JP2019097242A

JP2019097242A - 電源装置

Info

Publication number: JP2019097242A
Application number: JP2017222626A
Authority: JP
Inventors: 和也土屋; Kazuya Tsuchiya; 幸範村上; Yukinori Murakami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-06-20
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: JP6870589B2

Abstract

【課題】複数の蓄電装置から出力可能な許容最大電力が大きくなるように複数の蓄電装置を充電する電源装置を提供する。【解決手段】第１電池２２、第２電池３２を備え、蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置からの電力により動力を出力する駆動装置１０を有する電動車両に搭載される電源装置２０は、外部充電器１８からの電力を用いて、蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置の複数の組み合わせを用いて充電する複数の充電方法を切り替えて充電するコンバータ４０と、充コンバータを制御する電子制御ユニット６０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に関し、詳しくは、複数の蓄電装置を備える電源装置に関する。

従来、この種の電源装置としては、商用電源に接続してバッテリを充電する際に、バッテリ温度が所定温度以下のときには、リプル昇温制御を実施してバッテリを昇温した後に商用電源からの電力を用いて充電するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、リプル昇温制御は、バッテリと平滑用コンデンサとの間で予め定めた充放電電流により短い時間で充放電を繰り返す制御である。

特開２０１１−８３１２４号公報

冷間時に容量の大きな複数の蓄電装置を一定時間で充電する場合、蓄電装置を順次充電すると、最初に充電した蓄電装置の温度が低下し、蓄電装置から出力可能な許容最大電力が小さくなる場合が生じる。一方、複数の蓄電装置を同時に充電すると、蓄電装置の温度上昇が鈍くなり、充電効率も低下し十分な充電が行なわれない場合を生じる。

本発明の電源装置は、複数の蓄電装置から出力可能な許容最大電力が大きくなるように複数の蓄電装置を充電することを主目的とする。

本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源装置は、
Ｎ個の蓄電装置を備え、前記Ｎ個の蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置からの電力により動力を出力する駆動装置を有する電動車両に搭載される電源装置であって、
外部充電器からの電力を用いて、前記Ｎ個の蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置のＭ個の組み合わせを用いて充電するＭ個の充電方法を切り替えて充電する充電切替装置と、
前記充電切替装置を制御する充電制御装置と、
を備え、
前記充電制御装置は、
（１）前記Ｍ個の充電方法について、所定電流で所定時間だけ充電したときの前記Ｎ個の蓄電装置の温度を各蓄電装置の特性に基づいてＮ個の推定温度として求めると共に前記Ｎ個の推定温度と前記各蓄電装置の特性に基づいて前記Ｎ個の推定温度のときに前記Ｎ個の蓄電装置から出力可能な許容最大電力を求めることにより、Ｍ個の許容最大電力を求め、
（２）前記Ｍ個の許容最大電力のうち最も大きい許容最大電力が得られる充電方法で充電するように制御する、
ことを特徴とする。

本発明の電源装置では、Ｎ個の蓄電装置蓄のＭ個の組み合わせを用いて充電するＭ個の充電方法について、所定電流で所定時間だけ充電したときのＮ個の蓄電装置の温度を各蓄電装置の特性に基づいてＮ個の推定温度として求めると共にＮ個の推定温度と各蓄電装置の特性に基づいてＮ個の推定温度のときにＮ個の蓄電装置から出力可能な許容最大電力を求めることにより、Ｍ個の許容最大電力を求める。そして、Ｍ個の許容最大電力のうち最も大きい許容最大電力が得られる充電方法で充電するように制御する。これにより、Ｎ個の蓄電装置から出力可能な許容最大電力が大きくなるようにＮ個の蓄電装置を充電することができる。

