JP2010115048A - Power supply system and electric power balance control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To fully cope with an output request with all of a plurality of power storage devices corresponding to a request for a load device while normally using the power storage devices in a well-balanced way, in a power supply system equipped with the power storage devices. <P>SOLUTION: The output electric power upper limit value POmax from the power supply system is set within a setting range of discharge electric power target values Pb1, Pb2 of each power storage device so as to normally maintain a discharge electric power distribution rate k set in consideration of the discharge balance among the power storage devices. When the output request for the load devices is increased, the output electric power upper limit value POmax is set according to the total of discharge electric power upper limit values Wout1, Wout2 so as to take precedence of the increase in the output electric power over the maintenance of the discharge electric power distribution rate k. In this case, the discharge electric power target values Pb1, Pb2 of each power storage device once set according to the discharge electric power distribution rate k are set again. <P>COPYRIGHT: (C)2010,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の充放電制御に関する。   The present invention relates to charge / discharge control of a power supply system including a plurality of power storage devices.

近年、環境問題を考慮して、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などのように、電動機を駆動力源とする電動車両が注目されている。このような電動車両には、電動機に電力を供給したり、回生制動時に運動エネルギを電気エネルギに変換して蓄電したりするために、二次電池や電気二重層キャパシタなどに代表される蓄電装置が搭載されている。   In recent years, in consideration of environmental problems, electric vehicles using an electric motor as a driving force source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, have attracted attention. In such an electric vehicle, a power storage device represented by a secondary battery, an electric double layer capacitor, or the like is used to supply electric power to the motor or store kinetic energy converted into electric energy during regenerative braking. Is installed.

このような電動機を駆動力源とする車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために、蓄電装置の充放電容量をより大きくすることが望ましい。充放電容量を大きくするための一手法として、複数の蓄電装置を搭載する構成が、たとえば特開2007−295782号公報(特許文献1)や、特開2008−109840号公報(特許文献2)などに記載されている。   In a vehicle using such an electric motor as a driving force source, it is desirable to increase the charge / discharge capacity of the power storage device in order to improve the running performance such as acceleration performance and running distance. As a method for increasing the charge / discharge capacity, a configuration in which a plurality of power storage devices are mounted is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-295782 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-109840 (Patent Document 2). It is described in.

特許文献1には、2個の蓄電装置に対してそれぞれ独立にコンバータが設けられ、それぞれのコンバータによって、一方の蓄電装置の出力電圧を目標電圧に制御する一方で、他方の蓄電装置の入出力電流を目標電流となるように制御することによって、各蓄電装置の入出力電力を制御する構成が記載されている。   In Patent Document 1, converters are provided independently for two power storage devices, and the output voltage of one power storage device is controlled to a target voltage by each converter, while the input / output of the other power storage device is controlled. A configuration is described in which input / output power of each power storage device is controlled by controlling the current to be a target current.

また、特許文献2では、複数の蓄電装置の充電許容量および放電許容量に基づいて、蓄電装置間での充電電力分配率および放電電力分配率を算出し、これらの分配率に従って各蓄電装置の入出力電力目標値を設定した充放電制御を行なうことが記載されている。
特開2007−295782号公報 特開2008−109840号公報
Further, in Patent Document 2, a charge power distribution rate and a discharge power distribution rate between power storage devices are calculated based on a charge allowable amount and a discharge allowable amount of a plurality of power storage devices, and according to these distribution rates, It describes that charge / discharge control is performed in which an input / output power target value is set.
JP 2007-295782 A JP 2008-109840 A

特許文献2に記載された充放電制御によれば、複数の蓄電装置の充放電状態が異なる場合にも、各蓄電装置をバランスよく使用することによって電源システムの性能を向上させることが可能となる。   According to the charge / discharge control described in Patent Document 2, even when the charge / discharge states of a plurality of power storage devices are different, it is possible to improve the performance of the power supply system by using each power storage device in a balanced manner. .

しかしながら、複数の蓄電装置間での電力分配率に従って各蓄電装置の電力目標値の設定することを前提とするので、複数の蓄電装置全体で放電可能な上限電力の限界まで電源システムからの出力電力を確保することができない可能性がある。したがって、画一的に特許文献2に従う充放電制御を適用した場合には、複数の蓄電装置をバランスよく使用できる一方で、余力があるにもかかわらず負荷装置からの出力要求に対して十分に応えきれないような、電源システムの能力を必ずしも最大限に活用できない場面が発生する虞がある。   However, since it is assumed that the power target value of each power storage device is set according to the power distribution ratio among the plurality of power storage devices, the output power from the power supply system up to the limit of the upper limit power that can be discharged by the plurality of power storage devices as a whole May not be secured. Therefore, when charge / discharge control according to Patent Document 2 is applied uniformly, a plurality of power storage devices can be used in a well-balanced manner. There may be a situation where the power system capacity cannot be fully utilized, which cannot be fully met.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、複数の蓄電装置を備える電源システムにおいて、通常時には複数の電力装置をバランスよく使用する一方で、負荷装置への要求に応じて、複数の蓄電装置全体での最大限までの出力要求に応えることができるような制御を実現することである。   The present invention has been made to solve such problems, and in a power supply system including a plurality of power storage devices, a plurality of power devices are normally used in a balanced manner, while a demand for a load device is required. Accordingly, it is possible to realize a control that can meet the maximum output demand of the entire plurality of power storage devices.

この発明による電源システムは、負荷装置に対して電力を供給する電源システムであって、負荷装置と接続された電力線と、複数の蓄電装置と、複数の第1の電力変換器と、蓄電装置電力管理部と、電力収支管理部とを備える。複数の第1の電力変換器は、電力線と複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、複数の蓄電装置と電力線との間の電力変換を制御するように構成される。蓄電装置電力管理部は、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて負荷装置への電力供給時における複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するとともに、電源システムへの出力要求電力および放電電力分配率とに従って各蓄電装置の出力電力目標値を設定する。電力収支管理部は、出力要求電力の制限のために負荷装置の消費上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、負荷装置への出力要求に基づいて第1および第2のモードの一方を選択するとともに、第1のモードの選択時には、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と放電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の出力電力目標値の最大値との和を電源システムの出力上限電力として消費上限電力値を設定する一方で、第2のモードの選択時には、各蓄電装置の放電電力上限値の和を出力上限電力として消費上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、第1のモードの選択時には、放電電力分配率に従って設定された出力電力目標値を維持する一方で、第2のモードの選択時には、各蓄電装置からの出力電力が対応の放電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の出力電力目標値を再設定する。   A power supply system according to the present invention is a power supply system that supplies power to a load device, wherein the power line is connected to the load device, a plurality of power storage devices, a plurality of first power converters, and a power storage device power. A management unit and a power balance management unit are provided. The plurality of first power converters are respectively disposed between the power line and the plurality of power storage devices, and control power conversion between the plurality of power storage devices and the power line based on an output power target value of each power storage device. Configured as follows. The power storage device power management unit sets a discharge power distribution ratio among the plurality of power storage devices at the time of power supply to the load device based on a state comparison of the plurality of power storage devices, and outputs required power to the power supply system and The output power target value of each power storage device is set according to the discharge power distribution ratio. The power balance management unit sets a power consumption upper limit power value of the load device in order to limit the required output power. The power balance management unit selects one of the first and second modes based on an output request to the load device, and at the time of selecting the first mode, a predetermined power storage device among the plurality of power storage devices The upper limit power consumption value is defined as the output upper limit power of the power supply system, which is the sum of the discharge power upper limit value and the maximum output power target value of each remaining power storage device according to the product of the discharge power upper limit value and the discharge power distribution ratio. On the other hand, when the second mode is selected, the consumption upper limit power value is set with the sum of the discharge power upper limit values of the respective power storage devices as the output upper limit power. The power balance management unit maintains the output power target value set according to the discharge power distribution ratio when the first mode is selected, while the output power from each power storage device is selected when the second mode is selected. The output power target value of each power storage device is reset within a range that does not exceed the corresponding discharge power upper limit value.

また、この発明による電源システムの電力収支制御方法において、電源システムは、上記の電力線、複数の蓄電装置、および複数の第1の電力変換器を備える。そして、電力収支制御方法は、複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、複数の蓄電装置のそれぞれの放電電力上限値を設定するステップと、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて、負荷装置への電力供給時における複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するステップと、電源システムへの出力要求電力および放電電力分配率とに従って各蓄電装置の出力電力目標値を設定するステップと、負荷装置への出力要求に基づいて、第1および第2のモードの一方を選択するステップと、第1のモードの選択時に、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と放電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の出力電力目標値の最大値との和を電源システムの出力上限電力とするように、出力要求電力の制限のための負荷装置の消費上限電力値を設定するステップと、第2のモードの選択時に、各蓄電装置の放電電力上限値の和を出力上限電力とするように消費上限電力値を設定するステップと、第1のモードの選択時には、放電電力分配率に従って設定された出力電力目標値を維持するステップと、第2のモードの選択時には、各蓄電装置からの出力電力が対応の放電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の出力電力目標値を再設定するステップとを備える。   In the power balance control method for a power supply system according to the present invention, the power supply system includes the power line, a plurality of power storage devices, and a plurality of first power converters. The power balance control method includes: setting a discharge power upper limit value for each of the plurality of power storage devices based on the respective states of the plurality of power storage devices; and a load device based on a state comparison of the plurality of power storage devices Setting a discharge power distribution ratio among a plurality of power storage devices at the time of power supply to the power supply, and setting an output power target value of each power storage device according to the output required power and the discharge power distribution ratio to the power supply system And a step of selecting one of the first and second modes based on an output request to the load device, and a discharge power upper limit of a predetermined power storage device among the plurality of power storage devices when the first mode is selected Output request so that the sum of the value and the maximum output power target value of each remaining power storage device according to the product of the discharge power upper limit value and the discharge power distribution rate is the output upper limit power of the power supply system Setting the upper limit power consumption value of the load device for power limitation, and when selecting the second mode, set the upper limit power consumption value so that the sum of the discharge power upper limit values of each power storage device is the output upper limit power. A step of setting, a step of maintaining an output power target value set in accordance with a discharge power distribution ratio when selecting the first mode, and a discharge corresponding to the output power from each power storage device when selecting the second mode. Resetting the output power target value of each power storage device within a range not exceeding the power upper limit value.

上記電源システムおよびその電力収支制御方法によれば、通常時には第1のモードの選択によって、放電電力分配率に従って複数の蓄電装置からの出力電力を制御する一方で、負荷装置の出力要求に応じて第2のモードを選択することによって、各蓄電装置の放電電力上限値(Wout)の和に従った上限電力まで、負荷装置への電力出力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置をバランスよく放電させる一方で、負荷装置への出力要求が高まったときには、複数の蓄電装置全体での放電許容電力の範囲内で最大限に出力要求に応えることができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。   According to the power supply system and the power balance control method thereof, the output power from the plurality of power storage devices is controlled according to the discharge power distribution ratio by the selection of the first mode at the normal time, while the output request of the load device is met. By selecting the second mode, the power output to the load device can be expanded to the upper limit power according to the sum of the discharge power upper limit values (Wout) of the respective power storage devices. Therefore, while normally discharging a plurality of power storage devices in a well-balanced manner, when the demand for output to the load device increases, it is possible to respond to the output request to the maximum within the range of allowable discharge power for the plurality of power storage devices as a whole. it can. As a result, the power supply system can be fully utilized.

好ましくは、複数の第1の電力変換器は、さらに、負荷装置の発電時には、各蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、複数の蓄電装置と電力線との間の電力変換を制御するように構成される。蓄電装置電力管理部は、さらに、複数の蓄電装置の状態比較に基づいて負荷装置からの電力受入時における複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するとともに、電源システムへの入力要求電力および充電電力分配率とに従って各蓄電装置の入力電力目標値を設定する。さらに、電力収支管理部は、負荷装置の発電時には、負荷装置への発電要求に基づいて第3および第4のモードの一方を選択するとともに、第3のモードの選択時には、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と充電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の入力電力目標値の最大値との和を電源システムの入力上限電力として、入力要求電力の制限のための負荷装置の発電上限電力値を設定する一方で、第4のモードの選択時には、各蓄電装置の充電電力上限値の和を入力上限電力として発電上限電力値を設定する。そして、電力収支管理部は、第3のモードの選択時には、充電電力分配率に従って設定された入力電力目標値を維持する一方で、第4のモードの選択時には、各蓄電装置への入力電力が対応の充電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の入力電力目標値を再設定する。   Preferably, the plurality of first power converters further control power conversion between the plurality of power storage devices and the power line based on an input power target value of each power storage device during power generation of the load device. Composed. The power storage device power management unit further sets a charge power distribution ratio among the plurality of power storage devices when receiving power from the load device based on a state comparison of the plurality of power storage devices, and requests input to the power supply system. The input power target value of each power storage device is set according to the power and the charge power distribution ratio. Furthermore, the power balance management unit selects one of the third and fourth modes based on a power generation request to the load device during power generation of the load device, and selects a plurality of power storage devices when selecting the third mode. The sum of the charging power upper limit value of the predetermined power storage device and the maximum input power target value of each remaining power storage device according to the product of the charging power upper limit value and the charging power distribution ratio is the input upper limit power of the power supply system. While setting the power generation upper limit power value of the load device for limiting the input required power, when the fourth mode is selected, the power generation upper limit power value is set with the sum of the charging power upper limit values of the respective power storage devices as the input upper limit power. Set. The power balance management unit maintains the input power target value set according to the charge power distribution ratio when the third mode is selected, while the input power to each power storage device is determined when the fourth mode is selected. The input power target value of each power storage device is reset within a range not exceeding the corresponding charge power upper limit value.

