JP7069075B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関する。より詳しくは、閉回路電圧に対する使用電圧範囲が重複する高電圧電源及び低電圧電源を備え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）や燃料電池等の電源装置も搭載されている。また近年では、電動車両に特性が異なる複数の電源装置を搭載するものも開発されている。

特許文献１には、駆動モータやインバータ等によって構成される駆動部と第１蓄電器とを接続する電力回路と、この電力回路と電圧変換器を介して接続された第２蓄電器と、この電圧変換器をスイッチング制御する制御装置と、を備える電動車両の電源システムが示されている。制御装置は、運転者からの要求に応じて電圧変換器を通過する電流である通過電流に対する目標電流を設定するとともに、通過電流が目標電流になるように電圧変換器のスイッチング制御を行い、第１蓄電器から出力される電力と第２蓄電器から出力される電力とを合成し、駆動モータに供給する。

特開２０１７－１６９３１１号公報

この電源システムのように、２つの蓄電器を電圧変換器で接続した場合、第２蓄電器から出力される電力は、基本的には電圧変換器のスイッチング制御によって制御することが可能である。しかしながら例えば加速時のように駆動モータで大きな電力が要求されると、第１蓄電器を流れる電流が増加し、第１蓄電器の閉回路電圧が第２蓄電器の静的電圧より低くなってしまう場合がある。この場合、第２蓄電器が放電に転じてしまい、電圧変換器を第２蓄電器側から第１蓄電器側へ意図しない電流が流れてしまう場合がある。

本発明は、低電圧電源と高電圧電源とを接続する電圧変換器において、低電圧電源からの意図しない放電を抑制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）、高電圧電源（例えば、後述の第１バッテリＢ１）を有する高電圧回路（例えば、後述の第１電力回路２）と、閉回路電圧に対する使用電圧範囲が前記高電圧電源と重複しかつ静的電圧が前記高電圧電源よりも低い低電圧電源（例えば、後述の第２バッテリＢ２）を有する低電圧回路（例えば、後述の第２電力回路３）と、前記高電圧回路と前記低電圧回路との間で電圧を変換する電圧変換器（例えば、後述の電圧変換器５）と、前記高電圧回路と駆動モータ（例えば、後述の駆動モータＭ）との間で電力を変換する電力変換器（例えば、後述の電力変換器４３）と、前記駆動モータにおける要求電力を取得する要求電力取得手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１及びペダル類Ｐ）と、前記要求電力に基づいて前記電力変換器を操作する電力制御手段（例えば、後述のマネジメントＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２、コンバータＥＣＵ７３）と、前記低電圧電源の状態を取得する状態取得手段（例えば、後述の第２バッテリＥＣＵ７５、第２バッテリセンサユニット８２）と、を備え、前記電力制御手段は、前記低電圧電源の状態に基づいて前記高電圧電源の出力電力に対する上限である制限電力（例えば、後述の制限電力Ｐｍａｘ）を算出し、前記高電圧電源の出力電力が前記制限電力を超えないように前記電力変換器を操作することを特徴とする。

（２）この場合、前記状態取得手段は、前記低電圧電源の温度（例えば、後述の温度Ｔ）を取得し、前記電力制御手段は、前記低電圧電源の温度が所定温度（例えば、後述の高温パワーセーブ温度Ｔｐｓ）より高い場合には、前記高電圧電源の閉回路電圧が前記低電圧電源の静的電圧以上になるように前記制限電力を算出することが好ましい。

（３）この場合、前記低電圧電源は充放電が可能な蓄電器であり、前記状態取得手段は、前記低電圧電源の蓄電量に応じて大きくなる蓄電パラメータ（例えば、後述の充電率ＳＯＣ）を取得し、前記電力制御手段は、前記蓄電パラメータが所定の閾値以下である場合には前記閾値より大きい場合よりも小さくなるように前記制限電力を算出することが好ましい。

