JP7433204B2 - 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、第１蓄電器及び第２蓄電器を備え、これら第１及び第２蓄電器の合成出力によって回転電機を駆動するブースト走行が可能な車両の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。

特許文献１には、容量型である第１バッテリと出力型である第２バッテリとが電力回路を介して駆動モータに接続された車両用の電源システムが示されている。特許文献１の電源システムによれば、駆動モータで要求される電力を第１バッテリから出力される電力だけで賄えない場合には、この不足分を第２バッテリから出力される電力で補うことができる。

特開２０１４－２１２６９８号公報

ところで第１バッテリから出力可能な電力は、第１バッテリの充電率が低下する傾向がある。このため、第１バッテリの充電率が低下するほど、駆動モータに出力される電力のうち第２バッテリの出力分の占める割合が大きくなる傾向がある。このため第１バッテリと第２バッテリとの合成出力によって駆動モータを駆動するブースト走行中に何等かの理由によって第２バッテリが故障し、第２バッテリの出力が０まで低下すると、車両の駆動力が急激に低下してしまい、車両の乗員に対し大きな減速感を与えてしまうおそれがある。

本発明は、ブースト走行中に第２蓄電器の出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を軽減できる車両の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、及び電圧変換器５）と、前記電力回路を操作し、前記第１及び第２蓄電器と前記回転電機との間の電力の授受を制御する制御装置（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応じて増減する第１出力パラメータ（例えば、後述の第１ＳＯＣ）を取得する第１出力パラメータ取得手段（例えば、後述の第１バッテリセンサユニット８１、及び第１バッテリＥＣＵ７４）と、を備え、前記制御装置は、前記第１及び第２蓄電器の合成出力によって前記回転電機を駆動する合成出力走行時には、前記第２蓄電器の出力電力である第２出力を所定の第２出力上限（例えば、後述の第２出力上限）以下に制限するとともに、前記第１出力パラメータが所定の閾値（例えば、後述の残量警告閾値）未満である場合、前記第１出力パラメータが前記閾値より大きい場合よりも、前記第２出力上限を小さな値に設定することを特徴とする。

（２）この場合、前記制御装置は、前記合成出力走行時でありかつ前記第１出力パラメータが前記閾値未満である場合、前記合成出力走行中に前記第２出力が低下したときに前記車両に発生する減速加速度が所定の許容減速加速度（例えば、後述の許容減速加速度ΔＧ）以下になるように前記第２出力上限を設定することが好ましい。

（３）この場合、前記制御装置は、前記車両の速度（例えば、後述の車速Ｖ）が速くなるほど前記許容減速加速度を小さな値に設定することが好ましい。

（４）この場合、前記制御装置は、前記第１出力パラメータが前記閾値未満でありかつ前記車両の速度（例えば、後述の車速Ｖ）が所定の制限車速（例えば、後述の制限車速Ｖｌｉｍ）以下である場合、前記第１出力パラメータが前記閾値より大きい場合よりも、前記第２出力上限を小さな値に設定することが好ましい。

（５）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。

（１）上述のように第１蓄電器と第２蓄電器の合成出力によって回転電機を駆動する合成出力走行中に、第２蓄電器の出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感は、回転電機に出力される電力のうち第２蓄電器の出力分の占める割合が大きくなるほど、すなわち第１蓄電器の第１出力パラメータが小さくなるほど大きくなる傾向がある。これに対し本発明に係る制御装置は、合成出力走行時には、第２蓄電器の出力電力である第２出力を第２出力上限以下に制限するとともに、第１出力パラメータが所定の閾値未満である場合、第１出力パラメータが閾値より大きい場合よりも、第２出力上限を小さな値に設定する。これにより、第１出力パラメータが閾値より小さい場合、すなわち上述のように第２蓄電器の不具合の発生時における乗員の減速感が顕著となる場合には、第２蓄電器の第２出力上限を小さな値に設定し、第２出力を制限することができる。これにより合成出力走行中に第２蓄電器の第２出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を軽減することができる。

