JP2022092106A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が要求する走行モードの下で実現される加速力に対する運転者の違和感を軽減できる電源システムを提供する。【解決手段】車両Ｖにおいて、電源システム１は、運転者要求モードを取得する走行モード選択ボタン７７と、運転者要求モードに基づいて、複数の走行モードの中から何れかを設定モードとして設定するマネジメントＥＣＵ７１と、設定モードに応じた態様でバッテリＢ１、Ｂ２と駆動モータＭとを接続する電力回路２における電力の流れを制御する電子制御ユニット群７と、を備える。マネジメントＥＣＵは、第１バッテリＢ１の第１出力上限と第２バッテリＢ２の第２出力上限との和を合計出力上限として算出し、基準状態における第１バッテリＢ１の第１出力上限である基準出力上限を算出し、設定モードが通常モードでありかつ合計出力上限が基準出力上限より小さい場合、スポーツモードへの切替を禁止する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、第１蓄電器の出力電力によって回転電機を駆動する第１走行モードや第１蓄電器と第２蓄電器とで合成した電力によって回転電機を駆動する第２走行モード等の複数の走行モードの下で回転電機を駆動する電源システムに関する。

近年、動力発生源として駆動モータを備える電動輸送機器や、動力発生源として駆動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両等の電動車両の開発が盛んである。このような電動車両には、駆動モータに電気エネルギを供給するために蓄電器（バッテリ、及びキャパシタ等）も搭載されている。また近年では、電動車両に特性が異なる複数の蓄電器を搭載するものも開発されている。

例えば特許文献１に示された電源システムでは、駆動モータに電気エネルギを供給する蓄電器として容量型の第１蓄電器と、第１蓄電器よりも容量が小さくかつ出力が大きい出力型の第２蓄電器とを備え、運転者によって指定された走行モードに応じて定められた分担割合に従ってこれら第１及び第２蓄電器の入出力を制御する。

特開２０１４－２１２６９８号公報

ところで蓄電器から出力可能な電力は、蓄電器の残量が少なくなるほど低下する傾向がある。このため、第１及び第２蓄電器の残量が低下すると、これら２つの蓄電器から出力可能な電力の合計が、例えば満充電状態にある第１蓄電器から出力可能な電力よりも少なくなってしまう場合がある。

ここで運転者は、第１及び第２蓄電器からの出力を合成した電力で駆動モータを駆動するスポーツモードと、第１蓄電器からの出力のみで駆動モータを駆動する通常走行モードとの何れかを指定可能な電源システムを検討する。このような電源システムでは、上述のように第１及び第２蓄電器の残量が低下すると、運転者が走行モードとしてスポーツモードを指定しているにもかかわらず、実現される加速力が通常走行モードで実現される加速力よりも低くなってしまう場合があり、運転者が違和感を覚えるおそれがある。

本発明は、２つの蓄電器を備えかつ複数の走行モードの下で回転電機を駆動する車両の電源システムにおいて、運転者が要求する走行モードの下で実現される加速力に対する運転者の違和感を軽減できる電源システムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、車両（例えば、後述の車両Ｖ）の駆動輪（例えば、後述の駆動輪Ｗ）と連結された回転電機（例えば、後述の駆動モータＭ）と、第１蓄電器（例えば、後述の第１バッテリＢ１）と、第２蓄電器（例えば、後述の第２バッテリＢ２）と、前記第１及び第２蓄電器と前記回転電機とを接続する電力回路（例えば、後述の第１電力回路２、第２電力回路３、電圧変換器５、及び電力変換器４３）と、前記車両の走行モードに対する要求を取得する走行モード要求取得手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１、及び走行モード選択ボタン７７等）と、前記走行モード要求取得手段によって取得された要求に基づいて、前記第１蓄電器の出力電力によって前記回転電機を駆動する第１走行モード（例えば、後述の通常モード）と、前記第１及び第２蓄電器の出力電力を合成し、合成した電力によって前記回転電機を駆動する第２走行モード（例えば、後述のスポーツモード）と、を含む複数の走行モードの中から何れかを設定モードとして設定する走行モード設定手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１）と、前記設定モードに基づいて前記電力回路における電力の流れを制御する制御手段（例えば、後述の電子制御ユニット群７）と、前記第１蓄電器から出力可能な電力に対する上限である第１出力上限（例えば、後述の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍ）と前記第２蓄電器から出力可能な電力に対する上限である第２出力上限（例えば、後述の第２出力上限Ｐ２＿ｌｉｍ）との和を合計出力上限（例えば、後述の合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍ）として取得する合計出力上限取得手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１、第１バッテリＥＣＵ７４、及び第２バッテリＥＣＵ７５等）と、基準状態における前記第１蓄電器から出力可能な電力に対する上限である基準出力上限（例えば、後述の基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍ）を取得する基準出力上限取得手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１）と、を備え、前記走行モード設定手段は、前記設定モードが前記第１走行モードでありかつ前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さい場合、前記設定モードの前記第２走行モードへの変更を禁止することを特徴とする。

（２）この場合、前記第１蓄電器は、前記第２蓄電器よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高いことが好ましい。

（３）この場合、前記基準出力上限取得手段は、充電率が所定の基準充電率である状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することが好ましい。

（４）この場合、前記基準出力上限取得手段は、満充電の状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することが好ましい。

（５）この場合、前記基準出力上限取得手段は、前記車両の起動時の状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することが好ましい。

（６）この場合、前記電源システムは、前記設定モードが前記第１走行モードでありかつ前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さい場合、運転者に対し前記設定モードを前記第２走行モードに変更できないことを報知する報知手段をさらに備えることが好ましい。

（７）この場合、前記走行モード設定手段は、前記設定モードが前記第１走行モードであり、前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さく、かつ前記走行モード要求取得手段が前記走行モードを前記第１走行モードから前記第２走行モードへ切り替える要求を取得した場合、前記設定モードを、前記第１走行モードから、前記第１及び第２蓄電器の出力電力を合成し、合成した電力によって前記回転電機を駆動する第３走行モードに変更し、前記制御手段は、前記設定モードが前記第１走行モードである場合、前記電力回路から前記回転電機を含む負荷回路（例えば、後述の負荷回路４）へ出力される電力であるシステム出力電力が前記第１出力上限以下になるように前記第１蓄電器の出力電力を制御し、前記設定モードが前記第２走行モードである場合、前記システム出力電力が前記合計出力上限以下になるように前記第１及び第２蓄電器の出力電力を制御し、前記設定モードが前記第３走行モードである場合、前記システム出力電力が前記合計出力上限未満かつ前記第１出力上限より大きく定められた第３出力上限（例えば、後述の弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍ）以下になるように前記第１及び第２蓄電器の出力電力を制御することが好ましい。

