JP2013085390A - Power supply system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system capable of quickly warming up an electrical storage device while saving energy, and of suppressing performance degradation of the electrical storage device.SOLUTION: The power supply system 16 for a vehicle is used which includes a first power supply 10, a second power supply 12, a warm-up device 14 for warming up the power supplies, and a control device 15 for setting a control center charging rate, and in which the first power supply 10 has output density higher than that of the second power supply 12, the second power supply 12 has energy density higher than that of the first power supply 10, the warm-up device 14 starts warming-up of the first power supply 10 in a predetermined period before travel start of the vehicle or a predetermined period after the travel start, and the control device 15 sets the control center charging rate of the first power supply 10 based on temperature of the first power supply 10 having started at least its warming up.

Description

本発明は、電源を暖機できる電源システム、特に車両に搭載される電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system capable of warming up a power supply, and more particularly to a power supply system mounted on a vehicle.

電気自動車およびハイブリッド自動車等の車両(EV)に搭載されるモータ駆動用電源として、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスの開発が盛んである。   As power sources for driving motors mounted on vehicles (EV) such as electric vehicles and hybrid vehicles, development of power storage devices such as lithium ion secondary batteries, nickel metal hydride batteries, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors and the like has been actively conducted.

電源システムには、高容量かつ高出力の要求から、高容量型の蓄電デバイスと高出力型の蓄電デバイスとが、電力変換回路等を介して並列に接続された電源システムがある。一般に二次電池やキャパシタ等の蓄電デバイスは、その温度が低いと容量や出力が低下する。その結果、車両の走行に必要な充放電電力が蓄電デバイスからモータに供給されず、例えば、車両の円滑な発進や加速等が妨げられることとなる。したがって、蓄電デバイスの温度が低下している等の場合には、速やかに蓄電デバイスを暖機する必要がある。   Among power supply systems, there is a power supply system in which a high-capacity storage device and a high-output storage device are connected in parallel via a power conversion circuit or the like because of a demand for high capacity and high output. Generally, the capacity and output of an electricity storage device such as a secondary battery and a capacitor are lowered when the temperature is low. As a result, charging / discharging electric power required for traveling of the vehicle is not supplied from the power storage device to the motor, and for example, smooth start and acceleration of the vehicle are hindered. Therefore, when the temperature of the power storage device is lowered, it is necessary to quickly warm up the power storage device.

二次電池やキャパシタ等の蓄電デバイスを暖機する方法としては、(1)二次電池に暖機用のヒータを設置する方法(例えば、特許文献1参照)、(2)二次電池に熱交換媒体を供給する方法(例えば、特許文献2参照)、(3)電池の内部発熱を利用する方法(例えば、特許文献3,4参照)、(4)吸着剤を備える吸着器を用いて、吸着剤が吸着媒体を吸着する際の吸着熱を利用する方法(例えば、特許文献5参照)等が挙げられる。   As a method of warming up an electricity storage device such as a secondary battery or a capacitor, (1) a method of installing a heater for warming up the secondary battery (see, for example, Patent Document 1), (2) heat of the secondary battery A method of supplying an exchange medium (for example, refer to Patent Document 2), (3) a method of using internal heat generation of a battery (for example, refer to Patent Documents 3 and 4), and (4) using an adsorber including an adsorbent, Examples include a method of using heat of adsorption when the adsorbent adsorbs the adsorption medium (see, for example, Patent Document 5).

特開2008−230508号公報JP 2008-230508 A 特開2008−290636号公報JP 2008-290636 A 特開2006−121874号公報JP 2006-121874 A 特開2008−29171号公報JP 2008-29171 A 特開2008−305575号公報JP 2008-305575 A

ところで、車両に搭載される電源システムに限られるものではないが、大きな容量及び出力が要求される電源システムでは、蓄電デバイス全体の熱容量は大きく、暖機に多量の熱エネルギを必要とする。したがって、上記(1)〜(4)のいずれかの暖機方法を用いたとしても、蓄電デバイス全体を加熱するためには、多くの時間とエネルギを必要とする。   By the way, although it is not restricted to the power supply system mounted in a vehicle, in the power supply system with which a big capacity | capacitance and an output are requested | required, the thermal capacity of the whole electrical storage device is large, and requires a lot of thermal energy for warming up. Therefore, even if any one of the warm-up methods (1) to (4) is used, much time and energy are required to heat the entire power storage device.

そこで、本発明の目的は、速やかに且つ省エネルギで蓄電デバイスを暖機し、蓄電デバイスの性能低下を抑制することができる電源システムを提供する。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply system that can quickly warm up an energy storage device with energy saving and suppress performance degradation of the energy storage device.

本発明は、第1の電源と、第2の電源と、電源を暖機する暖機手段と、電源の入出力を制御する際の目標値となる制御中心充電率を設定する制御中心充電率設定手段と、を備える車両用の電源システムであって、前記第1の電源は前記第2の電源より出力密度が高く、前記第2の電源は前記第1の電源よりエネルギ密度が高く、前記暖機手段は、車両の走行開始前の所定期間又は走行開始後の所定期間において、前記第1の電源の暖機を開始し、前記制御中心充電率設定手段は、少なくとも暖機が開始された前記第1の電源の温度に基づいて、前記第1の電源の制御中心充電率を設定する。   The present invention relates to a first power source, a second power source, a warming-up unit for warming up the power source, and a control center charging rate for setting a control center charging rate as a target value when controlling input / output of the power source. A power supply system for a vehicle comprising: setting means; wherein the first power supply has a higher output density than the second power supply, and the second power supply has a higher energy density than the first power supply, The warming-up means starts warming up of the first power source in a predetermined period before the start of traveling of the vehicle or in a predetermined period after the start of traveling, and the control center charging rate setting means starts at least warming up Based on the temperature of the first power source, the control center charging rate of the first power source is set.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記制御中心充電率設定手段は、前記第1の電源の温度が予め設定した第1設定温度未満である場合には、前記第1の電源の制御中心充電率を、前記第1の電源の入力と出力の値が等しい時の充電率である基準充電率より高い第1制御中心充電率に設定することが好ましい。   Further, in the vehicle power supply system, the control center charging rate setting means is configured to charge the control center of the first power supply when the temperature of the first power supply is lower than a preset first set temperature. The rate is preferably set to a first control center charging rate higher than a reference charging rate, which is a charging rate when the input value and the output value of the first power source are equal.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記制御中心充電率設定手段は、前記第1の電源の温度が前記第1設定温度以上であり、前記第2の電源の温度が予め設定した第2設定温度未満である場合には、前記第1の電源の制御中心充電率を、前記第1制御中心充電率より低く、前記基準充電率より高い第2制御中心充電率に設定することが好ましい。   Further, in the vehicle power supply system, the control center charging rate setting means has a second setting in which the temperature of the first power supply is equal to or higher than the first set temperature and the temperature of the second power supply is set in advance. When the temperature is lower than the temperature, it is preferable that the control center charging rate of the first power source is set to a second control center charging rate that is lower than the first control center charging rate and higher than the reference charging rate.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記第1の電源及び前記第2の電源の電力の入出力を制御する入出力制御手段を備え、前記入出力制御手段は、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満の場合、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源の電力の入力を制御することが好ましい。   The vehicle power supply system further includes input / output control means for controlling input / output of electric power of the first power supply and the second power supply, and the input / output control means charges the first power supply. If the rate is less than the control center charging rate of the first power source, the power input of the first power source is set so that the charging rate of the first power source approaches the control center charging rate of the first power source. It is preferable to control.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記入出力制御手段は、前記第1の電源に入力される電力を前記第2の電源から出力させることが好ましい。   In the vehicle power supply system, it is preferable that the input / output control unit outputs power input to the first power supply from the second power supply.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記入出力制御手段は、前記車両からの回生電力を前記第1の電源に入力させると共に、前記車両の走行負荷より前記第2の電源から出力可能な電力が大きい場合には、前記第2の電源から出力される電力のうち前記走行負荷に対する余剰電力を前記第1の電源に入力させることが好ましい。   In the power supply system for a vehicle, the input / output control unit inputs regenerative power from the vehicle to the first power supply and can output power from the second power supply from a running load of the vehicle. When is large, it is preferable to input the surplus power for the travel load out of the power output from the second power source to the first power source.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記入出力制御手段は前記第1の電源の温度及び充電率に基づいて決定される入力可能電力及び前記第2の電源の温度及び充電率に基づいて決定される出力可能電力のうちの小さい方の電力を前記第2の電源から出力される電力として、前記第1の電源に入力させることが好ましい。   Further, in the vehicle power supply system, the input / output control means is determined based on the input power that is determined based on the temperature and the charging rate of the first power source and the temperature and charging rate of the second power source. Preferably, the smaller of the output powers that can be output is input to the first power source as the power output from the second power source.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記入出力制御手段は、暖機前の前記第1の電源の温度が予め規定した閾値未満であり、且つ前記車両の走行終了時において前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満の場合、前記車両の走行終了時に、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源に入力される電力を前記第2の電源から出力させることが好ましい。   In the power supply system for a vehicle, the input / output control means may be configured such that the temperature of the first power supply before warming up is lower than a predetermined threshold value and the first power supply at the end of travel of the vehicle. Is less than the control center charging rate of the first power source, the charging rate of the first power source is brought close to the control center charging rate of the first power source when the vehicle finishes traveling. It is preferable that power input to the first power source is output from the second power source.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記暖機手段は、アンモニアが離脱するときに蓄熱しアンモニアが固定化されるときに放熱する化学蓄熱材を有する化学蓄熱装置であり、前記化学蓄熱装置は、電力供給により発熱する前記化学蓄熱材再生用の加熱器を備えることが好ましい。   In the vehicle power supply system, the warm-up means is a chemical heat storage device having a chemical heat storage material that stores heat when ammonia is released and dissipates heat when the ammonia is fixed, It is preferable to provide a heater for regenerating the chemical heat storage material that generates heat by power supply.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記化学蓄熱材を再生する際には、前記第1の電源から出力される電力、前記第2の電源から出力される電力、及び車両からの回生電力のうち少なくともいずれか1つが前記加熱器へ供給されることが好ましい。   In the vehicle power supply system, when the chemical heat storage material is regenerated, the power output from the first power supply, the power output from the second power supply, and the regenerative power from the vehicle are It is preferable that at least one of them is supplied to the heater.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満である場合には、前記車両からの回生電力が、前記第1の電源、前記加熱器、前記第2の電源の順位で優先的に供給され、前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率以上である場合には、前記車両からの回生電力が、前記加熱器、前記第2の電源、前記第1の電源の順位で優先的に供給されることが好ましい。   Further, in the vehicle power supply system, when the chemical heat storage material is regenerated, if the charge rate of the first power supply is less than the control center charge rate of the first power supply, Regenerative power is preferentially supplied in the order of the first power source, the heater, and the second power source, and when the chemical heat storage material is regenerated, the charging rate of the first power source is the first power source. When the charging rate is equal to or higher than the control center charging rate of the power source, it is preferable that the regenerative power from the vehicle is preferentially supplied in the order of the heater, the second power source, and the first power source.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記車両からの回生電力が、前記第1の電源及び前記第2の電源の温度及び充電率に基づいて決定される入力可能電力の和より大きい場合、前記車両からの回生電力のうち前記入力可能電力の和に対する余剰電力が前記加熱器に供給されることが好ましい。   In the power supply system for the vehicle, when the regenerative power from the vehicle is larger than the sum of input powers determined based on the temperature and the charging rate of the first power supply and the second power supply, It is preferable that surplus electric power with respect to the sum of the input power among the regenerative electric power from the vehicle is supplied to the heater.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率より高い場合には、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源の電力が前記加熱器に供給されることが好ましい。   In the vehicle power supply system, when the chemical heat storage material is regenerated, if the charge rate of the first power supply is higher than the control center charge rate of the first power supply, the first power supply It is preferable that the electric power of the first power source is supplied to the heater so that the charging rate of the first power source approaches the control center charging rate of the first power source.

また、前記車両用の電源システムにおいて、前記車両の走行終了時に前記化学蓄熱材を再生する場合、前記第1の電源及び前記第2の電源のうち少なくともいずれか一方の電力が前記加熱器に供給されることが好ましい。   Further, in the power supply system for the vehicle, when the chemical heat storage material is regenerated at the end of traveling of the vehicle, at least one of the first power supply and the second power supply is supplied to the heater. It is preferred that

また、本発明は、第1の電源と、第2の電源と、電源を暖機する暖機手段と、電源の入出力を制御する際の目標値となる制御中心充電率を設定する制御中心充電率設定手段と、を備える電源システムであって、 前記第1の電源は前記第2の電源より出力密度が高く、前記第2の電源は前記第1の電源よりエネルギ密度が高く、前記暖機手段は、電源システムが搭載される装置の稼働前の所定期間又は稼働後の所定期間において、前記第1の電源の暖機を開始し、前記制御中心充電率設定手段は、少なくとも暖機が開始された前記第1の電源の温度に基づいて、前記第1の電源の制御中心充電率を設定する。   The present invention also provides a control center for setting a first power source, a second power source, a warming-up means for warming up the power source, and a control center charging rate as a target value when controlling input / output of the power source. A power supply system comprising: a charging rate setting means; wherein the first power supply has a higher output density than the second power supply, the second power supply has a higher energy density than the first power supply, and the warm power supply. The machine means starts warming up of the first power supply in a predetermined period before or after operation of the device on which the power supply system is mounted, and the control center charging rate setting means is at least warmed up. Based on the started temperature of the first power source, a control center charging rate of the first power source is set.

本発明によれば、速やかに且つ省エネルギで蓄電デバイスを暖機し、蓄電デバイスの性能低下を抑制することができる   According to the present invention, the power storage device can be warmed up quickly and with energy saving, and the performance degradation of the power storage device can be suppressed.