（２）本発明に係る制御装置は、合成出力走行時でありかつ第１出力パラメータが閾値未満である場合、合成出力走行中に第２出力が低下したときに車両に発生する減速加速度が所定の許容減速加速度以下になるように第２出力上限を設定する。これにより、合成出力走行中に第２蓄電器の第２出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を、乗員の許容範囲内に軽減することができる。

（３）車両の減速時に乗員が覚える減速感は、車速が速くなるほど大きくなる傾向がある。これに対し本発明に係る制御装置は、車両の速度が速くなるほど許容減速加速度を小さな値に設定する。これにより、合成出力走行中に第２蓄電器の第２出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を、車速によらず軽減することができる。

（４）合成出力走行中に第２出力が低下したときに車両に発生する減速加速度は、車両の速度が低くなるほど大きくなる。これに対し本発明に係る制御装置は、第１出力パラメータが閾値未満でありかつ車両の速度が所定の制限車速以下である場合、第１出力パラメータが閾値より大きい場合よりも、第２出力上限を小さな値に設定する。これにより制限車速以下の低車速域において特に顕著となる減速感を軽減することができる。

（５）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。すなわち本発明に係る制御装置は、容量型である第１蓄電器の第１出力パラメータが閾値未満である場合、第１出力パラメータが閾値より大きい場合よりも、出力型である第２蓄電器の第２出力に対する第２出力上限を小さな値に設定する。これにより容量型である第１蓄電器の第１出力パラメータが閾値未満である場合のみ、すなわち第１蓄電器の残量が閾値に応じた残量未満である場合のみ、出力型である第２蓄電器の第２出力を制限することができる。これにより、車両の乗員に与える減速感を軽減しつつ、車両の航続距離を延ばすことができる。

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。 走行モード設定処理の手順を示すフローチャートである。 ３つの走行モードの電力マネジメント処理のアルゴリズムの相違を説明するための図である。 各速度域において実現される車両の加速度を、第１バッテリの出力電力のみで駆動モータを駆動している場合と、第１バッテリの出力電力と第２バッテリの出力電力との合成電力によって駆動モータを駆動している場合とで比較した図である。 レンジ延長時上限を設定する手順を示すフローチャートである。 車速に基づいて許容減速加速度を決定するマップの一例である。

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。またこの電力回路を操作し、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２と負荷回路４との間の電力の流れ並びに第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２への電力の流れを制御する制御装置は、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。以下では、第１バッテリＢ１の充電率を第１ＳＯＣともいう。第１バッテリＢ１の第１ＳＯＣは、第１バッテリＢ１から出力可能な電力に応じて増減する。従って本実施形態において、第１バッテリＢ１の出力可能な電力に応じて増減する第１ＳＯＣを取得する第１出力パラメータ取得手段は、第１バッテリセンサユニット８１及び第１バッテリＥＣＵ７４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。以下では、第２バッテリＢ２の充電率を第２ＳＯＣともいう。第２バッテリＢ２の第２ＳＯＣは、第２バッテリＢ２から出力可能な電力に応じて増減する。従って本実施形態において、第２バッテリＢ２の出力可能な電力に応じて増減する第２ＳＯＣを取得する第２出力パラメータ取得手段は、第２バッテリセンサユニット８２及び第２バッテリＥＣＵ７５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の第１ＳＯＣ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の第２ＳＯＣ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の第１ＳＯＣ、及び第１バッテリＢ１の第１最大出力等を算出する。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最大出力とは、第１バッテリＢ１の出力性能を示すパラメータであり、第１バッテリＢ１から出力可能な正の電力に対する上限に相当する正の値である。すなわち、第１バッテリＢ１の出力電力を第１最大出力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最大出力以下に制限することが好ましい。第１バッテリＢ１の第１最大出力は、第１ＳＯＣが低くなるほど０へ向けて低下する傾向がある。第１バッテリＢ１の第１最大出力は、第１ＳＯＣ、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の第２ＳＯＣ、及び第２バッテリＢ２の第２最大出力等を算出する。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最大出力とは、第２バッテリＢ２の出力性能を示すパラメータであり、第２バッテリＢ２から出力可能な正の電力に対する上限に相当する正の値である。すなわち、第２バッテリＢ２の出力電力を第２最大出力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最大出力以下に制限することが好ましい。第２バッテリＢ２の第２最大出力は、第２ＳＯＣが低くなるほど０へ向けて低下する傾向がある。第２バッテリＢ２の第２出力リミットは、第２ＳＯＣ、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、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の操作量に基づいて駆動モータＭで発生させる駆動トルクや回生制動トルクに対する運転者要求を取得するとともに、取得した運転者要求に基づいて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。特にマネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭの力行時には、モータ端出力に対する上限であるモータ端出力上限、第１バッテリＢ１の出力電力に対する上限である第１出力上限、及び第２バッテリＢ２の出力電力に対する上限である第２出力上限を設定するとともに、モータ端出力、第１バッテリＢ１の出力電力、及び第２バッテリＢ２の出力電力がこれらモータ端出力上限、第１出力上限、及び第２出力上限を超えないように、トルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する。ここでモータ端出力とは、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へ出力される電力をいう。

