operation is stopped. The control may be performed to select the (m + 1) th power storage device to be used when the system operation is started after the previous system operation stop as a charge target and to close the open / close path corresponding to the power storage device. .

この場合に、制御部は、各蓄電装置の残容量を監視しており、現在充電中の第m+1の蓄電装置の充電が完了したとき、充電不足の蓄電装置を順次に選択して充電するように切り替える制御を実行してもよい。   In this case, the control unit monitors the remaining capacity of each power storage device, and when charging of the (m + 1) th power storage device that is currently being charged is completed, the power storage devices that are insufficiently charged are sequentially selected and charged. Control to switch to may be executed.

さらに、本発明に係る車両は、上記いずれかの車両用電源装置を備えたことを特徴とする。この場合、車両は、車輪の駆動力を出力可能なエンジンをさらに備えていてもよい。   Furthermore, a vehicle according to the present invention includes any one of the above-described vehicle power supply devices. In this case, the vehicle may further include an engine that can output the driving force of the wheels.

本発明に係る車両用電源装置によれば、制御部が、前回システム作動停止時直前に電力供給を行っていた第m(mは1ないしnのいずれかの自然数)の蓄電装置を記憶していて、前回システム作動停止時後にシステム作動開始するとき第m+1(ここでm=nのときm+1は1となる)の蓄電装置を選択して該蓄電装置に対応する開閉路部を閉路する制御を実行することで、システム作動時には前回使用されていた蓄電装置とは異なる蓄電装置が常に選択されることになる。その結果、ユーザによる車両の使用の仕方にかかわらず、複数の蓄電装置の使用状態を均等なものにできる。   According to the vehicle power supply device of the present invention, the control unit stores the m-th power storage device (m is a natural number from 1 to n) that has been supplied with power immediately before the previous system stoppage. Then, when the system operation is started after the previous system operation stop, the m + 1th power storage device is selected (where m + 1 is 1 when m = n), and control to close the open / close path corresponding to the power storage device is performed. By executing this, a power storage device different from the power storage device used last time is always selected when the system is operating. As a result, the usage states of the plurality of power storage devices can be made equal regardless of how the user uses the vehicle.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like.

図1は、本発明の一実施形態である車両用電源装置10の概略構成を示す図である。この車両用電源装置10が組み込まれる車両1は、車輪2a,2bに駆動力を出力可能なモータ12を有する。モータ12の回転軸14は、差動ギヤ部16を介して車軸18に連結されており、これによりモータ12の作動による回転軸14の回転駆動力が差動ギヤ部16および車軸18を介して車輪2a,2bに伝達されるようになっている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 1 in which the vehicle power supply device 10 is incorporated has a motor 12 that can output a driving force to the wheels 2a and 2b. The rotating shaft 14 of the motor 12 is connected to the axle 18 via the differential gear portion 16, whereby the rotational driving force of the rotating shaft 14 due to the operation of the motor 12 is transmitted via the differential gear portion 16 and the axle 18. It is transmitted to the wheels 2a, 2b.

ここで、車両1は駆動力源としてモータ12のみを有するように図示されるが、車両用電源装置10はモータのみを駆動力源とする電気自動車に限らず、ガソリンや軽油等を燃料とする内燃機関であるエンジンを駆動力源として併用するハイブリッド車にも適用可能である。この場合、エンジンからの動力の分配を受けて発電する発電機としてのモータをさらに備えており、このモータによって発電された電力がインバータで交流電圧から直流電圧に変換されてから後述する各電池に充電されるか、または、上記モータ12の駆動電力として直に供給される。   Here, although the vehicle 1 is illustrated as having only the motor 12 as a driving force source, the vehicle power supply device 10 is not limited to an electric vehicle using only the motor as a driving force source, but uses gasoline, light oil, or the like as fuel. The present invention can also be applied to a hybrid vehicle using an internal combustion engine as a driving force source. In this case, a motor is further provided as a generator that generates electric power by distributing power from the engine, and the electric power generated by the motor is converted from an AC voltage to a DC voltage by an inverter, and then to each battery described later. It is charged or supplied directly as drive power for the motor 12.

