JP2011211790A - 蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的に並列に接続される複数の蓄電装置の数を変更できる構成において、蓄電装置の数に応じた各種制御を行うことができる蓄電システムを提供する。
【解決手段】 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置（１０Ａ〜１０Ｄ）と、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサ（１４ａ）と、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電流値を検出する電流センサ（１４ｂ）と、電気的に並列に接続された複数の蓄電装置における出力を制御するコントローラ（３０）と、を有する。コントローラは、電圧センサおよび電流センサの出力に基づいて、各蓄電装置における出力値を算出し、これらの出力値のうち最も小さい出力値に対して、電気的に並列に接続された蓄電装置の数を乗じた値を、蓄電装置の出力制御に用いられる出力許容値として設定する。
【選択図】 図２０

Description

本発明は、複数の蓄電装置を車両に搭載することができ、車両に搭載される蓄電装置の数を変更することができるシステムに関するものである。

従来、複数の単電池（二次電池）を電気的に直列に接続した電池パックが搭載された車両では、電池パックの出力に基づいて車両を走行させたり、車両の制動時に発生する回生電力を電池パックに蓄えたりしている。ここで、特許文献１では、複数の電池パックを車両に搭載するようにしている。

特許文献２に記載の車両では、複数のバッテリが搭載されており、これらのバッテリのうちの１つは、車両に固定されるバッテリであり、他のバッテリは、車両に対して着脱することができる。そして、他のバッテリは、固定用のバッテリに対して電気的に並列に接続することができる。また、特許文献３に記載の車両では、複数のバッテリユニットをモータ（負荷）に対して電気的に直列に接続し、複数のバッテリユニットを電気的に並列に接続している。

特開２００５−０１９２３１号公報（図４，６） 特開２００４−２６２３５７号公報（図４（ｂ）） 特開平０５−３３８４４４号公報（図１） 特表２００８−５３７５２８号公報 特開平１１−３１７２４６号公報 特開平０９−０９８５１８号公報

複数の電池パックが着脱可能に車両に搭載でき、車両に搭載された複数の電池パックが電気的に並列に接続される構成においては、車両に搭載された電池パックの数に応じて各種制御を行う必要がある。

ここで、特許文献２では、固定用のバッテリが電力不足となったときに、固定用のバッテリに対して他のバッテリを電気的に並列に接続するようにしているだけである。また、特許文献３では、複数のバッテリユニットが電気的に並列に接続された構成において、各バッテリユニットの容量を検出することが記載されているだけである。

したがって、特許文献２，３では、車両に搭載された複数のバッテリが電気的に並列に接続された構成において、バッテリの数に応じてバッテリシステムの制御を行うことについては、何ら考慮していない。

そこで、本発明の目的は、電気的に並列に接続される複数の蓄電装置の数を変更できる構成において、蓄電装置の数に応じた各種制御を行うことができる蓄電システムを提供することにある。

本願第１の発明である蓄電システムは、電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、電気的に並列に接続された複数の蓄電装置における出力を制御するコントローラと、を有する。ここで、コントローラは、電圧センサおよび電流センサの出力に基づいて、各蓄電装置における出力値（又は入力値）を算出し、これらの出力値（又は入力値）のうち最も小さい出力値（又は入力値）に対して、電気的に並列に接続された蓄電装置の数を乗じた値を、蓄電装置の出力制御（又は入力制御）に用いられる出力許容値（又は入力許容値）として設定する。

本願第２の発明である蓄電システムは、電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、電気的に並列に接続された各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、電気的に並列に接続された複数の蓄電装置における充放電を制御するコントローラと、を有する。ここで、コントローラは、電圧センサおよび電流センサの出力に基づいて、各蓄電装置の充電状態を示す値であるＳＯＣを取得し、これらのＳＯＣのうち、最も大きいＳＯＣが予め設定された上限値を超えないように、複数の蓄電装置における充放電を制御する。また、コントローラは、最も小さいＳＯＣが予め設定された下限値を超えないように、複数の蓄電装置における充放電を制御する。

複数の蓄電装置を負荷に接続するときには、電圧値の高い側から順に各蓄電装置を負荷に接続することができる。この場合には、負荷に接続される蓄電装置の数が時間に応じて変化することになる。ここで、本願第１の発明では、蓄電装置の数が変化している間において、上述した出力許容値（又は入力許容値）の設定を行うことができる。また、本願第２の発明では、蓄電装置の数が変化している間において、各蓄電装置のＳＯＣ（最大値又は最小値）に基づいて、充放電の制御を行うことができる。

また、複数の蓄電装置は、車両に固定されたマスター蓄電装置と、車両に着脱可能に搭載され、搭載時にマスター蓄電装置と電気的に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とで構成することができる。この場合には、車両に搭載される蓄電装置の数を変更することができる。ここで、本願第１の発明では、車両に搭載された蓄電装置の数に応じて、上述した出力許容値（又は入力許容値）の設定を行うことができる。また、本願第２の発明では、車両に搭載された蓄電装置の数に応じて、各蓄電装置のＳＯＣ（最大値又は最小値）に基づいて、充放電の制御を行うことができる。

本願第３の発明である蓄電システムは、電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、電気的に並列に接続された蓄電装置と接続され、蓄電装置の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、所定の制御定数を用いたＰＩ制御により、昇圧回路の駆動を制御する制御信号を生成するコントローラと、を有する。コントローラは、昇圧回路と接続された蓄電装置の数に応じて、制御定数を変更する。ここで、蓄電装置の数および制御定数を対応付けた対応情報を、メモリに記憶しておくことができ、蓄電装置の数に対応した制御定数を決定することができる。

複数の蓄電装置を負荷に接続するときには、電圧値の高い側から順に各蓄電装置を負荷に接続することができる。この場合には、負荷に接続される蓄電装置の数が時間に応じて変化することになる。ここで、蓄電装置の数が変化している間において、上述した制御定数の設定を行うことができる。

また、複数の蓄電装置は、車両に固定されたマスター蓄電装置と、車両に着脱可能に搭載され、搭載時にマスター蓄電装置と電気的に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とで構成することができる。この場合には、車両に搭載される蓄電装置の数を変更することができ、車両に搭載された蓄電装置の数に応じて、制御定数を設定することができる。

本願第４の発明である温度調節システムは、複数の蓄電素子をそれぞれ有しているとともに、車両に着脱可能に搭載され、搭載時に電気的に並列に接続される複数の蓄電装置と、車両に搭載された各蓄電装置に対して、蓄電素子の温度調節に用いられる熱交換媒体を供給するためのファンと、車両に搭載された複数の蓄電装置に分岐して接続され、熱交換媒体を各蓄電装置に導くダクトと、ファンの駆動を制御するコントローラと、を有する。コントローラは、各蓄電装置で要求される熱交換媒体の供給量を取得し、最も多い供給量に基づいて、ファンを駆動する。

本願第１の発明によれば、出力値（又は入力値）が最も小さい蓄電装置を保護しながら、電気的に並列に接続される蓄電装置の数に応じた出力制御（又は入力制御）を行うことができる。

本願第２の発明によれば、電気的に並列に接続される蓄電装置の数が変更されても、すべての蓄電装置におけるＳＯＣが充放電制御における上限値（又は下限値）を超えるのを阻止でき、複数の蓄電装置に対する充放電制御を適切に行うことができる。

本願第３の発明によれば、電気的に並列に接続される蓄電装置の数に応じて、昇圧回路のＰＩ制御で用いられる制御定数を変更するため、昇圧回路の動作を適切に行うことができる。

