JPH1066267A - 電動車両 - Google Patents

電動車両

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JPH1066267A
JPH1066267A JP8221420A JP22142096A JPH1066267A JP H1066267 A JPH1066267 A JP H1066267A JP 8221420 A JP8221420 A JP 8221420A JP 22142096 A JP22142096 A JP 22142096A JP H1066267 A JPH1066267 A JP H1066267A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均等充電用の充電器やリフレッシュ放電用の
放電器を不要にする。 【解決手段】 電池回路１２内に双方向昇圧コンバータ
４４を設ける。メインコンタクタＳＭをオフさせること
により電池ブロックＡ及びＢの間の接続を開くととも
に、コンタクタＳ１及びＳ２をオンさせることにより双
方向昇圧コンバータのａｂ端子間に電池ブロックＡを、
ｃｄ端子間に電池ブロックＢを接続する。電池ブロック
Ａの出力を昇圧して電池ブロックＢを充電することによ
り電池ブロックＡのリフレッシュ放電又は電池ブロック
Ｂの均等充電を実行する。双方向昇圧コンバータ４４に
よる昇圧の方向を変えて、電池ブロックＡの均等充電及
び電池ブロックＢのリフレッシュ放電を実行する。昇圧
方向を再度変えて、電池ブロックＡ及びＢのＳＯＣをバ
ランスさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池及び車両走行
用モータ／ジェネレ−タを搭載する電動車両、例えば電
気車、電気自動車等の電動車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動車両をその車両走行用モータにて推
進するには、当該モータに十分な駆動電力を供給可能な
電力源が必要である。純粋な電気自動車では、この電力
源として鉛電池等の二次電池が使用されている。また、
いわゆるハイブリッド車では、二次電池と共に、エンジ
ン駆動発電機、太陽電池、燃料電池等の電力源が併用さ
れる場合もある（特開平５−１９９６０９号参照）。い
ずれにしても、一般に大出力が必要な車両走行用モータ
を駆動するには一般に例えば直流２５０Ｖといった比較
的高い電圧の電源が必要であり、このような高電圧を実
現するには複数の電池を直列接続した状態で使用する必
要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
複数の電池を直列接続した状態で使用するときには、各
電池の間に不均等な状態（電極状態、ひいては起電力）
が発生しひいては電池寿命が損なわれるのを防ぐため、
一般に均等充電、リフレッシュ放電等の処置を採る。こ
こでいう均等充電とは、複数の電池の直列接続体をやや
過充電気味なレベルまで充電する処理であり、リフレッ
シュ放電とは、逆にほぼ完全に放電する処理であり、共
に各電池間の状態が揃うような方法で行われる。従来の
電動車両には、均等充電やリフレッシュ放電の際に充電
器や放電器を接続する操作が必要であるという問題があ
った。
【０００４】この問題は、各種の電動車両の中でもハイ
ブリッド車において特に顕著になる。即ち、ハイブリッ
ド車は、エンジン駆動発電機等他の電力源の電気出力に
て電池を充電可能（シリーズハイブリッド車等の場合）
又はエンジンと駆動輪との間に配設された発電機の電気
出力にて電池を充電可能（パラレルハイブリッド車等の
場合）な車両であるから、原理上は、車両走行のために
電池を充電する必要がなく、従って充電器等を格別設け
る必要がないはずである。それにもかかわらず、低頻度
ではあっても必ず実行しなければならない均等充電やリ
フレッシュ放電のため、充電器や放電器を車両に搭載し
あるいは充電用及び放電用の車外設備を設けなければな
らなかった。このため、従来は、上述の操作の煩わしさ
のみならず、高い実施コスト（充放電スタンドの設置費
用等）や使用場所の制約（充放電スタンドを備えたガレ
ージの必要等）を余儀なくされていた。
【０００５】本発明の第１の目的は、電動車両に搭載さ
れる電池の周辺回路に改良を施すことにより、均等充電
やリフレッシュ放電のための大きな装置又は設備を車両
に搭載し又は車外に設ける必要をなくし、これにより均
等充電やリフレッシュ放電のための充放電操作の煩わし
さからユーザを解放することにある。本発明の第２の目
的は、上述の第１の目的を特にハイブリッド車において
達成することにより、実施コストの低減や使用場所制約
の緩和を実現し、これにより、ハイブリッド車を普及さ
せる上での支障を排除することにある。本発明の第３の
目的は、本発明に従い改良された電池周辺回路を援用す
ることにより、車両の走行に当たって、できるだけ、そ
の充電状態（ＳＯＣ）が互いに実質的にバランスした複
数の電池を使用可能にすることにある。本発明の第４の
目的は、均等充電又はリフレッシュ放電の実行に関する
ユーザの意向を反映させることにより、均等充電又はリ
フレッシュ放電の過程で、複数の電池相互の間に顕著な
アンバランスが発生している状態で車両を走行させてし
まう状況をできるだけ発生させないようにすることにあ
る。本発明の第５の目的は、電池のＳＯＣの管理を電池
の充放電制御とリンクさせることにより、均等充電やリ
フレッシュ放電に必要な時間を短縮し、また走行開始当
初に発生していた電池間アンバランスを早期に低減乃至
解消させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成に係る電動車両は、各々
起電力を有する複数の電池ブロックを含む電池ブロック
群と、上記複数の電池ブロックの直列接続体との間で電
力を授受する車両走行用モータ／ジェネレ−タと、上記
電池ブロック群に関し所定の均等充電実行条件又はリフ
レッシュ放電実行条件が成立しているか否かを判定する
手段と、車両走行用モータ／ジェネレ−タとの間で電力
を授受する必要がないときに、上記成立を条件として電
池ブロックから他の電池ブロックへの強制的な電荷移転
を上記複数の電池ブロック各々について順に実行するこ
とにより、各電池ブロックを、所定の均等充電時ＳＯＣ
又はリフレッシュ放電時ＳＯＣを目標として均等充電又
はリフレッシュ放電させる手段と、を搭載することを特
徴とする。
【０００７】本構成においては、均等充電実行条件又は
リフレッシュ放電実行条件が成立したか否かが判定さ
れ、当該条件が成立しているときには、車両走行用モー
タ／ジェネレ−タとの間で電力を授受する必要が無くな
るのを待って、複数の電池ブロック間での強制的な電荷
移転、すなわちある電池ブロックの放電電力を昇圧等し
て強制的に他の電池ブロックに充電する処理が実行され
る。かかる強制的な電荷移転は、所定の均等充電時ＳＯ
Ｃ又はリフレッシュ放電時ＳＯＣを目標として、また複
数の電池ブロック各々について、実行される。このよう
に、電池ブロック間強制電荷移転により均等充電又はリ
フレッシュ放電が実現されるため、本構成においては、
均等充電やリフレッシュ放電のための大きな装置又は設
備を車両に搭載し又は車外に設ける必要がなくなり、均
等充電やリフレッシュ放電のための充放電操作の煩わし