（４）この場合、前記電力制御手段は、前記高電圧電源の閉回路電圧が所定の下限電圧以上になるように前記制限電力を算出するとともに、前記蓄電パラメータが第１閾値より大きい場合には前記高電圧電源の使用電圧範囲の下限を前記下限電圧として設定し、前記蓄電パラメータが第１閾値より小さい第２閾値以下である場合には前記低電圧電源の蓄電量が所定の下限量であるときにおける前記低電圧電源の静的電圧である最低電圧を前記下限電圧として設定し、前記最低電圧は、前記高電圧電源の使用電圧範囲の下限よりも高いことが好ましい。

（１）本発明の電源システムでは、高電圧電源を有する高電圧回路と閉回路電圧に対する使用電圧範囲が高電圧電源と重複しかつ静的電圧が高電圧電源よりも低い低電圧電源を有する低電圧回路とを電圧変換器で接続し、高電圧回路と駆動モータとを電力変換器で接続する。電力制御手段は、駆動モータにおける要求電力に基づいて電力変換器を操作する。このような電源システムでは、例えば加速要求に応じて要求電力が増加すると、電力制御手段は、要求電力に応じた出力電力が電力変換器から駆動モータに供給されるように電力変換器を操作し、高電圧電源から出力される電力と低電圧電源から出力される電力とを合成する。ここで何らかの理由によって低電圧電源からの放電が禁止又は抑制したい場合、電力制御手段は要求電力の全て又は大部分が高電圧電源から出力される電力で賄われるように電圧変換器や電力変換器を操作する。しかしながら高電圧電源と低電圧電源とで使用電圧範囲が重複していると、要求電力が大きくなり、高電圧電源を流れる電流が増加すると、高電圧電源の閉回路電圧が低電圧電源の静的電圧より低くなってしまい、低電圧電源から意図せず電力が出力される場合がある。これに対し本発明では、状態取得手段は、低電圧電源の状態を取得し、電力制御手段は、この低電圧電源の状態に基づいて高電圧電源の出力電力に対する制限電力を算出するとともに、高電圧電源の出力電力がこの制限電力を超えないように電力変換器を操作する。よって本発明によれば、低電圧電源の状態に応じて高電圧電源から出力される電力を制限できるので、低電圧電源からの意図しない放電を抑制できる。

（２）高温の状態で電源から放電させると、この電源が劣化するおそれがある。これに対し本発明では、電力制御手段は、低電圧電源の温度が所定温度より高い場合には、高電圧電源の閉回路電圧が低電圧電源の静的電圧以上になるように制限電力を算出する。これにより、低電圧電源の温度が所定温度より高い場合には、高電圧電源の閉回路電圧が低電圧電源の静的電圧以上になるように高電圧電源の出力電力が制限されるので、低電圧電源の劣化を抑制できる。

（３）本発明において電力制御手段は、蓄電器である低電圧電源の蓄電パラメータが閾値以下である場合には、蓄電パラメータが閾値より大きい場合よりも小さくなるように制限電力を算出する。換言すれば、電力制御手段は、低電圧電源の蓄電量の減少にあわせて制限電力を小さくする。よって本発明によれば、低電圧電源の蓄電量が十分である場合には、高電圧電源から出力される電力と低電圧電源から出力される電力とを合成し要求電力に応じた電力を駆動モータに供給でき、低電圧電源の蓄電量が不十分である場合には、低電圧電源の蓄電量の減少を抑制できる。