本願第４の発明によれば、各蓄電装置に対して供給される熱交換媒体の量が不足するのを防止しつつ、車両に搭載された蓄電装置の数に応じて、ファンを駆動することができる。

本発明の実施例１における車両の構成を示す概略図である。 ４つの電池パックの搭載構造を示す図である。 電池パックの搭載構造を車両の後方から見たときの図である。 ガイドレールの一端における構造を示す側面図である。 一対のガイドレールの構造を示す上面図である。 ガイドレールの位置決め構造を示す図である。 ガイドレールおよびスライダの位置決め構造を示す図である。 電池パックおよびガイドレールの固定構造を示す図である。 電池パックおよびガイドレールの固定構造を示す図である。 吸気ダクトの構造を示す上面図である。 排気ダクトの構造を示す上面図である。 車両の駆動システムを示す図である。 マスター電池パックおよびスレーブ電池パックの接続を示す概略図である。 ファンの駆動制御を示すフローチャートである。 要求風量、車速および電池パックの温度の関係を示す図である。 １つのファンを用いて、複数の電池パックに空気を供給する構成を示す図である。 ファンの駆動制御を示すフローチャートである。 電池パックのＳＯＣ制御を示すフローチャートである。 電池パックの搭載位置を検出する機構を説明する概略図である。 電池パックの搭載位置と、スイッチ素子の出力の組み合わせとの関係を示す図である。 電池パックの入出力制御を示すフローチャートである。 電池パックの温度に対する出力許容値および入力許容値を示す図である。 電池パックのＳＯＣに対する出力許容値および入力許容値を示す図である。 出力許容値および入力許容値を変更する処理を示すフローチャートである。 昇圧回路の構成を示す図である。 昇圧回路を制御する構成を示すブロック線図である。 複数の電池パックを接続する処理を示すフローチャートである。 複数の電池パックを接続するタイミングを示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である車両について説明する。本実施例の車両では、複数の電池パック（蓄電装置）を搭載することができる。図１は、本実施例の車両を示す概略図であり、図２は、本実施例の車両における電池パックの搭載構造を示す概略図である。図１および図２において、ＦＲは、車両１の前方を示し、ＵＰは、車両１の上方を示している。

本実施例の車両１としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両の走行エネルギを発生させる動力源として、後述する電池パックの他に、燃料電池又は内燃機関を用いた車両である。電気自動車は、車両の動力源として、後述する電池パックだけを用いた車両である。

本実施例の車両１において、リアシート１０１の後方に形成されたスペースＳ１には、４つの電池パック１０Ａ〜１０Ｄを搭載することができる。各電池パック１０Ａ〜１０Ｄは、後述するように、同一の構造を有しており、電気的に並列に接続される。

マスター電池パック１０Ａは、車両１の左右方向に延びるクロスメンバ１０２，１０３に対して締結ボルト等によって固定されており、リアシート１０１の背面に沿って配置されている。各クロスメンバ１０２，１０３の両端は、車両１の前後方向に延びる一対のサイドメンバ１０４に接続されている。なお、スペースＳ１の下方には、スペアタイヤ等を収容するための収容スペースＳ２が形成されている。

スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄは、車両ボディに対して着脱することができるようになっている。すなわち、車両１に搭載されるスレーブ電池パックの数は、変更することができる。スレーブ電池パック１０Ｂは、マスター電池パック１０Ａの上方に配置されており、スレーブ電池パック１０Ｃは、マスター電池パック１０Ａに対して車両１の後方側に配置されている。スレーブ電池パック１０Ｃおよびマスター電池パック１０Ａは、同一面内に配置されている。

スレーブ電池パック１０Ｄは、スレーブ電池パック１０Ｂに対して車両１の後方側であって、スレーブ電池パック１０Ｃの上方に配置されている。スレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄは、同一面内に配置されている。

図３に示すように、一対のホイールハウス１０５のそれぞれには、下段ガイドレール２０１および上段ガイドレール２０２がブラケット１０６を介して固定されており、各ガイドレール２０１，２０２は、車両１の前後方向に延びている。ここで、図３は、車両１を後方から見たときの概略図である。図３において、ＬＨは、車両１の前方を向いたときに左側の方向を示している。

ブラケット１０６は、締結ボルト等によってホイールハウス１０５に固定されており、各ガイドレール２０１，２０２は、締結ボルト等によってブラケット１０６に固定されている。

下段ガイドレール２０１は、図２に示すように、上段ガイドレール２０２よりも短くなっており、スレーブ電池パック１０Ｃを所定の搭載位置まで移動させる。スレーブ電池パック１０Ｃは、車両１の後方から下段ガイドレール２０１に組み込むことができる。上段ガイドレール２０２は、スレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄを所定の搭載位置まで移動させる。ここで、スレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄは、車両１の後方から上段ガイドレール２０２に組み込むことができる。

図３に示すように、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄは、各ガイドレール２０１，２０２と対向する側面において、ガイドレール２０１，２０２と係合するスライダ１１を有している。各ガイドレール２０１，２０２のうち、車両１の後方側に位置する端部には、スライダ１１を組み込むための開口部が設けられている。スライダ１１をガイドレール２０１，２０２に組み込めば、スライダ１１を各ガイドレール２０１，２０２に沿って移動させることができる。これにより、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを所定の搭載位置まで移動させることができる。

図４は、ガイドレール２０１の一端における構造を示しており、スライダ１１の側からガイドレール２０１を見たときの図である。図４では、ガイドレール２０１の構造を示しているが、ガイドレール２０２の構造も同様である。

ガイドレール２０１は、ガイドレール２０１の長手方向に延びる一対のフランジ部２０１ａと、一対のフランジ部２０１ａの間に位置するガイド部２０１ｂとを有している。フランジ部２０１ａは、電池パック１０Ｃの側面に沿って配置される。また、ガイドレール２０１は、この長手方向において、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２を有している。ガイド部２０１ｂの第１領域Ｒ１は、スライダ１１を組み込むための領域であり、ガイド部２０１ｂの第２領域Ｒ２は、スライダ１１を一方向に向かって移動させる領域である。

ガイド部２０１ｂの第１領域Ｒ１には、テーパ面が設けられており、テーパ面は、ガイドレール２０１の外側に面している。また、ガイド部２０１ｂの第１領域Ｒ１の高さは、Ｈ１からＨ２（＜Ｈ１）の範囲内で連続的に変化しており、第１領域Ｒ１の高さは、ガイドレール２０１の端部において、最も高くなっている。また、ガイド部２０１ｂの第２領域Ｒ２は、略等しい高さＨ２を有している。

ガイドレール２０１の端部にテーパ面を設けることにより、スライダ１１をガイドレール２０１に対して容易に組み込むことができる。具体的には、スライダ１１がガイドレール２０１に対して車両１の下方向にずれていても、スライダ１１を第１領域Ｒ１のテーパ面に沿って移動させるだけで、スライダ１１をガイドレール２０１に対して容易に組み込むことができる。

本実施例では、第１領域Ｒ１の下面を、テーパ面で構成しているが、これに限るものではない。例えば、第１領域Ｒ１の上面をテーパ面で構成したり、第１領域Ｒ１の上面および下面をテーパ面で構成したりすることができる。