あるいは、電力収支制御方法は、複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、複数の蓄電装置のそれぞれの充電電力上限値を設定するステップと、負荷装置からの電力受入時における複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するステップと、電源システムへの入力要求電力および充電電力分配率とに従って各蓄電装置の入力電力目標値を設定するステップと、負荷装置への発電要求に基づいて、第3および第4のモードの一方を選択するステップと、第3のモードの選択時に、複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と充電電力分配率との積に従う残りの各蓄電装置の入力電力目標値の最大値との和を電源システムの入力上限電力とするように、入力要求電力の制限のための負荷装置の発電上限電力値を設定するステップと、第4のモードの選択時に、各蓄電装置の充電電力上限値の和を入力上限電力とするように発電上限電力値を設定するステップと、第3のモードの選択時には、充電電力分配率に従って設定された入力電力目標値を維持するステップと、第4のモードの選択時には、各蓄電装置への入力電力が対応の充電電力上限値を超えない範囲内で、各蓄電装置の入力電力目標値を再設定するステップとをさらに備える。   Alternatively, the power balance control method includes a step of setting a charging power upper limit value of each of the plurality of power storage devices based on a state of each of the plurality of power storage devices, and a plurality of power storage devices at the time of receiving power from the load device. Based on the step of setting the charge power distribution ratio between the power supply system, the step of setting the input power target value of each power storage device according to the input request power and the charge power distribution ratio to the power supply system, and the power generation request to the load device Selecting one of the third and fourth modes, and when selecting the third mode, the charging power upper limit value of the predetermined power storage device among the plurality of power storage devices, the charging power upper limit value and the charging power Power generation of the load device for limiting the required input power so that the sum of the input power target value of each remaining power storage device according to the product of the distribution ratio and the maximum value of the input power is the input upper limit power of the power supply system A step of setting a power limit value, a step of setting a power generation upper limit power value so that a sum of charge power upper limit values of the respective power storage devices is set as an input upper limit power when the fourth mode is selected, At the time of selection, the step of maintaining the input power target value set according to the charging power distribution ratio, and at the time of selecting the fourth mode, the input power to each power storage device is within a range not exceeding the corresponding charging power upper limit value, Resetting the input power target value of each power storage device.

このようにすると、負荷装置の発電電力によって複数の蓄電装置を充電する際にも、通常時には第3のモードの選択によって、充電電力分配率に従って複数の蓄電装置への入力電力を制御する一方で、負荷装置への発電要求に応じて第4のモードを選択することによって、各蓄電装置の充電電力上限値(Win)の和に従った上限電力まで、負荷装置の発電電力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置をバランスよく充電する一方で、負荷装置への発電要求が高まったときには、複数の蓄電装置全体での充電許容電力の範囲内で最大限に発電要求に応えることができる。   In this way, even when charging a plurality of power storage devices with the generated power of the load device, the input power to the plurality of power storage devices is controlled according to the charge power distribution ratio by the selection of the third mode at the normal time. By selecting the fourth mode according to the power generation request to the load device, the generated power of the load device can be expanded to the upper limit power according to the sum of the charge power upper limit values (Win) of each power storage device. it can. Therefore, while normally charging a plurality of power storage devices in a well-balanced manner, when the demand for power generation to the load device increases, it is possible to respond to the power generation requests to the maximum within the range of allowable charging power for the plurality of power storage devices as a whole. it can.

また好ましくは、電源システムおよび負荷装置は、電動車両に搭載される。そして、負荷装置は、電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、回転電機と電力線との間での電力変換を制御するように構成された第2の電力変換器とを含む。そして、電力収支管理部または選択するステップは、アクセルペダルの操作に基づいて、第1および第2のモードの一方を選択するように構成される。   Preferably, the power supply system and the load device are mounted on an electric vehicle. The load device includes a rotating electric machine arranged so that power can be transmitted to and from the drive wheels of the electric vehicle, and the rotating electric machine and the power line so that the rotating electric machine outputs torque according to the torque command value. And a second power converter configured to control power conversion therebetween. The power balance management unit or the selecting step is configured to select one of the first and second modes based on the operation of the accelerator pedal.

このようにすると、車両駆動力を発生するための回転電機を搭載した電動車両において、アクセルペダル操作に応じて電動車両の駆動力を増大するために電源システムへの要求パワーが高まった場合には、電源システムからの出力電力を許容値いっぱいまで高めることを可能にする一方で、通常時には電源システム内の複数の蓄電装置をバランスよく使用することができる。   In this way, in an electric vehicle equipped with a rotating electrical machine for generating vehicle driving force, when the required power to the power supply system is increased in order to increase the driving force of the electric vehicle according to the accelerator pedal operation. While the output power from the power supply system can be increased to the full allowable value, a plurality of power storage devices in the power supply system can be used in a balanced manner during normal times.

さらに好ましくは、負荷装置の消費上限電力値は、回転電機の消費上限電力値を示し、回転電機の回転速度と、消費上限電力値とに基づいて、回転電機のトルク上限値が設定される。   More preferably, the consumption upper limit power value of the load device indicates the consumption upper limit power value of the rotating electrical machine, and the torque upper limit value of the rotating electrical machine is set based on the rotation speed of the rotating electrical machine and the consumption upper limit power value.

このようにすると、電動車両全体での電力収支を考慮して回転電機に許容された消費電力の範囲内で、回転電機のトルク指令値を適切に設定できるようになる。   In this way, the torque command value of the rotating electrical machine can be appropriately set within the range of power consumption allowed for the rotating electrical machine in consideration of the power balance of the entire electric vehicle.

この発明によれば、複数の蓄電装置を備える電源システムにおいて、通常時には複数の電力装置をバランスよく使用する一方で、負荷装置への要求に応じて、複数の蓄電装置全体での最大限までの出力要求に応えることができるような制御を実現することができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。   According to the present invention, in a power supply system including a plurality of power storage devices, a plurality of power devices are normally used in a well-balanced manner, while the maximum of the plurality of power storage devices as a whole is met according to a request to the load device. Control capable of meeting the output request can be realized. As a result, the power supply system can be fully utilized.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は原則として繰返さないものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.

図1は、本実施の形態による電源システムを搭載した電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。   FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle shown as an example of an electric vehicle equipped with a power supply system according to the present embodiment.

図1を参照して、このハイブリッド車両1000は、エンジン2と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割機構4と、車輪6とを備える。また、ハイブリッド車両1000は、蓄電装置B1,B2と、コンバータ10,12と、コンデンサCと、インバータ20,22と、ECU(Electronic Control Unit)100とをさらに備える。   Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 1000 includes an engine 2, motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2, a power split mechanism 4, and wheels 6. Hybrid vehicle 1000 further includes power storage devices B 1 and B 2, converters 10 and 12, capacitor C, inverters 20 and 22, and ECU (Electronic Control Unit) 100.

なお、蓄電装置B1,B2は、本発明における「複数の蓄電装置」に対応し、コンバータ10,12は、本発明における「複数の第1の電力変換器」に対応する。また、インバータ20,22およびモータジェネレータMG1,MG2は、この発明における「負荷装置」を構成する。特に、モータジェネレータMG2は「回転電機」に対応し、インバータ20,22は「第2の電力変換器」に対応する。   Power storage devices B1 and B2 correspond to “a plurality of power storage devices” in the present invention, and converters 10 and 12 correspond to “a plurality of first power converters” in the present invention. Inverters 20 and 22 and motor generators MG1 and MG2 constitute a “load device” in the present invention. In particular, motor generator MG2 corresponds to “rotary electric machine”, and inverters 20 and 22 correspond to “second power converter”.

また、蓄電装置B1,B2、コンバータ10,12、および、電力線PLM,PLN、ならびに、これらに付随するセンサ、制御要素によって、本発明の「電源システム」が構成される。   Power storage devices B1 and B2, converters 10 and 12, power lines PLM and PLN, and sensors and control elements associated therewith constitute a “power supply system” of the present invention.

ハイブリッド車両1000は、エンジン2およびモータジェネレータMG2を動力源として走行する。すなわち、モータジェネレータMG2は、駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置される。   Hybrid vehicle 1000 travels using engine 2 and motor generator MG2 as power sources. That is, motor generator MG2 is arranged to be able to transmit power to and from the drive wheels.

動力分割機構4は、エンジン2とモータジェネレータMG1,MG2とに結合されてこれらの間で動力を分配する。動力分割機構4は、たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車機構から成り、この3つの回転軸がエンジン2およびモータジェネレータMG1,MG2の回転軸にそれぞれ接続される。なお、モータジェネレータMG1のロータを中空にしてその中心にエンジン2のクランク軸を通すことにより、エンジン2およびモータジェネレータMG1,MG2を動力分割機構4に機械的に接続することができる。また、モータジェネレータMG2の回転軸は、図示されない減速ギヤや作動ギヤによって車輪6に結合される。   Power split device 4 is coupled to engine 2 and motor generators MG1, MG2 to distribute power between them. Power split device 4 is composed of, for example, a planetary gear mechanism having three rotation shafts of a sun gear, a planetary carrier, and a ring gear, and these three rotation shafts are connected to the rotation shafts of engine 2 and motor generators MG1 and MG2, respectively. It should be noted that engine 2 and motor generators MG1, MG2 can be mechanically connected to power split mechanism 4 by hollowing the rotor of motor generator MG1 and passing the crankshaft of engine 2 through the center thereof. Further, the rotating shaft of motor generator MG2 is coupled to wheel 6 by a reduction gear and an operating gear (not shown).

そして、モータジェネレータMG1は、エンジン2によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン2の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両1000に組込まれる。モータジェネレータMG2は、車輪6を駆動する電動機としてハイブリッド車両1000に組込まれる。   Motor generator MG1 is incorporated in hybrid vehicle 1000 as operating as a generator driven by engine 2 and operating as an electric motor that can start engine 2. Motor generator MG2 is incorporated in hybrid vehicle 1000 as an electric motor that drives wheels 6.

蓄電装置B1,B2は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置B1は、コンバータ10へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ10によって充電される。蓄電装置B2は、コンバータ12へ電力を供給し、また、電力回生時には、コンバータ12によって充電される。   The power storage devices B1 and B2 are DC power sources that can be charged and discharged, and include, for example, secondary batteries such as nickel metal hydride and lithium ions. Power storage device B1 supplies power to converter 10 and is charged by converter 10 during power regeneration. Power storage device B2 supplies power to converter 12 and is charged by converter 12 during power regeneration.

なお、たとえば、蓄電装置B1には、蓄電装置B2よりも出力可能最大電力が大きい二次電池を用いることができ、蓄電装置B2には、蓄電装置B1よりも蓄電容量が大きい二次電池を用いることができる。これにより、2つの蓄電装置B1,B2を用いてハイパワーかつ大容量の直流電源を構成することができる。また、蓄電装置B1,B2の少なくとも一方に大容量のキャパシタを用いてもよい。   For example, a secondary battery having a maximum outputable power larger than that of power storage device B2 can be used for power storage device B1, and a secondary battery having a larger storage capacity than power storage device B1 can be used for power storage device B2. be able to. Thus, a high-power and large-capacity DC power source can be configured using the two power storage devices B1 and B2. Further, a large-capacity capacitor may be used for at least one of the power storage devices B1 and B2.

コンバータ10は、ECU100からの信号PWC1に基づいて蓄電装置B1からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電力線PLMへ出力する。また、コンバータ10は、インバータ20,22から電力線PLMを介して供給される回生電力を信号PWC1に基づいて蓄電装置B1の電圧レベルに降圧し、蓄電装置B1を充電する。さらに、コンバータ10は、ECU100からシャットダウン信号SD1を受けるとスイッチング動作を停止する。   Converter 10 boosts the voltage from power storage device B1 based on signal PWC1 from ECU 100, and outputs the boosted voltage to power line PLM. Converter 10 steps down the regenerative power supplied from inverters 20 and 22 via power line PLM to the voltage level of power storage device B1 based on signal PWC1, and charges power storage device B1. Furthermore, converter 10 stops the switching operation when it receives shutdown signal SD1 from ECU 100.