本実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the power supply system which concerns on this embodiment. 化学蓄熱装置の構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of a chemical heat storage apparatus. 化学蓄熱装置による第1の電源の暖機方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the warming-up method of the 1st power supply by a chemical thermal storage apparatus. (A)は、電源に設置される熱交換器の構成の一例を示す模式図であり、(B)は、熱交換器を電源に設置した状態を示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows an example of a structure of the heat exchanger installed in a power supply, (B) is a schematic diagram which shows the state which installed the heat exchanger in the power supply. 暖機前後の容量型蓄電デバイスと出力型蓄電デバイスの出力密度比を示す図である。It is a figure which shows the output density ratio of the capacity type electrical storage device before and behind warming-up, and an output type electrical storage device. 暖機前後の従来型電源システムと複合電源システムの電源の出力比を示す図である。It is a figure which shows the output ratio of the power supply of the conventional power supply system before and behind warming-up, and a composite power supply system. 従来型電源システムと複合電源システムの電源を暖機するのに必要な熱容量比である。This is the heat capacity ratio required to warm up the power supply of the conventional power supply system and the composite power supply system. 本実施形態の電源システムの電源を暖機する方法の他の一例を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating another example of the method of warming up the power supply of the power supply system of this embodiment. 電源の充電率(SOC)と電源の入出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the charging rate (SOC) of a power supply, and the input / output of a power supply. (A)は、第1の電源の温度と制御中心充電率との関係を規定した制御マップであり、(B)は、第2の電源の温度と制御中心充電率との関係を規定した制御マップである。(A) is a control map that defines the relationship between the temperature of the first power source and the control center charging rate, and (B) is a control that defines the relationship between the temperature of the second power source and the control center charging rate. It is a map. 第1の電源のSOCと第1の電源の充放電電力(入出力)との関係を規定したマップである。It is the map which prescribed | regulated the relationship between SOC of a 1st power supply, and charging / discharging electric power (input / output) of a 1st power supply. (A)は、電源の温度推移を示す図であり、(B)は、第1の電源の制御中心充電率及び第1の電源の充電率の推移を示す図である。(A) is a figure which shows the temperature transition of a power supply, (B) is a figure which shows the transition of the control center charge rate of a 1st power supply, and the charge rate of a 1st power supply. 化学蓄熱装置の再生処理の方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the method of the regeneration process of a chemical thermal storage apparatus. (A)は、第1の電源が制御中心充電率未満の時の車両からの回生電力の分配例について説明するための図であり、(B)は、第1の電源が制御中心充電率以上の時に車両からの回生電力の分配例について説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating the example of distribution of the regenerative electric power from a vehicle when a 1st power supply is less than a control center charging rate, (B) is a 1st power supply more than a control center charging rate. It is a figure for demonstrating the example of distribution of the regenerative electric power from a vehicle at the time. 回生電力の分配の他の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of distribution of regenerative electric power.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す模式図である。図1に示すように、電源回路1は、第1の電源10、第2の電源12、暖機装置14、制御装置15を有する電源システム16と、第1のコンバータ18と、第2のコンバータ20と、インバータ22と、を備える。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a power supply system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply circuit 1 includes a power supply system 16 having a first power supply 10, a second power supply 12, a warm-up device 14, and a control device 15, a first converter 18, and a second converter. 20 and an inverter 22.

第2のコンバータ20は、入力側が第2の電源12に接続され、出力側がインバータ22に接続されている。また、第1のコンバータ18は、入力側が第1の電源10に接続され、出力側が第2のコンバータ20とインバータ22との接続ノードに接続される。   The second converter 20 has an input side connected to the second power source 12 and an output side connected to the inverter 22. The first converter 18 has an input side connected to the first power supply 10 and an output side connected to a connection node between the second converter 20 and the inverter 22.

第1及び第2のコンバータ18,20は、主に(第1及び第2の電源10,12)電源から供給された電圧を外部負荷24が駆動する電圧に昇降圧するものである。インバータ22は、主に第1及び第2のコンバータ18,20から与えられる直流電圧を交流に変換して、外部負荷24に出力するものである。なお、外部負荷24が電動車両(EV)に搭載されるモータジェネレータ24等である場合には、インバータ22はモータジェネレータ24の発電によって与えられる交流電圧を直流に変換して、第2のコンバータ20に出力し、第2のコンバータ20及び第1のコンバータ18は、インバータ22から供給された電圧を、第1の電源10及び第2の電源12を充電させるための電圧に昇降圧することも可能である。すなわち、第1の電源10と外部負荷24とは第1のコンバータ18及びインバータ22を介して双方向に電力授受が可能である。また、第2の電源12と外部負荷24とは第2のコンバータ20及びインバータ22を介して双方向に電力授受が可能である。   The first and second converters 18 and 20 mainly increase / decrease the voltage supplied from the power source (first and second power sources 10 and 12) to a voltage driven by the external load 24. The inverter 22 mainly converts the DC voltage supplied from the first and second converters 18 and 20 into AC and outputs the AC voltage to the external load 24. In the case where the external load 24 is a motor generator 24 or the like mounted on an electric vehicle (EV), the inverter 22 converts the AC voltage provided by the power generation of the motor generator 24 into a DC, and the second converter 20 The second converter 20 and the first converter 18 can also step up and down the voltage supplied from the inverter 22 to a voltage for charging the first power source 10 and the second power source 12. is there. That is, the first power supply 10 and the external load 24 can exchange power bidirectionally via the first converter 18 and the inverter 22. Further, the second power source 12 and the external load 24 can exchange power bidirectionally via the second converter 20 and the inverter 22.

第1の電源10は、第2の電源12より出力密度が高い(単位質量当たりの入出力抵抗が低い)出力型の蓄電デバイスであり、第2の電源12は、第1の電源10よりエネルギ密度が高い容量型の蓄電デバイスである。第1の電源10は、例えば、出力型のリチウムイオン二次電池又はリチウムイオンキャパシタであることが好ましい。リチウムイオン二次電池の場合、電池の内部抵抗のうち反応抵抗が占める割合が高く、反応抵抗の活性化エネルギが大きい。そのため、電池性能は電池温度の影響を受けやすい。したがって、後述するように、走行開始前後の所定期間に出力型のリチウムイオン二次電池の暖機を開始することにより、効率よく出力型のリチウムイオン二次電池の性能を発揮させることが可能となる。また、リチウムイオンキャパシタは、例えば正極にナノゲートカーボン(登録商標)を用い、負極に黒鉛系カーボンを採用した非対称型キャパシタであり、暖機後の入出力密度が現状の蓄電デバイスの中で最も高いものである。そのため、後述する走行開始前後の所定期間にリチウムイオンキャパシタの暖機を開始することにより、高性能の電源システムを提供することが可能となる。一方、第2の電源12は、例えば、容量型のリチウムイオン二次電池を用いることが好ましい。これは、エネルギ密度が非常に高いものであるため、高性能の電源システムを提供することが可能となるからである。但し、第1の電源10及び第2の電源12は上記に制限されるものではなく、鉛二次電池、ニッケル水素二次電池、電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイスの採用を制限するものではない。   The first power supply 10 is an output-type power storage device having a higher output density (lower input / output resistance per unit mass) than the second power supply 12, and the second power supply 12 is more energy-efficient than the first power supply 10. It is a capacity-type electricity storage device with high density. The first power supply 10 is preferably, for example, an output type lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor. In the case of a lithium ion secondary battery, the proportion of reaction resistance in the internal resistance of the battery is high, and the activation energy of the reaction resistance is large. Therefore, battery performance is easily affected by battery temperature. Therefore, as described later, it is possible to efficiently demonstrate the performance of the output type lithium ion secondary battery by starting the warming up of the output type lithium ion secondary battery in a predetermined period before and after the start of traveling. Become. A lithium ion capacitor is an asymmetric capacitor using, for example, Nanogate Carbon (registered trademark) for the positive electrode and graphite carbon for the negative electrode, and the input / output density after warm-up is the highest among current storage devices. It is expensive. Therefore, it is possible to provide a high-performance power supply system by starting warm-up of the lithium ion capacitor in a predetermined period before and after the start of traveling, which will be described later. On the other hand, the second power source 12 preferably uses, for example, a capacity type lithium ion secondary battery. This is because the energy density is very high, so that a high-performance power supply system can be provided. However, the first power supply 10 and the second power supply 12 are not limited to the above, and do not limit the adoption of power storage devices such as a lead secondary battery, a nickel hydride secondary battery, and an electric double layer capacitor. .

本実施形態の制御装置は、電源に設置される温度センサ(不図示)、電流センサ(不図示)、電圧センサ(不図示)、暖機装置14、第1のコンバータ及び第2のコンバータに電気的に接続され、主に電源の制御中心充電率を設定する機能、及び第1の電源及び第2の電源の入出力を制御する機能を有する。具体的な制御装置の動作については後述する。   The control device of the present embodiment is electrically connected to a temperature sensor (not shown), a current sensor (not shown), a voltage sensor (not shown), a warm-up device 14, a first converter, and a second converter installed in a power source. Connected to each other, and mainly has a function of setting a control center charging rate of the power source and a function of controlling input / output of the first power source and the second power source. Specific operation of the control device will be described later.

次に、本実施形態の電源システム16(複合電源システム)の暖機装置14について説明する。   Next, the warm-up device 14 of the power supply system 16 (combined power supply system) of this embodiment will be described.

本実施形態の暖機装置14は、蓄電デバイスの中で出力密度が高くエネルギ密度の低い蓄電デバイスを選択的に暖機するものである。すなわち、暖機装置14は、第2の電源12より優先して第1の電源10の暖機を行う。なお、本実施形態の電源システム16は二つの電源に制限されるものではなく、第3の電源、第4の電源等をさらに備えるものであってもよい。この場合、本実施形態では、蓄電デバイスの中で出力密度が高くエネルギ密度の低い蓄電デバイスを選択し(例えば、第1及び第3の蓄電デバイス等)、その選択した蓄電デバイスを暖機装置14によって暖機することを制限するものではない。   The warming-up device 14 of the present embodiment selectively warms up power storage devices having a high output density and a low energy density among power storage devices. That is, the warm-up device 14 warms up the first power supply 10 with priority over the second power supply 12. Note that the power supply system 16 of the present embodiment is not limited to two power supplies, and may further include a third power supply, a fourth power supply, and the like. In this case, in the present embodiment, among the power storage devices, a power storage device having a high output density and a low energy density is selected (for example, the first and third power storage devices), and the selected power storage device is selected as the warm-up device 14. It does not limit the warming up.

暖機装置14による具体的な暖機方法等については後述するが、本実施形態の電源システム16(実質的には電源回路1)が電動車両(EV)に搭載される場合、車両の走行開始前の所定期間又は走行開始後の所定期間に、暖機装置14により第1の電源10の暖機を開始する。ここで、車両の走行開始前の所定期間とは、少なくともイグニッションキーがON状態になって、車両が走行開始できる状態にされた時から車両が走行するまでの間の期間である。また、車両の走行開始後の所定期間は、車両の走行が開始してから第1の電源10に対して走行に必要な出力が要求されるまでの間で適宜設定されるものである。したがって、車両が走行開始できる状態となってから車両が走行を開始するまでの間、或いは車両走行後所定期間の間に、暖機装置14を稼働させ、第1の電源10の暖機を開始する。   Although a specific warm-up method by the warm-up device 14 will be described later, when the power supply system 16 (substantially the power supply circuit 1) of this embodiment is mounted on an electric vehicle (EV), the vehicle starts to travel. Warm-up of the first power supply 10 is started by the warm-up device 14 in a previous predetermined period or a predetermined period after the start of traveling. Here, the predetermined period before the vehicle starts to travel is a period from the time when at least the ignition key is turned on to the state where the vehicle can start traveling until the vehicle travels. In addition, the predetermined period after the vehicle starts to travel is appropriately set between the time when the vehicle starts traveling and the time when the first power supply 10 is required to output for traveling. Therefore, the warming-up device 14 is operated to start warming up the first power supply 10 until the vehicle starts traveling after the vehicle can start traveling or during a predetermined period after the vehicle travels. To do.

また、本実施形態の電源システム16を備える電源回路1は車両に搭載される場合に限定されるものではなく、蓄電デバイスから電力を供給して稼働する全ての装置に搭載可能である。したがって、本実施形態の電源システム16を備える電源回路1が車両以外の装置に搭載される場合、暖機装置14は、電源システムが搭載される装置の稼働前の所定期間又は稼働後の所定期間に第1の電源10の暖機を開始することになる。ここで、装置の稼働前の所定期間とは、少なくとも装置の電源がON状態になって、装置が可動できる状態にされた時から装置が稼働するまでの間の期間である。また、装置の稼働後の所定期間は、装置が可動してから第1の電源10に対して装置の稼働に必要な出力が要求されるまでの間で適宜設定されるものである。以下では、電源システム16を備える電源回路1が車両に搭載された場合を例に具体的に説明する。   Moreover, the power supply circuit 1 provided with the power supply system 16 of this embodiment is not limited to the case where it is mounted on a vehicle, but can be mounted on all devices that operate by supplying power from the power storage device. Therefore, when the power supply circuit 1 including the power supply system 16 of the present embodiment is mounted on a device other than the vehicle, the warm-up device 14 is used for a predetermined period before or after operation of the device on which the power supply system is mounted. First, the warm-up of the first power supply 10 is started. Here, the predetermined period before the operation of the apparatus is a period between at least when the apparatus is turned on and the apparatus can be moved until the apparatus is operated. Further, the predetermined period after the operation of the apparatus is appropriately set between the time when the apparatus is moved and the time when the output necessary for the operation of the apparatus is requested to the first power supply 10. Below, the case where the power supply circuit 1 provided with the power supply system 16 is mounted in a vehicle is demonstrated concretely as an example.

暖機装置14の構成は、車両の走行開始前の所定期間又は走行開始後の所定期間の間に、第1の電源10の暖機を開始することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、電気式ヒータや車両内の排熱を利用した熱交換器や後述する化学蓄熱装置等が挙げられる。暖機装置14としては、電源を速やかに暖機することができる点、省エネルギで電源を暖機することができる点、又は熱エネルギを長期に保存可能である点等から、化学蓄熱装置を採用することが好ましい。以下に、化学蓄熱装置(以下、化学蓄熱装置14と称する)の構成例を説明する。   The configuration of the warm-up device 14 is particularly limited as long as the warm-up of the first power supply 10 can be started during a predetermined period before the start of traveling of the vehicle or during a predetermined period after the start of traveling. Instead, for example, an electric heater, a heat exchanger using exhaust heat in the vehicle, a chemical heat storage device to be described later, and the like can be given. As the warming-up device 14, a chemical heat storage device is used because it can quickly warm up the power source, can warm up the power source with energy saving, or can store heat energy for a long period of time. It is preferable to adopt. Below, the structural example of a chemical heat storage apparatus (henceforth the chemical heat storage apparatus 14) is demonstrated.

図2は、化学蓄熱装置の構成の一例を示す模式図である。図2に示すように、化学蓄熱装置14は、第1の反応器26と、第2の反応器28と、第1の反応器26と第2の反応器28とを接続するアンモニア配管30と、を備える。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the chemical heat storage device. As shown in FIG. 2, the chemical heat storage device 14 includes a first reactor 26, a second reactor 28, an ammonia pipe 30 that connects the first reactor 26 and the second reactor 28, and .