電源装置が第１蓄電装置と第２蓄電装置の２つの蓄電装置を備える場合には、以下のようになる。Ｍ個の充電方法は、第１蓄電装置だけを充電する第１充電方法と、第２蓄電装置だけを充電する第２充電方法と、第１蓄電装置と第２蓄電装置の双方を充電する第３充電方法の３つの充電方法となる。Ｍ個の許容最大電力は、第１充電方法による第１許容最大電力と、第２充電方法による第２許容最大電力と、第３充電方法による第３許容最大電力の３つの許容最大電力となる。第１許容最大電力は、所定電流で前記第１充電方法で所定時間だけ充電したときの第１蓄電装置の温度を第１蓄電装置の特性に基づいて第１推定温度として求め、第１推定温度と第１蓄電装置の特性に基づいて第１推定温度のときに第１蓄電装置から出力可能な許容最大電力と充電開始時の温度（第２蓄電装置の推定温度）のときに前記第２蓄電装置から出力可能な許容最大電力との和として求める。第２許容最大電力は、所定電流で第２充電方法で所定時間だけ充電したときの第２蓄電装置の温度を第２蓄電装置の特性に基づいて第２推定温度として求め、第２推定温度と第２蓄電装置の特性に基づいて第２推定温度のときに第２蓄電装置から出力可能な許容最大電力と充電開始時の温度（第１蓄電装置の推定温度）のときに第１蓄電装置から出力可能な許容最大電力との和として求める。第３許容最大電力は、所定電流で第３充電方法で所定時間だけ充電したときの第１蓄電装置と第２蓄電装置の温度を第１蓄電装置の特性と第２蓄電装置の特性に基づいて第３推定温度と第４推定温度として求め、第３推定温度と第１蓄電装置の特性に基づいて得られる第３推定温度のときに第１蓄電装置から出力可能な許容最大電力と第４推定温度と第２蓄電装置の特性に基づいて得られる第４推定温度のときに第２蓄電装置から出力可能な許容最大電力との和として求める。そして、第１許容最大電力と第２許容最大電力と第３許容最大電力とのうち最も大きい許容最大電力が得られる充電方法で充電するように制御する。これにより、２つの蓄電装置から出力可能な許容最大電力が大きくなるように２つの蓄電装置を充電することができる。

電源装置が第１蓄電装置と第２蓄電装置と第３蓄電装置の３つの蓄電装置を備える場合には、以下のようになる。Ｍ個の充電方法は、第１蓄電装置だけを充電する第１充電方法と、第２蓄電装置だけを充電する第２充電方法と、第３蓄電装置だけを蓄電する第３充電方法と、第１蓄電装置と第２蓄電装置だけを同時に充電する第４充電方法と、第２蓄電装置と第３蓄電装置だけを同時に充電する第５充電方法と、第１蓄電装置と第３蓄電装置だけを同時に充電する第６充電方法と、第１蓄電装置と第２蓄電装置と第３蓄電装置とを同時に充電する第７充電方法の７つの充電方法となる。Ｍ個の許容最大電力は、第１充電方法による第１許容最大電力と、第２充電方法による第２許容最大電力と、第３充電方法による第３許容最大電力と、第４充電方法による第４許容最大電力と、第５充電方法による第５許容最大電力と、第６充電方法による第６許容最大電力と、第７充電方法による第７許容最大電力の７つの許容最大電力となる。７つの許容最大電力は、電源装置が第１蓄電装置と第２蓄電装置の２つの蓄電装置を備える場合と同様に計算する。そして、７つの許容最大電力のうち最も大きい許容最大電力が得られる充電方法で充電するように制御する。これにより、３つの蓄電装置から出力可能な許容最大電力が大きくなるように３つの蓄電装置を充電することができる。電源装置が４つ以上の蓄電装置を備える場合も同様である。

本発明の実施例の電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット６０により実行される充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。温度上昇値計算用マップＡ１の一例を示す説明図である。出力制限用マップＡ２の一例を示す説明図である。出力制限用マップＢ２の一例を示す説明図である。温度上昇値計算用マップＢ１の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例の電源装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電源装置２０は、走行用の駆動装置１０に電力を供給する電動車両に搭載された電源装置として構成されており、図示するように、第１電池２２と、第２電池３２と、コンバータ４０と、電子制御ユニット６０と、を備え、駆動装置１０に電力を供給したり、外部電源に接続された外部充電器１８に接続されて第１電池２２，３２を充電する。なお、駆動装置１０は、モータおよびこのモータを駆動するためのインバータなどが該当する。