コンバータ12は、コンバータ10に並列して電力線(正極)PLMおよび電力線(負極)NLに接続される。そして、コンバータ12は、ECU100からの信号PWC2に基づいて蓄電装置B2からの電圧を昇圧し、その昇圧した電圧を電力線PLMへ出力する。また、コンバータ12は、インバータ20,22から電力線PLMを介して供給される回生電力を信号PWC2に基づいて蓄電装置B2の電圧レベルに降圧し、蓄電装置B2を充電する。さらに、コンバータ12は、ECU100からシャットダウン信号SD2を受けるとスイッチング動作を停止する。   Converter 12 is connected to power line (positive electrode) PLM and power line (negative electrode) NL in parallel with converter 10. Converter 12 boosts the voltage from power storage device B2 based on signal PWC2 from ECU 100, and outputs the boosted voltage to power line PLM. Converter 12 steps down the regenerative power supplied from inverters 20 and 22 via power line PLM to the voltage level of power storage device B2 based on signal PWC2, and charges power storage device B2. Furthermore, converter 12 stops the switching operation when it receives shutdown signal SD2 from ECU 100.

コンデンサCは、電力線PLMと電力線NLとの間に接続され、電力線PLMおよびNLの間の電圧変動を平滑化する。電力線PLMおよびNLの間の直流電圧VHは、蓄電装置B1,B2およびコンバータ10,12を含む「電源システム」から、インバータ20,22およびモータジェネレータMG1,MG2による「負荷装置」への出力電圧に相当する。この直流電圧VHについて、以下では、システム電圧VHとも称する。   Capacitor C is connected between power lines PLM and NL, and smoothes voltage fluctuations between power lines PLM and NL. DC voltage VH between power lines PLM and NL is changed to an output voltage from “power supply system” including power storage devices B1 and B2 and converters 10 and 12 to “load device” by inverters 20 and 22 and motor generators MG1 and MG2. Equivalent to. Hereinafter, the DC voltage VH is also referred to as a system voltage VH.

インバータ20は、ECU100からの信号PWI1に基づいて電力線PLMからの直流電圧を3相交流電圧に変換し、その変換した3相交流電圧をモータジェネレータMG1へ出力する。また、インバータ20は、エンジン2の動力を用いてモータジェネレータMG1が発電した3相交流電圧を信号PWI1に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線PLMへ出力する。   Inverter 20 converts a DC voltage from power line PLM into a three-phase AC voltage based on signal PWI1 from ECU 100, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator MG1. Inverter 20 converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG1 using the power of engine 2 into a DC voltage based on signal PWI1, and outputs the converted DC voltage to power line PLM.

インバータ22は、ECU100からの信号PWI2に基づいて電力線PLMからの直流電圧を3相交流電圧に変換し、その変換した3相交流電圧をモータジェネレータMG2へ出力する。また、インバータ22は、車両の回生制動時、車輪6からの回転力を受けてモータジェネレータMG2が発電した3相交流電圧を信号PWI2に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電力線PLMへ出力する。   Inverter 22 converts a DC voltage from power line PLM into a three-phase AC voltage based on signal PWI2 from ECU 100, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator MG2. Further, inverter 22 converts the three-phase AC voltage generated by motor generator MG2 by receiving the rotational force from wheel 6 during regenerative braking of the vehicle into a DC voltage based on signal PWI2, and converts the converted DC voltage to a power line. Output to PLM.

モータジェネレータMG1,MG2の各々は、3相交流回転電機であり、たとえば3相交流同期電動発電機から成る。モータジェネレータMG1は、インバータ20によって回生駆動され、エンジン2の動力を用いて発電した3相交流電圧をインバータ20へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、エンジン2の始動時、インバータ20によって力行駆動され、エンジン2をクランキングする。モータジェネレータMG2は、インバータ22によって力行駆動され、車輪6を駆動するための駆動力を発生する。また、モータジェネレータMG2は、車両の回生制動時、インバータ22によって回生駆動され、車輪6から受ける回転力を用いて発電した3相交流電圧をインバータ22へ出力する。   Each of motor generators MG1 and MG2 is a three-phase AC rotating electric machine, for example, a three-phase AC synchronous motor generator. Motor generator MG1 is regeneratively driven by inverter 20, and outputs a three-phase AC voltage generated using the power of engine 2 to inverter 20. Motor generator MG1 is driven by power by inverter 20 when engine 2 is started, and cranks engine 2. Motor generator MG <b> 2 is driven by power by inverter 22, and generates a driving force for driving wheels 6. Motor generator MG <b> 2 is regeneratively driven by inverter 22 during regenerative braking of the vehicle, and outputs a three-phase AC voltage generated using the rotational force received from wheels 6 to inverter 22.

上記電源システムには、蓄電装置B1に対して配置される、電圧センサ42、電流センサ52、および温度センサ62と、蓄電装置B2に対して配置される、電圧センサ44、電流センサ54、および温度センサ64が設けられる。   In the power supply system, the voltage sensor 42, the current sensor 52, and the temperature sensor 62 that are disposed with respect to the power storage device B1, and the voltage sensor 44, the current sensor 54, and the temperature that are disposed with respect to the power storage device B2. A sensor 64 is provided.

電圧センサ42は、蓄電装置B1の電圧VB1を検出してECU100へ出力する。温度センサ62は、蓄電装置B1の温度T1を検出してECU100へ出力する。電流センサ52は、蓄電装置B1からコンバータ10へ入出力される電流IB1を検出してECU100へ出力する。   Voltage sensor 42 detects voltage VB1 of power storage device B1 and outputs it to ECU 100. Temperature sensor 62 detects temperature T1 of power storage device B1 and outputs it to ECU 100. Current sensor 52 detects current IB1 input / output from power storage device B1 to converter 10 and outputs the detected current to ECU 100.

電圧センサ44は、蓄電装置B2の電圧VB2を検出してECU100へ出力する。温度センサ64は、蓄電装置B2の温度T2を検出してECU100へ出力する。電流センサ54は、蓄電装置B2からコンバータ12へ入出力される電流IB2を検出してECU100へ出力する。   Voltage sensor 44 detects voltage VB2 of power storage device B2 and outputs it to ECU 100. Temperature sensor 64 detects temperature T2 of power storage device B2 and outputs it to ECU 100. Current sensor 54 detects current IB2 input / output from power storage device B2 to converter 12 and outputs the detected current to ECU 100.

さらに、コンデンサCの端子間電圧、すなわちシステム電圧VHを検出するための電圧センサ46が配置される。電圧センサ46による検出値は、ECU100へ出力される。   Furthermore, a voltage sensor 46 for detecting a voltage between terminals of the capacitor C, that is, a system voltage VH is arranged. The value detected by the voltage sensor 46 is output to the ECU 100.

ECU100は、コンバータ10を制御するための信号PWC1,SD1を生成し、負荷装置の状態に応じて選択されたいずれかの信号をコンバータ10へ出力する。また、ECU100は、コンバータ12を制御するための信号PWC2,SD2を生成し、いずれかの信号をコンバータ12へ出力する。   ECU 100 generates signals PWC <b> 1 and SD <b> 1 for controlling converter 10, and outputs any signal selected according to the state of the load device to converter 10. ECU 100 also generates signals PWC <b> 2 and SD <b> 2 for controlling converter 12, and outputs either signal to converter 12.

また、ECU100は、負荷装置の駆動のために電源システムに対して要求されるパワー(以下では「要求パワー」と称する。)PRの入力を受ける。たとえば、要求パワーPRは、アクセルペダルの開度や車両速度などに基づいて、ハイブリッド車両1000の全体を統合制御する車両ECU(図示せず)によって演算される。電源システムからの電力出力時にはPR>0に設定され、負荷装置の発電電力による電源システムへの電力入力時にはPR<0に設定される。   Further, ECU 100 receives an input of power (hereinafter referred to as “required power”) PR required for the power supply system for driving the load device. For example, the required power PR is calculated by a vehicle ECU (not shown) that integrally controls the entire hybrid vehicle 1000 based on the accelerator pedal opening, the vehicle speed, and the like. PR> 0 is set when power is output from the power supply system, and PR <0 is set when power is input to the power supply system by the power generated by the load device.

さらに、ECU100は、インバータ20,22をそれぞれ駆動するための信号PWI1,PWI2を生成し、その生成した信号PWI1,PWI2をそれぞれインバータ20,22へ出力する。   Further, ECU 100 generates signals PWI1 and PWI2 for driving inverters 20 and 22, respectively, and outputs the generated signals PWI1 and PWI2 to inverters 20 and 22, respectively.

図2は、図1に示したコンバータ10,12の構成を示す回路図である。
図2を参照して、コンバータ10は、電力用半導体スイッチング素子Q1,Q2と、ダイオードD1,D2と、リアクトルL1とを含む。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of converters 10 and 12 shown in FIG.
Referring to FIG. 2, converter 10 includes power semiconductor switching elements Q1, Q2, diodes D1, D2, and a reactor L1.

本実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」とも称する)としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が適用されるものとするが、制御信号によってオン・オフを制御可能であれば任意のスイッチング素子を適用可能である。たとえば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やバイポーラトランジスタ等についても用いることができる。   In the present embodiment, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is applied as a power semiconductor switching element (hereinafter also simply referred to as “switching element”), but can be controlled on / off by a control signal. Any switching element can be applied. For example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or a bipolar transistor can be used.

スイッチング素子Q1,Q2は、電力線PLMおよびNLとの間に直列に接続される。ダイオードD1,D2は、それぞれスイッチング素子Q1,Q2に逆並列に接続される。リアクトルL1の一方端は、スイッチング素子Q1,Q2の接続ノードに接続され、その他方端は、正極ラインPL1に接続される。   Switching elements Q1, Q2 are connected in series between power lines PLM and NL. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively. Reactor L1 has one end connected to a connection node of switching elements Q1 and Q2, and the other end connected to positive line PL1.

コンバータ12は、コンバータ10と同様の構成を有する。コンバータ10の構成において、スイッチング素子Q1,Q2をスイッチング素子Q3,Q4にそれぞれ置き換え、ダイオードD1,D2をダイオードD3,D4にそれぞれ置き換え、リアクトルL1、正極ラインPL1をリアクトルL2、正極ラインPL2にそれぞれ置き換えた構成がコンバータ12の構成に対応する。   Converter 12 has the same configuration as converter 10. In the configuration of converter 10, switching elements Q1 and Q2 are replaced with switching elements Q3 and Q4, diodes D1 and D2 are replaced with diodes D3 and D4, respectively, and reactor L1 and positive line PL1 are replaced with reactor L2 and positive line PL2, respectively. The configuration corresponds to the configuration of the converter 12.

コンバータ10,12は、チョッパ回路から成る。そして、コンバータ10(12)は、ECU100(図1)からの信号PWC1(PWC2)に基づいて、正極ラインPL1(PL2)の電圧をリアクトルL1(L2)を用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電力線PLMへ出力する。具体的には、スイッチング素子Q1(Q3)および/またはスイッチング素子Q2(Q4)のオン・オフ期間比(デューティ)を制御することによって、蓄電装置B1,B2からの出力電圧の昇圧比を制御できる。   Converters 10 and 12 are formed of a chopper circuit. Based on signal PWC1 (PWC2) from ECU 100 (FIG. 1), converter 10 (12) boosts the voltage of positive line PL1 (PL2) using reactor L1 (L2), and the boosted voltage is increased. Output to the power line PLM. Specifically, the step-up ratio of the output voltage from power storage devices B1 and B2 can be controlled by controlling the on / off period ratio (duty) of switching element Q1 (Q3) and / or switching element Q2 (Q4). .

一方、コンバータ10(12)は、ECU100(図示せず)からの信号PWC1(PWC2)に基づいて、電力線PLMの電圧を降圧し、その降圧した電圧を正極ラインPL1(PL2)へ出力する。具体的には、スイッチング素子Q1(Q3)および/またはスイッチング素子Q2(Q4)のオン・オフ期間比(デューティ)を制御することによって、電力線PLMの電圧の降圧比を制御できる。   On the other hand, converter 10 (12) steps down the voltage of power line PLM based on signal PWC1 (PWC2) from ECU 100 (not shown), and outputs the stepped down voltage to positive line PL1 (PL2). Specifically, the step-down ratio of the voltage of power line PLM can be controlled by controlling the on / off period ratio (duty) of switching element Q1 (Q3) and / or switching element Q2 (Q4).

図3は、図1に示したECU100の第1の機能ブロック図である。
図3を参照して、ECU100は、コンバータ制御部200と、インバータ制御部110,120とを含む。なお、図3を初めとする以下の機能ブロック図に示された各ブロックの機能は、ECU100での所定プログラムの実行によるソフトウェア処理、あるいは、ECU100に内蔵された専用の電子回路によるハードウェア処理によって実現されるものとする。
FIG. 3 is a first functional block diagram of ECU 100 shown in FIG.
Referring to FIG. 3, ECU 100 includes a converter control unit 200 and inverter control units 110 and 120. The function of each block shown in the following functional block diagrams including FIG. 3 is performed by software processing by execution of a predetermined program in the ECU 100 or hardware processing by a dedicated electronic circuit built in the ECU 100. It shall be realized.