さからユーザが解放される。また、従来の均等充電用又
はリフレッシュ放電用装置又は設備に代えて設ける必要
が生じるのは昇圧器、コンタクタ等の比較的コンパクト
かつ安価な部材であり、新たな使用場所制約や顕著なコ
ストアップが生じることもない。
【０００８】なお、ここでいう均等充電実行条件やリフ
レッシュ放電実行条件とは、各電池又は電池ブロック間
の電圧アンバランスが所定レベルを上回ったこと、前回
の均等充電又はリフレッシュ放電からの経過時間が所定
時間を越えたこと等の条件である。均等充電時ＳＯＣや
リフレッシュ放電時ＳＯＣとは、各々、１００％をやや
上回る値や約０％の値である。
【０００９】本発明の第２の構成に係る電動車両は、第
１の構成において、上記複数の電池ブロックに関し均等
充電又はリフレッシュ充電が終了した後に、電池ブロッ
クから他の電池ブロックへの強制的な電荷移転を上記複
数の電池ブロック各々について順に実行することによ
り、各電池ブロック間のＳＯＣの有意差を解消させる手
段を搭載することを特徴とする。また、本発明の第３の
構成に係る電動車両は、第１又は第２の構成において、
車両走行用モータ／ジェネレ−タとの電力の授受の必要
性が失われたとき又は車両走行用モータ／ジェネレ−タ
との電力の授受を一時的に休止する余地が生じたとき
に、電池ブロックから他の電池ブロックへの強制的な電
荷移転を上記複数の電池ブロック各々について順に実行
することにより、車両走行中に存在していた各電池ブロ
ック間のＳＯＣの有意差を解消させる手段を搭載するこ
とを特徴とする。
【００１０】これら第２及び第３の構成においては、第
１の構成にて均等充電又はリフレッシュ放電のために用
いていた強制的な電荷移転のための回路・装置を利用
し、ＳＯＣを電池ブロック間でバランスさせているた
め、格別な回路・装置の追加や実施コストの増大を招く
ことなく、電池ブロック間のＳＯＣアンバランスを原因
とする問題点、例えば走行中における過充電（回生によ
るものや、ハイブリッド車における他の電力源からの電
力によるものを含む）や過放電の発生ひいては電池寿命
の短縮が、防止される。
【００１１】また、第２の構成において電池ブロック間
のＳＯＣアンバランスを解消させる処理が実行されるタ
イミングは、電池ブロック間強制電荷移転による均等充
電又はリフレッシュ放電の後である。このタイミングに
て上述の処理を実行することにより、電池ブロック間強
制電荷移転による均等充電やリフレッシュ放電が行われ
たにもかかわらず、大概の場合、電池ブロック間でＳＯ
Ｃが互いに実質的にバランスした状態で、車両の走行が
開始される。しかし、何等かの理由で、電池ブロック間
強制電荷移転による均等充電やリフレッシュ放電（第１
の構成）が中断されたときや、電池ブロック間強制電荷
移転によるＳＯＣアンバランス解消処理（第２の構成）
が中断されたときには、車両走行開始時に電池ブロック
間のＳＯＣアンバランス即ち電池寿命維持の上で無視す
ることができない有意差が残る。第３の構成において
は、かかる状況に対処すべく、車両走行用モータ／ジェ
ネレ−タとの電力の授受の必要性が失われたとき（例え
ば車両操縦者がイグニッションキーをオフしたとき）又
は車両走行用モータ／ジェネレ−タとの電力の授受を一
時的に休止する余地が生じたとき（例えばシフトレバー
がニュートラルやパーキングのポジションに投入された
とき）に、電池ブロック間のＳＯＣアンバランスを解消
させる処理が実行される。このようなタイミングにて電
池ブロック間強制電荷移転が実行されるため、第３の構
成においては、車両走行に支障を発生させることなく各
電池ブロック間のＳＯＣの有意差が早期に解消される。
【００１２】本発明の第４の構成に係る電動車両は、第
１の構成において、均等充電又はリフレッシュ充電を実
行するのに先立ち当該実行に必要な時間を乗員に通知し
当該実行に関し許可を求める手段と、均等充電又はリフ
レッシュ充電を、許可が得られた場合には実行させ、得
られなかった場合には禁止する手段と、を搭載すること
を特徴とする。本構成においては、均等充電又はリフレ
ッシュ放電の実行に関する乗員の意向に応じ、均等充電
又はリフレッシュ充電の実行が許可又は禁止される。従
って、短時間の停車であるにもかかわらず均等充電やリ
フレッシュ放電が実行され従って車両走行再開時に電池
ブロック間にＳＯＣの有意差が残ってしまう、といった
状況、ひいては電池の過充電及び過放電が生じにくくな
り、電池寿命の延長が実現される。
【００１３】本発明の第５の構成に係る電動車両は、第
１の構成において、上記直列接続体にその出力を供給す
る可変出力電力源と、車両走行用モータ／ジェネレ−タ
との間で電力を授受する必要があるときに、上記直列接
続体のＳＯＣが目標範囲内に存し続けるよう上記可変出
力電力源の出力を制御する手段と、上記可変出力電力源
の出力が制御されているときに、上記成立を条件とし
て、均等充電時ＳＯＣ又はリフレッシュ放電時ＳＯＣに
近接した範囲を占めるよう上記目標範囲を設定する手段
と、を搭載することを特徴とする。また、本発明の第６
の構成に係る電動車両は、第１の構成において、上記直
列接続体にその出力を供給する可変出力電力源と、車両
走行用モータ／ジェネレ−タとの間で電力を授受する必
要があるときに、上記直列接続体の充電状態が目標範囲
内に存し続けるよう上記可変出力電力源の出力を制御す
る手段と、上記複数の電池ブロックのＳＯＣの間に有意
差が存在しているときに、上記複数の電池ブロックのＳ
ＯＣの平均的レベルに相当するＳＯＣを含む微小な範囲
となるよう、上記目標範囲を設定する手段と、を搭載す
ることを特徴とする。
【００１４】第５及び第６の構成においては、前述した
第１の構成が、電池を可変出力電力源の出力にて充電す
るハイブリッド車に適用されるため、均等充電やリフレ
ッシュ放電のみのために充電又は放電用の装置又は設備
を車内又は車外に設ける必要は無くなる。その結果、実
施コストの低減や使用場所制約の緩和が実現され、ハイ
ブリッド車を普及させる上での支障が排除される。ま
た、第５及び第６の構成の適用対象たる電動車両におい
ては、可変出力電力源（例えばエンジン駆動発電機）の
出力の制御によって、目標範囲内に保たれるよう、電池
ブロックの直列接続体全体のＳＯＣが管理される。第５
及び第６の構成においては、このＳＯＣ管理を充放電制
御とリンクさせる。
【００１５】まず、第５の構成においては、均等充電実
行条件又はリフレッシュ放電実行条件が成立していると
きに、通常の目標範囲と異なる範囲内に保たれるよう、
直列接続体全体のＳＯＣが管理される。即ち、車両走行
中のＳＯＣ目標範囲が、均等充電が必要なときには均等
充電時ＳＯＣ（即ち均等充電時のＳＯＣの目標）に比較
的近い範囲を占めるよう、逆にリフレッシュ放電が必要
なときにはリフレッシュ放電時ＳＯＣ（即ちリフレッシ
ュ放電時のＳＯＣの目標）に比較的近い範囲を占めるよ
う、それぞれ設定される。このように、電池のＳＯＣの
管理を電池の充放電制御とリンクさせることにより、均
等充電やリフレッシュ放電に必要な時間が短縮される。
次に、第６の構成においては、電池ブロック間ＳＯＣ有
意差が存在しているときに、ＳＯＣの高い電池ブロック
が過充電になったりＳＯＣの低い電池ブロックが過放電
になったりしないよう、ＳＯＣの目標範囲が微小な範囲
に制限される。その結果、車両走行開始時点で或いは車
