JP2016127770A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇による電源の劣化を好適に抑制する。【解決手段】電源装置は、少なくとも一部の領域において、二次電池と同様の充放電可能な電力貯蔵要素であるキャパシタの充電量ｃＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が低下するほど電圧値が低下する電源と、電源の温度Ｔｃを検出する温度検出手段と、電源の電力入力のＳＯＣ使用範囲ｃＷｉｎ最大値を一定に維持したままで、電源の温度が高いほど、電源の電力出力のＳＯＣ使用範囲ｃＷｏｕｔ最小値を高くする使用範囲変更手段と、電源の温度が高いほど、制御目標である中心ＳＯＣを高くする中心ＳＯＣ変更手段とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載される電源装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば電源の温度に応じて出力電力及び入力電力を制限するものが知られている。例えば特許文献１では、蓄電部の高温時に出力電力及び入力電力を制限することで、蓄電部の劣化を抑制するという技術が開示されている。また特許文献２では、高温時においてキャパシタの出力電力を制限するという技術が開示されている。

国際公開２０１０／０５２７６６号 特開２０１１−０７８３１３号公報

電源には、例えばキャパシタのように、ＳＯＣ（State Of Charge）に応じて電圧が低下する特性を有するものがある。このような電源を使用する場合には、仮に特許文献１及び２のように電力を制限したとしても、電圧の低下に起因して電流が増加してしまうおそれがある。電流が増加すると損失（発熱量）も増加するため、温度上昇を十分に抑制することができない。この結果、電力を制限しても電源の劣化を抑制できないという技術的問題点が生じ得る。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、好適に電源の劣化を抑制することが可能な電源装置を提供することを課題とする。

＜１＞
本発明の電源装置は上記課題を解決するために、少なくとも一部の領域において充電量が低下するほど電圧値が低下する電源と、前記電源の温度を検出する温度検出手段と、（ｉ）前記電源の電力入力のＳＯＣ使用範囲最大値を一定に維持したままで、（ｉｉ）前記電源の温度が高いほど、前記電源の電力出力のＳＯＣ使用範囲最小値を高くする使用範囲変更手段と、前記電源の温度が高いほど、制御目標である中心ＳＯＣを高くする中心ＳＯＣ変更手段とを備える。

本発明の電源装置は、例えばキャパシタのように、少なくとも一部の領域において充電量（即ち、ＳＯＣ）が低下するほど電圧値が低下する電源を備えている。なお、電源を複数備える電源装置の場合には、いずれかの電源が上記特性を有するものであればよい。

電源は、例えば温度センサである温度検出手段により温度が検出される構成となっている。温度検出手段は、電源の温度を直接検出するようなものであってもよいし、他のパラメータから電源の温度を間接的に検出（推定）するようなものであってもよい。

本発明では特に、使用範囲変更手段により、電源のＳＯＣ使用範囲が電源の温度に応じて変更される。具体的には、使用範囲変更手段は、温度検出手段で検出された電源の温度が高いほど、電源の電力出力のＳＯＣ使用範囲最小値を高く変更する。即ち、電源の温度が高い場合には、電源からの放電が制限される。これにより、充電量の低下により電圧値が低下する電源であっても、出力電圧の低下が抑制される。このため、同等の電力を出力する場合の電流量の増加を抑制できる。この結果、電源における発熱量が抑制され、温度上昇に起因する電源の劣化を好適に抑制することが可能となる。

本発明では更に、中心ＳＯＣ制御手段により、電源の温度が高いほど中心ＳＯＣが高く変更される。なお、ここでの「中心ＳＯＣ」とは、あくまで制御目標として設定される値であり、ＳＯＣ使用範囲の中心（中央値）ではない。中心ＳＯＣを高くすれば、電源が高いＳＯＣを維持するように制御される。よって、電力出力のＳＯＣ使用範囲最小値を高くした場合であっても、電力供給時における電力不足を回避することができる。

なお、電源の電力入力のＳＯＣ使用範囲最大値は、電源の温度によらず一定に維持される。即ち、電源の温度が高い場合であっても、電源に対する充電は制限されない。このため、高温により中心ＳＯＣが高く変更された場合であっても、素早くＳＯＣを高めることができる。