モータ12には、三相同期電動機が好適に用いられる。モータ12のステータの一部を構成するU相、V相、W相の各相コイルの各一端部は、中性点Nに共通接続される一方、各相コイルの他端部は電圧変換器20に電気的にそれぞれ接続されている。電圧変換器20は、後述する蓄電装置である二次電池から供給される直流電圧をモータ印加電圧である三相交流電圧に変換するインバータを含む。また、電圧変換器20は、上記二次電池から供給される直流電圧を所定上限値までの範囲内で電圧値まで昇圧する昇圧コンバータをさらに含む。これらのインバータおよび昇圧コンバータを含む電圧変換器20は、モータECU(Electronic Control Unit、以下に同じ。)22からの指令に基づいて、内包する電力用スイッチング素子(例えばIGBT等)がオン・オフ制御されることにより、上記直流・交流変換機能および昇圧機能を実行するようになっている。なお、上記インバータおよび昇圧コンバータは、周知の構成のものを用いることができ、ここでの詳細な説明を省略する。   A three-phase synchronous motor is preferably used for the motor 12. One end of each of the U-phase, V-phase, and W-phase coils constituting a part of the stator of the motor 12 is commonly connected to the neutral point N, while the other end of each phase coil is a voltage converter. 20 are electrically connected to each other. Voltage converter 20 includes an inverter that converts a DC voltage supplied from a secondary battery, which is a power storage device described later, into a three-phase AC voltage that is a motor applied voltage. Voltage converter 20 further includes a boost converter that boosts the DC voltage supplied from the secondary battery to a voltage value within a range up to a predetermined upper limit value. In the voltage converter 20 including these inverter and boost converter, the included power switching element (for example, IGBT) is controlled on / off based on a command from a motor ECU (Electronic Control Unit, the same applies hereinafter) 22. Thus, the DC / AC conversion function and the boosting function are executed. In addition, the said inverter and a boost converter can use a thing of a known structure, and abbreviate | omits detailed description here.

上記モータ12は、車両1の制動および減速等の回生時には発電機としても機能することもできる。モータ12によって発電された電力は、電圧変換器20においてインバータで交流電圧から直流電圧へ変換されてからコンバータで降圧された後、後述する各電池に充電されることになる。   The motor 12 can also function as a generator during regeneration such as braking and deceleration of the vehicle 1. The electric power generated by the motor 12 is converted from an AC voltage to a DC voltage by the inverter in the voltage converter 20 and then stepped down by the converter, and then charged to each battery described later.

上記車両用電源装置10は、電圧変換器20に接続される電力ライン24および接地ライン26に、それぞれ対応するシステムメインリレー(開閉路部)SMR1,SMR2,・・・,SMRnを介して並列に電気接続される蓄電装置としての第1ないし第nの電池(以下、適宜に「バッテリ」ともいう。)B1,B2,・・・,Bnと、上記システムメインリレー(開閉路部)SMR1,SMR2,・・・,SMRnを選択的にオン(閉路)・オフ(開路)制御するバッテリECU(制御部)28とを含む。ここで、図1では少なくとも3つ以上の電池が示されるが、上記「n」は2以上の自然数であればよく、例えば2つの電池B1,B2だけの場合でもよい。また、各電池B1,B2,・・・,Bnには、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池が好適に用いられるが、それ以外にキャパシタ等が蓄電装置として用いられてもよい。   The vehicle power supply device 10 is connected to the power line 24 and the ground line 26 connected to the voltage converter 20 in parallel via corresponding system main relays (switching path portions) SMR1, SMR2,. First to nth batteries (hereinafter also referred to as “batteries” as appropriate) B1, B2,..., Bn as the electrically connected power storage devices, and the system main relays (opening / closing path portions) SMR1, SMR2 ,... Includes a battery ECU (control unit) 28 that selectively controls on (closed) and off (open) SMRn. Here, although at least three or more batteries are shown in FIG. 1, the “n” may be a natural number of 2 or more. For example, only two batteries B1 and B2 may be used. Moreover, although secondary batteries, such as a lithium ion battery and a nickel hydride battery, are used suitably for each battery B1, B2, ..., Bn, a capacitor etc. may be used as an electrical storage apparatus in addition to that.