図５は、一対のガイドレール２０１の構造を示しており、車両１の上方から見たときの図である。図５に示すＲＨは、車両１の前進方向を向いたときに右側の方向を示している。ガイドレール２０１の第１領域Ｒ１は、テーパ面を有しており、第１領域Ｒ１において、一対のガイドレール２０１の間隔は、Ｗ１からＷ２（＜Ｗ１）の間で変化している。ガイドレール２０１の一端における間隔Ｗ１は、最も広くなっており、ガイドレール２０１の一端から離れるにつれて、一対のガイドレール２０１の間隔が狭まる。また、ガイドレール２０１の第２領域Ｒ２において、一対のガイドレール２０１の間隔は、Ｗ２に設定されている。

図５に示す構造によれば、スライダ１１がガイドレール２０１に対して車両１の左右方向にずれていても、スライダ１１を第１領域Ｒ１のテーパ面に沿って移動させるだけで、スライダ１１をガイドレール２０１に対して容易に組み込むことができる。

各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄは、所定の搭載位置において、位置決めされる。例えば、図６に示すように、ガイドレール２０１に凹部２０１ｃを形成すれば、スライダ１１を凹部２０１ｃに移動させるだけで、スレーブ電池パック１０Ｃを位置決めすることができる。図６は、図４に対応した図であり、ガイドレール２０１の一部を示す側面図である。凹部２０１ｃは、スレーブ電池パック１０Ｃの搭載位置に対応した位置に設けられている。

ガイドレール２０２についても、スレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄを位置決めするための凹部（上述した凹部２０１ｃに相当する）を設けることができる。ガイドレール２０２では、２つのスレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄを位置決めするため、２つの凹部が設けられることになる。そして、２つの凹部は、スレーブ電池パック１０Ｂ，１０Ｄの搭載位置に対応した位置に設けられる。

ここで、図７に示すように、スライダ１１の一部を凹部２０１ｃに沿った形状に形成すれば、スライダ１１が凹部２０１ｃに対してずれてしまうのを防止することができる。

スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを所定の搭載位置に位置決めした後は、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄは、ガイドレール２０１，２０２に固定される。各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄをガイドレール２０１，２０２に固定する構造としては、例えば、図８Ａや図８Ｂに示す構造を用いることができる。図８Ａおよび図８Ｂでは、スレーブ電池パック１０Ｃをガイドレール２０１に固定する構造を示している。

図８Ａに示す構造において、ガイドレール２０１のフランジ部２０１ａは、スレーブ電池パック１０Ｃの上面に沿った領域２０１ａ１を有している。そして、領域２０１ａ１およびスレーブ電池パック１０Ｃの上面を締結ボルトによって固定することができる。図８Ａの点線で示す箇所は、締結ボルトによる固定箇所を示している。

図８Ｂに示す構造において、スレーブ電池パック１０Ｃの上面には、固定部材２０３が設けられており、固定部材２０３およびガイドレール２０１のフランジ部２０１ａが互いに重なる領域において、締結ボルトによって固定することができる。図８Ｂの点線で示す箇所は、締結ボルトによる固定箇所を示している。

なお、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄをガイドレール２０１，２０２に固定する構造は、図８Ａおよび図８Ｂに示す構造に限るものではなく、他の構造を用いることもできる。すなわち、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄをガイドレール２０１，２０２に固定できればよい。

次に、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの内部構造について、図３を用いて説明する。図３では、スレーブ電池パック１０Ｃ，１０Ｄの内部構造を示しているが、他の電池パック１０Ａ，１０Ｂもスレーブ電池パック１０Ｃ，１０Ｄと同様の構造を有している。以下の説明では、スレーブ電池パック１０Ｄの内部構造について説明する。

スレーブ電池パック１０Ｄは、複数の単電池（蓄電素子）１２が電気的に直列に接続された電池モジュール１３を有しており、複数の単電池１２は、一方向（車両１の左右方向）に並んで配置されている。単電池１２としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。電池モジュール１３を構成する単電池１２の数は、要求される出力に基づいて適宜設定することができる。

本実施例では、複数の単電池１２を一方向に並べて配置しているが、複数の単電池１２によって１つの電池モジュールを構成しておき、複数の電池モジュールを一方向に並べて配置することもできる。

車両１の左右方向において電池モジュール１３と隣り合う位置には、電子機器１４が配置されている。電子機器１４には、例えば、電池モジュール１３の通電および非通電を切り替えるシステムメインリレー、電池モジュール１３の電圧を検出するための電圧センサ、電池モジュール１３に流れる電流を検出するための電流センサが含まれる。

電子機器１４に対して、電池モジュール１３の側とは反対側には、ファン１５が配置されている。ファン１５には、吸気ダクト（不図示）が接続されており、吸気ダクトの先端に形成された開口部は、車両１の室内に面している。このため、ファン１５を駆動すれば、車室内の空気が吸気ダクトに取り込まれる。車室とは、乗員の乗車するスペースである。

各電池パック１０Ａ〜１０Ｄのファン１５に接続される吸気ダクトは、電池パック１０Ａ〜１０Ｄに対応させて別々に配置することができる。一方、図９に示すように、吸気ダクト２０を分岐させて、２つの分岐部２１を、電池パック１０Ｂ，１０Ｄ内のファン１５にそれぞれ接続することもできる。図９に示す矢印は、空気の移動方向を示している。

図９に示す構成では、吸気ダクト２０に２つの分岐部２１を設けているが、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの数だけ分岐部２１を設けて、これらの分岐部２１を電池パック１０Ａ〜１０Ｄ内のファン１５にそれぞれ接続することもできる。このように、吸気ダクト２０を分岐させることにより、吸気ダクト２０の配置スペースを小型化することができる。

電池モジュール１３、電子機器１４およびファン１５は、パックケース１６に収容されている。また、パックケース１６の内部は、電池モジュール１３を収容するスペースと、電子機器１４およびファン１５を収容するスペースとに仕切られており、電池モジュール１３を収容するスペースでは、後述するように、電池モジュール１３の温度調節に用いられる空気が移動する。

吸気ダクトに取り込まれた空気は、電池モジュール１３に導かれ、電池モジュール１３を構成する各単電池１２と接触する。具体的には、電池モジュール１３の下面には、ファン１５からの空気を移動させるためのスペース（吸気経路）が設けられており、吸気経路に沿って空気が移動する。そして、隣り合って配置された２つの単電池１２の間を移動して、電池モジュール１３の上面に移動する。このとき、空気は、単電池１２との間で熱交換を行うことにより、単電池１２の温度を調節することができる。

例えば、単電池１２が発熱しているときには、冷却用の空気を供給することにより、単電池１２の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１２が過度に冷却されているときには、加温用の空気を供給することにより、単電池１２の温度低下を抑制することができる。ここで、車室内の空気は、空調設備によって単電池１２の温度調節に適した温度に調節されているため、車室内の空気を吸気ダクトに取り込むだけでよい。

電池モジュール１３の上面には、単電池１２との間で熱交換された空気を排出させるためのスペース（排出経路）が設けられている。この排出経路には、図１０に示すように、排気ダクト２２が接続されており、排気ダクト２２に導かれた空気は、車両１の外部に排出される。図３に示す矢印は、単電池１２の温度調節に用いられる空気の移動方向を示している。

図１０に示すように、排気ダクト２２は、車両１の外部まで延びるように配置しなくてもよい。すなわち、車両ボディや車両１に搭載される部材（例えば、ラゲッジトレイ）を用いて、排気ダクト２２から排出された空気を車両の外部に排出させるための経路を形成することができる。これにより、排気ダクト２２を小型化することができる。