第１電池２２は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン２４（２４ａ，２４ｂ）に接続されている。第２電池３２は、第１電池２２と特性が異なる電池として構成されており、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。第２電池３２は、電力ライン３４（３４ａ，３４ｂ）に接続されている。

コンバータ４０は、第１電池２２が接続された電力ライン２４（２４ａ，２４ｂ）と第２電池３２が接続された電力ライン３４（３４ａ，３４ｂ）と駆動装置１０が接続された電力ライン１４（１４ａ，１ｂ）とに接続されており、電力ライン２４，３４（第１電池２２，３２）の電力を電圧の昇圧を伴って電力ライン１４（駆動装置１０）に供給することができるように構成されている。このコンバータ４０は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、リアクトルＬ１，Ｌ２と、を備える。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）として構成されており、電力ライン１４の正極母線１４ａと電力ライン１４，２４の負極母線１４ｂ，２４ｂとの間にこの順に直列に接続されている。ダイオードＤ１〜Ｄ４は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の各々に逆方向に並列に接続されている。第１リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３との接続点Ｃ１と電力ライン２４の正極母線２４ａとに接続されている。第２リアクトルＬ２は、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２との接続点Ｃ２と電力ライン３４の正極母線３４ａとに接続されている。さらに、スイッチング素子Ｓ３とスイッチング素子Ｓ４との接続点Ｃ３は、電力ライン３４の負極母線３４ｂに接続されている。なお、電力ライン１４には、平滑用のコンデンサ１６が接続されており、電力ライン２４には、平滑用のコンデンサ２６が接続されており、電力ライン３４には、平滑用のコンデンサ３６が接続されている。

電子制御ユニット６０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，計時を行なうタイマ，設定値にタイマの計時値が一致したときに所定の出力を行なう一致出力部，入出力ポートを備える。

電子制御ユニット６０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット６０に入力される信号としては、例えば、コンデンサ１６の端子間に取り付けられた電圧センサ１６ａからのコンデンサ１６（電力ライン１４）の電圧ＶＨや、コンデンサ２６の端子間に取り付けられた電圧センサ２６ａからのコンデンサ２６（電力ライン２４）の電圧ＶＬ１を挙げることができる。また、スイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３との接続点とリアクトルＬ１との間に取り付けられた電流センサ４１からの電流ＩＬ１や、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２との接続点とリアクトルＬ２との間に取り付けられた電流センサ４２からの電流ＩＬ２、コンデンサ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのコンデンサ３６（電力ライン１４）の電圧ＶＬ２も挙げることができる。更に、第１電池２２の端子間に取り付けられた電圧センサからの電源電圧ＶＢ１や、第１電池２２の正極端子に取付られた電流センサからの電池電流ＩＢ１、第２電池３２の端子間に取り付けられた電圧センサからの電源電圧ＶＢ２、第２電池３２の正極端子に取付られた電流センサからの電池電流ＩＢ２も挙げることができる。その他、第１電池２２に取り付けられた温度センサ２２ａからの第１電池温度Ｔａや、第２電池３２に取り付けられた温度センサ３２ａからの第２電池温度Ｔｂも挙げることができる。また、電子制御ユニット６０は、外部充電器１８が接続されているときには、外部充電器１８と通信回線により接続され、外部充電器１８と通信する。

電子制御ユニット６０からは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の制御信号Ｓ１ａ〜Ｓ４ａが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット６０は、電流センサからの電池電流Ｉｂ１，電池電流Ｉｂ２に基づいて第１電池２２，３２の蓄電割合ＳＯＣ１，ＳＯＣ２を演算している。蓄電割合ＳＯＣは、第１電池２２，３２の全容量に対する第１電池２２，３２から放電可能な電力の容量の割合である。