バッテリECU28は、制御プログラムを実行するCPU、制御プログラムやパラメータ閾値等を予め格納するROM、前回システム作動停止時またはその直前に電力供給を行って電池番号等のデータを一時的に記憶して随時に読み出し可能なRAM(記憶部)等を含んで構成される。   The battery ECU 28 is a CPU that executes a control program, a ROM that stores a control program, parameter threshold values, and the like in advance. The battery ECU 28 temporarily supplies data such as a battery number by supplying power immediately before or when the system is stopped. A readable RAM (storage unit) and the like are included.

また、各電池B1,B2,・・・,Bnには、バッテリ電流を検出する電流センサ30がそれぞれ設けられている。バッテリECU28は、各電流センサ30から入力されるバッテリ電流をそれぞれ積算処理することによって、各電池B1,B2,・・・,Bnについての残容量(SOC(State Of Charge))を監視している。   Each battery B1, B2,..., Bn is provided with a current sensor 30 for detecting the battery current. The battery ECU 28 monitors the remaining capacity (SOC (State Of Charge)) for each of the batteries B1, B2,..., Bn by integrating the battery current input from each current sensor 30. .

車両1は、メインECU32をさらに備える。メインECU32には、パワースイッチ34、車速センサ36およびアクセル開度センサ38がそれぞれ電気接続される。パワースイッチ34は、車両1の運転席に座ったユーザが操作しやすい位置に設置される例えば押しボタン式のスイッチであり、オン操作することでモータ12、電圧変換器20、各電池各電池B1,B2,・・・,Bn、各システムメインリレーSMR1,SMR2,・・・,SMRn等から構成される車両駆動システムが作動開始して走行可能な状態になり、一方、オフ操作することで車両駆動システムが作動停止する。また、メインECU32は、車速センサ36から入力される車速とアクセル開度センサ38から入力されるアクセル開度とに基づいて車両要求トルクを求め、その車両要求トルクに応じた駆動力をモータ12から出力されるようにモータECU22に対してトルク指令を送信する。さらに、メインECU32は、バッテリECU28とも通信可能に電気接続されており、各電池B1,B2,・・・,Bnについての残容量、図示しないセンサによって検出されるバッテリ電圧やバッテリ温度等の各種データを受信し、一方、パワースイッチ34のオン・オフ信号等を送信する。   The vehicle 1 further includes a main ECU 32. A power switch 34, a vehicle speed sensor 36, and an accelerator opening sensor 38 are electrically connected to the main ECU 32, respectively. The power switch 34 is, for example, a push button type switch that is installed at a position that can be easily operated by a user sitting in the driver's seat of the vehicle 1. When the power switch 34 is turned on, the motor 12, the voltage converter 20, each battery B <b> 1. , B2,..., Bn, system main relays SMR1, SMR2,. The drive system is deactivated. Further, the main ECU 32 obtains a vehicle required torque based on the vehicle speed inputted from the vehicle speed sensor 36 and the accelerator opening inputted from the accelerator opening sensor 38, and the driving force corresponding to the vehicle required torque is obtained from the motor 12. A torque command is transmitted to the motor ECU 22 so as to be output. Further, the main ECU 32 is also electrically connected to the battery ECU 28 so as to be communicable, and various data such as remaining capacity for each of the batteries B1, B2,..., Bn, battery voltage and battery temperature detected by a sensor (not shown), and the like. On the other hand, an on / off signal of the power switch 34 is transmitted.

続いて、図2を参照して上記車両用電源装置10の動作および制御について説明する。図2は、バッテリECU28において実行される制御手順を示すフローチャートである。この制御は、例えばメインECU32による制御によって車両ドアの電磁ロックが解除されたときに処理が開始される。   Next, the operation and control of the vehicle power supply device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure executed in battery ECU 28. This control is started when, for example, the electromagnetic lock of the vehicle door is released by the control of the main ECU 32.

まず、パワースイッチ34がオン操作されたか否かを判定する(ステップS10)。この判定は、ユーザによってパワースイッチ34がオン操作されたこと示すオン信号がメインECU32から受信されるか否かで判定される。そして、所定時間以上経過してもオン信号を受信できないときには(ステップS10でNO)、そのまま処理を終了する。   First, it is determined whether or not the power switch 34 has been turned on (step S10). This determination is made based on whether or not an ON signal indicating that the power switch 34 is turned ON by the user is received from the main ECU 32. If the ON signal cannot be received even after a predetermined time has elapsed (NO in step S10), the process ends.

