JP2011030308A - 電動車両用電源の電力供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両用電源の劣化を抑え、その電源の長寿命化を図ると共に、その電源が放電電力不足となることを防いで電動車両が出力不足になることを防止すること。
【解決手段】電動車両用電源の電力供給制御装置は、大容量蓄電装置２１と大出力蓄電装置２２を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために大容量蓄電装置２１及び大出力蓄電装置２２による放電量及び充電量を制御するように構成される。この電力供給制御装置は、所定条件成立前は、主として大容量蓄電装置２１から放電させ、所定条件成立後は、少なくとも大出力蓄電装置２２から放電させるように放電対象を切り替える制御装置１１、第１充放電量調整手段２３及び第２充放電量調整手段２４を備える。ここで、所定条件は、例えば、大容量蓄電装置２１の温度に係る。制御装置１１等は、温度センサ１８にり検出される大容量蓄電装置２１の温度に基づいて所定条件成立を判断する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電動車両に搭載される電動車両用電源に係り、詳しくは、その電源から電動機への電力供給を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載の「二次電池の充放電制御装置」が知られている。この装置は、ハイブリッド自動車等の電動車両に搭載された二次電池の充放電電力を制御するものであり、特に、二次電池の置かれた環境や二次電池の負荷状態に基づき充放電電力を制御するように構成される。詳しくは、この装置は、二次電池の温度を検出する温度センサと、二次電池の蓄電量を検出する電圧センサ及び電流センサと、それらセンサの検出結果に基づいて二次電池の充放電電力を制御する制御ＣＰＵとを備える。制御ＣＰＵは、検出された二次電池の温度が所定温度以下である場合に、予め定められた、温度に応じて変化する充放電電力の上限値を超えないように、二次電池の充放電電力を制御するようになっている。これにより、低温時に大電流が流れることを抑制し、二次電池の端子間電圧の低下を抑えるようになっている。また、制御ＣＰＵは、検出された温度が所定温度以上である場合に、予め定められた、温度に応じて変化する充放電電力の上限値を超えないように、二次電池の充放電電力を制御するようになっている。これにより、高温時に二次電池の劣化を抑えるようになっている。更に、制御ＣＰＵは、予め定められた、蓄電量に応じて変化する充放電電力の上限値を超えないように、二次電池の充放電電力を制御するようになっている。これにより、二次電池の蓄電量が極端に減少したり、極端に増加したりすることを防止するようになっている。

一方、リチウムイオン電池に代表される二次電池を使用した電動車両では、その二次電池の温度が低いと電池出力が低下する傾向にある。このため、冷間時には、二次電池を加熱したり、保温したりする。また、二次電池を放電させれば二次電池の温度は上昇するが、二次電池を放電させて大出力を発生させると、二次電池の温度が必要以上に上昇して二次電池の寿命が短くなるおそれがあり、二次電池を冷却する必要がある。そこで、下記の特許文献２に記載の技術では、二次電池を容器に収容し、断熱材で覆って保温する。そして、二次電池の温度が上昇した場合に、断熱材の一部を開放して二次電池に冷却風を当てることにより、二次電池を冷却するように構成される。

特開平１１−１８７５７７号公報 特開２００８−２６９８５５号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、二次電池の置かれた環境や二次電池の負荷状態に応じて充放電電力を制御することにより、二次電池の劣化を抑え、二次電池の寿命を延ばしていたが、充放電の制御対象として二次電池を備えるだけであった。このため、例えば、電動車両を急加速させるような高負荷時には、二次電池に過剰な負荷がかかるおそれがあった。また、高負荷時には、二次電池からの放電電力が不足して、電動車両が出力不足となり、必要な加速感が得られなくなるおそれがあった。

また、特許文献２に記載した技術では、断熱材の一部を開放するための機構が必要になった。このため、製造コストが上昇し、断熱材の開放部位にて外気と容器内が連通し、二次電池の保温性が不十分になるという問題点があった。また、断熱材の一部を開放するため、冷間時に二次電池を加熱するのに要したエネルギーを無駄に放出してしまうこととなり、エネルギー損失が少なくなかった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動車両用電源の劣化を抑え、その電源の長寿命化を図ると共に、その電源が放電電力不足となることを防いで電動車両が出力不足になることを防止できる電動車両用電源の電力供給制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために大容量蓄電装置及び大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、所定条件の成立前は、主として大容量蓄電装置から放電させ、所定条件の成立後は、少なくとも大出力蓄電装置から放電させるように放電対象を切り替える放電切替制御手段を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、複合電源が大容量蓄電装置と大出力蓄電装置から構成され、所定条件の成立前には、主として大容量蓄電装置から放電させるように、放電切替制御手段により、放電対象が大容量蓄電装置に切り替えられるので、大容量蓄電装置の温度上昇が早まる。また、所定条件の成立後には、少なくとも大出力蓄電装置から放電させるように、放電切替制御手段により、放電対象が大出力蓄電装置に切り替えられるので、必要十分な電力が電動車両に供給されると共に、大容量蓄電装置への負担が軽減され、その温度が適正に保たれる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、所定条件は、大容量蓄電装置の温度に係り、大容量蓄電装置の温度を検出する温度検出手段を備え、放電切替制御手段は、温度検出手段により検出される温度に基づいて所定条件の成立を判断することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、大容量蓄電装置の温度に基づいて所定条件の成立が判断されるので、大容量蓄電装置の活性状態が、温度により直接的に所定条件に反映される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、所定条件は、電動車両の走行開始からの走行時間に係り、走行時間を計測する走行時間計測手段を備え、放電切替制御手段は、走行時間計測手段により計測される走行時間に基づいて所定条件の成立を判断することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、電動車両の走行時間に基づいて所定条件の成立が判断されるので、大容量蓄電装置の活性状態が、走行時間により間接的に所定条件に反映される。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、所定条件の成立後は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力量を大容量蓄電装置から放電させ、変動負荷と平均消費電力量との差を大出力蓄電装置から放電させ、又は大出力蓄電装置に充電させるように充放電対象を制御する充放電制御手段を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、所定条件の成立後は、平均消費電力量を大容量蓄電装置から放電させ、変動負荷と平均消費電力量との差を大出力蓄電装置から放電させ、又は大出力蓄電装置に充電させるので、大容量蓄電装置に対する負担が軽減されると共に、同装置の温度が安定的に保たれる。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために大容量蓄電装置及び大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、大容量蓄電装置を収容する断熱容器と、大容量蓄電装置の放電量を制御して大容量蓄電装置の温度を監視する温度監視手段と、変動負荷と大容量蓄電装置からの放電電力との差を大出力蓄電装置から放電させ、又は大出力蓄電装置に充電させるように制御する充放電制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、変動負荷と大容量蓄電装置の放電電力との差が、充放電制御手段により、大出力蓄電装置から放電され、又は大出力蓄電装置に充電されるので、大容量蓄電装置への負担が軽減される。その上、大容量蓄電装置が断熱容器に収容され、温度監視手段により、大容量蓄電装置の温度が監視されながら大容量蓄電装置の放電量が制御されるので、断熱容器の中の熱が逃げにくくなり、大容量蓄電装置からの放電時には、大容量蓄電装置の温度上昇が早まり、その放電停止後には、暖まった大容量蓄電装置の温度が持続的に保たれる。この意味で、大容量蓄電装置への負担が更に軽減される。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、大容量蓄電装置からの放電電力は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力量であることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、大容量蓄電装置からの放電電力が、所定時間当たりの消費電力量から算出された平均消費電力量であるので、大容量蓄電装置から必要以上に放電することがなく、大容量蓄電装置への負担が更に軽減される。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために大容量蓄電装置及び大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、大容量蓄電装置は、第１の大容量蓄電装置と第２の大容量蓄電装置を含むことと、第１の大容量蓄電装置を収容する高断熱容器と、第２の大容量蓄電装置を収容する低断熱容器と、第１及び第２の大容量蓄電装置の放電量及び充電量を変動負荷に応じて制御する充放電制御手段とを備え、充放電制御手段は、変動負荷と第１及び第２の大容量蓄電装置ごとに異なる放電電力との差を大出力蓄電装置から放電させ、又は大出力蓄電装置に充電させるように制御することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、大容量蓄電装置が第１の大容量蓄電装置と第２の大容量蓄電装置に分けられ、一方の第１の大容量蓄電装置が高断熱容器に収容され、他方の第２の大容量蓄電装置が低断熱容器に収容される。従って、高断熱容器と低断熱容器の中の熱が逃げ難く、第１及び第２の大容量蓄電装置の温度上昇が早まり、その温度の持続的に保たれる。また、高断熱容器と低断熱容器との間で、温度上昇と温度持続性に差が付けられる。また、変動負荷と第１及び第２の大容量蓄電装置の放電電力ごとに異なる放電電力との差が、充放電制御手段により大出力蓄電装置から放電され、又は大出力蓄電装置に充電されるので、第１及び第２の大容量蓄電装置への負担が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、充放電制御手段は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力量を第１及び第２の大容量蓄電装置から放電させるように制御することを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７に記載の発明の作用に加え、所定時間当たりの消費電力量から算出された平均消費電力量を第１及び第２の大容量蓄電装置から放電させるように第１及び第２の大容量蓄電装置が充放電制御手段により制御されるので、第１及び第２の大容量蓄電装置から過剰に放電されることがなく、第１及び第２の大容量蓄電装置への負担が軽減される。

上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、高断熱容器は、第１の大容量蓄電装置を加熱する加熱手段を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７又は８に記載の発明の作用に加え、冷間時に加熱手段を作動させることで、第１の大容量蓄電装置を速やかに加熱できる。

上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項７又は８に記載の発明において、高断熱容器は、真空断熱構造を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７又は８に記載の発明の作用に加え、真空断熱構造であることから、高断熱容器が軽量化される。

上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至１０の何れか一つに記載の発明において、高断熱容器に収容された第１の大容量蓄電装置と、低断熱容器に収容された第２の大容量蓄電装置は、出力電力が互いに異なる割合に設定されることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項７乃至１０の何れか一つに記載の発明の作用に加え、第１の大容量蓄電装置と第２の大容量蓄電装置は、出力電力が互いに異なる割合に設定されるので、それぞれの割合に応じて第１及び第２の大容量蓄電装置を使い分けることが可能となる。

請求項１に記載の発明によれば、大容量蓄電装置の劣化を抑えることができ、大容量蓄電装置の長寿命化を図ることができると共に、電源が放電電力不足となることを防いで電動車両が出力不足となることを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、大容量蓄電装置の温度の管理を正確に行いながら、その大容量蓄電装置の寿命を更に延ばすことができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、大容量蓄電装置の温度の管理を温度検出手段を使うことなく行いながら、その大容量蓄電装置の寿命を更に延ばすことができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、大容量蓄電装置の温度を適正に管理することができ、大容量蓄電装置の劣化を抑えることができ、その大容量蓄電装置を更に長寿命化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、大容量蓄電装置の温度を速やかに適正に管理することができ、大容量蓄電装置の劣化を抑えることができ、その大容量蓄電装置を更に長寿命化することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に対し、大容量蓄電装置の劣化を効果的抑えることができ、大容量蓄電装置の長寿命化を助長することができる。

請求項７に記載の発明によれば、第１及び第２の大容量蓄電装置の温度管理が容易となり、各大容量蓄電装置の冷却が容易となる。このため、各大容量蓄電装置をそれぞれ速やかに冷却することができ、それらを冷却するために、高断熱断容器及び低断熱容器を開放状態にするなどの特別な構造を別途設ける必要がない。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加え、第１及び第２の大容量蓄電装置の劣化を抑えることができ、各大容量蓄電装置の長寿命化を図ることができる。また、複合電源が放電電力不足となることを防いで電動車両が出力不足となることを防止することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明の効果に加え、第１の大容量蓄電装置を早期に活性化させて放電させることができ、冷間時から電動車両を早期に安定走行させることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項７又は８に記載の発明の効果に加え、複合電源全体の重量化を防止することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項７乃至１０の何れか一つに記載の発明の効果に加え、２つの大容量蓄電装置の温度管理を容易にすることができる。

第１実施形態に係り、電動車両を示す概略構成図。 同じく、電動車両の電気的構成を示すブロック図。 同じく、大容量蓄電装置の充電量及び放電量を算出するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、大出力蓄電装置の充電量及び放電量を算出するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、大容量蓄電装置の電圧及び電動機の誘導起電圧を制御するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、大出力蓄電装置の電圧、電動機の誘導起電圧及び大出力蓄電装置の電動機側の電圧を制御するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、電力供給装置と一つの電動機（直流モータ）の関係を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立前の力行時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立前の回生時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の高負荷時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の低負荷時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の回生時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の二次電池の出力（放電電力）とキャパシタの出力（放電電力）の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の二次電池温度の変化のシミュレーションを示すグラフ。 第２実施形態に係り、大容量蓄電装置（二次電池）の保温構造を示す断面図。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の所定条件成立前における電動車両の走行負荷の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の所定条件成立後における大容量蓄電装置（二次電池）の出力（放電電力）と大出力蓄電装置（キャパシタ）の出力（放電電力）の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、電力制御を行った場合の大容量蓄電装置（二次電池）の温度変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、二次電池の保温特性を示すグラフ。 同じく、二次電池温度と二次電池の内部抵抗との関係を示すグラフ。 第３実施形態に係り、電動車両の電気的構成を示すブロック図。 同じく、第１大容量蓄電装置の高断熱構造等を示す断面図。 同じく、第２大容量蓄電装置の低断熱構造等を示す断面図。 同じく、第１及び第２の大容量蓄電装置の充電量及び放電量を算出するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、大出力蓄電装置の充電量及び放電量を算出するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、第１及び第２の大容量蓄電装置の電圧及び電動機の誘導起電圧を制御するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、大出力蓄電装置の電圧、電動機の誘導起電圧及び各大容量蓄電装置の電動機側電圧を制御するための処理内容を示すフローチャート。 同じく、電力供給装置と一つの直流モータの関係を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立前の力行時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立前の回生時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の高負荷時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の低負荷時における電力供給装置と一つの電動機直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、所定条件成立後の回生時における電力供給装置と一つの直流モータとの間の電流方向、電圧の大小関係等を示す回路構成図。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の所定条件成立前の走行負荷の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の所定条件成立後の二次電池の出力（放電電力）とキャパシタの出力（放電電力）の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、「１０・１５モード」で電動車両を走行させた場合の二次電池の温度の変化のシミュレーションを示すグラフ。 同じく、二次電池温度の経時変化（二次電池保温特性）を示すグラフ。 同じく、二次電池温度と二次電池内部抵抗との関係（二次電池内部抵抗特性）を示すグラフ。 第４実施形態に係り、電動車両の電気的構成を示すブロック図。 同じく、電動車両の走行前に二次電池の温度を上げるための処理内容を示すフローチャート。 同じく、電動車両の走行時に二次電池の温度を低減させるための処理内容を示すフローチャート。 同じく、電動車両の停車前に二次電池の温度を上昇させるための処理内容を示すフローチャート。 同じく、「１日前」〜「７日前」の７日分の位置情報履歴をグループ化したグループデータを示すタイムチャート。 同じく、４つのグループデータのそれぞれから選択された「７日前」、「１４日前」、「２１日前」及び「２８日前」の位置情報履歴を上下に並べて示すタイムチャート。 同じく、二次電池温度と二次電池の内部抵抗との関係を示すグラフ。 同じく、充放電制御に参照される、「７日前」の電動車両の位置情報、車両消費電力情報、二次電池充放電情報及びキャパシタ充放電情報の関係を概念的に示すタイムチャート。 同じく、「当日」の改善後の電動車両の位置情報、車両消費電力情報、二次電池充放電情報及びキャパシタ充放電情報の関係を概念的に示すタイムチャート。 同じく、電動車両放置後の二次電池温度の変化を示すグラフ。 同じく、電動車両の走行負荷の変化を示すグラフ。 同じく、二次電池及びキャパシタの出力変化を示すグラフ。 同じく、各種条件下で充放電制御を行った場合の二次電池温度の変化を示すグラフ。

