JP6214607B2 - 蓄電装置及び輸送機器 - Google Patents

Description

本発明は、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が異なる複数の蓄電器を備えた蓄電装置及び輸送機器に関する。

特許文献１には、車両に搭載される複数の蓄電装置を外部電源を用いて充電する電源装置が記載されている。当該電源装置は、電気負荷への電力の供給源である第１蓄電装置と、第１蓄電装置と電気負荷との間で双方向に電圧を調整するコンバータと、コンバータと並列に接続される第２蓄電装置と、第２蓄電装置と並列に接続され、かつ、車両の外部の電源を用いて、第１蓄電装置および第２蓄電装置のうちの少なくともいずれか一方を充電する充電装置と、第２蓄電装置からの電力と充電装置からの電力とを用いて第１蓄電装置を充電するようにコンバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、第２蓄電装置の残容量がしきい値よりも低い場合には、第１蓄電装置を充電する前に充電装置を用いて第２蓄電装置を充電する。その後、第２蓄電装置からの電力と充電装置からの電力とを用いた第１蓄電装置の充電を行った結果、第２蓄電装置の残容量がしきい値よりも低下すると、制御装置は、充電装置を用いて第２蓄電装置を再び充電する。

特開２０１４−０８２８５７号公報

上記説明した特許文献１に記載の電源装置では、第１蓄電装置を充電する際に、当該充電前の第２蓄電装置の残容量がしきい値よりも低い場合には、第２蓄電装置の２度の充電と１度の放電が行われる。仮に、第２蓄電装置の残容量がしきい値がしきい値よりも高い場合であっても、第１蓄電装置は第２蓄電装置からの電力と充電装置からの電力とを用いて充電されるため、この充電の後、第２蓄電装置の充電が行われる。このように、充電のたびに第２蓄電装置が積極的に充放電されるため、第２蓄電装置の劣化が促進する可能性が高い。

本発明の目的は、蓄電器の充電による劣化を抑制可能な蓄電装置及び輸送機器を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０５）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１３）と、を備え、
前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
前記電力供与を行う際の前記第１蓄電器の単位時間当たりの充電量は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器の単位時間当たりの充電量よりも小さい、蓄電装置である。
請求項２に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０５）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１３）と、を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
前記蓄電装置は輸送機器に搭載され、
前記制御部は、前記輸送機器の次回使用予定時刻に基づいて、前記電力供与を行うか否かを判断する。
請求項３に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０５）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１３）と、を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記蓄電装置の充電を開始する時刻に基づいて、前記電力供与を行うか否かを判断する。
請求項４に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０５）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１３）と、を備え、
前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
前記制御部は、前記電力供与を行う前の前記第１蓄電器の温度がしきい値より低い場合、前記第１蓄電器の充放電量を増加させる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２蓄電器は、前記第１蓄電器に比べて、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が優れる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置を有する、輸送機器である。

請求項１の発明によれば、外部電源から供給された電力による第１蓄電器及び第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電に先立ち、第２蓄電器から前記第１蓄電器への電力供与を行って、第１蓄電器の蓄電容量を増加させておくことで、外部電源からの電力による第１蓄電器の充電量を減らすことができる。第１蓄電器は、第２蓄電器に比べて、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が劣るため、外部電源からの電力による第１蓄電器の充電量及び充電の機会が上記電力供与によって低減されることによって、第１蓄電器の充電による劣化を抑制できる。

請求項１の発明によれば、単位時間当たりの充電量は小さい方が蓄電器の劣化は抑制されるところ、電力供与時の第１蓄電器への単位時間当たりの充電量は、外部電源からの電力による充電時の第１蓄電器への単位時間当たりの充電量よりも小さいため、電力供与時における第１蓄電器の劣化を一層に抑制できる。

請求項２の発明によれば、次回使用予定時刻まで時間的な余裕がない場合には、電力供与を行わずに外部電源からの電力による充電を行うことによって、次回使用予定時刻までに２つの蓄電器を確実に充電しておくことができる。

請求項３の発明によれば、外部電源からの電力による充電の開始まで時間的な余裕があるときに電力供与を行えば、外部電源からの電力による充電による第１蓄電器の劣化を抑制できる。