以上説明したように、本発明の電源装置によれば、電力不足を回避しつつ、好適に電源の劣化を抑制することが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る車両の構成を示す概略構成図である。 実施形態に係るＨＶ−ＥＣＵの制御構造を示すブロック図である。 実施形態に係る電源装置の制御動作を示すフローチャートである。 高温時における放電許容電力及び中心ＳＯＣの変更制御を示すグラフである。 加減速時におけるＳＯＣ制御の一例を示すグラフである。 放電許容電力及び中心ＳＯＣの変更制御の具体例を示すタイムチャートである。

以下では、本発明の電源装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜車両の構成＞
先ず、本実施形態に係る電源装置が搭載される車両の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る車両の構成を示す概略構成図である。

図１において、本実施形態に係る車両１００は、エンジン（ＥＮＧ）２０と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２とを駆動力源として備えている。エンジン２０、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２２を介して機械的に連結されている。動力分割機構２２は、例えばプラネタリーキャリア、サンギヤ、リングギヤの三要素からなる遊星歯車機構からなり、それぞれの要素にエンジン２０、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２が連結される。そして、車両１００の走行状況に応じて、動力分割機構２２を介して上記３者の間で駆動力の分配および結合が行なわれ、その結果として駆動輪２４Ｆが駆動される。

車両１００の走行時において、動力分割機構２２は、エンジン２０の作動によって発生する駆動力を二分割し、その一方を第１モータジェネレータＭＧ１側へ配分するとともに、残部を第２モータジェネレータＭＧ２側へ配分する。動力分割機構２２から第１モータジェネレータＭＧ１側へ配分された駆動力は発電動作に用いられる一方、第２モータジェネレータＭＧ２側へ配分された駆動力は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生した駆動力と合成されて、駆動輪２４Ｆの駆動に使用される。

このとき、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２にそれぞれ対応付けられた第１インバータ（ＩＮＶ１）１０−１および第２インバータ（ＩＮＶ２）１０−２は、直流電力と交流電力とを相互に変換する。主として、第１インバータ１０−１は、ＨＶ−ＥＣＵ２からのスイッチング指令ＰＷＭ１に応じて、第１モータジェネレータＭＧ１で発生する交流電力を直流電力に変換し、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬへ供給する。一方、第２インバータ１０−２は、ＨＶ−ＥＣＵ２からのスイッチング指令ＰＷＭ２に応じて、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬを介して供給される直流電力を交流電力に変換して、第２モータジェネレータＭＧ２へ供給する。即ち、車両１００は、負荷装置として、二次電池６及びキャパシタ６ｂからの電力を受けて駆動力を発生可能な第２モータジェネレータＭＧ２を備えるとともに、エンジン２０からの駆動力を受けて発電可能な発電部である第１モータジェネレータＭＧ１を備える。

二次電池６は、充放電可能な電力貯蔵要素であって、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池として構成される。二次電池６と第１インバータ１０−１との間には、直流電圧を相互に電圧変換可能な第１コンバータ（ＣＯＮＶ１）８が配置されており、二次電池６の入出力電圧と、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの間の線間電圧とを相互に昇圧または降圧する。第１コンバータ８における昇降圧動作は、ＨＶ−ＥＣＵ２からのスイッチング指令ＰＷＣ１に従って制御される。

正線ＰＬ１に介挿された電流検出部１２は、二次電池６と第１コンバータ８との間で授受される電流値Ｉｂを検出する。正線ＰＬ１と負線ＮＬ１との線間に接続された電圧検出部１４は、二次電池６の充電又は放電に係る電圧値Ｖｂを検出する。二次電池６を構成する電池セルに近接して配置された温度検出部１６は、二次電池６の温度Ｔｂを検出する。