［第１実施形態］
以下、本発明における電動車両用電源の電力供給制御装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の電動車両１を概略構成図により示す。この電動車両１は、左右一対の操舵輪２，３と、それら操舵輪２，３を操作するためのハンドル４を含む操舵装置５と、左右一対の駆動輪６，７と、各駆動輪６，７を駆動するための一対の電動機８，９とを備える。各電動機８，９の出力軸８ａ，９ａは、対応する駆動輪６，７に連結される。この他、電動車両１は、各電動機８，９に電力と駆動信号を供給する電力供給装置１０と、この電力供給装置１０を制御するための制御装置１１とを備える。この電動車両１には、その運転状態を検出するために、各電動機８，９の回転を各駆動輪６，７の回転としてそれぞれ検出する回転センサ１２，１３と、操舵装置５に設けられて操舵輪２，３の舵角を検出する舵角センサ１４と、電動車両１の車速ＳＰを検出する車速センサ１５と、運転者の加速操作を検出するアクセルセンサ１６と、運転者の減速操作を検出するブレーキセンサ１７と、電力供給装置１０を構成する大容量蓄電装置２１（図２参照）の温度ＴＨｄを検出する温度センサ１８とを備える。この温度センサ１８は、本発明の温度検出手段に相当する。回転センサ１２，１３は、各電動機８，９の回転数Ｎｍを検出する。アクセルセンサ１６は、アクセルペダル１９の開度（アクセル開度）ＡＣＰを検出し、ブレーキセンサ１７は、ブレーキペダル２０の踏力ＢＴｆを検出する。各センサ等１２〜１８は制御装置１１に接続される。制御装置１１は、電動車両１を制御するために、すなわち各電動機８，９を制御するために、各センサ等１２〜１８からの検出信号に基づき電力供給装置１０を制御するようになっている。

図２に、電動車両１の電気的構成をブロック図により示す。電力供給装置１０は、大容量蓄電装置２１、大出力蓄電装置２２、第１充放電量調整手段２３及び第２充放電量調整手段２４を備える。大容量蓄電装置２１と大出力蓄電装置２２は複合電源を構成する。第１充放電量調整手段２３は、大容量蓄電装置２１の充電量及び放電量を調整するようになっている。第２充放電量調整手段２４は、大出力蓄電装置２２の充電量及び放電量を調整するようになっている。制御装置１１は、第１充放電量調整手段２３及び第２充放電量調整手段２４を制御するようになっている。大容量蓄電装置２１として、リチウムイオン電池等からなる二次電池を使用することができる。大出力蓄電装置２２として、キャパシタ（コンデンサ）を使用することができる。第１及び第２の充放電量調整手段２３，２４として、双方向昇降圧コンバータを使用することができる。

この実施形態で、電動機８，９として、一般的な直流モータを使用することができ、インバータを使えば交流モータを使用することもできる。直流モータを使用した場合、直流モータには、その回転数に比例して誘導起電圧が発生する。また、減速比を固定した場合、直流モータの回転数は、車速ＳＰに比例することとなる。このため、車速を入力し、誘導起電圧に打ち勝つ電力を電動機８，９（直流モータ）に供給できる電圧値となるよう、制御装置１１が第１及び第２の充放電量調整手段２３，２４を制御するようになっている。

この実施形態で、制御装置１１には、電動車両１の走行時間ＴＩｔ、電動車両１の消費電力量ＥＷ、大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄ、アクセル開度ＡＣＰ、ブレーキ踏力ＢＴｆ及び車速ＳＰ（回転数Ｎｍ）が入力されるようになっている。アクセル開度ＡＣＰ、ブレーキ踏力ＢＴｆ及び車速ＳＰ（回転数Ｎｍ）は、電動車両１の運転状態を示すパラメータである。制御装置１１は、走行時間ＴＩｔ、消費電力量ＥＷ、大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄ、アクセル開度ＡＣＰ及びブレーキ踏力ＢＴｆ等に基づき大容量蓄電装置２１の放電量ＤＶｄ及び充電量ＣＶｄを算出する。そして、制御装置１１は、その算出された放電量ＤＶｄを大容量蓄電装置２１から放電させ、その算出された充電量ＣＶｄを大容量蓄電装置２１に充電するために、第１充放電量調整手段２３を制御するようになっている。同様に、制御装置１１は、走行時間ＴＩｔ、消費電力量ＥＷ、大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄ、アクセル開度ＡＣＰ及びブレーキ踏力ＢＴｆ等に基づき大出力蓄電装置２２の放電量ＤＶｃ及び充電量ＣＶｃを算出する。そして、制御装置１１は、その算出された放電量ＤＶｃを大出力蓄電装置２２から放電させ、その算出された充電量ＣＶｃを大出力蓄電装置２２に充電するために、第２充放電量調整手段２４を制御するようになっている。

上記した電動車両１の消費電力量ＥＷは、制御装置１１が各電動機８，９における電流値と電圧値の積を積分することで求めることができる。大出力蓄電装置２２の蓄電残量は、同装置２２の電圧値から算出することができる。制御装置１１は、各センサ等１２〜１８による車速ＳＰ（回転数Ｎｍ）、アクセル開度ＡＣＰ及びブレーキ踏力ＢＴｆの検出信号に基づき、電動車両１が必要とする電力、運転状態を判断し、その必要な電力と大容量蓄電装置２１から放電される電力との差を、第２充放電量調整手段２４を介して大出力蓄電装置２２から電動機８，９へ放電させるようになっている。運転者による加速度及び一定速度の要求はアクセル開度ＡＣＰに反映される。アクセル開度ＡＣＰが大きいほど、その加速度の要求値は高く、電動車両１が必要とする電力も大きくなる。制御装置１は、アクセル開度ＡＣＰの検出信号から必要な電力を判断し、電動機８，９へ供給されるべき電力を決定するようになっている。

この実施形態では、制御装置１１と第１充放電量調整手段２３及び第２充放電量調整手段２４により本発明の放電切替制御手段、充放電制御手段が構成される。また、制御装置１１は、本発明の走行時間計測手段に相当する。

ここで、大容量蓄電装置２１の充電量ＣＶｄ及び放電量ＤＶｄを算出するために制御装置１１が実行する処理内容を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ１００で、制御装置１１は、所定条件成立前か否かを判断する。制御装置１１は、この判断を、例えば、電動車両１の走行開始からの走行時間ＴＩｔ、又は、大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄに基づいて行う。すなわち、走行時間ＴＩｔが所定時間Ｔｉ１（例えば「１２００秒」）に達し、又は、温度ＴＨｄが所定温度Ｔｈ１（例えば「３０℃」）に達した場合を、「所定条件成立後」とし、それ以外を、「所定条件成立前」とすることができる。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１４０へ移行する。

ステップ１００から移行してステップ１１０で、制御装置１１は、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。制御装置１１は、この判断をアクセルセンサ１６の検出信号に基づいて行う。この判断結果が肯定となる場合、ステップ１２０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰに比例した放電量ＤＶｄを算出した後、処理をステップ１００へ戻る。

ステップ１１０の判断結果が否定となる場合、ステップ１３０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、ブレーキ踏力ＢＴｆに比例した充電量ＣＶｄを算出した後、処理をステップ１００へ戻る。

一方、ステップ１００から移行してステップ１４０では、制御装置１１は、消費電力量ＥＷの平均値である平均消費電力量ＥＷｍを算出する。制御装置１１は、この算出を、現時点までの消費電力量ＥＷを走行時間ＴＩｔで除算することで行う。

その後、ステップ１５０で、制御装置１１は、上記算出された平均消費電力量ＥＷｍを放電量ＤＶｄとした後、処理をステップ１００へ戻る。

次に、大出力蓄電装置２２の充電量ＣＶｃ及び放電量ＤＶｃを算出するために制御装置１１が実行する処理内容を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ２００で、制御装置１１は、図３のステップ１００に準ずる方法で、所定条件成立後か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ２１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ２００へ戻る。

ステップ２１０で、制御装置１１は、図３のステップ１１０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ２２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ２５０へ移行する。

ステップ２２０で、制御装置１１は、アクセル開度ＡＣＰが所定値Ａ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ａ１は、アクセル開度ＡＣＰが相対的に大きいこと、すなわち加速要求が大きいことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、ステップ２３０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰに比例した放電量ＤＶｃを算出した後、処理をステップ２００へ戻る。

ステップ２２０の判断結果が否定となる場合、ステップ２４０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰに反比例した充電量ＣＶｃを算出した後、処理をステップ２００へ戻る。

一方、ステップ２１０から移行してステップ２５０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、ブレーキ踏力ＢＴｆに比例した充電量ＣＶｃを算出した後、処理をステップ２００へ戻る。

次に、大容量蓄電装置２１の電圧Ｖｄ及び電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを制御するために制御装置１１が実行する処理内容を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ３００で、制御装置１１は、図３のステップ１００と同様の方法で、所定条件成立前か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ３１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ３８０へ移行する。

ステップ３１０で、制御装置１１は、図３のステップ１１０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ３２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ３５０へ移行する。

ステップ３２０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｎ１は、回転数Ｎｍが相対的に高いこと、すなわち電動車両１の車速ＳＰがある程度高いことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ３３０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して大容量蓄電装置２１の電圧Ｖｄを昇圧させ、大容量蓄電装置２１から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大容量蓄電装置２１からの放電量を調整した後、処理をステップ３００へ戻る。

ステップ３２０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ３４０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して大容量蓄電装置２１の電圧Ｖｄを降圧させ、大容量蓄電装置２１から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大容量蓄電装置２１からの放電量を調整した後、処理をステップ３００へ戻る。

一方、ステップ３１０から移行してステップ３５０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ３６０で、上記算出された充電量ＣＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを降圧させ、電動機８，９の発電を大容量蓄電装置２１へ充電させる。これにより、大容量蓄電装置２１への充電量を調整した後、処理をステップ３００へ戻る。

ステップ３５０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ３７０で、上記算出された充電量ＣＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを昇圧させ、電動機８，９の発電を大容量蓄電装置２１へ充電させる。これにより、大容量蓄電装置２１への充電量を調整した後、処理をステップ３００へ戻る。

一方、ステップ３００から移行してステップ３８０では、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ３９０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して大容量蓄電装置２１の電圧Ｖｄを昇圧させ、大容量蓄電装置２１から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大容量蓄電装置２１からの放電量を調整した後、処理をステップ３００へ戻る。

ステップ３８０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ４００で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１充放電量調整手段２３を制御して大容量蓄電装置２１の電圧Ｖｄを降圧させ、大容量蓄電装置２１から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大容量蓄電装置２１からの放電量を調整した後、ステップ３００へ戻る。

次に、大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃ、電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍ及び大出力蓄電装置２２の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍをそれぞれ制御するために制御装置１１が実行する処理内容を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ５００で、制御装置１１は、図３のステップ１００に準ずる方法で、所定条件成立後か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５００へ戻る。

ステップ５１０で、制御装置１１は、図３のステップ１１０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５９０へ移行する。

ステップ５２０で、制御装置１１は、アクセル開度ＡＣＰが所定値Ａ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ａ１は、アクセル開度ＡＣＰが相対的に大きいこと、すなわち加速要求がある程度大きいことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ５６０へ移行する。

ステップ５３０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｎ１は、回転数Ｎｍが相対的に高いこと、すなわち電動車両１の車速ＳＰがある程度高いことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ５４０で、上記算出された放電量ＤＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃを昇圧させ、大出力蓄電装置２２から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大出力蓄電装置２２からの放電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

ステップ５３０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ５５０で、上記算出された放電量ＤＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃを降下させ、大出力蓄電装置２２から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、大出力蓄電装置２２からの放電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

一方、ステップ５２０から移行してステップ５６０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ５７０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して第１充放電量調整手段２３の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍを降圧させ、大容量蓄電装置２１の電力を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

ステップ５６０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ５８０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して第１充放電量調整手段２３の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍを昇圧させ、大容量蓄電装置２１の電力を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

一方、ステップ５１０から移行してステップ５９０では、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ６００で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを降圧させ、電動機８，９の発電を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

ステップ５９０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ６１０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを昇圧させ、電動機８，９の発電を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ５００へ戻る。