（４）本発明において電力制御手段は、高電圧電源の閉回路電圧が所定の下限電圧以上になるように制限電力を算出するとともに、蓄電パラメータが第１閾値より大きい場合には高電圧電源の使用電圧範囲の下限を下限電圧として設定する。これにより、低電圧電源の蓄電量が十分である場合には、高電圧電源及び低電圧電源の両方からの電力の出力を許容できるので、要求電力に応じた電力を駆動モータに供給できる。また電力制御手段は、蓄電パラメータが第２閾値以下である場合には、高電圧電源の使用電圧範囲の下限よりも高くかつ低電圧電源の蓄電量が所定の下限量であるときにおける低電圧電源の静的電圧である最低電圧を下限電圧として設定する。これにより、低電圧電源の蓄電量が不十分である場合には、低電圧電源からの電力の出力を抑制し、その蓄電量が下限量を下回るのを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る電源システムを搭載する車両の構成を示す図である。 第１バッテリ及び第２バッテリの使用電圧範囲を比較した図である。 電圧変換器の回路構成の一例を示す図である。 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。 第１バッテリに対する制限電力を算出する手順を示すフローチャートである。 第２バッテリの温度が高温パワーセーブ温度より高い状態で加速したときにおける第１バッテリの電圧、第２バッテリの電圧、及び第２バッテリの充電率の変化を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電源システムにおいて、第１バッテリに対する制限電力を算出する手順を示すフローチャートである（その１）。 本発明の第２実施形態に係る電源システムにおいて、第１バッテリに対する制限電力を算出する手順を示すフローチャートである（その２）。 第２バッテリの充電率に基づいて下限電圧を設定するためのマップの一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１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。また本実施形態では、電源システム１は、２つのバッテリＢ１，Ｂ２に蓄えられた電力を駆動モータＭに供給することによって走行するものを例に説明するが、本発明はこれに限らない。電源システム１が備える２つのバッテリＢ１，Ｂ２の何れかは燃料電池としてもよい。

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バッテリＢ１を有する第１電力回路２と、第２バッテリＢ２を有する第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を制御する電子制御ユニット群７と、を備える。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）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。

図２は、電源システム１における第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を比較した図である。図２において、左側は第１バッテリＢ１の使用電圧範囲を示す図であり、右側は第２バッテリＢ２の使用電圧範囲を示す図である。図２において、横軸はバッテリを流れる電流を示し、縦軸はバッテリの電圧を示す。

図２に示すように、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。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、充電率が最大値（例えば、１００％）のときにおける各々の静的電圧であり、下限は、充電率が最小値（例えば、０％）のときにおける各々の静的電圧である。図２に示すように、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限は、第１バッテリＢ１の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも低い。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。

図２に示すように、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧（すなわち、バッテリに電流が流れている状態における電圧）も、充電率が高くなるほど高くなる特性がある。またバッテリＢ１，Ｂ２には内部抵抗が存在することから、その閉回路電圧は、放電電流が大きくなるほど静的電圧から低くなり、充電電流が大きくなるほど静的電圧から高くなる特性がある。したがってバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の上限よりも高く、下限は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲の下限よりも低くなっている。換言すれば、バッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、各々の静的電圧に対する使用電圧範囲を含む。図２に示すように、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する使用電圧範囲は、第２バッテリＢ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲と重複する。

また充電電流が大きくなりすぎるとバッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の上限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２の状態に基づいて、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧の使用範囲の上限を、劣化上限電圧ともいう。

また放電電流が大きくなりすぎると、バッテリＢ１，Ｂ２の劣化が促進されることから、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限は、これらバッテリＢ１，Ｂ２の状態に基づいて、これらバッテリＢ１，Ｂ２が劣化しないように定められる。以下では、これらバッテリＢ１，Ｂ２の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限を、劣化下限電圧ともいう。

図１に戻り、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３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２を参照して説明したように、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。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。ただしこの場合、第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧が第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧よりも高くなった場合、第２バッテリＢ２が放電に転じ、第２電力線３１ｐ，３１ｎから第１電力線２１ｐ，２１ｎへ、ハイアーム素子５３Ｈ，５４Ｈの還流ダイオードを介して正の通過電流が流れる場合がある。

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。

図１に戻り、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の劣化上限電圧、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧、及び第１バッテリＢ１の充電率等を算出する。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。

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、及び第２バッテリＢ２の充電率等を算出する。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。

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。

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４は、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、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。

初めにＳ１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、Ｓ２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。

次にＳ２では、マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭにおいて要求されている電力である要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄを算出し、Ｓ３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）の操作量に基づいて運転者によ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。従って本実施形態において、要求電力取得手段は、ペダル類Ｐ及びマネジメントＥＣＵ７１によって構成される。

次にＳ３では、マネジメントＥＣＵ７１は、要求補機電力Ｐａｕｘと要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄとを合算することにより、総要求電力Ｐｔｏｔａｌを算出し、Ｓ４に移る。