コンバータ制御部200は、電圧センサ42によって検出された電圧VB1、電圧センサ46によって検出された電圧VH、および電流センサ52によって検出された電流IB1に基づいて、コンバータ10のスイッチング素子Q1,Q2をオン・オフするためのPWM(Pulse Width Modulation)信号PWC1を生成する。また、コンバータ制御部200は、コンバータ10の停止時には、スイッチング素子Q1,Q2を強制的にオフするためのシャットダウン信号SD1を生成する。   Converter control unit 200 turns on switching elements Q1 and Q2 of converter 10 based on voltage VB1 detected by voltage sensor 42, voltage VH detected by voltage sensor 46, and current IB1 detected by current sensor 52. Generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal PWC1 for turning off. Converter control unit 200 generates shutdown signal SD1 for forcibly turning off switching elements Q1, Q2 when converter 10 is stopped.

コンバータ制御部200は、同様に、電圧センサ44によって検出された電圧VB2、電圧VH、および電流センサ54によって検出された電流IB2に基づいて、コンバータ12のスイッチング素子Q3,Q4をオン・オフするためのPWM信号PWC2を生成する。また、コンバータ制御部200は、コンバータ12の停止時には、スイッチング素子Q3,Q4を強制的にオフするためのシャットダウン信号SD2を生成する。   Similarly, converter control unit 200 turns on / off switching elements Q3, Q4 of converter 12 based on voltage VB2, voltage VH detected by voltage sensor 44, and current IB2 detected by current sensor 54. PWM signal PWC2 is generated. Converter control unit 200 generates shutdown signal SD2 for forcibly turning off switching elements Q3 and Q4 when converter 12 is stopped.

インバータ制御部110は、モータジェネレータMG1のトルク指令値TR1、モータ電流MCRT1およびロータ回転角θ1、ならびに電圧VHに基づいて、インバータ20に含まれるスイッチング素子をオン/オフするためのPWM信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWI1としてインバータ20へ出力する。   Inverter control unit 110 generates a PWM signal for turning on / off a switching element included in inverter 20 based on torque command value TR1 of motor generator MG1, motor current MCRT1 and rotor rotation angle θ1, and voltage VH. The generated PWM signal is output to the inverter 20 as a signal PWI1.

コンバータ制御部200は、さらに、蓄電装置B1,B2のそれぞれの残存容量(SOC(State of Charge)とも呼ばれる)である残存容量SOC1,SOC2を受ける。この残存容量は、たとえば蓄電装置が満充電状態であるときに100%であると定義され、蓄電装置が完全に放電した状態であるときに0%であると定義される。残存容量SOC1(SOC2)は、電圧VB1(VB2)や電流IB1(またはIB2)、温度T1(またはT2)などを用いて、種々の公知の手法により算出することができる。   Converter control unit 200 further receives remaining capacities SOC1 and SOC2 which are respective remaining capacities (also referred to as SOC (State of Charge)) of power storage devices B1 and B2. For example, this remaining capacity is defined as 100% when the power storage device is fully charged, and is defined as 0% when the power storage device is completely discharged. The remaining capacity SOC1 (SOC2) can be calculated by various known methods using the voltage VB1 (VB2), the current IB1 (or IB2), the temperature T1 (or T2), and the like.

インバータ制御部120は、モータジェネレータMG2のトルク指令値TR2、モータ電流MCRT2およびロータ回転角θ2、ならびに電圧VHに基づいて、インバータ22に含まれるスイッチング素子をオン・オフするためのPWM信号を生成し、その生成したPWM信号を信号PWI2としてインバータ22へ出力する。   Inverter control unit 120 generates a PWM signal for turning on / off a switching element included in inverter 22 based on torque command value TR2 of motor generator MG2, motor current MCRT2 and rotor rotation angle θ2, and voltage VH. The generated PWM signal is output to the inverter 22 as the signal PWI2.

なお、トルク指令値TR1,TR2は、たとえば、アクセル開度やブレーキ踏込量、車両速度などに基づいて、図示されない車両ECUによって算出される。また、モータ電流MCRT1,MCRT2およびロータ回転角θ1,θ2の各々は、図示されないセンサによって検出される。   Torque command values TR1 and TR2 are calculated by a vehicle ECU (not shown) based on, for example, the accelerator opening, the brake depression amount, the vehicle speed, and the like. Motor currents MCRT1 and MCRT2 and rotor rotation angles θ1 and θ2 are detected by sensors (not shown).

次に、図4を用いて、コンバータ10,12による蓄電装置B1,B2の充放電制御を説明する。   Next, charge / discharge control of power storage devices B1 and B2 by converters 10 and 12 will be described with reference to FIG.

図4を参照して、コンバータ制御部200(図3)は、目標値設定部210と、電圧制御部215−1と、電流制御部215−2とを含む。図4の例では、コンバータ10が電圧制御によりシステム電圧VHを目標電圧VRに制御する一方で、コンバータ12が電流制御により、対応の蓄電装置B2の充放電電流を目標電流IRに制御する。   Referring to FIG. 4, converter control unit 200 (FIG. 3) includes a target value setting unit 210, a voltage control unit 215-1 and a current control unit 215-2. In the example of FIG. 4, converter 10 controls system voltage VH to target voltage VR by voltage control, while converter 12 controls charging / discharging current of corresponding power storage device B2 to target current IR by current control.

目標値設定部210は、モータジェネレータMG1,MG2のトルク(代表的には、トルク指令値TR1,TR2)および回転速度MRN1,MRN2(指令値あるいは、回転角θ1,θ2の検出に基づく検出値)、ならびに蓄電装置B1,B2のSOC1,SOC2に基づいて、電圧制御されるコンバータの目標電圧VRおよび、電流制御されるコンバータの目標電流IRを生成する。   Target value setting unit 210 includes torques of motor generators MG1 and MG2 (typically torque command values TR1 and TR2) and rotation speeds MRN1 and MRN2 (command values or detection values based on detection of rotation angles θ1 and θ2). Based on SOC1 and SOC2 of power storage devices B1 and B2, voltage-controlled converter target voltage VR and current-controlled converter target current IR are generated.

目標値設定部210は、モータジェネレータMG1および/またはMG2の力行動作時および回生制動時においては、モータジェネレータMG1,MG2のトルク指令値TR1,TR2および回転速度MRN1,MRN2に応じて、システム電圧VHが適切なレベルとなるように目標電圧VRを設定する。たとえば、システム電圧VHが、モータジェネレータMG1,MG2での誘起電圧より高くなるように、目標電圧VRは設定される。   Target value setting unit 210 applies system voltage VH according to torque command values TR1, TR2 and rotational speeds MRN1, MRN2 of motor generators MG1, MG2 during power running operation and regenerative braking of motor generators MG1 and / or MG2. Is set to an appropriate level. For example, target voltage VR is set such that system voltage VH is higher than the induced voltage at motor generators MG1, MG2.

再び図4を参照して、電圧制御部215−1は、減算部222−1,226−1と、PI制御部224−1と、変調部228−1とを含む。減算部222−1は、目標電圧VRからシステム電圧VHを減算し、その演算結果をPI制御部224−1へ出力する。PI制御部224−1は、目標電圧VRとシステム電圧VHとの偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部226−1へ出力する。   Referring to FIG. 4 again, voltage control unit 215-1 includes subtraction units 222-1 and 226-1, PI control unit 224-1 and modulation unit 228-1. Subtraction unit 222-1 subtracts system voltage VH from target voltage VR and outputs the calculation result to PI control unit 224-1. The PI control unit 224-1 performs a proportional integration calculation with the deviation between the target voltage VR and the system voltage VH as an input, and outputs the calculation result to the subtraction unit 226-1.

減算部226−1は、電圧VB1/目標電圧VRで示されるコンバータ10の理論昇圧比の逆数からPI制御部224−1の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ton1として変調部228−1へ出力する。変調部228−1は、デューティ指令Ton1と図示しない発振部により生成される搬送波(キャリア波)とに基づいてPWM信号PWC1を生成する。   Subtraction unit 226-1 subtracts the output of PI control unit 224-1 from the reciprocal of the theoretical boost ratio of converter 10 indicated by voltage VB1 / target voltage VR, and uses the calculation result as duty command Ton1 to modulation unit 228-1. Output to. Modulator 228-1 generates PWM signal PWC1 based on duty command Ton1 and a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillating unit (not shown).

電流制御部215−2は、減算部222−2,226−2と、PI制御部224−2と、変調部228−2とを含む。減算部222−2は、目標電流IRから電流IB2を減算し、その演算結果をPI制御部224−2へ出力する。PI制御部224−2は、目標電流IRと電流IB2との偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部226−2へ出力する。   Current control unit 215-2 includes subtraction units 222-2 and 226-2, PI control unit 224-2, and modulation unit 228-2. Subtraction unit 222-2 subtracts current IB2 from target current IR, and outputs the calculation result to PI control unit 224-2. The PI control unit 224-2 performs a proportional integration calculation with the deviation between the target current IR and the current IB2 as an input, and outputs the calculation result to the subtraction unit 226-2.

減算部226−2は、VB2/VRで示されるコンバータ12の理論昇圧比の逆数からPI制御部224−2の出力を減算し、その演算結果をデューティ指令Ton2として変調部228−2へ出力する。変調部228−2は、デューティ指令Ton2と図示されない発振部により生成される搬送波(キャリア波)とに基づいてPWM信号PWC2を生成する。   Subtraction unit 226-2 subtracts the output of PI control unit 224-2 from the inverse of the theoretical boost ratio of converter 12 indicated by VB2 / VR, and outputs the calculation result to modulation unit 228-2 as duty command Ton2. . Modulation section 228-2 generates PWM signal PWC2 based on duty command Ton2 and a carrier wave (carrier wave) generated by an oscillation section (not shown).

電圧制御部215−1は、目標電圧VRに対してシステム電圧VHが低い場合、および理論昇圧比の逆数(VB1/VR)が低下した場合には、下アーム素子(Q2)のオン期間比が上昇(または、上アーム素子(Q1)のオフ期間比が上昇)するように、PWM信号PWC1を生成する。   When the system voltage VH is lower than the target voltage VR and when the reciprocal of the theoretical boost ratio (VB1 / VR) is reduced, the voltage control unit 215-1 sets the on-period ratio of the lower arm element (Q2). The PWM signal PWC1 is generated so as to increase (or the OFF period ratio of the upper arm element (Q1) increases).

一方、電流制御部215−2は、蓄電装置B2からの出力電流IB2が目標電流IRよりも低いとき、および理論昇圧比の逆数(VB2/VR)が上昇した場合には、下アーム素子(Q4)のオン期間比が上昇するようにPWM信号PWC2を生成する。   On the other hand, current control unit 215-2 includes lower arm element (Q4) when output current IB2 from power storage device B2 is lower than target current IR and when the inverse of the theoretical boost ratio (VB2 / VR) increases. ) To generate the PWM signal PWC2.

なお、電流制御部215−2は、蓄電装置B2の充電時、すなわち目標電流IRが負値(IR<0)に設定される場合には、目標電流IRよりも電流IB2(IB2<0)が低いときに(|IR|<|IB2|、すなわち充電電流過大時)、上アーム素子(Q3)のオン期間比が低下するようにPWM信号PWC2を生成する。反対に、充電電流不足時(IR<IB2、すなわち|IR|>|IB2|のとき)には、上アーム素子(Q3)のオン期間比が上昇するようにPWM信号PWC2が生成される。   Note that the current control unit 215-2 has a current IB2 (IB2 <0) higher than the target current IR when the power storage device B2 is charged, that is, when the target current IR is set to a negative value (IR <0). When low (| IR | <| IB2 |, that is, when the charging current is excessive), the PWM signal PWC2 is generated so that the on-period ratio of the upper arm element (Q3) decreases. On the other hand, when the charging current is insufficient (when IR <IB2, that is, when | IR |> | IB2 |), the PWM signal PWC2 is generated so that the on-period ratio of the upper arm element (Q3) increases.

図4に示した制御構成によって、上アーム素子Q1および/またはQ2ならびに下アーム素子Q3および/またはQ4のスイッチング(オン・オフ)動作による、コンバータ10の電圧制御およびコンバータ12の電流制御によって、システム電圧VHを適切なレベルに制御するとともに、蓄電装置B1,B2の充放電電力を制御することができる。   With the control configuration shown in FIG. 4, voltage control of converter 10 and current control of converter 12 by switching (on / off) operation of upper arm elements Q1 and / or Q2 and lower arm elements Q3 and / or Q4, the system Voltage VH can be controlled to an appropriate level, and charge / discharge power of power storage devices B1 and B2 can be controlled.

なお、図4では、コンバータ10によって電圧制御が実行される一方で、コンバータ12によって電流制御が実行される構成例が示されるが、電圧制御および電流制御をいずれのコンバータで実行するかについては切換可能である。たとえば、蓄電装置B1,B2のSOC等に応じて、電圧制御/電流制御を行なうコンバータを切換えることが可能である。   FIG. 4 shows a configuration example in which voltage control is executed by the converter 10 while current control is executed by the converter 12. However, in which converter the voltage control and current control are executed is switched. Is possible. For example, it is possible to switch the converter that performs voltage control / current control in accordance with the SOC of power storage devices B1, B2.