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。

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が接続されている。

電源システム１には、マネジメントＥＣＵ７１においてトルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する電力マネジメント処理のアルゴリズム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、航続距離ができるだけ長くなるように走行するレンジ延長モードと、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。また本実施形態では、運転者は、走行モード選択ボタン７７の操作を介して、上記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何れかのみを選択可能な場合について説明する。すなわち以下では、運転者は、走行モード選択ボタン７７の操作を介してレンジ延長モードを積極的に指定できない場合について説明する。

走行モード選択ボタン７７は、オフの状態で運転者によって押圧操作されるとオンに切り替わり、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信号をマネジメントＥＣＵ７１へ送信する。走行モード選択ボタン７７は、オンの状態で運転者によって押圧されるとオフに切り替わり、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信号をマネジメントＥＣＵ７１へ送信する。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。

図３は、マネジメントＥＣＵ７１において、上記３つの走行モード（通常モード、スポーツモード、及びレンジ延長モード）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の手順を示すフローチャートである。この走行モード設定処理は、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。

始めにＳ１では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４から現在の第１バッテリＢ１の第１ＳＯＣを取得し、Ｓ２に移る。

次にＳ２では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１ＳＯＣは所定の残量警告閾値未満であるか否かを判定する。ここで残量警告閾値とは、第１ＳＯＣに対して設定される閾値であり、０％よりもやや大きな値に設定される。

マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合、Ｓ３に移る。Ｓ３では、マネジメントＥＣＵ７１は、図示しない充電警告灯を点灯し、運転者に対し第１バッテリＢ１の外部充電を促すとともに、レンジ延長モードを設定モードとして設定し、図３の走行モード設定処理を終了する。

マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２の判定結果がＮＯである場合、すなわち第１ＳＯＣが残量警告閾値以上である場合、Ｓ４に移る。Ｓ４では、マネジメントＥＣＵ７１は、走行モード選択ボタン７７から送信される信号に基づいて、運転者要求モードを取得し、Ｓ５に移る。

Ｓ５では、マネジメントＥＣＵ７１は、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、Ｓ５の判定結果がＹＥＳである場合、Ｓ６に移り、Ｓ５の判定結果がＮＯである場合、Ｓ７に移る。Ｓ６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３の走行モード設定処理を終了する。またＳ７では、マネジメントＥＣＵ７１は、スポーツモードを設定モードとして設定し、図４の走行モード設定処理を終了する。

以上のようにマネジメントＥＣＵ７１は、第１ＳＯＣが残量警告閾値以上である場合、運転者による要求に応じた走行モードを設定モードとして設定し、第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合、運転者による要求によらずレンジ延長モードを設定モードとして設定する。マネジメントＥＣＵ７１は、以上の手順に従って３つの走行モードの何れかを設定モードとして設定するとともに、設定モード毎に定められた電力マネジメント処理のアルゴリズムに従ってモータＥＣＵ７２に対するトルク指令信号及びコンバータＥＣＵ７３に対する通過電力指令信号を生成する。