一方、排気ダクトを電池パック１０Ａ〜１０Ｄの数だけ分岐させ、これらの分岐部を、電池パック１０Ａ〜１０Ｄにそれぞれ接続することができる。これにより、電池パック１０Ａ〜１０Ｄから排出された空気（熱交換後の空気）を、１つの排気経路に合流させた状態で車両１の外部に排出させることができる。

次に、電池パックを含む車両の駆動システムについて、図１１を用いて説明する。図１１では、１つの電池パック１０Ａだけを示しているが、本実施例のように、複数の電池パック１０Ａ〜１０Ｄを車両１に搭載するときには、図１２に示すように、電池パック１０Ａ〜１０Ｄが電気的に並列に接続される。

電圧センサ１４ａは、電池モジュール１３の電圧を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。電流センサ１４ｂは、電池モジュール１３に流れる電流を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ１４ｃは、電池モジュール１３の温度を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。

図１１には、電池パック１０Ａの回路構成を示しているが、他の電池パック１０Ｂ〜１０Ｄの回路構成も電池パック１０Ａと同様である。そして、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける電圧センサ１４ａおよび電流センサ１４ｂの検出結果は、コントローラ３０に出力される。

電池モジュール１３は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐを介して、昇圧回路３１に接続されている。電池モジュール１３のプラス端子には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが接続され、電池モジュール１３のマイナス端子には、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが接続されている。また、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよびプリチャージ抵抗１７は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂに対して並列に接続されている。

昇圧回路３１は、電池モジュール１３の出力電圧を昇圧して、インバータ３２に供給する。インバータ３２は、昇圧回路３１からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ（三相交流モータ）３４に供給する。これにより、モータ・ジェネレータ３４が駆動され、モータ・ジェネレータ３４で生成された運動エネルギは、車輪に伝達されて車両１を走行させることができる。ここで、昇圧回路３１およびインバータ３２により、パワーコントロールユニット３３が構成される。

一方、車両１の制動時において、モータ・ジェネレータ３４は、車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換して、インバータ３２に供給する。インバータ３２は、モータ・ジェネレータ３４からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３１に供給する。昇圧回路３１は、インバータ３２からの電力を降圧して、電池モジュール１３に供給する。

次に、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄに設けられたファン１５の駆動制御について説明する。各電池パック１０Ａ〜１０Ｄのファン１５は、コントローラ３０によって制御される。

電池パック１０Ａ〜１０Ｄのファン１５に接続される複数の吸気ダクトが独立して設けられている場合には、図１３に示すように、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの温度状態に応じて、ファン１５の駆動を制御すればよい。図１３の処理は、コントローラ３０によって実行される。

図１３のステップＳ１０１において、コントローラ３０は、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄに設けられた温度センサ１４ｃの検出結果に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける電池モジュール１３の温度を取得する。また、車両１には車速センサが搭載されており、車速センサは、車両１の走行速度を検出してコントローラ３０に出力する。これにより、コントローラ３０は、車両１の走行速度を取得することができる。

ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１で取得した情報に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの要求風量を決定する。要求風量とは、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの温度を調節するために必要となる風量である。コントローラ３０は、具体的には、図１４に示すマップに基づいて要求風量を決定する。

図１４には、要求風量および車速の関係を示している。図１４に示すように、要求風量および車速の関係は、電池パック１０Ａ〜１０Ｄ（電池モジュール１３）の温度に応じて変化する。具体的には、電池モジュール１３の温度が過熱状態、高温状態および常温状態のいずれに属するかに応じて、要求風量および車速の関係が変化する。過熱状態、高温状態および常温状態は、所定の温度範囲を示すものである。高温状態とは、常温状態の温度よりも高い温度を示す状態であり、過熱状態とは、高温状態の温度よりも高い温度を示す状態である。

図１４に示すマップは、予め実験等によって用意しておくことができ、メモリに格納しておくことができる。なお、上述した説明では、マップを用いて要求風量を特定しているが、車速および電池モジュール１３の温度を変数とした演算式に基づいて、要求風量を算出することもできる。

ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、ステップＳ１０２で決定した要求風量に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄのファン１５を駆動する。ファン１５の駆動量は、要求風量に基づいて決定することができ、要求風量が大きくなるにつれて、ファン１５の駆動量も増加することになる。

ファン１５の駆動によって、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの電池モジュール１３に対して、温度調節用の空気が供給され、電池モジュール１３の温度調節を適切に行うことができる。上述した説明では、４つの電池パック１０Ａ〜１０Ｄが車両１に搭載されている場合について説明したが、４つよりも少ない数の電池パックが搭載されている場合には、搭載されている電池パックに対して、上述したファン１５の駆動制御を行えばよい。

一方、図９を用いて説明したように、吸気ダクト２０を分岐した場合には、図１５に示す構成とすることもできる。図１５に示す構成では、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにはファン１５を設けず、吸気ダクト２０の分岐部分に対して空気の移動経路の上流側に、１つのファン１５を設けている。これにより、１つのファン１５を駆動するだけで、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄに対して、温度調節用の空気を供給することができる。なお、図１５に示す構成では、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄに対して、空気の移動経路の上流側にファン１５を配置しているが、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄに対して、空気の移動経路の下流側にファン１５を配置することもできる。

図１５に示す構成では、図１６に示すフローチャートに基づいて、ファン１５の駆動制御を行うことができる。図１６の処理は、コントローラ３０によって実行される。

図１６に示すステップＳ２０１，２０２の処理は、図１３で説明したステップＳ１０１，１０２の処理と同様である。ステップＳ２０２の処理では、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの要求風量が決定されるが、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの温度状態によっては、要求風量が互いに異なることがある。

ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、ステップＳ２０２で決定した要求風量に基づいて、ファン１５の駆動風量を決定する。ファン１５の駆動風量とは、ファン１５の駆動によって発生する風量である。具体的には、以下の式（１）に基づいて、ファン１５の駆動風量が求められる。

Ｑ０＝Ｑｍａｘ＊Ｎ ・・・（１）
ここで、Ｑ０は、ファン１５の駆動風量を示し、Ｑｍａｘは、ステップＳ２０２で決定された要求風量（複数）のうち、最大の要求風量を示す。Ｎは、充放電が行われている電池パックの数である。４つの電池パック１０Ａ〜１０Ｄを車両１に搭載した場合において、すべての電池パック１０Ａ〜１０Ｄを充放電させていれば、Ｎは「４」となる。また、４つの電池パック１０Ａ〜１０Ｄを車両１に搭載した場合において、いずれか１つの電池パックの充放電を禁止していれば、Ｎは「３」となる。

ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、ステップＳ２０３で求められた駆動風量Ｑ０に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおけるファン１５を駆動する。ここで、ファン１５の駆動状態は、すべての電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおいて、同一となる。これにより、すべての電池パック１０Ａ〜１０Ｄに対する温度調節を適切に行うことができる。特に、電池パック１０Ａ〜１０Ｄのうち、いずれかの電池パックにおいて、温度調節が不十分となるのを防止することができる。

次に、電池パック１０Ａ〜１０ＤのＳＯＣ（State Of Charge）制御について、図１７を用いて説明する。図１７に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。

ステップＳ３０１において、コントローラ３０は、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける電圧センサ１４ａおよび電流センサ１４ｂの出力に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０ＤのＳＯＣを推定する。そして、コントローラ３０は、ステップＳ３０２において、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの推定ＳＯＣの平均値（平均ＳＯＣという）を算出し、平均ＳＯＣを監視する。