キャパシタ６ｂは、上述した二次電池６と同様の充放電可能な電力貯蔵要素であって、例えば電気二重層キャパシタとして構成される。キャパシタ６ｂと第１インバータ１０−１との間には、直流電圧を相互に電圧変換可能な第２コンバータ（ＣＯＮＶ２）８ｂが配置されており、キャパシタ６の入出力電圧と、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの間の線間電圧とを相互に昇圧または降圧する。第２コンバータ８ｂにおける昇降圧動作は、ＨＶ−ＥＣＵ２からのスイッチング指令ＰＷＣ２に従って制御される。

なお、キャパシタ６ｂは、「電源」の一具体例である。ここでは、キャパシタ６ｂを１個搭載した車両を例示しているが、キャパシタ６ｂの数は１個に限定されるものではなく、２個以上のキャパシタが備えられていてもよい。

正線ＰＬ２に介挿された電流検出部１２ｂは、キャパシタ６ｂと第２コンバータ８ｂとの間で授受される電流値Ｉｃを検出する。正線ＰＬ２と負線ＮＬ２との線間に接続された電圧検出部１４ｂは、キャパシタ６ｂの充電又は放電に係る電圧値Ｖｃを検出する。キャパシタ６ｂに近接して配置された温度検出部１６ｂは、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃを検出する。

車両１００を構成する各部位は、ＨＶ−ＥＣＵ２及び電池ＥＣＵ４の連携制御によって実現される。ＨＶ−ＥＣＵ２と電池ＥＣＵ４とは、互いに通信線を介して接続され、各種情報や信号の授受が可能となっている。

電池ＥＣＵ４は、主として、二次電池６及びキャパシタ６ｂの充電状態の管理や異常検出を司る制御装置であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部とを含むマイクロコンピュータを主体として構成される。具体的には、電池ＥＣＵ４は、温度検出部１６で検出される温度Ｔｂ、電圧検出部１４で検出される電圧値Ｖｂ、及び電流検出部１２で検出される電流値Ｉｂに基づいて、二次電池６のＳＯＣを算出する。また、電池ＥＣＵ４は、温度検出部１６ｂで検出される温度Ｔｃ、電圧検出部１４ｂで検出される電圧値Ｖｃ、及び電流検出部１２ｂで検出される電流値Ｉｃに基づいて、キャパシタ６ｂのＳＯＣを算出する。ＳＯＣは、二次電池６及びキャパシタ６ｂの満充電状態を基準にしたときの充電量（残存電荷量）を示すものであり、例えば満充電容量に対する現在の充電量の比率（０〜１００％）で表わされる。電池ＥＣＵ４は、算出した二次電池６及びキャパシタ６ｂのＳＯＣを、温度検出部１６で検出された温度Ｔｂ及び温度検出部１６ｂで検出された温度ＴｃとともにＨＶ−ＥＣＵ２へ伝送する。

ＨＶ−ＥＣＵ２は、車両１００の走行時において、運転者要求に応じた車両駆動力を発生させるために、エンジン２０、コンバータ８及び８ｂ、インバータ１０−１及び１０−２、並びにモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を制御するための制御装置であり、例えばＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部とを含むマイクロコンピュータを主体として構成される。この車両駆動力の制御に加えて、ＨＶ−ＥＣＵ２は、二次電池６及びキャパシタ６ｂで充放電される電力を制御する。

特に、本実施の形態に従う車両１００はハイブリッド車両であり、ＨＶ−ＥＣＵ２は、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードと、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードとを順次切替えて制御を行なう。即ち、運転者の操作によってイグニッションオン指令ＩＧＯＮが与えられると、ＨＶ−ＥＣＵ２は、二次電池６及びキャパシタ６ｂのＳＯＣが所定の範囲内に維持されるように、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切替える。