ここで、上記した各種制御に係り、電力供給装置１０と一つの電動機８の関係を、図７〜図１２に示す回路構成図を参照して具体的に説明する。以下、図７〜図１２に示すように、電動機８を「直流モータ８Ａ」に、大容量蓄電装置２１を「二次電池２１Ａ」に、大出力蓄電装置２２を「キャパシタ２２Ａ」に、第１充放電量調整手段２３を「第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａ」に、第２充放電量調整手段２４を「第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａ」に、それぞれ置き換えて説明する。

この実施形態の電力供給制御装置によれば、電力制御の方法は、所定条件成立の前か後かにより大きく分けられる。この実施形態では、複合電源が二次電池２１Ａとキャパシタ２２Ａにより構成される。そして、所定条件成立前には、主として二次電池２１Ａから放電させるように、あるいは、二次電池２１Ａに充電させるように、制御装置１１及び第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａにより、放電対象又は充電対象を二次電池２１Ａに切り替える。これにより、二次電池２１Ａの温度ＴＨｄの上昇が早められる。また、所定条件成立後には、少なくともキャパシタ２２Ａから放電させるように、あるいは、キャパシタ２２Ａに充電させるように、制御装置１１及び第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａにより、放電対象をキャパシタ２２Ａに切り替えられる。これにより、必要十分な放電電力が電動車両１の直流モータ８Ａに供給されると共に、二次電池２１Ａの負担が軽減され、その温度ＴＨｄが適正に保たれる。このため、複合電源を構成する二次電池２１Ａの温度ＴＨｄを適正に管理することができ、二次電池２１Ａの劣化を抑えることができ、二次電池２１Ａの長寿命化を図ることができる。また、複合電源が放電電力不足となることを防いで電動車両１が出力不足となることを防止することができる。

図８及び図９は、所定条件成立前の各種運転条件における電流方向、各電圧Ｖ１ｍ，Ｖｍの大小関係を示す。図８及び図９において、「Ｖｄ」は二次電池２１Ａの電圧（二次電池電圧）を、「Ｖｍ」は直流モータ８Ａの誘導起電圧（直流モータ誘導起電圧）を、「Ｖｃ」はキャパシタ２２Ａの電圧（キャパシタ電圧）を、「Ｖ１ｍ」は第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａの「モータ側電圧」を、「Ｖ１ｂ」は第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａの「二次電池側電圧」を、それぞれ示す。また、図８及び図９において、矢印は電流の方向を示す。直流モータ８Ａは、その回転数Ｎｍに比例して誘導起電圧Ｖｍを発生させ、減速比を固定した場合に回転数Ｎｍは車速ＳＰに比例する。

所定条件成立前の電動車両１の「力行時」には、二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ電力が供給されることとなり、二次電池電圧Ｖｄが誘導起電圧Ｖｍに打ち勝って直流モータ８Ａに必要な電力を供給できるように、制御装置１１は、回転数Ｎｍ（車速ＳＰ）に基づいて第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａを制御する。これに対し、所定条件成立前の「回生時」には、直流モータ８Ａで発生した電力が二次電池２１Ａに充電されることとなり、制御装置１１は、回転数Ｎｍ（車速ＳＰ）に基づいて第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａを制御する。

このように所定条件成立前の電動車両１の「力行時」には、図８に示すように、二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ電力を供給する。図８において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ」となる。また、「回生時」には、図９に示すように、直流モータ８Ａから二次電池２１Ａへ電力を充電する。図９において、低回転時には「Ｖ１ｂ＞Ｖｍ」となり、高回転時には「Ｖ１ｂ＜Ｖｍ」となる。この場合、二次電池２１Ａだけを使用して電力制御を行えばよく、例えば、電動車両１に急加速の要求があり、二次電池２１Ａだけでは電力不足となるような場合だけ補足的にキャパシタ２２Ａを使用して直流モータ８Ａへ電力を供給すればよい。

図１０〜図１２は、所定条件成立後の各種運転条件下における電流方向、各電圧の大小関係を示す。図１０〜図１２において、「Ｖ２ｍ」は第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａの「モータ側電圧」を、「Ｖ２ｃ」は第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａの「キャパシタ側電圧」を、それぞれ示す。また、図１０〜図１２において、矢印は電流の方向を示す。

所定条件成立後の電動車両１の「高負荷時」、すなわち、急加速等のように消費電力が急激に増加するような場合には、図１０に示すように、第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのモータ側電圧Ｖ２ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きくなる。従って、二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ供給される電力の変動は極わずかとなるが、電動車両１に必要な電力と、直流モータ８Ａへ供給される電力との間に差が生じる。このため、その電力差の存在を制御装置１１が判断し、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａを制御してキャパシタ２２Ａから直流モータ８Ａへ不足分の電力を供給する。図１０において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖｃ＞Ｖ２ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖｃ＜Ｖ２ｍ」となる。

逆に、所定条件成立後の電動車両１の「低負荷時」、すなわち、直流モータ８Ａの消費電力が少なくなるような場合には、図１１に示すように、第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのキャパシタ側電圧Ｖ２ｃがキャパシタ電圧Ｖｃより大きくなる。従って、二次電池２１Ａから供給される平均消費電力ＥＷｍの余剰分の存在を制御装置１１が判断し、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａを制御してキャパシタ２２Ａに余剰分の電力を充電させる。図１１において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＞Ｖ１ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＜Ｖ１ｍ」となる。

一方、所定条件成立後の電動車両１の「回生時」、すなわち、運転者がアクセルペダル１９から足を離したような場合には、図１２に示すように、第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのキャパシタ側電圧Ｖ２ｃがキャパシタ電圧Ｖｃより大きくなる。従って、電動車両１が減速状態になったと制御装置１１が判断すると、ブレーキ操作量に比例して直流モータ８Ａから回生電力が発生し、その回生電力と二次電池２１Ａからの電力が併せてキャパシタ２２Ａに充電される。図１２において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＞Ｖｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＜Ｖｍ」となる。

所定条件成立後は、所定条件成立前とは異なり、電動車両１の走行状況に関係なく二次電池２１Ａからは放電のみ行い、放電量も極力安定した値であるほど二次電池２１Ａの温度ＴＨｄの上昇を抑えることができる。例えば、図３のフローチャートにより説明したように、走行時間ＴＩｔと消費電力量ＥＷから平均消費電力量ＥＷｍを算出し、この平均消費電力量ＥＷｍの電力を二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ供給するようになっている。

キャパシタ２２Ａの充電及び放電は、「高負荷時」、「低負荷時」及び「回生時」の３つの場合に分けられる。そして、「高負荷時」には、電動車両１が急加速等して消費電力量ＥＷが急激に増加しても、前述のように二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへの電力供給は、平均消費電力量ＥＷｍにより行われる。これにより、二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへの電力供給量の増加はわずかで済む。このため、電動車両１が必要とする電力と二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ供給される電力との間に差が発生し、その電力差の存在を制御装置１１が判断して、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａから直流モータ８Ａへ不足分の電力を供給するようになっている。従って、所定条件成立後は、平均消費電力量ＥＷｍを二次電池２１Ａから放電させ、変動負荷と平均消費電力量ＥＷｍとの差をキャパシタ２２Ａから放電させるので、二次電池２１Ａに対する負担が軽減されると共に、同電池２１Ａの温度ＴＨｄが安定的に保たれる。この結果、二次電池２１Ａの温度ＴＨｄを適正に管理することができ、二次電池２１Ａの劣化を抑えることができ、二次電池２１Ａを更に長寿命化することができる。

一方、「低負荷時」に、直流モータ８Ａの消費電力量ＥＷが少なくなった場合には、二次電池２１Ａから直流モータ８Ａへ供給される電力の余剰分の存在を制御装置１１が判断し、その余剰分の電力を第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａに充電するようになっている。

また、運転者がアクセルペダル１９から足を離したような場合には、電動車両１が「回生時」になったと制御装置１１が判断し、ブレーキ操作量ＴＢｆに比例した直流モータ８Ａからの回生電力と二次電池２１Ａからの電力を併せて第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａに充電するようになっている。上記のように電動車両１の運転状態の変化による電力供給の変動のほとんどは、キャパシタ２２Ａにより吸収されることとなる。

上記のように二次電池２１Ａ及びキャパシタ２２Ａに充電及び放電を行わせるための電力制御の内容は、図５及び図６のフローチャートにより既に説明した。この制御の基本的な考え方は、直流モータ８Ａに電力を供給する場合は、直流モータ８Ａの回転数に比例した誘導起電圧Ｖｍに打ち勝ち、必要なトルクを発生させることのできる電流値となる電圧を二次電池２１Ａ及びキャパシタ２２Ａにより発生させることであり、二次電池２１Ａ及びキャパシタ２２Ａに充電する場合は、その充電に必要な電流値を発生させることのできる電圧を発生させればよい。

図１３に、この実施形態の電力供給制御装置につき、「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の二次電池２１Ａの出力（放電電力）とキャパシタ２２Ａの出力（放電電力）の変化のシミュレーションをグラフにより示す。図１３において、「所定条件」は、走行開始から走行時間ＴＩｔが「１２００秒（２サイクル）」に達したときとする。所定条件成立前は、電動車両１の走行に必要な電力はすべて二次電池２１Ａが賄うことから、二次電池２１Ａの出力は走行負荷と相関する。

所定条件成立後は、「１２００秒」の間の消費電力量ＥＷから算出した平均消費電力量ＥＷｍを二次電池２１Ａにより賄い、走行負荷との差をキャパシタ２２Ａにより補うかたちとなる。１２００秒間の平均消費電力量ＥＷｍを二次電池２１Ａにより賄うため、モード後半の負荷が高くなる領域では、二次電池２１Ａの出力（放電電力）が増大するが、所定条件成立前に比べると格段に安定することが分かる。

図１４に、この実施形態の電力供給制御につき、「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の二次電池２１Ａの温度ＴＨｄの変化のシミュレーションをグラフにより示す。比較のために、同じ走行を二次電池のみの電力供給で行った場合と、二次電池とキャパシタを併用して走行開始当初から電力供給を行った場合を示す。

ここでは、外気温度が「２５℃」のときを想定して計算を行った。二次電池のみの電力供給では、二次電池の温度ＴＨｄの上昇が早い利点があるが、「４８００秒」後には、二次電池の温度ＴＨｄが「４３℃」という高めの温度に達してしまい、二次電池の寿命の点で不利であることが分かる。二次電池とキャパシタを最初から併用した電力供給では、二次電池の負荷が少なく、発熱量が非常に少ないので、二次電池の寿命の点で有利であるが、「４８００秒」後には、二次電池の温度ＴＨｄが「３０℃」にも達せず、同温度ＴＨｄの上昇の点では不利であることが分かる。

これに対し、本実施形態では、電動車両１の走行開始から「１２００秒」経過前（所定条件成立前）は、二次電池２１Ａのみによる電力供給となるので、二次電池のみの電力供給と同じ温度上昇により早期に二次電池２１Ａの温度を高めることができる。電動車両１の走行開始から「１２００秒」経過後（所定条件成立後）は、二次電池２１Ａとキャパシタ２２Ａによる電力供給を行うことから、二次電池の温度ＴＨｄが「３２℃」程度でほぼ一定となり、適正な二次電池の温度ＴＨｄを維持できることが分かる。

上記のシミュレーションは、「所定条件」を、走行開始からの走行時間（１２００秒）に基づいて判断するようにしたが、二次電池温度ＴＨｄが所定温度（例えば「３０℃」）になることを基準に判断するようにしても同様の効果を得ることができる。また、上記のシミュレーションは、走行に必要な負荷と同じ電力を二次電池２１Ａにより賄っているが、必要とする電力以上の電力を二次電池２１Ａより供給し、余った電力をキャパシタ２２Ａに充電するようにすれば、上記の結果よりさらに二次電池温度ＴＨｄの上昇を早めることができる。

この実施形態で、温度センサ１８により検出される二次電池２１Ａの温度ＴＨｄに基づいて所定条件の成立が判断されるので、二次電池２１Ａの活性状態が、二次電池２１Ａの温度ＴＨｄにより直接的に所定条件に反映される。このため、二次電池２１の温度ＴＨｄの管理を正確に行いながら、その二次電池２１Ａの寿命を更に延ばすことができる。

また、この実施形態で、電動車両１の走行時間ＴＩｔに基づいて所定条件の成立を判断した場合は、二次電池２１Ａの活性状態が、走行時間ＴＩｔにより間接的に所定条件に反映される。このため、二次電池２１の温度ＴＨｄの管理を温度センサを使うことなく行いながら、その電池２１Ａの寿命を更に延ばすことができる。この場合は、温度センサを省略できるので、装置の構成を簡略化することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明における電動車両用電源の電力供給制御装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。

この実施形態で、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）は断熱構造を備えた点で第１実施形態と構成が異なる。図１５に、この実施形態の大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の保温構造を断面図により示す。この実施形態で、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）は、複数の二次電池ユニット３１を配線３２により直列に接続することで構成される。この断熱構造は、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）を収容する断熱容器３３を備える。この断熱容器３３は、外壁３３ａと内壁３３ｂにより二重構造の箱形に形成される。外壁３３ａと内壁３３ｂとの間は、真空断熱層３４、すなわち真空断熱構造となっている。二次電池ユニット３１の一つには、その温度を検出するための温度センサ１８が取り付けられる。断熱容器３３の開口部３３ｃには、蓋３５が取付鋲３６により固定される。蓋３５には、電力用コネクタ３７と、センサ用コネクタ３８が設けられる。電力用コネクタ３７には、二次電池ユニット３１に接続された配線３２が接続され、センサ用コネクタ３８には、温度センサ１８の配線３９が接続される。

この実施形態で、制御装置１１及び第１充放電量調整手段２３（第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａ）（図１及び図２参照）は、大容量蓄電装置２１の放電量を制御して大容量蓄電装置２１の温度を監視するように構成される。これら制御装置１１及び第１充放電量調整手段２３（第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａ）は、本発明の温度監視手段を構成する。また、制御装置１１は、電動車両１の変動負荷と大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）からの放電電力との差を大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）から放電させ、又は大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）に充電させるように第２充放電量調整手段２４（第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａ）を制御するように構成される。この制御手段は、本発明の充放電制御手段に相当する。ここで、制御装置１１は、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）からの放電電力として、所定時間当たりの消費電力量から平均消費電力量ＥＷｍを算出するようになっている。