次にＳ４では、マネジメントＥＣＵ７１は、電圧変換器５における通過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、Ｓ５に移る。マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第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、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第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、及び要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄ等に基づいて、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを算出する。すなわち、マネジメントＥＣＵ７１は、例えば加速時であって第２バッテリＢ２からの電力の出力が求められている場合でありかつ第２バッテリＢ２の充電率が十分である場合には、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを正の所定値とし、第２バッテリＢ２から電力を出力させる。またマネジメントＥＣＵ７１は、例えば第２バッテリＢ２の充電率が低下しており第２バッテリＢ２の充電が求められている場合には、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを負の所定値とし、第１電力回路２における電力の一部を第２バッテリＢ２に供給する。またマネジメントＥＣＵ７１は、例えば第２バッテリＢ２の温度が後述の高温パワーセーブ温度より高い場合や、第２バッテリＢ２の充電率が不十分である場合等には、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを０とし、第２バッテリＢ２の充放電を禁止する。

次にＳ５では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の出力電力に対する上限である制限電力Ｐｍａｘを算出し、Ｓ６に移る。なおこの制限電力Ｐｍａｘを算出する具体的な手順については、後に図５を参照して説明する。

次にＳ６では、マネジメントＥＣＵ７１は、総要求電力Ｐｔｏｔａｌから目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを減算することによって得られる電力は、制限電力Ｐｍａｘ以下であるか否かを判定する。ここで総要求電力Ｐｔｏｔａｌから目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを減算して得られる電力とは、第１バッテリＢ１の出力電力に対する要求に相当する。したがってＳ６の判定は、第１バッテリＢ１の出力電力が制限電力Ｐｍａｘを超えることなく運転者による要求を満たすことができるか否かを判定することに相当する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ６の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ７に移り、ＮＯである場合にはＳ８に移る。

Ｓ７では、マネジメントＥＣＵ７１は、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目標に相当する目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出し、Ｓ９に移る。上述のようにＳ６の判定結果がＹＥＳである場合、第１バッテリＢ１の出力電力が制限電力Ｐｍａｘを超えることなく運転者の要求を満たすことができることから、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２で算出した要求駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｄを目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄとする。

Ｓ８では、マネジメントＥＣＵ７１は、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出し、Ｓ９に移る。上述のようにＳ６の判定結果がＮＯである場合、運転者の要求を満たそうとすると、第１バッテリＢ１の出力電力が制限電力Ｐｍａｘを超えてしまうことから、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の出力電力が制限電力Ｐｍａｘを超えないように、目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出する。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、例えば、制限電力Ｐｍａｘと目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄとの和から要求補機電力Ｐａｕｘを減算することによって目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄを算出する。これにより、第１バッテリＢ１の出力電力は、制限電力Ｐｍａｘとなり、この制限電力Ｐｍａｘを超えることはない。

次にＳ９では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ４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、Ｓ１０に移る。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。

次にＳ１０では、マネジメントＥＣＵ７１は、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、電力マネジメント処理を終了する。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。このようにマネジメントＥＣＵ７１では、Ｓ７又はＳ８における処理を経て算出される目標駆動電力Ｐｍｏｔ＿ｃｍｄに基づいてトルク指令信号を生成することにより、第１バッテリＢ１から出力される電力は制限電力Ｐｍａｘを超えることはない。従って本実施形態において、電力制御手段は、マネジメントＥＣＵ７１、モータＥＣＵ７２、及びコンバータＥＣＵ７３によって構成される。

図５は、マネジメントＥＣＵ７１によって第１バッテリＢ１に対する制限電力Ｐｍａｘを算出する手順を示すフローチャートである。

Ｓ２１では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報に基づいて、第１バッテリＢ１の内部抵抗Ｒを算出し、Ｓ２２に移る。

Ｓ２２では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報に基づいて、第１バッテリＢ１の静的電圧ＯＣＶを算出し、Ｓ２３に移る。

Ｓ２３では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報に基づいて、第１バッテリＢ１の最大許容電流Ｉｍａｘを算出し、Ｓ２４に移る。この最大許容電流Ｉｍａｘとは、第１バッテリＢ１を流れる電流の許容範囲の最大値である。すなわち、第１バッテリＢ１を流れる電流が最大許容電流Ｉｍａｘを超えると、第１バッテリＢ１が劣化するおそれがある。