両走行中のある時点で電池ブロックのＳＯＣの間に有意
差が生じていたとしても、各電池ブロックの過充電・過
放電による電池の損傷を防止することができる。加え
て、第６の構成を第３の構成と組み合わせることによ
り、例えば、均等充電の中断によって生じたアンバラン
スを走行中のＳＯＣ管理及びニュートラル時の電荷移転
操作にて早期に解消する、といった制御が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。
【００１７】（１）システム構成 図１に、本発明の一実施形態に係りシリーズハイブリッ
ド車として構成された電動車両の概略システム構成を示
す。この図の車両は、エンジン駆動発電機１０及び電池
回路１２から得られる電力にてモータ１４を駆動し、モ
ータ１４の出力トルクを駆動輪１６に供給するシステム
構成を有している。エンジン駆動発電機１０は、その軸
が互いに機械的に連結されたエンジン１８及びモータ／
ジェネレータ２０から構成されており、モータ／ジェネ
レータ２０は、エンジン１８によって回転駆動される発
電機（ジェネレータ）としても、またエンジン１８にト
ルクを付与するモータとしても、動作させることができ
る。更に、効率確保等の目的で、モータ／ジェネレータ
２０や車両走行用のモータ１４としては、三相交流機が
使用されている。これらモータ／ジェネレータ２０やモ
ータ１４を直流電源たる電池回路１２と接続するため、
またこれらの出力トルク等を制御可能にするため、モー
タ／ジェネレータ２０と電池回路１２の間及び電池回路
１２とモータ１４の間にはインバータ２２及び２４がそ
れぞれ設けられている。
【００１８】このシステム構成下では、従って、純粋な
電気自動車と同様、電池回路１２の放電出力をインバー
タ２４にて三相交流に変換しモータ１４を駆動すること
ができ、またモータ１４により回生される制動エネルギ
をインバータ２４にて直流に変換し電池回路１２に供給
することができる。また、エンジン１８を運転しモータ
／ジェネレータ２０を発電機として動作させることによ
り得られる電力を、インバータ２２にて直流へ変換しイ
ンバータ２４にて三相交流に戻してモータ１４に供給す
ることができるため、電池回路１２の充放電を伴うこと
なく（即ち電池回路１２中の電池のＳＯＣの変動を伴う
ことなく）、車両を推進することができる。モータ／ジ
ェネレータ２０の発電出力（厳密にはインバータ２２の
直流出力）は、電池回路１２中の電池の充電にも使用す
ることができる。加えて、電池回路１２の放電出力をイ
ンバータ２２にて三相交流に変換し得られた電力にてモ
ータ／ジェネレータ２０をモータとして動作させること
により、エンジン１８を始動することができる。
【００１９】これらのコンポーネントを制御するため、
本実施形態では、ＥＣＵ（電子制御ユニット）と呼ばれ
る制御デバイスを２種類用いている。そのうちＨＶＥＣ
Ｕ２６は、少なくともイグニッションスイッチ（ＩＧ）
がオンしている間、モータ１４やエンジン１８の出力等
を制御する役割を有している。即ち、ＨＶＥＣＵ２６
は、インバータ２２におけるスイッチング動作を制御す
ることにより、モータ１４を駆動しかつ電池回路１２中
の電池のＳＯＣを目標範囲内に保つのに必要な電力をモ
ータ／ジェネレータ２０にて発電させ、あるいはエンジ
ン１８を始動するのに必要なトルクをモータ／ジェネレ
ータ２０から出力させる。ＨＶＥＣＵ２６は、また、イ
ンバータ２４におけるスイッチング動作を制御すること
により、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバ
ー等の操作に応じたトルクをモータ１４から出力させ
る。ＨＶＥＣＵ２６は、インバータ２２及び２４を制御
するため、またエンジン１８の回転数を所定の高効率領
域内に維持するため、回転センサ２８及び３０にてそれ
ぞれモータ１４及びモータ／ジェネレータ２０のロータ
角度位置乃至回転数を検出し、参照する。ＨＶＥＣＵ２
６は、このような制御を、電池管理ＥＣＵ３２との間で
信号を授受しながら実行する。電池管理ＥＣＵ３２は、
ＩＧがオンしている間及びＩＧがオフした後しばらくの
間、電池回路１２中の電池の充放電電流、電圧、温度等
を検出し、ＳＯＣを求め、必要な情報をＨＶＥＣＵ２６
に供給しまた表示器上に表示させる。
【００２０】図２に、ＨＶＥＣＵ２６及び電池管理ＥＣ
Ｕ３２周辺のより詳細な構成を示す。図中符号３４で示
されているのは車載の電気的補機のうち比較的弱電力の
ものにその駆動電力を供給する補機電池であり、ＨＶＥ
ＣＵ２６及び電池管理ＥＣＵ３２もこの補機電池３４か
ら電源の供給を受ける。補機電池３４からＨＶＥＣＵ２
６及び電池管理ＥＣＵ３２への電源供給経路上には、車
両操縦者により操作されるＩＧや電流方向を規制するダ
イオードＤ３又はＤ４が設けられており、ＩＧがオンす
るとＨＶＥＣＵ２６及び電池管理ＥＣＵ３２への電源供
給が始まり、オフすると断たれる。但し、ＨＶＥＣＵ２
６及び電池管理ＥＣＵ３２には各々電源保持用の自励式
コンタクタＳ３及びＳ４が付設されており、コンタクタ
Ｓ３及びＳ４の励磁コイルはＨＶＥＣＵ２６及び電池管
理ＥＣＵ３２に内蔵されるトランジスタＱ３及びＱ４に
て駆動されている。従って、ＨＶＥＣＵ２６及び電池管
理ＥＣＵ３２は、予め自己の内部のトランジスタＱ３及
びＱ４をオンさせ対応するコンタクタＳ３及びＳ４に通
電させておくことにより、ＩＧオフ後も電源供給を引き
続き受けることができる。
【００２１】電池管理ＥＣＵ３２には、更に、表示器３
６及びスイッチＳＷが付設されている。表示器３６は車
両操縦者等に対し均等充電／リフレッシュ放電の必要や
その所要時間を報知する手段である。電池管理ＥＣＵ３
２は、均等充電が必要な状態であると判断したときＩＧ
オフ等を待って表示器３６上の均等表示部３８を点灯さ
せ、リフレッシュ放電が必要な状態であると判断したと
きＩＧオフ等を待って表示器３６上のリフレッシュ表示
部４０を点灯させる。また、いずれの場合も、表示器３
６上の時間表示部４２上に所要時間を表示させる。車両
操縦者等は、時間表示部４２に表示されている所要時間
を停車予定時間等と比較し、“停車している間（ＩＧを
オフしている間）に均等充電やリフレッシュ放電を終了
できる”と判断したときに、スイッチＳＷの操作にて電
池管理ＥＣＵ３２に均等充電やリフレッシュ放電の開始
を指令する。
【００２２】図３に、電池回路１２の内部構成を示す。
電池回路１２内には多数の電池例えば鉛電池やニッケル
水素電池が設けられており、これら多数の電池はいずれ
も複数の電池の直列接続体である２個の電池ブロックＡ
及びＢのいずれかに属している。電池ブロックＡ及びＢ
の間（図では電池ブロックＡの負側端と電池ブロックＢ
の正側端の間）にはコンタクタＳＭが設けられており、
通常は、このコンタクタＳＭはオン状態で保持されてい
る。コンタクタＳＭがオンしているときには他の２個の
コンタクタＳ１及びＳ２はオフ状態に保持される。従っ
て、通常は、電池ブロックＡ及びＢの直列接続体即ち全
ての電池の直列接続体が形成されている。この直列接続
体は、インバータ２２及び２４の直流端子間に接続され
る。
【００２３】電池回路１２内には、更に、双方向昇圧コ
ンバータ４４が設けられている。双方向昇圧コンバータ
４４は、図４に示されているように、端子ａからｃへと
電流が流れるよう電流方向を規制するダイオードＤ１、