請求項４の発明によれば、電力供与を行う前に第１蓄電器の温度を上げておくことができるため、第１蓄電器の充電受入れ特性が良い状態で電力供与を行うことができる。

本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）は充放電サイクル数の増加に伴う高出力型バッテリの容量維持率の変化を示す図であり、（ｂ）は充放電サイクル数の増加に伴う高容量型バッテリの容量維持率の変化を示す図であり、（ｃ）は高容量型バッテリの充電時に連続通電した際の充電レートに応じた容量劣化係数の相違を示す図である。 ＥＣＵが行う充電制御の処理の流れを示すフローチャートである。 ＥＣＵが行う充電制御の処理の流れを示すフローチャートである。 高容量型バッテリの温度を上げるときの高容量型バッテリとモータジェネレータとの間の充放電電流の流れを示す図である。 電力供与時の高出力型バッテリから高容量型バッテリへの電流の流れを示す図である。 普通充電器を介した外部電源から高容量型バッテリ及び高出力型バッテリへの電流の流れを示す図である。 普通充電器を介した外部電源から高容量型バッテリへの電流の流れを示す図である。 急速充電器を介した外部電源から高容量型バッテリ及び高出力型バッテリへの電流の流れを示す図である。 急速充電器を介した外部電源から高容量型バッテリへの電流の流れを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線は制御信号を示す。図１に示す１ＭＯＴ型の電動車両は、モータジェネレータ（MG）１１と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）１３と、一実施形態の蓄電装置１００とを備える。以下、電動車両が備える各構成要素について説明する。

モータジェネレータ１１は、蓄電装置１００から供給される電力によって駆動され、電動車両が走行するための動力を発生する。モータジェネレータ１１で発生したトルクは、変速段又は固定段を含むギヤボックスＧＢ及びデファレンシャル・ギアＤを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、モータジェネレータ１１は、電動車両の減速時には発電機として動作して、電動車両の制動力を出力する。なお、モータジェネレータ１１を発電機として動作させることで生じた回生電力は、蓄電装置１００が有するバッテリに蓄えられる。

ＰＤＵ１３は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流をモータジェネレータ１１に供給する。また、ＰＤＵ１３は、モータジェネレータ１１の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。

蓄電装置１００は、図１に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと、高出力型バッテリＥＳ−Ｐと、普通充電器１０１と、急速充電器１０３と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１０５と、Ｖ１センサ１０７と、Ｖ２センサ１０９と、スイッチ群１１１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１３とを備える。

高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、モータジェネレータ１１に高電圧の電力を供給する。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐも、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、ＶＣＵ１０５を介してモータジェネレータ１１に高電圧の電力を供給する。高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、ＶＣＵ１０５を介して、ＰＤＵ１３に対して高容量型バッテリＥＳ−Ｅと並列に接続されている。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧は、一般的に高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧よりも低い。したがって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電力は、ＶＣＵ１０５によって高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧と同レベルまで昇圧された後、ＰＤＵ１３を介してモータジェネレータ１１に供給される。

なお、高容量型バッテリＥＳ−Ｅや高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、前述したニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池に限定される訳ではない。例えば、蓄電可能容量は少ないものの、短時間に大量の電力を充放電可能なコンデンサやキャパシタを高出力型バッテリＥＳ−Ｐとして用いても構わない。

また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの特性と高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性は互いに異なる。高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐよりも、出力重量密度は低いが、エネルギー重量密度は高い。一方、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅよりも、エネルギー重量密度は低いが、出力重量密度は高い。このように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、エネルギー重量密度の点で相対的に優れ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、出力重量密度の点で相対的に優れる。なお、エネルギー重量密度とは、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、エネルギー重量密度が優れている高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高容量を主目的とした蓄電器であり、出力重量密度が優れている高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高出力を主目的とした蓄電器である。

このような高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性の違いは、例えば電極や活物質、電解質／液といった電池の構成要素の構造や材質等により定まる種々のパラメータに起因するものである。例えば、充放電可能な電気の総量を示すパラメータである蓄電可能容量は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐより高容量型バッテリＥＳ−Ｅの方が優れる、一方、充放電に対する蓄電可能容量の劣化耐性を示すパラメータであるＣレート特性や充放電に対する電気抵抗値を示すパラメータである内部抵抗（インピーダンス）は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅより高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が優れる。