Ｓ２４では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第２バッテリＢ２の内部状態に関する情報に基づいて、第２バッテリＢ２の温度Ｔを算出し、Ｓ２５に移る。従って本実施形態において、状態取得手段は、第２バッテリセンサユニット８２、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。

Ｓ２５では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の温度Ｔが所定の高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高いか否かを判定する。一般的なバッテリは、温度が過剰に高くなった状態で充放電すると劣化するおそれがある。このため第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合、第２バッテリＢ２の劣化を防ぐためには、第２バッテリＢ２の充放電を禁止する必要がある。このため上述のようにマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合、目標通過電力Ｐｃｎｖ＿ｃｍｄを０とし、第２バッテリＢ２の充放電を禁止する（図４のＳ４参照）。

Ｓ２５の判定結果がＮＯである場合、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２６に移る。Ｓ２６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する下限に相当する下限電圧Ｖｌｉｍを算出し、Ｓ２８に移る。ここでＳ２５の判定結果がＮＯである場合とは、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓ以下である場合、すなわち第２バッテリＢ２の充放電を禁止する必要がない場合に相当する。よってＳ２６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報に基づいて、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する劣化下限電圧を算出し、これを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定する。

次にＳ２８では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖを算出し、Ｓ２９に移る。ここで電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖとは、第１バッテリＢ１の出力電力に対する上限を下限電圧Ｖｌｉｍに基づいて設定したものに相当する。すなわちマネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が下限電圧Ｖｌｉｍ以上になるように電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖを算出する。そこでマネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の内部抵抗Ｒと、第１バッテリＢ１の静的電圧ＯＣＶと、下限電圧Ｖｌｉｍと、に基づいて、下記式（１）によって電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖを算出する。
Ｐｍａｘ＿ｖ＝（ＯＣＶ－Ｖｌｉｍ）／Ｒ×Ｖｌｉｍ （１）

次にＳ２９では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉを算出し、Ｓ３０に移る。ここで電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉとは、第１バッテリＢ１の出力電力に対する上限を最大許容電流Ｉｍａｘに基づいて設定したものに相当する。すなわちマネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１を流れる電流が最大許容電流Ｉｍａｘ以下になるように電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉを算出する。そこでマネジメントＥＣＵ７１は、内部抵抗Ｒと、第１バッテリＢ１の静的電圧ＯＣＶと、最大許容電流Ｉｍａｘと、に基づいて、下記式（２）によって電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉを算出する。
Ｐｍａｘ＿ｉ＝Ｉｍａｘ×（ＯＣＶ－Ｉｍａｘ×Ｒ） （２）

次にＳ３０では、マネジメントＥＣＵ７１は、電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉに基づいて制限電力Ｐｍａｘを算出し、図４のＳ６に移る。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、下記式（３）に示すように、電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉのうち何れか小さい方を制限電力Ｐｍａｘとして設定する。このようにして制限電力Ｐｍａｘを算出することにより、第１バッテリＢ１の出力電力を電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び電流制限出力Ｐｍａｘ＿ｉ以下にし、第１バッテリＢ１の閉回路電圧を下限電圧Ｖｌｉｍ以上にし、さらに第１バッテリＢ１を流れる電流を最大許容電流Ｉｍａｘ＿ｉ以下にすることができる。
Ｐｍａｘ＝Ｍｉｎ（Ｐｍａｘ＿ｖ，Ｐｍａｘ＿ｉ） （３）