ダイオードＤ１のアノードへの電圧印加をオン／オフす
るためのトランジスタＱ１、このオン／オフに伴いエネ
ルギを蓄積するリアクトルＬ１、並びにａｂ→ｃｄ方向
昇圧時にオンしｃｄ→ａｂ方向昇圧時にオフするコンタ
クタ（又は半導体スイッチ）Ｓ５を有しており、端子ａ
ｂ間に印加された電圧はトランジスタＱ１のオン／オフ
及びこれに伴うリアクトルＬ１へのエネルギ蓄積によっ
て昇圧され、端子ｃｄ間に現れる。図３に示されるよう
に、端子ａ及びｂは電池ブロックＡの正負各端に、端子
ｃ及びｄは電池ブロックＢの正負各端に、それぞれ接続
されている。従って、コンタクタＳＭがオフしておりか
つ端子ｂ及びｃと対応する電池ブロックの間のコンタク
タＳ１及びＳ２がオンしているときには、トランジスタ
Ｑ１のオン／オフの繰返しによって、電池ブロックＡの
両端電圧を昇圧して電池ブロックＢの両端に印加させる
ことができ、従って電池ブロックＡに属する電池の電荷
を電池ブロックＢに属する電池に強制移転させることが
できる。双方向昇圧コンバータ４４は、かかる機能を双
方向的に提供すべく、即ち端子ｃｄ間電圧を昇圧して端
子ａｂ側に出力すべく、ダイオードＤ２、トランジスタ
Ｑ２、リアクトルＬ２及びコンタクタＳ６をも有してい
る。コンタクタＳ５及びＳ６は、昇圧方向と逆方向に電
流が流れることを防止する。
【００２４】電池回路１２内には、電池管理ＥＣＵ３２
やＨＶＥＣＵ２６にて必要な情報を得るため、電流セン
サ４６及び４８、電圧センサ５０及び５２並びに温度セ
ンサ５４及び５６が設けられている。センサ４６、５０
及び５４はそれぞれ電池ブロックＡの電流ＩＡ、電圧Ｖ
Ａ及び温度ＴＡを検出し、センサ４８、５２及び５６は
それぞれ電池ブロックＢの電流ＩＢ、電圧ＶＢ及び温度
ＴＢを検出する。電池管理ＥＣＵ３２は、これらのセン
サにて得られた情報に基づき、電池ブロックＡ及びＢ各
々についてＳＯＣを求める。電池管理ＥＣＵ３２は、更
に、コンタクタＳＭ、Ｓ１及びＳ２並びにトランジスタ
Ｑ１及びＱ２を制御する。なお、双方向昇圧コンバータ
４４を構成する部品やコンタクタＳ１及びＳ２には弱電
流しか流れないため、これらは低コストにて実現でき
る。モータ１４への駆動電流供給等のためコンタクタＳ
Ｍには大電流が流れることがあり、従ってコンタクタＳ
Ｍとしては大電流用の比較的高価な部品を使用しなけれ
ばならないが、従来からいわゆるメインコンタクタとし
て用いられていたものの配設部位を電池ブロック間に移
動させるのみでよいため、これによってコストアップが
生じることはない。図中、コンタクタＳＭは単一のコン
タクタにて構成されているが、インバータ２２及び２４
の直流端子間に配設されたコンデンサ（図示せず）の充
電による突入電流を回避乃至低減するため、充電電流制
限用の抵抗、この抵抗と直列接続された第１コンタク
タ、並びに充電過渡現象終了後に第１コンタクタ及び抵
抗の両端を短絡する第２コンタクタからなる構成として
もよい。
【００２５】（２）電池ブロック間電荷強制移転 図５に本実施形態における均等充電の原理を、図６に同
リフレッシュ放電の原理を、それぞれ示す。本実施形態
における特徴的な処理の一つは、前述のように電池ブロ
ックＡ及びＢに分割された電池回路１２並びにその双方
向昇圧コンバータ４４を利用して、外部電源なしで、ま
たＩＧオフ後に、均等充電及びリフレッシュ放電を実行
可能とすることである。まず、均等充電が必要かつ可能
なときには、図５に示されるように、一方の電池ブロッ
ク（例えばＡ）から他方の電池ブロック（例えばＢ）へ
と、双方向昇圧コンバータ４４を介し電荷を強制的に移
転させる（図中の１個目のＡ→Ｂ）。移転を受けた電池
ブロックＢのＳＯＣが所定の高い値（例えば１００％を
若干上回る値）に至ったとき、今度は逆方向に電荷を強
制移転させる（図中のＢ→Ａ）。移転を受けた電池ブロ
ックＡのＳＯＣがその結果所定の高い値に至った時点で
は、電池ブロックＡ及びＢのいずれに関しても均等充電
が終了している。また、リフレッシュ放電が必要かつ可
能なときにも、図６に示されるように、電池ブロックＡ
から電池ブロックＢへと双方向昇圧コンバータ４４を介
し電荷を強制的に移転させ、電池ブロックＡのＳＯＣが
所定の低い値（例えば０％）に至ったとき今度は逆方向
に電荷を強制移転させる。電池ブロックＢのＳＯＣがそ
の結果所定の低い値に至った時点では、電池ブロックＡ
及びＢのいずれに関してもリフレッシュ放電が終了して
いる。このように、複数の電池ブロック間の電荷強制移
転を交互に実行することにより、ガレージに充電器や放
電器を設けることなしに均等充電及びリフレッシュ放電
を実行可能になる等のメリットが生じる。
【００２６】電池ブロック間の電荷強制移転は、更に、
電池ブロックのＳＯＣを互いにバランスさせるのに利用
することができる。即ち、上述の原理による均等充電又
はリフレッシュ放電の後には、図７に示されるように電
池ブロックＡ及びＢの間にＳＯＣのアンバランスが発生
する。このアンバランスを放置すると、車両走行中にＳ
ＯＣ高の側の電池ブロックが過充電になりまたＳＯＣ低
の側の電池ブロックが過放電になる可能性がある。その
ため、上述の原理による均等充電又はリフレッシュ放電
の後には、図５及び図６中２個目のＡ→Ｂにて表されて
いるように、両電池ブロックのＳＯＣがほぼ等しくなる
まで（即ち両者の間に有意差がなくなるまで）、ＳＯＣ
高の側の電池ブロックＡからＳＯＣ低の側の電池ブロッ
クＢへと、双方向昇圧コンバータ４４を用いて電荷を強
制移転させる（以下、これを「バランス充放電」と呼
ぶ）。バランス充放電の実行の後ＩＧが再度オンされた
時点においては、ＳＯＣの電池ブロック間アンバランス
がない状態で、電池回路１２の使用を開始できる。ま
た、図５及び図６に示される均等充電又はリフレッシュ
放電（及びこれに伴うバランス充放電）が何等かの理
由、例えばＩＧがオンされたという理由で中断したとき
にも、図７の如くアンバランスが発生する。このアンバ
ランスは、後述するように、シフトポジションがニュー
トラル（Ｎ）又はパーキング（Ｐ）に投入されたときに
バランス充放電を実行することにより、低減乃至解消で
きる。
【００２７】更に、本実施形態では車両がエンジン駆動
発電機１０を搭載しているため、エンジン駆動発電機１
０の発電制御直接にはインバータ２２の制御を通じ、電
池回路１２を構成する全電池の直列接続体のＳＯＣを目
標管理できる。従って、ＩＧオン時に図７の如くアンバ
ランスが生じているときに、図８に示される如く、両電
池ブロックのＳＯＣの中間値（典型的には平均）を含む
よう、ＳＯＣの目標範囲を通常の目標範囲より狭く絞っ
てやれば、電池ブロックＡ、Ｂの過充電、過放電による
損傷を防止できる。この効果は、シフト＝Ｎ又はＰ時に
おけるバランス充放電との併用により、更に高まる。な
お、ＳＯＣの目標範囲は、通常は、２０〜８０％、３０
〜７０％といった範囲である。図７に示されるアンバラ
ンスが生じているとき、図８に示す範囲制限を実行する
に当たっては、目標範囲の下限を（ｘＡ０＋ｘＢ０）／
２−ε、上限を（ｘＡ０＋ｘＢ０）／２＋δとする（但
し、０＜ε＜（１−ｘＡ０）／２、０＜δ＜ｘＢ０／
２、ｘＡ０，ｘＢ０：電池ブロックＡ，ＢのＳＯＣ）。
【００２８】また、図９に示されるように、均等充電が
必要になったときに目標範囲を通常（例えば５０％中心
の値）より高めの値（例えば８０％中心の範囲）にシフ