図１６に、この実施形態の電力供給制御装置につき、「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の、「所定条件成立前」における電動車両１の走行負荷の変化のシミュレーションをグラフにより示す。「所定条件成立前」は、電動車両１の走行に必要な電力はすべて大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）が賄うことから、電動車両１の走行負荷の変化は、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の出力（放電電力）と相関する。

図１７に、同じく、この実施形態の電力供給制御装置につき、「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の、「所定条件成立後」における大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の出力（放電電力）と大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）の出力（放電電力）の変化のシミュレーションをグラフにより示す。この実施形態で「所定条件」は、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度ＴＨｂが「３５℃」になることとする。図１７に示すように、「所定条件成立後」は、「１２００秒」の間の消費電力量から算出した平均消費電力量ＥＷｍを大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）より電動機８（直流モータ８Ａ）に供給し、電動車両１の走行負荷との差を大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）から放電させ、あるいは、大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）に充電させる。

図１７に示すように、「１２００秒」の平均消費電力量ＥＷｍを大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）より電動機８（直流モータ８Ａ）に供給しているため、モード後半の走行負荷が高くなった領域では、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の出力が増しているが、「所定条件成立前」（図１６参照）と比べると、出力が格段に安定すること分かる。

図１８に、上記した電力制御を行った場合の大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度ＴＨｂの変化のシミュレーションをグラフにより示す。比較のために、同じ走行を、本実施形態と同様に高断熱の断熱容器に収容した二次電池のみを使用した場合と、低断熱の容器に収容した二次電池のみを使用した場合とを示す。図１９に、本実施形態の二次電池２１Ａの保温特性（二次電池２１Ａをその温度が「４０℃」のときから放置したときの温度変化）をグラフにより示す。比較のために、低断熱の断熱容器に収容した二次電池のみを使用した場合を示す。図２０に、本実施形態に係り、二次電池温度（ＴＨｄ）と二次電池２１Ａの内部抵抗との関係をグラフにより示す。

図１８に示すように、この場合、外気温が「−３０℃」のときにシミュレーションを開始している。高断熱の断熱容器に収容した二次電池のみを使用した場合は、電動車両１の走行開始後「４２００秒」で二次電池温度が「５０℃」を超えてしまい、二次電池の寿命の点で不利である。これに対し、本実施形態の場合は、二次電池温度が「３５℃」になるまでは、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）のみを使用して電動機８（直流モータ８Ａ）に電力を供給しているので、高断熱の断熱容器に収容した二次電池のみを使用した場合と同じように、二次電池温度が上昇するが、二次電池温度が「３５℃」になった後は、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）と大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）の両方により電力制御を行い、最終的な二次電池温度を「４０℃」に止めることができる。

一方、低断熱の断熱容器に収容した二次電池のみを使用した場合は、本実施形態と同様に最終的な二次電池温度を「４０℃」に止めることができたが、図１９に示す電池保温特性を見た場合、「１０時間」経過後には、二次電池温度がほぼ外気温（−３０℃）に低下してしまう。二次電池温度と二次電池の内部抵抗との関係特性は、図２０に示すように、二次電池温度が「０℃」を下回るときに、内部抵抗が急激に増加することが分かる。従って、電動車両を毎日走行させる場合に、理想的な二次電池の使用方法は、二次電池温度が、内部抵抗が急増する「０℃」を下回らないことであり、本実施形態では、二次電池保温特性が、１日（２４時間）経過後に「０℃」となり、翌日の電動車両走行開始時における二次電池出力特性を格段に改善することが可能となる。

この実施形態では、図１５に示すように、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）が、真空断熱層３４を有する断熱容器３３に収容されるので、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度が持続的に保たれる。また、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度を調整するために、断熱容器３３の開口部３３ｃを開放する必要がないため、蓋３５を開閉させる必要がなく、断熱容器３３の内部を完全に外気から遮断することができ、断熱容器３３の保温性能を高めることができる。

二次電池温度のシミュレーションでは、「−３０℃」の極低温からの電動車両の走行開始を想定した場合であり、二次電池温度を急速に高めるために、走行初期に二次電池のみにより充電又は放電をさせているが、外気温度がさほど低くない場合は、急速に二次電池を暖める必要がない。また、次の走行時に、二次電池温度が走行に支障を与えるほど低下することがないので、走行初期より大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）を用いて大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）より安定した電力を供給することができる。また、逆に、夏場等に車両室内が非常に高くなった場合でも、二次電池温度があまり高くならないようにする効果も期待できる。

以上説明したように、この実施形態の電力供給制御装置によれば、変動負荷と大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の放電電力との差が、制御装置１１等により、大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）から放電され、又は大出力蓄電装置２２（キャパシタ２２Ａ）に充電されるので、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）への負担が軽減される。その上、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）が断熱容器３３に収容され、制御装置１１等により、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度ＴＨｄが監視されながら大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の放電量が制御される。従って、断熱容器３３の中の熱が逃げにくくなり、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）からの放電時には、その大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度上昇が早まり、放電停止後には、暖まった大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度ＴＨｄを持続的に保たれる。この意味で、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）への負担が更に軽減される。この結果、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の温度ＴＨｄを速やかに適正に管理することができ、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の劣化を抑えることができ、その大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）を更に長寿命化することができる。

また、この実施形態では、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）からの放電電力が、所定時間当たりの消費電力量ＥＷから算出された平均消費電力量ＥＷｍであるので、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）から必要以上に放電することがなく、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）への負担が更に軽減される。この意味からも、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の劣化を効果的抑えることができ、大容量蓄電装置２１（二次電池２１Ａ）の長寿命化を助長することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明における電動車両用電源の電力供給制御装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、大容量蓄電装置２１の他に別の大容量蓄電装置２５を備え、第１充放電量調整手段２３の他に別の大容量蓄電装置２５による充放電量を調整するための別の充放電量調整手段２６を備えた点で第１及び第２の実施形態と構成が異なる。以下の説明では、大容量蓄電装置２１を、第１大容量蓄電装置２１と称し、別の大容量蓄電装置２５を、第２大容量蓄電装置２５と称し、別の充放電量調整手段２６を、第３充放電量調整手段２６と称するものとする。

図２１に、この実施形態における電動車両１の電気的構成をブロック図により示す。電力供給装置１０は、第１大容量蓄電装置２１、第２大容量蓄電装置２５、大出力蓄電装置２２、第１充放電量調整手段２３、第２充放電量調整手段２４及び第３充放電量調整手段２６を備える。第１大容量蓄電装置２１、第２大容量蓄電装置２５及び大出力蓄電装置２２は複合電源を構成する。第１充放電量調整手段２３は、第１大容量蓄電装置２１の充電量及び放電量を調整するようになっている。第２充放電量調整手段２４は、大容量蓄電装置２２の充電量及び放電量を調整するようになっている。第３充放電量調整手段２６は、第２大容量蓄電装置２５の充電量及び放電量を調整するようになっている。制御装置１１は、第１充放電量調整手段２３、第２充放電量調整手段２４及び第３充放電量調整手段２６を制御するようになっている。第１大容量蓄電装置２１には、その温度ＴＨｄ１を検出する温度センサ１８が設けられ、第２大容量蓄電装置２５には、その温度ＴＨｄ２を検出する温度センサ２７が設けられる。第１大容量蓄電装置２１及び第２大容量蓄電装置２５として、リチウムイオン電池等からなる二次電池を使用することができる。大出力蓄電装置２２として、キャパシタ（コンデンサ）を使用することができる。また、第１乃至第３の充放電量調整手段２３，２４，２６として、双方向昇降圧コンバータを使用することができる。

この実施形態で、電動機８，９として、一般的な直流モータを使用することができ、インバータを使えば交流モータを使用することもできる。直流モータを使用した場合、直流モータには、その回転数に比例して誘導起電圧が発生する。また、減速比を固定した場合、直流モータの回転数は、車速ＳＰに比例することとなる。このため、車速を入力し、誘導起電圧に打ち勝つ電力を電動機８，９（直流モータ）に供給できる電圧値となるよう、制御装置１１が第１〜第３の充放電量調整手段２３，２４，２６を制御するようになっている。

この実施形態で、制御装置１１には、電動車両１の走行時間ＴＩｔ、電動車両１の消費電力量ＥＷ、第１大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄ１、第２大容量蓄電装置２５の温度ＴＨｄ２、アクセル開度ＡＣＰ、ブレーキ踏力ＢＴｆ及び車速ＳＰ（回転数Ｎｍ）が入力されるようになっている。制御装置１１は、走行時間ＴＩｔ、消費電力量ＥＷ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２、アクセル開度ＡＣＰ及びブレーキ踏力ＢＴｆ等に基づき第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電量ＤＶｄ及び充電量ＣＶｄを算出する。そして、制御装置１１は、その算出された放電量ＤＶｄを第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から放電させ、その算出された充電量ＣＶｄを第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５に充電するために、第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御するようになっている。また、制御装置１１は、走行時間ＴＩｔ、消費電力量ＥＷ、大容量蓄電装置２１の温度ＴＨｄ、アクセル開度ＡＣＰ及びブレーキ踏力ＢＴｆ等に基づき大出力蓄電装置２２の放電量ＤＶｃ及び充電量ＣＶｃを算出する。そして、制御装置１１は、その算出された放電量ＤＶｃを大出力蓄電装置２２から放電させ、その算出された充電量ＣＶｃを大出力蓄電装置２２に充電するために、第２充放電量調整手段２４を制御するようになっている。

この実施形態では、制御装置１１と第１〜第３の充放電量調整手段２３，２４，２６により本発明の放電切替制御手段、充放電制御手段が構成される。また、制御装置１１は、本発明の走行時間計測手段に相当する。

この実施形態で、第１大容量蓄電装置２１は高断熱構造と加熱手段を備える。図２２に、この実施形態における第１大容量蓄電装置２１の高断熱構造等を断面図により示す。第１大容量蓄電装置２１は、複数の二次電池ユニット３１を配線３２により直列に接続することで構成される。この高断熱構造は、第１大容量蓄電装置２１を収容する断熱容器３３を備える。この断熱容器３３は、外壁３３ａと内壁３３ｂにより二重構造の箱形に形成され、外壁３３ａと内壁３３ｂとの間は、真空断熱層３４となっている。すなわち、この断熱容器３３は、本発明の真空断熱構造を備える。二次電池ユニット３１の一つには、温度センサ１８が取り付けられる。断熱容器３３の開口部３３ｃには、蓋３５が取り付けられる。断熱容器３３の内部には、各二次電池ユニット３１を加熱する本発明の加熱手段としての熱線よりなる電気ヒータ４０が設けられる。上記のような断熱容器３３が高断熱構造を有することで、第１大容量蓄電装置２１につき高い保温性を確保することができる。また、断熱容器３３を開放する必要がないため、開口部３３ｃも蓋２５により完全に外気から遮断することができる。これによっても、第１大容量蓄電装置２１につき保温性を高めることができる。また、必要に応じて電気ヒータ４０を作動させることにより、各二次電池ユニット３１を加熱することができる。また、冷却を不要としているため、加熱に要した電力を無駄にすることもない。

図２３に、この実施形態における第２大容量蓄電装置２５の低断熱構造を断面図により示す。第２大容量蓄電装置２５は、容器４１に収容された複数の二次電池ユニット３１を配線３２により直列に接続することで構成される。容器４１の開口部４１ａは、蓋３５で塞がれる。この実施形態では、第２大容量蓄電装置２５に、高い保温性を確保する必要がなく、冷却の必要もないことから、容器４１には、単に金属や樹脂などの断熱性のそれほど高くない材料が使用される。二次電池ユニット３１の一つには、温度センサ２７が取り付けられる。なお、この実施形態では、上記した高断熱構造の断熱容器３３により、本発明の高断熱容器が構成され、容器４１により、本発明の低断熱容器が構成される。ここで、高断熱容器と低断熱容器の高低の違いは、絶対的なものでなく、相対的なものである。

ここで、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の充電量ＣＶｄ及び放電量ＤＶｄを算出するために制御装置１１が実行する処理内容を、図２４に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ７００で、制御装置１１は、所定条件成立前か否かを判断する。制御装置１１は、この判断を、例えば、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２に基づいて行う。すなわち、温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２が所定温度Ｔｈ１（例えば「３０℃」）に達した場合を、「所定条件成立後」とし、それ以外を「所定条件成立前」とすることができる。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ７１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ７５０へ移行する。

ステップ７１０で、制御装置１１は、電気ヒータ４０をオンして第１大容量蓄電装置２１を加熱する。

次に、ステップ７２０で、制御装置１１は、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。制御装置１１は、この判断をアクセルセンサ１６の検出信号に基づいて行う。この判断結果が肯定となる場合、ステップ７３０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰと第１割合α又は第２割合βとの乗算結果に比例した放電量ＤＶｄを算出した後、処理をステップ７００へ戻る。ここで、第１割合αは、第１大容量蓄電装置２１が分担する出力電力の割合を意味し、第２割合βは、第２大容量蓄電装置２５が分担する出力電力の割合を意味し、「α＋β＝１」となる。つまり、この実施形態では、高断熱の断熱容器３３に収容された第１二次電池２１Ａと、低断熱の容器４１に収容された第２二次電池２５Ａが、出力電力が互いに異なる割合α，βに設定される。

ステップ７２０の判断結果が否定となる場合、ステップ７４０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、ブレーキ踏力ＢＴｆと第１割合α又は第２割合βとの乗算結果に比例した充電量ＣＶｄを算出した後、処理をステップ７００へ戻る。

一方、ステップ７００から移行してステップ７５０では、制御装置１１は、電気ヒータ４０をオフして第１大容量蓄電装置２１の加熱を停止する。

次に、ステップ７６０で、制御装置１１は、消費電力量ＥＷを走行時間ＴＩｔで除算することで、消費電力量ＥＷの平均値である平均消費電力量ＥＷｍを算出する。

その後、ステップ７７０で、制御装置１１は、上記算出された平均消費電力量ＥＷｍと第１割合α又は第２割合βとの乗算結果を放電量ＤＶｄとして算出した後、処理をステップ７００へ戻る。