一方、パワースイッチ34がオン操作されたとき(ステップS10でYES)、n個ある電池B1〜Bnのうちどの電池を使用するかを選択する(ステップS12)。このとき、車両駆動システムについて前回のシステム作動停止時に電力供給に使用されていた電池番号がRAMに記憶されていることから、前回システム作動停止時に使用されていた電池番号がm(mは1ないしnのいずれかの自然数)、すなわち第mの電池Bmが前回使用電池であった場合、次の高位番号の電池である第m+1の電池Bm+1が今回の電力供給用電池として選択される。これにより、バッテリECU28は、電池Bm+1に対応するシステムメインリレーSMRm+1をオンさせて電池Bm+1からモータ12への電力供給を可能にする。   On the other hand, when the power switch 34 is turned on (YES in step S10), which battery to use is selected from the n batteries B1 to Bn (step S12). At this time, since the battery number used for power supply at the time of the previous system operation stop for the vehicle drive system is stored in the RAM, the battery number used at the time of the previous system operation stop is m (m is 1 to 1). n is a natural number), that is, when the m-th battery Bm was the last used battery, the m + 1-th battery Bm + 1, which is the next higher-order battery, is selected as the current power supply battery. Thereby, battery ECU 28 turns on system main relay SMRm + 1 corresponding to battery Bm + 1 to enable power supply from battery Bm + 1 to motor 12.

このように使用電池が選択されると、その電池番号であるm+1をRAMに記憶して使用電池の記憶を更新する(ステップS14)。そして、ユーザによるアクセル操作等に応じて第m+1の電池Bm+1から電力が供給され(ステップS16)、これによりモータ12が作動して駆動力が出力される。   When the use battery is selected in this way, the battery number m + 1 is stored in the RAM and the use battery storage is updated (step S14). Then, electric power is supplied from the (m + 1) -th battery Bm + 1 according to the accelerator operation by the user (step S16), whereby the motor 12 is activated and the driving force is output.

ついで、使用中の第m+1の電池Bm+1の残容量SOCが所定閾値、例えば定格容量の40%未満に低下しているか否かが判定される(ステップS18)。ここで、SOCが40%以上であれば(ステップS18でNO)、パワースイッチ34がオフされたか否かを判定し(ステップS24)、パワースイッチ34がオフされていない場合には(ステップS24でNO)、上記ステップS16に戻って第m+1の電池Bm+1の使用を継続する。   Next, it is determined whether or not the remaining capacity SOC of the (m + 1) th battery Bm + 1 in use has decreased to a predetermined threshold, for example, less than 40% of the rated capacity (step S18). If the SOC is 40% or more (NO in step S18), it is determined whether or not the power switch 34 is turned off (step S24). If the power switch 34 is not turned off (step S24). NO), returning to step S16, the use of the (m + 1) th battery Bm + 1 is continued.

このように上記ステップS16,S18およびS24の処理を繰り返すうちに、第m+1の電池Bm+1のSOCが40%未満になったとき(ステップS18でYES)、使用電池を次の高位番号の電池、すなわち第m+2の電池に切り替える(ステップS20)。このとき、システムメインリレーSMRm+2がオンされて第m+2の電池Bm+2からの電力供給を可能にしてから、システムメインリレーSMRm+1がオフされる。また、第nの電池Bnが使用されてSOCが40%未満になったときは、次の使用電池は第1の電池B1に切り替えられる。   As described above, when the SOC of the (m + 1) th battery Bm + 1 becomes less than 40% while repeating the processes of steps S16, S18, and S24 (YES in step S18), the used battery is the next higher-order battery, that is, Switch to the m + 2 battery (step S20). At this time, system main relay SMRm + 2 is turned on to enable power supply from m + 2 battery Bm + 2, and then system main relay SMRm + 1 is turned off. Further, when the nth battery Bn is used and the SOC becomes less than 40%, the next battery to be used is switched to the first battery B1.