図２（ａ）は、充放電サイクル数の増加に伴う高出力型バッテリＥＳ−Ｐの容量維持率の変化を示す図であり、図２（ｂ）は、充放電サイクル数の増加に伴う高容量型バッテリＥＳ−Ｅの容量維持率の変化を示す図であり、図２（ｃ）は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電時に連続通電した際の充電レートに応じた容量劣化係数の相違を示す図である。図２（ａ）と図２（ｂ）を比較すると、充放電サイクル数の増加に伴う容量維持率の低下は図２（ａ）、すなわち高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が小さい。このように、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が、高容量型バッテリＥＳ−Ｅよりも充放電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が優れる。すなわち、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が充電受入れ特性が優れる。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及び高容量型バッテリＥＳ−Ｅにおいて充放電をそれぞれ固定のレート（Ｃレート）で行った場合を示すが、図２（ｃ）に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの容量劣化係数は、充電レートが低いほど小さい。

普通充電器１０１は、高出力型バッテリＥＳ−ＰとＶＣＵ１０５との間に設けられたジャンクションボックスＪＢを介して、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及びＶＣＵ１０５と並列に接続されている。普通充電器１０１は、商用電源等の外部電源からの交流電力を高出力型バッテリＥＳ−Ｐの出力電圧レベルの直流電力に変換する。

急速充電器１０３は、高容量型バッテリＥＳ−ＥとＰＤＵ１３との間に設けられたジャンクションボックスＪＢを介して、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと並列に接続されている。急速充電器１０３は、商用電源等の外部電源からの交流電力を高容量型バッテリＥＳ−Ｅの出力電圧レベルの直流電力に変換する。

ＶＣＵ１０５は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの出力電圧又は普通充電器１０１が出力した直流電力の電圧を直流のまま昇圧する。また、ＶＣＵ１０５は、電動車両の減速時にモータジェネレータ１１が発電して直流に変換された電力を降圧する。さらに、ＶＣＵ１０５は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの出力電圧又は急速充電器１０３が出力した直流電力の電圧を直流のまま降圧する。ＶＣＵ１０５によって降圧された電力は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに充電される。

Ｖ１センサ１０７は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖ１を検出する。Ｖ１センサ１０７が検出した電圧Ｖ１を示す信号はＥＣＵ１１３に送られる。Ｖ２センサ１０９は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧Ｖ２を検出する。なお、Ｖ２センサ１０９が検出した電圧Ｖ２は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖ１をＶＣＵ１０５が昇圧した値に等しい。Ｖ２センサ１０９が検出した電圧Ｖ２を示す信号はＥＣＵ１１３に送られる。

スイッチ群１１１は、ジャンクションボックスＪＢ内に設けられた、普通充電器１０１又は急速充電器１０３から高容量型バッテリＥＳ−Ｅまでの電流経路を断接するスイッチＳＷｅと、普通充電器１０１又は急速充電器１０３から高出力型バッテリＥＳ−Ｐまでの電流経路を断接するスイッチＳＷｐとを有する。各スイッチＳＷｅ，ＳＷｐは、ＥＣＵ１１３の制御によって開閉される。

ＥＣＵ１１３は、ＰＤＵ１３、ＶＣＵ１０５、普通充電器１０１及び急速充電器１０３の制御、並びに、スイッチ群１１１の開閉制御を行う。また、ＥＣＵ１１３は、電流積算方式及び／又はＯＣＶ（開放電圧）推定方式によって、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各蓄電容量（ＳＯＣ：State of Charge、「残容量」ともいう。）を導出する。