次に、大出力蓄電装置２２の充電量ＣＶｃ及び放電量ＤＶｃを算出するために制御装置１１が実行する処理内容を、図２５に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ８００で、制御装置１１は、図２４のステップ７００に準ずる方法で、所定条件成立後か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ８１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ８００へ戻る。

ステップ８１０で、制御装置１１は、図２４のステップ７２０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ８２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ８５０へ移行する。

ステップ８２０で、制御装置１１は、アクセル開度ＡＣＰが所定値Ａ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ａ１は、アクセル開度ＡＣＰが相対的に大きいこと、すなわち加速要求が大きいことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、ステップ８３０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰに比例した放電量ＤＶｃを算出した後、処理をステップ８００へ戻る。

ステップ８２０の判断結果が否定となる場合、ステップ８４０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、アクセル開度ＡＣＰに反比例した充電量ＣＶｃを算出した後、処理をステップ８００へ戻る。

一方、ステップ８１０から移行してステップ８５０で、制御装置１１は、所定のマップ（関数データ）を参照することで、ブレーキ踏力ＢＴｆに比例した充電量ＣＶｃを算出した後、処理をステップ８００へ戻る。

次に、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電圧Ｖｄ，Ｖｅ及び電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを制御するために制御装置１１が実行する処理内容を、図２６に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ９００で、制御装置１１は、図２４のステップ７００と同様の方法で、所定条件成立前か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ９１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ９８０へ移行する。

ステップ９１０で、制御装置１１は、図２４のステップ７２０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ９２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ９５０へ移行する。

ステップ９２０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｎ１は、回転数Ｎｍが相対的に高いこと、すなわち電動車両１の車速ＳＰがある程度高いことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ９３０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電圧Ｖｄ，Ｖｅを昇圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

ステップ９２０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ９４０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電圧Ｖｄ，Ｖｅを降圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

一方、ステップ９１０から移行してステップ９５０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ９６０で、上記算出された充電量ＣＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを降圧させ、電動機８，９の発電を第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５に充電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の充電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

ステップ９５０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ９７０で、上記算出された充電量ＣＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを昇圧させ、電動機８，９の発電を第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５に充電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の充電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

一方、ステップ９００から移行してステップ９８０では、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ９９０で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電圧Ｖｄ，Ｖｅを昇圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電力を電動機８，９へ放電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

ステップ９８０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ１０００で、上記算出された放電量ＤＶｄに基づき第１及び第３の充放電量調整手段２３，２６を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電圧Ｖｄ，Ｖｅを降圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から電動機８，９へ向けて放電させる。これにより、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電量を調整した後、処理をステップ９００へ戻る。

次に、大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃ、電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍ及び各大容量蓄電装置２１，２５の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍ，Ｖ３ｍをそれぞれ制御するために制御装置１１が実行する処理内容を、図２７に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップ１１００で、制御装置１１は、図２５のステップ８００に準ずる方法で、所定条件成立後か否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１００へ戻る。

ステップ１１１０で、制御装置１１は、図２４のステップ７２０と同様の方法で、アクセルペダル１９が踏み込まれたか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１９０へ移行する。

ステップ１１２０で、制御装置１１は、アクセル開度ＡＣＰが所定値Ａ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ａ１は、アクセル開度ＡＣＰが相対的に大きいこと、すなわち加速要求がある程度大きいことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１３０へ移行し、この判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、処理をステップ１１６０へ移行する。

ステップ１１３０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この所定値Ｎ１は、回転数Ｎｍが相対的に高いこと、すなわち電動車両１の車速ＳＰがある程度高いことを意味する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ１１４０で、上記算出された放電量ＤＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃを昇圧させ、大出力蓄電装置２２の電力を電動機８，９へ放電させる。これにより、大出力蓄電装置２２からの放電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

ステップ１１３０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ１１５０で、上記算出された放電量ＤＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して大出力蓄電装置２２の電圧Ｖｃを降圧させ、大出力蓄電装置２２の電力を電動機８，９へ放電させ
る。これにより、大出力蓄電装置２２からの放電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

一方、ステップ１１２０から移行してステップ１１６０で、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ１１７０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍ，Ｖ３ｍを降圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電力を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

ステップ１１６０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ１１８０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電動機８，９の側の電圧Ｖ１ｍ，Ｖ３ｍを昇圧させ、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の電力を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

一方、ステップ１１１０から移行してステップ１１９０では、制御装置１１は、電動機８，９の回転数Ｎｍが所定値Ｎ１より大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、制御装置１１は、ステップ１２００で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを降圧させ、電動機８，９の発電を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

ステップ１１９０の判断結果が否定となる場合、制御装置１１は、ステップ１２１０で、上記算出された充電量ＣＶｃに基づき第２充放電量調整手段２４を制御して電動機８，９の誘導起電圧Ｖｍを昇圧させ、電動機８，９の発電を大出力蓄電装置２２に充電させる。これにより、大出力蓄電装置２２への充電量を調整した後、処理をステップ１１００へ戻る。

ここで、上記した各種制御に係り、電力供給装置１０と一つの電動機８の関係を、図２８〜図３３に示す回路構成図を参照して具体的に説明する。以下、図２８〜図３３に示すように、電動機８を「直流モータ８Ａ」に、第１大容量蓄電装置２１を「第１二次電池２１Ａ」に、第２大容量蓄電装置２５を「第２二次電池２５Ａ」に、大出力蓄電装置２２を「キャパシタ２２Ａ」に、第１充放電量調整手段２３を「第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａ」に、第２充放電量調整手段２４を「第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａ」に、第３充放電量調整手段２６を「第３双方向昇降圧コンバータ２６Ａ」に、それぞれ置き換えて説明する。

この実施形態の電力供給制御装置によれば、電力制御の方法は、所定条件成立の前か後かにより大きく分けられる。この実施形態では、複合電源が第１二次電池２１Ａ、第２二次電池２５Ａ及びキャパシタ２２Ａにより構成される。そして、所定条件成立前には、主として第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａから放電させるように、あるいは、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａに充電させるように、制御装置１１及び第１及び第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２６Ａにより、放電対象又は充電対象を第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａに切り替える。これにより、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２の上昇が早められる。また、所定条件成立後には、少なくともキャパシタ２２Ａから放電させるように、あるいは、キャパシタ２２Ａに充電させるように、制御装置１１及び第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａにより、放電対象をキャパシタ２２Ａに切り替える。これにより、必要十分な放電電力が電動車両１の直流モータ８Ａに供給されると共に、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの負担が軽減され、その温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２が適正に保たれる。このため、複合電源を構成する第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２を適正に管理することができ、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの劣化を抑えることができ、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの長寿命化を図ることができる。また、複合電源が放電電力不足となることを防いで電動車両１が出力不足となることを防止することができる。

図２９及び図３０は、所定条件成立前の各種運転条件における電流方向、各電圧Ｖ１ｍ，Ｖ１ｂ，Ｖ３ｍ，Ｖ３ｂ，Ｖｍの大小関係を示す。図２９及び図３０において、「Ｖｄ」は第１二次電池２１Ａの電圧（第１二次電池電圧）を、「Ｖｅ」は第２二次電池２５Ａの電圧（第２二次電池電圧）を、「Ｖｍ」は直流モータ８Ａの誘導起電圧（直流モータ誘導起電圧）を、「Ｖｃ」はキャパシタ２２Ａの電圧（キャパシタ電圧）を、「Ｖ１ｍ」は第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａの「モータ側電圧」を、「Ｖ１ｂ」は第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａの「二次電池側電圧」を、「Ｖ３ｍ」は第３双方向昇降圧コンバータ２６Ａの「モータ側電圧」を、「Ｖ３ｂ」は第３双方向昇降圧コンバータ２６Ａの「二次電池側電圧」を、それぞれ示す。また、図２９及び図３０において、矢印は電流の方向を示す。直流モータ８Ａは、その回転数Ｎｍに比例して誘導起電圧Ｖｍを発生させ、減速比を固定した場合に回転数Ｎｍは車速に比例する。

所定条件成立前の電動車両１の「力行時」には、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへ電力が供給されることとなり、第１二次電池電圧Ｖｄ及び第２二次電池電圧Ｖｅが誘導起電圧Ｖｍに打ち勝って直流モータ８Ａに必要な電力を供給できるように、制御装置１１は、回転数Ｎｍ（車速ＳＰ）に基づいて第１及び第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２６Ａをそれぞれ制御する。これに対し、所定条件成立前の「回生時」には、直流モータ８Ａで発生した電力が第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａに充電されることとなり、制御装置１１は、回転数Ｎｍ（車速ＳＰ）に基づいて第１及び第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２６Ａをそれぞれ制御する。

このように所定条件成立前の電動車両１の「力行時」には、図２９に示すように、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへ電力を供給する。図２９において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖｅ＞Ｖ３ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖｅ＜Ｖ３ｍ」となる。また、所定条件成立前の電動車両１の「回生時」には、図３０に示すように、直流モータ８Ａから第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａへ電力を供給する。図３０において、低回転時には「Ｖ１ｂ＞Ｖｍ，Ｖ３ｂ＞Ｖｍ」となり、高回転時には「Ｖ１ｂ＜Ｖｍ，Ｖ３ｂ＜Ｖｍ」となる。この場合、第１二次電池２１Ａだけを使用して電力制御を行えばよく、例えば、電動車両１に急加速の要求があり、第１二次電池２１Ａだけでは電力不足となるような場合だけ補足的に第２二次電池２５Ａを使用して直流モータ８Ａへ電力を供給すればよい。

図３１〜図３３は、所定条件成立後の各種運転条件下における電流方向、各電圧の大小関係を示す。図３１〜図３３において、「Ｖ２ｍ」は第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａの「モータ側電圧」を、「Ｖ２ｃ」は第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａの「キャパシタ側電圧」を、それぞれ示す。また、図３１〜図３３において、矢印は電流の方向を示す。

所定条件成立後の電動車両１の「高負荷時」、すなわち、急加速等のように消費電力が急激に増加するような場合には、図３１に示すように、第１双方向昇降圧コンバータ２３Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第３双方向昇降圧コンバータ２６Ａのモータ側電圧Ｖ３ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのモータ側電圧Ｖ２ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きくなる。従って、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モー
タ８Ａへ供給される電力の変動は極わずかとなるが、電動車両１に必要な電力と、直流モータ８Ａへ供給される電力との間に差が生じる。このため、その電力差の存在を制御装置１１が判断し、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａを制御してキャパシタ２２Ａから直
流モータ８Ａへ不足分の電力を供給する。図３１において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖｅ＞Ｖ３ｍ，Ｖｃ＞Ｖ２ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖｅ＜Ｖ３ｍ，Ｖｃ＜Ｖ２ｍ」となる。

逆に、所定条件成立後の電動車両１の「低負荷時」、すなわち、直流モータ８Ａの消費電力が少なくなるような場合には、図３２に示すように、第１及び第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２６Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍ，Ｖ３ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのキャパシタ側電圧Ｖ２ｃがキャパシタ電圧Ｖｃより大きくなる。従って、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａから供給される平均消費電力ＥＷｍの余剰分の存在を制御装置１１が判断し、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａを制御してキャパシタ２２Ａに余剰分の電力を充電させる。図３２において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖｅ＞Ｖ３ｍ，Ｖ２ｃ＞Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＞Ｖ３ｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖｅ＜Ｖ３ｍ，Ｖ２ｃ＜Ｖ１ｍ，Ｖ２ｃ＜Ｖ３ｍ」となる。

一方、所定条件成立後の電動車両１の「回生時」、すなわち、運転者がアクセルペダル１９から足を離したような場合には、図３３に示すように、第１及び第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２６Ａのモータ側電圧Ｖ１ｍ，Ｖ３ｍが直流モータ８Ａの誘導起電圧Ｖｍより大きく、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａのキャパシタ側電圧Ｖ２ｃがキャパシタ電圧Ｖｃより大きくなる。従って、電動車両１が減速状態になったと制御装置１１が判断すると、ブレーキ操作量に比例して直流モータ８Ａから回生電力が発生し、その回生電力と第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａからの電力が併せてキャパシタ２２Ａに充電される。図３３において、低回転時には「Ｖｄ＞Ｖ１ｍ，Ｖｅ＞Ｖ３ｍ，Ｖ２ｃ＞Ｖｍ」となり、高回転時には「Ｖｄ＜Ｖ１ｍ，Ｖｅ＜Ｖ３ｍ，Ｖ２ｃ＜Ｖｍ」となる。

所定条件成立後は、所定条件成立前とは異なり、電動車両１の走行状況に関係なく第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａからは放電のみ行い、放電量も極力安定した値であるほど二次電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２の上昇を抑えることができる。例えば、図２４のフローチャートにより説明したように、走行時間ＴＩｔと消費電力量ＥＷから平均消費電力量ＥＷｍを算出し、この平均消費電力量ＥＷｍを第１割合αと第２割合βで第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａに分担させて直流モータ８Ａへ供給するようになっている。

キャパシタ２２Ａの充電及び放電は、「高負荷時」、「低負荷時」及び「回生時」の３つの場合に分けられる。そして、「高負荷時」には、電動車両１が急加速等して消費電力量ＥＷが急激に増加しても、前述のように二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへの電力供給は、平均消費電力量ＥＷｍにより行われる。これにより、二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへの電力供給量の増加はわずかで済む。このため、電動車両１が必要とする電力と二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへ供給される電力との間に差が発生し、その電力差の存在を制御装置１１が判断して、第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａから直流モータ８Ａへ不足分の電力を供給するようになっている。従って、所定条件成立後は、平均消費電力量ＥＷｍを二次電池２１Ａ，２５Ａから放電させ、変動負荷と平均消費電力量ＥＷｍとの差をキャパシタ２２Ａから放電させるので、二次電池２１Ａ，２５Ａの負荷が軽減されると共に、同電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２が安定的に保たれる。この結果、二次電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２を適正に管理することができ、二次電池２１Ａ，２５Ａの劣化を抑えることができ、二次電池２１Ａ，２５Ａを更に長寿命化することができる。