トし逆にリフレッシュ放電が必要になったときに低めの
値（例えば３０％中心の範囲）にシフトするようにすれ
ば、“均等充電（又はリフレッシュ放電）が必要な時期
が到来しているけれども、電池のＳＯＣが不足（又は過
剰）であるため、均等充電（又はリフレッシュ放電）を
実行できない”といった状況がＩＧオフ直後の時点で生
じることを、防ぐことができる。更に、均等充電やリフ
レッシュ放電に用する時間が短くて済み、従って短時間
のＩＧオフの間にこれを済ますことが可能になるため、
適切な時期に遅れなく均等充電やリフレッシュ放電を実
行できるという効果が発生する。均等充電やリフレッシ
ュ放電が必要であることは、前回の均等充電又はリフレ
ッシュ放電からの経過時間や、現時点におけるＳＯＣ又
は電圧のアンバランスを、しきい値判定することによ
り、検出できる。均等充電やリフレッシュ放電を実行可
能であることは、ＳＯＣが十分高い（均等充電の場合）
又は低い（リフレッシュ放電の場合）か否かにより、判
断できる。
【００２９】なお、図５、図６及び図９においては、作
図の便宜上、双方向昇圧コンバータ４４やその周辺の部
材にて発生する損失を無視している。また、実際、均等
充電やリフレッシュ放電はたまにしか行われないため、
この損失による車両効率の低下は、十分無視できるほど
小さい。
【００３０】（３）ＥＣＵの動作 ＨＶＥＣＵ２６及び電池管理ＥＣＵ３２は、上述の原理
を実施すべく、図１０以降に示される処理を実行する。
これらの図のうち図１０はＨＶＥＣＵ２６の動作を、他
の図は電池管理ＥＣＵ３２の動作を、それぞれ示してい
る。
【００３１】まず、車両操縦者等によってＩＧがオンさ
れると、ＨＶＥＣＵ２６及び電池管理ＥＣＵ３２が動作
を開始する。動作開始後、電池管理ＥＣＵ３２はまずコ
ンタクタＳ１及びＳ２をオフ、コンタクタＳＭをオン、
トランジスタＱ１をオンさせる（図１１：２００）。こ
のステップが実行されると、電池ブロックＡ及びＢの直
列接続体がインバータ２２及び２４の直流端子間に挿入
されかつ双方向昇圧コンバータ４４が電池ブロックＡ及
びＢ双方から切り離された回路状態となる。電池管理Ｅ
ＣＵ３２は、電池ブロックＡ及びＢのＳＯＣを、検出し
た電流等に基づき求め（２０２）その他の情報と併せて
ＨＶＥＣＵ２６へ送信する（２０４）。ＨＶＥＣＵ２６
は、電池管理ＥＣＵ３２からの信号を入力すると共にト
ランジスタＱ４をオンさせる（図１０：１００）。
【００３２】この後、ＩＧがオフされるまでの間（図１
０：１０２，図１１：２０６）、ＨＶＥＣＵ２６及び電
池管理ＥＣＵ３２は、電池管理ＥＣＵ３２が検出・送信
するＳＯＣ等の信号をＨＶＥＣＵ２６が受信し（図１
１：２０４，図１０：１０４）、受信した信号に基づき
ＨＶＥＣＵ２６がＳＯＣの目標管理を含むインバータ制
御を実行する（図１０：１０６）、という処理を、例外
的な状況下を除いて、繰り返す。ＩＧがオフされると、
ＨＶＥＣＵ２６は、コンタクタＳ４にて保持していた電
源をトランジスタＱ４をオフすることにより断ち、動作
を終了する（１０８）。電池管理ＥＣＵ３２は、ＩＧオ
フ後制御に移行する（２０８）。図１２に示されるＩＧ
オフ後制御においては、電池管理ＥＣＵ３２は、まずコ
ンタクタＳＭをオフすることにより電池回路１２とイン
バータ２２及び２４との接続を解消した上で（３０
０）、コンタクタＳ３にて保持していた電源をトランジ
スタＱ３をオフすることにより断ち、動作を終了する
（３０２）。
【００３３】電池管理ＥＣＵ３２は、ＩＧがオンしてい
る間、上述のＳＯＣ検出及びＨＶＥＣＵ２６との通信の
他に、均等充電の要否判定（図１１：２１０）やリフレ
ッシュ放電の要否判定（２１２）を実行する。即ち、前
回の均等充電又はリフレッシュ放電からの経過時間や現
時点における電池ブロック間電圧又はＳＯＣアンバラン
スが所定値を上回ったとき、電池管理ＥＣＵ３２は、均
等充電又はリフレッシュ放電が必要であると判断し、そ
の旨をＨＶＥＣＵ２６に通知する（２１４，２１６）。
ＨＶＥＣＵ２６は、均等充電が必要であるとの通知を受
けたときには（図１０：１１０）、ＳＯＣの目標範囲を
前述のようにやや高めの値に変更し（１１２）、またリ
フレッシュ放電が必要であるとの通知を受けたときには
（１１４）やや低めの値に変更する（１１６）。これら
の通知が到来していないときには、ＨＶＥＣＵ２６は、
原則として通常通りの目標範囲に従いＳＯＣを管理する
（１１８）。このような動作を通じ、電池回路１２中の
電池のＳＯＣは、均等充電又はリフレッシュ放電に適し
た高めの又は低めのレベルにシフトしていく。
【００３４】その後ＩＧがオフされた時点で、電池管理
ＥＣＵ３２は、ステップ３００の後均等充電又はリフレ
ッシュ放電を実行する。即ち、図１２に示されるよう
に、均等充電が必要であって（３０４）且つＳＯＣが十
分高く短時間での均等充電が可能なとき（３０６）に
は、電池管理ＥＣＵ３２は、均等充電を実行する（３０
８）。また、リフレッシュ放電が必要であって（３１
０）且つＳＯＣが十分低く短時間でのリフレッシュ放電
が可能なとき（３１２）には、電池管理ＥＣＵ３２は、
リフレッシュ放電を実行する（３１４）。均等充電実行
後及びリフレッシュ放電実行後には、電池管理ＥＣＵ３
２は、バランス充放電を実行した上で（３１６）、ステ
ップ３０２に移行する。ステップ３０２では、前述の電
源自己保持解除と同時に又はこれに先立ち、コンタクタ
Ｓ１及びＳ２がオフされ、これにより双方向昇圧コンバ
ータ４４が電池ブロックＡ及びＢから切り離される。
【００３５】均等充電を実行する際に、電池管理ＥＣＵ
３２は、電池ブロックＡ及びＢの現在のＳＯＣ、均等充
電終了時のＳＯＣの目標値、双方向昇圧コンバータ４４
を介した単位時間当たり充放電電流量等に基づき、均等
充電を実行するのに必要な時間を算出する（図１３：４
００）。電池管理ＥＣＵ３２は、続いて、内蔵するカウ
ンタｔの値を０にリセットし（４０２）、表示器３６の
均等表示部３８を点灯させるとともに、時間表示部４２
上にステップ４０２で算出した所要時間を表示させる
（４０４）。電池管理ＥＣＵ３２は、カウンタｔの値を
逐次インクリメントしていき（４０６）、カウンタｔの
内容が所定値Ｔ以上になるまでの間に（４０８）スイッ
チＳＷがオン操作されないときは（４１０）、トランジ
スタＱ３をオフすることにより自己に対する電源供給を
断つ（４１２）。
【００３６】カウンタｔがＴ以上になる以前にスイッチ
ＳＷがオン操作されたときには、電池管理ＥＣＵ３２
は、コンタクタＳ１及びＳ２をオンさせることにより電
池ブロックＡ及びＢを双方向昇圧コンバータ４４に接続
するとともにコンタクタＳ５をオン、Ｓ６をオフし（４
１４）、その上でトランジスタＱ１に対しオン／オフの
繰返し信号を供給することにより、双方向昇圧コンバー
タ４４に、電池ブロックＡの端子電圧を昇圧して電池ブ
ロックＢの端子間に印加する動作すなわち電池ブロック
Ａの出力により電池ブロックＢの充電動作を実行させる
（４１６）。電池ブロックＢの均等充電が完了すると
（例えば電池ブロックＢのＳＯＣが１１０％を上回る
と）（４１８）、電池管理ＥＣＵ３２は、今度は逆に、
電池ブロックＢの端子電圧を昇圧して電池ブロックＡの
端子間に印加する動作すなわち電池ブロックＢの出力に
よる電池ブロックＡの充電動作を、双方向昇圧コンバー
タ４４に実行させるべく、コンタクタＳ５をオフ、Ｓ６
をオンした上で、トランジスタＱ２を繰り返しオン／オ