第1の反応器26は、筐体32と、筐体32に設けられた複数の熱媒体流路34と、筐体32に設けられた複数の反応室36と、各反応室36内に収納された化学蓄熱材(不図示)と、を有する。筐体32内では、反応室36と熱媒体流路34とが交互に配置されている。反応室36と熱媒体流路34とは隔壁を隔てて互いに分離されており、外部から熱媒体流路34に供給される熱媒体Aと反応室36内の化学蓄熱材との間で熱交換を行えるようになっている。なお、不図示であるが、第1の反応器26の反応室36とアンモニア配管30とは気密状態で連通されている。   The first reactor 26 is housed in a housing 32, a plurality of heat medium flow paths 34 provided in the housing 32, a plurality of reaction chambers 36 provided in the housing 32, and each reaction chamber 36. A chemical heat storage material (not shown). In the housing 32, the reaction chambers 36 and the heat medium flow paths 34 are alternately arranged. The reaction chamber 36 and the heat medium flow path 34 are separated from each other with a partition wall, and heat exchange is performed between the heat medium A supplied to the heat medium flow path 34 from the outside and the chemical heat storage material in the reaction chamber 36. Can be done. Although not shown, the reaction chamber 36 of the first reactor 26 and the ammonia pipe 30 are communicated in an airtight state.

第1の反応器26の反応室36に収納される化学蓄熱材は、吸熱反応によりアンモニアが離脱するときに蓄熱し、発熱反応である配位反応(化学反応)によってアンモニアが固定化されるときに放熱する金属塩化物を含む。金属塩化物としては、例えば、アルカリ金属の塩化物、アルカリ土類金属の塩化物、又は遷移金属の塩化物等が挙げられる。   The chemical heat storage material housed in the reaction chamber 36 of the first reactor 26 stores heat when ammonia is released by an endothermic reaction, and the ammonia is fixed by a coordination reaction (chemical reaction) that is an exothermic reaction. Contains metal chloride that dissipates heat. Examples of the metal chloride include an alkali metal chloride, an alkaline earth metal chloride, and a transition metal chloride.

アンモニア配管30にはバルブ30aが設けられており、バルブ30aの開閉によりアンモニア圧の差を調節できるようになっている。     The ammonia pipe 30 is provided with a valve 30a, and the difference in ammonia pressure can be adjusted by opening and closing the valve 30a.

第2の反応器28も第1の反応器26と同様に、筐体38と、筐体38に設けられた複数の熱媒体流路40と、筐体38に設けられた複数の反応室42と、各反応室42内に収納された化学蓄熱材(不図示)と、を有する。反応室42と熱媒体流路40とは隔壁を隔てて互いに分離されており、外部から熱媒体流路40に供給される熱媒体Bと反応室42内の化学蓄熱材との間で熱交換を行えるようになっている。なお、不図示であるが、第2の反応器28の反応室42とアンモニア配管30とは気密状態で連通されている。   Similarly to the first reactor 26, the second reactor 28 also has a housing 38, a plurality of heat medium channels 40 provided in the housing 38, and a plurality of reaction chambers 42 provided in the housing 38. And a chemical heat storage material (not shown) housed in each reaction chamber 42. The reaction chamber 42 and the heat medium flow path 40 are separated from each other with a partition wall, and heat exchange is performed between the heat medium B supplied to the heat medium flow path 40 from the outside and the chemical heat storage material in the reaction chamber 42. Can be done. Although not shown, the reaction chamber 42 of the second reactor 28 and the ammonia pipe 30 are communicated in an airtight state.

第2の反応器28の反応室42に収納される化学蓄熱材は、前述した金属塩化物、又は物理吸着材(例えば、活性炭、メソポーラスシリカ、ゼオライト、シリカゲル、粘土鉱物等)を含む。   The chemical heat storage material accommodated in the reaction chamber 42 of the second reactor 28 includes the above-described metal chloride or physical adsorbent (for example, activated carbon, mesoporous silica, zeolite, silica gel, clay mineral, etc.).

また、化学蓄熱装置14には、装置内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給装置(不図示)や、装置内のガスを排気する排気装置(不図示)や、装置内のアンモニア圧を促成するための圧力測定装置(不図示)等が設置されていてもよい。   Further, the chemical heat storage device 14 promotes an ammonia supply device (not shown) for supplying ammonia into the device, an exhaust device (not shown) for exhausting gas in the device, and an ammonia pressure in the device. A pressure measuring device (not shown) or the like may be installed.

図3は、化学蓄熱装置による第1の電源の暖機方法を説明するためのフロー図である。図2及び3を用いて、化学蓄熱装置14による第1の電源10の暖機方法について説明する。   FIG. 3 is a flowchart for explaining a method of warming up the first power source by the chemical heat storage device. The warming-up method of the 1st power supply 10 by the chemical heat storage apparatus 14 is demonstrated using FIG. 2 and 3. FIG.

第1の電源10を暖機するに当たり、初期状態として、図2に示す第2の反応器28の反応室42に収納された化学蓄熱材にアンモニアを固定した状態にし、アンモニア配管30のバルブ30aを閉じておく。そして、イグニッションキーがON状態とされて、前述した走行開始前後の所定期間の間に、化学蓄熱装置14により以下の動作が開始され、第1の電源10の暖機が行われる。まず、前述した初期状態の第2の反応器28の熱媒体流路40に、エタノール等のアルコール、水、油類等の熱媒体Bが不図示の配管等から流通され(なお、図2に示す熱媒体B’は熱媒体流路40から排出された熱媒体)、また、第1の反応器26の熱媒体流路34に、エタノール等のアルコール、水又は油類等の熱媒体Aが不図示の配管等から流通される。第2の反応器28に供給される熱媒体Bは所定の温度(例えば−30℃〜10℃)に維持されている。このとき、第2の反応器28では、吸熱反応によって第2の反応器28の化学蓄熱材からアンモニアCが離脱される。そして、アンモニア配管30のバルブ30aを開くことにより、アンモニア圧の高い第2の反応器28から、相対的にアンモニア圧の低い第1の反応器26に向けてアンモニアの輸送が行われる(図3参照)。なお、アンモニアの離脱は、第2の反応器28への所定温度の熱媒体の流通を維持することにより継続的に行われる。   In warming up the first power source 10, as an initial state, ammonia is fixed to the chemical heat storage material accommodated in the reaction chamber 42 of the second reactor 28 shown in FIG. Keep closed. Then, the ignition key is turned on, and the following operation is started by the chemical heat storage device 14 during the predetermined period before and after the start of traveling, and the first power supply 10 is warmed up. First, a heat medium B such as alcohol such as ethanol, water, or oil is circulated from a pipe or the like (not shown) to the heat medium flow path 40 of the second reactor 28 in the initial state described above (see FIG. 2). The heat medium B ′ shown is a heat medium discharged from the heat medium flow path 40), and the heat medium A such as ethanol, alcohol, water, or oil is present in the heat medium flow path 34 of the first reactor 26. It is distributed from pipes (not shown). The heat medium B supplied to the second reactor 28 is maintained at a predetermined temperature (for example, −30 ° C. to 10 ° C.). At this time, in the second reactor 28, ammonia C is released from the chemical heat storage material of the second reactor 28 by an endothermic reaction. Then, by opening the valve 30a of the ammonia pipe 30, the ammonia is transported from the second reactor 28 having a high ammonia pressure toward the first reactor 26 having a relatively low ammonia pressure (FIG. 3). reference). Note that ammonia is continuously removed by maintaining the flow of the heat medium at a predetermined temperature to the second reactor 28.

第2の反応器28からアンモニア配管30を通って第1の反応器26に到達したアンモニアは、図2に示す第1の反応器26の反応室36に収納された金属塩化物を含む化学蓄熱材に、発熱反応により固定される。この発熱反応により、第1の反応器26に供給される熱媒体Aが加熱され、加熱された熱媒体A’が第1の電源10に向けて、不図示の配管等から供給(放熱)される。加熱された熱媒体A’は第1の電源10と熱交換され、第1の電源10が暖機される。但し、加熱された熱媒体A’が液体である場合には、図3に示すように、化学蓄熱装置14に蒸発器を設置して、蒸発器により熱媒体A’を蒸気にして、第1の電源10に供給することが望ましい。蒸気(凝縮潜熱)は電源を効率よく暖機する熱媒体として好適である。このようにして暖機された第1の電源10は、図3に示すようにインバータ22との間で前述したように電力の授受が行われる。   The ammonia that has reached the first reactor 26 from the second reactor 28 through the ammonia pipe 30 is a chemical heat storage containing a metal chloride stored in the reaction chamber 36 of the first reactor 26 shown in FIG. Fixed to the material by an exothermic reaction. By this exothermic reaction, the heat medium A supplied to the first reactor 26 is heated, and the heated heat medium A ′ is supplied (heat radiation) from a pipe or the like (not shown) toward the first power supply 10. The The heated heat medium A 'is heat-exchanged with the first power source 10, and the first power source 10 is warmed up. However, when the heated heat medium A ′ is a liquid, as shown in FIG. 3, an evaporator is installed in the chemical heat storage device 14, and the heat medium A ′ is vaporized by the evaporator, so that the first It is desirable to supply the power supply 10 of the above. Steam (condensation latent heat) is suitable as a heat medium for efficiently warming up the power supply. As described above, the first power supply 10 warmed up as described above is exchanged with the inverter 22 as described above.

化学蓄熱装置14から供給される熱媒体A’と電源との熱交換の一例を説明する。   An example of heat exchange between the heat medium A ′ supplied from the chemical heat storage device 14 and the power source will be described.

図4(A)は、電源に設置される熱交換器の構成の一例を示す模式図であり、図4(B)は、熱交換器を電源に設置した状態を示す模式図である。図4(A)に示すように、熱交換器44は、流路プレート46と、入口及び出口マニホールド48,50とを有する。流路プレート46内には熱媒体A’が通過する流路52が形成されている。入口マニホールド48は流路プレート46内の流路52の入口側と連通し、出口マニホールド50は流路プレート46内の流路52の出口側と連通している。図4(B)に示すように、流路プレート46は、第1の電源10を構成するために積層されたセル10a間に配置される。また、各流路プレート46の入口マニホールド48同士、出口マニホールド50同士は連結されている。   FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a heat exchanger installed in a power source, and FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a state in which the heat exchanger is installed in a power source. As shown in FIG. 4A, the heat exchanger 44 has a flow path plate 46 and inlet and outlet manifolds 48 and 50. A flow path 52 through which the heat medium A ′ passes is formed in the flow path plate 46. The inlet manifold 48 communicates with the inlet side of the flow path 52 in the flow path plate 46, and the outlet manifold 50 communicates with the outlet side of the flow path 52 in the flow path plate 46. As shown in FIG. 4B, the flow path plate 46 is disposed between the cells 10 a stacked to constitute the first power supply 10. Further, the inlet manifolds 48 and the outlet manifolds 50 of each flow path plate 46 are connected to each other.

前述したように、化学蓄熱装置14から加熱された熱媒体A’(蒸気の状態であってもよい)が第1の電源10に供給される。供給された熱媒体A’は、入口マニホールド48内を通り、各流路プレート46に分配される。そして、流路プレート46内の流路52を通過する。この際、流路プレート46を介して第1の電源10と加熱された熱媒体A’とが熱交換され、第1の電源10が暖機される。また、流路プレート46を通過した熱媒体A’は、出口マニホールド50を通り、系外へ排出される。   As described above, the heat medium A ′ (which may be in a vapor state) heated from the chemical heat storage device 14 is supplied to the first power supply 10. The supplied heat medium A ′ passes through the inlet manifold 48 and is distributed to each flow path plate 46. Then, it passes through the flow path 52 in the flow path plate 46. At this time, heat exchange is performed between the first power supply 10 and the heated heat medium A ′ via the flow path plate 46, and the first power supply 10 is warmed up. The heat medium A ′ that has passed through the flow path plate 46 passes through the outlet manifold 50 and is discharged out of the system.

このようにして暖機された出力型の蓄電デバイスである第1の電源10と容量型の蓄電デバイスである第2の電源12を備える電源システム16(複合電源システム)の暖機前後における出力特性について説明する。比較のため、1つの蓄電デバイスからなる電源システム(従来型電源システム)の暖機前後における出力特性についても説明する。   Output characteristics before and after warming-up of a power supply system 16 (composite power supply system) including the first power supply 10 that is an output power storage device that has been warmed up in this manner and the second power supply 12 that is a capacitive power storage device. Will be described. For comparison, output characteristics before and after warm-up of a power supply system (conventional power supply system) including one power storage device will also be described.

図5は、暖機前後の容量型蓄電デバイスと出力型蓄電デバイスの出力密度比を示す図である。図5では、蓄電デバイスとして二次電池を例としている。暖機前の温度の低い二次電池(例えば、電池温度が−20℃〜−30℃)では、二次電池内の電解液の粘性や反応抵抗が高くなる等の理由のために、電池の内部抵抗が高くなり、二次電池本来の性能を発揮することができない。しかし、暖機後の温度の高い二次電池(例えば、電池温度が25℃)では、電解液の粘性や反応抵抗も低減するため、電池の内部抵抗も低下し、二次電池本来の性能を発揮することができる。これは、図5に示すように、容量型の二次電池及び出力型の二次電池でも同様な結果になる。また、図5では、二次電池を例にしたが、キャパシタであっても、電解液の粘性は温度に依存するため、二次電池と同様な結果になる。   FIG. 5 is a diagram showing the output density ratio between the capacitive electricity storage device and the output electricity storage device before and after warm-up. In FIG. 5, a secondary battery is taken as an example of the electricity storage device. In a secondary battery having a low temperature before warming up (for example, a battery temperature of −20 ° C. to −30 ° C.), the viscosity of the electrolytic solution in the secondary battery and the reaction resistance are increased. The internal resistance becomes high, and the inherent performance of the secondary battery cannot be exhibited. However, in a secondary battery with a high temperature after warming up (for example, the battery temperature is 25 ° C.), the viscosity of the electrolyte and the reaction resistance are also reduced, so the internal resistance of the battery is also reduced, and the original performance of the secondary battery is reduced. It can be demonstrated. As shown in FIG. 5, the same result is obtained with a capacity-type secondary battery and an output-type secondary battery. In FIG. 5, the secondary battery is taken as an example. However, even in the case of a capacitor, the viscosity of the electrolytic solution depends on the temperature, so that the result is similar to that of the secondary battery.