ＥＶ走行モードでは、主として第２モータジェネレータＭＧ２からの駆動力のみで走行するように制御されるため、エンジン２０の動力を受けた第１モータジェネレータＭＧ１での発電動作は行なわれず、第１モータジェネレータＭＧ１による二次電池６の充電は制限される。そのため、第２モータジェネレータＭＧ２の回生動作によって二次電池６が充電される場合があるとしても、二次電池６のＳＯＣが必然的に低下する。その結果、二次電池６のＳＯＣが所定値を下回ると、ＨＶ−ＥＣＵ２は、第１モータジェネレータＭＧ１による二次電池６の充電が許容されるＨＶ走行モードに移行する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ２は、ＥＶ走行モードにおいて、運転者からの急加速などの駆動力要求が与えられた場合、触媒暖機や空調要求などの駆動力要求とは無関係な要求が与えられた場合、およびその他の条件が成立した場合などにおいても、エンジン２０を始動させてＨＶ走行モードに移行する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶ−ＥＣＵ２は、総合的な燃料消費効率が最適化されるように、各センサからの信号、走行状況、アクセル開度（いずれも図示しない）などに基づいて、エンジン２０の回転数、第１モータジェネレータＭＧ１の発電量、及び第２モータジェネレータＭＧ２のトルクについての目標値を決定する。

この各目標値の決定にあたっては、二次電池６及びキャパシタ６ｂのＳＯＣについても考慮され、ＳＯＣが所定の範囲内に維持されるように、二次電池６及びキャパシタ６ｂで充放電される電力が管理される。即ち、エンジン２０からの動力の一部を受けて第１モータジェネレータＭＧ１が発電する発電電力と、第２モータジェネレータＭＧ２が駆動力の発生に使用する消費電力との差が二次電池６及びキャパシタ６ｂでの充放電電力に相当するため、二次電池６及びキャパシタ６ｂのＳＯＣの大きさに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１の発電量、及び第２モータジェネレータＭＧ２での消費電力が決定される。

＜充放電管理の制御構造＞
以下、上述した二次電池６及びキャパシタ６ｂの充放電管理を行なうための制御構造について、図２を参照して説明する。ここに図２は、実施形態に係るＨＶ−ＥＣＵの制御構造を示すブロック図である。

図２において、ＨＶ−ＥＣＵ２における制御構造は、充放電許容電力演算部２００と、充放電許容電力制御部２０２と、出力管理部２０４と、配分部２０６と、コンバータ制御部２０８と、インバータ制御部２１０とを含む。

充放電許容電力演算部２００は、電池ＥＣＵ４から二次電池６についてのＳＯＣ及び温度Ｔｂを受けると、二次電池６で充放電が許容される電力（充電許容電力Ｗｉｎ及び放電許容電力Ｗｏｕｔ）を算出する。また充放電許容電力演算部２００は、電池ＥＣＵ４からキャパシタ６ｂについてのｃＳＯＣ及び温度Ｔｃを受けると、キャパシタ６ｂで充放電が許容される電力（充電許容電力ｃＷｉｎ及び放電許容電力ｃＷｏｕｔ）を算出する。充放電許容電力演算部２００は、算出した充電許容電力Ｗｉｎ及び放電許容電力Ｗｏｕｔ、並びに充電許容電力ｃＷｉｎ及び放電許容電力ｃＷｏｕｔを充放電許容電力制御部２０２へ送出する。

また充放電許容電力演算部２００は、キャパシタ６ｂについてのｃＳＯＣ及び温度Ｔｃに基づいて、制御目標である中心ｃＳＯＣを算出し、充放電許容電力制御部２０２へ送出する。

充放電許容電力制御部２０２は、二次電池６の充電許容電力Ｗｉｎ及びｃＷｉｎに応じて制御用充電許容電力Ｗｉｎ♯及びｃＷｉｎ♯を設定する。また、充放電許容電力制御部２０２は、キャパシタ６ｂの放電許容電力Ｗｏｕｔ及びｃＷｏｕｔに応じて制御用放電許容電力Ｗｏｕｔ♯及びｃＷｏｕｔ♯を設定する。なお、制御用充放電許容電力Ｗｉｎ♯及びＷｏｕｔ♯、並びにｃＷｉｎ♯及びｃＷｏｕｔ♯は、出力管理部２０４が第１モータジェネレータＭＧ１の発電量、及び第２モータジェネレータＭＧ２での消費電力の目標値を決定する際に、二次電池６及びキャパシタ６ｂの充放電許容電力として用いられるものである。