一方、「低負荷時」に、直流モータ８Ａの消費電力量ＥＷが少なくなった場合、二次電池２１Ａ，２５Ａから直流モータ８Ａへ供給される電力の余剰分の存在を制御装置１１が判断し、その余剰分の電力を第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａに充電するようになっている。

また、運転者がアクセルペダル１９から足を離したような場合には、電動車両１が「回生時」になったと制御装置１１が判断し、ブレーキ操作量ＴＢｆに比例した直流モータ８Ａからの回生電力と二次電池２１Ａ，２５Ａからの電力を併せて第２双方向昇降圧コンバータ２４Ａによりキャパシタ２２Ａに充電するようになっている。上記のように電動車両１の運転状態の変化による電力供給の変動のほとんどは、キャパシタ２２Ａにより吸収されることとなる。

上記のように第１二次電池２１Ａ、第２二次電池２５Ａ及びキャパシタ２２Ａに充電及び放電を行わせるための第１〜第３の双方向昇降圧コンバータ２３Ａ，２４Ａ，２６Ａによる電力制御の内容は、図２７及び図２８のフローチャートにより既に説明した。この制御の基本的な考え方は、直流モータ８Ａに電力を供給する場合は、直流モータ８Ａの回転数に比例した誘導起電圧Ｖｍに打ち勝ち、必要なトルクを発生させることのできる電流値となる電圧を第１二次電池２１Ａ、第２二次電池２５Ａ及びキャパシタ２２Ａにより発生させることであり、第１二次電池２１Ａ、第２二次電池２５Ａ及びキャパシタ２２Ａに充電する場合は、その充電に必要な電流値を発生させることのできる電圧を発生させればよい。

図３４に、この実施形態の電力供給制御装置につき、所定条件成立前に「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の電動車両１の走行負荷の変化のシミュレーションをグラフにより示す。図３５に、この実施形態の電力供給制御装置につき、所定条件成立後に「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの出力（放電電力）とキャパシタ２２Ａの出力（放電電力）の変化のシミュレーションをグラフにより示す。ここで、「所定条件」は、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２が「３０℃」に達したときとする。

所定条件成立前は、電動車両１の走行に必要な電力はすべて第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａが賄うことから、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの出力の変化が、図３４に示す走行負荷の変化と同じになる。

所定条件成立後は、所定条件成立前の１２００秒間の消費電力量ＥＷから算出した平均消費電力量ＥＷｍを第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａにより賄い、走行負荷との差をキャパシタ２２Ａにより補うかたちとなる。ここでは、１２００秒間の平均消費電力量ＥＷｍを第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａにより賄うため、図３５に示すように、モード後半の負荷が高くなる領域では、各二次電池２１Ａ，２５Ａの出力（放電電力）が増大するが、所定条件成立前に比べると格段に出力が安定することが分かる。

図３６に、この実施形態の電力供給制御につき、「１０・１５モード」で電動車両１を走行させた場合の二次電池の温度の変化のシミュレーションをグラフにより示す。比較のために、同じ走行を低断熱の容器に入れた二次電池のみの電力供給で行った場合と、同じ走行を高断熱の容器に入れた二次電池のみの電力供給で行った場合を示す。また、図３７に、二次電池温度の経時変化（二次電池保温特性）をグラフにより示す。図３８に、二次電池温度と二次電池内部抵抗との関係（二次電池内部抵抗特性）をグラフに示す。

図３８に示すように、二次電池温度が「０℃」を下回ると二次電池の内部抵抗が急激に増加するので、電動車両１の走行開始時には二次電池温度を「０℃」以上にすることが望ましい。また、二次電池温度が「３０℃」以上になると、二次電池の内部抵抗の変化が少なく、一般に二次電池温度が高くなるほど二次電池の劣化が早まる。そこで、二次電池温度を「３０℃」まで急速に暖めて「３０℃」付近に保持することで、二次電池の出力特性と寿命を両立させることが可能となる。

図３６に示すように、外気温が「−３０℃」の条件から計算を行い、高断熱の容器に入れた二次電池のみの電力供給によれば、走行時間ＴＩｔが「４２００秒」に達すると、二次電池温度が「５０℃」を超えてしまい、二次電池の寿命の点から不利である。

図３６は、高断熱構造の断熱容器３３に収容した第１二次電池２１Ａと、低断熱の容器４１に収容した第２二次電池２５Ａを互いに同じ質量とし、それらの放電電力の分配率としては、第１二次電池２１Ａの第１割合αを「０.４５」とし、第２二次電池２５Ａの第２割合βを「０.５５」とした結果を示す。低断熱の容器４１に収容した第２二次電池２５Ａは、放電電力の分配率が相対的に高いので、高断熱の断熱容器に収容した二次電池のみの電力供給の場合と同等の昇温特性を示す。しかも、所定条件成立後（「３０℃」到達後）は、電動車両１の走行負荷変動分をキャパシタ２２Ａが負担することから、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの発熱量が少なくなり、各二次電池温度２１Ａ，２５Ａを「３０℃」に保持可能となる。

この実施形態では、第１二次電池２１Ａの電力出力に係る分配率が第２二次電池２５Ａのそれよりも少し低いことから、第１二次電池２１Ａの昇温に少し余分に時間がかかる。しかし、電動車両１を毎日使用した場合には、後述するように二次電池温度を「０℃」以上とすることができるので、第２二次電池２５Ａと同等以上の昇温特性となる。

二次電池温度が「３０℃」に到達した後の温度上昇を見ると、この実施形態では、低断熱の容器に収容した二次電池のみの電力供給の場合より低い温度上昇となる。このため、本実施形態によれば、各二次電池２１Ａ，２５Ａの昇温時間を短縮することができ、その短縮により出力特性の改善を図ることができ、適正な温度保持により各二次電池２１Ａ，２５Ａの寿命延長を図ることができる。

今回の計算では、第１二次電池２１Ａと第２二次電池２５Ａの出力の分配率（第１割合α、第２割合β）を一定としているが、電動車両１の走行状況に応じて出力の分配率（第１割合α、第２割合β）を適宜に変更することもできる。例えば、第１二次電池２１Ａと第２二次電池２５Ａの温度をそれぞれ監視し、第１割合αと第２割合βを相互に変更することにより、第１及び第２の二次電池２１Ａ，２５Ａの両方を同じ温度にすることも可能である。

一方、低断熱の容器に収容した二次電池のみの電力供給では、本実施形態と同様に最終的に二次電池温度を「４０℃」以下に留めることができる。しかし、図３７の電池保温特性を見た場合、「１０時間」後には、二次電池温度がほぼ外気温（−３０℃）と同じになってしまう。電動車両を毎日走行させた場合、本実施形態によれば、１日（２４時間）経過後の二次電池温度は「０℃」となり、翌日の走行開始時の二次電池出力特性を格段に改善可能となる。

上記した二次電池温度の計算は、電動車両を「−３０℃」の極低温から走行させた場合を想定する。そして、二次電池温度を急速に高めるために、走行初期には二次電池のみにより充放電させるが、外気温度がさほど低くない場合は、急速に二次電池を暖める必要がなく、次の走行時に二次電池の出力に支障を与えるほど新居電池温度が低下することはない。このため、走行初期からキャパシタ２２Ａを補足的に使用することで、二次電池からは安定した電力を出力できるように制御すればよい。

この実施形態の制御装置によれば、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の温度を監視しながらそれらの放電電力を制御し、電動車両１の負荷変動と、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の出力との差を大出力蓄電装置２２から放電させ、又は大出力蓄電装置２２に充電させるので、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５への負担が低減される。この結果、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の発熱を低減することができる。

また、この実施形態では、大容量蓄電装置が第１大容量蓄電装置２１と第２大容量蓄電装置２５に分けられ、第１大容量蓄電装置２１が高断熱の断熱容器３３に収容され、第２大容量蓄電装置２５が低断熱の容器４１に収容される。従って、高断熱の断熱容器３３と低断熱の容器４１の中の熱が逃げ難く、各大容量蓄電装置２１，２５の温度上昇が早まり、その温度の持続的に保たれる。また、高断熱の断熱容器３３と低断熱の容器４１との間で、温度上昇と温度持続性に差が付けられる。このため、電動車両１の走行負荷が高まり、各大容量蓄電装置２１，２５の発熱量が多くなった場合に、断熱性の低い容器４１に収容された第２大容量蓄電装置２５の放電量を断熱性の高い断熱容器３３に収容された第１大容量蓄電装置２１の放電量より多くすることで、第１大容量蓄電装置２１の発熱量が低減され、第２大容量蓄電装置２５の発熱は、比較的容易に放散可能となる。この結果、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の温度管理が容易となり、各大容量蓄電装置２１，２５の冷却が容易となる。このため、各大容量蓄電装置２１，２５をそれぞれ速やかに冷却することができ、それらを冷却するために、高断熱の断熱容器３３及び低断熱の容器４１を開放状態にするなどの特別な構造を別途設ける必要がない。また、各大容量蓄電装置２１，２５を設置又は交換するために開閉される蓋３５以外の構成を一体形成することができる。また、蓋３５と容器３３，４１との接合部もシール剤等を使用することで、保温性を高めることができる。また、各大容量蓄電装置２１，２５を加熱するのに要したエネルギーを大気に放出することがなく、エネルギー損失を低減することができる。

この実施形態によれば、冷間時に電気ヒータ４０を作動させることで、第１大容量蓄電装置２１を速やかに加熱できる。このため、第１大容量蓄電装置２１を早期に活性化させて放電させることができ、冷間時から電動機８，９を速やかに安定駆動させて電動車両１を早期に安定走行させることができる。

この実施形態によれば、高断熱の断熱容器３３が真空断熱構造を有することから、その断熱容器３３が軽量化される。このため、複合電源全体の重量化を防止することができる。

また、この実施形態では、変動負荷と第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の放電電力ごとに異なる放電電力との差が、制御装置１１等により大出力蓄電装置２２から放電され、又は大出力蓄電装置２２に充電されるので、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５への負担が軽減される。このため、複合電源を構成する第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５の温度ＴＨｄ１，ＴＨｄ２を適正に管理することができ、各大容量蓄電装置２１，２５の劣化を抑えることができ、各大容量蓄電装置２１，２５の長寿命化を図ることができる。また、複合電源が放電電力不足となることを防いで電動車両１が出力不足となることを防止することができる。

この実施形態によれば、所定時間当たりの消費電力量ＥＷから算出された平均消費電力量ＥＷｍを第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から放電させるように第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５が制御装置１１等により制御されるので、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５から過剰に放電されることがなく、第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５への負担が軽減される。この意味でも、各大容量蓄電装置２１，２５の劣化を抑えることができ、各大容量蓄電装置２１，２５の長寿命化を図ることができる。また、複合電源が放電電力不足となることを防いで電動車両１が出力不足となることを防止することができる。

この実施形態によれば、第１大容量蓄電装置２１と第２大容量蓄電装置２５は、出力電力の分担が互いに異なる第１割合α、第２割合βに設定されるので、それぞれの割合α，βに応じて第１及び第２の大容量蓄電装置２１，２５を使い分けることが可能となる。この意味で、２つの大容量蓄電装置２１，２５の温度管理を容易にすることができる。

［第４実施形態］
次に、電動車両用電源の電力供給制御方法を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図３９に、この実施形態における電動車両の電気的構成をブロック図により示す。この実施形態で、電力供給装置１０は、大容量蓄電装置としての二次電池５１と、大出力蓄電装置としてのキャパシタ５２と、インバータ５３と、双方向昇降圧コンバータ５４とを備える。二次電池５１とキャパシタ５２は複合電源を構成する。インバータ５３には、交流モータ５５が接続される。インバータ５３は双方向昇降圧コンバータ５４に接続される。二次電池５１は、インバータ５１と双方向昇高圧コンバータ５４の両方に接続される。インバータ５３と双方向昇降圧コンバータ５４は、それぞれ制御装置１１に接続される。二次電池５１として、例えば、リチウムイオン電池を採用することができる。

インバータ５３は、二次電池５１の充電量及び放電量を調整するようになっている。双方向昇降圧コンバータ５４は、キャパシタ５２の充電量及び放電量を調整するようになっている。制御装置１１は、二次電池５１及びキャパシタ５２の充電量及び放電量を調整するためにインバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御するようになっている。インバータ５３と二次電池５１との間には、二次電池５１の端子間電圧を計測するための第１電圧計５６と、二次電池５１の放電電流及び充電電流を計測するための第１電流計５７が設けられる。双方向昇降圧コンバータ５４とキャパシタ５２との間には、キャパシタ５２の端子間電圧を計測するための第２電圧計５８と、キャパシタ５２の放電電流及び充電電流を計測するための第２電流計５９が設けられる。二次電池５１には、二次電池５１の温度（二次電池温度）を検出するための温度センサ６０が設けられる。温度センサ６０は、制御装置１１に接続される。制御装置１１には、アクセル開度ＡＣＰ、ブレーキ踏力ＢＴｆ、車速ＳＰ（回転数Ｎｍ）及び二次電池温度に係る信号が入力されるようになっている。

この他、電動車両には、その走行位置及び走行経路を計測するためのナビゲーション装置６１と、ナビゲーション装置６１で計測された走行位置及び走行経路に係る位置情報を履歴として記憶するための位置情報履歴記憶手段６２と、二次電池温度と外気温度に関する温度情報を履歴として記憶するための温度情報履歴記憶手段６３と、各電圧計５６，５８及び各電流計５７，５９で計測される電圧値及び電流値に基づき電動車両の消費電力を算出するための消費電力算出手段６４と、この消費電力算出手段６４で算出された消費電力情報を履歴として記憶するための消費電力情報履歴記憶手段６５とが設けられる。これらの装置６１及び手段６２〜６５は、制御装置１１に接続される。

交流モータ５５は、電動車両の駆動輪（図示略）に連結され、電動車両の走行状態に応じて二次電池５１及びキャパシタ５２から電力の供給を受けたり、二次電池５１及びキャパシタ５２へ回生電力を供給したりするようになっている。なお、この実施形態では交流モータ５５を採用しているが、交流モータ５５の代わりに直流モータを使用することもできる。この場合、インバータ５５を省略することができる。