電池パック１０Ａ〜１０Ｄの充放電制御では、過放電や過充電を禁止するために、ＳＯＣの上限値（上限ＳＯＣ）および下限値（下限ＳＯＣ）が予め設定されている。複数の電池パック１０Ａ〜１０Ｄが搭載された車両１において、コントローラ３０は、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける推定ＳＯＣを監視し、これらの推定ＳＯＣのうち、最大値を示す推定ＳＯＣが上限ＳＯＣを超えているか否かを判別する（ステップＳ３０３）。最大値を示す推定ＳＯＣが上限ＳＯＣを超えているときには、コントローラ３０は、ステップＳ３０４において、最大値である推定ＳＯＣを示す電池パックの充電を禁止する。

また、コントローラ３０は、ステップＳ３０５において、電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける推定ＳＯＣのうち、最小値を示す推定ＳＯＣが下限ＳＯＣを超えているか否かを判別する。ここで、最小値を示す推定ＳＯＣが下限ＳＯＣを超えているときには、コントローラ３０は、ステップＳ３０６において、最小値である推定ＳＯＣを示す電池パックの放電を禁止する。

図１７に示す処理において、電池パック１０Ａ〜１０Ｄのうち、いずれかの電池パックについて、充電又は放電を禁止するためには、充電又は放電を禁止するための電池パックを特定する必要がある。

マスター電池パック１０Ａは、車両１に常に固定されるようになっているため、コントローラ３０は、マスター電池パック１０Ａを認識することができる。一方、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄについては、車両１に着脱可能に搭載されるため、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを認識するための手段が必要となる。すなわち、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄは、任意の位置に搭載することができるため、コントローラ３０は、どのスレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄがどの位置に搭載されているのかを認識する必要がある。

ここで、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを搭載する位置を予め決定しておき、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを常に特定の搭載位置に搭載するようにすれば、コントローラは、車両１に搭載されたスレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを特定することができる。

一方、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄからコントローラ３０に対して、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０ＤのＩＤ情報および位置情報を送信するようにすれば、コントローラ３０は、車両１に搭載された各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを認識することができる。ここで、ＩＤ情報とは、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを特定するための識別情報である。位置情報とは、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄが搭載されている位置に関する情報である。

具体的には、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄに対して、ＩＤ情報を記憶したメモリと、位置情報を取得するためのセンサと、ＩＤ情報および位置情報をコントローラ３０に送信するための送信部とを設けることができる。

位置情報を取得するためのセンサの構成（一例）について、図１８を用いて説明する。図１８に示す構成は、スライダ１１をガイドレール２０１に固定する構造を利用して、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄが搭載されている位置を検出するものである。

本実施例では、３つの位置Ｐ１〜Ｐ３にスレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄを搭載することができるようになっている。各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄにおけるスライダ１１の内部には、３つのスイッチ素子１８ａ〜１８ｃが配置されている。また、スライダ１１には、スイッチ素子１８ａ〜１８ｃに対応した位置に開口部１１ａ１〜１１ａ３が形成されている。

一方、ガイドレール２０１，２０２には、各スレーブ電池パックの搭載位置において、１つの開口部Ｈｐ１〜Ｈｐ３が形成されている。ガイドレール２０１に形成された開口部Ｈｐ１は、図２に示すスレーブ電池パック１０Ｃの搭載位置（Ｐ１という）に対応して設けられている。スレーブ電池パックを搭載位置Ｐ１に位置決めすると、ガイドレール２０１の開口部Ｈｐ１は、スライダ１１の開口部１１ａ１と対向するようになっている。

互いに対向している開口部Ｈｐ１および開口部１１ａ１に対して、ボルト１９を挿入することにより、スライダ１１をガイドレール２０１に固定することができる。このとき、ボルト１９の先端は、スイッチ素子１８ａを押し込むようになっており、スイッチ素子１８ａは、オフからオンに切り替わる。他のスイッチ素子１８ｂ，１８ｃは、オフのままである。

ガイドレール２０２に形成された開口部Ｈｐ２は、図２に示すスレーブ電池パック１０Ｂの搭載位置（Ｐ２という）に対応して設けられている。スレーブ電池パックを搭載位置Ｐ２に位置決めすると、ガイドレール２０２の開口部Ｈｐ２は、スライダ１１の開口部１１ａ２と対向するようになっている。

互いに対向している開口部Ｈｐ２および開口部１１ａ２に対して、ボルト１９を挿入することにより、スライダ１１をガイドレール２０２に固定することができる。このとき、ボルト１９の先端は、スイッチ素子１８ｂを押し込むようになっており、スイッチ素子１８ｂは、オフからオンに切り替わる。他のスイッチ素子１８ａ，１８ｃは、オフのままである。

ガイドレール２０２に形成された開口部Ｈｐ３は、図２に示すスレーブ電池パック１０Ｄの搭載位置（Ｐ３という）に対応して設けられている。スレーブ電池パックを搭載位置Ｐ３に位置決めすると、ガイドレール２０２の開口部Ｈｐ３は、スライダ１１の開口部１１ａ３と対向するようになっている。

互いに対向している開口部Ｈｐ３および開口部１１ａ３に対して、ボルト１９を挿入することにより、スライダ１１をガイドレール２０２に固定することができる。このとき、ボルト１９の先端は、スイッチ素子１８ｃを押し込むようになっており、スイッチ素子１８ｃは、オフからオンに切り替わる。他のスイッチ素子１８ａ，１８ｂは、オフのままである。

上述した構成によれば、スレーブ電池パックを搭載した位置に応じて、スイッチ素子１８ａ〜１８ｃの出力が変化することになる。したがって、各スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄでは、図１９に示すように、スイッチ素子１８ａ〜１８ｃの出力の組み合わせに基づいて、スレーブ電池パックが搭載されている位置を判別することができる。

次に、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの入出力制御について、図２０を用いて説明する。図２０に示すフローチャートは、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの出力制御を示しており、コントローラ３０によって実行される。

ステップＳ４０１において、コントローラ３０は、電圧センサ１４ａおよび電流センサ１４ｂの出力に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０ＤにおけるＳＯＣを推定する。また、温度センサ１４ｃの出力に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける温度を取得する。

ステップＳ４０２において、コントローラ３０は、ステップＳ４０１で得られた推定ＳＯＣおよび温度に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力許容値Ｗout_refを特定する。出力許容値Ｗout_refとは、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの出力を制御するときの閾値（上限値）である。

出力許容値および入力許容値は、図２１および図２２に示すマップとして、メモリに格納されている。図２１は、電池パックのＳＯＣが一定である場合において、電池パックの温度変化に対する出力許容値Ｗout_refおよび入力許容値Ｗin_refの変化を示している。図２２は、電池パックの温度が一定である場合において、電池パックのＳＯＣ変化に対する出力許容値Ｗout_refおよび入力許容値Ｗin_refの変化を示している。図２１および図２２に示すマップは、入出力値、温度およびＳＯＣを基準軸とした３次元のマップとなる。

各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける温度およびＳＯＣを取得すれば、図２１および図２２に示すマップに基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力許容値Ｗout_refおよび入力許容値Ｗin_refを特定することができる。

ステップＳ４０３において、コントローラ３０は、電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力許容値Ｗout_refを加算して合計値ΣＷout_refを算出する。合計値ΣＷout_refは、電池パック１０Ａ〜１０Ｄを含む電池システムにおける出力許容値となる。