上記のように使用電池が切り替えられると、RAMに記憶される使用電池番号をm+2に更新して記憶する(ステップS22)。その後、上記と同様に、パワースイッチ34がオフされたか否かが判定され(ステップS24)、パワースイッチ34がオフされるまで上記ステップS16〜S24の処理が繰り返し実行される。そして、パワースイッチ34がオフされると(ステップS24でYES)、車両駆動システムが作動停止するが、そのときRAMにはシステム作動停止まで使用中であった電池の電池番号が前回使用電池として記憶された状態となる。   When the used battery is switched as described above, the used battery number stored in the RAM is updated to m + 2 and stored (step S22). Thereafter, similarly to the above, it is determined whether or not the power switch 34 is turned off (step S24), and the processes of steps S16 to S24 are repeatedly executed until the power switch 34 is turned off. When the power switch 34 is turned off (YES in step S24), the vehicle drive system is deactivated. At that time, the battery number of the battery that has been in use until the system deactivation is stored in the RAM as the last used battery. It will be in the state.

上述したように、本実施形態の車両用電源装置10によれば、前回システム作動停止時またはその直前に電力供給を行っていた使用電池を記憶していて、次にパワースイッチ34がオンされてシステム作動開始するときには前回使用電池の次の高位番号の電池が使用電池として選択される。したがって、システム作動時には前回使用されていた電池とは異なる電池が常に選択されることになり、その結果、ユーザによる車両1の使用の仕方にかかわらず、n個の電池B1〜Bnの使用状態を均等なものにできる。   As described above, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the used battery that was supplied with power when the system operation was stopped or immediately before is stored, and then the power switch 34 is turned on. When the system operation starts, the battery with the next highest number after the last used battery is selected as the used battery. Therefore, when the system is operated, a battery different from the battery that was used last time is always selected. As a result, regardless of how the vehicle 1 is used by the user, the usage state of the n batteries B1 to Bn is changed. Can be even.

次に、図3および図4を参照して、別の実施形態の車両用電源装置11について説明する。図3は、車両用電源装置11を含む車両1の概略構成を示す図である。上記車両用電源装置11は、上記車両用電源装置10とほぼ同様の構成を備えているため、同一構成要素には同一符号を付して重複することとなる説明を援用により省略し、ここでは主に相違点について説明する。   Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the power supply device 11 for vehicles of another embodiment is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle 1 including the vehicle power supply device 11. Since the vehicular power supply device 11 has substantially the same configuration as the vehicular power supply device 10, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted. The differences will be mainly described.

車両用電源装置11は、上記システムメインリレーSMR1,SMR2,・・・,SMRnを介して負荷であるモータ12に対して並列に電気接続される第1ないし第nの電池B1,B2,・・・,Bn、および上記システムメインリレーSMR1,SMR2,・・・,SMRnを選択的にオン・オフ制御するバッテリECU28を含むと共に、車両1のボディの側面または後部等に開閉可能なカバー部材で覆われて設置される給電口44をさらに含む。給電口44は、モータ12の中性点Nに電気接続されている。これにより、車両1が停車状態にあってシステム作動停止中に、車両外部電源40に電気接続されるプラグ42を給電口44に接続すると、給電口44から入力される電力がモータ12および電圧変換器20を介して各電池B1〜Bnに充電されるようになっている。車両外部電源40は、家庭用の交流電源(AC100ボルト)であってもよいし、または、より高圧の工業用交流電源であってもよい。この場合、給電口44からモータ12を介して供給される交流電圧は電圧変換器20内のインバータによって直流電圧に変換され、必要に応じてコンバータで降圧してから各電池B1〜Bnに充電される。   The vehicle power supply 11 includes first to nth batteries B1, B2,... Electrically connected in parallel to the motor 12 as a load via the system main relays SMR1, SMR2,. .., Bn and a battery ECU 28 for selectively turning on / off the system main relays SMR1, SMR2,..., SMRn, and covered with a cover member that can be opened and closed on the side or rear of the body of the vehicle 1 It further includes a power supply port 44 installed. The power supply port 44 is electrically connected to the neutral point N of the motor 12. Thus, when the plug 42 electrically connected to the vehicle external power supply 40 is connected to the power supply port 44 while the vehicle 1 is stopped and the system is stopped, the electric power input from the power supply port 44 is converted to the motor 12 and the voltage conversion. The batteries B1 to Bn are charged via the container 20. The vehicle external power source 40 may be a household AC power source (AC 100 volts) or a higher-voltage industrial AC power source. In this case, the AC voltage supplied from the power supply port 44 via the motor 12 is converted into a DC voltage by the inverter in the voltage converter 20, and is stepped down by the converter as necessary, and then charged to each of the batteries B1 to Bn. The