またＳ２５の判定結果がＹＥＳである場合、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２７に移る。Ｓ２７では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍを算出し、Ｓ２８に移る。ここでＳ２５の判定結果がＹＥＳである場合とは、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合、すなわち第２バッテリＢ２の充放電を禁止する必要がある場合に相当する。しかしながら図３を参照して説明したように、電圧変換器５には、第２電力回路３側から第１電力回路２側を順方向とする還流ダイオードが含まれていることから、第１電力線２１ｐ，２１ｎの電圧、すなわち第１バッテリＢ１の閉回路電圧が、第２電力線３１ｐ，３１ｎの電圧、すなわち第２バッテリＢ２の静的電圧よりも低くなると、第２バッテリＢ２が放電に転じ、還流ダイオードを介して正の通過電流が流れてしまう。そこでＳ２７では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第２バッテリＢ２の内部状態に関する情報に基づいて、第２バッテリＢ２の静的電圧を算出し、これを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定する。これにより、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合には、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧以上になるように制限電力Ｐｍａｘを算出することができる。

次に図６を参照しながら本実施形態に係る電源システム１の効果について説明する。
図６は、第２バッテリＢ２の温度が高温パワーセーブ温度より高い状態で加速したときにおける第１バッテリＢ１の電圧（太破線）、第２バッテリＢ２の電圧（太実線）、及び第２バッテリＢ２の充電率（太一点鎖線）の変化を示すタイムチャートである。図６の左側は第２バッテリＢ２の静的電圧が第１バッテリＢ１の劣化下限電圧より低い場合を示し、真ん中及び右側は第２バッテリＢ２の静的電圧が第１バッテリＢ１の劣化下限電圧より高い場合を示す。また図６の右側は、図５のフローチャートに従って制限電力Ｐｍａｘを設定した場合を示し、図６の真ん中は、第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍを常に第１バッテリＢ１の劣化下限電圧とする比較例を示す。

図６の左側に示すように、時刻ｔ１において運転者がアクセルペダルを踏みこむことによって要求駆動電力が０から正の所定値まで増加すると、第１バッテリＢ１からこの要求に応じた電力を出力することにより、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が低下する。しかしながら図６の左側の例では、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧は第２バッテリＢ２の静的電圧よりも高いため、第１バッテリＢ１の閉回路電圧は常に第２バッテリＢ２の静的電圧よりも高く維持される。よって第２バッテリＢ２からは電力が出力されることもないため、その電圧は静的電圧に維持され、またその充電率も一定に維持される。

次に図６の真ん中に示すように、比較例では第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍを常に劣化下限電圧とすることから、時刻ｔ２において運転者がアクセルペダルを踏み込むと、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧を下回ってしまう場合がある。このため比較例では、第２バッテリＢ２の充放電を禁止したい状態であるにもかかわらず、時刻ｔ２以降において、第２バッテリＢ２が放電に転じてしまう場合がある。

これに対し図６の右側に示すように、図５のフローチャートでは、第２バッテリＢ２の温度が高温パワーセーブ温度より高い場合には、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧よりも高い第２バッテリＢ２の静的電圧を第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍとする。このため時刻ｔ３において運転者がアクセルペダルを踏み込んでも、第１バッテリＢ１の閉回路電圧は第２バッテリＢ２の静的電圧より低くなることがないので、第２バッテリＢ２が放電に転じることもない。

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）本実施形態に係る電源システム１において、第２バッテリＥＣＵ７５及び第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＢ２の状態を取得し、マネジメントＥＣＵ７１は、この第２バッテリＢ２の状態に基づいて第１バッテリＢ１の出力電力に対する制限電力Ｐｍａｘを算出するとともに、モータＥＣＵ７２は、第１バッテリＢ１の出力電力がこの制限電力Ｐｍａｘを超えないように電力変換器４３を操作する。よって電源システム１によれば、第２バッテリＢ２の状態に応じて第１バッテリＢ１から出力される電力を制限できるので、第２バッテリＢ２からの意図しない放電を抑制できる。

（２）本実施形態に係る電源システム１では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合には、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧以上になるように制限電力Ｐｍａｘを算出する。これにより、第２バッテリＢ２の温度Ｔが高温パワーセーブ温度Ｔｐｓより高い場合には、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が第２バッテリＢ２の静的電圧以上になるように第１バッテリＢ１の出力電力が制限されるので、第２バッテリＢ２の劣化を抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る電源システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電源システムは、第１実施形態に係る電源システムと、第１バッテリに対する制限電力Ｐｍａｘを算出する手順が異なる。以下では、本実施形態に係る電源システムについて、第１実施形態に係る電源システム１と異なる構成について説明する。