（１）本発明に係る電源システムにおいて、走行モード設定手段は、走行モードに対する要求に基づいて、第１蓄電器の出力電力によって走行する第１走行モードと、第１及び第２蓄電器の出力電力を合成し、合成した電力によって走行する第２走行モードと、を含む複数の走行モードの中から何れかを設定モードとして設定し、制御手段は、設定モードに基づいて電力回路における電力の流れを制御する。走行モード設定手段は、設定モードが第１走行モードでありかつ第１蓄電器及び第２蓄電器の合計出力上限が基準状態における第１蓄電器の基準出力上限より小さい場合、走行モードに対する要求にかかわらず設定モードの第２走行モードへの変更を禁止する。ここで合計出力上限が基準出力上限より小さい場合とは、現在の第１及び第２蓄電器を用いた第２走行モードの下で回転電機へ出力可能な電力が、基準状態の第１蓄電器を用いた第１走行モードの下で回転電機へ出力可能な電力より小さい場合に相当する。したがって本発明によれば、走行モードを第２走行モードとしているにもかかわらず、実現される加速力が基準状態における第１蓄電器を用いた第１走行モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。また本発明によれば、第２蓄電器の残量の低下も抑制することができる。

（２）本発明では、第１蓄電器として、第２蓄電器よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高いものを用いる。すなわち第１蓄電器として容量型のものを用い、第２走行モードの下で補助的に用いる第２蓄電器として出力型のものを用いる。したがって本発明によれば、第１走行モードから第２走行モードへの変更を禁止する頻度を減らすことができる。

（３）本発明では、基準出力上限取得手段は、充電率が所定の基準充電率である状態を基準状態とし、基準出力上限を取得する。したがって本発明によれば、走行モードを第２走行モードしているにもかかわらず、実現される加速力が所定の基準充電率である状態における第１蓄電器を用いた第１走行モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（４）本発明では、基準出力上限取得手段は、満充電の状態を基準状態とし、基準出力上限を取得する。したがって本発明によれば、走行モードを第２走行モードとしているにもかかわらず、実現される加速力が満充電の状態における第１蓄電器を用いた第１走行モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（５）本発明では、基準出力上限取得手段は、車両の起動時の状態を基準状態とし、基準出力上限を取得する。したがって本発明によれば、走行モードを第２走行モードとしているにもかかわらず、実現される加速力が、車両を起動した直後に第１走行モードの下で実現されていた加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（６）本発明では、報知手段は、設定モードが第１走行モードでありかつ合計出力上限が基準出力上限より小さい場合、運転者に対し設定モードを第２走行モードに変更できないことを報知する。これにより、走行モードを第２走行モードに切り替えることができないことによって運転者が覚える違和感を軽減することができる。

（７）本発明では、走行モード設定手段は、上述のように第１走行モードから第２走行モードへの変更が禁止されている間に走行モードを第１走行モードから第２走行モードへ切り替える要求が取得された場合、設定モードを第１及び第２走行モードとは別の第３走行モードに変更する。また制御手段は、設定モードが第１走行モードである場合、システム出力電力を第１出力上限以下とし、設定モードが第２走行モードである場合、システム出力電力を合計出力上限以下とし、設定モードが第３走行モードである場合、システム出力電力を合計出力上限未満かつ第１出力上限より大きく定められた弱ブースト上限以下とする。すなわち本発明では、第１走行モードから第２走行モードへの変更が禁止されている間に走行モードを第１走行モードから第２走行モードへ切り替える要求が取得された場合、報知手段によって走行モードを切り替えることができない旨を運転者に報知しつつ、システム出力電力を、第２走行モードにおける上限よりも小さく定められた第３出力上限以下の範囲内で許容する。これにより、運転者が覚える違和感を軽減しつつ、できるだけ運転者による加速要求に応えることができる。

本発明の一実施形態に係る電源システムを搭載する電動車両の構成を示す図である。 電圧変換器の回路構成の一例を示す図である。 通常モードの下で電源システムにおいて実現される電力の流れを模式的に示す図である。 スポーツモード及び弱ブーストモードの下で電源システムにおいて実現される電力の流れを模式的に示す図である。 駆動モータの力行時における電力マネジメント処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 走行モード設定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 システム出力電力上限を算出する手順を示すフローチャートである。 目標駆動電力を算出する手順を示すフローチャートである。 目標通過電力を算出する手順を示すフローチャートである。 スポーツモードにおけるシステム出力電力上限と通常モードにおけるシステム出力電力上限とを比較した図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１を搭載する電動車両Ｖ（以下、単に「車両」という）の構成を示す図である。

車両Ｖは、駆動輪Ｗと、この駆動輪Ｗに連結された回転電機としての駆動モータＭと、この駆動モータＭと後述の第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２との間での電力の授受を行う電源システム１と、を備える。なお本実施形態では、車両Ｖは、主として駆動モータＭで発生する動力によって加減速するもの例に説明するが、本発明はこれに限らない。車両Ｖは、動力発生源として駆動モータＭとエンジンとを搭載する所謂ハイブリッド車両としてもよい。

駆動モータＭは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに連結されている。電源システム１から駆動モータＭに三相交流電力を供給することによって駆動モータＭで発生させた駆動トルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動輪Ｗを回転させ、車両Ｖを走行させる。また駆動モータＭは、車両Ｖの減速時には発電機の機能を発揮し、回生電力を発電するとともに、この回生電力の大きさに応じた回生制動トルクを駆動輪Ｗに付与する。駆動モータＭによって発電された回生電力は、電源システム１のバッテリＢ１，Ｂ２に適宜充電される。

電源システム１は、第１蓄電器としての第１バッテリＢ１が接続される第１電力回路２と、第２蓄電器としての第２バッテリＢ２が接続される第２電力回路３と、これら第１電力回路２と第２電力回路３とを接続する電圧変換器５と、駆動モータＭを含む各種電気負荷を有する負荷回路４と、これら電力回路２，３，４及び電圧変換器５を操作する電子制御ユニット群７と、を備える。すなわち電源システム１において、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２と負荷回路４とを接続する電力回路は、第１電力回路２と、第２電力回路３と、電圧変換器５と、によって構成される。また、電力回路を操作することにより、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２と負荷回路４との間の電力回路における電力の流れを制御する制御手段は、電子制御ユニット群７によって構成される。電子制御ユニット群７は、それぞれコンピュータであるマネジメントＥＣＵ７１と、モータＥＣＵ７２と、コンバータＥＣＵ７３と、第１バッテリＥＣＵ７４と、第２バッテリＥＣＵ７５と、を備える。

第１バッテリＢ１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第１バッテリＢ１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。第１バッテリＢ１としては、キャパシタを用いてもよい。

第１バッテリＢ１には、第１バッテリＢ１の内部状態を推定するための第１バッテリセンサユニット８１が設けられている。第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＥＣＵ７４において第１バッテリＢ１の充電率（バッテリの蓄電量を百分率で表したものであり、第１バッテリＢ１の残量に応じて増加する）や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第１バッテリＥＣＵ７４へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＢ１の端子電圧を検出する電圧センサ、第１バッテリＢ１を流れる電流を検出する電流センサ、及び第１バッテリＢ１の温度を検出する温度センサ等によって構成される。