なお、上記車両用電源装置11が搭載される車両1は、駆動力源としてモータ12のみを有するように図示されるが、車両用電源装置11はモータのみを駆動力源とする電気自動車に限らず、ガソリンや軽油等を燃料とする内燃機関であるエンジンを駆動力源として併用するハイブリッド車にも適用可能である。このようなハイブリッド車は、「プラグインハイブリッド車」と呼ばれることがある。   Although the vehicle 1 on which the vehicle power supply device 11 is mounted is illustrated as having only the motor 12 as a driving force source, the vehicle power supply device 11 is limited to an electric vehicle using only the motor as a driving force source. The present invention is also applicable to a hybrid vehicle that uses an engine that is an internal combustion engine that uses gasoline, light oil, or the like as a fuel as a driving force source. Such a hybrid vehicle is sometimes called a “plug-in hybrid vehicle”.

続いて、図4を参照して、上記構成からなる車両用電源装置11の動作および制御について説明する。図4は、バッテリECU28において実行される制御手順を示すフローチャートである。この制御は、例えば、メインECU32の制御によって給電口44を覆うカバーの電磁ロックが解除されたときに処理が開始される。   Next, with reference to FIG. 4, the operation and control of the vehicle power supply device 11 configured as described above will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure executed in battery ECU 28. This control is started when, for example, the electromagnetic lock of the cover covering the power supply port 44 is released by the control of the main ECU 32.

まず、充電が開始されたか否かを判定する(ステップS30)。この判定は、給電口44の近傍に配置されてプラグ42の接続を検知するプラグ検知センサ(図示せず)からの入力信号、あるいは、給電口44から電力が入力されたことを検知する電圧センサ(図示せず)からの入力信号等に基づいて行われる。   First, it is determined whether charging has started (step S30). This determination is based on an input signal from a plug detection sensor (not shown) that is disposed in the vicinity of the power supply port 44 and detects the connection of the plug 42, or a voltage sensor that detects that power is input from the power supply port 44. This is performed based on an input signal from (not shown).

プラグ42が給電口44に挿入されることなくカバーが閉じられて電磁ロックされたときには(ステップS30でNO)、そのまま処理を終了する。一方、充電が開始されると(ステップS30でYES)、充電されるべき電池を選択する(ステップS32)。ここでは、次にパワースイッチ34がオン操作されてシステム作動開始されるときに使用されることとなる電池が選択される。上記車両用電源装置10の例に沿って説明すると、前回システム作動停止時の使用電池が第mの電池Bmであった場合、次のシステム作動開始時の使用電池には第m+1の電池Bm+1が選択されることとなるため、この第m+1の電池Bm+1が充電対象として選択される。   If the cover is closed and electromagnetically locked without the plug 42 being inserted into the power supply port 44 (NO in step S30), the process is terminated. On the other hand, when charging is started (YES in step S30), a battery to be charged is selected (step S32). Here, the battery to be used when the power switch 34 is turned on next time to start the system operation is selected. Describing along the example of the vehicle power supply device 10 described above, if the battery used at the time of the previous system operation stop is the m-th battery Bm, the battery used at the start of the next system operation is the m + 1-th battery Bm + 1. Since it is selected, this (m + 1) th battery Bm + 1 is selected as the charging target.

このように第m+1の電池Bm+1が充電対象として選択されると、これに対応するシステムメインリレーSMRm+1がオンされる。これにより、給電口44から供給される電力がモータ12および電圧変換器20を介して第m+1の電池Bm+1に充電される(ステップS34)。   Thus, when the (m + 1) th battery Bm + 1 is selected as the charging target, the corresponding system main relay SMRm + 1 is turned on. As a result, the power supplied from the power supply port 44 is charged to the (m + 1) th battery Bm + 1 via the motor 12 and the voltage converter 20 (step S34).

そして、第m+1の電池Bm+1の充電が完了したか否かを判定する(ステップS36)。ここでは、第m+1の電池Bm+1のSOCが定格容量の80%に達したときに充電完了と判定する。   Then, it is determined whether or not charging of the (m + 1) th battery Bm + 1 is completed (step S36). Here, it is determined that the charging is completed when the SOC of the (m + 1) th battery Bm + 1 reaches 80% of the rated capacity.