出力管理部２０４は、充放電許容電力制御部２０２から制御用充放電許容電力Ｗｉｎ♯及びＷｏｕｔ♯、並びにｃＷｉｎ♯及びｃＷｏｕｔ♯を受けると、制御用充放電許容電力Ｗｉｎ♯及びＷｏｕｔ♯、並びにｃＷｉｎ♯及びｃＷｏｕｔ♯の範囲内で、運転者要求及び走行状況に応じた電力目標値を決定し、配分部２０６へ与える。なお、運転者要求には、アクセルペダルの踏込量、ブレーキペダルの踏込量、シフトレバーのポジション（いずれも図示せず）などが含まれる。また、走行状況には、車両１００が加速中や減速中であることを示す情報などが含まれる。

更に、出力管理部２０４は、運転者要求に応じた車両駆動力を発生させるために、電力目標値とともに、エンジン２０に対する出力指令Ｎｒｅｆを決定する。

配分部２０６は、エンジン２０の回転数ＮＥに基づいて、出力管理部２０４で決定された電力目標値を分配し、第１モータジェネレータＭＧ１に対するＭＧ１発電目標値および第２モータジェネレータＭＧ２に対するＭＧ２トルク目標値を算出する。そして、配分部２０６は、算出したＭＧ１発電目標値及びＭＧ２トルク目標値に応じた制御指令をインバータ制御部２１０へ出力すると同時に、車両１００内における電力需給に応じた制御指令をコンバータ制御部２０８へ出力する。

インバータ制御部２１０は、配分部２０６からの制御指令に応じて、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を駆動するためのスイッチング指令ＰＷＭ１及びＰＷＭ２を生成する。このスイッチング指令ＰＷＭ１及びＰＷＭ２は、それぞれインバータ１０−１及び１０−２へ出力される。

コンバータ制御部２０８は、配分部２０６からの制御指令に応じて、二次電池６及びキャパシタ６ｂから第２モータジェネレータＭＧ２へ所定の放電電力が供給されるように、スイッチング指令ＰＷＣ１及びＰＷＣ２を生成する。このスイッチング指令ＰＷＣ１及びＰＷＣ２は、それぞれコンバータ８及び８ｂへ出力される。スイッチング指令ＰＷＣ１及びＰＷＣ２に従ってコンバータ８及び８ｂが電圧変換動作を行なうことで、二次電池６及びキャパシタ６ｂの放電電力が制御される。

以上に述べたように、ＨＶ−ＥＣＵ２は、二次電池６のＳＯＣ及び温度Ｔｂ、並びにキャパシタ６ｂのｃＳＯＣ及び温度Ｔｃに応じた制御を実行する。このような制御構成とすることにより、ドライバビリティを確保しながら、二次電池６及びキャパシタ６ｂの過放電や過充電を回避することができる。

＜処理説明＞
次に、上述したＨＶ−ＥＣＵ２において実行される処理について、図３を参照して詳細に説明する。ここに図３は、実施形態に係る電源装置の制御動作を示すフローチャートである。なお、以下では、ＨＶ−ＥＣＵ２が実行する処理のうち、本実施形態に関連の深いもの（具体的には、キャパシタ６ｂに関するパラメータの算出処理）について詳細に説明し、他の一般的な処理については適宜説明を省略するものとする。

図３において、ＨＶ−ＥＣＵ２にキャパシタ６ｂのｃＳＯＣ及び温度Ｔｃが入力されると、充放電許容電力演算部２００において、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃと所定閾値との比較が行われる（ステップＳ１０１）。なお、ここでの「所定閾値」は、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが、充放電許容電力ｃＷｉｎ及びｃＷｏｕｔを制限すべき程度に高い状態であることを判定するための閾値であり、例えばキャパシタ６ｂの劣化が促進されてしまうような温度に対応する値として予め設定される。

キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが所定閾値以下である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、キャパシタ６ｂの充放電許容電力ｃＷｉｎ及びｃＷｏｕｔは通常値として演算される（ステップＳ１０２）。また、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣの制御目標である中心ｃＳＯＣも通常値として設定される（ステップＳ１０３）。一方で、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが所定閾値より大きい場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、キャパシタ６ｂの充放電許容電力ｃＷｉｎ及びｃＷｏｕｔは制限値として演算される（ステップＳ１０４）。また、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣの制御目標である中心ｃＳＯＣも高めに設定される（ステップＳ１０５）。