さらに、図5を用いて、蓄電装置B1,B2の充放電制御のための電力目標値の設定について説明する。   Furthermore, the setting of the power target value for charge / discharge control of power storage devices B1 and B2 will be described using FIG.

図5を参照して、目標値設定部210(図4)は、バッテリ電力管理部250を含む。バッテリ電力管理部250は、蓄電装置B1,B2の放電電力上限値Wout1,Wout2(Wout1,Wout2≧0)および充電電力上限値Win1,Win2(Win1,Win2≦0)と、SOC1,SOC2を受ける。たとえば、Win1,Wout1は、SOC1および温度T1に基づいて設定され、Win2,Wout2は、SOC2および温度T2に基づいて設定される。   Referring to FIG. 5, target value setting unit 210 (FIG. 4) includes a battery power management unit 250. Battery power management unit 250 receives discharge power upper limit values Wout1, Wout2 (Wout1, Wout2 ≧ 0) and charge power upper limit values Win1, Win2 (Win1, Win2 ≦ 0), and SOC1, SOC2 of power storage devices B1, B2. For example, Win1 and Wout1 are set based on SOC1 and temperature T1, and Win2 and Wout2 are set based on SOC2 and temperature T2.

さらに、バッテリ電力管理部250は、SOC1,SOC2に代表される蓄電装置B1,B2の状態比較に基づいて、たとえば特許文献2の記載と同様の手法により、電源システムから負荷装置への電力供給時における蓄電装置B1,B2間での放電電力分配率および、負荷装置からの電力による電源システムの充電時における蓄電装置B1,B2間での充電電力分配率を算出する。なお以下では、蓄電装置B1からの放電電力(または充電電力)に対する蓄電装置B2の放電電力(または充電電力)の比率kにより放電電力分配率(または充電電力分配率)が示されるものとする。   Further, the battery power management unit 250 is configured to supply power from the power supply system to the load device based on the state comparison of the power storage devices B1 and B2 represented by the SOC1 and SOC2, for example, by the same method as described in Patent Document 2. The discharge power distribution ratio between the power storage devices B1 and B2 and the charge power distribution ratio between the power storage devices B1 and B2 when the power supply system is charged with the power from the load device are calculated. In the following, it is assumed that the discharge power distribution ratio (or charge power distribution ratio) is indicated by the ratio k of the discharge power (or charge power) of power storage device B2 to the discharge power (or charge power) from power storage device B1.

バッテリ電力管理部250は、電源システムへの要求パワーPRと、上記比率kに従って、蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2を設定する。すなわち、Pb1=PR/(1+k),Pb2=k・Pb1=k/(1+k)・PRに設定される。なお、PR>0である電源システムからの電力出力時には、Pb1,Pb2≧0であり、電力目標値Pb1,Pb2は、「出力電力目標値」に相当する。また、PR<0である電源システムの充電時には、Pb1,Pb2≦0であり、電力目標値Pb1,Pb2は、「入力電力目標値」に相当する。   Battery power management unit 250 sets power target values Pb1 and Pb2 of power storage devices B1 and B2 according to the required power PR for the power supply system and the ratio k. That is, Pb1 = PR / (1 + k) and Pb2 = k · Pb1 = k / (1 + k) · PR are set. When power is output from the power supply system where PR> 0, Pb1, Pb2 ≧ 0, and the power target values Pb1, Pb2 correspond to “output power target values”. Further, when charging the power supply system where PR <0, Pb1, Pb2 ≦ 0, and the power target values Pb1, Pb2 correspond to “input power target values”.

ここで、図4で説明したように、蓄電装置B1に対応するコンバータ10は電圧制御を実行する一方で、蓄電装置B2に対するコンバータ12は蓄電装置B2の入出力電流を制御する。すなわち、コンバータ12の目標電流IRを、IR=Pb2/VRとすることによって、蓄電装置B2の充放電電力を電力目標値Pb2に制御することが可能となる。また、残りの蓄電装置B1の充放電電力についても、Pb1=PR−Pb2であることから、残余の電力によって充放電されることにより、電力目標値Pb1に制御することが可能となる。   Here, as described in FIG. 4, converter 10 corresponding to power storage device B1 performs voltage control, while converter 12 for power storage device B2 controls the input / output current of power storage device B2. That is, by setting the target current IR of converter 12 to IR = Pb2 / VR, the charge / discharge power of power storage device B2 can be controlled to power target value Pb2. Further, since the charge / discharge power of the remaining power storage device B1 is Pb1 = PR−Pb2, it is possible to control to the power target value Pb1 by charging / discharging with the remaining power.

このように、バッテリ電力管理部250は、基本的には、蓄電装置B1,B2の状態に基づいた、放電(充電)分配率kに従って、蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2を設定する。   Thus, battery power management unit 250 basically sets power target values Pb1 and Pb2 of power storage devices B1 and B2 according to discharge (charging) distribution ratio k based on the states of power storage devices B1 and B2. To do.

次に、ハイブリッド車両1000全体での電力収支制御の一環としての負荷装置中のモータジェネレータMG2の消費上限電力値の設定について説明する。   Next, the setting of the power consumption upper limit power value of motor generator MG2 in the load device as part of the power balance control in the entire hybrid vehicle 1000 will be described.

ハイブリッド車両1000の全体を統合制御する車両ECU(図示せず)では、ユーザによるペダル操作を反映したハイブリッド車両1000全体での要求パワーを算出するとともに、この全体要求パワーに対するエンジン2の出力パワーとモータジェネレータMG1,MG2の発生パワーとの配分が最適なものとなるように制御される。そして、このパワー配分に従ってトルク指令値TR1,TR2が算出されるとともに、電源システムの要求パワーPRが設定される。したがって、当該パワー配分の際に、動力源であるモータジェネレータMG2での消費電力上限値を適切に設定することによって、電源システムに対して過剰な放電を要求することが回避できる。   A vehicle ECU (not shown) that integrally controls the entire hybrid vehicle 1000 calculates the required power of the entire hybrid vehicle 1000 that reflects the pedal operation by the user, and the output power of the engine 2 and the motor with respect to the total required power. Control is performed so that the distribution with the generated power of generators MG1 and MG2 is optimum. Then, torque command values TR1 and TR2 are calculated according to this power distribution, and the required power PR of the power supply system is set. Therefore, by appropriately setting the power consumption upper limit value of motor generator MG2 that is a power source at the time of the power distribution, it is possible to avoid requesting excessive discharge to the power supply system.

このために、ECU100は、モータジェネレータMG2の消費上限電力値(以下、MG2上限パワーとも称する)Pmg2maxを以下のように設定する。   For this purpose, ECU 100 sets a consumption upper limit power value (hereinafter also referred to as MG2 upper limit power) Pmg2max of motor generator MG2 as follows.

図6には、ECU100によるハイブリッド車両1000全体での電力収支制御のうちの、MG2上限パワーPmg2maxの設定に係る制御構成を示す機能ブロック図である。   FIG. 6 is a functional block diagram showing a control configuration related to setting of MG2 upper limit power Pmg2max in the electric power balance control of hybrid vehicle 1000 by ECU 100 as a whole.

図6を参照して、MG1パワー算出部310は、モータジェネレータMG1のトルク指令値TR1および回転速度MRN1に基づいて、モータジェネレータMG1から入出力されるMG1電力Pmg1を算出する。モータジェネレータMG1の発電時には、Pmg1<0である。   Referring to FIG. 6, MG1 power calculation unit 310 calculates MG1 power Pmg1 input / output from motor generator MG1 based on torque command value TR1 and rotation speed MRN1 of motor generator MG1. When power is generated by motor generator MG1, Pmg1 <0.

コンデンサ昇圧パワー算出部320は、システム電圧VHの変化によるコンデンサCの蓄積エネルギ増加量を示すコンデンサ昇圧パワーPcを算出する。すなわち、コンデンサ昇圧パワーPcは、システム電圧VHの上昇時に、電圧上昇量ΔVHに従ってPc=ΔVH2/Cに従って算出される。 Capacitor boost power calculation unit 320 calculates capacitor boost power Pc indicating the amount of increase in stored energy of capacitor C due to change in system voltage VH. That is, capacitor boost power Pc is calculated according to Pc = ΔVH 2 / C according to voltage increase amount ΔVH when system voltage VH increases.

電力収支管理部350は、コンデンサ昇圧パワー算出部320からのコンデンサ昇圧パワーPc、MG1パワー算出部310からのMG1電力Pmg1に加えて、エンジン直行パワーを算出するためのモータジェネレータMG2の回転速度MR2とトルク指令値TR1とをさらに受ける。さらに、電力収支管理部350は、蓄電装置B1,B2の放電電力上限値Wout1,Wout2と、蓄電装置B2の電力目標値Pb2とを受ける。   In addition to capacitor boost power Pc from capacitor boost power calculation unit 320 and MG1 power Pmg1 from MG1 power calculation unit 310, power balance management unit 350 calculates rotation speed MR2 of motor generator MG2 for calculating engine direct power. Further receives torque command value TR1. Furthermore, power balance management unit 350 receives discharge power upper limit values Wout1 and Wout2 of power storage devices B1 and B2 and power target value Pb2 of power storage device B2.

ここで、直行パワーは、エンジン2の出力パワーのうちの、動力分割機構4を介してモータジェネレータMG2の駆動パワーとして作用している成分に相当する。すなわち、直行パワーPDは、エンジン2からの直達分のトルクである直行トルクと、回転速度MR2との積に従って算出できる。ここで、直行トルクについては、動力分割機構4に従う共線図に従って、MG1のトルク指令値TR1と所定のギヤ比との積によって求めることができる。すなわち、PD=TR1・(ギヤ比)・MR2により算出することができる。   Here, the direct power corresponds to a component of the output power of the engine 2 that acts as the drive power of the motor generator MG2 via the power split mechanism 4. That is, the direct power PD can be calculated according to the product of the direct torque that is the direct torque from the engine 2 and the rotational speed MR2. Here, the direct torque can be obtained by the product of the torque command value TR1 of MG1 and a predetermined gear ratio according to the nomograph according to the power split mechanism 4. That is, it can be calculated by PD = TR1 · (gear ratio) · MR2.

これらのパラメータを用いて、電力収支管理部350は、MG2上限パワーPmg2maxを、下記(1)式に従って設定する。なお、(1)式において、mは所定のマージン量を示し、POmaxは、電源システムから出力可能な上限電力を示すものとする。   Using these parameters, power balance management unit 350 sets MG2 upper limit power Pmg2max according to the following equation (1). In equation (1), m represents a predetermined margin amount, and POmax represents an upper limit power that can be output from the power supply system.

Pmg2max=POmax−Pmg1−Pc+PD+m…(1)
このようにすると、モータジェネレータMG1およびエンジン2の動作状態を考慮しつつ、電源システムの出力上限電力POmaxを反映して、MG2上限パワーPmg2maxを設定できる。
Pmg2max = POmax−Pmg1−Pc + PD + m (1)
In this way, MG2 upper limit power Pmg2max can be set reflecting the output upper limit power POmax of the power supply system while taking into consideration the operating states of motor generator MG1 and engine 2.

このように設定されたMG2上限パワーPmg2maxと、モータジェネレータMG2の回転速度から、トルク指令値TR2の上限値が設定できる。たとえば、ハイブリッド車両1000全体で要求される駆動トルクが得られるように上記パワー配分を実行する際に、トルク指令値TR2の上限値を上記のように設定することによって、電源システムへの要求パワーPRが出力上限電力POmaxを超えることを防止した上で、モータジェネレータMG2を駆動することができる。   From the MG2 upper limit power Pmg2max set in this way and the rotational speed of the motor generator MG2, the upper limit value of the torque command value TR2 can be set. For example, when the power distribution is executed so that the drive torque required for the entire hybrid vehicle 1000 can be obtained, the upper limit value of the torque command value TR2 is set as described above, so that the required power PR to the power supply system is set. Is prevented from exceeding output upper limit power POmax, and motor generator MG2 can be driven.

本実施の形態では、電力収支管理部350は、負荷装置(モータジェネレータMG2)への出力要求に応じてオンオフされる駆動力要求フラグFDVに応じて、MG2上限パワーPmg2maxの算出に用いられる電源システムの出力上限電力POmaxの設定を切換える。   In the present embodiment, power balance management unit 350 is a power supply system that is used to calculate MG2 upper limit power Pmg2max according to driving force request flag FDV that is turned on / off in response to an output request to load device (motor generator MG2). The setting of the output upper limit power POmax is switched.

たとえば、駆動力要求フラグFDVは、運転者によるアクセルペダル操作、具体的にはアクセル開度またはアクセルペダルの踏込み速度等に基づいて、車両加速要求が高いときにオンする一方で、それ以外の通常時にオフすることができる。あるいは、アクセルペダル操作と、走行状態(道路勾配等)とを組み合わせで、駆動力要求フラグFDVのオンオフを制御してもよい。包括的には、負荷装置(モータジェネレータMG2)への高出力要求時に、駆動力要求フラグFDVがオンされる。   For example, the driving force request flag FDV is turned on when the vehicle acceleration request is high based on the accelerator pedal operation by the driver, specifically, the accelerator opening or the accelerator pedal depression speed, while Sometimes it can be turned off. Alternatively, on / off of the driving force request flag FDV may be controlled by combining the accelerator pedal operation and the running state (road gradient or the like). In general, the driving force request flag FDV is turned on when a high output request is made to the load device (motor generator MG2).