ナビゲーション装置６１は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリ等と、周知のＧＰＳ機能等とを備える。各種記憶手段６２，６３，６５は、読み出し書き換えメモリ（ＲＡＭ）等の記憶素子から構成される。消費電力算出手段６４は、ＣＰＵ等から構成される。

上記構成によれば、電動車両を加速走行させるような「力行時」には、制御装置１１が、アクセル開度ＡＣＰと車速ＳＰの信号に基づいてインバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御し、二次電池５１及びキャパシタ５２から交流モータ５５へ必要な電力を出力（放電）させるようになっている。一方、電動車両の走行を減速させるような「回生時」には、制御装置１１が、ブレーキ踏力ＢＴｆと車速ＳＰの信号に基づいてインバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御し、交流モータ５５で生じる回生電力を二次電池５１及びキャパシタ５２へ充電させるようになっている。

電動車両の交流モータ５５で消費され、あるいは交流モータ５５で回生される電力は、二次電池５１に設けられた第１電圧計５６及び第１電流計５７により電圧値及び電流値として計測され、その計測された電圧値及び電流値が消費電力算出手段６４へ送られる。消費電力算出手段６４では、これら電圧値及び電流値に基づいて二次電池５１による放電量（放電電力）及び充電量（充電電力）が算出され、その算出結果が二次電池５１による消費電力情報として消費電力情報履歴記憶手段６５に記憶される。また、キャパシタ５２に設けられた第２電圧計５８及び第２電流計５９により計測される電圧値及び電流値は、消費電力算出手段６４へ送られることで、キャパシタ５２による放電量（放電電力）及び充電量（充電電力）が算出され、その算出結果がキャパシタ充放電情報として消費電力情報履歴記憶手段６５に記憶される。電動車両の走行に要した消費電力と、キャパシタ５２から交流モータ５５へ供給された電力との差は、二次電池５１から交流モータ５５へ供給された電力となるため、この電力差が消費電力情報履歴記憶手段６５にて二次電池充放電情報として記憶される。

この実施形態では、ナビゲーション装置６１で計測される毎日の位置情報は、位置情報履歴記憶手段６２へ送られて、７日間毎のデータにグループ分けされて記憶されるようになっている。消費電力算出手段６４から消費電力情報履歴記憶手段６５へ送られる毎日の消費電力情報等は、７日間毎のデータにグループ分けされて記憶されるようになっている。また、温度センサ６０により検出される毎日の二次電池温度、外気温度は、温度情報履歴記憶手段６３へ送られて、７日間毎のデータにグループ分けされて記憶されるようになっている。

次に、電動車両の走行前に二次電池５１の温度を上げるために制御装置１１が実行する処理内容を図４０に示すフローチャートを参照して説明する。

電動車両の走行前に二次電池５１が低温状態にある場合は、二次電池５１の本来の能力を早期に発揮させるために、制御装置１１は、以下のような制御を実行する。

処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１３００で、制御装置１１は、位置情報履歴記憶手段６２に記憶された複数日分の位置情報履歴に重なりがあるか否かを判断する。すなわち、制御装置１１は、本日と同じ曜日に係る過去の複数日分の位置情報履歴を相互に比較することで、それら複数日分の位置情報履歴の中に共通する位置情報があるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は、処理をステップ１３１０へ移行する。

ステップ１３１０で、制御装置１１は、電動車両の現在の停車位置が、重なりのあった位置情報履歴の中のいつもの停車位置であるか否かを判断する。すなわち、制御装置１１は、電動車両の現在の停車位置が、複数日分の位置情報履歴の中の同じ時刻の停車位置と同じであるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は処理をステップ１３２０へ移行する。

ステップ１３２０で、制御装置１１は、温度センサ６０の検出値に基づき、現在の二次電池温度が第１の所定温度（例えば「０℃」）以下であるか否かを判断する。すなわち、制御装置１１は、現在の二次電池温度が、二次電池５１の本来の能力を発揮させ難い低温か否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は、処理をステップ１３３０へ移行する。

ステップ１３３０で、制御装置１１は、インバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することで、二次電池５１からキャパシタ５２へ放電させ、その後の処理を終了する。

つまり、上記制御では、電動車両がいつもと同じ停車位置から走行を開始しようとしているときに、二次電池５１が第１の所定温度（０℃）以下の低温状態にあるときは、走行開始前に予め二次電池５１からキャパシタ５２へ放電させることで、二次電池５１の温度を上昇させるようにしている。

次に、電動車両の走行時に二次電池５１の温度を低減させるために制御装置１１が実行する処理内容を図４１に示すフローチャートを参照して説明する。

電動車両の走行時に二次電池５１が高温状態になると、二次電池５１の劣化が進みその寿命が短くなることから、これを防止するために、制御装置１１は、以下のような制御を実行する。

処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１４００で、制御装置１１は、位置情報履歴記憶手段６２に記憶された複数日分の位置情報履歴に重なりがあるか否かを判断する。この判断の詳細は、図４０のステップ１３００の処理に準ずる。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は処理をステップ１４１０へ移行する。

ステップ１４１０で、制御装置１１は、今回の走行経路が、重なりのあった位置情報履歴の走行経路と同じか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は処理をステップ１４２０へ移行する。

ステップ１４２０で、制御装置１１は、温度センサ６０で検出された過去の二次電池温度が第２の所定温度（例えば「４０℃」）以上であるか否かを判断する。すなわち、制御装置１１は、現在の二次電池５１が、このまま過去の履歴記憶情報と同じ経路を走行する場合、劣化を招くおそれのある高温状態になる危険性があるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は、処理をステップ１４３０へ移行する。

ステップ１４３０で、制御装置１１は、インバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することにより、二次電池５１の出力（放電）をある上限値に平滑化させると共に、不足分の電力をキャパシタ５２から出力（放電）させ、その後処理を終了する。

つまり、上記制御では、電動車両がいつもの走行経路を走行中に、二次電池５１が第２の所定温度以上の高温状態になる危険性があるときは、二次電池５１から交流モータ５５への出力（放電）をある上限値で一定とし、不足分の電力をキャパシタ５２から出力（放電）させて補うこととし、二次電池温度を低減させるようにしている。

次に、電動車両の停車前に二次電池の温度を上昇させるために制御装置１１が実行する処理内容を図４２に示すフローチャートを参照して説明する。

電動車両の走行開始時には、二次電池５１の本来の能力を速やかに発揮させるために、二次電池５１がある程度暖まっていることが望ましい。そこで、次回の走行開始時まで二次電池５１を暖状態に保つために、制御装置１１は、以下のような制御を実行する。

処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１５００で、制御装置１１は、位置情報履歴記憶手段６２に記憶された複数日分の位置情報履歴に重なりがあるか否かを判断する。この判断の詳細は、図４０のステップ１３００の処理に準ずる。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は処理をステップ１５１０へ移行する。

ステップ１５１０で、制御装置１１は、現在の走行経路が、重なりのあった位置情報履歴の走行経路と同じか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は、処理をステップ１５２０へ移行する。

ステップ１５２０で、制御装置１１は、今回の走行終了時に二次電池５１に必要とされる温度（必要温度）を算出する。この必要温度は、その後、電動車両が走行を終了して放置され、次回の走行を開始するときに、二次電池５１が第１の所定温度以下にならないようにするために必要となる走行終了時の温度を意味する。制御装置１１は、現在の走行経路と二次電池温度に基づいてこの必要温度を推定的に算出する。

次に、ステップ１５３０で、制御装置１１は、温度情報履歴記憶手段６３に記憶されている現在の位置情報に対応した温度情報履歴が、上記算出された必要温度以下であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、制御装置１１は、そのまま処理を終了する。この判断結果が肯定である場合、制御装置１１は、処理をステップ１５４０へ移行する。

ステップ１５４０で、制御装置１１は、現在、交流モータ５５へ電力を供給するために併用されている二次電池５１とキャパシタ５２のうち、キャパシタ５２の出力（放電）を必要な分だけ低減させてから、その後の処理を終了する。これにより、二次電池５１の出力（放電）が相対的に増大し、走行終了時には二次電池温度を高めることができる。

つまり、上記制御では、次回の走行開始時に二次電池５１を暖状態に保てるようにするために、電動車両がいつもの走行経路を走行中に、必要に応じて走行終了時の二次電池温度を高めるために、二次電池５１とキャパシタ５２の出力（放電）を制御する。

図４３に、位置情報履歴記憶手段６２に記憶された位置情報履歴の一例をタイムチャートにより示す。図４３には、「１日前」〜「７日前」の７日分の位置情報履歴をグループ化したグループデータが示される。図４４に、図４３に示すように７日分の位置情報履歴にグループ化された４つのグループデータのそれぞれから選択された「７日前」、「１４日前」、「２１日前」及び「２８日前」の位置情報履歴を上下に並べてタイムチャートにより示す。図４４において、「７日前」〜「２８日前」の４日分の位置情報履歴のうち、「２１日前」を除く３日分のデータにつき、「０時〜６時」、「８時〜１８時」及び「２０時〜２４時」の各時間帯で位置情報に共通する部分、すなわち「重なり」があることが分かる。

ここで、当日と同じ曜日に係る複数日分の位置情報履歴において、当日と同じ時間帯の位置情報履歴に重なりがあり、当日もその位置情報と同じ場所に電動車両が位置している場合に、制御装置１１は、二次電池温度が最良の値となる二次電池５１及びキャパシタ５２の放電量及び充電量を決定し、それら放電量及び充電量となるようにインバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御するようになっている。

ここで、例えば、キャパシタ５２を優先的に放電させる場合は、二次電池５１より高い電圧でキャパシタ５２から二次電池５１へ電力を供給してやればよい。また、キャパシタ５２へ優先的に充電させる場合は、二次電池５１よりキャパシタ５２の電圧の方が高いときは、その値より高い電圧となるように二次電池５１を昇圧させ、二次電池５１よりキャパシタ５２の電圧の方が低いときは、その値より少し高い値となるように二次電池５１を降圧してやればよい。

図４５に、二次電池温度と二次電池５１の内部抵抗との関係（内部抵抗特性）をグラフにより示す。電動車両の走行開始時に二次電池温度が低いと、図４５に示すように、内部抵抗が大きくなることが分かる。この場合、二次電池５１の出力特性が悪化し、電動車両の走行に支障を来すおそれがある。そこで、この実施形態で、制御装置１１は、位置情報履歴記憶手段６２に記憶されている位置情報履歴に基づいて当日の走行開始時刻を推定する。そして、推定された時刻になる前にインバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することで、二次電池５１からキャパシタ５２へ出力（放電）させて、二次電池５１の温度を上昇させるようになっている。

また、二次電池温度が必要以上に高くなると、二次電池５１の寿命が短くなる懸念がある。ここで、二次電池からの発熱の大半は、二次電池の内部抵抗によるジュール熱であり、その内部抵抗を「Ｒ」、二次電池５１により充電又は放電される電流を「Ｉ」とすれば、二次電池の発熱量「Ｑ」は、「ＲＩ²」で表される。このため、充電又は放電される
電力が同じであっても、変動の少ない安定した電流値になるほど発熱量を低減させることができる。

従って、温度情報履歴記憶手段６３に記憶されている二次電池温度の履歴から、二次電池５１の温度が、その寿命を短くするおそれのある温度以上となることが判明した場合は、制御装置１１は、消費電力情報履歴記憶手段６５に記憶されている消費電力履歴に基づき、消費電力量と走行時間より平均消費電力量を算出する。そして、制御装置１１は、二次電池５１の出力を平均消費電力量に近付けるように、インバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することで、二次電池５１及びキャパシタ５２の充放電制御を行うようになっている。

一方、電動車両の次回の走行開始を考えると、二次電池５１の寿命への影響が少ない第２の所定温度以下であって極力高い二次電池温度で電動車両の走行を終了させた方が、次回の走行開始時に二次電池温度が相対的に高くなり、二次電池５１の出力特性を確保することができる。そこで、この実施形態では、制御装置１１は、温度情報履歴記憶手段６３に記憶されている温度情報履歴に基づき、電動車両の走行終了前に、走行負荷が低く、かつ、二次電池温度が低くなることが予想される場合に、インバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することで、上記とは逆に、二次電池５１の出力（放電）変動を大きくし、二次電池温度を高めるようになっている。

上記制御内容において、電動車両の走行開始時に二次電池５１に確保すべき最低温度を第１の所定温度とし、二次電池５１の寿命の観点から確保すべき最高温度を第２の所定温度とする。そして、二次電池温度が、これら第１の所定温度と第２の所定温度との間の温度範囲内に入るように、制御装置１１は、インバータ５３及び双方向昇降圧コンバータ５４を制御することで、二次電池５１の充放電制御を行うようになっている。

図４５に示す内部抵抗特性から分かるように、二次電池温度が「０℃」を下回ると、内部抵抗が急激に増加する。これにより、第１の所定温度を「０℃」とし、将来の電動車両用電源として主流になると思われるリチウムイオン電池では、その寿命の観点から第２の所定温度を「５０℃」以下にすることが望ましい。更に余裕をみて第２の所定温度を「４０℃」にするのが望ましい。

図４６に、上記した充放電制御を行うために参照される、「７日前」の電動車両の位置情報、車両消費電力情報、二次電池充放電情報及びキャパシタ充放電情報の関係を概念的にタイムチャートにより示す。図４７に、「当日」の改善後の電動車両の位置情報、車両消費電力情報、二次電池充放電情報及びキャパシタ充放電情報の関係を概念的にタイムチャートにより示す。図４６に示す「７日前」の位置情報、車両消費電力情報、二次電池充放電情報及びキャパシタ充放電情報によれば、電動車両の消費電力を二次電池５１とキャパシタ５２に分けて負担していることから、二次電池５１とキャパシタ５２の充電量（回生電力量）及び放電量を合計した値が、電動車両の消費電力なることが分かる。このように二次電池５１とキャパシタ５２による充放電制御では、加速時に必要な電力の一部、並びに、回生時の電力の全部をキャパシタ５２により充電及び放電している。ここで、キャパシタ５２による充電及び放電が二次電池５１のそれに比べて少ないことから、二次電池５１の放電量の変動が比較的大きくなっており、郊外道路の長い上りとそれに続く有料道路への侵入によって二次電池温度が「４０℃」を超えたとする。