第２バッテリＢ２は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第２バッテリＢ２として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。第２バッテリＢ２は、例えばキャパシタを用いてもよい。

第２バッテリＢ２には、第２バッテリＢ２の内部状態を推定するための第２バッテリセンサユニット８２が設けられている。第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＥＣＵ７５において第２バッテリＢ２の充電率や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号を第２バッテリＥＣＵ７５へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＢ２の端子電圧を検出する電圧センサ、第２バッテリＢ２を流れる電流を検出する電流センサ、及び第２バッテリＢ２の温度を検出する温度センサ等によって構成される。

ここで第１バッテリＢ１の特性と第２バッテリＢ２の特性とを比較する。
第１バッテリＢ１は、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。また第１バッテリＢ１は第２バッテリＢ２よりも容量が大きい。すなわち、第１バッテリＢ１は、エネルギ重量密度の点で第１バッテリＢ１よりも優れる。なお、エネルギ重量密度とは、単位重量あたりの電力量［Ｗｈ／ｋｇ］であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力［Ｗ／ｋｇ］である。したがって、エネルギ重量密度が優れている第１バッテリＢ１は、高容量を主目的とした容量型の蓄電器であり、出力重量密度が優れている第２バッテリＢ２は、高出力を主目的とした出力型の蓄電器である。このため電源システム１では、第１バッテリＢ１を主電源として用い、第２バッテリＢ２をこの第１バッテリＢ１を補う副電源として用いる。

バッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧（すなわち、バッテリに電流が流れていない状態における電圧であって、開回路電圧ともいう）は、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。また第１バッテリＢ１の充電率が最小値のときにおける第１バッテリＢ１の静的電圧、すなわち第１バッテリＢ１の静的電圧の最小値は、第２バッテリＢ２の充電率が最大値（満充電状態）のときにおける第２バッテリＢ２の静的電圧、すなわち第２バッテリＢ２の静的電圧の最大値よりも高い。このため車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。

第１電力回路２は、第１バッテリＢ１と、この第１バッテリＢ１の正負両極と電圧変換器５の高圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第１電力線２１ｐ，２１ｎと、これら第１電力線２１ｐ，２１ｎに設けられた正極コンタクタ２２ｐ及び負極コンタクタ２２ｎと、を備える。

コンタクタ２２ｐ，２２ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第１バッテリＢ１の両電極と第１電力線２１ｐ，２１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第１バッテリＢ１と第１電力線２１ｐ，２１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ２２ｐ，２２ｎは、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される指令信号に応じて開閉する。なお正極コンタクタ２２ｐは、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタとなっている。

第２電力回路３は、第２バッテリＢ２と、この第２バッテリＢ２の正負両極と電圧変換器５の低圧側の正極端子及び負極端子とを接続する第２電力線３１ｐ，３１ｎと、これら第２電力線３１ｐ，３１ｎに設けられた正極コンタクタ３２ｐ及び負極コンタクタ３２ｎと、第２電力線３１ｐに設けられた電流センサ３３と、を備える。

コンタクタ３２ｐ，３２ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して第２バッテリＢ２の両電極と第２電力線３１ｐ，３１ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して第２バッテリＢ２と第２電力線３１ｐ，３１ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ３２ｐ，３２ｎは、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される指令信号に応じて開閉する。なお正極コンタクタ３２ｐは、第１電力回路２や負荷回路４等に設けられる複数の平滑コンデンサへの突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタとなっている。

電流センサ３３は、第２電力線３１ｐを流れる電流、すなわち電圧変換器５を流れる電流である通過電流に応じた検出信号をコンバータＥＣＵ７３へ送信する。なお本実施形態では、通過電流の向きは、第２電力回路３側から第１電力回路２側を正とし、第１電力回路２側から第２電力回路３側を負とする。

負荷回路４は、車両補機４２と、駆動モータＭが接続された電力変換器４３と、これら車両補機４２及び電力変換器４３と第１電力回路２とを接続する負荷電力線４１ｐ，４１ｎと、を備える。

車両補機４２は、バッテリヒータ、エアコンプレッサ、ＤＣＤＣコンバータ、及び車載充電器等の複数の電気負荷によって構成される。車両補機４２は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって第１電力回路２の第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されており、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を消費することによって作動する。車両補機４２を構成する各種電気負荷の作動状態に関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

電力変換器４３は、負荷電力線４１ｐ，４１ｎによって、車両補機４２と並列になるように第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続されている。電力変換器４３は、第１電力線２１ｐ，２１ｎと駆動モータＭとの間で電力を変換する。電力変換器４３は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。電力変換器４３は、その直流入出力側において第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続され、その交流入出力側において駆動モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。電力変換器４３は、モータＥＣＵ７２の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける直流電力を三相交流電力に変換して駆動モータＭに供給し、駆動モータＭに駆動トルクを発生させたり、駆動モータＭから供給される三相交流電力を直流電力に変換して第１電力線２１ｐ，２１ｎに供給し、駆動モータＭに回生制動トルクを発生させたりする。

電圧変換器５は、第１電力回路２と第２電力回路３とを接続し、これら両回路２，３の間で電圧を変換する。この電圧変換器５には、既知の昇圧回路が用いられる。

図２は、電圧変換器５の回路構成の一例を示す図である。電圧変換器５は、第１バッテリＢ１が接続される第１電力線２１ｐ，２１ｎと、第２バッテリＢ２が接続される第２電力線３１ｐ，３１ｎと、を接続し、これら第１電力線２１ｐ，２１ｎ及び第２電力線３１ｐ，３１ｎの間で電圧を変換する。電圧変換器５は、第１リアクトルＬ１と、第２リアクトルＬ２と、第１ハイアーム素子５３Ｈと、第１ローアーム素子５３Ｌと、第２ハイアーム素子５４Ｈと、第２ローアーム素子５４Ｌと、負母線５５と、低圧側端子５６ｐ，５６ｎと、高圧側端子５７ｐ，５７ｎと、図示しない平滑コンデンサと、を組み合わせて構成されるフルブリッジ型のＤＣＤＣコンバータである。

低圧側端子５６ｐ，５６ｎは、第２電力線３１ｐ，３１ｎに接続され、高圧側端子５７ｐ，５７ｎは第１電力線２１ｐ，２１ｎに接続される。負母線５５は、低圧側端子５６ｎと高圧側端子５７ｎとを接続する配線である。

第１リアクトルＬ１は、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側が第１ハイアーム素子５３Ｈと第１ローアーム素子５３Ｌとの接続ノード５３に接続される。第１ハイアーム素子５３Ｈ及び第１ローアーム素子５３Ｌは、それぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に接続された還流ダイオードと、を備える。これらハイアーム素子５３Ｈ及びローアーム素子５３Ｌは、高圧側端子５７ｐと負母線５５との間で、直列に、この順で接続される。