また、ＥＣＵ１１３は、普通充電器１０１又は急速充電器１０３を介した外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電に際して、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへ電力を供給して予め高容量型バッテリＥＳ−ＥのＳＯＣを上げておくよう制御する。以下、当該制御の詳細について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、ＥＣＵ１１３が行う充電制御の処理の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、ＥＣＵ１１３は、電動車両が走行中に、Ｖ１センサ１０７及びＶ２センサ１０９の各検出値、並びに、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各充放電電流を検出する図示しない電流センサの検出値から、電流積算方式によって高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各ＳＯＣを導出する（ステップＳ１０１）。次に、ＥＣＵ１１３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの温度を検出する図示しない温度センサの検出値Ｔｅｍｐがしきい値Ｔｔｈより低い（Ｔｅｍｐ＜Ｔｔｈ）か否かを判断し（ステップＳ１０３）、Ｔｅｍｐ＜ＴｔｈであればステップＳ１０５に進み、Ｔｅｍｐ≧ＴｔｈであればステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１１３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの温度を上げるために、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充放電量を増加させる。このときの高容量型バッテリＥＳ−Ｅとモータジェネレータ１１との間の充放電電流の流れを図５に示す。高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充放電量を増やすことで、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電受入れ特性が良くなるよう高容量型バッテリＥＳ−Ｅの温度を上げる。次に、ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１１３は、電動車両が停車して、図示しない充電コネクタによって普通充電器１０１又は急速充電器１０３と外部電源とが接続された状態を検知する。次に、ＥＣＵ１１３は、Ｖ１センサ１０７及びＶ２センサ１０９の各検出値から、ＯＣＶ推定方式によって高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各ＳＯＣを導出する（ステップＳ１０９）。

次に、ＥＣＵ１１３は、外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電に先立ち、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへ電力を供給する電力供与を行うか否かを判断し（ステップＳ１１１）、電力供与を行うと判断した場合は図４に示すステップＳ１１３に進み、電力供与を行わないと判断した場合は図４に示すステップＳ１２７に進む。なお、ステップＳ１１１において電力供与を行うか否かを判断するための基準として、ＥＣＵ１１３は、外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電に影響を及ぼす外部因子を用いる。外部因子が予め設定された電動車両の次回使用予定時刻である場合、次回使用予定時刻まで時間的な余裕がなければ、ＥＣＵ１１３は、電力供与を行わないと判断する。また、外部因子が外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電を開始する予め設定された時刻である場合、当該時刻まで時間的な余裕があれば、ＥＣＵ１１３は、電力供与を行うと判断する。

この様に外部因子に基づいて、電力供与を行うか否かを判断するため、不要な電力供与による蓄電装置全体の蓄電量の損失を削減できる。

ステップＳ１１３では、ＥＣＵ１１３は、普通充電器１０１又は急速充電器１０３を介した外部電源からの電力による充電を開始する時刻（充電開始時刻）を設定する。次に、ＥＣＵ１１３は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供与によって低下する高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣの下限値を設定する（ステップＳ１１５）。換言すれば、この設定された下限値に高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが到達（減少）するまで、電力供与が行われる。ステップＳ１１５で設定される下限値はステップＳ１１３で設定された充電開始時刻に基づいて設定され、ＥＣＵ１１３は、充電開始時刻までの時間が所定時間未満であれば、所定時間以上の場合の下限値よりも低い下限値を設定する。

なお、電力供与の充電レートは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの連続通電時の容量劣化係数に基づいて、適切な値に設定されることが好ましい。図２（ｃ）に示すように、充電レートが低いほど容量劣化係数は小さくなるが、その反面、外部電源によって充電すべき高容量型バッテリＥＳ−Ｅの容量が大きくなるため、結果として高容量型バッテリＥＳ−Ｅの劣化が抑制できない。

図２（ｃ）に示すように、ある充電レート以上では、充電レートに対する容量劣化係数の依存性が強まる領域が、高容量型バッテリＥＳ−Ｅには存在する。図２（ｃ）に示す例においては、充電レートＲｃ以上の領域で、容量劣化係数の傾きが大きくなっている。従って、電力供与の充電レートを決定する指標として、充電レートに対する容量劣化係数の傾きがしきい値以下の領域の充電レートが考えられる。

このような指標に基づいて決定された充電レートによって電力供与を行うことで、高容量型バッテリの充電レートに対する劣化を考慮しつつ、適切な電力量を高容量型バッテリＥＳ−Ｅに移せる。