図４は、３つの走行モードの電力マネジメント処理のアルゴリズムの相違を説明するための図である。

通常モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、予め定められた通常モード上限をモータ端出力上限として設定し、第１バッテリＥＣＵ７４において逐次算出される第１最大出力を第１出力上限として設定し、第２バッテリＥＣＵ７５において逐次算出される第２最大出力を第２出力上限として設定する。またマネジメントＥＣＵ７１は、モータ端出力、第１バッテリＢ１の出力電力、及び第２バッテリＢ２の出力電力がそれぞれモータ端出力上限、第１出力上限、及び第２出力上限を超えないように、トルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する。

また通常モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、図４に示すように第２バッテリＢ２の第２ＳＯＣを、低ＳＯＣ領域と標準ＳＯＣ領域と高ＳＯＣ領域との３つの領域に分けるとともに、ＳＯＣ領域毎に異なるアルゴリズムに基づいて、通過電力指令信号を生成する。

より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、第２ＳＯＣが高ＳＯＣ領域の範囲内である場合、駆動モータＭの回生時における回生電力を第２バッテリＢ２によって効率的に回収できるようにするため、第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２から優先して電力が出力されるように通過電力指令信号を生成する。これにより第２ＳＯＣは、高ＳＯＣ領域から標準ＳＯＣ領域へ向けて低下するので、第２バッテリＢ２によって回生電力を回収するための容量を確保することができる。

またマネジメントＥＣＵ７１は、第２ＳＯＣが標準ＳＯＣ領域の範囲内である場合、第１バッテリＢ１から出力される電力のみでは不足が生じる場合に、この不足分が第２バッテリＢ２から出力されるように通過電力指令信号を生成する。すなわち、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１から出力される電力のみでは不足が生じる場合に、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合成電力によって駆動モータＭを駆動する合成出力走行（以下、「ブースト走行」という）を行う。また駆動モータＭの回生時には、第１バッテリＢ１よりも優先して第２バッテリＢ２に回生電力が供給されるように通過電力指令信号を生成する。

またマネジメントＥＣＵ７１は、第２ＳＯＣが低ＳＯＣ領域の範囲内である場合、高負荷運転時に第１バッテリＢ１の不足分を第２バッテリＢ２によって補えるようにするため、第１バッテリＢ１から出力される電力又は駆動モータＭから出力される回生電力が積極的に第２バッテリＢ２に供給されるように通過電力指令信号を生成する。これにより第２ＳＯＣは、低ＳＯＣ領域から標準ＳＯＣ領域へ向けて上昇するので、高負荷運転時における第１バッテリＢ１の不足分を補うための容量を確保することができる。

スポーツモードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、通常モード上限よりも大きな値に設定されたスポーツモード上限をモータ端出力上限として設定し、第１バッテリＥＣＵ７４において逐次算出される第１最大出力を第１出力上限として設定し、第２バッテリＥＣＵ７５において逐次算出される第２最大出力を第２出力上限として設定する。またマネジメントＥＣＵ７１は、モータ端出力、第１バッテリＢ１の出力電力、及び第２バッテリＢ２の出力電力がそれぞれモータ端出力上限、第１出力上限、及び第２出力上限を超えないように、トルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する。このようにスポーツモードの下では、モータ端出力上限は通常モードよりも大きな値に設定されることから、高負荷運転時に実現される車両の加速度は通常モードよりも大きい。

またスポーツモードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、出力型である第２バッテリＢ２の出力性能が常に高く維持されるように通過電力指令信号を生成する。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、駆動モータＭの力行時には、第１バッテリＢ１よりも優先して第２バッテリＢ２から電力が出力されるように通過電力指令信号を生成する。すなわちマネジメントＥＣＵ７１は、スポーツモードが設定モードとして設定されている場合、通常モードよりも積極的にブースト走行を行う。またマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の第２ＳＯＣが最大（例えば、１００％）の状態に維持されるように、第１バッテリＢ１から出力される電力又は駆動モータＭから出力される回生電力が積極的に第２バッテリＢ２に供給されるように通過電力指令信号を生成する。これによりスポーツモードの下では、第２バッテリＢ２の出力性能は常に高く維持される。

レンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２に蓄えられている電力を使い切ることにより、航続距離ができるだけ長くなるようにトルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する。なおレンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４において逐次算出される第１最大出力を第１出力上限として設定する。またマネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＥＣＵ７５において逐次算出される第２最大出力以下の範囲内で設定されるレンジ延長時上限を第２出力上限として設定する。またレンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１の出力電力、及び第２バッテリＢ２の出力電力がそれぞれ第１出力上限、及び第２出力上限を超えないように、トルク指令信号及び通過電力指令信号を生成する。なおこのレンジ延長時上限を設定する手順については、後に図６を参照して説明する。

図３を参照して説明したように、マネジメントＥＣＵ７１は、第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合に、レンジ延長モードを設定モードとして設定する。ここで第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合、運転者は、第１バッテリＢ１の外部充電を行うべく、できるだけ速やかに充電ステーションまで車両を走行させる必要がある。しかしながら第１ＳＯＣが残量警告閾値未満まで低下してしまうと、第１バッテリＢ１から出力可能な電力も低下してしまうため、第１バッテリＢ１から出力される電力のみでは、市街地を走行するために必要な電力を確保できなくなってしまうおそれがある。このためレンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＢ１から出力される電力のみでは、市街地を走行するために最低限必要な電力を確保できない場合、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合成電力によって駆動モータＭを駆動するブースト走行を行う。

レンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合、必要に応じてブースト走行を行うことができるようにするため、マネジメントＥＣＵ７１は、スポーツモードと同様に、出力型である第２バッテリＢ２の出力性能が常に高く維持されるように通過電力指令信号を生成する。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、第２バッテリＢ２の第２ＳＯＣが最大（例えば、１００％）の状態に維持されるように、第１バッテリＢ１から出力される電力又は駆動モータＭから出力される回生電力が積極的に第２バッテリＢ２に供給されるように通過電力指令信号を生成する。これによりレンジ延長モードの下では、第２バッテリＢ２の出力性能は、できるだけ高く維持される。

ここで以上のようなレンジ延長モードの下で走行している場合に生じる課題について説明する。

図５は、各速度域において実現される車両の加速度を、第１バッテリＢ１の出力電力のみで駆動モータＭを駆動している場合（実線参照）と、第１バッテリＢ１の出力電力と第２バッテリＢ２の出力電力との合成電力によって駆動モータＭを駆動している場合（破線参照）とで比較した図である。

図５に示すように、第１及び第２バッテリの合成電力によって駆動モータを駆動している場合、第１バッテリの出力電力のみによって駆動モータを駆動している場合よりも、実現される加速度は大きい。また車両において実現される加速度は、車速が遅くなるほど大きくなる。このため、第１及び第２バッテリの合成電力によって実現される加速度と、第１バッテリの出力電力のみによって実現される加速度との差は、車速が遅くなるほど大きくなる。このため、ブースト走行中に何らかの理由によって第２バッテリＢ２の出力電力が０まで低下した時に、車両に発生する減速加速度、すなわち車両の乗員が感じる減速感は、特に低車速域において大きい。また図３を参照して説明したように、第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合、すなわち第１バッテリＢ１の出力性能が低下している場合にレンジ延長モードが設定モードとして設定されることから、第２バッテリＢ２の故障時に車両の乗員が感じる減速感は、特にレンジ延長モードにおいて顕著となる。そこでマネジメントＥＣＵ７１は、レンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合には、第２バッテリＢ２の異常発生時に車両の乗員に対し大きな減速感を与えないように、図６を参照して説明する手順に従ってレンジ延長時上限を設定する。

図６は、マネジメントＥＣＵ７１において、レンジ延長時上限Ｐ２ｅｘｔ［ｋＷ］を設定するレンジ延長時上限設定処理の手順を示すフローチャートである。このレンジ延長時上限設定処理は、レンジ延長モードが設定モードとして設定されている場合に、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Ｓ１１では、マネジメントＥＣＵ７１は、図示しない車速センサの検出信号に基づいて現在の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を取得し、Ｓ１２に移る。