こうして構成された実施例の電源装置２０では、コンバータ４０は、電力ライン２４と電力ライン１４との間では、即ち、第１電池２２に対しては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を上アームとすると共にスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４を下アームとするコンバータ（以下、「第１電源用コンバータ」という）として機能する。この場合、下アーム（スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４）がオンで且つ上アーム（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２）がオフの状態とすると、第１電池２２，電力ライン２４の正極母線２４ａ，リアクトルＬ１，スイッチング素子Ｓ３，スイッチング素子Ｓ４，電力ライン２４の負極母線２４ｂ，第１電池２２の順に電流が流れる回路が形成される。このとき、リアクトルＬ１にエネルギが蓄積される。そして、この状態から、下アーム（スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４）がオフで且つ上アーム（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２）がオンの状態に切り替えると、第１電池２２，電力ライン２４の正極母線２４ａ，リアクトルＬ１，ダイオードＤ２，ダイオードＤ１，電力ライン１４の正極母線１４ａ，駆動装置１０，電力ライン１４の負極母線１４ｂ，電力ライン２４の負極母線２４ｂ，第１電池２２の順に電流が流れる回路に切り替わる。このとき、リアクトルＬ１のエネルギが電力ライン２４（第１電池２２）のエネルギと共に電力ライン１４（駆動装置１０）に供給される。したがって、これらの状態を交互に形成することにより、電力ライン２４の電力を電圧の昇圧を伴って電力ライン１４に供給することができる。

また、コンバータ４０は、電力ライン３４と電力ライン１４との間では、即ち、第２電池３２に対しては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４を上アームとすると共にスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３を下アームとするコンバータ（以下、「第２電源用コンバータ」という）として機能する。この場合、下アーム（スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３）がオンで且つ上アーム（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４）がオフの状態とすると、第２電池３２，電力ライン３４の正極母線３４ａ，リアクトルＬ２，スイッチング素子Ｓ２，スイッチング素子Ｓ３，電力ライン３４の負極母線３４ｂ，第２電池３２の順に電流が流れる回路が形成される。このとき、リアクトルＬ２にエネルギが蓄積される。そして、この状態から、下アーム（スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３）がオフで且つ上アーム（スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４）がオンの状態に切り替えると、第２電池３２，電力ライン３４の正極母線３４ａ，リアクトルＬ２，ダイオードＤ１，電力ライン１４の正極母線１４ａ，駆動装置１０，電力ライン１４の負極母線１４ｂ，ダイオードＤ４，電力ライン３４の負極母線３４ｂ，第２電池３２の順に電流が流れる回路に切り替わる。このとき、リアクトルＬ２のエネルギが電力ライン３４（第２電池３２）のエネルギと共に電力ライン１４（駆動装置１０）に供給される。したがって、これらの状態を交互に形成させることにより、電力ライン３４の電力を電圧の昇圧を伴って電力ライン１４に供給することができる。

また、実施例の電源装置２０では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンでスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４がオフの状態とすると、外部充電器１８からの電流がスイッチング素子Ｓ１，スイッチング素子Ｓ２，リアクトルＬ１，第１電池２２，外部充電器１８の回路に流れ、第１電池２２を充電する。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオンでスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオフの状態とすると、外部充電器１８からの電流がスイッチング素子Ｓ１，リアクトルＬ２，第２電池３２，スイッチング素子Ｓ４，外部充電器１８の回路に流れ、第２電池３２を充電する。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４がオンでスイッチング素子Ｓ３がオフの状態とすると、外部充電器１８からの電流は、スイッチング素子Ｓ１，スイッチング素子Ｓ２，リアクトルＬ１，第１電池２２，外部充電器１８の回路と、スイッチング素子Ｓ１，リアクトルＬ２，第２電池３２，スイッチング素子Ｓ４，外部充電器１８の回路とに流れ、第１電池２２と第２電池３２とを同時に充電する。このときの第１電池２２と第２電池３２とに流れる電流については、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をスイッチング制御することにより制御することができる。