次に、ＥＣＵ１１３は、電力供与時の高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの充電レートを上記指標に基づいて決定された値に設定する（ステップＳ１１７）。ＥＣＵ１１３は、ステップＳ１１７で設定する充電レートを、後述する外部電源からの電力による充電時の充電レートよりも小さく設定する。

次に、ＥＣＵ１１３は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供与を実行するようＶＣＵ１０５及びスイッチ群１１１を制御する（ステップＳ１１９）。このときの高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電流の流れを図６に示す。図６に示すように、電力供与を実行する際のＥＣＵ１１３は、スイッチ群１１１を構成するスイッチＳＷｅ，ＳＷｐを共に閉じ、ＶＣＵ１０５が昇圧動作を行うよう制御する。

次に、ＥＣＵ１１３は、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣがステップＳ１１５で設定した下限値を下回ったか否かを判断し（ステップＳ１２１）、当該ＳＯＣが下限値を下回ればステップＳ１２５に進み、下回っていなければステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２３では、ＥＣＵ１１３は、ステップＳ１１３で設定した充電開始時刻に達したか否かを判断し、充電開始時刻に達していればステップＳ１２５に進み、達していなければＳ１１９に戻る。ステップＳ１２５では、ＥＣＵ１１３は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供与を停止する。

次に、ＥＣＵ１１３は、普通充電器１０１又は急速充電器１０３を介した外部電源から供給された電力による充電を行うよう、普通充電器１０１又は急速充電器１０３、ＶＣＵ１０５及びスイッチ群１１１を制御する（ステップＳ１２７）。このときの普通充電器１０１を介した外部電源から高容量型バッテリＥＳ−Ｅ及び高出力型バッテリＥＳ−Ｐへの電流の流れを図７に示す。図７に示す充電時のＥＣＵ１１３は、普通充電器１０１が動作し、スイッチ群１１１を構成するスイッチＳＷｅ，ＳＷｐを共に閉じ、ＶＣＵ１０５が昇圧動作を行うよう制御する。このとき、ＥＣＵ１１３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電レートが高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電レートよりも小さくなるようＶＣＵ１０５を制御する。なお、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが上限値に到達した場合、ＥＣＵ１１３は、図８に示すようにスイッチＳＷｐを開いて高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電を停止し、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電のみを継続する。

図７及び図８に示した例は、充電コネクタによって普通充電器１０１と外部電源が接続された状態における外部電源からの電流の流れを示すが、充電コネクタによって急速充電器１０３と外部電源が接続された状態であれば、図９に示すように、ＥＣＵ１１３は、急速充電器１０３が動作し、スイッチ群１１１を構成するスイッチＳＷｅ，ＳＷｐを共に閉じ、ＶＣＵ１０５が降圧動作を行うよう制御する。このとき、ＥＣＵ１１３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電レートが高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電レートよりも小さくなるようＶＣＵ１０５を制御する。なお、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが上限値に到達した場合、ＥＣＵ１１３は、図１０に示すようにスイッチＳＷｐを開いて高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電を停止し、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電のみを継続する。

以上説明したように、本実施形態によれば、外部電源から供給された電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅ及び高出力型バッテリＥＳ−Ｐの少なくともいずれか一方の充電に先立ち、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから前記高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供与を行って、高容量型バッテリＥＳ−ＥのＳＯＣを増加させておくことで、外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電量を減らすことができる。高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに比べて、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が劣るため、外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電量及び充電の機会が上記電力供与によって低減されることによって、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電による劣化を抑制できる。

また、充電レートは小さい方が蓄電器の劣化は抑制されるところ、ＥＣＵ１１３は、電力供与時の高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電レートを、外部電源からの電力による充電時の高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電レートよりも小さく設定するため、電力供与時における高容量型バッテリＥＳ−Ｅの劣化を一層に抑制できる。

また、ＥＣＵ１１３は、電力供与の実行の要否を外部因子に基づいて判断するため、不要な電力供与の実行を防止できる。例えば、外部因子が電動車両の次回使用予定時刻である場合、次回使用予定時刻まで時間的な余裕がなければ、電力供与を行わずに外部電源からの電力による充電を行うことによって、次回使用予定時刻までに２つの蓄電器を確実に充電しておくことができる。また、外部因子が外部電源からの電力による充電開始時刻である場合、充電開始時刻まで時間的な余裕があるときに電力供与を行えば、外部電源からの電力による充電による高容量型バッテリＥＳ−Ｅの劣化を抑制できる。したがって、不要な電力供与による蓄電装置全体の蓄電量の損失を削減できる。