そして、駆動力要求フラグFDVがオフされる通常時には、蓄電装置B1の放電電力上限値Wout1と、蓄電装置B2の電力目標値Pb2との和に従って出力上限電力POmaxが設定される。一方、駆動力要求フラグFDVがオンされる高出力要求時には、蓄電装置B1,B2の放電電力上限値Wout1,Wout2の和に従って電源システムの出力上限電力POmaxが設定される。   At normal time when driving force request flag FDV is turned off, output upper limit power POmax is set according to the sum of discharge power upper limit value Wout1 of power storage device B1 and power target value Pb2 of power storage device B2. On the other hand, at the time of a high output request when driving force request flag FDV is turned on, output upper limit power POmax of the power supply system is set according to the sum of discharge power upper limit values Wout1 and Wout2 of power storage devices B1 and B2.

図7には、上記のような出力上限電力POmaxの切換による、蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2の設定の変化が模式的に示される。図7(a)には、駆動力要求フラグFDVがオフされる通常時における電力目標値Pb1,Pb2の設定が示される一方で、図7(b)には、駆動力要求フラグFDVがオンされる高出力要求時における電力目標値Pb1,Pb2の設定が示される。   FIG. 7 schematically shows changes in setting of power target values Pb1 and Pb2 of power storage devices B1 and B2 due to switching of output upper limit power POmax as described above. FIG. 7A shows the setting of power target values Pb1 and Pb2 at the normal time when the driving force request flag FDV is turned off, while FIG. 7B shows that the driving force request flag FDV is turned on. The setting of power target values Pb1 and Pb2 at the time of a high output request is shown.

図7(a)に示されるように、通常時には、放電電力分配率k(Pb2/Pb1)の維持を優先して、電力目標値Pb1,Pb2が設定される。したがって、電源システムの出力上限電力POmaxは、蓄電装置B1の放電電力上限値Wout1と、このときの電力目標値Pb2(=Wout1・k)との和に従うことになる。したがって、放電電力分配率kに従った充放電制御によって蓄電装置B1,B2の放電上限電力が同等となっている場合には(Wout1≒Wout2)、蓄電装置B2の出力電力に余力が存在するような(すなわち、Pb2<Wout2)、出力上限電力POmaxの設定となってしまう可能性がある。   As shown in FIG. 7A, during normal times, the power target values Pb1 and Pb2 are set with priority given to maintaining the discharge power distribution ratio k (Pb2 / Pb1). Therefore, output upper limit power POmax of the power supply system follows the sum of discharge power upper limit value Wout1 of power storage device B1 and power target value Pb2 (= Wout1 · k) at this time. Therefore, when the discharge upper limit powers of power storage devices B1 and B2 are equal by the charge / discharge control according to the discharge power distribution ratio k (Wout1≈Wout2), there is a surplus power in the output power of power storage device B2. (That is, Pb2 <Wout2), the output upper limit power POmax may be set.

一方、図7(b)に示されるように、駆動力要求フラグFDVがオンされた高出力要求時には、放電電力分配率kの維持よりも、電源システムからの出力電力の増大を優先して、出力上限電力POmaxは、蓄電装置B1,B2の放電電力上限値Wout1,Wout2の和に従って設定される。この際には、放電電力分配率kに従えば、Pb1>Wout1となる可能性があるので、Pb1≦Wout1を維持した上で、電力超過分(Pb1−Wout)については、電力目標値Pb2に上乗せさせるように、電力目標値Pb2が設定される。   On the other hand, as shown in FIG. 7 (b), at the time of a high output request in which the driving force request flag FDV is turned on, priority is given to an increase in the output power from the power supply system over the maintenance of the discharge power distribution ratio k. Output upper limit power POmax is set according to the sum of discharge power upper limit values Wout1, Wout2 of power storage devices B1, B2. In this case, according to the discharge power distribution ratio k, there is a possibility that Pb1> Wout1. Therefore, while maintaining Pb1 ≦ Wout1, the excess power (Pb1-Wout) is set to the power target value Pb2. The power target value Pb2 is set so as to be added.

この際には、図5で説明した放電電力分配率kに従った電力目標値の設定を修正するために、電力目標値Pb1,Pb2を再設定する必要がある。結果として、再設定後の放電電力比(Pb2/Pb1)は、当初の放電電力分配率kよりも高くなる。これにより、駆動力要求フラグFDVのオン時には、電源システムの出力上限電力POmaxを通常時よりも上昇させて、負荷装置への高出力要求に応えることができる。   At this time, it is necessary to reset the power target values Pb1 and Pb2 in order to correct the setting of the power target value according to the discharge power distribution ratio k described in FIG. As a result, the reset discharge power ratio (Pb2 / Pb1) after resetting is higher than the initial discharge power distribution ratio k. As a result, when the driving force request flag FDV is on, the output upper limit power POmax of the power supply system can be increased from the normal time to meet a high output request to the load device.

再び図6を参照して、電力収支管理部350は、駆動力要求フラグFDVのオン時には、上述のように、POmax=Wout1+Wout2とした(1)式に従ってMG2上限パワーPmg2maxを算出するとともに、バッテリ電力管理部250に対して、蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2の再設定要求RQAGを生成する。   Referring to FIG. 6 again, power balance management unit 350 calculates MG2 upper limit power Pmg2max according to the equation (1) where POmax = Wout1 + Wout2 as described above when driving force request flag FDV is on, and battery power Resetting request RQAG for power target values Pb1, Pb2 of power storage devices B1, B2 is generated for management unit 250.

再び図5を参照して、バッテリ電力管理部250は、電力収支管理部350から再設定要求RQAGを受けると、図7(b)に示したように、電源システムの出力上限電力POmax=Wout1+Wout2とした上で設定された要求パワーPRについて、電力目標値Pb1,Pb2がそれぞれWout1,Wout2を超えることなく、かつ、Pb1+Pb2=PRとなるように、電力目標値Pb1,Pb2を再設定する。   Referring to FIG. 5 again, when battery power management unit 250 receives reset request RQAG from power balance management unit 350, as shown in FIG. 7B, output upper limit power POmax = Wout1 + Wout2 of the power supply system. Then, the power target values Pb1 and Pb2 are set again so that the power target values Pb1 and Pb2 do not exceed Wout1 and Wout2 and Pb1 + Pb2 = PR, respectively, for the set required power PR.

図8および図9には、図5〜図7で説明した電力収支制御を実現するための制御処理手順を説明するフローチャートが示される。図8,図9に示すフローチャートの各ステップについても、ECU100によるソフトウェア処理あるいはハードウェア処理によって実現することができる。   FIGS. 8 and 9 are flowcharts illustrating a control processing procedure for realizing the power balance control described with reference to FIGS. Each step of the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9 can also be realized by software processing or hardware processing by the ECU 100.

図8には、MG2上限パワーの設定処理手順が示される。
図8を参照して、ECU100は、ステップS100により、駆動力要求フラグFDVがオンされているかどうかを確認する。駆動力要求フラグFDVがオフされている通常時(S100のNO判定時)には、ECU100は、ステップS120に処理を進めて、通常の電力管理(電力配分)に基づくMG2上限パワーの算出を実行する。すなわち、図7(a)に示したように、Pb1≦Wout1、かつ、Pb2≦Wout1・kの範囲内で、電源システムの出力電力が設定されるように、MG2上限パワーPmg2maxが算出される。
FIG. 8 shows a procedure for setting the MG2 upper limit power.
Referring to FIG. 8, ECU 100 confirms whether or not driving force request flag FDV is turned on in step S100. In the normal time when the driving force request flag FDV is turned off (NO in S100), the ECU 100 proceeds to step S120 and calculates the MG2 upper limit power based on normal power management (power distribution). To do. That is, as shown in FIG. 7A, the MG2 upper limit power Pmg2max is calculated such that the output power of the power supply system is set within the range of Pb1 ≦ Wout1 and Pb2 ≦ Wout1 · k.

一方、駆動力要求フラグがオンされる高出力要求時(S100のYES判定時)には、ECU100は、ステップS110に処理を進めて、図7(b)に示したように、電力配分再設定を伴って、Pb1≦Wout1、かつ、Pb2≦Wout2の範囲内で電源システムの出力電力が設定されるように、MG2上限パワーPmg2maxを算出する。上述のように、電力配分の再設定時には、Pb2/Pb1で示される放電電力分配率は、ステップS120での本来の分配率kよりも大きくなる。   On the other hand, at the time of high output request when the driving force request flag is turned on (YES determination at S100), the ECU 100 proceeds to step S110 and resets the power distribution as shown in FIG. 7B. , The MG2 upper limit power Pmg2max is calculated so that the output power of the power supply system is set within the range of Pb1 ≦ Wout1 and Pb2 ≦ Wout2. As described above, when the power distribution is reset, the discharge power distribution ratio indicated by Pb2 / Pb1 is larger than the original distribution ratio k in step S120.

図9には、電源システムから負荷への電力供給時における、電力配分の再設定要求への対応を含む蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2の設定処理手順が示される。   FIG. 9 shows a setting processing procedure of power target values Pb1 and Pb2 of power storage devices B1 and B2 including a response to a power distribution resetting request when power is supplied from the power supply system to the load.

図9を参照して、ECU100は、ステップS200により、蓄電装置B1,B2の状態(電池状態)に基づいて、充電電力上限値Win1,Win2および放電電力上限値Wout1,Wout2を設定する。たとえば、蓄電装置B1,B2のSOCおよび温度T1,T2の組合せに基づいて、予め作成されたマップの参照によって、ステップS200の処理は実現される。   Referring to FIG. 9, ECU 100 sets charging power upper limit values Win1, Win2 and discharging power upper limit values Wout1, Wout2 based on the state (battery state) of power storage devices B1, B2 in step S200. For example, the process of step S200 is realized by referring to a map created in advance based on the combination of SOCs of power storage devices B1 and B2 and temperatures T1 and T2.

ECU100は、ステップS210により、蓄電装置B1,B2の状態比較により、放電電力配分率k(k=Pb2/Pb1)を決定し、ステップS220では、電源システムへの要求パワーPRと、ステップS210で設定された放電電力配分率kから、蓄電装置B1,B2の電力目標値Pb1,Pb2を決定する。   In step S210, ECU 100 determines discharge power distribution ratio k (k = Pb2 / Pb1) by comparing the states of power storage devices B1 and B2, and in step S220, the required power PR for the power supply system is set in step S210. Power target values Pb1 and Pb2 of power storage devices B1 and B2 are determined from the discharged power distribution rate k.

さらに、ECU100は、ステップS230では、駆動力要求フラグFDVのオンに伴った電力配分の再設定要求が発生したかどうかを判定する。そして、再設定要求の非発生時(S230のNO判定時)には、ECU100は、ステップS240に処理を進めて、ステップS220で設定された放電電力配分率kに従った電力目標値Pb1,Pb2を維持する。   Further, in step S230, ECU 100 determines whether or not a power distribution resetting request is generated in association with turning on of driving force request flag FDV. Then, when the reset request is not generated (NO determination in S230), ECU 100 proceeds to step S240 and sets target power values Pb1, Pb2 according to discharge power distribution ratio k set in step S220. To maintain.

一方、再設定要求の発生時(S230のYES判定時)には、ECU100は、ステップS250に処理を進めて、放電電力上限値Wout1,Wout2の和に基づくMG2上限パワーPmg2maxの設定後の放電電力値(要求パワーPR)を用いて、電力目標値Pb1,Pb2を再計算する。   On the other hand, when a reset request is generated (YES in S230), ECU 100 proceeds to step S250 and discharge power after setting MG2 upper limit power Pmg2max based on the sum of discharge power upper limit values Wout1 and Wout2. The power target values Pb1 and Pb2 are recalculated using the value (required power PR).

そして、ECU100は、ステップS260では、ステップS240またはS250により最終的に決定された電力目標値Pb1,Pb2に従って、蓄電装置B1,B2を制御する。具体的には、蓄電装置B2に対応するコンバータ12による電流制御の目標電流IRが、蓄電装置B2の電力目標値Pb2に従って設定される。そして、蓄電装置B1の放電電力は、電源システムからの出力電量から蓄電装置B2の放電電力を差し引いた残余分となるので、電力目標値Pb1(Pb1=PR−Pb2)に従って自動的に制御されることとなる。   In step S260, ECU 100 controls power storage devices B1, B2 according to power target values Pb1, Pb2 finally determined in step S240 or S250. Specifically, target current IR for current control by converter 12 corresponding to power storage device B2 is set according to power target value Pb2 of power storage device B2. Then, since the discharge power of power storage device B1 becomes a remainder obtained by subtracting the discharge power of power storage device B2 from the output power from the power supply system, it is automatically controlled according to power target value Pb1 (Pb1 = PR−Pb2). It will be.