フさせる（４２０）。電池ブロックＡに関しても均等充
電が完了すると（４２２）、電池管理ＥＣＵ３２は、均
等充電にかかる制御を終了し、前述のステップ３１６に
移行する。
【００３７】また、リフレッシュ放電の際には、電池管
理ＥＣＵ３２は、均等充電の際のステップ４００〜４２
２とほぼ同内容のステップ５００〜５２２を実行する
（図１４）。ただし、ステップ５００にて算出されるの
は均等充電の所要時間でなくリフレッシュ放電の所要時
間であり、ステップ５０４にて点灯するのは均等表示部
３８ではなくリフレッシュ表示部４０である。さらに、
ステップ５１８及び５２２にては、それぞれ、電池ブロ
ックＡ又はＢのリフレッシュ放電が完了したか否かすな
わち当該電池ブロックのＳＯＣが実質的に０％に至った
か否かが判定される。
【００３８】均等充電又はリフレッシュ放電が終了した
後は、電池管理ＥＣＵ３２は、図１２に示されるように
バランス充放電にかかるルーチンに移行する（３１
６）。バランス充放電に当たっては、電池管理ＥＣＵ３
２は、まず、電池ブロックＡのＳＯＣが電池ブロックＢ
のＳＯＣ以上か否かを判定する（図１５：６００）。図
１３及び図１４に示す処理が正常に終了していれば、ス
テップ３１６移行時点ではＳＯＣに関しＡ≧Ｂが必ず成
立しているため、この場合、電池管理ＥＣＵ３２の動作
はステップ６００からステップ６０２に移行する。ステ
ップ６０２においては、電池管理ＥＣＵ３２は、コンタ
クタＳ５をオン、Ｓ６をオフした上で、トランジスタＱ
１を繰り返しオン／オフさせる信号を発生させることに
より、電池ブロックＡの端子電圧を昇圧して電池ブロッ
クＢの端子間に印加する充電動作を、双方向昇圧コンバ
ータ４４に実行させる。電池管理ＥＣＵ３２は、この動
作を、ＳＯＣに関し電池ブロックＡ及びＢ間の有意差が
なくなるまで続け（６０４）、有意差がなくなった時点
で電池管理ＥＣＵ３２の動作は図１２のステップ３０２
に移行する。
【００３９】ところで、前述のように表示器３６への表
示及びこれに応答したスイッチＳＷの操作を通じて車両
操縦者等から均等充電及びリフレッシュ放電の実行可否
に関する判断を経てはいるというものの、実際には、均
等充電、リフレッシュ放電又はその後のバランス充放電
が終了しないうちに、再びＩＧがオン操作されることが
あり得る。電池管理ＥＣＵ３２の動作は、均等充電、リ
フレッシュ放電又はバランス充放電を実行中であって
も、ＩＧがオンされるのに応じて、図１１に示される走
行時制御（図１３：４２４，図１４：５２４，図１５：
６０６）に移行する（図１３：４２６，４２８，図１
４：５２６，５２８，図１５：６０８，６１０）。かか
る場合には、一般に、電池ブロックＡ及びＢ間にＳＯＣ
のアンバランス（図７参照）が残存したまま、車両の走
行が開始されることになる。このような状態が長時間続
くとＳＯＣが高い側の電池ブロックが過充電ぎみとなり
また低い側の電池ブロックが過放電ぎみとなる結果電池
回路１２の寿命が短くなってしまうため、本実施形態に
おいては、これを避けるための処理がＨＶＥＣＵ２６及
び電池管理ＥＣＵ３２にて実行されている。
【００４０】まず、図１０に示されるように、信号初期
入力にかかるステップ１００を実行した後、ＨＶＥＣＵ
２６は、バランス充放電が必要であるか否かを入力した
信号のうちＳＯＣに基づき判定する（１２０）。バラン
ス充放電が必要でなければＨＶＥＣＵ２６は前述のステ
ップ１１０に移行し、逆に均等充電動作等が中断された
結果バランス充放電が必要となっているときにはＳＯＣ
管理にかかる目標範囲を電池ブロックＡ及びＢのＳＯＣ
の中間値を含む比較的狭い範囲（図８参照）に制限する
（１２２）。電池管理ＥＣＵ３２は、ＩＧがオフされる
までの間（１０２，１２４）、このように制限された目
標範囲によるＳＯＣ管理を実行する（１０４，１０
６）。このような管理の結果、電池管理ＥＣＵ３２から
入力されるＳＯＣ（１０４）から見て電池ブロックＡ及
びＢ間にＳＯＣの有意差がなくなったと見なせるに至っ
た時点で（１２０）、ＨＶＥＣＵ２６はステップ１２２
による目標範囲の制限を解除する。すなわち、（均等充
電やリフレッシュ放電の必要が生じていない限り）ＳＯ
Ｃの目標範囲が通常の値に復帰する（１１８）。
【００４１】ステップ１２２にかかる目標範囲の制限が
施されたけれどもＩＧがオフされるまでの間に電池ブロ
ックＡ及びＢの間のＳＯＣのアンバランスが解消されな
かったときには（１２６）ＨＶＥＣＵ２６は、ステップ
１０８を実行するのに先立ち、電池管理ＥＣＵ３２に対
しバランス充放電指令を与える（１２８）。電池管理Ｅ
ＣＵ３２は、図１２に示されるように、ＨＶＥＣＵ２６
からバランス充放電指令が与えられているときは（３１
８）、均等充電やリフレッシュ放電が必要となっている
場合（従って前述の手順にてバランス充放電が実行され
るとき）を除いて、ステップ３１６にかかるバランス充
放電を実行する。従って、本実施形態においては、ＩＧ
オン時に発生していたアンバランスがＩＧオフまでの間
に十分低減乃至解消されなかった場合であっても、ＩＧ
オフ後にバランスを回復することができる。
【００４２】さらに、ＨＶＥＣＵ２６は、ステップ１２
２にかかる目標範囲の制限が実行されている間にシフト
レバーが操作されシフトポジションがニュートラル
（Ｎ）又はパーキング（Ｐ）となったときに（１３
０）、同様のバランス充放電指令を電池管理ＥＣＵ３２
に対して与える（１３２）。電池管理ＥＣＵ３２は、図
１１に示されるように、ＨＶＥＣＵ２６からバランス充
放電指令が与えられたとき（２１８）、これに応じてバ
ランス充放電を実行する（２２０）。このように、本実
施形態においては、シフトポジションがＮ又はＰにある
ときにもバランス充放電が実行されるため、走行開始時
における電池ブロック間のＳＯＣのアンバランスを早期
に解消することが可能になる。
【００４３】なお、ＨＶＥＣＵ２６からのバランス充放
電指令に応じて実行されるバランス充放電の開始時点で
は、ステップ３１６にて実行されるバランス充放電の際
と異なり、電池ブロックのＳＯＣ間にＡ＜Ｂの関係が成
立することがある。そのため、図１５に示されるよう
に、ＳＯＣの電池ブロック間比較にかかるステップ６０
０が実行され、また、ステップ６０２、６０８及び６０
４に対応するステップ６１２、６１０及び６１４がＡ＜
Ｂの場合に実行される。ステップ６１２にて実行される
のは、ステップ６０２における電池ブロックＡから電池
ブロックＢへの充電とは異なり、電池ブロックＢから電
池ブロックＡへの充電である。さらに、ＨＶＥＣＵ２６
からのバランス充放電指令に応じてバランス充放電を実
行するときには、コンタクタＳ１及びＳ２がオフしてお
りかつコンタクタＳＭがオンしているから、電池管理Ｅ
ＣＵ３２はまずコンタクタＳ１及びＳ２をオンさせる処
理（６１４）とコンタクタＳＭがオンしていればオフさ
せる処理（６１６，６１８）とを図１５に示す手順の冒
頭に実行する。また、ステップ１３２にて発行されたバ
ランス充放電指令に応じてバランス充放電が実行される
場合にはＩＧがオンしたままであるので、図１５に示さ
れる手順において、ＩＧがオンしておりかつシフトポジ
ションがＤレンジにあることをもって、走行時制御に移
行する（６２０，６２２）。
【００４４】
【発明の効果】本発明の第１の構成によれば、車両走行
用モータ／ジェネレ−タと電力を授受する複数の電池
