JP2010035309A - 電源システムおよびそれを備えた車両、ならびに電源システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両が走行制御モードまたは外部充電モードに設定されると、設定された制御モードを実行するために車両システムが起動される。コンバータECU2は、内蔵される記憶部から読出した前回起動後使用蓄電部と、各副蓄電部の充放電状態値とに基づいて、車両システム起動後に最初に使用する副蓄電部を択一的に選択し、スイッチ回路SW1,SW2を介して選択した副蓄電部とコンバータ8−2とを電気的に接続する。コンバータECU2は、走行制御モードを実行するために車両システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回起動後使用蓄電部を今回のシステム起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、外部充電モードを実行するために車両システムを起動した場合には、記憶部に記憶されている前回起動後使用蓄電部を維持する。
【選択図】図1
Description
電源システム1は、平滑コンデンサCと、入出力電流検出部16と、入出力電圧検出部18と、第1コンバータ(CONV1)8−1と、第2コンバータ(CONV2)8−2と、主蓄電部6−0と、第1副蓄電部6−1と、第2副蓄電部6−2と、第1スイッチ回路SW1と、第2スイッチ回路SW2と、充放電電流検出部10−0,10−1,10−2と、充放電電圧検出部12−0,12−1,12−2と、温度検出部14−0,14−1,14−2と、コンバータECU2と、電池ECU4とを備える。
図2を参照して、コンバータ8−1は、チョッパ回路40−1と、平滑コンデンサC1とからなる。
以下、コンバータECU2における制御構造についてより詳細に説明を行なう。コンバータECU2は、図3および図4に説明する考え方に従って、主蓄電部6−0および副蓄電部6−1,6−2の電力分配制御を実行する。
ただし、A_mは主蓄電部6−0の蓄電容量を示す。
R_s2=A_s2×(SOC_s2−SL) (3)
ただし、A_s1は副蓄電部6−1の蓄電容量を示し、A_s2は副蓄電部6−2の蓄電容量を示す。
そして、電源システム1から駆動力発生部3へ電力を供給する場合には、主蓄電部6−0および副蓄電装置からの放電電力の分配率がR_m:R_sとなるように、主蓄電部6−0および副蓄電装置から放電を行なう。
図5を参照して、コンバータECU2は、放電分配率算出部50と、充電分配率算出部52と、切替部54と、蓄電部切替部56と、電力指令生成部58と、制限部60と、駆動信号生成部62とを含む。
C_s1=A_s1×(SH−SOC_s1) (6)
C_s2=A_s2×(SH−SOC_s2) (7)
C_s=C_s1+C_s2 (8)
ただし、C_s1は副蓄電部6−1のSOC_s1が上限値SHに達するまでの充電許容量を示し、C_s2は副蓄電部6−2のSOC_s2が上限値SHに達するまでの充電許容量を示す。
W0_s=Ps×R_s/(R_m+R_s) (10)
一方、駆動ECU32から受ける要求電力Psが負値のときには、切替部54から受ける充電電力分配率C_m:C_cに基づいて、主蓄電部6−0および副蓄電装置の電力指令値W0_m,W0_sを次式によって算出する。
W0_s=Ps×C_s/(C_m+C_s) (12)
制限部60は、電力指令生成部58によって算出された主蓄電部6−0の電力指令値W0_mを充電許容電力Win_mおよび放電許容電力Wout_mの範囲内に制限し、電力指令値W_mとして出力する。また、制限部60は、電力指令生成部58によって算出された副蓄電装置の電力指令値W0_sを副蓄電部6−1,6−2の充電許容電力Win_s1,Win_s2および放電許容電力Wout_s1,Wout_s2の範囲内に制限し、電力指令値W_sとして出力する。このとき、制限部60は、蓄電部切替部56から出力される信号SE1,SE2に基づいて、使用されている副蓄電部を特定すると、副蓄電装置の電力指令値W0_sを、その特定した副蓄電部の充電許容電力Win_s1(またはWin_s2)および放電許容電力Wout_s1(またはWout_s2)の範囲内に制限する。
図7に示したような外部充電モードを有する車両においては、トリップ終了後に主蓄電部6−0および副蓄電部6−1,6−2を外部電源により予め充電しておくことで各蓄電部の充放電性能を高めることができる。
Claims (13)
- 負荷装置に電力を供給する電源システムであって、
充放電可能に構成された蓄電機構と、
前記電源システムが、前記蓄電機構と前記負荷装置との間で電力の授受を行なうための第1の制御モード、および外部電源からの電力を受けて前記蓄電機構を外部充電するための第2の制御モードのいずれかに設定された場合に、設定された制御モードを実行するために前記電源システムを起動する制御装置とを備え、
前記蓄電機構は、各々が充放電可能であって、前記負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含み、
前記制御装置は、
前記複数の蓄電部の使用履歴を記憶する記憶部と、
前記複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する蓄電部選択手段とを含み、
前記蓄電部選択手段は、前記記憶部から前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された前記蓄電部に基づいて、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択し、
前記制御装置は、
前記第1の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、前記第2の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持する更新手段をさらに含む、電源システム。 - 前記制御装置は、前記複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定する状態推定手段をさらに含み、