ステップＳ４０４において、コントローラ３０は、電圧センサ１４ａおよび電流センサ１４ｂの出力に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力値（電力）Ｐoutを算出する。そして、ステップＳ４０５において、コントローラ３０は、電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力値Ｐoutを加算して合計値ΣＰoutを算出する。合計値ΣＰoutは、電池パック１０Ａ〜１０Ｄを含む電池システムにおける出力値となる。

ステップＳ４０６において、コントローラ３０は、出力値（合計値）ΣＰoutが出力許容値（合計値）ΣＷout_refを超えているか否かを判別し、超えているときには、ステップＳ４０７において、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの出力を制限する。出力を制限することには、出力を低下させることや、出力を禁止することが含まれる。

上述した説明では、電池システムの出力を制御する処理について説明したが、電池システムの入力を制御する処理についても、図２０に示す処理と同様の処理を行うことができる。すなわち、まず、推定ＳＯＣおよび温度に基づいて、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける入力許容値Ｗin_refを特定し、電池システムにおける入力許容値（合計値）ΣＷin_refを算出する。また、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける入力値（電力）Ｐinを算出するとともに、電池システムにおける入力値（合計値）ΣＰinを算出する。そして、入力値（合計値）ΣＰinが入力許容値（合計値）ΣＷin_refを超えているか否かを判別し、超えているときには、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの入力を制限する。入力を制限することには、入力を低下させることや、入力を禁止することが含まれる。

一方、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの出力値Ｐoutにバラツキが生じたときには、出力許容値（合計値）ΣＷout_refを変更している。この処理について、図２３を用いて説明する。

ステップＳ５０１において、コントローラ３０は、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄにおける出力値Ｐoutを算出する。ステップＳ５０２において、コントローラ３０は、複数の出力値Ｐoutのうち、最大の偏差ΔＰout_maxを算出する。すなわち、複数の出力値Ｐoutのうち、最も高い出力値Ｐoutおよび最も低い出力値Ｐoutの差が、最大偏差ΔＰout_maxとなる。

ステップＳ５０３において、コントローラ３０は、最大偏差ΔＰout_maxが閾値よりも大きいか否かを判別する。閾値は、出力値Ｐoutのバラツキを抑制する観点から適宜設定することができる。最大偏差ΔＰout_maxが閾値よりも大きいときには、ステップＳ５０４に進み、そうでなければ、本処理を終了する。

ステップＳ５０４において、コントローラ３０は、下記式（２）に基づいて算出した値を、電池システムの出力許容値ΣＷout_refとして設定する。

ΣＷout_ref＝Ｐout_min＊Ｎ ・・・（２）
ここで、Ｐout_minは、複数の出力値Ｐoutのうち、最小値を示す出力値であり、Ｎは、充放電が行われている電池パックの数である。

上述した説明では、電池システムの出力許容値ΣＷout_refを変更する場合について説明したが、電池システムの入力許容値ΣＷin_refを変更する場合も同様である。すなわち、複数の入力値Ｐinから最大偏差ΔＰin_maxを算出し、最大偏差ΔＰin_maxが閾値よりも大きいか否かを判別する。そして、最大偏差ΔＰin_maxが閾値よりも大きいときには、最小値を示す入力値Ｐin_minに対して電池パックの数Ｎを乗じた値を、入力許容値ΣＷin_refとすることができる。

図２３で説明した処理によれば、最小の出力値Ｐout_minを示す電池パックにおいて、過度の出力を抑制することができ、この電池パックを保護することができる。同様に、最小の入力値Ｐin_minを示す電池パックにおいて、過度の入力を抑制することができ、この電池パックを保護することができる。

次に、昇圧回路３１の制御について説明する。まず、昇圧回路３１の構成について、図２４を用いて説明する。

電池モジュール１３の正極端子には、リアクトル３１ａの一端が接続されている。リアクトル３１ａの他端は、スイッチング素子３１ｂ，３１ｃの間、すなわち、スイッチング素子３１ｂのエミッタおよびスイッチング素子３１ｃのコレクタの接続点に接続されている。スイッチング素子３１ｂ，３１ｃは、インバータ３２の電源ラインＬ１およびアースラインＬ２の間に直列に接続されている。

スイッチング素子３１ｂのコレクタは、インバータ３２の電源ラインＬ１に接続され、スイッチング素子３１ｃのエミッタは、インバータ３２のアースラインＬ２に接続されている。スイッチング素子３１ｃのエミッタは、電池モジュール１３の負極端子に接続されている。

スイッチング素子３１ｂのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオード３１ｄが配置されている。同様に、スイッチング素子３１ｃのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオード３１ｅが配置されている。リアクトル３１ａの端部およびアースラインＬ２の間には、平滑コンデンサ３１ｆが接続され、スイッチング素子３１ｂのコレクタおよびアースラインＬ２の間には、平滑コンデンサ３１ｇが接続されている。

昇圧回路３１の昇圧動作を行うときには、コントローラ３０は、後述するように、スイッチング素子３１ｂ，３１ｃを交互にオン・オフさせる。スイッチング素子３１ｃがオンになると、スイッチング素子３１ｃを介してリアクトル３１ａに電流が流れ、電池モジュール１３からの直流電力がリアクトル１３ａに蓄積される。スイッチング素子３１ｃがオフになると、リアクトル３１ａに蓄積された直流電力がダイオード３１ｄを介して、コンデンサ３１ｇに供給される。

昇圧回路３１の降圧動作を行うときには、コントローラ３０は、後述するように、スイッチング素子３１ｂ，３１ｃを交互にオン・オフさせる。スイッチング素子３１ｂがオンになると、スイッチング素子３１ｂを介してリアクトル３１ａに電流が流れ、インバータ３２からの直流電力がリアクトル３１ａに蓄積される。そして、スイッチング素子３１ｂがオフになると、リアクトル３１ａの起電力によりダイオード３１ｅを介して電流が還流し、リアクトル３１ａに蓄積された直流電力が電池モジュール１３に供給される。

次に、昇圧回路３１におけるスイッチング素子３１ｂ，３１ｃのオン・オフを制御するための構成について、図２５を用いて説明する。図２５に示す構成は、コントローラ３０の一部である。

図２５に示す構成では、スイッチング素子３１ｂ，３１ｃのオン・オフを切り替えるためのデューティ比（指令デューティ比）を算出する。すなわち、指令デューティ比に基づいて、スイッチング素子３１ｂ，３１ｃに入力される制御信号が生成される。

Ｆ／Ｆ演算部３０ａは、電圧センサ１４ａ（図１１参照）によって検出された電圧値Ｖｂと、システムの目標電圧指令値ＶＨとの比（Ｖｂ／ＶＨ）に基づいて、フィードフォワード制御を行う。Ｆ／Ｂ演算部３０ｂは、システムの電圧Ｖｈおよび目標電圧指令値ＶＨの偏差（ＶＨ−Ｖｈ）に基づいて、フィードバック制御（ＰＩ制御：比例積分制御）を行う。そして、Ｆ／Ｆ演算部３０ａの出力およびＦ／Ｂ演算部３０ｂの出力を加算することにより、指令デューティ比を生成する。