次に、電源装置２０に外部充電器１８を接続して第１電池２２，３２を充電する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット６０により実行される充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、外部充電器１８が接続され、図示しない設定画面からユーザにより充電時間Ｔｃｈｇや目標走行時間などが設定されたときに実行される。

充電制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット６０は、まず、温度センサ２２ａ，３２ａからの第１電池温度Ｔａ，第２電池温度Ｔｂを入力する（ステップＳ１００）。続いて、以下の３つの充電方法により充電時間Ｔｃｈｇを最大電流Ｉｍａｘで第１電池２２と第２電池３２とを充電したときの第１電池２２と第２電池３２とから放電可能な許容最大電力としての出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，Ｗｏｕｔ３を計算する（ステップＳ１１０〜Ｓ１５０、ステップＳ２１０〜Ｓ２５０、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０）。第１充電方法は、第１電池２２だけを充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電する方法である。第２充電方法は、第２電池３２だけを充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電する方法である。第３充電方法は、第１電池２２と第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘの半分の電流で各々充電する方法である。

出力制限Ｗｏｕｔ１の計算では、まず、第１電池２２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの温度上昇値ΔＴａを温度上昇値計算用マップＡ１を用いて求める（ステップＳ１１０）。温度上昇値計算用マップＡ１は、第１電池２２の充電時間Ｔｃｈｇと充電電流Ｉと温度上昇値ΔＴａとの関係を予め実験などにより求めることにより作成することができる。温度上昇値計算用マップＡ１の一例を図３に示す。したがって、温度上昇値ΔＴａは、充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘとが与えられるとマップＡ１から対応する温度上昇値ΔＴａを導出することにより求めることができる。続いて、入力した第１電池温度Ｔａに求めた温度上昇値ΔＴａを加えて、第１電池２２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの第１電池２２の推定温度Ｔａｅｓｔ１を計算する（ステップＳ１２０）。次に、推定温度Ｔａｅｓｔ１を出力制限用マップＡ２に適用して第１電池２２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの第１電池２２の出力制限Ｗｏｕｔ１ａを求める（ステップＳ１３０）。出力制限用マップＡ２は、第１電池２２の推定温度Ｔａｅｓｔと出力制限Ｗｏｕｔ１ａとの関係を予め実験などにより求めることにより作成することができる。出力制限用マップＡ２の一例を図４に示す。次に、入力した第２電池温度Ｔｂ（充電後の推定温度）を出力制限用マップＢ２に適用して第２電池３２の出力制限Ｗｏｕｔ１ｂを求める（ステップＳ１４０）。出力制限用マップＢ２は、第２電池３２の温度Ｔｂと出力制限Ｗｏｕｔ１ｂとの関係を予め実験などにより求めることにより作成することができる。出力制限用マップＢ２の一例を図５に示す。なお、入力した第２電池温度Ｔｂについては、第２電池３２については充電が行なわれないから、充電後の推定温度として用いている。そして、出力制限Ｗｏｕｔ１ａと出力制限Ｗｏｕｔ１ｂとの和として出力制限Ｗｏｕｔ１を計算する（ステップＳ１５０）。