第１ハイアーム素子５３Ｈのパワースイッチング素子のコレクタは高圧側端子５７ｐに接続され、そのエミッタは第１ローアーム素子５３Ｌのコレクタに接続される。第１ローアーム素子５３Ｌのパワースイッチング素子のエミッタは、負母線５５に接続される。第１ハイアーム素子５３Ｈに設けられる還流ダイオードの順方向は、第１リアクトルＬ１から高圧側端子５７ｐへ向かう向きである。また第１ローアーム素子５３Ｌに設けられる還流ダイオードの順方向は、負母線５５から第１リアクトルＬ１へ向かう向きである。

第２リアクトルＬ２は、その一端側が低圧側端子５６ｐに接続され、その他端側が第２ハイアーム素子５４Ｈと第２ローアーム素子５４Ｌとの接続ノード５４に接続される。第２ハイアーム素子５４Ｈ及び第２ローアーム素子５４Ｌは、それぞれ、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に接続された還流ダイオードと、を備える。これらハイアーム素子５４Ｈ及びローアーム素子５４Ｌは、高圧側端子５７ｐと負母線５５との間で、直列に、この順で接続される。

第２ハイアーム素子５４Ｈのパワースイッチング素子のコレクタは高圧側端子５７ｐに接続され、そのエミッタは第２ローアーム素子５４Ｌのコレクタに接続される。第２ローアーム素子５４Ｌのパワースイッチング素子のエミッタは、負母線５５に接続される。第２ハイアーム素子５４Ｈに設けられる還流ダイオードの順方向は、第２リアクトルＬ２から高圧側端子５７ｐへ向かう向きである。また第２ローアーム素子５４Ｌに設けられる還流ダイオードの順方向は、負母線５５から第２リアクトルＬ２へ向かう向きである。

電圧変換器５は、コンバータＥＣＵ７３の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従い、第１ハイアーム素子５３Ｈ及び第２ローアーム素子５４Ｌと、第１ローアーム素子５３Ｌ及び第２ハイアーム素子５４Ｈとを交互にオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１ｐ，２１ｎと第２電力線３１ｐ，３１ｎとの間で電圧を変換する。

図１に戻り、車両Ｖの走行中、第２バッテリＢ２の静的電圧は、上述のように基本的には第１バッテリＢ１の静的電圧よりも低く維持される。したがって基本的には、第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧は第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧よりも高い。そこでコンバータＥＣＵ７３は、第１バッテリＢ１から出力される電力と第２バッテリＢ２から出力される電力との両方を用いて駆動モータＭを駆動する場合には、電圧変換器５において昇圧機能が発揮されるように電圧変換器５を操作する。昇圧機能とは、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎにおける電力を昇圧して、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力する機能をいい、これにより第２電力線３１ｐ，３１ｎ側から第１電力線２１ｐ，２１ｎ側へ正の通過電流が流れる。また第２バッテリＢ２の放電を抑制し、第１バッテリＢ１から出力される電力のみで駆動モータＭを駆動する場合、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５をオフにし、第１電力線２１ｐ，２１ｎから第２電力線３１ｐ，３１ｎへ電流が流れないようにする。

また減速時に駆動モータＭから第１電力線２１ｐ，２１ｎに出力される回生電力によって第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２を充電する場合には、コンバータＥＣＵ７３は、電圧変換器５において降圧機能を発揮されるように電圧変換器５を操作する。降圧機能とは、高圧側端子５７ｐ，５７ｎが接続されている第１電力線２１ｐ，２１ｎにおける電力を降圧して、低圧側端子５６ｐ，５６ｎが接続されている第２電力線３１ｐ，３１ｎに出力する機能をいい、これにより第１電力線２１ｐ，２１ｎ側から第２電力線３１ｐ，３１ｎ側へ負の通過電流が流れる。

第１バッテリＥＣＵ７４は、主に第１バッテリＢ１の状態監視及び第１電力回路２のコンタクタ２２ｐ，２２ｎの開閉操作を担うコンピュータである。第１バッテリＥＣＵ７４は、第１バッテリセンサユニット８１から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第１バッテリＢ１の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第１バッテリＢ１の温度、第１バッテリＢ１の内部抵抗、第１バッテリＢ１の静的電圧、第１バッテリＢ１の閉回路電圧、第１バッテリＢ１の充電率、及び第１バッテリＢ１の第１出力上限等を算出する。第１バッテリＥＣＵ７４において取得した第１バッテリＢ１の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

ここで第１バッテリＢ１の第１出力上限とは、その時の第１バッテリＢ１から出力可能な電力に対する上限である。すなわち、第１バッテリＢ１の出力電力を第１出力上限よりも大きくすると第１バッテリＢ１が劣化するおそれがあるため、第１バッテリＢ１の出力電力は第１出力上限以下に制限することが好ましい。第１バッテリＢ１の第１出力上限は、第１バッテリＢ１の充電率が低くなるほど低下する傾向がある。第１バッテリＢ１の第１出力上限は、第１バッテリＢ１の充電率、温度、及び内部抵抗等の第１バッテリＢ１の内部状態を表すパラメータに基づいて第１バッテリＥＣＵ７４によって算出される。

第２バッテリＥＣＵ７５は、主に第２バッテリＢ２の状態監視及び第２電力回路３のコンタクタ３２ｐ，３２ｎの開閉操作を担うコンピュータである。第２バッテリＥＣＵ７５は、第２バッテリセンサユニット８２から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第２バッテリＢ２の内部状態を表す様々なパラメータ、より具体的には、第２バッテリＢ２の温度、第２バッテリＢ２の内部抵抗、第２バッテリＢ２の静的電圧、第２バッテリＢ２の閉回路電圧、第２バッテリＢ２の充電率、及び第２バッテリＢ２の第２出力上限等を算出する。第２バッテリＥＣＵ７５において取得した第２バッテリＢ２の内部状態を表すパラメータに関する情報は、例えばマネジメントＥＣＵ７１へ送信される。

ここで第２バッテリＢ２の第２出力上限とは、その時の第２バッテリＢ２から出力可能な電力に対する上限である。すなわち、第２バッテリＢ２の出力電力を第２出力上限よりも大きくすると第２バッテリＢ２が劣化するおそれがあるため、第２バッテリＢ２の出力電力は第２出力上限以下に制限することが好ましい。第２バッテリＢ２の第２出力上限は、第２バッテリＢ２の充電率が低くなるほど低下する傾向がある。第２バッテリＢ２の第２出力上限は、第２バッテリＢ２の充電率、温度、及び内部抵抗等の第２バッテリＢ２の内部状態を表すパラメータに基づいて第２バッテリＥＣＵ７５によって算出される。