図6は、暖機前後の従来型電源システムと複合電源システムの電源の出力比を示す図である。図7は、従来型電源システムと複合電源システムの電源を暖機するのに必要な熱容量比である。図6に示すように、従来型電源システムの電源及び複合電源システムの電源(出力型蓄電システムである第1の電源10)を暖機して、電池温度を上げることにより、どちらのシステムでも車両走行に必要な出力(車両要求出力)を発揮できることがわかる。そして、この時の電源の暖機に必要な熱容量は、図7に示すように、従来型電源システムの電源に掛かる熱容量に比べて複合電源システムの電源に掛かる熱容量の方が小さくて済むことがわかる。この理由の1つは以下の通りである。   FIG. 6 is a diagram illustrating the output ratio of the power supplies of the conventional power supply system and the composite power supply system before and after warming up. FIG. 7 shows the heat capacity ratio necessary for warming up the power supplies of the conventional power supply system and the composite power supply system. As shown in FIG. 6, the power source of the conventional power source system and the power source of the composite power source system (the first power source 10 which is an output type power storage system) are warmed up to raise the battery temperature. It can be seen that the output required for traveling (vehicle required output) can be exhibited. Then, as shown in FIG. 7, the heat capacity required for warming up the power supply at this time may be smaller than the heat capacity applied to the power supply of the conventional power supply system. Recognize. One reason for this is as follows.

まず、1つの蓄電デバイスからなる従来型電源システムでは、EVの走行で要求される入出力を満たすために、EVの走行に必要な電池容量よりも過剰な電池容量を有する蓄電デバイスが必要となる。一方、複合電源システムでは、入出力は第1の電源10(出力型の蓄電デバイス)で補いながら、走行に必要なエネルギを第2の電源12(容量型の蓄電デバイス)で賄うことができるため、第1及び第2の電源10,12を必要最低限の容量となるよう設計することができる。したがって、従来型電源システムでは、過剰な電池容量を満たすために容積及び重量共に大きな蓄電デバイスが必要である。しかし、複合電源システムでは、第2の電源12は必要最低限の容量を有するように設計できるため、第2の電源12の重量及び容積は、従来型電源システムの蓄電デバイスより小さくなる。更に、第1の電源10は第2の電源12の入出力を補うように設計できるため、第1の電源10の重量及び容積は、第2の電源12よりも小さくなる。したがって、従来型電源システムでは、容積の大きな蓄電デバイスを暖機する必要があるために熱容量は高くなり、また、暖機時間も長くなる。これに対し、複合電源システムの場合、図6に示すように、出力型の蓄電デバイス(第1の電源10)を暖機するだけで車両走行に必要な出力パワーを満たすことができるため、蓄電デバイスを暖機するために必要な熱容量は少なく、暖機時間も短くて済む。   First, in a conventional power supply system composed of a single power storage device, a power storage device having an excess battery capacity than the battery capacity required for EV travel is required in order to satisfy the input / output required for EV travel. . On the other hand, in the composite power supply system, the input and output are supplemented by the first power supply 10 (output type power storage device), while the energy required for traveling can be supplied by the second power supply 12 (capacitive power storage device). The first and second power supplies 10 and 12 can be designed to have a minimum capacity. Therefore, in the conventional power supply system, an electric storage device having a large volume and weight is necessary to satisfy an excessive battery capacity. However, in the composite power supply system, since the second power supply 12 can be designed to have a minimum necessary capacity, the weight and volume of the second power supply 12 are smaller than the power storage device of the conventional power supply system. Further, since the first power supply 10 can be designed to supplement the input / output of the second power supply 12, the weight and volume of the first power supply 10 are smaller than those of the second power supply 12. Therefore, in the conventional power supply system, since it is necessary to warm up a large-capacity power storage device, the heat capacity becomes high and the warm-up time also becomes long. On the other hand, in the case of a composite power supply system, as shown in FIG. 6, the output power required for vehicle travel can be satisfied by warming up the output-type power storage device (first power supply 10). Less heat capacity is needed to warm up the device and less warm-up time.

以上のように、車両の走行開始前の所定期間又は走行開始後の所定期間の間に、暖機装置14により速やかに第1の電源10を暖機することにより、車両の走行に必要な出力を電源から安定に供給させることが可能となる。また、第1の電源10を暖機するだけでよいため、暖機に必要な熱容量は小さくて済む。したがって、暖機装置14の小型化、省エネルギ化を図ることも可能である。   As described above, the first power supply 10 is quickly warmed up by the warm-up device 14 during the predetermined period before the start of traveling of the vehicle or during the predetermined period after the start of traveling. Can be stably supplied from the power source. Further, since only the first power source 10 needs to be warmed up, the heat capacity required for warming up can be small. Accordingly, it is possible to reduce the size and energy of the warm-up device 14.

図8は、本実施形態の電源システムの電源を暖機する方法の他の一例を説明するためのフロー図である。ここでは、第1の電源10の暖機だけでなく、第2の電源12の暖機も行う。第2の電源12の暖機を行うことで、第2の電源12からの入出力が増加するため、第1の電源から出力される電力が抑えられ、第1の電源の劣化の抑制、車両の走行性能の向上が可能となる。   FIG. 8 is a flowchart for explaining another example of the method for warming up the power supply of the power supply system of the present embodiment. Here, not only the warm-up of the first power supply 10 but also the warm-up of the second power supply 12 is performed. By warming up the second power supply 12, the input / output from the second power supply 12 increases, so that the power output from the first power supply is suppressed, the deterioration of the first power supply is suppressed, the vehicle The driving performance can be improved.

まず、前述したように、イグニッションキーがON状態とされて、走行開始前後の所定期間の間に、第1の反応器26、第2の反応器28、及び蒸発器を有する化学蓄熱装置14によって、第1の電源10の暖機が開始される。第1の電源の暖機後(暖機途中又は暖機終了後)、第2の電源12の暖機が開始される。ここで、第1の電源10の暖機後に、化学蓄熱装置14によって第2の電源12の暖機を開始してもよいが、第1の電源10を暖機する化学蓄熱装置14とは別に、第2の電源12を暖機する暖機装置を設けることが好ましい。   First, as described above, the ignition key is turned on, and the chemical heat storage device 14 having the first reactor 26, the second reactor 28, and the evaporator during a predetermined period before and after the start of traveling. The warm-up of the first power supply 10 is started. After the first power supply is warmed up (during warming up or after warming up), warming up of the second power supply 12 is started. Here, after the first power supply 10 is warmed up, the chemical heat storage device 14 may start the warming up of the second power supply 12, but separately from the chemical heat storage device 14 that warms up the first power supply 10. It is preferable to provide a warming-up device for warming up the second power source 12.

第1の電源10及び第2の電源12を暖機する場合には、図8に示すように、主に第1の電源10を暖機する第1の暖機装置と、主に第2の電源12を暖機する第2の暖機装置と、を備える暖機装置システムとすることが望ましい。そして、第1の暖機装置は、前述した化学蓄熱装置であり、第2の暖機装置は、車両内で発生する排熱を利用する暖機装置であることが好ましい。これにより、車両内で発生する排熱を有効に利用することができるため、効率的又は省エネルギで電源の暖機が可能になる。   When warming up the first power supply 10 and the second power supply 12, as shown in FIG. 8, a first warming-up device that mainly warms up the first power supply 10, and a second It is desirable to provide a warm-up device system including a second warm-up device that warms up the power supply 12. And it is preferable that a 1st warm-up apparatus is a chemical heat storage apparatus mentioned above, and a 2nd warm-up apparatus is a warm-up apparatus using the waste heat which generate | occur | produces in a vehicle. As a result, exhaust heat generated in the vehicle can be used effectively, so that the power source can be warmed up efficiently or with energy saving.

第2の暖機装置は、車両内で発生する排熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器、車両内で発生する排熱により加熱された熱媒体を第2の電源12に供給するファン、熱交換器等が挙げられる。車両内で発生する排熱は、例えば、エンジンやモータジェネレータ24からの排熱、インバータ22の損失熱、トランスアクスルからの排熱等が挙げられる。   The second warm-up device includes a steam generator that generates steam using exhaust heat generated in the vehicle, and a fan that supplies a heat medium heated by the exhaust heat generated in the vehicle to the second power source 12. And heat exchangers. Examples of the exhaust heat generated in the vehicle include exhaust heat from the engine and the motor generator 24, heat loss from the inverter 22, exhaust heat from the transaxle, and the like.

暖機装置による電源の昇温速度において、第1の電源10の昇温速度は第2の電源12の昇温速度より早く設定することが好ましい。これは、第1の電源10を速やかに昇温することにより、電源システム全体の出力を効率的に発揮させることが可能となるからである。   It is preferable that the temperature increase rate of the first power supply 10 is set faster than the temperature increase rate of the second power supply 12 in the temperature increase rate of the power supply by the warm-up device. This is because the output of the entire power supply system can be efficiently exhibited by quickly raising the temperature of the first power supply 10.

次に、第1の電源及び第2の電源の電力の入出力の制御について説明する。   Next, power input / output control of the first power supply and the second power supply will be described.

図9は、電源の充電率(SOC)と電源の入出力との関係を示す図である。図9に示すように、通常、電源は充電率(SOC)が低くなるほど電源の出力(電源が供給できる電力、所謂放電電力)が低下し、充電率が高くなるほど電源の出力が向上する。逆に、電源は充電率が低くなるほど電源の入力(電源へ供給できる電力、所謂充電電力)が向上し、充電率が高くなるほど電源の入力が低下する。なお、図9に示す下限充電率及び上限充電率は、電源の性能に悪影響を与えない範囲で適宜設定されるものであり、下限充電率及び上限充電率の範囲内で電源の入出力(充電及び放電)が行われる。また、本実施形態では、第1の電源10は、電源の入出力制御(充放電制御)を行う際の中心値(目標値)となる制御中心充電率に近づくように入出力が行われる。なお、一般的に、制御中心充電率は、入力及び出力の値が等しい時の充電率(基準充電率と呼ぶ)に設定される。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the charging rate (SOC) of the power supply and the input / output of the power supply. As shown in FIG. 9, normally, the output of the power supply (power that can be supplied by the power supply, so-called discharge power) decreases as the charging rate (SOC) decreases, and the output of the power supply improves as the charging rate increases. On the contrary, the power supply input (power that can be supplied to the power supply, so-called charging power) improves as the charging rate decreases, and the power input decreases as the charging rate increases. Note that the lower limit charging rate and the upper limit charging rate shown in FIG. 9 are set as appropriate within a range that does not adversely affect the performance of the power source, and the input / output (charging) of the power source within the range of the lower limit charging rate and the upper limit charging rate. And discharging). Further, in the present embodiment, the first power supply 10 performs input / output so as to approach the control center charging rate that is the center value (target value) when performing power input / output control (charge / discharge control). In general, the control center charging rate is set to a charging rate when the input and output values are equal (referred to as a reference charging rate).

本実施形態では、第1の電源10の入出力の性能を早期に確保するため、前述した所定期間の間に暖機が開始され、第1の電源10の温度は上昇する。しかし、電源の充電率が変わらなくても、電源の温度が高くなるほど、電源の入出力の性能は向上し、電源の温度が低くなるほど、電源の入出力の性能は低下する。したがって、電源の温度に関わらず一定の制御中心充電率に基づいて、電源の入出力を制御するより、電源の温度に基づいて制御中心充電率を設定し、その設定した制御中心充電率に基づいて電源の入出力を制御した方が、電源の性能を有効に活用することができる。そこで、本実施形態では、少なくとも暖機され、温度上昇している第1の電源10の温度に基づいて、第1の電源10の制御中心充電率を設定する。ここで、前述したように、第2の電源12の暖機も開始されている場合には、第1の電源10及び第2の電源12の両方の温度に基づいて、第1の電源10の制御中心充電率を設定することが好ましい。   In the present embodiment, in order to ensure the input / output performance of the first power supply 10 at an early stage, warm-up is started during the predetermined period described above, and the temperature of the first power supply 10 rises. However, even if the charging rate of the power source does not change, the power input / output performance improves as the power source temperature increases, and the power input / output performance decreases as the power source temperature decreases. Therefore, rather than controlling the input / output of the power supply based on a constant control center charging rate regardless of the temperature of the power supply, the control center charging rate is set based on the temperature of the power supply, and based on the set control center charging rate. If you control the input / output of the power supply, you can effectively use the performance of the power supply. Therefore, in the present embodiment, the control center charging rate of the first power supply 10 is set based on the temperature of the first power supply 10 that is at least warmed up and whose temperature is rising. Here, as described above, when the warm-up of the second power supply 12 is also started, the first power supply 10 is controlled based on the temperatures of both the first power supply 10 and the second power supply 12. It is preferable to set the control center charging rate.

図10(A)は、第1の電源の温度と制御中心充電率との関係を規定した制御マップであり、(B)は、第2の電源の温度と制御中心充電率との関係を規定した制御マップである。図10(A)に示すように、例えば、第1の電源10の温度上昇につれて制御中心充電率が減少するように規定した制御マップを制御装置15に予め記憶させておき、制御装置15は、第1の電源10に設置した温度センサの温度データを該制御マップに当てはめて、第1の電源10の制御中心充電率を決定する。また、例えば、制御装置15は、第2の電源12に設置した温度センサの温度データを図10(B)に示す制御マップに当てはめ、第1の電源10の制御中心充電率を求め、その制御中心充電率と、前述した第1の電源10の温度に基づいて決定した制御中心充電率との平均値を算出し、それを第1の電源10の制御中心充電率として設定する等でもよい。そして、この設定した制御中心充電率に基づいて、電源の入出力が行われる。また、例えば、第1の電源10及び第2の電源12と、制御中心充電率との関係を規定した制御マップを制御装置15に予め記憶させておき、制御装置15は、第1の電源10及び第2の電源12に設置した温度センサの温度データを該制御マップに当てはめて、第1の電源10の制御中心充電率を決定してもよい。   FIG. 10A is a control map that defines the relationship between the temperature of the first power source and the control center charging rate, and FIG. 10B defines the relationship between the temperature of the second power source and the control center charging rate. This is a control map. As shown in FIG. 10A, for example, a control map that prescribes that the control center charging rate decreases as the temperature of the first power supply 10 increases is stored in the control device 15 in advance. The control center charging rate of the first power supply 10 is determined by applying the temperature data of the temperature sensor installed in the first power supply 10 to the control map. Further, for example, the control device 15 applies the temperature data of the temperature sensor installed in the second power source 12 to the control map shown in FIG. 10B, obtains the control center charging rate of the first power source 10, and controls it. An average value of the center charging rate and the control center charging rate determined based on the temperature of the first power source 10 described above may be calculated and set as the control center charging rate of the first power source 10. Then, power input / output is performed based on the set control center charging rate. Further, for example, a control map that defines the relationship between the first power supply 10 and the second power supply 12 and the control center charging rate is stored in the control device 15 in advance, and the control device 15 stores the first power supply 10. And the temperature data of the temperature sensor installed in the 2nd power supply 12 may be applied to this control map, and the control center charging rate of the 1st power supply 10 may be determined.