第m+1の電池Bm+1の充電が完了すると(ステップS36でYES)、システムメインリレーSMRm+1がオフされ、続いて、充電不足の電池が有るか否かを判定する(ステップS38)。ここでは、バッテリECU28で監視されるSOCが80%未満である電池が充電不足と判定される。   When charging of the (m + 1) -th battery Bm + 1 is completed (YES in step S36), the system main relay SMRm + 1 is turned off, and then it is determined whether or not there is an insufficiently charged battery (step S38). Here, it is determined that the battery whose SOC monitored by the battery ECU 28 is less than 80% is insufficiently charged.

充電不足の電池が無ければ(ステップS38でNO)、そのまま処理を終了する。一方、充電不足の電池が有る場合には(ステップS38でYES)、その充電不足の電池に対応するシステムメインリレーをオンして充電電池を切り替える(ステップS40)。このとき、充電不足の電池が複数有る場合、システム作動中に切り替えられる順序、すなわち電池番号の小さい方の電池から順に充電を行ってもよいし、あるいは、SOCが低い方から順に充電を行ってもよい。   If there is no insufficiently charged battery (NO in step S38), the process is terminated as it is. On the other hand, if there is an undercharged battery (YES in step S38), the system main relay corresponding to the undercharged battery is turned on to switch the charge battery (step S40). At this time, when there are a plurality of undercharged batteries, charging may be performed in order of switching during system operation, that is, in order from the battery with the smallest battery number, or charging in order from the lowest SOC. Also good.

上記ステップS34〜S40の処理が繰り返されてすべての電池B1〜Bnについて充電が完了すると(ステップS38でNO)、最後の充電電池に対応するシステムメインリレーをオフして処理を終了する。   When the processes in steps S34 to S40 are repeated and charging is completed for all the batteries B1 to Bn (NO in step S38), the system main relay corresponding to the last charged battery is turned off and the process is terminated.

このように、本実施形態の車両用電源装置11によれば、上記車両用電源装置10と同様の効果を奏するのに加えて、次回のパワースイッチ34のオン操作によるシステム作動開始時に最初に使用されることとなる電池から充電を行うようしたことで、次回のシステム作動開始をより確実に実行することができる。   Thus, according to the vehicle power supply device 11 of the present embodiment, in addition to the same effects as the vehicle power supply device 10 described above, the vehicle power supply device 11 is first used when the system operation is started by the next ON operation of the power switch 34. Since the battery to be charged is charged, the next system operation start can be more reliably executed.

なお、上記車両用電源装置11では、給電口44をモータ12の中性点Nに電気接続したが、これに限定されず、例えば、充電専用電圧変換器を別に設けて給電口44をこれに電気接続し、この充電専用電圧変換器を電力ライン24および接地ライン26に電気接続してもよい。この場合、給電口44から入力される交流電圧は、上記充電専用電圧変換器によって、直流電圧に変換され、必要に応じて昇圧または降圧されてから、各電池B1〜Bnに充電される。   In the above vehicle power supply device 11, the power supply port 44 is electrically connected to the neutral point N of the motor 12. However, the present invention is not limited to this. An electrical connection may be made and this charge-only voltage converter may be electrically connected to the power line 24 and the ground line 26. In this case, the AC voltage input from the power supply port 44 is converted into a DC voltage by the charge voltage converter described above, and is stepped up or stepped down as necessary before being charged into the batteries B1 to Bn.

本発明の一実施形態の車両用電源装置を含む車両の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle including a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention. 図1の車両用電源装置において実行される制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure performed in the vehicle power supply device of FIG. 本発明の別の実施形態の車両用電源装置を含む車両の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the vehicle containing the vehicle power supply device of another embodiment of this invention. 図3の車両用電源装置において実行される制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure performed in the vehicle power supply device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両、2a,2b 車輪、10,11 車両用電源装置、12 モータ、14 回転軸、16 差動ギヤ部、18 車軸、20 電圧変換器、22 モータECU、24 電力ライン、26 接地ライン、28 バッテリECU、30 電流センサ、32 メインECU、34 パワースイッチ、36 車速センサ、38 アクセル開度センサ、40 車両外部電源、42 プラグ、44 給電口、B1〜Bn 電池、SMR1〜SMRn システムメインリレー、N 中性点。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 2a, 2b Wheel, 10, 11 Vehicle power supply device, 12 Motor, 14 Rotating shaft, 16 Differential gear part, 18 Axle, 20 Voltage converter, 22 Motor ECU, 24 Power line, 26 Ground line, 28 Battery ECU, 30 Current sensor, 32 Main ECU, 34 Power switch, 36 Vehicle speed sensor, 38 Accelerator opening sensor, 40 Vehicle external power supply, 42 Plug, 44 Power supply port, B1-Bn battery, SMR1-SMRn System main relay, N Neutral point.