次にＳ１２では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ１１において取得した車速Ｖに基づいて、例えば図７に示すマップを検索することによって許容減速加速度ΔＧ［Ｇ］を算出し、Ｓ１３に移る。なお本実施形態では、許容減速加速度ΔＧは標準重力単位［Ｇ］の値とする。すなわち、１［Ｇ］＝９．８［ｍ／ｓ^２］である。また許容減速加速度とは、図５を参照して説明したように、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０となった場合に車両に生じる減速加速度に対する上限に相当し、車両の乗員に違和感が無い程度の大きさに設定される。

図７は、車速Ｖに基づいて許容減速加速度ΔＧを決定するマップの一例である。図７に示すマップの例によれば、許容減速加速度ΔＧは、車速Ｖが速くなるほど小さな値に設定される。

図６に戻り、Ｓ１３では、マネジメントＥＣＵ７１は、車両基本情報に基づいて、許容減速加速度ΔＧ［Ｇ］を駆動力差ΔＤ［Ｎ］に変換し、Ｓ１４に移る。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、車両重量Ｍｖ［ｋｇ］と回転部等価慣性重量Ｍｒ［ｋｇ］とを車両基本情報として取得し、下記式（１）に基づいて許容減速加速度ΔＧを駆動力差ΔＤに変換する。なお下記式（１）における車両等価慣性重量Ｍｔｏｔ［ｋｇ］は、車両重量Ｍｖと回転部等価慣性重量Ｍｒとを合算することによって算出される（Ｍｔｏｔ＝Ｍｖ＋Ｍｒ）。
ΔＤ＝Ｍｔｏｔ×ΔＧ×９．８ （１）

Ｓ１４では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１バッテリＥＣＵ７４及び第２バッテリＥＣＵ７５から、第１バッテリＢ１の第１最大出力Ｐ１ｍａｘ［ｋＷ］及び第２バッテリＢ２の第２最大出力Ｐ２ｍａｘ［ｋＷ］を取得し、Ｓ１５に移る。

Ｓ１５では、マネジメントＥＣＵ７１は、下記式（２）に示すように、第１最大出力Ｐ１ｍａｘと第２最大出力Ｐ２ｍａｘとを合算することによって最大合成出力Ｐｍａｘ［ｋＷ］を算出し、Ｓ１６に移る。
Ｐｍａｘ＝Ｐ１ｍａｘ＋Ｐ２ｍａｘ （２）

Ｓ１６では、マネジメントＥＣＵ７１は、第１最大出力Ｐ１ｍａｘと、最大合成出力Ｐｍａｘと、駆動力差ΔＤと、に基づいて、下記式（３）に従って制限車速Ｖｌｉｍ［ｋｍ／ｈ］を算出する。ここで下記式（３）に従って算出される制限車速Ｖｌｉｍとは、最大合成出力をモータ端出力とするブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０となった場合に発生する駆動力減少分が上記駆動力差ΔＤと等しくなる車速に相当する。
Ｖｌｉｍ＝（Ｐｍａｘ－Ｐ１ｍａｘ）×３６００／ΔＤ （３）

すなわち車速が制限車速Ｖｌｉｍより大きい場合、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０になったときにおける駆動力減少分は、駆動力差ΔＤ未満である。換言すれば、車速が制限車速Ｖｌｉｍより大きい場合、第２バッテリＢ２の出力電力が０になったときに車両に生じる減速加速度は、上記許容減速加速度ΔＧ未満である（図５参照）。

これに対し車速が制限車速Ｖｌｉｍ以下である場合、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０になったときにおける駆動力減少分は、駆動力差ΔＤ以上になる場合がある。換言すれば、車速が制限車速Ｖｌｉｍ以下である場合、第２バッテリＢ２の出力電力が０になったときに車両に生じる減速加速度は、上記許容減速加速度ΔＧ以上になる場合がある（図５参照）。

Ｓ１７では、マネジメントＥＣＵ７１は、最大合成出力Ｐｍａｘと、制限車速Ｖｌｉｍと、に基づいて、下記式（４）に従って暫定最大駆動力Ｄｍａｘ＿ｔｅｍｐ［Ｎ］を算出する。ここで下記式（４）に従って算出される暫定最大駆動力Ｄｍａｘ＿ｔｅｍｐとは、車速Ｖが制限車速Ｖｌｉｍ以下の低車速域において、第２バッテリＢ２の出力電力が０となったときに車両に生じる減速加速度が許容減速加速度ΔＧと等しくなる駆動力に相当する。
Ｄｍａｘ＿ｔｅｍｐ＝Ｐｍａｘ×３６００／Ｖｌｉｍ （４）