を、各々起電力を有する複数の電池ブロックに分け、車
両走行時にはこれらを直列接続して車両走行用モータ／
ジェネレ−タとの電力授受に利用する一方で、車両走行
用モータ／ジェネレ−タと電力を授受する必要がないと
きには、所定の均等充電実行条件又はリフレッシュ放電
実行条件の成立を条件として、電池ブロックから他の電
池ブロックへの強制的な電荷移転を上記複数の電池ブロ
ック各々について順に実行するようにしたため、所定の
均等充電時ＳＯＣ又はリフレッシュ放電時ＳＯＣを目標
とする均等充電又はリフレッシュ放電を、そのための大
きな装置又は設備を車両に搭載し又は車外に設けること
なく実行でき、ひいては電動車両の使用場所の制約の緩
和やコストダウンを実現できる。同時に、均等充電やリ
フレッシュ放電のための充放電操作の煩わしさから、ユ
ーザを解放でき、より使い勝手の良い車両が得られる。
【００４５】本発明の第２の構成によれば、複数の電池
ブロックに関し均等充電又はリフレッシュ充電が終了し
た後に、電池ブロックから他の電池ブロックへの強制的
な電荷移転を複数の電池ブロック各々について順に実行
することにより、各電池ブロック間のＳＯＣの有意差を
解消させるようにしたため、電池ブロック間強制電荷移
転による均等充電やリフレッシュ放電が行われたにもか
かわらず、大概の場合、電池ブロック間でＳＯＣが互い
に実質的にバランスした状態で、車両を走行させること
ができる。従って、電池ブロック間のＳＯＣアンバラン
スを原因とする問題点を防止でき、電池寿命の維持延長
等を実現できる。また、ＳＯＣをバランスさせるための
回路等としては均等充電やリフレッシュ放電の際に強制
的電荷移転に用いたものを利用できるから、格別な回路
等の追加は不要で、実施コストの増大も生じない。
【００４６】本発明の第３の構成によれば、車両走行用
モータ／ジェネレ−タとの電力の授受の必要性が失われ
たとき又は車両走行用モータ／ジェネレ−タとの電力の
授受を一時的に休止する余地が生じたときに、電池ブロ
ックから他の電池ブロックへの強制的な電荷移転を上記
複数の電池ブロック各々について順に実行することによ
り、車両走行中に存在していた各電池ブロック間のＳＯ
Ｃの有意差を解消させるようにしたため、第１又は第２
の構成における電池ブロック間強制電荷移転が中断され
たとき等においても、これによって車両走行開始時に生
じていた電池ブロック間ＳＯＣアンバランスを、車両走
行に支障を発生させることなく早期に解消できる。従っ
て、かかる中断等が生じた場合でも、電池ブロック間の
ＳＯＣアンバランスを原因とする問題点を防止でき、電
池寿命の維持延長等を実現できる。また、ＳＯＣをバラ
ンスさせるための回路等としては均等充電やリフレッシ
ュ放電の際に強制的電荷移転に用いたものを利用できる
から、格別な回路等の追加は不要で、実施コストの増大
も生じない。
【００４７】本発明の第４の構成によれば、均等充電又
はリフレッシュ充電を実行するのに先立ち当該実行に必
要な時間を乗員に通知し、乗員からの許可／禁止に係る
指示の別に応じて均等充電又はリフレッシュ充電を許可
／禁止するようにしたため、均等充電又はリフレッシュ
放電の実行に関し乗員の意向を反映させることができ
る。従って、短時間の停車であるにもかかわらず均等充
電やリフレッシュ放電が実行され従って車両走行再開時
に電池ブロック間にＳＯＣの有意差が残ってしまう、と
いった状況、ひいては電池の過充電及び過放電が生じに
くくなり、電池寿命をより延長できる。
【００４８】本発明の第５の構成によれば、電池ブロッ
クの直列接続体のＳＯＣが目標範囲内に存し続けるよう
エンジン駆動発電機等の可変出力電力源の出力を制御す
る電動車両に、第１の構成を適用したため、均等充電や
リフレッシュ放電のみのために充電又は放電用の装置又
は設備を車内又は車外に設ける必要が無くなり、実施コ
ストの低減や使用場所制約の緩和が実現され、ハイブリ
ッド車を普及させる上での支障が排除される。また、均
等充電実行条件又はリフレッシュ放電実行条件の成立に
応じて、均等充電時ＳＯＣ又はリフレッシュ放電時ＳＯ
Ｃに近接した範囲を占めるようＳＯＣの目標範囲を設定
するようにしたため、均等充電やリフレッシュ放電に必
要な時間を短縮できる。
【００４９】本発明の第６の構成によれば、電池ブロッ
クの直列接続体のＳＯＣが目標範囲内に存し続けるよう
エンジン駆動発電機等の可変出力電力源の出力を制御す
る電動車両に、第１の構成を適用したため、均等充電や
リフレッシュ放電のみのために充電又は放電用の装置又
は設備を車内又は車外に設ける必要が無くなり、実施コ
ストの低減や使用場所制約の緩和が実現され、ハイブリ
ッド車を普及させる上での支障が排除される。また、電
池ブロック間にＳＯＣの有意差が存在しているときにＳ
ＯＣの目標範囲を微小な範囲に制限するようにしたた
め、車両走行開始時点で或いは車両走行中のある時点で
電池ブロックのＳＯＣの間に有意差が生じていたとして
も、各電池ブロックの過充電・過放電による電池の損傷
を防止することができる。加えて、第６の構成を第３の
構成と組み合わせることにより、例えば、均等充電の中
断によって生じたアンバランスを走行中のＳＯＣ管理及
びニュートラル時の電荷移転操作にて早期に解消する、
といった制御が可能になる。
【００５０】
【補遺】以上の説明では、本発明を「電動車両」に係る
発明である旨表現していたが、本発明は、例えば電気自
動車、ハイブリッド車、制御装置・方法等としても、把
握できる。かかる対象限定又はカテゴリ変更に関して
は、当業者であれば、本願の開示内容から一意に成し得
る。また、本発明は、電池回路、均等充電装置・方法、
リフレッシュ放電装置・方法、バランス充放電装置・方
法、ＳＯＣ管理装置・方法、均等充電／リフレッシュ放
電所要時間報知装置・方法等、前述の第１〜第６の構成
のサブコンビネーションの形で、表現することができ
る。かかる特徴抽出に関しても、当業者であれば、本願
の開示内容から一意に成し得る。
【００５１】実施形態の欄では、シリーズハイブリッド
車を例として説明したが、本願にて提案している各種の
改良のうち電池以外の車載電力源を前提とする部分を除
き、本発明は純粋な電気自動車にも適用できる。また、
実施形態の欄では、ここでいう“電池以外の車載電力
源”としてエンジン駆動発電機即ちエンジンの機械出力
にて駆動される発電機を示したが、太陽電池、燃料電池
等、これ以外の電力源を使用してもよい。本願にて提案
している各種の改良のうちＳＯＣの管理に関する部分を
実現するには、“電池以外の車載電力源”はその出力を
制御可能な可変出力電力源であるのが望ましい。更に、
エンジンの機械出力及びモータの機械出力を並列に駆動
輪に伝達可能な車両も、純粋な電気自動車と同じシステ
ム構成部分を有しているから、本発明を適用できる。特
に、エンジンの軸上にモータを設けたパラレルハイブリ
ッド車のように、そのモータをエンジン駆動発電機とし
て動作させることができる車両においては、本願にて提
案している各種の改良のうち電池以外の車載電力源を前
提とする部分をも、実施できる。
【００５２】前述の実施形態では、制御デバイスとして
ＨＶＥＣＵ及び電池管理ＥＣＵが設けられ、本発明の特
徴に係る各種の制御手順が両ＥＣＵにて分担され、また
本発明の特徴に係る制御手順の一部は両ＥＣＵ間の通信
にて実現されているが、本発明はこれ以外の態様、例え
ば単一のＥＣＵにて全ての制御手順を実行し従ってＥＣ