Claims (6)

車輪の駆動力を出力可能なモータに対してそれぞれ閉開路部を介して電力供給可能に並列接続される第1ないし第n(nは2以上の自然数)の蓄電装置と、前記閉開路部を選択的に開閉制御する制御部とを車両駆動システムとして有する車両用電源装置であって、
制御部は、前回システム作動停止時直前に電力供給を行っていた第m(mは1ないしnのいずれかの自然数)の蓄電装置を記憶する記憶部を有し、前回システム作動停止時後にシステム作動開始するとき第m+1(ここでm=nのときm+1は1となる)の蓄電装置を選択して該蓄電装置に対応する開閉路部を閉路する制御を実行することを特徴とする車両用電源装置。
First to nth (n is a natural number of 2 or more) power storage devices connected in parallel so as to be able to supply power to the motors capable of outputting the driving force of the wheels via the closed circuit part, and the closed circuit part A vehicle power supply apparatus having a control unit that selectively controls opening and closing as a vehicle drive system,
The control unit includes a storage unit that stores an m-th power storage device (m is a natural number of 1 to n) that has been supplied with power immediately before the previous system operation stop. When the operation is started, the m + 1th power storage device is selected (where m + 1 is 1 when m = n), and control for closing the open / close path corresponding to the power storage device is executed. Power supply.
請求項1に記載の車両用電源装置において、
制御部は、各蓄電装置の残容量を監視しており、現在給電中の第mの蓄電装置の残容量が所定値以下に低下したとき、電力供給する蓄電装置を第mの蓄電装置から第m+1の蓄電装置に切り替える制御を実行することを特徴とする車両用電源装置。
The vehicle power supply device according to claim 1,
The control unit monitors the remaining capacity of each power storage device, and when the remaining capacity of the m-th power storage device that is currently being fed falls below a predetermined value, the power storage device that supplies power from the mth power storage device A vehicular power supply device that performs control to switch to an m + 1 power storage device.
請求項1に記載の車両用電源装置において、
システム作動停止中に前記蓄電装置を充電するために、車両外部電源に接続する給電部材が接続される充電口をさらに有しており、
制御部は、前回システム作動停止時後にシステム作動開始するときに使用されることとなる第m+1の蓄電装置を充電対象として選択して該蓄電装置に対応する開閉路部を閉路する制御を実行することを特徴とする車両用電源装置。
The vehicle power supply device according to claim 1,
In order to charge the power storage device while the system is stopped, the battery pack further includes a charging port to which a power supply member connected to a vehicle external power source is connected.
The control unit performs control for selecting the m + 1-th power storage device to be used when the system operation is started after the previous system operation stop as a charging target and closing the open / close path corresponding to the power storage device. A power supply device for a vehicle.
請求項3に記載の車両用電源装置において、
制御部は、各蓄電装置の残容量を監視しており、現在充電中の第m+1の蓄電装置の充電が完了したとき、充電不足の蓄電装置を順次に選択して充電するように切り替える制御を実行することを特徴とする車両用電源装置。
In the vehicle power supply device according to claim 3,
The control unit monitors the remaining capacity of each power storage device, and when charging of the currently charged m + 1th power storage device is completed, performs control to switch the power storage devices that are insufficiently charged in order to be charged. A power supply device for a vehicle that is executed.
請求項1ないし4のいずれかに1項に記載の車両用電源装置を備えた車両。   A vehicle comprising the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載の車両において、車輪の駆動力を出力可能なエンジンをさらに備えることを特徴とする車両。   6. The vehicle according to claim 5, further comprising an engine capable of outputting wheel driving force.
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