具体的には、第1の電源10の暖機開始初期等では、まだ第1の電源10の温度が低いため、制御中心充電率は高く設定される。そして、第1の電源10は、高く設定された制御中心充電率を目標に、充電される(電力が入力される)。その結果、第1の電源10の充電率が上昇し、より高い出力を発揮することが可能となり、ひいては、第2の電源12では不足する分の出力を第1の電源10により効率的に補うことが可能となる。このように効率的に電源の出力性能を発揮させることができれば、各電源の小型化、車両の動力性能の向上等が可能となる。   Specifically, the control center charging rate is set high because the temperature of the first power supply 10 is still low, such as at the beginning of warming-up of the first power supply 10. Then, the first power supply 10 is charged (electric power is input) with the control center charging rate set high as a target. As a result, the charging rate of the first power supply 10 is increased, and a higher output can be exhibited. As a result, the first power supply 10 efficiently compensates for the output that is insufficient with the second power supply 12. It becomes possible. If the output performance of the power supply can be exhibited efficiently in this way, it is possible to reduce the size of each power supply and improve the power performance of the vehicle.

以下に、制御中心充電率の設定の他の例について説明する。   Hereinafter, another example of setting the control center charging rate will be described.

前記所定期間に第1の電源10の暖機が開始されると(また、その後に第2の電源12の暖機が開始される場合も含む)、制御装置15は、温度センサにより、第1の電源10の温度データを逐次取得し、第1の電源10の温度が予め設定した第1設定温度未満であるか否かを判定する。第1設定温度は、第1の電源の暖機を終了させる温度等、適宜設定される温度である。   When the warm-up of the first power supply 10 is started during the predetermined period (also including the case where the warm-up of the second power supply 12 is started thereafter), the control device 15 uses the temperature sensor to The temperature data of the power source 10 is sequentially acquired, and it is determined whether or not the temperature of the first power source 10 is lower than a preset first set temperature. The first set temperature is a temperature that is set as appropriate, such as a temperature at which the warm-up of the first power supply is terminated.

そして、制御装置15は、第1の電源10の制御中心充電率を、第1の温度が第1設定温度未満である場合には、図9に示すように、基準充電率より高い第1制御中心充電率に設定する。或いは、第1の電源10の温度が予め設定した第1設定温度未満であり、且つ第2の電源12の温度が予め設定した設定温度(第1設定温度でもよい)未満である場合には、第1の電源10の制御中心充電率を前述した第1制御中心充電率に設定する。そして、このように設定した制御中心充電率に近づくように、第1の電源10の入出力の制御を行う。その結果、第1の電源10の温度が低くても、第1の電源10の出力を大きくすることができるため、車両の動力性能を高くすることができる。この第1制御中心充電率は、予め設定される値であるが、電池の劣化を防ぐ等の点で、基準充電率から上限充電率の間で設定されることが好ましく、出力性能を高くすること、エネルギ密度の小さい小型の電源を用いることができること等の点で、上限充電率またはその近傍に設定されることが好ましい。   Then, when the first temperature is lower than the first set temperature, the control device 15 sets the control center charging rate of the first power supply 10 to be higher than the reference charging rate as shown in FIG. Set to center charge rate. Alternatively, when the temperature of the first power supply 10 is lower than a preset first set temperature and the temperature of the second power supply 12 is lower than a preset set temperature (may be the first set temperature), The control center charging rate of the first power supply 10 is set to the first control center charging rate described above. Then, the input / output of the first power supply 10 is controlled so as to approach the control center charging rate set in this way. As a result, even if the temperature of the first power supply 10 is low, the output of the first power supply 10 can be increased, so that the power performance of the vehicle can be increased. The first control center charging rate is a value set in advance, but is preferably set between the reference charging rate and the upper limit charging rate in order to prevent the battery from deteriorating, and the output performance is increased. In view of the fact that a small power source with a small energy density can be used, it is preferable that the upper limit charging rate or the vicinity thereof be set.

また、制御装置15は、温度センサにより、第1の電源10の温度データ及び第2の電源12の温度データを逐次取得した結果、第1の電源10の温度が第1設定温度以上となり、第2の電源12の温度が予め設定した第2設定温度未満となっている場合には、図9に示すように、第1の電源10の制御中心充電率を、基準充電率より高く、第1制御中心充電率より低い第2制御中心充電率に設定する。ここでは、第1の電源10の温度がある一定以上となって、例えば、第1の電源10の入出力の性能が十分に発揮できる状態になっている。そのため、第2制御中心充電率に基づいて、電源の入出力の制御を行うと、第1の電源10の入力も大きくなり、例えば、車両からの回生電力を効率的に、電源において回収することが可能となる。また、第2設定温度は、適宜設定される温度であり、例えば、45℃〜55℃の間で設定される。   Further, as a result of sequentially acquiring the temperature data of the first power supply 10 and the temperature data of the second power supply 12 by the temperature sensor, the control device 15 has the temperature of the first power supply 10 equal to or higher than the first set temperature. When the temperature of the second power source 12 is lower than the preset second set temperature, as shown in FIG. 9, the control center charging rate of the first power source 10 is higher than the reference charging rate, The second control center charging rate is set lower than the control center charging rate. Here, the temperature of the first power supply 10 becomes a certain level or more, and for example, the input / output performance of the first power supply 10 can be sufficiently exhibited. Therefore, when the input / output control of the power source is controlled based on the second control center charging rate, the input of the first power source 10 is also increased. For example, the regenerative power from the vehicle can be efficiently recovered at the power source. Is possible. The second set temperature is a temperature that is set as appropriate, and is set, for example, between 45 ° C and 55 ° C.

さらに、制御装置15は、温度センサにより、第1の電源10の温度データ及び第2の電源12の温度データを逐次取得した結果、第1の電源10の温度が第1設定温度以上となり、第2の電源12の温度が第2設定温度以上となっている場合には、図9に示すように、第1の電源10の制御中心充電率を、基準充電率以上であって、第2制御中心充電率より低い第3制御中心充電率に設定することが望ましい。ここでは、第1の電源10及び第2の電源12の温度がある一定以上となって、例えば、第1の電源10及び第2の電源12の入出力の性能が十分に発揮できる状態になっている。そのため、第3制御中心充電率に基づいて、電源の入出力の制御を行うと、より第1の電源10の入力を大きくすることができる。その結果、例えば、車両からの回生電力を効率的に、電源において回収することが可能となる。   Furthermore, as a result of sequentially acquiring the temperature data of the first power supply 10 and the temperature data of the second power supply 12 by the temperature sensor, the control device 15 has the temperature of the first power supply 10 equal to or higher than the first set temperature, When the temperature of the second power source 12 is equal to or higher than the second set temperature, as shown in FIG. 9, the control center charging rate of the first power source 10 is equal to or higher than the reference charging rate, and the second control It is desirable to set the third control center charging rate lower than the center charging rate. Here, the temperature of the first power supply 10 and the second power supply 12 becomes a certain level or more, and for example, the input / output performance of the first power supply 10 and the second power supply 12 can be sufficiently exerted. ing. Therefore, if the input / output control of the power supply is performed based on the third control center charging rate, the input of the first power supply 10 can be further increased. As a result, for example, regenerative power from the vehicle can be efficiently collected at the power source.

次に、第1の電源10及び第2の電源12の電力分配について説明する。   Next, power distribution between the first power supply 10 and the second power supply 12 will be described.

本実施形態では、制御装置15により、第1のコンバータ18に指令を与えてインバータ22の電圧が制御され、第2のコンバータ20に指令を与えて第2の電源12の電流が制御される。このようにすることで、第2の電源12は後述する電力指令値にしたがって充放電電力(入出力)が制御され、また、第1の電源10は後述する外部負荷電力指令値に対して第2の電源12から供給される充放電電力(入出力)では不足する分が供給されるように制御される。以下、具体的に説明する。   In the present embodiment, the controller 15 gives a command to the first converter 18 to control the voltage of the inverter 22, and gives a command to the second converter 20 to control the current of the second power supply 12. In this way, the second power supply 12 controls charge / discharge power (input / output) in accordance with a power command value described later, and the first power supply 10 has a first power supply with respect to an external load power command value described later. The charging / discharging power (input / output) supplied from the second power supply 12 is controlled so as to be supplied. This will be specifically described below.

ここで、第2の電源12の電力指令値は、以下の式(1)により求められる。なお、以下全ての式において、電力、電流において正が出力側(放電側)、負が入力側(充電側)と定義する。
Pb2com = Ploadcom×kb2 (1)
Pb2comは第2の電源12の電力指令値、Ploadcomは外部負荷電力指令値、kb2は外部負荷電力に対する第2の電源12の分担率であり、第1の電源10及び第2の電源12の充電率等に基づいて0〜1の間の値が設定される。
Here, the power command value of the second power supply 12 is obtained by the following equation (1). In all the following expressions, positive and negative are defined as output side (discharge side) and negative side as input side (charge side) in power and current.
Pb2com = Ploadcom × kb2 (1)
Pb2com is a power command value of the second power source 12, Ploadcom is an external load power command value, kb2 is a share ratio of the second power source 12 to the external load power, and charging of the first power source 10 and the second power source 12 is performed. A value between 0 and 1 is set based on the rate or the like.

外部負荷電力指令値(Ploadcom)は、以下の式(2)により求められる。
Ploadcom = Tmcom×Nm+Pmiloss (2)
Tmcomはモータ(外部負荷)のトルク指令値であり、例えば、アクセル開度、車速から求められる車両駆動力から出力すべき指令値として与えられる。Nmはモータ(外部負荷)の回転数であり、例えばモータに取り付けた回転数センサから得られる。Pmilossはモータトルク(Tm),モータ回転数(Nm)に依存したインバータロスであり、例えばTm,Nmとインバータロスとの関係を予め計測したマップを用いることにより求められる。
The external load power command value (Ploadcom) is obtained by the following equation (2).
Ploadcom = Tmcom × Nm + Pmiloss (2)
Tmcom is a torque command value of the motor (external load), and is given as a command value to be output from the vehicle driving force obtained from the accelerator opening and the vehicle speed, for example. Nm is the rotational speed of the motor (external load), and is obtained from, for example, a rotational speed sensor attached to the motor. Pmiloss is an inverter loss depending on the motor torque (Tm) and the motor rotation speed (Nm), and is obtained by using, for example, a map obtained by measuring the relationship between Tm, Nm and the inverter loss in advance.

第2のコンバータ20は、制御装置15によって、Pb2comを第2の電源12の電圧Vb2で割ることより求められる指令電流値Ib2に、第2のコンバータ20(リアクトル)に流れる電流IL2が追従するように電流の制御が行われる。電圧Vb2は第2の電源12に設置される電圧センサにより計測される。   The second converter 20 causes the current IL2 flowing through the second converter 20 (reactor) to follow the command current value Ib2 obtained by dividing the Pb2com by the voltage Vb2 of the second power supply 12 by the control device 15. The current is controlled. The voltage Vb2 is measured by a voltage sensor installed in the second power supply 12.

第1のコンバータ18は、制御装置15によって、外部負荷であるモータの回転状態(Tm,Nm)に応じて必要となるインバータ要求電圧(Vmtag)に追従するように電圧の制御が行われる。   The voltage of the first converter 18 is controlled by the control device 15 so as to follow the required inverter voltage (Vmtag) required according to the rotation state (Tm, Nm) of the motor that is an external load.

第2のコンバータ20は電流制御されるため、第2の電源12の電力Pb2は上式で求められるPb2comに追従するように制御される。また、第1のコンバータ18は電圧制御されるため、第1の電源10には負荷の電力と第2の電源12の電力に応じた成り行きの電流が流れることになる。すなわち、外部負荷電力指令値(Ploadcom)から第2の電源12の電力(Pb2)を差し引いた電力を第1の電源10が供給することになる。そして、第1の電源10の電力(Pb1)は、第2の電源12の電力がPb2comに追従している場合(Pb2=Pb2com)、以下の式(3)により求められる。
Pb1 = Ploadcom−Pb2 (3)
= Ploadcom×(1−kb2)
Since the second converter 20 is current-controlled, the power Pb2 of the second power supply 12 is controlled so as to follow Pb2com obtained by the above equation. Further, since the first converter 18 is voltage-controlled, a current corresponding to the power of the load and the power of the second power supply 12 flows through the first power supply 10. That is, the first power supply 10 supplies power obtained by subtracting the power (Pb2) of the second power supply 12 from the external load power command value (Ploadcom). Then, the power (Pb1) of the first power supply 10 is obtained by the following formula (3) when the power of the second power supply 12 follows Pb2com (Pb2 = Pb2com).
Pb1 = Ploadcom−Pb2 (3)
= Ploadcom x (1-kb2)

このように、第1の電源10及び第2の電源12の電力を分配し、充放電電力を制御する。   In this way, the power of the first power supply 10 and the second power supply 12 is distributed and the charge / discharge power is controlled.

また、本実施形態では、制御装置15は、第1の電源10の充電率と前述した制御中心充電率(又は第1,第2,第3制御中心充電率)とを比較し、第1の電源10の充電率が制御中心充電率より低い場合に、第1の電源10の充電率を制御中心充電率に近づけるように制御する。   In the present embodiment, the control device 15 compares the charging rate of the first power supply 10 with the control center charging rate (or the first, second, and third control center charging rates) described above, When the charging rate of the power source 10 is lower than the control center charging rate, control is performed so that the charging rate of the first power source 10 approaches the control center charging rate.

具体的には、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率より低い場合には、第2の電源12の電力を第1の電源10に供給することにより、第1の電源10の充電率を制御中心充電率に近づける。この場合、第2の電源12の電力指令値は上式(1)ではなく、次式(4)を用いて求められる。
Pb2com = Ploadcom×kb2+Pchg2to1 (4)
Pchg2to1は第1の電源10に対して供給する第2の電源12の充放電電力(入出力)である。すなわち、第2の電源12から第1の電源10に入出力される電力である。そして、第1の電源10に対して供給する第2の電源12の充放電電力(Pchg2to1)は、設定した制御中心充電率に第1の電源10の充電率が近づくように、第1の電源10の充電率に基づいて設定される。
Specifically, when the charging rate of the first power supply 10 is lower than the set control center charging rate, the first power supply 10 is supplied by supplying the power of the second power supply 12 to the first power supply 10. The charging rate is made closer to the control center charging rate. In this case, the power command value of the second power supply 12 is obtained using the following equation (4) instead of the above equation (1).
Pb2com = Ploadcom × kb2 + Pchg2to1 (4)
Pchg2to1 is the charge / discharge power (input / output) of the second power supply 12 supplied to the first power supply 10. That is, the power is input / output from the second power supply 12 to the first power supply 10. Then, the charge / discharge power (Pchg2to1) of the second power supply 12 supplied to the first power supply 10 is such that the charge rate of the first power supply 10 approaches the set control center charge rate. It is set based on a charging rate of 10.