ここで、キャパシタ６ｂの充放電許容電力ｃＷｉｎ及びｃＷｏｕｔ、並びに中心ｃＳＯＣの変更について、図４を参照して説明する。ここに図４は、高温時における放電許容電力及び中心ＳＯＣの変更制御を示すグラフである。

図４において、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが所定閾値よりも高い場合には、キャパシタ６ｂの放電許容電力ｃＷｏｕｔの最低値が、通常値（図中の実線参照）よりも高い制限値（図中の破線参照）に変更される。また、キャパシタ６ｂの中心ｃＳＯＣも、通常値（図中の実線丸印参照）よりも高い値（図中の破線丸印参照）に変更される。なお、放電許容電力ｃＷｏｕｔの最低値及び中心ｃＳＯＣの変更後の値は、典型的にはキャパシタ６ｂの温度Ｔｃが高いほど高くなるように変更される。また、キャパシタ６ｂの充電許容電力ｃＷｉｎは、放電許容電力ｃＷｏｕｔとは異なり、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃによらずに一定に維持される。

キャパシタ６ｂの温度Ｔｃに応じて放電許容電力ｃＷｏｕｔの最低値を高くすれば、高温時においてキャパシタ６ｂからの放電が制限されることになる。これにより、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣ低下に伴う出力電圧の低下が抑制される。即ち、充電量の低下により電圧値が低下する特性を有するキャパシタ６ｂを電源として利用する場合であっても、高い出力電圧を維持できる。よって、同等の電力を出力する場合の電流量の増加を抑制できる。この結果、キャパシタ６ｂにおける発熱量が抑制され、温度上昇に起因する劣化を好適に抑制することが可能となる。

また、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃに応じて中心ｃＳＯＣを高くすれば、高温時においてキャパシタ６ｂのｃＳＯＣが高い状態を維持するように制御される。これにより、放電許容電力ｃＷｏｕｔを制限した場合であっても、電力供給時における電力不足を回避することができる。加えて、高温時であっても、キャパシタ６ｂの充電許容電力ｃＷｉｎは変更されない（即ち、充電は制限されない）ため、上述したように中心ｃＳＯＣが高く変更された場合であっても、素早くｃＳＯＣを高めることができる。

図３に戻り、充放電許容電力ｃＷｉｎ及びｃＷｏｕｔの算出、並びに中心ｃＳＯＣの設定後には、配分部２０６において、運転者要求及び走行状況に応じたモータトルク指令が算出される（ステップＳ１０６）。そして配分部２０６では、エンジン２０、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２に余力があるか否か、並びにキャパシタ６ｂのｃＳＯＣが制御目標である中心ｃＳＯＣよりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１０７）。

ここで、エンジン２０、第１モータジェネレータＭＧ１に余力があり、且つキャパシタ６ｂのｃＳＯＣが制御目標である中心ｃＳＯＣよりも小さいと判定されると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、エンジン出力、第１モータジェネレータＭＧ１の電力に、キャパシタ６ｂの充電電力が加算された上で（ステップＳ１０８）、インバータ制御による第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の駆動が行われる（ステップＳ１０９）。なお、エンジン２０、第１モータジェネレータＭＧ１に余力がない場合、或いはキャパシタ６ｂのｃＳＯＣが制御目標である中心ｃＳＯＣよりも小さくない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０８の処理は省略される。

以下では、上述した充電電力の加算について、図５を参照して具体的に説明する。ここに図５は、加減速時におけるＳＯＣ制御の一例を示すグラフである。

図５において、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが所定閾値よりも高く、放電許容電力ｃＷｏｕｔが制限され、中心ｃＳＯＣが高めに設定されたとする。この場合において、車両１００の減速により大きい回生エネルギが得られると、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣは中心ｃＳＯＣよりも大きい値となる。このため、キャパシタ６ｂに蓄えられた電力は次の加速にそのまま使用される。