出力制限Ｗｏｕｔ２の計算では、まず、第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの温度上昇値ΔＴｂを温度上昇値計算用マップＢ１を用いて求める（ステップＳ２１０）。温度上昇値計算用マップＢ１は、第２電池３２の充電時間Ｔｃｈｇと充電電流Ｉと温度上昇値ΔＴｂとの関係を予め実験などにより求めることにより作成することができる。温度上昇値計算用マップＢ１の一例を図６に示す。したがって、温度上昇値ΔＴｂは、充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘとが与えられるとマップＢ１から対応する温度上昇値ΔＴｂを導出することにより求めることができる。続いて、入力した第２電池温度Ｔｂに求めた温度上昇値ΔＴｂを加えて、第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの第２電池３２の推定温度Ｔｂｅｓｔ１を計算する（ステップＳ２２０）。次に、推定温度Ｔｂｅｓｔ１を図５に例示した出力制限用マップＢ２に適用して第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ最大電流Ｉｍａｘで充電したときの第２電池３２の出力制限Ｗｏｕｔ２ｂを求める（ステップＳ２３０）。入力した第１電池温度Ｔａ（充電後の推定温度）を図４に例示した出力制限用マップＡ２に適用して第１電池２２の出力制限Ｗｏｕｔ２ａを求める（ステップＳ２４０）。ここで、入力した第１電池温度Ｔａについては、第１電池２２については充電が行なわれないから、充電後の推定温度として用いている。そして、出力制限Ｗｏｕｔ２ａと出力制限Ｗｏｕｔ２ｂとの和として出力制限Ｗｏｕｔ２を計算する（ステップＳ２５０）。

出力制限Ｗｏｕｔ３の計算では、まず、出力制限Ｗｏｕｔ１の計算において第１電池２２の推定温度Ｔａｅｓｔ１の計算と同様に、温度上昇値計算用マップＡ１に充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘの半分の電流（Ｉｍａｘ／２）とを適用して、第１電池２２を充電時間Ｔｃｈｇだけ電流（Ｉｍａｘ／２）で充電したときの第１電池２２の推定温度Ｔａｅｓｔ２を計算する（ステップＳ３１０）。続いて、出力制限Ｗｏｕｔ２の計算において第２電池３２の推定温度Ｔｂｅｓｔ１の計算と同様に、温度上昇値計算用マップＢ１に充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘの半分の電流（Ｉｍａｘ／２）とを適用して、第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ電流（Ｉｍａｘ／２）で充電したときの第２電池３２の推定温度Ｔｂｅｓｔ２を計算する（ステップＳ３２０）。そして、推定温度Ｔａｅｓｔ２を出力制限用マップＡ２に適用して第１電池２２を充電時間Ｔｃｈｇだけ電流（Ｉｍａｘ／２）で充電したときの第１電池２２の出力制限Ｗｏｕｔ３ａを求めると共に（ステップＳ３３０）、推定温度Ｔｂｅｓｔ２を出力制限用マップＢ２に適用して第２電池３２を充電時間Ｔｃｈｇだけ電流（Ｉｍａｘ／２）で充電したときの第２電池３２の出力制限Ｗｏｕｔ３ｂを求める（ステップＳ３４０）。そして、出力制限Ｗｏｕｔ３ａと出力制限Ｗｏｕｔ３ｂとの和として出力制限Ｗｏｕｔ３を計算する（ステップＳ３５０）。

こうして出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，Ｗｏｕｔ３を計算すると、出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，Ｗｏｕｔ３のうちいずれが最大であるかを判定する（ステップＳ４００）。ステップＳ４００で出力制限Ｗｏｕｔ１が最大であると判定したときには、第１電池２２だけを充電する第１充電方法により充電を行なって（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ４００で出力制限Ｗｏｕｔ２が最大であると判定したときには、第２電池３２だけを充電する第２充電方法により充電を行なって（ステップＳ４２０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ４００で出力制限Ｗｏｕｔ３が最大であると判定したときには、第１電池２２と第２電池３２との双方を充電する第３充電方法により充電を行なって（ステップＳ４３０）、本ルーチンを終了する。このように、出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，Ｗｏｕｔ３のうち最大となる出力制限に対応する充電方法によって充電することにより、第１電池２２および第２電池３２から出力可能な許容最大電力（出力制限Ｗｏｕｔ）が大きくなるように第１電池２２および第２電池３２を充電することができる。