マネジメントＥＣＵ７１は、主に電源システム１全体における電力の流れを管理するコンピュータである。マネジメントＥＣＵ７１は、後に図４～図８を参照して説明する電力マネジメント処理を実行することにより、駆動モータＭで発生する駆動トルクや回生制動トルクに対する指令に相当するトルク指令信号と、電圧変換器５を通過する電力に対する指令に相当する通過電力指令信号とを生成する。

またマネジメントＥＣＵ７１には、運転者が車両Ｖの走行モードを指定する際に押圧操作可能な走行モード選択ボタン７７と、運転者が視認可能なモニタ７８と、が接続されている。

電源システム１には、実現される加速力が異なる複数の走行モードが定義されており、運転者は走行モード選択ボタン７７の操作を介してこれら複数の走行モードの中の何れかを指定することができる。以下では、走行モードとして、標準的な通常モードと、通常モードよりも大きな加速力の下で走行可能なスポーツモードと、通常モードよりも大きいがスポーツモードよりも小さな加速力の下で走行可能な弱ブーストモードと、の３種類を定義した場合について説明するが、本発明はこれに限らない。走行モードの数は２つでもよいし、４つ以上でもよい。

走行モード選択ボタン７７は、走行モードとして通常モードが要求されていることを示す通常モード要求信号、走行モードとして弱ブーストモードが要求されていることを示す弱ブーストモード要求信号、及び走行モードとしてスポーツモードが要求されていることを示すスポーツモード要求信号の何れかを、運転者による押圧操作（例えば、押圧回数）に応じてマネジメントＥＣＵ７１へ送信する。走行モード選択ボタン７７からマネジメントＥＣＵ７１へ送信される要求信号は、例えば運転者によって走行モードボタン７７が押圧される度に、通常モード要求信号→弱ブーストモード要求信号→スポーツモード要求信号→通常モード要求信号の順で切り替わる。マネジメントＥＣＵ７１は、走行モード選択ボタン７７から送信される要求信号に基づいて、運転者が車両Ｖに対して要求する走行モードである運転者要求モードを取得する。すなわち本実施形態において、車両Ｖの走行モードに対する要求を取得する走行モード要求取得手段は、走行モード選択ボタン７７及びマネジメントＥＣＵ７１によって構成される。

またマネジメントＥＣＵ７１は、後に図５を参照して説明するように、走行モードに関する情報をモニタ７８に表示する。すなわち本実施形態において、報知手段は、マネジメントＥＣＵ７１及びモニタ７８によって構成される。

モータＥＣＵ７２は、主に第１電力回路２から駆動モータＭへの電力の流れを管理するコンピュータである。モータＥＣＵ７２は、マネジメントＥＣＵ７１から送信されるトルク指令信号に基づいて、この指令に応じた駆動トルク又は回生制動トルクが駆動モータＭにおいて発生するように電力変換器４３を操作する。

コンバータＥＣＵ７３は、主に電圧変換器５を通過する電力である通過電力の流れを管理するコンピュータである。コンバータＥＣＵ７３は、マネジメントＥＣＵ７１から送信される通過電力指令信号に応じて、指令に応じた通過電力が電圧変換器５を通過するように電圧変換器５を操作する。より具体的には、コンバータＥＣＵ７３は、通過電力指令信号に基づいて、電圧変換器５における通過電流に対する目標である目標電流を算出するとともに、電流センサ３３によって検出される通過電流（以下、「実通過電流」ともいう）が目標電流になるように、既知のフィードバック制御アルゴリズムに従って電圧変換器５を操作する。

図３Ａは、通常モードの下で電源システム１において実現される電力の流れを模式的に示す図であり、図３Ｂは、スポーツモード及び弱ブーストモードの下で電源システム１において実現される電力の流れを模式的に示す図である。

図３Ａに示すように通常モードの下では、電子制御ユニット群７は、第１バッテリＢ１の出力電力によって駆動モータＭを駆動するように、電圧変換器５及び電力変換器４３を操作する。通常モードの下では、電子制御ユニット群７は、電圧変換器５において第２バッテリＢ２から電力変換器４３へ向かう通過電力が０になるように電圧変換器５を操作し、第２バッテリＢ２の出力電力を０にする。このように通常モードの下では、第１バッテリＢ１のみの出力電力によって駆動モータＭを駆動するため、電子制御ユニット群７は、第１電力回路２から負荷回路４へ出力される電力であるシステム出力電力が第１バッテリＢ１の第１出力上限以下になるように第１バッテリＢ１の出力電力を制御する。

図３Ｂに示すようにスポーツモード及び弱ブーストモードの下では、電子制御ユニット群７は、負荷回路４における要求に応じて第１バッテリＢ１の出力電力と第２バッテリＢ２の出力電力とを合成し、合成した電力によって駆動モータＭを駆動するように、電圧変換器５及び電力変換器４３を操作する。スポーツモード及び弱ブーストモードの下では、電子制御ユニット群７は、負荷回路４における要求に応じて電圧変換器５において第２バッテリＢ２から電力変換器４３へ向かう通過電力が０より大きくなるように電圧変換器５を操作し、第２バッテリＢ２の出力電力を０より大きくする。

以上のようにスポーツモード及び弱ブーストモードの下で実現される電力の流れはほぼ同じであるが、これら２つの走行モードでは、システム出力電力に対する上限が異なる。より具体的には、スポーツモードの下では、電子制御ユニット群７は、システム出力電力が第１バッテリＢ１の第１出力上限と第２バッテリＢ２の第２出力上限との和である合計出力上限以下になるように第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の出力電力を制御する。これに対し弱ブーストモードの下では、電子制御ユニット群７は、システム出力電力がスポーツモードの上限である合計出力上限未満かつ通常モードの上限である第１出力上限より大きく定められた弱ブースト上限以下になるように第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の出力電力を制御する。

図４は、駆動モータＭの力行時における電力マネジメント処理の具体的な手順を示すフローチャートである。この電力マネジメント処理は、駆動モータＭの力行時にマネジメントＥＣＵ７１において所定の周期で繰り返し実行される。

始めにＳ１では、マネジメントＥＣＵ７１は、走行モード選択ボタン７７を介して取得される運転者要求モードに基づいて、３つの走行モード（通常モード、スポーツモード、及び弱ブーストモード）の中から何れかを設定モードとして設定する走行モード設定処理を実行し、Ｓ２に移る。

図５は、走行モード設定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
初めにＳ３１では、マネジメントＥＣＵ７１は、走行モード選択ボタン７７から送信される要求信号に基づいて運転者要求モードを取得し、運転者要求モードが通常モードであるか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ３１の判定結果がＹＥＳである場合（運転者要求モードが通常モードである場合）、Ｓ３２に移り、Ｓ３１の判定結果がＮＯである場合（運転者要求モードが弱ブーストモード又はスポーツモードである場合）、Ｓ３４に移る。