前記蓄電部選択手段は、前記複数の蓄電部の使用履歴および前記複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項1に記載の電源システム。 - 前記蓄電部選択手段は、前記複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、前記ばらつきが前記所定値以下となる場合には、前回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する、請求項2に記載の電源システム。
- 前記蓄電部選択手段は、前回の前記電源システムの起動後であって、設定された前記制御モードの実行が終了したときに、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項1から3のいすれか1項に記載の電源システム。
- 前記電源システムは、
前記負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
前記蓄電機構と前記電力線との間に設けられ、前記蓄電機構と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに備え、
前記制御装置は、設定された前記制御モードに従って、前記蓄電機構と前記負荷装置または前記外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、前記電圧変換部における電圧変換動作を制御する電圧変換制御手段をさらに含む、請求項4に記載の電源システム。 - 前記蓄電機構は、前記複数の蓄電部のいずれかを選択して前記負荷装置に接続するための切替機構を更に含み、
前記制御装置は、前記蓄電部選択手段によって選択された前記蓄電部と前記負荷装置とを電気的に接続するように前記切替機構を制御する蓄電部切替手段をさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の電源システム。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の電源システムと、
前記負荷装置として、前記蓄電機構からの電力を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える、車両。 - 負荷装置に電力を供給する電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、各々が充放電可能であって、前記負荷装置に対して並列に接続された複数の蓄電部を含む蓄電機構を備え、
前記制御方法は、
前記電源システムが、前記蓄電機構と前記負荷装置との間で電力の授受を行なうための第1の制御モード、および外部電源からの電力を受けて前記蓄電機構を外部充電するための第2の制御モードのいずれかに設定するとともに、設定された制御モードを実行するために前記電源システムを起動するステップと、
前記複数の蓄電部の使用履歴を記憶部に記憶するステップと、
前記複数の蓄電部の使用履歴に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択するステップとを備え、
前記蓄電部を選択するステップは、前記記憶部から前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を読出すとともに、読出された前記蓄電部に基づいて、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択し、
前記制御方法は、
前記第1の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部に更新し、かつ、前記第2の制御モードを実行するために前記電源システムを起動した場合には、前記記憶部に記憶されている前回の前記電源システムの起動後に最初に使用された蓄電部を維持するステップをさらに備える、電源システムの制御方法。 - 前記制御装置は、前記複数の蓄電部の各々についての充電状態値を推定するステップをさらに含み、
前記蓄電部を選択するステップは、前記複数の蓄電部の使用履歴および各前記複数の蓄電部の充電状態値に基づいて、前記複数の蓄電部の中から、前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項8に記載の電源システムの制御方法。 - 前記蓄電部を選択するステップは、前記複数の蓄電部の間での充電状態値のばらつきが所定値を超える場合には、充電状態値が最も大きい蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択し、前記ばらつきが前記所定値以下となる場合には、前回の前記電源システムの起動後に最初に使用した蓄電部とは異なる蓄電部を、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部に選択する、請求項9に記載の電源システムの制御方法。
- 前記蓄電部を選択するステップは、前回の前記電源システムの起動後であって、設定された前記制御モードの実行が終了したときに、今回の前記電源システムの起動後に最初に使用する蓄電部を択一的に選択する、請求項8から10のいずれか1項に記載の電源システムの制御方法。
- 前記電源システムは、
前記負荷装置と前記電源システムとの間で電力を授受可能に構成された電力線と、
前記蓄電機構と前記電力線との間に設けられ、前記蓄電機構と前記電力線との間で電圧変換動作を行なう電圧変換部とをさらに含み、
前記制御方法は、
設定された前記制御モードに従って、前記蓄電機構と前記負荷装置または前記外部電源との間で電力の授受が行なわれるように、前記電圧変換部における電圧変換動作を制御するステップをさらに備える、請求項11に記載の電源システムの制御方法。 - 前記蓄電機構は、前記複数の蓄電部のいずれか1つを選択して前記負荷装置に接続するための切替機構をさらに含み、
前記制御方法は、前記蓄電部を選択するステップによって選択された前記蓄電部と前記負荷装置とを電気的に接続するように前記切替機構を制御するステップをさらに備える、請求項8から12のいずれか1項に記載の電源システムの制御方法。
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