Ｕ間の通信は必要でない態様によって実施することもで
きる。また、双方向昇圧コンバータに代えて、単方向昇
圧コンバータを用い、充放電の方向の変更に応じて電池
ブロックに対する接続を切り替えるようにしてもよい。
更に、電池ブロックの個数の変更やこれに伴う回路及び
制御手順の変更は、当業者にとっては自明な事項であ
る。そして、実施形態の欄では、特に読み易さを達成す
るために、図面での明示がなくとも当業者には理解でき
るいくつかの部材、例えばエンジンとモータ／ジェネレ
ータの間の増速機等を省略している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる電動車両の概略
システム構成を示すブロック図である。
【図２】 この実施形態におけるＨＶＥＣＵ及び電池管
理ＥＣＵの周辺回路構成を示すブロック図である。
【図３】 この実施形態における電池回路の内部構成を
示す回路図である。
【図４】 この実施形態における双方向昇圧コンバータ
の内部構成を示す回路図である。
【図５】 この実施形態における均等充電の原理を示す
概念図である。
【図６】 この実施形態におけるリフレッシュ放電の原
理を示す概念図である。
【図７】 電池ブロック間にＳＯＣのアンバランスが生
じている状態を示す概念図である。
【図８】 このアンバランスを解消するためのＳＯＣの
目標範囲の制限を示す概念図である。
【図９】 均等充電又はリフレッシュ放電が必要になっ
たときのＳＯＣの目標範囲の変更を示す概念図である。
【図１０】 ＨＶＥＣＵの動作の流れを示すフローチャ
ートである。
【図１１】 電池管理ＥＣＵの動作のうち走行時制御の
流れを示すフローチャートである。
【図１２】 電池管理ＥＣＵの動作のうちＩＧオフ後の
動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】 電池管理ＥＣＵの動作のうち均等充電動作
の流れを示すフローチャートである。
【図１４】 電池管理ＥＣＵの動作のうちリフレッシュ
放電動作の流れを示すフローチャートである。
【図１５】 電池管理ＥＣＵの動作のうちバランス充放
電動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ エンジン駆動発電機、１２ 電池回路、１４ モ
ータ、１８ エンジン、２０ モータ／ジェネレータ、
２２，２４ インバータ、２６ ＨＶＥＣＵ、３２ 電
池管理ＥＣＵ、３４ 補機電池、３６ 表示器、３８
均等表示部、４０ リフレッシュ表示部、４２ 時間表
示部、４４ 双方向昇圧コンバータ、４６，４８ 電流
センサ、５０，５２ 電圧センサ、５４，５６ 温度セ
ンサ、ＩＧ イグニッションスイッチ、ＳＭ メインコ
ンタクタ、Ｓ１，Ｓ２ 双方向昇圧コンバータ接続用の
コンタクタ、Ｓ３，Ｓ４ 電源保持用のコンタクタ、Ｄ
１，Ｄ２ ダイオード、Ｌ１，Ｌ２ 昇圧用のリアクト
ル、Ｑ１，Ｑ２ 昇圧用のトランジスタ、Ｑ３，Ｑ４
電源保持用のトランジスタ、ＳＯＣ 電池全体又は電池
ブロックの充電状態。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｆ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各々起電力を有する複数の電池ブロック
    を含む電池ブロック群と、 上記複数の電池ブロックの直列接続体との間で電力を授
    受する車両走行用モータ／ジェネレ−タと、 上記電池ブロック群に関し所定の均等充電実行条件又は
    リフレッシュ放電実行条件が成立しているか否かを判定
    する手段と、 車両走行用モータ／ジェネレ−タとの間で電力を授受す
    る必要がないときに、上記成立を条件として電池ブロッ
    クから他の電池ブロックへの強制的な電荷移転を上記複
    数の電池ブロック各々について順に実行することによ
    り、各電池ブロックを、所定の均等充電時充電状態又は
    リフレッシュ放電時充電状態を目標として均等充電又は
    リフレッシュ放電させる手段と、 を搭載することを特徴とする電動車両。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電動車両において、 上記複数の電池ブロックに関し均等充電又はリフレッシ
    ュ充電が終了した後に、電池ブロックから他の電池ブロ
    ックへの強制的な電荷移転を上記複数の電池ブロック各
    々について順に実行することにより、各電池ブロック間
    の充電状態の有意差を解消させる手段を搭載することを
    特徴とする電動車両。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電動車両におい
    て、 車両走行用モータ／ジェネレ−タとの電力の授受の必要
    性が失われたとき又は車両走行用モータ／ジェネレ−タ
    との電力の授受を一時的に休止する余地が生じたとき
    に、電池ブロックから他の電池ブロックへの強制的な電
    荷移転を上記複数の電池ブロック各々について順に実行
    することにより、車両走行中に存在していた各電池ブロ
    ック間の充電状態の有意差を解消させる手段を搭載する
    ことを特徴とする電動車両。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の電動車両において、 均等充電又はリフレッシュ充電を実行するのに先立ち当
    該実行に必要な時間を乗員に通知し当該実行に関し許可
    を求める手段と、 均等充電又はリフレッシュ充電を、許可が得られた場合
    には実行させ、得られなかった場合には禁止する手段
    と、 を搭載することを特徴とする電動車両。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の電動車両において、 上記直列接続体にその出力を供給する可変出力電力源
    と、 車両走行用モータ／ジェネレ−タとの間で電力を授受す
    る必要があるときに、上記直列接続体の充電状態が目標
    範囲内に存し続けるよう上記可変出力電力源の出力を制
    御する手段と、 上記可変出力電力源の出力が制御されているときに、上
    記成立を条件として、均等充電時充電状態又はリフレッ
    シュ放電時充電状態に近接した範囲を占めるよう上記目
    標範囲を設定する手段と、 を搭載することを特徴とする電動車両。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の電動車両において、 上記直列接続体にその出力を供給する可変出力電力源
    と、 車両走行用モータ／ジェネレ−タとの間で電力を授受す
    る必要があるときに、上記直列接続体の充電状態が目標
    範囲内に存し続けるよう上記可変出力電力源の出力を制
    御する手段と、 上記複数の電池ブロックの充電状態の間に有意差が存在
    しているときに、上記複数の電池ブロックの充電状態の
    平均的レベルに相当する充電状態を含む微小な範囲とな
    るよう、上記目標範囲を設定する手段と、 を搭載することを特徴とする電動車両。
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