Ｓ１８では、マネジメントＥＣＵ７１は、必要最低駆動力Ｄｍｉｎ［Ｎ］を取得し、Ｓ１９に移る。ここで必要最低駆動力Ｄｍｉｎとは、レンジ延長モードの下で走行している場合において、最低限必要とする駆動力に相当する。上述のようにレンジ延長モードの下では、運転者は、第１バッテリＢ１の外部充電を行うべく、最寄りの充電ステーションまで車両を走行させる必要がある。この際、車両が例えば坂道の多い市街地を走行している場合、駆動力を制限しすぎてしまうと、市街地を走行しきれず充電ステーションまでたどり着けなくなってしまう場合がある。そこでマネジメントＥＣＵ７１は、例えば車両の現在位置に基づいて必要最低駆動力Ｄｍｉｎを取得する。

Ｓ１９では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ１７で算出した暫定最大駆動力Ｄｍａｘ＿ｔｅｍｐとＳ１８で取得した必要最低駆動力Ｄｍｉｎとを比較し、何れか大きい方を最大駆動力Ｄｍａｘ［Ｎ］として算出する。

Ｓ２０では、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ１１で取得した現在の車速Ｖは、Ｓ１６で算出した制限車速Ｖｌｉｍ以下であるか否かを判定する。

Ｓ２０の判定結果がＮＯである場合、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２１に移り、Ｓ１４で取得した第２最大出力Ｐ２ｍａｘをレンジ延長時上限Ｐ２ｅｘｔとして設定し（Ｐ２ｅｘｔ＝Ｐ２ｍａｘ）、図６に示す処理を終了する。

Ｓ２０の判定結果がＹＥＳである場合、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ２２に移り、ブースト走行時における駆動力がＳ１９で算出した最大駆動力Ｄｍａｘ以下になるように第２バッテリＢ２の出力電力を制限するべく、レンジ延長時上限Ｐ２ｅｘｔを第２最大出力Ｐ２ｍａｘ未満の値に設定し、図６に示す処理を終了する。より具体的には、マネジメントＥＣＵ７１は、Ｓ１１で取得した車速Ｖと、Ｓ１９で算出した最大駆動力Ｄｍａｘと、Ｓ１４で取得した第１最大出力Ｐ１ｍａｘと、に基づいて、下記式（５）に従ってレンジ延長時上限Ｐ２ｅｘｔを設定する。ここで下記式（５）に従ってレンジ延長時上限Ｐ２ｅｘｔを第２最大出力Ｐ２ｍａｘ未満の値に設定することにより、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０まで低下したときに車両に発生する減速加速度を、許容減速加速度ΔＧ以下にすることができる。
Ｐ２ｅｘｔ＝（Ｖ×Ｄｍａｘ）／３６００－Ｐ１ｍａｘ （５）

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）第１バッテリＢ１と第２バッテリＢ２の合成出力によって駆動モータＭを駆動するブースト走行中に、第２バッテリＢ２の出力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感は、駆動モータＭに出力される電力のうち第２バッテリＢ２の出力分の占める割合が大きくなるほど、すなわち第１バッテリＢ１の第１ＳＯＣが小さくなるほど大きくなる傾向がある。これに対しマネジメントＥＣＵ７１は、ブースト走行時における第２バッテリＢ２の出力電力を第２出力上限以下に制限するとともに、第１ＳＯＣが残量警告閾値以上である場合（すなわち、設定モードが通常モード又はスポーツモードである場合）、第２出力上限を第２バッテリＢ２の第２最大出力に設定し、第１ＳＯＣが残量警告閾値より小さい場合（すなわち、設定モードがレンジ延長モードである場合）、第２出力上限を第２最大出力より小さなレンジ延長時上限に設定する。これにより、第１ＳＯＣが残量警告閾値より小さい場合、すなわち上述のように第２バッテリＢ２の不具合の発生時における乗員の減速感が顕著となる場合には、第２バッテリＢ２の第２出力上限を第２最大出力より小さなレンジ延長時上限に設定し、第２バッテリＢ２の出力電力を制限することができる。これによりブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を軽減することができる。