このように本実施の形態によれば、通常時には、放電電力分配率に従って蓄電装置B1,B2からの出力電力を制御する一方で、アクセルペダル操作等による高出力要求時には、蓄電装置B1,B2の放電電力上限値の和(Wout1+Wout2)に従った上限電力まで、モータジェネレータMG2を含む負荷装置への出力電力を拡大することができる。したがって、通常時には複数の蓄電装置B1,B2をバランスよく使用する一方で、負荷装置への出力要求が高まったときには、複数の蓄電装置B1,B2全体での放電許容電力の範囲内で最大限まで出力要求に応えることができる。これにより、電源システムの能力を最大限に活用できる。   As described above, according to the present embodiment, during normal times, the output power from power storage devices B1 and B2 is controlled according to the discharge power distribution ratio, while at the time of a high output request by an accelerator pedal operation or the like, power storage devices B1 and B2 The output power to the load device including motor generator MG2 can be expanded to the upper limit power according to the sum of the discharge power upper limit values (Wout1 + Wout2). Therefore, while the plurality of power storage devices B1 and B2 are normally used in a balanced manner, when the demand for output to the load device increases, it is maximized within the range of allowable discharge power of the plurality of power storage devices B1 and B2 as a whole. It can meet the output demand. As a result, the power supply system can be fully utilized.

(充電制御への適用)
なお、以上では、電源システムからの電力出力時、すなわち、蓄電装置B1,B2の放電時について説明したが、本実施の形態を変形して、電源システムへの電力入力時、すなわち、蓄電装置B1,B2の充電時にも、同様の制御を適用することができる。
(Application to charge control)
In the above description, the power output from the power supply system, that is, the discharge of power storage devices B1 and B2, has been described. However, the present embodiment is modified to input power to the power supply system, that is, power storage device B1. , B2 can also be applied during charging.

電源システムへの電力入力時には、要求パワーPRおよび電力目標値Pb1,Pb2、は負値となり、MG2上限パワーPmg2maxについても、回生発電電力の上限値を規定する負値となる。通常時には、上述の充電電力分配率と要求パワーPR(<0)とに従って電力目標値Pb1,Pb2を設定するとともに、MG2上限パワーPmg2maxについても、Win1+k・Win1に基づいて算出される。これにより、複数の蓄電装置B1,B2をバランスよく使用するように充電が制御される。   When power is input to the power supply system, the required power PR and the power target values Pb1, Pb2 are negative values, and the MG2 upper limit power Pmg2max is also a negative value that defines the upper limit value of the regenerative power generation power. In normal times, power target values Pb1 and Pb2 are set according to the above-described charge power distribution ratio and required power PR (<0), and MG2 upper limit power Pmg2max is also calculated based on Win1 + k · Win1. Thus, charging is controlled so that the plurality of power storage devices B1 and B2 are used in a balanced manner.

一方で、ブレーキペダル操作や走行路勾配(急降坂)によってモータジェネレータMG2による回生制動要求、すなわち、モータジェネレータMG2への発電要求が高まった場合には、充電電力分配率の維持よりも入力電力の拡大を優先して、MG2上限パワーPmg2maxは、Win1+Wout2に基づいて算出される。そして、電力目標値Pb1,Pb2についても、充電電力配分率に従った設定を修正するための再設定が実行される。   On the other hand, when the regenerative braking request by the motor generator MG2, that is, the power generation request to the motor generator MG2, is increased by the brake pedal operation or the traveling road gradient (steep descent), the input power is more than the maintenance of the charge power distribution ratio MG2 upper limit power Pmg2max is calculated based on Win1 + Wout2. The power target values Pb1 and Pb2 are also reset for correcting the setting according to the charge power distribution rate.

具体的には、駆動力要求フラグに代えて、上述のようなモータジェネレータMG2への発電要求が高まった場合にオンされる発電要求フラグを導入し、かつ、適宜、Wout1,Wout2をWin1,Win2に置き換えた処理を実行することにより、バッテリ電力管理部250および電力収支管理部350によって、蓄電装置B1,B2の充電時についても、上述の放電時と同様に、MG2上限パワーPmg2maxおよび電力目標値Pb1,Pb2を設定できる。   Specifically, instead of the driving force request flag, a power generation request flag that is turned on when the power generation request to the motor generator MG2 as described above is increased, and Wout1 and Wout2 are appropriately replaced with Win1, Win2 By executing the processing replaced with MG2, the battery power management unit 250 and the power balance management unit 350 can also charge the power storage devices B1 and B2 in the same way as during the above-described discharging, in the same manner as in the above-described discharging. Pb1 and Pb2 can be set.

また、図8のフローチャートにおいて、ステップS100では上記発電要求フラグのオンオフを判定し、ステップS110,S120では、放電電力分配率を充電電力分配率に置換し、Wout1,Wout2をWin1,Wout2に置換することによって、上述の放電時と同様にMG2上限パワーPmg2maxを設定できる。さらに、図8のフローチャートにおいて、ステップS210,S220で充電電力分配値およびこれに基づく電力目標値Pb1,Pb2を算出するとともに、ステップS250では、Wout1,Wout2をWin1,Wout2に置換することによって、電力目標値Pb1,Pb2を再設定できる。この結果、ステップS260により本実施の形態に沿った充電制御が実行できる。   In the flowchart of FIG. 8, in step S100, it is determined whether the power generation request flag is on or off. In steps S110 and S120, the discharge power distribution ratio is replaced with the charge power distribution ratio, and Wout1 and Wout2 are replaced with Win1 and Wout2. Accordingly, the MG2 upper limit power Pmg2max can be set similarly to the above-described discharge. Further, in the flowchart of FIG. 8, the charging power distribution values and the power target values Pb1 and Pb2 based on these values are calculated in steps S210 and S220, and in step S250, the power is replaced by replacing Wout1 and Wout2 with Win1 and Wout2. The target values Pb1 and Pb2 can be reset. As a result, the charging control according to the present embodiment can be executed in step S260.

(電源システム構成の変形例)
以上説明した実施の形態では、蓄電装置B1,B2およびそれぞれに対応するコンバータ10,12が備えられる、すなわち、蓄電装置およびコンバータの組が2個備えられる電源システムについて説明したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。
(Modification of power system configuration)
In the embodiment described above, the power storage system provided with the power storage devices B1 and B2 and the converters 10 and 12 corresponding to the power storage devices B1 and B2, respectively, that is, provided with two sets of power storage devices and converters has been described. Is not limited to such a configuration.

すなわち、図10に示すように、蓄電装置および対応のコンバータの組が3以上の複数個並列接続される構成の電源システムにおいても、本実施の形態による充放電制御を適用できる。なお、蓄電装置が3個以上の場合には、いずれか1個のコンバータによって電圧制御を実行するとともに、残余のコンバータには電流制御を実行させればよい。   That is, as shown in FIG. 10, the charge / discharge control according to the present embodiment can also be applied to a power supply system having a configuration in which three or more sets of power storage devices and corresponding converters are connected in parallel. When there are three or more power storage devices, voltage control may be performed by any one converter and current control may be performed by the remaining converters.

なお、ハイブリッド車両1000に代えて、内燃機関を搭載しない電気自動車、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池(Fuel Cell)をさらに搭載した燃料電池車にも本発明を適用できる。また、負荷装置を車両駆動力発生用の電動機(モータジェネレータ)に限定することなく、その他の負荷装置に適用される電源システムについても、蓄電装置およびコンバータ(電力変換装置)の組を複数個備える構成であれば、本願発明の適用が可能である。   Instead of the hybrid vehicle 1000, the present invention can also be applied to an electric vehicle not equipped with an internal combustion engine, and a fuel cell vehicle further equipped with a fuel cell that generates electric energy using fuel. Further, the load device is not limited to an electric motor (motor generator) for generating vehicle driving force, and a power supply system applied to other load devices includes a plurality of sets of power storage devices and converters (power conversion devices). If it is a structure, application of this invention is possible.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく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 defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本実施の形態による電源システムを搭載した電動車両の一例として示されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle shown as an example of an electric vehicle equipped with a power supply system according to the present embodiment. 図1に示したコンバータ10,12の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the converters 10 and 12 shown in FIG. 図1に示したECU100の第1の機能ブロック図である。FIG. 2 is a first functional block diagram of ECU 100 shown in FIG. 1. コンバータによる蓄電装置の充放電制御を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining charging / discharging control of the electrical storage apparatus by a converter. 蓄電装置B1,B2の充放電制御のための電力目標値の設定を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the setting of the electric power target value for charging / discharging control of electrical storage apparatus B1, B2. 図1に示したハイブリッド車両全体での電力収支制御の一環としてのモータジェネレータでの消費上限電力値の設定に係る制御構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a control configuration relating to setting of a consumption upper limit power value in a motor generator as part of power balance control in the entire hybrid vehicle shown in FIG. 1. 駆動力フラグのオンオフに伴う電源システムの出力上限電力の切換を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining switching of the output upper limit electric power of a power supply system accompanying ON / OFF of a driving force flag. 本実施の形態による電源システムにおけるMG2上限パワーの設定処理手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the setting process sequence of MG2 upper limit power in the power supply system by this Embodiment. 本実施の形態による電源システムにおける電源システムから負荷への電力供給時における各蓄電装置の電力目標値の設定処理手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the setting process sequence of the electric power target value of each electrical storage apparatus at the time of the electric power supply to the load from the power supply system in the power supply system by this Embodiment. 本実施の形態による電源システムの構成の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of a structure of the power supply system by this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 エンジン、4 動力分割機構、6 車輪、10,12 コンバータ、20,22 インバータ、42,44,46 電圧センサ、52,54 電流センサ、62,64 温度センサ、110,120 インバータ制御部、200 コンバータ制御部、210 目標値設定部、215−1 電圧制御部、215−2 電流制御部、222−1,222−2,226−1,226−2 減算部、224−1,224−2 PI制御部、228−1,228−2 変調部、250 バッテリ電力管理部、310 MG1パワー算出部、320 コンデンサ昇圧パワー算出部、350 電力収支管理部、1000 ハイブリッド車両、B1,B2 蓄電装置、C コンデンサ、D1〜D4 ダイオード、FDV 動力要求フラグ、IB1,IB2 電流(蓄電装置)、IR 目標電流、k 放電電力配分率、L1,L2 リアクトル、MCRT1,MCRT2 モータ電流、MG1,MG2 モータジェネレータ、MR1,MR2 回転速度(MG1,MG2)、NL 電力線、Pb1,Pb2 電力目標値、Pc コンデンサ昇圧パワー、PD 直行パワー、PL1,PL2 正極ライン、PLM,PLN 電力線、Pmg1 MG1電力、Pmg2max MG2上限パワー、POmax 出力上限電力(電源システム)、PR 要求パワー、PWC1,PWC2,PWI1,PWI2 信号、Q1〜Q4 電力用半導体スイッチング素子、RQAG 再設定要求、SD1,SD2 シャットダウン信号、SOC1,SOC2 残存容量、T1,T2 温度(蓄電装置)、Ton1,Ton2 デューティ指令、TR1,TR2 トルク指令値、VB1,VB2 電圧(蓄電装置)、VH 直流電圧(システム電圧)、VR 目標電圧、Win1,Win2 充電電力上限値、Wout1,Wout2 放電電力上限値、θ1,θ2 ロータ回転角。   2 engine, 4 power split mechanism, 6 wheels, 10, 12 converter, 20, 22 inverter, 42, 44, 46 voltage sensor, 52, 54 current sensor, 62, 64 temperature sensor, 110, 120 inverter control unit, 200 converter Control unit, 210 Target value setting unit, 215-1 Voltage control unit, 215-2 Current control unit, 222-1, 222-2, 226-1, 226-2 Subtraction unit, 224-1, 224-2 PI control Unit, 228-1, 228-2 modulation unit, 250 battery power management unit, 310 MG1 power calculation unit, 320 capacitor boost power calculation unit, 350 power balance management unit, 1000 hybrid vehicle, B1, B2 power storage device, C capacitor, D1-D4 diode, FDV power request flag, IB1, IB2 current (power storage device) , IR target current, k discharge power distribution ratio, L1, L2 reactor, MCRT1, MCRT2 motor current, MG1, MG2 motor generator, MR1, MR2 rotational speed (MG1, MG2), NL power line, Pb1, Pb2 power target value, Pc Capacitor boost power, PD direct power, PL1, PL2 positive line, PLM, PLN power line, Pmg1 MG1 power, Pmg2max MG2 upper limit power, POmax output upper limit power (power supply system), PR required power, PWC1, PWC2, PWI1, PWI2 signal, Q1-Q4 Power semiconductor switching element, RQAG reset request, SD1, SD2 shutdown signal, SOC1, SOC2 remaining capacity, T1, T2 temperature (power storage device), Ton1, Ton2 duty command, TR1 , TR2 Torque command value, VB1, VB2 voltage (power storage device), VH DC voltage (system voltage), VR target voltage, Win1, Win2 charge power upper limit value, Wout1, Wout2 discharge power upper limit value, θ1, θ2 rotor rotation angle.