一方で、車両１００の減速により小さい回生エネルギしか得られない場合、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣは中心ｃＳＯＣよりも小さい値となる。このような場合には、エンジン２０及び第１モータジェネレータＭＧ１により、キャパシタ６ｂの充電電力が発生され、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣが中心ｃＳＯＣまで高められる。このように、エンジン２０及び第１モータジェネレータＭＧ１によってキャパシタｃＳＯＣを補えば、その後の加速においても、キャパシタ６ｂから十分な電力を供給することが可能となる。

＜具体的な処理例＞
最後に、上述した処理を実行した場合の各パラメータの変動について、図６を参照して具体的に説明する。ここに図６は、放電許容電力及び中心ＳＯＣの変更制御の具体例を示すタイムチャートである。

図６では、アクセルが一定時間踏まれ、車両１００の加速が行われた場合を例にとり説明する。この場合、車両１００の加速にキャパシタ６ｂの電力が使用されるため、アクセルが踏まれるタイミングに応じてキャパシタ６ｂのｃＳＯＣが低下し始める。また、キャパシタ６ｂは、充電量の低下に伴い電圧値が低下するという特性を有しているため、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣの低下に伴い、キャパシタ６ｂの電圧も低下する。

キャパシタ６ｂの電圧が低下すると、同等の電力を得るためにキャパシタ６ｂの電流が増加する。電流が増加すると、内部抵抗における損失も増大し、キャパシタ６ｂにおける発熱量が増加する。この発熱量が多く、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが大きく上昇してしまうと、劣化を促進させてしまうおそれがある。

これに対し本実施形態では、上述したように、キャパシタ６ｂの温度Ｔｃが高い場合には、キャパシタ６ｂの放電許容電力ｃＷｏｕｔの最低値が高い値へと変更される。即ち、図中の実線で示す出力下限ｃＳＯＣが、破線で示す値へと変更される。これに伴い、キャパシタ６ｂの中心ｃＳＯＣも高めに設定されるため、キャパシタ６ｂのｃＳＯＣも高い状態で推移することになる。この結果、キャパシタ６ｂの電圧も高い値で維持され、キャパシタ６ｂの電流増加が抑制される。よって、内部抵抗における損失も低減され、キャパシタ６ｂにおける発熱量も低下する。従って、温度上昇に起因するキャパシタ６ｂの劣化を好適に抑制できる。

なお、キャパシタ６ｂの放電許容電力ｃＷｏｕｔを制限した場合であっても、キャパシタ６ｂの出力は変わらない。このため、運転者が所望する加速度を確実に得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る電源装置によれば、電力不足を回避しつつ、温度上昇による電源の劣化を好適に抑制することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電源装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

２ ＨＶ−ＥＣＵ
４ 電池ＥＣＵ
６ 二次電池
６ｂ キャパシタ
８，８ｂ コンバータ
１０−１，１０−２ インバータ
１２，１２ｂ 電流検出部
１４，１４ｂ 電圧検出部
１６，１６ｂ 温度検出部
２０ エンジン
２２ 動力分割機構
２４Ｆ 駆動輪
１００ 車両
２００ 充放電許容電力演算部
２０２ 充放電許容電力制御部
２０４ 出力管理部
２０６ 配分部
２０８ コンバータ制御部
２１０ インバータ制御部
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ
ＭＮＬ 負母線
ＭＰＬ 正母線
ＰＬ１，ＰＬ２ 正線
ＮＬ１，ＮＬ２ 負線

Claims (1)

1. 少なくとも一部の領域において充電量が低下するほど電圧値が低下する電源と、
   前記電源の温度を検出する温度検出手段と、
   （ｉ）前記電源の電力入力のＳＯＣ使用範囲最大値を一定に維持したままで、（ｉｉ）前記電源の温度が高いほど、前記電源の電力出力のＳＯＣ使用範囲最小値を高くする使用範囲変更手段と、
   前記電源の温度が高いほど、制御目標である中心ＳＯＣを高くする中心ＳＯＣ変更手段と
   を備えることを特徴とする電源装置。

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