（２）マネジメントＥＣＵ７１は、ブースト走行時でありかつ第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合（すなわち、設定モードがレンジ延長モードである場合）、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０まで低下したときに車両に発生する減速加速度が所定の許容減速加速度ΔＧ以下になるようにレンジ延長時上限を設定する。これにより、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を、乗員の許容範囲内に軽減することができる。

（３）車両の減速時に乗員が覚える減速感は、車速が速くなるほど大きくなる傾向がある。これに対しマネジメントＥＣＵ７１は、車両の速度が速くなるほど許容減速加速度ΔＧを小さな値に設定する。これにより、ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が大きく低下した場合に、車両の乗員に与える減速感を、車速によらず軽減することができる。

（４）ブースト走行中に第２バッテリＢ２の出力電力が０まで低下したときに車両に発生する減速加速度は、車速が低くなるほど大きくなる。これに対しマネジメントＥＣＵ７１は、第１ＳＯＣが残量警告閾値未満でありかつ車速Ｖが制限車速Ｖｌｉｍ以下である場合（すなわち、設定モードがレンジ延長モードでありかつ低車速域である場合）、レンジ延長時上限を第２最大出力より小さな値に設定する。これにより制限車速Ｖｌｉｍ以下の低車速域において特に顕著となる減速感を軽減することができる。

（５）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。すなわちマネジメントＥＣＵ７１は、容量型である第１バッテリＢ１の第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合、第１ＳＯＣが残量警告閾値より大きい場合よりも、出力型である第２バッテリＢ２の出力電力に対する第２出力上限を小さな値に設定する。これにより容量型である第１バッテリＢ１の第１ＳＯＣが残量警告閾値未満である場合のみ、出力型である第２バッテリＢ２の出力電力を制限することができる。これにより、車両の乗員に与える減速感を軽減しつつ、車両の航続距離を延ばすことができる。

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。

Ｖ…車両
Ｗ…駆動輪
Ｍ…駆動モータ（回転電機）
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
５…電圧変換器（電力回路）
７…電子制御ユニット群（制御装置）
７１…マネジメントＥＣＵ（制御装置）
７２…モータＥＣＵ（制御装置）
７３…コンバータＥＣＵ（制御装置）
７４…第１バッテリＥＣＵ（第１出力パラメータ取得手段）
７５…第２バッテリＥＣＵ
８１…第１バッテリセンサユニット（第１出力パラメータ取得手段）
８２…第２バッテリセンサユニット

Claims (5)

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、
   前記電力回路を操作し、前記第１及び第２蓄電器と前記回転電機との間の電力の授受を制御する制御装置と、
   前記第１蓄電器の充電率である第１充電率を取得する第１充電率取得手段と、を備える電源システムであって、
   前記制御装置は、前記第１及び第２蓄電器の合成出力によって前記回転電機を駆動する合成出力走行時には、前記第２蓄電器の出力電力である第２出力を所定の第２出力上限以下に制限するとともに、前記第１充電率が所定の閾値未満である場合、前記第１充電率が前記閾値より大きい場合よりも、前記第２出力上限を小さな値に設定することを特徴とする電源システム。
2. 前記制御装置は、前記合成出力走行時でありかつ前記第１充電率が前記閾値未満である場合、前記合成出力走行中に前記第２出力が低下したときに前記車両に発生する減速加速度が所定の許容減速加速度以下になるように前記第２出力上限を設定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. 前記制御装置は、前記車両の速度が速くなるほど前記許容減速加速度を小さな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
4. 前記制御装置は、前記第１充電率が前記閾値未満でありかつ前記車両の速度が所定の制限車速以下である場合、前記第１充電率が前記閾値より大きい場合よりも、前記第２出力上限を小さな値に設定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電源システム。
5. 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から４の何れかに記載の電源システム。

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