Ｓ３２では、マネジメントＥＣＵ７１は、通常モードを設定モードとして設定し、図４のＳ２の処理に移る。

Ｓ３３では、マネジメントＥＣＵ７１は、運転者要求モードが弱ブーストモードであるか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ３３の判定結果がＹＥＳである場合（運転者要求モードが弱ブーストモードである場合）、Ｓ４１に移り、弱ブーストモードを設定モードとして設定した後、図４のＳ２に移る。またマネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ３３の判定結果がＮＯである場合（運転者要求モードがスポーツモードである場合）、Ｓ３４に移る。

Ｓ３４では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍを取得し、Ｓ３５に移る。Ｓ３５では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＥＣＵ７５から第２バッテリＢ２の第２出力上限Ｐ２＿ｌｉｍを取得し、Ｓ３６に移る。Ｓ３６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍと第２出力上限Ｐ２＿ｌｉｍとを合算することにより、合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍを算出し（Ｐｔ＿ｌｉｍ＝Ｐ１＿ｌｉｍ＋Ｐ２＿ｌｉｍ）、Ｓ３７に移る。従って本実施形態において、合計出力上限を取得する合計出力上限取得手段は、第１バッテリＥＣＵ７４、第２バッテリＥＣＵ７５、及びマネジメントＥＣＵ７１によって構成される。

Ｓ３７では、マネジメントＥＣＵ７１は、所定の基準状態における第１バッテリＢ１から出力可能な電力に対する上限に相当する基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍを算出し、Ｓ３８に移る。以下では、満充電の状態を基準状態とした場合について説明するが、本発明はこれに限らない。例えば、第１バッテリＢ１の充電率が所定の範囲内（５０～１００％）に定められた基準充電率である状態を基準状態としてもよい。また例えば、車両の起動時の状態を基準状態としてもよい。従って本実施形態において、基準出力上限を取得する基準出力上限取得手段は、第１バッテリＥＣＵ７４及びマネジメントＥＣＵ７１によって構成される。

なお満充電の状態を基準状態とした場合、充電率が１００％であるときにおける第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍを基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍとして用いることができる。また充電率が基準充電率である状態を基準状態とした場合、充電率が基準充電率であるときにおける第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍを基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍとして用いることができる。また車両の起動時の状態を基準状態とした場合、車両の起動時における第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍを基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍとして用いることができる。

上述のように通常モードの下では、システム出力電力は第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍ以下に制限される。従って以上のようにして算出される基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍは、第１バッテリＢ１が基準状態にある場合における通常モードのシステム出力電力に対する上限に相当する。

Ｓ３８では、マネジメントＥＣＵ７１は、スポーツモードのシステム出力電力に対する上限に相当する合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍは、第１バッテリＢ１が基準状態にある場合における通常モードのシステム出力電力に対する上限に相当する基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍより大きいか否かを判定する。

Ｓ３８の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍより大きい場合、マネジメントＥＣＵ７１は、運転者要求モードであるスポーツモードを設定モードとして設定した後（Ｓ３９参照）、図４のＳ２に移る。

Ｓ３８の判定結果がＮＯである場合、すなわち合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍ以下である場合、マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードのスポーツモードへの変更を禁止するべくＳ４０に移る。ここで合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍ以下である場合とは、現在の第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２を用いたスポーツモードのシステム出力電力に対する上限が、第１バッテリＢ１が基準状態にある場合における通常モードのシステム出力電力に対する上限以下である場合に相当する。従ってこのような状態で設定モードを通常モードからスポーツモードに切り替えてしまうと、運転者は、走行モードをスポーツモードに指定しているにもかかわらず、実現される加速力が基準状態における第１バッテリＢ１を用いた通常モードの下で実現される加速力よりも低いと違和感を覚えるおそれがある。

そこでマネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ３８の判定結果がＮＯである場合、上述のような違和感を軽減するため、設定モードのスポーツモードへの変更を禁止するべく、Ｓ４０に移る。Ｓ４０では、マネジメントＥＣＵ７１は、運転者が視認可能なモニタ７８に、設定モードをスポーツモードに設定できない旨のメッセージを表示し、Ｓ４１に移る。Ｓ３８の判定結果がＮＯである場合、マネジメントＥＣＵ７１は、モニタ７８にこのようなメッセージを表示し、運転者に対し設定モードをスポーツモードに設定できない旨を報知することにより、運転者が走行モードとしてスポーツモードを指定しているにもかかわらず、走行モードを変更できないことによって運転者が覚える違和感を軽減することができる。

Ｓ４１では、マネジメントＥＣＵ７１は、弱ブーストモードを設定モードとして設定した後、図４のＳ２に移る。

図４に戻り、Ｓ２では、マネジメントＥＣＵ７１は、車両補機４２において要求されている電力である要求補機電力Ｐａｕｘを算出し、Ｓ３に移る。マネジメントＥＣＵ７１は、車両補機４２から送信される各種電気負荷の作動状態に関する情報に基づいて要求補機電力Ｐａｕｘを算出する。

Ｓ３では、マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭの力行時に電力変換器４３を介して第１電力回路２から駆動モータＭへ供給する電力に対する要求に相当する要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄを算出し、Ｓ４に移る。マネジメントＥＣＵ７１は、運転者によるアクセルペダルやブレーキペダル等のペダル類Ｐ（図１参照）の操作量や先進運転支援システムの所定の機能（例えば、アダプティブクルーズコントロール）に基づいて駆動モータＭで発生させる駆動トルクに対する要求に相当する要求駆動トルクを算出し、この要求駆動トルクを電力に換算することによって要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄを算出する。

Ｓ４では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２で算出した要求補機電力ＰａｕｘとＳ３で算出した要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄとを合算することにより、システム出力電力に対する要求に相当する要求システム出力電力Ｐｓｙｓ＿ｄを算出し、Ｓ５に移る。

Ｓ５では、マネジメントＥＣＵ７１は、システム出力電力に対する上限であるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍを算出し、Ｓ６に移る。

図６は、システム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍを算出する手順を示すフローチャートである。

始めにＳ５０では、マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードは通常モードであるか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ５０の判定結果がＹＥＳである場合（設定モードが通常モードである場合）、Ｓ５１に移り、Ｓ５０の判定結果がＮＯである場合、Ｓ５２に移る。

Ｓ５１では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍをシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍとし、図４のＳ６に移る。

Ｓ５２では、マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードはスポーツモードであるか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ５２の判定結果がＹＥＳである場合（設定モードがスポーツモードである場合）、Ｓ５３に移り、Ｓ５２の判定結果がＮＯである場合（設定モードが弱ブーストモードである場合）、Ｓ５４に移る。

Ｓ５３では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍと第２バッテリＢ２の第２出力上限Ｐ２＿ｌｉｍとを合わせた合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍをシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍとし、図４のＳ６に移る。

Ｓ５４では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍと、第２バッテリＢ２の第２出力上限Ｐ２＿ｌｉｍに０より大きくかつ１未満の係数ａを乗算したものとを合算することにより、弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍを算出し、Ｓ５５に移る。以上のようにして算出される弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍは、第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍより大きくかつ合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍより小さい。