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態に係る電源システムのマネジメントＥＣＵ７１によって、第１バッテリＢ１に対する制限電力Ｐｍａｘを算出する手順を示すフローチャートである。なお図７Ａ及び図７Ｂのフローチャートにおいて、Ｓ４１～Ｓ４３及びＳ５０～Ｓ５２の処理は、それぞれ図５のＳ２１～Ｓ２３及びＳ２８～Ｓ３０の処理と同じであるので、説明を省略する。

Ｓ４４では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から送信される第１バッテリＢ１の内部状態に関する情報に基づいて、第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する使用範囲の下限である劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを算出し、Ｓ４５に移る。

Ｓ４５では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを算出し、Ｓ４６に移る。ここで最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎとは、第２バッテリＢ２の静的電圧に対する下限であり、第２バッテリＢ２の充電率が所定の下限値であるときにおける第２バッテリＢ２の静的電圧に相当する。従って第２バッテリＢ２の静的電圧が最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎより高く維持されていれば、第２バッテリＢ２には下限値より高い充電率を確保できる。

Ｓ４６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌは、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎより低いか否かを判定する。マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ４６の判定結果がＮＯである場合にはＳ４７に移り、ＹＥＳである場合にはＳ４８に移る。

Ｓ４７では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定し、Ｓ５０に移る。ここでＳ４６の判定結果がＮＯである場合、劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌは最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎ以上である。このため、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定しても、第１バッテリＢ１の閉回路電圧は、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを下回ることがない。

Ｓ４８では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＥＣＵ７５から送信される第２バッテリＢ２の内部状態に関する情報に基づいて、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣを算出し、Ｓ４９に移る。従って本実施形態において、状態取得手段は、第２バッテリセンサユニット８２、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。

Ｓ４９では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣに基づいて第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍを設定し、Ｓ５０に移る。ここでＳ４６の判定結果がＹＥＳである場合、劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌは最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎより低い場合である。このため第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定すると、第１バッテリＢ１の閉回路電圧は、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを下回ってしまい、第２バッテリＢ２が放電に転じるおそれがある。このため第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが不十分である場合、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣがその下限値を下回ってしまうおそれがある。このため、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定することも考えられるが、そうすると第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の放電が過剰に制限されてしまい、運転者による要求に十分に応えられなくなってしまうおそれがある。そこでＳ４９では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣに基づいて、劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌと最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎとの間で下限電圧Ｖｌｉｍを算出する。

より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２のＳＯＣに基づいて図８に示すマップを検索することによって下限電圧Ｖｌｉｍを算出する。図８の例では、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１より大きい場合には、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍとして設定し、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１より小さい第２閾値ＳＯＣ２以下である場合には、第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを第１バッテリＢ１の下限電圧Ｖｌｉｍとして設定する。またマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１以下でありかつ第２閾値ＳＯＣ２より大きい場合には、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌと第２バッテリＢ２の最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎとの間において、充電率ＳＯＣが小さくなるほど高くなるように下限電圧Ｖｌｉｍを設定する。これにより、下限電圧Ｖｌｉｍは、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２閾値ＳＯＣ２以下である場合には、充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２閾値ＳＯＣ２より大きい場合よりも高くなるように設定される。よってＳ５０～Ｓ５２の処理を経ることにより、電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び制限電力Ｐｍａｘは、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２閾値ＳＯＣ２以下である場合には、充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２閾値ＳＯＣ２より大きい場合よりも小さくなるように設定される

以上のような本実施形態に係る電源システムによれば、以下の効果を奏する。
（３）本実施形態に係る電源システムにおいて、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２ＳＯＣ２以下である場合には、充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１又は第２閾値ＳＯＣ２より大きい場合よりも小さくなるように電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び制限電力Ｐｍａｘを算出する。換言すれば、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣの減少にあわせて電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び制限電力Ｐｍａｘを小さくする。よって電源システムによれば、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが十分である場合には、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を合成し要求電力に応じた電力を駆動モータＭに供給でき、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが不十分である場合には、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣの減少を抑制できる。