図11は、第1の電源のSOCと第1の電源の充放電電力(入出力)との関係を規定したマップである。例えば、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率より低い場合には、第1の電源10の充電率を図11に示すマップに当てはめて、第1の電源10の充放電電力を求める。この算出した第1の電源10の充放電電力が第1の電源10に対して供給する第2の電源12の充放電電力(Pchg2to1)である。そして、求めたPchg2to1を式(4)に当てはめれば、第2の電源12の電力指令値Pb2comを求めることができる。   FIG. 11 is a map that defines the relationship between the SOC of the first power supply and the charge / discharge power (input / output) of the first power supply. For example, when the charging rate of the first power source 10 is lower than the set control center charging rate, the charging rate of the first power source 10 is applied to the map shown in FIG. Ask for. The calculated charge / discharge power of the first power supply 10 is the charge / discharge power (Pchg2to1) of the second power supply 12 supplied to the first power supply 10. Then, if the obtained Pchg2to1 is applied to Expression (4), the power command value Pb2com of the second power supply 12 can be obtained.

また、第2の電源12の電力指令値が求められることにより、第2の電源12の電力は、式(4)で求めたPb2comに追従するように制御される。そうすると、式(3),(4)により、第1の電源10の電力は式(5)により求められる。
Pb1 = Ploadcom−Pb2
= Pload×(1−kb2)−Pchg2to1 (5)
Further, by obtaining the power command value of the second power supply 12, the power of the second power supply 12 is controlled so as to follow Pb2com obtained by Expression (4). Then, the electric power of the first power supply 10 is obtained by the equation (5) from the equations (3) and (4).
Pb1 = Ploadcom−Pb2
= Pload × (1-kb2) −Pchg2to1 (5)

以上のように、第1の電源10は、外部負荷電力Ploadに対して(1−kb2)×100(%)分を分担しつつ、第2の電源12との間でPchg2to1分の電力をやり取りし、充電率が制御される。なお、外部負荷電力は、車両の走行に必要な電力であり、以下で、車両の走行負荷と呼ぶ場合がある。   As described above, the first power supply 10 exchanges power of Pchg2to1 with the second power supply 12 while sharing (1-kb2) × 100 (%) with respect to the external load power Pload. The charge rate is controlled. The external load power is power necessary for traveling of the vehicle, and may be referred to as vehicle traveling load below.

図12(A)は、電源の温度推移を示す図であり、(B)は、第1の電源の制御中心充電率及び第1の電源の充電率の推移を示す図である。暖機開始前等、第2の電源12の温度が低い場合、第2の電源12は十分な出力を発揮することが困難であるため、車両の走行中における外部負荷電力を十分に賄えない。特に、車両の加速時には大きな外部負荷電力が必要となるため、車両の動力性能が低下する可能性がある。本実施形態では、出力密度の高い第1の電源10を早期に暖機して、第2の電源12では賄えない外部負荷電力の不足分を第1の電源10から安定して供給することが可能となる。しかし、第1の電源10は第2の電源12と比較してエネルギ密度が低いため、外部負荷電力の不足分を第1の電源10から供給し続けると、第1の電源10の充電率が低下し、安定した出力を発揮することができない虞がある。   FIG. 12A is a diagram showing the temperature transition of the power source, and FIG. 12B is a diagram showing the transition of the control center charging rate of the first power source and the charging rate of the first power source. When the temperature of the second power source 12 is low, such as before the start of warming up, it is difficult for the second power source 12 to exert a sufficient output, and thus it is not possible to sufficiently cover the external load power while the vehicle is running. . In particular, when the vehicle is accelerated, a large external load power is required, so that the power performance of the vehicle may be reduced. In the present embodiment, the first power supply 10 having a high output density is warmed up early, and the shortage of external load power that cannot be covered by the second power supply 12 is stably supplied from the first power supply 10. Is possible. However, since the first power supply 10 has a lower energy density than the second power supply 12, if the shortage of external load power is continuously supplied from the first power supply 10, the charging rate of the first power supply 10 is increased. There is a possibility that the output is reduced and stable output cannot be exhibited.

そこで、本実施形態のように第1の電源10の制御中心充電率を前述したように温度に基づいて適正に設定して、設定した制御中心充電率に近づくように第1の電源10を充電させることにより、安定した出力を発揮させることができる。図12に示すように、例えば、第1の電源10の暖機前や暖機初期では、第1の電源10の制御中心電圧を(上限充電率等の)高い値に設定する。そして、高い値に設定した制御中心充電率に近づくように式(4),(5)のPchg2to1を設定し、第1の電源10の充電を行う。そうすることで、第2の電源12の温度が低く、出力性能が低い状態であっても、第1の電源10からの電力補充により、走行負荷が維持されると共に、第1の電源10の充電率の低下による出力性能の低下を抑制することができる。また、第2の電源12が暖機等によって温度が上昇し出力性能が回復するまでの間、第1の電源10から出力される電力を多くすることができるため、例えば、第2の電源12の暖機時間を長く確保でき、暖機に必要な熱出力の低減が可能となる。また、図12に示すように、第1の電源10の暖機が継続され、第1の電源10の温度上昇と共に、前述したように制御中心充電率を低下させる(例えば、第1→第2→第3制御中心充電率)ことにより、第1の電源10の入力性能を拡大することができるため、例えば、回生電力を第1の電源10に供給して、電力を有効に消費させることができる。   Therefore, as in the present embodiment, the control center charging rate of the first power source 10 is appropriately set based on the temperature as described above, and the first power source 10 is charged so as to approach the set control center charging rate. As a result, stable output can be exhibited. As shown in FIG. 12, for example, before the first power supply 10 is warmed up or in the early warmup period, the control center voltage of the first power supply 10 is set to a high value (such as an upper limit charging rate). And Pchg2to1 of Formula (4) and (5) is set so that the control center charging rate set to the high value may be approached, and the 1st power supply 10 is charged. By doing so, even when the temperature of the second power source 12 is low and the output performance is low, the traveling load is maintained by supplementing the power from the first power source 10 and the first power source 10 A decrease in output performance due to a decrease in charging rate can be suppressed. Further, since the power output from the first power supply 10 can be increased until the temperature of the second power supply 12 rises due to warm-up or the like and the output performance recovers, for example, the second power supply 12 can be increased. The warm-up time can be secured for a long time, and the heat output required for warm-up can be reduced. Further, as shown in FIG. 12, the warm-up of the first power supply 10 is continued, and as the temperature of the first power supply 10 rises, the control center charging rate is lowered as described above (for example, first → second) → 3rd control center charging rate), the input performance of the first power supply 10 can be expanded. For example, regenerative power can be supplied to the first power supply 10 to effectively consume the power. it can.

次に、回生電力を第1の電源10に供給する電力として、回生電力と共に、第2の電源12から出力される電力を用いる場合の実施形態について説明する。   Next, an embodiment in which the power output from the second power supply 12 is used together with the regenerative power as the power supplied to the first power supply 10 will be described.

通常、電源は商品保護上守るべき上下限電圧、上下限電流、上下限充電率があり、それらを超えないように制御される。本実施形態では、上下限電圧、上下限電流、上下限充電率を超えないようにフィードバック制御して、第2の電源12の電力(Pb2)が、以下の式を満たすように制御される。
Win2≦Pb2≦Wout2 (6)
ここで、Win2は第2の電源12の上限電圧、下限電流、上限充電率を超えないように設定される入力可能電力である。また、Wout2は第2の電源12の下限電圧、上限電流、下限充電率を超えないように設定される出力可能電力である。Win2又はWout2は、例えば、第2の電源12を所定期間(例えば10秒)充電又は放電させ、上限電圧まで上昇または下限電圧まで低下させる時の電力として表されるが、例えば電源の充電率及び温度等に影響される。したがって、例えば、第2の電源12の充電率及び温度とその電源の入力又は出力可能電力との関係を規定したマップ等を予め制御装置15に記憶させておき、該マップに第2の電源12の温度及び充電率を当てはめることにより、第2の電源12の入力又は出力可能電力が求められる。
Usually, the power source has upper and lower limit voltages, upper and lower limit currents, and upper and lower limit charge rates that should be protected for product protection, and is controlled so as not to exceed them. In this embodiment, feedback control is performed so as not to exceed the upper / lower limit voltage, upper / lower limit current, and upper / lower limit charging rate, and the power (Pb2) of the second power supply 12 is controlled to satisfy the following expression.
Win2 ≦ Pb2 ≦ Wout2 (6)
Here, Win2 is input power that is set so as not to exceed the upper limit voltage, lower limit current, and upper limit charging rate of the second power source 12. Wout2 is output power that is set so as not to exceed the lower limit voltage, upper limit current, and lower limit charge rate of the second power source 12. Win2 or Wout2 is expressed as, for example, power when the second power supply 12 is charged or discharged for a predetermined period (for example, 10 seconds) and increased to the upper limit voltage or decreased to the lower limit voltage. Influenced by temperature etc. Therefore, for example, a map or the like that prescribes the relationship between the charging rate and temperature of the second power source 12 and the input or output power of the power source is stored in the control device 15 in advance, and the second power source 12 is stored in the map. By applying the temperature and the charging rate, the power that can be input to or output from the second power source 12 is obtained.

一方、第1の電源10の電力(Pb1)は、外部負荷電力(Pload)が以下の式を満たす条件下で制御される。
Win1+Win2≦Pload≦Wout1+Wout2 (7)
ここで、Win1は第1の電源10の上限電圧、下限電流、上限充電率を超えないように設定される入力可能電力である。また、Wout1は第1の電源10の下限電圧、上限電流、下限充電率を超えないように設定される出力可能電力である。算出方法は第2の電源12の場合と同様である。
On the other hand, the power (Pb1) of the first power supply 10 is controlled under the condition that the external load power (Pload) satisfies the following expression.
Win1 + Win2 ≦ Pload ≦ Wout1 + Wout2 (7)
Here, Win1 is input power that is set so as not to exceed the upper limit voltage, lower limit current, and upper limit charge rate of the first power supply 10. Wout1 is outputable power set so as not to exceed the lower limit voltage, upper limit current, and lower limit charge rate of the first power supply 10. The calculation method is the same as that of the second power supply 12.

そして、PloadはPb1とPb2との和であるため、式(7)は下式(8)となる。
Win1+Win2≦Pb1+Pb2≦Wout1+Wout2 (8)
Since Pload is the sum of Pb1 and Pb2, equation (7) becomes the following equation (8).
Win1 + Win2 ≦ Pb1 + Pb2 ≦ Wout1 + Wout2 (8)

また、式(6)及び(8)から、下式(9)が成立する。
Win1≦Pb1≦Wout1 (9)
Further, from the equations (6) and (8), the following equation (9) is established.
Win1 ≦ Pb1 ≦ Wout1 (9)

本実施形態では、外部負荷電力(Pload、車両の走行負荷)が第2の電源12の出力可能電力(Wout2)以上の場合には、それ以上の電力を第2の電源12から供給することはできないので、不足する電力は、制御装置15が第1のコンバータ18を制御して、第1の電源10から出力されるようにする。一方、外部負荷電力(Pload)が第2の電源12の出力可能電力(Wout2)より小さい場合、第2の電源12の出力可能電力(Wout2)から外部負荷電力(Pload)を差し引いた余剰電力が存在するため、第1の電源10の充電率が制御中心充電率よりも低い場合は、制御装置15が第2のコンバータ20を制御して、その余剰電力が第1の電源10に入力されるようにすることが好ましい。また、第1の電源10に入力される電力としては、この余剰電力に加えて、車両からの回生電力を入力させることが好ましい。この回生電力を第1の電源10に優先的に入力させるためには、式(1)のkb2を零としてコンバータの制御を行う。なお、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率よりも大きい場合には、kb2を1より小さい値に設定し、第1の電源10の充電率が上限充電率を超えないように充電制御することが望ましい。このように、車両からの回生電力と共に、車両の走行負荷より第2の電源12から出力できる出力可能電力が大きい場合には、前述の余剰電力を第2の電源から第1の電源へ入力させることにより、第1の電源10は第2の電源12の出力不足分を補いながら、効率的に充電されるため、第1の電源10の充電率の低下を抑制し、ひいては車両の動力性能の低下を抑制することが可能となる。これは、特に、第2の電源12の温度が例えば所定温度に達していない低温であり、第2の電源12の出力性能が十分に発揮できない場合等において好適である。   In the present embodiment, when the external load power (Pload, the running load of the vehicle) is equal to or higher than the output power (Wout2) of the second power source 12, the power exceeding that is supplied from the second power source 12. Since it is not possible, the controller 15 controls the first converter 18 so that the insufficient power is output from the first power supply 10. On the other hand, when the external load power (Pload) is smaller than the output power (Wout2) of the second power supply 12, the surplus power obtained by subtracting the external load power (Pload) from the output power (Wout2) of the second power supply 12 is Therefore, when the charging rate of the first power supply 10 is lower than the control center charging rate, the control device 15 controls the second converter 20 and the surplus power is input to the first power supply 10. It is preferable to do so. In addition to the surplus power, it is preferable to input regenerative power from the vehicle as power input to the first power supply 10. In order to preferentially input this regenerative power to the first power supply 10, the converter is controlled by setting kb2 in the equation (1) to zero. When the charging rate of the first power supply 10 is larger than the set control center charging rate, kb2 is set to a value smaller than 1 so that the charging rate of the first power supply 10 does not exceed the upper limit charging rate. It is desirable to control charging. As described above, when the output power that can be output from the second power source 12 is larger than the traveling load of the vehicle together with the regenerative power from the vehicle, the surplus power is input from the second power source to the first power source. As a result, the first power supply 10 is efficiently charged while compensating for the shortage of the output of the second power supply 12, thereby suppressing a decrease in the charging rate of the first power supply 10, and thus the power performance of the vehicle. It is possible to suppress the decrease. This is particularly suitable when, for example, the temperature of the second power source 12 is a low temperature that does not reach a predetermined temperature, for example, and the output performance of the second power source 12 cannot be sufficiently exhibited.