Ｓ５５では、マネジメントＥＣＵ７１は、弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍをシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍとし、図４のＳ６に移る。

図４に戻り、Ｓ６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１電力回路２から駆動モータＭへ供給する電力に対する目標に相当する目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出し、Ｓ７に移る。

図７は、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出する手順を示すフローチャートである。

始めにＳ６０では、マネジメントＥＣＵ７１は、システム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍは、要求システム出力電力Ｐｓｙｓ＿ｄより大きいか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ６０の判定結果がＹＥＳである場合、Ｓ６１に移り、Ｓ６０の判定結果がＮＯである場合、Ｓ６２に移る。

Ｓ６１では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ３で算出した要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄを目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄとし、図４のＳ７に移る。

Ｓ６２では、マネジメントＥＣＵ７１は、システム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍから要求補機電力Ｐａｕｘを減算したものを目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄとし、図４のＳ７に移る。

図７に示す処理では、以上のような手順によって目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出することにより、システム出力電力をシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ以下に制限することができる。

図４に戻り、Ｓ７では、マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭの力行時に電圧変換器５を第２電力回路３側から第１電力回路２側へ流れる通過電力（すなわち、第２バッテリＢ２の出力電力）に対する目標に相当する目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを算出し、Ｓ８に移る。

図８は、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを算出する手順を示すフローチャートである。

始めにＳ７０では、マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードは通常モードであるか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ７０の判定結果がＹＥＳである場合（設定モードは通常モードである場合）、Ｓ７１に移り、Ｓ７０の判定結果がＮＯである場合、Ｓ７２に移る。

Ｓ７１では、マネジメントＥＣＵ７１は、値０を目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄとし、図４のＳ８に移る。

Ｓ７２では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍは、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄと要求補機電力Ｐａｕｘとの和よりも大きいか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ７２の判定結果がＹＥＳである場合（すなわち第１バッテリＢ１のみで目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを実現できる場合）、Ｓ７１に移り、値０を目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄとし、図４のＳ８に移る。

マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ７２の判定結果がＮＯである場合（すなわち第１バッテリＢ１のみでは目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを実現できない場合）、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄと要求補機電力Ｐａｕｘとの和から第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍを減算したものを目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄとし（Ｓ７３参照）、図４のＳ８に移る。

図４に戻り、Ｓ８では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ６で算出した目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄに基づいてトルク指令信号を生成し、これをモータＥＣＵ７２へ送信し、Ｓ９に移る。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄをトルクに変換することによって目標駆動トルクを算出し、この目標駆動トルクに応じたトルク指令信号を生成する。モータＥＣＵ７２は、このトルク指令信号に基づいて電力変換器４３を操作する。これにより、第１電力回路２から駆動モータＭへ、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄに応じた電力が出力される。

Ｓ９では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ７で算出した目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄに応じた通過電力指令信号を生成し、これをコンバータＥＣＵ７３へ送信し、図４に示すマネジメント処理を終了する。コンバータＥＣＵ７３は、この通過電力指令信号に基づいて電圧変換器５を操作する。これにより、第２バッテリＢ２から第１電力回路２へ目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄに応じた電力が出力される。

以上のような本実施形態に係る電源システム１によれば、以下の効果を奏する。
（１）マネジメントＥＣＵ７１は、走行モードに対する運転者要求モードに基づいて、第１バッテリＢ１の出力電力によって走行する通常モードと、第１及び第２バッテリＢ１，Ｂ２の出力電力を合成し、合成した電力によって走行するスポーツモードと、を含む複数の走行モードの中から何れかを設定モードとして設定し、電子制御ユニット群７は、設定モードに応じた態様で電圧変換器５及び電力変換器４３を操作することにより、電力回路における電力の流れを制御する。マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードが通常モードでありかつ第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準状態における第１バッテリＢ１の基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍより小さい場合、走行モードに対する運転者による要求にかかわらず設定モードをスポーツモードに変更しない。すなわち、通常モードからスポーツモードへの変更を禁止する。

図９は、スポーツモードにおけるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ（太一点鎖線）と通常モードにおけるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ（太実線）とを比較した図である。図９には、横軸を第１バッテリＢ１の充電率とし、縦軸を電力とし、第２バッテリＢ２の充電率を所定値に維持したまま第１バッテリＢ１の充電率を変化させた場合におけるスポーツモード及び通常モードにおけるシステム出力電力上限をプロットしたものを示す。

図９に示すように、通常モードにおけるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍは第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍと等しいので、第１バッテリＢ１の充電率が低下するほど小さくなる。またスポーツモードにおけるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍは、第１バッテリＢ１と第２バッテリＢ２とを合わせた合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍと等しいので、常に通常モードにおけるシステム出力電力上限Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍより大きい。

また図９において細一点鎖線で示す基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍは、上述のように第１バッテリＢ１が所定の基準状態であるときにおける第１バッテリＢ１の第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍに相当する。ここで図９の例において、第１バッテリＢ１の充電率が細破線で示す充電率Ａより低い場合、換言すれば合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍより小さい場合とは、現在の第１及び第２バッテリＢ１，Ｂ２を用いたスポーツモードの下で負荷回路４へ出力可能な電力が、基準状態の第１バッテリＢ１を用いた通常モードの下で負荷回路４へ出力可能な電力以下である場合に相当する。そこで本実施形態では、このような場合に、運転者要求モードにかかわらず設定モードのスポーツモードへの変更を禁止することにより、走行モードをスポーツモードとしているにもかかわらず、実現される加速力が基準状態における第１バッテリＢ１を用いた通常モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。また本実施形態によれば、第２バッテリＢ２の充電率の低下も抑制することができる。

（２）電源システム１では、第１バッテリＢ１として、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高いものを用いる。すなわち第１バッテリＢ１として容量型のものを用い、スポーツモードの下で補助的に用いる第２バッテリＢ２として出力型のものを用いる。したがって電源システム１によれば、通常モードからスポーツモードへの変更を禁止する頻度を減らすことができる。

（３）電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、充電率が所定の基準充電率である状態を基準状態とし、基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍを算出する。したがって電源システムによれば、走行モードをスポーツモードしているにもかかわらず、実現される加速力が所定の基準充電率である状態における第１バッテリＢ１を用いた通常モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（４）電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、満充電の状態を基準状態とし、基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍを算出する。したがって電源システム１によれば、走行モードをスポーツモードとしているにもかかわらず、実現される加速力が満充電の状態における第１バッテリＢ１を用いた通常モードの下で実現される加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（５）電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、車両Ｖの起動時の状態を基準状態とし、基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍを算出する。したがって電源システム１によれば、走行モードをスポーツモードとしているにもかかわらず、実現される加速力が、車両Ｖを起動した直後に通常モードの下で実現されていた加速力よりも低いことによって運転者が覚える違和感を軽減できる。