本実施例では、スレーブ電池パック１０Ｂ〜１０Ｄが車両１に対して着脱可能となっており、車両に搭載したときに、マスター電池パック１０Ａに対して電気的に並列に接続される。このため、電気的に並列に接続される電池パックの数が増えるほど、昇圧回路３１に供給される電流が増加し、昇圧回路３１に接続される電池モジュール１３の内部抵抗が低下する。

そこで、本実施例では、Ｆ／Ｂ演算部３０ｂのＰＩ制御で用いられる定数を、充放電に用いられる電池パックの数（言い換えれば、内部抵抗の変化）に応じて変更している。具体的には、ＰＩ制御の定数と、電池パックの数との対応関係を示すマップを、実験等によって予め用意しておき、このマップおよび電池パックの数に基づいて、ＰＩ制御の定数を決定することができる。このマップは、メモリに格納しておくことができる。なお、電池パックの数を演算パラメータとした演算式に基づいて、ＰＩ制御の定数を算出することもできる。

このように、電池パックの数に応じてＰＩ制御の定数を変更することにより、電池パックの数の変化に応じた指令デューティ比を生成することができる。

次に、各電池パック１０Ａ〜１０ＤにおけるシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐの制御について、図２６を用いて説明する。図２６に示す処理を行う構成については、図１１で説明したとおりであり、図２６に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。

ステップＳ６０１において、コントローラ３０は、車両１のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったか否かを判別し、イグニッションスイッチがオンに切り替われば、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２において、コントローラ３０は、車両１に搭載された各電池パック１０Ａ〜１０ＤにおけるＳＯＣおよび電圧値を取得する。各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの入出力を遮断したときに、言い換えれば、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときに、この時点における各電池パック１０Ａ〜１０ＤのＳＯＣおよび電圧値をメモリに格納しておけば、各電池パック１０Ａ〜１０ＤのＳＯＣや電圧値を取得することができる。

ここで、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの識別情報とＳＯＣとを対応付けてメモリに格納しておけば、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄから識別情報を取得することにより、各電池パック１０Ａ〜１０ＤのＳＯＣを取得することができる。同様に、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの識別情報と電圧値とを対応付けてメモリに格納しておけば、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄから識別情報を取得することにより、各電池パック１０Ａ〜１０Ｄの電圧値を取得することができる。

ステップＳ６０３において、コントローラ３０は、電圧値が最も高い値を示す電池パックを昇圧回路３１（パワーコントロールユニット３３）と接続する。具体的には、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、抵抗１７を用いて突入電流を阻止することができる。

次に、コントローラ３０は、昇圧回路３１（パワーコントロールユニット３３）に入力される電圧値と電池パックの電圧値との差が所定値よりも小さくなったことを確認した後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替える。ここでは、パワーコントロールユニット３３に入力される電圧値と、昇圧回路３１と接続された電池パックの電圧値とをそれぞれ検出している。また、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。

ステップＳ６０４において、コントローラ３０は、昇圧回路３１（パワーコントロールユニット３３）と接続された電池パックの電圧値と、昇圧回路３１と接続されていない各電池パックの電圧値との電圧差ΔＶ１を算出し、電圧差ΔＶ１が第１基準値よりも小さいか否かを判別する。第１基準値とは、昇圧回路３１と接続された電池パックの電圧値と、昇圧回路３１と接続されていない電池パックの電圧値とのバラツキを抑制する観点から定められる値であり、適宜設定することができる。

ステップＳ６０４において、電圧値の差ΔＶ１が第１基準値よりも低いと判別したときには、ステップＳ６０５に進み、そうでないときには、ステップＳ６０８に進む。ステップＳ６０５において、コントローラ３０は、電圧差ΔＶ１が第１基準値よりも小さいと判別した電池パックを昇圧回路３１と接続させる。電池パックおよび昇圧回路３１の接続は、ステップＳ６０３で説明した場合と同様である。ステップＳ６０５の処理により、複数の電池パックが電気的に並列に接続されることになる。

ステップＳ６０６において、コントローラ３０は、車両１に搭載されたすべての電池パックが昇圧回路３１と接続されているか否かを判別し、すべての電池パックが昇圧回路３１に接続されていれば、ステップＳ６０７において、車両１の走行を開始させる。一方、すべての電池パックが昇圧回路３１に接続されていなければ、ステップＳ６０４に戻る。

ステップＳ６０４において、電圧値の差ΔＶ１が第１基準値よりも大きいと判別したときには、ステップＳ６０８において、コントローラ３０は、車両１の走行を開始させる。そして、コントローラ３０は、ステップＳ６０９において、昇圧回路３１（パワーコントロールユニット３３）に入力される電圧値を検出する。ステップＳ６０９の処理は、電池パックを放電しているときに行われ、放電によって昇圧回路３１に入力される電圧値は低下する。

ステップＳ６１０において、コントローラ３０は、ステップＳ６０９で検出された電圧値と、非接続状態の電池パックの電圧値（ステップＳ６０２で取得した値）との差ΔＶ２を算出し、電圧差ΔＶ２が第２基準値よりも小さいか否かを判別する。本実施形態では、ステップＳ６０９で得られた電圧値と、接続状態にある電池パックの開回路電圧（ＯＣＶ）との差を、第２基準値として用いている。電池パックのＯＣＶは、例えば、車両１が停止しているときに検出することができる。

ステップＳ６１０において、電圧差ΔＶ２が第２基準値よりも小さければ、ステップＳ６１１において、非接続状態の電池パックを昇圧回路３１と接続する。また、電圧差ΔＶ２が第２基準値よりも大きければ、ステップＳ６０９に戻る。

ステップＳ６１２において、コントローラ３０は、すべての電池パックが昇圧回路３１に接続されているか否かを判別し、すべての電池パックが昇圧回路３１に接続されていれば、本処理を終了する。また、一部の電池パックが昇圧回路３１に接続されていなければ、ステップＳ６０９に戻る。

図２７には、図２６に示す処理を行った場合において、電池パック１０Ａ〜１０Ｄの接続タイミング（一例）を示している。図２７に示す例では、マスター電池パック１０Ａの電圧値Ｖ１が最も高く、スレーブ電池パック１０Ｂの電圧値Ｖ２、スレーブ電池パック１０Ｃの電圧値Ｖ３、スレーブ電池パック１０Ｄの電圧値Ｖ４の順に低くなっている。

タイミングｔ１において、マスター電池パック１０Ａを接続し、タイミングｔ２において、スレーブ電池パック１０Ｂを接続し、タイミングｔ３において、スレーブ電池パック１０Ｃを接続している。この後に、車両１の走行を開始させ、走行後のタイミングｔ４において、スレーブ電池パック１０Ｄを接続している。

１：車両、１０Ａ：マスター電池パック、１０Ｂ〜１０Ｄ：スレーブ電池パック、
１１：スライダ、１２：単電池、１３：電池モジュール、１４：電子機器、
１４ａ：電圧センサ、１４ｂ：電流センサ、１４ｃ：温度センサ、
１５：ファン、１６：パックケース、２０：吸気ダクト、２２：排気ダクト、
３０：コントローラ、３０ａ：Ｆ／Ｆ演算部、３０ｂ：Ｆ／Ｂ演算部、
３１：昇圧回路、３１ａ：リアクトル、３１ｂ，３１ｃ：スイッチング素子、
３１ｄ，３１ｅ：ダイオード、３１ｆ，３１ｇ：平滑コンデンサ、３２：インバータ、
３４：モータ・ジェネレータ、１０１：リアシート、２０１：下段ガイドレール、
２０２：上段ガイドレール、１０２，１０３：クロスメンバ、１０４：サイドメンバ、
１０５：ホイールハウス、１０６：ブラケット