Claims (8)

負荷装置に対して電力を供給する電源システムであって、
前記負荷装置と接続された電力線と、
複数の蓄電装置と、
前記電力線と前記複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各前記蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成された複数の第1の電力変換器と、
前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて前記負荷装置への電力供給時における前記複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するとともに、前記電源システムへの出力要求電力および前記放電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を設定する蓄電装置電力管理部と、
前記出力要求電力の制限のために前記負荷装置の消費上限電力値を設定する電力収支管理部とを備え、
前記電力収支管理部は、前記負荷装置への出力要求に基づいて第1および第2のモードの一方を選択するとともに、前記第1のモードの選択時には、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の放電電力上限値と、当該放電電力上限値と前記放電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記出力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの出力上限電力として前記消費上限電力値を設定する一方で、前記第2のモードの選択時には、各前記蓄電装置の放電電力上限値の和を前記出力上限電力として前記消費上限電力値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記第1のモードの選択時には、前記放電電力分配率に従って設定された前記出力電力目標値を維持する一方で、前記第2のモードの選択時には、各前記蓄電装置からの出力電力が対応の前記放電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を再設定する、電源システム。
A power supply system for supplying power to a load device,
A power line connected to the load device;
A plurality of power storage devices;
The power lines are arranged between the power lines and the plurality of power storage devices, respectively, and are configured to control power conversion between the plurality of power storage devices and the power lines based on output power target values of the power storage devices. A plurality of first power converters;
Based on a comparison of the states of the plurality of power storage devices, setting a discharge power distribution ratio among the plurality of power storage devices when power is supplied to the load device, and output required power to the power supply system and the discharge power A power storage device power management unit that sets the output power target value of each power storage device according to a distribution ratio;
A power balance management unit for setting a power consumption upper limit power value of the load device for limiting the output required power,
The power balance management unit selects one of the first and second modes based on an output request to the load device, and when selecting the first mode, a predetermined one of the plurality of power storage devices is selected. The sum of the discharge power upper limit value of the power storage device and the maximum value of the output power target value of each of the remaining power storage devices according to the product of the discharge power upper limit value and the discharge power distribution ratio is the output upper limit power of the power supply system. While setting the consumption upper limit power value, when selecting the second mode, the consumption upper limit power value is set with the sum of the discharge power upper limit values of each power storage device as the output upper limit power,
The power balance management unit maintains the output power target value set in accordance with the discharge power distribution ratio when the first mode is selected, and from each power storage device when the second mode is selected. A power supply system that resets the output power target value of each power storage device within a range in which the output power does not exceed the corresponding discharge power upper limit value.
前記複数の第1の電力変換器は、さらに、前記負荷装置の発電時には、各前記蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成され、
前記蓄電装置電力管理部は、さらに、前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて前記負荷装置からの電力受入時における前記複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するとともに、前記電源システムへの入力要求電力および前記充電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記負荷装置の発電時には、前記負荷装置への発電要求に基づいて第3および第4のモードの一方を選択するとともに、前記第3のモードの選択時には、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の充電電力上限値と、当該充電電力上限値と前記充電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記入力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの入力上限電力として、前記入力要求電力の制限のための前記負荷装置の発電上限電力値を設定する一方で、前記第4のモードの選択時には、各前記蓄電装置の充電電力上限値の和を前記入力上限電力として前記発電上限電力値を設定し、
前記電力収支管理部は、前記第3のモードの選択時には、前記充電電力分配率に従って設定された前記入力電力目標値を維持する一方で、前記第4のモードの選択時には、各前記蓄電装置への入力電力が対応の前記充電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を再設定する、請求項1記載の電源システム。
The plurality of first power converters further control power conversion between the plurality of power storage devices and the power line based on an input power target value of each power storage device during power generation of the load device. Configured as
The power storage device power management unit further sets a charge power distribution ratio among the plurality of power storage devices when receiving power from the load device based on a state comparison of the plurality of power storage devices, and the power source Setting the input power target value of each power storage device according to the required power input to the system and the charge power distribution ratio;
The power balance management unit selects one of the third and fourth modes based on a power generation request to the load device during power generation of the load device, and selects the plurality of modes when selecting the third mode. The sum of the charging power upper limit value of a predetermined power storage device of the power storage devices and the maximum value of the input power target value of each of the remaining power storage devices according to the product of the charging power upper limit value and the charging power distribution ratio. While setting the power generation upper limit power value of the load device for limiting the input required power as the input upper limit power of the power supply system, when the fourth mode is selected, the charging power upper limit value of each power storage device The power generation upper limit power value is set using the sum of the above as the input upper limit power,
The power balance management unit maintains the input power target value set in accordance with the charge power distribution ratio when the third mode is selected, while each power storage device is selected when the fourth mode is selected. 2. The power supply system according to claim 1, wherein the input power target value of each of the power storage devices is reset within a range in which the input power does not exceed the corresponding charging power upper limit value.
前記電源システムおよび前記負荷装置は、電動車両に搭載され、
前記負荷装置は、
前記電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、
前記回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、前記回転電機と前記電力線との間での電力変換を制御するように構成された第2の電力変換器とを含み、
前記電力収支管理部は、アクセルペダルの操作に基づいて、前記第1および前記第2のモードの一方を選択する、請求項1記載の電源システム。
The power supply system and the load device are mounted on an electric vehicle,
The load device is:
A rotating electrical machine arranged to be able to transmit power to and from drive wheels of the electric vehicle;
A second power converter configured to control power conversion between the rotating electrical machine and the power line so that the rotating electrical machine outputs a torque according to a torque command value;
The power supply system according to claim 1, wherein the power balance management unit selects one of the first and second modes based on an operation of an accelerator pedal.
前記負荷装置の消費上限電力値は、前記回転電機の消費上限電力値を示し、
前記回転電機の回転速度と、前記消費上限電力値とに基づいて、前記回転電機のトルク上限値が設定される、請求項3記載の電源システム。
The consumption upper limit power value of the load device indicates the consumption upper limit power value of the rotating electrical machine,
The power supply system according to claim 3, wherein a torque upper limit value of the rotating electric machine is set based on a rotation speed of the rotating electric machine and the consumption upper limit power value.
負荷装置と接続された電力線と、複数の蓄電装置と、前記電力線と前記複数の蓄電装置の間にそれぞれ配置され、各前記蓄電装置の出力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成された複数の第1の電力変換器とを備えた電源システムの電力収支制御方法であって、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれの放電電力上限値を設定するステップと、
前記複数の蓄電装置の状態比較に基づいて、前記負荷装置への電力供給時における前記複数の蓄電装置の間での放電電力分配率を設定するステップと、
前記電源システムへの出力要求電力および前記放電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の出力電力目標値を設定するステップと、
前記負荷装置への出力要求に基づいて、第1および第2のモードの一方を選択するステップと、
前記第1のモードの選択時に、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の前記放電電力上限値と、当該放電電力上限値と前記放電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記出力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの出力上限電力とするように、前記出力要求電力の制限のための前記負荷装置の消費上限電力値を設定するステップと、
前記第2のモードの選択時に、各前記蓄電装置の前記放電電力上限値の和を前記出力上限電力とするように前記消費上限電力値を設定するステップと、
前記第1のモードの選択時には、前記放電電力分配率に従って設定された前記出力電力目標値を維持するステップと、
前記第2のモードの選択時には、各前記蓄電装置からの出力電力が対応の前記放電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記出力電力目標値を再設定するステップとを備える、電源システムの電力収支制御方法。
A power line connected to the load device, a plurality of power storage devices, and the power line and the plurality of power storage devices, respectively, and based on an output power target value of each power storage device, the plurality of power storage devices and the A power balance control method for a power supply system comprising a plurality of first power converters configured to control power conversion to and from a power line, comprising:
Setting a discharge power upper limit value for each of the plurality of power storage devices based on the state of each of the plurality of power storage devices;
Based on a state comparison of the plurality of power storage devices, setting a discharge power distribution ratio among the plurality of power storage devices during power supply to the load device;
Setting an output power target value for each of the power storage devices according to the required output power to the power supply system and the discharge power distribution ratio;
Selecting one of the first and second modes based on an output request to the load device;
Each of the remaining power storage devices according to the product of the discharge power upper limit value of the predetermined power storage device of the plurality of power storage devices and the discharge power upper limit value and the discharge power distribution ratio when the first mode is selected. Setting a power consumption upper limit power value of the load device for limiting the output required power so that the output upper limit power of the power supply system is the sum of the output power target value and the maximum value of
Setting the consumption upper limit power value so that the sum of the discharge power upper limit values of the power storage devices is set as the output upper limit power when the second mode is selected;
Maintaining the output power target value set according to the discharge power distribution ratio when selecting the first mode;
Re-setting the output power target value of each power storage device within a range in which the output power from each power storage device does not exceed the corresponding discharge power upper limit value when selecting the second mode. , Power balance control method of power system.
前記複数の第1の電力変換器は、さらに、前記負荷装置の発電時には、各前記蓄電装置の入力電力目標値に基づいて、前記複数の蓄電装置と前記電力線との間の電力変換を制御するように構成され、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの状態に基づいて、前記複数の蓄電装置のそれぞれの充電電力上限値を設定するステップと、
前記負荷装置からの電力受入時における前記複数の蓄電装置の間での充電電力分配率を設定するステップと、
前記電源システムへの入力要求電力および前記充電電力分配率とに従って各前記蓄電装置の入力電力目標値を設定するステップと、
前記負荷装置への発電要求に基づいて、第3および第4のモードの一方を選択するステップと、
前記第3のモードの選択時に、前記複数の蓄電装置のうちの所定の蓄電装置の前記充電電力上限値と、当該充電電力上限値と前記充電電力分配率との積に従う残りの各前記蓄電装置の前記入力電力目標値の最大値との和を前記電源システムの入力上限電力とするように、前記入力要求電力の制限のための前記負荷装置の発電上限電力値を設定するステップと、
前記第4のモードの選択時に、各前記蓄電装置の前記充電電力上限値の和を前記入力上限電力とするように前記発電上限電力値を設定するステップと、
前記第3のモードの選択時には、前記充電電力分配率に従って設定された前記入力電力目標値を維持するステップと、
前記第4のモードの選択時には、各前記蓄電装置への入力電力が対応の前記充電電力上限値を超えない範囲内で、各前記蓄電装置の前記入力電力目標値を再設定するステップとをさらに備える、請求項5記載の電源システムの電力収支制御方法。
The plurality of first power converters further control power conversion between the plurality of power storage devices and the power line based on an input power target value of each power storage device during power generation of the load device. Configured as
Setting a charging power upper limit value of each of the plurality of power storage devices based on the state of each of the plurality of power storage devices;
Setting a charging power distribution ratio among the plurality of power storage devices when receiving power from the load device;
Setting an input power target value for each of the power storage devices according to the input required power to the power supply system and the charge power distribution ratio;
Selecting one of the third and fourth modes based on a power generation request to the load device;
Each of the remaining power storage devices according to the product of the charge power upper limit value of the predetermined power storage device of the plurality of power storage devices and the charge power upper limit value and the charge power distribution ratio when the third mode is selected. Setting the power generation upper limit power value of the load device for limiting the input required power so that the sum of the input power target value and the maximum value of the input power is the input upper limit power of the power supply system;
Setting the power generation upper limit power value so that the sum of the charging power upper limit values of the respective power storage devices is set as the input upper limit power when the fourth mode is selected;
Maintaining the input power target value set according to the charge power distribution ratio when selecting the third mode;
Re-setting the input power target value of each power storage device within a range in which the input power to each power storage device does not exceed the corresponding charge power upper limit value when selecting the fourth mode; A power balance control method for a power supply system according to claim 5.
前記電源システムおよび前記負荷装置は、電動車両に搭載され、
前記負荷装置は、
前記電動車両の駆動輪との間で動力を互いに伝達可能に配置された回転電機と、
前記回転電機がトルク指令値に従ったトルクを出力するように、前記回転電機と前記電力線との間での電力変換を制御するように構成された第2の電力変換器とを含み、
前記選択するステップは、アクセルペダルの操作に基づいて、前記第1および前記第2のモードの一方を選択する、請求項5記載の電源システムの電力収支制御方法。
The power supply system and the load device are mounted on an electric vehicle,
The load device is:
A rotating electrical machine arranged to be able to transmit power to and from drive wheels of the electric vehicle;
A second power converter configured to control power conversion between the rotating electrical machine and the power line so that the rotating electrical machine outputs a torque according to a torque command value;
6. The power balance control method for a power supply system according to claim 5, wherein the selecting step selects one of the first mode and the second mode based on an operation of an accelerator pedal.
前記負荷装置の消費上限電力値は、前記回転電機の消費上限電力値を示し、
前記回転電機の回転速度と、前記消費上限電力値とに基づいて、前記回転電機のトルク上限値が設定される、請求項7記載の電源システムの電力収支制御方法。
The consumption upper limit power value of the load device indicates the consumption upper limit power value of the rotating electrical machine,
The power balance control method for a power supply system according to claim 7, wherein a torque upper limit value of the rotating electrical machine is set based on a rotation speed of the rotating electrical machine and the consumption upper limit power value.
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