（６）電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、設定モードが通常モードでありかつ合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍより小さい場合、運転者が視認可能なモニタ７８に、設定モードをスポーツモードに設定できない旨のメッセージを表示し、運転者に報知する。これにより、走行モードをスポーツモードに切り替えることができないことによって運転者が覚える違和感を軽減することができる。

（７）電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、上述のように通常モードからスポーツモードへの変更が禁止されている間に、運転者要求モードが通常モードからスポーツモードに切り替わった場合、設定モードを通常モード及びスポーツモードとは別の弱ブーストモードに変更する。またマネジメントＥＣＵ７１は、設定モードが通常モードである場合、システム出力電力を第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍ以下とし、設定モードがスポーツモードである場合、システム出力電力を合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍ以下とし、設定モードが弱ブーストモードである場合、システム出力電力を合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍ未満かつ第１出力上限Ｐ１＿ｌｉｍより大きく定められた弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍ（図９における、太破線参照）以下とする。すなわち電源システム１では、通常モードからスポーツモードへの変更が禁止されている間に、運転者要求モードが通常モードからスポーツモードに切り替わった場合、上述のようにモニタ７８にメッセージを表示することによって走行モードをスポーツモードに切り替えることができない旨を運転者に報知しつつ、システム出力電力を、スポーツモードにおける上限よりも小さく定められた弱ブースト上限Ｐｂ＿ｌｉｍ以下の範囲内で許容する。これにより、運転者が覚える違和感を軽減しつつ、できるだけ運転者による加速要求に応えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

例えば上記実施形態では、マネジメントＥＣＵ７１は、合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍ以下である場合、弱ブーストモードを設定モードとして設定する場合について説明したが（図５のＳ３８，Ｓ４０，Ｓ４１参照）、本発明はこれに限らない。マネジメントＥＣＵ７１は、合計出力上限Ｐｔ＿ｌｉｍが基準出力上限Ｐｒ＿ｌｉｍ以下である場合、モニタ７８に、設定モードをスポーツモードに設定できない旨のメッセージを表示した後（図５のＳ４０参照）、通常モードを設定モードとして設定してもよい。

例えば上記実施形態では、走行モード要求取得手段としてのマネジメントＥＣＵ７１は、運転者によって操作される走行モード選択ボタン７７から送信される信号に基づいて車両Ｖの走行モードに対する要求を取得する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。マネジメントＥＣＵ７１は、例えば運転者によって操作されるアクセルペダルやブレーキペダル等のペダル類Ｐから送信される信号に基づいて車両Ｖの走行モードに対する要求を取得してもよい。

例えば上記実施形態では、走行モードとして通常モードと、スポーツモードと、弱スポーツモードと、の３種類を定義するとともに、運転者は、走行モード選択ボタン７７の押圧操作を介して、これら３種類の走行モードの何れかを選択可能とした場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、運転者は、走行モード選択ボタン７７の押圧操作を介して、３種類の走行モードのうち通常モード及びスポーツモードの２つのみを積極的に指定できるようにしてもよい。

Ｖ…電動車両（車両）
Ｗ…駆動輪
１…電源システム
２…第１電力回路（電力回路）
Ｂ１…第１バッテリ（第１蓄電器）
３…第２電力回路（電力回路）
Ｂ２…第２バッテリ（第２蓄電器）
４…負荷回路
Ｍ…駆動モータ（回転電機）
４３…電力変換器（電力回路）
５…電圧変換器（電力回路）
７…電子制御ユニット群（制御手段）
７１…マネジメントＥＣＵ（走行モード要求取得手段、走行モード設定手段、合計出力上限取得手段、基準出力上限取得手段、報知手段）
７４…第１バッテリＥＣＵ（合計出力上限取得手段）
７５…第２バッテリＥＣＵ（合計出力上限取得手段）
７７…走行モード選択ボタン（走行モード要求取得手段）
７８…モニタ（報知手段）

Claims (7)

1. 車両の駆動輪と連結された回転電機と、
   第１蓄電器と、
   第２蓄電器と、
   前記第１及び第２蓄電器と前記回転電機とを接続する電力回路と、
   前記車両の走行モードに対する要求を取得する走行モード要求取得手段と、
   前記走行モード要求取得手段によって取得された要求に基づいて、前記第１蓄電器の出力電力によって前記回転電機を駆動する第１走行モードと、前記第１及び第２蓄電器の出力電力を合成し、合成した電力によって前記回転電機を駆動する第２走行モードと、を含む複数の走行モードの中から何れかを設定モードとして設定する走行モード設定手段と、
   前記設定モードに基づいて前記電力回路における電力の流れを制御する制御手段と、を備える電源システムであって、
   前記第１蓄電器から出力可能な電力に対する上限である第１出力上限と前記第２蓄電器から出力可能な電力に対する上限である第２出力上限との和を合計出力上限として取得する合計出力上限取得手段と、
   基準状態における前記第１蓄電器から出力可能な電力に対する上限である基準出力上限を取得する基準出力上限取得手段と、をさらに備え、
   前記走行モード設定手段は、前記設定モードが前記第１走行モードでありかつ前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さい場合、前記設定モードの前記第２走行モードへの変更を禁止することを特徴とする電源システム。
2. 前記第１蓄電器は、前記第２蓄電器よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高いことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記基準出力上限取得手段は、充電率が所定の基準充電率である状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源システム。
4. 前記基準出力上限取得手段は、満充電の状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することを特徴とする請求項３に記載の電源システム。
5. 前記基準出力上限取得手段は、前記車両の起動時の状態を前記基準状態とし、前記基準出力上限を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源システム。
6. 前記設定モードが前記第１走行モードでありかつ前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さい場合、運転者に対し前記設定モードを前記第２走行モードに変更できないことを報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電源システム。
7. 前記走行モード設定手段は、前記設定モードが前記第１走行モードであり、前記合計出力上限が前記基準出力上限より小さく、かつ前記走行モード要求取得手段が前記走行モードを前記第１走行モードから前記第２走行モードへ切り替える要求を取得した場合、前記設定モードを、前記第１走行モードから、前記第１及び第２蓄電器の出力電力を合成し、合成した電力によって前記回転電機を駆動する第３走行モードに変更し、
   前記制御手段は、前記設定モードが前記第１走行モードである場合、前記電力回路から前記回転電機を含む負荷回路へ出力される電力であるシステム出力電力が前記第１出力上限以下になるように前記第１蓄電器の出力電力を制御し、前記設定モードが前記第２走行モードである場合、前記システム出力電力が前記合計出力上限以下になるように前記第１及び第２蓄電器の出力電力を制御し、前記設定モードが前記第３走行モードである場合、前記システム出力電力が前記合計出力上限未満かつ前記第１出力上限より大きく定められた第３出力上限以下になるように前記第１及び第２蓄電器の出力電力を制御することを特徴とする請求項６に記載の電源システム。

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