また、外部電源からの電力による充電を開始するまでの時間が短いとき、電力供与によって低下する高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣの下限値を低く設定されるため、外部電源からの電力による充電開始時刻まで電力供与を継続でき、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅに多くの電力を供給できる。このため、外部電源からの電力による高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電量を減らすことができる。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供給のためにＳＯＣは低下するが、直ちに外部電源からの充電を受けられるため、外部電源からの電力による充電の開始によって当該ＳＯＣは増加する。

また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに比べて、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が劣るが、ＥＣＵ１１３は、外部電源から供給された電力による充電を行う際の高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電レートが高出力型バッテリＥＳ−Ｐの充電レートよりも小さくなるようＶＣＵ１０５を制御するため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電による劣化を抑制できる。

また、特性の異なる２つのバッテリＥＳ−Ｅ，ＥＳ−Ｐを併用する蓄電装置１００において、双方のバッテリの劣化を抑制しつつ当該双方のバッテリを充電できる。

また、電力供与を行う前に高容量型バッテリＥＳ−Ｅの温度を上げておくことができるため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの充電受入れ特性が良い状態で電力供与を行うことができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記説明した電動車両は、１ＭＯＴ型のＥＶ（Electrical Vehicle）であるが、複数のモータジェネレータを搭載したＥＶであっても、少なくとも１つのモータジェネレータと共に内燃機関を搭載したＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle）であっても、ＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle）であっても良い。

また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅ側にもＶＣＵを設けて、電力供与を高容量型バッテリＥＳ−Ｅ側のＶＣＵで行っても良い。２つのＶＣＵを設けることで、モータジェネレータ１１及びＰＤＵ１３に印加される電圧が高容量型バッテリＥＳ−Ｅに束縛されないため、効率が向上する。

１１ モータジェネレータ
１３ ＰＤＵ
１００ 蓄電装置
１０１ 普通充電器
１０３ 急速充電器
１０５ ＶＣＵ
１０７ Ｖ１センサ
１０９ Ｖ２センサ
１１１ スイッチ群
１１３ ＥＣＵ
ＥＳ−Ｅ 高容量型バッテリ
ＥＳ−Ｐ 高出力型バッテリ
ＳＷｅ，ＳＷｐ スイッチ

Claims (6)

1. 第１蓄電器と、
   第２蓄電器と、
   前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部と、
   前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
   前記電力供与を行う際の前記第１蓄電器の単位時間当たりの充電量は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器の単位時間当たりの充電量よりも小さい、蓄電装置。
2. 第１蓄電器と、
   第２蓄電器と、
   前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部と、
   前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた蓄電装置であって、
   前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
   前記蓄電装置は輸送機器に搭載され、
   前記制御部は、前記輸送機器の次回使用予定時刻に基づいて、前記電力供与を行うか否かを判断する、蓄電装置。
3. 第１蓄電器と、
   第２蓄電器と、
   前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部と、
   前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部と、を備えた蓄電装置であって、
   前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
   前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記蓄電装置の充電を開始する時刻に基づいて、前記電力供与を行うか否かを判断する、蓄電装置。
4. 第１蓄電器と、
   第２蓄電器と、
   前記第２蓄電器の出力電圧又は外部電源から供給された電力の電圧を変換する電圧変換部と、
   前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方を充電するよう前記電圧変換部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記外部電源から供給された電力による前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくともいずれか一方の充電を行う前に、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器へ電力を供給する電力供与を行いかつ停止するよう前記電圧変換部を制御し、
   前記制御部は、前記電力供与を行う前の前記第１蓄電器の温度がしきい値より低い場合、前記第１蓄電器の充放電量を増加させる、蓄電装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
   前記第２蓄電器は、前記第１蓄電器に比べて、充電に対する蓄電可能容量の劣化耐性が優れる、蓄電装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置を有する、輸送機器。

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