また、他の実施形態として、第1の電源10が設定した制御中心充電率より低い場合に、制御装置15は、第1の電源10の入力可能電力と第2の電源12の出力可能電力とを比較して(比較は絶対値での比較)、いずれか小さい方の電力を第2の電源12から出力される電力として第1の電源10に入力してもよい。これにより、第1の電源10の充電率をより早く設定した制御中心充電率に近づけることが可能となる。特に、第2の電源12の温度が低温で、出力性能が十分に発揮されない場合においては、第1の電源10を早く制御中心充電率に近づけることにより、車両の動力性能の低下をより早く抑制することが可能となる。   As another embodiment, when the first power supply 10 is lower than the set control center charging rate, the control device 15 can input power from the first power supply 10 and output power from the second power supply 12. May be input to the first power supply 10 as the power output from the second power supply 12, whichever is smaller. As a result, the charging rate of the first power supply 10 can be brought closer to the control center charging rate set earlier. In particular, when the temperature of the second power supply 12 is low and the output performance is not sufficiently exerted, the first power supply 10 is brought closer to the control center charging rate, thereby suppressing the deterioration of the power performance of the vehicle more quickly. It becomes possible to do.

また、以下のような他の実施形態も好適である。まず、温度センサにより、暖機前の第1の電源10の温度を測定する。そして、制御装置15は予め設定した閾値と第1の電源10の温度とを比較する。そして、第1の電源10の温度が閾値未満であった場合には、制御装置15は、車両の走行終了時(走行終了前又は後の所定期間)に、第1の電源10の充電率と設定した制御中心充電率とを比較する。そして、制御装置15は、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率より低い場合には、車両の走行終了時に第2の電源12から第1の電源10へ電力供給し、制御中心充電率に近づけることが好ましい。第1の電源10の温度は温度履歴であってもよい。これにより、次回の車両の走行開始時において、第1の電源10の出力性能を確実に確保できる。なお、第1の電源10の充電率制御の実施の判断としては、他に季節や天気情報等を用いてもよい。   Further, the following other embodiments are also suitable. First, the temperature of the first power supply 10 before warming up is measured by a temperature sensor. Then, the control device 15 compares a preset threshold value with the temperature of the first power supply 10. When the temperature of the first power supply 10 is less than the threshold value, the control device 15 determines the charging rate of the first power supply 10 at the end of travel of the vehicle (predetermined period before or after travel). Compare the set control center charging rate. When the charging rate of the first power source 10 is lower than the set control center charging rate, the control device 15 supplies power from the second power source 12 to the first power source 10 at the end of traveling of the vehicle. It is preferable to approach the center charging rate. The temperature of the first power supply 10 may be a temperature history. Thereby, the output performance of the 1st power supply 10 is reliably securable at the time of the next vehicle travel start. It should be noted that season, weather information, and the like may be used for determining whether to perform charge rate control of the first power supply 10.

次に、第1の電源10の暖機に使用する化学蓄熱装置の再生処理について説明する。再生処理とは、第1の電源10を暖機するために、第1の反応器26からの放熱が継続され、第2の反応器28内のアンモニアが減少した場合や第1の電源の暖機が終了した場合等において、アンモニアを再び第2の反応器28側に集め、第2の反応器28の化学蓄熱材にアンモニアを固定させる処理である。以下、具体的に説明する。   Next, the regeneration process of the chemical heat storage device used for warming up the first power supply 10 will be described. In the regeneration process, in order to warm up the first power source 10, heat release from the first reactor 26 is continued, and ammonia in the second reactor 28 is reduced or the first power source 10 is warmed up. For example, when the machine is finished, ammonia is collected again on the second reactor 28 side, and ammonia is fixed to the chemical heat storage material of the second reactor 28. This will be specifically described below.

(再生処理)
図13は、化学蓄熱装置の再生処理の方法を説明するためのフロー図である。再生処理の例としては、第1の電源の暖機終了時、例えば、暖機により第1の電源の温度が、予め設定した第1設定温度以上の時に、実施される。
(Reproduction processing)
FIG. 13 is a flowchart for explaining a method of regeneration processing of the chemical heat storage device. As an example of the regeneration process, it is performed at the end of warming up of the first power source, for example, when the temperature of the first power source is equal to or higher than the first preset temperature due to warming up.

図2に示すアンモニア配管30のバルブ30aを開いた状態で、図13に示すように、第1の反応器26に設置されたヒータにより第1の反応器26を加熱する。本実施形態では、電力供給により発熱する加熱器であれば、ヒータに制限されるものではない。ヒータへの電力は、図13に示すように、第1の電源10や第2の電源12から出力される電力、又はインバータ22(及びコンバータ)を介して供給される車両からの回生電力である。このように、第1の反応器26を加熱することによって、第1の反応器26内に固定されているアンモニアC’が吸熱反応により離脱し、アンモニア配管30を通って、第2の反応器28に輸送される。輸送されたアンモニアC’は、図2に示すように、第2の反応器28の反応室42内の化学蓄熱材に発熱反応により固定化され、初期の状態に再生される。なお、この発熱反応は、例えば、第2の反応器28の熱媒体流路40へ所定温度(例えば、−30℃〜10℃)の熱媒体Bを供給することにより維持される。このような再生処理を行うことにより、第1の電源10等の暖機を繰り返し行うことができる。   With the valve 30a of the ammonia pipe 30 shown in FIG. 2 opened, the first reactor 26 is heated by a heater installed in the first reactor 26 as shown in FIG. In the present embodiment, the heater is not limited to the heater as long as the heater generates heat by supplying power. As shown in FIG. 13, the power to the heater is the power output from the first power supply 10 or the second power supply 12, or the regenerative power from the vehicle supplied via the inverter 22 (and converter). . In this way, by heating the first reactor 26, the ammonia C ′ fixed in the first reactor 26 is released by an endothermic reaction, passes through the ammonia pipe 30, and passes through the second reactor. It is transported to 28. As shown in FIG. 2, the transported ammonia C ′ is fixed to the chemical heat storage material in the reaction chamber 42 of the second reactor 28 by an exothermic reaction, and is regenerated to the initial state. In addition, this exothermic reaction is maintained by supplying the heat medium B of predetermined temperature (for example, -30 degreeC-10 degreeC) to the heat medium flow path 40 of the 2nd reactor 28, for example. By performing such a regeneration process, it is possible to repeatedly warm up the first power supply 10 and the like.

このように、第1の電源10、第2の電源12から出力される電力、回生電力のうち少なくともいずれか1つが、ヒータに供給され、化学蓄熱材を再生することにより、例えば、車両の走行終了時点で、化学蓄熱材の再生が完了され、次の走行開始時に第1の電源の暖機を速やかに化学蓄熱装置により行うことが可能となる。   As described above, at least one of the electric power output from the first power supply 10 and the second power supply 12 and the regenerative electric power is supplied to the heater, and the chemical heat storage material is regenerated, for example, driving of the vehicle At the end time, the regeneration of the chemical heat storage material is completed, and the first power source can be quickly warmed up by the chemical heat storage device at the start of the next travel.

次に、車両からの回生電力が、第1の電源10、第2の電源12、ヒータ等の加熱器等に供給される場合の実施形態について説明する。   Next, an embodiment in which regenerative electric power from a vehicle is supplied to a first power source 10, a second power source 12, a heater such as a heater, and the like will be described.

図14(A)は、第1の電源が制御中心充電率未満の時の車両からの回生電力の分配例について説明するための図であり、(B)は、第1の電源が制御中心充電率以上の時に車両からの回生電力の分配例について説明するための図である。   FIG. 14A is a diagram for explaining an example of distribution of regenerative power from the vehicle when the first power source is less than the control center charging rate, and FIG. 14B is a diagram illustrating the control center charging of the first power source. It is a figure for demonstrating the example of distribution of the regenerative electric power from a vehicle when it is more than a rate.

車両の走行中等で化学蓄熱材を再生する際に、制御装置15は、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率未満の場合であるか否かを判定し、第1の電源10の充電率が制御中心充電率未満である場合には、車両からの回生電力を、図14(A)に示すように、第1の電源10に優先的に供給する。これにより、第1の電源10の充電率を速やかに制御中心充電率まで回復させることができ、車両の駆動性能等を効率的に発揮させることができる。そして、残りの回生電力のうち、例えば、第1の電源10の入力可能電力を超える分においては、制御装置15は、その回生電力を化学蓄熱装置のヒータ(加熱器)に分配する。これにより、化学蓄熱材を速やかに再生させることができる。さらに、残りの回生電力のうち、例えば、回生電力が加熱器の最大定格電力以上の電力があれば、制御装置15は、その回生電力を第2の電源12に分配する。これにより、第2の電源12の容量及び出力を高く維持することができるため、車両の燃費向上が可能となる。   When the chemical heat storage material is regenerated while the vehicle is running, the control device 15 determines whether or not the charging rate of the first power source 10 is less than the set control center charging rate, and the first power source When the charging rate of 10 is less than the control center charging rate, regenerative power from the vehicle is preferentially supplied to the first power supply 10 as shown in FIG. Thereby, the charging rate of the 1st power supply 10 can be rapidly recovered to a control center charging rate, and the drive performance etc. of a vehicle can be exhibited efficiently. Then, for example, in the remaining regenerative power that exceeds the power that can be input to the first power supply 10, the control device 15 distributes the regenerative power to the heater (heater) of the chemical heat storage device. Thereby, a chemical heat storage material can be rapidly regenerated. Furthermore, for example, if the regenerative power is higher than the maximum rated power of the heater among the remaining regenerative power, the control device 15 distributes the regenerative power to the second power supply 12. Thereby, since the capacity | capacitance and output of the 2nd power supply 12 can be maintained high, the fuel consumption improvement of a vehicle is attained.

また、車両の走行中等で化学蓄熱材を再生する際に、制御装置15は、第1の電源10の充電率が設定した制御中心充電率以上の場合には、車両からの回生電力を、図14(B)に示すように、ヒータ(再生用の加熱器)に優先的に供給する。これは、第1の電源10の充電率は制御中心充電率以上であり、第1の電源10の出力性能は確保されているため、電力分配の優先順位が低くなるためである。そして、回生電力をヒータに優先的に供給することにより、化学蓄熱材を速やかに再生させることができる。そして、残りの回生電力のうち、例えば、加熱器の最大定格電力以上の電力があれば、制御装置15は、その回生電力を第2の電源12に分配する。これにより、車両の燃費向上が可能となる。さらに、残りの回生電力のうち、例えば、第2の電源12の入力可能電力を超える場合には、その回生電力を第1の電源10に分配する。これにより、回生電力を効率的に回収し、また車両の燃費向上が可能となる。このように、第1の電源10よりも第2の電源12の方へ優先的に回生電力を分配する方が好ましい。これは、制御中心充電率が高い状態の第1の電源10は第1の電源10の入力性能が低下しているため、第2の電源12より優先して回生電力が入力されると、電源全体として瞬時に大きな入力電力を受けられなくなる虞があるからである。一方、第2の電源12は、第1の電源10よりエネルギ密度が高いため、第1の電源10より優先して回生電力が入力されても、第2の電源12の入力性能の低下を抑えることができる。   Further, when the chemical heat storage material is regenerated while the vehicle is running, the control device 15 displays the regenerative power from the vehicle when the charging rate of the first power supply 10 is equal to or higher than the set control center charging rate. As shown in FIG. 14 (B), it is preferentially supplied to the heater (regeneration heater). This is because the charging rate of the first power supply 10 is equal to or higher than the control center charging rate, and the output performance of the first power supply 10 is ensured, so that the power distribution priority is lowered. And a chemical heat storage material can be rapidly regenerated by supplying regenerative electric power preferentially to a heater. And if there exists electric power more than the maximum rated electric power of a heater among the remaining regenerative electric power, for example, the control apparatus 15 will distribute the regenerative electric power to the 2nd power supply 12. FIG. Thereby, the fuel consumption of the vehicle can be improved. Further, when the remaining regenerative power exceeds, for example, the power that can be input to the second power supply 12, the regenerative power is distributed to the first power supply 10. As a result, the regenerative power can be efficiently recovered and the fuel consumption of the vehicle can be improved. Thus, it is preferable to distribute the regenerative power preferentially to the second power source 12 rather than the first power source 10. This is because the input power of the first power supply 10 in a state where the control center charging rate is high is deteriorated, so that when the regenerative power is input in preference to the second power supply 12, the power supply This is because there is a possibility that large input power cannot be instantaneously received as a whole. On the other hand, since the second power supply 12 has a higher energy density than the first power supply 10, even if regenerative power is input in preference to the first power supply 10, a decrease in input performance of the second power supply 12 is suppressed. be able to.

図15は、回生電力の分配の他の例について説明するための図である。図15に示すように、第1の電源10及び第2の電源12の入力可能電力の和を超える回生電力が発生する場合がある。このような大きな回生電力は、例えば、車両が低車速で路面摩擦が低い所を走行している場合等で、タイヤがスリップしてモータ回転数が急上昇した後に再びタイヤのグリップが回復しモータが低回転に戻るような現象が短時間内で起きるようなケースや、低温時に高い減速度で回生を行う場合等において発生する。そこで、このような大きな回生電力が発生し、第1の電源10及び第2の電源12の入力可能電力の和を超える場合には、第1の電源10の入力可能電力分の回生電力を第1の電源10に入力させ、第2の電源12の入力可能電力分の回生電力を第2の電源12に入力させると共に、回生電力から第1の電源10及び第2の電源12の入力可能電力の和を差し引いた余剰電力を、化学蓄熱装置のヒータに分配することが望ましい。なお、回生電力の一部をヒータに供給する方法は特に制限されるものではないが、例えば、ヒータに接続された回生電力供給ラインにIGBT等のスイッチング素子等の制御スイッチを設けて、制御装置15による制御スイッチのON、OFFにより、ヒータに電力の供給・停止を制御する方法等が挙げられる。   FIG. 15 is a diagram for describing another example of distribution of regenerative power. As shown in FIG. 15, regenerative power exceeding the sum of input powers of the first power supply 10 and the second power supply 12 may occur. Such large regenerative power is, for example, when the vehicle is traveling at a low vehicle speed and low road surface friction, and after the tire slips and the motor speed rapidly increases, the grip of the tire recovers again and the motor rotates. This occurs when the phenomenon of returning to low rotation occurs within a short time, or when regeneration is performed at high deceleration at low temperatures. Therefore, when such a large regenerative power is generated and exceeds the sum of input powers of the first power supply 10 and the second power supply 12, the regenerative power corresponding to the input power of the first power supply 10 is Input to the first power supply 10 and input the regenerative power corresponding to the input power of the second power supply 12 to the second power supply 12, and the input power of the first power supply 10 and the second power supply 12 from the regenerative power. It is desirable to distribute the surplus power obtained by subtracting the sum of the above to the heater of the chemical heat storage device. The method of supplying a part of the regenerative power to the heater is not particularly limited. For example, a control device such as a switching element such as an IGBT is provided on the regenerative power supply line connected to the heater to control the control device. For example, a method of controlling supply / stop of electric power to the heater by turning on / off the control switch 15.