Claims (21)

1. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
   電気的に並列に接続された前記複数の蓄電装置における出力を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記電圧センサおよび前記電流センサの出力に基づいて、前記各蓄電装置における出力値を算出し、これらの出力値のうち最も小さい出力値に対して、電気的に並列に接続された前記蓄電装置の数を乗じた値を、前記蓄電装置の出力制御に用いられる出力許容値として設定することを特徴とする蓄電システム。
2. 前記コントローラは、算出された複数の出力値のうち、最大値を示す出力値および最小値を示す出力値の差が所定値よりも大きいときに、前記出力許容値の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
3. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
   電気的に並列に接続された前記複数の蓄電装置における入力を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記電圧センサおよび前記電流センサの出力に基づいて、前記各蓄電装置における入力値を算出し、これらの入力値のうち最も小さい入力値に対して、電気的に並列に接続された前記蓄電装置の数を乗じた値を、前記蓄電装置の入力制御に用いられる入力許容値として設定することを特徴とする蓄電システム。
4. 前記コントローラは、算出された複数の入力値のうち、最大値を示す入力値および最小値を示す入力値の差が所定値よりも大きいときに、前記入力許容値の設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の蓄電システム。
5. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
   電気的に並列に接続された前記複数の蓄電装置における充放電を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記電圧センサおよび前記電流センサの出力に基づいて、前記各蓄電装置の充電状態を示す値であるＳＯＣを取得し、これらのＳＯＣのうち、最も大きいＳＯＣが予め設定された上限値を超えないように、前記複数の蓄電装置における充放電を制御することを特徴とする蓄電システム。
6. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧センサと、
   電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流センサと、
   電気的に並列に接続された前記複数の蓄電装置における充放電を制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記電圧センサおよび前記電流センサの出力に基づいて、前記各蓄電装置の充電状態を示す値であるＳＯＣを取得し、これらのＳＯＣのうち、最も小さいＳＯＣが予め設定された下限値を超えないように、前記複数の蓄電装置における充放電を制御することを特徴とする蓄電システム。
7. 前記コントローラは、前記複数の蓄電装置のうち、電圧値の高い側から順に前記各蓄電装置を負荷と接続させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。
8. 前記コントローラは、前記負荷に接続されていない前記蓄電装置のうち、前記負荷に接続された前記蓄電装置の電圧値との差が所定範囲内である電圧値を示す前記蓄電装置を前記負荷に接続することを特徴とする請求項７に記載の蓄電システム。
9. 前記複数の蓄電装置は、車両に固定されたマスター蓄電装置と、前記車両に着脱可能に搭載され、搭載時に前記マスター蓄電装置と電気的に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電システム。
10. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と、
    電気的に並列に接続された前記蓄電装置と接続され、前記蓄電装置の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、
    所定の制御定数を用いたＰＩ制御により、前記昇圧回路の駆動を制御する制御信号を生成するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、前記昇圧回路と接続された前記蓄電装置の数に応じて、前記制御定数を変更することを特徴とする蓄電システム。
11. 前記蓄電装置の数および前記制御定数を対応付けた対応情報を記憶するメモリを有し、
    前記コントローラは、前記対応情報を用いて前記制御定数を決定することを特徴とする請求項１０に記載の蓄電システム。
12. 前記コントローラは、前記複数の蓄電装置のうち、電圧値の高い側から順に前記各蓄電装置を前記昇圧回路と接続させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の蓄電システム。
13. 前記コントローラは、前記昇圧回路に接続されていない前記蓄電装置のうち、前記昇圧回路に接続された前記蓄電装置の電圧値との差が所定範囲内である電圧値を示す前記蓄電装置を前記昇圧回路に接続することを特徴とする請求項１２に記載の蓄電システム。
14. 前記複数の蓄電装置は、車両に固定されたマスター蓄電装置と、前記車両に着脱可能に搭載され、搭載時に前記マスター蓄電装置と電気的に並列に接続されるスレーブ蓄電装置とを有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の蓄電システム。
15. 複数の蓄電素子をそれぞれ有しているとともに、車両に着脱可能に搭載され、搭載時に電気的に並列に接続される複数の蓄電装置と、
    前記車両に搭載された前記各蓄電装置に対して、前記蓄電素子の温度調節に用いられる熱交換媒体を供給するためのファンと、
    前記車両に搭載された前記複数の蓄電装置に分岐して接続され、前記熱交換媒体を前記各蓄電装置に導くダクトと、
    前記ファンの駆動を制御するコントローラと、を有し、
    前記コントローラは、前記各蓄電装置で要求される前記熱交換媒体の供給量を取得し、最も多い供給量に基づいて、前記ファンを駆動することを特徴とする温度調節システム。
16. 前記コントローラは、前記最も多い供給量に、前記車両に搭載された前記蓄電装置の数を乗じた値を算出し、この算出しに対応した駆動量で前記ファンを駆動することを特徴とする請求項１５に記載の温度調節システム。
17. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置における出力を制御する制御方法であって、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧検出ステップと、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流検出ステップと、
    前記電圧検出ステップおよび前記電流検出ステップの検出結果に基づいて、前記各蓄電装置における出力値を算出し、これらの出力値のうち最も小さい出力値に対して、電気的に並列に接続された前記蓄電装置の数を乗じた値を、前記蓄電装置の出力制御に用いられる出力許容値として設定する設定ステップと、
    を有することを特徴とする蓄電装置の制御方法。
18. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置における入力を制御する制御方法であって、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧検出ステップと、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流検出ステップと、
    前記電圧検出ステップおよび前記電流検出ステップの検出結果に基づいて、前記各蓄電装置における入力値を算出し、これらの入力値のうち最も小さい入力値に対して、電気的に並列に接続された前記蓄電装置の数を乗じた値を、前記蓄電装置の出力制御に用いられる入力許容値として設定する設定ステップと、
    を有することを特徴とする蓄電装置の制御方法。
19. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧検出ステップと、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流検出ステップと、
    前記電圧検出ステップおよび前記電流検出ステップの検出結果に基づいて、前記各蓄電装置の充電状態を示す値であるＳＯＣを取得し、これらのＳＯＣのうち、最も大きいＳＯＣが予め設定された上限値を超えないように、前記複数の蓄電装置における充放電を制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする蓄電装置の制御方法。
20. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置の充放電を制御する制御方法であって、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電圧値を検出する電圧検出ステップと、
    電気的に並列に接続された前記各蓄電装置の電流値を検出する電流検出ステップと、
    前記電圧検出ステップおよび前記電流検出ステップの検出結果に基づいて、前記各蓄電装置の充電状態を示す値であるＳＯＣを取得し、これらのＳＯＣのうち、最も小さいＳＯＣが予め設定された下限値を超えないように、前記複数の蓄電装置における充放電を制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする蓄電装置の制御方法。
21. 電気的に並列に接続された状態と、並列接続が遮断された状態との間でそれぞれが切り替わる複数の蓄電装置と接続され、前記蓄電装置の出力電圧を昇圧する昇圧回路を制御する制御方法であって、
    所定の制御定数を用いたＰＩ制御により、前記昇圧回路の駆動を制御する制御信号を生成するステップと、
    前記昇圧回路と接続された前記蓄電装置の数に応じて、前記制御定数を変更するステップと、
    を有することを特徴とする昇圧回路の制御方法。
    

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