（４）本実施形態に係る電源システムにおいて、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の閉回路電圧が所定の下限電圧Ｖｌｉｍ以上になるように電圧制限出力Ｐｍａｘ＿ｖ及び制限電力Ｐｍａｘを算出するとともに、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第１閾値ＳＯＣ１より大きい場合には第１バッテリＢ１の閉回路電圧に対する使用電圧範囲の下限である劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定する。これにより、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが十分である場合には、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の両方からの電力の出力を許容できるので、要求電力に応じた電力を駆動モータＭに供給できる。またマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが第２閾値ＳＯＣ２以下である場合には、第１バッテリＢ１の劣化下限電圧Ｖｄｅｇ＿Ｌよりも高くかつ第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが所定の下限値であるときにおける第２バッテリＢ２の静的電圧である最低静的電圧ＯＣＶｍｉｎを下限電圧Ｖｌｉｍとして設定する。これにより、第２バッテリＢ２の充電率ＳＯＣが不十分である場合には、第２バッテリＢ２からの電力の出力を抑制し、その充電率ＳＯＣが下限値を下回るのを防止できる。

Ｖ…車両
Ｍ…駆動モータ
１…電源システム
２…第１電力回路（高電圧回路）
Ｂ１…第１バッテリ（高電圧電源）
３…第２電力回路（低電圧回路）
Ｂ２…第２バッテリ（低電圧電源）
４…負荷回路
４３…電力変換器
５…電圧変換器
７…電子制御ユニット群
７１…マネジメントＥＣＵ（電力制御手段、要求電力取得手段）
７２…モータＥＣＵ（電力制御手段）
７３…コンバータＥＣＵ（電力制御手段）
７４…第１バッテリＥＣＵ
７５…第２バッテリＥＣＵ（状態取得手段）
８２…第２バッテリセンサユニット（状態取得手段）
Ｐ…ペダル類（要求電力取得手段）

Claims (4)

1. 高電圧電源を有する高電圧回路と、
   閉回路電圧に対する使用電圧範囲が前記高電圧電源と重複しかつ静的電圧が前記高電圧電源よりも低い低電圧電源を有する低電圧回路と、
   前記高電圧回路と前記低電圧回路との間で電圧を変換する電圧変換器と、
   前記高電圧回路と駆動モータとの間で電力を変換する電力変換器と、
   前記駆動モータにおける要求電力を取得する要求電力取得手段と、
   前記要求電力に基づいて前記電力変換器を操作する電力制御手段と、
   前記低電圧電源の状態を取得する状態取得手段と、を備える電源システムにおいて、
   前記電力制御手段は、前記低電圧電源の状態に基づいて前記高電圧電源の出力電力に対する上限である制限電力を算出し、前記高電圧電源の出力電力が前記制限電力を超えないように前記電力変換器を操作することを特徴とする電源システム。
2. 前記状態取得手段は、前記低電圧電源の温度を取得し、
   前記電力制御手段は、前記低電圧電源の温度が所定温度より高い場合には、前記高電圧電源の閉回路電圧が前記低電圧電源の静的電圧以上になるように前記制限電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記低電圧電源は充放電が可能な蓄電器であり、
   前記状態取得手段は、前記低電圧電源の蓄電量に応じて大きくなる蓄電パラメータを取得し、
   前記電力制御手段は、前記蓄電パラメータが所定の閾値以下である場合には前記閾値より大きい場合よりも小さくなるように前記制限電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
4. 前記電力制御手段は、前記高電圧電源の閉回路電圧が所定の下限電圧以上になるように前記制限電力を算出するとともに、前記蓄電パラメータが第１閾値より大きい場合には前記高電圧電源の使用電圧範囲の下限を前記下限電圧として設定し、前記蓄電パラメータが第１閾値より小さい第２閾値以下である場合には前記低電圧電源の蓄電量が所定の下限量であるときにおける前記低電圧電源の静的電圧である最低電圧を前記下限電圧として設定し、
   前記最低電圧は、前記高電圧電源の使用電圧範囲の下限よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の電源システム。

Images