以上説明した実施例の電源装置２０では、充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘを用いて、第１充電方法により充電したときの出力制限Ｗｏｕｔ１と、第２充電方法により充電したときの出力制限Ｗｏｕｔ２と、第３充電方法により充電したときの出力制限Ｗｏｕｔ３と、を計算し、出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，Ｗｏｕｔ３のうち最大となる出力制限に対応する充電方法によって充電する。これにより、第１電池２２および第２電池３２から出力可能な許容最大電力（出力制限Ｗｏｕｔ）が大きくなるように第１電池２２および第２電池３２を充電することができる。

実施例の電源装置２０では、第１電池２２と第２電池３２の２つの電池を備えるものとしたが、第１電池と第２電池と第３電池の３つの電池を備えるものとしてもよい。この場合、第１電池だけを充電する第１充電方法と、第２電池だけを充電する第２充電方法と、第３電池だけを蓄電する第３充電方法と、第１電池と第２電池だけを同時に充電する第４充電方法と、第２電池と第３電池だけを同時に充電する第５充電方法と、第１電池と第３電池だけを同時に充電する第６充電方法と、第１電池と第２電池と第３電池とを同時に充電する第７充電方法とについて、充電時間Ｔｃｈｇと最大電流Ｉｍａｘを用いて、出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，…，Ｗｏｕｔ７を求め、出力制限Ｗｏｕｔ１，Ｗｏｕｔ２，…，Ｗｏｕｔ７のうち最大となる出力制限に対応する充電方法によって充電すればよい。電源装置２０が４つ以上の電池を備える場合も同様である。

実施例の電源装置２０では、直列に接続されたスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を備えるコンバータ４０により、第１電池２２と第２電池３２とを充電するものとした。しかし、第１電池２２に接続された２つのスイッチング素子と１つのリアクトルを有する第１コンバータと、第２電池３２に接続された２つのスイッチング素子と１つのリアクトルを有する第２コンバータとを並列に接続し、第１電池２２と第２電池３２とを充電するものとしてもよい。

実施例の電源装置２０では、蓄電装置として、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池により構成された第１電池２２、第２電池３２を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、
第１電池２２と第２電池３２とが「Ｎ個の蓄電装置」に相当し、駆動装置１０が「駆動装置」に相当し、コンバータ４０が「充電切替装置」に相当し、電子制御ユニット６０が「充電制御装置」に相当する。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。

１０負荷、１４，２４，３４電力ライン、１４ａ，２４ａ，３４ａ正極母線、１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ負極母線、１６，２６，３６コンデンサ、１６ａ，２６ａ，３６ａ電圧センサ、１８外部充電器、２０電源装置、２２，３２バッテリ、２２ａ，３２ａ温度センサ、４０コンバータ、４１，４２電流センサ、６０電子制御ユニット、Ｄ１〜Ｄ４ダイオード、Ｌ１，Ｌ２リアクトル、Ｓ１〜Ｓ４スイッチング素子。

Claims

Ｎ個の蓄電装置を備え、前記Ｎ個の蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置からの電力により動力を出力する駆動装置を有する電動車両に搭載される電源装置であって、
外部充電器からの電力を用いて、前記Ｎ個の蓄電装置のうちの少なくとも１個の蓄電装置のＭ個の組み合わせを用いて充電するＭ個の充電方法を切り替えて充電する充電切替装置と、
前記充電切替装置を制御する充電制御装置と、
を備え、
前記充電制御装置は、
（１）前記Ｍ個の充電方法について、所定電流で所定時間だけ充電したときの前記Ｎ個の蓄電装置の温度を各蓄電装置の特性に基づいてＮ個の推定温度として求めると共に前記Ｎ個の推定温度と前記各蓄電装置の特性に基づいて前記Ｎ個の推定温度のときに前記Ｎ個の蓄電装置から出力可能な許容最大電力を求めることにより、Ｍ個の許容最大電力を求め、
（２）前記Ｍ個の許容最大電力のうち最も大きい許容最大電力が得られる充電方法で充電するように制御する、
ことを特徴とする電源装置。