この結果を参照して、図４７に示す「当日」の充放電制御では、まず、温度センサ６０により検出される二次電池温度が「０℃」以下の低温状態にあり、位置情報によりその当日は「６時半頃」に電動車両の走行を開始すると推定される。この場合、図４０に示す充放電制御を実行することにより、走行開始時刻より少し前（例えば「３０分前」）の「６時頃」より、二次電池５１からキャパシタ５２へ放電させ、走行開始時には、二次電池温度を「０℃」以上にするようになっている。

図４６に示す「７日前」の車両消費電力情報の履歴から、郊外道路の長い上りと有料道路への侵入でどの程度の電力量が必要か分かっている。このため、電動車両が郊外道路の長い上りに達する少し前から走行に必要な電力より大きい電力を二次電池５１から放電させ、その後に二次電池５１の出力を低減させるために、キャパシタ５２への充電を行うようになっている。

図４６に示す「７日前」の走行では、郊外道路の上りに到達後、二次電池５１からの出力が増しているが、図４７に示す「当日」の走行では、図４１に示す充放電制御を実行することにより、二次電池５１による前述の出力を維持し、不足分をキャパシタ５２から放電させることで、二次電池５１からの出力を平滑化しているので、二次電池温度を低減させることができる。

有料道路後半は、長い下りが続き、有料道路が終わると市街地道路となり、走行速度が低下するため、走行に必要な電力が減少し、二次電池温度も低下することが温度情報履歴より分かる。図４８に、走行終了時の二次電池温度を「４０℃」とし、外気温度を「０℃」と「−３０℃」にした場合の、電動車両放置後の二次電池温度の変化をグラフにより示す。図４８のグラフから、電動車両放置後に、二次電池温度が第１の所定温度である「０℃」に達するまでの到達時間を算出することができる。例えば、「７日前」の温度情報履歴より走行終了時から、次の走行開始までの外気温度の平均値を算出し、その算出値が、例えば「−１５℃」になったとする。この場合、図４８において、「０℃」の曲線と「−３０℃」の曲線との間を通る曲線を用いることで、「０℃」に達するまで到達時間を推定的に算出することができる。

また、位置情報履歴記憶手段６２に記憶されている位置情報履歴により、次の日の走行開始推定時刻が分かることから、電動車両の走行が終了してから次の日の走行開始までの放置時間が分かり、その放置時間の分だけ、先ほどの「０℃」以下となる推定時刻から時間を遡れば、その当日の走行終了時に二次電池５１に必要となる必要温度を算出することができる。「７日前」の温度情報履歴において、走行終了時の二次電池温度が上記必要温度より低い場合は、図４２に示す充放電制御を実行することにより、「当日」のキャパシタ５２の出力（放電）を「７日前」のキャパシタ５２の出力（放電）よりも低減させれば、二次電池５１の出力（放電）が相対的に増大し、走行終了時の二次電池温度を高めることができる。

以上について充放電制御と二次電池温度のシミュレーションを行い、その結果を図４９，５０，５１に示す。このシミュレーションでは、電動車両につき「１０・１５モード」の走行を繰り返し行い、１回のモード走行で約１０分の時間を要した。図４９に電動車両の走行負荷の変化の一例をグラフにより示す。図５０に、二次電池及びキャパシタの出力の変化の一例をグラフにより示す。図５１に、各種条件下で上記充放電制御を行った場合の二次電池温度の変化をグラフにより示す。図５１に示すように、二次電池のみの電力供給では、電動車両の走行に必要な電力をすべて二次電池で賄っているため、二次電池の出力が走行負荷と同じになる。二次電池の出力とキャパシタの出力を合計した値が、図４９における走行負荷と等しくなり、その負荷変動の大半をキャパシタが負担するため、二次電池の出力変動を大幅に低減することができる。

図５１において、二次電池のみの電力供給では、走行負荷変動に応じて必要な電力を二次電池のみで賄うことになる。二次電池とキャパシタの複合電源で二次電池一定出力による電力供給では、全モード走行に必要な消費電力とそれに要する時間から平均消費電力を算出し、その算出値と同じ一定出力を二次電池から出力（放電）させ、残りの変動分を全てキャパシタにより補うこととなる。前者の場合は、二次電池の発熱量が最も多くなり、後者の場合は、二次電池の発熱量が最も少なくなる。本実施形態の場合では、二次電池５１の発熱量を、前者の場合の発熱量と後者の場合の発熱量との中間の量に調整することができる。

図５１に示すグラフでは、二次電池のみの電力供給と、複合電源で二次電池一定出力による電力供給を、それぞれ外気温度が「−３０℃」のときに実施しており、何れも外気温度と同じ「−３０℃」から電動車両の走行を始めている。二次電池のみの電力供給では、二次電池温度の上昇速度が相対的に早い利点はあるが、発熱量が相対的に多いため、最終的には第２の所定温度である「４０℃」を超えてしまうことが分かる。一方、複合電源で二次電池一定出力による電力供給では、発熱量が相対的に少なく、二次電池温度が第１の所定温度である「０℃」を超えるのに「３００秒」もかかることが分かる。このため、その間に、二次電池の内部抵抗が非常に高くなるため、電動車両の走行性能に悪影響を与えるおそれがある。

一方、本実施形態では、電動車両が走行を開始する前に二次電池５１からキャパシタ５２へ放電を行うため、図５１に示すように、第１の所定温度である「０℃」以上の二次電池温度から電動車両の走行を開始できることが分かる。そして、二次電池温度が低い走行初期においては、二次電池５１の出力変動を多くすることで、二次電池５１の温度上昇を早める。その後、二次電池温度が「３０℃」となってからは、キャパシタ５２による出力変動分の負担を高め、二次電池５１の出力変動を減らす。これにより、図５１に示すように、二次電池温度をほぼ一定に保つことができることが分かる。そして、電動車両の走行終了近くになると、再び二次電池５１の出力変動を増やすことにより、次回の走行に備えて二次電池温度を高めることができる。

ここで、この第４実施形態に含まれる発明を効果と共に以下に記載する。
［第１の発明］
大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御する電動車両用電源の電力供給制御方法であって、
ナビゲーション装置により計測される前記電動車両の位置を位置情報として、充放電計測手段により計測される前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置の放電量及び充電量を電力情報として、温度計測手段により計測される前記大容量蓄電装置の温度を温度情報として、それぞれ記憶手段に記憶しておき、
走行当日と同じ曜日につき、前記記憶手段に記憶されている複数日分の前記位置情報の履歴、前記電力情報の履歴及び前記温度情報の履歴を相互に関連付け、前記複数日分の位置情報の履歴に共通する重なりがあり、その重なりと同じ位置又は経路に前記走行当日の前記電動車両が存在し、その重なりに関連する前記温度情報の履歴が第１の所定温度以下又は第２の所定温度以上となる場合に、前記走行当日の前記大容量蓄電装置が事前に前記第１の所定温度以上又は前記第２の所定温度以下となるように前記大容量蓄電装置を充放電させると共に、変動負荷と前記大容量蓄電装置による充放電電力との差を前記大出力蓄電装置により充放電させることを特徴とする電動車両用電源の電力供給制御方法。

この第１の発明によれば、大容量蓄電装置の温度を監視しながら大容量蓄電装置及び大出力蓄電装置による充放電を制御し、変動負荷と大容量蓄電装置による充放電電力との差を大出力蓄電装置により充放電させるので、大容量蓄電装置の発熱を低減させることができ、大容量蓄電装置の冷却を不要にできる。更に、電動車両の位置情報の履歴、電力情報の履歴及び温度情報の履歴を関連付け、大容量蓄電装置の将来の温度を予測することができ、最良の温度となるように大容量蓄電装置の充放電を制御することができる。

［第２の発明］
前記複数日分の位置情報の履歴に共通する重なりがあり、その重なりと同じ位置にて前記温度情報の履歴が前記第１の所定温度以下となる場合に、前記電動車両の走行開始前に、前記大容量蓄電装置と前記大出力蓄電装置との間で充放電させることを特徴とする第１の発明に記載の電動車両用電源の電力供給制御方法。

この第２の発明によれば、第１の発明の効果に加え、電動車両が走行を開始するまでに大容量蓄電装置を温めて最良の温度にすることができる。

［第３の発明］
前記複数日分の位置情報の履歴に共通する重なりがあり、その重なりと同じ位置にて前記温度情報の履歴が前記第２の所定温度以上となり、前記重なりと同じ経路を前記電動車両が走行している場合に、前記電力情報の履歴に基づいて前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置の充放電量を決定することを特徴とする第１の発明に記載の電動車両用電源の電力供給制御方法。

この第３の発明によれば、第１の発明の効果に加え、電動車両の走行中に大容量蓄電装置の出力を平均電力に近付け、その温度が過剰に上昇するのを防止することができる。

［第４の発明］
前記複数日分の位置情報の履歴に共通する重なりがあり、その重なりと同じ位置にて前記温度情報の履歴が前記第１の所定温度以下となり、前記重なりと同じ経路を前記電動車両が走行している場合に、前記電動車両の次の走行開始時における前記大容量蓄電装置の温度が前記第１の所定温度以上となる前記電動車両の走行終了時における前記大容量蓄電装置の温度を算出し、前記走行終了時に前記大容量蓄電装置が前記算出された温度となるよう前記電力情報の履歴に基づいて前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置の充放電量を決定することを特徴とする第１の発明に記載の電動車両用電源の電力供給制御方法。

この第４の発明によれば、第１の発明の効果に加え、電動車両の次の走行開始時に大容量蓄電装置を最良の温度に高め、その出力特性を向上させることができる。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

例えば、前記第１〜第３の実施形態では、この発明を、２つの電動機８，９を備えた電動車両１に具体化したが、１つの電動機を備えた電動車両に具体化することもできる。

この発明は、大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備えた電動車両に利用することができる。

１ 電動車両
８ 電動機
８Ａ 直流モータ
９ 電動機
１１ 制御装置（走行時間計測手段、温度監視手段）
１８ 温度センサ（温度検出手段）
２１ （第１）大容量蓄電装置
２１Ａ 二次電池
２２ 大出力蓄電装置
２２Ａ キャパシタ
２３ 第１充放電量調整手段
２３Ａ 第１双方向昇降圧コンバータ
２４ 第２充放電量調整手段
２４Ａ 第２双方向昇降圧コンバータ
２５ 第２大容量蓄電装置
２５Ａ 第２二次電池
２６ 第３充放電量調整手段
２６Ａ 第３双方向昇降圧コンバータ
２７ 温度センサ
３３ 断熱容器（高断熱容器）
３４ 真空断熱層（真空断熱構造）
４０ 電気ヒータ（加熱手段）
４１ 容器（低断熱容器）

Claims (11)

1. 大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、
   所定条件の成立前は、主として前記大容量蓄電装置から放電させ、前記所定条件の成立後は、少なくとも前記大出力蓄電装置から放電させるように放電対象を切り替える放電切替制御手段を備えたことを特徴とする電動車両用電源の電力供給制御装置。
2. 前記所定条件は、前記大容量蓄電装置の温度に係り、前記大容量蓄電装置の温度を検出する温度検出手段を備え、前記放電切替制御手段は、前記温度検出手段により検出される温度に基づいて前記所定条件の成立を判断することを特徴とする請求項１に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
3. 前記所定条件は、前記電動車両の走行開始からの走行時間に係り、前記走行時間を計測する走行時間計測手段を備え、前記放電切替制御手段は、前記走行時間計測手段により計測される走行時間に基づいて前記所定条件の成立を判断することを特徴とする請求項１に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
4. 前記所定条件の成立後は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力量を前記大容量蓄電装置から放電させ、変動負荷と前記平均消費電力量との差を前記大出力蓄電装置から放電させ、又は前記大出力蓄電装置に充電させるように充放電対象を制御する充放電制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
5. 大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、
   前記大容量蓄電装置を収容する断熱容器と、
   前記大容量蓄電装置の放電量を制御して前記大容量蓄電装置の温度を監視する温度監視手段と、
   変動負荷と前記大容量蓄電装置からの放電電力との差を前記大出力蓄電装置から放電させ、又は前記大出力蓄電装置に充電させるように制御する充放電制御手段と
   を備えたことを特徴とする電動車両用電源の電力供給制御装置。
6. 前記大容量蓄電装置からの放電電力は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力量であることを特徴とする請求項５に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
7. 大容量蓄電装置と大出力蓄電装置を複合電源として備え、電動車両への電力供給を制御するために前記大容量蓄電装置及び前記大出力蓄電装置による放電量及び充電量を制御するように構成した電動車両用電源の電力供給制御装置において、
   前記大容量蓄電装置は、第１の大容量蓄電装置と第２の大容量蓄電装置を含むことと、
   前記第１の大容量蓄電装置を収容する高断熱容器と、
   前記第２の大容量蓄電装置を収容する低断熱容器と、
   前記第１及び第２の大容量蓄電装置の放電量及び充電量を変動負荷に応じて制御する充放電制御手段と
   を備え、前記充放電制御手段は、変動負荷と前記第１及び第２の大容量蓄電装置ごとに異なる放電電力との差を前記大出力蓄電装置から放電させ、又は前記大出力蓄電装置に充電させるように制御することを特徴とする電動車両用電源の電力供給制御装置。
8. 前記充放電制御手段は、所定時間当たりの消費電力量から算出した平均消費電力を前記第１及び第２の大容量蓄電装置から放電させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
9. 前記高断熱容器は、前記第１の大容量蓄電装置を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
10. 前記高断熱容器は、真空断熱構造を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。
11. 前記高断熱容器に収容された前記第１の大容量蓄電装置と、前記低断熱容器に収容された前記第２の大容量蓄電装置は、出力電力が互いに異なる割合に設定されることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一つに記載の電動車両用電源の電力供給制御装置。

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