他の実施形態としては、化学蓄熱材を再生する際に、制御装置15は、第1の電源10の充電率が制御中心充電率以上であるか否かを判断し、制御中心充電率以上である場合には、例えば、前述の制御スイッチ等をONにして、第1の電源10からヒータに電力を供給する。この場合、制御装置15は、第1の電源10の充電率が制御中心充電率に近づくように第1の電源10の出力を制御する。これにより、第1の電源10の入力性能を向上させると共に、化学蓄熱材の再生も可能となる。   As another embodiment, when regenerating the chemical heat storage material, the control device 15 determines whether or not the charging rate of the first power supply 10 is equal to or higher than the control center charging rate, and is equal to or higher than the control center charging rate. In some cases, for example, the above-described control switch or the like is turned on to supply power from the first power supply 10 to the heater. In this case, the control device 15 controls the output of the first power supply 10 so that the charging rate of the first power supply 10 approaches the control center charging rate. Thereby, while improving the input performance of the 1st power supply 10, reproduction | regeneration of a chemical heat storage material is also attained.

また、他の実施形態としては、車両の走行時間や走行距離が短い場合には、車両の走行中に化学蓄熱材の再生が終了しない場合がある。そこで、車両の走行終了時に化学蓄熱材を再生することが好ましく、このような場合には、例えば、制御装置15により、前述の制御スイッチをON、及びコンバータを制御して、第1の電源10及び第2の電源12のうち少なくともいずれか一方から電力を供給してもよい。これにより、次の走行開始時に第1の電源10の暖機を確実に行うことができる。   In another embodiment, when the travel time or travel distance of the vehicle is short, the regeneration of the chemical heat storage material may not end during the travel of the vehicle. Therefore, it is preferable to regenerate the chemical heat storage material at the end of the running of the vehicle. In such a case, for example, the control device 15 turns on the control switch and controls the converter to control the first power supply 10. The power may be supplied from at least one of the second power source 12 and the second power source 12. Thereby, the 1st power supply 10 can be warmed up reliably at the time of the next driving | running | working start.

なお、再生処理の際に行う第1の反応器26の加熱は必ずしもヒータに制限されるわけではない。例えば、車両内で発生する排熱を利用する加熱装置により、第1の反応器26を加熱してもよい。なお、車両内で発生する排熱を利用する場合には、第1の反応器26にヒータを設置する必要はない。加熱装置は、車両内で発生する排熱を利用して蒸気を発生する蒸気発生器、車両内で発生する排熱により加熱された熱媒体を第1の反応器26に供給するファン、熱交換器等が挙げられる。車両内で発生する排熱は、例えば、エンジンやモータジェネレータ24からの排熱、インバータ22の損失熱、トランスアクスルからの排熱等が挙げられる。   The heating of the first reactor 26 performed during the regeneration process is not necessarily limited to the heater. For example, the first reactor 26 may be heated by a heating device that uses exhaust heat generated in the vehicle. In addition, when using the exhaust heat generated in the vehicle, it is not necessary to install a heater in the first reactor 26. The heating device includes a steam generator that generates steam using exhaust heat generated in the vehicle, a fan that supplies a heat medium heated by the exhaust heat generated in the vehicle to the first reactor 26, and heat exchange. For example. Examples of the exhaust heat generated in the vehicle include exhaust heat from the engine and the motor generator 24, heat loss from the inverter 22, exhaust heat from the transaxle, and the like.

1 電源回路、10 第1の電源、10a セル、12 第2の電源、14 暖機装置又は化学蓄熱装置、15 制御装置、16 電源システム、18 第1のコンバータ、20 第2のコンバータ、22 インバータ、24 外部負荷又はモータジェネレータ、26 第1の反応器、28 第2の反応器、30 アンモニア配管、30a バルブ、32,38 筐体、34,40 熱媒体流路、36,42 反応室、44 熱交換器、46 流路プレート、48 入口マニホールド、50 出口マニホールド、52 流路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply circuit, 10 1st power supply, 10a cell, 12 2nd power supply, 14 Warm-up apparatus or chemical thermal storage apparatus, 15 Control apparatus, 16 Power supply system, 18 1st converter, 20 2nd converter, 22 Inverter , 24 External load or motor generator, 26 First reactor, 28 Second reactor, 30 Ammonia piping, 30a valve, 32, 38 housing, 34, 40 Heat medium flow path, 36, 42 Reaction chamber, 44 Heat exchanger, 46 channel plate, 48 inlet manifold, 50 outlet manifold, 52 channels.

Claims (15)

第1の電源と、第2の電源と、電源を暖機する暖機手段と、電源の入出力を制御する際の目標値となる制御中心充電率を設定する制御中心充電率設定手段と、を備える車両用の電源システムであって、
前記第1の電源は前記第2の電源より出力密度が高く、前記第2の電源は前記第1の電源よりエネルギ密度が高く、
前記暖機手段は、車両の走行開始前の所定期間又は走行開始後の所定期間において、前記第1の電源の暖機を開始し、
前記制御中心充電率設定手段は、少なくとも暖機が開始された前記第1の電源の温度に基づいて、前記第1の電源の制御中心充電率を設定することを特徴とする車両用の電源システム。
A first power source, a second power source, a warming-up unit for warming up the power source, a control center charging rate setting unit for setting a control center charging rate as a target value when controlling input / output of the power source, A vehicle power supply system comprising:
The first power source has a higher power density than the second power source, the second power source has a higher energy density than the first power source,
The warm-up means starts warm-up of the first power source in a predetermined period before the start of traveling of the vehicle or in a predetermined period after the start of traveling,
The control center charging rate setting means sets the control center charging rate of the first power source based on at least the temperature of the first power source at which warm-up has started. .
請求項1記載の車両用の電源システムであって、
前記制御中心充電率設定手段は、前記第1の電源の温度が予め設定した第1設定温度未満である場合には、前記第1の電源の制御中心充電率を、前記第1の電源の入力と出力の値が等しい時の充電率である基準充電率より高い第1制御中心充電率に設定することを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 1,
When the temperature of the first power source is lower than a preset first set temperature, the control center charging rate setting means sets the control center charging rate of the first power source to the input of the first power source. And a first control center charging rate higher than a reference charging rate which is a charging rate when the output values are equal to each other.
請求項2記載の車両用の電源システムであって、
前記制御中心充電率設定手段は、前記第1の電源の温度が前記第1設定温度以上であり、前記第2の電源の温度が予め設定した第2設定温度未満である場合には、前記第1の電源の制御中心充電率を、前記第1制御中心充電率より低く、前記基準充電率より高い第2制御中心充電率に設定することを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 2,
When the temperature of the first power source is equal to or higher than the first set temperature and the temperature of the second power source is lower than a preset second set temperature, the control center charging rate setting means A power supply system for a vehicle, wherein a control center charging rate of one power source is set to a second control center charging rate that is lower than the first control center charging rate and higher than the reference charging rate.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用の電源システムであって、
前記第1の電源及び前記第2の電源の入出力を制御する入出力制御手段を備え、
前記入出力制御手段は、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満の場合、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源の電力の入力を制御することを特徴とする車両用の電源システム。
It is a power supply system for vehicles given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
Input / output control means for controlling input / output of the first power source and the second power source;
When the charging rate of the first power source is less than the control center charging rate of the first power source, the input / output control means changes the charging rate of the first power source to the control center charging rate of the first power source. A power supply system for a vehicle, wherein the power input of the first power supply is controlled so as to be close to each other.
請求項4記載の車両用の電源システムであって、
前記入出力制御手段は、前記第1の電源に入力される電力を前記第2の電源から出力させることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 4,
The power supply system for a vehicle, wherein the input / output control means outputs electric power input to the first power supply from the second power supply.
請求項4記載の車両用の電源システムであって、
前記入出力制御手段は、前記車両からの回生電力を前記第1の電源に入力させると共に、前記車両の走行負荷より前記第2の電源から出力可能な電力が大きい場合には、前記第2の電源から出力される電力のうち前記走行負荷に対する余剰電力を前記第1の電源に入力させることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 4,
The input / output control means causes the regenerative power from the vehicle to be input to the first power source, and when the power that can be output from the second power source is larger than the traveling load of the vehicle, A power supply system for a vehicle, wherein surplus power for the travel load is input to the first power supply among power output from the power supply.
請求項5記載の車両用の電源システムであって、
前記入出力制御手段は、前記第1の電源の温度及び充電率に基づいて決定される入力可能電力及び前記第2の電源の温度及び充電率に基づいて決定される出力可能電力のうちの小さい方の電力を前記第2の電源から出力される電力として、前記第1の電源に入力させることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 5,
The input / output control means is a smaller one of input possible power determined based on the temperature and charging rate of the first power source and output possible power determined based on the temperature and charging rate of the second power source. The vehicle power system is characterized in that the first power is input to the first power as the power output from the second power.
請求項4記載の車両用の電源システムであって、
前記入出力制御手段は、暖機前の前記第1の電源の温度が予め規定した閾値未満であり、且つ前記車両の走行終了時において前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満の場合、前記車両の走行終了時に、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源に入力される電力を前記第2の電源から出力させることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 4,
The input / output control means is configured such that the temperature of the first power supply before warm-up is less than a predetermined threshold value, and the charging rate of the first power supply is the first power supply at the end of traveling of the vehicle. If the charging rate is less than the control center charging rate, the electric power input to the first power source is set so that the charging rate of the first power source approaches the control center charging rate of the first power source at the end of traveling of the vehicle. A power supply system for a vehicle, wherein the second power supply is used for output.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の車両用の電源システムであって、
前記暖機手段は、アンモニアが離脱するときに蓄熱しアンモニアが固定化されるときに放熱する化学蓄熱材を有する化学蓄熱装置であり、
前記化学蓄熱装置は、電力供給により発熱する前記化学蓄熱材再生用の加熱器を備えることを特徴とする車両用の電源システム。
It is a power supply system for vehicles given in any 1 paragraph of Claims 1-8,
The warming-up means is a chemical heat storage device having a chemical heat storage material that stores heat when ammonia is released and dissipates heat when ammonia is fixed,
The chemical heat storage device includes a heater for regenerating the chemical heat storage material that generates heat when power is supplied.
請求項9記載の車両用の電源システムであって、
前記化学蓄熱材を再生する際には、前記第1の電源から出力される電力、前記第2の電源から出力される電力、及び車両からの回生電力のうち少なくともいずれか1つが前記加熱器へ供給されることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 9,
When regenerating the chemical heat storage material, at least one of electric power output from the first power supply, electric power output from the second power supply, and regenerative electric power from the vehicle is supplied to the heater. A power supply system for a vehicle characterized by being supplied.
請求項9記載の車両用の電源システムであって、
前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率未満である場合には、前記車両からの回生電力が、前記第1の電源、前記加熱器、前記第2の電源の順位で供給され、
前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率以上である場合には、前記車両からの回生電力が、前記加熱器、前記第2の電源、前記第1の電源の順位で供給されることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 9,
When regenerating the chemical heat storage material, if the charging rate of the first power source is less than the control center charging rate of the first power source, the regenerative power from the vehicle is the first power source, The heater is supplied in the order of the second power source,
When regenerating the chemical heat storage material, if the charging rate of the first power source is equal to or higher than the control center charging rate of the first power source, regenerative power from the vehicle is supplied to the heater, A power supply system for a vehicle, wherein the power supply is supplied in the order of two power supplies and the first power supply.
請求項9記載の車両用の電源システムであって、
前記車両からの回生電力が、前記第1の電源及び前記第2の電源の温度及び充電率に基づいて決定される入力可能電力の和より大きい場合、前記車両からの回生電力のうち前記入力可能電力の和に対する余剰電力が前記加熱器に供給されることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 9,
When the regenerative power from the vehicle is greater than the sum of the input powers determined based on the temperature and the charging rate of the first power source and the second power source, the regenerative power from the vehicle can be input. A surplus power with respect to the sum of power is supplied to the heater.
請求項9記載の車両用の電源システムであって、
前記化学蓄熱材を再生する際に、前記第1の電源の充電率が前記第1の電源の制御中心充電率より高い場合には、前記第1の電源の充電率を前記第1の電源の制御中心充電率に近づけるように、前記第1の電源の電力が前記加熱器に供給されることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 9,
When regenerating the chemical heat storage material, if the charging rate of the first power source is higher than the control center charging rate of the first power source, the charging rate of the first power source is set to that of the first power source. A power supply system for a vehicle, wherein power of the first power supply is supplied to the heater so as to approach a control center charging rate.
請求項9記載の車両用の電源システムであって、
前記車両の走行終了時に前記化学蓄熱材を再生する場合、前記第1の電源及び前記第2の電源のうち少なくともいずれか一方の電力が前記加熱器に供給されることを特徴とする車両用の電源システム。
A power supply system for a vehicle according to claim 9,
When the chemical heat storage material is regenerated at the end of travel of the vehicle, at least one of the first power source and the second power source is supplied to the heater. Power system.
第1の電源と、第2の電源と、電源を暖機する暖機手段と、電源の入出力を制御する際の目標値となる制御中心充電率を設定する制御中心充電率設定手段と、を備える電源システムであって、
前記第1の電源は前記第2の電源より出力密度が高く、前記第2の電源は前記第1の電源よりエネルギ密度が高く、
前記暖機手段は、電源システムが搭載される装置の稼働前の所定期間又は稼働後の所定期間において、前記第1の電源の暖機を開始し、
前記制御中心充電率設定手段は、少なくとも暖機が開始された前記第1の電源の温度に基づいて、前記第1の電源の制御中心充電率を設定することを特徴とする電源システム。
A first power source, a second power source, a warming-up unit for warming up the power source, a control center charging rate setting unit for setting a control center charging rate as a target value when controlling input / output of the power source, A power supply system comprising:
The first power source has a higher power density than the second power source, the second power source has a higher energy density than the first power source,
The warm-up means starts warm-up of the first power source in a predetermined period before or after operation of the device on which the power supply system is mounted,
The control center charging rate setting means sets the control center charging rate of the first power supply based on at least the temperature of the first power supply at which warm-up has started.
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